JPS60238650A - ヒ−トポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、圧縮機の消費電力を節減できるようにしたヒ
ートポンプに関する。

なお、本明細書において「ヒートポンプ」とけ、温流体
を製造する狭義のヒートポンプのみならず、冷流体を製
造する冷凍機も含む広義のヒートポンプをいう。

（従来の技術） 近年、冷凍装置の一つである濡水製造を目的としたヒー
トポンプにおいて、第３図に示すように、複数の凝縮器
及び複数個又は複数段の圧縮機を有し、それぞれの凝縮
器とそれに対応する圧縮機とを連通させ、各吐出冷媒ガ
スを別々に凝縮器に導入するように構成した省エネルギ
型のヒートポンプが注目されている。第３図のフローシ
ートによって、仁のヒートポンプについて説明する。

蒸発器／内の液冷媒は、配管λにより送り込まれる熱源
水により加熱されて蒸発し、吸込管３を経て第１段圧縮
機グに吸込まれる。該圧縮機ｔにより圧縮された冷媒ガ
スは、そのうち例えば約１・猛は、吐出管ｊより凝縮器
乙に吐出され、残りのとは、分岐７を経て、第λ段圧縮
機ざに吸込まれる。

同様に、第λ段圧縮機ざの吐出ガスの例えば約４は凝縮
器りに吐出され、残りのイは第３段圧縮機１０に吸込ま
れ、圧縮されて、凝縮器ｌ／に吐出される。

これらの各凝縮器の冷却は、被加熱流体としての負荷流
体により行われ、該負荷流体は、ポンプ／２により、こ
れら三つの凝縮器を直列状に順に貫流する間に加熱され
る。圧力の異なる複数個の凝縮器ｔ、り、／ｌを有する
このシステムは、通常出入口温度差の大きい負荷流体が
適用され、例えば、負荷流体人口／３より約３！℃の温
水が各凝縮器ｔ、り、／／で／ｊｔ℃ずつ加熱され、負
荷流体出口／グでは約１０℃になって負荷に供される。

一部、冷媒ガスは、凝縮器／／、？、乙において凝縮し
、配管／！、／ｌ、／７を経て減圧装置／ｒで減圧され
、蒸発器／に戻る。このシステムは、各凝縮器が要求す
る凝縮温度を、「各凝縮器を通過する温水の出口温庶子
適当な温度差」に留めることができるので、凝縮器が７
個である従来のものに比べて所要動力が少なくてよく、
省エネルギとなる。

ところが、上記したこのシステム内に空気等の不凝縮ガ
スが混入した場合、この不凝縮ガスは、運転中、各凝縮
器６．り、／／に滞留してしまい、凝縮器内の伝熱性能
が悪くなるので、一般の冷凍機と同様に、このシステム
でもパージ（空気抜き）システムが必要となる。従来の
ノξ−ジシステムを。

第３図を用いて説明すると、凝縮器６．り、／／に滞留
した不凝縮ガスを含む冷媒ガスは、それぞれ配管ｌり、
、２ｏ、−１，ｉを経て抽気回収装置、２．２に送られ
る。抽気回収装置の構造には種々のものがあるが、何れ
も抽気回収装置、２２内にて冷媒ガスは凝縮し、液とな
って配管２３を経て蒸発器ｌに至り、−万、空気等の不
凝縮ガスは、例えば油気回収装置内圧力上昇の検知によ
る電磁弁動作等によシ配管、２グよシ外気に放出される
。

（発明が解決しようとする問題点ン しかしながら、上記した従来の）ぐ−ジシステムには、
次のような大きな欠点がある。

すなわち、凝縮器ＩＩ、９．６内の圧力がそれぞれ異な
るだめ、これらの凝縮器から一部にパーツを行なうのは
困雛で、そのため、第３図に示すように、各配管／り９
．２θ１．２／の途中に設けられた？ド磁弁２Ｊ′によ
シ開閉制御を行なって、一つずつ）順次ノξ−・りを行
なう必要があり、操作が繁雛である。

本発明は、上記の欠点を除去することができ５、ｏ−ジ
システムを簡単な構造にすることにある。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明は、ヒートポンプサイクルの一部を構成する複数
個の凝縮器間を、ガス相域において配管によって連通さ
せ、最低圧力側の凝縮器を抽気回収装置に配管によって
連通させたことを特徴としている。

（作用） 本と１−明り−１１、上自己のように各凝縮器間をガス
相域において連、ｉｎさせる通路を設けているので、と
のヒートポンプシステム内に空気等の不凝縮ガスがぐ１
２′、人しだ場合、運転中、凝縮器内に滞留するこの不
）フ！：縮ガスに１、高圧側の凝縮器から、低圧側の凝
縮器へ！ｌｌｔ’ｊ次送られ、システム内の不凝縮ガス
は、すべて最も低圧側の凝縮器のみに滞留すること）に
なる。

そしてこの最低圧側の凝縮器に滞留した不凝縮ガスｄ１
該凝縮器と抽気回収装置を通路によって連通することに
工す、抽気回収装置に送り込まれ、ここでノξ−ジが簡
単に行われる。

（実施例） 以丁に、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第７図は、本発明のヒートポンプの一実施例を示すフロ
ーシートであって、そのヒートポンプサイクルは基本的
には前記第３図のものと同様であるが、本実施例では、
特に、各凝縮器間すなわち。

／／とり聞及びりと２間を、ガス相域において配管、２
乙及び２７によってそれぞれ連通させ、最も圧力の低い
凝縮器ｔを、配管／りによシ抽気回収装置コニと連通さ
せている・。

作動に当り、空気等の不凝縮ガスは、すべて凝縮器６．
り、／／に滞留するが、凝縮器／／と凝縮器りでは凝縮
器／ｌの方が圧力が高いので、凝縮器／／に滞った不凝
縮ガスは、配管２乙を経て凝縮器りに送られる。同様に
、凝縮器２と凝縮器６でけ凝尉ｊ器りの方が圧力が高い
ので、凝縮器りに滞った不凝縮ガスは、配管、２７を経
て凝縮器ｔへ送られる。このようにして、システム内の
不凝縮ガスは、すべて圧力の最も低い凝縮器Ａのみに滞
留することになる。

そ−して該凝縮器ｔに滞留した不凝縮ガスは、７本の配
管／りを経て抽気回収装置２．２に送られ、ｊ′ｉｉｌ
　閉絡３図の場合と同様に、ここで凝縮できるものは凝
縮し、液となって配管２３を経て蒸発器／に至り、−万
、空気等の不凝縮ガスは、配管２グより外気に放出され
る。

この実施例によれば、各凝縮器間をガス相域において配
管２ｔ、、２７により連通させ、不凝縮ガスを最低圧側
の凝縮器に集めてからパージを行うようにしているので
、ノξ−ジが簡単に行なわれ、第３図に示す従来のもの
における、各凝縮器と抽気回収装置をそれぞれ連通する
配管上に設けられた各電磁弁、２よの制御が不用になり
、構造が極めてシンプルとなる。

第２図は、上記実施例のヒートポンプの作動媒体として
非共沸混合冷媒（沸点の異なる混合冷媒）を使用する場
合のフローシートであって、各Ｒ給温２．り、／／は向
流形になっており、各凝縮器／／、り、ｔを連通する配
管、２７．．２７ば、例えば図示するように、取出口は
凝縮器の下流側（図の右側）に、まだ取入口は凝縮器の
中間付近に分流してそれぞれ設けられている。

従来のものであれば、各凝縮器６．り、／／ば、上記の
ように向流型になっていて、凝縮器出口側（図の右側ン
では冷媒ガスの流速が遅くなり伝熱性能が悪く々るが、
この実施例によれば、上記のように構成（配管）されて
いるので、凝縮器内の冷媒ガスの流速が速くなシ、不凝
縮ガスや凝縮しにくい冷媒等の滞留を防ぐことができ、
伝熱性能を向上させることもできる。

１なお、前記第１実施例において、各凝縮器を連通させ
る配管は２乙と、２７の２本のみであるが、本発明は、
これらの配管をそれぞれ複数本にする（−と、寸た１１
ン’＋’、：ｎ　ＩＬ力のｌ′１、□給温／／と最低圧
力の凝縮器６とを配管で連通させる場合を含むことは勿
論であり、また、凝縮器の個数も、実施例に示された３
個に限らず、２個以上の複数の場合にすべて適用できる
ことは勿論であり、その特徴とする点は変わら々い。

寸だ、配管２乙や、２７の中を流れるガスを、圧縮機を
駆動するだめの電動機の冷却や圧縮機内の油の冷却等に
利用することも可能である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、ヒートボンプザ
イクルの一部を構成する複数個の凝縮器間をガス相域に
おいて配管により連通させ、不凝縮ガスをｈ（低圧側の
凝縮器に集めてからパージを行うように構成しているの
で、）ξ−ジが簡単に行なわれ、かつエネルギ損失も小
さくすることができる。

さらに、作動媒体として非共沸混合冷媒を用いる場合は
ｓ　Ｍ８１１ｆｆｌｉ器での不凝縮ガス等の滞留が防止
され、伝熱性能が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すヒートポンプのフロー
シート、第２図は作動媒体として非共沸混合冷媒を使用
する第１図と同様の要部のフローシート、第３図は先に
開発した従来の省エネルギ型ヒートポンプのフローシー
トである。 ／・・・蒸発器、ゲ、♂、１０・・・圧縮機、乙、り。 ／／・・・凝縮器、／♂・・・減圧装置１．２２・・・
抽気回収装置、／り、、２４．−！７・・・配管。 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／　複数の凝縮器、及び複数個又は複数段の圧縮機を有
   し、それぞれの凝縮器とそれに対応する圧縮機とを連通
   させ、各圧力段の吐出冷媒ガスを別々に凝縮器に導入す
   るように構成したヒートポンプにおいて、各凝縮器間を
   ガス相域において連通させる通路を設け、最低圧側の凝
   縮器を抽気回収装置に連通させたことを特徴とするヒー
   トポンプ。 ２　上記ヒートポンプの作動媒体として、非共沸混合冷
   媒を使用した特許請求の範囲第１項記載のヒートポンプ
   。