JPS63318455A

JPS63318455A - ヒ−トポンプ

Info

Publication number: JPS63318455A
Application number: JP15441887A
Authority: JP
Inventors: 俊彦伊東; 岸本　皓夫
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Takenaka Komuten Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 1987-06-23
Filing date: 1987-06-23
Publication date: 1988-12-27

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）本発明は外気を熱源とするヒートポンプに関する。

（従来の技術）従来のこの種ヒートポンプの１例が第５図に示され、電
動機１によって駆動されるターボ圧縮機２から吐出され
た冷媒は矢印に示すように凝縮器３に入り、ここで温水
を４０℃から４５℃に昇温させることにより自身は凝縮
液化する。この冷媒液は絞り装置４で絞られることによ
り断熱膨張して気液二相となる。この気液二相の冷媒は
蒸発器５に入り、ここで不凍液等のブラインを一８℃か
ら一１１℃に降温させることにより自身は蒸発器化し、
この状態で再びターボ圧縮機２に吸込まれる。

凝縮器３で昇温した温水は温水ポンプ６により被空調室
内に設置されたファンコイル等に導かれ、ここで放熱し
て被空調室を暖房することにより降温した後凝縮器３に
循環する。

蒸発器５で降温したブラインは開放型ヒーティングタワ
ー８に入り、ここでファン８ｂによって送風される外気
から吸熱することによって昇温した後ブラインポンプ７
を経て蒸発器５に循環する。

（発明が解決しようとする問題点）上記従来のヒートポンプにおいて、開放型ヒーティング
タワーの運転中ブラインが外気と直接接触するため、そ
の濃度が常時変化し、この結果、ヒートポンプを効率良
く運転するのが極めて困難であった。これに対処するた
め、開放型ヒーティングタワーに代えて密閉型ヒーティ
ングタワーを用いることが提案されたが密閉型ヒーティ
ングタワーの加熱コイルには一１１℃のブラインが流入
するので、この加熱コイルの表面に霜が付着し、その結
果、密閉型ヒーティングタワー８の吸熱能力が低下する
のみならず外気が加熱コイルを流過する際の抵抗が増大
してファン８ｂの駆動力が増大するという問題があった
。

（問題点を解決するための手段）本発明においては上記問題点に対処するために発明され
たものであって、その要旨とするところは、冷媒が圧縮
機、凝縮器、絞り装置、蒸発器をこの順に経て循環し、
ブラインが蒸発器から密閉型ヒーティングタワーの加熱
コイルを経て循環するヒートポンプにおいて、高温のブ
ラインを貯溜するブラインタンクと、除霜運転時に上記
密閉型ヒーティングタワーの加熱コイルへ上記蒸発器か
らの低温ブラインの流入を遮断して上記ブラインタンク
からの高温ブラインを流入させる手段を設けたことを特
徴とするヒートポンプにある。

（作用）本発明においては上記構成を具えているため、除霜運転
時にはブラインタンク内に貯溜されている高温ブライン
を密閉型ヒーティングタワーの加熱コイル内に流入させ
ることによって加熱コイルの表面に付着している霜を溶
融させる。

（実施例）本発明の１実施例が第１図に示されている。ブラインタ
ンク１０内には所定量のブライン１１が貯溜され、この
ブライン１１は電気ヒータ１２によって加熱され、約５
０℃に保たれている。このブラインタンク１０は密閉型
ヒーティングタワー８の加熱コイル８ａと１対のブライ
ン配管１３．１４によって連結され、これらブライン配
管１３．１４にはそれぞれ電磁開閉弁Ｖ、、　Ｖ、が介
装され、ブライン配管１３にはブラインポンプ１５が介
装されている。また、密閉型ヒーティングタワー８の加
熱コイル８ａと蒸発器５を連結する１対のブライン配管
１７．１８にもそれぞれ電磁開閉弁ｖ３、・ｖ４が介装
されている。他の構成は第５図に示す従来のものと同様
であり、対応する部材には同し符号が付されている。

しかして密閉型ヒーティングタワー８の加熱コイル８ａ
の表面に霜が所定量以上付着したことを差圧スイッチ８
ｃその他の手段で検知すると、電動機１、温水ポンプ６
、ブラインポンプ７を停止し、！離開閉弁Ｖ５、ｖ４を
閉とする０次いで、電磁開閉弁Ｖいν２を開としてブラ
インポンプ１５を起動すると、ブラインタンク１０内に
貯溜されている高温のブラインがブラインポンプ１５に
よって抽出され、ブライン配管１３及び電磁開閉弁ｖ１
を通って密閉型ヒーティングタワー８の加熱コイル８ａ
内に供給され、その表面に付着した霜を溶融する。加熱
コイル８ａ内を流過して降温したブラインはブライン配
管１４、電磁開閉弁ｖ２を通ってブラインタンク１０内
に戻る。

しかして、除霜運転時高温のブラインが加熱コイル８ａ
内を流過して加熱コイル８ａを加熱するので、その表面
に接する部分が溶融すれば霜は加熱コイル８ａから落下
する。従って、霜の全てを溶融する必要がないので、霜
を迅速、かつ、効率よく除去でき、また、高温ブライン
の量も少なくて済む。

第２図には本発明の第２の実施例が示されている。これ
は複数台（図には３台）の密閉型ヒーテイングタワ−８
−１，８−２，８−３が蒸発器５及びブラインタンク１
０にブライン配管を介してそれぞれ並列に接続され、各
ブライン配管には電磁開閉弁Ｖ、−ν１□が介装されて
いる。

ヒートポンプの運転時には、電磁開閉弁Ｖ０、ＶＺ、Ｖ
３、Ｖいり１、ｖｌ。を閉、■１、ｖ４、Ｖｌ、Ｖ６、
Ｖｌｌ、ｖ１□を開として、蒸発器５からの低温のブラ
インを各密閉型ヒーティングタワー８−１．８−２．８
−３の加熱コイル８ａに供給して循環させる。

加熱コイル８ａに霜が付着した場合には、ヒートポンプ
の運転を止めないで、複数の密閉型ヒーティングタワー
８−１．８−２．８−３を１台づつ順次除霜する。例え
ば、密閉型ヒーティングタワー８−１の除霜をする場合
には、電磁開閉弁Ｖ１、ｖ４を閉とし、ｖｌ、ＶＺを開
とする。すると、ブラインタンク１０内の高温のブライ
ンがブラインポンプ１５によって抽出され電磁開閉弁ｖ
１を通って密閉型ヒーティングタワー８−１の加熱コイ
ル８ａ内に流入してその表面に付着している霜を溶融す
る。この間、蒸発器５からの低温ブラインは密閉型ヒー
ティングタワー８−２．８−３の加熱コイル８ａに流入
してここで外気から吸熱する。なお、この除霜運転時、
ターボ圧縮機２の容量制御装置例えばベーンの開度を絞
る等によって圧縮機の容量を低減し、蒸発器５において
ブラインが過冷却されるのを防止する。

こうすれば、ブライン温度の異常低下に基づくヒートポ
ンプのトリップやターボ圧縮機２のサージング発生を防
止できる。

密閉型ヒーティングタワー８−１の除霜が終了すれば、
電磁開閉弁Ｖ１、ｖ４を開、Ｖ、、　Ｖ、を閉とする。

そして、必要あれば密閉型ヒーティングタワー８−２又
は８−３の除霜を上記と同様の手順で実施する。

他の構成、作用は第１図に示す第１の実施例と同様であ
り、対応する部材には同じ符号が付されている。

なお、この第２の実施例においては３台の密閉型ヒーテ
ィングタワーを具えているが、２台又は４台以上であっ
ても良く、また、複数台の密閉ヒーティングタワーの中
、その１部を除霜し、残部で吸熱すれば、その台数は任
意で良い。

この第２の実施例は密閉ヒーティングタワーの除霜時に
おいてもヒートポンプの運転を継続できるという利点が
ある。

第３図には本発明の第３の実施例が示されている。この
第３の実施例においては、ブラインタンク１０に貯溜さ
れているブライン１１内に加熱コイル１９が浸漬され、
この加熱コイル１９にターボ圧縮機２から吐出された高
温の冷媒ガスの１部が冷媒配管２０を介して供給され、
この加熱コイル１９を流過した冷媒ガスは冷媒配管２１
を介して蒸発器５に導かれるようになっている。なお、
冷媒配管２０には絞り装置２２が介装されている。他の
構成は第１図に示す第１の実施例と同様であり、対応す
る部材には同じ符号が付されている。

しかして、ヒートポンプの定常運転時には電磁開閉弁Ｖ
、、　Ｖｔが閉、電磁開閉弁Ｖ１、ｖ４が開とされる。

ターボ圧縮機２から吐出された冷媒の大部分は凝縮器３
、絞り装置４、蒸発器５を経てターボ圧縮機２に循環す
るが、高温の冷媒ガスの一部は冷媒配管２０、絞り装置
２２を経て加熱コイル１９内に入り、ここでブラインと
熱交換してこれを加熱する。そして、自身は降温して蒸
発器５に導かれ、ここでさきに分岐した冷媒と合流して
ターボ圧縮機２に循環する。蒸発器５から抽出された低
温のブラインはブライン配管１７、電磁開閉弁Ｖ、を経
て密閉型ヒーティングタワー８の加熱コイル８ａに入り
、ここで吸熱した後ブライン配管１８、電磁開閉弁Ｖい
ブラインポンプ７を経て蒸発器５に循環する。

密閉型ヒーティングタワー８の加熱コイル８ａに霜が付
着した場合には、電磁開閉弁ｖ２、Ｖ＃を閉、電磁開閉
弁ｖ１、ｖ２を開として、ブラインタンク１０に貯溜さ
れた高温のブラインをブライン配管３、ブラインポンプ
１５、電磁開閉弁Ｖ、を経て加熱コイル８ａに導入して
、その表面に付着した霜を溶融する。霜を溶融すること
によって降温したブラインはブライン配管１４、電磁開
閉弁ｖ８を経てブラインタンク１０内に戻る。

この第３の実施例においては、ブラインタンク１０内の
ブラインは加熱コイル１９でターボ圧縮機２から吐出さ
れた高温の冷媒ガスと熱交換して加熱されるので、第１
の実施例のようにブラインを加熱するためのヒータ１２
が不要となるとともにこれに通電するための電力を消費
しない。そして、構造が簡単となるばかりでなく、成績
係数の高いヒートポンプからの熱でブラインを加熱する
ためブラインの加熱に要する動力が少なくなり、ヒート
ポンプの効率が向上する。

第４図には本発明の第４の実施例が示され、これは凝縮
器３内に加熱コイル２４が配設され、この加熱コイル２
４は電磁開閉弁Ｖ＋ｓ　、Ｌ４が介装されたブライン配
管２５．２６によってブライン配管１３．１４と連結さ
れている。他の構成は第１図に示す第１の実施例と同様
であり、対応する部材には同し符号が付されている。

しかして、ヒートポンプの定常運転時、ブラインタンク
１０内のブラインはブライン配管１３、ブラインポンプ
１５、ブライン配管２５、電磁開閉弁ｖ１１を経て、加
熱コイル２４に入り、ここでターボ圧縮８！１２から吐
出された高温の冷媒ガスと熱交換して加熱され、しかる
後、ブライン配管２６、電磁開閉弁Ｖ１４、ブライン配
管１４を経てブラインタンク１０内に戻り、ここに貯溜
される。

この第４の実施例においても、ブラインタンク１０内の
高温のブラインはターボ圧縮機２から吐出された高温の
冷媒ガスと熱交換して加熱されるので構造が簡単であり
、かつ、高温ブラインの加熱に要する動力が少ないので
ヒートポンプの効率が向上する。

（発明の効果））本発明においては、高温のブラインを貯溜するブライン
タンクと、除霜運転時に上記密閉型ヒーティングタワー
の加熱コイルへ上記蒸発器からの低温ブラインの流入を
遮断して上記ブラインタンクからの高温ブラインを流入
させる手段を設けたため、除霜運転時にはブラインタン
ク内に貯溜されている高温ブラインを密閉型ヒーティン
グタワーの加熱コイル内に流入させることによって加熱
コイルの表面に付着している霜を溶融させることができ
る。かくして、密閉型ヒーティングタワーの吸熱能力の
低下を防止し、かつ、その運転動力費の増大を防止して
ヒートポンプを効率良く運転できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す系統図、第２図は
本発明の第２の実施例を示す系統図、第３図は本発明の
第３の実施例を示す系統図、第４図は本発明の第４の実
施例を示す系統図、第５図は従来のヒートポンプの１例
を示す系統図である。圧縮機−２、凝縮器−・３、絞り装置−４、蒸発器−・
５、密閉型ヒーティングタワー・−８、加熱コイル−８
ａ、ブラインタンク・・・１０、低温ブラインの流入遮
断手段−Ｖ　、、Ｖ４．　Ｖ、、ｖｌｌ、ｖ１１Ｓｖ＋
！、高温ブラインの流入手段・−ｖ　、、Ｖ、、　Ｖ３
、ｖ６、Ｖ９、第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）冷媒が圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器をこの
順に経て循環し、ブラインが蒸発器から密閉型ヒーティ
ングタワーの加熱コイルを経て循環するヒートポンプに
おいて、高温のブラインを貯溜するブラインタンクと、
除霜運転時に上記密閉型ヒーティングタワーの加熱コイ
ルへ上記蒸発器からの低温ブラインの流入を遮断して上
記ブラインタンクからの高温ブラインを流入させる手段
を設けたことを特徴とするヒートポンプ。
（２）蒸発器及びブラインタンクのそれぞれに対して並
列に持続された複数台の密閉型ヒーティングタワーを具
え、除霜運転時に一部の密閉型ヒーティングタワーの加
熱コイルにブラインタンクからの高温ブライン流入させ
ると同時に他の密閉型ヒーティングコイルの加熱コイル
に蒸発器からの低温ブラインを流入させる手段を設けた
特許請求範囲第１項記載のヒートポンプ。
（３）圧縮機は容量制御装置を具え、除霜運転時に該容
量制御装置により圧縮機の容量を低減する手段を設けた
特許請求範囲第２項記載のヒートポンプ。
（４）圧縮機から吐出された高温の冷媒ガスとブライン
タンクに貯溜されたブラインを熱交換させる手段を設け
た特許請求範囲第１項記載のヒートポンプ。