JP2887216B2 - Heat pump equipment - Google Patents

Heat pump equipment

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JP2887216B2
JP2887216B2 JP3190530A JP19053091A JP2887216B2 JP 2887216 B2 JP2887216 B2 JP 2887216B2 JP 3190530 A JP3190530 A JP 3190530A JP 19053091 A JP19053091 A JP 19053091A JP 2887216 B2 JP2887216 B2 JP 2887216B2
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JP
Japan
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refrigerant
heat pump
pump device
cooling
heating
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JP3190530A
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Japanese (ja)
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洋三 岡本
正雄 小倉
勝 真田
弘 並木
典男 太田
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Mayekawa Manufacturing Co
Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Mayekawa Manufacturing Co
Tokyo Gas Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/16Receivers
    • F25B2400/161Receivers arranged in parallel

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  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は冷房、暖房等に利用する
ヒートポンプ装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat pump device used for cooling, heating and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】冷房、暖房等に利用する従来のヒートポ
ンプとしては、単一冷媒を用いて逆カルノーサイクルの
運転を行う構成のものが多く利用されている。
2. Description of the Related Art As a conventional heat pump used for cooling, heating, and the like, a heat pump having a structure in which a single refrigerant is used to perform an inverse Carnot cycle operation is often used.

【0003】また近来、運転効率の向上や、いわゆるフ
ロン規制に関連して2種類以上の冷媒を混合して成る非
共沸混合冷媒を用いてローレンツサイクルの運転を行う
ヒートポンプが注目されており、このヒートポンプは単
一冷媒を用いる前者のものと比較して効率が高く、また
上記フロン規制等に関連して冷媒の選択の余地が大きい
という利点がある。
In recent years, heat pumps that operate in a Lorentz cycle using a non-azeotropic mixed refrigerant obtained by mixing two or more types of refrigerants have been receiving attention in connection with improvements in operating efficiency and so-called Freon regulations. This heat pump has the advantage that the efficiency is higher than that of the former using a single refrigerant, and that there is much room for selection of the refrigerant in relation to the above-mentioned regulations on CFCs.

【0004】そして後者のヒートポンプでは、運転に於
いて冷媒の混合割合を変更可能とすることにより、更に
効率の向上を図る試みがなされている。例えば特開昭6
1−66054号公報に開示されるものでは、非共沸混
合冷媒を精留装置に於いて加熱、冷却により精留して混
合割合を変更することにより、能力調節範囲の拡大を図
っている。
In the latter heat pump, attempts have been made to further improve the efficiency by making it possible to change the mixing ratio of the refrigerant during operation. For example, JP
In the system disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 1-66054, a non-azeotropic mixed refrigerant is rectified by heating and cooling in a rectification device to change the mixing ratio, thereby expanding the capacity adjustment range.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ヒートポンプでは冷房
運転と暖房運転に於ける温度条件、特に凝縮器の温度条
件が大きく異なるので、単一冷媒を用いるものにせよ、
非共沸混合冷媒を用いるものにせよ、同一の冷媒で冷房
運転と暖房運転を行う限り、これらの冷媒の最適条件
は、冷房または暖房のいずれか一方側にのみ対応し、他
方側では最適条件から外れて所定の性能が発揮できない
ことになる。
In the heat pump, the temperature conditions in the cooling operation and the heating operation, particularly the temperature condition of the condenser, are greatly different.
Even if a non-azeotropic refrigerant mixture is used, as long as the cooling operation and the heating operation are performed with the same refrigerant, the optimum conditions of these refrigerants correspond to only one of the cooling and heating sides, and the optimum conditions for the other side. And the predetermined performance cannot be exhibited.

【0006】例えば冷媒R22を単一冷媒とするヒートポ
ンプに於いては、冷房運転では、蒸発器における熱交換
により7℃程度の冷水を効率的に得ることができるので
あるが、暖房時に凝縮器に於いて熱交換して50℃以上の
温水を得ようとすると圧縮機の所要圧力は20kgf/cm2G以
上となってしまい、従ってこの20kgf/cm2Gの吐出圧力を
目標として製作されている汎用の圧縮機の利用はできな
くなってしまう。即ち、このような冷媒では暖房時に50
℃以上の温水を得ることは実際上は困難である。逆に冷
媒R12を単一冷媒とするヒートポンプでは、上述した50
℃以上の温水を汎用の圧縮機を利用して得ることができ
るが、冷房運転を効率的に行うことはできない。因に、
この冷媒R12は上述のフロン規制の対象物である。
For example, in a heat pump using the refrigerant R22 as a single refrigerant, in cooling operation, cold water of about 7 ° C. can be efficiently obtained by heat exchange in an evaporator. Attempting to obtain hot water of 50 ° C or more by heat exchange at that time, the required pressure of the compressor will be 20 kgf / cm 2 G or more, therefore, it is manufactured with the target discharge pressure of 20 kgf / cm 2 G A general-purpose compressor cannot be used. That is, with such a refrigerant, 50
It is practically difficult to obtain hot water at a temperature of at least ℃. Conversely, in a heat pump using the refrigerant R12 as a single refrigerant,
Although hot water of not less than ° C. can be obtained using a general-purpose compressor, the cooling operation cannot be performed efficiently. By the way,
This refrigerant R12 is the subject of the above-mentioned Freon regulation.

【0007】一方、上記公報に開示されるようなヒート
ポンプでは、非共沸混合冷媒の混合割合を冷房運転と暖
房運転とで適切に変更すれば、理論上は上述した課題は
解決されるのであるが、冷媒の混合割合の変更は精留に
よって行うため、運転中に於ける温度や圧力の変化に影
響されて変化し易く、常時適切な混合割合を保つことは
困難である。このため実際上は高効率の運転を維持する
ことは困難である。本発明は以上の課題を解決すること
を目的とするものである。
On the other hand, in the heat pump disclosed in the above publication, the above-mentioned problem can be solved theoretically by appropriately changing the mixing ratio of the non-azeotropic refrigerant mixture between the cooling operation and the heating operation. However, since the mixing ratio of the refrigerant is changed by rectification, the mixing ratio is easily affected by changes in temperature or pressure during operation, and it is difficult to always maintain an appropriate mixing ratio. Therefore, it is practically difficult to maintain high-efficiency operation. An object of the present invention is to solve the above problems.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上述した課題は、ヒート
ポンプの構成要素を成す受液器を2系統構成して切替自
在に構成し、これらの受液器に夫々暖房用及び冷房用と
しての異なった冷媒を貯留すると共に、夫々の受液器に
対応した冷媒回収経路を構成した本発明のヒートポンプ
装置により解決することができる。
An object of the present invention is to provide a heat pump, which comprises two systems, which are configured to be switchable, and which have different configurations for heating and cooling, respectively. The problem can be solved by the heat pump device of the present invention in which the stored refrigerants and the refrigerant recovery paths corresponding to the respective liquid receivers are configured.

【0009】上記ヒートポンプ装置に於いては、冷媒
は、暖房用として冷媒R12、冷房用として冷媒R22とい
うように、異なった単一冷媒を用いて逆カルノーサイク
ルの運転を行うことができる。
In the above heat pump device, the reverse Carnot cycle operation can be performed using different single refrigerants such as refrigerant R12 for heating and refrigerant R22 for cooling.

【0010】また上記ヒートポンプ装置に於いては、冷
媒は、非共沸混合冷媒とすると共に蒸発器及び凝縮器は
向流型の構成としてローレンツサイクルの運転を行うこ
とができる。
In the above heat pump device, the refrigerant is a non-azeotropic mixed refrigerant, and the evaporator and the condenser are of a countercurrent type so that the operation of the Lorentz cycle can be performed.

【0011】上記非共沸混合冷媒としては、冷媒R22と
冷媒R142bの混合冷媒を用いることができ、この場合、
混合割合は暖房用として冷媒R22が20〜30mol%、冷媒
R142bが80〜70mol%とすると共に、冷房用として冷媒
R22が70〜85mol%、冷媒R142bが30〜15mol%の範囲が
適切である。
[0011] As the non-azeotropic mixed refrigerant, a mixed refrigerant of refrigerant R22 and refrigerant R142b can be used.
The mixing ratio of the refrigerant R22 for heating is 20 to 30 mol% and that of the refrigerant R142b is 80 to 70 mol%, and that for cooling is 70 to 85 mol% for the refrigerant R22 and 30 to 15 mol% for the refrigerant R142b.

【0012】また上記非共沸混合冷媒としては、上述し
た冷媒R22や冷媒R142bの他、冷媒R134a、RC318、
R123、R124等を成分とする混合冷媒を用いることがで
き、この場合、混合冷媒は暖房用、冷房用として上述し
たように同一成分で混合割合のみを異ならせても良い
し、成分を異ならせることもできる。
As the non-azeotropic mixed refrigerant, refrigerants R134a, RC318,
A mixed refrigerant containing R123, R124, etc. as a component can be used. In this case, the mixed refrigerant may be different for only the mixing ratio of the same component as described above for heating and cooling, or for different components. You can also.

【0013】[0013]

【作用】上記の本発明に於いては、暖房用としての冷媒
を貯留している受液器のみをヒートポンプの構成要素と
して動作させて暖房運転を行い、また受液器を切り替
え、冷房用としての冷媒を貯留している受液器のみをヒ
ートポンプの構成要素として動作させて冷房運転を行
う。
In the above-mentioned present invention, only the receiver that stores the refrigerant for heating is operated as a component of the heat pump to perform the heating operation, and the receiver is switched to be used for cooling. The cooling operation is performed by operating only the liquid receiver storing the refrigerant as a component of the heat pump.

【0014】動作させる受液器を切り替える場合には、
これに先立って装置内の冷媒を冷媒回収経路を経て対応
する受液器に回収する。そのため夫々の受液器に貯留す
る暖房用及び冷房用としての異なった冷媒が混ざること
がなく、夫々の運転に適切な冷媒により効率的に暖房運
転及び冷房運転を行うことができる。またこのように夫
々の運転に対して適切な冷媒を用いることにより、暖房
運転に於いては圧縮機の所要圧力を高くせずに凝縮器に
於ける温度を高くした暖房運転を行うことができる。
When switching the receiver to be operated,
Prior to this, the refrigerant in the apparatus is collected in a corresponding liquid receiver via a refrigerant collection path. Therefore, different refrigerants for heating and cooling stored in the respective liquid receivers are not mixed, and the heating operation and the cooling operation can be efficiently performed by the refrigerant suitable for each operation. In addition, by using an appropriate refrigerant for each operation as described above, it is possible to perform a heating operation in which the temperature in the condenser is increased without increasing the required pressure of the compressor in the heating operation. .

【0015】上記の装置に於いて、冷媒は、例えば暖房
用として冷媒R12、冷房用として冷媒R22というように
異なった単一冷媒を用いて逆カルノーサイクルの運転を
行うこともできるのであるが、この冷媒として非共沸混
合冷媒を用いると共に、蒸発器及び凝縮器は向流型の熱
交換を行う構成としてローレンツサイクルの運転を行う
ことができ、このローレンツサイクルを適用することに
より前者と比較して効率的な暖房、冷房運転を行うこと
ができる。
In the above-mentioned apparatus, the reverse Carnot cycle operation can be performed by using different single refrigerants such as refrigerant R12 for heating and refrigerant R22 for cooling. A non-azeotropic mixed refrigerant is used as the refrigerant, and the evaporator and the condenser can operate in a Lorentz cycle as a configuration for performing counter-current heat exchange. Efficient and efficient heating and cooling operation.

【0016】後者の運転に於いては、非共沸混合冷媒と
して例えば冷媒R22と冷媒R142bというように同一成分
の混合割合を異ならせた混合冷媒や、冷媒の成分を異な
らせた混合冷媒を用いることができ、前者の混合冷媒の
場合、混合割合は暖房用として冷媒R22が20〜30mol
%、冷媒R142bが80〜70mol%とすると共に、冷房用と
して冷媒R22が70〜85mol%、冷媒R142bが30〜15mol%
の範囲とすることにより地域冷暖房に必要な条件を容易
に達成することができ、また50℃以上の温水を汎用の圧
縮機を用いて容易に得ることができる。
In the latter operation, a non-azeotropic mixed refrigerant, such as refrigerant R22 and refrigerant R142b, having a different mixture ratio of the same component, or a refrigerant mixture having a different refrigerant component is used. In the case of the former mixed refrigerant, the mixing ratio is 20-30 mol of the refrigerant R22 for heating.
%, The refrigerant R142b is 80-70 mol%, and the refrigerant R22 is 70-85 mol% and the refrigerant R142b is 30-15 mol% for cooling.
In this range, the conditions necessary for district heating and cooling can be easily achieved, and hot water of 50 ° C. or higher can be easily obtained using a general-purpose compressor.

【0017】この他、上記単一冷媒や非共沸混合冷媒
は、所望の冷暖房の条件に応じて適宜のものを選定する
ことができ、例えばこれらの冷媒または混合冷媒の成分
として上述した冷媒R22や冷媒R142bの他、冷媒R134
a、RC318、R123、R124等を利用することができる。
In addition, the single refrigerant and the non-azeotropic mixed refrigerant can be appropriately selected according to desired cooling and heating conditions. For example, the refrigerant R22 described above as a component of these refrigerants or mixed refrigerants Refrigerant R142b, refrigerant R134
a, RC318, R123, R124, etc. can be used.

【0018】[0018]

【実施例】次に本発明の実施例を図について説明する。
図1は本発明のヒートポンプ装置の構成の一実施例を表
した系統図であり、この実施例は非共沸混合冷媒を用い
てローレンツサイクルの運転を行う構成を表したもので
ある。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a system diagram showing one embodiment of the configuration of the heat pump device of the present invention. This embodiment shows a configuration for operating a Lorentz cycle using a non-azeotropic mixed refrigerant.

【0019】図に於いて符号1は圧縮機であり、2は圧
縮機1を駆動する、電動機や内燃機関等の駆動源2であ
る。この圧縮機1の吸込側の冷媒経路に蒸発器3、吐出
側の冷媒経路に凝縮器4を接続しており、これらは向流
型の構成としている。即ち、蒸発器3は管状の長い冷媒
経路5を上流側から下流側に流れる際に、その下流側か
ら上流側方向に冷水経路6を流れる冷水と熱交換する構
成である。同様に、凝縮器4は管状の長い冷媒経路7を
上流側から下流側に流れる際に、その下流側から上流側
方向に冷却水(または温水)経路8を流れる冷却水(ま
たは温水)と熱交換する構成である。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a compressor, and 2 denotes a drive source 2 for driving the compressor 1, such as an electric motor or an internal combustion engine. An evaporator 3 is connected to a refrigerant path on the suction side of the compressor 1 and a condenser 4 is connected to a refrigerant path on the discharge side. That is, when the evaporator 3 flows from the upstream side to the downstream side in the long tubular refrigerant path 5, the evaporator 3 exchanges heat with the chilled water flowing through the chilled water path 6 from the downstream side to the upstream side. Similarly, when the condenser 4 flows through the long tubular refrigerant path 7 from the upstream side to the downstream side, the condenser 4 flows through the cooling water (or hot water) path 8 from the downstream side to the upstream side with heat and heat. It is a configuration to be replaced.

【0020】上記凝縮器4よりも下流側の冷媒経路は2
つの経路に分岐しており、夫々の経路は入口側弁9a,
9bを経て夫々の受液器10a,10bに接続すると共
に、これらの受液器10a,10bよりも下流側の冷媒
経路は出口側弁11a,11bを経て合流させている。
そして合流した冷媒経路は冷媒液弁12と膨張弁13を
経て上記蒸発器3の上流側に接続している。実施例に於
いて、上記受液器10a,10bは仕切壁14を経て隣
接するように一体に構成しているが、独立した構成とす
ることもできることは勿論である。
The refrigerant path downstream of the condenser 4 is 2
Into two paths, each of which is an inlet-side valve 9a,
9b, they are connected to the respective liquid receivers 10a, 10b, and the refrigerant paths downstream of the liquid receivers 10a, 10b are joined via outlet valves 11a, 11b.
The combined refrigerant path is connected to the upstream side of the evaporator 3 via the refrigerant liquid valve 12 and the expansion valve 13. In the embodiment, the liquid receivers 10a and 10b are integrally formed so as to be adjacent to each other via the partition wall 14, but it is a matter of course that the liquid receivers can be formed independently.

【0021】符号15は冷媒回収装置であり、この冷媒
回収装置15は圧縮機を備えた小型冷凍装置等により構
成するものである。この冷媒回収装置15の入口側の冷
媒経路は、入口側弁16を経て上記圧縮機1から凝縮器
4に至る冷媒経路に接続すると共に、出口側の冷媒経路
は2つの経路に分岐構成し、夫々出口側弁17a,17
bを経て夫々の受液器10a,10bに接続している。
Reference numeral 15 denotes a refrigerant recovery device, and the refrigerant recovery device 15 is constituted by a small refrigerating device having a compressor or the like. The refrigerant path on the inlet side of the refrigerant recovery device 15 is connected to the refrigerant path from the compressor 1 to the condenser 4 via the inlet-side valve 16, and the refrigerant path on the outlet side is branched into two paths. Outlet valves 17a, 17 respectively
b, they are connected to the respective liquid receivers 10a and 10b.

【0022】以上の構成に於いて、上記受液器10a,
10bの夫々には暖房用及び冷房用としての異なった冷
媒、即ちこの実施例に於いては異なった混合割合の非共
沸混合冷媒を貯留する。例えば図中左側の受液器(以下
暖房用の受液器という)には暖房用として適切となるよ
うに混合した非共沸混合冷媒を、右側の受液器(以下冷
房用の受液器という)には冷房用として適切となるよう
に混合した非共沸混合冷媒を貯留する。尚、これらの具
体例は後述する。
In the above configuration, the liquid receivers 10a, 10a,
Each of 10b stores a different refrigerant for heating and cooling, that is, a non-azeotropic refrigerant having a different mixing ratio in this embodiment. For example, a non-azeotropic mixed refrigerant mixed so as to be suitable for heating is supplied to a receiver on the left side (hereinafter referred to as a receiver for heating) and a receiver on the right side (hereinafter, receiver for cooling). ) Stores a non-azeotropic mixed refrigerant mixed so as to be suitable for cooling. These specific examples will be described later.

【0023】以上に説明した図1の構成は、非共沸混合
冷媒を用いてローレンツサイクルの運転を行う実施例を
表したものであるが、暖房用及び冷房用として適切に選
定した異なった単一冷媒を用いて、従来広く用いられて
いる逆カルノーサイクルの運転を行うこともできる。
尚、逆カルノーサイクルの運転を行う場合には、上記蒸
発器3及び凝縮器4は向流型の構成とする必要はない。
The configuration shown in FIG. 1 described above shows an embodiment in which the Lorentz cycle is operated using a non-azeotropic refrigerant mixture. However, different units which are appropriately selected for heating and cooling are used. The operation of a reverse Carnot cycle, which is widely used in the past, can also be performed using one refrigerant.
When the reverse Carnot cycle operation is performed, the evaporator 3 and the condenser 4 do not need to have a countercurrent type configuration.

【0024】以上の構成に於いて暖房運転を行う場合に
は、冷房用の受液器10aの入口側弁9a及び出口側弁
11a共に閉とすると共に、暖房用の受液器10bの入
口側弁9b及び出口側弁11bを開として運転を行う。
勿論、この際には冷媒回収装置15の入口側弁16及び
出口側弁17a,17bは全て閉としておく。
When the heating operation is performed in the above configuration, both the inlet valve 9a and the outlet valve 11a of the cooling liquid receiver 10a are closed, and the inlet side of the heating liquid receiver 10b is closed. The operation is performed with the valve 9b and the outlet valve 11b opened.
At this time, of course, the inlet valve 16 and the outlet valves 17a, 17b of the refrigerant recovery device 15 are all closed.

【0025】上記運転に於いて圧縮機1により圧縮され
た冷媒ガスは凝縮器4に至り、その上流側から下流側に
流れる際、温水経路8を向流状態に流れている温水と熱
交換しつつ凝縮して、これを昇温し、暖房に供する。そ
して自体は凝縮し、暖房用の受液器10aに還流する。
次いで冷媒液は冷媒液弁12、膨張弁13を経て蒸発器
3に至り、その上流側から下流側に流れる際、冷水経路
6を向流状態に流れている冷水と熱交換して蒸発し、次
いで圧縮機1に吸引されて、上述の動作が繰り返され
る。
In the above operation, the refrigerant gas compressed by the compressor 1 reaches the condenser 4 and, when flowing from the upstream side to the downstream side, exchanges heat with the hot water flowing in the hot water path 8 in a countercurrent state. While condensing, it is heated and supplied for heating. Then, the water itself condenses and returns to the liquid receiver 10a for heating.
Next, the refrigerant liquid reaches the evaporator 3 via the refrigerant liquid valve 12 and the expansion valve 13 and, when flowing from the upstream side to the downstream side, evaporates by exchanging heat with the chilled water flowing in the chilled water path 6 in a countercurrent state, Next, it is sucked by the compressor 1 and the above operation is repeated.

【0026】次に、冷房運転を行う場合には、この運転
に先立って冷媒回収装置15を動作させて経路中の冷媒
を暖房用の受液器10aに回収する操作、いわゆるポン
プダウンを行う。この回収操作は例えば次の如く行う。
Next, when performing the cooling operation, prior to this operation, the operation of operating the refrigerant recovery device 15 to recover the refrigerant in the path to the receiver 10a for heating, that is, so-called pump-down is performed. This collection operation is performed, for example, as follows.

【0027】まず上述の暖房運転に於いて、圧縮機1を
動作させたまま暖房用の受液器10aの出口側弁11a
を閉とすると、この出口側弁11aの下流側から圧縮機
1の上流側に至る経路中の冷媒は、全て圧縮機1により
吸引され、そして吐出側に至る。そして吐出側の冷媒の
大部分は上述した経路を経て暖房用の受液器10aに回
収される。このような回収操作だけでは圧縮機1から受
液器10aに至る経路中には冷媒が残留してしまうの
で、所定時間が経過したら暖房用の受液器10aの入口
側弁9aを閉とすると共に、圧縮機1の運転を停止す
る。これと共に入口側弁16と出口側弁17aを開とし
て冷媒回収装置15を動作させることにより、上述した
ように残留する冷媒を全て冷媒回収経路を経て暖房用の
受液器10aに還流することができる。そして回収が完
了した場合には、上記出口側弁17aと入口側弁16の
双方を閉とすると共に、冷媒回収装置15の運転を停止
する。
First, in the above-mentioned heating operation, the outlet valve 11a of the heating receiver 10a while the compressor 1 is operated.
Is closed, all the refrigerant in the path from the downstream side of the outlet valve 11a to the upstream side of the compressor 1 is sucked by the compressor 1 and reaches the discharge side. Most of the refrigerant on the discharge side is collected in the heating liquid receiver 10a via the above-described path. Since the refrigerant remains in the path from the compressor 1 to the liquid receiver 10a only by such a recovery operation, the inlet side valve 9a of the liquid receiver 10a for heating is closed after a predetermined time has elapsed. At the same time, the operation of the compressor 1 is stopped. At the same time, by operating the refrigerant recovery device 15 by opening the inlet side valve 16 and the outlet side valve 17a, all the remaining refrigerant can be returned to the heating receiver 10a via the refrigerant recovery path as described above. it can. When the recovery is completed, both the outlet valve 17a and the inlet valve 16 are closed, and the operation of the refrigerant recovery device 15 is stopped.

【0028】以上の如くして冷媒経路中の冷媒の全てが
受液器10aに回収された状態に於いて、冷房用の受液
器10bの入口側弁9b及び出口側弁11bを開とする
ことにより冷房運転を行う。
In the state where all of the refrigerant in the refrigerant path has been collected in the liquid receiver 10a as described above, the inlet valve 9b and the outlet valve 11b of the cooling liquid receiver 10b are opened. In this way, a cooling operation is performed.

【0029】この運転に於いては冷房用の受液器10b
に貯留された冷媒が上述した暖房運転と同様な経路を経
て循環し、蒸発器3に於いては冷水経路6を向流状態に
流れている冷水から熱を奪って自体は蒸発すると共に、
冷水の温度を低下させて冷房に供する。また凝縮器4に
於いては、冷却水経路8を向流状態で流れている冷却水
に熱を与えて自体は凝縮し、次いで入口側弁9bを経て
冷房用の受液器10bに還流し、上述の動作が繰り返さ
れる。
In this operation, the cooling liquid receiver 10b is used.
The refrigerant stored in the evaporator 3 circulates through the same path as the above-described heating operation, and in the evaporator 3, takes heat from the chilled water flowing countercurrently through the chilled water path 6 and evaporates itself.
The temperature of the cold water is lowered and the air is cooled. In the condenser 4, heat is applied to the cooling water flowing in the counter-current state in the cooling water path 8 to condense the cooling water itself, and then returns to the cooling receiver 10 b through the inlet valve 9 b. , The above operation is repeated.

【0030】このように本発明に於いては、2系統の受
液器を構成して、夫々に暖房用、冷房用として適切な冷
媒を貯留し、動作させる受液器を切り替えて対応する運
転を行うものであり、そして、この動作させる受液器を
切り替える場合には、これに先立って装置内の冷媒を冷
媒回収経路を経て対応する受液器に回収するため、夫々
の受液器に貯留している異なった冷媒が混ざることがな
い。従って夫々の運転に適切な冷媒を選定して貯留する
ことにより効率的に暖房運転及び冷房運転を行うことが
でき、また暖房運転に於いては、圧縮機の所要圧力を高
くせずに凝縮器4に於ける温度を高くした暖房運転を行
うことができる。
As described above, in the present invention, two systems of liquid receivers are constructed, and appropriate refrigerants are stored for heating and cooling, respectively, and the liquid receivers to be operated are switched to operate correspondingly. When the receivers to be operated are switched, prior to this, the refrigerant in the device is recovered to the corresponding receivers via the refrigerant recovery path. Different stored refrigerants do not mix. Therefore, the heating operation and the cooling operation can be efficiently performed by selecting and storing the appropriate refrigerant for each operation, and in the heating operation, the condenser pressure can be increased without increasing the required pressure of the compressor. 4 can perform the heating operation in which the temperature is increased.

【0031】次に本発明のヒートポンプ装置の具体的運
転例を説明する。尚、この運転例は、例えば地域冷暖房
の必要条件として、冷房運転に於いては、冷房に供する
冷水温度の変化を12→7℃、冷却水の温度の変化を32℃
→37℃とすると共に、暖房運転に於いては、暖房に供す
る温水の温度の変化を60→71℃、熱源水としての冷水温
度の変化を12→7℃と想定している。
Next, a specific operation example of the heat pump device of the present invention will be described. In this operation example, for example, as a necessary condition for district cooling and heating, in the cooling operation, the change in the temperature of the chilled water used for cooling is 12 → 7 ° C.,
In the heating operation, the temperature change of the hot water used for heating is assumed to be 60 → 71 ° C., and the change of the cold water temperature as the heat source water is assumed to be 12 → 7 ° C. in the heating operation.

【0032】図2及び図3は本発明のヒートポンプ装置
に於いて、異なった単一冷媒により逆カルノーサイクル
運転を行って上述した冷暖房の必要条件を満たす場合の
具体的動作をT−S線図に於いて表したものである。単
一冷媒は、暖房用冷媒として冷媒R12、冷房用冷媒とし
て冷媒R22を用いている。
FIGS. 2 and 3 are TS diagrams showing the specific operation of the heat pump apparatus of the present invention in the case where the above-described necessary conditions for cooling and heating are satisfied by performing the reverse Carnot cycle operation with different single refrigerants. It is represented in FIG. The single refrigerant uses refrigerant R12 as a refrigerant for heating and refrigerant R22 as a refrigerant for cooling.

【0033】まず図2は冷房運転に係るもので、凝縮器
4に於いて冷媒R22は一定の温度Tk=40℃で冷却水経路
8を流れる冷却水と熱交換して、冷却水の温度をTd=32
℃からTe=37℃まで昇温しており、また蒸発器3に於い
ては冷媒R22は一定の温度To=2℃で冷水経路6を流れ
る冷水と熱交換して、冷水の温度をTb=12℃からTa=7
℃に降下させて冷房に供している。この冷房運転に於け
る理論成績係数は、冷房成績計数COPc=7.24であ
る。また圧縮機の所要吐出圧力は14.6kgf/cm2Gであっ
て、上述した汎用の圧縮機を使用することができる。
First, FIG. 2 relates to a cooling operation. In the condenser 4, the refrigerant R22 exchanges heat with the cooling water flowing through the cooling water path 8 at a constant temperature Tk = 40 ° C. to reduce the temperature of the cooling water. Td = 32
From Te. C. to Te = 37.degree. C., and in the evaporator 3, the refrigerant R22 exchanges heat with the chilled water flowing through the chilled water passage 6 at a constant temperature To = 2.degree. Ta = 7 from 12 ℃
The temperature is lowered to ° C and the air is cooled. The theoretical coefficient of performance in this cooling operation is the cooling performance coefficient COPc = 7.24. The required discharge pressure of the compressor is 14.6 kgf / cm 2 G, and the above-described general-purpose compressor can be used.

【0034】また、図3は暖房運転に係るもので、凝縮
器4に於いて冷媒R12は一定の温度Tk=74℃で温水経路
(冷却水経路)を流れる温水と熱交換して、その温度をTd
=60℃からTe=71℃まで昇温して暖房に供しており、ま
た蒸発器3に於いては冷媒R12は一定の温度To=2℃で
冷水経路6を流れる熱源水としての冷水と熱交換してこ
こから熱を奪い、冷水の温度をTb=12℃からTa=7℃に
降下させている。この暖房運転に於ける成績係数は、暖
房成績計数COPh=4.82である。また圧縮機の所要吐
出圧力は19.9kgf/cm2Gであって、やはり上述した汎用の
圧縮機を使用することができる。
FIG. 3 relates to a heating operation. In the condenser 4, the refrigerant R12 is heated at a constant temperature Tk = 74.degree.
Heat exchange with the hot water flowing through the (cooling water path)
= 60 ° C to Te = 71 ° C for heating. In the evaporator 3, the refrigerant R12 is cooled at a constant temperature To = 2 ° C with cold water as heat source water flowing through the cold water path 6 and heat. By exchanging heat from here, the temperature of cold water is lowered from Tb = 12 ° C to Ta = 7 ° C. The coefficient of performance in this heating operation is heating result count COPh = 4.82. The required discharge pressure of the compressor is 19.9 kgf / cm 2 G, and the above-described general-purpose compressor can be used.

【0035】次に、図4は上記冷媒R22を用いて暖房運
転を行わせる場合に於ける動作を表すもので、これは凝
縮器4に於ける冷媒の温度をより上昇させるべく、圧縮
機1の吐出圧力を汎用機の最大圧力程度の20.7kgf/cm2G
まで上昇させて運転を行った場合に於ける動作を表すも
のである。図4に示すように上述した吐出圧力では凝縮
器4に於ける冷媒R22の温度を52℃程度までしか上昇す
ることができず、従ってこれと熱交換する温水も45℃か
ら50℃までしか上昇させることができない。仮りにこの
冷媒R22を用いて、上述した冷媒R12を用いた運転に於
ける凝縮器4の温度Tk=74℃を得ようとすると、圧縮機
の吐出圧力は31.8kgf/cm2Gが必要となり、上述した汎用
機では運転が不可能である。因に、実際上、冷媒R22を
用いたヒートポンプ装置では、暖房運転に於いて凝縮器
4の温度を下げて運転するのが通常である。
Next, FIG. 4 shows the operation in the case of performing the heating operation using the refrigerant R22. This operation is performed in order to raise the temperature of the refrigerant in the condenser 4 more. Discharge pressure of 20.7kgf / cm 2 G, about the maximum pressure of general-purpose machines
It shows the operation in the case where the operation is performed while being raised to the maximum. As shown in FIG. 4, at the above-mentioned discharge pressure, the temperature of the refrigerant R22 in the condenser 4 can only be increased up to about 52 ° C., and therefore, the temperature of the hot water which exchanges heat only rises from 45 ° C. to 50 ° C. I can't let it. If the refrigerant T22 is used to obtain the temperature Tk = 74 ° C. of the condenser 4 in the operation using the refrigerant R12, the discharge pressure of the compressor needs to be 31.8 kgf / cm 2 G. However, the general-purpose machine described above cannot operate. In fact, in practice, the heat pump apparatus using the refrigerant R22 usually operates by lowering the temperature of the condenser 4 in the heating operation.

【0036】以上述べたように本発明のヒートポンプ装
置に於いては、暖房及び冷房の夫々の運転を、夫々適切
な単一冷媒により行うことにより、効率的な運転を行う
ことができ、そして暖房運転に於いては圧縮機の所要圧
力を高くせずに凝縮器4に於ける温度を高くした暖房運
転を行うことができることがわかる。
As described above, in the heat pump apparatus of the present invention, efficient operation can be performed by performing each operation of heating and cooling by using an appropriate single refrigerant. It can be seen that in the operation, the heating operation in which the temperature in the condenser 4 is increased can be performed without increasing the required pressure of the compressor.

【0037】上述したように図1の構成のヒートポンプ
装置に於いては、非共沸混合冷媒を用いたローレンツサ
イクルの運転を行うことにより、単一冷媒を用いた逆カ
ルノーサイクルの運転よりも効率を向上することができ
る。
As described above, in the heat pump apparatus having the configuration shown in FIG. 1, the operation of the Lorentz cycle using the non-azeotropic refrigerant mixture is more efficient than the operation of the reverse Carnot cycle using a single refrigerant. Can be improved.

【0038】沸点が異なる2種類の冷媒(高沸点冷媒、
低沸点冷媒)を混合してなる非共沸混合冷媒では、その
露点及び沸点は夫々の混合割合に応じて図5の等圧気液
平衡線図中の露点曲線及び沸点曲線で示されるように変
化する。即ち、非共沸混合冷媒では、一定圧力下での蒸
発及び凝縮過程に於ける相変化の間に、上記露点曲線及
び沸点曲線で表されるように温度が変化する。例えば図
示の混合割合aの冷媒を蒸発器3に於いて蒸発させる場
合には、沸点曲線上の点(温度T2)から冷媒が蒸発を
開始し、露点曲線上の点(温度T1)で蒸発が終了する。
また凝縮器4に於いて凝縮させる場合には、上述と逆に
露点曲線上の点(温度T1)で凝縮が始まり、沸点曲線上
の点(温度T2)で凝縮が終了する。
Two kinds of refrigerants having different boiling points (high boiling point refrigerant,
In the case of a non-azeotropic refrigerant mixture obtained by mixing low boiling point refrigerants, the dew point and the boiling point change as shown by the dew point curve and the boiling point curve in the isobaric gas-liquid equilibrium diagram of FIG. 5 according to the respective mixing ratios. I do. That is, in the non-azeotropic refrigerant mixture, the temperature changes as shown by the dew point curve and the boiling point curve during the phase change in the evaporation and condensation processes under a constant pressure. For example, when evaporating the refrigerant having the illustrated mixing ratio a in the evaporator 3, the refrigerant starts to evaporate from a point on the boiling point curve (temperature T 2 ) and reaches a point on the dew point curve (temperature T 1 ). The evaporation ends.
When condensing in the condenser 4, condensing starts at a point on the dew point curve (temperature T 1 ) and ends at a point on the boiling point curve (temperature T 2 ).

【0039】ヒートポンプ装置に於いて、このような特
性を有する非共沸混合冷媒を用い、蒸発器3及び凝縮器
4を図1に示すような向流型の構成とすることにより、
いわゆるローレンツサイクルの運転を行うことができ
る。後述するが、図6、図7に示すようにローレンツサ
イクルでは蒸発器3、凝縮器4に於ける冷水、冷却水
(温水)の入口側の冷媒の温度が出口側よりも低下する
ので、これらの入口側に於いて熱交換する2流体、即ち
冷媒と冷水、冷却水(温水)間の温度差を小さくするこ
とができ、こうして非可逆損失を減少させて単一冷媒を
用いた逆カルノーサイクルの運転よりも効率を向上する
ことができるのである。
In the heat pump device, a non-azeotropic mixed refrigerant having such characteristics is used, and the evaporator 3 and the condenser 4 are of a countercurrent type as shown in FIG.
A so-called Lorentz cycle operation can be performed. As will be described later, as shown in FIGS. 6 and 7, in the Lorentz cycle, the temperature of the refrigerant at the inlet side of the cold water and the cooling water (hot water) in the evaporator 3 and the condenser 4 is lower than that at the outlet side. Inverted Carnot cycle using a single refrigerant by reducing the temperature difference between two fluids exchanging heat at the inlet side of the refrigerant, ie, refrigerant, cold water and cooling water (hot water), thus reducing irreversible loss It is possible to improve the efficiency more than the operation of.

【0040】そして非共沸混合冷媒に於いては、上述し
た温度T1,T2は混合割合を変化することにより上記露点
曲線及び沸点曲線上に変化させることができ、従って暖
房及び冷房の運転条件の夫々に対応させ、凝縮器4に於
ける冷却水(温水)の出入口間温度差及び蒸発器3に於
ける冷水の出入口間温度差と略等しくなるように混合割
合を調節することにより、効率的なローレンツサイクル
の運転を行うことができる。また混合割合を、高沸点成
分の多い側、例えば図中の混合割合bに調節すれば凝縮
器4に於ける露点曲線上の凝縮温度をT3まで高めること
ができ、こうして暖房運転に於いては圧縮機の吐出圧力
を高くしないで高温の温水を得ることができる。
In the non-azeotropic refrigerant mixture, the above-mentioned temperatures T 1 and T 2 can be changed on the dew point curve and the boiling point curve by changing the mixing ratio. By adjusting the mixing ratio so as to be substantially equal to the temperature difference between the inlet and outlet of the cooling water (hot water) in the condenser 4 and the temperature difference between the outlet and the inlet of the cold water in the evaporator 3 in accordance with each of the conditions, An efficient Lorentz cycle operation can be performed. Also the mixing ratio, it is possible to increase the high-boiling component-rich side, for example, the condensation temperature of the at dew point curve to the condenser 4 by adjusting the mixing ratio b in FIG up T 3, thus at the heating operation Can obtain high-temperature hot water without increasing the discharge pressure of the compressor.

【0041】次に本発明のヒートポンプ装置に於ける上
述のローレンツサイクルの運転例を図を参照して説明す
る。尚、この運転例は上述の逆カルノーサイクルの運転
例と同様に、運転条件は、地域冷暖房の必要条件とし
て、冷房運転に於いては、冷房に供する冷水温度の変化
を12→7℃、冷却水の温度の変化を32℃→37℃とすると
共に、暖房運転に於いては、暖房に供する温水の温度の
変化を60→71℃、熱源水としての冷水温度の変化を12→
7℃と想定している。
Next, an operation example of the above-described Lorentz cycle in the heat pump device of the present invention will be described with reference to the drawings. In this operation example, similarly to the above-described operation example of the reverse Carnot cycle, the operation condition is a necessary condition for district cooling and heating. In addition to changing the temperature of the water from 32 ° C to 37 ° C, in the heating operation, change the temperature of the hot water used for heating from 60 to 71 ° C, and change the temperature of the cold water as the heat source water to 12 →
7 ° C is assumed.

【0042】即ち、図6及び図7は本発明のヒートポン
プ装置に於いて、混合割合を変えた非共沸混合冷媒によ
りローレンツサイクルの運転を行って上述した冷暖房の
必要条件を満たす場合の具体的動作をT−S線図に於い
て表したものである。非共沸混合冷媒は、暖房用として
冷媒R22が30mol%、冷媒R142bが70mol%の割合で混合
したもの(第1の混合冷媒)、冷房用として冷媒R22が
83mol%、冷媒R142bが17mol%の割合で混合したもの
(第2の混合冷媒)を用いた。尚、これ以降のローレン
ツサイクルに於ける冷媒温度は及び圧力は、混合時に於
ける物性推算より得られた値を記載したものである。
That is, FIGS. 6 and 7 show a specific example in the case where the Lorentz cycle operation is performed by using the non-azeotropic mixed refrigerant having a different mixing ratio in the heat pump device of the present invention to satisfy the above-described cooling and heating requirements. The operation is represented by a TS diagram. The non-azeotropic mixed refrigerant is obtained by mixing refrigerant R22 at a ratio of 30 mol% and refrigerant R142b at a ratio of 70 mol% for heating (first mixed refrigerant), and refrigerant R22 for cooling.
A mixture in which 83 mol% and refrigerant R142b were mixed at a ratio of 17 mol% (second mixed refrigerant) was used. The refrigerant temperature and pressure in the subsequent Lorentz cycle are values obtained by estimating physical properties during mixing.

【0043】まず図6は冷房運転に係るもので、上記第
2の混合冷媒は、凝縮器4を、その上流側から下流側に
移動する際、この凝縮器4の冷却水経路を向流的に流れ
ている冷却水と熱交換しつつ凝縮し、自体の温度はTk=
41℃からTk'=36℃に降下すると共に、冷却水の温度をT
d=32℃からTe=37℃まで昇温しており、また蒸発器3
に於いては冷水経路6を流れる冷水と熱交換して、冷水
の温度をTb=12℃からTa=7℃に降下させて冷房に供す
ると共に、自体の温度はTo=3.76℃からTo'=9℃に上昇
している。この冷房運転に於ける理論成績係数は、冷房
成績計数COPc=8.17であり、上述した逆カルノーサ
イクルの運転の値COPc=7.24と比較して大きい。ま
た圧縮機の所要吐出圧力は11.5kgf/cm2Gであって上述し
た汎用の圧縮機を使用することができる。
First, FIG. 6 relates to a cooling operation. When the second mixed refrigerant moves the condenser 4 from the upstream side to the downstream side, the second mixed refrigerant flows in the cooling water path of the condenser 4 in a countercurrent manner. Condenses while exchanging heat with the cooling water flowing in
Tk '= 36 ° C from 41 ° C and the temperature of the cooling water
The temperature has risen from d = 32 ° C to Te = 37 ° C.
In the above, heat exchange is performed with the cold water flowing through the cold water path 6, the temperature of the cold water is decreased from Tb = 12 ° C. to Ta = 7 ° C., and the temperature of the cold water is reduced to To ′ = 3 ′ from To = 3.76 ° C. It has risen to 9 ° C. The theoretical coefficient of performance in the cooling operation is the cooling performance coefficient COPc = 8.17, which is larger than the above-described value of the reverse Carnot cycle operation COPc = 7.24. The required discharge pressure of the compressor is 11.5 kgf / cm 2 G, and the above-mentioned general-purpose compressor can be used.

【0044】また、図7は暖房運転に係るもので、凝縮
器4に於いて第1の混合冷媒は凝縮器4に於いて温水経
路を向流的に流れている温水と熱交換しつつ凝縮し、自
体の温度はTk=73.5℃からTk'=66.8℃に降下すると共
に、温水の温度をTd=60℃からTe=71℃まで昇温して暖
房に供しており、また蒸発器3に於いては冷水経路6を
向流的に流れる熱源水としての冷水と熱交換してここか
ら熱を奪いつつ蒸発し、自体の温度をTo=5.13℃からT
o'=10℃に上昇させている。この暖房運転に於ける理論
成績係数は、暖房成績計数COPh=5.48であり、上述
した逆カルノーサイクルの運転の値COPh=4.82と比
較して大きい。また圧縮機の所要吐出圧力は14.4kgf/cm
2Gであってやはり上述した汎用の圧縮機を使用すること
ができる。
FIG. 7 relates to a heating operation. In the condenser 4, the first mixed refrigerant is condensed while exchanging heat with hot water flowing countercurrently in the hot water path in the condenser 4. Then, the temperature of itself drops from Tk = 73.5 ° C. to Tk ′ = 66.8 ° C., and the temperature of the hot water is raised from Td = 60 ° C. to Te = 71 ° C. for heating, and the evaporator 3 In this case, heat exchanges with cold water as a heat source water flowing countercurrently through the cold water path 6 to evaporate while removing heat therefrom, and to raise the temperature of itself from To = 5.13 ° C. to T
o '= raised to 10 ° C. The theoretical coefficient of performance in this heating operation is a heating result coefficient COPh = 5.48, which is larger than the above-described value of the reverse Carnot cycle operation COPh = 4.82. The required discharge pressure of the compressor is 14.4kgf / cm
The general-purpose compressor of 2 G, which is also described above, can be used.

【0045】非共沸混合冷媒として冷媒R22と冷媒R14
2bの混合冷媒を用いる場合には、以上の実施例に於ける
混合割合を含め、暖房用として冷媒R22が20〜30mol
%、冷媒R142bが80〜70mol%とすると共に、冷房用と
して冷媒R22が70〜85mol%、冷媒R142bが30〜15mol%
の範囲とすることにより、上述した地域冷暖房に必要な
条件を容易に達成することができ、また50℃以上の温水
を汎用の圧縮機を用いて容易に得ることができる。尚、
上述した地域冷暖房の条件は単なる一例であって、本発
明は適宜の条件に対応して冷媒を選定することにより、
最適な条件で暖房及び冷房運転を行えるものである。
Refrigerants R22 and R14 as non-azeotropic refrigerant mixtures
In the case of using the mixed refrigerant of 2b, the refrigerant R22 contains 20 to 30 mol of the refrigerant R22 for heating, including the mixing ratio in the above embodiment.
%, The refrigerant R142b is 80-70 mol%, and the refrigerant R22 is 70-85 mol% and the refrigerant R142b is 30-15 mol% for cooling.
In this range, the above-described conditions required for district heating and cooling can be easily achieved, and hot water of 50 ° C. or higher can be easily obtained using a general-purpose compressor. still,
The above-described conditions of district heating and cooling are merely examples, and the present invention selects a refrigerant in accordance with appropriate conditions,
Heating and cooling operations can be performed under optimal conditions.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明のヒートポンプ装置は以上の通り
であるので、暖房運転及び冷房運転を、夫々の運転に適
切な冷媒により効率的に行うことができ、またこのよう
に夫々の運転に対して適切な冷媒を用いることにより、
暖房運転に於いては圧縮器の所要圧力を高くせずに凝縮
器に於ける温度を高くした暖房運転を行うことができる
という効果がある。
The heat pump apparatus of the present invention is as described above, so that the heating operation and the cooling operation can be efficiently performed by using a refrigerant suitable for each operation, and thus the operation is performed for each operation. By using a suitable refrigerant,
In the heating operation, there is an effect that the heating operation in which the temperature in the condenser is increased can be performed without increasing the required pressure of the compressor.

【0047】そしてこれらの運転に於いては冷媒として
非共沸混合冷媒を用いてローレンツサイクルの運転を行
うことにより逆カルノーサイクルの運転を行う場合と比
較して効率を更に高めることができ、またフロン規制等
に関連して冷媒の選択の余地が大きいという効果があ
る。
In these operations, the efficiency can be further increased by performing the Lorentz cycle operation using a non-azeotropic mixed refrigerant as the refrigerant as compared with the case of performing the reverse Carnot cycle operation. There is an effect that there is much room for selection of the refrigerant in relation to the regulations on CFCs.

【0048】特に本発明に於いては、冷媒の切替は、動
作させる受液器の切替によって行うので、ローレンツサ
イクルの適用にあたって冷媒の混合割合の変更を精留に
よって行うものと比較して、構成そして操作が非常に簡
単であり、またその切替を確実に行うことができるとい
う効果がある。
In particular, in the present invention, the switching of the refrigerant is performed by switching the receiver to be operated. Therefore, in applying the Lorentz cycle, the mixture ratio of the refrigerant is changed as compared with the case of performing the rectification by changing the mixing ratio of the refrigerant. Further, there is an effect that the operation is very simple and the switching can be performed reliably.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のヒートポンプ装置の構成の一実施例を
表した系統図である。
FIG. 1 is a system diagram showing one embodiment of a configuration of a heat pump device of the present invention.

【図2】本発明のヒートポンプ装置に於いて、単一冷媒
R22により逆カルノーサイクルの冷房運転を行った場合
の動作を表したT−S線図である。
FIG. 2 is a TS diagram showing an operation of the heat pump apparatus of the present invention when performing a cooling operation in a reverse Carnot cycle with a single refrigerant R22.

【図3】本発明のヒートポンプ装置に於いて、単一冷媒
R12により逆カルノーサイクルの暖房運転を行った場合
の動作を表したT−S線図である。
FIG. 3 is a TS diagram showing an operation of the heat pump device of the present invention when a heating operation of a reverse Carnot cycle is performed by a single refrigerant R12.

【図4】本発明のヒートポンプ装置に於いて、単一冷媒
R22により逆カルノーサイクルの暖房運転を行った場合
の動作を表したT−S線図である。
FIG. 4 is a TS diagram showing an operation of the heat pump device of the present invention when performing a heating operation in a reverse Carnot cycle with a single refrigerant R22.

【図5】沸点が異なる2種類の冷媒を混合してなる非共
沸混合冷媒の等圧気液平衡線図である。
FIG. 5 is an isobaric vapor-liquid equilibrium diagram of a non-azeotropic refrigerant mixture obtained by mixing two types of refrigerants having different boiling points.

【図6】本発明のヒートポンプ装置に於いて、R22とR
142bとを混合した冷房用の非共沸混合冷媒によりローレ
ンツサイクルの冷房運転を行った場合の動作を表したT
−S線図である。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between R22 and R22 in the heat pump device of the present invention.
T representing the operation when the cooling operation of the Lorentz cycle is performed by the non-azeotropic refrigerant mixture for cooling mixed with 142b.
It is a -S diagram.

【図7】本発明のヒートポンプ装置に於いて、R22とR
142bとを混合した暖房用の非共沸混合冷媒によりローレ
ンツサイクルの暖房運転を行った場合の動作を表したT
−S線図である。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between R22 and R22 in the heat pump device of the present invention.
T representing the operation when the heating operation of the Lorentz cycle is performed by using a non-azeotropic refrigerant mixture for heating mixed with 142b.
It is a -S diagram.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 圧縮機 2 駆動源 3 蒸発器 4 凝縮器 5 冷媒経路 6 冷水経路 7 冷媒経路 8 冷却水(または温水)経路 9a,9b 入口側弁 10a,10b 受液器 11a,11b 出口側弁 12 冷媒液弁 13 膨張弁 14 仕切壁 15 冷媒回収装置 16 入口側弁 17a,17b 出口側弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor 2 Drive source 3 Evaporator 4 Condenser 5 Refrigerant path 6 Cold water path 7 Refrigerant path 8 Cooling water (or hot water) path 9a, 9b Inlet side valve 10a, 10b Receptacle 11a, 11b Outlet side valve 12 Refrigerant liquid Valve 13 Expansion valve 14 Partition wall 15 Refrigerant recovery device 16 Inlet side valve 17a, 17b Outlet side valve

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 典男 東京都大田区西糀谷4−12−1 (56)参考文献 特開 平2−263056(JP,A) 特開 昭63−315865(JP,A) 特公 昭57−31056(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F25B 1/00 395 F25B 13/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Norio Ota 4-12-1 Nishikoya, Ota-ku, Tokyo (56) References JP-A-2-263056 (JP, A) JP-A-63-315865 (JP, A) ) JP-B-57-31056 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) F25B 1/00 395 F25B 13/00

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ヒートポンプの構成要素を成す受液器を
2系統構成して切替自在に構成し、これらの受液器に夫
々暖房用及び冷房用としての異なった冷媒を貯留すると
共に、夫々の受液器に対応した冷媒回収経路を構成した
ことを特徴とするヒートポンプ装置
The present invention relates to a heat pump, comprising two systems of liquid receivers, which are switchable, storing different refrigerants for heating and cooling, respectively. A heat pump device comprising a refrigerant recovery path corresponding to a liquid receiver.
【請求項2】 請求項1のヒートポンプ装置に於いて、
冷媒は異なった単一冷媒として逆カルノーサイクルの運
転を行う構成としたことを特徴とするヒートポンプ装置
2. The heat pump device according to claim 1, wherein
Heat pump device characterized in that the refrigerant is operated as a reverse single Carnot cycle as a different single refrigerant.
【請求項3】 請求項2のヒートポンプ装置に於ける単
一冷媒は暖房用として冷媒R12、冷房用として冷媒R22
を用いることを特徴とするヒートポンプ装置
3. A single refrigerant in the heat pump device according to claim 2, wherein the refrigerant R12 is used for heating and the refrigerant R22 is used for cooling.
Heat pump device characterized by using
【請求項4】 請求項1のヒートポンプ装置に於いて、
冷媒は非共沸混合冷媒とすると共に蒸発器及び凝縮器は
向流型の構成としてローレンツサイクルの運転を行う構
成としたことを特徴とするヒートポンプ装置
4. The heat pump device according to claim 1, wherein
A heat pump device wherein the refrigerant is a non-azeotropic mixed refrigerant and the evaporator and the condenser are configured to operate in a Lorentz cycle as a countercurrent type.
【請求項5】 請求項4のヒートポンプ装置に於いて、
非共沸混合冷媒は、混合割合を変えた同一成分の非共沸
混合冷媒としたことを特徴とするヒートポンプ装置
5. The heat pump device according to claim 4, wherein
The non-azeotropic refrigerant mixture is a non-azeotropic refrigerant mixture of the same component having a different mixing ratio.
【請求項6】 請求項5のヒートポンプ装置に於ける非
共沸混合冷媒は、冷媒R22と冷媒R142bの混合冷媒であ
ることを特徴とするヒートポンプ装置
6. The heat pump device according to claim 5, wherein the non-azeotropic refrigerant mixture is a refrigerant mixture of the refrigerant R22 and the refrigerant R142b.
【請求項7】 請求項6のヒートポンプ装置に於いて、
非共沸混合冷媒に於ける冷媒R22と冷媒R142bとの混合
割合は、暖房用として冷媒R22が20〜30mol%、冷媒R1
42bが80〜70mol%とすると共に、冷房用として冷媒R22
が70〜85mol%、冷媒R142bが30〜15mol%としたことを
特徴とするヒートポンプ装置
7. The heat pump device according to claim 6, wherein
The mixing ratio of the refrigerant R22 and the refrigerant R142b in the non-azeotropic mixed refrigerant is as follows.
42b is 80-70 mol%, and the refrigerant R22 is used for cooling.
A heat pump device characterized in that the amount of the refrigerant R is 70 to 85 mol% and the refrigerant R142b is 30 to 15 mol%.
【請求項8】 請求項4のヒートポンプ装置に於いて、
非共沸混合冷媒は、成分の互いに異なる非共沸混合冷媒
としたことを特徴とするヒートポンプ装置
8. The heat pump device according to claim 4, wherein
A heat pump device wherein the non-azeotropic mixed refrigerant is a non-azeotropic mixed refrigerant having different components.
【請求項9】 請求項5または8のヒートポンプ装置に
於いて、非共沸混合冷媒には、冷媒R22を成分として含
有することを特徴とするヒートポンプ装置
9. The heat pump device according to claim 5, wherein the non-azeotropic mixed refrigerant contains a refrigerant R22 as a component.
【請求項10】 請求項5または8のヒートポンプ装置
に於いて、非共沸混合冷媒には、冷媒R142bを成分とし
て含有することを特徴とするヒートポンプ装置
10. The heat pump apparatus according to claim 5, wherein the non-azeotropic mixed refrigerant contains a refrigerant R142b as a component.
【請求項11】 請求項5または8のヒートポンプ装置
に於いて、非共沸混合冷媒には、冷媒R134aを成分とし
て含有することを特徴とするヒートポンプ装置
11. The heat pump device according to claim 5, wherein the non-azeotropic mixed refrigerant contains a refrigerant R134a as a component.
【請求項12】 請求項5または8のヒートポンプ装置
に於いて、非共沸混合冷媒には、冷媒RC318を成分と
して含有することを特徴とするヒートポンプ装置
12. The heat pump device according to claim 5, wherein the non-azeotropic mixed refrigerant contains a refrigerant RC318 as a component.
【請求項13】 請求項5または8のヒートポンプ装置
に於いて、非共沸混合冷媒には、冷媒R123を成分とし
て含有することを特徴とするヒートポンプ装置
13. The heat pump device according to claim 5, wherein the non-azeotropic mixed refrigerant contains refrigerant R123 as a component.
【請求項14】 請求項5または8のヒートポンプ装置
に於いて、非共沸混合冷媒には、冷媒R124を成分とし
て含有することを特徴とするヒートポンプ装置
14. The heat pump device according to claim 5, wherein the non-azeotropic mixed refrigerant contains a refrigerant R124 as a component.
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