JP2011122735A - Heat supply system - Google Patents

Heat supply system Download PDF

Info

Publication number
JP2011122735A
JP2011122735A JP2009278295A JP2009278295A JP2011122735A JP 2011122735 A JP2011122735 A JP 2011122735A JP 2009278295 A JP2009278295 A JP 2009278295A JP 2009278295 A JP2009278295 A JP 2009278295A JP 2011122735 A JP2011122735 A JP 2011122735A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
air
supply system
compressed air
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009278295A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiki Nagasaki
芳樹 長崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electric Power Company Holdings Inc
Original Assignee
Tokyo Electric Power Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electric Power Co Inc filed Critical Tokyo Electric Power Co Inc
Priority to JP2009278295A priority Critical patent/JP2011122735A/en
Publication of JP2011122735A publication Critical patent/JP2011122735A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/12Hot water central heating systems using heat pumps
    • Y02B30/126

Landscapes

  • Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat supply system which efficiently obtains a high-temperature heat source without requiring introduction of a new facility and extensive construction work and introduces a heat pump water heater for industrial use. <P>SOLUTION: The heat supply system 100 includes: an air compressor 110 at least including an air compression mechanism 112 compressing air to generate compressed air; and a heat pump 120 including a condenser 126, an expansion valve 128, an evaporator 122 and a heating medium compressor 124 in which a heating medium is circulated. The evaporator 122 is arranged on the downstream side of the air compression mechanism 112. In the evaporator 122, heat exchange is performed between the compressed air and the heating medium, and in the condenser 126, heat exchange is performed between a heated body which is a heating target and the heating medium. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、産業用の空調や給湯等に使用される熱を供給する熱供給システムに関する。   The present invention relates to a heat supply system that supplies heat used for industrial air conditioning, hot water supply, and the like.

近年、エネルギの有効利用(省エネルギ)、および温室効果ガスであるCO排出量削減の観点から、一般家庭へのヒートポンプ式給湯装置の普及が進んでいる。ヒートポンプ式給湯装置は、液体の熱媒体が、膨張により気化するときに周囲の熱を吸収し、凝縮により液化するときに熱を発する性質を利用している。これにより、燃焼式給湯装置に比べて、一次エネルギ消費量を約40%、CO排出量を約58%程度削減することができ、ランニングコストも大幅に抑えることが可能である。このような利点から、ヒートポンプ式給湯装置は、家庭用だけでなく産業用途への導入も検討されている。 In recent years, from the viewpoint of effective use of energy (energy saving) and reduction of CO 2 emission, which is a greenhouse gas, heat pump hot water supply apparatuses have been widely used in general households. A heat pump type hot water supply apparatus utilizes the property that a liquid heat medium absorbs ambient heat when vaporized by expansion and emits heat when liquefied by condensation. Thereby, compared with a combustion type hot water supply apparatus, the primary energy consumption can be reduced by about 40%, the CO 2 emission can be reduced by about 58%, and the running cost can be significantly reduced. Because of such advantages, heat pump hot water supply apparatuses are being considered for introduction to industrial use as well as home use.

上記の家庭用のヒートポンプ式給湯装置は、生成した湯の供給先が主に台所や浴室であるため、出湯温度は45℃〜60℃程度である。したがって、ヒートポンプ式給湯装置を循環する熱媒体を加熱するための熱源が空気であっても、熱媒体は湯を生成するための熱を十分に得ることが可能であった。   In the above-mentioned household heat pump hot water supply apparatus, the hot water supply destination is mainly the kitchen or bathroom, so the temperature of the hot water is about 45 ° C to 60 ° C. Therefore, even if the heat source for heating the heat medium circulating through the heat pump hot water supply apparatus is air, the heat medium can sufficiently obtain heat for generating hot water.

しかし、産業用途において利用される場合、給湯装置には70℃〜100℃程度の出湯温度が要求される場合が多い。このような高温の湯を生成するに際して、空気(大気)を熱源としてヒートポンプで加熱しようとすると、残りの熱量を圧縮機仕事で補わなくてはならなくなる。このため、圧縮機の仕事量ひいては消費電力量が増大し、ヒートポンプ式給湯装置の成績係数であるCOP(Coefficient Of Performance、動作係数とも称される)が著しく低下してしまう。   However, when used in industrial applications, the hot water supply apparatus often requires a tapping temperature of about 70 ° C to 100 ° C. In generating such hot water, if the air (atmosphere) is used as a heat source and is to be heated by a heat pump, the remaining amount of heat must be supplemented by the compressor work. For this reason, the work amount of the compressor and thus the power consumption increases, and the COP (Coefficient Of Performance, also referred to as an operation coefficient), which is a coefficient of performance of the heat pump type hot water supply apparatus, is significantly reduced.

COPを低下させることなく、すなわち圧縮機の仕事量を増大させることなく熱媒体を高温にするためには、熱媒体がより高温の熱源から熱を得ることが最も効率的である。そこで、ヒートポンプの熱源として高温の熱源、例えば燃焼ガスの排熱や蒸気ドレン水を利用することが考えられている。   In order to increase the temperature of the heat medium without lowering the COP, that is, without increasing the work of the compressor, it is most efficient for the heat medium to obtain heat from a higher temperature heat source. Therefore, it has been considered to use a high-temperature heat source such as exhaust heat of combustion gas or steam drain water as a heat source of the heat pump.

しかし、燃焼ガスをそのままヒートポンプの熱源として使用すると、熱媒体との熱交換により冷却された燃焼ガスの温度が酸露点に達し、燃焼ガスに含まれる酸性蒸気が凝結する。この凝結した酸性蒸気によりヒートポンプの熱交換器が腐食し、耐久性が低下するという問題がある。また燃焼ガスには粉塵が含まれていることが多く、かかる粉塵の固着により熱交換器の定期的な洗浄が不可欠となる。   However, if the combustion gas is used as it is as a heat source of the heat pump, the temperature of the combustion gas cooled by heat exchange with the heat medium reaches the acid dew point, and the acidic vapor contained in the combustion gas condenses. The condensed acidic vapor corrodes the heat exchanger of the heat pump, and there is a problem that durability is lowered. In addition, dust is often contained in the combustion gas, and regular cleaning of the heat exchanger becomes indispensable due to the adhesion of the dust.

そこで例えば特許文献1には、産業廃棄物中に含まれるプラスチックの熱分解により生じた生成ガスを溶解除去処理した後に燃焼させ、燃焼により生じた燃焼ガスを用いて空調設備であるヒートポンプを駆動させて冷暖房を行うエネルギの利用方法が開示されている。これによれば、生成ガスに含まれる酸性蒸気や粉塵を除去することにより燃焼ガスが清浄化されるため、かかる燃焼ガスをヒートポンプの熱源として利用可能となり、産業廃棄物の処理時に発生するエネルギを最大限利用することができるとしている。   Thus, for example, Patent Document 1 discloses that a product gas generated by thermal decomposition of plastic contained in industrial waste is burned after being dissolved and removed, and a heat pump that is an air conditioning facility is driven using the combustion gas generated by the combustion. A method of using energy for air conditioning is disclosed. According to this, since the combustion gas is purified by removing the acidic vapor and dust contained in the generated gas, the combustion gas can be used as a heat source of the heat pump, and the energy generated during the treatment of industrial waste is reduced. It is said that it can be used as much as possible.

特開平8−261424号公報JP-A-8-261424

しかし、特許文献1に記載の技術であると、燃焼ガスを清浄化するために、酸性蒸気を溶解させる溶解層や、溶解除去処理後の生成ガスを燃焼させる燃焼装置等が必要となる。このため、新たな設備を導入しなければならず、コストが増大してしまう。また産業用のヒートポンプ式給湯装置が導入されるような工場等の施設では、既に様々な設備が設けられていることが多く、新たな設備を導入するための設置面積の確保が困難なことがある。   However, the technique described in Patent Document 1 requires a dissolved layer that dissolves acidic vapor, a combustion device that burns the product gas after dissolution and removal processing, and the like in order to clean the combustion gas. For this reason, new equipment must be introduced, which increases costs. Also, in facilities such as factories where industrial heat pump type hot water heaters are introduced, various facilities are often already provided, and it is difficult to secure an installation area for introducing new facilities. is there.

また高温の熱源として蒸気ドレン水を利用する場合、かかる蒸気ドレン水は工場等の施設の複数箇所で発生しているため、それらを1箇所に集約するためには、既存の設備の隙間を縫って配管を張り巡らせる等の改修工事が必要となる。したがって、この場合においても、コスト面や配管の設置面積の確保に課題を有する。   In addition, when steam drain water is used as a high-temperature heat source, such steam drain water is generated at a plurality of locations in facilities such as factories. Therefore, in order to consolidate them at one location, a gap between existing facilities is sewn. Therefore, renovation work such as extending the piping is necessary. Accordingly, even in this case, there are problems in securing the cost and the installation area of the piping.

本発明は、このような課題に鑑み、新規設備の導入や大掛かりな工事を必要とすることなく、高温の熱源を効率的に得ることができ、ヒートポンプ式給湯装置の産業用途への導入が可能な熱供給システムを提供することを目的としている。   In view of such a problem, the present invention can efficiently obtain a high-temperature heat source without requiring the introduction of new facilities or large-scale construction, and can be introduced into industrial applications of a heat pump hot water supply device. It aims to provide a simple heat supply system.

上記課題を解決すべく発明者は鋭意検討し、工場等の施設に極めて高い確率で設置されている空気圧縮機に着目した。詳細には、工場等の施設では、空気圧縮機において空気を圧縮することにより生成される圧縮空気を用いて設備を駆動させている。この圧縮空気は、断熱圧縮により圧力の上昇に伴って温度も上昇している。しかし、過度に高温な状態の圧縮空気を供給すると損傷を受ける部品や配管もあるため、圧縮空気は冷却された後に各種設備に供給される。したがって、この冷却により放出される熱は、有効利用されることなく冷却(排熱)されていることとなる。そこで、発明者は、圧縮空気が冷却される際の熱に着目し、さらに検討を重ねることにより本願発明を完成するに到った。   The inventor diligently studied to solve the above problems, and focused on an air compressor installed at a very high probability in a facility such as a factory. Specifically, in facilities such as factories, equipment is driven using compressed air generated by compressing air in an air compressor. The temperature of the compressed air increases as the pressure increases due to adiabatic compression. However, there are parts and pipes that are damaged when the compressed air in an excessively high temperature is supplied, so the compressed air is supplied to various facilities after being cooled. Therefore, the heat released by this cooling is cooled (exhaust heat) without being effectively used. Therefore, the inventor has paid attention to the heat generated when the compressed air is cooled, and has further studied to complete the present invention.

上記課題を解決するために、本発明にかかる熱供給システムの代表的な構成は、空気を圧縮し圧縮空気を生成する空気圧縮機構を少なくとも有する空気圧縮機と、凝縮器、膨張弁、蒸発器、および熱媒体圧縮機を有し、これらを熱媒体が循環するヒートポンプと、を備え、蒸発器は空気圧縮機構の下流側に配置され、蒸発器では、圧縮空気と熱媒体とが熱交換を行い、凝縮器では、加熱対象である被加熱体と熱媒体とが熱交換を行うことを特徴する。   In order to solve the above problems, a typical configuration of a heat supply system according to the present invention includes an air compressor having at least an air compression mechanism for compressing air and generating compressed air, a condenser, an expansion valve, and an evaporator. And a heat pump that has a heat medium compressor and in which the heat medium circulates, and the evaporator is disposed downstream of the air compression mechanism, and in the evaporator, the compressed air and the heat medium exchange heat. In the condenser, the object to be heated and the heat medium exchange heat with each other.

上記構成では、空気圧縮機において生成された圧縮空気は、空気圧縮機構の下流側に配置されたヒートポンプの蒸発器において熱媒体と熱交換して冷却される。かかる熱交換において圧縮空気から大量の熱を得られるため熱媒体は高温となり、凝縮器において、加熱対象である被加熱体を高い温度まで加熱することができる。したがって、新規設備の導入や大掛かりな工事を必要とすることなく、高温の熱源を効率的に得ることができる。そして、高温の熱源との熱交換により熱媒体が高温となるため、ヒートポンプの熱媒体圧縮機において熱媒体を圧縮するための仕事量が増大せず、COPの低下が生じることがない。これにより、ヒートポンプ式給湯装置の産業用途への導入が可能となり、工場等の施設において省エネルギや環境負荷低減に優れた熱供給を行うことができる。また、単に排熱する空気圧縮機よりも、熱供給ができる空気圧縮機となるため、空気圧縮機としても付加価値の高いものとなる。   In the above configuration, the compressed air generated in the air compressor is cooled by exchanging heat with the heat medium in the evaporator of the heat pump arranged on the downstream side of the air compression mechanism. In such a heat exchange, a large amount of heat can be obtained from the compressed air, so that the heat medium becomes a high temperature, and the heated object to be heated can be heated to a high temperature in the condenser. Therefore, a high-temperature heat source can be efficiently obtained without requiring the introduction of new equipment or large-scale construction. And since a heat medium becomes high temperature by heat exchange with a high temperature heat source, the work amount for compressing a heat medium in the heat medium compressor of a heat pump does not increase, and the fall of COP does not arise. Thereby, the heat pump type hot water supply apparatus can be introduced into industrial applications, and heat supply excellent in energy saving and environmental load reduction can be performed in facilities such as factories. Moreover, since it becomes an air compressor which can supply heat rather than the air compressor which only exhausts heat, it becomes a thing with high added value also as an air compressor.

上記の被加熱体は、循環して凝縮器に供給されるとよい。上記構成におけるヒートポンプは、換言すれば、圧縮空気を冷却する責を負う。このため、継続的に熱交換を行う必要があり、そのためには凝縮器において継続的に熱供給する必要がある。そこで、被加熱体を循環式とすることにより、凝縮器では被加熱体と熱媒体との熱交換が常時行われることとなるため、当該熱熱供給システムの連続的な運転が可能となる。被加熱体が循環式となる例としては、貯湯槽を有する給湯装置、乾燥機やめっき槽のように連続的に加熱運転する設備などがある。   The heated body may be circulated and supplied to the condenser. In other words, the heat pump in the above configuration is responsible for cooling the compressed air. For this reason, it is necessary to perform heat exchange continuously, and for that purpose, it is necessary to continuously supply heat in the condenser. Therefore, by making the object to be heated circulate, in the condenser, heat exchange between the object to be heated and the heat medium is always performed, so that the heat and heat supply system can be continuously operated. Examples of the object to be heated are a circulation type, such as a hot water supply apparatus having a hot water storage tank, and a facility for continuous heating operation such as a dryer or a plating tank.

上記の空気圧縮機は複数設けられ、ヒートポンプでは、蒸発器は複数設けられ並列に接続されていて、膨張弁は複数設けられ複数の蒸発器各々に接続されていて、複数の蒸発器は、それぞれ複数の空気圧縮機の圧縮空気と熱交換を行うとよい。   A plurality of the above air compressors are provided, and in the heat pump, a plurality of evaporators are provided and connected in parallel, a plurality of expansion valves are provided and connected to each of the plurality of evaporators, and the plurality of evaporators are respectively Heat exchange with the compressed air of a plurality of air compressors may be performed.

上記構成によれば、熱媒体は、複数の空気圧縮機により生成された圧縮空気、すなわち大量の圧縮空気と熱交換を行い、その熱を得ることができる。したがって、熱媒体の温度を、ひいては被加熱体の温度をより効率的に高めることが可能となる。また、複数の空気圧縮機に対してヒートポンプの構成を共有化することにより、設備コストおよび設置面積の削減を図ることができる。   According to the above configuration, the heat medium can obtain heat by performing heat exchange with compressed air generated by a plurality of air compressors, that is, with a large amount of compressed air. Therefore, it is possible to increase the temperature of the heat medium and thus the temperature of the heated object more efficiently. Further, by sharing the configuration of the heat pump for a plurality of air compressors, it is possible to reduce the equipment cost and the installation area.

上記のヒートポンプは複数設けられ、複数のヒートポンプは、圧縮空気の流路に対して直列に配置されるとよい。このように多段冷却を行い、圧縮空気を十分に冷やすことにより、除湿を行うことができる。特に、圧縮空気に対する最も下流側のヒートポンプのみの蒸発器を凍結点(氷点)以下の温度とし、他の蒸発器は凍結点以上の温度となるように調節することにより、蒸発器に着霜した場合に最下流のヒートポンプのみの運転を停止すればよいため、運用が容易となる。さらに、凍結点以下まで冷却するヒートポンプを2台にして並列に配置することにより、交互に除霜することができるため、除湿能力を落とすことなく継続運転することができる。   A plurality of the heat pumps are provided, and the plurality of heat pumps may be arranged in series with respect to the flow path of the compressed air. Thus, dehumidification can be performed by performing multistage cooling and fully cooling compressed air. In particular, the evaporator with only the heat pump on the most downstream side with respect to compressed air was set to a temperature below the freezing point (freezing point), and the other evaporators were frosted by adjusting the temperature to be above the freezing point. In this case, it is only necessary to stop the operation of only the most downstream heat pump, so that the operation becomes easy. Furthermore, by arranging two heat pumps that cool to the freezing point or lower in parallel, defrosting can be performed alternately, and therefore, continuous operation can be performed without degrading the dehumidifying capacity.

上記の空気圧縮機は、空気圧縮機構を直列に2つ有する二段圧縮式空気圧縮機であり、複数のヒートポンプは、2つの空気圧縮機構各々の下流側に設けられるとよい。かかる構成では、空気は、まず上流側の空気圧縮機構で圧縮されて圧縮空気となり、その空気圧縮機構の下流側に設けられたヒートポンプの蒸発器で熱交換して冷却される。そして、熱交換後の圧縮空気は、下流側の空気圧縮機構で更に圧縮され、その空気圧縮機構の下流側に設けられたヒートポンプの蒸発器で熱媒体と熱交換を行う。したがって、圧縮空気は2回熱交換を行うため、熱媒体は圧縮空気の熱をより効率的に得ることができ、且つ圧縮空気をより効率的に冷却することが可能となる。   The air compressor is a two-stage compression air compressor having two air compression mechanisms in series, and the plurality of heat pumps may be provided on the downstream side of each of the two air compression mechanisms. In such a configuration, the air is first compressed by the upstream air compression mechanism to become compressed air, and is cooled by exchanging heat with the evaporator of the heat pump provided on the downstream side of the air compression mechanism. The compressed air after the heat exchange is further compressed by the downstream air compression mechanism, and heat exchange with the heat medium is performed by the evaporator of the heat pump provided on the downstream side of the air compression mechanism. Therefore, since the compressed air performs heat exchange twice, the heat medium can obtain the heat of the compressed air more efficiently, and can cool the compressed air more efficiently.

上記のヒートポンプでは、蒸発器は複数設けられ並列に接続されていて、膨張弁は複数設けられ複数の蒸発器各々に接続されていて、複数の蒸発器のうち、いずれか1つの蒸発器は圧縮空気と熱交換を行い、他の蒸発器は、空気圧縮機の構成する部材のうち温度が上昇する部材と熱交換するとよい。   In the above heat pump, a plurality of evaporators are provided and connected in parallel, a plurality of expansion valves are provided and connected to each of the plurality of evaporators, and any one of the plurality of evaporators is compressed. Heat exchange with air is performed, and the other evaporator may exchange heat with a member whose temperature rises among members constituting the air compressor.

上記構成によれば、圧縮空気だけでなく、空気圧縮機を構成する部材のうち温度が上昇した部材、例えば空気圧縮機構のケーシングからも熱を得ることができ、熱媒体の加熱効率(排熱の回収効率)の向上を図れる。また温度が上昇した部材は、熱媒体への熱の移動により温度が低下するため、かかる部材の冷却に要する放熱コイル、冷却ファン、冷却塔、冷却水ポンプなどの冷却関連部材及び関連設備を削減することも可能となる。   According to the above configuration, heat can be obtained not only from compressed air but also from a member whose temperature has risen among members constituting the air compressor, for example, a casing of the air compression mechanism, and heating efficiency of the heat medium (exhaust heat) Recovery efficiency) can be improved. In addition, since the temperature of a member whose temperature has risen decreases due to the transfer of heat to the heat medium, the number of cooling-related members and related equipment such as heat dissipation coils, cooling fans, cooling towers, and cooling water pumps required for cooling such members is reduced. It is also possible to do.

上記構成によれば、複数の膨張弁の開度を調整することにより、圧縮空気の温度および被加熱体の温度を所望の温度に到達させることができる。具体的には、圧縮空気は所定の温度に冷却する必要があるため、まずは圧縮空気の温度を主導に熱媒体の流量を決定する。このとき、熱供給のための熱量が不足していれば、他の部位と熱交換して熱を吸収する。一方、熱供給のための熱量が足りていれば、他の部位からの熱吸収は抑える。すなわち、他の蒸発器においては被加熱体の温度を主導に熱媒体の流量を決定する。これは、ケーシングや空気圧縮機構などは多少温度が上下しても支障がないため、熱のバッファとして利用できるためである。このようにして、圧縮空気と被加熱体の両方を所望の温度にすることができる。   According to the said structure, the temperature of compressed air and the temperature of a to-be-heated body can be made to reach desired temperature by adjusting the opening degree of a some expansion valve. Specifically, since the compressed air needs to be cooled to a predetermined temperature, first, the flow rate of the heat medium is determined mainly by the temperature of the compressed air. At this time, if the amount of heat for supplying heat is insufficient, heat is exchanged with other parts to absorb heat. On the other hand, if the amount of heat for supplying heat is sufficient, heat absorption from other parts is suppressed. That is, in other evaporators, the flow rate of the heat medium is determined mainly by the temperature of the heated object. This is because the casing, air compression mechanism, etc. can be used as a heat buffer because there is no problem even if the temperature rises or falls somewhat. Thus, both compressed air and a to-be-heated body can be made into desired temperature.

当該熱供給システムは、空気圧縮機構と蒸発器との間に設けられる熱交換器を更に備え、熱交換器では、高温の圧縮空気と被加熱体とが直接的に熱交換を行い、凝縮器では、温度が低下した圧縮空気と被加熱体とがヒートポンプを介して間接的に熱交換を行うとよい。   The heat supply system further includes a heat exchanger provided between the air compression mechanism and the evaporator. In the heat exchanger, the high-temperature compressed air and the heated object directly exchange heat, and the condenser Then, it is good to perform heat exchange indirectly with the compressed air and the to-be-heated body which temperature fell through the heat pump.

上記構成によれば、被加熱体は、圧縮空気によって直接加熱することもできるし、ヒートポンプによって温度上昇させてから間接加熱することもできる。従って例えば、被加熱体の温度が直接加熱で足りるのであればヒートポンプを動作させる必要はなく、さらに高い温度が必要であればヒートポンプを介して加熱すればよい。また直接加熱した被加熱体と間接加熱した被加熱体を混合させて、中間温度を生成してもよい。これによりヒートポンプの動作を極力削減し、消費電力をさらに低減させることができる。また、圧縮空気の冷却効率をより向上することが可能となる。   According to the said structure, a to-be-heated body can also be directly heated with compressed air, and can also be heated indirectly after raising a temperature with a heat pump. Therefore, for example, it is not necessary to operate the heat pump if the temperature of the object to be heated is sufficient, and if a higher temperature is required, heating may be performed via the heat pump. Alternatively, the intermediate temperature may be generated by mixing the directly heated object and the indirectly heated object. Thereby, the operation of the heat pump can be reduced as much as possible, and the power consumption can be further reduced. In addition, the cooling efficiency of the compressed air can be further improved.

上記のヒートポンプでは、蒸発器は複数設けられ直列に接続されていて、膨張弁は複数設けられ複数の蒸発器各々に接続されていて、当該熱供給システムは、複数の蒸発器に対する圧縮空気の流れ方向を切り替える切替弁を更に有し、切替弁を切り替えながら複数の蒸発器を交互に運転するとよい。かかる構成により、複数の蒸発器のうちいずれかに着霜が生じた場合であっても、他の蒸発器を運転することにより、冷却除湿を継続しながら着霜した蒸発器の除霜を行うことが可能となる。   In the above heat pump, a plurality of evaporators are provided and connected in series, a plurality of expansion valves are provided and connected to each of the plurality of evaporators, and the heat supply system has a flow of compressed air to the plurality of evaporators. It is preferable to further have a switching valve for switching the direction and operate the plurality of evaporators alternately while switching the switching valve. With such a configuration, even if frost is generated in any of the plurality of evaporators, the frosted evaporator is defrosted while continuing cooling and dehumidification by operating other evaporators. It becomes possible.

空気圧縮機が1つである場合において、熱媒体圧縮機の周波数は、空気圧縮機の電動機周波数、空気圧縮機出口における圧縮空気の温度、蒸発器出口における圧縮空気の温度のいずれか1以上を参照して調整されるとよい。   In the case where there is one air compressor, the frequency of the heat medium compressor is at least one of the motor frequency of the air compressor, the temperature of the compressed air at the outlet of the air compressor, and the temperature of the compressed air at the outlet of the evaporator. It may be adjusted by reference.

上述したように、ヒートポンプは、被加熱体を加熱し且つ圧縮空気を冷却する責を負っているため、熱媒体との熱交換により被加熱体の温度および圧縮空気の温度を所望の温度に到達させなければならない。そこで、熱媒体圧縮機の周波数を上記のように実質的に圧縮空気の温度を主導に制御することにより、圧縮空気の温度を所望の温度に到達させることができる。   As described above, the heat pump is responsible for heating the object to be heated and cooling the compressed air, so that the temperature of the object to be heated and the temperature of the compressed air reach the desired temperatures by heat exchange with the heat medium. I have to let it. Therefore, by controlling the frequency of the heat medium compressor mainly by controlling the temperature of the compressed air as described above, the temperature of the compressed air can reach the desired temperature.

空気圧縮機が複数である場合において、熱媒体圧縮機の周波数は、熱媒体圧縮機の入口の熱媒体の過熱度および飽和温度の少なくとも一つを参照して調整されるとよい。これにより、熱媒体圧縮機は全体的な冷却能力を担保し、各々の空気圧縮機における温度調節はそれぞれに接続された膨張弁によって調整することができる。   When there are a plurality of air compressors, the frequency of the heat medium compressor may be adjusted with reference to at least one of the degree of superheat and the saturation temperature of the heat medium at the inlet of the heat medium compressor. Thereby, the heat medium compressor ensures the overall cooling capacity, and the temperature adjustment in each air compressor can be adjusted by the expansion valve connected to each.

ヒートポンプが複数の蒸発器を並列に接続しており、複数の蒸発器が圧縮空気および温度が上昇する部材と熱交換を行う場合において、各蒸発器に接続される膨張弁の開度は、それぞれが熱交換を行う部材の温度と、熱媒体圧縮機の入口の熱媒体の過熱度を参照して調整されるとよい。圧縮空気の温度を主導として熱媒体圧縮機を調整するが、このように、他の機器に接続された膨張弁をそれぞれの機器の温度だけでなく、熱媒体の過熱度を参照して調整することにより、全体的な冷却能力の担保をすることができる。   When the heat pump connects a plurality of evaporators in parallel and the plurality of evaporators exchange heat with the compressed air and the temperature rising member, the opening degree of the expansion valve connected to each evaporator is respectively May be adjusted with reference to the temperature of the member performing heat exchange and the degree of superheat of the heat medium at the inlet of the heat medium compressor. The heat medium compressor is adjusted mainly by the temperature of the compressed air. In this way, the expansion valve connected to other equipment is adjusted by referring not only to the temperature of each equipment but also to the degree of superheat of the heat medium. As a result, the overall cooling capacity can be secured.

被加熱体の流量は、凝縮器出口における被加熱体の温度、熱媒体圧縮機出口における熱媒体の温度、熱媒体圧縮機出口における熱媒体の圧力のいずれか1以上を用いて制御されるとよい。これにより、被加熱体の温度を所望の温度に到達させることが可能となる。   When the flow rate of the heated body is controlled using one or more of the temperature of the heated body at the outlet of the condenser, the temperature of the heat medium at the outlet of the heat medium compressor, and the pressure of the heat medium at the outlet of the heat medium compressor. Good. Thereby, it becomes possible to make the temperature of a to-be-heated body reach desired temperature.

本発明によれば、新規設備の導入や大掛かりな工事を必要とすることなく、高温の熱源を効率的に得ることができ、ヒートポンプ式給湯装置の産業用途への導入が可能な熱供給システムを提供することができる。   According to the present invention, there is provided a heat supply system capable of efficiently obtaining a high-temperature heat source without introducing new equipment or large-scale construction, and capable of being introduced into industrial applications of a heat pump hot water supply device. Can be provided.

第1実施形態にかかる熱供給システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the heat supply system concerning 1st Embodiment. 第2実施形態にかかる熱供給システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the heat supply system concerning 2nd Embodiment. 第3実施形態にかかる熱供給システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the heat supply system concerning 3rd Embodiment. 第4実施形態にかかる熱供給システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the heat supply system concerning 4th Embodiment. 第5実施形態にかかる熱供給システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the heat supply system concerning 5th Embodiment. 第6実施形態にかかる熱供給システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the heat supply system concerning 6th Embodiment. 第7実施形態にかかる熱供給システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the heat supply system concerning 7th Embodiment.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.

(第1実施形態)
図1は、第1実施形態にかかる熱供給システム100の構成を示す図である。なお、図中、空気または圧縮空気が通過する配管を破線で、熱媒体が通過する配管を実線で、被加熱体が通過する配管を白抜き線で示し、各々の線の矢印は通過方向を示している。図1に示すように、熱供給システム100は、空気圧縮機110と、ヒートポンプ120と、熱供給設備140とを備える。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a heat supply system 100 according to the first embodiment. In the figure, piping through which air or compressed air passes is indicated by a broken line, piping through which a heat medium passes is indicated by a solid line, piping through which a heated body passes is indicated by a white line, and the arrow of each line indicates the passing direction. Show. As shown in FIG. 1, the heat supply system 100 includes an air compressor 110, a heat pump 120, and a heat supply facility 140.

空気圧縮機110は、工場の設備(図示せず)を駆動させるための圧縮空気を生成する。圧縮空気の用途は、圧力を利用してエアシリンダーや工作機械、搬送装置の動力源としたり、噴出力を使用して塗装スプレーや清掃エアブローに用いたり、バーナーの酸素供給源としたりするなど、非常に多岐に亘っている。このため、生産工場にはほぼ確実に設置されており、その他の工場においても極めて高い確率で設置されている。   The air compressor 110 generates compressed air for driving factory equipment (not shown). Compressed air can be used as a power source for air cylinders, machine tools, and conveying devices using pressure, used for spray spray and cleaning air blow using jet power, or as an oxygen supply source for burners, etc. It is very diverse. For this reason, it is almost certainly installed in the production factory, and it is installed with a very high probability in other factories.

空気圧縮機110は、空気圧縮機構112と、タンク114とを有する。空気圧縮機構112は、空気を圧縮して圧縮空気を生成する。生成された圧縮空気は、ヒートポンプ120において熱媒体と熱交換を行った後にタンク114に送出され、タンク114から工場の設備に供給される。なお、本実施形態においては、タンク114は空気圧縮機110の内部に設けられる構成としているが、これに限定するものではなく、タンク114は空気圧縮機110の外部に設けられていてもよい。   The air compressor 110 includes an air compression mechanism 112 and a tank 114. The air compression mechanism 112 generates compressed air by compressing air. The generated compressed air exchanges heat with the heat medium in the heat pump 120 and then is sent to the tank 114 and supplied from the tank 114 to factory equipment. In the present embodiment, the tank 114 is provided inside the air compressor 110, but the present invention is not limited to this, and the tank 114 may be provided outside the air compressor 110.

ヒートポンプ120は、内部に熱媒体が循環しており、空気圧縮機110において生成された圧縮空気を熱源として熱媒体を加熱し、加熱された熱媒体を用いて後述する被加熱体を加熱する。かかるヒートポンプ120は、蒸発器122と、熱媒体圧縮機124と、凝縮器126と、膨張弁128とを有する。   The heat pump 120 has a heat medium circulating therein, heats the heat medium using the compressed air generated in the air compressor 110 as a heat source, and heats an object to be heated, which will be described later, using the heated heat medium. The heat pump 120 includes an evaporator 122, a heat medium compressor 124, a condenser 126, and an expansion valve 128.

蒸発器122は、空気圧縮機構112の下流側に配置され、圧縮空気と熱媒体との熱交換を行う。詳細には、蒸発器122には、膨張弁128を通過した熱媒体、および空気圧縮機構112から圧縮空気が供給され、これらが熱交換を行う。これにより、圧縮空気は熱媒体に熱を奪われることにより冷却され、圧縮空気から熱を得た熱媒体は温度が上昇する(加熱される)。このとき、熱源となる圧縮空気が高温であるため、熱媒体は大量の熱を効率的に得ることができ、その温度も高温となる。したがって、熱媒体は、後述する凝縮器126において、加熱対象である被加熱体を高い温度まで加熱することが可能となる。   The evaporator 122 is disposed on the downstream side of the air compression mechanism 112 and performs heat exchange between the compressed air and the heat medium. Specifically, the evaporator 122 is supplied with the heat medium that has passed through the expansion valve 128 and the compressed air from the air compression mechanism 112, and these perform heat exchange. Thus, the compressed air is cooled by the heat medium being deprived of heat, and the temperature of the heat medium that has obtained heat from the compressed air rises (is heated). At this time, since the compressed air serving as a heat source is at a high temperature, the heat medium can efficiently obtain a large amount of heat, and the temperature is also high. Therefore, the heat medium can heat the object to be heated to a high temperature in the condenser 126 described later.

熱媒体圧縮機124は、圧縮空気の熱を吸熱して蒸発した熱媒体を電力を利用して圧縮する。これにより、熱媒体は高圧状態となってより高熱を発するため、かかる熱を用いて被加熱体を加熱することができる。本実施形態では、熱媒体は、蒸発器122にて高温の圧縮空気と熱交換を行っているため、圧縮前の状態においてもある程度高温となっている。したがって、熱媒体圧縮機124の仕事量が増大することがなく、COPの低下を抑制することが可能となる。   The heat medium compressor 124 compresses the heat medium evaporated by absorbing the heat of the compressed air using electric power. Thereby, since a heat medium will be in a high voltage | pressure state and generate | occur | produces a higher heat | fever, a to-be-heated body can be heated using this heat. In the present embodiment, since the heat medium exchanges heat with high-temperature compressed air in the evaporator 122, the heat medium is somewhat hot even in a state before compression. Therefore, the work amount of the heat medium compressor 124 does not increase, and it is possible to suppress a decrease in COP.

凝縮器126は、加熱対象である被加熱体と熱媒体との熱交換を行う。詳細には、凝縮器126には、熱媒体圧縮機124を通過した熱媒体、および熱供給設備140を循環している被加熱体が供給され、これらが熱交換を行う。これにより、熱媒体は被加熱体に熱を奪われることにより温度が低下し、被加熱体は熱媒体から熱を得ることにより温度が上昇する(加熱される)。   The condenser 126 performs heat exchange between the heated object to be heated and the heat medium. Specifically, the condenser 126 is supplied with the heat medium that has passed through the heat medium compressor 124 and the object to be heated that circulates in the heat supply facility 140, and these perform heat exchange. As a result, the temperature of the heat medium is decreased by the heat to be heated by the heated body, and the temperature of the heated medium is increased (heated) by obtaining heat from the heat medium.

膨張弁128は、凝縮器126において被加熱体と熱交換を行った後の熱媒体を減圧状態とし、膨張冷却する。これにより、熱媒体が蒸発器122において再度圧縮空気との熱交換を行うことが可能となり、熱媒体を再利用することができる。   The expansion valve 128 expands and cools the heat medium after heat exchange with the object to be heated in the condenser 126 in a reduced pressure state. As a result, the heat medium can exchange heat with the compressed air again in the evaporator 122, and the heat medium can be reused.

熱供給設備140は、凝縮器126において熱媒体により加熱された被加熱体を用いて熱供給を行う。かかる熱供給設備140としては空調設備や給湯設備等を例示することができ、例えば熱供給設備140が空調設備であれば被加熱体は空気であり、給湯設備であれば被加熱体は水となる。また被加熱体として二次冷媒を用いることにより、異なる種類の設備に熱を供給したり、ヒートポンプ120から離れた他の建屋に熱を供給したりすることができる。   The heat supply facility 140 supplies heat using the heated object heated by the heat medium in the condenser 126. Examples of the heat supply equipment 140 include air conditioning equipment and hot water supply equipment. For example, if the heat supply equipment 140 is an air conditioning equipment, the object to be heated is air, and if it is a hot water supply equipment, the object to be heated is water. Become. Further, by using a secondary refrigerant as the heated body, heat can be supplied to different types of facilities, or heat can be supplied to other buildings apart from the heat pump 120.

本実施形態では、熱供給設備は循環配管140a上に配置されており、被加熱体は循環配管140aを循環している。これにより、凝縮器126では被加熱体と熱媒体との熱交換が常時行われることとなるため、当該熱熱供給システム100の連続的な運転が可能となる。   In the present embodiment, the heat supply facility is disposed on the circulation pipe 140a, and the heated object circulates through the circulation pipe 140a. Thereby, in the condenser 126, heat exchange between the heated object and the heat medium is always performed, so that the heat and heat supply system 100 can be continuously operated.

また被加熱体を熱供給設備140に循環させるのは、凝縮器126にも被加熱体を循環して供給するためでもある。上述したように、ヒートポンプ120は、被加熱体の加熱を行うと共に、圧縮空気の冷却も行っている。したがって、ヒートポンプ120は圧縮空気を冷却する責を負っており、蒸発器122は、圧縮空気と熱媒体との熱交換を継続的に行う必要がある。そのためには、蒸発器122における熱交換により熱媒体が得た熱を、凝縮器126での熱交換により被加熱体に吸熱させ、熱媒体の温度を低下させなければならない。したがって、上記構成のように被加熱体を循環式とすることにより、ヒートポンプ120による圧縮空気の冷却を連続的に行うことが可能となる。なお、被加熱体を循環式とするためには、熱供給設備140を、貯湯槽を有する給湯装置、乾燥機やめっき槽のように連続的に加熱運転する設備等とすると好適である。   The reason why the heated object is circulated in the heat supply facility 140 is also because the heated object is circulated and supplied to the condenser 126. As described above, the heat pump 120 heats the object to be heated and also cools the compressed air. Therefore, the heat pump 120 is responsible for cooling the compressed air, and the evaporator 122 needs to continuously exchange heat between the compressed air and the heat medium. For that purpose, the heat obtained by the heat medium by heat exchange in the evaporator 122 must be absorbed by the object to be heated by heat exchange in the condenser 126 to lower the temperature of the heat medium. Therefore, it becomes possible to continuously cool the compressed air by the heat pump 120 by making the object to be heated circulation type as in the above configuration. In addition, in order to make a to-be-heated body into a circulation type, it is suitable if the heat supply equipment 140 is a hot water supply apparatus having a hot water storage tank, a facility that is continuously operated by heating such as a dryer or a plating tank, or the like.

上記説明したように、第1実施形態にかかる熱供給システム100によれば、新規設備の導入や大掛かりな工事を必要とすることなく、ヒートポンプ120の熱源として、空気圧縮機110の圧縮空気を利用することができ、高温の熱源を効率的に得られる。これにより、ヒートポンプの産業用途への導入が可能となり、工場等の施設において省エネルギや環境負荷低減に優れた熱供給を行うことができる。また空気圧縮機110として見た場合には、単に排熱するだけでなく熱供給も行うため、その付加価値を高めることが可能となる。   As described above, according to the heat supply system 100 according to the first embodiment, the compressed air of the air compressor 110 is used as a heat source of the heat pump 120 without requiring the introduction of new equipment or large-scale construction. And a high-temperature heat source can be obtained efficiently. Thereby, the heat pump can be introduced into industrial applications, and heat supply excellent in energy saving and environmental load reduction can be performed in facilities such as factories. Further, when viewed as the air compressor 110, not only exhaust heat but also heat supply is performed, so that the added value can be increased.

なお、本実施形態のように、ヒートポンプ120が、被加熱体の加熱および圧縮空気の冷却を行う場合、圧縮空気の温度を所望の温度に到達させるために、熱媒体圧縮機124の周波数を制御し、被加熱体の温度を所望の温度に到達させるために、被加熱体の流量を制御するとよい。図1において、制御のための参照先を一点鎖線にて示している。   Note that, when the heat pump 120 heats the heated object and cools the compressed air as in the present embodiment, the frequency of the heat medium compressor 124 is controlled in order to reach the desired temperature of the compressed air. And in order to make the temperature of a to-be-heated body reach desired temperature, it is good to control the flow volume of a to-be-heated body. In FIG. 1, the reference for control is indicated by a one-dot chain line.

詳細には、熱媒体圧縮機124の周波数の制御には、空気圧縮機110の電動機周波数、空気圧縮機110出口における圧縮空気の温度、蒸発器122出口における圧縮空気の温度のいずれか1以上を用いる。なお、図1では3本の一点鎖線を描いているが、いずれか1つでもよい。空気圧縮機110出口における圧縮空気の温度を用いた制御を例示すると、かかる圧縮空気の温度が所望の温度より高い場合、熱媒体圧縮機124の周波数を高周波数となるように制御する。これにより、ヒートポンプ内を循環する熱媒体の流量が多くなるため、圧縮空気と熱媒体との熱交換が促進され、熱媒体は圧縮空気の熱をより多く吸熱することができる。したがって、圧縮空気が十分に冷却され、温度が低下する。一方、圧縮空気の温度が所望の温度より低い場合、熱媒体圧縮機124の周波数を低周波数となるように制御する。これにより、ヒートポンプ内を循環する熱媒体の流量が減少するため、圧縮空気と熱媒体との熱交換が抑制される。したがって、圧縮空気はより多くの熱を蓄熱することができ、温度が上昇する。したがって、上記の制御により圧縮空気の温度を好適に調整し、所望の温度に到達させることが可能となる。なお空気圧縮機110の空気圧縮機構112の周波数を参照した場合、内部にて断熱圧縮が行われていることから、実質的に圧縮空気の温度を主導に調整することができる。   Specifically, for controlling the frequency of the heat medium compressor 124, one or more of the motor frequency of the air compressor 110, the temperature of the compressed air at the outlet of the air compressor 110, and the temperature of the compressed air at the outlet of the evaporator 122 are selected. Use. In addition, in FIG. 1, although the three dot-dash lines are drawn, any one may be sufficient. When the control using the temperature of the compressed air at the outlet of the air compressor 110 is illustrated, when the temperature of the compressed air is higher than a desired temperature, the frequency of the heat medium compressor 124 is controlled to be a high frequency. Accordingly, since the flow rate of the heat medium circulating in the heat pump increases, heat exchange between the compressed air and the heat medium is promoted, and the heat medium can absorb more heat of the compressed air. Therefore, the compressed air is sufficiently cooled and the temperature is lowered. On the other hand, when the temperature of the compressed air is lower than a desired temperature, the frequency of the heat medium compressor 124 is controlled to be a low frequency. Thereby, since the flow rate of the heat medium circulating in the heat pump is reduced, heat exchange between the compressed air and the heat medium is suppressed. Therefore, the compressed air can store more heat and the temperature rises. Therefore, the temperature of the compressed air can be suitably adjusted by the above control, and the desired temperature can be reached. When referring to the frequency of the air compression mechanism 112 of the air compressor 110, since the adiabatic compression is performed inside, the temperature of the compressed air can be substantially adjusted mainly.

また圧縮空気の温度に基づいて熱媒体圧縮機124の周波数を制御する場合、膨張弁128の開度が適正でなくなってしまうおそれもある。したがって熱媒体圧縮機124の入口の熱媒体の過熱度を参照し、過熱度に許容範囲に対する過不足が生じたら膨張弁128の開度を調整する。これにより、継続してヒートポンプ120を動作させることが可能となる。   Further, when the frequency of the heat medium compressor 124 is controlled based on the temperature of the compressed air, the opening degree of the expansion valve 128 may not be appropriate. Therefore, the degree of superheat of the heat medium at the inlet of the heat medium compressor 124 is referred to, and when the degree of superheat exceeds the allowable range, the opening degree of the expansion valve 128 is adjusted. Thereby, it becomes possible to operate the heat pump 120 continuously.

また被加熱体の流量の制御には、凝縮器126出口における被加熱体の温度、熱媒体圧縮機124出口における熱媒体の温度、熱媒体圧縮機124出口における熱媒体の圧力のいずれか1以上を用いる。なお、図1では3本の一点鎖線を描いているが、いずれか1つでもよい。凝縮器126出口における被加熱体の温度を用いた制御を例示すると、かかる被加熱体の温度が所望の温度より低い場合、被加熱体の流量を減少するように制御する。これにより、単位量当たりの被加熱体が熱媒体から吸熱する熱量が増加するため、被加熱体が十分に加熱され、温度が上昇する。一方、被加熱体の温度が所望の温度より高い場合、被加熱体の流量を増加するように制御すると、単位量当たりの被加熱体が吸熱する熱量は減少し、温度が低下する。したがって、上記の制御により被加熱体の温度を好適に調整し、所望の温度に到達させることが可能となる。   For controlling the flow rate of the heated object, one or more of the temperature of the heated object at the outlet of the condenser 126, the temperature of the heat medium at the outlet of the heat medium compressor 124, and the pressure of the heat medium at the outlet of the heat medium compressor 124 are used. Is used. In addition, in FIG. 1, although the three dot-dash lines are drawn, any one may be sufficient. When the control using the temperature of the heated object at the outlet of the condenser 126 is exemplified, when the temperature of the heated object is lower than a desired temperature, the flow rate of the heated object is controlled to be decreased. Thereby, since the amount of heat that the heated body per unit amount absorbs from the heat medium increases, the heated body is sufficiently heated and the temperature rises. On the other hand, when the temperature of the heated body is higher than a desired temperature, if the flow rate of the heated body is controlled to increase, the amount of heat absorbed by the heated body per unit amount decreases and the temperature decreases. Therefore, it becomes possible to adjust the temperature of a to-be-heated body suitably by said control, and to make it reach desired temperature.

(第2実施形態)
図2は、第2実施形態にかかる熱供給システム200の構成を示す図である。なお、第1実施形態の熱供給システム100の構成要素と実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付して説明を省略する。また、図中の破線、実線および白抜き線は、図1と同様の配管を意味している。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a heat supply system 200 according to the second embodiment. In addition, about the element which has the function and structure substantially the same as the component of the heat supply system 100 of 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted. Moreover, the broken line, the solid line, and the white line in the figure mean the same piping as FIG.

第2実施形態にかかる熱供給システム200は、複数の空気圧縮機を備え、ヒートポンプが複数の蒸発器および膨張弁を有する点において、第1実施形態の熱供給システム100と大きく異なる。すなわち、図2に示すように、熱供給システム200は、複数の空気圧縮機210a〜210eと、ヒートポンプ220と、熱供給設備140と、タンク230とを備える。   The heat supply system 200 according to the second embodiment is greatly different from the heat supply system 100 of the first embodiment in that the heat supply system 200 includes a plurality of air compressors and the heat pump includes a plurality of evaporators and expansion valves. That is, as shown in FIG. 2, the heat supply system 200 includes a plurality of air compressors 210 a to 210 e, a heat pump 220, a heat supply facility 140, and a tank 230.

複数の空気圧縮機210a、210b、210c、210d、210eは、それぞれ空気圧縮機構212a、212b、212c、212d、212eを有し、空気を圧縮して圧縮空気を生成する。生成された圧縮空気は、ヒートポンプ220の蒸発器222a、222b、222c、222d、222eにおいてそれぞれ熱媒体と熱交換を行った後にタンク230に送出され、タンク230から工場の設備に供給される。   The plurality of air compressors 210a, 210b, 210c, 210d, and 210e have air compression mechanisms 212a, 212b, 212c, 212d, and 212e, respectively, and compress the air to generate compressed air. The generated compressed air exchanges heat with the heat medium in the evaporators 222a, 222b, 222c, 222d, and 222e of the heat pump 220, and then is sent to the tank 230 and supplied from the tank 230 to factory equipment.

ヒートポンプ220は、内部に熱媒体が循環しており、熱媒体と圧縮空気との熱交換、および熱媒体と被加熱体との熱交換を行う。かかるヒートポンプ220は、複数の蒸発器222a〜222eと、熱媒体圧縮機124と、凝縮器126と、複数の膨張弁228a〜228eとを有する。   The heat pump 220 has a heat medium circulating therein, and performs heat exchange between the heat medium and compressed air, and heat exchange between the heat medium and the object to be heated. The heat pump 220 includes a plurality of evaporators 222a to 222e, a heat medium compressor 124, a condenser 126, and a plurality of expansion valves 228a to 228e.

複数の蒸発器222a、222b、222c、222d、222eは、各々空気圧縮機構212a〜212eの下流側に配置され、ヒートポンプ220内において並列に接続されている。そして、複数の蒸発器222a〜222eは、複数の空気圧縮機210a〜210eから供給された圧縮空気それぞれと熱媒体との熱交換を行う。   The plurality of evaporators 222a, 222b, 222c, 222d, and 222e are disposed on the downstream side of the air compression mechanisms 212a to 212e, respectively, and are connected in parallel in the heat pump 220. The plurality of evaporators 222a to 222e perform heat exchange between the compressed air supplied from the plurality of air compressors 210a to 210e and the heat medium.

複数の膨張弁228a、228b、228c、228d、228eは、各々複数の蒸発器222a〜222eに接続され、凝縮器126において被加熱体と熱交換を行った後の熱媒体を減圧状態とし、膨張冷却する。   The plurality of expansion valves 228a, 228b, 228c, 228d, and 228e are connected to the plurality of evaporators 222a to 222e, respectively, and the heat medium after exchanging heat with the heated body in the condenser 126 is decompressed to expand Cooling.

タンク230は、複数の蒸発器222a〜222eにおいて熱交換を行った後の圧縮空気の合流点よりも下流側に配置され、圧縮空気を一時的に貯留する。本実施形態では、第1実施形態と異なり、タンク230を空気圧縮機210a〜210eの構成要素としてではなく、外部に共通のタンクとして別途設けている。これにより、複数の空気圧縮機210a〜210eに対して個々にタンク230を設置する必要がなくなり、またタンク230の大きさに制限がなくなるため、より許容量の大きいタンク230を設置することができるからである。更に、空気圧縮機の小型化を図ることもできる。なお、これに限定するものではなく、タンク230を空気圧縮機210a〜210eの構成要素として内部に設けてもよい。   The tank 230 is arrange | positioned downstream from the confluence | merging point of the compressed air after heat-exchange in several evaporator 222a-222e, and stores compressed air temporarily. In the present embodiment, unlike the first embodiment, the tank 230 is separately provided as a common tank outside rather than as a component of the air compressors 210a to 210e. As a result, it is not necessary to individually install the tanks 230 for the plurality of air compressors 210a to 210e, and the size of the tank 230 is not limited, so that a tank 230 with a larger allowable amount can be installed. Because. Further, the air compressor can be reduced in size. In addition, it is not limited to this, You may provide the tank 230 as a component of the air compressors 210a-210e inside.

上記説明したように、第2実施形態にかかる熱供給システムでは、複数の空気圧縮機210a〜210eおよび複数の蒸発器222a〜222eを備えるため、熱媒体は、大量の圧縮空気と熱交換を行い、より多くの熱を得ることができる。これにより、熱媒体の温度、ひいてはかかる熱媒体により加熱される被加熱体の温度を高効率で高めることが可能となる。また複数の空気圧縮機210a〜210eを設けてもヒートポンプ220の構成は共有であるため、設備コストおよび設置面積の削減を図れる。   As described above, since the heat supply system according to the second embodiment includes the plurality of air compressors 210a to 210e and the plurality of evaporators 222a to 222e, the heat medium exchanges heat with a large amount of compressed air. Can get more heat. This makes it possible to increase the temperature of the heat medium, and thus the temperature of the heated object heated by the heat medium, with high efficiency. Even if the plurality of air compressors 210a to 210e are provided, the configuration of the heat pump 220 is shared, so that the equipment cost and the installation area can be reduced.

なお、第2実施形態では、空気圧縮機の数、およびヒートポンプ220が有する蒸発器および膨張弁の数をすべて5つとしたが、これに限定するものではなく、これらは、少なくとも2つ以上設けられていればよい。   In the second embodiment, the number of air compressors and the number of evaporators and expansion valves included in the heat pump 220 are all five. However, the present invention is not limited to this, and at least two or more of them are provided. It only has to be.

なお、本実施形態のように空気圧縮機210a〜210eが複数である場合においては、熱媒体圧縮機124の周波数は、熱媒体圧縮機124の入口の熱媒体の過熱度または飽和温度を参照して調整するとよい。この場合においては、いずれの空気圧縮機210a〜210eを主導にすることもできない。そこで上記のように、熱媒体圧縮機124が過熱度または飽和温度を参照することによって全体的な冷却能力を担保する。各々の空気圧縮機210a〜210eにおける温度調節はそれぞれに接続された膨張弁228a〜228eがそれぞれの圧縮空気の温度を参照し、その開度によって(熱媒体の流量によって)調節する。これらのことにより、それぞれの圧縮空気の温度を所望の温度に到達させることができる。   When there are a plurality of air compressors 210a to 210e as in the present embodiment, the frequency of the heat medium compressor 124 refers to the superheat degree or saturation temperature of the heat medium at the inlet of the heat medium compressor 124. To adjust. In this case, any of the air compressors 210a to 210e cannot be led. Therefore, as described above, the heat medium compressor 124 ensures the overall cooling capacity by referring to the degree of superheat or the saturation temperature. The temperature adjustment in each of the air compressors 210a to 210e is adjusted by the expansion valves 228a to 228e connected to the respective air compressors 228a to 228e by referring to the temperatures of the respective compressed air and by their opening degrees (by the flow rate of the heat medium). By these things, the temperature of each compressed air can be made to reach a desired temperature.

(第3実施形態)
図3は、第3実施形態にかかる熱供給システム300の構成を示す図である。図3(a)は、熱供給システム300の概略構成を説明する図であり、図3(b)は蒸発器の設置位置を説明する図である。なお、第1実施形態の熱供給システム100および第2実施形態の熱供給システム200の構成要素と実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付して説明を省略する。また、図3(a)中の破線、実線および白抜き線は、図1と同様の配管を意味している。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a heat supply system 300 according to the third embodiment. FIG. 3A is a diagram illustrating a schematic configuration of the heat supply system 300, and FIG. 3B is a diagram illustrating an installation position of the evaporator. In addition, about the element which has the substantially same function and structure as the heat supply system 100 of 1st Embodiment, and the heat supply system 200 of 2nd Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted. . Moreover, the broken line, the solid line, and the white line in FIG. 3A mean the same piping as in FIG.

第3実施形態にかかる熱供給システム300は、ヒートポンプが複数の蒸発器および膨張弁を有し、複数の蒸発器は、圧縮空気だけでなく、空気圧縮機を構成する部材と熱交換を行う点において、第1実施形態の熱供給システム100と大きく異なる。すなわち、図3に示すように、熱供給システム300は、空気圧縮機310と、ヒートポンプ320と、熱供給設備140と、タンク230とを備える。   In the heat supply system 300 according to the third embodiment, the heat pump has a plurality of evaporators and expansion valves, and the plurality of evaporators exchange heat not only with compressed air but also with members constituting the air compressor. However, it differs greatly from the heat supply system 100 of the first embodiment. That is, as shown in FIG. 3, the heat supply system 300 includes an air compressor 310, a heat pump 320, a heat supply facility 140, and a tank 230.

空気圧縮機310は、空気圧縮機構312を用いて空気を圧縮し、圧縮空気を生成する。生成された圧縮空気は、ヒートポンプ320の蒸発器322aにおいて熱媒体と熱交換を行った後にタンク230に送出され、タンク230から工場の設備に供給される。   The air compressor 310 compresses air using the air compression mechanism 312 and generates compressed air. The generated compressed air is exchanged with the heat medium in the evaporator 322a of the heat pump 320, and then sent to the tank 230, and is supplied from the tank 230 to factory equipment.

後述するように、本実施形態において、空気圧縮機310を構成する部材のうち温度が上昇する部材には、ヒートポンプ320の蒸発器322b〜322eが設けられる。温度が上昇する部材としては、図3(b)に示すように、空気圧縮機310の、空気圧縮機構ケーシング312a、電動機ケーシング318、電源装置314を例示することができる。空気圧縮機構ケーシング312aが加熱するのは、内部の空気が断熱圧縮によって加熱することによるものである。電動機ケーシング318は電動機(不図示)の発熱によって加熱する。電源装置314は、インバータのトランジスタの発熱によって加熱する。   As will be described later, in the present embodiment, evaporators 322b to 322e of the heat pump 320 are provided on a member whose temperature rises among members constituting the air compressor 310. Examples of the member that increases in temperature include an air compression mechanism casing 312a, an electric motor casing 318, and a power supply device 314 of the air compressor 310, as shown in FIG. The air compression mechanism casing 312a is heated because the internal air is heated by adiabatic compression. The motor casing 318 is heated by the heat generated by the motor (not shown). The power supply device 314 is heated by the heat generated by the transistors of the inverter.

また厳密には部材ではないが、空気圧縮機構312に供給される潤滑油も温度が上昇するため、本実施形態では、潤滑油を供給する潤滑油装置316と空気圧縮機構312間の循環経路のうち、潤滑油の戻り経路上にも蒸発器を設置する。なお、これらの部材はあくまでも例示であり、これら以外の温度が上昇する部材に蒸発器を設けてもよく、またこれらすべてに蒸発器を設けなくてはいけないわけではない。   Although not strictly a member, since the temperature of the lubricating oil supplied to the air compression mechanism 312 also rises, in this embodiment, a circulation path between the lubricating oil device 316 that supplies the lubricating oil and the air compression mechanism 312 is used. Among them, an evaporator is also installed on the return path of the lubricating oil. Note that these members are merely examples, and an evaporator may be provided for any other member whose temperature rises, and it is not necessary to provide an evaporator for all of these members.

ヒートポンプ320は、内部に熱媒体が循環しており、圧縮空気、空気圧縮機310の部材や潤滑油と熱媒体との熱交換、および熱媒体と被加熱体との熱交換を行う。かかるヒートポンプ320は、複数の蒸発器322a〜322eと、熱媒体圧縮機124と、凝縮器126と、複数の膨張弁228a〜228eとを有する。   A heat medium circulates in the heat pump 320, and performs heat exchange between compressed air, members of the air compressor 310, lubricating oil, and the heat medium, and heat exchange between the heat medium and the object to be heated. The heat pump 320 includes a plurality of evaporators 322a to 322e, a heat medium compressor 124, a condenser 126, and a plurality of expansion valves 228a to 228e.

複数の蒸発器322a、322b、322c、322d、322eは、ヒートポンプ320内において並列に接続されている。そして、複数の蒸発器322a〜322eは、圧縮空気、空気圧縮機310の部材、または潤滑油のいずれかと熱媒体との熱交換を行う。詳細には、蒸発器322aは、空気圧縮機構312の下流側に配置され、空気圧縮機310において生成された圧縮空気と熱媒体との熱交換を行う。蒸発器322bは、空気圧縮機構ケーシング312aに取り付けられ、空気圧縮機構ケーシング312aと熱媒体との熱交換を行う。蒸発器322cは、電動機ケーシング318に取り付けられ、電動機ケーシング318と熱媒体との熱交換を行う。蒸発器322dは、電源装置314に取り付けられ、電源装置314と熱媒体との熱交換を行う。蒸発器322eは、空気圧縮機構312と潤滑油装置316との間の潤滑油の戻り経路上に配置され、潤滑油と熱媒体との熱交換を行う。   The plurality of evaporators 322 a, 322 b, 322 c, 322 d, and 322 e are connected in parallel in the heat pump 320. The plurality of evaporators 322a to 322e exchange heat between the compressed air, the members of the air compressor 310, or the lubricating oil and the heat medium. Specifically, the evaporator 322 a is disposed on the downstream side of the air compression mechanism 312 and performs heat exchange between the compressed air generated in the air compressor 310 and the heat medium. The evaporator 322b is attached to the air compression mechanism casing 312a, and performs heat exchange between the air compression mechanism casing 312a and the heat medium. The evaporator 322c is attached to the electric motor casing 318, and performs heat exchange between the electric motor casing 318 and the heat medium. The evaporator 322d is attached to the power supply device 314, and performs heat exchange between the power supply device 314 and the heat medium. The evaporator 322e is disposed on the return path of the lubricating oil between the air compression mechanism 312 and the lubricating oil device 316, and performs heat exchange between the lubricating oil and the heat medium.

上記構成により、圧縮空気だけでなく、空気圧縮機310を構成する部材のうち温度が上昇した部材(本実施形態においては、空気圧縮機構ケーシング312a、電動機ケーシング318、電源装置314)や潤滑油からも熱を得ることができる。したがって、排熱の回収効率、換言すれば熱媒体の加熱効率の向上を図ることができる。そして、それと同時に、熱移動により、温度が上昇した部材が冷却されるため、かかる部材の冷却に要する設備を削減することも可能となる。   With the above configuration, not only the compressed air but also members whose temperature has increased among the members constituting the air compressor 310 (in this embodiment, the air compression mechanism casing 312a, the motor casing 318, the power supply device 314) and the lubricating oil. Can also get heat. Therefore, it is possible to improve the recovery efficiency of exhaust heat, in other words, the heating efficiency of the heat medium. At the same time, the member whose temperature has risen is cooled by heat transfer, so that it is possible to reduce the equipment required for cooling the member.

なお、上記のように、複数の蒸発器において圧縮空気や空気圧縮機の部材等と熱交換を行う場合、熱媒体圧縮機124の周波数は圧縮空気の温度を参照して調整し、圧縮空気と熱交換を行う蒸発器322aに接続される膨張弁228aの開度は蒸発器322aの出口の熱媒体の過熱度を参照して調整し、他の蒸発器322b〜322eに接続される膨張弁228b〜228eの開度は空気圧縮機構312の温度など被冷却体の温度を参照して調整するとよい。これにより、圧縮空気の温度および被冷却体の温度を所望の温度に到達させることができる。   As described above, when heat exchange is performed with compressed air or air compressor members in a plurality of evaporators, the frequency of the heat medium compressor 124 is adjusted with reference to the temperature of the compressed air, The opening degree of the expansion valve 228a connected to the evaporator 322a that performs heat exchange is adjusted with reference to the degree of superheat of the heat medium at the outlet of the evaporator 322a, and the expansion valve 228b connected to the other evaporators 322b to 322e. The opening degree of ˜228e may be adjusted with reference to the temperature of the object to be cooled such as the temperature of the air compression mechanism 312. Thereby, the temperature of compressed air and the temperature of a to-be-cooled body can be made to reach desired temperature.

詳細には、上述したように当該熱供給システム300におけるヒートポンプ320は、被加熱体の加熱装置であるとともに、圧縮空気の冷却装置でもある。このため、ヒートポンプ320は被加熱体の加熱および圧縮空気の冷却の両方を行わなくてはならないが、仮に、他の蒸発器322b〜322eに熱媒体が流れることにより蒸発器322aに流れる熱媒体の量が不足すると、圧縮空気の冷却が不十分となってしまう。そこで、まずは圧縮空気の温度を主導に蒸発器322aへの熱媒体の流量を決定し、それに合わせて膨張弁228aの開度を調整する。   Specifically, as described above, the heat pump 320 in the heat supply system 300 is a heating device for a heated object and a cooling device for compressed air. For this reason, the heat pump 320 must both heat the object to be heated and cool the compressed air. However, if the heat medium flows to the other evaporators 322b to 322e, the heat medium flowing to the evaporator 322a If the amount is insufficient, cooling of the compressed air will be insufficient. Therefore, first, the flow rate of the heat medium to the evaporator 322a is determined mainly by the temperature of the compressed air, and the opening degree of the expansion valve 228a is adjusted accordingly.

他の蒸発器322b〜322eに接続された膨張弁228b〜228eは、各蒸発器が接続された機器の温度を参照し、それぞれを適切に冷却するように開度を調整する。ただし、各機器の温度にあわせて膨張弁228b〜228eの開度を調整すると、全体的な熱媒体の流量が適正でなくなってしまうおそれがある。   The expansion valves 228b to 228e connected to the other evaporators 322b to 322e refer to the temperatures of the devices to which the respective evaporators are connected, and adjust the opening degree so as to cool each appropriately. However, if the opening degree of the expansion valves 228b to 228e is adjusted in accordance with the temperature of each device, the overall flow rate of the heat medium may not be appropriate.

そこでさらに、各膨張弁228b〜228eの開度は、それぞれが熱交換を行う部材の温度だけでなく、熱媒体圧縮機124の入口(図3のA点)の熱媒体の過熱度を参照して調整する。ヒートポンプ320の熱媒体圧縮機124に吸い込まれる熱媒体の過熱度が高くなりすぎた場合は、他の蒸発器322b〜322eからの熱媒体の温度(以下、戻り冷媒温度と称する)が低くなるように、膨張弁228b〜228eの開度を絞る。過熱度が低くなりすぎた場合は、他の蒸発器322b〜322eからの戻り冷媒温度が高くなるように、膨張弁228b〜228eの開度を開く。このように、多少温度が上下しても支障がない空気圧縮機構ケーシング312a、電動機ケーシング318などを熱のバッファとして利用しつつ、圧縮空気と熱媒体圧縮機124の入口の熱媒体の両方を所望の温度にすることが可能となる。   Therefore, the opening degree of each expansion valve 228b to 228e refers not only to the temperature of the member that performs heat exchange, but also to the degree of superheat of the heat medium at the inlet (point A in FIG. 3) of the heat medium compressor 124. Adjust. When the degree of superheat of the heat medium sucked into the heat medium compressor 124 of the heat pump 320 becomes too high, the temperature of the heat medium from the other evaporators 322b to 322e (hereinafter referred to as return refrigerant temperature) is lowered. In addition, the opening degree of the expansion valves 228b to 228e is reduced. When the superheat degree becomes too low, the opening degree of the expansion valves 228b to 228e is opened so that the return refrigerant temperature from the other evaporators 322b to 322e becomes high. In this way, both the compressed air and the heat medium at the inlet of the heat medium compressor 124 are desired while using the air compression mechanism casing 312a, the motor casing 318, etc., which do not hinder even if the temperature rises and falls somewhat as a heat buffer. Temperature.

なお、本実施形態のように、空気圧縮機310を構成する部材のうち温度が上昇する部材と熱媒体との熱交換を行い、かかる部材が冷却されることにより、以下のような効果を得ることができる。空気圧縮機構ケーシング312aが冷却されることにより、空気圧縮機構ケーシング312aを冷却するためのクーラント回路を廃止することができ、それに要するコストを削減することができる。また電動機ケーシング318が冷却されることにより、電動機ケーシング冷却用ファンに要する電力を削減し、且つファン動作時の騒音を低減することができる。また冷却風路を削減できるため、機器サイズを縮小することも可能となる。更に電源装置314が冷却されることにより、電源装置冷却用ファンに要する電力の削減およびファン動作時の騒音の低減が図れ、且つ冷却風路を削減し機器サイズの縮小化を図ることもできる。また潤滑油が冷却されることによっても、潤滑油冷却用ファンの動力削減、騒音低減、機器サイズの縮小化が可能となる。   Note that, as in the present embodiment, heat exchange between a member whose temperature rises among the members constituting the air compressor 310 and the heat medium is performed, and the member is cooled, thereby obtaining the following effects. be able to. By cooling the air compression mechanism casing 312a, the coolant circuit for cooling the air compression mechanism casing 312a can be abolished, and the cost required for it can be reduced. In addition, by cooling the motor casing 318, it is possible to reduce the power required for the motor casing cooling fan and to reduce noise during fan operation. In addition, since the cooling air passage can be reduced, the equipment size can be reduced. Further, by cooling the power supply device 314, it is possible to reduce the power required for the power supply device cooling fan and the noise during the operation of the fan, and to reduce the cooling air path and reduce the equipment size. Cooling the lubricating oil also makes it possible to reduce the power of the lubricating oil cooling fan, reduce noise, and reduce the size of the equipment.

(第4実施形態)
図4は、第4実施形態にかかる熱供給システム400の構成を示す図である。図4(a)は、熱供給システム400の概略構成を説明する図であり、図4(b)は熱交換器の配置の他の例を説明する図である。なお、第1実施形態の熱供給システム100の構成要素と実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付して説明を省略する。また、図4中の破線、実線および白抜き線は、図1と同様の配管を意味している。
(Fourth embodiment)
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a heat supply system 400 according to the fourth embodiment. FIG. 4A is a diagram illustrating a schematic configuration of the heat supply system 400, and FIG. 4B is a diagram illustrating another example of the arrangement of the heat exchanger. In addition, about the element which has the function and structure substantially the same as the component of the heat supply system 100 of 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted. Moreover, the broken line, the solid line, and the white line in FIG. 4 mean the same piping as FIG.

第4実施形態にかかる熱供給システム400は、複数のヒートポンプを備える点において、第1実施形態の熱供給システム100と大きく異なる。すなわち、図4(a)に示すように、熱供給システム400は、空気圧縮機410と、複数のヒートポンプ120aおよび120bと、熱供給設備140と、タンク(不図示)を備える。なお、ヒートポンプ120aおよび120bは、第1実施形態のヒートポンプ120と実質的に同一の機能および構成を有し、空気圧縮機410は、第1実施形態の空気圧縮機410のタンクを外部に設けただけであるので、これらの詳細な説明は省略する。   The heat supply system 400 according to the fourth embodiment is greatly different from the heat supply system 100 of the first embodiment in that it includes a plurality of heat pumps. That is, as shown in FIG. 4A, the heat supply system 400 includes an air compressor 410, a plurality of heat pumps 120a and 120b, a heat supply facility 140, and a tank (not shown). The heat pumps 120a and 120b have substantially the same function and configuration as the heat pump 120 of the first embodiment, and the air compressor 410 has a tank of the air compressor 410 of the first embodiment provided outside. Therefore, detailed description thereof will be omitted.

本実施形態では、ヒートポンプ120aおよび120bは、圧縮空気の流路460に対して直列に配置されている。これにより、ヒートポンプ120aの蒸発器122aおよびヒートポンプ120bの蒸発器122bにおいて圧縮空気の多段冷却を行うことができるため、圧縮空気を十分に冷やし、除湿を行うことが可能となる。凝結させた液滴(水)は、不図示のドレン配管によって回収、排水する。   In the present embodiment, the heat pumps 120 a and 120 b are arranged in series with respect to the compressed air flow path 460. Thereby, since the multistage cooling of the compressed air can be performed in the evaporator 122a of the heat pump 120a and the evaporator 122b of the heat pump 120b, the compressed air can be sufficiently cooled and dehumidified. The condensed droplets (water) are collected and drained by a drain pipe (not shown).

このとき、圧縮空気に対する下流側のヒートポンプ、すなわちヒートポンプ120bの蒸発器122bを凍結点(氷点)以下の温度とし、上流側の蒸発器122aは凍結点以上の温度となるように調節するとよい。なお3台以上のヒートポンプを直列に配置した場合には、最も下流側のヒートポンプを凍結点以下の温度とし、他のヒートポンプを凍結点以上の温度とするとよい。これにより、運転中に着霜が生じるのは下流側の蒸発器122bのみとなるため、着霜が生じた場合においてもヒートポンプ120bの運転を停止するだけでよく、当該熱供給システム400は運転可能となる。したがって、運用が容易となる。そして、運転を停止したヒートポンプ120bの蒸発器122bには、ヒートポンプ120aを通過した圧縮空気が流入するため、かかる圧縮空気の熱を利用して蒸発器122bの除霜を促進することも可能となる。   At this time, the downstream heat pump with respect to the compressed air, that is, the evaporator 122b of the heat pump 120b may be adjusted to a temperature below the freezing point (freezing point), and the upstream evaporator 122a may be adjusted to a temperature above the freezing point. When three or more heat pumps are arranged in series, the most downstream heat pump may be set to a temperature below the freezing point, and the other heat pumps may be set to a temperature above the freezing point. As a result, frost is generated only during the operation on the downstream side of the evaporator 122b. Therefore, even when frost is generated, the operation of the heat pump 120b only needs to be stopped, and the heat supply system 400 can be operated. It becomes. Therefore, operation becomes easy. And since the compressed air which passed the heat pump 120a flows in into the evaporator 122b of the heat pump 120b which stopped operation | movement, it also becomes possible to accelerate | stimulate the defrost of the evaporator 122b using the heat of this compressed air. .

(第5実施形態)
図5は、第5実施形態にかかる熱供給システム500の構成を示す図である。なお、第1実施形態の熱供給システム100の構成要素と実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付して説明を省略する。また、図5中の破線、実線および白抜き線は、図1と同様の配管を意味している。
(Fifth embodiment)
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a heat supply system 500 according to the fifth embodiment. In addition, about the element which has the function and structure substantially the same as the component of the heat supply system 100 of 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted. Moreover, the broken line, the solid line, and the white line in FIG. 5 mean the same piping as FIG.

第5実施形態にかかる熱供給システム500は、複数のヒートポンプを備え、圧縮機が二段圧縮式圧縮機である点において、第1実施形態の熱供給システム100と大きく異なる。すなわち、図5に示すように、熱供給システム500は、空気圧縮機510と、複数のヒートポンプ120aおよび120bと、熱供給設備140と、タンク(不図示)を備える。なお、ヒートポンプ120aおよび120bは、第1実施形態のヒートポンプ120と実質的に同一の機能および構成を有するので、これらの詳細な説明は省略する。   The heat supply system 500 according to the fifth embodiment is greatly different from the heat supply system 100 of the first embodiment in that the heat supply system 500 includes a plurality of heat pumps and the compressor is a two-stage compression compressor. That is, as shown in FIG. 5, the heat supply system 500 includes an air compressor 510, a plurality of heat pumps 120a and 120b, a heat supply facility 140, and a tank (not shown). Note that the heat pumps 120a and 120b have substantially the same function and configuration as the heat pump 120 of the first embodiment, and thus a detailed description thereof will be omitted.

本実施形態の空気圧縮機510は、直列に配置された2つの空気圧縮機構512および514を有する二段圧縮式空気圧縮機である。これにより、空気圧縮機構512および514を用いて空気を2段階で圧縮可能となるため、圧縮効率を高めることができる。   The air compressor 510 of this embodiment is a two-stage compression type air compressor having two air compression mechanisms 512 and 514 arranged in series. Thereby, air can be compressed in two stages using the air compression mechanisms 512 and 514, so that the compression efficiency can be increased.

通常、二段圧縮式空気圧縮機では、2つの空気圧縮機構の間にインタークーラが設けられ、下流の空気圧縮機構で圧縮されて高温となった圧縮空気をインタークーラで冷却し、その後上流の空気圧縮機構で再度圧縮し、再度圧縮された圧縮空気をアフタークーラで冷却する。このとき、インタークーラおよびアフタークーラに吸熱された圧縮空気の熱は排熱となってしまう。   Usually, in a two-stage compression type air compressor, an intercooler is provided between two air compression mechanisms, the compressed air that has been compressed by the downstream air compression mechanism and heated to a high temperature is cooled by the intercooler, and then the upstream The air is compressed again by the air compression mechanism, and the compressed air compressed again is cooled by the aftercooler. At this time, the heat of the compressed air absorbed by the intercooler and the aftercooler becomes exhaust heat.

そこで、本実施形態では、2つの空気圧縮機構各々の下流側、すなわち空気圧縮機構512の下流側にヒートポンプ120aを、空気圧縮機構514の下流側にヒートポンプ120bを設ける。これにより、空気は、まず上流側の空気圧縮機構512で圧縮されて圧縮空気となり、ヒートポンプ120aの蒸発器122aにおいて熱媒体と熱交換を行って冷却される。蒸発器122aを通過した圧縮空気は、下流側の空気圧縮機構514で更に圧縮された後に、ヒートポンプ120bの蒸発器122bにおいて熱媒体と熱交換を行い再度冷却される。したがって、上記構成によれば、空気圧縮機510による2段圧縮により圧縮空気を効率的に圧縮しつつ、圧縮空気との2回の熱交換により、熱媒体は圧縮空気の熱をより効率的に得ることができ、且つ圧縮空気をより効率的に冷却することが可能となる。   Therefore, in the present embodiment, the heat pump 120a is provided on the downstream side of each of the two air compression mechanisms, that is, the downstream side of the air compression mechanism 512, and the heat pump 120b is provided on the downstream side of the air compression mechanism 514. Thus, the air is first compressed by the upstream air compression mechanism 512 to become compressed air, and is cooled by exchanging heat with the heat medium in the evaporator 122a of the heat pump 120a. The compressed air that has passed through the evaporator 122a is further compressed by the air compression mechanism 514 on the downstream side, and is then cooled again by exchanging heat with the heat medium in the evaporator 122b of the heat pump 120b. Therefore, according to the above configuration, the heat medium efficiently compresses the heat of the compressed air by two heat exchanges with the compressed air while efficiently compressing the compressed air by the two-stage compression by the air compressor 510. And the compressed air can be cooled more efficiently.

(第6実施形態)
図6は、第6実施形態にかかる熱供給システム600の構成を示す図である。なお、第1実施形態の熱供給システム100および第4実施形態の熱供給システム400の構成要素と実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付して説明を省略する。また、図6中の破線、実線および白抜き線は、図1と同様の配管を意味している。
(Sixth embodiment)
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a heat supply system 600 according to the sixth embodiment. In addition, about the element which has the substantially same function and structure as the heat supply system 100 of 1st Embodiment, and the heat supply system 400 of 4th Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted. . Moreover, the broken line, the solid line, and the white line in FIG. 6 mean the same piping as FIG.

第6実施形態にかかる熱供給システム600は、切替弁を備え、且つヒートポンプが複数の蒸発器および複数の膨張弁を有し、切替弁を切り替えながら複数の蒸発器を交互に運転する点において、第1実施形態の熱供給システム100と大きく異なる。すなわち、図6に示すように、熱供給システム600は、空気圧縮機410と、ヒートポンプ620と、熱供給設備140と、切替弁としての四方弁640と、タンク(不図示)を備える。   The heat supply system 600 according to the sixth embodiment includes a switching valve, and the heat pump includes a plurality of evaporators and a plurality of expansion valves, and the plurality of evaporators are alternately operated while switching the switching valves. This is greatly different from the heat supply system 100 of the first embodiment. That is, as shown in FIG. 6, the heat supply system 600 includes an air compressor 410, a heat pump 620, a heat supply facility 140, a four-way valve 640 as a switching valve, and a tank (not shown).

ヒートポンプ620は、複数の蒸発器622aおよび622bと、熱媒体圧縮機124と、凝縮器126と、複数の膨張弁628aおよび628bとを有する。複数の蒸発器622aおよび622bは、圧縮空気の流路460に対して直列に配置されており、熱媒体の流路630に対しては並列に配置されている。そして、複数の蒸発器622aおよび622bには、複数の膨張弁628aおよび628bが各々接続されている。   The heat pump 620 includes a plurality of evaporators 622a and 622b, a heat medium compressor 124, a condenser 126, and a plurality of expansion valves 628a and 628b. The plurality of evaporators 622a and 622b are arranged in series with the compressed air flow path 460, and are arranged in parallel with the heat medium flow path 630. A plurality of expansion valves 628a and 628b are connected to the plurality of evaporators 622a and 622b, respectively.

四方弁640は、圧縮空気の流路460に設けられる弁である。かかる四方弁640を切り替えることにより、複数の蒸発器622aおよび622bに対する圧縮空気の流れ方向を切り替えることができる。圧縮空気の流れ方向は、運転する蒸発器622a、622bが下流側になる方向とする。   The four-way valve 640 is a valve provided in the compressed air flow path 460. By switching the four-way valve 640, the flow direction of the compressed air to the plurality of evaporators 622a and 622b can be switched. The flow direction of the compressed air is a direction in which the operated evaporators 622a and 622b are on the downstream side.

本実施形態では、四方弁640を切り替えながら複数の蒸発器622aおよび622bを交互に運転する。詳細には、図6に示す四方弁640の状態では、圧縮空気は流路460を反時計回りの方向に通過する。このとき、ヒートポンプ620では、膨張弁628bを閉状態として蒸発器622bは運転をせず、膨張弁628aを開状態として蒸発器622aを運転する。これにより、蒸発器622aにおいて圧縮空気と熱媒体との熱交換が行われる。この熱交換により蒸発器622aに着霜が生じたら、四方弁640を切り替える。すると、圧縮空気は流路460を図6の矢印と反対の方向、すなわち時計回りの方向に通過する。それと並行して、ヒートポンプ620では、膨張弁628aを閉状態として蒸発器622aの運転を停止し、膨張弁628bを開状態として蒸発器622bの運転を開始する。これにより、蒸発器622bにおいて圧縮空気と熱媒体との熱交換が行われる。   In the present embodiment, the plurality of evaporators 622a and 622b are operated alternately while switching the four-way valve 640. Specifically, in the state of the four-way valve 640 shown in FIG. 6, the compressed air passes through the flow path 460 in the counterclockwise direction. At this time, in the heat pump 620, the evaporator 622b is not operated with the expansion valve 628b closed, and the evaporator 622a is operated with the expansion valve 628a open. Thereby, heat exchange between the compressed air and the heat medium is performed in the evaporator 622a. If the evaporator 622a is frosted by this heat exchange, the four-way valve 640 is switched. Then, the compressed air passes through the flow path 460 in the direction opposite to the arrow in FIG. 6, that is, in the clockwise direction. In parallel with this, in the heat pump 620, the operation of the evaporator 622a is stopped by closing the expansion valve 628a, and the operation of the evaporator 622b is started by opening the expansion valve 628b. Thus, heat exchange between the compressed air and the heat medium is performed in the evaporator 622b.

上記説明したように、第6実施形態にかかる熱供給システム600によれば、複数の蒸発器622aおよび622bのうちいずれかに着霜が生じた場合であっても、他の蒸発器を運転することにより、圧縮空気の冷却除湿を継続することができる。そして、圧縮空気が、運転中の蒸発器に供給される前に停止中の、すなわち着霜した蒸発器を通過することにより、かかる蒸発器の除霜を好適に行うことが可能となる。特に、圧縮空気の流れ方向を切り替えることにより、冷却前の圧縮空気によって除霜を行うことができるため、迅速に除霜を行うことができる。   As described above, according to the heat supply system 600 according to the sixth embodiment, even if frosting occurs in any of the plurality of evaporators 622a and 622b, other evaporators are operated. Thus, cooling and dehumidification of the compressed air can be continued. Then, when the compressed air passes through the stopped evaporator, that is, the frosted evaporator before being supplied to the operating evaporator, the defrosting of the evaporator can be suitably performed. In particular, by switching the flow direction of the compressed air, defrosting can be performed with the compressed air before cooling, so that defrosting can be performed quickly.

(第7実施形態)
図7は、第7実施形態にかかる熱供給システム700の構成を示す図である。なお、第1実施形態の熱供給システム100および第4実施形態の熱供給システム400の構成要素と実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付して説明を省略する。また、図7中の破線、実線および白抜き線は、図1と同様の配管を意味している。
(Seventh embodiment)
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a heat supply system 700 according to the seventh embodiment. In addition, about the element which has the substantially same function and structure as the heat supply system 100 of 1st Embodiment, and the heat supply system 400 of 4th Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted. . Moreover, the broken line, the solid line, and the white line in FIG. 7 mean the same piping as FIG.

第7実施形態にかかる熱供給システム700は、熱交換器を備え、圧縮空気と被加熱体とが直接的および間接的に熱交換を行う点において、第1実施形態の熱供給システム100と大きく異なる。すなわち、図7に示すように、熱供給システム700は、空気圧縮機410と、ヒートポンプ120と、熱供給設備140と、熱交換器710とを備える。   The heat supply system 700 according to the seventh embodiment includes a heat exchanger, and is greatly different from the heat supply system 100 of the first embodiment in that heat is directly and indirectly exchanged between the compressed air and the heated object. Different. That is, as shown in FIG. 7, the heat supply system 700 includes an air compressor 410, a heat pump 120, a heat supply facility 140, and a heat exchanger 710.

熱交換器710は、圧縮空気の流路460において空気圧縮機構412と蒸発器122との間に配置される。そして、本実施形態では、被加熱体が循環する流路742は、ヒートポンプ120および熱交換器710の上流側において、分岐流路742aおよび742bに分岐する。分岐流路742aは熱交換器710内を通過し、分岐流路742bはヒートポンプ120の凝縮器126を通過し、分岐流路742aおよび742bは熱供給設備140の上流側で合流する。   The heat exchanger 710 is disposed between the air compression mechanism 412 and the evaporator 122 in the compressed air flow path 460. In the present embodiment, the flow path 742 through which the heated body circulates branches into the branch flow paths 742 a and 742 b on the upstream side of the heat pump 120 and the heat exchanger 710. The branch flow path 742a passes through the heat exchanger 710, the branch flow path 742b passes through the condenser 126 of the heat pump 120, and the branch flow paths 742a and 742b merge on the upstream side of the heat supply facility 140.

本実施形態において、被加熱体は、分岐流路742aを通過すると、熱交換器710において高温の圧縮空気と直接的に熱交換を行い、分岐流路742bを通過すると、凝縮器126において、熱交換器710における熱交換により温度が低下した圧縮空気と熱交換を行った熱媒体と熱交換を行う。換言すれば、被加熱体は、凝縮器126においてヒートポンプ120を介した状態で圧縮空気と間接的に熱交換を行う。すなわち、熱供給システム700では、圧縮空気による被加熱体の直接加熱および間接加熱の両方を行うことができる。   In the present embodiment, when the heated object passes through the branch flow path 742a, it directly exchanges heat with high-temperature compressed air in the heat exchanger 710, and when it passes through the branch flow path 742b, Heat exchange is performed with the compressed air whose temperature has decreased due to heat exchange in the exchanger 710 and the heat medium that has performed heat exchange. In other words, the heated object indirectly exchanges heat with compressed air in the condenser 126 via the heat pump 120. That is, in the heat supply system 700, both direct heating and indirect heating of the heated object with compressed air can be performed.

したがって、上記構成によれば、例えば被加熱体の温度が直接加熱で足りるのであればヒートポンプを動作させず、さらに高い温度が必要であればヒートポンプを介して加熱するという動作切替を行うことが可能となる。また直接加熱した被加熱体と間接加熱した被加熱体を混合させて中間温度の被加熱体を生成することもできる。その結果、ヒートポンプの動作を極力削減し、消費電力をさらに低減させることができ、また圧縮空気の冷却効率をより向上することが可能となる。   Therefore, according to the above configuration, for example, if the temperature of the object to be heated is sufficient for direct heating, the heat pump is not operated, and if a higher temperature is required, the operation can be switched by heating via the heat pump. It becomes. In addition, it is also possible to produce an intermediate temperature heated body by mixing the directly heated body and the indirectly heated body. As a result, the operation of the heat pump can be reduced as much as possible, the power consumption can be further reduced, and the cooling efficiency of the compressed air can be further improved.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although the suitable Example of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.

なお、上述した実施形態では、被加熱体はヒートポンプの凝縮器と熱供給設備とを循環する構成について説明したが、これに限定するものではなく、被加熱体は、凝縮器において熱交換を行い熱供給設備に供給された後に凝縮器に循環しなくてもよい。ただし、その場合においては、被加熱体は凝縮器に連続的に供給されることが好ましい。   In the above-described embodiment, the configuration in which the object to be heated circulates between the condenser of the heat pump and the heat supply facility has been described. However, the present invention is not limited to this, and the object to be heated performs heat exchange in the condenser. It is not necessary to circulate to the condenser after being supplied to the heat supply facility. However, in that case, it is preferable that the heated object is continuously supplied to the condenser.

本発明は、産業用の空調や給湯等に使用される熱を供給する熱供給システムとして利用することができる。   The present invention can be used as a heat supply system that supplies heat used for industrial air conditioning, hot water supply, and the like.

100…熱供給システム、110…空気圧縮機、112…空気圧縮機構、114…タンク、120・120a・120b…ヒートポンプ、122・122a・122b・122c…蒸発器、124…熱媒体圧縮機、126・126a・126b・126c…凝縮器、128…膨張弁、140…熱供給設備、140a…循環配管、200…熱供給システム、210a・210b・210c・210d・210e…空気圧縮機、212a・212b・212c・212d・212e…空気圧縮機構、220…ヒートポンプ、222a・222b・222c・222d・222e…蒸発器、228a・228b・228c・228d・228e…膨張弁、230…タンク、300…熱供給システム、310…空気圧縮機、312…空気圧縮機構、312a…空気圧縮機構ケーシング、314…電源装置、316…潤滑油装置、318…電動機ケーシング、320…ヒートポンプ、322a・322b・322c・322d・322e…蒸発器、400…熱供給システム、410…空気圧縮機、412…空気圧縮機構、460…流路、500…熱供給システム、510…空気圧縮機、512・514…空気圧縮機構、600…熱供給システム、620…ヒートポンプ、622a・622b…蒸発器、628a・628b…膨張弁、640…四方弁、700…熱供給システム、710…熱交換器、742…流路、742a・742b…分岐流路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Heat supply system, 110 ... Air compressor, 112 ... Air compression mechanism, 114 ... Tank, 120 * 120a * 120b ... Heat pump, 122 * 122a * 122b * 122c ... Evaporator, 124 ... Heat medium compressor, 126 * 126a, 126b, 126c ... condenser, 128 ... expansion valve, 140 ... heat supply equipment, 140a ... circulation piping, 200 ... heat supply system, 210a / 210b / 210c / 210d / 210e ... air compressor, 212a / 212b / 212c 212d, 212e ... air compression mechanism, 220 ... heat pump, 222a, 222b, 222c, 222d, 222e ... evaporator, 228a, 228b, 228c, 228d, 228e ... expansion valve, 230 ... tank, 300 ... heat supply system, 310 ... Air compressor, 312 ... Air compression mechanism, 3 2a ... Air compression mechanism casing, 314 ... Power supply device, 316 ... Lubricating oil device, 318 ... Electric motor casing, 320 ... Heat pump, 322a, 322b, 322c, 322d, 322e ... Evaporator, 400 ... Heat supply system, 410 ... Air compression 412 ... Air compression mechanism, 460 ... Flow path, 500 ... Heat supply system, 510 ... Air compressor, 512/514 ... Air compression mechanism, 600 ... Heat supply system, 620 ... Heat pump, 622a / 622b ... Evaporator, 628a, 628b ... expansion valve, 640 ... four-way valve, 700 ... heat supply system, 710 ... heat exchanger, 742 ... flow path, 742a, 742b ... branch flow path

Claims (12)

空気を圧縮し圧縮空気を生成する空気圧縮機構を少なくとも有する空気圧縮機と、
凝縮器、膨張弁、蒸発器、および熱媒体圧縮機を有し、これらを熱媒体が循環するヒートポンプと、
を備え、
前記蒸発器は前記空気圧縮機構の下流側に配置され、該蒸発器では、前記圧縮空気と前記熱媒体とが熱交換を行い、前記凝縮器では、加熱対象である被加熱体と該熱媒体とが熱交換を行うことを特徴する熱供給システム。
An air compressor having at least an air compression mechanism for compressing air and generating compressed air;
A heat pump having a condenser, an expansion valve, an evaporator, and a heat medium compressor, in which the heat medium circulates;
With
The evaporator is disposed on the downstream side of the air compression mechanism. In the evaporator, the compressed air and the heat medium exchange heat, and in the condenser, a heated object to be heated and the heat medium. And a heat supply system characterized by heat exchange.
前記被加熱体は、循環して前記凝縮器に供給されることを特徴とする請求項1に記載の熱供給システム。   The heat supply system according to claim 1, wherein the object to be heated is circulated and supplied to the condenser. 前記空気圧縮機は複数設けられ、
前記ヒートポンプでは、前記蒸発器は複数設けられ並列に接続されていて、前記膨張弁は複数設けられ該複数の蒸発器各々に接続されていて、
前記複数の蒸発器は、それぞれ前記複数の空気圧縮機の圧縮空気と熱交換を行うことを特徴する請求項1または請求項2に記載の熱供給システム。
A plurality of the air compressors are provided,
In the heat pump, a plurality of the evaporators are provided and connected in parallel, a plurality of the expansion valves are provided and connected to each of the plurality of evaporators,
The heat supply system according to claim 1, wherein each of the plurality of evaporators performs heat exchange with compressed air of the plurality of air compressors.
前記ヒートポンプは複数設けられ、
前記複数のヒートポンプは、前記圧縮空気の流路に対して直列に配置されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の熱供給システム。
A plurality of the heat pumps are provided,
The heat supply system according to claim 1, wherein the plurality of heat pumps are arranged in series with respect to the flow path of the compressed air.
前記空気圧縮機は、前記空気圧縮機構を直列に2つ有する二段圧縮式空気圧縮機であり、
前記複数のヒートポンプは、前記2つの空気圧縮機構各々の下流側に設けられることを特徴とする請求項4に記載の熱供給システム。
The air compressor is a two-stage compression air compressor having two air compression mechanisms in series,
The heat supply system according to claim 4, wherein the plurality of heat pumps are provided downstream of each of the two air compression mechanisms.
前記ヒートポンプでは、前記蒸発器は複数設けられ並列に接続されていて、前記膨張弁は複数設けられ該複数の蒸発器各々に接続されていて、
前記複数の蒸発器のうち、いずれか1つの蒸発器は前記圧縮空気と熱交換を行い、他の蒸発器は、前記空気圧縮機の構成する部材のうち温度が上昇する部材と熱交換することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の熱供給システム。
In the heat pump, a plurality of the evaporators are provided and connected in parallel, a plurality of the expansion valves are provided and connected to each of the plurality of evaporators,
Any one of the plurality of evaporators exchanges heat with the compressed air, and the other evaporator exchanges heat with a member of the air compressor whose temperature rises. The heat supply system according to claim 1 or 2, characterized by the above-mentioned.
当該熱供給システムは、前記空気圧縮機構と前記蒸発器との間に設けられる熱交換器を更に備え、
前記熱交換器では、高温の前記圧縮空気と前記被加熱体とが直接的に熱交換を行い、
前記凝縮器では、温度が低下した前記圧縮空気と前記被加熱体とが前記ヒートポンプを介して間接的に熱交換を行うことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の熱供給システム。
The heat supply system further includes a heat exchanger provided between the air compression mechanism and the evaporator,
In the heat exchanger, the high-temperature compressed air and the heated object directly exchange heat,
The said condenser WHEREIN: The said compressed air with which temperature fell, and the said to-be-heated body indirectly heat-exchange through the said heat pump, The any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned. Heat supply system.
前記ヒートポンプでは、前記蒸発器は複数設けられ直列に接続されていて、前記膨張弁は複数設けられ該複数の蒸発器各々に接続されていて、
当該熱供給システムは、複数の前記蒸発器に対する圧縮空気の流れ方向を切り替える切替弁を更に有し、
前記切替弁を切り替えながら前記複数の蒸発器を交互に運転することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の熱供給システム。
In the heat pump, a plurality of the evaporators are provided and connected in series, a plurality of the expansion valves are provided and connected to each of the plurality of evaporators,
The heat supply system further includes a switching valve that switches a flow direction of compressed air to the plurality of evaporators,
The heat supply system according to any one of claims 1 to 7, wherein the plurality of evaporators are alternately operated while switching the switching valve.
前記空気圧縮機が1つである場合において、
前記熱媒体圧縮機の周波数は、前記空気圧縮機の電動機周波数、該空気圧縮機出口における前記圧縮空気の温度、前記蒸発器出口における該圧縮空気の温度のいずれか1以上を参照して調整されることを特徴とする請求項1、請求項2、または請求項4から請求項6のいずれか1項に記載の熱供給システム。
In the case where there is one air compressor,
The frequency of the heat medium compressor is adjusted with reference to one or more of the motor frequency of the air compressor, the temperature of the compressed air at the outlet of the air compressor, and the temperature of the compressed air at the outlet of the evaporator. The heat supply system according to claim 1, claim 2, or claim 4.
前記空気圧縮機が複数である場合において、
前記熱媒体圧縮機の周波数は、該熱媒体圧縮機の入口の熱媒体の過熱度または熱媒体の飽和温度のいずれか一つを参照して調整されることを特徴とする請求項3に記載の熱供給システム。
In the case where there are a plurality of the air compressors,
The frequency of the heat medium compressor is adjusted with reference to any one of a superheat degree of a heat medium at an inlet of the heat medium compressor or a saturation temperature of the heat medium. Heat supply system.
前記ヒートポンプが複数の蒸発器を並列に接続しており、複数の蒸発器が圧縮空気および温度が上昇する部材と熱交換を行う場合において、
温度が上昇する部材と熱交換を行う各蒸発器に接続される膨張弁の開度は、それぞれが熱交換を行う部材の温度と、前記熱媒体圧縮機の入口の熱媒体の過熱度を参照して調整されることを特徴とする請求項6に記載の熱供給システム。
In the case where the heat pump connects a plurality of evaporators in parallel, and the plurality of evaporators exchange heat with the compressed air and the member whose temperature rises,
The degree of opening of the expansion valve connected to each evaporator that exchanges heat with a member whose temperature rises refers to the temperature of the member that exchanges heat and the degree of superheat of the heat medium at the inlet of the heat medium compressor. The heat supply system according to claim 6, wherein the heat supply system is adjusted as follows.
前記被加熱体の流量は、前記凝縮器出口における該被加熱体の温度、前記熱媒体圧縮機出口における前記熱媒体の温度、該熱媒体圧縮機出口における該熱媒体の圧力のいずれか1以上を用いて制御されることを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の熱供給システム。   The flow rate of the heated object is any one or more of the temperature of the heated object at the outlet of the condenser, the temperature of the heat medium at the outlet of the heat medium compressor, and the pressure of the heat medium at the outlet of the heat medium compressor. It is controlled using, The heat supply system of any one of Claims 1-11 characterized by the above-mentioned.
JP2009278295A 2009-12-08 2009-12-08 Heat supply system Pending JP2011122735A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009278295A JP2011122735A (en) 2009-12-08 2009-12-08 Heat supply system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009278295A JP2011122735A (en) 2009-12-08 2009-12-08 Heat supply system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011122735A true JP2011122735A (en) 2011-06-23

Family

ID=44286802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009278295A Pending JP2011122735A (en) 2009-12-08 2009-12-08 Heat supply system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011122735A (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013100972A (en) * 2011-11-10 2013-05-23 Orion Machinery Co Ltd Compressed air dehumidifier
WO2015118580A1 (en) * 2014-02-10 2015-08-13 三菱電機株式会社 Heat pump hot water supply device
CN105222213A (en) * 2015-09-25 2016-01-06 中国联合工程公司 Take residual heat of air compressor as closed scheme of hot-water supply and the operation method of thermal source
CN106322531A (en) * 2016-09-06 2017-01-11 华中科技大学 Total-outdoor-heat-exchange air conditioning device with fresh air
CN111664578A (en) * 2020-07-06 2020-09-15 高才林 Air energy water heater
CN111750555A (en) * 2020-07-06 2020-10-09 高才林 Heat pump set
CN114382561A (en) * 2022-01-10 2022-04-22 西安交通大学 Integrated CO2Compressed air energy storage power generation system of heat pump and operation method thereof
CN114963281A (en) * 2022-05-25 2022-08-30 哈尔滨工业大学 Combined heat and power generation system with energy storage system coupled with coal-fired unit and operation method

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013100972A (en) * 2011-11-10 2013-05-23 Orion Machinery Co Ltd Compressed air dehumidifier
WO2015118580A1 (en) * 2014-02-10 2015-08-13 三菱電機株式会社 Heat pump hot water supply device
CN105222213A (en) * 2015-09-25 2016-01-06 中国联合工程公司 Take residual heat of air compressor as closed scheme of hot-water supply and the operation method of thermal source
CN105222213B (en) * 2015-09-25 2018-04-20 中国联合工程有限公司 Closed scheme of hot-water supply and operation method using residual heat of air compressor as heat source
CN106322531A (en) * 2016-09-06 2017-01-11 华中科技大学 Total-outdoor-heat-exchange air conditioning device with fresh air
CN111664578A (en) * 2020-07-06 2020-09-15 高才林 Air energy water heater
CN111750555A (en) * 2020-07-06 2020-10-09 高才林 Heat pump set
CN111664578B (en) * 2020-07-06 2021-07-06 浙江康意洁具有限公司 Air energy water heater
CN114382561A (en) * 2022-01-10 2022-04-22 西安交通大学 Integrated CO2Compressed air energy storage power generation system of heat pump and operation method thereof
CN114382561B (en) * 2022-01-10 2022-10-25 西安交通大学 Integrated CO 2 Compressed air energy storage power generation system of heat pump and operation method thereof
CN114963281A (en) * 2022-05-25 2022-08-30 哈尔滨工业大学 Combined heat and power generation system with energy storage system coupled with coal-fired unit and operation method
CN114963281B (en) * 2022-05-25 2023-08-25 哈尔滨工业大学 Combined heat and power generation system with energy storage system and coal-fired unit coupled and operation method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2011122735A (en) Heat supply system
JP2009228979A (en) Air conditioner
WO2011108068A1 (en) Air-conditioning hot-water-supplying system
CN201368542Y (en) Heat-pipe type fresh air dehumidifier
CN105091410A (en) Heat pump
JP4317793B2 (en) Cooling system
EP2541170A1 (en) Air-conditioning hot-water-supply system
JP2006194242A (en) Energy supply system, method of supplying energy and method of improving energy supply system
JP2007322024A (en) Large temperature difference air conditioning system
JP2013185808A (en) Heat pump
CN201858724U (en) Brand-new air heating pump type roof air conditioner
CN214250050U (en) Heat recovery air conditioning system
JP5831466B2 (en) Heating system
CN1156662C (en) Heat pump system
CN201476397U (en) Temperature-adjusting dehumidifier of water source heat pump
KR100657431B1 (en) Clean air supply apparatus for coating booth using gas engine heat pump
CN1173142C (en) Air conditioner
KR20100046365A (en) Heat pump system
KR100816450B1 (en) Air conditioning method and system using brine heat exchanger
KR100946381B1 (en) Hybrid heat pump type cooling and heating apparatus
JP2004216212A (en) Apparatus for drying compressed air and apparatus for drying/reheating compressed air
KR100867648B1 (en) Waste heat withdrawal system of heat pump air-conditioner
KR20100005735U (en) storage system
CN201074924Y (en) Water cold air source heat pump air conditioner
CN110902740B (en) Low-temperature water distillation system and method