JPH07139846A - 下水排熱回収ヒートポンプ - Google Patents
下水排熱回収ヒートポンプInfo
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- JPH07139846A JPH07139846A JP3263181A JP26318191A JPH07139846A JP H07139846 A JPH07139846 A JP H07139846A JP 3263181 A JP3263181 A JP 3263181A JP 26318191 A JP26318191 A JP 26318191A JP H07139846 A JPH07139846 A JP H07139846A
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- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
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- Y02P80/15—On-site combined power, heat or cool generation or distribution, e.g. combined heat and power [CHP] supply
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- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ポンプおよび電磁弁を節約した下水排熱回収
ヒートポンプ 【構成】 圧縮機12、蒸発器として作用する第１の熱交
換器14、凝縮器として作用する第２の熱交換器16および
膨張弁18とで構成される閉回路に作動媒体を循環させる
ヒートポンプにおいて、膨張弁58を具備し下水処理排水
と直接熱交換する第３の熱交換器60を有する回路を３方
弁40および４方弁42を用いて接続し、３方弁40および４
方弁42の切替えにより作動媒体を循環して、第１の熱交
換器14および第３の熱交換器60を蒸発器または凝縮器と
して作用させる。第１の熱交換器14の吸熱または放熱に
よって暖房または冷房用の冷水または温水が得られ、第
３の熱交換器60により下水処理排水を熱源として利用で
きる。そのため、下水処理排水の排熱回収用に余分のポ
ンプを必要とせず、また少ない電磁弁で冷暖房の切替え
が可能である。
ヒートポンプ 【構成】 圧縮機12、蒸発器として作用する第１の熱交
換器14、凝縮器として作用する第２の熱交換器16および
膨張弁18とで構成される閉回路に作動媒体を循環させる
ヒートポンプにおいて、膨張弁58を具備し下水処理排水
と直接熱交換する第３の熱交換器60を有する回路を３方
弁40および４方弁42を用いて接続し、３方弁40および４
方弁42の切替えにより作動媒体を循環して、第１の熱交
換器14および第３の熱交換器60を蒸発器または凝縮器と
して作用させる。第１の熱交換器14の吸熱または放熱に
よって暖房または冷房用の冷水または温水が得られ、第
３の熱交換器60により下水処理排水を熱源として利用で
きる。そのため、下水処理排水の排熱回収用に余分のポ
ンプを必要とせず、また少ない電磁弁で冷暖房の切替え
が可能である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は下水処理排水の排熱を熱
源とする下水排熱回収ヒートポンプに関する。
源とする下水排熱回収ヒートポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の下水排熱回収ヒートポンプシステ
ム概略構成図を図６に示す。ヒートポンプ１０は圧縮機
１２、蒸発器として作用する第１の熱交換器１４、凝縮
器として作用する第２の熱交換器１６、膨張弁１８とで
構成される。圧縮機１２で高圧に圧縮された作動媒体
は、凝縮器として作用する第２の熱交換器１６へ送ら
れ、そこで熱放出しながら凝縮液化する。
ム概略構成図を図６に示す。ヒートポンプ１０は圧縮機
１２、蒸発器として作用する第１の熱交換器１４、凝縮
器として作用する第２の熱交換器１６、膨張弁１８とで
構成される。圧縮機１２で高圧に圧縮された作動媒体
は、凝縮器として作用する第２の熱交換器１６へ送ら
れ、そこで熱放出しながら凝縮液化する。
【０００３】液化した作動媒体は続いて膨張弁１８へ送
られ蒸発圧力まで減圧される。続いて、蒸発器として作
用する第１の熱交換器１４へ送られた作動媒体は、そこ
で熱を吸収しながら蒸発する。蒸発した作動媒体は、圧
縮機１２へ送られ、圧縮機１２で再び高圧に圧縮され
て、同じサイクルを繰り返す。
られ蒸発圧力まで減圧される。続いて、蒸発器として作
用する第１の熱交換器１４へ送られた作動媒体は、そこ
で熱を吸収しながら蒸発する。蒸発した作動媒体は、圧
縮機１２へ送られ、圧縮機１２で再び高圧に圧縮され
て、同じサイクルを繰り返す。
【０００４】このヒートポンプ１０の第１の熱交換器１
４には、水循環ポンプ２０により水が循環する水循環回
路２２が接続され、第１の熱交換器１４に供給された水
が吸熱により冷却される。また、第２の熱交換器１６に
は、排熱回収ポンプ２４により排熱回収水が循環する排
熱回収回路２６の一端が接続されており、送り込まれた
水が第２の熱交換器１６の放熱により加熱される。この
排熱回収回路２６のもう一方の端には排熱回収熱交換器
２８が接続されており、この排熱回収熱交換器２８に
は、排水汲み上げポンプ３０により汲み上げられた下水
処理水が注入されるので、ここで下水処理水と排熱回収
水との間で熱交換が行われる。
４には、水循環ポンプ２０により水が循環する水循環回
路２２が接続され、第１の熱交換器１４に供給された水
が吸熱により冷却される。また、第２の熱交換器１６に
は、排熱回収ポンプ２４により排熱回収水が循環する排
熱回収回路２６の一端が接続されており、送り込まれた
水が第２の熱交換器１６の放熱により加熱される。この
排熱回収回路２６のもう一方の端には排熱回収熱交換器
２８が接続されており、この排熱回収熱交換器２８に
は、排水汲み上げポンプ３０により汲み上げられた下水
処理水が注入されるので、ここで下水処理水と排熱回収
水との間で熱交換が行われる。
【０００５】水循環回路２２の往路２２ａと復路２２ｂ
にはそれぞれ３方弁３２および３４が取り付けられてお
り、また排熱回収回路２６にも往路２６ａと復路２６ｂ
にそれぞれ３方弁３６および３８が取り付けられてい
る。水循環回路２２の往路の３方弁３２は排熱回収回路
２６の往路２６ａにバイパス２２ｃにより接続されてお
り、復路２２ｂの３方弁３４は排熱回収回路２６の復路
２６ｄにバイパス２２ｄにより接続されている。また、
排熱回収回路２６のの往路２６ａの３方弁３６は、水循
環回路２２の復路２２ｂにバイパス２６ｃにより接続さ
れ、復路の３方弁３８は、水循環回路２２の往路２２ａ
にバイパス２６ｄにより接続されている。
にはそれぞれ３方弁３２および３４が取り付けられてお
り、また排熱回収回路２６にも往路２６ａと復路２６ｂ
にそれぞれ３方弁３６および３８が取り付けられてい
る。水循環回路２２の往路の３方弁３２は排熱回収回路
２６の往路２６ａにバイパス２２ｃにより接続されてお
り、復路２２ｂの３方弁３４は排熱回収回路２６の復路
２６ｄにバイパス２２ｄにより接続されている。また、
排熱回収回路２６のの往路２６ａの３方弁３６は、水循
環回路２２の復路２２ｂにバイパス２６ｃにより接続さ
れ、復路の３方弁３８は、水循環回路２２の往路２２ａ
にバイパス２６ｄにより接続されている。
【０００６】この従来の下水排熱回収ヒートポンプシス
テムの冷房サイクルにおける作動を説明すると、図７に
示すように３方弁３２、３４、３６および３８はそれぞ
れバイパス側を閉にしてストレートにつながっており、
水循環ポンプ２０によって循環する水は、水循環回路２
２の往路２２ａを通って第１の熱交換器１４に入る。そ
こで熱吸収が行われるので、冷却された水が水循環回路
２２の復路２２ｂにより冷水として循環し冷房に使用さ
れる。
テムの冷房サイクルにおける作動を説明すると、図７に
示すように３方弁３２、３４、３６および３８はそれぞ
れバイパス側を閉にしてストレートにつながっており、
水循環ポンプ２０によって循環する水は、水循環回路２
２の往路２２ａを通って第１の熱交換器１４に入る。そ
こで熱吸収が行われるので、冷却された水が水循環回路
２２の復路２２ｂにより冷水として循環し冷房に使用さ
れる。
【０００７】一方、排熱回収ポンプ２４により循環され
る水は、排熱回収回路２６の往路２６ａにより、第２の
熱交換器１６に入り、交換器の放熱により加熱される。
加熱された水は、排熱回収回路２６の復路２６ｂを経
て、排熱回収熱交換器２８に入る。排熱回収熱交換器２
８には汲み上げポンプ３０により下水処理水が注入され
ているので、加熱された水は排熱回収熱交換器２８で冷
却されて再び排熱回収ポンプ２４に入る。
る水は、排熱回収回路２６の往路２６ａにより、第２の
熱交換器１６に入り、交換器の放熱により加熱される。
加熱された水は、排熱回収回路２６の復路２６ｂを経
て、排熱回収熱交換器２８に入る。排熱回収熱交換器２
８には汲み上げポンプ３０により下水処理水が注入され
ているので、加熱された水は排熱回収熱交換器２８で冷
却されて再び排熱回収ポンプ２４に入る。
【０００８】次に、暖房サイクルについて説明すると、
図８に示すように３方弁３２、３４、３６および３８は
それぞれバイパス側へ切り替わっており、水循環ポンプ
２０により供給された水は、水循環往路の３方弁３２に
より排熱回収回路２６側へのバイパス２２ｃに流入し、
排熱回収回路２６の往路２６ａに入り、第２の熱交換器
１６に至る。第２の熱交換器１６へ入った水は、そこで
熱交換器の放熱により加熱される。
図８に示すように３方弁３２、３４、３６および３８は
それぞれバイパス側へ切り替わっており、水循環ポンプ
２０により供給された水は、水循環往路の３方弁３２に
より排熱回収回路２６側へのバイパス２２ｃに流入し、
排熱回収回路２６の往路２６ａに入り、第２の熱交換器
１６に至る。第２の熱交換器１６へ入った水は、そこで
熱交換器の放熱により加熱される。
【０００９】加熱された水は、排熱回収回路２６の復路
２６ｂへ入るが、復路の３方弁３８は水循環回路２２の
往路へのバイパス２６ｄにつながっていて、第２の熱交
換器１６側は閉の状態にあるので、水循環回路の復路２
２ｂからのバイパス２２ｄへ流れ込む。このバイパス２
２ｄへ流れ込んだ温水は、３方弁３４を経て水循環回路
２２の復路２２ｂへ循環し暖房として使用される。
２６ｂへ入るが、復路の３方弁３８は水循環回路２２の
往路へのバイパス２６ｄにつながっていて、第２の熱交
換器１６側は閉の状態にあるので、水循環回路の復路２
２ｂからのバイパス２２ｄへ流れ込む。このバイパス２
２ｄへ流れ込んだ温水は、３方弁３４を経て水循環回路
２２の復路２２ｂへ循環し暖房として使用される。
【００１０】一方、排熱回収ポンプ２４により排熱回収
回路の往路２６ａに入った水は、３方弁３６により水循
環回路の復路２２ｂへのバイパス３０ｃへ切り換えられ
る。水循環回路の復路２２ｂの３方弁３４は、排熱回収
回路の復路２６ｂへのバイパス２２ｄへ切り換えられて
おり、第１の熱交換器１４側は閉の状態にあるので、水
循環回路の往路２２ｂに入った水は、水循環回路の復路
２２ｂを逆行して第１の熱交換器１４へ流れ込む。そこ
で水は第１の熱交換器１４の吸熱により、冷却される。
回路の往路２６ａに入った水は、３方弁３６により水循
環回路の復路２２ｂへのバイパス３０ｃへ切り換えられ
る。水循環回路の復路２２ｂの３方弁３４は、排熱回収
回路の復路２６ｂへのバイパス２２ｄへ切り換えられて
おり、第１の熱交換器１４側は閉の状態にあるので、水
循環回路の往路２２ｂに入った水は、水循環回路の復路
２２ｂを逆行して第１の熱交換器１４へ流れ込む。そこ
で水は第１の熱交換器１４の吸熱により、冷却される。
【００１１】第１の熱交換器１４で冷却された循環水
は、水循環回路の往路２２ａを逆行して３方弁３４に至
るが、３方弁３４は排熱回収回路の往路２６ａへのバイ
パス２２ｃへ切り換えられ第１の熱交換器１４側は閉の
状態にあるので、循環水は排熱回収回路の復路からのバ
イパス２６ｄへ流れ込む。そこで、排熱回収回路の復路
の３方弁３８は、排熱回収熱交換器２８側へ切り換えら
れているので、循環水は３方弁３８を経て排熱回収回路
の往路２６ｂにより排熱回収熱交換器２８へ流入する。
は、水循環回路の往路２２ａを逆行して３方弁３４に至
るが、３方弁３４は排熱回収回路の往路２６ａへのバイ
パス２２ｃへ切り換えられ第１の熱交換器１４側は閉の
状態にあるので、循環水は排熱回収回路の復路からのバ
イパス２６ｄへ流れ込む。そこで、排熱回収回路の復路
の３方弁３８は、排熱回収熱交換器２８側へ切り換えら
れているので、循環水は３方弁３８を経て排熱回収回路
の往路２６ｂにより排熱回収熱交換器２８へ流入する。
【００１２】排熱回収熱交換器２８には汲み上げポンプ
３０により下水処理水が注入されているので、循環水は
排熱回収熱交換器２８の中で下水処理水により加熱され
て再び循環ポンプ２８に戻る。
３０により下水処理水が注入されているので、循環水は
排熱回収熱交換器２８の中で下水処理水により加熱され
て再び循環ポンプ２８に戻る。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の下水排熱回収ヒートポンプシステムにおいては、下
水処理排水を熱源として利用するために、排熱回収熱交
換器を設け、これに下水処理排水汲み上げポンプにより
下水処理排水を供給すると共に、この排熱回収熱交換器
とヒートポンプ側の第１の吸熱熱交換器または第２の放
熱熱交換器との間に排熱回収ポンプを使った排熱回収回
路を設け熱交換させるものであるため、ヒートポンプか
ら冷水または温水を取り出す水循環回路の水循環ポンプ
以外に、下水処理排水汲み上げポンプおよび排熱回収ポ
ンプを必要とする。
来の下水排熱回収ヒートポンプシステムにおいては、下
水処理排水を熱源として利用するために、排熱回収熱交
換器を設け、これに下水処理排水汲み上げポンプにより
下水処理排水を供給すると共に、この排熱回収熱交換器
とヒートポンプ側の第１の吸熱熱交換器または第２の放
熱熱交換器との間に排熱回収ポンプを使った排熱回収回
路を設け熱交換させるものであるため、ヒートポンプか
ら冷水または温水を取り出す水循環回路の水循環ポンプ
以外に、下水処理排水汲み上げポンプおよび排熱回収ポ
ンプを必要とする。
【００１４】また、暖房サイクルと冷房サイクルとを切
り換えるために、４個の３方弁を操作する必要があるの
で、４個の電磁弁を必要とする。そのため、設備費が高
くなる上に、設備の保守点検に余分の手間を要した。さ
らに、冷房または暖房として利用する他に、給湯を必要
とする場合は、別途にボイラーを設置しなければならな
いという不便があった。
り換えるために、４個の３方弁を操作する必要があるの
で、４個の電磁弁を必要とする。そのため、設備費が高
くなる上に、設備の保守点検に余分の手間を要した。さ
らに、冷房または暖房として利用する他に、給湯を必要
とする場合は、別途にボイラーを設置しなければならな
いという不便があった。
【００１５】本発明は従来の下水排熱回収ヒートポンプ
システムの前記のごとき問題点を解決するためになされ
たものであって、ポンプおよび電磁弁の数を減らすと共
に、必要に応じて給湯も可能にした下水排熱回収ヒート
ポンプを提供することを目的とする。
システムの前記のごとき問題点を解決するためになされ
たものであって、ポンプおよび電磁弁の数を減らすと共
に、必要に応じて給湯も可能にした下水排熱回収ヒート
ポンプを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】発明者はポンプの数を減
らすために、排熱回収熱交換器を排して下水処理排水と
直接熱交換することを着想した。さらに、電磁弁を減ら
すために４方弁を用いることを着想すると共に、この省
力型のヒートポンプ回路について鋭意研究を重ねた結
果、本発明を完成した。
らすために、排熱回収熱交換器を排して下水処理排水と
直接熱交換することを着想した。さらに、電磁弁を減ら
すために４方弁を用いることを着想すると共に、この省
力型のヒートポンプ回路について鋭意研究を重ねた結
果、本発明を完成した。
【００１７】本発明の下水排熱回収ヒートポンプは、圧
縮機、蒸発器として作用する第１の熱交換器、凝縮器と
して作用する第２の熱交換器および膨張弁とで構成され
る閉回路に作動媒体を循環させるヒートポンプにおい
て、第２の膨張弁を具備し下水処理排水と直接熱交換す
る第３の熱交換器を有する回路を前記ヒートボンプ回路
に３方弁および４方弁を用いて接続し、前記３方弁およ
び前記４方弁の切替えにより作動媒体を循環し、前記第
１の熱交換器および第３の熱交換器を蒸発器または凝縮
器として作用させることを要旨とする。
縮機、蒸発器として作用する第１の熱交換器、凝縮器と
して作用する第２の熱交換器および膨張弁とで構成され
る閉回路に作動媒体を循環させるヒートポンプにおい
て、第２の膨張弁を具備し下水処理排水と直接熱交換す
る第３の熱交換器を有する回路を前記ヒートボンプ回路
に３方弁および４方弁を用いて接続し、前記３方弁およ
び前記４方弁の切替えにより作動媒体を循環し、前記第
１の熱交換器および第３の熱交換器を蒸発器または凝縮
器として作用させることを要旨とする。
【００１８】
【作用】暖房サイクルにおいては、３方弁および４方弁
の切替えにより、第１の熱交換器は凝縮器として作用
し、第３の熱交換器が蒸発器として作用する。この第１
の熱交換器に水循環回路により水が循環しているので、
循環する水は第１の熱交換器の放熱により温水となり取
り出され、暖房として利用される。第３の熱交換器は作
動媒体の蒸発により吸熱するが、下水処理排水と直接熱
交換するので、ここで下水排熱が回収される。
の切替えにより、第１の熱交換器は凝縮器として作用
し、第３の熱交換器が蒸発器として作用する。この第１
の熱交換器に水循環回路により水が循環しているので、
循環する水は第１の熱交換器の放熱により温水となり取
り出され、暖房として利用される。第３の熱交換器は作
動媒体の蒸発により吸熱するが、下水処理排水と直接熱
交換するので、ここで下水排熱が回収される。
【００１９】冷房サイクルにおいては、３方弁および４
方弁の切替えにより、第１の熱交換器は蒸発器として作
用し、第３の熱交換器が凝縮器として作用する。この第
１の熱交換器に水循環回路により水が循環しているの
で、循環する水は第１の熱交換器の吸熱により冷水とな
り取り出され、冷房として利用される。第３の熱交換器
は作動媒体の凝固により放熱するが、下水処理排水と直
接熱交換するので、ここで下水処理水により冷却され
る。
方弁の切替えにより、第１の熱交換器は蒸発器として作
用し、第３の熱交換器が凝縮器として作用する。この第
１の熱交換器に水循環回路により水が循環しているの
で、循環する水は第１の熱交換器の吸熱により冷水とな
り取り出され、冷房として利用される。第３の熱交換器
は作動媒体の凝固により放熱するが、下水処理排水と直
接熱交換するので、ここで下水処理水により冷却され
る。
【００２０】給湯サイクルにおいては、３方弁および４
方弁の切替えにより、第２の熱交換器は凝縮器として作
用し、第３の熱交換器が蒸発器として作用する。この第
２の熱交換器に給湯回路により水が循環しているので、
循環する水は第２の熱交換器の放熱により温水となり取
り出される。第３の熱交換器は下水処理排水と直接熱交
換するので、ここで下水排熱が回収される。
方弁の切替えにより、第２の熱交換器は凝縮器として作
用し、第３の熱交換器が蒸発器として作用する。この第
２の熱交換器に給湯回路により水が循環しているので、
循環する水は第２の熱交換器の放熱により温水となり取
り出される。第３の熱交換器は下水処理排水と直接熱交
換するので、ここで下水排熱が回収される。
【００２１】
【実施例】本発明の好適な一実施例を以下図面に従って
説明する。図１は本発明の一実施例の概略構成図であ
る。ヒートボンプ１０の圧縮機１２の圧縮側は３方弁４
０を介して４方弁４２の入口４２ａに接続されており、
吸入側は４方弁４２の出口４２ｃに接続されている。
説明する。図１は本発明の一実施例の概略構成図であ
る。ヒートボンプ１０の圧縮機１２の圧縮側は３方弁４
０を介して４方弁４２の入口４２ａに接続されており、
吸入側は４方弁４２の出口４２ｃに接続されている。
【００２２】凝縮器または蒸発器として作用する第１の
熱交換器１４の一端は４方弁４２の出口４２ｂに接続さ
れ、他の一端は戻り方向を逆止する第１の逆止弁４４を
バイパスに持つ第１の膨張弁４６と、第１の２方弁４８
と、行き方向を逆止する第２の逆止弁を順次接続し、凝
縮器として作用する第２の熱交換器１６と接続される。
この第２の熱交換器１６の他の一端は３方弁４０に接続
されている。
熱交換器１４の一端は４方弁４２の出口４２ｂに接続さ
れ、他の一端は戻り方向を逆止する第１の逆止弁４４を
バイパスに持つ第１の膨張弁４６と、第１の２方弁４８
と、行き方向を逆止する第２の逆止弁を順次接続し、凝
縮器として作用する第２の熱交換器１６と接続される。
この第２の熱交換器１６の他の一端は３方弁４０に接続
されている。
【００２３】第３の熱交換器６０は下水処理排水と直接
熱交換するものであって、その一端は第２の２方弁５２
を介して４方弁４２の出口４２ｄに接続されている。ま
た、他の一端は戻り方向を逆止する第３の逆止弁５６を
バイパスに持つ第２の膨脹弁５８と第３の２方弁５４を
順次接続し、第１の２方弁４８と第２の逆止弁５０の間
に接続されている。
熱交換するものであって、その一端は第２の２方弁５２
を介して４方弁４２の出口４２ｄに接続されている。ま
た、他の一端は戻り方向を逆止する第３の逆止弁５６を
バイパスに持つ第２の膨脹弁５８と第３の２方弁５４を
順次接続し、第１の２方弁４８と第２の逆止弁５０の間
に接続されている。
【００２４】第１の熱交換器１４には、水循環ポンプ２
０により水が循環して冷水または温水を取り出す水循環
回路２２が接続され、第２の熱交換器１６には給湯ポン
プ６４により水が供給されて温水が取り出される給湯回
路６２が接続され、第３の熱交換器６０は下水処理排水
の中に直接浸漬されている。
０により水が循環して冷水または温水を取り出す水循環
回路２２が接続され、第２の熱交換器１６には給湯ポン
プ６４により水が供給されて温水が取り出される給湯回
路６２が接続され、第３の熱交換器６０は下水処理排水
の中に直接浸漬されている。
【００２５】本実施例の下水排熱回収ヒートポンプの作
動について、図２〜図４に基づいて説明する。暖房サイ
クルは図２に示す通りであって、３方弁４０は圧縮機１
２側と４方弁４２側がつながっており、４方弁は入口４
２ａと出口４２ｂがつながり、出口４２ｃと出口４２ｄ
がつながっている。また、第１の２方弁４８、第２の２
方弁５２および第３の２方弁５４はそれぞれ開の状態で
ある。
動について、図２〜図４に基づいて説明する。暖房サイ
クルは図２に示す通りであって、３方弁４０は圧縮機１
２側と４方弁４２側がつながっており、４方弁は入口４
２ａと出口４２ｂがつながり、出口４２ｃと出口４２ｄ
がつながっている。また、第１の２方弁４８、第２の２
方弁５２および第３の２方弁５４はそれぞれ開の状態で
ある。
【００２６】圧縮機１２で高圧に圧縮された作動媒体
は、３方弁４０および４方弁４２を経て第１の熱交換器
１４へ送られる。第１の熱交換器１４は凝縮器として作
用するので、第１の熱交換器１４へ送られた作動媒体
は、そこで熱放出しながら凝縮液化する。この第１の熱
交換器１４には水循環回路２２により水が循環している
ので、循環する水は第１の熱交換器１４の放熱により温
水となり取り出され、暖房として利用される。
は、３方弁４０および４方弁４２を経て第１の熱交換器
１４へ送られる。第１の熱交換器１４は凝縮器として作
用するので、第１の熱交換器１４へ送られた作動媒体
は、そこで熱放出しながら凝縮液化する。この第１の熱
交換器１４には水循環回路２２により水が循環している
ので、循環する水は第１の熱交換器１４の放熱により温
水となり取り出され、暖房として利用される。
【００２７】第１の熱交換器１４を出た液化した作動媒
体は、第１の逆止弁４４をバイパスに持つ第１の膨張弁
４６に至るが、第１の逆止弁４４は戻り方向を逆止する
ので、作動媒体は第１の逆止弁４４の方を流れて第１の
２方弁４８を通過する。第１の２方弁４８を通過した作
動媒体は、第２の逆止弁５０により行き方向を阻まれる
ので、第３の２方弁５４を流れて、第３の逆止弁５６を
バイパスに持つ第２の膨張弁５８に至る。
体は、第１の逆止弁４４をバイパスに持つ第１の膨張弁
４６に至るが、第１の逆止弁４４は戻り方向を逆止する
ので、作動媒体は第１の逆止弁４４の方を流れて第１の
２方弁４８を通過する。第１の２方弁４８を通過した作
動媒体は、第２の逆止弁５０により行き方向を阻まれる
ので、第３の２方弁５４を流れて、第３の逆止弁５６を
バイパスに持つ第２の膨張弁５８に至る。
【００２８】第３の逆止弁５６は戻り方向、すなわち第
３の２方弁から戻る方向に対して作動媒体を逆止するの
で、作動媒体は第２の膨張弁５８に流入する。第２の膨
張弁５８においては、液化した作動媒体は蒸発圧力まで
減圧される。続いて、蒸発器として作用する第３の熱交
換器６０へ送られた作動媒体は、そこで熱を吸収しなが
ら蒸発する。この第３の熱交換器６０は下水処理排水と
直接熱交換するので、ここで下水処理排水により冷却さ
れる。
３の２方弁から戻る方向に対して作動媒体を逆止するの
で、作動媒体は第２の膨張弁５８に流入する。第２の膨
張弁５８においては、液化した作動媒体は蒸発圧力まで
減圧される。続いて、蒸発器として作用する第３の熱交
換器６０へ送られた作動媒体は、そこで熱を吸収しなが
ら蒸発する。この第３の熱交換器６０は下水処理排水と
直接熱交換するので、ここで下水処理排水により冷却さ
れる。
【００２９】第３の熱交換器６０で蒸発気化した作動媒
体は、第２の２方弁５２を経て４方弁４２の出口４２ｄ
に入る。然るに、４方弁の出口４２ｃと４２ｄとは連通
しているので、作動媒体は出口４２ｂから圧縮機１２の
吸入側へ戻る。圧縮機１２に吸入された作動媒体は、同
じサイクルを繰り返す。
体は、第２の２方弁５２を経て４方弁４２の出口４２ｄ
に入る。然るに、４方弁の出口４２ｃと４２ｄとは連通
しているので、作動媒体は出口４２ｂから圧縮機１２の
吸入側へ戻る。圧縮機１２に吸入された作動媒体は、同
じサイクルを繰り返す。
【００３０】次に、図３の冷房サイクルについて説明す
ると、３方弁４０は圧縮機１２側と４方弁４２側がつな
がっており、４方弁は入口４２ａと出口４２ｄがつなが
り、出口４２ｂと４２ｃがつながっている。また、第１
の２方弁４８、第２の２方弁５２および第３の２方弁５
４はそれぞれ開の状態である。
ると、３方弁４０は圧縮機１２側と４方弁４２側がつな
がっており、４方弁は入口４２ａと出口４２ｄがつなが
り、出口４２ｂと４２ｃがつながっている。また、第１
の２方弁４８、第２の２方弁５２および第３の２方弁５
４はそれぞれ開の状態である。
【００３１】圧縮機１２で高圧に圧縮された作動媒体
は、３方弁４０を経て４方弁４２の入口４２ａに至る。
４方弁の入り口４２ａは出口４２ｄと連通しているの
で、作動媒体は第３の２方弁５４を通過して、第３の熱
交換器６０へ流れ込む。ここで、第３の熱交換器６０は
凝縮器として作用するので、作動媒体はそこで熱放出し
ながら凝縮液化する。この第３の熱交換器６０は下水処
理排水と直接熱交換するので、ここで下水処理排水の顕
熱が利用される。
は、３方弁４０を経て４方弁４２の入口４２ａに至る。
４方弁の入り口４２ａは出口４２ｄと連通しているの
で、作動媒体は第３の２方弁５４を通過して、第３の熱
交換器６０へ流れ込む。ここで、第３の熱交換器６０は
凝縮器として作用するので、作動媒体はそこで熱放出し
ながら凝縮液化する。この第３の熱交換器６０は下水処
理排水と直接熱交換するので、ここで下水処理排水の顕
熱が利用される。
【００３２】第３の熱交換器６０において凝縮液化した
作動媒体は、第３の逆止弁５６をバイパスに持つ第２の
膨張弁５８に至るが、第３の逆止弁５６は行き方向に対
して作動しないので、作動媒体は第３の逆止弁５６を通
過し、第３の２方弁５４を経て第１の２方弁４８と第２
の逆止弁５０の間の分岐点に至る。
作動媒体は、第３の逆止弁５６をバイパスに持つ第２の
膨張弁５８に至るが、第３の逆止弁５６は行き方向に対
して作動しないので、作動媒体は第３の逆止弁５６を通
過し、第３の２方弁５４を経て第１の２方弁４８と第２
の逆止弁５０の間の分岐点に至る。
【００３３】そこで、第２の逆止弁５０が働くので、作
動媒体は第１の２方弁４８側へ流れ第１の逆止弁４４を
バイパスに持つ第１の膨張弁４６に至るが、第１の逆止
弁４４は戻り方向を逆止するので、作動媒体は第１の膨
張弁４６を通過する。第１の膨張弁４６において、液化
した作動媒体は蒸発圧力まで減圧される。
動媒体は第１の２方弁４８側へ流れ第１の逆止弁４４を
バイパスに持つ第１の膨張弁４６に至るが、第１の逆止
弁４４は戻り方向を逆止するので、作動媒体は第１の膨
張弁４６を通過する。第１の膨張弁４６において、液化
した作動媒体は蒸発圧力まで減圧される。
【００３４】続いて、蒸発器として作用する第１の熱交
換器１４へ送られた作動媒体は、そこで熱を吸収しなが
ら蒸発気化する。この第１の熱交換器１４には水循環回
路２２により水が循環しているので、循環する水は第１
の熱交換器１４の吸熱により冷水となり取り出され、冷
房として利用される。
換器１４へ送られた作動媒体は、そこで熱を吸収しなが
ら蒸発気化する。この第１の熱交換器１４には水循環回
路２２により水が循環しているので、循環する水は第１
の熱交換器１４の吸熱により冷水となり取り出され、冷
房として利用される。
【００３５】第１の熱交換器１４で蒸発気化した作動媒
体は、４方弁４２の出口４２ｂに入る。然るに、４方弁
の出口４２ｂと４２ｃとは連通しているので、作動媒体
は出口４２ｃから圧縮機１２の吸入側へ戻る。圧縮機１
２に吸入された作動媒体は、同じサイクルを繰り返す。
体は、４方弁４２の出口４２ｂに入る。然るに、４方弁
の出口４２ｂと４２ｃとは連通しているので、作動媒体
は出口４２ｃから圧縮機１２の吸入側へ戻る。圧縮機１
２に吸入された作動媒体は、同じサイクルを繰り返す。
【００３６】次に、給湯サイクルについて図４に基づい
て説明する。３方弁４０は圧縮機１２側と第２の熱交換
器１６側がつながっており、４方弁は出口４２ｃと４２
ｄがつながっている。また、第１の２方弁４８は閉じら
れ、第２の２方弁５２および第３の２方弁５４はそれぞ
れ開の状態である。
て説明する。３方弁４０は圧縮機１２側と第２の熱交換
器１６側がつながっており、４方弁は出口４２ｃと４２
ｄがつながっている。また、第１の２方弁４８は閉じら
れ、第２の２方弁５２および第３の２方弁５４はそれぞ
れ開の状態である。
【００３７】圧縮機１２で高圧に圧縮された作動媒体
は、３方弁４０を経て第２の熱交換器１６へ流れ込む。
ここで、第２の熱交換器１６は凝縮器として作用するの
で、作動媒体はそこで熱放出しながら凝縮液化する。こ
の第１の熱交換器１６には給湯回路６２が接続されてお
り、供給された水が温水となって循環する。
は、３方弁４０を経て第２の熱交換器１６へ流れ込む。
ここで、第２の熱交換器１６は凝縮器として作用するの
で、作動媒体はそこで熱放出しながら凝縮液化する。こ
の第１の熱交換器１６には給湯回路６２が接続されてお
り、供給された水が温水となって循環する。
【００３８】第２の熱交換器１６を出た液化した作動媒
体は、第２の逆止弁５０に至るが第２の逆止弁５０は行
き方向に働かないのでそのまま通過する。第２の逆止弁
５０を通過した作動媒体は、第１の２方弁４８が閉の状
態にあるので、第３の２方弁５４を流れて、第３の逆止
弁５６をバイパスに持つ第２の膨張弁５８に至る。
体は、第２の逆止弁５０に至るが第２の逆止弁５０は行
き方向に働かないのでそのまま通過する。第２の逆止弁
５０を通過した作動媒体は、第１の２方弁４８が閉の状
態にあるので、第３の２方弁５４を流れて、第３の逆止
弁５６をバイパスに持つ第２の膨張弁５８に至る。
【００３９】第３の逆止弁５６は戻り方向、すなわち第
３の２方弁から戻る方向に対して作動媒体を逆止するの
で、作動媒体は第２の膨張弁５８に流入する。第２の膨
張弁５８においては、液化した作動媒体は蒸発圧力まで
減圧される。続いて、蒸発器として作用する第３の熱交
換器６０へ送られた作動媒体は、そこで熱を吸収しなが
ら蒸発する。この第３の熱交換器６０は下水処理排水と
直接熱交換するので、ここで下水排熱が回収される。
３の２方弁から戻る方向に対して作動媒体を逆止するの
で、作動媒体は第２の膨張弁５８に流入する。第２の膨
張弁５８においては、液化した作動媒体は蒸発圧力まで
減圧される。続いて、蒸発器として作用する第３の熱交
換器６０へ送られた作動媒体は、そこで熱を吸収しなが
ら蒸発する。この第３の熱交換器６０は下水処理排水と
直接熱交換するので、ここで下水排熱が回収される。
【００４０】第３の熱交換器６０で蒸発気化した作動媒
体は、第２の２方弁５２を経て４方弁４２の出口４２ｃ
に入る。然るに、４方弁の出口４２ｃと４２ｂとは連通
しているので、作動媒体は出口４２ｂから圧縮機１２の
吸入側へ戻る。圧縮機１２に吸入された作動媒体は、同
じサイクルを繰り返す。
体は、第２の２方弁５２を経て４方弁４２の出口４２ｃ
に入る。然るに、４方弁の出口４２ｃと４２ｂとは連通
しているので、作動媒体は出口４２ｂから圧縮機１２の
吸入側へ戻る。圧縮機１２に吸入された作動媒体は、同
じサイクルを繰り返す。
【００４１】なお、図５に示すように、３方弁４０は圧
縮機１２側と第２の熱交換器１６側を連通せしめ、４方
弁は出口４２ｂと４２ｃを連結し、第１の２方弁４８を
開けて、第２の２方弁５２および第３の２方弁５４をそ
れぞれ閉じると、冷房排熱給湯サイクルとなり、第１の
熱交換器１４が蒸発器として作用し吸熱が行われ、第２
の熱交換器１６が凝縮器として作用し放熱が行われるの
で、水循環回路２２で冷水が得られ、給湯回路６２で温
水が得られる。
縮機１２側と第２の熱交換器１６側を連通せしめ、４方
弁は出口４２ｂと４２ｃを連結し、第１の２方弁４８を
開けて、第２の２方弁５２および第３の２方弁５４をそ
れぞれ閉じると、冷房排熱給湯サイクルとなり、第１の
熱交換器１４が蒸発器として作用し吸熱が行われ、第２
の熱交換器１６が凝縮器として作用し放熱が行われるの
で、水循環回路２２で冷水が得られ、給湯回路６２で温
水が得られる。
【００４２】
【発明の効果】本発明の下水排熱回収ヒートポンプは以
上説明したように、圧縮機、蒸発器として作用する第１
の熱交換器、凝縮器として作用する第２の熱交換器およ
び膨張弁とで構成される閉回路に作動媒体を循環させる
ヒートポンプにおいて、膨張弁を具備し下水処理排水と
直接熱交換する第３の熱交換器を有する回路を３方弁お
よび４方弁を用いて接続し、３方弁および４方弁の切替
えにより作動媒体を循環して、第１の熱交換器および第
３の熱交換器を蒸発器または凝縮器として作用させるも
のであって、第１の熱交換器の吸熱または放熱によって
暖房または冷房用の冷水または温水が得られ、第３の熱
交換器により下水処理排水を熱源として利用できる。そ
のため、下水処理排水の排熱回収用に余分のポンプを必
要とせず、また少ない電磁弁で冷暖房の切替えが可能で
ある。
上説明したように、圧縮機、蒸発器として作用する第１
の熱交換器、凝縮器として作用する第２の熱交換器およ
び膨張弁とで構成される閉回路に作動媒体を循環させる
ヒートポンプにおいて、膨張弁を具備し下水処理排水と
直接熱交換する第３の熱交換器を有する回路を３方弁お
よび４方弁を用いて接続し、３方弁および４方弁の切替
えにより作動媒体を循環して、第１の熱交換器および第
３の熱交換器を蒸発器または凝縮器として作用させるも
のであって、第１の熱交換器の吸熱または放熱によって
暖房または冷房用の冷水または温水が得られ、第３の熱
交換器により下水処理排水を熱源として利用できる。そ
のため、下水処理排水の排熱回収用に余分のポンプを必
要とせず、また少ない電磁弁で冷暖房の切替えが可能で
ある。
【図１】本発明の一実施例の概略構成図である。
【図２】図１の実施例における暖房サイクルを説明する
概略構成図である。
概略構成図である。
【図３】図１の実施例における冷房サイクルを説明する
概略構成図である。
概略構成図である。
【図４】図１の実施例における給湯サイクルを説明する
概略構成図である。
概略構成図である。
【図５】図１の実施例における冷房給湯サイクルを説明
する概略構成図である。
する概略構成図である。
【図６】従来の下水排熱回収ヒートポンプシステムの概
略構成図である。
略構成図である。
【図７】従来の下水排熱回収ヒートポンプシステムの暖
房サイクルを説明する概略構成図である。
房サイクルを説明する概略構成図である。
【図８】従来の下水排熱回収ヒートポンプシステムの冷
房サイクルを説明する概略構成図である。
房サイクルを説明する概略構成図である。
１０ ヒートポンプ １２ 圧縮機 １４ 第１の熱交換器 １６ 第２の熱交
換器 １８ 膨脹弁 ２０ 水循環ポン
プ ２２ 水循環回路 ２４ 排熱回収ポ
ンプ ２６ 排熱回収回路 ２８ 排熱回収熱
交換器 ３０ 排水汲み上げポンプ ３２、３４ 水循
環回路の３方弁 ３６、３８ 排熱回収回路の３方弁 ４０ ヒートポン
プ回路の３方弁 ４２ ４方弁 ４４ 第１の逆止
弁 ４６ 第１の膨脹弁 ４８ 第１の２方
弁 ５０ 第２の逆止弁 ５２ 第２の２方
弁 ５４ 第３の２方弁 ５６ 第３の逆止
弁 ５８ 第２の膨脹弁 ６０ 第３の熱交
換器 ６２ 給湯回路 ６４ 給湯ポンプ
換器 １８ 膨脹弁 ２０ 水循環ポン
プ ２２ 水循環回路 ２４ 排熱回収ポ
ンプ ２６ 排熱回収回路 ２８ 排熱回収熱
交換器 ３０ 排水汲み上げポンプ ３２、３４ 水循
環回路の３方弁 ３６、３８ 排熱回収回路の３方弁 ４０ ヒートポン
プ回路の３方弁 ４２ ４方弁 ４４ 第１の逆止
弁 ４６ 第１の膨脹弁 ４８ 第１の２方
弁 ５０ 第２の逆止弁 ５２ 第２の２方
弁 ５４ 第３の２方弁 ５６ 第３の逆止
弁 ５８ 第２の膨脹弁 ６０ 第３の熱交
換器 ６２ 給湯回路 ６４ 給湯ポンプ
Claims (1)
- 【請求項１】 圧縮機、蒸発器として作用する第１の熱
交換器、凝縮器として作用する第２の熱交換器および膨
張弁とで構成される閉回路に作動媒体を循環させるヒー
トポンプにおいて、 第２の膨張弁を具備し下水処理排水と直接熱交換する第
３の熱交換器を有する回路を前記ヒートボンプ回路に３
方弁および４方弁を用いて接続し、前記３方弁および前
記４方弁の切替えにより作動媒体を循環し、前記第１の
熱交換器および第３の熱交換器を蒸発器または凝縮器と
して作用させることを特徴とする下水排熱回収ヒートポ
ンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3263181A JP3049670B2 (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | 下水排熱回収ヒートポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3263181A JP3049670B2 (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | 下水排熱回収ヒートポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07139846A true JPH07139846A (ja) | 1995-06-02 |
| JP3049670B2 JP3049670B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
ID=17385897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3263181A Expired - Fee Related JP3049670B2 (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | 下水排熱回収ヒートポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3049670B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100421320B1 (ko) * | 2001-06-22 | 2004-03-09 | 주식회사 센추리 | 폐열회수 축열식 히트펌프시스템 |
| KR100542919B1 (ko) * | 2003-11-25 | 2006-01-20 | (주)경인에너텍 | 히트펌프를 이용한 냉난방시스템 |
| JP2016173195A (ja) * | 2015-03-17 | 2016-09-29 | ゼネラルヒートポンプ工業株式会社 | 熱源水供給機構 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5827326A (ja) * | 1981-08-11 | 1983-02-18 | Japan Steel Works Ltd:The | Ｉｃチツプの樹脂封止方法 |
| JPS59133972U (ja) * | 1983-02-27 | 1984-09-07 | ナショナル住宅産業株式会社 | 風呂排熱を利用する空調装置 |
| JPS6193761U (ja) * | 1984-11-26 | 1986-06-17 | ||
| JPS62164999U (ja) * | 1986-04-03 | 1987-10-20 | ||
| JPH0367937A (ja) * | 1989-08-05 | 1991-03-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 空気調和機 |
-
1991
- 1991-09-12 JP JP3263181A patent/JP3049670B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5827326A (ja) * | 1981-08-11 | 1983-02-18 | Japan Steel Works Ltd:The | Ｉｃチツプの樹脂封止方法 |
| JPS59133972U (ja) * | 1983-02-27 | 1984-09-07 | ナショナル住宅産業株式会社 | 風呂排熱を利用する空調装置 |
| JPS6193761U (ja) * | 1984-11-26 | 1986-06-17 | ||
| JPS62164999U (ja) * | 1986-04-03 | 1987-10-20 | ||
| JPH0367937A (ja) * | 1989-08-05 | 1991-03-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 空気調和機 |
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| KR100421320B1 (ko) * | 2001-06-22 | 2004-03-09 | 주식회사 센추리 | 폐열회수 축열식 히트펌프시스템 |
| KR100542919B1 (ko) * | 2003-11-25 | 2006-01-20 | (주)경인에너텍 | 히트펌프를 이용한 냉난방시스템 |
| JP2016173195A (ja) * | 2015-03-17 | 2016-09-29 | ゼネラルヒートポンプ工業株式会社 | 熱源水供給機構 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3049670B2 (ja) | 2000-06-05 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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