(57)【要約】  本発明は伝熱システムに関する。熱伝達システムは、第１の温度を有する伝熱流体の流入流れのための供給導管（３４）と、第２の温度を有する伝熱流体の戻り流れのための戻し導管（３６）であって、第２の温度が第１の温度よりも低い、戻し導管（３６）とを有する加熱回路（３０）と、第３の温度を有する伝熱流体の流入流れのための供給導管（４４）と、第４の温度を有する伝熱流体の戻り流れのための戻し導管（４６）であって、第４の温度が第３の温度よりも高い、戻し導管（４６）とを有する冷却回路（４０）と、伝熱流体を循環させるための第１の回路（５２ａ）と伝熱流体を循環させるための第２の回路（５２ｂ）と、を有する第１の熱交換器（５１）であって、第１の回路（５２ａ）が冷却回路（４０）に接続される入口（５３ａ）及び出口（５３ｂ）を有する、第１の熱交換器（５１）と、伝熱流体を循環させるための第３の回路（５２ｃ）と伝熱流体を循環させるための第４の回路（５２ｄ）とを有する第２の熱交換器（５４）であって、第４の回路（５２ｄ）が加熱回路（３０）に接続される入口（５５ａ）及び出口（５５ｂ）を有する、第２の熱交換器（５４）とを有し、第２の回路（５２ｂ）及び第３の回路（５２ｃ）が第１及び第２の熱交換器（５１，５４）の共通回路（５６）であり、第４の温度が前記第２の温度よりも低い、ヒートポンプ（５０）と、を備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入する伝熱流体を加熱するように構成される熱源（３２）と、
熱放射体（３８）であって、前記熱放射体の周囲を加熱するために流入する伝熱流体から熱を消費するように構成される熱放射体（３８）と、
第１の温度を有する伝熱流体を前記熱源（３２）から前記熱放射体（３８）へ運ぶように構成される供給導管（３４）と、
第２の温度を有する伝熱流体を前記熱放射体（３８）から前記熱源（３２）へ運ぶように構成される戻し導管（３６）であって、前記第２の温度が前記第１の温度よりも低い、戻し導管（３６）と、
を有する加熱回路（３０）と、
伝熱流体から熱を抽出するように構成される熱抽出器（４２）と、
冷却器（４８）であって、その周囲から熱を吸収し、吸収された熱を伝熱流体に伝えることによって前記冷却器（４８）の周囲を冷却するように構成される冷却器（４８）と、
第３の温度を有する伝熱流体を前記熱抽出器（４２）から前記冷却器（４８）へ運ぶように構成される供給導管（４４）と、
第４の温度を有する伝熱流体を前記冷却器（４８）から前記熱抽出器（４２）へ運ぶように構成される戻し導管（４６）であって、前記第４の温度が前記第３の温度よりも高い、戻し導管（４６）と、
を有する冷却回路（４０）と、
伝熱流体を循環させるための第１の回路（５２ａ）と伝熱流体を循環させるための第２の回路（５２ｂ）とを有する第１の熱交換器（５１）であって、前記第１の回路（５２ａ）が前記冷却回路（４０）に接続される入口（５３ａ）及び出口（５３ｂ）を有し、前記第１の回路（５２ａ）の前記入口（５３ａ）が前記冷却回路（４０）の前記戻し導管（４６）に接続される、第１の熱交換器（５１）と、
伝熱流体を循環させるための第３の回路（５２ｃ）と伝熱流体を循環させるための第４の回路（５２ｄ）とを有する第２の熱交換器（５４）であって、前記第４の回路（５２ｄ）が前記加熱回路（３０）に接続される入口（５５ａ）及び出口（５５ｂ）を有する、第２の熱交換器（５４）と、
を有し、
前記第２の回路（５２ｂ）及び前記第３の回路（５２ｃ）が前記第１及び第２の熱交換器（５１，５４）の共通回路（５６）であり、
前記第４の温度が前記第２の温度よりも低い、
ヒートポンプ（５０）と、
を備える伝熱システム。
【請求項２】
前記第４の回路（５２ｄ）の前記入口（５５ａ）が前記加熱回路（３０）の前記戻し導管（３６）に接続される請求項１に記載の伝熱システム。
【請求項３】
前記第１の回路（５２ａ）の前記出口（５３ｂ）が前記冷却回路（４０）の前記戻し導管（４６）に接続される請求項１又は２に記載の伝熱システム。
【請求項４】
前記第１の回路（５２ａ）の前記入口（５３ａ）は、前記第１の回路（５２ａ）の前記出口（５３ｂ）に対して上流側で前記冷却回路（４０）の前記戻し導管（４６）に接続される請求項３に記載の伝熱システム。
【請求項５】
前記第４の回路（５２ｄ）の前記出口（５５ｂ）が前記加熱回路（３０）の前記戻し導管（３６）に接続される請求項１から４のいずれか一項に記載の伝熱システム。
【請求項６】
前記第４の回路（５２ｄ）の前記入口（５５ａ）は、前記第４の回路（５２ｄ）の前記出口（５５ｂ）に対して上流側で前記加熱回路（３０）の前記戻し導管（３６）に接続される請求項５に記載の伝熱システム。
【請求項７】
前記第１の回路（５２ａ）の前記出口（５３ｂ）が前記冷却回路（４０）の前記供給導管（４４）に接続される請求項１から６のいずれか一項に記載の伝熱システム。
【請求項８】
前記第４の回路（５２ｄ）の前記出口（５５ｂ）が前記加熱回路（３０）の前記供給導管（３４）に接続される請求項１から７のいずれか一項に記載の伝熱システム。
【請求項９】
前記共通回路（５６）が圧縮機（５７）を備える請求項１から８のいずれか一項に記載の伝熱システム。
【請求項１０】
前記共通回路（５６）が膨張弁（５８）を備える請求項１から９のいずれか一項に記載の伝熱システム。
【請求項１１】
前記第１の熱交換器（５１）が蒸発器熱交換器である請求項１から１０のいずれか一項に記載の伝熱システム。
【請求項１２】
前記第２の熱交換器（５４）が凝縮器熱交換器である請求項１から１１のいずれか一項に記載の伝熱システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は伝熱システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
世界中の殆ど全ての大型開発都市は、それらのインフラに組み込まれる少なくとも２つのタイプのエネルギー分配グリッド、すなわち、加熱を行なうための１つのグリッド及び冷却を行なうための１つのグリッドを有する。加熱を行なうためのグリッドは、例えば、快適さ及び／又はプロセス加熱、及び／又は高温水道水調製をもたらすために使用され得る。冷却を行なうためのグリッドは、例えば、快適冷却及び／又はプロセス冷却をもたらすために使用され得る。
【０００３】
加熱を行なうための一般的なグリッドは、可燃性ガス、一般的には化石燃料ガスを供給するガスグリッドである。ガスグリッドによって供給されるガスは、快適性及び／又はプロセス加熱、及び／又は、高温水道水調製をもたらすために建物で局所的に燃焼される。加熱を行なうための別のグリッドは地域加熱グリッドである。地域加熱グリッドは、一般的には水の形態を成す加熱された伝熱流体を都市の建物に供給するために使用される。中央に配置される加熱・圧送プラントが、伝熱液体を加熱して分配するために使用される。伝熱液体は、１つ以上の供給導管を介して都市の建物に供給されるとともに、１つ以上の戻し導管を介して加熱・圧送プラントに戻される。局所的に建物では、伝熱液体からの熱がヒートポンプを介して抽出される。電気エネルギーグリッドの更に別の電気エネルギーが加熱のために使用される場合がある。電気エネルギーは、例えば、水道水を加熱するため又は快適性及び／又はプロセス加熱のために使用される局所伝熱液体を加熱するために使用される。
【０００４】
冷却を行なうための一般的なグリッドは電気エネルギーグリッドである。電気エネルギーは、例えば、冷蔵庫又は冷凍庫を作動させるために使用される場合がある。電気エネルギーは、例えば、快適な冷却を行なうための空調機を作動させるために使用され得る。冷却を行なうための別のグリッドは地域冷却グリッドである。地域冷却グリッドは、一般的には水の形態を成す冷却された伝熱液体を都市の建物に供給するために使用される。中央に配置される冷却・圧送プラントが、伝熱液体を冷却して分配するために使用される。伝熱液体は、１つ以上の供給導管を介して都市の建物に供給されるとともに、１つ以上の戻し導管を介して冷却・圧送プラントに戻される。局所的に建物では、伝熱液体からの冷気が熱交換器を介して抽出される。
【０００５】
加熱及び／又は冷却のためのエネルギーの使用は着実に増加しており、そのため、環境に悪影響が及ぶ。エネルギー分配グリッドに分配されるエネルギーの利用を改善することによって、環境への悪影響を低減することができる。したがって、エネルギー分配グリッドに分配されるエネルギーの利用を改善する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、前述の問題の少なくとも幾つかを解決することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の態様によれば、伝熱システムが提供される。熱伝達システムは、第１の温度を有する伝熱流体の流入流れのための供給導管と、第２の温度を有する伝熱流体の戻り流れのための戻し導管であって、第２の温度が第１の温度よりも低い、戻し導管とを有する加熱回路と、第３の温度を有する伝熱流体の流入流れのための供給導管と、第４の温度を有する伝熱流体の戻り流れのための戻し導管であって、第４の温度が第３の温度よりも高い、戻し導管とを有する冷却回路と、伝熱流体を循環させるための第１の回路と伝熱流体を循環させるための第２の回路とを有する第１の熱交換器であって、第１の回路が冷却回路に接続される入口及び出口を有する、第１の熱交換器と、伝熱流体を循環させるための第３の回路と伝熱流体を循環させるための第４の回路とを有する第２の熱交換器であって、第４の回路が加熱回路に接続される入口及び出口を有する、第２の熱交換器とを有し、第２の回路及び第３の回路が第１及び第２の熱交換器の共通回路であり、第４の温度が前記第２の温度よりも低い、ヒートポンプと、を備える。
【０００８】
本開示の文脈において、「伝熱流体」という表現は、熱エネルギーを伝達できる能力を有する流体として解釈されるべきである。伝熱流体は、ある場所から別の場所に熱エネルギーを運ぶことができる。伝熱流体は水を含んでもよい。しかしながら、他の実施形態によれば、他の熱伝達液体が使用されてもよい。幾つかの非限定的な例は、アンモニア、不凍液（グリコールなど）、油、及び、アルコールである。また、伝熱流体は、前述の伝熱流体のうちの２つ以上の混合物を含んでもよい。
【０００９】
これにより、通常は例えば地域冷却グリッドを介して建物から運び去られる又は通常は例えば冷却塔を使用して環境へ放出される、冷却回路内の伝熱流体によって吸収された熱を、加熱回路の伝熱流体を加熱するために再利用することができる。そのため、冷却回路において建物から熱を抽出する必要性は、地域加熱グリッド又はガスグリッドを通じて建物に熱を供給する必要性が低下されるのと同時に低下される。したがって、エネルギー分配グリッドに分配されるエネルギーの利用が改善される。
【００１０】
第１の回路の入口は、冷却回路の戻し導管に接続されてもよい。
【００１１】
第４の回路の入口は、加熱回路の戻し導管に接続されてもよい。
【００１２】
第１の回路の出口は、冷却回路の戻し導管に接続されてもよい。第１の回路の出口を冷却回路の戻し導管に接続することにより、ヒートポンプの設置は、ヒートポンプの制御システムへの干渉を最小限にして、ヒートポンプの制御システムの適合をもたらす。
【００１３】
第１の回路の入口は、第１の回路の出口に対して上流側で冷却回路の戻し導管に接続されてもよい。
【００１４】
第４の回路の出口は、加熱回路の戻し導管に接続されてもよい。第４の回路の出口を加熱回路の戻し導管に接続することによって、ヒートポンプの設置は、ヒートポンプの制御システムへの干渉を最小限にして、ヒートポンプの制御システムの適合をもたらす。
【００１５】
第４の回路の入口は、第４の回路の出口に対して上流側で加熱回路の戻し導管に接続されてもよい。
【００１６】
第１の回路の出口は、冷却回路の供給導管に接続されてもよい。第１の回路の出口を冷却回路の供給導管に接続することによって、ヒートポンプの設置は、局所冷却システムの制御システムへの干渉を最小限にして、局所冷却システムの制御システムの適合をもたらす。
【００１７】
第４の回路の出口は、加熱回路の供給導管に接続されてもよい。第４の回路の出口を加熱回路の供給導管に接続することにより、ヒートポンプの設置は、局所加熱システムの制御システムへの干渉を最小限にして、局所冷却システムの制御システムの適合をもたらす。
【００１８】
共通回路が圧縮機を備えてもよい。
【００１９】
共通回路が膨張弁を備えてもよい。
【００２０】
第１の熱交換器が蒸発器熱交換器であってもよい。
【００２１】
第２の熱交換器が凝縮器熱交換器であってもよい。
【００２２】
本発明の更なる適用範囲は、以下に与えられる詳細な説明から明らかになる。しかしながら、本発明の範囲内の様々な変更及び修正がこの詳細な説明から当業者に明らかになるため、詳細な説明及び特定の実施例が本発明の好ましい実施形態を示しつつ単なる例示として与えられているにすぎないことが理解されるべきである。
【００２３】
したがって、記載された装置及び記載された方法のステップの特定の構成要素部分にこの発明が限定されないことが理解されるべきである。これは、そのような装置及び方法が変化し得るからである。本明細書中で使用される用語が、特定の実施形態のみを説明するためのものであり、限定しようとするものではないことも理解されるべきである。本明細書中及び添付の特許請求の範囲で使用される冠詞「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、「その（ｔｈｅ）」、及び、「前記（ｓａｉｄ）」は、文脈が別段に明確に指示しなければ要素のうちの１つ以上が存在することを意味するようになっていることに留意すべきである。したがって、例えば、「１つのユニット」又は「そのユニット」への言及は、幾つかの装置などを含んでもよい。更に、「備える」、「含む」、「含んでいる」という用語、及び、同様の表現は、他の要素又はステップを排除しない。
【００２４】
ここで、本発明の実施形態を示す添付図面を参照して、本発明の前記態様及び他の態様について更に詳しく説明する。図は、本発明を特定の実施形態に限定するとみなされるべきでなく、代わりに、それらの図は、本発明を説明して理解するために使用される。
【００２５】
図に示されるように、層及び領域のサイズは、説明のために誇張されており、したがって、本発明の実施形態の一般的な構造を例示するために与えられる。同様の参照番号は全体にわたって同様の要素を指す。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】１つの実施形態に係る伝熱システムの概略図である。
【図２】別の実施形態に係る伝熱システムの概略図である。
【図３】更に別の実施形態に係る伝熱システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の現在好ましい実施形態が示される添付図面を参照して、本発明を更に十分に説明する。しかしながら、この発明は、多くの異なる形態で具現化することができるとともに、本明細書中に記載される実施形態に限定されるように解釈されるべきでなく、むしろ、これらの実施形態は、徹底且つ完全のために及び本発明の範囲を当業者に完全に伝えるために与えられる。
【００２８】
図１は伝熱システム１を示す。伝熱システム１は、加熱回路３０と、冷却回路４０と、ヒートポンプ５０とを備える。伝熱システムは一般に建物（図示せず）内に設置される。図２及び図３には、伝熱システム１の別の実施形態が示される。異なる実施形態間の違いは、熱がどのようにして伝熱システム１へ及び伝熱システム１から輸送されるのかに関連している。これについては以下で更に詳しく説明する。
【００２９】
加熱回路３０は供給導管３４と戻し導管３６とを備える。供給導管３４は、伝熱流体を熱源３２から熱放射体３８へ運ぶように構成される。熱源３２は、伝熱流体を加熱するように構成される。したがって、供給導管３４は、加熱された伝熱流体を熱源３２から熱放射体３８へ運ぶように構成される。戻し導管３６は、伝熱流体を熱放射体３８から熱源３２へ運ぶように構成される。熱放射体３８は、その周囲を加熱するために伝熱流体から熱を消費する。そのため、伝熱流体は熱放射体３８で冷却される。したがって、戻し導管３６は、冷却された伝熱流体を熱放射体３８から熱源３２へ運ぶように構成される。言い換えると、供給導管３４は、第１の温度を有する伝熱流体の流入流れを熱放射体３８に運ぶように構成され、また、戻し導管３６は、第２の温度を有する伝熱流体の戻り流れを熱放射体３８から運ぶように構成され、この場合、第２の温度は第１の温度よりも低い。
【００３０】
非限定的な例によれば、伝熱流体が主に水を含む場合、第１の温度は２５〜７０℃の範囲内であり、第２の温度は０〜５０℃の範囲内である。前述したように、伝熱流体は水であってもよいが、他の流体又は流体混合物が使用されてもよいことが理解されるべきである。幾つかの非限定的な例は、アンモニア、不凍液（グリコールなど）、油、及び、アルコールである。混合物の非限定的な例は、グリコールなどの凍結防止剤が添加されて成る水である。
【００３１】
前述したように、熱源３２は、加熱回路３０の伝熱流体を加熱するように構成される。熱源３２は異なる方法で具現化されてもよい。図１及び図３の伝熱システム１によれば、熱源３２は、熱を地域加熱グリッド１０から加熱回路３０へ伝えるように構成される熱交換器３１であってもよい。これは、地域加熱グリッド１０の伝熱流体を地域加熱グリッド供給導管１２から熱交換器３１へ流入させることによって行なわれてもよく、熱交換器３１では、加熱回路３０の伝熱流体が加熱され、結果として、地域加熱グリッド１０の伝熱流体が冷却される。地域加熱グリッド１０の冷却された伝熱液体は、その後、地域加熱グリッド戻し導管１４に戻されてもよい。一般に、地域加熱グリッド１０の伝熱流体は水である。しかしながら、他の流体又は流体混合物が同様に使用されてもよい。幾つかの非限定的な例は、アンモニア、不凍液（グリコールなど）、油、及び、アルコールである。混合物の非限定的な例は、グリコールなどの凍結防止剤が添加された水である。地域加熱グリッド１０の伝熱流体が主に水を含む場合には、熱交換器３１へ流れる伝熱流体が６０〜９５℃の範囲内の温度を有する。この場合、熱交換器３１は、一般に、地域加熱戻し導管１４に戻される伝熱流体が２０〜５０℃の範囲内の温度を有するように設定される。
【００３２】
これに代えて又は組み合わせて、熱源３２は、可燃性ガス、一般に化石燃料ガスを燃焼させるバーナー３３として具現化されてもよい。これは図２に関連して示される。可燃性ガスを燃焼させることによって、加熱システム３０の伝熱流体が熱源３２で加熱される。可燃性ガスは、一般に、ガスグリッド１６を介してバーナー３３に供給される。
【００３３】
前述したように、熱放射体３８は、その周囲を加熱するために伝熱流体から熱を消費するように構成される。熱が消費されるプロセスの非限定的な例は、高温水道水調製、快適加熱及び／又はプロセス加熱においてである。
【００３４】
冷却回路４０は供給導管４４及び戻し導管４６を備える。戻し導管４６は、伝熱流体を冷却器４８から熱抽出器４２へ運ぶように構成される。冷却器４８は、周囲を冷却するためにその周囲からの熱を吸収するように構成される。冷却器４８では、吸収された熱が冷却回路４０の伝熱流体に伝えられる。そのため、戻し導管４６は、加熱された伝熱流体を冷却器４８から熱抽出器４２へ運ぶように構成される。熱抽出器４２は、伝熱流体を冷却するために伝熱流体から熱を抽出する。そのため、伝熱流体は熱抽出器４２によって冷却される。供給導管４４は、伝熱流体を熱抽出器４２から冷却器４８へ運ぶように構成される。したがって、供給導管４４は、冷却された伝熱流体を熱抽出器４２から冷却器４８へ運ぶように構成される。言い換えると、供給導管４４は、第３の温度を有する伝熱流体の流入流れを冷却器４８に運ぶように構成され、また、戻し導管４６は、第４の温度を有する伝熱流体の戻り流れを熱冷却器４８から運ぶように構成され、この場合、第４の温度は第３の温度よりも高い。非限定的な例によれば、伝熱流体が主に水を含む場合、第３の温度は５〜１０℃の範囲内にあり、第４の温度は１０〜１５℃の範囲内にある。前述したように、伝熱流体は水であってもよいが、他の流体又は流体混合物が使用されてもよいことが理解されるべきである。幾つかの非限定的な例は、アンモニア、不凍液（グリコールなど）、油、及び、アルコールである。混合物の非限定的な例は、グリコールなどの凍結防止剤が添加されて成る水である。
【００３５】
前述したように、熱抽出器４２は、冷却回路４０の伝熱流体から熱を抽出するように構成される。熱抽出器４２は、異なる方法で具現化されてもよい。図１及び図２の伝熱システム１によれば、熱抽出器４２は、熱を冷却回路３０から地域冷却グリッド２０へ伝えるように構成される熱交換器４１であってもよい。これは、地域冷却グリッド２０の伝熱流体を地域冷却グリッド供給導管２２から熱交換器４１へ流入させることによって行われてもよく、熱交換器４１では、冷却回路４０の伝熱流体が冷却され、結果として、地域冷却グリッド２０の伝熱流体が加熱される。地域加冷却グリッド２０の加熱された伝熱液体は、その後、地域冷却グリッド戻し導管２４に戻されてもよい。一般に、地域冷却グリッド２０の伝熱流体は水である。しかしながら、他の流体又は流体混合物が同様に使用されてもよい。幾つかの非限定的な例は、アンモニア、不凍液（グリコールなど）、油、及び、アルコールである。混合物の非限定的な例は、グリコールなどの凍結防止剤が添加されて成る水である。地域冷却グリッド２０の伝熱流体が主に水を含む場合には、熱交換器４１へ流れる伝熱流体が４〜１０℃の範囲内の温度を有する。この場合、熱交換器４１は、一般に、地域冷却戻し導管２４に戻される伝熱流体が８〜１２℃の範囲内の温度を有するように設定される。
【００３６】
これに代えて又は組み合わせて、熱抽出器４２がヒートポンプ４３として具現化されてもよい。ヒートポンプ４２は、空調機、冷凍機、冷蔵庫などの局所冷却機の一部であってもよい。これが図３に関連して示される。
【００３７】
前述したように、冷却器４８は、伝熱液体により熱を吸収することによってその周囲を冷却するように構成される。熱が吸収されるプロセスの非限定的な例は、快適冷却、プロセス冷却、冷蔵及び／又は冷凍においてである。
【００３８】
ヒートポンプ５０は、冷却回路４０と加熱回路３０との間に接続される。ヒートポンプ５０は、冷却回路４０から加熱回路３０に熱を伝えるように構成される。これにより、通常は地域冷却グリッド戻し導管２４を介して建物から運び去られる又は通常は例えば冷却塔を使用して環境へ放出される、冷却回路４０内の伝熱流体によって吸収された熱を、加熱回路３０の伝熱流体を加熱するために再利用することができる。そのため、冷却回路において建物から熱を抽出する必要性は、地域加熱グリッド又はガスグリッドを通じて建物に熱を供給する必要性が低下されるのと同時に低下される。したがって、伝熱システム１の基本原理は、冷却回路４０で吸収される熱が加熱回路で再利用されるということである。ヒートポンプ５０は、冷却回路４０に吸収される熱を加熱回路３０で使用され得る有用な温度レベルに更新するために使用される。
【００３９】
ヒートポンプ５０は第１の熱交換器５１と第２の熱交換器５４とを備える。第１の熱交換器５１は蒸発器熱交換器であってもよい。第２の熱交換器５４は、凝縮器熱交換器であってもよい。第１の熱交換器５１は、伝熱流体を循環させるための第１の回路５２ａを備える。第１の熱交換器５１は、伝熱流体を循環させるための第２の回路５２ｂを備える。第１及び第２の回路５２ａ、５２ｂは互いに流体接触していない。第１の回路５２ａは入口５３ａと出口５３ｂとを有する。第１の回路５２ａの入口５３ａは、冷却回路４０の戻し導管４６に接続される。ヒートポンプ５０の動作中、第１の伝熱交換器５１は、第１の回路５２ａの入口５３ａを介して第１の伝熱交換器５１に入る伝熱流体から熱を吸収するように構成される。したがって、出口５３ｂを介して冷却回路４０に戻される伝熱流体は冷却される。図１〜図３には、第１の回路５２ａの出口５３ｂが冷却回路４０の戻し導管４６に接続される実施形態が示される。
【００４０】
第１の回路５２ａの入口５３ａ及び出口５３ｂがいずれも冷却回路４０の戻し導管４６に接続されている場合、第１の回路５２ａの入口５３ａは、第１の回路５２ａの出口５３ｂに対して上流側で冷却回路４０の戻し導管４６に接続されることが好ましい。
【００４１】
更に、ヒートポンプ５０が作動中であるとともに第１の回路５２ａの入口５３ａ及び出口５３ｂがいずれも冷却回路４０の戻し導管４６に接続されている場合には、戻し導管４６の伝熱流体が冷却される。
【００４２】
第１の回路５２ａの出口５３ｂの前記形態に代えて又は組み合わせて、第１の回路５２ａの出口５３ｂが冷却回路４０の供給導管４４に接続されてもよい。第１の回路５２ａの出口５３ｂと冷却回路４０の供給導管４４との接続については、図４に関連して以下でより詳細に説明する。
【００４３】
以上によれば、第１の回路５２ａと冷却回路４０とが互いに流体接触している。
【００４４】
第２の熱交換器５４は、伝熱流体を循環させるための第３の回路５２ｃを備える。第２の熱交換器５４は、伝熱流体を循環させるための第４の回路５２ｄを備える。第３及び第４の回路５２ｃ、５２ｄは互いに流体接触していない。第４の回路５２ｄは入口５５ａと出口５５ｂとを有する。第４の回路５２ｄの入口５５ａは、加熱回路３０の戻し導管３６に接続される。ヒートポンプ５０の動作中、第２の伝熱交換器５４は、第４の回路５２ｄの入口５５ａを介して第２の伝熱交換器５４に入る伝熱流体を加熱するように構成される。したがって、出口５５ｂを介して加熱回路４０に戻される伝熱流体は加熱される。図１〜図３には、第４の回路５２ｄの出口５５ｂが加熱回路３０の戻し導管３６に接続される実施形態が示される。
【００４５】
第４の回路５２ｄの入口５５ａ及び出口５５ｂがいずれも加熱回路３０の戻し導管３６に接続されている場合、第４の回路５２ｄの入口５５ａは、第４の回路５２ｄの出口５５ｂに対して上流側で加熱回路３０の戻し導管３６に接続されることが好ましい。
【００４６】
更に、ヒートポンプ５０が作動中であるとともに第４の回路５２ｄの入口５５ａ及び出口５５ｂがいずれも加熱回路３０の戻し導管３６に接続されている場合には、戻し導管３６の伝熱流体が加熱される。
【００４７】
第４の回路５２ｄの出口５５ｂの前記形態に代えて又は組み合わせて、第４の回路５２ｄの出口５５ｂが加熱回路３０の供給導管３４に接続されてもよい。第４の回路５２ｄの出口５５ｂと加熱回路３０の供給導管３４との接続については、図４に関連して以下でより詳細に説明する。
【００４８】
以上によれば、第４の回路５２ｄと加熱回路３０とが互いに流体接触している。
【００４９】
第２の回路５２ｂ及び第３の回路５２ｃは、第１及び第２の熱交換器５１，５４の共通回路５６である。共通回路５６は圧縮機５７を更に備えてもよい。共通回路５６は膨張弁５８を更に備えてもよい。ヒートポンプ５０は、冷却回路４０で吸収される熱を加熱回路３０で使用され得る有用な温度レベルに更新するように構成される。
【００５０】
前述したように、図４に関連して、第１の回路５２ａの出口５３ｂと冷却回路４０の供給導管４４との接続、及び、第４の回路５２ｄの出口５５ｂと加熱回路３０の供給導管３４との接続について説明する。
【００５１】
冷却回路４０から始める。ヒートポンプ５０が作動中であるとともに第１の回路５２ａの出口５３ｂが冷却回路４０の供給導管４４に接続されている場合には、供給導管４４の伝熱流体が影響される。この形態では、冷却回路４０の供給導管４４に戻される伝熱流体の温度が制御されるようにヒートポンプ５０を制御することが有益である。好ましくは、ヒートポンプ５０は、冷却回路４０の供給導管４４に戻される伝熱流体の温度が第３の温度を有するように制御される。これは、第３の温度が、冷却器４８が入力温度として要求している温度だからである。この場合にも、熱抽出器４２は、それが第３の温度の伝熱流体を供給するように制御されることが好ましい。或いは、ヒートポンプ５０及び熱抽出器４２は、これらによって個別に放出される伝熱流体が混合されるときに第３の温度を示すように一緒に制御される。
【００５２】
加熱回路３０に話を向ける。ヒートポンプ５０が作動中であるとともに第４の回路５２ｄの出口５５ｂが加熱回路３０の供給導管３４に接続されている場合には、供給導管３４の伝熱流体が影響される。この形態では、加熱回路３０の供給導管３４に戻される伝熱流体の温度が制御されるようにヒートポンプ５０を制御することが有益である。好ましくは、ヒートポンプ５０は、加熱回路３０の供給導管３４に戻される伝熱流体の温度が第１の温度を有するように制御される。これは、第１の温度が、ヒータ３８が入力温度として要求している温度だからである。この場合にも、熱源３２は、それが第１の温度の伝熱流体を供給するように制御されることが好ましい。或いは、ヒートポンプ５０及び熱源３２は、これらによって個別に放出される伝熱流体が混合されるときに第１の温度を示すように一緒に制御される。
【００５３】
当業者であれば分かるように、本発明は決して前述の好ましい実施形態に限定されない。逆に、添付の特許請求の範囲内で多くの変更及び変形が可能である。
【００５４】
例えば、伝熱システム１は、複数の加熱回路３０又は冷却回路４０を備えてもよい。２つ以上の加熱回路３０又は冷却回路４０の場合、伝熱システム１は複数のヒートポンプ５０を備えてもよく、この場合、単一のヒートポンプ５０が１つの冷却回路４０を１つの加熱回路３０に接続している。非限定的な例によれば、伝熱システム１は、建物に快適な加熱をもたらすように構成される第１の加熱回路３０と、建物に高温水道水調製をもたらすように構成される第２の加熱回路３０と、建物に快適な冷却をもたらすように構成される冷却回路４０とを備える。この伝熱システム１は、冷却回路４０を第１の加熱回路３０に接続する第１のヒートポンプ５０と、冷却回路４０を第２の加熱回路３０に接続する第２のヒートポンプ５０とを更に備える。
【００５５】
また、以上では、熱源３２に取って代わる２つのものが論じられてきた。しかしながら、他の熱源３２が単独で又は組み合わせて使用されてもよい。そのような他の熱源３２の１つの例が電気ヒータ（図示せず）である。
【００５６】
更に、図１〜図３及び今しがた説明した段落では、熱エネルギーをどのように加熱回路３０へ及び冷却回路４０から分配できるのかに関する実施の幾つかの別の実施形態が示される。伝熱システム１への及び伝熱システム１からの熱エネルギーのそのような分配の任意の組み合わせが使用され得ることが理解される。
【００５７】
図１〜図３に関連して論じられる実施形態では、第１の回路５２ａの出口５３ｂが冷却回路４０の戻し導管４６に接続され、また、図４に関連して論じられる実施形態では、第１の回路５２ａの出口５３ｂが冷却回路４０の供給導管４４に接続される。しかしながら、第１の回路５２ａの出口５３ｂが冷却回路４０の戻し導管４６及び供給導管４４の両方に接続されてもよいことが理解される。この後者の場合には、複数ある弁のうちの１つの弁を使用して、戻し導管４６及び供給導管４４のそれぞれへの伝熱流体の流れを制御してもよい。
【００５８】
図１〜図３に関連して論じられる実施形態では、第４の回路５２ｄの出口５５ｂが加熱回路３０の戻し導管３６に接続され、図４に関連して論じられる実施形態では、第４の回路５２ｄの出口５５ｂが加熱回路３０の供給導管３４に接続される。しかしながら、第１の回路５２ｄの出口５５ｂが加熱回路３０の戻し導管３６及び供給導管３４の両方に接続されてもよいことが理解される。この後者の場合には、複数ある弁のうちの１つの弁を使用して、戻し導管３６及び供給導管３４のそれぞれへの伝熱流体の流れを制御してもよい。
【００５９】
勿論、第１の回路５２ａの出口５３ｂと冷却回路４０の戻し導管４６及び／又は冷却回路４０の供給導管４４との接続は、第４の回路５２ｄの出口５５ｂと加熱回路３０の戻し導管３６及び／又は加熱回路３０の供給導管３４との接続とは無関係に行われてもよい。したがって、出口５３ｂ，５５ｂの接続の任意の置換が使用されてもよい。
【００６０】
加えて、開示された実施形態に対する変形は、図面、開示内容、及び、添付の特許請求の範囲の検討により、特許請求の範囲に記載される発明を実施する際に当業者によって理解されて達成され得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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