WO2003004948A1 - Heat pump device - Google Patents

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heat pump
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Haruhisa Yamasaki
Hiroshi Mukaiyama
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Sanyo Electric Co., Ltd.
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    • F25B2400/0411Refrigeration circuit bypassing means for the expansion valve or capillary tube

Definitions

  • the present invention relates to a heat pump device using a two-stage compression type compressor.
  • a heat-pump type hot water supply apparatus which includes a refrigeration cycle having a compressor, a gas cooler, a pressure reducing device, and an evaporator, and is configured to be able to supply water heated by the gas cooler.
  • this type of refrigerant uses chlorine-containing Freon (HCFC22, etc.) as a refrigerant in the refrigeration cycle, but its use is being regulated from the viewpoint of protection of the ozone layer. Because of the high global warming potential of chlorofluorocarbon-free fluorocarbons (HFCs), they were designated as regulated substances at the Kyoto Conference on Global Warming Prevention (COP 3).
  • HFCs chlorofluorocarbon-free fluorocarbons
  • the equipment constituting the refrigeration cycle is often installed outdoors as a heat pump unit.
  • the evaporator needs to be defrosted in many cases.
  • the refrigerant discharged from the compressor bypasses the gas cooler and the pressure reducing device.
  • hot gas defrosting is performed in which the evaporator is supplied to the evaporator and the evaporator is heated by the heat of the refrigerant to remove defrost. Not yet proposed.
  • an object of the present invention is to provide a heat bomb apparatus that solves the above-mentioned problems of the conventional technology and that enables a defrosting operation with high efficiency when a two-stage compression type compressor is used. It is in. Disclosure of the invention
  • the present invention provides a heat pump device comprising a refrigeration cycle having a compressor, a gas cooler, a decompression device, and an evaporator, wherein the gas cooler is configured to heat water.
  • a two-stage compression type compressor is used in which all or a part of the refrigerant is guided to the second stage through the shell case, and the intermediate stage refrigerant is compressed to a high pressure and discharged in the second stage.
  • a defrosting circuit for introducing a first-stage intermediate-pressure refrigerant to the evaporator, bypassing the gas cooler and the pressure reducing device.
  • the present invention according to claim 1, further comprising a high-pressure defrost circuit for guiding a second-stage high-pressure refrigerant of the compressor to the evaporator, bypassing the gas cooler and the pressure reducing device. It is characterized by.
  • the present invention is characterized in that, in the invention according to claim 1 or 2, the refrigeration cycle is filled with a refrigerant whose high pressure side operates in a supercritical region. in those according to one of the range of the first term to the third term, characterized in that the refrigerant is C 0 2 refrigerant.
  • the on-off valve capable of evacuating the inside of the shell case of the compressor is provided in the defrosting circuit.
  • the oil mixture ratio of the first-stage intermediate-pressure refrigerant is larger than the oil mixture ratio of the second-stage high-pressure refrigerant. Is also characterized by a small number.
  • the present invention relates to a refrigeration cycle having a compressor, a gas cooler, a pressure reducing device, and an evaporator.
  • the refrigeration cycle is filled with a refrigerant whose high pressure side operates in a supercritical region, and the compressor is compressed to an intermediate pressure in the first stage.
  • a two-stage compression type compressor is used in which all or a part of the discharged refrigerant is guided to the second stage through the casing, and the intermediate stage refrigerant is compressed to a high pressure and discharged in the second stage.
  • a defrost circuit is provided which guides the first-stage intermediate-pressure refrigerant and / or the second-stage high-pressure refrigerant to the evaporator by bypassing the gas cooler and the pressure reducing device.
  • the present invention in the range 7 claim of claim, the refrigerant, wherein C 0 2 refrigerant der Rukoto.
  • the present invention is characterized in that in claim 7 or claim 8, the defrost circuit is provided with an on-off valve capable of evacuating the inside of a shell case of the compressor.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of a heat pump device according to the present invention
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing another embodiment
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing another embodiment
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing still another embodiment.
  • FIG. 1 shows a heat pump device using a two-stage compression type, one-piece, one-piece compressor.
  • Reference numeral 1 denotes a compressor.
  • the compressor 1 is connected to a gas cooler (high-pressure side heat exchanger) 3, a pressure reducing device (expansion valve) 5, and an evaporator (low-pressure side heat exchange) through a refrigerant pipe shown by a solid line.
  • Refrigeration cycle) 7 are connected in order to form a refrigeration cycle.
  • This refrigeration cycle C 0 2 refrigerant is used.
  • C 0 2 refrigerant in Ozon destruction coefficient is 0, global warming potential is 1, less environmental impact, toxicity, safe and inexpensive without flammable.
  • the supercritical (ranscritical Cycle) as the hot water in the heat one topo pump type hot water supply apparatus, it is large Atsushi Nobori width of the water A high coefficient of performance (COP) can be expected in the heating process.
  • COP coefficient of performance
  • the compressor 1 employs an internal intermediate-pressure two-stage compression compressor.
  • the internal intermediate-pressure two-stage compression compressor 1 includes a motor unit 2 inside a shell case 11 and a compression unit 13 driven by the motor unit 2.
  • the compression section 13 has a two-stage compression configuration, and includes a first-stage compression section 15 and a second-stage compression section 17.
  • the refrigerant sucked from the suction port 15A of the first stage compression section 15 is compressed to the intermediate pressure P1 by the compression section 15 and then temporarily enters the shell case 11 from the discharge port 15B. All of the liquid is discharged and after passing through the inside of the shell case 11, it is led to the suction port 17 A of the second-stage compression section 17 through the pipeline 21, and the high-pressure is applied to the second-stage compression section 17. It is compressed to P2 and discharged from the discharge port 17B.
  • the gas cooler 3 a refrigerant coil 9 through which C 0 2 refrigerant consists 1 0 using water Koi Le water flows, the water coil 1 0 is connected to the hot water storage tank which is not shown via a water pipe I have.
  • a circulating pump (not shown) is connected to the water pipe, and the circulating pump is driven to circulate the water in the hot water storage tank through the gas cooler 3, where it is heated and stored in the hot water storage tank.
  • a defrosting solenoid valve 31 for guiding the high-pressure P 2 refrigerant in the second stage 17 of the compressor 1 to the evaporator 7 by bypassing the gas cooler 3 and the pressure reducing device 5,
  • a hot gas defrost circuit 33 including a bypass pipe 32 is provided. In this hot gas defrosting operation, the normally closed defrosting solenoid valve 31 provided in the bypass pipe 32 is opened. You.
  • the high-pressure refrigerant of the compressor 1 is sent to the evaporator 7, and the evaporator 7 is heated to remove the attached frost.
  • efficient defrosting operation when the internal intermediate pressure two-stage compression type compressor 1 is used can be performed.
  • FIG. 2 shows another embodiment
  • the defrosting electromagnetic valve 1 for guiding the intermediate pressure P 1 refrigerant of the first stage 15 of the compressor 1 to the evaporator 7 by bypassing the gas cooler 3 and the pressure reducing device 5 is provided.
  • a hot gas defrosting circuit 13 3 including a bypass pipe 13 2 is provided.
  • the normally closed defrosting solenoid valve 1311 provided in the bypass pipe 1332 is opened.
  • the mixing ratio of the refrigerating machine oil contained in the intermediate-pressure P1 refrigerant discharged in the first stage and the high-pressure P2 refrigerant discharged in the second stage The mixing ratio is different from the mixing ratio of the refrigerator oil. That is, the intermediate pressure P Generally, the mixing ratio of the oil contained in the refrigerant of 1 is lower than the mixing ratio of the oil contained in the refrigerant of the high pressure P2.
  • the discharge amount of the oil during the defrosting operation is reduced, and the remaining oil amount in the shell case can be sufficiently ensured. Can be improved.
  • FIG. 3 shows still another embodiment.
  • the high-pressure P 2 refrigerant in the second stage 17 of the compressor 1 is guided to the evaporator 7 by bypassing the gas cooler 3 and the pressure reducing device 5.
  • a hot gas defrosting circuit 2 33 including a defrosting intermediate solenoid valve 2 31 and a bypass pipe 2 32 is provided. In this defrost operation, both normally closed defrost solenoid valves 1 3
  • the bypass pipe 2 32 is provided with the defrosting intermediate solenoid valve 2 31, the evacuation can be performed from here. Therefore, vacuuming in the shell case 11 is facilitated, the residual amount of impurity gas in the refrigeration cycle is reduced, and the durability deterioration of the refrigeration oil circulating in the refrigeration cycle is reduced. Durability can be improved.
  • FIG. 4 shows yet another embodiment.
  • This embodiment has substantially the same configuration as the embodiment shown in FIG. 3 except that not all of the first-stage refrigerant in the compressor 1 but part of the refrigerant is supplied into the shell case 11 and the remaining Is supplied directly from the discharge port 15 B of the first stage to the suction port 17 A of the second stage via the pipeline 51. Even with this configuration, almost the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained, and the compressor can be applied to the defrost circuit of FIG. 1, the defrost circuit of FIG. 2, and the like. As described above, the present invention has been described based on one embodiment, but it is apparent that the present invention is not limited to this. Industrial applicability
  • the present invention is suitable for a heat pump device that enables efficient defrosting operation when using an internal intermediate pressure two-stage compression compressor.

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Description

明細書 ヒートポンプ装置 技術分野
本発明は、 二段圧縮型圧縮機を用いたヒートポンプ装置に関する。 背景技術
一般に、 圧縮機、 ガスクーラ、 減圧装置および蒸発器を有する冷凍サイクルを 備え、 このガスクーラで加熱した水を給湯可能に構成したヒートボンプ式給湯装 置が知られている。
この種のものでは、従来、 冷凍サイクルに塩素を含むフロン(H C F C 2 2等) を冷媒として使用していたが、 これはオゾン層保護の観点から使用が規制されつ つあり、 その代替冷媒としての塩素を含まないフロン (H F C ) にあっても地球 温暖化係数が高いことから、 地球温暖化防止京都会議 (C O P 3 ) において規制 対象物質に指定された。
そこで、 フロンのような合成物ではなく、 自然界に存在する物質を冷凍サイク ルに冷媒として使用する動きが高まり、 特に、 冷凍サイクルに C 0 2冷媒を使用 する検討が進められた。
この C 0 2冷媒を使用した場合、 冷凍サイクルの高圧側が超臨界となる遷臨界 サイクル (Transcritical Cycle) になるため、 ヒートポンプ式給湯装置における 給湯のように、 水の昇温幅が大きい加熱プロセスでは高い成績係数 (C O P ) を 期待することができる。
しかし、 その反面、 冷媒を高圧に圧縮しなければならず、 近年、 圧縮機に内部 中間圧二段圧縮型圧縮機が採用されている。
この種のものでは、 冷凍サイクルを構成する機器類がヒートポンプュニッ卜と して屋外に設置される場合が多く、 例えば冬期等において、 蒸発器の除霜運転が 必要になる場合が多い。
この場合、 圧縮機からの吐出冷媒をガスクーラおよび減圧装置をバイパスして 蒸発器に供給し、 この蒸発器を冷媒熱により加熱して除霜するホットガス除霜運 転を行うのが一般的であるが、 二段圧縮型圧縮機を使用した場合の除霜回路は未 だ提案されていない。
そこで、 本発明の目的は、 上述した従来の技術が有する課題を解消し、 二段圧 縮型圧縮機を使用した場合の効率のよ tヽ除霜運転を可能にしたヒートボンブ装置 を提供することにある。 発明の開示
本発明は、 圧縮機、 ガスクーラ、 減圧装置および蒸発器を有する冷凍サイクル を備え、 上記ガスクーラで水を加熱可能に構成したヒートポンプ装置において、 上記圧縮機には、 一段目で中間圧に圧縮された冷媒のすベて或いはその一部をシ エルケース内を通して二段目に導き、 この二段目でこの中間圧冷媒を高圧に圧縮 して吐出する二段圧縮型圧縮機が使用され、 上記圧縮機の一段目の中間圧冷媒を 上記ガスクーラおよび上記減圧装置をバイパスして上記蒸発器に導く除霜回路を 備えたことを特徴とする。
本発明は、 請求の範囲第 1項記載のものにおいて、 上記圧縮機の二段目の高圧 冷媒を上記ガスクーラおよび上記減圧装置をバイパスして上記蒸発器に導く高圧 除霜回路をさらに備えたことを特徴とする。
本発明は、 請求の範囲第 1項又は第 2項記載のものにおいて、 上記冷凍サイク ルには高圧側が超臨界域で作動する冷媒が充填使用されていることを特徴とする 本発明は、 請求の範囲第 1項乃至第 3項のいずれか一項記載のものにおいて、 上記冷媒が C 0 2冷媒であることを特徴とする。
本発明は、 請求の範囲第 1項乃至第 4項のいずれか一項記載のものにおいて、 上記除霜回路には圧縮機のシェルケース内を真空引き可能な開閉弁が設けられて いることを特徴とする。
本発明は、 請求の範囲第 1項乃至第 5項のいずれか一項記載のものにおいて、 上記一段目の中間圧冷媒のオイル混合比率が、 上記二段目の高圧冷媒のオイル混 合比率よりも少ないことを特徴とする。
本発明は、 圧縮機、 ガスクーラ、 減圧装置および蒸発器を有する冷凍サイクル を備え、 上記ガスクーラで水を加熱可能に構成したヒートポンプ装置において、 上記冷凍サイクルには高圧側が超臨界域で作動する冷媒が充填使用され、 上記圧 縮機には、 一段目で中間圧に圧縮された冷媒のすベて或いはその一部をシヱルケ 一ス内を通して二段目に導き、 この二段目でこの中間圧冷媒を高圧に圧縮して吐 出する二段圧縮型圧縮機が使用され、 上記圧縮機の一段目の中間圧冷媒及び/又 は二段目の高圧冷媒を上記ガスクーラおよび上記減圧装置をバイパスして上記蒸 発器に導く除霜回路を備えたことを特徴とする。
本発明は、 請求の範囲第 7項記載のものにおいて、 上記冷媒が C 0 2冷媒であ ることを特徴とする。
本発明は、 請求の範囲第 7項又は第 8項記載のものにおいて、 上記除霜回路に は圧縮機のシェルケース内を真空引き可能な開閉弁が設けられていることを特徴 とする。
本発明は、 請求の範囲第 7項乃至第 9項のいずれか一項記載のものにおいて、 上記一段目の中間圧冷媒のオイル混合比率が、 上記二段目の高圧冷媒のオイル混 合比率よりも少ないことを特徴とする。
本発明によれば、 内部中間圧二段圧縮型圧縮機を使用した場合の効率のよい除 霜運転が可能になる。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明によるヒートポンプ装置の一実施形態を示す回路図であり、 第 2図は、 別の実施形態を示す回路図であり、 第 3図は、 別の実施形態を示す回 路図であり、 第 4図は、 さらに別の実施形態を示す回路図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の一実施形態を、 図面に基づいて説明する。
第 1図は、 二段圧縮型口一タリ一式圧縮機を使用したヒートポンプ装置を示し ている。 1は圧縮機を示し、 この圧縮機 1には、 実線で示す冷媒配管を介して、 ガスクーラ (高圧側熱交換器) 3、 減圧装置 (膨張弁) 5、 蒸発器 (低圧側熱交 換器) 7が順に接続されて、 冷凍サイクルが構成されている。
この冷凍サイクルには C 0 2冷媒が使用される。 C 02冷媒はォゾン破壊係数 が 0で、 地球温暖化係数が 1であるため、 環境への負荷が小さく、 毒性、 可燃性 がなく安全で安価である。 この C 02冷媒を使用した場合、 冷凍サイクルの高圧 側が超臨界となる遷臨界サイクル ( ranscritical Cycle) になるため、 ヒ一トポ ンプ式給湯装置における給湯のように、 水の昇温幅が大きい加熱プロセスでは高 い成績係数 (C O P ) を期待することができる。
しかし、 その反面、 冷媒を高圧に圧縮しなければならず、 圧縮機 1には内部中 間圧二段圧縮型圧縮機が採用されている。
この内部中間圧二段圧縮型圧縮機 1は、 シェルケース 1 1の内部に電動機部 2 と、 この電動機部 2により駆動される圧縮部 1 3とを有して構成されている。 こ の圧縮部 1 3は二段圧縮の構成を有し、 一段目の圧縮部 1 5と、 二段目の圧縮部 1 7とからなる。
一段目の圧縮部 1 5の吸込みポート 1 5 Aから吸い込まれた冷媒は、 この圧縮 部 1 5で中間圧 P 1に圧縮された後、 一旦、 吐出ポート 1 5 Bからシェルケース 1 1内にすべて吐出され、 このシェルケース 1 1内を経た後、 管路 2 1を通って 二段目の圧縮部 1 7の吸込みポート 1 7 Aに導かれ、 この二段目の圧縮部 1 7で 高圧 P 2に圧縮されて吐出ポート 1 7 Bから吐出される。
上記ガスクーラ 3は、 C 0 2冷媒が流れる冷媒コイル 9と、 水が流れる水コィ ル 1 0とからなり、 この水コイル 1 0は水配管を介して図示を省略した貯湯タン クに接続されている。 水配管には図示を省略した循環ポンプが接続され、 この循 環ポンプが駆動されて貯湯夕ンクの水がガスクーラ 3を循環し、 ここで加熱され て貯湯タンクに貯湯される。
このヒートポンプ装置はヒートポンプュニッ トとして屋外に設置されるため、 蒸発器 7に付着した霜の除去が必要になる。
そこで、 本実施形態では、 圧縮機 1の二段目 1 7の高圧 P 2冷媒を、 ガスクー ラ 3および減圧装置 5をバイパスして蒸発器 7に導くための、除霜用電磁弁 3 1、 バイパス管 3 2を含むホットガス除霜回路 3 3が設けられる。 このホヅ トガス除 霜運転では、 バイパス管 3 2に設けられた通常時閉の除霜用電磁弁 3 1が開かれ る。
この除霜運転が行われると、 圧縮機 1の高圧冷媒が蒸発器 7に送られ、 この蒸 発器 7が加熱されて付着した霜が除去される。
本実施形態では、 内部中間圧二段圧縮型圧縮機 1を使用した場合の効率のよい 除霜運転が可能になる。
また、 除霜運転しながら高圧 P 2冷媒が、 ガスクーラ 3に導かれるため、 除霜 運転時におけるガスクーラ 3の温度低下が少なくなり、 通常運転再開時の定常運 転に移行するまでの時間を短縮することができる。
ただし、 この除霜運転が行われた場合、 圧縮機 1の高圧 P 2冷媒が蒸発器 7に 直接供給されるため、 吐出圧 P 2よりもシェルケース 1 1の内圧が高くなつて冷 媒がシェルケース 1 1内に寝込んだり、 圧縮機 1のべ一ン背圧がかからなくなつ て、 いわゆるベーン飛びが発生し、 異常音が発生したりする場合がある。 シェル ケース 1 1の内圧が高くなる理由として、 圧縮機 1の一段目の排除容積が二段目 の排除容積よりも大きいこと、 或いは冷媒循環経路の抵抗バランスが崩れること 等が挙げられる。 シェルケース 1 1内に冷媒が寝込むと、 冷媒循環量が不足し十 分な除霜が行われない。
第 2図は、 別の実施形態を示す。
そのため、 この別の実施形態では、圧縮機 1の一段目 1 5の中間圧 P 1冷媒を、 ガスクーラ 3および減圧装置 5をバイパスして蒸発器 7に導くための、 除霜用電 磁弁 1 3 1、 バイパス管 1 3 2を含むホットガス除霜回路 1 3 3が設けられる。 この除霜運転では、 バイパス管 1 3 2に設けられた通常時閉の除霜用電磁弁 1 3 1が開かれる。
この場合、 中間圧 P 1の冷媒が蒸発器 7に導かれるため、 吐出圧 P 2よりもシ エルケ一ス 1 1の内圧が高くなることがなく、それらの圧力差が少なくなるため、 シェルケース 1 1内への冷媒の寝込み、 或いはべ一ン飛びに起因した圧縮機 1か らの異常音の発生等が防止される。
一方、 この種の圧縮機 1において、 一段目で吐出された中間圧 P 1の冷媒に含 まれる冷凍機オイルの混合比率と、 二段目で吐出された高圧 P 2の冷媒に含まれ る冷凍機オイルの混合比率とでは、 その混合比率が異なる。 すなわち、 中間圧 P 1の冷媒に含まれるオイルの混合比率は、 高圧 P 2の冷媒に含まれるオイルの混 合比率に比べて少ないのが一般的である。
そのため、 本実施形態では、 第 1図に示すものに比べ、 除霜運転時におけるォ ィルの吐出量が減少し、 シェルケース内の残存オイル量を十分確保できるので、 圧縮機 1の耐久性を向上させることができる。
第 3図は、 さらに別の実施形態を示す。
この実施形態では、 第 2図の除霜回路 1 3 3に加えて、 圧縮機 1の二段目 1 7 の高圧 P 2冷媒を、 ガスクーラ 3および減圧装置 5をバイパスして蒸発器 7に導 くための、 除霜用中間電磁弁 2 3 1、 バイパス管 2 3 2を含むホットガス除霜回 路 2 3 3が設けられる。 この除霜運転では、 両方の通常時閉の除霜用電磁弁 1 3
1、 2 3 1が開かれる。 本実施形態では、 第 2図の実施形態と同様の効果が得ら れる。
ところで、 このヒートポンプ装置の組み立て時には、 内部中間圧となる圧縮機 1のシェルケース 1 1内を真空引きした後、 その冷凍サイクル内に冷媒が封入さ れる。 これを真空引きする場合、 一段目の吸込ポート、 或いは二段目の吐出ポ一 トのどちらか一方から、 もしくは両方から真空引きするが、 いずれから真空引き しても、 その作業は困難である。
この実施形態では、 バイパス管 2 3 2に除霜用中間電磁弁 2 3 1が設けられて いるため、 ここからの真空引きが可能になる。 従って、 シェルケース 1 1内の真 空引きが容易になり、 冷凍サイクル内の不純物ガスの残存量が減少し、 冷凍サイ クル内を循環する冷凍機オイルの耐久性劣化が少なくなり、 圧縮機 1の耐久性を 向上させることができる。
第 4図は、 さらに別の実施形態を示す。
この実施形態は、 第 3図の実施形態とほぼ同様構成であり、 異なる構成として は、 圧縮機 1における一段目の冷媒のすべてではなく、 その一部をシェルケース 1 1内に供給し、 残りを一段目の吐出ポート 1 5 Bから管路 5 1を介して直接二 段目の吸込みポート 1 7 Aに供給している。 本構成でも、 上述した実施形態とほ ぼ同様の効果を得ることができ、 本圧縮機は、 第 1図の除霜回路、 第 2図の除霜 回路等にも適用が可能である。 以上、 一実施形態に基づいて本発明を説明したが、 本発明はこれに限定される ものでないことは明らかである。 産業上の利用可能性
以上のように、 本発明は、 内部中間圧二段圧縮型圧縮機を使用した場合の効率 のよい除霜運転を可能にしたヒートポンプ装置に適している。

Claims

請求の範囲
1 .圧縮機、 ガスクーラ、 減圧装置および蒸発器を有する冷凍サイクルを備え、 上記ガスクーラで水を加熱可能に構成したヒートポンプ装置において、
上記圧縮機には、 一段目で中間圧に圧縮された冷媒のすベて或いはその一部を シェルケース内を通して二段目に導き、 この二段目でこの中間圧冷媒を高圧に圧 縮して吐出する二段圧縮型圧縮機が使用され、 上記圧縮機の一段目の中間圧冷媒 を上記ガスクーラおよび上記減圧装置をバイパスして上記蒸発器に導く除霜回路 を備えたことを特徴とするヒートポンプ装置。
2 . 上記圧縮機の二段目の高圧冷媒を上記ガスクーラおよび上記減圧装置をバ ィパスして上記蒸発器に導く高圧除霜回路をさらに備えたことを特徴とする請求 の範囲第 1項記載のヒートポンプ装置。
3 . 上記冷凍サイクルには高圧側が超臨界域で作動する冷媒が充填使用されて いることを特徴とする請求の範囲第 1項又は第 2項記載のヒートポンプ装置。
4 . 上記冷媒が C O 2冷媒であることを特徴とする請求の範囲第 1項乃至第 3 項のいずれか一項記載のヒートポンプ装置。
5 . 上記除霜回路には圧縮機のシェルケース内を真空引き可能な開閉弁が設け られていることを特徴とする請求の範囲第 1項乃至第 4項のいずれか一項記載の ヒートポンプ装置。
6 . 上記一段目の中間圧冷媒のオイル混合比率が、 上記二段目の高圧冷媒のォ ィル混合比率よりも少ないことを特徴とする請求の範囲第 1項乃至第 5項のいず れか一項記載のヒートボンプ装置。
7 .圧縮機、 ガスクーラ、減圧装置および蒸発器を有する冷凍サイクルを備え、 上記ガスクーラで水を加熱可能に構成したヒートポンプ装置において、
上記冷凍サイクルには高圧側が超臨界域で作動する冷媒が充填使用され、 上記圧縮機には、 一段目で中間圧に圧縮された冷媒のすベて或いはその一部を シェルケース内を通して二段目に導き、 この二段目でこの中間圧冷媒を高圧に圧 縮して吐出する二段圧縮型圧縮機が使用され、
上記圧縮機の一段目の中間圧冷媒及び/又は二段目の高圧冷媒を上記ガスクー ラおよび上記減圧装置をバイパスして上記蒸発器に導く除霜回路を備えたことを 特徴とするヒートポンプ装置。
8 . 上記冷媒が C O 2冷媒であることを特徴とする請求の範囲第 7項記載のヒ ートポンプ装置。
9 . 上記除霜回路には圧縮機のシェルケース内を真空引き可能な開閉弁が設け られていることを特徴とする請求の範囲第 7項又は第 8項記載のヒートポンプ装
1 0 . 上記一段目の中間圧冷媒のオイル混合比率が、 上記二段目の高圧冷媒の オイル混合比率よりも少ないことを特徴とする請求の範囲第 7項乃至第 9項のい ずれか一項記載のヒートボンプ装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1486742A1 (en) * 2003-06-10 2004-12-15 Sanyo Electric Co., Ltd. Refrigerant cycle apparatus
EP1703130A3 (en) * 2001-09-27 2007-10-03 Sanyo Electric Co., Ltd. Rotary vane compressor and defroster
JP2009133543A (ja) * 2007-11-30 2009-06-18 Sanyo Electric Co Ltd 冷凍装置

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000051885A1 (en) 1999-03-01 2000-09-08 Natural Colour Kari Kirjavainen Oy Method of steering aircraft, and aircraft
TWI301188B (en) * 2002-08-30 2008-09-21 Sanyo Electric Co Refrigeant cycling device and compressor using the same
WO2006103815A1 (ja) * 2005-03-28 2006-10-05 Toshiba Carrier Corporation 給湯機
CN101336357A (zh) * 2006-01-27 2008-12-31 开利公司 进入蒸发器入口的制冷剂系统缷载旁路
JP4982119B2 (ja) * 2006-06-29 2012-07-25 株式会社東芝 回転電機
KR20080020771A (ko) * 2006-09-01 2008-03-06 엘지전자 주식회사 수냉식 공기조화기
EP2496893B1 (en) * 2009-11-06 2019-01-02 Carrier Corporation Refrigerating circuit and method for selectively defrosting cold consumer units of a refrigerating circuit
JP2011133208A (ja) * 2009-12-25 2011-07-07 Sanyo Electric Co Ltd 冷凍装置
US10184688B2 (en) 2011-12-28 2019-01-22 Desert Aire Corp. Air conditioning apparatus for efficient supply air temperature control
CN105008822B (zh) * 2013-02-20 2017-05-17 松下知识产权经营株式会社 废热利用热泵系统和热机驱动式蒸气压缩式热泵系统
JP5968534B2 (ja) * 2013-05-31 2016-08-10 三菱電機株式会社 空気調和装置
CN103673391B (zh) * 2013-12-09 2016-05-11 江苏苏净集团有限公司 二氧化碳热泵系统及其控制方法
US10571175B2 (en) * 2014-01-22 2020-02-25 Desert Aire Corp. Heat pump temperature control
EP3108188B1 (en) 2014-02-17 2020-08-12 Carrier Corporation Vapour compression system
CN105962005B (zh) * 2016-05-09 2019-12-27 顺德职业技术学院 双级压缩式热泵真空冷冻干燥组合设备节能控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52164737U (ja) * 1976-06-09 1977-12-14
JPS5510961U (ja) * 1978-07-07 1980-01-24
JPH07218053A (ja) * 1994-02-04 1995-08-18 Hitachi Ltd 冷凍装置
JPH11294906A (ja) * 1998-04-13 1999-10-29 Kobe Steel Ltd 冷凍装置
JP2002106963A (ja) * 2000-09-29 2002-04-10 Sanyo Electric Co Ltd ヒートポンプ給湯機

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3869874A (en) * 1974-01-02 1975-03-11 Borg Warner Refrigeration apparatus with defrosting system
JPS5852148B2 (ja) * 1978-05-08 1983-11-21 三菱電機株式会社 二段圧縮冷凍装置
JPS5510961A (en) 1978-07-11 1980-01-25 Mitsubishi Electric Corp Particle accelerator for medical treatment
JPS6453868A (en) 1987-08-25 1989-03-01 Fuji Photo Film Co Ltd Printing method
JPS6453868U (ja) * 1987-09-29 1989-04-03
JPH028660A (ja) 1988-06-27 1990-01-12 Mitsubishi Electric Corp 冷凍機
JPH0213765A (ja) 1988-06-30 1990-01-18 Toshiba Corp 冷凍サイクル装置
JPH03170758A (ja) * 1989-11-30 1991-07-24 Mitsubishi Electric Corp 空気調和装置
JPH07133973A (ja) * 1993-11-10 1995-05-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 冷凍装置
US5570585A (en) * 1994-10-03 1996-11-05 Vaynberg; Mikhail Universal cooling system automatically configured to operate in compound or single compressor mode
JPH0933144A (ja) * 1995-07-17 1997-02-07 Sanyo Electric Co Ltd 冷凍回路の真空引き方法及びその装置
DE59604923D1 (de) * 1996-01-26 2000-05-11 Konvekta Ag Kompressionskälteanlage
US6112547A (en) * 1998-07-10 2000-09-05 Spauschus Associates, Inc. Reduced pressure carbon dioxide-based refrigeration system
JP2000171108A (ja) 1998-12-03 2000-06-23 Sanyo Electric Co Ltd ロータリ圧縮機及びそれを用いた冷凍回路
JP4441965B2 (ja) * 1999-06-11 2010-03-31 ダイキン工業株式会社 空気調和装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52164737U (ja) * 1976-06-09 1977-12-14
JPS5510961U (ja) * 1978-07-07 1980-01-24
JPH07218053A (ja) * 1994-02-04 1995-08-18 Hitachi Ltd 冷凍装置
JPH11294906A (ja) * 1998-04-13 1999-10-29 Kobe Steel Ltd 冷凍装置
JP2002106963A (ja) * 2000-09-29 2002-04-10 Sanyo Electric Co Ltd ヒートポンプ給湯機

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1403600A4 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1703130A3 (en) * 2001-09-27 2007-10-03 Sanyo Electric Co., Ltd. Rotary vane compressor and defroster
EP1486742A1 (en) * 2003-06-10 2004-12-15 Sanyo Electric Co., Ltd. Refrigerant cycle apparatus
US7086244B2 (en) 2003-06-10 2006-08-08 Sanyo Electric Co., Ltd. Refrigerant cycle apparatus
JP2009133543A (ja) * 2007-11-30 2009-06-18 Sanyo Electric Co Ltd 冷凍装置

Also Published As

Publication number Publication date
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EP1403600A4 (en) 2006-06-07
EP1403600B1 (en) 2008-07-09

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