JPS6026259A - ヒ−トポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ヒートポンプ装置の改良に関する。

周知のように、ヒートポンプとは、低温の熱源から熱エ
ネルギをとり出し、それをより高温で利用しゃすい熱エ
ネルギに変化する装置のことである。したがって、ヒー
トポンプは、暖房などの高温用エネルギの供給を主目的
としたものであり、例えは、冷凍機における凝縮器の発
熱作用を利用して空気あるいは冷水を暖めて、暖房や温
水装置なとに利用するので冷房装置を利用することもで
きる一方、暖房も行えるので便利である。このように、
ヒートポンプは蒸気圧縮ヒートポンプが一般的であって
、これは冷凍とヒートポンプに最も適した装置として確
立されている。なお、ヒートポンプに用いられる冷媒は
、フレオン（ｌ・ｒｅＯ＋１）が代表的であるが、圧縮
機、凝縮及び蒸発温度が同一であれは、冷媒が違っても
ヒートポンプの性能は大差のないことから、他の冷媒も
適宜使用１．１１能である。

ところで、ヒートポンプにおける熱交換器にはシェルに
多数のチューブを内蔵した多管式熱交換器か一般的に用
いられ、フレオンがシェルに入り、水がチューブを通り
、フレオンかチューブを横切るタイプや、その反対にフ
レオンがチューブを通り、水か該チューブを横切るタイ
プのものかあり、更には、フレオンがシェルに入り、水
かチューブを通り、互に並流か向流するかの構造である
。

したがって、いずれの場合でも、水−フレオンの多情式
熱交換器においては、水の流れ方向は常に一定であり、
つまり、該熱交換器が蒸発器として機能するときに向流
形の場合には、暖房や冷房のいずれかにモード変換をす
れは、凝縮器として機能するがこの場合の熱交換器は並
流形となる。

その結果、該熱交換器を凝縮器として機能させると並流
形となり、この場合には、フレオンの凝縮温度（圧力）
か同流形に比較して高くなり、このためヒートポンプの
効率（成績係数）か劣化したり、ヒートポンプチラーの
場合では取出し温水の最高値が制限をうけることになる
。一方、該熱交換器が蒸発器として機能させるときは、
同流形に比較してフレオンの蒸発温度（圧力）か低下し
、このためヒートポンプの効率（成績係数、出力）が低
下する。

そこで本発明は従来の冷凍・−ヒートポンプにおける前
記の問題点を一挙に解決するために創作されたもので、
シェル−チューブ式等の熱交換器を蒸発器及び凝縮器に
変換する際、該熱交換器を流れる水の流れ方向を反転さ
せることにより常に向流形熱交換器とすることを目的と
するものである。

以下、本発明の構成を添付図面に示す実施例にもとづき
詳細に説明する。図面に示すものは、冷凍−ヒートポン
プ形であって、空気を熱源としているが、冷却水を熱源
としてもよい。才だ、冷媒はフレオンであるが、他の冷
媒（例えはアンモニア）ヲ用いてもよい。このシステム
（まヒートポンプチラーに適用てきる。

図中、１はヒートポンプ装置の全体図、２ｉｊ：ｌ’ｉ
縮機で、往復動型ても、ベーン梨、スクリュー桿」でも
よい。３は四方切換をする四方弁でフレオン用のもの示
す。４は空気−フレオン熱交換器。

５は水−フレオン熱交換器を示し、該熱交換器５はシェ
ル−チューフタイブの多情“成熱交換器カ代表的である
が、フィンチューブタイプ、二１４１霜々すいずれのも
のでもよく、フレオンと水とか回流４−るタイプであれ
ばよい。６は冷房ＦＤ膨張弁、７は暖房用膨張弁を示し
、いずれも感／！ｉＡ　代膨張−ｆｐであって、冷媒圧
力を低下させるととも１こ、冷媒流１テ１を調節する。

８は逆ＩＬ弁、９は送風ファン、１０は四方弁で水用の
ものを示す。１１は水ポンプ、１２はファンコイルユニ
ットヲ示ス。

本実施例は以上の構成をしているので、フレオンは図中
、実線矢印のように流れるが、圧縮機２で圧縮され、湯
温゛高圧となったフレオンは空気−フレオン熱交換器４
にて空気で冷やし、したがって、該熱交換器４は凝縮器
として機能する。次いで冷房用膨張弁６で圧力を低くし
て、水−フレオン熱交換器５に導入し、水ポンプ１１よ
り揚程された水を低温にする。該熱交換器５は蒸発器と
して機能している。このように低温となった水は、漁船
用の魚保存用チラーに用いることができる。

次に、本システムを暖房に用いるときは、フレオンは図
中、破線矢印のように流れるが、水−フレオン熱交換器
５は凝縮器として機能しており、温水を作り出す。この
場合暖房用に用いることができる。

ここで本実施例は、特に、水−フレオン熱交換器５の水
ライン１３途中に四方弁１０を設け、常にフレオンの流
れに対し、水が同流するようになっている。

更に、この四方弁１０の切換でなく、水ライン１３に設
けた水ポンプ１１か回転方向を反転「す１１しにするこ
とより吸入−吐出方間を変転させ、水ライン１３に流れ
る水を常にフレオンの流れに対し、向流するようにして
もよい。この場合、水ポンプ１１はこれを駆動するモー
タの極性をリレーＡｔ、ｊｊで変転すれはよい。

以上要するに本発明は、冷却−ヒートポンプの熱交換器
において、該熱交換器を凝、陥器及び蒸発器に変換可能
とするとともに、該熱交換器を流れる冷媒及び水か常に
回流するように水ライン中に切換装置を設！ｊ、前記し
た変換により該切換装置１心を切換えるようにしたヒー
トポンプ装置であるから、前記目的の項記載の間ＩＩＥ
点を解消することかできる。すなわち、前記ズ１〜交換
器をＩｉｉ　ｆｌ！ｉ　ＪＡ’＋とじて機能させた場合
を例にとると、この局舎の出力ｉＪ水か温水となり、こ
れがヒートポンプの出力となるか、熱交換器における水
の出入１］ｌの／Ｉｌｏ’ｔ　ＩＪＪＩを同一とすると
、第２図の並流形の温度−流れクラ７（イ）と交流形の
温度−流れクラン（ロ）より明らかなように、向流形の
フレオンの吐出側の凝縮温度【か低くなり、ヒートポン
プの成績係数が向上する。なお、同図中ａは水、１〕は
フレオンで、矢印はそれぞれの流れ方間を示す。このよ
うに、単なる期変であるため、特に配管を加えることな
く、コンパクトな装置で効率をあけることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のシステム図、第２図は温度−
流れグラフを示す。 ５・・・水−フレオン熱交換器、１０・・・水用四方弁
、１１・・・水ポンプ。 代理人　弁理士　岡　部　吉　彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷却−ヒートポンプの熱交換器において、該熱交換器を
   凝縮器及び蒸発器に変換可能とするとともに、該熱交換
   器を流れる冷媒及び水が當に向流するように水ライン中
   に切換装置を設け、前記の変換により該切換装置を切換
   えるようにしたヒートポンプ装（ａ。