(57)【要約】      （修正有）【課題】電気は、大規模な発電施設、工場等での自家発電、各家庭等での個別の小規模発電で作られている。大規模発電である原子力は事故時の被害、核燃料廃棄物処理の問題、火力や天然ガスはＣＯ２を排出し、水力及び、地熱、太陽熱、太陽光、風力等の再生可能エネルギーは規模や建設場所等の問題がある。工場等の自家発電も、ＣＯ２排出や燃料価格の変動等で、各家庭での太陽光、風力等の再生可能エネルギー利用は、共に気候に左右され不安定である。この様な状況で、より一層の自然エネルギー利用を促進する。【解決手段】逆カルノーサイクルの冷凍サイクルの第１サイクルとカルノーサイクルの発電サイクルの第２サイクル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、減圧過程の絞り損失を発電機により電力として取り出すか、または、第２サイクルの冷媒ポンプの駆動力の補助として活用する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
逆カルノーサイクルの冷凍サイクルの第１サイクルと、カルノーサイクルの発電サイクルの第２サイクルからなる複合サイクルを有する複合空調装置の、第１サイクルの膨張機を用い、その駆動力を第２サイクルの冷媒ポンプに直結、または変速機を介して連結し、冷媒ポンプの駆動力を低減し、大幅な効率向上を行う空調装置。
【請求項２】
逆カルノーサイクルの冷凍サイクルの第１サイクルとカルノーサイクルの発電サイクルの第２サイクルからなる複合サイクルを用いて、第１サイクルの膨張機から発電機により電力を取り出し利用する事により、消費電力を大幅に低減する複合空調装置。
【請求項３】
逆カルノーサイクルの冷凍サイクルの第１サイクルと、カルノーサイクルの発電サイクルの第２サイクルからなる複合サイクルを有する複合空調装置において、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第２サイクルの冷媒を昇温し、その膨張力による第２サイクル膨張機の駆動力で、発電を行い利用する事により消費電力を大幅に低減する複合空調装置。
【請求項４】
逆カルノーサイクルの冷凍サイクルの第１サイクルと、カルノーサイクルの発電サイクルの第２サイクルからなる複合サイクルを有する複合空調装置において、第２サイクルの膨張機を通過した、まだ温度の高い冷媒を利用して第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る複合空調装置。
【請求項５】
逆カルノーサイクルの冷凍サイクルの第１サイクルとカルノーサイクルの発電サイクルの第２サイクルからなる複合サイクルを用いる複合空調装置において、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る、第２サイクルの冷媒による膨張機の駆動力と第１サイクルの冷媒による膨張機の駆動力により発電を行い、第１サイクルの圧縮機と第２サイクルの冷媒ポンプの駆動を補助する複合空調装置。
【請求項６】
逆カルノーサイクルの冷凍サイクルの第１サイクルとカルノーサイクルの発電サイクルの第２サイクル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、減圧過程の絞り損失を発電機により電力として取り出すか、または、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た、まだ温度の高い冷媒を利用して第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、第２サイクルの膨張機を通過し、第１サイクルの減圧、低温となった冷媒との熱交換により低温となり冷媒ポンプにより加圧された第２サイクルの冷媒と第１サイクルの圧縮機により高温、高圧となった第１サイクルの冷媒との熱交換により高温、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、発電を行い、第１サイクルの圧縮機と第２サイクルの冷媒ポンプの駆動を補助する複合空調装置。
【請求項７】
逆カルノーサイクルの冷凍サイクルの第１サイクルと、カルノーサイクルの発電サイクルの第２サイクルからなる複合サイクルを有する複合空調装置において、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第２サイクルの冷媒を昇温し、その膨張力による第２サイクル膨張機の駆動力で、発電を行い利用する事により消費電力を大幅に低減する複合空調装置において、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る複合空調装置。。
【請求項８】
逆カルノーサイクルの冷凍サイクルの第１サイクルとカルノーサイクルの発電サイクルの第２サイクル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、減圧過程の絞り損失を発電機により電力として取り出すか、または、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た、まだ温度の高い冷媒を利用して第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、第２サイクルの膨張機を通過し、第１サイクルの減圧、低温となった冷媒との熱交換により低温となり、冷媒ポンプにより加圧された第２サイクルの冷媒と、第１サイクルの圧縮機により高温、高圧となった第１サイクルの冷媒との熱交換により高温、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、発電を行い、第１サイクルの圧縮機と第２サイクルの冷媒ポンプの駆動を補助する複合空調装置において、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る複合空調装置。
【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冷凍サイクルの第１サイクルとカルノーサイクルの発電サイクルの第２サイクル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、減圧過程の絞り損失を発電機により電力として取り出すか、または、第２サイクルの冷媒ポンプの駆動力の補助として活用する。
冷房時には第２サイクルの膨張機を通過した、まだ温度の高い冷媒を利用して第１サイクルの膨張機を通過し減圧、低温となり、室内熱交換器により冷房をおこ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る。第２サイクルの膨張機を通過し、第１サイクルの減圧、低温となった冷媒との熱交換により、低温となり冷媒ポンプにより加圧された第２サイクルの冷媒と、第１サイクルの圧縮機により高温、高圧となった第１サイクルの冷媒との熱交換により、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、発電を行い、第１サイクルの圧縮機と第２サイクルの冷媒ポンプの駆動を補助する。
また、暖房時には第２サイクルの膨張機を通過した、まだ温度の高い冷媒を利用して第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る。第２サイクルの膨張機を通過し、第１サイクルの減圧、低温となった冷媒との熱交換により、低温となり冷媒ポンプにより加圧された第２サイクルの冷媒と、第１サイクルの圧縮機により高温、高圧となり、室内熱交換器により暖房をおこなった第１サイクルの冷媒との熱交換により、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、発電を行い、第１サイクルの圧縮機と第２サイクルの冷媒ポンプの駆動を補助する。これにより、冷房、暖房においても空調装置の消費電力を大幅に低減する事のできる複合空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】現在、世界的に逆カルノーサイクルを原理とした空調装置は、そのエネルギー効率の高さから将来の低炭素社会への有力な切り札となっている。また、日本における空調装置の技術は順調に発展し、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空調装置の更なる性能向上及び、空調装置技術の有効利用が求められている。【０００３】近年、日本において、カルノーサイクルを用いた、バイナリー発電が摂氏１００度以下の低温排熱の有効活用として注目され、各メーカーにより次々、発表、販売されている。【０００４】こういった環境において空調装置とバイナリー発電を複合的に活用した空調装置の社会的な意義は計りしれない。
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許２５４６８６８
【特許文献２】特許４５４６１８８
【発明の概要】
【０００６】本発明は、逆カルノーサイクルの冷凍サイクルの第１サイクルとカルノーサイクルの発電サイクルの第２サイクル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、減圧過程の絞り損失を発電機により電力として取り出すか、または、第２サイクルの冷媒ポンプの駆動力の補助として活用する。
冷房時には第２サイクルの膨張機を通過した、まだ温度の高い冷媒を利用して第１サイクルの膨張機を通過し減圧、低温となり、室内熱交換器により冷房をおこ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る。第２サイクルの膨張機を通過し、第１サイクルの減圧、低温となった冷媒との熱交換により、低温となり冷媒ポンプにより加圧された第２サイクルの冷媒と、第１サイクルの圧縮機により高温、高圧となった第１サイクルの冷媒との熱交換により、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、発電を行い、第１サイクルの圧縮機と第２サイクルの冷媒ポンプの駆動を補助する。
また、暖房時には第２サイクルの膨張機を通過した、まだ温度の高い冷媒を利用して第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る。第２サイクルの膨張機を通過し、第１サイクルの減圧、低温となった冷媒との熱交換により低温となり冷媒ポンプにより加圧された第２サイクルの冷媒と、第１サイクルの圧縮機により、高温、高圧となり、室内熱交換器により暖房をおこなった第１サイクルの冷媒との熱交換により、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、発電を行い、第１サイクルの圧縮機と第２サイクルの冷媒ポンプの駆動を補助する。これにより、冷房、暖房においても空調装置の消費電力を大幅に低減する事のできる複合空調装置である。
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】現在、電気は、大規模な発電施設で発電するか、工場等での自家発電、各家庭等での個別の小規模発電で作られているが、大規模発電である原子力は事故時の被害の甚大さや核燃料廃棄物処理の問題、火力や天然ガスはＣＯ２を排出し、水力及び、地熱、太陽熱、太陽光、風力等の再生可能エネルギーは規模や建設場所等の問題がある。工場等の自家発電も、ＣＯ２排出や燃料価格の変動等の問題があり、各家庭での太陽光、風力等の再生可能エネルギー利用は、共に気候に左右され不安定であり、また規模も限られる。この様な状況のなかで、より一層、エネルギーの有効利用を促進する必要が有る。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本発明は、逆カルノーサイクルの冷凍サイクルの第１サイクルとカルノーサイクルの発電サイクルの第２サイクルからなる複合サイクルを用いて、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い、第１サイクルの圧縮機と第２サイクルの冷媒ポンプを駆動を補助し、冷房、暖房においても空調装置の消費電力を大幅に低減する事のできる複合空調装置である。
前記課題を解決するためには、本発明は冷凍サイクルと発電サイクルの組み合わせにより、大気の熱エネルギーを利用して発電を行い、空調装置の消費電力を大幅に低減する事のできる複合空調装置であり、新しい自然エネルギーの有効利用として極めて有用である。
【発明の効果】
【０００９】本発明は大気の熱エネルギーを利用する為、一年中２４時間安定稼働が可能な省電力、複合空調装置であり、各戸別、及び大規模施設、工場等、どこにでも設置可能である。
また、室外機等による排熱の放出が極めて少ないので、室内設置も可能であり、さらにヒートアイランド現象の対策におおいに有効である。
【発明を実施するための形態】
【０００１０】以下、本発明による複合空調装置を図１、図２、図３、図４、に示す全体の構成図に基づいて説明する。
【０００１１】図１、において冷房のときは、第１サイクルの圧縮機１は外部駆動機１７により駆動される。
圧縮され高温、高圧となった１サイクルの冷媒は四方弁２１を介して冷媒配管１１を経て熱交換器３に流入し、第２サイクルの冷媒ポンプ６により昇圧された第２サイクルの冷媒と熱交換を行い、低温となり排出され冷媒配管８を経て膨張弁２０、または図３の膨張機２に入る
【０００１２】図１、において第１サイクルの膨張弁２０により膨張するか、または図３の膨張機２に流入した冷媒は膨張し膨張機２の駆動力を発生させ、直結または、変速機１６を介して第２サイクルの冷媒ポンプ６の駆動を補助するか、または第１サイクルの図４発電機の１８を駆動し発電を行う。
【０００１３】図１、において図１の膨張弁２０、または図３の膨張機２により膨張し低温、低圧となった第１サイクルの冷媒は冷媒配管９を経て四方弁２１により室内熱交換器５に入り冷房をおこない、四方弁２１を介し、熱交換器４によって、第２サイクルの膨張機７を通過し、まだ温度の、やや高い第２サイクル冷媒と熱交換して昇温し、四方弁２１を介し冷媒配管１０を経て圧縮機１に戻る。この冷媒の昇温より第１サイクルの圧縮機１の圧縮に必要な駆動力を低減させる。
【０００１４】図１、において第１サイクルの圧縮機１により圧縮され高温となった第１サイクルの冷媒により熱交換器３を介して昇温された、第２サイクルの冷媒は冷媒配管１４を経て四方弁２１を介して膨張機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駆動力を発生させ発電機１９により発電をする。
【０００１６】図１、図３、において膨張機７により膨張し低圧となった冷媒は四方弁２１を介して冷媒配管１５を経て熱交換器４に入り、第１サイクルの図１の膨張弁２０、または図３の膨張機２、及び室内熱交換器５通過し減圧、低温となった冷媒を昇温し冷媒配管１２を経て冷媒ポンプ６に戻る。
【０００１７】図１、において冷媒ポンプ６により昇圧された第２サイクル冷媒は、冷媒配管１３を経て熱交換器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、冷媒配管１４から四方弁２１を経て第２サイクルの膨張機７に戻る。
【０００１８】図２、において暖房のときは、第１サイクルの圧縮機１は外部駆動機１７により駆動される。
圧縮され高温、高圧となった第１サイクルの冷媒は四方弁２１を介して冷媒配管１０を経て四方弁２１から室内熱交換器５に流入し暖房を行い、四方弁２１を介し、熱交換器４によって、第２サイクルの冷媒ポンプ６により昇圧された低温の第２サイクル冷媒と熱交換して低温となり、四方弁２１を介し冷媒配管９を経て膨張弁２０、または図３の膨張機２に入る。
【０００１９】図２、において第１サイクルの膨張弁２０により膨張するか、または図３の膨張機２に流入した冷媒は膨張し膨張機２の駆動力を発生させ、直結または、図３の変速機１６を介して第２サイクルの冷媒ポンプ６の駆動を補助するか、または第１サイクル図４の発電機１８を駆動し発電を行う。
【０００２０】図２、において膨張弁２０、または図３の膨張機２により膨張し低温、低圧となった第１サイクルの冷媒は熱交換器３に入り、第２サイクルの膨張機７を通過し、まだ温度の、やや高い第２サイクル冷媒と熱交換して昇温し、冷媒配管１１を経て四方弁２１を介し、圧縮機１に戻る。この冷媒の昇温より第１サイクルの圧縮機１の圧縮に必要な駆動力を低減させる。
【０００２１】図２、において第１サイクルの圧縮機１により圧縮され高温となり、冷媒配管１０を経て四方弁２１を介して室内熱交換器５に流入し暖房を行った、第１サイクルの冷媒により、熱交換器４を介して昇温された第２サイクルの冷媒は冷媒配管１５を経て四方弁２１を介して膨張機７に入る。
【０００２２】図２、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駆動力を発生させ発電機１９により発電をする。
【０００２３】図２、において膨張機７により膨張し低圧となった、まだ温度の、やや高い第２サイクル冷媒は四方弁２１を介して冷媒配管１４を経て熱交換器３に入り、第１サイクルの膨張弁２０、または図３の膨張機２、を通過し減圧、低温となった第１サイクル冷媒を昇温し冷媒配管１３を経て冷媒ポンプ６に戻る。
【０００２４】図２、において冷媒ポンプ６により昇圧された第２サイクル冷媒は、冷媒配管１２を経て熱交換器４に流入し、第１サイクルの高温の冷媒により昇温され、冷媒配管１５を経て第２サイクルの膨張機７に戻る。
【０００２５】以下、本発明による別案を複合空調装置を図５、図６、図７、図８、に示す全体の構成図に基づいて説明する。
【０００２６】図５、において冷房のときは、第１サイクルの圧縮機１は外部駆動機１７により駆動される。
圧縮され高温、高圧となった１サイクルの冷媒は冷媒配管１１を経て四方弁２１を介して熱交換器３に流入し、第２サイクルの冷媒ポンプ６により昇圧された第２サイクル冷媒と熱交換を行い、低温となり排出され冷媒配管８を経て膨張弁２０、または図７の膨張機２に入る
【０００２７】図５、において第１サイクルの膨張弁２０により膨張するか、または図７の膨張機２に流入した冷媒は膨張し膨張機２の駆動力を発生させ、直結または、図７の変速機１６を介して第２サイクルの冷媒ポンプ６の駆動を補助するか、または第１サイクルの図８の発電機１８を駆動し発電を行う。
【０００２８】図５、において膨張弁２０、または図７の膨張機２により膨張し低温、低圧となった第１サイクルの冷媒は冷媒配管９を経て四方弁２１により室内熱交換器５に入り冷房をおこなった後に四方弁２１を介し、熱交換器４によって第２サイクルの膨張機７を通過し、まだ温度の、やや高い第２サイクル冷媒と熱交換して昇温し、冷媒配管１０を経て圧縮機１に戻る。この冷媒の昇温より第１サイクルの圧縮機１の圧縮に必要な駆動力を低減させる。
【０００２９】図５、において第１サイクルの圧縮機１により圧縮され高温となり、冷媒配管１１を経て、四方弁２１を通り、第１サイクルの冷媒により熱交換器３を介して昇温された、第２サイクルの冷媒は冷媒配管１４を経て膨張機７に入る。
【０００３０】図５、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駆動力を発生させ発電機１９により発電をする。
【０００３１】図５、において膨張機７により膨張し低圧となった第２サイクルの冷媒は冷媒配管１５を経て熱交換器４に入り、膨張弁２０、または図７の膨張機２及び、室内熱交換器５、を通過し減圧、低温となった第１サイクルの冷媒を昇温し冷媒配管１２を経て冷媒ポンプ６に戻る。
【０００３２】図５、において冷媒ポンプ６により昇圧された第２サイクル冷媒は、冷媒配管１３を経て熱交換器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、冷媒配管１４から第２サイクルの膨張機７に戻る。
【０００３３】図６、において暖房のときは、第１サイクルの圧縮機１は外部駆動機１７により駆動される。
圧縮され高温、高圧となった第１サイクルの冷媒は冷媒配管１１を経て四方弁２１から室内熱交換器５に流入し暖房を行い、四方弁２１を介し、熱交換器３によって第２サイクルの冷媒ポンプ６により昇圧された低温の第２サイクル冷媒と熱交換して低温となり、冷媒配管８を経て膨張弁２０、または図７の膨張機２に入る。
【０００３４】図６、において第１サイクルの膨張弁２０により膨張するか、または図７の膨張機２に流入した冷媒は膨張し膨張機２の駆動力を発生させ、直結または、図７の変速機１６を介して第２サイクルの冷媒ポンプ６の駆動を補助するか、または第１サイクルの図８の発電機１８を駆動し発電を行う。
【０００３５】図６、において膨張弁２０、または図７の膨張機２により膨張し低温、低圧となった第１サイクルの冷媒は熱交換器４に入り第２サイクルの膨張機７を通過しまだ温度の、やや高い第２サイクル冷媒と熱交換して昇温し、冷媒配管１０を経て圧縮機１に戻る。この冷媒の昇温より第１サイクルの圧縮機１の圧縮に必要な駆動力を低減させる。
【０００３６】図６、において第１サイクルの圧縮機１により圧縮され高温となり、室内熱交換器５に流入し暖房を行った、第１サイクルの冷媒により熱交換器３を介して昇温された第２サイクルの冷媒は冷媒配管１４を経て、膨張機７に入る。
【０００３７】図６、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駆動力を発生させ発電機１９により発電をする。
【０００３８】図６、において膨張機７により膨張し低圧となった、まだ温度の、やや高い第２サイクル冷媒は冷媒配管１５を経て熱交換器４に入り、第１サイクルの膨張弁２０、または図７の膨張機２、を通過し減圧、低温となった第１サイクル冷媒を昇温し、冷媒配管１２を経て冷媒ポンプ６に戻る。
【０００３９】図６、において冷媒ポンプ６により昇圧された第２サイクル冷媒は、冷媒配管１３を経て熱交換器３に流入し、第１サイクルの高温の冷媒により昇温され、冷媒配管１４を経て第２サイクルの膨張機７に戻る
【０００４０】ここで、複合空調装置の冷房の場合の第１サイクルの具体的な運転状態について、図９、のＰ−ｈ（モリエル）線図により説明する。
逆カルノーサイクルの第１サイクルにおける、点Ａは圧縮機１に供給される冷媒の状態（例えば圧力０．３４９ＭＰａ、１２℃）を示し、駆動機１７で駆動される圧縮機１により圧縮され高圧、高温となり、点Ｂにおいては（例えば圧力１．３１８ＭＰａ、６３℃）となる。点Ａから点Ｂへの状態変化は、等エントロピー変化となる。点Ｃは熱交換器３もしくは４から流出した冷媒の状態を示し（例えば圧力１．３１８ＭＰａ、２７℃）となる。点Ｄは膨張機２により膨張し、発電機１８により発電を行うか、または冷媒ポンプ６を直結あるいは、変速機１６を介して補助的に駆動した後の、熱交換器３もしくは４の入口における冷媒の状態を示し（例えば圧力０．３４９ＭＰａ、５℃）となる。点Ｃから点Ｄへの状態変化は、等エントロピー変化となる。
室内熱交換器５を経て、熱交換器３もしくは４により、第１サイクルの冷媒は点Ｄの状態から、第２サイクルの冷媒との熱交換で昇温され、点Ａの状態に戻る。
【０００４１】ここで、複合空調装置の暖房の場合の第１サイクルの具体的な運転状態について、図９、のＰ−ｈ（モリエル）線図により説明する。
逆カルノーサイクルの第１サイクルにおける、点Ａ’は圧縮機１に供給される冷媒の状態（例えば圧力０．２９３ＭＰａ、７℃）を示し、駆動機１７で駆動される圧縮機１により圧縮され高圧、高温となり、点Ｂ’においては（例えば圧力１．１１６ＭＰａ、５８℃）となる。点Ａ’から点Ｂ’への状態変化は、等エントロピー変化となる。点Ｃ’は室内熱交換器５を経て、熱交換器３もしくは４から流出した冷媒の状態を示し（例えば圧力１．１１６ＭＰａ、２２℃）となる。点Ｄ’は膨張機２により膨張し、発電機１８により発電を行うか、または冷媒ポンプ６を直結あるいは、変速機１６を介して補助的に駆動した後の、熱交換器３もしくは４の入口における冷媒の状態を示し（例えば圧力０．２９３ＭＰａ、０℃）となる。点Ｃ’から点Ｄ’への状態変化は、等エントロピー変化となる。
熱交換器３もしくは４により、第１サイクルの冷媒は点Ｄの状態から、第２サイクルの冷媒との熱交換で昇温され、点Ａ’の状態に戻る。
【０００４２】ここで、複合空調装置の冷房の場合の第２サイクルの具体的な運転状態について、図１０、のＰ−ｈ（モリエル）線図により説明する。
カルノーサイクルの第２サイクルにおける、点Ｅは膨張機７に供給される冷媒の状態（例えば圧力０．２５２ＭＰａ、４５℃）を示し、膨張機７により膨張し、発電機１９により発電を行い、低圧となった冷媒は、点Ｆにおいては（例えば圧力０．０８３ＭＰａ、１５℃）となる。点Ｅから点Ｆへの状態変化は、等エントロピー変化となる。点Ｇは熱交換器３、４から流出した冷媒の状態を示し（例えば圧力０．０８３ＭＰａ、１０℃）となる。点Ｈは冷媒ポンプ６により昇圧された、熱交換器３，４の入口における冷媒の状態を示し（例えば圧力０．２５２Ｐａ、１３℃）となる。点Ｇから点Ｈへの状態変化は、等エントロピー変化となる。熱交換器３、４により、第２サイクルの冷媒は点Ｈの状態から、第１サイクルの冷媒との熱交換で昇温され、点Ｅの状態に戻る。
【０００４３】ここで、複合空調装置の暖房の場合の第２サイクルの具体的な運転状態について、図１０、のＰ−ｈ（モリエル）線図により説明する。
カルノーサイクルの第２サイクルにおける、点Ｅ’は膨張機７に供給される冷媒の状態（例えば圧力０．２１２ＭＰａ、４０℃）を示し、膨張機７により膨張し、発電機１９により発電を行い、低圧となった冷媒は、点Ｆ’においては（例えば圧力０．０６６ＭＰａ、１０℃）となる。点Ｅ’から点Ｆ’への状態変化は、等エントロピー変化となる。点Ｇ’は熱交換器３、４から流出した冷媒の状態を示し（例えば圧力０．０６６ＭＰａ、５℃）となる。点Ｈ’は冷媒ポンプ６により昇圧された、熱交換器３，４の入口における冷媒の状態を示し（例えば圧力０．２１２Ｐａ、７℃）となる。点Ｇ’から点Ｈ’への状態変化は、等エントロピー変化となる。熱交換器３、４により、第２サイクルの冷媒は点Ｈ’の状態から、第１サイクルの冷媒との熱交換で昇温され、点Ｅ’の状態に戻る。
【０００４４】ここで、複合空調装置の冷房の場合の発電量について、図９、図１０のＰ−ｈ（モリエル）線図により説明する。
この図において、膨張機２、膨張機７、が単位量の冷媒の膨張力を１００％動力に変換し、さらに、駆動機１７が電力を１００％動力に変換し、圧縮機１、冷媒ポンプ６の全断熱効率が１であり、発電機１８、発電機１９、の発電効率が１００％である場合に得られる電力は、カルノーサイクルの第２サイクルより発生する比エンタルピーの値、膨張機７の発電力Δｋに、１サイクルより発生する比エンタルピーの値、膨張機２の発電力Δｊを加えた値から、第２サイクルより発生する比エンタルピーの値、冷媒ポンプ６の駆動力Δｌを引き、さらに、逆カルノーサイクルの第１サイクルに必要な比エンタルピーの値、圧縮機１の駆動力Δｉを引いた比エンタルピーの値に、冷媒の循環流量を乗じた値、または、第２サイクルより発生する比エンタルピーの値、膨張機７の発電力Δｋに、第１サイクルより発生する比エンタルピーの値、膨張機２の駆動力Δｊを加えた値から、第２サイクルより発生する比エンタルピーの値、冷媒ポンプ６の駆動力Δｌを引き、さらに、逆カルノーサイクルの第１サイクルに必要な比エンタルピーの値、圧縮機１の駆動力Δｉを引いた比エンタルピーの値に、冷媒の循環流量を乗じた値となる。
【０００４５】ここで、複合空調装置の暖房の場合の発電量について、図９、図１０のＰ−ｈ（モリエル）線図により説明する。
この図において、膨張機２、膨張機７、が単位量の冷媒の膨張力を１００％動力に変換し、さらに、駆動機１７が電力を１００％動力に変換し、圧縮機１、冷媒ポンプ６の全断熱効率が１であり、発電機１８、発電機１９、の発電効率が１００％である場合に得られる電力は、カルノーサイクルの第２サイクルより発生する比エンタルピーの値、膨張機７の発電力Δｋ’に、１サイクルより発生する比エンタルピーの値、膨張機２の発電力Δｊ’を加えた値から、第２サイクルより発生する比エンタルピーの値、冷媒ポンプ６の駆動力Δｌ’を引き、さらに、逆カルノーサイクルの第１サイクルに必要な比エンタルピーの値、圧縮機１の駆動力Δｉ’を引いた比エンタルピーの値に、冷媒の循環流量を乗じた値、または、第２サイクルより発生する比エンタルピーの値、膨張機７の発電力Δｋ’に、第１サイクルより発生する比エンタルピーの値、膨張機２の駆動力Δｊ’を加えた値から、第２サイクルより発生する比エンタルピーの値、冷媒ポンプ６の駆動力Δｌ’を引き、さらに、逆カルノーサイクルの第１サイクルに必要な比エンタルピーの値、圧縮機１の駆動力Δｉ’を引いた比エンタルピーの値に、冷媒の循環流量を乗じた値となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】複合空調装置の冷房の場合示す構成図
【図２】複合空調装置の暖房の場合示す構成図
【図３】第１サイクルの膨張機の駆動力を利用して、冷媒ポンプの駆動を補助する複合空調装置示す構成図
【図４】第１サイクルの膨張機の駆動力を利用して発電する複合空調装置を示す構成図
【図５】複合空調装置の冷房の場合示す構成図
【図６】複合空調装置の暖房の場合示す構成図
【図７】第１サイクルの膨張機の駆動力を利用して、冷媒ポンプの駆動を補助する複合空調装置示す構成図
【図８】第１サイクルの膨張機の駆動力を利用して発電する複合空調装置を示す構成図
【図９】第１サイクルのＰ−ｈ線図
【図１０】第２サイクルのＰ−ｈ線図
【符号の説明】
【０００４６】１・・・第１サイクルの圧縮機、２・・・第１サイクルの膨張機、３・・・熱交換器、４・・・熱交換器、５・・・室内熱交換器、６・・・冷媒ポンプ、７・・・第２サイクルの膨張機、８、９、１０、１１・・・第１サイクルの冷媒配管、１２、１３、１４，１５・・・第２サイクルの冷媒配管、１６、・・・変速機、１７・・・駆動機、１８、・・・第１サイクル発電機、１９・・・第２サイクル発電機、２０、・・・第１サイクルの膨張弁、
【図１】
2015203561.tif 000002
【図２】
2015203561.tif 000003
【図３】
2015203561.tif 000004
【図４】
2015203561.tif 000005
【図５】
2015203561.tif 000006
【図６】
2015203561.tif 000007
【図７】
2015203561.tif 000008
【図８】
2015203561.tif 000009
【図９】
2015203561.tif 000010
【図１０】
2015203561.tif 000011