JPS61190249A - ヒ−トポンプ装置 - Google Patents

ヒ−トポンプ装置

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JPS61190249A
JPS61190249A JP2846485A JP2846485A JPS61190249A JP S61190249 A JPS61190249 A JP S61190249A JP 2846485 A JP2846485 A JP 2846485A JP 2846485 A JP2846485 A JP 2846485A JP S61190249 A JPS61190249 A JP S61190249A
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JP
Japan
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heat exchanger
air
refrigerant
condenser
auxiliary heat
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Pending
Application number
JP2846485A
Other languages
English (en)
Inventor
高田 秋一
小川 康夫
伸治 野路
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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Publication date
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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ビル内、建屋内などの空調負荷空間における
空気の温度を、冷房、暖房或いは冷暖房を行って調節す
るヒートポンプ装置に関するものである。
なお、本明細書において「ヒートポンプ」とは、低温部
から熱を汲み上げるもののほか、冷凍装置、冷房装置の
如く高温部から熱を取り去るものも含むものとする。
〔従来技術〕
ビルや建屋内の冷房、暖房に、省エネルギの観点よりヒ
ートポンプが多く用いられるようになって来ている。
従来のヒートポンプの一例を第13図により説明する。
暖房時において、蒸発器1では、液冷媒は、熱源流体通
路2より送られてくる熱源流体により加熱され蒸発し、
ガスとなって冷媒通路3を通って圧縮機4に入る。圧縮
機4で圧縮された冷媒ガスは冷媒通路5を通って凝縮器
6に至り、負荷流体通路7より送られてくる暖房負荷流
体によって冷却凝縮して液となる。この液冷媒は、冷媒
通路8を通って減圧装置9で減圧され、冷媒通路10を
通って蒸発器1に戻る。
このヒートポンプサイクルを用いたヒートポンプ装置と
しての暖房システム例について第14図を用いて説明す
る。図中11はビル等の暖房負荷空間を表す。負荷空間
11からの排気は、ダクト12を通って、一部はダクト
13を通って外気に排出され、残りはダクト14を通っ
て循環する。このダクト14から送られる循環空気とダ
クト15から送られる循環空気より低温の新鮮外気との
混合空気は、ヒートポンプ18より送られる熱により熱
交換器17で暖められ、ダクト16を通って負荷に供さ
れる。
このヒートポンプ18の暖房時の成績係数Ehを図を用
いて説明する。
第15図はこのヒートポンプサイクルをモリエル線図に
示したもので98は所要動力、qcは冷房能力、q、は
暖房能力を表す。この場合の暖房時の成績係数は、 εh=qh/qw となる。
以上のことは冷房時についても同様に説明され、冷房時
の成績係数は、 ε、=qc/qw となる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、このような暖房及び冷房システムでは排
出空気及び取入れ新鮮空気によって熱損失が大きいとい
う欠点があり、ヒートポンプの省エネルギ性が生かされ
ていない、という問題点があった・ 本発明は上記の如き従来のものの問題点を解決し、排出
空気又は取入れ新鮮空気による熱の損失を避けることが
でき効率の高いヒートポンプ装置を提供することを目的
とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、上記の問題点を解決するだめの手段として、
圧縮機、凝縮器、蒸発器、減圧装置及びこれらの機器を
接続する冷媒経路を備え、空調負荷空間の空気の温度調
節を行うヒートポンプ装置において、前記凝縮器と前記
減圧装置との間の冷媒経路、及び/又は、前記圧縮機の
吸込側の冷媒経路に補助熱交換器を設け、該補助熱交換
器において、前記空調負荷空間に外気側から流入する取
入れ新鮮空気、及び/又は、外気側へ排出される排出空
気にて直接又は間接に冷媒を過冷却、及び/又は、過熱
するようにしたことを特徴とするヒートポンプ装置を提
供せんとするものである。
即ち、暖房時には低温の取り入れ新鮮空気を利用して過
冷却を行い、或いは高温の排出空気を利用して過熱を行
い、冷房時には低温の排出空気を利用して過冷却を行い
、或いは高温の取り入れ新鮮空気を利用して過熱を行う
ようにしたものである。
〔実施例〕
本発明を実施例につき図面を用いて説明すれば、第1図
は、暖房時に補助熱交換器として取入れ新鮮空気によっ
て冷却される過冷却器を有するヒートポンプの系統図で
ある。冷媒の流れを図と共に説明すれば、蒸発器1−冷
媒通路3→圧縮m4−冷媒通路5−凝縮器6までは第1
3図と同様である。凝縮器6で凝縮した液冷媒は冷媒通
路8を通って補助熱交換器19に至る。補助熱交換器1
9は暖房負荷空間11に新鮮外気を取入れるためのダク
ト15内にあり、冷媒は取入れ新鮮空気により過冷却さ
れ、減圧装置9で減圧され、冷媒通路10を通って蒸発
器1に戻る。
このヒートポンプをヒートポンプ装置として暖房システ
ムに用いた例を第2回を用いて説明すれば、第2図中1
1はビル等の暖房負荷空間を表す。
負荷空間11からの排気はダクト12を通って、一部は
ダクト13を通って外気に排出され、残りはダクト14
を通って循環している。一方、ダクト15から取入れら
れる循環空気より低温の新鮮外気はヒートポンプ18の
補助熱交換器19によって暖められ、前記ダクト14か
らの循環空気と混合してダクト16に至りピー1−ポン
プ18より送られる熱により熱交換器17で暖められダ
クト16を通って負荷に供される。
このように補助熱交換器19を用いることによって冷媒
を外気温近くまで過冷却できるので、第3図に示すよう
にピー1−ポンプの暖房時の成績係数は εh = (qh +Δqh ) /qwとなり、第1
3図〜第15図で示した暖房システムのヒートポンプの
成績係数よりよくなり、省エネルギ性が向上した。
次に冷房システムの実施例について、第4図〜第6図を
用いて説明する。第4図は冷房時に補助熱交換器20と
して排出空気によって冷却される過冷却器を有するヒー
トポンプの系統図である。
冷媒の流れを図と共に説明すれば、蒸発器1にて液冷媒
は負荷流体通路2より送られてくる冷房負荷流体により
加熱、蒸発し、冷媒ガスとなって圧縮機4に至る。圧縮
機4で圧縮された冷媒ガスは、冷媒通路5を通って凝縮
器6に至り、排熱源流体通路7より送られてくる排熱源
流体によって冷却され、凝縮して液となる。この液冷媒
は、冷媒通路8を通って補助熱交換器20に至る。補助
熱交換器20は冷房負荷空間11の排出空気を取り出す
ためのダクト13内にあり、液冷媒は排出空気により過
冷却され、減圧装置9で減圧され、冷媒通路10を通っ
て蒸発器1に戻る。
このヒートポンプをヒートポンプ装置として冷房システ
ムに用いた例を第5図を用いて説明すれば第5図中11
はビル等の冷房負荷空間を表す。
負荷空間で汚れた空気はダクト12を通って、一部はダ
クト13を通って外気に排出され、残りはダクト14を
通って循環している。この際ダクト13からの排気は外
気よりも温度が低いのでダクト13内に設けられた補助
熱交換器20によって加熱される。一方、ダクト15か
ら取入れられる循環空気より高温の新鮮外気は前記ダク
ト14からの循環空気と混合してダクト16に至り、ヒ
ートポンプ18より送られる冷房負荷流体により熱交換
器17で冷やされダクト16を通って負荷にイ共される
このように補助熱交換器20を用いることによって冷媒
を室温近くまで過冷却できるので、第6図に示すように
ヒートポンプの冷房時の成績係数は εゎ − (qc +△qc  )/q。
となり、従来の冷房システムより省エネルギ性が向上し
た。
負荷側の熱交換器17を、暖房時には第1図の負荷流体
通路7に接続し、冷房時は第4図の熱源流体通路2に接
続するよう切替え、かつ同時に補助熱交換器19と20
とを切替えるようにすれば、冷暖房兼用機に適用するこ
とができる。
以上の説明はヒートポンプの補助熱交換器として暖房m
yには取入れ新鮮空気によって冷却される過冷却器であ
り、冷房時には、排気によって冷却される過冷却器であ
る場合について述べた。
むろん、ヒートポンプの補助熱交換器として、暖房時に
は排気によって加熱される過熱器であり、冷房時には取
入れ空気によって加熱される過熱器である場合について
も同様の効果がある。
このことから上記2つの補助熱交換器を有する場合にも
っとも省エネルギ性が向上するので、以下に二つの補助
熱交換器を有するヒートポンプを用いたヒートポンプ装
置としての暖房システムについて第7図〜第9図を用い
て説明する。第7図は暖房時のヒートポンプの系統図で
ある。
冷媒の流れを図と共に説明すれば、蒸発器1では液冷媒
は熱源流体通路2より送られてくる熱源流体により、加
熱蒸発し、ガスとなって冷媒通路3を通って、第二の補
助熱交換器20に至る。第二の補助熱交換器20は暖房
負荷空間11の空気の排出ダクト13内にあり、冷媒ガ
スは排出空気により過熱されて圧縮機4に至る。圧縮機
4で圧縮された冷媒ガスは冷媒通路5を通って凝縮器6
に至り負荷流体通路7より送られてくる暖房負荷流体に
よって冷却凝縮して液となる。この液冷媒は冷媒通路8
を通って第一の補助熱交換器19に至る。第一の補助熱
交換器19は暖房負荷空間11の新鮮外気を取入れるた
めのダクト15内にあり、冷媒は、取入れ新鮮空気によ
り過冷却され、減圧装置9で減圧され、冷媒通路10を
通って蒸発器1に戻る。
このヒートポンプをヒートポンプ装置として暖房システ
ムに用いた例を第8図を用いて説明すれば、第8図中1
1はビル等の暖房負荷空間を表す。
負荷空間11からの排気はダクト12を通っf、一部は
ダクト13を通って外気に排出され、残りはダクト14
を通って循環する。この際、ダクト13からの排気は外
気よりも温度が高いので、ダクト13内に設けられヒー
トポンプ18の第二の補助熱交換器20によって冷却さ
れる。
一方、ダク)15から取入れられる新鮮空気は循環空気
よりも温度が低いのでダクト15内に設けられたヒート
ポンプ18の第一の補助熱交換器19によって暖められ
、前記ダクト14からの循環空気と混合してダクト16
に至りヒートポンプ18より送られる熱により熱交換器
17で暖められダクト16を通って負荷に供される。
このように第−及び第二の補助熱交換器19゜20を用
いることによって、凝縮器6を出た液冷媒を外気温近く
まで過冷却でき、蒸発器1を出た冷媒ガスを排出空気温
まで過熱できるので、第9図に示すようにヒートポンプ
の暖房時の成績係数は、 εh=(qh  +△q、+△q c ) / q w
となり、第13図〜第15図に示した場合に比べて省エ
ネルギとなる。
また、このシステムを冷房時に使用し、排出空気で液冷
媒を過冷却し、新鮮空気で圧縮機吸込ガスを過熱するよ
うにすれば、この場合の成績係数ば  ε。−(qc 
+へq、 +へqc )/qw’であり、補助熱交換器
19.20がない場合ε、=qe/q。
に比べ、高い値となり省エネルギとなる。
以上の説明は過冷却器と過熱器とを併用する場合につい
て述べたが過熱器のみを用いるようにしてもよい。
以上の説明は、第−或いは第二の補助熱交換器19.2
0が過冷却器と過熱器の作用をする場合について行った
が、凝縮器6の下流側の補助熱交換器19の前に補助減
圧装置21を入れることにより、この補助熱交換器19
を凝縮器として使用することも可能である。これを第1
0図〜第12図を用いて説明すれば、第10図は使用す
るヒートポンプの系統図であり、すでに説明した第1図
とほぼ同じ系統である。異なる点は、補助熱交換器19
の前に凝縮器6との間に補助減圧装置21があり凝縮器
6で凝縮した液冷媒を再びフラッシュさせるので、補助
熱交換器19が凝縮器として使用できる。また22は均
圧管である。 これをモリエル線図上で表せば、第12
図のようになり、すでに第3図で説明したと同様の省エ
ネルギ効果が得られる。過冷却の場合より、潜熱が利用
できるので補助熱交換器19を小型にすることができる
また第4図と同じような系統を用いて冷房システムにお
いても同様な効果が得られる。
さらに、第7図におけるが如き過熱用の補助熱交換器(
暖房時は排出空気により加熱、冷房時は取り入れ新鮮空
気により加熱)を併用して暖房又は冷房を行ってもよい
以上の説明はすべて補助熱交換器19.20が直接新鮮
空気取入れダクト15及び排出空気のダクト13内にあ
り、冷媒を直接ダクト13.15に供給する場合につい
て行ったが、むろん熱交換器を一度介して、水等をダク
)13.15に供給する間接的な場合についても同じ効
果がある。
〔発明の効果〕
本発明により、負荷空間への取入れ新鮮空気或いは外気
への排出空気による負荷を軽減して省エネルギを図るヒ
ートポンプを提供することができ、実用上極めて大なる
効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第12図は本発明の実施例に関するもので、第
1.4.7.10図はフロー図、第2゜5.8.11図
はシステムの配管図、第3,6゜9.12図はモリエル
線図、第13図は従来例の】 6 フロー図、第14図はそのシステムの配管図、第15図
はそのモリエル線図である。 1−蒸発器、2−流体通路、3−冷媒通路、4−圧縮機
、5−冷媒通路、6−凝縮器、7−流体通路、8−冷媒
通路、9−減圧装置、1〇−冷媒通路、11−負荷空間
、12,13,14,15゜I6−ダクト、17−熱交
換器、1B−ヒートポンプ、19:  2o−補助熱交
換器、21−補助減圧装置、22・−均圧管。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1.  1.圧縮機、凝縮器、蒸発器、減圧装置及びこれらの
    機器を接続する冷媒経路を備え、空調負荷空間の空気の
    温度調節を行うヒートポンプ装置において、 前記凝縮器と前記減圧装置との間の冷媒経 路に補助熱交換器を設け、 該補助熱交換器において、前記空調負荷空 間に外気側から流入する取入れ新鮮空気により直接又は
    間接に冷媒を過冷却して暖房運転を行うようにしたこと
    を特徴とするヒートポンプ装置。
  2.  2.圧縮機、凝縮器、蒸発器、減圧装置及びこれらの
    機器を接続する冷媒経路を備え、空調負荷空間の空気の
    温度調節を行うヒートポンプ装置において、 前記凝縮器と前記減圧装置との間の冷媒経 路に第一補助熱交換器を、前記圧縮機の吸込側の冷媒経
    路に第二補助熱交換器を設け、 前記第一補助熱交換器において、前記空調 負荷空間に外気側から流入する取入れ新鮮空気により直
    接または間接に冷媒を過冷却し、かつ、前記第二補助熱
    交換器において、前記負荷空調空間から外気側へ排出さ
    れる排出空気により直接又は間接に冷媒を過熱して暖房
    運転を行うようにしたことを特徴とするヒートポンプ装
    置。
  3.  3.圧縮機、凝縮器、蒸発器、減圧装置及びこれらの
    機器を接続する冷媒経路を備え、空調負荷空間の空気の
    温度調節を行うヒートポンプ装置において、 前記凝縮器と前記減圧装置との間の冷媒経 路に補助熱交換器を設け、 該補助熱交換器において、前記空調負荷空 間から外気側へ排出される排出空気により直接又は間接
    に冷媒を過冷却して冷房運転を行うようにしたことを特
    徴とするヒートポンプ装置。
  4.  4.圧縮機、凝縮器、蒸発器、減圧装置及びこれらの
    機器を接続する冷媒経路を備え、空調負荷空間の空気の
    温度調節を行うヒートポンプ装置において、 前記凝縮器と前記減圧装置との間の冷媒経 路に第一補助熱交換器を、前記圧縮機の吸込側の冷媒経
    路に第二補助熱交換器を設け、 前記第一補助熱交換器において、前記空調 負荷空間から外気側へ排出される排出空気により直接又
    は間接に冷媒を過冷却し、かつ、前記第二補助熱交換器
    において、前記空調負荷空間に外気側から流入する取入
    れ新鮮空気により直接又は間接に冷媒を過熱して冷房運
    転を行うようにしたことを特徴とするヒートポンプ装置
  5.  5.圧縮機、凝縮器、蒸発器、減圧装置及びこれらの
    機器を接続する冷媒経路を備え、空調負荷空間の空気の
    温度調節を行うヒートポンプ装置において、 前記凝縮器と前記減圧装置との間の冷媒経 路に補助熱交換器を設け、 該補助熱交換器と前記凝縮器との間に補助 減圧装置を設け、 前記補助熱交換器において、前記空調負荷 空間に外気側から流入する取入れ新鮮空気により、蒸発
    圧力と凝縮圧力との中間圧において冷媒を直接又は間接
    に冷却して暖房運転を行うようにしたことを特徴とする
    ヒートポンプ装置。
  6.  6.圧縮機、凝縮器、蒸発器、減圧装置及びこれらの
    機器を接続する冷媒経路を備え、空調負荷空間の空気の
    温度調節を行うヒートポンプ装置において、 前記凝縮器と前記減圧装置との間の冷媒経 路に補助熱交換器を設け、 該補助熱交換器と前記凝縮器との間に補助 減圧装置を設け、 前記補助熱交換器において、前記空調負荷 空間から外気側へ排出される排出空気により、蒸発圧力
    と凝縮圧力との中間圧において冷媒を直接又は間接に冷
    却して冷房運転を行うようにしたことを特徴とするヒー
    トポンプ装置。
JP2846485A 1985-02-18 1985-02-18 ヒ−トポンプ装置 Pending JPS61190249A (ja)

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4826024U (ja) * 1971-07-29 1973-03-28
JPS5448353A (en) * 1977-08-29 1979-04-16 Carrier Corp Heat saving refrigerating system
JPS5517305A (en) * 1978-07-21 1980-02-06 Mcneilab Inc Antiiarthritis synergism
JPS5840453A (ja) * 1981-09-03 1983-03-09 株式会社日阪製作所 ヒ−トポンプ
JPS58127069A (ja) * 1982-01-25 1983-07-28 松下電器産業株式会社 ヒ−トポンプ式冷暖房機

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