JP5502410B2 - 液体循環式暖房システム - Google Patents
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Description
液体を加熱して加熱液体を生成し、この加熱液体の熱を暖房用放熱器から放出させて暖房を行う液体循環式暖房システムであって、
冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機によって圧縮された前記冷媒を放熱させて前記液体を加熱する冷媒放熱器と、前記冷媒放熱器によって放熱した前記冷媒を膨張させる膨張弁と、前記膨張弁によって膨張した前記冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器と前記圧縮機との間に設けられたアキュムレータとを有し、これらの機器が配管によって接続されたヒートポンプ回路と、
前記冷媒放熱器に供給される前記液体の温度を検出する入水温度センサと、
前記圧縮機および前記膨張弁を制御するヒートポンプ制御装置と、を備え、
前記冷媒は、テトラフロオロプロペンとジフルオロメタンを主成分として含み、
前記ヒートポンプ制御装置は、前記入水温度センサで検出される前記液体の温度が所定温度よりも高い場合において、前記膨張弁の開度を小さくし、前記ヒートポンプ回路の高圧側の圧力を低下させる、液体循環式暖房システムを提供する。
図1に、本発明の第1実施形態に係る液体循環式暖房システム1Aを示す。この液体循環式暖房システム1Aは、液体を加熱して加熱液体を生成し、この加熱液体の熱を暖房用放熱器3から放出させることにより、例えば居室内の暖房を行うものである。具体的に、液体循環式暖房システム1Aは、暖房用放熱器3と、加熱液体を生成するためのヒートポンプ2と、機器の全体的な制御を行う統括制御装置5とを備えている。
Q=GR×Δh
なお、式中のGRはヒートポンプ回路20を循環する冷媒の循環量であり、Δhは図2に示すモリエル線図中のB点とC点との間(すなわち冷凍サイクルの高圧側)のエンタルピー差である。また、冷媒の循環量は、図2に示すモリエル線図中のA点での冷媒(すなわち圧縮機21へ吸入される冷媒)の密度ρcと圧縮機21の容積Vとの積により求められる。従って、加熱性能の低い冷媒を用いた場合でも、例えば、圧縮機21の回転数を上げたり圧縮機21の容積を大きくしたりして循環量GRを増やせば、加熱性能の高い冷媒を用いた場合と同程度の加熱能力Qを得ることは可能である。
次に、図5に、本発明の第2実施形態に係る液体循環式暖房システム1Bを示す。なお、本実施形態では、第1実施形態と同一構成部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
統括制御装置5は、例えば、夜間時間帯(例えば、23時〜7時)に、貯湯温度センサ74で検出される温度から残湯量が少ないと判定すると、ポンプ61を回転させるとともに、ヒートポンプ制御装置26に運転開始の信号を送る。これにより、放熱器22で水が加熱されて温水が生成され、生成された温水が貯湯タンク8に貯められる。また、統括制御装置5は、温水温度センサ71で検出される水の温度が所定温度(例えば、70℃)となるように、ポンプ61の回転数を制御して供給管31を流れる水の流量を調整する。
統括制御装置5は、ユーザーによって図略の暖房スイッチがONにされると、循環用ポンプ66を回転させる。これにより、貯湯タンク8内に貯められた温水が暖房用放熱器3に送られここで放熱されて、暖房が行われる。
次に、図6に、本発明の第3実施形態に係る液体循環式暖房システム1Cを示す。なお、本実施形態では、第1実施形態および第2実施形態と同一構成部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
なお、前記各実施形態においては、図7に示すようなヒートポンプ2Aを採用することも可能である。このヒートポンプ2Aでは、ヒートポンプ回路20の蒸発器24と圧縮機21との間にアキュムレータ27が設けられている。また、供給管31には、放熱器22に供給される水の温度(入水温度)を検出する入水温度センサ72が設けられている。
2,2A ヒートポンプ
20 ヒートポンプ回路
22 放熱器(冷媒放熱器)
3 暖房用放熱器
31 供給管
32 回収管
8 貯湯タンク
81 送り管
82 戻し管
83 熱交換器
Claims (10)
- 液体を加熱して加熱液体を生成し、この加熱液体の熱を暖房用放熱器から放出させて暖房を行う液体循環式暖房システムであって、
冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機によって圧縮された前記冷媒を放熱させて前記液体を加熱する冷媒放熱器と、前記冷媒放熱器によって放熱した前記冷媒を膨張させる膨張弁と、前記膨張弁によって膨張した前記冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器と前記圧縮機との間に設けられたアキュムレータとを有し、これらの機器が配管によって接続されたヒートポンプ回路と、
前記冷媒放熱器に供給される前記液体の温度を検出する入水温度センサと、
前記圧縮機および前記膨張弁を制御するヒートポンプ制御装置と、を備え、
前記冷媒は、テトラフロオロプロペンとジフルオロメタンを主成分として含み、
前記ヒートポンプ制御装置は、前記入水温度センサで検出される前記液体の温度が所定温度よりも高い場合において、前記膨張弁の開度を小さくし、前記ヒートポンプ回路の高圧側の圧力を低下させる、液体循環式暖房システム。 - 前記冷媒における前記ジフルオロメタンの含有率は、20質量%以上である、請求項1に記載の液体循環式暖房システム。
- 前記冷媒における前記ジフルオロメタンの含有率は、80質量%以下である、請求項1または2に記載の液体循環式暖房システム。
- 前記冷媒は、ペンタフルオロエタンをさらに含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の液体循環式暖房システム。
- 前記冷媒における前記ペンタフルオロエタンの含有率は、10質量%以下である、請求項4に記載の液体循環式暖房システム。
- 前記ヒートポンプ回路には、前記冷媒が冷凍機油と共に充填されており、
前記冷凍機油は、ポリオキシアルキレングリコール類,ポリビニルエーテル類,ポリオキシアルキレングリコールもしくはそのモノエーテルとポリビニルエーテルとの共重合体,ポリオールエステル類,ポリカーボネート類などの含酸素化合物を主成分とする合成油、あるいは、アルキルベンゼン類もしくはαオレフィン類を主成分とする合成油である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の液体循環式暖房システム。 - 前記ヒートポンプ回路は、前記冷媒を放熱させて前記液体を加熱し、前記加熱液体を生成する冷媒放熱器を有しており、
前記暖房用放熱器から前記冷媒放熱器へ前記液体を導く供給管と、
前記冷媒放熱器から前記暖房用放熱器へ前記加熱液体を導く回収管と、をさらに備える、請求項1〜6のいずれか一項に記載の液体循環式暖房システム。 - 前記ヒートポンプ回路は、前記冷媒を放熱させて前記液体を加熱し、前記加熱液体を生成する冷媒放熱器を有しており、
生成された前記加熱液体を貯めるタンクと、
前記タンクの下部から前記冷媒放熱器へ前記液体を導く供給管と、
前記冷媒放熱器から前記タンクの上部へ前記加熱液体を導く回収管と、
前記タンクに貯められた前記加熱液体を前記暖房用放熱器に送る送り管と、
前記暖房用放熱器で放熱した前記加熱液体を前記タンクに戻す戻し管と、をさらに備える、請求項1〜6のいずれか一項に記載の液体循環式暖房システム。 - 前記ヒートポンプ回路は、前記冷媒を放熱させて前記液体を加熱し、前記加熱液体を生成する冷媒放熱器を有しており、
生成された前記加熱液体を貯めるタンクと、
前記タンクの下部から前記冷媒放熱器へ前記液体を導く供給管と、
前記冷媒放熱器から前記タンクの上部へ前記加熱液体を導く回収管と、
前記タンク内に配設され、前記タンクに貯められた前記加熱液体と熱媒液との間で熱交換を行うための熱交換器と、
前記熱交換器で加熱された熱媒液を前記暖房用放熱器に送る送り管と、
前記暖房用放熱器で放熱した熱媒液を前記熱交換器に戻す戻し管と、をさらに備える、請求項1〜6のいずれか一項に記載の液体循環式暖房システム。 - 前記液体は水であり、前記加熱液体は温水である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の液体循環式暖房システム。
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