JPH09138009A - ヒートポンプシステムとその潤滑油の冷却方法 - Google Patents
ヒートポンプシステムとその潤滑油の冷却方法Info
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- JPH09138009A JPH09138009A JP29581295A JP29581295A JPH09138009A JP H09138009 A JPH09138009 A JP H09138009A JP 29581295 A JP29581295 A JP 29581295A JP 29581295 A JP29581295 A JP 29581295A JP H09138009 A JPH09138009 A JP H09138009A
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- pump system
- oil
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 比較的高い水温を利用する中、大容量のヒー
トポンプシステムにおける代替フロンの使用による給油
系統の冷却問題を改善する。 【解決手段】 熱源水により代替フロンを蒸発させて冷
媒ガスを発生する蒸発器10と、発生した冷媒ガスを加
圧する圧縮機30と、加圧された冷媒ガスを放熱液化し
て再び蒸発器に還流する凝縮器20と、圧縮機を駆動す
る駆動源40とを備え、さらに、圧縮機内の潤滑油を冷
却する給油系統60を設けたヒートポンプシステムにお
いて、給油系統60には、2個の油クーラ61、62を
設け、凝縮器20からの液化冷媒を、電動弁64を介し
て選択的に供給することにより、給油系統60における
潤滑油の冷却能力を適宜変化させる。
トポンプシステムにおける代替フロンの使用による給油
系統の冷却問題を改善する。 【解決手段】 熱源水により代替フロンを蒸発させて冷
媒ガスを発生する蒸発器10と、発生した冷媒ガスを加
圧する圧縮機30と、加圧された冷媒ガスを放熱液化し
て再び蒸発器に還流する凝縮器20と、圧縮機を駆動す
る駆動源40とを備え、さらに、圧縮機内の潤滑油を冷
却する給油系統60を設けたヒートポンプシステムにお
いて、給油系統60には、2個の油クーラ61、62を
設け、凝縮器20からの液化冷媒を、電動弁64を介し
て選択的に供給することにより、給油系統60における
潤滑油の冷却能力を適宜変化させる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍装置や冷房、
暖房各モードを有するヒートポンプシステムに関し、特
に、比較的高い水温を利用して運転効率を高める中、大
容量のヒートポンプシステムとその潤滑油の冷却方法に
関する。
暖房各モードを有するヒートポンプシステムに関し、特
に、比較的高い水温を利用して運転効率を高める中、大
容量のヒートポンプシステムとその潤滑油の冷却方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】ヒートポンプシステムは、一般に、蒸発
器、凝縮器、そして、前記蒸発器で発生した冷媒ガスを
加圧する圧縮機と、さらに、この圧縮機を駆動する駆動
源などから構成される。また、比較的容量の大きなヒー
トポンプシステムにおいては、例えば暖房用の温水を取
り出すため、外部から供給される比較的高い水温(20
℃前後)の熱源水を蒸発器に通し、この蒸発器で発生し
たガスを圧縮機により圧縮して凝縮器へ送り、この凝縮
器を介して、上記蒸発器より汲み上げた熱と前記圧縮機
の駆動源からの入熱を利用し、温水として供給すること
が行われている。かかるヒートポンプシステムでは、例
えば年間を通じて運転される産業機器が併設された工場
空調設備のように、産業機器を冷却することにより発生
する比較的高い水温が、その熱源水として利用され、供
給される温水は冬期の暖房に利用されることとなる。こ
のことは、比較的水温の高い熱源水を用いることによ
り、圧縮機の所要動力を低減することが可能になるとい
うメリットを享受出来ることによる。
器、凝縮器、そして、前記蒸発器で発生した冷媒ガスを
加圧する圧縮機と、さらに、この圧縮機を駆動する駆動
源などから構成される。また、比較的容量の大きなヒー
トポンプシステムにおいては、例えば暖房用の温水を取
り出すため、外部から供給される比較的高い水温(20
℃前後)の熱源水を蒸発器に通し、この蒸発器で発生し
たガスを圧縮機により圧縮して凝縮器へ送り、この凝縮
器を介して、上記蒸発器より汲み上げた熱と前記圧縮機
の駆動源からの入熱を利用し、温水として供給すること
が行われている。かかるヒートポンプシステムでは、例
えば年間を通じて運転される産業機器が併設された工場
空調設備のように、産業機器を冷却することにより発生
する比較的高い水温が、その熱源水として利用され、供
給される温水は冬期の暖房に利用されることとなる。こ
のことは、比較的水温の高い熱源水を用いることによ
り、圧縮機の所要動力を低減することが可能になるとい
うメリットを享受出来ることによる。
【0003】ところで、上記のような比較的容量の大き
いヒートポンプでは、冷媒ガスを加圧する圧縮機として
遠心形羽根車を用い、さらに、この遠心形羽根車を増速
歯車により所要回転数まで昇速させる増速装置を内蔵し
た密閉形のものが採用されている。これは、例えば日本
冷凍協会発行「ターボ冷凍機」P172に記載され、既
に知られている。
いヒートポンプでは、冷媒ガスを加圧する圧縮機として
遠心形羽根車を用い、さらに、この遠心形羽根車を増速
歯車により所要回転数まで昇速させる増速装置を内蔵し
た密閉形のものが採用されている。これは、例えば日本
冷凍協会発行「ターボ冷凍機」P172に記載され、既
に知られている。
【0004】また、従来、この種の、いわゆる中、大容
量のヒートポンプに用いる冷媒としては、低圧冷媒であ
るCFC11が多く用いられていが、一方、近年の地球
環境問題から、塩素原子を含むCFC11等の特定フロ
ンの生産が全面的に廃止され、これに代わる代替フロン
として、例えば高圧冷媒であるHFC134aや、混合
冷媒などが実用化されるに至っている。
量のヒートポンプに用いる冷媒としては、低圧冷媒であ
るCFC11が多く用いられていが、一方、近年の地球
環境問題から、塩素原子を含むCFC11等の特定フロ
ンの生産が全面的に廃止され、これに代わる代替フロン
として、例えば高圧冷媒であるHFC134aや、混合
冷媒などが実用化されるに至っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なヒートポンプシステムでは、上記の熱源水の温度が高
いと、それに伴い、蒸発器内の圧力も上昇し、さらに
は、圧縮機内の冷媒ガスの圧力も上昇する。このような
ガス圧力の上昇により、一般に、ガス密度は高くなり、
そのため、かかる高密度の冷媒ガス中を増速歯車が回転
すると、ガスと回転体の間に発生する円板摩擦損失が増
加し、機械的損失が増加することとなる。さらには、圧
縮機の給油系統を冷却するために用いられる油クーラの
熱負荷が増大することともなる。
なヒートポンプシステムでは、上記の熱源水の温度が高
いと、それに伴い、蒸発器内の圧力も上昇し、さらに
は、圧縮機内の冷媒ガスの圧力も上昇する。このような
ガス圧力の上昇により、一般に、ガス密度は高くなり、
そのため、かかる高密度の冷媒ガス中を増速歯車が回転
すると、ガスと回転体の間に発生する円板摩擦損失が増
加し、機械的損失が増加することとなる。さらには、圧
縮機の給油系統を冷却するために用いられる油クーラの
熱負荷が増大することともなる。
【0006】加えて、地球環境問題から、上記CFC1
1等の特定フロンに代え、代替フロンであるHFC13
4aを用いたヒートポンプの場合には、このHFC13
4aはCFC11に比べ、例えば20℃における飽和温
度についての冷媒ガス密度で比較すると、約5〜6倍と
高くなり、前記円板摩擦も同様の比率で増加する。この
ため、かかる機械的損失の増大のため、HFC134a
を用いたヒートポンプの圧縮機の給油系統に設けられる
油クーラでは、CFC11を用いたヒートポンプの圧縮
機の給油系統に設けられる油クーラに比べて、その伝熱
面積が大きな油クーラを採用する必要があった。すなわ
ち、以上のように、上記の従来技術では、代替フロンで
ある高圧冷媒を用いたことに伴い、そのヒートポンプを
構成する圧縮機の給油系統に用いる油クーラを伝熱面積
の大きなものにする必要があった。
1等の特定フロンに代え、代替フロンであるHFC13
4aを用いたヒートポンプの場合には、このHFC13
4aはCFC11に比べ、例えば20℃における飽和温
度についての冷媒ガス密度で比較すると、約5〜6倍と
高くなり、前記円板摩擦も同様の比率で増加する。この
ため、かかる機械的損失の増大のため、HFC134a
を用いたヒートポンプの圧縮機の給油系統に設けられる
油クーラでは、CFC11を用いたヒートポンプの圧縮
機の給油系統に設けられる油クーラに比べて、その伝熱
面積が大きな油クーラを採用する必要があった。すなわ
ち、以上のように、上記の従来技術では、代替フロンで
ある高圧冷媒を用いたことに伴い、そのヒートポンプを
構成する圧縮機の給油系統に用いる油クーラを伝熱面積
の大きなものにする必要があった。
【0007】一方、上記のヒートポンプの仕様では、一
般的に、夏期に冷房運転に切替える冷房モードと、冬期
に暖房運転に切替える暖房モードとを含んで構成される
が、かかる各モードでの運転状況を比較すると、蒸発器
内における冷媒ガスの圧力の差が大きく、このため円板
摩擦による機械損失にも大きな差異が生じる。そのた
め、油クーラの伝熱面積を暖房モードに合わせて決定し
た場合、冷房モードの際には、上記油クーラの冷却能力
がむしろ過大になり、そのため、給油系統により圧縮機
へ供給される潤滑油の温度が規定よりも低くなってしま
う。また、この油クーラの冷却能力の過大は、圧縮機内
の潤滑油粘度の増加を招き、さらには、給油系統におけ
る圧力損失の増加により油量が減少して軸受が焼損に至
るなどの問題を生じる可能性も指摘される。
般的に、夏期に冷房運転に切替える冷房モードと、冬期
に暖房運転に切替える暖房モードとを含んで構成される
が、かかる各モードでの運転状況を比較すると、蒸発器
内における冷媒ガスの圧力の差が大きく、このため円板
摩擦による機械損失にも大きな差異が生じる。そのた
め、油クーラの伝熱面積を暖房モードに合わせて決定し
た場合、冷房モードの際には、上記油クーラの冷却能力
がむしろ過大になり、そのため、給油系統により圧縮機
へ供給される潤滑油の温度が規定よりも低くなってしま
う。また、この油クーラの冷却能力の過大は、圧縮機内
の潤滑油粘度の増加を招き、さらには、給油系統におけ
る圧力損失の増加により油量が減少して軸受が焼損に至
るなどの問題を生じる可能性も指摘される。
【0008】そこで、本発明では、上記の従来技術にお
ける問題点に鑑み、代替フロンを採用した場合でも上記
従来技術において指摘したような問題点を生じることの
ない、冷房及び暖房モードの運転が可能な改良されたヒ
ートポンプシステムとその潤滑油の冷却方法を提供する
ことを目的とする。
ける問題点に鑑み、代替フロンを採用した場合でも上記
従来技術において指摘したような問題点を生じることの
ない、冷房及び暖房モードの運転が可能な改良されたヒ
ートポンプシステムとその潤滑油の冷却方法を提供する
ことを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記の目的
を達成するため、熱源水により内部の冷媒を蒸発して冷
媒ガスを発生する蒸発器と、前記蒸発器で発生した冷媒
ガスを吸い込んで加圧する圧縮機と、前記圧縮機で加圧
された冷媒ガスを放熱液化して前記蒸発器に還流する凝
縮器と、前記圧縮機を駆動する駆動源を備え、さらに、
前記圧縮機への給油系統を設け、この給油系統には、前
記圧縮機からの潤滑油の冷却のための油クーラを設けた
ヒートポンプシステムにおいて、前記油クーラの冷却能
力を変更できるように構成したヒートポンプシステムが
提案される。
を達成するため、熱源水により内部の冷媒を蒸発して冷
媒ガスを発生する蒸発器と、前記蒸発器で発生した冷媒
ガスを吸い込んで加圧する圧縮機と、前記圧縮機で加圧
された冷媒ガスを放熱液化して前記蒸発器に還流する凝
縮器と、前記圧縮機を駆動する駆動源を備え、さらに、
前記圧縮機への給油系統を設け、この給油系統には、前
記圧縮機からの潤滑油の冷却のための油クーラを設けた
ヒートポンプシステムにおいて、前記油クーラの冷却能
力を変更できるように構成したヒートポンプシステムが
提案される。
【0010】また、本発明では、やはり上記の目的を達
成するため、熱源水により内部の冷媒を蒸発して冷媒ガ
スを発生する蒸発器と、前記蒸発器で発生した冷媒ガス
を吸い込んで加圧する圧縮機と、前記圧縮機で加圧され
た冷媒ガスを放熱液化して前記の蒸発器に還流する凝縮
器と、前記圧縮機を駆動する駆動源を備え、さらに、前
記圧縮機への給油系統を設け、この給油系統には、前記
圧縮機からの潤滑油の冷却のための油クーラを設けたヒ
ートポンプシステムの潤滑油の冷却方法であって、前記
油クーラによる潤滑油の冷却能力を、前記ヒートポンプ
システムの負荷側の使用条件に応じて変更するヒートポ
ンプシステムの潤滑油の冷却方法が提案される。
成するため、熱源水により内部の冷媒を蒸発して冷媒ガ
スを発生する蒸発器と、前記蒸発器で発生した冷媒ガス
を吸い込んで加圧する圧縮機と、前記圧縮機で加圧され
た冷媒ガスを放熱液化して前記の蒸発器に還流する凝縮
器と、前記圧縮機を駆動する駆動源を備え、さらに、前
記圧縮機への給油系統を設け、この給油系統には、前記
圧縮機からの潤滑油の冷却のための油クーラを設けたヒ
ートポンプシステムの潤滑油の冷却方法であって、前記
油クーラによる潤滑油の冷却能力を、前記ヒートポンプ
システムの負荷側の使用条件に応じて変更するヒートポ
ンプシステムの潤滑油の冷却方法が提案される。
【0011】すなわち、上記の本発明により提案される
ヒートポンプシステムとその潤滑油の冷却方法によれ
ば、油クーラの伝熱面積を使用条件に応じて変更可能に
することにより、ヒートポンプシステムの各使用状態で
の安定した運転状態を可能にするものである。そして、
以下にも詳細に説明する実施の形態に沿って説明すれ
ば、ヒートポンプの仕様条件に応じて給油系統の油クー
ラ容量を適性に保持するために、油クーラを複数個、あ
るいは、内部に複数の伝熱面積群を有する1の油クーラ
を導入し、油クーラへ供給する冷却媒体を、条件に応じ
てその供給量をバルブ操作で調整し、又は、止めること
により、代替フロンのような高圧冷媒を使用した場合に
も、給油温度を適性範囲に保持する。
ヒートポンプシステムとその潤滑油の冷却方法によれ
ば、油クーラの伝熱面積を使用条件に応じて変更可能に
することにより、ヒートポンプシステムの各使用状態で
の安定した運転状態を可能にするものである。そして、
以下にも詳細に説明する実施の形態に沿って説明すれ
ば、ヒートポンプの仕様条件に応じて給油系統の油クー
ラ容量を適性に保持するために、油クーラを複数個、あ
るいは、内部に複数の伝熱面積群を有する1の油クーラ
を導入し、油クーラへ供給する冷却媒体を、条件に応じ
てその供給量をバルブ操作で調整し、又は、止めること
により、代替フロンのような高圧冷媒を使用した場合に
も、給油温度を適性範囲に保持する。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付の図面を参照し、詳細に説明する。本発明の実
施の形態になるヒートポンプシステムの、特に、その冷
房モードにおける構成が、添付の図1に示されている。
図において、このヒートポンプシステムは、蒸発器10
と、凝縮器20と、冷媒ガスを加圧するための圧縮機3
0と、そして、この圧縮機30を駆動するため、例えば
電動モータ等によりなる駆動源40を備えており、さら
に、上記圧縮機30は潤滑油を冷却するための給油系統
60を備えている。
て、添付の図面を参照し、詳細に説明する。本発明の実
施の形態になるヒートポンプシステムの、特に、その冷
房モードにおける構成が、添付の図1に示されている。
図において、このヒートポンプシステムは、蒸発器10
と、凝縮器20と、冷媒ガスを加圧するための圧縮機3
0と、そして、この圧縮機30を駆動するため、例えば
電動モータ等によりなる駆動源40を備えており、さら
に、上記圧縮機30は潤滑油を冷却するための給油系統
60を備えている。
【0013】さらに詳細に説明すると、蒸発器10の内
部には、代替フロン、例えばHFC134aが封入され
ており、一方、配管11を介して、例えば産業機器等を
冷却することにより発生する比較的高い水温(20℃前
後)の熱源水がその内部配管12に導かれ、ここで熱交
換された後に出口配管13から出力される。また、この
蒸発器10の上部にも配管14が設けられ、この配管を
介して、蒸発器10内で蒸発した冷媒ガスが上記圧縮機
30へ導かれる。
部には、代替フロン、例えばHFC134aが封入され
ており、一方、配管11を介して、例えば産業機器等を
冷却することにより発生する比較的高い水温(20℃前
後)の熱源水がその内部配管12に導かれ、ここで熱交
換された後に出口配管13から出力される。また、この
蒸発器10の上部にも配管14が設けられ、この配管を
介して、蒸発器10内で蒸発した冷媒ガスが上記圧縮機
30へ導かれる。
【0014】次に、この圧縮機30内では、電動モータ
等の駆動源40により回転駆動される増速歯車35など
の増速装置、さらには、図示しない遠心形羽根車等によ
り、その内部に導かれた冷媒ガスが圧縮される。そし
て、この圧縮機30内で圧縮された冷媒は、圧縮機30
の下部に設けられた配管31を介して凝縮器20へ供給
される。また、圧縮機30内の潤滑油は、やはり圧縮機
30の下部に設けられた他の配管32を介して給油系統
60へ送出されて冷却され、再び、戻ってくる構成とな
っている。なお、図中の符号33は、上記給油系統60
へ潤滑液を送出するための油ポンプである。
等の駆動源40により回転駆動される増速歯車35など
の増速装置、さらには、図示しない遠心形羽根車等によ
り、その内部に導かれた冷媒ガスが圧縮される。そし
て、この圧縮機30内で圧縮された冷媒は、圧縮機30
の下部に設けられた配管31を介して凝縮器20へ供給
される。また、圧縮機30内の潤滑油は、やはり圧縮機
30の下部に設けられた他の配管32を介して給油系統
60へ送出されて冷却され、再び、戻ってくる構成とな
っている。なお、図中の符号33は、上記給油系統60
へ潤滑液を送出するための油ポンプである。
【0015】凝縮器20では、上記圧縮機30から配管
31を介して送出された圧縮冷媒ガスは、その内部配管
21内を通る水等の冷媒へ放熱して液化し、これによ
り、この内部配管22内を通る水は加熱されて、温水が
供給される。また、この凝縮器20の底部に設けられた
配管22は、上記蒸発器10の底部に接続され、これに
より、凝縮器20内で液化された冷媒が再び蒸発器10
へ循環される。この凝縮器20の底部には、さらに他の
配管23が設けられ、この配管23により、凝縮器20
内の液化した冷媒が上記給油系統60へ送出される構成
となっている。
31を介して送出された圧縮冷媒ガスは、その内部配管
21内を通る水等の冷媒へ放熱して液化し、これによ
り、この内部配管22内を通る水は加熱されて、温水が
供給される。また、この凝縮器20の底部に設けられた
配管22は、上記蒸発器10の底部に接続され、これに
より、凝縮器20内で液化された冷媒が再び蒸発器10
へ循環される。この凝縮器20の底部には、さらに他の
配管23が設けられ、この配管23により、凝縮器20
内の液化した冷媒が上記給油系統60へ送出される構成
となっている。
【0016】そして、上記の給油系統60は、図からも
明らかなように、上記の凝縮器20からの配管23に直
列に接続された複数(この例では2個)の油クーラ6
1、62と、油ストレーナ63と、電動弁64とそれを
駆動する電動機65などの駆動源とから構成されてい
る。なお、凝縮器20からの配管23は、その途中から
2つに分岐されて2個の油クーラ61、62に導かれて
おり、また、油ストレーナ63からの潤滑油を再び圧縮
機30へ導くための戻り配管66が設けられている。加
えて、電動弁64を駆動する電動機65は、操作盤70
に電気的に接続され、蒸発器10の熱源水の出口配管1
3に設けられた温度を感知するセンサ75も、また、こ
の操作盤70に電気的に接続されている。
明らかなように、上記の凝縮器20からの配管23に直
列に接続された複数(この例では2個)の油クーラ6
1、62と、油ストレーナ63と、電動弁64とそれを
駆動する電動機65などの駆動源とから構成されてい
る。なお、凝縮器20からの配管23は、その途中から
2つに分岐されて2個の油クーラ61、62に導かれて
おり、また、油ストレーナ63からの潤滑油を再び圧縮
機30へ導くための戻り配管66が設けられている。加
えて、電動弁64を駆動する電動機65は、操作盤70
に電気的に接続され、蒸発器10の熱源水の出口配管1
3に設けられた温度を感知するセンサ75も、また、こ
の操作盤70に電気的に接続されている。
【0017】続いて、上記に説明した構成のヒートポン
プシステムにおける動作について説明すると、配管11
を介して熱源水がその内部配管12に導かれる蒸発器1
0内では、その比較的高い水温により吸熱して冷媒ガス
を生じ、この冷媒ガスが配管14を介して圧縮機30内
に導かれ、ここで圧縮された後、凝縮器20へ送り込ま
れて放熱して液化され、これにより内部配管21内を通
る水を加熱して温水を供給することは、従来のヒートポ
ンプと同様である。また、この時、上記圧縮機30内の
潤滑油が、油ポンプ33から上記給油系統60へ送出さ
れ、その後、再び戻ってくることも同様である。
プシステムにおける動作について説明すると、配管11
を介して熱源水がその内部配管12に導かれる蒸発器1
0内では、その比較的高い水温により吸熱して冷媒ガス
を生じ、この冷媒ガスが配管14を介して圧縮機30内
に導かれ、ここで圧縮された後、凝縮器20へ送り込ま
れて放熱して液化され、これにより内部配管21内を通
る水を加熱して温水を供給することは、従来のヒートポ
ンプと同様である。また、この時、上記圧縮機30内の
潤滑油が、油ポンプ33から上記給油系統60へ送出さ
れ、その後、再び戻ってくることも同様である。
【0018】ところで、本発明のヒートポンプシステム
では、圧縮機30の油ポンプ33から給油系統60へ送
出された潤滑油は、この給油系統60を構成する2つの
油クーラ61、62へ供給されるが、これら2つの油ク
ーラ61、62は、配管32を介して直列に配置されて
いる。一方、これら2つの油クーラ61、62へ供給さ
れる冷媒は、凝縮器20から配管23を介して供給さ
れ、分岐された後、その一方は油クーラ61へ、他の冷
媒は、上記電動弁64を経て他の油クーラ62へ導かれ
ており、その後は、再び合流され、配管67を介して蒸
発器10へと導かれている。
では、圧縮機30の油ポンプ33から給油系統60へ送
出された潤滑油は、この給油系統60を構成する2つの
油クーラ61、62へ供給されるが、これら2つの油ク
ーラ61、62は、配管32を介して直列に配置されて
いる。一方、これら2つの油クーラ61、62へ供給さ
れる冷媒は、凝縮器20から配管23を介して供給さ
れ、分岐された後、その一方は油クーラ61へ、他の冷
媒は、上記電動弁64を経て他の油クーラ62へ導かれ
ており、その後は、再び合流され、配管67を介して蒸
発器10へと導かれている。
【0019】上記に詳細に説明した、本発明のヒートポ
ンプシステムにおける給油系統60の動作について、以
下に詳細に説明する。まず、蒸発器10の出口配管13
における熱源水の温度が規定温度(t0)以上の運転状
態にある場合には、この熱源水の出口温度が、上記のセ
ンサ13により検出され、操作盤70を介して、上記の
電動機65に対して、開信号が発信される。これによ
り、電動弁64は開弁し、これにより、圧縮機30の油
ポンプ33から送出された冷媒液は、まず、油クーラ6
1に供給されてここで冷却され、さらに、油クーラ62
にて冷却されることとなる。
ンプシステムにおける給油系統60の動作について、以
下に詳細に説明する。まず、蒸発器10の出口配管13
における熱源水の温度が規定温度(t0)以上の運転状
態にある場合には、この熱源水の出口温度が、上記のセ
ンサ13により検出され、操作盤70を介して、上記の
電動機65に対して、開信号が発信される。これによ
り、電動弁64は開弁し、これにより、圧縮機30の油
ポンプ33から送出された冷媒液は、まず、油クーラ6
1に供給されてここで冷却され、さらに、油クーラ62
にて冷却されることとなる。
【0020】一方、熱源水の出口温度が、規定温度(t
0)以下の運転状態にある場合には、上記センサ75か
ら温度検出信号を受けた操作盤70は、上記電動機65
に対して、閉信号を発信する。これにより、電動弁64
はその弁を閉止し、これにより、油クーラ62には上記
凝縮器20からの冷媒の供給が断たれ、そのため、油ク
ーラ61のみの油冷却となる。なお、上記の油クーラ6
1、62、あるいは油クーラ61により冷却された冷媒
は、その後、さらに、油ストレーナ63を通って、再
び、圧縮機30へ戻る。ここで、油クーラ61、62の
冷却媒体として代替フロンが用いられるが、凝縮器20
から供給された冷媒液は、油クーラ61、62の入口に
設けた調整弁により、これら油クーラ内部で蒸発器10
の蒸発器内圧力まで膨張し、その際の潜熱により油の冷
却が行われる。
0)以下の運転状態にある場合には、上記センサ75か
ら温度検出信号を受けた操作盤70は、上記電動機65
に対して、閉信号を発信する。これにより、電動弁64
はその弁を閉止し、これにより、油クーラ62には上記
凝縮器20からの冷媒の供給が断たれ、そのため、油ク
ーラ61のみの油冷却となる。なお、上記の油クーラ6
1、62、あるいは油クーラ61により冷却された冷媒
は、その後、さらに、油ストレーナ63を通って、再
び、圧縮機30へ戻る。ここで、油クーラ61、62の
冷却媒体として代替フロンが用いられるが、凝縮器20
から供給された冷媒液は、油クーラ61、62の入口に
設けた調整弁により、これら油クーラ内部で蒸発器10
の蒸発器内圧力まで膨張し、その際の潜熱により油の冷
却が行われる。
【0021】このように、上記の本発明の実施の形態で
あるヒートポンプシステムでは、給油系統60の油クー
ラを構成する2つの油クーラ61、62を選択的に機能
させることにより、給油系統60の油冷却能力を変え、
すなわち油クーラの伝熱面積を可変にし、これにより、
熱源水の温度の設定モードが変わるようなヒートポンプ
の仕様に対して、各々の給油温度を適性状態に保持する
ことが可能になる。
あるヒートポンプシステムでは、給油系統60の油クー
ラを構成する2つの油クーラ61、62を選択的に機能
させることにより、給油系統60の油冷却能力を変え、
すなわち油クーラの伝熱面積を可変にし、これにより、
熱源水の温度の設定モードが変わるようなヒートポンプ
の仕様に対して、各々の給油温度を適性状態に保持する
ことが可能になる。
【0022】上記の実施の形態では、油クーラを複数
(2つ)の油クーラ61、62により構成し、これらを
選択的に用いることにより、この油クーラの冷却能力を
適宜変化させることを可能にしている。このように、油
クーラを複数にするメリットは、例えば標準冷房仕様機
種を用いてヒートポンプ仕様に対応させる場合に油クー
ラも比較的安価な量産品を使用でき、暖房モードによる
油クーラ容量増加分に相当する補助クーラの追加設置で
対応することによりコストの低減が図れることが挙げら
れる。しかしながら、本発明は、このような構成のみに
限られず、この油クーラを、図2及び図3に示すよう
に、単数に構成する、すなわち、可変容量の油クーラを
1個の熱交換機により構成することも可能である。
(2つ)の油クーラ61、62により構成し、これらを
選択的に用いることにより、この油クーラの冷却能力を
適宜変化させることを可能にしている。このように、油
クーラを複数にするメリットは、例えば標準冷房仕様機
種を用いてヒートポンプ仕様に対応させる場合に油クー
ラも比較的安価な量産品を使用でき、暖房モードによる
油クーラ容量増加分に相当する補助クーラの追加設置で
対応することによりコストの低減が図れることが挙げら
れる。しかしながら、本発明は、このような構成のみに
限られず、この油クーラを、図2及び図3に示すよう
に、単数に構成する、すなわち、可変容量の油クーラを
1個の熱交換機により構成することも可能である。
【0023】すなわち、図2及び図3に示すように、こ
の油クーラを構成する熱交換機は、いわゆる、シェルア
ンドチューブ式の熱交換機であり、例えば円筒形状の油
クーラのケーシング本体160の内部には、複数の配管
の束からなるチューブバンドル161a、161bを配
置して構成し、これらチューブバンドル161a、16
1bの両端には、冷媒流入側ケース162と冷媒流出側
ケース163を形成したものである。さらに、この熱交
換機では、これら冷媒流入側ケース162と冷媒流出側
ケース163の内部には、これらケース内部の空間を複
数(この例では、2つ)に分割する仕切り板164、1
65が設けられ、もって、その内部において複数(2
つ)に分割し、換言すれば、内部を2つの伝熱面積群に
分割したものである。そして、圧縮機30から送出され
た潤滑油はケーシング本体160の内部においてチュー
ブバンドル161a、161bと選択的に接触して熱交
換しながら冷却が行われる。また、これらの図におい
て、上記図1と同じ符号は、図1と同様の構成要件を示
している。
の油クーラを構成する熱交換機は、いわゆる、シェルア
ンドチューブ式の熱交換機であり、例えば円筒形状の油
クーラのケーシング本体160の内部には、複数の配管
の束からなるチューブバンドル161a、161bを配
置して構成し、これらチューブバンドル161a、16
1bの両端には、冷媒流入側ケース162と冷媒流出側
ケース163を形成したものである。さらに、この熱交
換機では、これら冷媒流入側ケース162と冷媒流出側
ケース163の内部には、これらケース内部の空間を複
数(この例では、2つ)に分割する仕切り板164、1
65が設けられ、もって、その内部において複数(2
つ)に分割し、換言すれば、内部を2つの伝熱面積群に
分割したものである。そして、圧縮機30から送出され
た潤滑油はケーシング本体160の内部においてチュー
ブバンドル161a、161bと選択的に接触して熱交
換しながら冷却が行われる。また、これらの図におい
て、上記図1と同じ符号は、図1と同様の構成要件を示
している。
【0024】このような熱交換機を利用することによ
り、やはり、上記図1の実施の形態になるヒートポンプ
システムと同様に、熱源水の出口温度に応じて、冷媒供
給側(すなわち、凝縮器20側)の電動弁64を開又は
閉とすることにより、内部のチューブバンドル161
a、161bを両方又は片方だけを使い分けることが可
能となり、これにより、給油系統60による給油温度を
適性に保持する。このように、ヒートポンプ仕様専用機
種を新たに設計する場合には、油クーラを1個とし、そ
の内部に複数の伝熱面積群を設けることにより、省スペ
ース及びコスト低減等を図ることが可能になる。
り、やはり、上記図1の実施の形態になるヒートポンプ
システムと同様に、熱源水の出口温度に応じて、冷媒供
給側(すなわち、凝縮器20側)の電動弁64を開又は
閉とすることにより、内部のチューブバンドル161
a、161bを両方又は片方だけを使い分けることが可
能となり、これにより、給油系統60による給油温度を
適性に保持する。このように、ヒートポンプ仕様専用機
種を新たに設計する場合には、油クーラを1個とし、そ
の内部に複数の伝熱面積群を設けることにより、省スペ
ース及びコスト低減等を図ることが可能になる。
【0025】また、上記に説明した実施の形態において
は、給油系統60における潤滑油冷媒の冷却能力を選択
するための電動弁64の開閉信号は、熱源水の出口温度
に基づいて行うように構成されているが、本発明はこの
ような構成にのみ限定されず、その他に、蒸発器10内
の蒸発圧力や圧縮機30内の増速歯車室の圧力などを感
知して行ってもよい。あるいは、これらの状態値を利用
する以外にも、あらかじめ、運転モード、例えば、冷房
モードや暖房モードで熱源水の出口温度の設定が異な
り、或る温度(t0)を境に設定温度が上下に分かれる
場合には、この運転モード信号により、上記操作盤70
から電動弁64に開閉信号を発信してもよい。具体的に
は、例えば、温度(t0)よりも低い冷房モードの場合
には、運転前にあらかじめ操作盤70から電動弁64へ
閉信号を発信し、電動弁64を閉状態に保持して起動す
る。一方、温度(t0)よりも高い暖房モードの場合に
は、電動弁64を開状態に保持して起動する。
は、給油系統60における潤滑油冷媒の冷却能力を選択
するための電動弁64の開閉信号は、熱源水の出口温度
に基づいて行うように構成されているが、本発明はこの
ような構成にのみ限定されず、その他に、蒸発器10内
の蒸発圧力や圧縮機30内の増速歯車室の圧力などを感
知して行ってもよい。あるいは、これらの状態値を利用
する以外にも、あらかじめ、運転モード、例えば、冷房
モードや暖房モードで熱源水の出口温度の設定が異な
り、或る温度(t0)を境に設定温度が上下に分かれる
場合には、この運転モード信号により、上記操作盤70
から電動弁64に開閉信号を発信してもよい。具体的に
は、例えば、温度(t0)よりも低い冷房モードの場合
には、運転前にあらかじめ操作盤70から電動弁64へ
閉信号を発信し、電動弁64を閉状態に保持して起動す
る。一方、温度(t0)よりも高い暖房モードの場合に
は、電動弁64を開状態に保持して起動する。
【0026】さらに、上記の実施の形態では、上記油ク
ーラの冷却媒体として、冷凍サイクル内の冷媒、より具
体的には、上記凝縮器20内の冷媒を用いる構造につい
て説明したが、しかしながら、本発明は、かかる構造に
限定されることなく、この他、この冷凍サイクル内の冷
媒に代えて、例えば上記の熱源水を利用することも可能
である。図4はその令を示したもので、冷却媒体として
熱源水を用いるため、熱源水の入口配管11から分岐し
た配管23’を介して給油系統60の油クーラ61、6
2に熱源水を供給し、熱交換の後、配管67’を介して
熱源水の出口配管13に合流させる構成としている。さ
らに、油クーラの容量を切替える手段として、冷却媒体
の供給を汎用性のあるバルブを用いて切替え、配管類も
成形配管の多用により簡素化することも可能である。
ーラの冷却媒体として、冷凍サイクル内の冷媒、より具
体的には、上記凝縮器20内の冷媒を用いる構造につい
て説明したが、しかしながら、本発明は、かかる構造に
限定されることなく、この他、この冷凍サイクル内の冷
媒に代えて、例えば上記の熱源水を利用することも可能
である。図4はその令を示したもので、冷却媒体として
熱源水を用いるため、熱源水の入口配管11から分岐し
た配管23’を介して給油系統60の油クーラ61、6
2に熱源水を供給し、熱交換の後、配管67’を介して
熱源水の出口配管13に合流させる構成としている。さ
らに、油クーラの容量を切替える手段として、冷却媒体
の供給を汎用性のあるバルブを用いて切替え、配管類も
成形配管の多用により簡素化することも可能である。
【0027】
【発明の効果】以上の詳細な説明からも明らかなよう
に、本発明になるヒートポンプシステムとその潤滑油の
冷却方法によれば、高圧冷媒を用い、かつ、比較的温度
の高い熱源水を利用することにより、蒸発器内の圧力が
高い中、大容量のヒートポンプシステムにおいても、冷
房及び暖房モードの運転切替が可能で、それに伴う圧縮
機の潤滑油の冷却における不具合を比較的安価な手段で
解消し、近年の地球環境問題から全面的に廃止される特
定フロンに代わる代替フロンの使用を可能にするとい
う、技術的にも極めて優れた効果を発揮する。
に、本発明になるヒートポンプシステムとその潤滑油の
冷却方法によれば、高圧冷媒を用い、かつ、比較的温度
の高い熱源水を利用することにより、蒸発器内の圧力が
高い中、大容量のヒートポンプシステムにおいても、冷
房及び暖房モードの運転切替が可能で、それに伴う圧縮
機の潤滑油の冷却における不具合を比較的安価な手段で
解消し、近年の地球環境問題から全面的に廃止される特
定フロンに代わる代替フロンの使用を可能にするとい
う、技術的にも極めて優れた効果を発揮する。
【図1】本発明の一実施の形態になるヒートポンプシス
テムの全体構成を示すブロック図である。
テムの全体構成を示すブロック図である。
【図2】上記ヒートポンプシステムにおける給油系統の
他の例になる構造を示すブロック図である。
他の例になる構造を示すブロック図である。
【図3】上記図2に示した給油系統の油クーラの詳細構
造を示す一部展開斜視図である。
造を示す一部展開斜視図である。
【図4】本発明の他の実施の形態になるヒートポンプシ
ステムの全体構成を示すブロック図である。
ステムの全体構成を示すブロック図である。
10 蒸発器 20 凝縮器 30 圧縮機 40 駆動源 35 増速装置 60 給油系統 33 油ポンプ 63 油ストレーナ 61、62 油クーラ 64 電動弁 65 電動機 70 操作盤 75 温度センサ 11〜14、21〜23、23’、32、66〜67、
67’ 配管 160 油クーラ本体ハウジング 161a、b チューブバンドル 162、163 冷媒流入側、流出側ケース 164,165 仕切り板
67’ 配管 160 油クーラ本体ハウジング 161a、b チューブバンドル 162、163 冷媒流入側、流出側ケース 164,165 仕切り板
Claims (17)
- 【請求項1】 熱源水により内部の冷媒を蒸発して冷媒
ガスを発生する蒸発器と、前記蒸発器で発生した冷媒ガ
スを吸い込んで加圧する圧縮機と、前記圧縮機で加圧さ
れた冷媒ガスを放熱液化して前記蒸発器に還流する凝縮
器と、前記圧縮機を駆動する駆動源を備え、さらに、前
記圧縮機への給油系統を設け、この給油系統には、前記
圧縮機からの潤滑油の冷却のための油クーラを設けたヒ
ートポンプシステムにおいて、前記油クーラの冷却能力
を可変できるように構成したことを特徴とするヒートポ
ンプシステム。 - 【請求項2】 前記請求項1に記載のヒートポンプシス
テムにおいて、前記油クーラは、その冷却能力を変更す
るため、潤滑油の冷却のための冷媒と前記圧縮機からの
潤滑油との間の伝熱面積を可変に構成したことを特徴と
するヒートポンプシステム。 - 【請求項3】 前記請求項2に記載のヒートポンプシス
テムにおいて、前記油クーラは、潤滑油の冷却のための
油クーラを複数設け、これら複数の油クーラの使用を選
択的に組合せることによりその冷却能力を変更するよう
に構成されたことを特徴とするヒートポンプシステム。 - 【請求項4】 前記請求項3に記載のヒートポンプシス
テムにおいて、前記油クーラを構成する複数の油クーラ
は、前記給油系統における潤滑油の流れに対して直列に
配置されていることを特徴とするヒートポンプシステ
ム。 - 【請求項5】 前記請求項4に記載のヒートポンプシス
テムにおいて、前記油クーラを構成する複数の油クーラ
には、弁手段を介して、前記潤滑油の冷却のための冷媒
が選択的に供給されるように構成されていることを特徴
とするヒートポンプシステム。 - 【請求項6】 前記請求項2に記載のヒートポンプシス
テムにおいて、前記油クーラは、複数組の配管の束を1
のケーシング内に配列し、これら複数組の配管の束に
は、選択的に、前記潤滑油の冷却のための冷媒を供給す
るように構成したことを特徴とするヒートポンプシステ
ム。 - 【請求項7】 前記請求項6に記載のヒートポンプシス
テムにおいて、前記油クーラの1のケーシングには、前
記潤滑油の冷却のための冷媒を前記複数組の配管の束に
導くための部分が設けられ、この導入部分が複数に仕切
られて構成されていることを特徴とするヒートポンプシ
ステム。 - 【請求項8】 前記請求項7に記載のヒートポンプシス
テムにおいて、前記複数に仕切られた導入部分には、弁
手段を介して、前記潤滑油の冷却のための冷媒が選択的
に供給されるように構成されていることを特徴とするヒ
ートポンプシステム。 - 【請求項9】 前記請求項1に記載のヒートポンプシス
テムにおいて、前記油クーラは、前記ヒートポンプシス
テムの負荷側の使用条件に応じて、その冷却能力を変更
するように構成されたことを特徴とするヒートポンプシ
ステム。 - 【請求項10】 前記請求項9に記載のヒートポンプシ
ステムにおいて、前記ヒートポンプシステムの負荷側の
使用条件として、前記蒸発器の出口温度を使用すること
を特徴とするヒートポンプシステム。 - 【請求項11】 前記請求項9に記載のヒートポンプシ
ステムにおいて、前記ヒートポンプシステムの負荷側の
使用条件として、前記蒸発器内の冷媒の蒸発圧力を使用
することを特徴とするヒートポンプシステム。 - 【請求項12】 前記請求項9に記載のヒートポンプシ
ステムにおいて、前記ヒートポンプシステムの負荷側の
使用条件として、前記ヒートポンプシステムの選択可能
な運転モードを使用することを特徴とするヒートポンプ
システム。 - 【請求項13】 前記請求項9に記載のヒートポンプシ
ステムにおいて、前記ヒートポンプシステムの負荷側の
使用条件として、前記圧縮機の圧力を使用することを特
徴とするヒートポンプシステム。 - 【請求項14】 前記請求項2に記載のヒートポンプシ
ステムにおいて、前記潤滑油の冷却のための冷媒とし
て、ヒートポンプシステムのサイクル内を循環する冷媒
を使用したことを特徴とするヒートポンプシステム。 - 【請求項15】 前記請求項14に記載のヒートポンプ
システムにおいて、前記潤滑油の冷却のための冷媒とし
て、前記凝縮器内の液化冷媒の一部を利用したことを特
徴とするヒートポンプシステム。 - 【請求項16】 前記請求項2に記載のヒートポンプシ
ステムにおいて、前記潤滑油の冷却のための冷媒とし
て、前記蒸発器に導かれる熱源水を利用したことを特徴
とするヒートポンプシステム。 - 【請求項17】 熱源水により内部の冷媒を蒸発して冷
媒ガスを発生する蒸発器と、前記蒸発器で発生した冷媒
ガスを吸い込んで加圧する圧縮機と、前記圧縮機で加圧
された冷媒ガスを放熱液化して前記蒸発器に還流する凝
縮器と、前記圧縮機を駆動する駆動源を備え、さらに、
前記圧縮機への給油系統を設け、この給油系統には、前
記圧縮機からの潤滑油の冷却のための油クーラを設けた
ヒートポンプシステムの潤滑油の冷却方法であって、前
記油クーラによる潤滑油の冷却能力を、前記ヒートポン
プシステムの負荷側の使用条件に応じて変更することを
特徴とするヒートポンプシステムの潤滑油の冷却方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29581295A JP3557299B2 (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | ヒートポンプシステムの潤滑油の冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29581295A JP3557299B2 (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | ヒートポンプシステムの潤滑油の冷却方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09138009A true JPH09138009A (ja) | 1997-05-27 |
JP3557299B2 JP3557299B2 (ja) | 2004-08-25 |
Family
ID=17825490
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29581295A Expired - Fee Related JP3557299B2 (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | ヒートポンプシステムの潤滑油の冷却方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3557299B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014196454A1 (ja) * | 2013-06-04 | 2014-12-11 | 株式会社Ihi | ターボ冷凍機 |
CN107120305A (zh) * | 2017-06-16 | 2017-09-01 | 珠海格力电器股份有限公司 | 空调设备、冷油系统及其控制方法 |
CN110144671A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-08-20 | 常州耐芯威电子自动化有限公司 | 一种贾卡经编机用油循环控制装置 |
-
1995
- 1995-11-14 JP JP29581295A patent/JP3557299B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014196454A1 (ja) * | 2013-06-04 | 2014-12-11 | 株式会社Ihi | ターボ冷凍機 |
JP6004004B2 (ja) * | 2013-06-04 | 2016-10-05 | ダイキン工業株式会社 | ターボ冷凍機 |
CN107120305A (zh) * | 2017-06-16 | 2017-09-01 | 珠海格力电器股份有限公司 | 空调设备、冷油系统及其控制方法 |
CN107120305B (zh) * | 2017-06-16 | 2023-11-24 | 珠海格力电器股份有限公司 | 空调设备、冷油系统及其控制方法 |
CN110144671A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-08-20 | 常州耐芯威电子自动化有限公司 | 一种贾卡经编机用油循环控制装置 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3557299B2 (ja) | 2004-08-25 |
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