WO2019180982A1 - 蒸気生成ヒートポンプ装置 - Google Patents

蒸気生成ヒートポンプ装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2019180982A1
WO2019180982A1 PCT/JP2018/027197 JP2018027197W WO2019180982A1 WO 2019180982 A1 WO2019180982 A1 WO 2019180982A1 JP 2018027197 W JP2018027197 W JP 2018027197W WO 2019180982 A1 WO2019180982 A1 WO 2019180982A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
oil
steam
compressor
heat pump
heat exchanger
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/027197
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
後藤 幹生
智人 小野
吉成 小田
祐輔 大西
康弘 横山
Original Assignee
富士電機株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 富士電機株式会社 filed Critical 富士電機株式会社
Priority to CN201880055860.1A priority Critical patent/CN111094868B/zh
Priority to JP2020507296A priority patent/JP6849142B2/ja
Priority to EP18910644.6A priority patent/EP3663672A1/en
Publication of WO2019180982A1 publication Critical patent/WO2019180982A1/ja

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00Details
    • F24H9/02Casings; Cover lids; Ornamental panels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/02Lubrication
    • F04B39/0207Lubrication with lubrication control systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/02Lubrication
    • F04B39/0284Constructional details, e.g. reservoirs in the casing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/06Cooling; Heating; Prevention of freezing
    • F04B39/066Cooling by ventilation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B3/00Other methods of steam generation; Steam boilers not provided for in other groups of this subclass
    • F22B3/02Other methods of steam generation; Steam boilers not provided for in other groups of this subclass involving the use of working media other than water
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/30Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/375Control of heat pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H4/00Fluid heaters characterised by the use of heat pumps
    • F24H4/02Water heaters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00Details
    • F24H9/06Arrangement of mountings or supports for heaters, e.g. boilers, other than space heating radiators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00Heat pumps
    • F25B30/02Heat pumps of the compression type
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
    • Y02P80/15On-site combined power, heat or cool generation or distribution, e.g. combined heat and power [CHP] supply

Definitions

  • the present invention relates to a steam generation heat pump device that can effectively use heat discharged from a heat exchanger in the apparatus even when a heat exchanger that adjusts the temperature of oil in a compressor is provided.
  • a steam generation heat pump device collects exhaust heat from exhaust hot water (warm water) such as factory waste water and used cooling water to generate steam.
  • the steam generating heat pump device causes the evaporator of the heat pump device to function as an exhaust heat recovery device, where exhaust heat is recovered from the exhaust hot water into a refrigerant, and heated water is heated by the condenser using the recovered heat. Therefore, since steam is generated, there is a merit that the running cost and the CO 2 emission amount can be reduced as compared with the combustion system steam generating apparatus that generates steam using boiler equipment or the like.
  • Patent Document 1 discloses a configuration in which hot water serving as a heat source is stored in a heat source water tank (hot water tank) and supplied from the hot water tank to an exhaust heat recovery device in a steam generation heat pump device.
  • a heat source water tank hot water tank
  • a compressor for compressing the refrigerant is used in the steam generating heat pump apparatus.
  • the oil loses its viscosity when the temperature is high, and the oil film breaks and promotes wear.
  • the temperature of the oil is low, the viscosity becomes high, the circulation of the oil is incomplete, and a part where the oil cannot reach is generated, thereby promoting wear.
  • the present invention has been made in view of the above, and even when a heat exchanger for adjusting the temperature of oil in a compressor is provided, the heat discharged from the heat exchanger is effectively used in the apparatus.
  • An object of the present invention is to provide a steam generating heat pump apparatus that can perform the above-described process.
  • the steam generating heat pump apparatus recovers heat from a heat source hot water to a refrigerant through an evaporator using a heat pump, and compresses the refrigerant with a compressor.
  • a steam generation heat pump device that generates steam by transferring heat from the refrigerant compressed through the condenser to the water to be heated, and supplies the generated steam to the steam utilization facility, the steam generation heat pump device accommodating A casing, a suction port disposed on the bottom side of the side surface of the casing, an exhaust port disposed on the top side of the side surface of the casing, and the compression unit disposed outside the main body of the compressor.
  • An oil heat exchanger that cools the oil of the compressor via an oil circulation pipe connected to a compressor and an oil pump; and provided at the intake port for sucking outside air and for removing the sucked outside air
  • An intake fan for blowing air toward the Le heat exchanger characterized by comprising a.
  • the steam generation heat pump device includes, in the above invention, a temperature sensor provided in the oil circulation pipe, and an intake fan control unit that controls an amount of air blown from the intake fan.
  • the fan control unit increases the air volume of the intake fan when the temperature detected by the temperature sensor is equal to or higher than a predetermined value.
  • the temperature sensor is provided in an oil return pipe that returns oil from the oil heat exchanger to the main body side of the compressor in the oil circulation pipe. It is characterized by that.
  • each of the oil feed pipe and the oil return pipe of the oil circulation pipe is bent in at least three axial directions and curved in a U shape. It has the part.
  • the steam generating heat pump device is characterized in that, in the above invention, the main body of the compressor is disposed at a position where the liquid level of the oil sump is lower than the lowest part of the oil heat exchanger. To do.
  • the steam generating heat pump device is characterized in that, in the above invention, an upward hood for exhausting toward the gas-liquid separator side is provided on the outlet side of the intake fan.
  • the steam generating heat pump device is characterized in that, in the above-described invention, an intake port is provided at a position of the housing corresponding to an arrangement position of a drive motor for driving the compressor.
  • the heat discharged from the heat exchanger can be effectively used in the apparatus, and the efficiency of the apparatus can be improved. Can be improved.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a steam generation heat pump device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an arrangement configuration in the apparatus housing of the steam generating heat pump apparatus shown in FIG. 3 is a cross-sectional view of the steam generating heat pump device shown in FIG. 1 as viewed from the left side.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the shape of the oil circulation pipe.
  • FIG. 5 is a view showing the arrangement relationship between the compressor oil level of the oil sump in the compressor body and the oil heat exchanger.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing the positional relationship between the oil heat exchanger, the intake fan, and the upward hood during disassembly and coupling.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a steam generation heat pump device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an arrangement configuration in the apparatus housing of the steam generating heat pump apparatus shown in FIG. 3 is
  • FIG. 7 is a perspective view showing an arrangement configuration in the apparatus housing of the steam generating heat pump apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the steam generating heat pump apparatus shown in FIG. 7 as viewed from the left side.
  • FIG. 9 is a perspective view of the steam generating heat pump device shown in FIG.
  • FIG. 10 is a perspective view of the steam generating heat pump device shown in FIG.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a steam generation heat pump device 10 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the steam generation heat pump device 10 is a system that recovers heat from heat source hot water and generates steam using the recovered heat, and the generated steam is sent to an external steam utilization facility 100.
  • the steam generation heat pump apparatus 10 includes an oil that adjusts the temperature of oil in a heat pump 20 that is supplied as a heat source for generating steam, a gas-liquid separator 31 that is used when generating steam, and a compressor 22 in the heat pump 20.
  • a heat exchanger 40 and a control unit 50 are included.
  • the heat pump 20 recovers heat from the heat source hot water and heats the refrigerant, the compressor 22 that compresses the refrigerant heated by the evaporator 21, and dissipates the refrigerant compressed by the compressor 22 to condense.
  • This is a refrigeration cycle apparatus in which a condenser 23 and a throttle expander 24 that expands the refrigerant output from the condenser 23 are connected in an annular manner through a refrigerant pipe in order to circulate the refrigerant.
  • the refrigerant that has been compressed by the compressor 22 to high temperature and high pressure is supplied from the heated water supply line L2 and the heated water supply pump P2 in the condenser 23, and is supplied to the steam circulation line (steam circulation) via the gas-liquid separator 31. Piping) It is cooled and condensed by exchanging heat with the heated water circulating in L3 and L4.
  • the refrigerant output from the condenser 23 is throttled and expanded by a throttle expander 24, which is an electronic expansion valve, and in the evaporator 21, absorbs heat from the heat source hot water supplied via the heat source hot water supply line L1 and the heat source hot water supply pump P1. Then, it evaporates and returns to the compressor 22 again.
  • the gas-liquid separator 31 is formed of a cylindrical container along the vertical direction, and is supplied with heated water from a heated water supply line L2 connected to a steam circulation line L4 connected to the lower wall. Store water inside the container.
  • the heated water in the heated water supply line L2 may be warm water or water from a water supply source such as a water pipe or a water tank (not shown).
  • a steam delivery line L5 for sending the generated steam to the external steam utilization equipment 100 side is connected to the upper end wall of the gas-liquid separator 31.
  • the two-phase flow in which water and steam exiting the condenser 23 are mixed is introduced into the gas-liquid separator 31 from the steam circulation line L3 on the outlet side of the condenser 23, and the steam after the water is separated here. Is delivered to the steam delivery line L5.
  • the steam delivered to the steam delivery line L5 is compressed and pressurized by the steam compressor P3.
  • the pressurized steam is sent to the steam utilization facility 100 side.
  • steam delivery line L5 is 120 degreeC, for example.
  • the condenser 23, the gas-liquid separator 31, the steam circulation lines L 3 and L 4, the steam delivery line L 5, and the steam compressor P 3 constitute a steam generation unit 30.
  • the oil heat exchanger 40 circulates part of the oil in the compressor 22 via the oil circulation pipe 41, and exchanges heat between the circulating oil and the outside air sucked by the intake fan 42 that sucks outside air. To do.
  • the oil heat exchanger 40 is disposed on the bottom side of the apparatus housing.
  • the heat exchanged outside air is blown by the intake fan 42 toward the steam circulation pipe L3 disposed on the upper side of the apparatus housing, and maintains the high-temperature state of the gas-liquid two-phase state in the steam circulation pipe L3. Prevents steam from deteriorating.
  • a temperature sensor 45 is disposed in an oil return pipe that returns oil from the oil heat exchanger 40 to the main body side of the compressor 22.
  • the oil temperature adjustment by the oil heat exchanger 40 mainly cools the oil.
  • the controller 50 is connected to the heat pump 20, the heat source hot water supply pump P1, the heated water supply pump P2, the temperature sensor 45, and the intake fan 42.
  • the control unit 50 includes a heat pump control unit 51 and an intake fan control unit 52.
  • the heat pump control unit 51 is operated with superheat control that adjusts the drive rotation speed of the compressor 22 and the opening of the expansion expander 24 so that the refrigerant in the compression stroke has a predetermined superheat degree or more.
  • the This superheat degree control is executed based on detection values (suction pressure and suction temperature, discharge pressure and discharge temperature) of a pressure sensor and a temperature sensor (not shown) provided on one or both of the suction side and the discharge side of the compressor 22, for example. Is done.
  • the heat pump control unit 51 performs output control according to the temperature of the heat source hot water.
  • the intake fan control unit 52 performs control to increase the air volume of the intake fan 42 and increase the heat exchange amount when the temperature detected by the temperature sensor 45 is equal to or higher than a predetermined value.
  • This control may be a control in which a plurality of intake fans 42 are provided and the air volume is increased by increasing the number of operating units when the temperature detected by the temperature sensor 45 is equal to or higher than a predetermined value.
  • the rotational speed may be increased.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating an arrangement configuration in the apparatus housing of the steam generation heat pump apparatus 10 illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the steam generation heat pump device 10 shown in FIG. 1 as viewed from the left side.
  • the steam generating heat pump device 10 is disposed in the device housing 1.
  • the front plate 1a of the device housing 1 is a door that can be opened and closed.
  • the compressor 22 is disposed on the front plate 1a side, and the heat source hot water supply pump P1, the oil heat exchanger 40, and the condenser 23 are disposed on the rear plate 1c side.
  • a gas-liquid separator 31 is disposed above the condenser 23 and above the apparatus housing 1.
  • a steam circulation pipe L3 is connected between the condenser 23 and the gas-liquid separator 31.
  • An evaporator 21 is disposed in the upper part of the oil heat exchanger 40 and in the middle of the apparatus housing 1.
  • the oil heat exchanger 40 sucks outside air through the intake port 44 provided on the bottom side of the rear plate 1c.
  • An intake fan 42 and an upward hood 43 are sequentially arranged on the inner side of the oil heat exchanger 40.
  • An exhaust fan 62 that discharges air inside the device casing 1 through the exhaust port is disposed on the rear plate 1c of the device casing 1. Further, an exhaust fan 61 for cooling an electronic device (not shown) disposed inside the front plate 1a is provided on the upper portion of the front plate 1a.
  • the outside air heat-exchanged by the oil heat exchanger 40 flows in the direction A1 of the upper steam circulation pipe L3 by the upward hood 43, and further flows in the vicinity of the steam circulation pipe L3 along the upper direction A2 to the exhaust fan 62. Along the direction A3 and exhausted from the apparatus housing 1 to the outside.
  • the oil heat exchanger 40 cools the oil of the compressor 22 and prevents the temperature of the steam in the steam circulation pipe L3 from lowering by using the heat exchanged heat.
  • the heat exchanged heat is effectively used directly for preventing the temperature drop of the steam, and the efficiency of steam generation can be improved by preventing the temperature drop of the steam.
  • the upward hood 43 can be more easily controlled by providing a current plate.
  • FIG. 4 is a view showing the shape of the oil circulation pipe 41.
  • the oil circulation pipe 41 includes an oil pump 22 a, an oil feed pipe 41 a, and an oil return pipe 41 b, and is provided between the compressor 22 body and the oil heat exchanger 40 in the compressor 22 body. Circulate the oil.
  • the oil pump 22a is provided in the oil feed pipe 41a, and supplies oil in the compressor 22 body to the oil heat exchanger 40 through the oil feed pipe 41a.
  • the oil flowing through the oil heat exchanger 40 is cooled by heat exchange with air.
  • the oil pump 22a may be disposed in the compressor 22 main body.
  • the oil feed pipe 41a and the oil return pipe 41b have a margin with respect to the X-axis, Y-axis, and Z-axis expansion / contraction directions and the X-axis, Y-axis, and Z-axis rotational directions. It is said.
  • Each of the oil feed pipe 41a and the oil return pipe 41b is bent in at least three axes (X-axis, Y-axis, Z-axis) directions and is curved in a U shape.
  • the oil return pipe 41b extends in the Y direction from the oil heat exchanger 40 side, and then bends and extends in the ⁇ Z direction.
  • a U-shaped curved portion including the bent portion is formed on the YZ plane. And then bent in the X direction and further bent in the Y direction.
  • the bending portion buffers expansion and contraction between the oil heat exchanger 40 and the compressor 22 main body, and this buffer is transmitted in the three-axis directions of the X axis, the Y axis, and the Z axis.
  • the oil circulation pipe 41 has a smaller diameter than other pipes such as the steam circulation pipe L3, but by providing the above-described shape, the deformation can be buffered and the strength can be maintained.
  • FIG. 5 is a diagram showing the arrangement relationship between the compressor oil liquid level of the oil sump in the main body of the compressor 22 and the oil heat exchanger 40. As shown in FIG. 5, the oil heat exchanger 40 is arranged such that the compressor oil level is located below the lowermost part of the oil heat exchanger 40 where oil is stored.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing the positional relationship between the oil heat exchanger 40, the intake fan 42, and the upward hood 43 during disassembly and coupling.
  • the intake fan 42 and the upward hood 43 that are sequentially attached to the oil heat exchanger 40 are each assembled only by coupling with screws in the Y direction.
  • the oil heat exchanger 40 is disassembled and coupled via the guide cover 40 a of the oil heat exchanger 40, the stay 42 a of the intake fan 42, and the flanges on both sides of the upward hood 43.
  • FIG. 6 only the side faces in the ⁇ X direction are screwed, but the other side faces in the X direction are also screwed.
  • the oil heat exchanger 40 is provided on the side of the rear plate 1c that does not open, but is screwed only from the direction of the front plate 1a (Y direction). Work during assembly is facilitated.
  • FIG. 7 is a perspective view showing an arrangement configuration in the apparatus housing of the steam generation heat pump apparatus 11 according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is sectional drawing which looked at the vapor
  • FIG. 9 is a perspective view of the steam generation heat pump device 11 shown in FIG.
  • FIG. 10 is a perspective view of the steam generating heat pump device 11 shown in FIG.
  • the steam generating heat pump apparatus 11 according to the second embodiment is different from the steam generating heat pump apparatus 10 according to the first embodiment in the lower part of the front plate 1a and corresponding to the drive motor 22b that drives the compressor 22.
  • a cover member 70 that covers the compressor 22 is provided on the front plate 1a side of the compressor 22 in order to ensure safety when the front plate 1a is opened.
  • the cover member 70 is formed with a plurality of vent holes 70a having a size that does not allow a finger or the like to enter at a position close to the drive motor 22b.
  • the air vent 70a secures an air flow path through which air that flows in through the air intake 71 flows into the drive motor 22b.
  • the upward hood 43 is not provided in the second embodiment. Therefore, the outside air heat-exchanged through the intake port 44, the oil heat exchanger 40, and the intake fan 42 flows out toward the compressor 22 side.
  • the front plate 1a of the apparatus housing 1 is a door, and is provided with an operation panel 84 that is operated when an operator performs various settings, operation commands, and the like for the control unit 50 of the steam generating heat pump apparatus 11.
  • an electrical box 86 that houses electrical components 85 constituting the control unit 50 is attached to the inner surface of the front plate 1a. That is, although the electrical box 86 is installed inside the front plate 1 a, the electrical component 85 is separated from other devices such as the compressor 22 by the wall surface of the electrical box 86.
  • the electrical box 86 is attached to a frame 87 fixed to the inner surface of the front plate 1a, and a gap (duct area D) is formed between the electrical box 86 and the inner surface of the front plate 1a.
  • An intake port 81 provided in the front plate 1a is open to the duct region D, and the electrical box 86 has an opening 82 for taking in outside air supplied from the intake port 81 to the duct region D.
  • the electrical component 85 in the electrical box 86 is efficiently cooled by the outside air flowing from the intake port 81. Further, the air flowing into the duct region D from the air intake port 81 appropriately flows into the electrical box 86 from the opening 82, so that it is appropriately new to each of the electrical components 85 arranged in the vertical direction in the electrical box 86. Can apply cold air.
  • the electrical component 85a is an inverter. Further, the duct region D through which the air flowing into the electrical equipment box 86 from the air inlet 81 flows is surrounded by the inner surface of the front plate 1a, the front wall 86a of the electrical equipment box 86, and the frame 87.
  • the hot air in the device housing 1 emitted from the compressor 22 or the like is prevented from being sucked into the electrical box 86. Moreover, since the duct region D is provided between the electrical box 86 and the inner surface of the front plate 1a, even if rainwater or the like enters the apparatus housing 1 from the air inlet 81, the intrusion has occurred. Since rainwater or the like flows through the duct area D, the water does not enter the electrical box 86.
  • the air sucked from the intake port 81 by the exhaust fan 61 passes through the filter member 90 and flows into the duct region D.
  • the air that has flowed into the duct area D rises in the duct area D, and partly flows into the electrical box 86 from the opening 82 formed in the front wall 86a of the electrical box 86 to cool the electrical component 85.
  • the duct region D is raised to cool the electrical component 85 b and then discharged from the exhaust fan 61 into the apparatus housing 1 together with the air flowing into the electrical box 86.
  • the electrical component 85b has a small opening through which air flows in the electrical component.
  • the cover member 101 is formed so as to cover the intake port 81.
  • the cover member 101 is a metal plate in which a cover air inlet 101a, which is a plurality of openings through which air can flow in the plate thickness direction, is formed, and is fixed to the outer surface of the front plate 1a with screws.
  • a hook-like portion 101b for preventing intrusion of rainwater or the like is bulged.
  • the cover member 102 is formed so as to cover the air inlet 71.
  • the cover member 102 is a metal plate in which a cover air inlet 102a, which is a plurality of openings through which air can flow in the plate thickness direction, is formed, and is fixed to the outer surface of the front plate 1a with screws. On the outer surface side of each cover air inlet 102a, a hook-like portion 102b for preventing intrusion of rainwater or the like is formed to bulge.
  • a gutter member 62a is provided on the outer surface side of the exhaust fan 62 to prevent intrusion of rainwater or the like from the exhaust fan 62 into the apparatus housing 1.
  • a flange member 44 a is provided on the outer surface side of the air inlet 44 to prevent intrusion of rainwater or the like from the air inlet 44 into the apparatus housing 1.
  • Air flow> As shown in FIG. 8, the air A ⁇ b> 11 that has flowed into the intake port 44 becomes air A ⁇ b> 12 that is heat-exchanged via the oil heat exchanger 40 and the intake fan 42, flows toward the compressor 22, and then flows vertically upward. .
  • the air A13 flowing into the intake port 71 cools the drive motor 22b via the vent hole 70a of the cover member 70, and then becomes the air A14 that flows vertically upward, and merges with the air A12.
  • the air A15 in which the air A12 and the air A14 merge together rises in the apparatus housing 1 along the back wall 86b of the electrical box 86.
  • a space (non-cooling region E) in which there is almost no air flow in the vicinity of the center in the height direction inside the apparatus housing 1 is formed.
  • a device that needs to suppress heat dissipation and avoids active cooling such as a gas-liquid separator 31 and a steam circulation pipe L3, is arranged. Since the air A15 flows along the back wall 86b, the air A15 rises while passing through the region R between the back wall 86b and the non-cooling region E. For this reason, the air A15 does not affect the heat insulation state of the non-cooling region E.
  • the air A16 flowing in from the intake port 81 flows out from the exhaust fan 61 as air A17 through the electrical box 86.
  • the air A15 becomes the air A18 merged with the air A17 flowing out from the exhaust fan 61 of the electrical box 86 and flows toward the exhaust fan 62.
  • the air A18 is discharged from the exhaust fan 62 as air A19.
  • the exhaust fan 62 is provided with the intake fan 42 and the exhaust fan 61, in order to ensure intake from the intake port 71, the exhaust fan 62 needs an exhaust capability in which the inside of the apparatus housing 1 becomes a negative pressure.
  • the drive motor 22b can be cooled in addition to the compressor 22, and the heat retention in the non-cooling region E is not affected.
  • the air inlet 71 may be provided not only on the front plate 1a but also on the side plate 1d, the bottom plate 1b, and the rear plate 1c close to the drive motor 22b. Further, the upward hood 43 may be attached.
  • each configuration illustrated in the above embodiment is functionally schematic and does not necessarily need to be physically configured as illustrated. That is, the form of distribution / integration of each device and component is not limited to the one shown in the figure, and all or a part thereof is functionally / physically distributed / integrated in arbitrary units according to various usage conditions. Can be configured.

Abstract

圧縮機のオイルの温度調整を行う熱交換器を設けた場合であっても、熱交換器が排出する熱を装置内で有効利用することができる蒸気生成ヒートポンプ装置を提供することを目的とし、蒸気生成ヒートポンプ装置10が収容される筐体1と、筐体1の側面における底部側に配置された吸気口44と、筐体1の側面における上部側に配置された排気口と、圧縮機22の本体外部に配置され、圧縮機22とオイルポンプ22aに接続されたオイル循環配管41を介して圧縮機22のオイルを冷却するオイル熱交換器40と、吸気口44に設けられ、外気を吸入するとともに、吸入した外気をオイル熱交換器40に向けて送風する吸気ファン42と、を備える。

Description

蒸気生成ヒートポンプ装置
 本発明は、圧縮機のオイルの温度調整を行う熱交換器を設けた場合であっても、熱交換器が排出する熱を装置内で有効利用することができる蒸気生成ヒートポンプ装置に関する。
 蒸気生成装置の一つとして、ヒートポンプ装置を利用した蒸気生成ヒートポンプ装置がある。蒸気生成ヒートポンプ装置は、工場排水や使用済冷却水等の排温水(温水)から排熱を回収して蒸気を生成するものである。すなわち、蒸気生成ヒートポンプ装置は、ヒートポンプ装置の蒸発器を排熱回収器として機能させ、ここで排温水から排熱を冷媒に回収し、回収した熱を利用して凝縮器で被加熱水を加熱して蒸気を生成するため、ボイラ設備等を利用して蒸気を発生させる燃焼系蒸気生成装置に比べてランニングコストやCOの排出量を低減できるメリットがある。
 例えば特許文献1には、蒸気生成ヒートポンプ装置において、熱源となる温水を熱源水タンク(温水タンク)に貯留しておき、この温水タンクから排熱回収器に供給する構成が開示されている。
特開2013-210118号公報
 ところで、蒸気生成ヒートポンプ装置では、冷媒を圧縮する圧縮機が用いられる。圧縮機の信頼性を高めるためには、潤滑用のオイルを用いて摩耗を抑制する必要がある。オイルは、温度が高いと粘性が失われ、油膜が破壊して摩耗を促進する。一方、オイルの温度が低いと、粘性が高くなり、オイルの循環が不完全となってオイルが行き届かない部位が生じて摩耗が促進されることになる。
 そこで、圧縮機のオイルを温度調整するための熱交換器を設けることが考えられる。ここで、例えば、熱交換器を用いて圧縮機のオイルを冷却する場合、熱交換によって生成された熱は外気に放出される。この熱の外気への排出は、蒸気生成ヒートポンプ装置にとって効率を悪化させる要因となる。
 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、圧縮機のオイルの温度調整を行う熱交換器を設けた場合であっても、熱交換器が排出する熱を装置内で有効利用することができる蒸気生成ヒートポンプ装置を提供することを目的とする。
 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる蒸気生成ヒートポンプ装置は、ヒートポンプを用いて熱源温水から蒸発器を介して冷媒に熱を回収し、該冷媒を圧縮機で圧縮し、凝縮器を介して圧縮した冷媒から被加熱水に熱を伝達して蒸気を生成し、生成した蒸気を蒸気利用設備に供給する蒸気生成ヒートポンプ装置であって、前記蒸気生成ヒートポンプ装置が収容される筐体と、前記筐体の側面における底部側に配置された吸気口と、前記筐体の側面における上部側に配置された排気口と、前記圧縮機の本体外部に配置され、前記圧縮機とオイルポンプに接続されたオイル循環配管を介して前記圧縮機のオイルを冷却するオイル熱交換器と、前記吸気口に設けられ、外気を吸入するとともに、吸入した前記外気を前記オイル熱交換器に向けて送風する吸気ファンと、を備えたことを特徴とする。
 また、本発明にかかる蒸気生成ヒートポンプ装置は、上記の発明において、前記オイル循環配管に設けられた温度センサと、前記吸気ファンから送風される風量を制御する吸気ファン制御部とを備え、前記吸気ファン制御部は、前記温度センサが検出した温度が所定値以上である場合に、前記吸気ファンの風量を増大させることを特徴とする。
 また、本発明にかかる蒸気生成ヒートポンプ装置は、上記の発明において、前記温度センサは、前記オイル循環配管のうち、前記オイル熱交換器から前記圧縮機の本体側にオイルを戻すオイル戻し配管に設けられたことを特徴とする。
 また、本発明にかかる蒸気生成ヒートポンプ装置は、上記の発明において、前記オイル循環配管のオイル送り配管及びオイル戻り配管のそれぞれは、少なくとも3軸方向に曲げられ、かつ、U字に湾曲された湾曲部を備えたことを特徴とする。
 また、本発明にかかる蒸気生成ヒートポンプ装置は、上記の発明において、前記圧縮機の本体は、オイル溜めの液面が前記オイル熱交換器の最下部よりも低い位置に配置されることを特徴とする。
 また、本発明にかかる蒸気生成ヒートポンプ装置は、上記の発明において、前記吸気ファンの出口側に、気液分離器側に向けて排気する上向きフードを備えたことを特徴とする。
 また、本発明にかかる蒸気生成ヒートポンプ装置は、上記の発明において、前記圧縮機を駆動する駆動モータの配置位置に対応する前記筐体の位置に吸気口を設けたことを特徴とする。
 本発明によれば、圧縮機のオイルの温度調整を行う熱交換器を設けた場合であっても、熱交換器が排出する熱を装置内で有効利用することができるとともに、装置の効率を向上させることができる。
図1は、本発明の実施の形態1に係る蒸気生成ヒートポンプ装置の構成を示すブロック図である。 図2は、図1に示した蒸気生成ヒートポンプ装置の装置筐体内の配置構成を示す斜視図である。 図3は、図1に示した蒸気生成ヒートポンプ装置を左側面からみた断面図である。 図4は、オイル循環配管の形状を示す図である。 図5は、圧縮機本体内のオイル溜めの圧縮機オイル液面とオイル熱交換器との配置関係を示す図である。 図6は、分解結合時におけるオイル熱交換器、吸気ファン、及び上向きフードとの位置関係を示す分解斜視図である。 図7は、本発明の実施の形態2である蒸気生成ヒートポンプ装置の装置筐体内の配置構成を示す斜視図である。 図8は、図7に示した蒸気生成ヒートポンプ装置を左側面からみた断面図である。 図9は、図7に示した蒸気生成ヒートポンプ装置を斜め正面からみた斜視図である。 図10は、図7示した蒸気生成ヒートポンプ装置を斜め背面からみた斜視図である。
 以下、添付図面を参照してこの発明を実施するための形態について説明する。
(実施の形態1)
<全体構成>
 図1は、本発明の実施の形態1に係る蒸気生成ヒートポンプ装置10の構成を示すブロック図である。蒸気生成ヒートポンプ装置10は、熱源温水から熱を回収し、回収した熱を利用して水蒸気を生成するシステムであり、生成した水蒸気は外部の蒸気利用設備100に送られる。
 図1に示すように、蒸気生成ヒートポンプ装置10は、蒸気生成のための熱源として供給するヒートポンプ20、蒸気生成時に用いる気液分離器31、ヒートポンプ20の圧縮機22のオイルの温度を調節するオイル熱交換器40、及び制御部50を有する。
 ヒートポンプ20は、熱源温水から熱を回収して冷媒を加熱する蒸発器21と、蒸発器21で加熱された冷媒を圧縮する圧縮機22と、圧縮機22で圧縮された冷媒を放熱させて凝縮させる凝縮器23と、凝縮器23から出力された冷媒を膨張させる絞り膨張器24とを順に冷媒配管で環状に接続し、冷媒を循環させる冷凍サイクル装置である。
 圧縮機22で圧縮されて高温高圧となった冷媒は、凝縮器23において被加熱水供給ラインL2及び被加熱水供給ポンプP2から供給され、気液分離器31を介した蒸気循環ライン(蒸気循環配管)L3、L4で循環する被加熱水と熱交換して冷却され凝縮する。凝縮器23から出力された冷媒は電子膨張弁である絞り膨張器24で絞り膨張され、蒸発器21において、熱源温水供給ラインL1及び熱源温水供給ポンプP1を介して供給される熱源温水から吸熱して蒸発し、再び圧縮機22へと戻る。
 気液分離器31は、鉛直方向に沿った円筒状容器で構成され、下部壁に接続された蒸気循環ラインL4に接続された被加熱水供給ラインL2から被加熱水が給水補給されることで容器内部に水を貯留する。被加熱水供給ラインL2の被加熱水は、温水であっても、図示しない水道管や水タンク等の給水源の水であってもよい。
 気液分離器31の上端壁には、生成した水蒸気を外部の蒸気利用設備100側へと送り出す蒸気送出ラインL5が接続されている。凝縮器23を出た水と水蒸気とが混在した二相流は、凝縮器23の出口側の蒸気循環ラインL3から気液分離器31内に導入され、ここで水が分離された後の水蒸気が蒸気送出ラインL5へと送り出される。
 蒸気送出ラインL5に送り出された蒸気は、蒸気圧縮機P3によって圧縮されて昇圧される。昇圧された蒸気は、蒸気利用設備100側に送出される。なお、蒸気送出ラインL5から供給される蒸気は、例えば120℃である。また、凝縮器23、気液分離器31、蒸気循環ラインL3,L4、蒸気送出ラインL5、及び蒸気圧縮機P3は、蒸気生成部30を構成する。
 オイル熱交換器40は、オイル循環配管41を介して圧縮機22内のオイルの一部を循環させ、循環するオイルと、外気を吸入する吸気ファン42によって吸気された外気との間で熱交換する。オイル熱交換器40は、装置筐体の底部側に配置される。熱交換された外気は、吸気ファン42によって、装置筐体の上部側に配置される蒸気循環配管L3に向けて送風され、蒸気循環配管L3内の気液2相状態の高温状態を維持させ、蒸気の乾き度の低下を防止する。なお、オイル循環配管41のうち、オイル熱交換器40から圧縮機22の本体側にオイルを戻すオイル戻し配管には、温度センサ45が配置される。また、オイル熱交換器40によるオイルの温度調整は、主としてオイルの冷却を行う。
 制御部50には、ヒートポンプ20、熱源温水供給ポンプP1、被加熱水供給ポンプP2、温度センサ45、吸気ファン42が接続される。制御部50は、ヒートポンプ制御部51及び吸気ファン制御部52を有する。
 ヒートポンプ制御部51は、例えば通常運転時、圧縮行程中の冷媒が所定の過熱度以上になるように圧縮機22の駆動回転数及び絞り膨張器24の開度を調整する過熱度制御で運転される。この過熱度制御は、例えば圧縮機22の吸入側、吐出側の一方若しくは両方に設けられた図示しない圧力センサ及び温度センサの検出値(吸入圧及び吸入温度、吐出圧及び吐出温度)に基づき実行される。なお、ヒートポンプ制御部51は、熱源温水の温度に応じた出力制御を行う。
 吸気ファン制御部52は、温度センサ45が検出した温度が所定値以上である場合に、吸気ファン42の風量を増大させ、熱交換量を大きくする制御を行う。この制御は、吸気ファン42を複数台設け、温度センサ45が検出した温度が所定値以上である場合に運転台数を増加させて風量を増大させる制御としてもよく、単一のファンによるインバータ制御で回転数を増大させてもよい。
<配置構成>
 図2は、図1に示した蒸気生成ヒートポンプ装置10の装置筐体内の配置構成を示す斜視図である。また、図3は、図1に示した蒸気生成ヒートポンプ装置10を左側面からみた断面図である。
 図2及び図3に示すように、蒸気生成ヒートポンプ装置10は、装置筐体1内に配置される。装置筐体1の前面板1aは、開閉可能な扉である。底板1b上には、前面板1a側には、圧縮機22が配置され、後面板1c側には、熱源温水供給ポンプP1、オイル熱交換器40、及び凝縮器23が配置される。
 凝縮器23の上部であって装置筐体1の上部側には、気液分離器31が配置される。凝縮器23と気液分離器31との間には、蒸気循環配管L3が接続される。オイル熱交換器40の上部であって、装置筐体1の中部には蒸発器21が配置される。
 オイル熱交換器40は、後面板1cの底部側に設けられた吸気口44を介して外気を吸入する。オイル熱交換器40の内部側には、順次、吸気ファン42、上向きフード43が配置される。
 装置筐体1の後面板1cの上部には、装置筐体1内部の空気を排気口を介して排出する排気ファン62が配置される。また、前面板1aの上部には、前面板1aの内側に配置された図示しない電子機器などを冷却するための排気ファン61が設けられている。
 オイル熱交換器40によって熱交換された外気は、上向きフード43によって上側の蒸気循環配管L3の方向A1に流れ、さらに蒸気循環配管L3の近傍を上側の方向A2に沿って流れ、排気ファン62への方向A3に沿って流れ、装置筐体1から外部に排気される。
 したがって、オイル熱交換器40は、圧縮機22のオイルを冷却するとともに、熱交換された熱を用いて蒸気循環配管L3内の蒸気の温度低下を防止する。熱交換された熱は、直接、蒸気の温度低下の防止に有効利用されるとともに、蒸気の温度低下の防止によって蒸気発生の効率を向上させることができる。
 なお、上向きフード43は、整流板を設けることによってさらに流れを制御しやすくなる。
<オイル循環配管の形状>
 図4は、オイル循環配管41の形状を示す図である。図4に示すように、オイル循環配管41は、オイルポンプ22aとオイル送り配管41a及びオイル戻り配管41bを有し、圧縮機22本体とオイル熱交換器40との間で圧縮機22本体内のオイルを循環させる。オイルポンプ22aはオイル送り配管41aに設けられ、圧縮機22本体内のオイルをオイル送り配管41aを介してオイル熱交換器40に供給する。オイル熱交換器40を流通するオイルは、空気との熱交換により冷却される。なお、オイルポンプ22aは圧縮機22本体内に配置されてもよい。
 ここで、オイル送り配管41a及びオイル戻り配管41bは、X軸,Y軸,Z軸の伸縮方向及びX軸,Y軸,Z軸の軸回り回転方向の6軸に対して余裕をもたせた形状としている。オイル送り配管41a及びオイル戻り配管41bのそれぞれは、少なくとも3軸(X軸,Y軸,Z軸)方向に曲げられ、かつ、U字に湾曲された湾曲部が形成されている。
 具体的には、オイル戻り配管41bは、オイル熱交換器40側からY方向に延び、その後-Z方向に曲げられて延び、この曲げられた部分を含んだU字状の湾曲部をYZ平面で形成し、その後X方向に曲げられ、さらにY方向に曲げられている。湾曲部は、オイル熱交換器40と圧縮機22本体との間の伸縮を緩衝し、さらにこの緩衝は、X軸,Y軸,Z軸の3軸方向に伝達される。
 オイル循環配管41は、蒸気循環配管L3などの他の配管に比べて細径であるが、上記した形状を持たせることによって、変形を緩衝し、強度を維持することができる。
<オイル液面とオイル熱交換器との配置関係>
 図5は、圧縮機22本体内のオイル溜めの圧縮機オイル液面とオイル熱交換器40との配置関係を示す図である。図5に示すように、オイル熱交換器40は、圧縮機オイル液面がオイル熱交換器40内でオイルを貯留する部分の最下部よりも下に位置するように配置される。
 このような配置とすることによって、圧縮機22の起動時にオイル不足が解消され、圧縮機22が起動しやすくなる。
<オイル熱交換器のメンテナンス容易性>
 図6は、分解結合時におけるオイル熱交換器40、吸気ファン42、及び上向きフード43との位置関係を示す分解斜視図である。図6に示すように、オイル熱交換器40に順次、取り付けられる吸気ファン42及び上向きフード43は、それぞれY方向に対するビス止めによる結合のみで組み立てられるようにしている。具体的には、オイル熱交換器40のガイドカバー40a、吸気ファン42のステイ42a、及び上向きフード43の両側のフランジを介して分解、結合がなされる。なお、図6では、-X方向の側面のみのビス止めが示されているが、X方向の他の側面にもビス止めがなされる。
 図2及び図3に示すように、オイル熱交換器40は、開かない後面板1c側に設けられるが、前面板1aの方向(Y方向)からのみのビス止めがされているため、分解、組立時の作業が容易となる。
(実施の形態2)
 図7は、本発明の実施の形態2である蒸気生成ヒートポンプ装置11の装置筐体内の配置構成を示す斜視図である。また、図8は、図7に示した蒸気生成ヒートポンプ装置11を左側面からみた断面図である。図9は、図7に示した蒸気生成ヒートポンプ装置11を斜め正面からみた斜視図である。図10は、図7示した蒸気生成ヒートポンプ装置11を斜め背面からみた斜視図である。
 本実施の形態2による蒸気生成ヒートポンプ装置11は、実施の形態1による蒸気生成ヒートポンプ装置10と異なる点は、前面板1aの下部であって、圧縮機22を駆動する駆動モータ22bに対応する位置に吸気口71を設けている。なお、圧縮機22の前面板1a側には、前面板1aを開放したときの安全性を確保するために、圧縮機22を覆うカバー部材70が設けられている。そして、カバー部材70には、駆動モータ22bに近い位置に、指等が入らない程度の大きさをもつ複数の通気口70aが形成されている。通気口70aは、吸気口71を介して流入した空気が駆動モータ22b側に流入する空気流路を確保している。
 なお、実施の形態2で上向きフード43を設けていない。したがって、吸気口44、オイル熱交換器40、吸気ファン42を介して熱交換された外気は圧縮機22側に向けて流出する。
 ここで、実施の形態1と同じ構成であるが、前面板1aの内部に設けられた電装ボックス86の構成及び冷却動作について説明する。装置筐体1の前面板1aは、扉体であり、操作者が蒸気生成ヒートポンプ装置11の制御部50に対する各種設定や運転指令等を行う際に操作する操作盤84が設けられている。また、前面板1aの内面には、制御部50を構成する電装部品85を収納した電装ボックス86が取り付けられている。すなわち、電装ボックス86は前面板1aの内部に設置されているが、電装部品85は電装ボックス86の壁面によって圧縮機22等の他の機器と隔てられている。
 電装ボックス86は、前面板1aの内面に固定された枠体87に対して取り付けられ、電装ボックス86と前面板1aの内面との間に空隙(ダクト領域D)が形成される。前面板1aに設けられた吸気口81はこのダクト領域Dに対して開口しており、電装ボックス86は吸気口81からダクト領域Dに供給された外気を内部に取り込む開口部82を有する。
 従って、電装ボックス86内の電装部品85は、吸気口81から流入した外気によって効率的に冷却される。また、吸気口81からダクト領域Dに流入した空気は、開口部82から適宜電装ボックス86内に流入するため、電装ボックス86内で上下方向に複数並んだ各電装部品85のそれぞれに適切に新しい冷気を当てることができる。なお、電装部品85aはインバータである。さらに、吸気口81から電装ボックス86へと流入する空気が流通するダクト領域Dは、その周囲が前面板1aの内面と電装ボックス86の正面壁86aと枠体87とによって囲まれているため、圧縮機22等から発せられた装置筐体1内の熱気が電装ボックス86内に吸入されることが防止されている。しかも、電装ボックス86と前面板1aの内面との間にダクト領域Dを設けたことで、万一、吸気口81から装置筐体1内に雨水等が浸入した場合であってもこの浸入した雨水等はダクト領域Dを流れるため、電装ボックス86内に浸水することがない。
 排気ファン61によって吸気口81から吸入される空気は、フィルタ部材90を通過してダクト領域Dに流入する。このダクト領域Dに流入した空気はダクト領域Dを上昇しつつ、一部が電装ボックス86の正面壁86aに形成された開口部82から電装ボックス86内へと流入し、電装部品85を冷却し、ダクト領域Dを上昇して電装部品85bを冷却してから電装ボックス86内へと流入した空気と共に排気ファン61から装置筐体1内へと排出される。なお、電装部品85bには、電装部品内に空気を流す小開口部が形成されている。
 図9に示すように、カバー部材101は、吸気口81を覆うように形成される。カバー部材101は、板厚方向に空気を流通可能な複数の開口であるカバー吸気口101aが形成された金属板であり、前面板1aの外面にねじ止め固定される。各カバー吸気口101aの外面側には、雨水等の浸入を防止するための庇状部101bがそれぞれ膨出形成されている。同様に、カバー部材102は、吸気口71を覆うように形成される。カバー部材102は、板厚方向に空気を流通可能な複数の開口であるカバー吸気口102aが形成された金属板であり、前面板1aの外面にねじ止め固定される。各カバー吸気口102aの外面側には、雨水等の浸入を防止するための庇状部102bがそれぞれ膨出形成されている。
 図10に示すように、排気ファン62の外面側には庇部材62aが設けられており、排気ファン62から装置筐体1内への雨水等の浸入を防止している。同様に、吸気口44の外面側には庇部材44aが設けられており、吸気口44から装置筐体1内への雨水等の浸入を防止している。
<空気の流れ>
 図8に示すように、吸気口44に流入した空気A11は、オイル熱交換器40及び吸気ファン42を介して熱交換された空気A12となり圧縮機22側に向けて流れ、その後鉛直上方に流れる。一方、吸気口71に流入した空気A13は、カバー部材70の通気口70aを介して駆動モータ22bを冷却し、その後鉛直上方に流れる空気A14となり、空気A12と合流する。
 空気A12と空気A14とが合流した空気A15は、電装ボックス86の背面壁86bに沿って装置筐体1内を上昇する。装置筐体1内部の高さ方向で中央付近に空気の流通がほとんどない空間(非冷却領域E)が形成されている。この非冷却領域Eには、例えば気液分離器31や蒸気循環配管L3のように放熱を抑える必要があって積極的な冷却を避ける必要のある機器が配置されている。空気A15は、背面壁86bに沿って流れるため、背面壁86bと非冷却領域Eとの間の領域Rを通過しつつ上昇する。このため、空気A15は、非冷却領域Eの保温状態に影響を与えないことになる。
 吸気口81から流入した空気A16は、電装ボックス86を介し、空気A17として排気ファン61から流出される。
 空気A15は、電装ボックス86の排気ファン61から流出した空気A17と合流した空気A18となって、排気ファン62に向かって流れる。空気A18は、排気ファン62から空気A19として排出される。
 なお、排気ファン62は、吸気ファン42,排気ファン61が設けられているため、吸気口71からの吸気を確実にするため、装置筐体1内が負圧となる排気能力を必要とする。
 本実施の形態2では、圧縮機22に加えて駆動モータ22bを冷却することができるとともに、非冷却領域Eの保温に影響を与えることがない。
 なお、吸気口71は、前面板1aに限らず、駆動モータ22bに近い側板1d、底板1b、後面板1cに設けてもよい。また、上向きフード43を取り付けるようにしてもよい。
 また、上記の実施の形態で図示した各構成は機能概略的なものであり、必ずしも物理的に図示の構成をされていることを要しない。すなわち、各装置及び構成要素の分散・統合の形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を各種の使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。
 1 装置筐体
 1a 前面板
 1b 底板
 1c 後面板
 1d 側板
 10,11 蒸気生成ヒートポンプ装置
 20 ヒートポンプ
 21 蒸発器
 22 圧縮機
 22a オイルポンプ
 22b 駆動モータ
 23 凝縮器
 24 膨張器
 30 蒸気生成部
 31 気液分離器
 40 オイル熱交換器
 40a ガイドカバー
 41 オイル循環配管
 41a オイル送り配管
 41b オイル戻り配管
 42 吸気ファン
 42a ステイ
 43 上向きフード
 44,71,81 吸気口
 44a,62a 庇部材
 45 温度センサ
 50 制御部
 51 ヒートポンプ制御部
 52 吸気ファン制御部
 61,62 排気ファン
 70,101,102 カバー部材
 70a 通気口
 82 開口部
 84 操作盤
 85,85a,85b 電装部品
 86 電装ボックス
 86a 正面壁
 86b 背面壁
 87 枠体
 90 フィルタ部材
 100 蒸気利用設備
 101a,102a カバー吸気口
 101b,102b 庇状部
 A1,A2,A3 方向
 A11~A19 空気
 D ダクト領域
 E 非冷却領域
 L1 熱源温水供給ライン
 L2 被加熱水供給ライン
 L3,L4 蒸気循環ライン(蒸気循環配管)
 L5 蒸気送出ライン
 P1 熱源温水供給ポンプ
 P2 被加熱水供給ポンプ
 P3 蒸気圧縮機
 R 領域

Claims (7)

  1.  ヒートポンプを用いて熱源温水から蒸発器を介して冷媒に熱を回収し、該冷媒を圧縮機で圧縮し、凝縮器を介して圧縮した冷媒から被加熱水に熱を伝達して蒸気を生成し、生成した蒸気を蒸気利用設備に供給する蒸気生成ヒートポンプ装置であって、
     前記蒸気生成ヒートポンプ装置が収容される筐体と、
     前記筐体の側面における底部側に配置された吸気口と、
     前記筐体の側面における上部側に配置された排気口と、
     前記圧縮機の本体外部に配置され、前記圧縮機とオイルポンプに接続されたオイル循環配管を介して前記圧縮機のオイルを冷却するオイル熱交換器と、
     前記吸気口に設けられ、外気を吸入するとともに、吸入した前記外気を前記オイル熱交換器に向けて送風する吸気ファンと、
     を備えたことを特徴とする蒸気生成ヒートポンプ装置。
  2.  前記オイル循環配管に設けられた温度センサと、前記吸気ファンから送風される風量を制御する吸気ファン制御部とを備え、
     前記吸気ファン制御部は、前記温度センサが検出した温度が所定値以上である場合に、前記吸気ファンの風量を増大させることを特徴とする請求項1に記載の蒸気生成ヒートポンプ装置。
  3.  前記温度センサは、前記オイル循環配管のうち、前記オイル熱交換器から前記圧縮機の本体側にオイルを戻すオイル戻し配管に設けられたことを特徴とする請求項2に記載の蒸気生成ヒートポンプ装置。
  4.  前記オイル循環配管のオイル送り配管及びオイル戻り配管のそれぞれは、少なくとも3軸方向に曲げられ、かつ、U字に湾曲された湾曲部を備えたことを特徴とする請求項1~3のいずれか一つに記載の蒸気生成ヒートポンプ装置。
  5.  前記圧縮機の本体は、オイル溜めの液面が前記オイル熱交換器の最下部よりも低い位置に配置されることを特徴とする請求項1~4のいずれか一つに記載の蒸気生成ヒートポンプ装置。
  6.  前記吸気ファンの出口側に、気液分離器側に向けて排気する上向きフードを備えたことを特徴とする請求項1~5のいずれか一つに記載の蒸気生成ヒートポンプ装置。
  7.  前記圧縮機を駆動する駆動モータの配置位置に対応する前記筐体の位置に吸気口を設けたことを特徴とする請求項1~6のいずれか一つに記載の蒸気生成ヒートポンプ装置。
PCT/JP2018/027197 2018-03-19 2018-07-19 蒸気生成ヒートポンプ装置 WO2019180982A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201880055860.1A CN111094868B (zh) 2018-03-19 2018-07-19 蒸气生成热泵装置
JP2020507296A JP6849142B2 (ja) 2018-03-19 2018-07-19 蒸気生成ヒートポンプ装置
EP18910644.6A EP3663672A1 (en) 2018-03-19 2018-07-19 Steam-generating heat pump device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018051680 2018-03-19
JP2018-051680 2018-03-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019180982A1 true WO2019180982A1 (ja) 2019-09-26

Family

ID=67988357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/027197 WO2019180982A1 (ja) 2018-03-19 2018-07-19 蒸気生成ヒートポンプ装置

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3663672A1 (ja)
JP (1) JP6849142B2 (ja)
CN (1) CN111094868B (ja)
WO (1) WO2019180982A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE1029816B1 (nl) * 2021-10-04 2023-05-02 Atlas Copco Airpower Nv Samenstel voor het samenpersen van gas, werkwijze voor het koelen en gebruik van dergelijk samenstel
CN114838534A (zh) * 2022-05-23 2022-08-02 上海诺通新能源科技有限公司 一种带加热功能的气液分离器和包括其的水源热泵蒸汽系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008239987A (ja) * 2007-03-01 2008-10-09 Chisso Corp デンドリマーおよびこれを用いた有機半導体
JP2009203447A (ja) * 2008-02-29 2009-09-10 Ricoh Co Ltd ベンゾチエノ[3,2−b]ベンゾチオフェン構造を含む重合体
US20100328750A1 (en) * 2009-06-24 2010-12-30 Samsung Electronics Co., Ltd. High-speed optical modulator and method of modulating light by using the same
JP2012004192A (ja) * 2010-06-14 2012-01-05 Yamamoto Chem Inc 有機トランジスタ
JP2013210118A (ja) 2012-03-30 2013-10-10 Miura Co Ltd 給水加温システム
WO2016031707A1 (ja) * 2014-08-26 2016-03-03 富士フイルム株式会社 有機半導体素子及びその製造方法、並びにトポケミカル重合性有機半導体化合物
JP2016536414A (ja) * 2013-08-28 2016-11-24 スマートケム リミテッド ポリマー有機半導体組成物

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5285904U (ja) * 1975-12-24 1977-06-27
JPS5799297A (en) * 1980-12-10 1982-06-19 Hitachi Ltd Starting load reduction device for oil cooling type screw compressor
JPS59120871U (ja) * 1983-02-01 1984-08-15 三菱電機株式会社 冷凍装置
JPH06123500A (ja) * 1992-10-12 1994-05-06 Hitachi Ltd 冷凍装置
JP2007333376A (ja) * 2007-08-20 2007-12-27 Daikin Ind Ltd 冷凍装置
US8590324B2 (en) * 2009-05-15 2013-11-26 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor and oil-cooling system
CN103080555B (zh) * 2010-08-27 2016-07-06 株式会社日立产机系统 油冷式气体压缩机
JP5669642B2 (ja) * 2011-03-23 2015-02-12 三菱電機株式会社 冷凍装置
CN103047170B (zh) * 2011-10-17 2015-06-03 珠海格力电器股份有限公司 压缩机供油系统及具有其的压缩机
CN104329839B (zh) * 2013-07-22 2016-09-21 广东美的暖通设备有限公司 空调系统及其低温启动控制方法
JP6610157B2 (ja) * 2015-10-19 2019-11-27 富士電機株式会社 ヒートポンプ式蒸気生成装置
JP6696226B2 (ja) * 2016-03-04 2020-05-20 富士電機株式会社 ヒートポンプ式蒸気生成装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008239987A (ja) * 2007-03-01 2008-10-09 Chisso Corp デンドリマーおよびこれを用いた有機半導体
JP2009203447A (ja) * 2008-02-29 2009-09-10 Ricoh Co Ltd ベンゾチエノ[3,2−b]ベンゾチオフェン構造を含む重合体
US20100328750A1 (en) * 2009-06-24 2010-12-30 Samsung Electronics Co., Ltd. High-speed optical modulator and method of modulating light by using the same
JP2012004192A (ja) * 2010-06-14 2012-01-05 Yamamoto Chem Inc 有機トランジスタ
JP2013210118A (ja) 2012-03-30 2013-10-10 Miura Co Ltd 給水加温システム
JP2016536414A (ja) * 2013-08-28 2016-11-24 スマートケム リミテッド ポリマー有機半導体組成物
WO2016031707A1 (ja) * 2014-08-26 2016-03-03 富士フイルム株式会社 有機半導体素子及びその製造方法、並びにトポケミカル重合性有機半導体化合物

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KIM ET AL.: "2,5-Bis(2-octyldodecyl)pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4-(2H,5H)-dione-Based Donor-Acceptor Alternating Copolymer Bearing Benzothieno[3,2-b] benzothiophene as an Organic Semiconductor and Its Application to Thin Film Transistors", MOLECULAR CRYSTALS AND LIQUID CRYSTALS, vol. 581, 1 January 2013 (2013-01-01), pages 38 - 44, XP055638449 *
NAIR, V. S. ET AL.: "Conjugated Random Donor-Acceptor Copolymers of [1]Benzothieno[3,2-b]benzothiophene and Diketopyrrolopyrrole Units for High Performance Polymeric Semiconductor Applications", MACROMOLECULES, vol. 49, no. 17, 13 September 2016 (2016-09-13), pages 6334 - 6342, XP055638458 *
OSAKA, I. ET AL.: "High-Mobility Semiconducting Naphthodithiophene Copolymers", JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, vol. 132, no. 14, 13 May 2010 (2010-05-13), pages 5000 - 5001, XP055011638, DOI: 10.1021/ja101125p *

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2019180982A1 (ja) 2020-10-01
CN111094868A (zh) 2020-05-01
JP6849142B2 (ja) 2021-03-24
EP3663672A1 (en) 2020-06-10
CN111094868B (zh) 2021-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8286445B2 (en) Water-cooled air conditioner
EP2206976B1 (en) Outdoor unit of air conditioner
KR20130057618A (ko) 공기조화기
KR20040095516A (ko) 냉장고
WO2019180982A1 (ja) 蒸気生成ヒートポンプ装置
EP2908061B1 (en) Outdoor Unit of Air-Conditioner
US20190145637A1 (en) Outdoor unit of air-conditioning apparatus
JP2012087954A (ja) 熱源装置
JP2000111216A (ja) 空気調和機
JP5954511B1 (ja) ヒートポンプ式蒸気生成装置
JP2014178113A (ja) 熱源装置
CN113518885B (zh) 空调机用室外机以及空调机
KR101893846B1 (ko) 복합 대공화기 냉방용 실외기 장치
JPH11270923A (ja) 室外機ユニットおよび空気調和機
JP5900690B1 (ja) ヒートポンプ式蒸気生成装置
WO2015008416A1 (ja) サーバールーム冷却システム
JP2013257115A (ja) 冷凍冷蔵庫
JP2001324174A (ja) 冷凍機ユニット
JP3836087B2 (ja) 室外ユニットおよび空気調和機
JP2004085143A (ja) 空気調和機の室外機の構造
JP7130888B1 (ja) 空気調和装置の室内機
JP2010261622A (ja) 空気調和装置の利用側ユニット
KR102076652B1 (ko) 공기 조화기의 실외기
JP2000028219A (ja) 室外機ユニットおよび空気調和機
JPH11264627A (ja) 室外機ユニット及び空気調和機

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18910644

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020507296

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018910644

Country of ref document: EP

Effective date: 20200302

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE