(57)【要約】      （修正有）【課題】逆カルノーサイクルを原理として、発電も行うヒートポンプを提供する。【解決手段】逆カルノーサイクルの第１サイクルとカルノーサイクルの第２サイクルとからなる複合サイクルを用いて、第１サイクルの膨張弁の替わりに膨張機２を取り付け、第１サイクルの膨張弁で行われている減圧過程の絞り損失を第２サイクルの冷媒ポンプ６の補助の駆動力として活用し、第２サイクルの膨張機７を通過しまだ温度の高い冷媒と第１サイクルの膨張機を通過し減圧、低温となった冷媒を熱交換器４によって昇温し第１サイクルの圧縮機１に必要な駆動力を低減させ、かつ、第１サイクルの圧縮機により高温となった冷媒との熱交換により作られた高温水との熱交換、および冷媒ポンプにより高温、高圧となった第２サイクルの冷媒による膨張機の駆動力により、発電も行う複合ヒートポンプ装置を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
逆カルノーサイクルの第１サイクルと、カルノーサイクルの第２サイクルを有するヒートポンプシステムの、第１サイクルのヒートポンプにおいて従来、膨張弁で行われている減圧過程の絞り損失を減らすため、替わりに膨張機を用い、その駆動力を第２サイクルの冷媒ポンプに連結し補助の駆動力として有効に活用し、大幅な効率向上を行うヒートポンプ装置。
【請求項２】
逆カルノーサイクルの第１サイクルと、カルノーサイクルの第２サイクルを有するヒートポンプシステムの、第１サイクルのヒートポンプにおいて、第２サイクルの膨張機を通過しまだ温度の高い冷媒を熱交換器により第１サイクルの圧縮機に至る第１サイクルの冷媒を昇温し，第１サイクルの圧縮機に必要な駆動力を低減させ、大幅な効率向上を行うヒートポンプ装置。
【請求項３】
逆カルノーサイクルの第１サイクルと、カルノーサイクルの第２サイクルを有するヒートポンプにおいて、第１サイクルの圧縮機により高温となった冷媒との熱交換により作られた高温水と第２サイクルの熱交換器、および冷媒ポンプにより高温、高圧となった第２サイクルの冷媒による膨張機の駆動力により、発電を行うヒートポンプ装置。
【請求項４】
第１、第２の複合サイクルを有するヒートポンプシステムの、第１サイクルのヒートポンプにおいて従来、膨張弁で行われている減圧過程の絞り損失を減らすため、替わりに膨張機を用い、その駆動力を第２サイクルの冷媒ポンプに連結し補助の駆動力として有効に活用し、かつ第２サイクルの膨張機を通過しまだ温度の高い冷媒を熱交換器により第１サイクルの圧縮機に至る第１サイクルの冷媒を昇温し，第１サイクルの圧縮機に必要な駆動力を低減させる。さらに第１サイクルの圧縮機により高温となった冷媒との熱交換により作られた高温水と第２サイクルの熱交換器、および冷媒ポンプにより高温、高圧となった第２サイクルの冷媒による膨張機の駆動力により、発電も行うヒートポンプにおいて第１サイクルの冷媒と第２サイクルの冷媒をそれぞれの特性に合った異なった冷媒を用いたヒートポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、逆カルノーサイクルの第１サイクルとカルノーサイクルの第２サイクルとからなる複合サイクルを用いて、第１サイクルの膨張弁の替わりに膨張機を取り付け、第１サイクルの膨張弁で行われている減圧過程の絞り損失を第２サイクルの冷媒ポンプの駆動力の補助として活用し、第２サイクルの膨張機を通過しまだ温度の高い冷媒と第１サイクルの膨張機を通過し減圧、低温となった冷媒を熱交換器によって昇温し第１サイクルの圧縮機に必要な駆動力を低減させ、かつ、第１サイクルの圧縮機により高温となった冷媒との熱交換により作られた高温水との熱交換、および冷媒ポンプにより高温、高圧となった第２サイクルの冷媒による膨張機の駆動力により、発電も行う複合ヒートポンプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】従来、逆カルノーサイクルを原理としたヒートポンプ装置の案は、多数存在し、将来の低炭素社会への有力な手段となっている。【０００３】近年、日本におけるヒートポンプ装置の普及は順調に拡大し、世界をリードするに至っている。【０００４】こういった環境においてヒートポンプの更なる性能向上の社会的な意義は計りしれない。
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２６６９８３
【特許文献２】特開２００１−１４１３１５
【発明の概要】
【０００６】  本発明は、逆カルノーサイクルの第１サイクルとカルノーサイクルの第２サイクルとからなる複合サイクルを用いて、第１サイクルの膨張弁の替わりに膨張機を取り付け、第１サイクルの膨張弁で行われている減圧過程の絞り損失を第２サイクルの冷媒ポンプの駆動力の補助として活用し、第２サイクルの膨張機を通過しまだ温度の高い冷媒と第１サイクルの膨張機を通過し減圧、低温となった冷媒を熱交換器によって昇温し第１サイクルの圧縮機に必要な駆動力を低減させ、かつ、第１サイクルの圧縮機により高温となった冷媒との熱交換により作られた高温水との熱交換、および冷媒ポンプにより高温、高圧となった第２サイクルの冷媒による膨張機の駆動力により、発電も行う複合ヒートポンプ装置である。
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】現在、逆カルノーサイクルを原理としたヒートポンプ装置は、将来の低炭素社会への有力な切り札となっている。また、日本におけるヒートポンプ装置の普及は順調に拡大し、世界をリードするに至っている。こういった環境においてヒートポンプの更なる性能向上が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】前記課題を解決するためには、現在の逆カルノーサイクルを原理としたヒートポンプ装置の基本的な効率向上を検討する必要がある。本発明は複合サイクルを用いて、現在の逆カルノーサイクルにおいて膨張弁で行われている減圧過程の絞り損失を膨張機を用いる事により第２サイクルの冷媒ポンプの駆動力の補助として活用し、第２サイクルの膨張機を通過しまだ温度の高い冷媒と第１サイクルの膨張機を通過し減圧、低温となった冷媒を熱交換器によって昇温し第１サイクルの圧縮機に必要な駆動力を低減させ、かつ、第１サイクルの圧縮機により高温となった冷媒との熱交換により作られた高温水との熱交換、および冷媒ポンプにより高温、高圧となった第２サイクルの冷媒による膨張機の駆動力により、発電も行う事により、大幅な効率向上を行う。
【発明の効果】
【０００９】本発明は複合サイクルとしてカルノーサイクルと組み合わせる事により、現在の逆カルノーサイクルにおいて膨張弁で行われている減圧過程の絞りの損失を有効に回収し、かつカルノーサイクルにより発電する事により大幅な性能向上を行える可能性がある。
【発明を実施するための形態】
【０００１０】以下、本発明による複合サイクルヒートポンプ装置を  図１、に示す全体の構成図に基づいて説明する。
【０００１１】図１、において第１サイクルの圧縮機１は外部駆動機１９により駆動される。圧縮され高温、高圧となった冷媒は冷媒配管９を経て凝縮器３に流入し低温となり排出され冷媒配管１０を経て膨張機２に入る
【０００１２】図１、において第１サイクルの膨張機２に流入した冷媒は膨張し低圧となり膨張機２の駆動力を発生させ第２サイクルの冷媒ポンプの駆動６を補助する。
【０００１３】図１、において膨張機２により膨張し低圧となった冷媒は冷媒配管１１を経て熱交換器４に入り、第２サイクルの膨張機７を通過しまだ温度の高い冷媒と熱交換し昇温し冷媒配管１２を経て圧縮機１に戻り圧縮に必要な駆動力を低減させる。
【０００１４】図１、において第１サイクルの凝縮器３により高温となった高温水は第２サイクルの熱交換器８に流入し第２サイクルの冷媒を昇温し排出され冷媒配管１５を経て膨張機７に入る。
【０００１５】図１、において第２サイクルの膨張機７に流入した冷媒は膨張し低圧となり膨張機７の駆動力を発生させ発電機２２により発電をする。
【０００１６】図１、において膨張機７により膨張し低圧となった冷媒は冷媒配管１８を経て熱交換器４に入り、第１サイクルの膨張機を通過し減圧、低温となった冷媒を昇温し冷媒配管１７を経て冷媒ポンプ６に戻る。
【０００１７】図１、において貯湯タンク２０から冷水がポンプ５により配管１３を経て凝縮器３に流入し第１サイクルの高温となった冷媒により昇温され流出し、第２サイクルの熱交換機８に入り、配管１４を経て貯湯タンク２０に戻る。
【０００１８】図１、第１サイクルの膨張機２と第２サイクルの冷媒ポンプ６は等速または変速機２１で連結されている
【図面の簡単な説明】
【図１】複合サイクルヒートポンプ装置示す構成図
【符号の説明】
【０００１９】１・・・第１サイクルの圧縮機、２・・・第１サイクルの膨張機、３・・・凝縮器、４・・・熱交換器、５・・・ポンプ、６・・・冷媒ポンプ、７・・・第２サイクルの膨張機、８・・・第２サイクルの熱交換器、９、１０、１１、１２・・・第１サイクルの冷媒配管、１３、１４・・・紿水配管、１５、１６、１７、１８・・・第２サイクルの冷媒配管、１９・・・駆動機、２０・・・貯湯タンク、２１・・・変速機、２２・・・発電機
【図１】
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