JPH1062023A - ヒートポンプ装置 - Google Patents

ヒートポンプ装置

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Publication number
JPH1062023A
JPH1062023A JP23467996A JP23467996A JPH1062023A JP H1062023 A JPH1062023 A JP H1062023A JP 23467996 A JP23467996 A JP 23467996A JP 23467996 A JP23467996 A JP 23467996A JP H1062023 A JPH1062023 A JP H1062023A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat pump
refrigerant
pump device
condenser
evaporator
Prior art date
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Pending
Application number
JP23467996A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Ogawa
康夫 小川
Tsutomu Karimata
努 狩俣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH1062023A publication Critical patent/JPH1062023A/ja
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  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 混合冷媒を使用することにより、理論動力を
増やすことなく標準の圧縮機および圧縮機を規定圧力以
下で使用することが可能なヒートポンプ装置を提供す
る。 【解決手段】 入口温度TL1、出口温度TL2のヒー
トソースで蒸発器を作動させ、入口温度TH1,出口温
度TH2のヒートシンクで凝縮器を作動させ、冷媒とし
て混合冷媒を用いたヒートポンプ装置において、混合冷
媒がHFC134aと、該HFC134a以外の1種類
以上の塩素原子を含まない冷媒とよりなる混合冷媒であ
り、蒸発器内圧力における混合冷媒の露点と沸点との温
度差ΔTLが(TL1−TL2)以下であり、且つ前記
凝縮器内圧力における混合冷媒の露点と沸点との温度差
ΔTHが(TH2−TH1)以下であり、且つ凝縮器お
よび蒸発器が、対向流型熱交換器である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はヒートポンプにより
冷熱または温熱または冷熱と温熱を同時に得るヒートポ
ンプの装置に関するものである。
【0002】なお、ここでヒートポンプとは加熱だけに
利用するもの、および加熱にも冷却にも利用するものを
含む広義のヒートポンプであり、また、ヒートポンプ装
置とは単にヒートポンプ本体を意味するものでなく、ヒ
ートポンプを加熱するヒートソース、ヒートポンプを冷
却するヒートシンクを含むヒートポンプの仕様を含めた
装置である。また、対向流熱交換器とは蛇行流型熱交換
器のようなマクロ的にみて対向流となるものも含む。
【0003】
【従来の技術】従来、この種のヒートポンプ装置はヒー
トポンプを加熱するヒートソースやヒートポンプを冷却
するヒートシンクの温度差に関係なくヒートポンプの研
究がなされていたので、圧力条件や温度条件によっては
装置が大型になるという問題点があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のようなヒー
トポンプ装置では、例えば、スクリュウ型ヒートポンプ
装置の場合、設計圧力である2.1MPaに抑えて、冷
媒にHFC134aを用いて蒸発装置用高温水を得よう
とする場合、凝縮器の伝熱面積を無限大としても得られ
る高温水の出口温度TH2は70℃程度にしかならな
い。このため、冷媒を沸点の高い、例えば水にするとヒ
ートソース温度が低い場合は圧縮機の吸い込み風量が膨
大になるという欠点があった。
【0005】また、ターボ型ヒートポンプ装置の場合、
その高圧ガス取締法適用範囲である0.303MPa以
下に抑えて、冷媒にHFC245faを用いて暖房用温
水を得る場合、凝縮器の伝熱面積を無限大としても得ら
れる温水の出口温度TH2は45℃程度にしかならず、
暖房用に使用できないという欠点があった。そのため、
この場合も冷媒に水を用いると圧縮機吸い込み風量が膨
大になるという欠点があった。
【0006】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、混合冷媒を使用することにより、理論動力を増やす
ことなく標準の圧縮機および圧縮機を規定圧力以下で使
用することが可能なヒートポンプ装置を提供することを
目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項1に記載の発明は、入口温度TL1、出口温度T
L2のヒートソースで蒸発器を作動させ、入口温度TH
1,出口温度TH2のヒートシンクで凝縮器を作動さ
せ、冷媒として混合冷媒を用いたヒートポンプ装置にお
いて、混合冷媒がHFC134aと、該HFC134a
以外の1種類以上の塩素原子を含まない冷媒とよりなる
混合冷媒であり、蒸発器内圧力における混合冷媒の露点
と沸点との温度差ΔTLが(TL1−TL2)以下であ
り、且つ前記凝縮器内圧力における混合冷媒の露点と沸
点との温度差ΔTHが(TH2−TH1)以下であり、
且つ凝縮器および蒸発器が、対向流型熱交換器であるこ
とを特徴とする。
【0008】また、請求項2に記載の発明は請求項1に
記載のヒートポンプ装置において、HFC134a以外
の1種以上のHFCがHFC245faであることを特
徴とする。
【0009】また、請求項3に記載の発明は請求項1に
記載のヒートポンプ装置において、HFC134a以外
の1種以上のHFCがHFC245caであることを特
徴とする。
【0010】また、請求項4に記載の発明は請求項1に
記載のヒートポンプ装置において、HFC134a以外
の1種以上のHFCがHFC236eaであることを特
徴とする。
【0011】請求項5に記載の発明は、入口温度TL
1、出口温度TL2のヒートソースで蒸発器を作動さ
せ、入口温度TH1,出口温度TH2のヒートシンクで
凝縮器を作動させ、冷媒として混合冷媒を用いたヒート
ポンプ装置において、混合冷媒がHFC245faと、
該HFC245fa以外の1種類以上の塩素原子を含ま
ない冷媒とよりなる混合冷媒であり、蒸発器内圧力にお
ける混合冷媒の露点と沸点との温度差ΔTLが(TL1
−TL2)以下であり、且つ前記凝縮器内圧力における
混合冷媒の露点と沸点との温度差ΔTHが(TH2−T
H1)以下であることを特徴とする。
【0012】また、請求項6に記載の発明は請求項1に
記載のヒートポンプ装置において、前記HFC245f
a以外の1種以上のHFCがHFC245caであるこ
とを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例を図
面に基づいて説明する。図2は本発明のヒートポンプ装
置の概略構成を示す図である。同図において、1はヒー
トシンクで作動する凝縮器、2はヒートソースで作動す
る蒸発器、3は膨張装置、4は圧縮機である。これらの
機器は冷媒通路5で接続される。ヒートソースはその入
口温度TL1、出口温度TL2であり、ヒートシンクは
その入口温度TH1、出口温度TH2である。
【0014】図1は本発明に係るヒートポンプ装置の理
論動力説明図の一例である。横軸はエントロピー、縦軸
は絶対温度である。TL1はヒートソースの入口温度、
TL2は該ヒートソースの出口温度である。また、TH
1はヒートシンクの入口温度、TH2は該ヒートシンク
の出口温度である。本ヒートポンプは蒸発器2、凝縮器
1とも圧損がなく無限大の伝熱面積を有すると仮定する
と、蒸発器2の冷媒入口温度はヒートソース出口温度で
あるTL2と同じに、また、凝縮器1の冷媒入口温度は
ヒートシンク出口温度TH2と同じとなる。
【0015】請求項1に記載のヒートポンプ装置は、H
FC134aと、HFC134a以外の1種以上の塩素
原子を含まない冷媒であるHFC245fa、HFC2
45ca、HFC236ea等とよりなる混合冷媒が用
いられ、且つ、熱交換器である蒸発器1及び凝縮器2は
対向流型となっている。そして、本発明のヒートポンプ
装置では下記式を満足する混合冷媒が用いられる。蒸発
器1における混合冷媒の露点と沸点との温度差ΔTL、
凝縮器2における混合冷媒の露点と沸点との温度差ΔT
Hとした場合、 ΔTL≦(TL1−TL2) ΔTH≦(TH2−TH1)
【0016】なお、冷媒HFC245fa(R−245
fa)の化学式はCF3−CH2−CF2Hで表され、
1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパンの名称で
呼ばれる。また、HFC245ca(R−245ca)
の化学式はCF2H−CF2−CFH2で表され、1,
1,2,2,3−ペンタフルオロプロパンの名称で呼ば
れる。また、HFC236ea(R−236ea)の化
学式はCF3−CFH−CF2Hで表され、1,1,1,
2,3−シクロフルオロプロパンの名称で呼ばれる。
【0017】請求項5に記載のヒートポンプ装置は、H
FC245faと、HFC245fa以外の1種以上の
塩素原子を含まない冷媒であるHFC245ca等とよ
りなる混合冷媒が用いられている。そして、本発明のヒ
ートポンプ装置では下記式を満足する混合冷媒が用いら
れている。蒸発器1における混同冷媒の露点と沸点との
温度差ΔTL、凝縮器における混合冷媒の露点と沸点と
の温度差ΔTHとした場合、 ΔTL≦(TL1−TL2) ΔTH≦(TH2−TH1)
【0018】上記のように、蒸発器1における混合冷媒
の露点と沸点との温度差ΔTLが(TL1−TL2)以
下であり、且つ、凝縮器2における露点と沸点の温度差
ΔTHが(TH2−TH1)以下であるので、露点と沸
点との温度差が大きすぎることにより、図1のTL20
およびTH20のように蒸発器1の冷媒入口温度の低下
や凝縮器2の冷媒入口温度の上昇により、理論動力が増
えることがない。この場合の理論動力は面積(TL1・
TH20・TH1・TL20・TL1)となり、面積
(TE0・TH2・TC0・TL2・TE0)より大き
なる場合が多いが、本ヒートポンプ装置の理論動力は面
積(TE2・TH2・TC2・TL2・TE2)とな
り、小さくなる場合が多い。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、下
記の如く優れた効果を有するヒートポンプを提供でき
る。
【0020】(1)請求項1の発明のヒートポンプ装置
ではHFC134aに高沸点の冷媒を混ぜることによ
り、例えばヒートシンク出口温度TH2が80℃という
高温の場合でもHFC245faを混ぜることにより、
最高圧力を2.1MPa以下に抑えることができ、標準
のヒートポンプを使用することができる。
【0021】(2)請求項5の発明のヒートポンプ装置
ではHFC245faに高沸点の冷媒を混ぜることによ
り、ヒートシンク出口温度TH2が50℃という高温の
場合でも、例えばHFC245caを混ぜることによ
り、最高圧力を0.303MPa以下に抑えることがで
き、法規上の高圧ガスにならず、標準のターボ型ヒート
ポンプ装置を使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るヒートポンプ装置の理論動力の説
明図である。
【図2】本発明のヒートポンプ装置の概略構成を示す図
である。
【符号の説明】 1 凝縮器 2 蒸発器 3 膨張装置 4 圧縮機 5 冷媒通路

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入口温度TL1、出口温度TL2のヒー
    トソースで蒸発器を作動させ、入口温度TH1,出口温
    度TH2のヒートシンクで凝縮器を作動させ、冷媒とし
    て混合冷媒を用いたヒートポンプ装置において、 前記混合冷媒がHFC134aと、該HFC134a以
    外の1種類以上の塩素原子を含まない冷媒とよりなる混
    合冷媒であり、前記蒸発器内圧力における混合冷媒の露
    点と沸点との温度差ΔTLが(TL1−TL2)以下で
    あり、且つ前記凝縮器内圧力における混合冷媒の露点と
    沸点との温度差ΔTHが(TH2−TH1)以下であ
    り、且つ前記凝縮器および蒸発器が、対向流型熱交換器
    であることを特徴とするヒートポンプ装置。
  2. 【請求項2】 前記HFC134a以外の1種以上のH
    FCが、HFC245faであることを特徴とする請求
    項1に記載のヒートポンプ装置。
  3. 【請求項3】 前記HFC134a以外の1種以上のH
    FCが、HFC245caであることを特徴とする請求
    項1に記載のヒートポンプ装置。
  4. 【請求項4】 前記HFC134a以外の1種以上のH
    FCが、HFC236eaであることを特徴とする請求
    項1に記載のヒートポンプ装置。
  5. 【請求項5】 入口温度TL1、出口温度TL2のヒー
    トソースで蒸発器を作動させ、入口温度TH1,出口温
    度TH2のヒートシンクで凝縮器を作動させ、冷媒とし
    て混合冷媒を用いたヒートポンプ装置において、 前記混合冷媒がHFC245faと、該HFC245f
    a以外の1種類以上の塩素原子を含まない冷媒とよりな
    る混合冷媒であり、前記蒸発器内圧力における混合冷媒
    の露点と沸点との温度差ΔTLが(TL1−TL2)以
    下であり、且つ前記凝縮器内圧力における混合冷媒の露
    点と沸点との温度差ΔTHが(TH2−TH1)以下で
    あることを特徴とするヒートポンプ装置。
  6. 【請求項6】 前記HFC245fa以外の1種以上の
    HFCが、HFC245caであることを特徴とする請
    求項1に記載のヒートポンプ装置。
JP23467996A 1996-08-15 1996-08-15 ヒートポンプ装置 Pending JPH1062023A (ja)

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JP (1) JPH1062023A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013525720A (ja) * 2010-03-19 2013-06-20 アルケマ フランス 高温熱伝達用の冷媒

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013525720A (ja) * 2010-03-19 2013-06-20 アルケマ フランス 高温熱伝達用の冷媒

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