JP2546705B2 - ヒートポンプ - Google Patents
ヒートポンプInfo
- Publication number
- JP2546705B2 JP2546705B2 JP63152991A JP15299188A JP2546705B2 JP 2546705 B2 JP2546705 B2 JP 2546705B2 JP 63152991 A JP63152991 A JP 63152991A JP 15299188 A JP15299188 A JP 15299188A JP 2546705 B2 JP2546705 B2 JP 2546705B2
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- Japan
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- electric motor
- heat pump
- refrigerant
- temperature
- evaporator
- 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.)
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- Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は冷媒としてジクロロトリフルオロエタン（以
下「Ｒ−123」と記す）を用いるヒートポンプに関する
ものである。なお、ここでヒートポンプとは温流体を製
造する狭義のヒートポンプのみならず、冷流体を製造す
る冷凍機も含むものとする。
下「Ｒ−123」と記す）を用いるヒートポンプに関する
ものである。なお、ここでヒートポンプとは温流体を製
造する狭義のヒートポンプのみならず、冷流体を製造す
る冷凍機も含むものとする。
ビル空調等の圧縮方式のヒートポンプの作動冷媒とし
て用いられるフロン（主にトリクロロモノフルオロメタ
ン、以下「Ｒ−11」と記す）が大気成層圏のオゾン層を
破壊するという理由により、近年その使用を国際的に規
制しようとする検討が行なわれている。即ち、大気成層
圏のオゾン層は生物に有害な波長290〜320nmの光を吸収
し、この光が大地に到達しないようにする作用を有して
いるが、フロン中に含まれる塩素（Cl）がこのオゾンを
分解し、破壊したならば、上記生物に有害な光が地表に
到達してしまう。そこで大気成層圏のオゾン層の破壊を
防止しようという議論がなされているのである。
て用いられるフロン（主にトリクロロモノフルオロメタ
ン、以下「Ｒ−11」と記す）が大気成層圏のオゾン層を
破壊するという理由により、近年その使用を国際的に規
制しようとする検討が行なわれている。即ち、大気成層
圏のオゾン層は生物に有害な波長290〜320nmの光を吸収
し、この光が大地に到達しないようにする作用を有して
いるが、フロン中に含まれる塩素（Cl）がこのオゾンを
分解し、破壊したならば、上記生物に有害な光が地表に
到達してしまう。そこで大気成層圏のオゾン層の破壊を
防止しようという議論がなされているのである。
フロン規制に関する具体的例としては、1987年９月に
行なわれたオゾン層保護条約に基づくモントリオール外
交会議で採択された議定書がある。ここでは、Ｒ−11,R
−113,R−12,R−114,R−115等がその規制の対象物とな
り、その生産及び消費量を段階的に削減することとなっ
た。
行なわれたオゾン層保護条約に基づくモントリオール外
交会議で採択された議定書がある。ここでは、Ｒ−11,R
−113,R−12,R−114,R−115等がその規制の対象物とな
り、その生産及び消費量を段階的に削減することとなっ
た。
このため現在、圧縮式ヒートポンプにおいて、主に使
用されているＲ−11に変わる代替冷媒を用いたヒートポ
ンプの開発が急がれている。
用されているＲ−11に変わる代替冷媒を用いたヒートポ
ンプの開発が急がれている。
上記Ｒ−11に変わる代替冷媒の候補としてＲ−123が
研究されている。しかしがら、この冷媒は電動機の電線
の有機絶縁材料に対して強い溶解作用と膨潤作用があ
り、電動機巻線の絶縁破壊事故を引き起こすという大き
な欠点があり、このため冷媒冷却の電動機により駆動さ
れるヒートポンプには、このＲ−123は使用できないも
のであった。
研究されている。しかしがら、この冷媒は電動機の電線
の有機絶縁材料に対して強い溶解作用と膨潤作用があ
り、電動機巻線の絶縁破壊事故を引き起こすという大き
な欠点があり、このため冷媒冷却の電動機により駆動さ
れるヒートポンプには、このＲ−123は使用できないも
のであった。
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、Ｒ−123
を冷媒として用い、且つ電動機巻線の絶縁事故を起こす
ことのない、無公害で高寿命の冷媒冷却の電動機により
駆動されるヒートポンプを提供することにある。
を冷媒として用い、且つ電動機巻線の絶縁事故を起こす
ことのない、無公害で高寿命の冷媒冷却の電動機により
駆動されるヒートポンプを提供することにある。
上記課題を解決するため本発明は、電動機駆動圧縮
機、凝縮器、蒸発器、減圧機構を具備し、これらの機器
間を冷媒経路で接続して冷媒循環流路で接続して冷媒循
環流路を形成し、前記電動機が冷媒液により冷却されて
いるヒートポンプにおいて、作動流体としてＲ−123が
用いられ、且つ前記電動機の処理ワニスがビスフェノー
ルＡ型エポキシ樹脂であり、且つ前記蒸発器を加熱する
加熱流体の温度がある上限温度以上とならないように制
御できる加熱流体温度制御装置を有することを特徴とす
る。
機、凝縮器、蒸発器、減圧機構を具備し、これらの機器
間を冷媒経路で接続して冷媒循環流路で接続して冷媒循
環流路を形成し、前記電動機が冷媒液により冷却されて
いるヒートポンプにおいて、作動流体としてＲ−123が
用いられ、且つ前記電動機の処理ワニスがビスフェノー
ルＡ型エポキシ樹脂であり、且つ前記蒸発器を加熱する
加熱流体の温度がある上限温度以上とならないように制
御できる加熱流体温度制御装置を有することを特徴とす
る。
また、電動機駆動圧縮機、凝縮器、蒸発器、減圧機構
を具備し、これらの機器間を冷媒経路で接続して冷媒循
環流路で接続して冷媒循環流路を形成し、前記電動機が
冷媒液により冷却されているヒートポンプにおいて、作
動流体としてＲ−123が用いられ、且つ前記電動機の処
理ワニスがビスフェノールＡ型エポキシ樹脂であり、且
つ前記凝縮器を冷却する冷却流体の温度がある上限温度
以上とならないように制御できる冷却流体温度制御装置
を有することを特徴とする。
を具備し、これらの機器間を冷媒経路で接続して冷媒循
環流路で接続して冷媒循環流路を形成し、前記電動機が
冷媒液により冷却されているヒートポンプにおいて、作
動流体としてＲ−123が用いられ、且つ前記電動機の処
理ワニスがビスフェノールＡ型エポキシ樹脂であり、且
つ前記凝縮器を冷却する冷却流体の温度がある上限温度
以上とならないように制御できる冷却流体温度制御装置
を有することを特徴とする。
なお、本発明における処理ワニスとは、第２図に示す
如くマグネットワイヤー21に巻かれたマイカテープ層22
の隙間を埋める充填樹脂である処理ワニス23のことを云
う。
如くマグネットワイヤー21に巻かれたマイカテープ層22
の隙間を埋める充填樹脂である処理ワニス23のことを云
う。
ヒートポンプを上記の如く構成することにより、電動
機冷却用の冷媒液がある上限温度以下に保つことができ
るので、電動機の処理ワニスのビスフェノールＡ型樹脂
はＲ−123に対してほとんど溶解したり、膨潤したり変
色することがなく、この電動機をＲ−123と直接接触さ
せ、冷却しても、絶縁破壊事故を起こすことがなく、高
寿命のヒートポンプとなる。
機冷却用の冷媒液がある上限温度以下に保つことができ
るので、電動機の処理ワニスのビスフェノールＡ型樹脂
はＲ−123に対してほとんど溶解したり、膨潤したり変
色することがなく、この電動機をＲ−123と直接接触さ
せ、冷却しても、絶縁破壊事故を起こすことがなく、高
寿命のヒートポンプとなる。
また、冷媒としてＲ−123を使用するので大気成層圏
のオゾン層をほとんど破壊することなく、安全で無公害
のヒートポンプとなる。
のオゾン層をほとんど破壊することなく、安全で無公害
のヒートポンプとなる。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
但し、この実施例はあくまでも本発明の実施態様の一例
であり、本発明はこの実施例に限定されるものではな
い。
但し、この実施例はあくまでも本発明の実施態様の一例
であり、本発明はこの実施例に限定されるものではな
い。
第１図は本発明に係るヒートポンプの概略構成を示す
図である。同図において、１は圧縮機、２は凝縮器、３
は減圧装置、４は蒸発器である。これら圧縮機１、凝縮
器２、減圧装置３及び蒸発器４は冷媒経路で接続され冷
媒循環経路を形成している。
図である。同図において、１は圧縮機、２は凝縮器、３
は減圧装置、４は蒸発器である。これら圧縮機１、凝縮
器２、減圧装置３及び蒸発器４は冷媒経路で接続され冷
媒循環経路を形成している。
上記構成のヒートポンプにおいて、圧縮機１は遠心式
の圧縮機であり、該圧縮機１で圧縮された冷媒ガスは凝
縮器２にて流路５から送られてくる冷媒流体により冷却
及び凝縮され、減圧装置３にて減圧された後、蒸発器４
に至る。該蒸発器４では流路６から送られる加熱流体に
より、加熱及び蒸発され、再び遠心式の圧縮機１に戻
り、ヒートポンプサイクルを構成する。一方、流路５を
流れる冷却流体は凝縮器２にて加熱され、流路６を流れ
る加熱流体は蒸発器４にて冷却される。このヒートポン
プにおいては、冷媒としてＲ−123が使用される。
の圧縮機であり、該圧縮機１で圧縮された冷媒ガスは凝
縮器２にて流路５から送られてくる冷媒流体により冷却
及び凝縮され、減圧装置３にて減圧された後、蒸発器４
に至る。該蒸発器４では流路６から送られる加熱流体に
より、加熱及び蒸発され、再び遠心式の圧縮機１に戻
り、ヒートポンプサイクルを構成する。一方、流路５を
流れる冷却流体は凝縮器２にて加熱され、流路６を流れ
る加熱流体は蒸発器４にて冷却される。このヒートポン
プにおいては、冷媒としてＲ−123が使用される。
また、凝縮器２で凝縮したＲ−123の液の一部は、凝
縮器２と蒸発器４の圧力差により、冷媒通路14を通って
電動機８に送られ、電動機８の巻線９等を冷却し、冷媒
自身は加熱・蒸発され、冷媒通路15を通って、蒸発器４
に戻る。冷媒通路14中には減圧装置７があり、電動機８
内に送られるＲ−123凝縮液の温度及び圧力状態を略蒸
発器４内の温度及び圧力状態に下げるようになってい
る。
縮器２と蒸発器４の圧力差により、冷媒通路14を通って
電動機８に送られ、電動機８の巻線９等を冷却し、冷媒
自身は加熱・蒸発され、冷媒通路15を通って、蒸発器４
に戻る。冷媒通路14中には減圧装置７があり、電動機８
内に送られるＲ−123凝縮液の温度及び圧力状態を略蒸
発器４内の温度及び圧力状態に下げるようになってい
る。
電動機８の巻線９の処理ワニスには、ビスフェノール
Ａ型エポキシ樹脂が用いられている。また、蒸発器４に
は蒸発器内圧力検出器10が取り付けられている。この蒸
発器内圧力検出器10の検出圧力信号は制御装置11に送ら
れるが、圧力が上昇して、蒸発温度がある上限温度に達
し、その結果電動機冷却用冷媒の温度が上昇し、電動機
８の巻線９の温度が高くなると（具体的には60℃以
上）、電動機巻線温度を低下する処置が取られる。例え
ば圧縮機１の容量制御装置であるサクションベーンコン
トロール装置12を駆動するモータ13を作動させ、蒸発器
４の内圧を低下させる。なお、この蒸発温度を制御する
手段は、蒸発温度又は、蒸発圧力だけでなく、熱源水温
度等により間接的に制御してもよい。これにより電動機
８の巻線温度はある上限温度（具体的には60℃）以下に
保たれる。
Ａ型エポキシ樹脂が用いられている。また、蒸発器４に
は蒸発器内圧力検出器10が取り付けられている。この蒸
発器内圧力検出器10の検出圧力信号は制御装置11に送ら
れるが、圧力が上昇して、蒸発温度がある上限温度に達
し、その結果電動機冷却用冷媒の温度が上昇し、電動機
８の巻線９の温度が高くなると（具体的には60℃以
上）、電動機巻線温度を低下する処置が取られる。例え
ば圧縮機１の容量制御装置であるサクションベーンコン
トロール装置12を駆動するモータ13を作動させ、蒸発器
４の内圧を低下させる。なお、この蒸発温度を制御する
手段は、蒸発温度又は、蒸発圧力だけでなく、熱源水温
度等により間接的に制御してもよい。これにより電動機
８の巻線温度はある上限温度（具体的には60℃）以下に
保たれる。
ヒートポンプを上記の如く構成することにより、効率
よく長期にわたって運転することができるものとなる。
よく長期にわたって運転することができるものとなる。
上記のように、本発明は電動機の処理ワニスにビスフ
ェノールＡ型エポキシ樹脂を用い、その使用温度は60℃
以下になるように制御され、且つ冷媒としてＲ−123が
用いられるという３つの条件を全て満足することによ
り、成層圏オゾン層に悪影響を及ぼさない冷媒により、
冷却される電動機を用いるヒートポンプを実現したもの
であるが、この上記３つの条件を設定するためには長時
間にわたってＲ−123を使用しうる条件を追求し、且つ
電動機の処理ワニスの材質についても深く検討した結果
によるものである。
ェノールＡ型エポキシ樹脂を用い、その使用温度は60℃
以下になるように制御され、且つ冷媒としてＲ−123が
用いられるという３つの条件を全て満足することによ
り、成層圏オゾン層に悪影響を及ぼさない冷媒により、
冷却される電動機を用いるヒートポンプを実現したもの
であるが、この上記３つの条件を設定するためには長時
間にわたってＲ−123を使用しうる条件を追求し、且つ
電動機の処理ワニスの材質についても深く検討した結果
によるものである。
その研究結果を例を第３図に示す。この研究結果は脂
環式とビスフェノールＡ型のエポキシ樹脂に付いてＲ−
123雰囲気中での試験結果である。同図において、Ａは
脂環式エポキシ樹脂であり、ＢはビスフェノールＡ型エ
ポキシ樹脂である。図からわかるように、Ｒ−123の温
度が120℃では脂環式エポキシ樹脂では変色しないがビ
スフェノールＡ型エポキシ樹脂では変色がみられ、耐性
がない。従って高温域（即ち電動機を高温で冷却する場
合）では脂環式エポキシ樹脂が使用可能である。
環式とビスフェノールＡ型のエポキシ樹脂に付いてＲ−
123雰囲気中での試験結果である。同図において、Ａは
脂環式エポキシ樹脂であり、ＢはビスフェノールＡ型エ
ポキシ樹脂である。図からわかるように、Ｒ−123の温
度が120℃では脂環式エポキシ樹脂では変色しないがビ
スフェノールＡ型エポキシ樹脂では変色がみられ、耐性
がない。従って高温域（即ち電動機を高温で冷却する場
合）では脂環式エポキシ樹脂が使用可能である。
一方、Ｒ−123の温度が60℃では、脂環式エポキシ樹
脂とビスフェノールＡ型エポキシ樹脂のどちらも変色せ
ず耐性がある。しかし元来脂環式エポキシ樹脂は脆いと
いう欠点を有しており、また低い温度の冷媒による冷却
の際には温度変化が大きくヒートショックも起こりやす
いので、前記脆いという欠点が助長される。従って低温
域（即ち電動機を低温で冷却する場合）ではビスフェノ
ールＡ型エポキシ樹脂が処理ワニスとして最適である。
脂とビスフェノールＡ型エポキシ樹脂のどちらも変色せ
ず耐性がある。しかし元来脂環式エポキシ樹脂は脆いと
いう欠点を有しており、また低い温度の冷媒による冷却
の際には温度変化が大きくヒートショックも起こりやす
いので、前記脆いという欠点が助長される。従って低温
域（即ち電動機を低温で冷却する場合）ではビスフェノ
ールＡ型エポキシ樹脂が処理ワニスとして最適である。
なお、本発明では処理ワニスとしてビスフェノールＡ
型エポキシ樹脂を用いるものであるが、電動機８内の処
理ワニス以外の部分、即ち第２図に示す例で説明すれ
ば、マイカテープ層22の隙間を埋める充填樹脂以外の場
所にも、このビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を用いて
もよいことは勿論である。
型エポキシ樹脂を用いるものであるが、電動機８内の処
理ワニス以外の部分、即ち第２図に示す例で説明すれ
ば、マイカテープ層22の隙間を埋める充填樹脂以外の場
所にも、このビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を用いて
もよいことは勿論である。
以上説明したように本発明のヒートポンプは下記のよ
うな優れた効果を有する。
うな優れた効果を有する。
（１）冷媒としてＲ−123を用いるからヒートポンプか
ら冷媒が万が一漏れても成層圏オゾン層を破壊すること
が殆どない。
ら冷媒が万が一漏れても成層圏オゾン層を破壊すること
が殆どない。
（２）蒸発温度制御装置又は凝縮温度制御装置により、
蒸発温度又は凝縮温度がある上限温度以上とならないよ
う制御するので、Ｒ−123の温度が所定値以上になら
ず、電動機の処理ワニスとして用いられているビスフェ
ノールＡ型エポキシ樹脂の劣化、即ち、電動機コイルが
劣化しない。
蒸発温度又は凝縮温度がある上限温度以上とならないよ
う制御するので、Ｒ−123の温度が所定値以上になら
ず、電動機の処理ワニスとして用いられているビスフェ
ノールＡ型エポキシ樹脂の劣化、即ち、電動機コイルが
劣化しない。
第１図は本発明に係るヒートポンプの概略構成を示す
図、第２図は電動機巻線断面図、第３図は電動機の処理
ワニスのＲ−123雰囲気中におけるエポキシ樹脂の研究
結果を示す図である。 図中、１……圧縮機、２……凝縮器、３……減圧装置、
４……蒸発器、５……流路、６……流路、７……減圧装
置、８……電動機、９……巻線、10……蒸発器内圧力検
出器、11……制御装置、12……サクションベーンコント
ロール装置、13……モータ、14……冷媒通路、15……冷
媒通路。
図、第２図は電動機巻線断面図、第３図は電動機の処理
ワニスのＲ−123雰囲気中におけるエポキシ樹脂の研究
結果を示す図である。 図中、１……圧縮機、２……凝縮器、３……減圧装置、
４……蒸発器、５……流路、６……流路、７……減圧装
置、８……電動機、９……巻線、10……蒸発器内圧力検
出器、11……制御装置、12……サクションベーンコント
ロール装置、13……モータ、14……冷媒通路、15……冷
媒通路。
Claims (2)
- 【請求項１】電動機駆動圧縮機、凝縮器、蒸発器、減圧
機構を具備し、これらの機器間を冷媒経路で接続して冷
媒循環経路を形成し、前記電動機が冷媒液により冷却さ
れるヒートポンプにおいて、作動流体としてジクロロト
リフルオロエタンが用いられ、且つ前記電動機の処理ワ
ニスがビスフェノールＡ型エポキシ樹脂であり、且つ前
記蒸発器の蒸発温度がある上限温度以上とならないよう
に直接又は間接的に制御できる蒸発温度制御装置を有す
ることを特徴とするヒートポンプ。 - 【請求項２】電動機駆動圧縮機、凝縮器、蒸発器、減圧
機構を具備し、これらの機器間を冷媒経路で接続して冷
媒循環経路を形成し、前記電動機が冷媒液により冷却さ
れるヒートポンプにおいて、作動流体としてジクロロト
リフルオロエタンが用いられ、且つ前記電動機の処理ワ
ニスがビスフェノールＡ型エポキシ樹脂であり、且つ前
記凝縮器の凝縮温度がある上限温度以上とならないよう
に直接又は間接的に制御できる凝縮温度制御装置を有す
ることを特徴とするヒートポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63152991A JP2546705B2 (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | ヒートポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63152991A JP2546705B2 (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | ヒートポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH024168A JPH024168A (ja) | 1990-01-09 |
| JP2546705B2 true JP2546705B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=15552571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63152991A Expired - Lifetime JP2546705B2 (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | ヒートポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2546705B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04124851U (ja) * | 1991-04-30 | 1992-11-13 | 神鋼電機株式会社 | 冷凍機用電動機の固定子 |
-
1988
- 1988-06-21 JP JP63152991A patent/JP2546705B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH024168A (ja) | 1990-01-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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