JPH07198227A

JPH07198227A - ヒートポンプ装置

Info

Publication number: JPH07198227A
Application number: JP23837191A
Authority: JP
Inventors: Sogo Sayama; 惣吾佐山; Hiroshi Takeuchi; 洋武内; Keisuke Kasahara; 敬介笠原; Hirokazu Yoneda; 弘和米田
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1991-09-18
Filing date: 1991-09-18
Publication date: 1995-08-01
Anticipated expiration: 2011-10-23
Also published as: JP2545720B2

Abstract

(57)【要約】【構成】順に圧縮機４の吐出側、凝縮器７、蒸発器
１、圧縮機４の吸入側を接続して、ヒートポンプサイク
ル21を形成する。蒸発器１を地中に埋設する。蒸発器１
の底部に、ポンプ22を設ける。蒸発器１の内部に、ポン
プ22の吐出側に接続する吐出管25を設ける。噴霧した冷
媒が蒸発器１の内壁12に薄膜状の液体になって接触する
噴出孔26を、吐出管25に形成する。吐出管25の他端を、
蒸発器１より導出して、油分離器28を介して圧縮機４の
吸入側に接続する。【効果】冷媒が液薄膜になってから蒸発器で蒸発する
ので、冷媒の気化効率を高くできる。蒸発器に溜まる冷
媒の液面を略一定にでき、蒸発器に溜まる油などの不純
物を、ヒートポンプの運転と同時に排出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地中採熱用のヒートポ
ンプ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、地中採熱用のヒートポンプ装置と
して、例えば特開昭６１−１１６２５３号公報記載のヒ
ートポンプ装置が提案されている。

【０００３】このヒートポンプ装置は、順に圧縮機、四
方弁、凝縮器兼蒸発器、地中に埋設された熱交換器を接
続してヒートポンプサイクルを形成した構造が採られて
いる。

【０００４】このヒートポンプサイクルを用いて地中か
ら採熱する場合、圧縮機から吐出された冷媒は、四方弁
を介して凝縮器に送られて液化され、地中の熱交換器に
送られる。そして、液状の冷媒は、地熱を熱交換器の管
壁を介して吸収して気化されてガスになり、圧縮機に吸
入されてヒートポンプサイクルを循環する。そして、こ
の凝縮器の熱交換部を負荷側に接続すると、負荷側に地
熱を取り出すことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭６１−１１
６２５３号公報記載のヒートポンプ装置を運転した場
合、地中に埋設された熱交換器での冷媒の気化量が少な
いと、熱交換器に溜まる冷媒の液面が上昇することがあ
る。そして、冷媒の液面が過度に上昇すると、熱交換器
は過冷却状態となって地中からの吸熱量が減少するとと
もに、熱交換器の内部に油が溜まることがある。する
と、地熱が伝導可能な管璧面積を有効に使うことができ
ず、冷媒と地熱との熱交換率の低下が生じ、ヒートポン
プサイクルの効率が低下する。

【０００６】本発明の目的は、上記問題点に鑑みなされ
たもので、蒸発器での冷媒の気化を効率良く行う構造の
ヒートポンプ装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のヒートポ
ンプ装置は、順に圧縮機の吐出側、凝縮器、蒸発器、前
記圧縮機の吸入側が接続されて形成されたヒートポンプ
サイクルを備え、前記蒸発器の内部に液状の冷媒に浸漬
してポンプが設けられるとともに、このポンプに一端を
接続した吐出管が設けられ、前記吐出管は、前記冷媒を
前記蒸発器の内壁に液薄膜にして接触させる液薄膜形成
手段を備えるとともに、他端が前記蒸発器より導出され
て油分離器を介して前記圧縮機の吸入側に接続されたも
のである。

【０００８】請求項２記載のヒートポンプ装置は、順に
圧縮機の吐出側、凝縮器、蒸発器、前記圧縮機の吸入側
が接続されて形成されたヒートポンプサイクルを備え、
前記蒸発器の内部に一端が液状の冷媒に浸漬する吸入管
が設けられ、この吸入管の他端が前記蒸発器より導出さ
れ接続されるポンプが設けられ、このポンプに接続され
た吐出管は、前記蒸発器に導入されて冷媒を前記蒸発器
の内壁に液薄膜にして接触させる液薄膜形成手段を備え
るとともに、油分離器を介して前記圧縮機の吸入側に接
続されたものである。

【０００９】

【作用】請求項１記載のヒートポンプ装置は、圧縮機か
ら吐出された冷媒は、凝縮器で液化されて蒸発器に流入
する。そして、この冷媒は、蒸発器に設けられたポンプ
を介して吐出管の薄膜形成手段により、蒸発器の内壁に
液薄膜となって接触する。そして、この冷媒の液薄膜
は、蒸発器の内壁を流下しながら地熱を内壁を介して吸
収して気化されガスになる。気化した冷媒は、圧縮機に
吸入されて、ヒートポンプサイクルを循環する。このた
め、前記凝縮器の熱交換部に負荷側を接続すると、負荷
側に地熱が供給される。また、吐出管から油分離器に流
入した冷媒は、油分離器で気化され油などの不純物が分
離されて、圧縮機に吸入される。従って、冷媒は、蒸発
器において、液薄膜になって地熱を吸収するとともに、
気化するまでポンプにて蒸発器を循環するので、効率良
く気化される。また、蒸発器が液状の冷媒で充満しない
ので、気化した冷媒は、蒸発器のガス空間部を抵抗なく
移動して圧縮機の吸入側に吸入され、ヒートポンプサイ
クルを循環する。さらに、蒸発器に溜まる油などの不純
物を、ヒートポンプサイクルの運転と同時に蒸発器より
排出する。

【００１０】請求項２記載のヒートポンプ装置は、圧縮
機から吐出された冷媒は、凝縮器にて液化されて蒸発器
に流入する。この冷媒は、蒸発器の外部に設置されたポ
ンプにて吸入管を介して吐出管に流入し、吐出管の薄膜
形成手段により蒸発器の内壁に液薄膜となって接触す
る。そして、この冷媒の液薄膜は、蒸発器の内壁を流下
しながら地熱を内壁を介して吸収して気化されガスにな
る。気化した冷媒は、圧縮機に吸入されて、ヒートポン
プサイクルを循環する。このため、前記凝縮器の熱交換
部を負荷側に接続すると、負荷側に地熱が供給される。
また、吐出管から油分離器に流入した冷媒は、油分離器
で気化され油などの不純物が分離されて圧縮機に吸入さ
れる。従って、冷媒は、蒸発器において、液薄膜になっ
て地熱を吸収するとともに、気化するまでポンプにて蒸
発器を循環するので、効率良く気化される。また、蒸発
器が液状の冷媒で充満しないので、気化した冷媒は、蒸
発器のガス空間部を抵抗なく移動して圧縮機の吸入側に
吸入され、ヒートポンプサイクルを循環する。さらに、
蒸発器に溜まる油などの不純物を、ヒートポンプサイク
ルの運転と同時に蒸発器より排出する。また、複数の蒸
発器をヒートポンプサイクルに組み入れた場合、１台の
ポンプで、各蒸発器に冷媒を供給する。

【００１１】

【実施例】本発明のヒートポンプ装置の第１の実施例を
図１に基づいて説明する。

【００１２】図１において、１は蒸発器で、この蒸発器
１は、例えば直径が２００mm、長さ２０ｍの管体からな
る。この蒸発器１は、熱源領域としての地中２に、管体
の長手方向を略垂直にして埋設されている。さらに、蒸
発器１は、常時密閉されているが、上部がフランジカバ
ー３にて開閉可能に形成されている。

【００１３】また、４は圧縮機で、この圧縮機４は図示
しない電動機にて駆動される。そして、この圧縮機４の
吐出側となる吐出口５に、高圧ガス管６を介して凝縮器
７が接続し、この凝縮器７は、冷媒液管８を介して膨脹
弁９に接続する。さらに、この膨脹弁９は導入管11を介
して前記蒸発器１に接続する。そして、この導入管11の
一端は、蒸発器１の内部に導入されて内壁12に対向して
近接し、導入管11を流れる冷媒を内壁12に向けて噴霧す
るようになっている。

【００１４】また、蒸発器１の上部のフランジカバー３
に冷媒ガス管13の一端が接続し、この冷媒ガス管13の他
端は過冷却器14に接続する。そして、この過冷却器14は
低圧ガス管15を介して前記圧縮機４の吸入側としての吸
入口16に接続する。

【００１５】このようにしてヒートポンプサイクル21が
形成されて冷媒が循環する。

【００１６】前記蒸発器１の底部に、液状の冷媒に浸漬
してポンプ22が設けられ、この底部近傍の内壁12に、冷
媒の液面を検出するセンサー23が設置されている。

【００１７】また、蒸発器１の内部に、吐出管25が長さ
方向を蒸発器１の中心軸方向と略一致させて設けられ、
この吐出管25の一端は、前記ポンプ22の吐出側に接続す
るとともにポンプ22を保持している。そして、この吐出
管25には、薄膜形成手段として、間隔をおいて複数の噴
出孔26が形成され、吐出管25を流れる冷媒は、この噴出
孔26より上方の内壁12に向けて噴射されて、液薄膜にな
って内壁12に接触し流下するようになっている。

【００１８】そして、この吐出管25の他端は、フランジ
カバー３から蒸発器１の外部に導出されて開閉弁27を介
して油分離器28に接続する。この油分離器28の上部は、
冷媒ガス戻し管29を介して冷媒ガス管13に接続する。一
方、油分離器28の下部に、油などの不純物を排出する排
出管31が設けられる。なお、この排出管31を圧縮機４に
接続しても良い。

【００１９】また、冷媒液管８は、前記過冷却器14に挿
通され、この冷媒液管８から凝縮器７と過冷却器14との
間で分岐した冷媒液分岐管32は、前記油分離器28に挿通
されて再び冷媒液管８に接続する。

【００２０】さらに、凝縮器７の熱交換部に、例えば負
荷側を循環する循環路33が挿通されている。

【００２１】次に、本実施例の作用について説明する。

【００２２】前記圧縮機４を運転すると、吐出口５より
吐出された冷媒は、高圧ガス管６を介して凝縮器７に送
られ、この凝縮器７にて負荷側を循環する循環路33を流
れる作動流体と熱交換を行って高温の凝縮液になる。そ
して、この凝縮液は、冷媒液管８を流れ、一部は冷媒液
分岐管32を流れて油分離器28で放熱して冷却され、多く
は過冷却器14にて冷却されて、低温の過冷却液となる。
この過冷却液は、膨脹弁９にて所定の圧力に調整され
て、導入管11より蒸発器１の内壁12に向けて噴霧され
る。

【００２３】この冷媒は、薄膜状で内壁12を流下して蒸
発器１の底部に滞留するが、ポンプ22にて吸い上げられ
て吐出管25の噴出孔26より上方の内壁12に向けて噴霧さ
れ、この内壁12に液薄膜となって接触して流下する。冷
媒の液薄膜は、内壁12を流下しながら蒸発器１の外部よ
り内壁12を伝導する地熱を吸収し、蒸発温度−１５℃で
気化されてガスになる。さらに、気化した冷媒は、蒸発
器１の液面より上部に形成されるガス空間部35を抵抗な
く上昇し、冷媒ガス管13に吸引される。そして、順に過
冷却器14、低圧ガス管15を介して圧縮機４の吸入口16に
吸入されて、ヒートポンプサイクル21を循環する。

【００２４】このようにして、前記凝縮器７で冷媒が液
化する際に放出する凝縮熱を、負荷側を循環する循環路
33の作動流体が受け取るので、地中２から深さ方向１ｍ
当り例えば１５０Ｗの熱量を負荷側に取り出すことがで
きる。

【００２５】一方、噴出孔26より噴霧されずに吐出管25
を流れる冷媒の一部は、開閉弁27を介して油分離器28に
流入する。そして、この冷媒は、油分離器28において、
冷媒液分岐管32を流れる高温高圧の冷媒の凝縮液から熱
を吸収して気化されて、噴射油などの不純物と冷媒とに
分離される。分離された冷媒は、冷媒ガス戻し管29を介
して冷媒ガス管13を流れる冷媒と一緒になってヒートポ
ンプサイクル21を循環する。また、分離された油などの
不純物は、排出管31を介してヒートポンプサイクル21よ
り排出される。なお、分離された油を排出管31を介して
圧縮機４の内部に供給しても良い。

【００２６】また、前記センサー23にて冷媒の液面の高
さを検知して、膨脹弁９の調節により冷媒の液面の高さ
を略一定に保つ。

【００２７】このように上記構成によれば、冷媒は、蒸
発器１において、導入管11より噴霧されて流下し、ポン
プ22にて吸い上げられて内壁12に液薄膜になって接触し
て気化するとともに、気化するまでポンプにて蒸発器１
の内壁を循環することができるので、冷媒を効率良く気
化させることができる。さらに、冷媒の液面が過度に上
昇せず、蒸発器１の内部が液状の冷媒で充満されること
がないので、気化したガスは、蒸発器１のガス空間部35
を抵抗なく移動して冷媒ガス管13に吸引される。このた
め、ヒートポンプサイクル21を循環させる冷媒の量を減
らすことができ、冷媒と地熱との熱交換率を高く維持す
ることができる。

【００２８】また、圧縮機４で冷媒に混入されて蒸発器
１に溜まる油などの不純物は、ヒートポンプサイクル21
の運転と同時に、吐出管25より油分離器28に入って冷媒
より分離できるので、蒸発器１より常時排出することが
できる。このため、蒸発器１に溜まる不純物を除去する
ためにヒートポンプサイクル21を停止する必要がない。

【００２９】さらに、地中２に埋設される蒸発器１は、
深井戸などを掘削するときの掘削方式や管体の打ち込み
方式で、地中２に敷設することができる。

【００３０】また、フランジカバー３を開放するだけ
で、ポンプ22および吐出管25の保守点検や修理を容易に
行うことができる。

【００３１】次に、第２の実施例を図２に基づいて説明
する。

【００３２】なお、図１に示す第１の実施例と同様の構
成要素には同一符号を付してその説明を省略する。

【００３３】図２において、21は前記第１の実施例と同
様のヒートポンプサイクルで、１次ヒートポンプサイク
ル21を構成する。

【００３４】一部が前記凝縮器７を挿通する循環路33
は、蒸発器41を挿通して設けられる。この蒸発器41は、
順に圧縮機42、凝縮器43、膨脹弁44が接続されて、２次
冷媒が循環する２次ヒートポンプサイクル45を形成す
る。そして、凝縮器43には、負荷側を循環する循環路46
が挿通されて、いわゆる２段圧縮ヒートポンプサイクル
を形成する。

【００３５】また、循環路33には、外気熱交換器47が接
続され、この外気熱交換器47は、開閉弁48，49をそれぞ
れ開くと循環路33に連通するように形成されている。

【００３６】次に本実施例の作用について説明する。

【００３７】１次ヒートポンプサイクル21を運転する
と、前記第１の実施例と同様に凝縮器７から循環路33の
作動流体に地熱が供給される。そして、２次ヒートポン
プサイクル45の蒸発器41にて、２次冷媒が前記循環路33
の作動流体に供給された熱を吸収して気化される。気化
した２次冷媒は、圧縮機42に吸入され、この圧縮機42で
圧縮されて吐出され、凝縮器43に流入する。そして、２
次冷媒は、この凝縮器43にて液化されて、蒸発器41で受
け取った地熱を６０〜７０℃の熱源として負荷側に供給
する。

【００３８】なお、１次ヒートポンプサイクル21から供
給される地熱が不足する場合は、開閉弁48，49を開いて
外気熱交換器47を前記循環路33に連通させる。そして、
外気熱を循環路33に供給して、蒸発器41で２次冷媒の蒸
発に要する熱の不足を補う。

【００３９】このように上記構成によれば、２段圧縮ヒ
ートポンプサイクルを用いることによって、地中２の地
盤温度が低い場合に、負荷側に地熱を高温の熱源として
供給することができる。

【００４０】また、各ヒートポンプサイクル21，45の圧
縮機４，42の圧縮比を小さくすると、各ヒートポンプサ
イクル21，45の効率が良くなり、地熱を高温の熱源とす
ることができる。

【００４１】さらに、前記第１の実施例と同様の効果を
有する。

【００４２】次に、第３の実施例を図３に基づき説明す
る。

【００４３】なお、図１に示す第１の実施例と同様の構
成要素には同一符号を付してその説明を省略する。

【００４４】図３において、蒸発器１は、管体の長手方
向を地面に対して所定の傾斜角で地中２に埋設したもの
である。

【００４５】この実施例は、前記第１の実施例のヒート
ポンプ装置と同様に、蒸発器１において、冷媒は、蒸発
器１の内部で導入管11より噴霧されて流下するととも
に、ポンプ22にて吸い上げられて内壁12に液薄膜になっ
て接触して気化するとともに、気化するまでポンプ22に
て蒸発器１の内壁を循環することができるので、冷媒を
効率良く気化させることができる。このため、冷媒と地
熱との熱交換率を高く維持することができる。

【００４６】また、圧縮機４で冷媒に混入されて蒸発器
１に溜まる油などの不純物は、吐出管25に吸い込まれて
油分離器28にて分離できるので、ヒートポンプサイクル
21の運転と同時に蒸発器１より排出することができる。
このため、蒸発器１に溜まる油などの不純物を除去する
ためにヒートポンプサイクル21を停止させる必要がな
い。

【００４７】さらに、蒸発器１の長手方向を傾斜させて
埋設するので、蒸発器１の埋設を安価に容易に行うこと
ができ、前記第１の実施例と同様の効果を期待できる。

【００４８】次に、第４の実施例を図４に基づき説明す
る。

【００４９】図４において、蒸発器１は、例えば直径が
２００mm、長さ５ｍ程度の短管体からなる。この蒸発器
１は、管体の長手方向を地面に対して略垂直にして地中
２に打ち込み式で複数埋設されている。

【００５０】また、圧縮機４は、図示しない電動機にて
駆動される。そして、この圧縮機４の吐出側としての吐
出口５に高圧ガス管６を介して凝縮器７が接続され、こ
の凝縮器７は冷媒液管８を介して各膨脹弁９に接続す
る。さらに、各膨脹弁９にそれぞれ導入管11の一端が接
続され、この導入管11は前記各蒸発器１の上部に接続す
る。

【００５１】また、各蒸発器１の上部に冷媒ガス管13の
一端が接続し、この冷媒ガス管13の他端は過冷却器14に
接続する。そして、この過冷却器14は低圧ガス管15を介
して前記圧縮機４の吸入側としての吸入口16に接続す
る。

【００５２】このようにしてヒートポンプサイクル21が
形成され冷媒が循環する。

【００５３】前記各蒸発器１は、内部に、吸入管56が長
さ方向を蒸発器１の長手方向と略平行に設けられ、この
吸入管56の一端は、蒸発器１の底部に近接する。そし
て、吸入管56の他端は蒸発器１より外部に導出されて、
ポンプ51の吸入側となる吸入口に接続する。さらに、ポ
ンプ51の吐出側となる吐出口に吐出管52の一端が接続さ
れ、この吐出管52の他端は、蒸発器１の数に応じて分岐
されて前記各蒸発器１の内部上方に導入される。

【００５４】この吐出管52の他端には、それぞれ薄膜形
成手段として、噴出孔53が形成され、吐出管52を流れる
冷媒を、この噴出孔53より上方の内壁12に向けて噴射さ
せて液薄膜にして接触させ、流下させるようになってい
る。

【００５５】さらに、吐出管52から枝管54が分岐され、
この枝管54は開閉弁55を介して油分離器28に接続する。
そして、この油分離器28の上部は、冷媒ガス戻し管29を
介して低圧ガス管15に接続する。一方、油分離器28の下
部に、油などの不純物を排出する排出管31が設けられ
る。

【００５６】また、冷媒液管８は、前記過冷却器14に挿
通されるとともに、冷媒液管８から凝縮器７と過冷却器
14との間で分岐した冷媒液分岐管32は、前記油分離器28
に挿通されて再び冷媒液管８に接続する。

【００５７】なお、凝縮器７には、循環路33が挿通さ
れ、この循環路33を、前記ヒートポンプサイクル21とは
別に構成され、前記第２の実施例の２次ヒートポンプサ
イクル45と同様に構成された２次ヒートポンプサイクル
45の蒸発器41に挿通させて設けても良く、または、負荷
側を循環する循環路46に直接接続して設けても良い。

【００５８】次に本実施例の作用について説明する。

【００５９】前記圧縮機４を運転すると、吐出口５より
吐出された冷媒は、高圧ガス管６を介して凝縮器７に送
られ、この凝縮器７にて循環路33を流れる作動流体と熱
交換を行って高温の凝縮液となる。そして、この凝縮液
は、冷媒液管８を流れ、一部は冷媒液分岐管32を流れて
油分離器28で放熱して冷却されるが、多くは過冷却器14
にて冷却されて、低温の過冷却液となる。この過冷却液
は、各膨脹弁９を介してそれぞれ導入管11より各蒸発器
１の内壁12を流下する。

【００６０】この冷媒は、蒸発器１の底部に滞留する
が、ポンプ51にて吸入管56に吸い込まれて吐出管52に流
れ込む。そして、吐出管52の噴出孔53より上方の内壁12
に向けて噴霧されて蒸発器１の内壁12に液薄膜になって
流下する。そして、この液薄膜は、蒸発器１の外部より
内壁12を伝導する地熱を吸収し、気化されてガスにな
る。さらに、気化した冷媒は、蒸発器１の液面より上部
に形成されるガス空間部35を抵抗なく上昇し、冷媒ガス
管13に吸引される。そして、冷媒は、順に過冷却器14、
低圧ガス管15を介して圧縮機４の吸入口16に吸入され
て、ヒートポンプサイクル21を循環する。

【００６１】このようにして、前記凝縮器７で冷媒が液
化する際に放出する凝縮熱を、負荷側を循環する循環路
33の作動流体が受け取るので、地熱を負荷側に供給する
ことができる。

【００６２】一方、吐出管52より枝管54に流れ込む冷媒
は、開閉弁55を介して油分離器28に流入する。そして、
この冷媒は、油分離器28において、冷媒液分岐管32を流
れる高温の冷媒の凝縮液から熱を吸収して気化されて、
油などの不純物と冷媒とに分離される。分離された冷媒
は、冷媒ガス戻し管29を介して冷媒ガス管13を流れる冷
媒と一緒になってヒートポンプサイクル21を循環する。
また、分離された油などの不純物は、排出管31からヒー
トポンプサイクル21より排出される。

【００６３】このように上記構成によれば、冷媒は、蒸
発器１において、導入管11より流下され、ポンプ51にて
吸い上げられて内壁12に液薄膜になって接触して気化す
るとともに、気化するまでポンプ51にて蒸発器１の内壁
12を循環することができるので、冷媒を効率良く気化さ
せることができる。さらに、冷媒の液面が過度に上昇せ
ず、蒸発器１の内部が液状の冷媒で充満されることがな
いので、気化したガスは、蒸発器１のガス空間部35を抵
抗なく移動して冷媒ガス管13に吸引される。このため、
ヒートポンプサイクル21を循環させる冷媒の量を減らす
ことができ、冷媒と地熱との熱交換率を高く維持するこ
とができる。

【００６４】また、圧縮機４で冷媒に混入されて蒸発器
１に溜まる油などの不純物は、ヒートポンプサイクル21
の運転と同時に、吸入管56から吸い上げられて油分離器
28で冷媒から分離できるので、蒸発器１に溜まることな
く蒸発器１より排出することができる。このため、蒸発
器１に溜まる不純物を除去するためにヒートポンプサイ
クル21を停止する必要がない。

【００６５】さらに、前記ポンプ51は蒸発器１の外部に
設置されているので、１台のポンプ51の稼働により、複
数の蒸発器１にそれぞれ冷媒を供給するとともに冷媒を
循環させることができる。このため、各蒸発器１ごとに
ポンプ51を設ける必要がなく、ヒートポンプ装置の設置
費用を低減させることができる。また、蒸発器１を開放
することなくポンプ51の点検修理を行えるので、ヒート
ポンプ装置の保守管理を容易に行うことができる。

【００６６】なお、本実施例では、蒸発器１を複数埋設
してヒートポンプサイクル21を形成したが、１台の蒸発
器１でヒートポンプサイクル21を形成しても同様の効果
を期待することができる。

【００６７】

【発明の効果】請求項１記載のヒートポンプ装置によれ
ば、冷媒は、蒸発器において、蒸発器の内部で導入管よ
り流下されるとともに、ポンプにて吸い上げられて内壁
に液薄膜になって接触し気化するとともに、気化するま
でポンプにて蒸発器の内壁を循環することができるの
で、冷媒を効率良く気化させることができる。また、蒸
発器の内部に液状の冷媒が充満されることを防いで、冷
媒と地熱との熱交換率を高く維持でき、ヒートポンプサ
イクルの効率を高くすることができる。そして、蒸発器
の冷媒の液面が過度に上昇せず、蒸発器の内部が液状の
冷媒で充満されることを防ぐことができる。また、蒸発
器に溜まる油などの不純物は、ヒートポンプサイクルの
運転と同時に、冷媒から油分離器で分離して排出するこ
とができる。

【００６８】請求項２記載のヒートポンプ装置によれ
ば、冷媒は、蒸発器において、内壁を流下し、ポンプに
て吸い上げられて内壁に液薄膜になって接触して気化さ
れるとともに、気化するまでポンプにより蒸発器の内壁
を循環するので、効率良く蒸発器で冷媒を蒸発させるこ
とができる。また、蒸発器の内部に液状の冷媒が充満さ
れることを防いで、冷媒と地熱との熱交換率を高く維持
でき、ヒートポンプサイクルの効率を高くすることがで
きる。また、蒸発器に溜まる油などの不純物は、ヒート
ポンプサイクルの運転と同時に、冷媒から油分離器で分
離して排出することができる。さらに、ポンプは蒸発器
の外部に設置されるので、例えば複数の蒸発器をヒート
ポンプサイクルに組み込んだとしても、１台のポンプ
で、各蒸発器に冷媒を供給することができる。このた
め、各蒸発器ごとにポンプを設ける必要がなくなり、ヒ
ートポンプ装置の設置費用を低減させることができる。
また、蒸発器を開放することなくポンプの点検修理を行
えるので、ヒートポンプ装置の保守管理を容易に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のヒートポンプ装置の第１の実施例を示
す構成図である。

【図２】本発明のヒートポンプ装置の第２の実施例を示
す構成図である。

【図３】本発明のヒートポンプ装置の第３の実施例を示
す構成図である。

【図４】本発明のヒートポンプ装置の第４の実施例を示
す構成図である。

【符号の説明】

１蒸発器４圧縮機７凝縮器 21 ヒートポンプサイクル 22，51 ポンプ 25，52 吐出管 26，53 薄膜形成手段としての噴出孔 28 油分離器 56 吸入管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】順に圧縮機の吐出側、凝縮器、蒸発器、
前記圧縮機の吸入側が接続されて形成されたヒートポン
プサイクルを備え、前記蒸発器の内部に液状の冷媒に浸漬してポンプが設け
られるとともに、このポンプに一端を接続した吐出管が
設けられ、前記吐出管は、前記冷媒を前記蒸発器の内壁に液薄膜に
して接触させる液薄膜形成手段を備えるとともに、他端
が前記蒸発器より導出されて油分離器を介して前記圧縮
機の吸入側に接続されたことを特徴とするヒートポンプ
装置。
【請求項２】順に圧縮機の吐出側、凝縮器、蒸発器、
前記圧縮機の吸入側が接続されて形成されたヒートポン
プサイクルを備え、前記蒸発器の内部に一端が液状の冷媒に浸漬する吸入管
が設けられ、この吸入管の他端が前記蒸発器より導出され接続される
ポンプが設けられ、このポンプに接続された吐出管は、前記蒸発器に導入さ
れて冷媒を前記蒸発器の内壁に液薄膜にして接触させる
液薄膜形成手段を備えるとともに、油分離器を介して前
記圧縮機の吸入側に接続されたことを特徴とするヒート
ポンプ装置。