JP3492420B2 - ヒートポンプの運転方法 - Google Patents
ヒートポンプの運転方法Info
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Description
塩素を含まず、オゾン層にも影響しない、一般にHFC
134aと云われる冷媒ガスを使用して、ヒートポンプ
を正常に作動させる運転方法に関する。
て、フロンR22又はR12を使用している。大気温3
3℃時のコンデンサー水冷のクーラーの運転状態を説明
すると、コンプレッサーより67℃で吐出される冷媒ガ
スは、水冷コンデンサーで大気温と同温の33℃に、ク
ーリングタワーで冷却された冷却水と熱交換し、冷却水
は38℃に上昇してコンデンサーを出て、冷媒ガスは4
3℃で凝縮してコンデンサーを出るのである。
の冷却水と熱交換して水温は38℃に上昇し、熱源であ
るガス温度が43℃と云うのも当然の数値である。その
ためコンデンサー水冷のクーラーの凝縮温度は、大気温
プラス10℃の43℃となっていたのである。この43
℃凝縮時の冷媒ガスの状態を液面計より見ると泡状態で
あり、冷媒ガスの放熱カロリーは残っているのである。
クーラーは少し多い目に冷媒ガスを入れて放熱カロリー
を残し、泡状態で運転した方が効率はよく、多少ガスが
抜けても運転に差支えがなかったのである。今迄の冷媒
ガス、フロガスR12、R22等はこの運転方法で充分
ヒートポンプは作動していたのである。しかしフロンガ
スは全廃に向って居り、新たに開発された新代替冷媒ガ
スHFC134aは、今迄のクーラーにそのまゝ使用し
たのでは、冷媒ガスとオイルは充分に融合せず、クーラ
ーの運転中に冷媒ガスとオイルは分離して、クーラーの
運転は不可能となるのである。又HFC134aは低圧
用のフロンR12の代替を主に考えられて居り、高圧用
のR22の冷媒ガスの代替などは考えられていないので
ある。
スが圧縮されて吐出される際、同時に蒸発して送り出さ
れるオイルを、コンデンサー内で冷媒ガスと完全に融合
させると共に、冷媒ガスを完全液化して泡をなくして、
膨張弁での冷媒ガスの通過をよくし、新代替冷媒ガスH
FC134aでヒートポンプを正常に作動させるもので
ある。
冷媒ガスHFC134aを冷媒ガスとするヒートポンプ
の運転方法において、ヒートポンプとして、コンプレッ
サー、空冷コンデンサー、膨張弁及び蒸発器に加え、空
冷コンデンサーのあとに、冷媒ガスの放熱カロリーがな
くなったあとにコンデンサー能力全体の5%以上の余裕
を有する水冷コンデンサーを備えたものを用い、空冷コ
ンデンサーで大気と熱交換した後の冷媒ガスを水冷コン
デンサーに通し、水冷コンデンサーに入る水温より、水
冷コンデンサーより出る冷媒ガスの温度を1℃以上低く
して運転することを特徴とするヒートポンプの運転方法
を提供するものである。
FC134aを冷媒ガスとするヒートポンプの運転方法
において、ヒートポンプとして、コンプレッサー、空冷
コンデンサー、膨張弁及び蒸発器に加え、空冷コンデン
サーのあとに、冷媒ガスの放熱カロリーがなくなる長さ
より延長して長さに余裕を持たせた水タンク内ガスパイ
プを有する水タンクを備えたものを用い、空冷コンデン
サーで大気と熱交換した後の冷媒ガスを水タンク内ガス
パイプに通して、冷媒ガスと水タンク内の水とを熱交換
し、水タンク内の水温を大気温+10℃以内にしつつ、
最後に接した水タンク内の水温より、水タンクより出る
冷媒ガスの温度を1℃以上低くして運転することを特徴
とするヒートポンプの運転方法を提供するものである。
いて説明する。図1は、コンデンサー水冷の時を示すも
ので、コンプレッサー1、水冷コンデンサー2A、膨張
弁3を高圧ガスパイプ7で結び、膨張弁3、蒸発器4、
コンプレッサー1を低圧ガスパイプ8で結ぶ。水タンク
又はクーリングタワー、ラヂエーター等の水冷却器5を
設置し、水ポンプ6を介した水パイプ9で、水タンク等
5と水冷コンデンサー2Aとを往復に結ぶのである。コ
ンプレッサー1より吐出される冷媒ガスは気体であり、
同時に送り出されるオイルも気体である。この気体の冷
媒ガスとオイルは水冷コンデンサー2Aで、水ポンプ6
により送られる冷却水と熱交換して液化するのである
が、水冷コンデンサー2Aを、冷媒ガスの放熱カロリー
すべてなくなる迄延長し、そのあとに通常運転時で、水
冷コンデンサー2A全体の能力の5%以上の余裕を2
A’として残すものである。この2A’は冷媒ガスが異
常に多く流れた時にそなえると共に、冷媒ガスの液化を
更に促進するものである。
は、完全に液化してガス部分がなくなり、眞空パイプの
中で体積が小さくなり、ガスパイプ内で隙間が出来てガ
スパイプ表面の温度が下がるのである。コンデンサー入
りの水温より、コンデンサー出のガス温度の方が低くな
ると云う、今迄になかった状態になる。コンデンサー入
りの水温より、その水温と接して出るガス温度の方が1
℃以上低くなると、ガスとオイルの融合は完全であり、
クーラー運転中容易にガスとオイルは分離しないので、
クーラーは正常に運転出来るようになる。又冷媒ガスが
完全に液化して体積が小さくなるので膨張弁の通過もよ
く、ガス圧力が低いための冷媒ガスが流れないと云う問
題も生じにくいのである。
すると、コンプレッサー1、空冷コンデンサー2B、膨
張弁3を高圧ガスパイプ7で結び、膨張弁3、蒸発器
4、コンプレッサー1を低圧ガスパイプ8で結ぶ。コン
プレッサー1より高圧、高温で吐出された冷媒ガスは空
冷コンデンサー2Bに送られ、大気と熱交換して液化す
るのであるが、図1に示す水冷コンデンサー2の時と同
様、冷媒ガスの放熱カロリーがすべてなくなる迄、空冷
コンデンサー2Aの能力を延長し、通常運転で放熱カロ
リーのなくなったあとに、空冷コンデンサー2B全体の
能力の5%以上を、2B’として追加するのである。空
冷コンデンサーの形状上、熱交換性能上、水冷コンデン
サー2Aのように、熱交換が対流でなく、平面であるた
め、空冷コンデンサー出の大気温より、空冷コンデンサ
ー出のガス温度の方が1℃以上低くなると、冷媒ガスと
オイルの融合は充分でクーラーの運転は可能である。
示すように、空冷コンデンサー2Bのあとに、水冷コン
デンサー2Aを設置し、図1コンデンサー水冷の時と同
様、水タンク、又はクーリングタワー、ラヂエーター等
水冷却器5と水冷コンデンサー2Aとを、水ポンプ6を
介した水パイプ9で往復に結び、冷却水が水冷却器5と
水冷コンデンサー2Aとを循環するようにする。
放熱カロリーの残っている冷媒ガスは、水冷コンデンサ
ー2Aに送られて冷却水と熱交換するのである。この時
も冷媒ガスが放熱カロリーのなくなったあとにコンデン
サー能力全体の5%以上をコンデンサ2A’として追加
する。この放熱カロリーがすべてなくなると云うのは、
今迄のクーラーの基本数値、コンデンサー入り水温33
℃、コンデンサー出の水温38℃、冷媒ガス凝縮温度4
3℃でコンデンサーを出る各5℃差でなく、冷却水の温
度とガス温度が同温度となることである。この時もコン
デンサー2A入りの水温よりも、コンデンサー2A出の
ガス温度を1℃以上低くするとクーラーは正常に運転出
来るのである。
ンサー2Aを設置するのは、クーリングタワー、ラヂエ
ーター等水冷却器5を小さくして水冷クーラーの特性を
出せるだけでなく、今迄ある空冷クーラーを新代替冷媒
ガス134aで運転する時に、水冷コンデンサー2Aを
追加するのである。水冷コンデンサー2Aと2A’は一
体に製作しても同様であり、又空冷コンデンサー2Bと
2B’とも一体に製作してもよいのである。
ーラーで、新代替冷媒ガス134aを使用する状態を示
す。空冷コンデンサー2Bのあとに、水タンク2Cを設
置し、2C内にガスパイプ10を取り付け、コンプレッ
サー1、空冷コンデンサー2B、水タンク内ガスパイプ
10、膨張弁3を高圧ガスパイプ7で結び、膨張弁3、
蒸発器4、コンプレッサー1を低圧ガスパイプ8で結
ぶ。水タンク2Cに水を入れてクーラーを運転すると、
空冷コンデンサーで放熱が不充分で、放熱カロリーの残
っている冷媒ガスは、水タンク2C内のガスパイプ10
に入り、水タンク2C内の水と熱交換して放熱する。こ
の時も放熱カロリーすべてなくなる迄ガスパイプ10を
延ばし、そのあとにもガスパイプに余裕を持たせるので
ある。
ク2Cを出たガス温度は、2C内の水温と同温になり、
更にガスパイプも延長すると、2C内の最后に接した水
温よりガス温度は1℃以上低くなる。しかしこの時水タ
ンク2Cを出たあとのガスパイプが縦方向にある時は、
液化したガスが充満してガスパイプ内に隙間が出来ない
ので、ガス温度は水温より低くならない時がある。この
水タンク2C内の水温度はガスの放熱により、当然上昇
する。水温が上昇すると2Cの水タンクに大気を送って
冷却するか、図4にあるように、膨張弁を出た蒸発ガス
をガスパイプ11で水タンク2C内に引き、ガスバルブ
12で流量を調節して、2C内のガスパイプ11で蒸発
させて水温を下げるものである。この水タンク2C内の
水温は大気温度プラス10℃以内とするとクーラーの運
転状態はよくなるのである。
サーで冷媒ガスとオイルを完全融合させて、完全液化し
たのち膨張弁で減圧、気化させて蒸発器に送るのである
が、通常の膨張弁だけでもクーラーの運転は可能である
が、通常の膨張弁3の前面にガス温度を感知して弁が開
閉する膨張弁、又は図5に示すように蒸発器4を出てコ
ンプレッサー1に至る低圧ガスパイプ8に感温筒13を
取り付け、感知した温度を伝えるパイプ14、及ガスパ
イプ8内の圧力を直接伝えるガスパイプ15の両方を取
り入れて、ガス流量を調節する膨張弁、更に圧力を電子
的に伝える等膨張弁3’を取り付け、膨張弁を3’、3
と2段階にしてクーラーの運転をすると、運転状態は更
によくなるのである。膨張弁3’と蒸発器4とを結ぶガ
スパイプ8’の長さを70cm以上とし、ガス温度を除
々に下げて蒸発器4に送り、気化によるガス温度の急激
な低下をなくして、ガスとオイルの分離を防ぐものであ
る。図7の構成略図によるデーターに示すごとく、膨張
弁3’を出た直后のガス温度24.3℃、100cmあ
とで21.7℃、220cmあとで13.0℃とガス温
度が除々に低下しているのである。このガスパイプ8’
の長さは必要により、100cm以上としてよいのであ
る。膨張弁を3’、3とし、ガスパイプ8’を長くする
のはクーラーを水冷コンデンサーで動かし、排熱を高温
水で取り出す時に効果的である。
を入れ、コンプレッサー、コンデンサー、蒸発器を作動
させてクーラーの運転を行なうのであるが、コンデンサ
ーで冷媒ガスの放熱カロリーをすべてなくなる迄放熱し
て運転するのである。放熱カロリーがすべてなくなった
冷媒ガスは、ガスとオイルは完全に融合し、又完全に液
化する。一旦完全液化したガスとオイルは蒸発時にも分
離を起さない。完全液化した冷媒ガスは泡がないので、
膨張弁の通加状態もよく、必要量蒸発器に送られ、完全
蒸発してクーラーは正常に作動する。クーラーの運転時
夏期は低圧で1.5kgcm2〜2.5kgcm2位に
し、冬期はこれより低くする。
ー能力、2HP、冷媒ガスHFC134a、2kg、電
流値3.8A(3相200V)。図6に構成略図、測定
個所を示す。
℃、:2A1、第1水冷コンデンサー出ガス温度2
1.1℃、:2A2、第2水冷コンデンサー出ガス温
度18.2℃、:第1膨張弁3’出ガス温度4.9
℃、 :第2膨張弁3出ガス温度(蒸発器入りガス温
度)マイナス0.7℃、:蒸発器出ガス温度マイナス
4.4℃、 :コンプレッサー入りガス温度マイナス
2.2℃、▲11▼:蒸発器入り大気温度14.4℃、
▲12▼:蒸発器出大気温度5.8℃、▲13▼:水冷
コンデンサー入水温度19.8℃、▲14▼:水冷コン
デンサー出水温度20.6℃、▲18▼:ガス高圧7.
3kgcm2、▲19▼:ガス低圧1.8kgcm2。こ
のように大気温のかなり低い時点であるが、新代替冷媒
ガスHFC134aを使用したクーラーは正常に作動し
ているのである。
たクーラーの運転状況、大分県工業試験場、恒温室クー
ラー、空冷セパレート型、2HP、電流値、4.8A
(3相200V)、水タンク水量15l、新代替冷媒ガ
スHFC134aを2kg使用。図7に略図、測定個所
を示す。
℃、:2B、空冷コンデンサー出ガス温度33.4
℃、 :2C、水タンク出ガス温度31.3℃、:膨
張弁3’出10cm出ガス温度24.3℃、:膨張弁
3’出100cmガス温度21.7℃、 :膨張弁3’
出220cmガス温度13.0℃、 :蒸発器出ガス温
度16.0℃、 :コンプレッサー入り入りガス温度1
9.0℃、▲10▼:コンプレッサー表面温度56.0
℃、▲11▼:蒸発器入り大気温度28.0℃、▲12
▼:蒸発器出大気温度16.5℃、▲15▼:空冷コン
デンサー2B入り大気温度28.0℃、▲16▼:空冷
コンデサー出大気温度33℃、▲17▼:2C、水タン
ク内水温度33.0℃、▲18▼:ガス高圧9.1kg
cm2 、▲19▼:ガス低圧2.1Kgcm2 。このよう
な状態で連続運転されているが何ら異常はない。他のク
ーラー等、屋外 屋内等で正常に作動して居り、屋外で
のクーラーの運転状態を測定した大分県工業試験場の試
験書も交付されているのである。
新代替冷媒ガスHFC134aでヒートポンプ、特にク
ーラーの運転が出来るのである。又HCF134aの冷
媒ガスは、圧力が低くて運転出来るので機器の損傷も少
なくなるのである。
基本原理の説明図
基本原理の説明図
サーを設置したクーラーの構成略図
補助コンデンサー使用クーラーの構成略図
膨張弁3′と通常膨張弁3と2段にしたクーラーの構成
略図。
成略図。
助コンデンサー使用実動クーラーの構成略図。
る膨張弁 4‥‥蒸発器 5‥‥水タンク、又はクーリングター、ラヂエーター等
水冷却器 6‥‥水ポンプ 7‥‥高圧ガスパイプ 8‥‥低圧ガスパイプ 8′‥‥膨張弁3′より蒸発器に至るガスパイプ 9‥‥水パイプ 10‥‥水タンク2C内を通る高圧ガスパイプ 11‥‥水タンク2C内を通る低圧ガスパイプ 12‥‥水タンク2C内を通る蒸発ガスを調節するバル
ブ 13‥‥感温筒 14‥‥感温筒の温度を膨張弁3′に伝えるパイプ 15‥‥低圧ガスパイプ内の圧力を膨張弁3′に伝える
ガスパイプ
Claims (2)
- 【請求項1】 新代替冷媒ガスHFC134aを冷媒ガ
スとするヒートポンプの運転方法において、ヒートポン
プとして、コンプレッサー、空冷コンデンサー、膨張弁
及び蒸発器に加え、空冷コンデンサーのあとに、冷媒ガ
スの放熱カロリーがなくなったあとにコンデンサー能力
全体の5%以上の余裕を有する水冷コンデンサーを備え
たものを用い、空冷コンデンサーで大気と熱交換した後
の冷媒ガスを水冷コンデンサーに通し、水冷コンデンサ
ーに入る水温より、水冷コンデンサーより出る冷媒ガス
の温度を1℃以上低くして運転することを特徴とするヒ
ートポンプの運転方法。 - 【請求項2】 新代替冷媒ガスHFC134aを冷媒ガ
スとするヒートポンプの運転方法において、ヒートポン
プとして、コンプレッサー、空冷コンデンサー、膨張弁
及び蒸発器に加え、空冷コンデンサーのあとに、冷媒ガ
スの放熱カロリーがなくなる長さより延長して長さに余
裕を持たせた水タンク内ガスパイプを有する水タンクを
備えたものを用い、空冷コンデンサーで大気と熱交換し
た後の冷媒ガスを水タンク内ガスパイプに通して、冷媒
ガスと水タンク内の水とを熱交換し、水タンク内の水温
を大気温+10℃以内にしつつ、最後に接した水タンク
内の水温より、水タンクより出る冷媒ガスの温度を1℃
以上低くして運転することを特徴とするヒートポンプの
運転方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14523294A JP3492420B2 (ja) | 1994-05-02 | 1994-05-02 | ヒートポンプの運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14523294A JP3492420B2 (ja) | 1994-05-02 | 1994-05-02 | ヒートポンプの運転方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07301463A JPH07301463A (ja) | 1995-11-14 |
JP3492420B2 true JP3492420B2 (ja) | 2004-02-03 |
Family
ID=15380399
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14523294A Expired - Lifetime JP3492420B2 (ja) | 1994-05-02 | 1994-05-02 | ヒートポンプの運転方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3492420B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5937669A (en) * | 1998-06-16 | 1999-08-17 | Kodensha Co., Ltd. | Heat pump type air conditioner |
-
1994
- 1994-05-02 JP JP14523294A patent/JP3492420B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07301463A (ja) | 1995-11-14 |
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