JP5386201B2 - Heat pump equipment - Google Patents

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Description

本発明は、ヒートポンプ装置、特にターボ冷凍機を用いたヒートポンプ装置に関する。   The present invention relates to a heat pump device, and more particularly to a heat pump device using a turbo refrigerator.

例えば、ヒートポンプ装置に用いられるターボ冷凍機における熱交換器としては、シェルアンドチューブ式の熱交換器が用いられている。そして、当該熱交換器の上部、もしくは、側面に圧縮機が配置されるのが一般的であった（例えば、特許文献１参照。）。   For example, a shell and tube heat exchanger is used as a heat exchanger in a turbo refrigerator used in a heat pump apparatus. And it was common that the compressor is arrange | positioned at the upper part of the said heat exchanger, or a side surface (for example, refer patent document 1).

その一方で、一般にシェルアンドチューブ式の熱交換器は円筒形の容器であり、高圧冷媒が貯留される容器として、その薄肉化を図るには有利な形状であることが知られている。   On the other hand, a shell-and-tube heat exchanger is generally a cylindrical container, and is known to have an advantageous shape for reducing its thickness as a container for storing high-pressure refrigerant.

特開２０００−２９２０１１号公報JP 2000-292011 A

しかしながら、ヒートポンプ装置における構成要素の配置を考える場合には、円筒形容器の周囲に活用できない空間、つまり隙間が発生しやすい。そのため、ヒートポンプ装置の設置面積や、体積を増加させやすいという問題があった。   However, when considering the arrangement of the components in the heat pump device, a space that cannot be used around the cylindrical container, that is, a gap is likely to occur. Therefore, there is a problem that the installation area and volume of the heat pump device are easily increased.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、設置面積や体積の増加を抑制することができるヒートポンプ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a heat pump device that can suppress an increase in installation area and volume.

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明のヒートポンプ装置は、冷媒を圧縮するターボ圧縮機と、圧縮された冷媒を液化させる凝縮器と、液化された冷媒を蒸発させる蒸発器と、が設けられたヒートポンプ装置であって、前記凝縮器および前記蒸発器は、プレート式熱交換器であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The heat pump device of the present invention is a heat pump device provided with a turbo compressor that compresses a refrigerant, a condenser that liquefies the compressed refrigerant, and an evaporator that evaporates the liquefied refrigerant, wherein the condensation The evaporator and the evaporator are plate heat exchangers.

本発明によれば、直方体状に形成することができるプレート式熱交換器を用いることにより、ヒートポンプ装置における他の構成要素を配置する際に、凝縮器および蒸発器と、他の構成要素との間に隙間を発生させにくくなる。そのため、ヒートポンプ装置における設置面積や体積の増加を抑制することができる。   According to the present invention, by using a plate heat exchanger that can be formed in a rectangular parallelepiped shape, when placing other components in the heat pump device, the condenser and the evaporator, and other components It becomes difficult to generate a gap between them. Therefore, an increase in installation area and volume in the heat pump device can be suppressed.

上記発明においては、前記ターボ圧縮機を駆動制御するインバータ部と、前記ターボ圧縮機から吐出された冷媒から潤滑油を分離する油分離部と、前記蒸発器から流出した冷媒が流入し、気体冷媒と液体冷媒とを分離し、該気体冷媒のみを前記蒸発器に供給する気液分離部と、が設けられ、前記凝縮器および前記蒸発器が並べて配置されるとともに、前記油分離部が、前記凝縮器および前記蒸発器と同一平面上に配置され、前記蒸発器の上方に前記インバータ部が配置され、前記凝縮器の上方に前記気液分離部が配置され、前記油分離部の上方に前記ターボ圧縮機が配置されていることが望ましい。 In the above invention, the inverter that drives and controls the turbo compressor, the oil separator that separates the lubricating oil from the refrigerant discharged from the turbo compressor, and the refrigerant that flows out of the evaporator flows into the gas refrigerant And a liquid / liquid separator, and a gas / liquid separator that supplies only the gaseous refrigerant to the evaporator is provided, the condenser and the evaporator are arranged side by side, and the oil separator is The condenser and the evaporator are disposed on the same plane, the inverter unit is disposed above the evaporator , the gas-liquid separation unit is disposed above the condenser , and the oil separation unit is disposed above the oil separation unit. It is desirable to have a turbo compressor.

本発明によれば、他の構成要素と比較して体積が大きな凝縮器および蒸発器を並べて置くことにより、ヒートポンプ装置における設置面積の増大を防止することができる。   According to the present invention, it is possible to prevent an increase in the installation area of the heat pump apparatus by arranging a condenser and an evaporator having a larger volume than other components side by side.

その一方で、インバータ部を蒸発器の上方に配置することで、インバータ部を冷却する空気の流路を確保することが容易となる。 On the other hand, by disposing the inverter portion above the evaporator, it becomes easy to secure a flow path of air for cooling the inverter unit.

さらに、気液分離部を凝縮器および蒸発器の他方の上方に配置することにより、ヒートポンプ装置を停止した際に、気液分離部の内部の冷媒が蒸発器に流入するため、気液分離部に冷媒が溜まることを防止することができる。   Further, by disposing the gas-liquid separator above the other of the condenser and the evaporator, the refrigerant inside the gas-liquid separator flows into the evaporator when the heat pump device is stopped. It is possible to prevent the refrigerant from accumulating.

油分離部の上方にターボ圧縮機を配置すること、言い換えると、ターボ圧縮機の下方に油分離部を配置することにより、ヒートポンプ装置を停止した際に、ターボ圧縮機の内部の冷媒が油分離部に流入するため、ターボ圧縮機に冷媒が溜まることを防止することができる。   By placing the turbo compressor above the oil separator, in other words, by placing the oil separator below the turbo compressor, when the heat pump device is stopped, the refrigerant inside the turbo compressor is oil separated. Therefore, the refrigerant can be prevented from collecting in the turbo compressor.

本発明のヒートポンプ装置によれば、直方体状に形成することができるプレート式熱交換器を用いることにより、設置面積や体積の増加を抑制することができるという効果を奏する。   According to the heat pump apparatus of the present invention, an increase in installation area and volume can be suppressed by using a plate heat exchanger that can be formed in a rectangular parallelepiped shape.

本発明の一実施形態に係るヒートポンプ装置における回路構成を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the circuit structure in the heat pump apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 図１のヒートポンプ装置の内部における配置を説明する正面図である。It is a front view explaining arrangement | positioning in the inside of the heat pump apparatus of FIG. 図２のヒートポンプ装置の内部における配置を説明する右側面図である。It is a right view explaining the arrangement | positioning inside the heat pump apparatus of FIG. 図２のヒートポンプ装置の内部における配置を説明する左側面図である。It is a left view explaining the arrangement | positioning inside the heat pump apparatus of FIG. 図２のヒートポンプ装置の内部における配置を説明する上面図である。It is a top view explaining arrangement | positioning inside the heat pump apparatus of FIG. 図２のヒートポンプ装置の内部における配置を説明する背面図である。It is a rear view explaining arrangement | positioning inside the heat pump apparatus of FIG. 図１のヒートポンプ装置の外観を説明する正面図である。It is a front view explaining the external appearance of the heat pump apparatus of FIG. 図７のヒートポンプ装置の外観を説明する右側面図である。It is a right view explaining the external appearance of the heat pump apparatus of FIG. 図７のヒートポンプ装置の外観を説明する左側面図である。It is a left view explaining the external appearance of the heat pump apparatus of FIG. 図７のヒートポンプ装置の外観を説明する上面図である。It is a top view explaining the external appearance of the heat pump apparatus of FIG.

この発明の一実施形態に係るヒートポンプ装置について、図１から図１０を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係るヒートポンプ装置における回路構成を説明する模式図である。
ヒートポンプ装置１は、略直方体状に構成されたものであって、熱源水の供給を受け、温水を供給するものである。
ヒートポンプ装置１には、図１に示すように、凝縮器２と、膨張弁３と、蒸発器４と、ターボ圧縮機５と、インバータ部（制御部）６と、油ミスト分離タンク（油分離部）７と、油タンク８と、が主に設けられている。 A heat pump device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a circuit configuration in the heat pump device according to the present embodiment.
The heat pump device 1 is configured in a substantially rectangular parallelepiped shape, and receives supply of heat source water and supplies hot water.
As shown in FIG. 1, the heat pump apparatus 1 includes a condenser 2, an expansion valve 3, an evaporator 4, a turbo compressor 5, an inverter unit (control unit) 6, and an oil mist separation tank (oil separation). Part) 7 and an oil tank 8 are mainly provided.

図２は、図１のヒートポンプ装置の内部における配置を説明する正面図である。図３は、図２のヒートポンプ装置の内部における配置を説明する右側面図である。図４は、図２のヒートポンプ装置の内部における配置を説明する左側面図である。図５は、図２のヒートポンプ装置の内部における配置を説明する上面図である。図６は、図２のヒートポンプ装置の内部における配置を説明する背面図である。   FIG. 2 is a front view for explaining the arrangement inside the heat pump apparatus of FIG. 1. FIG. 3 is a right side view for explaining the arrangement inside the heat pump apparatus of FIG. 2. FIG. 4 is a left side view for explaining the arrangement inside the heat pump apparatus of FIG. 2. FIG. 5 is a top view for explaining the arrangement inside the heat pump apparatus of FIG. 2. FIG. 6 is a rear view for explaining the arrangement inside the heat pump apparatus of FIG. 2.

凝縮器２は、略直方体状に形成されたプレート式熱交換器であって、ターボ圧縮機５から吐出された高温高圧の冷媒を冷却して凝縮させるものである。言い換えると、冷媒と温水との間で熱交換を行い、冷媒を液化させるとともに、温水を加熱するものである。凝縮器２は、一方の端部が油ミスト分離タンク７を介してターボ圧縮機５の吐出部と冷媒が流通可能に接続され、他方の端部が中間冷却器９を介して膨張弁３と冷媒が流通可能に接続されている。   The condenser 2 is a plate heat exchanger formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and cools and condenses the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the turbo compressor 5. In other words, heat exchange is performed between the refrigerant and the hot water to liquefy the refrigerant and to heat the hot water. One end of the condenser 2 is connected to the discharge part of the turbo compressor 5 through the oil mist separation tank 7 so that the refrigerant can flow, and the other end is connected to the expansion valve 3 through the intermediate cooler 9. The refrigerant is connected to be able to flow.

凝縮器２は、図３および図６に示すように、長方形状に構成されたベース部Ｆ１の長手方向（図６の左右方向）における一方の端部側（図６における左端部側）であって、背面側（図３における右側）の端部に配置され、蒸発器４と並んで配置されている。   As shown in FIGS. 3 and 6, the condenser 2 is on one end side (left end portion side in FIG. 6) in the longitudinal direction (left-right direction in FIG. 6) of the base portion F1 configured in a rectangular shape. In addition, it is arranged at the end on the back side (right side in FIG. 3) and arranged side by side with the evaporator 4.

言い換えると、凝縮器２は、ベース部Ｆ１の上方、かつ、アキュムレータ１０の下方であって、油ミスト分離タンク７と上述の長手方向に隣接する位置に配置されているとともに、蒸発器４と長手方向と直交する方向に隣接する位置に配置されている。   In other words, the condenser 2 is disposed above the base portion F1 and below the accumulator 10 at a position adjacent to the oil mist separation tank 7 in the above-described longitudinal direction, and to the evaporator 4 and the longitudinal direction. It arrange | positions in the position adjacent to the direction orthogonal to a direction.

凝縮器２における一方の端部側の側面には、凝縮器２により加熱される前の温水が流入する温水入口２１が下方に、凝縮器２により加熱されたあとの温水が流出する温水出口２２が上方に設けられている。   On the side surface on one end side of the condenser 2, a hot water inlet 21 into which hot water before being heated by the condenser 2 flows down, and a hot water outlet 22 from which hot water after being heated by the condenser 2 flows out. Is provided above.

中間冷却器９は、略円柱状に形成された凝縮器２から流出した冷媒をさらに冷却する熱交換器である。中間冷却器９における一方の端部は、凝縮器２と冷媒が流通可能に接続され、他方の端部は、膨張弁３と冷媒が流通可能に接続されている。   The intercooler 9 is a heat exchanger that further cools the refrigerant that has flowed out of the condenser 2 formed in a substantially cylindrical shape. One end of the intercooler 9 is connected so that the condenser 2 and the refrigerant can flow, and the other end is connected so that the expansion valve 3 and the refrigerant can flow.

本実施形態では、中間冷却器９において、凝縮器２から流出した冷媒の一部を断熱膨張させて低温低圧とした冷媒と、膨張弁３に供給される冷媒との間で熱交換が行われる例に適用して説明する。この場合、膨張弁３の冷却に用いられた冷媒は、ターボ圧縮機５に流入する。
なお、中間冷却器９の構成としては公知の構成を用いることができ、特に限定するものではない。 In the present embodiment, in the intercooler 9, heat exchange is performed between the refrigerant that has been adiabatically expanded to a low temperature and low pressure by partially cooling the refrigerant that has flowed out of the condenser 2, and the refrigerant supplied to the expansion valve 3. The explanation is applied to an example. In this case, the refrigerant used for cooling the expansion valve 3 flows into the turbo compressor 5.
In addition, a well-known structure can be used as a structure of the intercooler 9, and it does not specifically limit.

中間冷却器９は、図２から図５に示すように、ヒートポンプ装置１の中段における一方の端部側（図２の右端部側）であって、正面側（図３の左側）の端部に配置されている。   As shown in FIGS. 2 to 5, the intermediate cooler 9 is on one end side (right end side in FIG. 2) in the middle stage of the heat pump device 1 and on the front side (left side in FIG. 3). Is arranged.

言い換えると、中間冷却器９は、蒸発器４の上方、かつ、インバータ部６の下方であって、油タンク８と長手方向に隣接するとともに、アキュムレータ１０と長手方向と直交する方向に隣接する位置に配置されている。   In other words, the intercooler 9 is located above the evaporator 4 and below the inverter unit 6, adjacent to the oil tank 8 in the longitudinal direction, and adjacent to the accumulator 10 in a direction orthogonal to the longitudinal direction. Is arranged.

このようにすることで、中間冷却器９を蒸発器４の上方に配置することにより、ヒートポンプ装置１が停止した際に、中間冷却器９の内部の冷媒は蒸発器４に流入するため、中間冷却器９に冷媒が溜まることを防止することができる。   In this way, by disposing the intermediate cooler 9 above the evaporator 4, the refrigerant inside the intermediate cooler 9 flows into the evaporator 4 when the heat pump device 1 is stopped. It is possible to prevent the refrigerant from accumulating in the cooler 9.

膨張弁３は、中間冷却器９を介して凝縮器２から供給された冷媒を断熱膨張させ、その圧力減圧させる弁である。膨張弁３の一方の端部は中間冷却器９と冷媒が流通可能に接続され、他方の端部は、蒸発器４と冷媒が流通可能に接続されている。
なお、膨張弁３としては、公知のものを用いることができ、特に限定するものではない。 The expansion valve 3 is a valve that adiabatically expands the refrigerant supplied from the condenser 2 via the intercooler 9 and depressurizes the refrigerant. One end of the expansion valve 3 is connected so that the intermediate cooler 9 and the refrigerant can flow, and the other end is connected so that the evaporator 4 and the refrigerant can flow.
In addition, as the expansion valve 3, a well-known thing can be used and it does not specifically limit.

蒸発器４は、略直方体状に形成されたプレート式熱交換器であって、膨張弁３により断熱膨張された冷媒を蒸発させるものである。言い換えると、冷媒と熱源水との間で熱交換を行うことで、熱源水の熱を冷媒に与え、冷媒を気化させるものである。蒸発器４は、一方の端部が膨張弁３と冷媒が流通可能に接続され、他方の端部がアキュムレータ（気液分離部）１０を介してターボ圧縮機５の吸入部に接続されている。   The evaporator 4 is a plate heat exchanger formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and evaporates the refrigerant adiabatically expanded by the expansion valve 3. In other words, heat is exchanged between the refrigerant and the heat source water, so that the heat of the heat source water is given to the refrigerant and the refrigerant is vaporized. The evaporator 4 has one end connected to the expansion valve 3 so that the refrigerant can flow, and the other end connected to the suction portion of the turbo compressor 5 via an accumulator (gas-liquid separator) 10. .

蒸発器４は、図２および図３に示すように、長方形状に構成されたベース部Ｆ１の長手方向（図２の左右方向）における一方の端部側（図２における右端部側）であって、正面側（図３における左側）に配置され、凝縮器２と並んで配置されている。さらに、蒸発器４は、凝縮器２と比較して、ヒートポンプ装置１の中央より（図２の左より）に配置されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the evaporator 4 has one end side (right end side in FIG. 2) in the longitudinal direction (left-right direction in FIG. 2) of the base portion F <b> 1 configured in a rectangular shape. In addition, it is arranged on the front side (left side in FIG. 3) and is arranged side by side with the condenser 2. Furthermore, the evaporator 4 is arranged from the center of the heat pump device 1 (from the left in FIG. 2) as compared to the condenser 2.

言い換えると、蒸発器４は、ベース部Ｆ１の上方、かつ、中間冷却器９の下方であって、操作盤１１と長手方向に隣接するとともに、凝縮器２および油ミスト分離タンク７と長手方向と直交する方向に隣接する位置に配置されている。   In other words, the evaporator 4 is located above the base portion F1 and below the intermediate cooler 9 and adjacent to the operation panel 11 in the longitudinal direction, as well as the condenser 2 and the oil mist separation tank 7 and the longitudinal direction. It arrange | positions in the position adjacent to the orthogonal direction.

蒸発器４における一方の端部側の側面には、蒸発器４により吸熱される前の熱源水が流入する熱源水入口４１が上方に、蒸発器４により吸熱されたあとの熱源水が流出する熱源水出口４２が下方に設けられている。   A heat source water inlet 41 into which the heat source water before being absorbed by the evaporator 4 flows in and a heat source water after having been absorbed by the evaporator 4 flows out on the side surface on one end side of the evaporator 4. A heat source water outlet 42 is provided below.

操作盤１１は、ヒートポンプ装置１における各種機器を制御する操作機器等が集積されたものであって、操作機器等を内部に収納する略直方体状の筐体を有している。
操作盤１１は、図２，図４および図６に示すように、長方形状に構成されたベース部Ｆ１の長手方向における他方の端部側（図２における左端部側）配置されている。 The operation panel 11 is a collection of operation devices and the like for controlling various devices in the heat pump apparatus 1, and has a substantially rectangular parallelepiped housing that houses the operation devices and the like.
2, 4 and 6, the operation panel 11 is arranged on the other end side (left end side in FIG. 2) in the longitudinal direction of the base portion F1 configured in a rectangular shape.

言い換えると、操作盤１１は、ベース部Ｆ１の上方、かつ、油タンク８の下方であって、蒸発器４および油ミスト分離タンク７と長手方向に隣接した位置に配置されている。
このようにすることで、操作盤１１をヒートポンプ装置１における熱気がこもらない位置に配置することができる。 In other words, the operation panel 11 is disposed above the base portion F1 and below the oil tank 8 at a position adjacent to the evaporator 4 and the oil mist separation tank 7 in the longitudinal direction.
By doing in this way, the operation panel 11 can be arrange | positioned in the position where the hot air in the heat pump apparatus 1 does not accumulate.

アキュムレータ１０は、略円柱状に形成され、蒸発器４から流出した冷媒に含まれる液体冷媒と気体冷媒とを分離し、気体冷媒のみをターボ圧縮機５に供給するものである。アキュムレータ１０における一方の端部は、蒸発器４と冷媒が流通可能に接続され、他方の端部は、ターボ圧縮機５と冷媒が流通可能に接続されている。   The accumulator 10 is formed in a substantially cylindrical shape, separates liquid refrigerant and gas refrigerant contained in the refrigerant flowing out of the evaporator 4, and supplies only the gas refrigerant to the turbo compressor 5. One end of the accumulator 10 is connected so that the evaporator 4 and the refrigerant can flow, and the other end is connected so that the turbo compressor 5 and the refrigerant can flow.

アキュムレータ１０は、図３、図５および図６に示すように、ヒートポンプ装置１の上部（図６の上方）から中部にわたる位置における一方の端部側（図６の左端部側）であって、背面側（図５の上側）に配置されている。   As shown in FIGS. 3, 5 and 6, the accumulator 10 is on one end side (left end side in FIG. 6) at a position extending from the upper part (upper part of FIG. 6) to the middle part of the heat pump device 1. It arrange | positions at the back side (upper side of FIG. 5).

言い換えると、アキュムレータ１０は、凝縮器２の上方であって、ターボ圧縮機５と長手方向に隣接するとともに、中間冷却器９およびインバータ部６と長手方向と直交する方向に隣接する位置に配置されている。
なお、アキュムレータ１０としては、公知のものを用いることができ、特に限定するものではい。 In other words, the accumulator 10 is disposed above the condenser 2 and adjacent to the turbo compressor 5 in the longitudinal direction and adjacent to the intermediate cooler 9 and the inverter unit 6 in the direction orthogonal to the longitudinal direction. ing.
In addition, as the accumulator 10, a well-known thing can be used and it does not specifically limit.

ターボ圧縮機５は、アキュムレータ１０を介して蒸発器４において気化した冷媒を吸入し、圧縮した後に油ミスト分離タンク７を介して凝縮器２に吐出するものである。ターボ圧縮機５における冷媒が流入する吸入部がアキュムレータ１０を介して蒸発器４に接続され、冷媒が流出する吐出部が油ミスト分離タンク７を介して凝縮器２に接続されている。   The turbo compressor 5 sucks the refrigerant evaporated in the evaporator 4 through the accumulator 10, compresses it, and then discharges it to the condenser 2 through the oil mist separation tank 7. The suction part into which the refrigerant flows in the turbo compressor 5 is connected to the evaporator 4 through the accumulator 10, and the discharge part from which the refrigerant flows out is connected to the condenser 2 through the oil mist separation tank 7.

ターボ圧縮機５は、回転駆動力を供給する電動機５１と一体に構成され、電動機５１は、インバータ部６から供給される電力により回転駆動されるとともに、回転速度が制御されている。   The turbo compressor 5 is configured integrally with an electric motor 51 that supplies a rotational driving force. The electric motor 51 is rotationally driven by electric power supplied from the inverter unit 6 and the rotational speed is controlled.

ターボ圧縮機５および電動機５１は、図４から図６に示すように、ヒートポンプ装置１の上部（図６の上方）における他方の端部側（図６の右端部側）であって、背面側（図５の上側）に配置されている。   As shown in FIGS. 4 to 6, the turbo compressor 5 and the electric motor 51 are on the other end side (right end side in FIG. 6) on the upper side (upper side in FIG. 6) of the heat pump device 1 and on the rear side. (Upper side in FIG. 5).

言い換えると、ターボ圧縮機５および電動機５１は、油ミスト分離タンク７および油タンク８の上方であって、インバータ部６と長手方向に隣接する位置に配置されている。
なお、ターボ圧縮機５および電動機５１としては、公知のものを用いることができ、特に限定するものではない。 In other words, the turbo compressor 5 and the electric motor 51 are disposed above the oil mist separation tank 7 and the oil tank 8 and at a position adjacent to the inverter unit 6 in the longitudinal direction.
In addition, as the turbo compressor 5 and the electric motor 51, a well-known thing can be used and it does not specifically limit.

インバータ部６は、電動機５１に電力を供給するとともに、電動機５１の回転速度を制御するものであって、略直方体状に形成された筐体を有するものである。
インバータ部６は、図２から図５に示すように、ヒートポンプ装置１の上部（図２の上方）における一方の端部側（図２の右端部側）であって、正面側（図５の下側）に配置されている。 The inverter unit 6 supplies electric power to the electric motor 51 and controls the rotation speed of the electric motor 51, and has a casing formed in a substantially rectangular parallelepiped shape.
As shown in FIG. 2 to FIG. 5, the inverter unit 6 is on one end side (right end side in FIG. 2) on the upper part (upper side in FIG. 2) of the heat pump device 1, and on the front side (FIG. (Lower side).

言い換えると、インバータ部６は、中間冷却器９の上方であって、アキュムレータ１０、ターボ圧縮機５および電動機５１と長手方向と直交する方向に隣接する位置に配置されている。
なお、インバータ部６としては、公知のものを用いることができ、特に限定するものではない。 In other words, the inverter unit 6 is disposed above the intermediate cooler 9 and at a position adjacent to the accumulator 10, the turbo compressor 5, and the electric motor 51 in the direction orthogonal to the longitudinal direction.
In addition, as the inverter part 6, a well-known thing can be used and it does not specifically limit.

油ミスト分離タンク７は、略円柱状に形成され、ターボ圧縮機５から吐出された冷媒に含まれる潤滑油や、潤滑油のミストを、冷媒から分離するものである。油ミスト分離タンク７は、一方の端部がターボ圧縮機５の吐出部に冷媒が流通可能に接続され、他方の端部が凝縮器２に接続されている。
さらに、油ミスト分離タンク７は、冷媒から分離した潤滑油を油タンク８に供給するものでもある。 The oil mist separation tank 7 is formed in a substantially cylindrical shape, and separates the lubricating oil contained in the refrigerant discharged from the turbo compressor 5 and the mist of the lubricating oil from the refrigerant. The oil mist separation tank 7 has one end connected to the discharge part of the turbo compressor 5 so that the refrigerant can flow, and the other end connected to the condenser 2.
Further, the oil mist separation tank 7 supplies lubricating oil separated from the refrigerant to the oil tank 8.

油ミスト分離タンク７は、図６に示すように、ベース部Ｆ１の長手方向における他方の端部側（図６における右端部側）であって、背面側の端部に配置されている。   As shown in FIG. 6, the oil mist separation tank 7 is disposed at the other end side (right end side in FIG. 6) in the longitudinal direction of the base portion F <b> 1 and at the end on the back side.

言い換えると、油ミスト分離タンク７は、ベース部Ｆ１の上方、かつ、ターボ圧縮機５および電動機５１の下方であって、蒸発器４と長手方向と直交する方向に隣接する位置に配置されている。
なお、油ミスト分離タンク７としては、公知のものを用いることができ、特に限定するものではない。 In other words, the oil mist separation tank 7 is disposed above the base portion F1 and below the turbo compressor 5 and the electric motor 51 at a position adjacent to the evaporator 4 in a direction perpendicular to the longitudinal direction. .
In addition, as the oil mist separation tank 7, a well-known thing can be used and it does not specifically limit.

油タンク８は、略円柱状に形成され、ターボ圧縮機５の潤滑に用いられる潤滑油を貯留するとともに、ターボ圧縮機５に潤滑油を供給し、かつ、ターボ圧縮機５から排出された潤滑油が流入するものである。油タンク８は、ターボ圧縮機５との間で潤滑油の供給および受取が可能に接続されているとともに、油ミスト分離タンク７から潤滑油が供給されるように接続されている。   The oil tank 8 is formed in a substantially cylindrical shape, stores lubricating oil used for lubricating the turbo compressor 5, supplies the lubricating oil to the turbo compressor 5, and lubricates the turbo compressor 5. Oil flows in. The oil tank 8 is connected to the turbo compressor 5 so as to be able to supply and receive the lubricating oil, and is connected so that the lubricating oil is supplied from the oil mist separation tank 7.

油タンク８は、図２、および、図４から図６に示すように、ヒートポンプ装置１の中段であって、他方の端部側（図２の左端部側）に配置されている。
言い換えると、油タンク８は、操作盤１１の上方、かつ、電動機５１の下方であって、中間冷却器９と長手方向に隣接する位置に配置されている。
このようにすることで、ターボ圧縮機５から油タンク８に潤滑油が戻りやすくなる。 As shown in FIGS. 2 and 4 to 6, the oil tank 8 is arranged in the middle stage of the heat pump device 1 and on the other end side (left end side in FIG. 2).
In other words, the oil tank 8 is disposed above the operation panel 11 and below the electric motor 51 at a position adjacent to the intermediate cooler 9 in the longitudinal direction.
By doing so, the lubricating oil easily returns from the turbo compressor 5 to the oil tank 8.

さらに、ヒートポンプ装置１には、図２から図６に示すように、凝縮器２や、蒸発器４や、ターボ圧縮機５や、インバータ部６などを支持するベース部Ｆ１と、縦主フレームＦ２と、横主フレームＦ３と、縦副フレームＦ４と、横副フレームＦ５と、が設けられている。   Further, as shown in FIGS. 2 to 6, the heat pump apparatus 1 includes a base part F1 that supports a condenser 2, an evaporator 4, a turbo compressor 5, an inverter part 6 and the like, and a vertical main frame F2. A horizontal main frame F3, a vertical sub-frame F4, and a horizontal sub-frame F5 are provided.

ベース部Ｆ１は、ヒートポンプ装置１を構成する他の全ての構成要素を支持する部材であって、金属から形成された棒状の部材を略長方形状に組み合わせたものである。
ベース部Ｆ１の上面には、図２から図６に示すように、凝縮器２、蒸発器４、油ミスト分離タンク７、および、操作盤１１が配置されているとともに、複数の縦主フレームＦ２および縦副フレームＦ４が取り付けられている。 The base part F1 is a member that supports all the other components constituting the heat pump device 1, and is a combination of rod-shaped members made of metal in a substantially rectangular shape.
As shown in FIGS. 2 to 6, a condenser 2, an evaporator 4, an oil mist separation tank 7, and an operation panel 11 are disposed on the upper surface of the base portion F <b> 1 and a plurality of vertical main frames F <b> 2. And the vertical sub-frame F4 is attached.

縦主フレームＦ２は、ベース部Ｆ１からヒートポンプ装置１の上端まで延びる棒状の部材であり、ヒートポンプ装置１を吊り上げた際に、横主フレームＦ３およびベース部Ｆ１とともに他の構成要素を支持するものである。
縦主フレームＦ２は、図２から図６に示すように、ベース部Ｆ１における一対の長辺にそれぞれ２本ずつ、かつ、各長辺の中央から所定の距離だけ離れた位置に配置されている。
さらに、４本の縦主フレームＦ２それぞれの上端には吊り部１２が設けられている。 The vertical main frame F2 is a rod-like member extending from the base portion F1 to the upper end of the heat pump device 1, and supports other components together with the horizontal main frame F3 and the base portion F1 when the heat pump device 1 is lifted. is there.
As shown in FIGS. 2 to 6, the vertical main frame F <b> 2 is disposed on each of a pair of long sides in the base portion F <b> 1 and at a position away from the center of each long side by a predetermined distance. .
Further, a suspension portion 12 is provided at the upper end of each of the four vertical main frames F2.

横主フレームＦ３は、縦主フレームＦ２の間をベース部Ｆ１における短辺に沿って延び、一の長辺に配置された縦主フレームＦ２と、他の長辺に配置された縦主フレームＦ２とを接続する棒状の部材である。言い換えると、横主フレームＦ３は、縦主フレームＦ２とともに梯子状の構造を構成するものである。
さらに、横主フレームＦ３は、縦主フレームＦ２とともに、インバータ部６、ターボ圧縮機５、電動機５１、および、油タンク８を支持するものでもある。 The horizontal main frame F3 extends between the vertical main frames F2 along the short side of the base portion F1, and the vertical main frame F2 disposed on one long side and the vertical main frame F2 disposed on the other long side. It is a rod-shaped member which connects. In other words, the horizontal main frame F3 constitutes a ladder-like structure together with the vertical main frame F2.
Further, the horizontal main frame F3 supports the inverter unit 6, the turbo compressor 5, the electric motor 51, and the oil tank 8 together with the vertical main frame F2.

具体的には、一の長辺に配置された縦主フレームＦ２と、他の長辺に配置された縦主フレームＦ２との間に２本の横主フレームＦ３が配置されている。つまり、ヒートポンプ装置１全体としては４本の横主フレームＦ３が設けられている。   Specifically, two horizontal main frames F3 are arranged between a vertical main frame F2 arranged on one long side and a vertical main frame F2 arranged on the other long side. That is, the heat pump apparatus 1 as a whole is provided with four horizontal main frames F3.

上方の横主フレームＦ３は、インバータ部６、ターボ圧縮機５および電動機５１の下方、かつ、中間冷却器９の上方に配置されている。下方の横主フレームＦ３は、中間冷却器９の下方、かつ、蒸発器４および凝縮器２の上方に配置されている。   The upper horizontal main frame F <b> 3 is disposed below the inverter unit 6, the turbo compressor 5 and the electric motor 51 and above the intermediate cooler 9. The lower horizontal main frame F <b> 3 is disposed below the intermediate cooler 9 and above the evaporator 4 and the condenser 2.

縦副フレームＦ４は、横副フレームＦ５とともにアキュムレータ１０および中間冷却器９などを支持するものである。縦副フレームＦ４は、ベース部Ｆ１から上方に向かって延びる棒状の部材であって、凝縮器２および蒸発器４の上方、かつ、アキュムレータ１０および中間冷却器９の下方の空間まで延びている。   The vertical sub-frame F4 supports the accumulator 10, the intermediate cooler 9, and the like together with the horizontal sub-frame F5. The vertical sub-frame F4 is a rod-like member extending upward from the base portion F1 and extends to the space above the condenser 2 and the evaporator 4 and below the accumulator 10 and the intermediate cooler 9.

横副フレームＦ５は、縦副フレームＦ４とともにアキュムレータ１０および中間冷却器９などを支持するものである。縦副フレームＦ４は、縦副フレームＦ４に対して略直交する方向に延びる棒状の部材であって、凝縮器２および蒸発器４の上方、かつ、アキュムレータ１０および中間冷却器９の下方の空間に配置されたものである。   The horizontal sub-frame F5 supports the accumulator 10, the intercooler 9, and the like together with the vertical sub-frame F4. The vertical sub-frame F4 is a rod-shaped member extending in a direction substantially orthogonal to the vertical sub-frame F4, and is located above the condenser 2 and the evaporator 4 and below the accumulator 10 and the intermediate cooler 9. It is arranged.

図７は、図１のヒートポンプ装置の外観を説明する正面図である。図８は、図７のヒートポンプ装置の外観を説明する右側面図である。図９は、図７のヒートポンプ装置の外観を説明する左側面図である。図１０は、図７のヒートポンプ装置の外観を説明する上面図である。   FIG. 7 is a front view illustrating the appearance of the heat pump apparatus of FIG. FIG. 8 is a right side view for explaining the appearance of the heat pump apparatus of FIG. FIG. 9 is a left side view for explaining the appearance of the heat pump apparatus of FIG. FIG. 10 is a top view illustrating the appearance of the heat pump apparatus of FIG.

さらに、ヒートポンプ装置１には、図７から図１０に示すように、凝縮器２や、蒸発器４や、ターボ圧縮機５や、縦主フレームＦ２や、横主フレームＦ３や、縦副フレームＦ４や、横副フレームＦ５などを内部に収納する外板１３が設けられている。   Furthermore, as shown in FIGS. 7 to 10, the heat pump device 1 includes a condenser 2, an evaporator 4, a turbo compressor 5, a vertical main frame F2, a horizontal main frame F3, and a vertical sub-frame F4. In addition, an outer plate 13 that houses the transverse subframe F5 and the like is provided.

ヒートポンプ装置１の上部には、図７から図９に示すように、ヒートポンプ装置１を搬送する際に用いられる吊り部１２が、外部に露出されている。吊り部１２は、縦主フレームＦ２の上端に固定された部材であり、ヒートポンプ装置１を吊り上げた際に吊り部１２に働く力は、縦主フレームＦ２を介して、横主フレームＦ３およびベース部Ｆ１に伝達される。   As shown in FIGS. 7 to 9, a suspension portion 12 used when the heat pump device 1 is conveyed is exposed to the outside of the upper portion of the heat pump device 1. The suspension part 12 is a member fixed to the upper end of the vertical main frame F2, and the force acting on the suspension part 12 when the heat pump device 1 is lifted is transmitted to the horizontal main frame F3 and the base part via the vertical main frame F2. Is transmitted to F1.

その一方で、図７，図８および図１０に示すように、ヒートポンプ装置１の一方の端部側（図７の右端部側）の下方には、熱源水入口４１、熱源水出口４２、温水入口２１、および、温水出口２２が外部に突出している。   On the other hand, as shown in FIGS. 7, 8, and 10, a heat source water inlet 41, a heat source water outlet 42, and hot water are provided below one end side (right end side in FIG. 7) of the heat pump device 1. The inlet 21 and the hot water outlet 22 protrude outside.

さらに、一方の端部側の上方には、外部から電力が供給される電源箱１４が配置されている。電源箱１４に供給された電力はヒートポンプ装置１の運転に用いられ、特に、インバータ部６を介して電動機５１に供給される。   Further, a power supply box 14 to which electric power is supplied from the outside is disposed above one end side. The electric power supplied to the power supply box 14 is used for the operation of the heat pump device 1, and in particular, supplied to the electric motor 51 via the inverter unit 6.

その一方で、図９に示すように、ヒートポンプ装置１の他方の端部側（図７の左端部側）の下方には、操作盤１１が外部に露出されている。   On the other hand, as shown in FIG. 9, the operation panel 11 is exposed to the outside below the other end portion side (left end portion side in FIG. 7) of the heat pump device 1.

次に、上記の構成からなるヒートポンプ装置における温水の供給について、図１などを参照しながら説明する。
ヒートポンプ装置１から温水を供給する場合には、外部からインバータ部６に電力が供給され、インバータ部６により電動機５１が回転駆動され、ターボ圧縮機５が冷媒の圧縮を行う。 Next, the supply of hot water in the heat pump apparatus having the above configuration will be described with reference to FIG.
When hot water is supplied from the heat pump device 1, electric power is supplied from the outside to the inverter unit 6, the electric motor 51 is rotationally driven by the inverter unit 6, and the turbo compressor 5 compresses the refrigerant.

ターボ圧縮機５により圧縮された高温高圧の気体冷媒は、ターボ圧縮機５の吐出部から吐出され、油ミスト分離タンク７に流入する。油ミスト分離タンク７では、冷媒に含まれる潤滑油のミストが、冷媒から分離される。潤滑油のミストが分離された冷媒は、油ミスト分離タンク７から凝縮器２に流入する。   The high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant compressed by the turbo compressor 5 is discharged from the discharge portion of the turbo compressor 5 and flows into the oil mist separation tank 7. In the oil mist separation tank 7, the mist of lubricating oil contained in the refrigerant is separated from the refrigerant. The refrigerant from which the mist of lubricating oil is separated flows from the oil mist separation tank 7 into the condenser 2.

凝縮器２では、高温の冷媒と、外部から供給された、例えば約７５℃の温水との間で熱交換が行われる。高温の冷媒は温水に熱を放出することにより、凝縮して液化する。その一方で、温水は、高温の冷媒から熱を吸収して、例えば約８０℃の温水となり、凝縮器２から外部に流出する。   In the condenser 2, heat exchange is performed between the high-temperature refrigerant and hot water supplied from outside, for example, about 75 ° C. The high-temperature refrigerant is condensed and liquefied by releasing heat into the hot water. On the other hand, the hot water absorbs heat from the high-temperature refrigerant, becomes hot water of about 80 ° C., for example, and flows out of the condenser 2 to the outside.

凝縮器２で液化した冷媒は、凝縮器２から流出して中間冷却器９に流入する。中間冷却器９では、流入した冷媒の一部を分流し、断熱膨張させて低温低圧の冷媒を生成する。そして、分流された低温の冷媒と、その他の冷媒との間で熱交換を行い、その他の冷媒をさらに冷却する。
分流された冷媒は、その他の冷媒の冷却に用いられた後、ターボ圧縮機５の吸入部に流入する。 The refrigerant liquefied by the condenser 2 flows out of the condenser 2 and flows into the intercooler 9. In the intercooler 9, a part of the refrigerant that has flowed in is diverted and adiabatically expanded to generate a low-temperature and low-pressure refrigerant. Then, heat exchange is performed between the divided low-temperature refrigerant and the other refrigerant, and the other refrigerant is further cooled.
The diverted refrigerant is used for cooling other refrigerants and then flows into the suction portion of the turbo compressor 5.

中間冷却器９により冷却された冷媒は膨張弁３に向かって流れ、膨張弁３を通過する際に断熱膨張され、低温低圧の液体冷媒となる。断熱膨張された冷媒は、蒸発器４に流入する。   The refrigerant cooled by the intercooler 9 flows toward the expansion valve 3 and is adiabatically expanded when passing through the expansion valve 3 to become a low-temperature and low-pressure liquid refrigerant. The adiabatically expanded refrigerant flows into the evaporator 4.

蒸発器４では、低温の冷媒と、外部から供給された、例えば約４５℃の熱源水との間で熱交換が行われる。低温の冷媒は、熱源水から熱を吸収することにより、蒸発して気化する。その一方で、熱源水は、低温の冷媒に放熱して、例えば約４０℃の熱源水となり、蒸発器４の外部に流出する。   In the evaporator 4, heat exchange is performed between the low-temperature refrigerant and the heat source water supplied from outside, for example, at about 45 ° C. The low-temperature refrigerant evaporates and vaporizes by absorbing heat from the heat source water. On the other hand, the heat source water dissipates heat to the low-temperature refrigerant to become, for example, about 40 ° C. heat source water and flows out of the evaporator 4.

蒸発した気体冷媒は、蒸発器４からアキュムレータ１０に流入する。アキュムレータ１０では、気体冷媒とともに蒸発器４から流出した液体冷媒が、気体冷媒から分離され、気体冷媒のみがアキュムレータ１０から流出する。   The evaporated gas refrigerant flows from the evaporator 4 into the accumulator 10. In the accumulator 10, the liquid refrigerant that has flowed out of the evaporator 4 together with the gas refrigerant is separated from the gas refrigerant, and only the gas refrigerant flows out of the accumulator 10.

アキュムレータ１０において液体冷媒が分離された気体冷媒は、ターボ圧縮機５の吸入部に流入し、ターボ圧縮機５により圧縮され、再び、吐出部から高圧の冷媒として吐出され、上述のサイクルが繰り返される。   The gas refrigerant from which the liquid refrigerant has been separated in the accumulator 10 flows into the suction portion of the turbo compressor 5, is compressed by the turbo compressor 5, and is again discharged as a high-pressure refrigerant from the discharge portion, and the above-described cycle is repeated. .

その一方で、ターボ圧縮機５には、油タンク８から潤滑油が供給され、潤滑油はターボ圧縮機５における摺動部の潤滑に用いられる。潤滑に用いられた潤滑油は、ターボ圧縮機５から油タンク８に戻され、再び、油タンク８からターボ圧縮機５に供給される。   On the other hand, lubricating oil is supplied to the turbo compressor 5 from the oil tank 8, and the lubricating oil is used for lubricating the sliding portion in the turbo compressor 5. The lubricating oil used for the lubrication is returned from the turbo compressor 5 to the oil tank 8 and supplied again from the oil tank 8 to the turbo compressor 5.

ここで、ターボ圧縮機５において潤滑に用いられた潤滑油の一部は、冷媒とともに油ミスト分離タンク７に向かって流出する。流出した潤滑油は、油ミスト分離タンク７において冷媒と分離される。冷媒から分離された潤滑油は、油ミスト分離タンク７から油タンク８に戻される。   Here, a part of the lubricating oil used for lubrication in the turbo compressor 5 flows out toward the oil mist separation tank 7 together with the refrigerant. The lubricating oil that has flowed out is separated from the refrigerant in the oil mist separation tank 7. The lubricating oil separated from the refrigerant is returned from the oil mist separation tank 7 to the oil tank 8.

上記の構成によれば、直方体状に形成することができるプレート式熱交換器を、凝縮器２および蒸発器４として用いることにより、ヒートポンプ装置１における他の構成要素を配置する際に、凝縮器２および蒸発器４と、他の構成要素との間に隙間を発生させにくくなる。そのため、ヒートポンプ装置１における設置面積や体積の増加を抑制することができる。
具体的には、他の構成要素と比較して体積が大きな凝縮器２および蒸発器４を並べて置くことにより、ヒートポンプ装置１における設置面積の増大を防止しやすくなる。 According to said structure, when using the plate type heat exchanger which can be formed in a rectangular parallelepiped shape as the condenser 2 and the evaporator 4, when arrange | positioning the other component in the heat pump apparatus 1, a condenser is arranged. 2 and the evaporator 4 and other components are less likely to generate a gap. Therefore, an increase in installation area and volume in the heat pump device 1 can be suppressed.
Specifically, by placing the condenser 2 and the evaporator 4 having a larger volume than other components side by side, it is easy to prevent an increase in the installation area in the heat pump device 1.

その一方で、インバータ部６を蒸発器４の上方に配置することで、インバータ部６を冷却する空気の流路を確保することが容易となる。   On the other hand, by disposing the inverter unit 6 above the evaporator 4, it becomes easy to secure an air flow path for cooling the inverter unit 6.

さらに、アキュムレータ１０を凝縮器２の上方に配置することにより、ヒートポンプ装置１を停止した際に、アキュムレータ１０の内部に溜まった冷媒が蒸発器４に流入するため、アキュムレータ１０に冷媒が溜まることを防止することができる。   Furthermore, by disposing the accumulator 10 above the condenser 2, when the heat pump device 1 is stopped, the refrigerant accumulated in the accumulator 10 flows into the evaporator 4, so that the refrigerant accumulates in the accumulator 10. Can be prevented.

油ミスト分離タンク７の上方にターボ圧縮機５を配置すること、言い換えると、ターボ圧縮機５の下方に油ミスト分離タンク７を配置することにより、ヒートポンプ装置１を停止した際に、ターボ圧縮機５の内部の冷媒が油ミスト分離タンク７に流入するため、ターボ圧縮機５に冷媒が溜まることを防止することができる。   When the heat pump device 1 is stopped by disposing the turbo compressor 5 above the oil mist separation tank 7, in other words, disposing the oil mist separation tank 7 below the turbo compressor 5, the turbo compressor Since the refrigerant inside 5 flows into the oil mist separation tank 7, it is possible to prevent the refrigerant from accumulating in the turbo compressor 5.

１ ヒートポンプ装置
２ 凝縮器
４ 蒸発器
５ ターボ圧縮機
６ インバータ部（制御部）
７ 油ミスト分離タンク（油分離部）
１０ アキュムレータ（気液分離部）
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat pump apparatus 2 Condenser 4 Evaporator 5 Turbo compressor 6 Inverter part (control part)
7 Oil mist separation tank (oil separation part)
10 Accumulator (gas-liquid separator)

Claims (1)

冷媒を圧縮するターボ圧縮機と、
圧縮された冷媒を液化させる凝縮器と、
液化された冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記ターボ圧縮機を駆動制御するインバータ部と、
前記ターボ圧縮機から吐出された冷媒から潤滑油を分離する油分離部と、
前記蒸発器から流出した冷媒が流入し、気体冷媒と液体冷媒とを分離し、該気体冷媒のみを前記蒸発器に供給する気液分離部と、
が設けられたヒートポンプ装置であって、
前記凝縮器および前記蒸発器は、プレート式熱交換器であり、
前記凝縮器および前記蒸発器が並べて配置されるとともに、前記油分離部が、前記凝縮器および前記蒸発器と同一平面上に配置され、
前記蒸発器の上方に前記インバータ部が配置され、
前記凝縮器の上方に前記気液分離部が配置され、
前記油分離部の上方に前記ターボ圧縮機が配置されていることを特徴とするヒートポンプ装置。 A turbo compressor that compresses the refrigerant;
A condenser for liquefying the compressed refrigerant;
An evaporator for evaporating the liquefied refrigerant;
An inverter unit for driving and controlling the turbo compressor;
An oil separator that separates the lubricating oil from the refrigerant discharged from the turbo compressor;
A refrigerant flowing out of the evaporator flows in, separates the gas refrigerant and the liquid refrigerant, and supplies only the gas refrigerant to the evaporator;
A heat pump device provided with
The condenser and the evaporator, Ri plate heat exchanger der,
The condenser and the evaporator are arranged side by side, and the oil separation unit is arranged on the same plane as the condenser and the evaporator,
The inverter unit is disposed above the evaporator,
The gas-liquid separator is disposed above the condenser,
Heat pump apparatus according to claim Rukoto have the disposed turbocompressor above the oil separator unit.
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