JP5605191B2 - heat pump - Google Patents

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    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2341/00Details of ejectors not being used as compression device; Details of flow restrictors or expansion valves
    • F25B2341/001Ejectors not being used as compression device
    • F25B2341/0012Ejectors with the cooled primary flow at high pressure
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/52Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency

Description

本発明は、ヒートポンプに関する。 The present invention also relates to a heat pump.

熱供給システムとしては、ボイラで生成した蒸気の熱を対象物に伝える構成が一般的に知られている(例えば、特許文献1参照)。また、ヒートポンプあるいは冷凍機の媒体の熱を対象物に伝える構成が知られている。   As a heat supply system, a configuration is generally known in which the heat of steam generated by a boiler is transmitted to an object (see, for example, Patent Document 1). In addition, a configuration is known in which heat from a heat pump or refrigerator medium is transmitted to an object.

特開平6−249450号公報JP-A-6-249450

本発明の態様は、エネルギー効率の高いヒートポンプ及び熱供給システムを提供することを目的とする。   An aspect of the present invention aims to provide a heat pump and a heat supply system with high energy efficiency.

本発明の態様に従えば、吸熱部と、圧縮部と、放熱部と、膨張部と、前記放熱部に向かう前記圧縮部の出口からの流体の一部を、前記圧縮部の入口に戻す戻り経路と、前記圧縮部の入口に流体的に接続されるエジェクタであり、前記戻り経路からの前記流体が高圧流体として入力されかつ、前記吸熱部からの前記流体が低圧流体として入力される前記エジェクタと、部分負荷状態を含む全負荷と無負荷の間の負荷状態で運転制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、部分負荷運転における負荷率に応じて前記エジェクタに入力される前記流体の割合を制御するヒートポンプが提供される。
また、吸熱部と、圧縮部と、放熱部と、膨張部と、前記放熱部に向かう前記圧縮部の出口からの流体の一部を、前記圧縮部の入口に戻す戻り経路と、前記圧縮部の入口に流体的に接続されるエジェクタであり、前記戻り経路からの前記流体が高圧流体として入力されかつ、前記吸熱部からの前記流体が低圧流体として入力される前記エジェクタと、部分負荷状態を含む全負荷と無負荷の間の負荷状態で運転制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、部分負荷運転時に前記流体を前記エジェクタに入力させるとともに、全負荷運転時に前記流体を前記エジェクタに入力させないように前記流体の経路を設定するヒートポンプが提供される。
また、吸熱部と、圧縮部と、放熱部と、膨張部と、前記放熱部に向かう前記圧縮部の出口からの流体の一部を、前記圧縮部の入口に戻す戻り経路と、前記圧縮部の入口に流体的に接続されるエジェクタであり、前記戻り経路からの前記流体が高圧流体として入力されかつ、前記吸熱部からの前記流体が低圧流体として入力される前記エジェクタと、前記エジェクタを経由せずに、前記吸熱部からの前記流体を前記圧縮部に導くバイパス経路と、を備え、前記エジェクタは、互いにノズル形状が異なり、そのうちの1つが選択的に使用される複数の補エジェクタを含むヒートポンプが提供される。
また、吸熱部と、圧縮部と、放熱部と、膨張部と、前記放熱部に向かう前記圧縮部の出口からの流体の一部を、前記圧縮部の入口に戻す戻り経路と、前記圧縮部の入口に流体的に接続されるエジェクタであり、前記戻り経路からの前記流体が高圧流体として入力されかつ、前記吸熱部からの前記流体が低圧流体として入力される前記エジェクタと、前記膨張部に向かう前記放熱部の出口からの前記流体の一部を、前記戻り経路に導く配管と、を備えるヒートポンプが提供される。
According to the aspect of the present invention, the heat absorption part, the compression part, the heat radiation part, the expansion part, and the return of part of the fluid from the outlet of the compression part toward the heat radiation part are returned to the inlet of the compression part. An ejector fluidly connected to a path and an inlet of the compression section, wherein the fluid from the return path is input as a high pressure fluid and the fluid from the heat absorption section is input as a low pressure fluid And a control device that performs operation control in a load state between a full load including a partial load state and a no-load state, and the control device inputs the fluid that is input to the ejector according to a load factor in the partial load operation A heat pump for controlling the ratio of
Also, a heat absorption part, a compression part, a heat radiation part, an expansion part, a return path for returning a part of the fluid from the outlet of the compression part toward the heat radiation part to the inlet of the compression part, and the compression part An ejector that is fluidly connected to an inlet of the gas generator, wherein the fluid from the return path is input as a high-pressure fluid and the fluid from the heat absorption unit is input as a low-pressure fluid; And a control device that controls the operation in a load state between a full load and a no load, the control device causing the fluid to be input to the ejector during partial load operation, and the fluid to be ejected during full load operation. There is provided a heat pump that sets the path of the fluid so as not to be input to the fluid.
Also, a heat absorption part, a compression part, a heat radiation part, an expansion part, a return path for returning a part of the fluid from the outlet of the compression part toward the heat radiation part to the inlet of the compression part, and the compression part An ejector that is fluidly connected to an inlet of the gas outlet, wherein the fluid from the return path is input as a high-pressure fluid, and the fluid from the heat absorption unit is input as a low-pressure fluid, and via the ejector And a bypass path that guides the fluid from the heat absorption part to the compression part, and the ejector includes a plurality of auxiliary ejectors having different nozzle shapes, one of which is selectively used. A heat pump is provided.
Also, a heat absorption part, a compression part, a heat radiation part, an expansion part, a return path for returning a part of the fluid from the outlet of the compression part toward the heat radiation part to the inlet of the compression part, and the compression part An ejector that is fluidly connected to an inlet of the discharge port, wherein the fluid from the return path is input as a high-pressure fluid and the fluid from the heat absorption unit is input as a low-pressure fluid; and the expansion unit There is provided a heat pump comprising: a pipe that guides a part of the fluid from the outlet of the heat radiating section toward the return path.

本発明の別の態様に従えば、熱需要部としての外部装置に熱を供給するために、上記態様のヒートポンプを備える、熱供給システムが提供される。   According to another aspect of the present invention, a heat supply system including the heat pump of the above aspect is provided to supply heat to an external device serving as a heat demand unit.

上記のヒートポンプ及び熱供給システムによれば、圧縮部の入口でのエジェクタの適用により、圧縮機の動力が軽減され、エネルギー効率の向上が図られる。   According to the heat pump and the heat supply system, the power of the compressor is reduced and the energy efficiency is improved by applying the ejector at the inlet of the compression unit.

一実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows one Embodiment. ヒートポンプにおける圧縮機の性能曲線の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the performance curve of the compressor in a heat pump. ヒートポンプにおける低温熱源の温度と部分負荷効率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the temperature of the low-temperature heat source in a heat pump, and partial load efficiency. エジェクタの構成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a structure of an ejector. 試算結果に基づく、負荷率と圧縮部の動力との関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between a load factor and the motive power of a compression part based on a trial calculation result. 上記試算結果に基づく、負荷率とCOPとの関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between a load factor and COP based on the said calculation result. 変形実施形態を示す図である。It is a figure which shows deformation | transformation embodiment. 別の変形実施形態を示す図である。It is a figure which shows another deformation | transformation embodiment. 熱供給システムを示す概略図である。It is the schematic which shows a heat supply system.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、ヒートポンプ10を示す概略図である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a heat pump 10.

ヒートポンプ10は、蒸発、圧縮、凝縮、及び膨張の各工程からなるサイクルにより、作動流体の状態変化を利用して複数の物体間で熱の授受を行う回路である。ヒートポンプサイクルは一般に、エネルギー効率が比較的高いという利点を有する。   The heat pump 10 is a circuit that transfers heat between a plurality of objects by using a change in the state of a working fluid by a cycle including evaporation, compression, condensation, and expansion processes. A heat pump cycle generally has the advantage of being relatively energy efficient.

本実施形態において、ヒートポンプ10は、吸熱部12、圧縮部14、放熱部16、及び膨張部18を有し、これらは導管を介して接続されている。ヒートポンプ10において、導管内を作動流体が流れる。また、ヒートポンプ10は、制御装置20を備える。制御装置20は、ヒートポンプ10を統括的に制御することができる。   In the present embodiment, the heat pump 10 has a heat absorption part 12, a compression part 14, a heat radiation part 16, and an expansion part 18, which are connected via a conduit. In the heat pump 10, the working fluid flows in the conduit. Further, the heat pump 10 includes a control device 20. The control device 20 can control the heat pump 10 in an integrated manner.

吸熱部12では、主経路25を流れる作動流体がサイクル外の熱源(低温熱源)の熱を吸収する。本実施形態において、ヒートポンプ10の吸熱部12は、その内部で作動流体が蒸発する蒸発器を含む。外部からの熱がヒートポンプ10の吸熱部12に吸収される。   In the heat absorption part 12, the working fluid flowing through the main path 25 absorbs heat from a heat source outside the cycle (low temperature heat source). In this embodiment, the heat absorption part 12 of the heat pump 10 includes an evaporator in which the working fluid evaporates. Heat from the outside is absorbed by the heat absorption part 12 of the heat pump 10.

圧縮部14は、圧縮機等によって作動流体を圧縮する。この際、通常、作動流体の温度が上がる。圧縮部14は、単段圧縮構造、又は作動流体を複数段に圧縮する多段圧縮構造を有することができる。圧縮の段数は、ヒートポンプ10の仕様に応じて設定され、1、2、3、4、5、6、7、8、9、あるいは10以上にできる。圧縮部14は、軸流圧縮機、遠心圧縮機、レシプロ式圧縮機、ロータリー式圧縮機などの様々な圧縮機のうち、作動流体の圧縮に適するものが適用される。圧縮機には動力が供給される。多段圧縮構造を有する圧縮部14において、多軸圧縮構造又は同軸圧縮構造が適用可能である。   The compression unit 14 compresses the working fluid by a compressor or the like. At this time, the temperature of the working fluid usually increases. The compression unit 14 may have a single-stage compression structure or a multistage compression structure that compresses the working fluid into a plurality of stages. The number of compression stages is set according to the specifications of the heat pump 10 and can be 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10 or more. Among the various compressors such as an axial flow compressor, a centrifugal compressor, a reciprocating compressor, and a rotary compressor, a compressor suitable for compressing a working fluid is applied. Power is supplied to the compressor. In the compression part 14 which has a multistage compression structure, a multiaxial compression structure or a coaxial compression structure is applicable.

放熱部16は、圧縮部14で圧縮された作動流体が流れる導管を有し、主経路25内を流れる作動流体の熱をサイクル外の熱源(被加熱流体)に与える。本実施形態において、ヒートポンプ10の放熱部16は、その内部で作動流体が凝縮する凝縮器を含む。放熱部の数は、ヒートポンプ10の仕様に応じて設定され、1、2、3、4、5、6、7、8、9、あるいは10以上にできる。   The heat radiating section 16 has a conduit through which the working fluid compressed by the compressing section 14 flows, and gives heat of the working fluid flowing in the main path 25 to a heat source (heated fluid) outside the cycle. In the present embodiment, the heat dissipation unit 16 of the heat pump 10 includes a condenser in which the working fluid is condensed. The number of heat radiating portions is set according to the specifications of the heat pump 10, and can be 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10 or more.

膨張部18は、減圧弁(膨張弁)またはタービン等によって作動流体を膨張させる。この際、通常、作動流体の温度が下がる。タービンを使用した場合には膨張部18から動力を取り出すことができ、その動力を例えば圧縮部14に供給してもよい。ヒートポンプ10に使用される作動流体として、フロン系媒体(HFC 245fa、R134aなど)、アンモニア、水、二酸化炭素、空気などの公知の様々な熱媒体が、ヒートポンプ10及び/又はヒートポンプ10を含むシステムの仕様及び熱バランスなどに応じて用いられる。ヒートポンプ10の放熱部16を流れる作動流体の少なくとも一部が超臨界状態であってもよい。   The expansion unit 18 expands the working fluid by a pressure reducing valve (expansion valve) or a turbine. At this time, the temperature of the working fluid usually decreases. When a turbine is used, power can be taken out from the expansion unit 18, and the power may be supplied to the compression unit 14, for example. As the working fluid used for the heat pump 10, various known heat media such as a fluorocarbon medium (HFC 245fa, R134a, etc.), ammonia, water, carbon dioxide, air, etc. are used. Used according to specifications and heat balance. At least a part of the working fluid flowing through the heat radiating unit 16 of the heat pump 10 may be in a supercritical state.

本実施形態において、制御装置20は、ヒートポンプ10を、部分負荷状態を含む全負荷と無負荷の間の負荷状態で運転制御することができる。図2は、ヒートポンプにおける圧縮機の性能曲線の一例を示す図である。一般に、ヒートポンプにおいては、図2及び図3に示すように、低温熱源の温度によって性能曲線が変化する場合がある。また、一般に、ヒートポンプのCOPは負荷によって異なる。また、一般に、ヒートポンプにおいて、部分負荷効率が定負荷効率より高いケースがある。つまり、ヒートポンプの出力比率を下げたほうが全体効率が比較的高くなるケースがある。具体的には、低温熱源の温度が高い場合、すなわち、圧力比が小さい場合、部分負荷の効率が比較的高くなるケースがある。本実施形態において、ヒートポンプ10の部分負荷運転を含めてシステムS1全体を制御することにより、エネルギー効率の向上が図られる。   In the present embodiment, the control device 20 can control the operation of the heat pump 10 in a load state between a full load including a partial load state and no load. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a performance curve of a compressor in a heat pump. In general, in a heat pump, as shown in FIGS. 2 and 3, the performance curve may change depending on the temperature of a low-temperature heat source. In general, the COP of the heat pump varies depending on the load. In general, in a heat pump, there is a case where the partial load efficiency is higher than the constant load efficiency. That is, there are cases where the overall efficiency is relatively high when the output ratio of the heat pump is lowered. Specifically, when the temperature of the low-temperature heat source is high, that is, when the pressure ratio is small, the partial load efficiency may be relatively high. In the present embodiment, the energy efficiency is improved by controlling the entire system S1 including the partial load operation of the heat pump 10.

本実施形態において、ヒートポンプ10は、圧縮部14の出口から放熱部16に向かう作動流体の一部を圧縮部14の入口に戻す戻り経路30を備える。戻り経路30の一端は、圧縮部14の出口と放熱部16の入口とをつなぐ配管27に設けられた分岐部31に流体的に接続される。戻り経路30の他端は、吸熱部12の出口と圧縮部14の入口とを流体的につなぐ配管29に設けられた合流部33に流体的に接続される。   In the present embodiment, the heat pump 10 includes a return path 30 that returns a part of the working fluid from the outlet of the compressing unit 14 toward the heat radiating unit 16 to the inlet of the compressing unit 14. One end of the return path 30 is fluidly connected to a branch part 31 provided in a pipe 27 that connects the outlet of the compression part 14 and the inlet of the heat dissipation part 16. The other end of the return path 30 is fluidly connected to a merging portion 33 provided in a pipe 29 that fluidly connects the outlet of the heat absorbing portion 12 and the inlet of the compressing portion 14.

分岐部31を介して、圧縮部14からの作動流体の少なくとも一部を放熱部16に導くことができる。また、分岐部31を介して、圧縮部14からの作動流体の一部を戻り経路30に導くことができる。本実施形態において、分岐部31は、所定の分岐比(絞り)に切り換え可能な弁35を有する。弁35における分岐比率(主流から分岐される作動流体の割合)は、ヒートポンプ10及び/又はヒートポンプ10を含むシステムの仕様及び熱バランスなどに応じて設定され、例えば、約0、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、又は95%にできる。   At least a part of the working fluid from the compressing unit 14 can be guided to the heat radiating unit 16 via the branch unit 31. Further, a part of the working fluid from the compression unit 14 can be guided to the return path 30 via the branch portion 31. In the present embodiment, the branch section 31 includes a valve 35 that can be switched to a predetermined branch ratio (throttle). The branch ratio (the ratio of the working fluid branched from the main flow) in the valve 35 is set according to the specifications of the heat pump 10 and / or the system including the heat pump 10, the heat balance, and the like. 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, or 95%.

合流部33において、戻り経路30からの作動流体と、吸熱部12からの作動流体とを混合することができる。本実施形態において、合流部33は、エジェクタ37を有する。エジェクタ37には、高圧流体として、戻り経路30を経由した圧縮部14の出口(分岐部31)からの作動流体が入力されるとともに、低圧流体として、吸熱部12の出口からの作動流体が入力される。   In the merging portion 33, the working fluid from the return path 30 and the working fluid from the heat absorbing portion 12 can be mixed. In the present embodiment, the merging portion 33 has an ejector 37. The ejector 37 receives a working fluid from the outlet (branch unit 31) of the compression unit 14 via the return path 30 as a high-pressure fluid, and receives a working fluid from the outlet of the heat absorbing unit 12 as a low-pressure fluid. Is done.

図4は、エジェクタ37の構成の一例を示す模式図である。図4において、エジェクタ37は、本体部41と、ノズル部43とを有する。ノズル部43は、本体部41に比べて小さい径の筒形状を有し、本体部41の内部に配される。本体部41は、ノズル部43の少なくとも一部を囲む筒状形状を有する。また、ノズル部43は、本体部41の内部空間で開放される開口45を有する。図4において、本体部41は、軸方向(流れ方向)に沿って変化する流路断面積を有する。一例において、本体部41における流路断面積は、流体の入口から徐々に小さくなり、軸方向に関してノズル部43の開口45の配置位置の近傍で、最小となる。また、本体部41における流路断面積は、その最小位置から出口に向かって徐々に大きくなる。   FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of the ejector 37. In FIG. 4, the ejector 37 includes a main body portion 41 and a nozzle portion 43. The nozzle portion 43 has a cylindrical shape with a smaller diameter than the main body portion 41 and is arranged inside the main body portion 41. The main body portion 41 has a cylindrical shape surrounding at least a part of the nozzle portion 43. Further, the nozzle portion 43 has an opening 45 opened in the internal space of the main body portion 41. In FIG. 4, the main body 41 has a channel cross-sectional area that varies along the axial direction (flow direction). In one example, the cross-sectional area of the flow path in the main body 41 gradually decreases from the fluid inlet, and becomes minimum in the vicinity of the arrangement position of the opening 45 of the nozzle 43 in the axial direction. Moreover, the flow path cross-sectional area in the main body 41 gradually increases from the minimum position toward the outlet.

エジェクタ37において、ノズル部43の内側の流路を、吸熱部12からの作動流体が流れる。また、ノズル部43と本体部41との間に形成された流路(ノズル部43の外側の流路)を、圧縮部14の出口(分岐部31)からの作動流体が流れる。エジェクタ37は、図4の構成に限定されず、様々な構成が適用可能である。   In the ejector 37, the working fluid from the heat absorbing part 12 flows through the flow path inside the nozzle part 43. In addition, the working fluid from the outlet (branch portion 31) of the compression unit 14 flows through a channel (a channel outside the nozzle unit 43) formed between the nozzle unit 43 and the main body unit 41. The ejector 37 is not limited to the configuration in FIG. 4, and various configurations can be applied.

本実施形態において、エジェクタ37の出口において、高圧流体の効果によって、吸熱部12の出口に比べて高い圧力が得られる。その結果、圧縮部14(圧縮機)の動力を軽減し、部分負荷時のヒートポンプ10の成績係数(COP:coefficient of performance)の向上を図ることが可能となる。   In the present embodiment, a higher pressure is obtained at the outlet of the ejector 37 than the outlet of the heat absorbing unit 12 due to the effect of the high pressure fluid. As a result, it is possible to reduce the power of the compressor 14 (compressor) and improve the coefficient of performance (COP) of the heat pump 10 at the time of partial load.

部分負荷運転と圧縮部入口のエジェクタとの組み合わせの効果について試算した例を以下に示す。部分負荷運転における負荷率が、(a)25%、(b)50%、及び(c)75%の場合についてそれぞれ試算した。上記各負荷率において、絞りの割合(主流から分岐される作動流体の割合)は、それぞれ(a)75%、(b)50%、及び(c)25%、である。圧縮部入口、断熱点、及び圧縮部出口のエンタルピをそれぞれ423.44kJ/kg、440.47kJ/kg、及び444.73kJ/kg、とした。なお、p1、p2、p3、p4:圧力、ρ1、ρ2、ρ3、ρ4:密度、h1、h2、h3、h4:エンタルピ、v1、v2、v3、v4:流速、である。ベルヌーイの定理、及びエネルギー保存則等により以下が導き出される。   An example of a trial calculation of the effect of the combination of the partial load operation and the ejector at the compressor inlet is shown below. Trial calculations were made for cases where the load factor in the partial load operation was (a) 25%, (b) 50%, and (c) 75%. In each of the above load factors, the throttle ratio (the ratio of the working fluid branched from the main flow) is (a) 75%, (b) 50%, and (c) 25%, respectively. The enthalpies of the compression section inlet, the heat insulation point, and the compression section outlet were 423.44 kJ / kg, 440.47 kJ / kg, and 444.73 kJ / kg, respectively. P1, p2, p3, p4: pressure, ρ1, ρ2, ρ3, ρ4: density, h1, h2, h3, h4: enthalpy, v1, v2, v3, v4: flow velocity. The following is derived from Bernoulli's theorem and the law of conservation of energy.

(a)負荷率が25%の場合、圧縮機からの作動流体について、圧縮機出口において、p1:3244kPa、ρ1:178.49kg/m、h1:444.73kJ/kg、v1:0m/s、流量比(絞り):75%である。また、エジェクタ内において、p2:1318kPa、ρ2:58.24kJ/m、h2:444.73kJ/kg、v2:192.85m/s、である。また、エジェクタのノズル部の開口近傍において、p2:1318kPa、ρ2:58.24kg/m、h2:444.73kJ/kg、v2:167.01m/s、である。一方、吸熱部(蒸発器)からの作動流体について、吸熱部出口(蒸発器出口)において、p3:1318kPa、ρ3:66.27kg/m、h3:423.44kJ/kg、v3:0m/s、である。また、エジェクタのノズル部の開口近傍において、p3:1318kPa、ρ3:66.27kg/m、h3:423.44kJ/kg、v3:167.01m/s、である。混合流体について、混合直後において、p3:1318kPa、ρ3:61.89kg/m、h3:439.41kJ/kg、v3:167.01m/s、流量比:100%、である。また、流路が拡大したエジェクタの出口において、p4:2602.22kPa、ρ4:108.29kg/m、h4:439.41kJ/kg、v4:0m/s、流量比:100%、である。圧縮部の動力は、エジェクタを適用しない場合、21.29kJ/kg、エジェクタを適用した場合、5.32kJ/kg、である。 (A) When the load factor is 25%, with respect to the working fluid from the compressor, at the compressor outlet, p1: 3244 kPa, ρ1: 178.49 kg / m 3 , h1: 444.73 kJ / kg, v1: 0 m / s , Flow rate ratio (throttle): 75%. In the ejector, p2: 1318 kPa, ρ2: 58.24 kJ / m 3 , h2: 444.73 kJ / kg, v2: 192.85 m / s. Further, in the vicinity of the opening of the nozzle portion of the ejector, p2 is 1318 kPa, ρ2 is 58.24 kg / m 3 , h2 is 444.73 kJ / kg, and v2 is 167.01 m / s. On the other hand, for the working fluid from the endothermic part (evaporator), at the endothermic part outlet (evaporator outlet), p3: 1318 kPa, ρ3: 66.27 kg / m 3 , h3: 423.44 kJ / kg, v3: 0 m / s. . In the vicinity of the opening of the nozzle portion of the ejector, p3: 1318 kPa, ρ3: 66.27 kg / m 3 , h3: 423.44 kJ / kg, v3: 167.01 m / s. For the mixed fluid, immediately after mixing, p3: 1318 kPa, ρ3: 61.89 kg / m 3 , h3: 439.41 kJ / kg, v3: 167.01 m / s, and flow rate ratio: 100%. Further, at the outlet of the ejector whose flow path is enlarged, p4: 2602.22 kPa, ρ4: 108.29 kg / m 3 , h4: 439.41 kJ / kg, v4: 0 m / s, and flow rate ratio: 100%. The power of the compression section is 21.29 kJ / kg when the ejector is not applied, and 5.32 kJ / kg when the ejector is applied.

(b)負荷率が50%の場合、圧縮機からの作動流体について、圧縮機出口において、p1:3244kPa、ρ1:178.49kg/m、h1:444.73kJ/kg、v1:0m/s、流量比(絞り):50%である。また、エジェクタ内において、p2:1318kPa、ρ2:58.24kJ/m、h2:444.73kJ/kg、v2:192.85m/s、である。また、エジェクタのノズル部の開口近傍において、p2:1318kPa、ρ2:58.24kg/m、h2:444.73kJ/kg、v2:136.36m/s、である。一方、吸熱部(蒸発器)からの作動流体について、吸熱部出口(蒸発器出口)において、p3:1318kPa、ρ3:66.27kg/m、h3:423.44kJ/kg、v3:0m/s、である。また、エジェクタのノズル部の開口近傍において、p3:1318kPa、ρ3:66.27kg/m、h3:423.44kJ/kg、v3:136.36m/s、である。混合流体について、混合直後において、p3:1318kPa、ρ3:61.89kg/m、h3:434.09kJ/kg、v3:136.36m/s、流量比:100%、である。また、流路が拡大したエジェクタの出口において、p4:2082kPa、ρ4:108.29kg/m、h4:434.09kJ/kg、v4:0m/s、流量比:100%、である。圧縮部の動力は、エジェクタを適用しない場合、21.29kJ/kg、エジェクタを適用した場合、10.65kJ/kg、である。 (B) When the load factor is 50%, for the working fluid from the compressor, p1: 3244 kPa, ρ1: 178.49 kg / m 3 , h1: 444.73 kJ / kg, v1: 0 m / s at the compressor outlet. The flow rate ratio (throttle): 50%. In the ejector, p2: 1318 kPa, ρ2: 58.24 kJ / m 3 , h2: 444.73 kJ / kg, v2: 192.85 m / s. Further, in the vicinity of the opening of the nozzle portion of the ejector, p2 is 1318 kPa, ρ2 is 58.24 kg / m 3 , h2 is 444.73 kJ / kg, and v2 is 136.36 m / s. On the other hand, for the working fluid from the endothermic part (evaporator), at the endothermic part outlet (evaporator outlet), p3: 1318 kPa, ρ3: 66.27 kg / m 3 , h3: 423.44 kJ / kg, v3: 0 m / s. . Also, in the vicinity of the opening of the nozzle portion of the ejector, p3: 1318 kPa, ρ3: 66.27 kg / m 3 , h3: 423.44 kJ / kg, v3: 136.36 m / s. For the mixed fluid, immediately after mixing, p3: 1318 kPa, ρ3: 61.89 kg / m 3 , h3: 434.09 kJ / kg, v3: 136.36 m / s, and flow rate ratio: 100%. Further, at the outlet of the ejector whose flow path is enlarged, p4: 2082 kPa, ρ4: 108.29 kg / m 3 , h4: 434.09 kJ / kg, v4: 0 m / s, and flow rate ratio: 100%. The power of the compression unit is 21.29 kJ / kg when the ejector is not applied, and 10.65 kJ / kg when the ejector is applied.

(c)負荷率が75%の場合、圧縮機からの作動流体について、圧縮機出口において、p1:3244kPa、ρ1:178.49kg/m、h1:444.73kJ/kg、v1:0m/s、流量比(絞り):25%である。また、エジェクタ内において、p2:1318kPa、ρ2:58.24kJ/m、h2:444.73kJ/kg、v2:192.85m/s、である。また、エジェクタのノズル部の開口近傍において、p2:1318kPa、ρ2:58.24kg/m、h2:444.73kJ/kg、v2:96.42m/s、である。一方、吸熱部(蒸発器)からの作動流体について、吸熱部出口(蒸発器出口)において、p3:1318kPa、ρ3:66.27kg/m、h3:423.44kJ/kg、v3:0m/s、である。また、エジェクタのノズル部の開口近傍において、p3:1318kPa、ρ3:66.27kg/m、h3:423.44kJ/kg、v3:96.42m/s、である。混合流体について、混合直後において、p3:1318kPa、ρ3:61.89kg/m、h3:428.76kJ/kg、v3:96.42m/s、流量比:100%、である。また、流路が拡大したエジェクタの出口において、p4:1660.49kPa、ρ4:80.83kg/m、h4:428.76kJ/kg、v4:0m/s、流量比:100%、である。圧縮部の動力は、エジェクタを適用しない場合、21.29kJ/kg、エジェクタを適用した場合、15.97kJ/kg、である。 (C) When the load factor is 75%, for the working fluid from the compressor, at the compressor outlet, p1: 3244 kPa, ρ1: 178.49 kg / m 3 , h1: 444.73 kJ / kg, v1: 0 m / s , Flow rate ratio (throttle): 25%. In the ejector, p2: 1318 kPa, ρ2: 58.24 kJ / m 3 , h2: 444.73 kJ / kg, v2: 192.85 m / s. Further, in the vicinity of the opening of the nozzle portion of the ejector, p2 is 1318 kPa, ρ2 is 58.24 kg / m 3 , h2 is 444.73 kJ / kg, and v2 is 96.42 m / s. On the other hand, for the working fluid from the endothermic part (evaporator), at the endothermic part outlet (evaporator outlet), p3: 1318 kPa, ρ3: 66.27 kg / m 3 , h3: 423.44 kJ / kg, v3: 0 m / s. . In the vicinity of the opening of the nozzle portion of the ejector, p3: 1318 kPa, ρ3: 66.27 kg / m 3 , h3: 423.44 kJ / kg, v3: 96.42 m / s. For the mixed fluid, immediately after mixing, p3: 1318 kPa, ρ3: 61.89 kg / m 3 , h3: 428.76 kJ / kg, v3: 96.42 m / s, flow rate ratio: 100%. Further, at the outlet of the ejector whose flow path is enlarged, p4: 1660.49 kPa, ρ4: 80.83 kg / m 3 , h4: 428.76 kJ / kg, v4: 0 m / s, and the flow rate ratio: 100%. The power of the compression unit is 21.29 kJ / kg when the ejector is not applied, and 15.97 kJ / kg when the ejector is applied.

図5は、上記試算結果に基づく、負荷率と圧縮部の動力との関係を示すグラフ図である。図6は、上記試算結果に基づく、負荷率とCOPとの関係を示すグラフ図である。図5において、エジェクタの適用により、部分負荷時における圧縮部(圧縮機)の動力が軽減されていることが示されている。図6において、エジェクタの適用により、部分負荷時におけるCOPが向上していることが示されている。   FIG. 5 is a graph showing the relationship between the load factor and the power of the compression unit based on the above estimation results. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the load factor and the COP based on the result of the trial calculation. FIG. 5 shows that the power of the compressor (compressor) during partial load is reduced by applying the ejector. FIG. 6 shows that the COP at the time of partial load is improved by applying the ejector.

図7は、図1に示したヒートポンプ10の変形実施形態を示す図である。以下の説明では、上記実施形態(図1)と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。   FIG. 7 is a view showing a modified embodiment of the heat pump 10 shown in FIG. In the following description, the same components as those in the above embodiment (FIG. 1) are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図7に示すヒートポンプ10Aにおいて、合流部33は、複数のエジェクタ(補エジェクタ)37A、37B、37Cと、弁38A、38Bと、バイパス経路39とを有する。エジェクタ37A、37B、37Cは、互いに異なるノズル形状を有する。バイパス経路39は、エジェクタ37A、37B、37Cを経由せずに、吸熱部12と圧縮部14とを流体的に接続し、吸熱部12からの作動流体をエジェクタ37A−37Cを経由せずに圧縮部14に導く。バイパス経路39において、吸熱部12からの作動流体が、エジェクタ37A、37B、37Cを迂回し、圧縮部14に向かう。弁38A又は38Bは、戻り経路30又は吸熱部12からの作動流体の行き先を、エジェクタ37A、エジェクタ37B、エジェクタ37C、及びバイパス経路39の中から選択するための、切り換え機構を有する。   In the heat pump 10 </ b> A shown in FIG. 7, the merging portion 33 includes a plurality of ejectors (auxiliary ejectors) 37 </ b> A, 37 </ b> B, 37 </ b> C, valves 38 </ b> A, 38 </ b> B, and a bypass path 39. The ejectors 37A, 37B, and 37C have different nozzle shapes. The bypass path 39 fluidly connects the heat absorption part 12 and the compression part 14 without going through the ejectors 37A, 37B, and 37C, and compresses the working fluid from the heat absorption part 12 without going through the ejectors 37A to 37C. Guide to section 14. In the bypass path 39, the working fluid from the heat absorption unit 12 bypasses the ejectors 37 </ b> A, 37 </ b> B, and 37 </ b> C and travels toward the compression unit 14. The valve 38 </ b> A or 38 </ b> B has a switching mechanism for selecting the destination of the working fluid from the return path 30 or the heat absorption unit 12 from the ejector 37 </ b> A, the ejector 37 </ b> B, the ejector 37 </ b> C, and the bypass path 39.

本実施形態において、制御装置20は、システムの仕様、熱バランス、部分負荷率などに応じて、弁38A、38Bを切り換え制御し、戻り経路30から圧縮部14への作動流体の経路、及び吸熱部12から圧縮部14への作動流体の経路を設定できる。一例において、部分負荷運転の場合に、エジェクタ37A、エジェクタ37B、又はエジェクタ37Cを経由する経路が選択され、全負荷運転の場合に、エジェクタを経由せずにバイパス経路39を経由する経路が選択される。部分負荷率などに応じてエジェクタ37A、37B、及び37Cの中から圧縮部14の動力軽減に最適なものを選択できる。ヒートポンプ10Aにおいて、エジェクタのノズル形状の最適化により、エネルギー効率のさらなる向上が図られる。   In the present embodiment, the control device 20 switches and controls the valves 38A and 38B according to the system specifications, heat balance, partial load factor, etc., and the working fluid path from the return path 30 to the compression unit 14 and the heat absorption. The working fluid path from the section 12 to the compression section 14 can be set. In one example, a route passing through the ejector 37A, the ejector 37B, or the ejector 37C is selected in the case of partial load operation, and a route passing through the bypass route 39 is selected in the full load operation without passing through the ejector. The According to the partial load factor or the like, an optimum one for reducing the power of the compressor 14 can be selected from the ejectors 37A, 37B, and 37C. In the heat pump 10A, the energy efficiency can be further improved by optimizing the nozzle shape of the ejector.

図8は、図1に示したヒートポンプ10の別の変形実施形態を示す図である。以下の説明では、上記実施形態(図1)と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。   FIG. 8 is a view showing another modified embodiment of the heat pump 10 shown in FIG. In the following description, the same components as those in the above embodiment (FIG. 1) are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図8に示すヒートポンプ10Bは、放熱部16の出口に設けられた分岐部51と、分岐部51と戻り経路30とを流体的に接続する配管53とを備える。   The heat pump 10 </ b> B illustrated in FIG. 8 includes a branch portion 51 provided at the outlet of the heat radiating portion 16 and a pipe 53 that fluidly connects the branch portion 51 and the return path 30.

分岐部51を介して、放熱部16からの作動流体の少なくとも一部を膨張部18に導くことができる。また、膨張部18に向かう放熱部16からの作動流体の一部を、分岐部51及び配管53を介して、戻り経路30に導くことができる。本実施形態において、分岐部51は、所定の分岐比(絞り)に切り換え可能な弁55を有する。弁55における分岐比率(主流から分岐される作動流体の割合)は、ヒートポンプ10及び/又はヒートポンプ10を含むシステムの仕様及び熱バランスなどに応じて設定され、例えば、約0、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、又は95%にできる。   At least a part of the working fluid from the heat radiating unit 16 can be guided to the expansion unit 18 via the branch unit 51. In addition, a part of the working fluid from the heat radiating unit 16 toward the expansion unit 18 can be guided to the return path 30 via the branch unit 51 and the pipe 53. In the present embodiment, the branch portion 51 has a valve 55 that can be switched to a predetermined branch ratio (throttle). The branching ratio (the ratio of the working fluid branched from the main flow) in the valve 55 is set according to the specifications of the heat pump 10 and / or the system including the heat pump 10 and the heat balance, for example, about 0, 5, 10, 15 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, or 95%.

本実施形態において、制御装置20は、システムの仕様、熱バランス、部分負荷率などに応じて、弁55を切り換え制御し、放熱部16からの作動流体の一部を戻り経路30を介して圧縮部14の入口に戻すことができる。放熱部16の熱交換性能が低下した場合などに、こうした流れ制御を行うことにより、COPの低下を抑制できる。   In the present embodiment, the control device 20 switches and controls the valve 55 according to the system specifications, heat balance, partial load factor, and the like, and compresses part of the working fluid from the heat radiating unit 16 via the return path 30. It can be returned to the entrance of section 14. By performing such flow control when the heat exchange performance of the heat radiating unit 16 is reduced, it is possible to suppress the decrease in COP.

図9は、図1に示したヒートポンプ10を備える熱供給システムS1を示す概略図である。   FIG. 9 is a schematic diagram showing a heat supply system S1 including the heat pump 10 shown in FIG.

図9に示すように、熱供給システムS1は、作動流体(第1流体)が流れるヒートポンプ10(排熱回収型ヒートポンプ)と、低温熱源装置(排熱回収装置、熱回収装置)150と、制御装置20と、を備える。制御装置20は、システム全体を統括的に制御する。システムS1の構成は、設計要求に応じて様々に変更可能である。   As shown in FIG. 9, the heat supply system S1 includes a heat pump 10 (exhaust heat recovery type heat pump) through which a working fluid (first fluid) flows, a low-temperature heat source device (exhaust heat recovery device, heat recovery device) 150, and a control. And a device 20. The control device 20 controls the entire system in an integrated manner. The configuration of the system S1 can be variously changed according to design requirements.

本実施形態において、熱供給システムS1からの熱が熱需要部としての外部装置190に供給される。本実施形態において、ヒートポンプ10は、外部装置190(排熱源)からの排熱の少なくとも一部を利用可能な排熱回収型のヒートポンプである。他の実施形態において、ヒートポンプ10は、外部装置190以外の他の排熱源からの排熱の少なくとも一部を利用可能な構成にできる。本実施形態において、ヒートポンプ10は、作動流体の熱を用いて空気供給路115を流れる被加熱流体(第2流体、空気など)を加熱することができる。   In the present embodiment, heat from the heat supply system S1 is supplied to the external device 190 serving as a heat demand unit. In the present embodiment, the heat pump 10 is an exhaust heat recovery type heat pump that can use at least part of the exhaust heat from the external device 190 (exhaust heat source). In another embodiment, the heat pump 10 can be configured to be able to use at least part of the exhaust heat from other exhaust heat sources other than the external device 190. In the present embodiment, the heat pump 10 can heat the heated fluid (second fluid, air, etc.) flowing through the air supply path 115 using the heat of the working fluid.

本実施形態において、ヒートポンプ10の吸熱部は、低温熱源装置150を介して、外部装置190からの排出流体(排ガス、排出空気)の熱(排熱)を吸収(回収)することができる。本実施形態において、ヒートポンプ10の吸熱部は、低温熱源装置150の放熱部(低温熱供給配管119)に熱的に接続され、その内部で作動流体が蒸発する蒸発器を含む。低温熱源装置150の放熱部を流れる媒体の熱がヒートポンプ10の吸熱部に吸収される。ヒートポンプ10の吸熱部が大気など他の熱源の熱を追加的に吸収する構成とすることもできる。ヒートポンプ10は、バイパス経路、流量センサ、流路制御弁などをさらに有することができる。   In the present embodiment, the heat absorption part of the heat pump 10 can absorb (recover) the heat (exhaust heat) of the exhaust fluid (exhaust gas, exhaust air) from the external device 190 via the low-temperature heat source device 150. In the present embodiment, the heat absorption part of the heat pump 10 includes an evaporator that is thermally connected to the heat radiation part (low temperature heat supply pipe 119) of the low temperature heat source device 150 and in which the working fluid evaporates. The heat of the medium flowing through the heat radiation unit of the low-temperature heat source device 150 is absorbed by the heat absorption unit of the heat pump 10. The heat absorption part of the heat pump 10 may be configured to additionally absorb the heat of other heat sources such as the atmosphere. The heat pump 10 can further include a bypass path, a flow rate sensor, a flow path control valve, and the like.

ヒートポンプ10で加熱された空気が流れる空気供給路115は、被加熱流体が流れる導管、ポンプやブロアなどの流体駆動機器、流体制御用の弁、フィルタなどのガス処理装置などを必要に応じて有することができる。   The air supply path 115 through which the air heated by the heat pump 10 flows has a conduit through which the fluid to be heated flows, a fluid driving device such as a pump and a blower, a valve for fluid control, a gas processing device such as a filter, and the like as necessary. be able to.

本実施形態において、空気供給路115からの被加熱流体(乾燥用空気)の出力温度は、熱需要に応じて変化できる。出力温度は、例えば、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、又は200℃以上にできる。   In the present embodiment, the output temperature of the fluid to be heated (drying air) from the air supply path 115 can be changed according to the heat demand. The output temperature can be, for example, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, or 200 ° C. or higher.

追加的に、熱供給システムS1は、補助熱源(補熱供給装置)を備えることができる。補助熱源として、ボイラ、電気ヒータ、及び/又は他の熱装置を用いることができる。ボイラは、油やガスなどの燃料を燃焼させてその燃焼熱によって熱媒体(水など)を加熱する。ボイラとしては公知の様々な形態が適用可能である。   In addition, the heat supply system S1 may include an auxiliary heat source (supplemental heat supply device). A boiler, electric heater, and / or other heat device can be used as an auxiliary heat source. A boiler burns fuels, such as oil and gas, and heats a heat carrier (water etc.) with the combustion heat. Various known forms can be applied as the boiler.

本実施形態において、外部装置190は、例えば、被加熱流体(第2流体)が供給され、対象物が加熱される加熱室である。本実施形態において、被加熱流体(第2流体)は空気である。本実施形態において、ヒートポンプ10(及び/又は補助熱源)によって加熱された高温の空気が外部装置190に供給される。外部装置190において、高温空気からの熱が対象物に伝わる。   In the present embodiment, the external device 190 is a heating chamber in which a fluid to be heated (second fluid) is supplied and the object is heated, for example. In the present embodiment, the fluid to be heated (second fluid) is air. In the present embodiment, high-temperature air heated by the heat pump 10 (and / or auxiliary heat source) is supplied to the external device 190. In the external device 190, heat from the high temperature air is transmitted to the object.

本実施形態において、外部装置(加熱室)190において、加熱された空気からの熱が直接的又は間接的に対象物に伝わる。例えば、外部装置190において、加熱された空気が対象物に直接的に接することができる。あるいは、外部装置190おいて、加熱された空気と対象物との間に別の物質が介在することができる。   In the present embodiment, in the external device (heating chamber) 190, heat from the heated air is directly or indirectly transmitted to the object. For example, in the external device 190, heated air can directly contact an object. Alternatively, in the external device 190, another substance can be interposed between the heated air and the object.

本実施形態において、加熱対象物は産業部品や産業材料である。例えば、外部装置(加熱室)190において、産業部品又は産業材料の少なくとも一部が乾燥処理される。あるいは、外部装置190において、産業部品又は産業材料の少なくとも一部が熱処理される。なお、汚泥、紙、木材、樹脂、薬剤、薬品、砂、家庭ごみ、産業ごみ、工芸品、工芸材料、電気部品、電気機器、塗装物、産業用衣類、機械部品、機械製品、食料、食材、食料品など、様々な物体を加熱対象にできる。他の実施形態において、被加熱流体は乾燥用以外の空気、あるいは空気以外の流体にできる。空気以外の被加熱流体としては、例えば、水、圧縮水、薬品、粘性液などが挙げられる。また、他の実施形態において、外部装置(加熱室)90は、乾燥装置、及び/又は乾燥装置以外の他の熱利用装置を含むことができる。   In the present embodiment, the heating object is an industrial part or an industrial material. For example, in an external device (heating chamber) 190, at least a part of industrial parts or industrial materials is dried. Alternatively, in the external device 190, at least a part of the industrial part or the industrial material is heat-treated. Sludge, paper, wood, resin, chemicals, chemicals, sand, household waste, industrial waste, crafts, craft materials, electrical parts, electrical equipment, paints, industrial clothing, machine parts, mechanical products, food, foodstuffs Various objects such as food products can be heated. In other embodiments, the fluid to be heated can be air other than drying or a fluid other than air. Examples of the heated fluid other than air include water, compressed water, chemicals, and viscous liquids. In another embodiment, the external device (heating chamber) 90 can include a drying device and / or a heat utilization device other than the drying device.

外部装置190は、流体入口部、流体出口部、排気ルート、及び必要に応じて不図示の移送装置を有する。一例において、移送装置は、コンベア、搬送車、搬送ロボットなどの様々な形態を有することができる。移送装置によって、加熱対象物が外部装置(加熱室)190内に投入されるとともに、外部装置190から取り出される。代替的又は追加的に、外部装置190は、加熱後の対象物の出力のために、ゲート式、旋回式などの形態を有する出力部を備えることができる。加熱した対象物の出力部は、必要に応じて加熱した対象物に化学処理などの所定の処理を行う機構を有することができる。   The external device 190 includes a fluid inlet portion, a fluid outlet portion, an exhaust route, and a transfer device (not shown) as necessary. In one example, the transfer device can have various forms such as a conveyor, a transport vehicle, and a transport robot. The object to be heated is put into the external device (heating chamber) 190 and taken out from the external device 190 by the transfer device. Alternatively or additionally, the external device 190 may include an output unit having a gate type, a swivel type, or the like for outputting an object after heating. The output part of the heated object can have a mechanism for performing a predetermined process such as a chemical process on the heated object as necessary.

本実施形態において、必要に応じて、移送装置は、外部装置(加熱室)190内で、加熱対象物を移動させることができる。外部装置190は、必要に応じて、不図示の脱水装置をさらに有し、それによって対象物を脱水することができる。脱水の際、対象物に必要に応じて凝集剤を添加することができる。脱水は、遠心式、加圧式、圧搾式、振動式など、対象物に応じて様々な形態が適用可能である。脱水により、対象物の容量が減少する。また、外部装置190は、必要に応じて、外部装置190に入る前の対象物に熱を与える予熱室をさらに有することができる。   In the present embodiment, the transfer device can move the heating object in the external device (heating chamber) 190 as necessary. The external device 190 further includes a dehydrating device (not shown) as needed, thereby dehydrating the object. During the dehydration, a flocculant can be added to the object as necessary. Various forms such as a centrifugal type, a pressure type, a pressure type, and a vibration type can be applied to the dehydration depending on the object. Dehydration reduces the volume of the object. In addition, the external device 190 can further include a preheating chamber that applies heat to the object before entering the external device 190 as necessary.

排熱回収装置としての低温熱源装置150は、外部装置190(及び必要に応じて別の熱装置(不図示))からの排熱を回収する熱回収部を有する。追加的に、低温熱源装置150は、熱回収部からの回収熱を少なくとも一時的に蓄える蓄熱槽と、放熱部とを有する構成にできる。   The low-temperature heat source device 150 serving as an exhaust heat recovery device includes a heat recovery unit that recovers exhaust heat from the external device 190 (and another heat device (not shown) if necessary). In addition, the low-temperature heat source device 150 can be configured to include a heat storage tank that at least temporarily stores heat recovered from the heat recovery unit, and a heat dissipation unit.

低温熱源装置150の熱回収部は、外部装置(加熱室)190(及び別の熱装置)からの排気が流れる排熱回収配管(排気管)117と、排熱回収配管と熱的に接続され、熱媒体が流れる吸熱導管とを有する。他の実施形態において、熱回収部は、排気を介さずに、外部装置190(及び別の熱装置)からの排熱を回収する構成にできる。   The heat recovery unit of the low-temperature heat source device 150 is thermally connected to the exhaust heat recovery pipe (exhaust pipe) 117 through which exhaust from the external apparatus (heating chamber) 190 (and another heat apparatus) flows, and the exhaust heat recovery pipe. And an endothermic conduit through which the heat medium flows. In another embodiment, the heat recovery unit may be configured to recover exhaust heat from the external device 190 (and another heat device) without going through exhaust.

本実施形態において、前述したように、ヒートポンプ10の圧縮部入口でのエジェクタの適用により、部分負荷運転時における圧縮機の動力が軽減される。したがって、本実施形態によれば、ヒートポンプ10の部分負荷運転と圧縮部入口でのエジェクタを用いた流体制御により、システムS1全体のエネルギー効率の向上が図られる。   In the present embodiment, as described above, the power of the compressor during partial load operation is reduced by applying the ejector at the compressor inlet of the heat pump 10. Therefore, according to this embodiment, the energy efficiency of the entire system S1 can be improved by the partial load operation of the heat pump 10 and the fluid control using the ejector at the compressor inlet.

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されることはない。上記説明において使用した数値は一例であって、本発明はこれに限定されない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付の請求の範囲によってのみ限定される。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment. The numerical value used in the above description is an example, and the present invention is not limited to this. Additions, omissions, substitutions, and other modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. The present invention is not limited by the above description, but only by the appended claims.

S1:熱供給システム、10、10A、10B:ヒートポンプ、12:吸熱部、14:圧縮部、16:放熱部、18:膨張部、20:制御装置、25:主経路、30:戻り経路、31:分岐部、33:合流部、35:弁、37:エジェクタ、37A、37B、37C:エジェクタ(補エジェクタ)38:弁、39:バイパス経路、41:本体部、43:ノズル部、45:開口。   S1: heat supply system, 10, 10A, 10B: heat pump, 12: heat absorption part, 14: compression part, 16: heat dissipation part, 18: expansion part, 20: control device, 25: main path, 30: return path, 31 : Branching part, 33: Junction part, 35: Valve, 37: Ejector, 37A, 37B, 37C: Ejector (complementary ejector) 38: Valve, 39: Bypass path, 41: Main body part, 43: Nozzle part, 45: Opening .

Claims (4)

吸熱部と、
圧縮部と、
放熱部と、
膨張部と、
前記放熱部に向かう前記圧縮部の出口からの流体の一部を、前記圧縮部の入口に戻す戻り経路と、
前記圧縮部の入口に流体的に接続されるエジェクタであり、前記戻り経路からの前記流体が高圧流体として入力されかつ、前記吸熱部からの前記流体が低圧流体として入力される前記エジェクタと、
部分負荷状態を含む全負荷と無負荷の間の負荷状態で運転制御する制御装置と、を備え
前記制御装置は、部分負荷運転における負荷率に応じて前記エジェクタに入力される前記流体の割合を制御する
ことを特徴とするヒートポンプ。
An endothermic part;
A compression section;
A heat dissipating part;
An inflatable part;
A return path for returning a part of the fluid from the outlet of the compression unit toward the heat dissipation unit to the inlet of the compression unit;
An ejector fluidly connected to an inlet of the compression unit, wherein the fluid from the return path is input as a high pressure fluid and the fluid from the heat absorption unit is input as a low pressure fluid;
A control device that performs operation control in a load state between a full load and a no load including a partial load state ,
The said control apparatus controls the ratio of the said fluid input into the said ejector according to the load factor in partial load driving | operation
A heat pump characterized by that.
吸熱部と、
圧縮部と、
放熱部と、
膨張部と、
前記放熱部に向かう前記圧縮部の出口からの流体の一部を、前記圧縮部の入口に戻す戻り経路と、
前記圧縮部の入口に流体的に接続されるエジェクタであり、前記戻り経路からの前記流体が高圧流体として入力されかつ、前記吸熱部からの前記流体が低圧流体として入力される前記エジェクタと、
部分負荷状態を含む全負荷と無負荷の間の負荷状態で運転制御する制御装置と、を備え
前記制御装置は、部分負荷運転時に前記流体を前記エジェクタに入力させるとともに、全負荷運転時に前記流体を前記エジェクタに入力させないように前記流体の経路を設定する
ことを特徴とするヒートポンプ。
An endothermic part,
A compression section;
A heat dissipating part;
An inflatable part;
A return path for returning a part of the fluid from the outlet of the compression unit toward the heat dissipation unit to the inlet of the compression unit;
An ejector fluidly connected to an inlet of the compression unit, wherein the fluid from the return path is input as a high pressure fluid and the fluid from the heat absorption unit is input as a low pressure fluid;
A control device that performs operation control in a load state between a full load and a no load including a partial load state ,
The controller sets the fluid path so that the fluid is input to the ejector during partial load operation and the fluid is not input to the ejector during full load operation.
A heat pump characterized by that.
吸熱部と、
圧縮部と、
放熱部と、
膨張部と、
前記放熱部に向かう前記圧縮部の出口からの流体の一部を、前記圧縮部の入口に戻す戻り経路と、
前記圧縮部の入口に流体的に接続されるエジェクタであり、前記戻り経路からの前記流体が高圧流体として入力されかつ、前記吸熱部からの前記流体が低圧流体として入力される前記エジェクタと、
前記エジェクタを経由せずに、前記吸熱部からの前記流体を前記圧縮部に導くバイパス経路と、を備え
前記エジェクタは、互いにノズル形状が異なり、そのうちの1つが選択的に使用される複数の補エジェクタを含む
ことを特徴とするヒートポンプ。
An endothermic part;
A compression section;
A heat dissipating part;
An inflatable part;
A return path for returning a part of the fluid from the outlet of the compression unit toward the heat dissipation unit to the inlet of the compression unit;
An ejector fluidly connected to an inlet of the compression unit, wherein the fluid from the return path is input as a high pressure fluid and the fluid from the heat absorption unit is input as a low pressure fluid;
A bypass path for guiding the fluid from the heat absorption part to the compression part without passing through the ejector ,
The ejector includes a plurality of auxiliary ejectors having different nozzle shapes, one of which is selectively used .
吸熱部と、
圧縮部と、
放熱部と、
膨張部と、
前記放熱部に向かう前記圧縮部の出口からの流体の一部を、前記圧縮部の入口に戻す戻り経路と、
前記圧縮部の入口に流体的に接続されるエジェクタであり、前記戻り経路からの前記流体が高圧流体として入力されかつ、前記吸熱部からの前記流体が低圧流体として入力される前記エジェクタと、
前記膨張部に向かう前記放熱部の出口からの前記流体の一部を、前記戻り経路に導く配管と、を備える、
ことを特徴とするヒートポンプ。
An endothermic part;
A compression section;
A heat dissipating part;
An inflatable part;
A return path for returning a part of the fluid from the outlet of the compression unit toward the heat dissipation unit to the inlet of the compression unit;
An ejector fluidly connected to an inlet of the compression unit, wherein the fluid from the return path is input as a high pressure fluid and the fluid from the heat absorption unit is input as a low pressure fluid;
A pipe for guiding a part of the fluid from the outlet of the heat dissipating part toward the expanding part to the return path ,
A heat pump characterized by that.
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