JPS61138060A - ヒ−トポンプ装置 - Google Patents
ヒ−トポンプ装置Info
- Publication number
- JPS61138060A JPS61138060A JP25921084A JP25921084A JPS61138060A JP S61138060 A JPS61138060 A JP S61138060A JP 25921084 A JP25921084 A JP 25921084A JP 25921084 A JP25921084 A JP 25921084A JP S61138060 A JPS61138060 A JP S61138060A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- condensing chamber
- compressor
- stage
- working medium
- stage compressor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/13—Economisers
Landscapes
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
- Central Heating Systems (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明はヒートポンプ装置に関する。
一般に工場の温排水などの低温熱源流体を利用して高温
熱水などの高温熱源流体を作り出すヒートポンプ装置が
知られている。特に電動機や熱機関で圧縮機を駆動する
圧縮式のヒートポンプ装置は投入エネルギの数倍もの熱
エネルギを利用できることから今日では広く利用されて
める。
熱水などの高温熱源流体を作り出すヒートポンプ装置が
知られている。特に電動機や熱機関で圧縮機を駆動する
圧縮式のヒートポンプ装置は投入エネルギの数倍もの熱
エネルギを利用できることから今日では広く利用されて
める。
しかしながら高温熱源流体が水などの顕熱性の。
流体である場合には性能向上に限界があった。これをｇ
２図に基づいて説明すると、この第２図は高温熱源流体
とヒートポンプの作動媒体との熱交換時の温度変化を示
しており、横軸に交換熱量。
２図に基づいて説明すると、この第２図は高温熱源流体
とヒートポンプの作動媒体との熱交換時の温度変化を示
しており、横軸に交換熱量。
縦軸に温［１＋をとっている。そして線分子ｃは作動媒
体の凝縮過程の温度、線分子Ａは高温熱源流体の温度変
化をそれぞれ示している。このように作動媒体は凝縮過
程では温度が変化しないのに対して顕熱性の高温熱源流
体は熱交換の過程で流れ方向に温度が上昇するので、第
２図の斜線部分が熱交換時の非可逆的なヱネルギ損失と
なり性能向上に限界を与えていた。
体の凝縮過程の温度、線分子Ａは高温熱源流体の温度変
化をそれぞれ示している。このように作動媒体は凝縮過
程では温度が変化しないのに対して顕熱性の高温熱源流
体は熱交換の過程で流れ方向に温度が上昇するので、第
２図の斜線部分が熱交換時の非可逆的なヱネルギ損失と
なり性能向上に限界を与えていた。
本発明は上記の問題点に鑑みて創案されたもので１作動
媒体と高温熱源流体との間の熱交換時における非可逆的
な工坏ルギ損失を減少させ性能を飛躍的に向上させるこ
とのできるヒートポンプ装置の提供を目的としている。
媒体と高温熱源流体との間の熱交換時における非可逆的
な工坏ルギ損失を減少させ性能を飛躍的に向上させるこ
とのできるヒートポンプ装置の提供を目的としている。
本発明は圧縮機全複数段に分割し、凝縮器を複数の凝縮
室に分割し、第１段圧縮機は蒸発器からの作動媒体の蒸
気を吸込みこれを圧縮したのち第１凝縮室に流入させ、
第２段圧縮（幾は第１凝縮室内の蒸気を圧縮したのち第
２凝縮室に流入させ、第３段以降は同様の作用を行ない
、最終段（莫ｎ段）の圧縮機は最終段よりひとつ前の段
の〔第（ｎ−・１）段〕凝縮室内の蒸気を圧縮したのち
最終（第ｎ段）の凝縮室に流入させるよう構成したこと
を特徴とし念ヒートボ／プ装置である。
室に分割し、第１段圧縮機は蒸発器からの作動媒体の蒸
気を吸込みこれを圧縮したのち第１凝縮室に流入させ、
第２段圧縮（幾は第１凝縮室内の蒸気を圧縮したのち第
２凝縮室に流入させ、第３段以降は同様の作用を行ない
、最終段（莫ｎ段）の圧縮機は最終段よりひとつ前の段
の〔第（ｎ−・１）段〕凝縮室内の蒸気を圧縮したのち
最終（第ｎ段）の凝縮室に流入させるよう構成したこと
を特徴とし念ヒートボ／プ装置である。
本発明によれば王カレベルの異なる作動媒体を環数の凝
縮室に各別に作用させることができるので、＃！縮過ａ
において熱交換時における作動媒体の温度を高温熱源流
体の温度変化に溢うように変化させることが可能になる
。この几め非可逆的なエネルギ損失を減少させることが
でき、性能の飛躍的向上を図ることができる。
縮室に各別に作用させることができるので、＃！縮過ａ
において熱交換時における作動媒体の温度を高温熱源流
体の温度変化に溢うように変化させることが可能になる
。この几め非可逆的なエネルギ損失を減少させることが
でき、性能の飛躍的向上を図ることができる。
以下本発明の実施例を第１図に基づいて説明する。第１
図はヒートポンプ装置の構成を示し、圧縮機（１）、Ｉ
ｉｌ縮器（２）、膨脹機構（３）、蒸発器（４）を有し
ている。前記圧縮機（１）は電動機（５）によって駆動
され、内部に封入された作動媒体の蒸気を圧縮し、前記
凝縮器（２）はここで圧縮されｔ蒸気ｔ−凝縮し、前記
膨脹機構（３）はこの凝縮液を低圧まで膨脹させ、前記
蒸発器（４）はこの作動媒体を蒸発させるように構成さ
れている。前記凝縮器（２）はその内部が複数（第１図
では２枚）の仕切板（６）で区画され、複数（第１図で
は３室）の凝縮室として第１凝縮室（７ａ）、第２＃縮
室（７ｂ）、第３凝縮室（７Ｃ）を有している。この第
１凝縮室（７ａ）乃至第３凝縮室（７Ｃ）は高温熱源流
体（Ａ）の流れ方向に配置されている。
図はヒートポンプ装置の構成を示し、圧縮機（１）、Ｉ
ｉｌ縮器（２）、膨脹機構（３）、蒸発器（４）を有し
ている。前記圧縮機（１）は電動機（５）によって駆動
され、内部に封入された作動媒体の蒸気を圧縮し、前記
凝縮器（２）はここで圧縮されｔ蒸気ｔ−凝縮し、前記
膨脹機構（３）はこの凝縮液を低圧まで膨脹させ、前記
蒸発器（４）はこの作動媒体を蒸発させるように構成さ
れている。前記凝縮器（２）はその内部が複数（第１図
では２枚）の仕切板（６）で区画され、複数（第１図で
は３室）の凝縮室として第１凝縮室（７ａ）、第２＃縮
室（７ｂ）、第３凝縮室（７Ｃ）を有している。この第
１凝縮室（７ａ）乃至第３凝縮室（７Ｃ）は高温熱源流
体（Ａ）の流れ方向に配置されている。
一方、前記圧縮機（１）は複数段（第１図では３段）に
分割されており、第１段圧縮機（８ａ）、第２段圧縮機
（８ｂ）、第３段圧縮・磯（８ｃ）から成り、各段に個
別の吸込ボート（９ａ、９ｂ、９ｃ）と吐出ボート（１
０ａ、１０ｂ、１０ｃ） ｔ−有している。
分割されており、第１段圧縮機（８ａ）、第２段圧縮機
（８ｂ）、第３段圧縮・磯（８ｃ）から成り、各段に個
別の吸込ボート（９ａ、９ｂ、９ｃ）と吐出ボート（１
０ａ、１０ｂ、１０ｃ） ｔ−有している。
ｔｅ、前記凝縮器（２）ノ各凝縮室（７ａ、７ｂ、７＋
、）はそれぞれの凝縮液排出口（ｌｌａ 、 ｌｌｂ’
、 ｌｌｃ ）と蒸気流入口（１２ａ 、 １２ｂ 、
１２ｃ ）の他に最終凝縮室（第１図では第３凝縮室
（７ｃ）ｔ−除いてはそれぞれの蒸気抽出口（１３ａ
、 １３ｂ ）を有している。そして蒸発器（４）に設
けられ比蒸発蒸気排出口（１４）は第１段圧縮機の吸込
ボート（９ａ）に、第１段圧縮機の吐出ボート（１０ａ
）は第１凝縮室の蒸気流入口（１２ａ）に、第１＃縮室
の蒸気抽出口（１３ａ）は第２段圧縮機の吸込ボート（
９ｂ）に、第２段圧縮機の吐出ポニト（１０ｂ）は第２
凝縮室の蒸気流入口（１２ｂ）に、＠２凝縮室の蒸気抽
出口（１３ｂ）は第３段圧縮機の吸込ボート（９ｃ）に
、第３段圧縮機の吐出ボート（１０ｃ）は第３凝縮室の
蒸気流入口（１２Ｃ） Ｋそれぞれ接続されている。
、）はそれぞれの凝縮液排出口（ｌｌａ 、 ｌｌｂ’
、 ｌｌｃ ）と蒸気流入口（１２ａ 、 １２ｂ 、
１２ｃ ）の他に最終凝縮室（第１図では第３凝縮室
（７ｃ）ｔ−除いてはそれぞれの蒸気抽出口（１３ａ
、 １３ｂ ）を有している。そして蒸発器（４）に設
けられ比蒸発蒸気排出口（１４）は第１段圧縮機の吸込
ボート（９ａ）に、第１段圧縮機の吐出ボート（１０ａ
）は第１凝縮室の蒸気流入口（１２ａ）に、第１＃縮室
の蒸気抽出口（１３ａ）は第２段圧縮機の吸込ボート（
９ｂ）に、第２段圧縮機の吐出ポニト（１０ｂ）は第２
凝縮室の蒸気流入口（１２ｂ）に、＠２凝縮室の蒸気抽
出口（１３ｂ）は第３段圧縮機の吸込ボート（９ｃ）に
、第３段圧縮機の吐出ボート（１０ｃ）は第３凝縮室の
蒸気流入口（１２Ｃ） Ｋそれぞれ接続されている。
各凝縮液排出口（ｌｌａ、ｌｌｂ、ｌｌｃ ）はそれぞ
れの膨脹機構（１４ａ 、 １４ｂ 、 １４ｃ ）を
介してｎ紀蒸発器（４）に接続されている。この蒸発器
（４）には低温熱源流体（Ｂ）が流れている。
れの膨脹機構（１４ａ 、 １４ｂ 、 １４ｃ ）を
介してｎ紀蒸発器（４）に接続されている。この蒸発器
（４）には低温熱源流体（Ｂ）が流れている。
次に上記実施例の作用について説明する。蒸発器（４）
で低温熱源流体（Ｂ）から熱を与えられて蒸発しｔ作動
媒体の蒸気は第１段圧縮機（８ａ）で圧縮されて、第１
＃ｌ縮室（７ａ）に流入してここで凝縮されると同時に
、蒸気の一部は蒸気抽出口（１３ａ）より第２段圧縮機
（８ｂ）に吸込まれ、ここで再圧縮され念後、第２凝縮
室（７ｂ）に流入する。ここでも蒸気の一部が蒸気抽出
口（１３ｂ）から第３段圧縮機（８ｃ）に吸込まれ、こ
こで再圧縮された後。
で低温熱源流体（Ｂ）から熱を与えられて蒸発しｔ作動
媒体の蒸気は第１段圧縮機（８ａ）で圧縮されて、第１
＃ｌ縮室（７ａ）に流入してここで凝縮されると同時に
、蒸気の一部は蒸気抽出口（１３ａ）より第２段圧縮機
（８ｂ）に吸込まれ、ここで再圧縮され念後、第２凝縮
室（７ｂ）に流入する。ここでも蒸気の一部が蒸気抽出
口（１３ｂ）から第３段圧縮機（８ｃ）に吸込まれ、こ
こで再圧縮された後。
第３凝縮室（７ｃ）に流入してここですべて凝縮される
。各凝縮室（７ａ 、 ７ｂ 、 ７ｃ ）で凝縮した
凝縮液は各膨脹機構（１４ａ、 １４ｂ、 １４ｃ ）
を経て蒸発器（４）に流入する。
。各凝縮室（７ａ 、 ７ｂ 、 ７ｃ ）で凝縮した
凝縮液は各膨脹機構（１４ａ、 １４ｂ、 １４ｃ ）
を経て蒸発器（４）に流入する。
以上の説明から明らかなように、各凝縮室（７ａ。
７ｂ、７ｃ）内の圧力（Ｐｃ１． Ｐｃｚ 、 Ｐｃｓ
）はＰｃ１（ＰＣ２〈ＰＣ３と順次高くなり、このた
め各凝縮室内の温度も第３図の線分（Ｔｅｌ、Ｔｃ２．
Ｔｃ３ ）’ｔ’示すように順次高くなる。一方、凝縮
器（２）内を矢印人で示されるように第１凝縮室（７ａ
）側から第３４縮室（７Ｃ）側に流れる高温熱源流体は
第３図の線分（ＴＡ）で示されるように温度変化し、こ
の高温熱源流体の温度変化ＴＡに対して作動媒体の温度
がこれに溢って段階的に高くなっているので、両者の熱
交換時における第３図斜線で示される非可逆的なエネル
ギ損失が第２図に示される従来例に比較して著るしく減
少している。
）はＰｃ１（ＰＣ２〈ＰＣ３と順次高くなり、このた
め各凝縮室内の温度も第３図の線分（Ｔｅｌ、Ｔｃ２．
Ｔｃ３ ）’ｔ’示すように順次高くなる。一方、凝縮
器（２）内を矢印人で示されるように第１凝縮室（７ａ
）側から第３４縮室（７Ｃ）側に流れる高温熱源流体は
第３図の線分（ＴＡ）で示されるように温度変化し、こ
の高温熱源流体の温度変化ＴＡに対して作動媒体の温度
がこれに溢って段階的に高くなっているので、両者の熱
交換時における第３図斜線で示される非可逆的なエネル
ギ損失が第２図に示される従来例に比較して著るしく減
少している。
本発明ではさらにもうひとつの効果があり、これ全第４
図に基づいて説明する。第４図は第１図のサイクルをモ
リエル線図（圧力／エンタルピ線図）上に表示したもの
である。蒸発器から吸込んだ蒸気（第４図の点Ｐ）を１
段の圧縮で凝縮温度ＴＣａを得ようとすると一般に用い
られるフロン系冷媒（たとえば几１２）では圧縮機の出
口では大きなスーパーヒートを持っｔ蒸気（第４図の点
孔）になり、圧縮機の効率低下や寿命短縮をもたらす。
図に基づいて説明する。第４図は第１図のサイクルをモ
リエル線図（圧力／エンタルピ線図）上に表示したもの
である。蒸発器から吸込んだ蒸気（第４図の点Ｐ）を１
段の圧縮で凝縮温度ＴＣａを得ようとすると一般に用い
られるフロン系冷媒（たとえば几１２）では圧縮機の出
口では大きなスーパーヒートを持っｔ蒸気（第４図の点
孔）になり、圧縮機の効率低下や寿命短縮をもたらす。
ところが本発明では凝縮器１１ＴＣＩに相当する圧力（
第４図の点Ｑ）まで第１段圧縮機で圧縮して第１凝縮室
に導き、ここで飽和蒸気にしたのち第２段圧縮機に吸込
ませるので圧縮機での最高温度を１段圧縮に比べて著る
しく低下させることができる効果を発揮する。
第４図の点Ｑ）まで第１段圧縮機で圧縮して第１凝縮室
に導き、ここで飽和蒸気にしたのち第２段圧縮機に吸込
ませるので圧縮機での最高温度を１段圧縮に比べて著る
しく低下させることができる効果を発揮する。
なお本発明は上記実施例に限定されるものではない、た
とえば複数の凝縮室は仕切板（６）で仕切れるものに限
らず、独立しｔ複数の凝縮器を高温熱源流体の流れ方向
にシリーズに配置しても良い。
とえば複数の凝縮室は仕切板（６）で仕切れるものに限
らず、独立しｔ複数の凝縮器を高温熱源流体の流れ方向
にシリーズに配置しても良い。
まｔ、圧縮機もひとつの電動機で駆動される同軸型に限
らず、複数の独立し比圧縮機としても良い。
らず、複数の独立し比圧縮機としても良い。
さらにこの発明を冷凍機に応用することもできる。
第１図は本発明の実施例を示す図、第２図は従来例に係
わる作用説明図、第３図は本発明に係わる作用説明図、
ｗＩＪ４図は本発明に係わる他の作用説明図である。 １・・・圧縮機、２・・・凝縮器、３・・・膨脹機構、
４・・・蒸発器、７ａ・・・第１凝縮室、７ｂ・・・第
２＃縮室。 ７Ｃ・・・第３＃縮室、８ａ・・・第１段圧縮機、 ８
ｂ・・・第２段圧縮機、８Ｃ・・・第３段圧縮機、Ａ・
・・高温熱源流体（出力流体）、Ｂ・・・低温熱源流体
。。 代理人弁理士 則近憲佑 （ほか１名）第 １ 図 １ｑ呑
わる作用説明図、第３図は本発明に係わる作用説明図、
ｗＩＪ４図は本発明に係わる他の作用説明図である。 １・・・圧縮機、２・・・凝縮器、３・・・膨脹機構、
４・・・蒸発器、７ａ・・・第１凝縮室、７ｂ・・・第
２＃縮室。 ７Ｃ・・・第３＃縮室、８ａ・・・第１段圧縮機、 ８
ｂ・・・第２段圧縮機、８Ｃ・・・第３段圧縮機、Ａ・
・・高温熱源流体（出力流体）、Ｂ・・・低温熱源流体
。。 代理人弁理士 則近憲佑 （ほか１名）第 １ 図 １ｑ呑
Claims (1)
- 内部に封入された作動媒体を圧縮する圧縮機と、作動媒
体を凝縮する凝縮器と、作動媒体を膨脹させる膨脹機構
と作動媒体を蒸発させる蒸発器とを備えたヒートポンプ
装置において、前記圧縮機を複数段の圧縮機から構成し
、前記凝縮機を複数の凝縮室に分割し、前記蒸発器から
の作動媒体の蒸気を第１段圧縮機が吸込みこれを圧縮し
たのち第１凝縮室に流入させ、第２段圧縮機は第１凝縮
室内の蒸気を圧縮したのち第２凝縮室に流入させ、第３
段圧縮機以降は同様の作用を行ない、最終段の圧縮機は
最終段よりひとつ前の凝縮室内の蒸気を圧縮したのち最
終段の凝縮室に流入させるよう構成したことを特徴とし
たヒートポンプ装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25921084A JPS61138060A (ja) | 1984-12-10 | 1984-12-10 | ヒ−トポンプ装置 |
| EP85110544A EP0179225B1 (en) | 1984-09-19 | 1985-08-22 | Heat pump system |
| DE8585110544T DE3565718D1 (en) | 1984-09-19 | 1985-08-22 | Heat pump system |
| US07/057,701 US4777805A (en) | 1984-09-19 | 1987-06-01 | Heat pump system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25921084A JPS61138060A (ja) | 1984-12-10 | 1984-12-10 | ヒ−トポンプ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61138060A true JPS61138060A (ja) | 1986-06-25 |
Family
ID=17330919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25921084A Pending JPS61138060A (ja) | 1984-09-19 | 1984-12-10 | ヒ−トポンプ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61138060A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009236328A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-15 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 産業用乾燥システム |
-
1984
- 1984-12-10 JP JP25921084A patent/JPS61138060A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009236328A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-15 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 産業用乾燥システム |
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