JP7357324B2 - Multi-source heat pump equipment - Google Patents
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本発明は、空気および地下水等の水を採熱・放熱の熱源とするマルチ熱源ヒートポンプ装置に関し、さらに詳しく言えば、施設園芸に好適なマルチ熱源ヒートポンプ装置に関するものである。 The present invention relates to a multi-source heat pump device that uses water such as air and groundwater as a heat source for collecting and dissipating heat, and more specifically, it relates to a multi-source heat pump device suitable for greenhouse horticulture.
近年、化石燃料の埋蔵量が減少するなか、燃油価格が上昇する傾向がある。このような状況のなか、燃油式暖房機の代替技術として空気熱源ヒートポンプの導入が推進されているが、その導入は余り進んでいないのが実情である。 In recent years, fuel prices have tended to rise as fossil fuel reserves have decreased. Under these circumstances, the introduction of air source heat pumps is being promoted as an alternative technology to fuel-based heaters, but the reality is that their introduction has not progressed very much.
その理由の一つとして、外気温が低いときに暖房運転を行うと、室外機の熱交換器に着霜が生じ、採熱効率あるいはCOP(Coefficient Of Performance:成績係数)が低下することが挙げられる。特に、園芸施設の暖房負荷は外気温がもっとも低くなる夜間から明け方にかけて最大となるため、家庭/ビル用や産業用の空気熱源ヒートポンプに比べてCOPが低い。 One of the reasons for this is that when heating operation is performed when the outside temperature is low, frost forms on the heat exchanger of the outdoor unit, reducing the heat extraction efficiency or COP (Coefficient of Performance). . In particular, the heating load on gardening facilities is highest from nighttime to dawn when the outside temperature is lowest, so the COP is lower than that of air source heat pumps for homes/buildings and industrial use.
また、室外熱交換器に着霜が生じた場合、室外熱交換器を凝縮器、室内熱交換器を蒸発器とするデフロスト(霜取り)運転を行うことになるが、デフロスト中は室内への熱供給が停止されるとともに、電力のみが消費され暖房には寄与しない。また、施設園芸用に開発された専用の機器が少なく、初期導入コストが高価ということも普及の妨げになっている。 Additionally, if frost forms on the outdoor heat exchanger, a defrost operation will be performed using the outdoor heat exchanger as a condenser and the indoor heat exchanger as an evaporator. While the supply is stopped, only electricity is consumed and does not contribute to heating. In addition, there are few specialized equipment developed for greenhouse horticulture, and the initial installation cost is high, which is also hindering its widespread use.
一方、水熱源ヒートポンプの一つである地中熱源ヒートポンプは、厳寒のなかでも地中や地下水から効率的に採熱することができる(例えば、特許文献1,2参照)。
On the other hand, a ground source heat pump, which is one type of water source heat pump, can efficiently collect heat from underground or groundwater even in extremely cold weather (see, for example,
しかしながら、熱交換器を埋設するための掘削、ボーリングが必要であり、その埋設のための工事コストが高いことや、その費用も地域の土質や地下水の状況によって異なることが設備投資を検討するうえでのマイナス要因となり、技術普及、社会実装には至っていない。 However, excavation and boring are required to bury the heat exchanger, and the construction cost for burying the heat exchanger is high, and the cost also varies depending on the soil quality and groundwater situation in the area, which is a consideration when considering capital investment. As a result, the technology has not been disseminated or implemented in society.
また、従来の地中熱源ヒートポンプは、地中や地下水などの熱源とヒートポンプとの間で熱の受け渡しを行うブラインを循環させるためのポンプを駆動する必要があり、ヒートポンプ全体のシステムCOPを低下させる一因となっている。 In addition, conventional ground source heat pumps need to drive a pump to circulate brine, which transfers heat between the heat pump and a heat source such as underground or groundwater, which reduces the overall system COP of the heat pump. This is a contributing factor.
したがって、本発明の課題は、空気および地下水等の水を採熱・放熱の熱源とするマルチ熱源ヒートポンプ装置で、外気温や水温等に応じて運転の最適化をはかることができる、特に施設園芸用に好適なマルチ熱源ヒートポンプ装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a multi-heat source heat pump device that uses water such as air and groundwater as a heat source for heat collection and heat radiation, and is capable of optimizing operation according to outside air temperature, water temperature, etc., especially for greenhouse horticulture. The object of the present invention is to provide a multi-source heat pump device suitable for use.
上記課題を解決するため、本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機、四方弁、室外熱交換器、膨張弁および室内熱交換器を冷媒配管を介して接続してなる冷凍サイクルを含み、上記四方弁の切り替えにより、冷房運転時には上記室外熱交換器が凝縮器、上記室内熱交換器が蒸発器として作用し、暖房運転時には上記室内熱交換器が凝縮器、上記室外熱交換器が蒸発器として作用する、空気および地下水等の水を採熱・放熱の熱源とする施設園芸に好適なマルチ熱源ヒートポンプ装置において、
上記室外熱交換器として、第1室外熱交換器と第2室外熱交換器の2つの熱交換器を有し、上記第1室外熱交換器が地下水等の水が溜められるオープンループ方式の貯水槽内の水中に浸漬され、上記水と上記冷媒との間で熱交換が行われるオープンループ方式の水-冷媒直接膨張式の熱交換器であり、上記第2室外熱交換器が送風ファンを有する空気-冷媒熱交換器であり、
上記第1室外熱交換器と上記第2室外熱交換器とが上記冷媒配管に対して並列に接続されているとともに、上記第1室外熱交換器と上記第2室外熱交換器のいずれか一方もしくは両方に上記冷媒を流す切替弁を備えており、
上記室内熱交換器を凝縮器、上記第2室外熱交換器を蒸発器とする暖房運転時に上記第2室外熱交換器に付着した霜を除霜する際、上記圧縮機より上記室内熱交換器に供給される高温・高圧のガス冷媒の一部を第1の枝管を介して上記第2室外熱交換器に流して上記第2室外熱交換器を上記室内熱交換器とともに凝縮器とし、
上記第2室外熱交換器にて凝縮(放熱)して液化した冷媒は、第2の枝管を介して上記膨張弁の上流側に至り、そこで上記室内熱交換器で凝縮(放熱)し液化した冷媒と合流して上記膨張弁で圧力が下げられたのち、上記第1室外熱交換器で蒸発して低圧のガス冷媒となり、アキュムレータを経て上記圧縮機に戻され、
上記第2室外熱交換器に代えて上記第1室外熱交換器を蒸発器とすることにより、上記室内熱交換器に供給される高温・高圧のガス冷媒の量は、上記第1の枝管を介して上記第2室外熱交換器に供給される分だけ減るものの、暖房運転を中断することなく、上記第2室外熱交換器に付着した霜を除霜することができる手段を備え、
除霜後には、上記第2室外熱交換器を蒸発器とする除霜開始前の元の暖房運転状態に戻されることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention includes a refrigeration cycle in which a compressor for compressing a refrigerant, a four-way valve, an outdoor heat exchanger, an expansion valve, and an indoor heat exchanger are connected via refrigerant piping, By switching the valves, the outdoor heat exchanger acts as a condenser and the indoor heat exchanger acts as an evaporator during cooling operation, and the indoor heat exchanger acts as a condenser and the outdoor heat exchanger acts as an evaporator during heating operation. In a multi-heat source heat pump device suitable for greenhouse horticulture, which uses water such as air and groundwater as a heat source for heat collection and heat radiation,
The outdoor heat exchanger has two heat exchangers, a first outdoor heat exchanger and a second outdoor heat exchanger, and the first outdoor heat exchanger is an open-loop water storage system in which water such as groundwater is stored. This is an open-loop type water-refrigerant direct expansion type heat exchanger that is immersed in water in a tank and heat exchange is performed between the water and the refrigerant, and the second outdoor heat exchanger has a blower fan. an air-refrigerant heat exchanger having
The first outdoor heat exchanger and the second outdoor heat exchanger are connected in parallel to the refrigerant pipe, and one of the first outdoor heat exchanger and the second outdoor heat exchanger Or, both are equipped with a switching valve that allows the above refrigerant to flow .
When defrosting frost adhering to the second outdoor heat exchanger during heating operation in which the indoor heat exchanger is used as a condenser and the second outdoor heat exchanger is used as an evaporator, the compressor is used as the indoor heat exchanger. A part of the high-temperature, high-pressure gas refrigerant supplied to the second outdoor heat exchanger is caused to flow through the first branch pipe to the second outdoor heat exchanger, and the second outdoor heat exchanger is used as a condenser together with the indoor heat exchanger,
The refrigerant condensed (radiated heat) and liquefied in the second outdoor heat exchanger reaches the upstream side of the expansion valve via the second branch pipe, where it condenses (radiates heat) and liquefies in the indoor heat exchanger. The refrigerant is combined with the refrigerant and the pressure is lowered by the expansion valve, and then evaporated in the first outdoor heat exchanger to become a low-pressure gas refrigerant, which is returned to the compressor via the accumulator,
By using the first outdoor heat exchanger as an evaporator instead of the second outdoor heat exchanger, the amount of high-temperature and high-pressure gas refrigerant supplied to the indoor heat exchanger is controlled by the first branch pipe. Although the amount of frost that is supplied to the second outdoor heat exchanger is reduced by the amount supplied to the second outdoor heat exchanger via the heating operation, the frost that has adhered to the second outdoor heat exchanger can be defrosted without interrupting the heating operation.
After defrosting, the heating operation state is returned to the original state before the start of defrosting using the second outdoor heat exchanger as an evaporator.
また、本発明には、外気温や上記貯水槽内の水の水温および/または上記室内熱交換器側の利用側から要求される暖房もしくは冷房能力に応じて上記第1室外熱交換器、上記第2熱交換器の何れか一方を使用する第1運転モードと、上記切替弁の開度を調節して上記第1室外熱交換器と上記第2室外熱交換器とを併用する第2運転モードとを備えている態様も含まれる。
The present invention also includes the first outdoor heat exchanger, the above-mentioned A first operation mode in which either one of the second heat exchangers is used, and a second operation in which the first outdoor heat exchanger and the second outdoor heat exchanger are used together by adjusting the opening degree of the switching valve. This also includes an embodiment having a mode.
本発明によれば、水-冷媒熱交換器(第1室外熱交換器)を貯水槽内に浸漬するオープンループ方式であるため、構築コストがクローズドループ方式よりも低コストであり、また、貯水槽内を流水とすることにより、熱交換効率を高めることができる。 According to the present invention, since the water-refrigerant heat exchanger (first outdoor heat exchanger) is immersed in the water storage tank, the construction cost is lower than that of the closed-loop method. Heat exchange efficiency can be increased by using flowing water inside the tank.
また、水-冷媒熱交換器(第1室外熱交換器)のほかに、送風ファンを有する空気-冷媒熱交換器(第2室外熱交換器)をさらに備え、これら熱交換器を選択的に使用することができるため、水温や外気温等に応じて運転の最適化をはかることができる。 In addition to the water-refrigerant heat exchanger (first outdoor heat exchanger), it is further equipped with an air-refrigerant heat exchanger (second outdoor heat exchanger) having a blower fan, and these heat exchangers can be selectively operated. Since it can be used, it is possible to optimize the operation according to the water temperature, outside temperature, etc.
また、上記除霜手段によれば、暖房運転を継続しながら空気-冷媒熱交換器(第2室外熱交換器)に付着した霜を除霜することができる。 Further, according to the defrosting means, it is possible to defrost the frost attached to the air-refrigerant heat exchanger (second outdoor heat exchanger) while continuing the heating operation.
次に、図1および図2を参照して、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2, but the present invention is not limited thereto.
図1に示すように、この実施形態に係るマルチ熱源ヒートポンプ装置1は、熱源側の室外機10と利用側の室内機20とを備えている。この実施形態において、室内機20は、農業等の園芸施設の栽培ハウス内に設置されることを想定しているが、通常の住居家屋やビルもしくは産業用として工場施設等に設置されてもよい。
As shown in FIG. 1, the multi-source
室外機10は、基本的な構成として、冷媒を圧縮する圧縮機110、四方弁120、室外熱交換器130、膨張弁140およびアキュムレータ150とを備えている。冷媒には例えばR410A,R32やR452BなどHFO混合冷媒などが用いられてよい。
The
室内機20には、基本的な構成として、室内熱交換器210と室内送風機211とが設けられている。なお、床暖房等を行う場合には、室内熱交換器210は図示しない温水タンク内に入れられる。室外機10と室内機20は、液側配管2とガス側配管3を介して接続される。
The
冷房運転時には、四方弁120が図示実線の状態に切り替えられ、圧縮機110にて生成された高温高圧のガス冷媒が室外熱交換器130に送られ、室外熱交換器130で例えば外気と熱交換して凝縮され、膨張弁140にて所定に減圧されたのち、室内熱交換器210で室内の空気と熱交換して蒸発し、低温低圧のガス冷媒となって四方弁120を経由してアキュムレータ150に至り、再度圧縮機110に吸入される。
During cooling operation, the four-
暖房運転時には、四方弁120が図示鎖線の状態に切り替えられ、圧縮機110にて生成された高温高圧のガス冷媒が室内熱交換器210に送られ、室内熱交換器210で室内の空気と熱交換して凝縮され、膨張弁140を経て室外熱交換器130で例えば外気と熱交換して蒸発し、低温低圧のガス冷媒となって四方弁120を経由してアキュムレータ150に至り、再度圧縮機110に吸入される。
During heating operation, the four-
このように、冷房運転時、室外熱交換器130は凝縮器(放熱器)、室内熱交換器210は蒸発器(採熱器)として作用し、これに対して、暖房運転時には、室外熱交換器130は蒸発器(採熱器)、室内熱交換器210は凝縮器(放熱器)として作用する。
In this way, during cooling operation, the
この実施形態によると、室外熱交換器130として、第1室外熱交換器131と第2室外熱交換器132の2つの室外熱交換器を備えている。
According to this embodiment, the
第1室外熱交換器131は、オープンループ方式の水-冷媒直接膨張式の熱交換器であり、図2に示すように、貯水槽160内に浸漬される。第2室外熱交換器132は、送風ファン133を有する通常の空気-冷媒熱交換器である。
The first
第1室外熱交換器131と第2室外熱交換器132は、液側配管(液側の冷媒配管)2に対して並列に接続され、第1室外熱交換器131側の分岐流路2aには開閉弁としての電磁弁135が取り付けられ、第2室外熱交換器132側の分岐流路2bには開閉弁としての電磁弁136が取り付けられている。
The first
この実施形態において、貯水槽160は地表に設置された貯水タンクで、揚水ポンプP1を有する給水管161より地下水(井戸水)が汲み上げられる。貯水槽160内で、貯留水が下から上に向けて流れるようにするため、給水管161の先端は貯水槽160の底部にまで引き込まれることが好ましいが、給水管161を貯水槽160の底部から引き込んでもよい。また、貯水槽160には、オーバーフロー水を排水する排水管162が設けられる。
In this embodiment, the
第1室外熱交換器131は、その冷媒配管(パスとも呼ばれる銅管)131aが貯水槽160内に浸漬されることにより、水-冷媒熱交換器として作用する。浸漬される冷媒配管131aにはフィンが取り付けられてもよい。ジグザク状ではなく、例えば螺旋条に巻回された状態で浸漬されてもよい。
The first
冷媒配管131aに銅管以外の材質の管が用いられてもよいが、いずれにしても、その冷媒配管131aには、耐腐食性の金属材料製の配管、耐腐食性の塗料(例えば、一般的な金属管内外面のライニング処理に用いられるエポキシ樹脂塗料)が塗布された配管もしくは耐腐食性の例えばポリエチレン樹脂で被覆された配管が用いられることが好ましい。
A pipe made of a material other than copper may be used for the
図2に示すように、貯水槽160内に、端部側の管壁に複数の空気噴出孔166を有する空気供給パイプ165を配置して、ブロワーP2より空気供給パイプ165内に空気を送り込んで空気噴出孔166から空気を噴出させて貯留水の対流を促進させることが好ましい。この場合、空気供給パイプ165の空気噴出孔166が設けられている端部側を貯水槽160の底部に沿って配置するとよい。
As shown in FIG. 2, an
空気供給パイプ165に代えて、もしくは空気供給パイプ165とともに貯水槽160内に、例えばプロペラ状の撹拌羽根が設けられてもよい。
For example, a propeller-shaped stirring blade may be provided in the
別の態様として、図3(貯水槽160の平面図)に示すように、貯水槽160内に仕切板167(この例では3枚の仕切板)によりジグザグ状の水路を形成し、その水路に沿って第1室外熱交換器131の冷媒配管131aをジグザグ状に配管し、水路内の水の流れ方向(実線矢印)と、冷媒配管131a内の冷媒の流れ方向(鎖線矢印)とを逆方向の対向流とすることにより、水-冷媒の熱交換効率を高めることもできる。
As another aspect, as shown in FIG. 3 (a plan view of the water tank 160), a zigzag waterway is formed in the
また、水温センサーを設け水温が所定温度内に収まるように揚水ポンプP1を駆動することもできる。貯水槽160は掘削による貯水池等であってもよく、熱交換用の水は井戸水のほかに、河川水、工業用の排水や農業用水等であってもよい。
Alternatively, a water temperature sensor may be provided to drive the water pump P1 so that the water temperature falls within a predetermined temperature range. The
圧縮機110は、好ましくはインバータ制御による可変速型の圧縮機で、貯水槽160内での第1室外熱交換器(水-冷媒熱交換器)131の熱交換量に応じてその回転数が制御されるとよい。
The
冷房運転時もしくは暖房運転時において、第1室外熱交換器131を使用する場合には電磁弁135を開き、電磁弁136を閉じる。これに対して、第2室外熱交換器132を使用する場合には電磁弁136を開き、電磁弁135を閉じる。
When using the first
第1室外熱交換器131、第2室外熱交換器132のいずれを使用するかは外気温や水温それに利用側から要求される暖房もしくは冷房能力等によって決められるが、場合によっては、電磁弁135,136の弁開度を調節して、第1室外熱交換器131と第2室外熱交換器132を併用することもできる。
Whether to use the first
次に、第2実施形態によれば、第1室外熱交換器(水-冷媒熱交換器)131と第2室外熱交換器(空気-冷媒熱交換器)132とを有する態様において、暖房運転時に第2室外熱交換器132に着霜(霜付き)が生じた場合、暖房運転を停止することなく、デフロスト(除霜)することができる。
Next, according to the second embodiment, in an embodiment including the first outdoor heat exchanger (water-refrigerant heat exchanger) 131 and the second outdoor heat exchanger (air-refrigerant heat exchanger) 132, heating operation is performed. When frosting occurs on the second
そのため、図4に示すように、上記の構成(図1の構成)に加えて、第1および第2の2本の枝管4,5と3つの電磁弁137,138,139が用いられる。なお、以下の説明において、上流,下流は、暖房運転時の冷媒の流れ方向を基準にしている。
Therefore, as shown in FIG. 4, in addition to the above configuration (the configuration in FIG. 1), two first and
まず、第1の枝管4の一端は、ガス側配管3に接続される。第1の枝管4の他端は、第2室外熱交換器132側の分岐流路2bのうちの第2室外熱交換器132の上流側の一端132a側に接続される。その接続点をPとする。第1の枝管4には、電磁弁137が設けられる。
First, one end of the
次に、第2の枝管5の一端は、第2室外熱交換器132側の分岐流路2b内において、第2室外熱交換器132の下流側の他端132bと電磁弁136との間に接続される。その接続点をQとする。第2の枝管5の他端は、液側配管2のうちの膨張弁140の上流側の配管部分に接続される。その接続点をRとする。第1の枝管5には、電磁弁138が設けられる。
Next, one end of the
また、第2室外熱交換器132側の分岐流路2b内において、上記接続点Pと膨張弁140との間には、電磁弁139が設けられる。
Further, in the
第2室外熱交換器(空気-冷媒熱交換器)132を使用しての暖房運転時には、四方弁120が図示鎖線の状態に切り替えられるとともに、電磁弁136,139が開、電磁弁135,137,138が閉とされる。
During heating operation using the second outdoor heat exchanger (air-refrigerant heat exchanger) 132, the four-
この暖房運転時には、上記したように、室内熱交換器210が凝縮器(放熱器)となり、第2室外熱交換器132が蒸発器(採熱器)となるため、特に低外気温下では第2室外熱交換器132に着霜(霜付き)が生じやすい。着霜が増えると、空気-冷媒の熱交換効率が低下する。
During this heating operation, as described above, the
そこで、デフロスト(霜取り)することになるが、この実施形態では、電磁弁135~139のうち、電磁弁135,137,138が開、残りの電磁弁136,139が閉とされる。
Therefore, defrosting is performed, and in this embodiment, among the
これにより、圧縮機110にて生成され室内熱交換器210に向かう高温・高圧のガス冷媒の一部が第1の枝管4を介して第2室外熱交換器132に流れることから除霜が行われる。
As a result, a portion of the high-temperature, high-pressure gas refrigerant generated in the
第2室外熱交換器132にて凝縮(放熱)して液化した冷媒は、第2の枝管5を介して膨張弁140の上流側の上記接続点Rに至り、そこで室内熱交換器210で凝縮(放熱)し液化した冷媒と合流し、膨張弁140で圧力が下げられたのち、第1室外熱交換器(水-冷媒熱交換器)131で蒸発して低圧のガス冷媒となり、アキュムレータ150を経て圧縮機110に戻される。
The refrigerant condensed (radiated heat) and liquefied in the second
このように、図4に示す実施形態によれば、室内熱交換器210に供給される高温・高圧のガス冷媒の量は、第1の枝管4を介して第2室外熱交換器132に供給される分だけ減るものの、暖房運転を中断することなく、第2室外熱交換器132に付着した霜を除霜することができる。
As described above, according to the embodiment shown in FIG. Although the amount is reduced by the amount supplied, the frost adhering to the second
除霜後には、電磁弁135,137,138が閉、電磁弁136,139が開とされて第2室外熱交換器132を蒸発器とする除霜開始前の元の暖房運転状態に戻されるが、場合によっては、電磁弁135のみを開とし、残りの電磁弁136,137,138,139を閉として、第1室外熱交換器131を蒸発器として暖房運転を継続してもよい。
After defrosting, the
冷房運転時には、電磁弁137,138は閉、電磁弁139は開とされ、第1室外熱交換器131もしくは第2室外熱交換器132のいずれを使用するかに応じて電磁弁135,136が開閉制御される。なお、これら電磁弁の開閉は、図示しない制御部により制御される。
During cooling operation, the
以上説明したところから、温室や太陽光利用型植物工場等の園芸施設においては、本発明のマルチ熱源ヒートポンプ装置を導入することにより、空気熱源ヒートポンプの長所を活かしつつ、外気温が低下したときに生ずる室外熱交換器への着霜という短所を、オープンループ方式の直接膨張式ヒートポンプに切り替えることにより、安定的に採熱することができる。 From the above explanation, by introducing the multi-source heat pump device of the present invention in horticultural facilities such as greenhouses and solar-based plant factories, it is possible to take advantage of the advantages of air-source heat pumps while also providing a By switching to an open-loop direct expansion type heat pump, it is possible to stably collect heat to overcome the disadvantage of frost formation on the outdoor heat exchanger.
また、水熱源ヒートポンプの設備・運転コストの大幅な削減とCOPの最大化をはかることができる。また、農業分野だけでなく、家庭やビル、産業分野等への普及も期待することができる。 In addition, it is possible to significantly reduce the equipment and operating costs of the water source heat pump and to maximize the COP. Furthermore, it can be expected to spread not only to the agricultural field but also to homes, buildings, industrial fields, etc.
1 マルチ熱源ヒートポンプ装置
2 液側配管
2a,2b 分岐流路
3 ガス側配管
10 室外機
110 圧縮機
120 四方弁
130 室外熱交換器
131 第1室外熱交換器(水-冷媒直接膨張式熱交換器)
132 第2室外熱交換器(空気-冷媒熱交換器)
135,136,137,138,139 電磁弁
140 膨張弁
150 アキュムレータ
160 貯水槽
20 室内機
210 室内熱交換器
1 Multi-heat source
132 Second outdoor heat exchanger (air-refrigerant heat exchanger)
135, 136, 137, 138, 139
Claims (2)
上記室外熱交換器として、第1室外熱交換器と第2室外熱交換器の2つの熱交換器を有し、上記第1室外熱交換器が地下水等の水が溜められるオープンループ方式の貯水槽内の水中に浸漬され、上記水と上記冷媒との間で熱交換が行われるオープンループ方式の水-冷媒直接膨張式の熱交換器であり、上記第2室外熱交換器が送風ファンを有する空気-冷媒熱交換器であり、
上記第1室外熱交換器と上記第2室外熱交換器とが上記冷媒配管に対して並列に接続されているとともに、上記第1室外熱交換器と上記第2室外熱交換器のいずれか一方もしくは両方に上記冷媒を流す切替弁を備えており、
上記室内熱交換器を凝縮器、上記第2室外熱交換器を蒸発器とする暖房運転時に上記第2室外熱交換器に付着した霜を除霜する際、上記圧縮機より上記室内熱交換器に供給される高温・高圧のガス冷媒の一部を第1の枝管を介して上記第2室外熱交換器に流して上記第2室外熱交換器を上記室内熱交換器とともに凝縮器とし、
上記第2室外熱交換器にて凝縮(放熱)して液化した冷媒は、第2の枝管を介して上記膨張弁の上流側に至り、そこで上記室内熱交換器で凝縮(放熱)し液化した冷媒と合流して上記膨張弁で圧力が下げられたのち、上記第1室外熱交換器で蒸発して低圧のガス冷媒となり、アキュムレータを経て上記圧縮機に戻され、
上記第2室外熱交換器に代えて上記第1室外熱交換器を蒸発器とすることにより、上記室内熱交換器に供給される高温・高圧のガス冷媒の量は、上記第1の枝管を介して上記第2室外熱交換器に供給される分だけ減るものの、暖房運転を中断することなく、上記第2室外熱交換器に付着した霜を除霜することができる手段を備え、
除霜後には、上記第2室外熱交換器を蒸発器とする除霜開始前の元の暖房運転状態に戻されることを特徴とするマルチ熱源ヒートポンプ装置。 The refrigeration cycle includes a compressor that compresses refrigerant, a four-way valve, an outdoor heat exchanger, an expansion valve, and an indoor heat exchanger connected via refrigerant piping.By switching the four-way valve, the outdoor heat is transferred during cooling operation. The exchanger acts as a condenser and the indoor heat exchanger acts as an evaporator, and during heating operation, the indoor heat exchanger acts as a condenser and the outdoor heat exchanger acts as an evaporator. In a multi-source heat pump device suitable for greenhouse horticulture as a heat source for heat and heat radiation,
The outdoor heat exchanger has two heat exchangers, a first outdoor heat exchanger and a second outdoor heat exchanger, and the first outdoor heat exchanger is an open-loop water storage system in which water such as groundwater is stored. This is an open-loop type water-refrigerant direct expansion type heat exchanger that is immersed in water in a tank and heat exchange is performed between the water and the refrigerant, and the second outdoor heat exchanger has a blower fan. an air-refrigerant heat exchanger having
The first outdoor heat exchanger and the second outdoor heat exchanger are connected in parallel to the refrigerant pipe, and one of the first outdoor heat exchanger and the second outdoor heat exchanger Or, both are equipped with a switching valve that allows the above refrigerant to flow .
When defrosting frost adhering to the second outdoor heat exchanger during heating operation in which the indoor heat exchanger is used as a condenser and the second outdoor heat exchanger is used as an evaporator, the compressor is used as the indoor heat exchanger. A part of the high-temperature, high-pressure gas refrigerant supplied to the second outdoor heat exchanger is caused to flow through the first branch pipe to the second outdoor heat exchanger, and the second outdoor heat exchanger is used as a condenser together with the indoor heat exchanger,
The refrigerant condensed (radiated heat) and liquefied in the second outdoor heat exchanger reaches the upstream side of the expansion valve via the second branch pipe, where it condenses (radiates heat) and liquefies in the indoor heat exchanger. The refrigerant is combined with the refrigerant and the pressure is lowered by the expansion valve, and then evaporated in the first outdoor heat exchanger to become a low-pressure gas refrigerant, which is returned to the compressor via the accumulator,
By using the first outdoor heat exchanger as an evaporator instead of the second outdoor heat exchanger, the amount of high-temperature and high-pressure gas refrigerant supplied to the indoor heat exchanger is controlled by the first branch pipe. Although the amount of frost that is supplied to the second outdoor heat exchanger is reduced by the amount supplied to the second outdoor heat exchanger via the heating operation, the frost that has adhered to the second outdoor heat exchanger can be defrosted without interrupting the heating operation.
After defrosting, the multi-heat source heat pump device is returned to the original heating operation state before the start of defrosting, using the second outdoor heat exchanger as an evaporator.
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