JP5529432B2 - ヒートポンプ装置 - Google Patents
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Description
つまり、インバータに用いられている絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(以下、「IGBT」と表記する。)において発生したスイッチング損失により、定格運転時における性能が若干低下するという問題があった。
本発明のヒートポンプ装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、該圧縮機を回転駆動する電動機と、該電動機を制御するインバータ部と、圧縮された前記冷媒および温水の間で熱交換させ、前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、凝縮された前記冷媒を断熱膨張させる膨張弁と、熱源水の熱を断熱膨張された前記冷媒に吸収させ、前記冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記インバータ部において発生した熱を前記蒸発器に流入する前の前記熱源水に吸熱させる熱回収部と、前記蒸発器に流入する前の前記熱源水の一部を前記熱回収部に供給し、該熱回収部で吸熱した前記熱源水を前記蒸発器に流入する前の前記熱源水に戻す熱回収配管と、が設けられていることを特徴とする。
そのため、インバータ部において発生した熱を大気に放出する場合と比較して、ヒートポンプ装置により温水を供給する場合における効率向上を図ることができる。
そのため、例えば、インバータ部の熱を吸熱した空気を介して、インバータ部において発生した熱を、上述の熱源水または上述の冷媒に吸熱させる方法と比較して、上述の空気の流れを確保する空間や、ファン等の設備を設ける必要がなく、ヒートポンプ装置の設置面積の増加を抑制することができる。
以下、本発明の第1の実施形態に係るヒートポンプ装置について図1から図4を参照して説明する。
図1は、本実施形態に係るヒートポンプ装置における回路構成を説明する模式図である。
ヒートポンプ装置1は、略直方体状に構成されたものであって、熱源水の供給を受け、温水を供給するものである。本実施形態では、インバータ部7の冷却に用いられた後の空気の温度(排熱温度)が、蒸発器4に供給される熱源水の温度よりも高いヒートポンプ装置1の例に適用して説明する。
ヒートポンプ装置1には、図1に示すように、凝縮器2と、膨張弁3と、蒸発器4と、アキュムレータ5と、ターボ圧縮機(圧縮機)6と、インバータ部7と、油ミスト分離タンク8と、熱回収部110と、が主に設けられている。
凝縮器2における一方の端部側の側面には、凝縮器2により加熱される前の温水が流入する温水入口21が下方に、凝縮器2により加熱されたあとの温水が流出する温水出口22が上方に設けられている。
なお、中間冷却器9の構成としては公知の構成を用いることができ、特に限定するものではない。
なお、膨張弁3としては、公知のものを用いることができ、特に限定するものではない。
なお、ターボ圧縮機6および電動機61としては、公知のものを用いることができ、特に限定するものではない。
さらに、油ミスト分離タンク8は、冷媒から分離した潤滑油を油タンク10に供給するものでもある。
熱回収部110には、図1に示すように、空気熱交換器111と、熱回収配管112と、が設けられている。
なお、空気熱交換器111としては、公知の構成のものと用いることができ、特に限定するものではない。
ヒートポンプ装置1から温水を供給する場合には、外部からインバータ部7に電力が供給され、インバータ部7により電動機61が回転駆動され、ターボ圧縮機6が冷媒の圧縮を行う。
分流された冷媒は、その他の冷媒の冷却に用いられた後、ターボ圧縮機6の吸入部に流入する。
その一方で、空気熱交換器111で熱交換した後の空気は、空気熱交換器111から外板13に開けられた通風口より外部に放出される。
そのため、インバータ部7において発生した熱を大気に放出する場合と比較して、ヒートポンプ装置1により温水を供給する場合における効率向上を図ることができる。
次に、本発明の第1の実施形態の変形例について図5を参照して説明する。
本変形例のヒートポンプ装置の基本構成は、第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態とは、熱回収部の構成が異なっている。よって、本変形例においては、図5を用いて熱回収部の周辺のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図5は、本変形例に係るヒートポンプ装置における回路構成を説明する模式図である。
なお、第1の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付して、その説明を省略する。
熱回収部210には、図5に示すように、空気熱交換器111と、第1熱回収配管212と、第2熱回収配管213と、が設けられている。
熱回収用膨張弁3は、空気熱交換器111に供給される冷媒を断熱膨張させ、低温低圧にするものである。
その一方で、空気熱交換器111で熱交換した後の空気は、空気熱交換器111から外部に放出される。
そのため、インバータ部7において発生した熱を大気に放出する場合と比較して、ヒートポンプ装置201により温水を供給する場合における効率向上を図ることができる。
次に、本発明の第2の実施形態について図6を参照して説明する。
本実施形態のヒートポンプ装置の基本構成は、第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態とは、熱回収部の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図6を用いて熱回収部の周辺のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図6は、本実施形態に係るヒートポンプ装置における回路構成を説明する模式図である。
なお、第1の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付して、その説明を省略する。
熱回収部310には、図6に示すように、熱交換器311と、第1熱回収配管212と、第2熱回収配管213と、が設けられている。
なお、熱交換器311としては、公知の熱交換器を用いることができ、特に限定するものではない。
そのため、例えば、第1の実施形態や、第1の実施形態の変形例のように、インバータ部の熱を吸熱した空気を介して、インバータ部7において発生した熱を熱源水や冷媒に吸熱させる方法と比較して、上述の空気の流れを確保する空間や、冷却ファン等の設備を設ける必要がなく、ヒートポンプ装置301の設置面積の増加を抑制することができる。
2 凝縮器
3 膨張弁
4 蒸発器
5 アキュムレータ
6 ターボ圧縮機(圧縮機)
7 インバータ部
110,210,310 熱回収部
111 空気熱交換器
311 熱交換器
Claims (3)
- 冷媒を圧縮する圧縮機と、
該圧縮機を回転駆動する電動機と、
該電動機を制御するインバータ部と、
圧縮された前記冷媒および温水の間で熱交換させ、前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、
凝縮された前記冷媒を断熱膨張させる膨張弁と、
熱源水の熱を断熱膨張された前記冷媒に吸収させ、前記冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記インバータ部において発生した熱を前記蒸発器に流入する前の前記熱源水に吸熱させる熱回収部と、
前記蒸発器に流入する前の前記熱源水の一部を前記熱回収部に供給し、該熱回収部で吸熱した前記熱源水を前記蒸発器に流入する前の前記熱源水に戻す熱回収配管と、
が設けられていることを特徴とするヒートポンプ装置。 - 前記熱回収部には、
前記蒸発器に供給される前の前記熱源水と、
前記インバータ部を通過して前記インバータ部から発生した熱を吸熱した空気と、
の間で熱交換を行う空気熱交換器が設けられていることを特徴とする請求項1記載のヒートポンプ装置。 - 前記熱回収部には、前記蒸発器に供給される前の前記熱源水に、前記インバータ部から発生した熱を吸熱させる熱交換器が設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載のヒートポンプ装置。
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