JP2015203561A - Complex air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、逆カルノーサイクルの冷凍サイクルの第1サイクルとカルノーサイクルの発電サイクルの第2サイクルからなる複合サイクルを用いて、第1サイクルの膨張弁の替わりに膨張機を取り付け、減圧過程の絞り損失を発電機により電力として取り出すか、または、第2サイクルの冷媒ポンプの駆動力の補助として活用する。
冷房時には第2サイクルの膨張機を通過した、まだ温度の高い冷媒を利用して第1サイクルの膨張機を通過し減圧、低温となり、室内熱交換器により冷房をおこなった冷媒を熱交換器によって昇温し、第1サイクルの圧縮機に必要な駆動力を低減させる。第2サイクルの膨張機を通過し、第1サイクルの減圧、低温となった冷媒との熱交換により、低温となり冷媒ポンプにより加圧された第2サイクルの冷媒と、第1サイクルの圧縮機により高温、高圧となった第1サイクルの冷媒との熱交換により、高温、高圧となった第2サイクルの冷媒による膨張機の駆動力により、発電を行い、第1サイクルの圧縮機と第2サイクルの冷媒ポンプの駆動を補助する。
また、暖房時には第2サイクルの膨張機を通過した、まだ温度の高い冷媒を利用して第1サイクルの膨張機を通過し減圧、低温となった冷媒を熱交換器によって昇温し、第1サイクルの圧縮機に必要な駆動力を低減させる。第2サイクルの膨張機を通過し、第1サイクルの減圧、低温となった冷媒との熱交換により、低温となり冷媒ポンプにより加圧された第2サイクルの冷媒と、第1サイクルの圧縮機により高温、高圧となり、室内熱交換器により暖房をおこなった第1サイクルの冷媒との熱交換により、高温、高圧となった第2サイクルの冷媒による膨張機の駆動力により、発電を行い、第1サイクルの圧縮機と第2サイクルの冷媒ポンプの駆動を補助する。これにより、冷房、暖房においても空調装置の消費電力を大幅に低減する事のできる複合空調装置に関するものである。The present invention uses a combined cycle comprising a first cycle of a reverse Carnot cycle refrigeration cycle and a second cycle of a Carnot cycle power generation cycle, and an expansion machine is attached instead of the expansion valve of the first cycle so that the decompression process is reduced. The loss is taken out as electric power by a generator or used as an auxiliary to the driving force of the refrigerant pump in the second cycle.
At the time of cooling, the refrigerant that has passed through the second cycle expander, still passes through the first cycle expander using the high-temperature refrigerant, is depressurized and cooled, and the refrigerant that has been cooled by the indoor heat exchanger is cooled by the heat exchanger. The temperature is raised and the driving force required for the compressor in the first cycle is reduced. The second cycle refrigerant that has passed through the second cycle expander and has been reduced in temperature by the first cycle depressurized and heat exchanged with the low-temperature refrigerant, and pressurized by the refrigerant pump, and the first cycle compressor The first cycle compressor and the second cycle are generated by the heat exchange with the high-temperature and high-pressure first cycle refrigerant by the driving force of the expander by the high-temperature and high-pressure second cycle refrigerant. Assists in driving the refrigerant pump.
Further, during heating, the refrigerant that has passed through the second cycle expander and still passes through the first cycle expander through the first cycle expander is depressurized and the temperature is lowered by the heat exchanger. Reduce the driving force required for a cycle compressor. The second cycle refrigerant that has passed through the second cycle expander and has been reduced in temperature by the first cycle depressurized and heat exchanged with the low-temperature refrigerant, and pressurized by the refrigerant pump, and the first cycle compressor The heat is generated by the driving force of the expander by the second cycle refrigerant that has become high temperature and high pressure by heat exchange with the first cycle refrigerant that has been heated by the indoor heat exchanger. Assists in driving the cycle compressor and the second cycle refrigerant pump. Thus, the present invention relates to a composite air conditioner that can significantly reduce power consumption of the air conditioner even in cooling and heating.
現在、世界的に逆カルノーサイクルを原理とした空調装置は、そのエネルギー効率の高さから将来の低炭素社会への有力な切り札となっている。また、日本における空調装置の技術は順調に発展し、世界をリードするに至っている。こういった環境において空調装置の更なる性能向上及び、空調装置技術の有効利用が求められている。Currently, air conditioners based on the reverse Carnot cycle are a powerful trump card for the future low-carbon society due to their high energy efficiency. In addition, air conditioning technology in Japan has been steadily developing and has led the world. In such an environment, further performance improvement of the air conditioner and effective use of the air conditioner technology are required.
近年、日本において、カルノーサイクルを用いた、バイナリー発電が摂氏100度以下の低温排熱の有効活用として注目され、各メーカーにより次々、発表、販売されている。In recent years, in Japan, binary power generation using the Carnot cycle has attracted attention as an effective use of low-temperature exhaust heat of 100 degrees Celsius or less, and has been announced and sold one after another by various manufacturers.
こういった環境において空調装置とバイナリー発電を複合的に活用した空調装置の社会的な意義は計りしれない。
本発明は、逆カルノーサイクルの冷凍サイクルの第1サイクルとカルノーサイクルの発電サイクルの第2サイクルからなる複合サイクルを用いて、第1サイクルの膨張弁の替わりに膨張機を取り付け、減圧過程の絞り損失を発電機により電力として取り出すか、または、第2サイクルの冷媒ポンプの駆動力の補助として活用する。
冷房時には第2サイクルの膨張機を通過した、まだ温度の高い冷媒を利用して第1サイクルの膨張機を通過し減圧、低温となり、室内熱交換器により冷房をおこなった冷媒を熱交換器によって昇温し、第1サイクルの圧縮機に必要な駆動力を低減させる。第2サイクルの膨張機を通過し、第1サイクルの減圧、低温となった冷媒との熱交換により、低温となり冷媒ポンプにより加圧された第2サイクルの冷媒と、第1サイクルの圧縮機により高温、高圧となった第1サイクルの冷媒との熱交換により、高温、高圧となった第2サイクルの冷媒による膨張機の駆動力により、発電を行い、第1サイクルの圧縮機と第2サイクルの冷媒ポンプの駆動を補助する。
また、暖房時には第2サイクルの膨張機を通過した、まだ温度の高い冷媒を利用して第1サイクルの膨張機を通過し減圧、低温となった冷媒を熱交換器によって昇温し、第1サイクルの圧縮機に必要な駆動力を低減させる。第2サイクルの膨張機を通過し、第1サイクルの減圧、低温となった冷媒との熱交換により低温となり冷媒ポンプにより加圧された第2サイクルの冷媒と、第1サイクルの圧縮機により、高温、高圧となり、室内熱交換器により暖房をおこなった第1サイクルの冷媒との熱交換により、高温、高圧となった第2サイクルの冷媒による膨張機の駆動力により、発電を行い、第1サイクルの圧縮機と第2サイクルの冷媒ポンプの駆動を補助する。これにより、冷房、暖房においても空調装置の消費電力を大幅に低減する事のできる複合空調装置である。The present invention uses a combined cycle comprising a first cycle of a reverse Carnot cycle refrigeration cycle and a second cycle of a Carnot cycle power generation cycle, and an expansion machine is attached instead of the expansion valve of the first cycle so that the decompression process is reduced. The loss is taken out as electric power by a generator or used as an auxiliary to the driving force of the refrigerant pump in the second cycle.
At the time of cooling, the refrigerant that has passed through the second cycle expander, still passes through the first cycle expander using the high-temperature refrigerant, is depressurized and cooled, and the refrigerant that has been cooled by the indoor heat exchanger is cooled by the heat exchanger. The temperature is raised and the driving force required for the compressor in the first cycle is reduced. The second cycle refrigerant that has passed through the second cycle expander and has been reduced in temperature by the first cycle depressurized and heat exchanged with the low-temperature refrigerant, and pressurized by the refrigerant pump, and the first cycle compressor The first cycle compressor and the second cycle are generated by the heat exchange with the high-temperature and high-pressure first cycle refrigerant by the driving force of the expander by the high-temperature and high-pressure second cycle refrigerant. Assists in driving the refrigerant pump.
Further, during heating, the refrigerant that has passed through the second cycle expander and still passes through the first cycle expander through the first cycle expander is depressurized and the temperature is lowered by the heat exchanger. Reduce the driving force required for a cycle compressor. By passing through the second cycle expander, the first cycle decompression, the second cycle refrigerant pressurized by the refrigerant pump by the heat exchange with the refrigerant that has become low temperature, and the first cycle compressor, The heat is generated by the driving force of the expander by the second cycle refrigerant that has become high temperature and high pressure by heat exchange with the first cycle refrigerant that has been heated by the indoor heat exchanger. Assists in driving the cycle compressor and the second cycle refrigerant pump. Thereby, it is a composite air conditioner which can significantly reduce the power consumption of the air conditioner even in cooling and heating.
現在、電気は、大規模な発電施設で発電するか、工場等での自家発電、各家庭等での個別の小規模発電で作られているが、大規模発電である原子力は事故時の被害の甚大さや核燃料廃棄物処理の問題、火力や天然ガスはCO2を排出し、水力及び、地熱、太陽熱、太陽光、風力等の再生可能エネルギーは規模や建設場所等の問題がある。工場等の自家発電も、CO2排出や燃料価格の変動等の問題があり、各家庭での太陽光、風力等の再生可能エネルギー利用は、共に気候に左右され不安定であり、また規模も限られる。この様な状況のなかで、より一層、エネルギーの有効利用を促進する必要が有る。Currently, electricity is generated by large-scale power generation facilities, or by private power generation in factories, etc., and individual small-scale power generation in each home, but nuclear power, which is large-scale power generation, is damaged during an accident. There is a problem of the size and construction location of hydropower and renewable energy such as geothermal, solar heat, solar and wind power. In-house power generation at factories also has problems such as CO2 emissions and fuel price fluctuations, and the use of renewable energy such as solar and wind power at each home is both unstable and unstable depending on the climate. It is done. In such a situation, it is necessary to further promote the effective use of energy.
本発明は、逆カルノーサイクルの冷凍サイクルの第1サイクルとカルノーサイクルの発電サイクルの第2サイクルからなる複合サイクルを用いて、第2サイクルの冷媒による膨張機の駆動力により発電を行い、第1サイクルの圧縮機と第2サイクルの冷媒ポンプを駆動を補助し、冷房、暖房においても空調装置の消費電力を大幅に低減する事のできる複合空調装置である。
前記課題を解決するためには、本発明は冷凍サイクルと発電サイクルの組み合わせにより、大気の熱エネルギーを利用して発電を行い、空調装置の消費電力を大幅に低減する事のできる複合空調装置であり、新しい自然エネルギーの有効利用として極めて有用である。The present invention uses a combined cycle consisting of a first cycle of a refrigeration cycle of a reverse Carnot cycle and a second cycle of a power generation cycle of a Carnot cycle to generate power by the driving force of the expander by the refrigerant of the second cycle, This is a composite air conditioner that assists in driving the compressor of the cycle and the refrigerant pump of the second cycle, and can significantly reduce the power consumption of the air conditioner even in cooling and heating.
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a composite air conditioner that generates power using the thermal energy of the atmosphere by a combination of a refrigeration cycle and a power generation cycle, and can significantly reduce the power consumption of the air conditioner. It is extremely useful as an effective use of new natural energy.
本発明は大気の熱エネルギーを利用する為、一年中24時間安定稼働が可能な省電力、複合空調装置であり、各戸別、及び大規模施設、工場等、どこにでも設置可能である。
また、室外機等による排熱の放出が極めて少ないので、室内設置も可能であり、さらにヒートアイランド現象の対策におおいに有効である。Since the present invention uses thermal energy of the atmosphere, it is a power-saving and complex air conditioner that can be stably operated for 24 hours all year round, and can be installed anywhere, such as each house, large-scale facility, factory, and the like.
Moreover, since the exhaust heat emitted by the outdoor unit or the like is extremely small, it can be installed indoors, and it is extremely effective for countermeasures against the heat island phenomenon.
以下、本発明による複合空調装置を図1、図2、図3、図4、に示す全体の構成図に基づいて説明する。Hereinafter, a composite air conditioner according to the present invention will be described with reference to the entire configuration diagram shown in FIGS. 1, 2, 3 and 4.
図1、において冷房のときは、第1サイクルの圧縮機1は外部駆動機17により駆動される。
圧縮され高温、高圧となった1サイクルの冷媒は四方弁21を介して冷媒配管11を経て熱交換器3に流入し、第2サイクルの冷媒ポンプ6により昇圧された第2サイクルの冷媒と熱交換を行い、低温となり排出され冷媒配管8を経て膨張弁20、または図3の膨張機2に入るIn FIG. 1, during cooling, the first-
The one-cycle refrigerant compressed to a high temperature and high pressure flows into the
図1、において第1サイクルの膨張弁20により膨張するか、または図3の膨張機2に流入した冷媒は膨張し膨張機2の駆動力を発生させ、直結または、変速機16を介して第2サイクルの冷媒ポンプ6の駆動を補助するか、または第1サイクルの図4発電機の18を駆動し発電を行う。In FIG. 1, the refrigerant that is expanded by the
図1、において図1の膨張弁20、または図3の膨張機2により膨張し低温、低圧となった第1サイクルの冷媒は冷媒配管9を経て四方弁21により室内熱交換器5に入り冷房をおこない、四方弁21を介し、熱交換器4によって、第2サイクルの膨張機7を通過し、まだ温度の、やや高い第2サイクル冷媒と熱交換して昇温し、四方弁21を介し冷媒配管10を経て圧縮機1に戻る。この冷媒の昇温より第1サイクルの圧縮機1の圧縮に必要な駆動力を低減させる。In FIG. 1, the refrigerant of the first cycle, which has been expanded by the
図1、において第1サイクルの圧縮機1により圧縮され高温となった第1サイクルの冷媒により熱交換器3を介して昇温された、第2サイクルの冷媒は冷媒配管14を経て四方弁21を介して膨張機7に入る。In FIG. 1, the refrigerant in the second cycle heated by the first cycle refrigerant compressed by the
図1、において第2サイクルの膨張機7に流入した冷媒は膨張し駆動力を発生させ発電機19により発電をする。In FIG. 1, the refrigerant that has flowed into the
図1、図3、において膨張機7により膨張し低圧となった冷媒は四方弁21を介して冷媒配管15を経て熱交換器4に入り、第1サイクルの図1の膨張弁20、または図3の膨張機2、及び室内熱交換器5通過し減圧、低温となった冷媒を昇温し冷媒配管12を経て冷媒ポンプ6に戻る。In FIG. 1 and FIG. 3, the refrigerant expanded by the
図1、において冷媒ポンプ6により昇圧された第2サイクル冷媒は、冷媒配管13を経て熱交換器3に流入し第1サイクルの高温となった冷媒により昇温され、冷媒配管14から四方弁21を経て第2サイクルの膨張機7に戻る。In FIG. 1, the second-cycle refrigerant whose pressure has been increased by the
図2、において暖房のときは、第1サイクルの圧縮機1は外部駆動機17により駆動される。
圧縮され高温、高圧となった第1サイクルの冷媒は四方弁21を介して冷媒配管10を経て四方弁21から室内熱交換器5に流入し暖房を行い、四方弁21を介し、熱交換器4によって、第2サイクルの冷媒ポンプ6により昇圧された低温の第2サイクル冷媒と熱交換して低温となり、四方弁21を介し冷媒配管9を経て膨張弁20、または図3の膨張機2に入る。In FIG. 2, during heating, the
The refrigerant of the first cycle, which has been compressed and becomes high temperature and high pressure, flows into the
図2、において第1サイクルの膨張弁20により膨張するか、または図3の膨張機2に流入した冷媒は膨張し膨張機2の駆動力を発生させ、直結または、図3の変速機16を介して第2サイクルの冷媒ポンプ6の駆動を補助するか、または第1サイクル図4の発電機18を駆動し発電を行う。In FIG. 2, the refrigerant that is expanded by the
図2、において膨張弁20、または図3の膨張機2により膨張し低温、低圧となった第1サイクルの冷媒は熱交換器3に入り、第2サイクルの膨張機7を通過し、まだ温度の、やや高い第2サイクル冷媒と熱交換して昇温し、冷媒配管11を経て四方弁21を介し、圧縮機1に戻る。この冷媒の昇温より第1サイクルの圧縮機1の圧縮に必要な駆動力を低減させる。In FIG. 2, the refrigerant of the first cycle, which has been expanded by the
図2、において第1サイクルの圧縮機1により圧縮され高温となり、冷媒配管10を経て四方弁21を介して室内熱交換器5に流入し暖房を行った、第1サイクルの冷媒により、熱交換器4を介して昇温された第2サイクルの冷媒は冷媒配管15を経て四方弁21を介して膨張機7に入る。In FIG. 2, it is compressed by the
図2、において第2サイクルの膨張機7に流入した冷媒は膨張し駆動力を発生させ発電機19により発電をする。In FIG. 2, the refrigerant that has flowed into the
図2、において膨張機7により膨張し低圧となった、まだ温度の、やや高い第2サイクル冷媒は四方弁21を介して冷媒配管14を経て熱交換器3に入り、第1サイクルの膨張弁20、または図3の膨張機2、を通過し減圧、低温となった第1サイクル冷媒を昇温し冷媒配管13を経て冷媒ポンプ6に戻る。In FIG. 2, the second cycle refrigerant that has been expanded by the
図2、において冷媒ポンプ6により昇圧された第2サイクル冷媒は、冷媒配管12を経て熱交換器4に流入し、第1サイクルの高温の冷媒により昇温され、冷媒配管15を経て第2サイクルの膨張機7に戻る。In FIG. 2, the second-cycle refrigerant whose pressure has been increased by the
以下、本発明による別案を複合空調装置を図5、図6、図7、図8、に示す全体の構成図に基づいて説明する。Hereinafter, another plan according to the present invention will be described based on the overall configuration diagram of the composite air conditioner shown in FIGS. 5, 6, 7, and 8.
図5、において冷房のときは、第1サイクルの圧縮機1は外部駆動機17により駆動される。
圧縮され高温、高圧となった1サイクルの冷媒は冷媒配管11を経て四方弁21を介して熱交換器3に流入し、第2サイクルの冷媒ポンプ6により昇圧された第2サイクル冷媒と熱交換を行い、低温となり排出され冷媒配管8を経て膨張弁20、または図7の膨張機2に入るIn FIG. 5, during cooling, the
The compressed, high-temperature and high-pressure refrigerant of one cycle flows into the
図5、において第1サイクルの膨張弁20により膨張するか、または図7の膨張機2に流入した冷媒は膨張し膨張機2の駆動力を発生させ、直結または、図7の変速機16を介して第2サイクルの冷媒ポンプ6の駆動を補助するか、または第1サイクルの図8の発電機18を駆動し発電を行う。In FIG. 5, the refrigerant that is expanded by the
図5、において膨張弁20、または図7の膨張機2により膨張し低温、低圧となった第1サイクルの冷媒は冷媒配管9を経て四方弁21により室内熱交換器5に入り冷房をおこなった後に四方弁21を介し、熱交換器4によって第2サイクルの膨張機7を通過し、まだ温度の、やや高い第2サイクル冷媒と熱交換して昇温し、冷媒配管10を経て圧縮機1に戻る。この冷媒の昇温より第1サイクルの圧縮機1の圧縮に必要な駆動力を低減させる。In FIG. 5, the refrigerant of the first cycle, which has been expanded by the
図5、において第1サイクルの圧縮機1により圧縮され高温となり、冷媒配管11を経て、四方弁21を通り、第1サイクルの冷媒により熱交換器3を介して昇温された、第2サイクルの冷媒は冷媒配管14を経て膨張機7に入る。In FIG. 5, the second cycle is compressed by the
図5、において第2サイクルの膨張機7に流入した冷媒は膨張し駆動力を発生させ発電機19により発電をする。In FIG. 5, the refrigerant that has flowed into the
図5、において膨張機7により膨張し低圧となった第2サイクルの冷媒は冷媒配管15を経て熱交換器4に入り、膨張弁20、または図7の膨張機2及び、室内熱交換器5、を通過し減圧、低温となった第1サイクルの冷媒を昇温し冷媒配管12を経て冷媒ポンプ6に戻る。In FIG. 5, the refrigerant in the second cycle, which has been expanded by the
図5、において冷媒ポンプ6により昇圧された第2サイクル冷媒は、冷媒配管13を経て熱交換器3に流入し第1サイクルの高温となった冷媒により昇温され、冷媒配管14から第2サイクルの膨張機7に戻る。In FIG. 5, the second cycle refrigerant whose pressure has been increased by the
図6、において暖房のときは、第1サイクルの圧縮機1は外部駆動機17により駆動される。
圧縮され高温、高圧となった第1サイクルの冷媒は冷媒配管11を経て四方弁21から室内熱交換器5に流入し暖房を行い、四方弁21を介し、熱交換器3によって第2サイクルの冷媒ポンプ6により昇圧された低温の第2サイクル冷媒と熱交換して低温となり、冷媒配管8を経て膨張弁20、または図7の膨張機2に入る。In FIG. 6, during heating, the
The refrigerant of the first cycle, which has been compressed and becomes high temperature and high pressure, flows into the
図6、において第1サイクルの膨張弁20により膨張するか、または図7の膨張機2に流入した冷媒は膨張し膨張機2の駆動力を発生させ、直結または、図7の変速機16を介して第2サイクルの冷媒ポンプ6の駆動を補助するか、または第1サイクルの図8の発電機18を駆動し発電を行う。In FIG. 6, the refrigerant that is expanded by the
図6、において膨張弁20、または図7の膨張機2により膨張し低温、低圧となった第1サイクルの冷媒は熱交換器4に入り第2サイクルの膨張機7を通過しまだ温度の、やや高い第2サイクル冷媒と熱交換して昇温し、冷媒配管10を経て圧縮機1に戻る。この冷媒の昇温より第1サイクルの圧縮機1の圧縮に必要な駆動力を低減させる。In FIG. 6, the first cycle refrigerant that has been expanded by the
図6、において第1サイクルの圧縮機1により圧縮され高温となり、室内熱交換器5に流入し暖房を行った、第1サイクルの冷媒により熱交換器3を介して昇温された第2サイクルの冷媒は冷媒配管14を経て、膨張機7に入る。In FIG. 6, the second cycle compressed by the
図6、において第2サイクルの膨張機7に流入した冷媒は膨張し駆動力を発生させ発電機19により発電をする。In FIG. 6, the refrigerant that has flowed into the
図6、において膨張機7により膨張し低圧となった、まだ温度の、やや高い第2サイクル冷媒は冷媒配管15を経て熱交換器4に入り、第1サイクルの膨張弁20、または図7の膨張機2、を通過し減圧、低温となった第1サイクル冷媒を昇温し、冷媒配管12を経て冷媒ポンプ6に戻る。In FIG. 6, the second cycle refrigerant that has been expanded by the
図6、において冷媒ポンプ6により昇圧された第2サイクル冷媒は、冷媒配管13を経て熱交換器3に流入し、第1サイクルの高温の冷媒により昇温され、冷媒配管14を経て第2サイクルの膨張機7に戻るIn FIG. 6, the second-cycle refrigerant whose pressure has been increased by the
ここで、複合空調装置の冷房の場合の第1サイクルの具体的な運転状態について、図9、のP−h(モリエル)線図により説明する。
逆カルノーサイクルの第1サイクルにおける、点Aは圧縮機1に供給される冷媒の状態(例えば圧力0.349MPa、12℃)を示し、駆動機17で駆動される圧縮機1により圧縮され高圧、高温となり、点Bにおいては(例えば圧力1.318MPa、63℃)となる。点Aから点Bへの状態変化は、等エントロピー変化となる。点Cは熱交換器3もしくは4から流出した冷媒の状態を示し(例えば圧力1.318MPa、27℃)となる。点Dは膨張機2により膨張し、発電機18により発電を行うか、または冷媒ポンプ6を直結あるいは、変速機16を介して補助的に駆動した後の、熱交換器3もしくは4の入口における冷媒の状態を示し(例えば圧力0.349MPa、5℃)となる。点Cから点Dへの状態変化は、等エントロピー変化となる。
室内熱交換器5を経て、熱交換器3もしくは4により、第1サイクルの冷媒は点Dの状態から、第2サイクルの冷媒との熱交換で昇温され、点Aの状態に戻る。Here, a specific operation state of the first cycle in the case of cooling of the composite air conditioner will be described with reference to a Ph (Mollier) diagram of FIG.
Point A in the first cycle of the reverse Carnot cycle indicates the state of the refrigerant supplied to the compressor 1 (for example, a pressure of 0.349 MPa, 12 ° C.), which is compressed by the
After passing through the
ここで、複合空調装置の暖房の場合の第1サイクルの具体的な運転状態について、図9、のP−h(モリエル)線図により説明する。
逆カルノーサイクルの第1サイクルにおける、点A’は圧縮機1に供給される冷媒の状態(例えば圧力0.293MPa、7℃)を示し、駆動機17で駆動される圧縮機1により圧縮され高圧、高温となり、点B’においては(例えば圧力1.116MPa、58℃)となる。点A’から点B’への状態変化は、等エントロピー変化となる。点C’は室内熱交換器5を経て、熱交換器3もしくは4から流出した冷媒の状態を示し(例えば圧力1.116MPa、22℃)となる。点D’は膨張機2により膨張し、発電機18により発電を行うか、または冷媒ポンプ6を直結あるいは、変速機16を介して補助的に駆動した後の、熱交換器3もしくは4の入口における冷媒の状態を示し(例えば圧力0.293MPa、0℃)となる。点C’から点D’への状態変化は、等エントロピー変化となる。
熱交換器3もしくは4により、第1サイクルの冷媒は点Dの状態から、第2サイクルの冷媒との熱交換で昇温され、点A’の状態に戻る。Here, a specific operation state of the first cycle in the case of heating of the composite air conditioner will be described with reference to a Ph (Mollier) diagram in FIG.
A point A ′ in the first cycle of the reverse Carnot cycle indicates the state of the refrigerant supplied to the compressor 1 (for example, pressure 0.293 MPa, 7 ° C.), which is compressed by the
The
ここで、複合空調装置の冷房の場合の第2サイクルの具体的な運転状態について、図10、のP−h(モリエル)線図により説明する。
カルノーサイクルの第2サイクルにおける、点Eは膨張機7に供給される冷媒の状態(例えば圧力0.252MPa、45℃)を示し、膨張機7により膨張し、発電機19により発電を行い、低圧となった冷媒は、点Fにおいては(例えば圧力0.083MPa、15℃)となる。点Eから点Fへの状態変化は、等エントロピー変化となる。点Gは熱交換器3、4から流出した冷媒の状態を示し(例えば圧力0.083MPa、10℃)となる。点Hは冷媒ポンプ6により昇圧された、熱交換器3,4の入口における冷媒の状態を示し(例えば圧力0.252Pa、13℃)となる。点Gから点Hへの状態変化は、等エントロピー変化となる。熱交換器3、4により、第2サイクルの冷媒は点Hの状態から、第1サイクルの冷媒との熱交換で昇温され、点Eの状態に戻る。Here, a specific operation state of the second cycle in the case of cooling of the composite air conditioner will be described with reference to a Ph (Mollier) diagram of FIG.
Point E in the second cycle of the Carnot cycle indicates the state of the refrigerant supplied to the expander 7 (for example, a pressure of 0.252 MPa, 45 ° C.). The refrigerant expands by the
ここで、複合空調装置の暖房の場合の第2サイクルの具体的な運転状態について、図10、のP−h(モリエル)線図により説明する。
カルノーサイクルの第2サイクルにおける、点E’は膨張機7に供給される冷媒の状態(例えば圧力0.212MPa、40℃)を示し、膨張機7により膨張し、発電機19により発電を行い、低圧となった冷媒は、点F’においては(例えば圧力0.066MPa、10℃)となる。点E’から点F’への状態変化は、等エントロピー変化となる。点G’は熱交換器3、4から流出した冷媒の状態を示し(例えば圧力0.066MPa、5℃)となる。点H’は冷媒ポンプ6により昇圧された、熱交換器3,4の入口における冷媒の状態を示し(例えば圧力0.212Pa、7℃)となる。点G’から点H’への状態変化は、等エントロピー変化となる。熱交換器3、4により、第2サイクルの冷媒は点H’の状態から、第1サイクルの冷媒との熱交換で昇温され、点E’の状態に戻る。Here, a specific operation state of the second cycle in the case of heating of the composite air conditioner will be described with reference to a Ph (Mollier) diagram of FIG.
Point E ′ in the second cycle of the Carnot cycle indicates the state of the refrigerant supplied to the expander 7 (for example, pressure 0.212 MPa, 40 ° C.), expands by the
ここで、複合空調装置の冷房の場合の発電量について、図9、図10のP−h(モリエル)線図により説明する。
この図において、膨張機2、膨張機7、が単位量の冷媒の膨張力を100%動力に変換し、さらに、駆動機17が電力を100%動力に変換し、圧縮機1、冷媒ポンプ6の全断熱効率が1であり、発電機18、発電機19、の発電効率が100%である場合に得られる電力は、カルノーサイクルの第2サイクルより発生する比エンタルピーの値、膨張機7の発電力Δkに、1サイクルより発生する比エンタルピーの値、膨張機2の発電力Δjを加えた値から、第2サイクルより発生する比エンタルピーの値、冷媒ポンプ6の駆動力Δlを引き、さらに、逆カルノーサイクルの第1サイクルに必要な比エンタルピーの値、圧縮機1の駆動力Δiを引いた比エンタルピーの値に、冷媒の循環流量を乗じた値、または、第2サイクルより発生する比エンタルピーの値、膨張機7の発電力Δkに、第1サイクルより発生する比エンタルピーの値、膨張機2の駆動力Δjを加えた値から、第2サイクルより発生する比エンタルピーの値、冷媒ポンプ6の駆動力Δlを引き、さらに、逆カルノーサイクルの第1サイクルに必要な比エンタルピーの値、圧縮機1の駆動力Δiを引いた比エンタルピーの値に、冷媒の循環流量を乗じた値となる。Here, the power generation amount in the case of cooling of the composite air conditioner will be described with reference to the Ph (Mollier) diagrams of FIGS. 9 and 10.
In this figure, the
ここで、複合空調装置の暖房の場合の発電量について、図9、図10のP−h(モリエル)線図により説明する。
この図において、膨張機2、膨張機7、が単位量の冷媒の膨張力を100%動力に変換し、さらに、駆動機17が電力を100%動力に変換し、圧縮機1、冷媒ポンプ6の全断熱効率が1であり、発電機18、発電機19、の発電効率が100%である場合に得られる電力は、カルノーサイクルの第2サイクルより発生する比エンタルピーの値、膨張機7の発電力Δk’に、1サイクルより発生する比エンタルピーの値、膨張機2の発電力Δj’を加えた値から、第2サイクルより発生する比エンタルピーの値、冷媒ポンプ6の駆動力Δl’を引き、さらに、逆カルノーサイクルの第1サイクルに必要な比エンタルピーの値、圧縮機1の駆動力Δi’を引いた比エンタルピーの値に、冷媒の循環流量を乗じた値、または、第2サイクルより発生する比エンタルピーの値、膨張機7の発電力Δk’に、第1サイクルより発生する比エンタルピーの値、膨張機2の駆動力Δj’を加えた値から、第2サイクルより発生する比エンタルピーの値、冷媒ポンプ6の駆動力Δl’を引き、さらに、逆カルノーサイクルの第1サイクルに必要な比エンタルピーの値、圧縮機1の駆動力Δi’を引いた比エンタルピーの値に、冷媒の循環流量を乗じた値となる。Here, the power generation amount in the case of heating of the combined air conditioner will be described with reference to the Ph (Mollier) diagrams of FIGS. 9 and 10.
In this figure, the
1・・・第1サイクルの圧縮機、2・・・第1サイクルの膨張機、3・・・熱交換器、4・・・熱交換器、5・・・室内熱交換器、6・・・冷媒ポンプ、7・・・第2サイクルの膨張機、8、9、10、11・・・第1サイクルの冷媒配管、12、13、14,15・・・第2サイクルの冷媒配管、16、・・・変速機、17・・・駆動機、18、・・・第1サイクル発電機、19・・・第2サイクル発電機、20、・・・第1サイクルの膨張弁、DESCRIPTION OF
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014095490A JP2015203561A (en) | 2014-04-15 | 2014-04-15 | Complex air conditioner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014095490A JP2015203561A (en) | 2014-04-15 | 2014-04-15 | Complex air conditioner |
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JP2014095490A Pending JP2015203561A (en) | 2014-04-15 | 2014-04-15 | Complex air conditioner |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110375422A (en) * | 2019-07-26 | 2019-10-25 | 广东美的制冷设备有限公司 | Control method, system and the apparatus of air conditioning of air-conditioning |
-
2014
- 2014-04-15 JP JP2014095490A patent/JP2015203561A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN110375422A (en) * | 2019-07-26 | 2019-10-25 | 广东美的制冷设备有限公司 | Control method, system and the apparatus of air conditioning of air-conditioning |
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