[go: up one dir, main page]

JP2005164104A - Heat pump equipment - Google Patents

Heat pump equipment Download PDF

Info

Publication number
JP2005164104A
JP2005164104A JP2003402242A JP2003402242A JP2005164104A JP 2005164104 A JP2005164104 A JP 2005164104A JP 2003402242 A JP2003402242 A JP 2003402242A JP 2003402242 A JP2003402242 A JP 2003402242A JP 2005164104 A JP2005164104 A JP 2005164104A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
radiator
refrigerant
heat pump
vortex tube
evaporator
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
Application number
JP2003402242A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Nakatani
和生 中谷
Noriho Okaza
典穂 岡座
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2003402242A priority Critical patent/JP2005164104A/en
Publication of JP2005164104A publication Critical patent/JP2005164104A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F25B9/00Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/02Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point using Joule-Thompson effect; using vortex effect
    • F25B9/04Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point using Joule-Thompson effect; using vortex effect using vortex effect
    • 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
    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/06Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
    • F25B2309/061Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure
    • 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
    • F25B9/00Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/002Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
    • F25B9/008Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being carbon dioxide

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

【課題】ボルテックスチューブの機能を有効に利用し、ヒートポンプの高効率化や被加熱流体の高温化が図られるヒートポンプ装置を提供する。
【解決手段】ヒートポンプ装置は、圧縮機1を第一放熱器2の入口側に接続し、ボルテックスチューブ3の冷媒供給口3cを第一放熱器2の出口側に接続し、ボルテックスチューブ3の高温側出口3aを第二放熱器4から第二絞り装置7を介して蒸発器6の入口側に接続し、ボルテックスチューブ3の低温側出口3bを第一絞り装置5を介して蒸発器6の入口側に接続して構成され、ボルテックスチューブ3内の冷媒を超臨界状態で作動するように両絞り装置を制御するとともに、第一放熱器2に加えて第二放熱器4で水回路9を流れる被加熱流体(例えば、水)を加熱して、より高温の湯を得るものである。
【選択図】 図1
Provided is a heat pump device that effectively uses the function of a vortex tube to increase the efficiency of a heat pump and to increase the temperature of a fluid to be heated.
A heat pump device connects a compressor (1) to an inlet side of a first radiator (2), connects a refrigerant supply port (3c) of the vortex tube (3) to an outlet side of the first radiator (2), and heats the vortex tube (3) at a high temperature. The side outlet 3 a is connected from the second radiator 4 to the inlet side of the evaporator 6 via the second throttle device 7, and the low temperature side outlet 3 b of the vortex tube 3 is connected to the inlet of the evaporator 6 via the first throttle device 5. The throttle device is controlled so that the refrigerant in the vortex tube 3 operates in a supercritical state, and flows in the water circuit 9 by the second radiator 4 in addition to the first radiator 2. A heated fluid (for example, water) is heated to obtain hotter hot water.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、ボルテックスチューブを用いたヒートポンプ装置に関する。   The present invention relates to a heat pump apparatus using a vortex tube.

従来、この種のヒートポンプ装置としては、例えば、特許文献1に示されているような冷凍装置がある。図4は、従来のヒートポンプ装置の回路構成図である。
図4において、圧縮機41、凝縮器42、ボルテックスチューブ43および蒸発器44を順次接続して冷媒循環回路Aを構成するとともに、ボルテックスチューブ43の冷媒供給口43aを凝縮器42の出口側冷媒配管45に、またボルテックスチューブ43の高温側出口43bを圧縮機41の中間圧部41aに、さらにボルテックスチューブ43の低温側出口43cを蒸発器44の入口側冷媒配管47にそれぞれ接続している。また、ボルテックスチューブ43の高温側出口43bの冷媒配管49の途中に逆止弁48が設けられている。
図4に示す従来のヒートポンプ装置において、圧縮機41から吐出されたガス冷媒は、凝縮器42において熱交換されて高温液冷媒とされ、ボルテックスチューブ43の冷媒供給口43aに供給される。そして、該ボルテックスチューブ43に供給された高温液冷媒は、ボルテックスチューブ43内において高温冷媒と低温冷媒とに分離される。そして、高温冷媒は上記圧縮機41の中間圧部41aに再供給される一方、低温冷媒は蒸発器44へ供給される。
また、上記ボルテックスチューブ43においては等エントロピー膨張に近い冷媒膨張が得られ、従って、蒸発器44における蒸発能力が増大するとともに凝縮器42における放熱量が増大することとなり、圧縮機の仕事量を増大させることなく冷凍能力を大幅に向上させることができるヒートポンプ装置が開示されている。
特開平8−313072号公報
Conventionally, as this type of heat pump apparatus, there is a refrigeration apparatus as disclosed in Patent Document 1, for example. FIG. 4 is a circuit configuration diagram of a conventional heat pump apparatus.
In FIG. 4, a compressor 41, a condenser 42, a vortex tube 43 and an evaporator 44 are sequentially connected to constitute the refrigerant circulation circuit A, and the refrigerant supply port 43a of the vortex tube 43 is connected to the outlet side refrigerant pipe of the condenser 42. 45, the high temperature side outlet 43b of the vortex tube 43 is connected to the intermediate pressure part 41a of the compressor 41, and the low temperature side outlet 43c of the vortex tube 43 is connected to the inlet side refrigerant piping 47 of the evaporator 44. A check valve 48 is provided in the middle of the refrigerant pipe 49 at the high temperature side outlet 43 b of the vortex tube 43.
In the conventional heat pump apparatus shown in FIG. 4, the gas refrigerant discharged from the compressor 41 is heat-exchanged in the condenser 42 to be a high-temperature liquid refrigerant, and is supplied to the refrigerant supply port 43 a of the vortex tube 43. The high-temperature liquid refrigerant supplied to the vortex tube 43 is separated into a high-temperature refrigerant and a low-temperature refrigerant in the vortex tube 43. The high-temperature refrigerant is supplied again to the intermediate pressure part 41 a of the compressor 41, while the low-temperature refrigerant is supplied to the evaporator 44.
Further, in the vortex tube 43, refrigerant expansion close to isentropic expansion is obtained. Therefore, the evaporation capacity in the evaporator 44 increases and the heat radiation amount in the condenser 42 increases, thereby increasing the work of the compressor. There has been disclosed a heat pump device capable of significantly improving the refrigerating capacity without causing it.
JP-A-8-313072

ところが、上記構成のヒートポンプ装置では、ボルテックスチューブには凝縮器で凝縮された高温の液冷媒が供給される。
本来、ボルテックスチューブは圧縮性のある気体を冷媒供給口から導入し、ボルテックスチューブの管内壁接線方向に加圧冷媒を噴射すると、同冷媒が渦流をなして、管内を旋回することにより断熱圧縮され、高エネルギーの熱い冷媒分子は管内周辺に集まり、断熱膨張した低エネルギーの冷たい冷媒分子は管内中央部に集まって2層に分かれて相互に逆方向に流れるので、冷媒を冷熱2つの成分に分離することができるものであり、上記従来例のように、冷媒供給口から液冷媒が導入された場合には、液冷媒が非圧縮性であるため、ボルテックスチューブ内で断熱圧縮、膨張が行われず、本来の役目をなさないという不具合点が出ていた。
そして、上記従来のヒートポンプ装置をヒートポンプ給湯機に適用した場合は、被加熱流体の水の温度が高くならないという課題もあった。
However, in the heat pump apparatus having the above-described configuration, the high-temperature liquid refrigerant condensed by the condenser is supplied to the vortex tube.
Originally, a vortex tube introduces a compressible gas from the refrigerant supply port, and when pressurized refrigerant is injected in the tangential direction of the inner wall of the vortex tube, the refrigerant forms a vortex and is adiabatically compressed by swirling in the tube. , High energy hot refrigerant molecules gather around the pipe, adiabatic expansion of low energy cold refrigerant molecules gathers in the center of the pipe, divides into two layers and flows in opposite directions, separating the refrigerant into two components When the liquid refrigerant is introduced from the refrigerant supply port as in the above-described conventional example, the liquid refrigerant is incompressible, so that adiabatic compression and expansion are not performed in the vortex tube. There was a defect that it did not play its original role.
And when the said conventional heat pump apparatus was applied to the heat pump water heater, there also existed a subject that the temperature of the water of the to-be-heated fluid did not become high.

したがって本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、ボルテックスチューブの機能を有効に利用し、ヒートポンプの高効率化や被加熱流体の高温化に寄与できるヒートポンプ装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a heat pump device that can effectively use the function of a vortex tube and contribute to higher efficiency of a heat pump and higher temperature of a fluid to be heated. To do.

請求項1記載の本発明のヒートポンプ装置は、少なくとも圧縮機、第一の放熱器、ボルテックスチューブおよび蒸発器を接続して冷媒循環回路を構成したヒートポンプ装置であって、第二の放熱器を設け、前記圧縮機を前記第一の放熱器に接続し、前記第一の放熱器を前記ボルテックスチューブの冷媒供給口に接続し、前記ボルテックスチューブの高温側出口を前記第二の放熱器に接続し、前記第二の放熱器を前記蒸発器に接続し、前記ボルテックスチューブの低温側出口を前記蒸発器に接続し、前記蒸発器を前記圧縮機に接続して前記冷媒循環回路を構成したことを特徴とする。
請求項2記載の本発明は、請求項1に記載のヒートポンプ装置において、前記低温側出口と前記蒸発器との間に、第一の絞り装置を設けたことを特徴とする。
請求項3記載の本発明は、請求項1または請求項2に記載のヒートポンプ装置において、前記第二の放熱器と前記蒸発器との間に、第二の絞り装置を設けたことを特徴とする。
請求項4記載の本発明は、請求項1から請求項3のいずれかに記載のヒートポンプ装置において、前記低温側出口と前記蒸発器との間に、第三の放熱器を設けたことを特徴とする。
請求項5記載の本発明のヒートポンプ装置は、少なくとも圧縮機、ボルテックスチューブ、第一の放熱器、第二の放熱器および蒸発器を接続して冷媒循環回路を構成したヒートポンプ装置であって、前記圧縮機を前記ボルテックスチューブの冷媒供給口に接続し、前記ボルテックスチューブの高温側出口を前記第一の放熱器に接続し、前記第一の放熱器を前記第二の放熱器に接続し、前記ボルテックスチューブの低温側出口を前記第二の放熱器に接続し、前記第二の放熱器を前記蒸発器に接続し、前記蒸発器を前記圧縮機に接続して前記冷媒循環回路を構成したことを特徴とする。
請求項6記載の本発明は、請求項5に記載のヒートポンプ装置において、前記第二の放熱器と前記蒸発器との間に、絞り装置を設けたことを特徴とする。
請求項7記載の本発明は、請求項1から請求項6のいずれかに記載のヒートポンプ装置において、前記冷媒供給口に流入する冷媒を超臨界状態とする構成にしたことを特徴とする。
請求項8記載の本発明は、請求項1から請求項7のいずれかに記載のヒートポンプ装置において、前記冷媒供給口、前記高温側出口及び前記低温側出口を流れる冷媒を超臨界状態とする構成にしたことを特徴とする。
請求項9記載の本発明は、請求項2から請求項4、あるいは請求項6のいずれかに記載のヒートポンプ装置において、前記冷媒供給口、前記高温側出口及び前記低温側出口を流れる冷媒が超臨界状態で作動するように前記絞り装置を制御する絞り装置制御手段を設けたことを特徴とする。
請求項10記載の本発明は、請求項1から請求項9のいずれかに記載のヒートポンプ装置において、前記放熱器において前記冷媒と熱交換する媒体として水を用いたことを特徴とする。
請求項11記載の本発明は、請求項1から請求項10のいずれかに記載のヒートポンプ装置において、前記冷媒循環回路を循環する冷媒として炭酸ガスを用いたことを特徴とする。
The heat pump device of the present invention according to claim 1 is a heat pump device in which at least a compressor, a first radiator, a vortex tube, and an evaporator are connected to form a refrigerant circulation circuit, and a second radiator is provided. The compressor is connected to the first radiator, the first radiator is connected to the refrigerant supply port of the vortex tube, and the high temperature side outlet of the vortex tube is connected to the second radiator. The refrigerant circulation circuit is configured by connecting the second radiator to the evaporator, connecting a low temperature side outlet of the vortex tube to the evaporator, and connecting the evaporator to the compressor. Features.
According to a second aspect of the present invention, in the heat pump device according to the first aspect, a first expansion device is provided between the low temperature side outlet and the evaporator.
According to a third aspect of the present invention, in the heat pump device according to the first or second aspect, a second throttle device is provided between the second radiator and the evaporator. To do.
According to a fourth aspect of the present invention, in the heat pump device according to any one of the first to third aspects, a third radiator is provided between the low temperature side outlet and the evaporator. And
The heat pump device of the present invention according to claim 5 is a heat pump device in which a refrigerant circulation circuit is configured by connecting at least a compressor, a vortex tube, a first radiator, a second radiator and an evaporator, Connect the compressor to the refrigerant supply port of the vortex tube, connect the high temperature side outlet of the vortex tube to the first radiator, connect the first radiator to the second radiator, The refrigerant circulation circuit is configured by connecting the low temperature side outlet of the vortex tube to the second radiator, connecting the second radiator to the evaporator, and connecting the evaporator to the compressor. It is characterized by.
According to a sixth aspect of the present invention, in the heat pump device according to the fifth aspect, a throttling device is provided between the second radiator and the evaporator.
A seventh aspect of the present invention is the heat pump apparatus according to any one of the first to sixth aspects, wherein the refrigerant flowing into the refrigerant supply port is in a supercritical state.
The present invention according to claim 8 is the heat pump device according to any one of claims 1 to 7, wherein the refrigerant flowing through the refrigerant supply port, the high temperature side outlet, and the low temperature side outlet is in a supercritical state. It is characterized by that.
According to a ninth aspect of the present invention, in the heat pump device according to any one of the second to fourth or sixth aspects, the refrigerant flowing through the refrigerant supply port, the high temperature side outlet, and the low temperature side outlet is excessive. A throttling device control means for controlling the throttling device to operate in a critical state is provided.
According to a tenth aspect of the present invention, in the heat pump device according to any one of the first to ninth aspects, water is used as a medium for exchanging heat with the refrigerant in the radiator.
The present invention according to claim 11 is the heat pump device according to any one of claims 1 to 10, wherein carbon dioxide is used as a refrigerant circulating in the refrigerant circulation circuit.

以上述べてきたように、本発明によれば、ボルテックスチューブで低エンタルピーとなった冷媒を蒸発器に流入させるので、蒸発器における外気との熱交換を容易にし、ヒートポンプの高効率化を可能とする効果がある。
また、ボルテックスチューブによって再び高温にした冷媒を第二の放熱器に流入させることにより、第二の放熱器における熱交換効率を向上させるとともに、第一の放熱器に加えて第二の放熱器で加熱し、ヒートポンプ給湯機の給湯温度を一段と上昇させることができる。
また、絞り装置によりボルテックスチューブにおける適正冷媒流量を制御できるので、種々の運転条件においても常に高効率な運転が可能となる。
また、ボルテックスチューブを常に超臨界で動作させるので、圧縮性のある超臨界冷媒によってボルテックスチューブを有効に作用させることができる。
また、冷媒として炭酸ガスを用いることにより、被加熱流体の高温化を高効率で実現すると共に、ボルテックスチューブ内の冷媒状態を容易に超臨界の状態とすることができ、かつ、冷媒が外部に漏れた場合にも、地球温暖化への影響は少なくなるなどの効果がある。
As described above, according to the present invention, since the refrigerant having a low enthalpy in the vortex tube flows into the evaporator, heat exchange with the outside air in the evaporator is facilitated, and the efficiency of the heat pump can be increased. There is an effect to.
In addition, the heat exchange efficiency in the second radiator is improved by allowing the refrigerant, which has been heated again by the vortex tube, to flow into the second radiator, and in addition to the first radiator, It can heat and can raise the hot water supply temperature of a heat pump water heater further.
In addition, since the appropriate refrigerant flow rate in the vortex tube can be controlled by the expansion device, high-efficiency operation is always possible even under various operating conditions.
In addition, since the vortex tube is always operated in a supercritical state, the vortex tube can be effectively operated by a compressible supercritical refrigerant.
In addition, by using carbon dioxide as the refrigerant, it is possible to increase the temperature of the fluid to be heated with high efficiency, to easily change the refrigerant state in the vortex tube to a supercritical state, and the refrigerant to the outside. Even if leaked, the effect on global warming is reduced.

本発明の第1の実施の形態によるヒートポンプ装置は、第二の放熱器を設け、圧縮機を第一の放熱器に接続し、第一の放熱器をボルテックスチューブの冷媒供給口に接続し、ボルテックスチューブの高温側出口を第二の放熱器に接続し、第二の放熱器を蒸発器に接続し、ボルテックスチューブの低温側出口を蒸発器に接続し、蒸発器を圧縮機に接続して冷媒循環回路を構成したものである。本実施の形態によれば、ボルテックスチューブで低温となり断熱膨張してエンタルピーの低くなった冷媒を低温側出口から蒸発器に流入させるので、蒸発器において外気などの熱源により容易に吸熱することができ、ヒートポンプの高効率化が可能となる。また、第一の放熱器を出た中温の冷媒を、ボルテックスチューブによって高温に上昇させて第二の放熱器に流入させることにより、第二の放熱器における熱交換効率を向上させることができるとともに、第一の放熱器に加えて第二の放熱器で水などの被加熱流体を加熱し、給湯温度を一段と上昇させることができる。
本発明の第2の実施の形態は、第1の実施の形態によるヒートポンプ装置において、低温側出口と蒸発器との間に、第一の絞り装置を設けたものである。本実施の形態によれば、ボルテックスチューブの低温側出口から流出する冷媒流量を調整できるので、種々の運転条件によって適正な流量比調整を可能とし、広い運転範囲でヒートポンプの高効率化が可能となる。
本発明の第3の実施の形態は、第1または第2の実施の形態によるヒートポンプ装置において、第二の放熱器と蒸発器との間に、第二の絞り装置を設けたものである。本実施の形態によれば、ボルテックスチューブの高温側出口から流出する冷媒流量と低温側出口から流出する冷媒流量とを調整できるので、種々の運転条件によって適正な流量比調整を可能とし、より広い運転範囲でヒートポンプの高効率化が可能となる。
本発明の第4の実施の形態は、第1から第3の実施の形態によるヒートポンプ装置において、低温側出口と蒸発器との間に、第三の放熱器を設けたものである。本実施の形態によれば、第三の放熱器を設けたことにより、水などの被加熱流体温度が低い場合には、ボルテックスチューブの低温側出口から流出する冷媒を加熱源とすることができ、加熱能力を向上させることができる。
本発明の第5の実施の形態によるヒートポンプ装置は、圧縮機をボルテックスチューブの冷媒供給口に接続し、ボルテックスチューブの高温側出口を第一の放熱器に接続し、第一の放熱器を第二の放熱器に接続し、ボルテックスチューブの低温側出口を第二の放熱器に接続し、第二の放熱器を蒸発器に接続し、蒸発器を圧縮機に接続して冷媒循環回路を構成したものである。本実施の形態によれば、圧縮機で吐出された高温の冷媒ガスを、ボルテックスチューブでさらに高温にすることができ、水などの被加熱流体の温度を一段と上昇させることができる。
本発明の第6の実施の形態は、第5の実施の形態によるヒートポンプ装置において、第二の放熱器と蒸発器との間に、絞り装置を設けたものである。本実施の形態によれば、絞り装置を調整することにより、冷媒循環回路を流れる冷媒流量を調整することができ、種々の運転条件に対応した適正な流量調整を可能とし、広い運転範囲でヒートポンプの高効率化が可能となる。
本発明の第7の実施の形態は、第1から第6の実施の形態によるヒートポンプ装置において、冷媒供給口に流入する冷媒を超臨界状態とする構成にしたものである。本実施の形態によれば、ボルテックスチューブの冷媒供給口に流入する冷媒が超臨界状態で作動することになり、ボルテックスチューブ内で冷媒の圧縮膨張が容易になるため、ボルテックスチューブの高温側と低温側のエンタルピー差を大きくとることができ、ボルテックスチューブの高性能化が可能となる。
本発明の第8の実施の形態は、第1から第7の実施の形態によるヒートポンプ装置において、冷媒供給口、高温側出口及び低温側出口を流れる冷媒を超臨界状態とする構成にしたものである。本実施の形態によれば、ボルテックスチューブ内の冷媒状態は常に単相の超臨界状態となり、ボルテックスチューブ内で冷媒の圧縮膨張が容易となるため、ボルテックスチューブの高温側と低温側のエンタルピー差を大きくとることができ、ボルテックスチューブのさらなる高性能化が可能となる。
本発明の第9の実施の形態は、第2から第4の実施の形態、あるいは第6の実施の形態によるヒートポンプ装置において、冷媒供給口、高温側出口及び低温側出口を流れる冷媒が超臨界状態で作動するように絞り装置を制御する絞り装置制御手段を設けたものである。本実施の形態によれば、ボルテックスチューブ内で冷媒の圧縮膨張を容易に制御できるので、ヒートポンプ装置の高性能化が可能となる。
本発明の第10の実施の形態は、第1から第9の実施の形態によるヒートポンプ装置において、放熱器において冷媒と熱交換する媒体として水を用いたものである。本実施の形態によれば、冷媒と熱交換する媒体が水であるので、比熱が比較的大きいために熱交換効率が高くなり、高温給湯が可能となる。また、放熱器の小型化が可能となる。
本発明の第11の実施の形態は、第1から第10の実施の形態によるヒートポンプ装置において、冷媒循環回路を循環する冷媒として炭酸ガスを用いたものである。本実施の形態によれば、放熱器に入る冷媒温度がより高くなり、被加熱流体の高温化を高効率で実現すると共に、ボルテックスチューブ内に流入する冷媒の状態を容易に超臨界の状態とすることができ、ボルテックスチューブを有効に作用させることができる。また、万一、冷媒が外部に漏れた場合にも、地球温暖化への影響は少なくなる。
The heat pump device according to the first embodiment of the present invention includes a second radiator, connects the compressor to the first radiator, connects the first radiator to the refrigerant supply port of the vortex tube, Connect the high temperature outlet of the vortex tube to the second radiator, connect the second radiator to the evaporator, connect the low temperature outlet of the vortex tube to the evaporator, and connect the evaporator to the compressor. A refrigerant circulation circuit is configured. According to the present embodiment, since the refrigerant that has become low temperature in the vortex tube and adiabatically expanded and has low enthalpy flows from the low temperature side outlet to the evaporator, it can be easily absorbed by a heat source such as outside air in the evaporator. The efficiency of the heat pump can be increased. In addition, the medium temperature refrigerant that has exited the first radiator can be raised to a high temperature by a vortex tube and flowed into the second radiator, thereby improving the heat exchange efficiency in the second radiator. In addition to the first radiator, a heated fluid such as water can be heated by the second radiator, and the hot water supply temperature can be further increased.
The second embodiment of the present invention is a heat pump device according to the first embodiment in which a first expansion device is provided between the low temperature side outlet and the evaporator. According to the present embodiment, the flow rate of refrigerant flowing out from the low temperature side outlet of the vortex tube can be adjusted, so that an appropriate flow rate ratio can be adjusted according to various operating conditions, and the efficiency of the heat pump can be increased over a wide operating range. Become.
In the heat pump device according to the first or second embodiment, the third embodiment of the present invention is provided with a second expansion device between the second radiator and the evaporator. According to the present embodiment, the flow rate of refrigerant flowing out from the high temperature side outlet of the vortex tube and the flow rate of refrigerant flowing out from the low temperature side outlet can be adjusted. The efficiency of the heat pump can be improved in the operating range.
In the fourth embodiment of the present invention, in the heat pump apparatus according to the first to third embodiments, a third radiator is provided between the low temperature side outlet and the evaporator. According to the present embodiment, by providing the third radiator, when the temperature of the fluid to be heated such as water is low, the refrigerant flowing out from the low temperature side outlet of the vortex tube can be used as the heating source. , Heating ability can be improved.
In the heat pump device according to the fifth embodiment of the present invention, the compressor is connected to the refrigerant supply port of the vortex tube, the high temperature side outlet of the vortex tube is connected to the first radiator, and the first radiator is connected to the first radiator. Connect to the second radiator, connect the low-temperature outlet of the vortex tube to the second radiator, connect the second radiator to the evaporator, connect the evaporator to the compressor, and configure the refrigerant circulation circuit It is a thing. According to the present embodiment, the high-temperature refrigerant gas discharged from the compressor can be further increased by the vortex tube, and the temperature of the fluid to be heated such as water can be further increased.
In the sixth embodiment of the present invention, in the heat pump apparatus according to the fifth embodiment, an expansion device is provided between the second radiator and the evaporator. According to the present embodiment, by adjusting the expansion device, the flow rate of the refrigerant flowing through the refrigerant circulation circuit can be adjusted, and an appropriate flow rate adjustment corresponding to various operating conditions can be made, and the heat pump can be operated in a wide operating range. High efficiency can be achieved.
In the heat pump device according to the first to sixth embodiments, the seventh embodiment of the present invention is configured so that the refrigerant flowing into the refrigerant supply port is in a supercritical state. According to this embodiment, the refrigerant flowing into the refrigerant supply port of the vortex tube operates in a supercritical state, and the refrigerant is easily compressed and expanded in the vortex tube. The enthalpy difference on the side can be increased, and the performance of the vortex tube can be improved.
The eighth embodiment of the present invention is a heat pump device according to the first to seventh embodiments, in which the refrigerant flowing through the refrigerant supply port, the high temperature side outlet, and the low temperature side outlet is in a supercritical state. is there. According to this embodiment, the refrigerant state in the vortex tube is always a single-phase supercritical state, and the refrigerant is easily compressed and expanded in the vortex tube. Therefore, the enthalpy difference between the high temperature side and the low temperature side of the vortex tube is reduced. It is possible to increase the performance of the vortex tube.
In the ninth embodiment of the present invention, in the heat pump device according to the second to fourth embodiments or the sixth embodiment, the refrigerant flowing through the refrigerant supply port, the high temperature side outlet, and the low temperature side outlet is supercritical. A diaphragm control unit for controlling the diaphragm to operate in a state is provided. According to the present embodiment, since the compression and expansion of the refrigerant can be easily controlled in the vortex tube, it is possible to improve the performance of the heat pump device.
In the heat pump apparatus according to the first to ninth embodiments, the tenth embodiment of the present invention uses water as a medium for exchanging heat with the refrigerant in the radiator. According to the present embodiment, since the medium that exchanges heat with the refrigerant is water, the specific heat is relatively large, so that the heat exchange efficiency is high and high-temperature hot water supply is possible. Further, the radiator can be reduced in size.
In the eleventh embodiment of the present invention, in the heat pump apparatus according to the first to tenth embodiments, carbon dioxide is used as the refrigerant circulating in the refrigerant circuit. According to the present embodiment, the temperature of the refrigerant entering the radiator becomes higher, the temperature of the heated fluid is increased with high efficiency, and the state of the refrigerant flowing into the vortex tube can be easily changed to the supercritical state. The vortex tube can act effectively. Also, if the refrigerant leaks to the outside, the impact on global warming is reduced.

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施例をヒートポンプ給湯機の例で説明するが、この実施例によって本発明が限定されるものではない。
図1は、本発明の第1の実施例におけるヒートポンプ装置の回路構成図である。
図1に示すヒートポンプ装置において、冷媒循環回路は、次のように冷媒配管で接続されて構成される。即ち、圧縮機1と第一放熱器2とは圧縮機吐出側配管31で接続され、第一放熱器2とボルテックスチューブ3の冷媒供給口3cとは第一放熱器2の出口側配管32で接続され、ボルテックスチューブ3の高温側出口3aと第二放熱器4とはこの第二放熱器4の入口側配管33で接続されている。そして、第二放熱器4と蒸発器6とは蒸発器入口側配管34で接続され、また、この蒸発器入口側配管34の途中に設けた第二絞り装置7を介して接続されている。更に、ボルテックスチューブ3の低温側出口3bと蒸発器6とは蒸発器入口側配管34で接続され、また、この蒸発器入口側配管34の途中に設けた第一絞り装置5を介して接続されている。
そして、第一絞り装置5及び第二絞り装置7を出て合流した冷媒は、蒸発器6から圧縮機吸入側配管35を経て圧縮機1へと帰還するヒートポンプサイクルを構成している。また、冷媒循環回路の内部には冷媒として炭酸ガスを封入している。また、蒸発器6は外気と熱交換するためにファン8によって外気を導入している。
一方、本実施例のヒートポンプ装置では、給湯用の水回路9が第一放熱器2及び第二放熱器4と熱交換するために設けられている。そして、水回路9を流れる被加熱流体としての水は、第二放熱器4から第一放熱器2の順に冷媒循環回路を流れる冷媒と、対向流で流れて熱交換するように構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, although a present Example demonstrates by the example of a heat pump water heater, this invention is not limited by this Example.
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a heat pump device according to a first embodiment of the present invention.
In the heat pump apparatus shown in FIG. 1, the refrigerant circulation circuit is configured by being connected by refrigerant piping as follows. That is, the compressor 1 and the first radiator 2 are connected by a compressor discharge side pipe 31, and the first radiator 2 and the refrigerant supply port 3 c of the vortex tube 3 are connected by an outlet side pipe 32 of the first radiator 2. The high temperature side outlet 3 a of the vortex tube 3 and the second radiator 4 are connected by an inlet side pipe 33 of the second radiator 4. The second radiator 4 and the evaporator 6 are connected by an evaporator inlet side pipe 34 and are connected via a second expansion device 7 provided in the middle of the evaporator inlet side pipe 34. Further, the low temperature side outlet 3b of the vortex tube 3 and the evaporator 6 are connected by an evaporator inlet side pipe 34, and are connected via a first expansion device 5 provided in the middle of the evaporator inlet side pipe 34. ing.
And the refrigerant | coolant which came out of the 1st expansion device 5 and the 2nd expansion device 7 comprises the heat pump cycle which returns to the compressor 1 through the compressor suction side piping 35 from the evaporator 6. FIG. In addition, carbon dioxide gas is sealed as a refrigerant in the refrigerant circuit. Further, the evaporator 6 introduces outside air by a fan 8 to exchange heat with outside air.
On the other hand, in the heat pump device of the present embodiment, a hot water supply water circuit 9 is provided to exchange heat with the first radiator 2 and the second radiator 4. And the water as the to-be-heated fluid which flows through the water circuit 9 is comprised so that it may flow and heat-exchange with the refrigerant | coolant which flows through a refrigerant circuit in order from the 2nd radiator 4 to the 1st radiator 2. .

以上のように構成されたヒートポンプ装置について、以下にその動作、作用を説明する。
圧縮機1で高温高圧の超臨界状態に圧縮された冷媒(炭酸ガス)は、第一放熱器2で水回路9を流れる水と熱交換し、自らは中温高圧の冷媒となり、ボルテックスチューブ3に流入する。
ボルテックスチューブ3においては、冷媒供給口3cより管内壁接線方向に超臨界の冷媒が噴射され、この冷媒が渦流となって管内を旋回することにより、エネルギーの高い高温の冷媒分子は管内壁側に集まり、エネルギーの低いより低温の冷媒分子は管内中央部に集まり、互いに分かれて管内で逆方向に流れ、冷媒を高温と低温の2つの成分に分離する。このボルテックスチューブ3は、回転部分がないので摩耗や洩れが少なく、構造が簡単で製作が容易で安価である。また長年月の使用によっても性能が変化しない利点がある。
About the heat pump apparatus comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.
The refrigerant (carbon dioxide gas) compressed into the supercritical state of high temperature and high pressure by the compressor 1 exchanges heat with the water flowing through the water circuit 9 by the first radiator 2, and becomes a medium temperature and high pressure refrigerant, and enters the vortex tube 3. Inflow.
In the vortex tube 3, supercritical refrigerant is injected from the refrigerant supply port 3c in the tangential direction of the inner wall of the pipe, and this refrigerant turns into a vortex and swirls in the pipe. The cooler, cooler molecules with lower energy gather at the center of the tube, separate from each other and flow in opposite directions in the tube, separating the refrigerant into two components, high and low. Since this vortex tube 3 has no rotating part, it has less wear and leakage, has a simple structure, is easy to manufacture, and is inexpensive. In addition, there is an advantage that the performance does not change even after many years of use.

そして、ボルテックスチューブ3で高温になった冷媒は、高温側出口3aから流出し、第二放熱器4に流入し、水回路9を流れる水と熱交換し、自らは中温高圧の冷媒となり、第二絞り装置7で低温低圧の冷媒となる。
ボルテックスチューブ3で低温になった冷媒は、低温側出口3bから流出し、第一絞り装置5で低温低圧の冷媒となり、第二絞り装置7を出た冷媒と合流して蒸発器6に流入する。ここで、ファン8の回転により送風される外気と間接的に熱交換して自らは蒸発し、気体となって圧縮機1に再び吸入される。
このボルテックスチューブ3で低温となり、低温側出口3bから流出した冷媒は、断熱膨張してエンタルピーが減少しているため、外気との熱交換が容易になり、ヒートポンプの高効率化に繋がる利点がある。また、蒸発器6の大きさを小さくできる利点がある。
一方、水回路9の水は、まず第二放熱器4で熱交換して中温の湯となり、さらに第一放熱器2で高温の湯となって給湯に寄与する。即ち、第一放熱器2を出た中温の冷媒をボルテックスチューブ3で高温にして第二放熱器4に流入させるので、水回路9の水との温度差が大きくなって熱交換量が増加する。これにより、第二放熱器4における熱交換効率が向上するため、第一放熱器2に加えて第二放熱器4で熱交換して水の温度を上昇させることができ、より高温の湯を容易に得ることができる。また、同じ熱量を得るための熱交換器の大きさを小さくすることができる利点もある。
And the refrigerant | coolant which became high temperature by the vortex tube 3 flows out from the high temperature side exit 3a, flows in into the 2nd heat radiator 4, and heat-exchanges with the water which flows through the water circuit 9, and becomes itself a medium temperature / high pressure refrigerant | coolant, The two-squeezing device 7 becomes a low-temperature and low-pressure refrigerant.
The refrigerant having a low temperature in the vortex tube 3 flows out from the low-temperature side outlet 3b, becomes a low-temperature and low-pressure refrigerant in the first expansion device 5, merges with the refrigerant that has exited the second expansion device 7, and flows into the evaporator 6. . Here, heat is indirectly exchanged with the outside air blown by the rotation of the fan 8 to evaporate itself, and the gas is sucked into the compressor 1 again as a gas.
The refrigerant that becomes low temperature in the vortex tube 3 and flows out from the low temperature side outlet 3b has an advantage of adiabatic expansion and reduced enthalpy, which facilitates heat exchange with the outside air and leads to higher efficiency of the heat pump. . Further, there is an advantage that the size of the evaporator 6 can be reduced.
On the other hand, the water in the water circuit 9 first exchanges heat with the second radiator 4 to become medium-temperature hot water, and further becomes hot water with the first radiator 2 to contribute to hot water supply. That is, since the medium temperature refrigerant that has exited the first radiator 2 is heated to a high temperature by the vortex tube 3 and flows into the second radiator 4, the temperature difference from the water in the water circuit 9 increases and the amount of heat exchange increases. . Thereby, since the heat exchange efficiency in the 2nd radiator 4 improves, in addition to the 1st radiator 2, it can heat-exchange with the 2nd radiator 4 and can raise the temperature of water, and hotter hot water can be raised. Can be easily obtained. There is also an advantage that the size of the heat exchanger for obtaining the same amount of heat can be reduced.

第一絞り装置5及び第二絞り装置7の開度を調整することにより、ボルテックスチューブ3の高温側出口3a及び低温側出口3bから流出する冷媒流量を調整できるので、種々の運転条件に対して適正な流量比調整を可能とし、広い運転範囲でヒートポンプの高効率化が可能となる。例えば、第一絞り装置5及び第二絞り装置7を制御する絞り装置制御手段(図示せず)を設けて、ボルテックスチューブ3の冷媒供給口3c、高温側出口3a及び低温側出口3bに流れる冷媒が超臨界状態となるように制御するものである。この制御によってボルテックスチューブ3内の冷媒を常に圧縮性のある超臨界状態とすることができ、ボルテックスチューブ3を有効に作用させることができる。
また、冷媒として炭酸ガスを用いているため、第一放熱器2に流入させる冷媒の温度を高くすることができ、第一放熱器2で熱交換する水回路9の水温も高めることができる。また、第一放熱器2を出た冷媒は超臨界状態の単相流体であり、ボルテックスチューブ3の内部の冷媒も単相流となり、管内での旋回流を乱すことなく、容易に低温の冷媒分子と分かれて管内の逆方向流れを生じさせることができ、冷媒を高温と低温の2つの成分に容易に分離することができる。換言すれば、炭酸ガスを用いることにより、ボルテックスチューブ内を容易に超臨界の状態とすることができ、ボルテックスチューブを有効に作用させて、高温給湯を高効率で達成することができる。
By adjusting the opening degree of the first expansion device 5 and the second expansion device 7, the flow rate of the refrigerant flowing out from the high temperature side outlet 3a and the low temperature side outlet 3b of the vortex tube 3 can be adjusted. Appropriate flow rate adjustment is possible, and the efficiency of the heat pump can be increased over a wide operating range. For example, a throttle device control means (not shown) for controlling the first throttle device 5 and the second throttle device 7 is provided, and the refrigerant flows to the refrigerant supply port 3c, the high temperature side outlet 3a, and the low temperature side outlet 3b of the vortex tube 3. Is controlled to be in a supercritical state. By this control, the refrigerant in the vortex tube 3 can always be in a compressible supercritical state, and the vortex tube 3 can be effectively operated.
Moreover, since carbon dioxide is used as the refrigerant, the temperature of the refrigerant flowing into the first radiator 2 can be increased, and the water temperature of the water circuit 9 that exchanges heat with the first radiator 2 can also be increased. In addition, the refrigerant that exits the first radiator 2 is a supercritical single-phase fluid, and the refrigerant inside the vortex tube 3 also becomes a single-phase flow, and can easily be cooled at low temperatures without disturbing the swirling flow in the tube. It can be separated from the molecules to create a reverse flow in the tube, and the refrigerant can be easily separated into two components, high and low. In other words, by using carbon dioxide gas, the inside of the vortex tube can be easily put into a supercritical state, and the vortex tube can be effectively operated to achieve high-temperature hot water supply with high efficiency.

従って、本実施例のヒートポンプ装置によって、ボルテックスチューブの機能を有効に利用して、ヒートポンプの高効率化や被加熱流体の高温化に寄与できるヒートポンプ装置を提供することができる。
なお、本第1の実施例のヒートポンプ装置は、蒸発器入口側配管34の途中に第一絞り装置5及び第二絞り装置7をそれぞれに並設した構成であるが、第一絞り装置5及び第二絞り装置7の両方を削除した冷媒循環回路で構成するヒートポンプ装置(図示せず)でも良く、ヒートポンプの高効率化や第二放熱器4による被加熱流体の高温化などの効果が得られる。
また、第一絞り装置5または第二絞り装置7の少なくとも一方の絞り装置を設けた冷媒循環回路で構成するヒートポンプ装置(図示せず)であっても良く、被加熱流体の高温化が図られるとともに、低温側出口3bから流出する冷媒流量や高温側出口3aから流出する冷媒流量を調整できるので、広い運転範囲でヒートポンプの高効率化が図られる。
Therefore, the heat pump apparatus of the present embodiment can provide a heat pump apparatus that can contribute to higher efficiency of the heat pump and higher temperature of the fluid to be heated by effectively using the function of the vortex tube.
The heat pump device according to the first embodiment has a configuration in which the first expansion device 5 and the second expansion device 7 are arranged in parallel in the middle of the evaporator inlet side pipe 34. A heat pump device (not shown) configured by a refrigerant circuit in which both of the second expansion devices 7 are omitted may be used, and effects such as higher efficiency of the heat pump and higher temperature of the fluid to be heated by the second radiator 4 can be obtained. .
Moreover, the heat pump apparatus (not shown) comprised with the refrigerant | coolant circulation circuit which provided at least one expansion apparatus of the 1st expansion apparatus 5 or the 2nd expansion apparatus 7 may be sufficient, and the temperature of the to-be-heated fluid is achieved. In addition, since the refrigerant flow rate flowing out from the low temperature side outlet 3b and the refrigerant flow rate flowing out from the high temperature side outlet 3a can be adjusted, the efficiency of the heat pump can be increased in a wide operation range.

図2は、本発明の第2の実施例におけるヒートポンプ装置の回路構成図である。
図2に示すヒートポンプ装置において、冷媒循環回路は、次のように冷媒配管で接続されて構成される。即ち、圧縮機11と第一放熱器12とは圧縮機吐出側配管31で接続され、第一放熱器12とボルテックスチューブ13の冷媒供給口13cとは第一放熱器12の出口側配管32で接続され、ボルテックスチューブ13の高温側出口13aと第二放熱器14とはこの第二放熱器14の入口側配管33で接続されている。そして、第二放熱器14と蒸発器16とは蒸発器入口側配管34で接続され、また、この蒸発器入口側配管34の途中に設けた絞り装置15を介して接続されている。更に、ボルテックスチューブ13の低温側出口13bと第三放熱器17とはこの第三放熱器17の入口側配管36で接続され、第三放熱器17と蒸発器16とは蒸発器入口側配管34で接続され、また、この蒸発器入口側配管34の途中に設けた絞り装置15を介して接続されている。
そして、第二放熱器14及び第三放熱器17を出て合流した冷媒は、絞り装置15から蒸発器16、圧縮機吸入側配管35を経て、圧縮機11へと帰還するヒートポンプサイクルを構成している。また、冷媒循環回路の内部には冷媒として炭酸ガスを封入している。また、蒸発器16は外気と熱交換するためにファン18によって外気を導入している。
一方、本実施例では、給湯用の水回路19の水が、第一放熱器12、第二放熱器14及び第三放熱器17で冷媒と熱交換するために、第三放熱器17を出た後に分かれて、第二放熱器14及び第一放熱器12を並列に流れ、冷媒循環回路の冷媒と対向流で熱交換するように構成されている。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of the heat pump apparatus in the second embodiment of the present invention.
In the heat pump apparatus shown in FIG. 2, the refrigerant circulation circuit is configured by being connected by refrigerant piping as follows. That is, the compressor 11 and the first radiator 12 are connected by a compressor discharge side pipe 31, and the first radiator 12 and the refrigerant supply port 13 c of the vortex tube 13 are connected by an outlet side pipe 32 of the first radiator 12. The high temperature side outlet 13 a of the vortex tube 13 and the second radiator 14 are connected by an inlet side pipe 33 of the second radiator 14. The second radiator 14 and the evaporator 16 are connected by an evaporator inlet side pipe 34, and are connected via an expansion device 15 provided in the middle of the evaporator inlet side pipe 34. Further, the low temperature side outlet 13b of the vortex tube 13 and the third radiator 17 are connected by an inlet side pipe 36 of the third radiator 17, and the third radiator 17 and the evaporator 16 are connected to the evaporator inlet side pipe 34. And is connected via an expansion device 15 provided in the middle of the evaporator inlet side pipe 34.
And the refrigerant | coolant which came out of the 2nd heat radiator 14 and the 3rd heat radiator 17 comprises the heat pump cycle which returns to the compressor 11 through the evaporator 16 and the compressor suction side piping 35 from the expansion device 15. ing. In addition, carbon dioxide gas is sealed as a refrigerant in the refrigerant circuit. Further, the evaporator 16 introduces outside air by a fan 18 to exchange heat with outside air.
On the other hand, in this embodiment, the water in the hot water supply water circuit 19 is discharged from the third radiator 17 in order to exchange heat with the refrigerant in the first radiator 12, the second radiator 14, and the third radiator 17. After that, the second radiator 14 and the first radiator 12 are flown in parallel, and are configured to exchange heat with the refrigerant in the refrigerant circuit in a counterflow.

以上のように構成されたヒートポンプ装置について、以下にその動作、作用を説明する。
圧縮機11で高温高圧の超臨界状態に圧縮された冷媒(炭酸ガス)は、第一放熱器12で水回路19を流れる水と熱交換し、自らは中温高圧の冷媒となり、ボルテックスチューブ13に流入する。
ボルテックスチューブ13においては、冷媒供給口13cより管内壁接線方向に超臨界の冷媒が噴射され、この冷媒が渦流となって管内を旋回することにより、エネルギーの高い高温の冷媒分子は管内壁側に集まり、エネルギーの低いより低温の冷媒分子は管内中央部に集まり、互いに分かれて管内で逆方向に流れ、冷媒を高温と低温の2つの成分に分離する。このボルテックスチューブ13は、回転部分がないので摩耗や洩れが少なく、構造が簡単で製作が容易で安価である。また長年月の使用によっても性能が変化しない利点がある。
About the heat pump apparatus comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.
The refrigerant (carbon dioxide gas) compressed into the supercritical state of high temperature and high pressure by the compressor 11 exchanges heat with the water flowing through the water circuit 19 by the first radiator 12 and becomes a medium temperature and high pressure refrigerant. Inflow.
In the vortex tube 13, supercritical refrigerant is injected from the refrigerant supply port 13 c in the tangential direction of the inner wall of the pipe, and this refrigerant turns into a vortex and swirls in the pipe so that high-temperature, high-temperature refrigerant molecules are moved toward the inner wall of the pipe. The cooler, cooler molecules with lower energy gather at the center of the tube, separate from each other and flow in opposite directions in the tube, separating the refrigerant into two components, high and low. Since the vortex tube 13 has no rotating portion, it has less wear and leakage, has a simple structure, is easy to manufacture, and is inexpensive. In addition, there is an advantage that the performance does not change even after many years of use.

そして、ボルテックスチューブ13で高温になった冷媒は、高温側出口13aから流出し、第二放熱器14に流入し、水回路19を流れる水と熱交換し、自らは中温高圧の冷媒となり、絞り装置15で低温低圧の冷媒となる。
ボルテックスチューブ13で低温になった冷媒は、低温側出口13bから流出して第三放熱器17に流入するが、いまだ熱交換する水よりも高い温度を持つため、第三放熱器17で水回路19を流れる水と熱交換し、自らはより低温の冷媒となる。
さらに、第三放熱器17を出てエンタルピーの低くなった冷媒は、第二放熱器14を出た冷媒と合流して、絞り装置15に流入し、低温低圧の冷媒となって蒸発器16に流入する。ここで、ファン18の回転により送風される外気と間接的に熱交換して自らは蒸発し、気体となって圧縮機11に再び吸入される。
このボルテックスチューブ13で低温となり、低温側出口13bから流出した冷媒は、断熱膨張してエンタルピーが減少し、さらに第三放熱器でエンタルピーが減少するため、外気との熱交換が容易になり、ヒートポンプの高効率化に繋がる利点がある。また、蒸発器16の大きさを小さくできる利点がある。
一方、水回路19の水は、まず第三放熱器17で熱交換して中温の湯となり、さらに分岐して並列に第二放熱器14及び第一放熱器12で熱交換して高温の湯となって給湯に寄与する。即ち、第一放熱器12を出た中温の冷媒をボルテックスチューブ13で高温にして第二放熱器14に流入させるので、水回路19の水との温度差が大きくなって熱交換量が増加する。これにより、第二放熱器14における熱交換効率が向上するため、第一放熱器12に加えて第二放熱器14で熱交換して、水の温度を上昇させることができ、より高温の湯を容易に得ることができる。また、同じ熱量を得るための熱交換器の大きさを小さくすることができる利点もある。
また、ボルテックスチューブ13でやや低温になった冷媒は、低温側出口13bから流出して第三放熱器17に流入し、ここで水回路19の水と熱交換するため、水の温度がやや上昇する。これにより、第三放熱器17は給湯能力の向上に寄与することができる。
And the refrigerant | coolant which became high temperature by the vortex tube 13 flows out from the high temperature side exit 13a, flows in into the 2nd heat radiator 14, and heat-exchanges with the water which flows through the water circuit 19, and becomes itself a medium temperature / high pressure refrigerant | coolant. The apparatus 15 becomes a low-temperature and low-pressure refrigerant.
The refrigerant having a low temperature in the vortex tube 13 flows out from the low temperature side outlet 13b and flows into the third radiator 17, but still has a higher temperature than the water to be heat exchanged. Heat exchanges with the water flowing through 19, and it becomes a cooler refrigerant.
Further, the refrigerant having the low enthalpy exiting the third radiator 17 merges with the refrigerant exiting the second radiator 14, flows into the expansion device 15, and becomes a low-temperature and low-pressure refrigerant into the evaporator 16. Inflow. Here, heat is indirectly exchanged with the outside air blown by the rotation of the fan 18 to evaporate itself, and the gas is sucked into the compressor 11 again as a gas.
The refrigerant that becomes low temperature in the vortex tube 13 and flows out from the low temperature side outlet 13b adiabatically expands to reduce enthalpy and further reduces enthalpy in the third radiator, so heat exchange with the outside air becomes easy, and the heat pump There is an advantage that leads to higher efficiency. Further, there is an advantage that the size of the evaporator 16 can be reduced.
On the other hand, the water in the water circuit 19 is first heat-exchanged by the third radiator 17 to become medium-temperature hot water, and further branched and heat-exchanged in parallel by the second radiator 14 and the first radiator 12 to obtain hot water. And contribute to hot water supply. That is, since the medium temperature refrigerant that has exited the first radiator 12 is heated to a high temperature by the vortex tube 13 and flows into the second radiator 14, the temperature difference from the water in the water circuit 19 increases and the amount of heat exchange increases. . Thereby, since the heat exchange efficiency in the second radiator 14 is improved, heat can be exchanged by the second radiator 14 in addition to the first radiator 12, and the temperature of the water can be increased. Can be easily obtained. There is also an advantage that the size of the heat exchanger for obtaining the same amount of heat can be reduced.
In addition, the refrigerant that has become a little lower temperature in the vortex tube 13 flows out from the low-temperature side outlet 13b and flows into the third radiator 17 where heat is exchanged with the water in the water circuit 19, so that the temperature of the water rises slightly. To do. Thereby, the 3rd heat radiator 17 can contribute to the improvement of hot water supply capability.

絞り装置15の開度を調整することにより、冷媒循環回路を流れる冷媒流量を調整することができる。この調整によって、種々の運転条件に対応した適正な流量調整を可能とし、広い運転範囲でヒートポンプの高効率化が可能となる。
また、冷媒として炭酸ガスを用いているため、第一放熱器12を出た冷媒は超臨界状態の単相流体であり、ボルテックスチューブ13の内部の冷媒も単相流となり、管内での旋回流を乱すことなく、容易に低温の冷媒分子と分かれて管内の逆方向流れを生じさせることができ、冷媒を高温と低温の2つの成分に容易に分離することができる。即ち、冷媒として炭酸ガスを用いることは、高温給湯を高効率で達成することができる利点に繋がる。
By adjusting the opening degree of the expansion device 15, the flow rate of the refrigerant flowing through the refrigerant circulation circuit can be adjusted. By this adjustment, an appropriate flow rate adjustment corresponding to various operating conditions is possible, and the efficiency of the heat pump can be increased over a wide operating range.
In addition, since carbon dioxide is used as the refrigerant, the refrigerant exiting the first radiator 12 is a supercritical single-phase fluid, and the refrigerant inside the vortex tube 13 is also a single-phase flow, and the swirling flow in the pipe Without disturbing, it can be easily separated from the low-temperature refrigerant molecules to cause a reverse flow in the pipe, and the refrigerant can be easily separated into two components, high temperature and low temperature. That is, using carbon dioxide as a refrigerant leads to an advantage that high-temperature hot water supply can be achieved with high efficiency.

従って、本実施例のヒートポンプ装置によって、ボルテックスチューブの機能を有効に利用して、ヒートポンプの高効率化や被加熱流体の高温化に寄与できるヒートポンプ装置を提供することができる。
なお、本第2の実施例のヒートポンプ装置は、絞り装置15を設けた構成であるが、絞り装置15を削除した冷媒循環回路で構成するヒートポンプ装置(図示せず)でも良く、ヒートポンプの高効率化や第三放熱器17による被加熱流体の高温化などの効果が得られる。
また、本第2の実施例において、第1の実施例の構成と同様に、絞り装置15に代えて、第1絞り装置5及び第二絞り装置6を蒸発器入口側配管34にそれぞれ並設する構成のヒートポンプ装置でも良い。
Therefore, the heat pump apparatus of the present embodiment can provide a heat pump apparatus that can contribute to higher efficiency of the heat pump and higher temperature of the fluid to be heated by effectively using the function of the vortex tube.
Although the heat pump device of the second embodiment has a configuration in which the expansion device 15 is provided, it may be a heat pump device (not shown) configured by a refrigerant circulation circuit in which the expansion device 15 is omitted, and the high efficiency of the heat pump. The effect of increasing the temperature of the fluid to be heated by the third radiator 17 can be obtained.
Further, in the second embodiment, similarly to the configuration of the first embodiment, instead of the expansion device 15, the first expansion device 5 and the second expansion device 6 are arranged in parallel on the evaporator inlet side pipe 34, respectively. A heat pump device configured as described above may be used.

図3は、本発明の第3の実施例におけるヒートポンプ装置の回路構成図である。
図3に示すヒートポンプ装置において、冷媒循環回路は、次のように冷媒配管で接続されて構成される。即ち、圧縮機21とボルテックスチューブ22の冷媒供給口22cとは圧縮機吐出側配管31で接続され、ボルテックスチューブ22の高温側出口22aと第一放熱器23とはこの第一放熱器23の入口側配管37で接続され、第一放熱器23と第二放熱器24とはこの第二放熱器24の入口側配管33で接続され、ボルテックスチューブ22の低温側出口22bと第二放熱器24とは同じく入口側配管33で接続されている。即ち、第一放熱器23及び低温側出口22bを出た冷媒は合流して第二放熱器24に流入する構成である。更に、第二放熱器24と蒸発器26とは蒸発器入口側配管34で接続され、また、この蒸発器入口側配管34の途中に設けた絞り装置25を介して接続される。
そして、第二放熱器24を出た冷媒は、絞り装置25から蒸発器26、圧縮機吸入側配管35を経て圧縮機21へと帰還するヒートポンプサイクルを構成している。また、冷媒循環回路の内部には冷媒として炭酸ガスを封入している。また、蒸発器26は外気と熱交換するためにファン27によって外気を導入している。
一方、本実施例では、給湯用の水回路28の水が、第一放熱器23及び第二放熱器24で冷媒と熱交換するために、第二放熱器24、第一放熱器23の順に流れ、冷媒循環回路の冷媒と対向流で熱交換するように構成されている。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of the heat pump apparatus in the third embodiment of the present invention.
In the heat pump apparatus shown in FIG. 3, the refrigerant circulation circuit is configured by being connected by refrigerant piping as follows. That is, the compressor 21 and the refrigerant supply port 22 c of the vortex tube 22 are connected by a compressor discharge side pipe 31, and the high temperature side outlet 22 a of the vortex tube 22 and the first radiator 23 are the inlet of the first radiator 23. The first radiator 23 and the second radiator 24 are connected by the inlet side piping 33 of the second radiator 24, and the low temperature side outlet 22 b of the vortex tube 22 and the second radiator 24 are connected by the side piping 37. Are similarly connected by an inlet side pipe 33. That is, the refrigerant that has exited the first radiator 23 and the low temperature side outlet 22 b joins and flows into the second radiator 24. Further, the second radiator 24 and the evaporator 26 are connected by an evaporator inlet side pipe 34, and are connected via an expansion device 25 provided in the middle of the evaporator inlet side pipe 34.
The refrigerant that has exited the second radiator 24 constitutes a heat pump cycle that returns from the expansion device 25 to the compressor 21 via the evaporator 26 and the compressor suction side pipe 35. In addition, carbon dioxide gas is sealed as a refrigerant in the refrigerant circuit. Further, the evaporator 26 introduces outside air by a fan 27 in order to exchange heat with outside air.
On the other hand, in the present embodiment, the water in the hot water supply water circuit 28 exchanges heat with the refrigerant in the first radiator 23 and the second radiator 24, and thus the second radiator 24 and the first radiator 23 in this order. It is configured to exchange heat in a counter flow with the refrigerant flowing in the refrigerant circuit.

以上のように構成されたヒートポンプ装置について、以下にその動作、作用を説明する。
圧縮機21で高温高圧の超臨界状態に圧縮された冷媒(炭酸ガス)は、ボルテックスチューブ22に流入し、ここで、冷媒供給口22cより管内壁接線方向に超臨界の冷媒が噴射され、この冷媒が渦流となって管内を旋回することにより、エネルギーの高い高温の冷媒分子は管内壁側に集まり、エネルギーの低いより低温の冷媒分子は管内中央部に集まり、互いに分かれて管内で逆方向に流れ、冷媒を高温と低温の2つの成分に分離する。このボルテックスチューブ22は、回転部分がないので摩耗や洩れが少なく、構造が簡単で製作が容易で安価である。また長年月の使用によっても性能が変化しない利点がある。
About the heat pump apparatus comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.
The refrigerant (carbon dioxide gas) compressed into the supercritical state of high temperature and high pressure by the compressor 21 flows into the vortex tube 22, where supercritical refrigerant is jetted from the refrigerant supply port 22c in the tangential direction of the inner wall of the pipe. As the refrigerant swirls in the tube, the high-temperature and high-temperature refrigerant molecules gather on the inner wall of the tube, and the lower-energy and lower-temperature refrigerant molecules gather on the center of the tube and separate from each other in the opposite direction in the tube. Flowing and separating the refrigerant into two components, hot and cold. Since the vortex tube 22 has no rotating portion, it has less wear and leakage, has a simple structure, is easy to manufacture, and is inexpensive. In addition, there is an advantage that the performance does not change even after many years of use.

そして、ボルテックスチューブ22の高温側出口22aから流出した高温の冷媒は、第一放熱器23で水回路28を流れる水と熱交換し、自らは中温高圧の冷媒となり、低温側出口22bから流出した低温の冷媒と合流して第二放熱器24に流入する。
さらに、第二放熱器24を出てエンタルピーの低くなった冷媒は、絞り装置25に流入し、低温低圧の冷媒となって蒸発器26に流入する。ここで、ファン27の回転により送風される外気と間接的に熱交換して自らは蒸発し、気体となって圧縮機21に再び吸入される。
この第二放熱器24から流出した冷媒はエンタルピーが減少するため、外気との熱交換が容易になり、ヒートポンプの高効率化に繋がる利点がある。また、蒸発器26の大きさを小さくできる利点がある。
一方、水回路28の水は、まず第二放熱器24で熱交換して中温の湯となり、さらに第一放熱器23で熱交換して高温の湯となって給湯に寄与する。即ち、第二放熱器24では、圧縮機22を出た全冷媒が流れ込むため、冷媒側熱伝達率が向上して、熱交換効率が向上する。そのため、第一放熱器23に加えて第二放熱器24で熱交換して、水の温度を上昇させることができ、より高温の湯を容易に得ることができる利点がある。また、同じ熱量を得るための熱交換器の大きさを小さくすることができる利点がある。
And the high temperature refrigerant | coolant which flowed out from the high temperature side exit 22a of the vortex tube 22 heat-exchanged with the water which flows through the water circuit 28 with the 1st radiator 23, and became a medium temperature / high pressure refrigerant | coolant itself, and flowed out from the low temperature side exit 22b. It merges with the low-temperature refrigerant and flows into the second radiator 24.
Further, the refrigerant having the low enthalpy exiting the second radiator 24 flows into the expansion device 25 and flows into the evaporator 26 as a low-temperature and low-pressure refrigerant. Here, heat is indirectly exchanged with the outside air blown by the rotation of the fan 27, and itself is evaporated to become a gas and is sucked into the compressor 21 again.
Since the refrigerant flowing out from the second radiator 24 has a reduced enthalpy, there is an advantage that heat exchange with the outside air is facilitated, leading to higher efficiency of the heat pump. Further, there is an advantage that the size of the evaporator 26 can be reduced.
On the other hand, the water in the water circuit 28 first exchanges heat with the second radiator 24 to become medium-temperature hot water, and further exchanges heat with the first radiator 23 to become hot water and contributes to hot water supply. That is, in the second radiator 24, since all the refrigerant that has exited the compressor 22 flows, the refrigerant-side heat transfer coefficient is improved and the heat exchange efficiency is improved. Therefore, in addition to the 1st heat radiator 23, heat exchange is carried out with the 2nd heat radiator 24, the temperature of water can be raised, and there exists an advantage which can obtain a hotter hot water easily. Moreover, there exists an advantage which can make the magnitude | size of the heat exchanger for obtaining the same calorie | heat amount small.

絞り装置25の開度を調整することにより、冷媒循環回路を流れる冷媒流量を調整することができる。この調整によって、種々の運転条件に対応した適正な流量調整を可能とし、広い運転範囲でヒートポンプの高効率化が可能となる。
また、冷媒として炭酸ガスを用いているため、ボルテックスチューブ22に流入する冷媒は超臨界状態の単相流体であり、ボルテックスチューブ22の内部の冷媒も単相流となり、管内での旋回流を乱すことなく、容易に低温の冷媒分子と分かれて管内の逆方向流れを生じさせることができ、冷媒を高温と低温の2つの成分に容易に分離することができる。従って、冷媒として炭酸ガスを用いることは、高温給湯を高効率で達成することができる利点に繋がる。
また、ボルテックスチューブ22の高温側出口22aから流出する冷媒の温度は、通常の冷媒循環回路で最も温度の高くなる圧縮機21の吐出ガス冷媒温度よりも更に高くすることができるので、第一放熱器23の水回路28で、更に高温の湯を容易に作り出すことができるという利点もある。
By adjusting the opening degree of the expansion device 25, the flow rate of the refrigerant flowing through the refrigerant circulation circuit can be adjusted. By this adjustment, an appropriate flow rate adjustment corresponding to various operating conditions is possible, and the efficiency of the heat pump can be increased over a wide operating range.
Further, since carbon dioxide is used as the refrigerant, the refrigerant flowing into the vortex tube 22 is a supercritical single-phase fluid, and the refrigerant inside the vortex tube 22 also becomes a single-phase flow, disturbing the swirling flow in the tube. Therefore, it can be easily separated from the low-temperature refrigerant molecules to generate a reverse flow in the pipe, and the refrigerant can be easily separated into two components of high temperature and low temperature. Therefore, using carbon dioxide as a refrigerant leads to an advantage that high-temperature hot water can be achieved with high efficiency.
Further, since the temperature of the refrigerant flowing out from the high temperature side outlet 22a of the vortex tube 22 can be made higher than the discharge gas refrigerant temperature of the compressor 21 which is the highest in the normal refrigerant circulation circuit, the first heat release. The water circuit 28 of the vessel 23 also has an advantage that hot water can be easily produced.

従って、本実施例のヒートポンプ装置によって、ボルテックスチューブの機能を有効に利用して、ヒートポンプの高効率化や被加熱流体の高温化に寄与できるヒートポンプ装置を提供することができる。
なお、上記各実施例においては、1個のボルテックスチューブを用いた構成について説明したが、複数個のボルテックスチューブを直列あるいは並列に接続して用いる構成でも良く、その場合には、ヒートポンプの性能や被加熱流体の高温化がさらに向上する。
Therefore, the heat pump apparatus of the present embodiment can provide a heat pump apparatus that can contribute to higher efficiency of the heat pump and higher temperature of the fluid to be heated by effectively using the function of the vortex tube.
In each of the above embodiments, a configuration using one vortex tube has been described. However, a configuration in which a plurality of vortex tubes are connected in series or in parallel may be used. The temperature increase of the heated fluid is further improved.

以上のように、本発明は、ボルテックスチューブを有効活用しヒートポンプの高効率化等を図るものであり、ヒートポンプ給湯機、空調機、冷凍機等の高効率化に適用できる。   As described above, the present invention effectively uses a vortex tube to increase the efficiency of a heat pump, and can be applied to increase the efficiency of heat pump water heaters, air conditioners, refrigerators, and the like.

本発明の第1の実施例におけるヒートポンプ装置の回路構成図The circuit block diagram of the heat pump apparatus in 1st Example of this invention 本発明の第2の実施例におけるヒートポンプ装置の回路構成図The circuit block diagram of the heat pump apparatus in 2nd Example of this invention 本発明の第3の実施例におけるヒートポンプ装置の回路構成図The circuit block diagram of the heat pump apparatus in 3rd Example of this invention 従来のヒートポンプ装置の回路構成図Circuit diagram of a conventional heat pump device

符号の説明Explanation of symbols

1,11,21 圧縮機
2,12,23 第一放熱器
3,13,22 ボルテックスチューブ
3a,13a,22a 高温側出口
3b,13b,22b 低温側出口
3c,13c,22c 冷媒供給口
4,14,24 第二放熱器
5 第一絞り装置
6,16,26 蒸発器
7 第二絞り装置
8,18,27 ファン
9,19,28 水回路
15,25 絞り装置
17 第三放熱器
31 圧縮機吐出側配管
32 出口側配管
33 第二放熱器の入口側配管
34 蒸発器入口側配管
35 圧縮機吸入側配管
36 第三放熱器の入口側配管
37 第一放熱器の入口側配管
1,11,21 Compressor 2,12,23 First radiator 3,13,22 Vortex tube 3a, 13a, 22a High temperature side outlet 3b, 13b, 22b Low temperature side outlet 3c, 13c, 22c Refrigerant supply port 4,14 , 24 Second radiator 5 First throttle device 6, 16, 26 Evaporator 7 Second throttle device 8, 18, 27 Fan 9, 19, 28 Water circuit 15, 25 Throttle device 17 Third radiator 31 Compressor discharge Side piping 32 Outlet side piping 33 Second radiator inlet side piping 34 Evaporator inlet side piping 35 Compressor suction side piping 36 Third radiator inlet side piping 37 First radiator inlet side piping

Claims (11)

少なくとも圧縮機、第一の放熱器、ボルテックスチューブおよび蒸発器を接続して冷媒循環回路を構成したヒートポンプ装置であって、第二の放熱器を設け、前記圧縮機を前記第一の放熱器に接続し、前記第一の放熱器を前記ボルテックスチューブの冷媒供給口に接続し、前記ボルテックスチューブの高温側出口を前記第二の放熱器に接続し、前記第二の放熱器を前記蒸発器に接続し、前記ボルテックスチューブの低温側出口を前記蒸発器に接続し、前記蒸発器を前記圧縮機に接続して前記冷媒循環回路を構成したことを特徴とするヒートポンプ装置。   A heat pump device comprising at least a compressor, a first radiator, a vortex tube and an evaporator to constitute a refrigerant circulation circuit, wherein a second radiator is provided, and the compressor is used as the first radiator. Connecting, connecting the first radiator to the refrigerant supply port of the vortex tube, connecting the high temperature side outlet of the vortex tube to the second radiator, and connecting the second radiator to the evaporator A heat pump device comprising: the refrigerant circulation circuit configured by connecting, connecting a low temperature side outlet of the vortex tube to the evaporator, and connecting the evaporator to the compressor. 前記低温側出口と前記蒸発器との間に、第一の絞り装置を設けたことを特徴とする請求項1記載のヒートポンプ装置。   The heat pump device according to claim 1, wherein a first expansion device is provided between the low temperature side outlet and the evaporator. 前記第二の放熱器と前記蒸発器との間に、第二の絞り装置を設けたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のヒートポンプ装置。   The heat pump device according to claim 1 or 2, wherein a second expansion device is provided between the second radiator and the evaporator. 前記低温側出口と前記蒸発器との間に、第三の放熱器を設けたことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のヒートポンプ装置。   The heat pump device according to any one of claims 1 to 3, wherein a third radiator is provided between the low temperature side outlet and the evaporator. 少なくとも圧縮機、ボルテックスチューブ、第一の放熱器、第二の放熱器および蒸発器を接続して冷媒循環回路を構成したヒートポンプ装置であって、
前記圧縮機を前記ボルテックスチューブの冷媒供給口に接続し、前記ボルテックスチューブの高温側出口を前記第一の放熱器に接続し、前記第一の放熱器を前記第二の放熱器に接続し、前記ボルテックスチューブの低温側出口を前記第二の放熱器に接続し、前記第二の放熱器を前記蒸発器に接続し、前記蒸発器を前記圧縮機に接続して前記冷媒循環回路を構成したことを特徴とするヒートポンプ装置。
At least a compressor, a vortex tube, a first radiator, a second radiator, and an evaporator are connected to each other to constitute a refrigerant circuit,
Connecting the compressor to the refrigerant supply port of the vortex tube, connecting the high temperature side outlet of the vortex tube to the first radiator, connecting the first radiator to the second radiator, The refrigerant circulation circuit was configured by connecting the low temperature side outlet of the vortex tube to the second radiator, connecting the second radiator to the evaporator, and connecting the evaporator to the compressor. A heat pump device characterized by that.
前記第二の放熱器と前記蒸発器との間に、絞り装置を設けたことを特徴とする請求項5記載のヒートポンプ装置。   6. The heat pump apparatus according to claim 5, wherein a throttle device is provided between the second radiator and the evaporator. 前記冷媒供給口に流入する冷媒を超臨界状態とする構成にしたことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載のヒートポンプ装置。   The heat pump device according to any one of claims 1 to 6, wherein the refrigerant flowing into the refrigerant supply port is in a supercritical state. 前記冷媒供給口、前記高温側出口及び前記低温側出口を流れる冷媒を超臨界状態とする構成にしたことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載のヒートポンプ装置。   The heat pump device according to any one of claims 1 to 7, wherein the refrigerant flowing through the refrigerant supply port, the high temperature side outlet, and the low temperature side outlet is in a supercritical state. 前記冷媒供給口、前記高温側出口及び前記低温側出口を流れる冷媒が超臨界状態で作動するように前記絞り装置を制御する絞り装置制御手段を設けたことを特徴とする請求項2から請求項4、あるいは請求項6のいずれかに記載のヒートポンプ装置。   The expansion device control means for controlling the expansion device so that the refrigerant flowing through the refrigerant supply port, the high temperature side outlet, and the low temperature side outlet operates in a supercritical state is provided. The heat pump device according to claim 4 or 6. 前記放熱器において前記冷媒と熱交換する媒体として水を用いたことを特徴とする請求項1から請求項9のいずれかに記載のヒートポンプ装置。   The heat pump device according to any one of claims 1 to 9, wherein water is used as a medium for heat exchange with the refrigerant in the radiator. 前記冷媒循環回路を循環する冷媒として炭酸ガスを用いたことを特徴とする請求項1から請求項10のいずれかに記載のヒートポンプ装置。
The heat pump device according to any one of claims 1 to 10, wherein carbon dioxide gas is used as a refrigerant circulating in the refrigerant circulation circuit.
JP2003402242A 2003-12-01 2003-12-01 Heat pump equipment Pending JP2005164104A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003402242A JP2005164104A (en) 2003-12-01 2003-12-01 Heat pump equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003402242A JP2005164104A (en) 2003-12-01 2003-12-01 Heat pump equipment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005164104A true JP2005164104A (en) 2005-06-23

Family

ID=34725887

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003402242A Pending JP2005164104A (en) 2003-12-01 2003-12-01 Heat pump equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005164104A (en)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009092251A (en) * 2007-10-03 2009-04-30 Yutaka Takahashi Heating/cooling and hot water supplying heat pump system
CN101922801A (en) * 2010-09-27 2010-12-22 江苏天舒电器有限公司 Parallel-flow two-stage condensation heat pump water heater
CN104482689A (en) * 2014-12-16 2015-04-01 苟仲武 Efficient compression type heat pump system and work method of efficient compression type heat pump system
CN105157269A (en) * 2015-09-23 2015-12-16 内蒙古科技大学 Auto-cascade refrigeration system with low-temperature function
CN105737428A (en) * 2016-04-29 2016-07-06 苟仲武 Compression-type dual-temperature heat pump working method and device utilizing eddy current pressure division
CN105783320A (en) * 2016-05-09 2016-07-20 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 Air conditioner system
RU2717483C2 (en) * 2015-02-26 2020-03-23 Юрий Михайлович Примазон Vortex heat pump
CN111174268A (en) * 2020-01-15 2020-05-19 西安交通大学 A kind of air source transcritical carbon dioxide heat pump heating system and control method
CN115046309A (en) * 2022-06-27 2022-09-13 中国科学院工程热物理研究所 Vortex tube carbon dioxide heat pump system and heat recovery method thereof
CN117663543A (en) * 2023-11-09 2024-03-08 宏源地能热泵科技(中山)有限公司 Heat pump control method, air source system, air source device and storage medium
DE202023002799U1 (en) 2023-07-18 2024-07-16 Viessmann Climate Solutions Se Heat pump
EP4495502A1 (en) 2023-07-18 2025-01-22 Viessmann Climate Solutions SE Heat pump and method for operating a heat pump

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009092251A (en) * 2007-10-03 2009-04-30 Yutaka Takahashi Heating/cooling and hot water supplying heat pump system
CN101922801A (en) * 2010-09-27 2010-12-22 江苏天舒电器有限公司 Parallel-flow two-stage condensation heat pump water heater
CN104482689A (en) * 2014-12-16 2015-04-01 苟仲武 Efficient compression type heat pump system and work method of efficient compression type heat pump system
RU2717483C2 (en) * 2015-02-26 2020-03-23 Юрий Михайлович Примазон Vortex heat pump
CN105157269A (en) * 2015-09-23 2015-12-16 内蒙古科技大学 Auto-cascade refrigeration system with low-temperature function
CN105737428A (en) * 2016-04-29 2016-07-06 苟仲武 Compression-type dual-temperature heat pump working method and device utilizing eddy current pressure division
CN105783320A (en) * 2016-05-09 2016-07-20 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 Air conditioner system
CN111174268A (en) * 2020-01-15 2020-05-19 西安交通大学 A kind of air source transcritical carbon dioxide heat pump heating system and control method
CN115046309A (en) * 2022-06-27 2022-09-13 中国科学院工程热物理研究所 Vortex tube carbon dioxide heat pump system and heat recovery method thereof
CN115046309B (en) * 2022-06-27 2024-04-19 中国科学院工程热物理研究所 A vortex tube carbon dioxide heat pump system and heat recovery method thereof
DE202023002799U1 (en) 2023-07-18 2024-07-16 Viessmann Climate Solutions Se Heat pump
EP4495502A1 (en) 2023-07-18 2025-01-22 Viessmann Climate Solutions SE Heat pump and method for operating a heat pump
DE102023118946A1 (en) 2023-07-18 2025-01-23 Viessmann Climate Solutions Se Heat pump and method for operating a heat pump
CN117663543A (en) * 2023-11-09 2024-03-08 宏源地能热泵科技(中山)有限公司 Heat pump control method, air source system, air source device and storage medium
CN117663543B (en) * 2023-11-09 2024-05-17 宏源地能热泵科技(中山)有限公司 Heat pump control method, air source system, air source device and storage medium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4321095B2 (en) Refrigeration cycle equipment
CN102466374B (en) Heat pump type water heating apparatus
CN108253650B (en) A kind of control method of critical-cross carbon dioxide combined heat-pump system
CN101479535B (en) Air conditioning system
JP5411643B2 (en) Refrigeration cycle apparatus and hot water heater
CN106338112B (en) Air conditioner heat recovery system
KR100758902B1 (en) Multi air conditioning system and control method
JP5373964B2 (en) Air conditioning and hot water supply system
CN107763850B (en) Method for preparing boiling water at 100 deg.C or above
JP2005257231A (en) Heat pump hot water supply air conditioner
JP2005164104A (en) Heat pump equipment
JP2017161182A (en) Heat pump equipment
JP3693562B2 (en) Refrigeration cycle apparatus and refrigeration cycle control method
KR101461519B1 (en) Duality Cold Cycle Heat pump system of Control method
CN102721225B (en) High-temperature heat pump and using method thereof
JP4045914B2 (en) Waste heat recovery heat pump
JP2009281631A (en) Heat pump unit
CN119137421A (en) Outdoor unit and multi-function water source multi-split system
KR100720714B1 (en) Large capacity heat pump unit with shell-tube two-stage heat exchanger
KR100526105B1 (en) Heat pump air-conditioner
KR101280442B1 (en) Duality cold cycle heat pump system of control method
CN219640384U (en) Heat pump and air conditioner water machine system
KR101487740B1 (en) Duality Cold Cycle of Heat pump system
CN114046604B (en) Two-stage supercooling direct heating type multifunctional heat pump water heater
CN114087798B (en) Control method of direct expansion type fresh air conditioning system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061011

A521 Written amendment

Effective date: 20080117

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090331

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20090407

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A521 Written amendment

Effective date: 20090512

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100223