JP7633097B2 - Heat pump water heater - Google Patents
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Description
本発明は、ヒートポンプ給湯機に関し、詳しくはツインロータリー圧縮機を搭載したヒートポンプ給湯機に関するものである。 The present invention relates to a heat pump water heater, and more specifically to a heat pump water heater equipped with a twin rotary compressor.
従来、ショウケース等の冷凍設備として二酸化炭素を冷媒としたツインロータリー圧縮機を使用している。この場合は、ツインロータリー圧縮機を一般的な二段圧縮冷凍サイクルで使用することが技術的に確立されている。このような、二酸化炭素を冷媒としたツインロータリー圧縮機を、大量の給湯を必要とする銭湯やスパ等のヒートポンプ給湯機に使用する場合は、高温水を生成するために冷媒を高圧・高温ガスにする必要がある。このため、ツインロータリー圧縮機を一般的な二段圧縮冷凍サイクルではなく単段圧縮冷凍サイクルとして使用するという特殊な使い方が必要であった。 Conventionally, twin rotary compressors using carbon dioxide as a refrigerant have been used in refrigeration equipment for showcases and the like. In this case, it has been technically established to use the twin rotary compressor in a general two-stage compression refrigeration cycle. When such twin rotary compressors using carbon dioxide as a refrigerant are used in heat pump water heaters for public baths, spas, and other facilities that require large amounts of hot water, the refrigerant needs to be made into a high-pressure, high-temperature gas to generate high-temperature water. For this reason, a special way of using the twin rotary compressor as a single-stage compression refrigeration cycle rather than the general two-stage compression refrigeration cycle was required.
このような特殊な使い方では、ツインロータリー圧縮機自身の振動が高く、ツインロータリー圧縮機と連結して凝縮器と蒸発器との間で冷媒を循環させる冷媒配管に、振動による過剰な応力が加わり冷媒配管が損傷して冷媒漏洩が発生する恐れがある。このため、冷媒配管に制振材を設置して、ツインロータリー圧縮機の振動が冷媒配管に伝播することを防止していた。また、ツインロータリー圧縮機から発生する駆動及び振動音の消音装置(以下、マフラーという)をツインロータリー圧縮機に接続することが好適である。 In such special usage, the twin rotary compressor itself vibrates a lot, and the vibrations can cause excessive stress to be applied to the refrigerant piping that is connected to the twin rotary compressor and circulates the refrigerant between the condenser and evaporator, which can damage the refrigerant piping and lead to refrigerant leakage. For this reason, vibration-damping material is installed in the refrigerant piping to prevent the vibrations of the twin rotary compressor from being transmitted to the refrigerant piping. It is also preferable to connect a sound-absorbing device (hereinafter referred to as a muffler) for the drive and vibration noise generated by the twin rotary compressor to the twin rotary compressor.
また、ツインロータリー圧縮機の起動時に、ローリングピストンに使用されるベーンの動作不良(つまり、ベーン飛び)が発生して、この動作不良を起因としたツインロータリー圧縮機の振動により、ツインロータリー圧縮機とマフラーを接続する冷媒配管に、ツインロータリー圧縮機の振動が伝播し冷媒配管が損傷して冷媒漏洩が発生するという問題があった。 In addition, when the twin rotary compressor is started, the vanes used in the rolling pistons malfunction (i.e., the vanes fly off). This malfunction causes the twin rotary compressor to vibrate, which then transmits to the refrigerant piping connecting the twin rotary compressor to the muffler, damaging the refrigerant piping and causing refrigerant leakage.
このような圧縮機の振動を吸収するために、ヒートポンプ給湯機の圧縮機本体の脚部を防振ゴムで固定し、圧縮機本体及び吸入マフラー外周に、柔軟な断熱部材と剛性の高い遮音部材との2層構造の断熱材を隙間なく巻き付けて配置することで、断熱材の隙間をなくし、密閉構造を形成することで、圧縮機の振動が外部に伝導することが無く遮音効果に優れ、断熱効果が大きく、圧縮機本体からの熱ロスを低減し効率を向上させることができるヒートポンプ給湯機が開示されている(例えば、特許文献1を参照。)。 In order to absorb such compressor vibrations, a heat pump water heater has been disclosed in which the legs of the compressor body of the heat pump water heater are fixed with anti-vibration rubber, and a two-layer insulation material consisting of a flexible insulation material and a highly rigid soundproofing material is tightly wrapped around the compressor body and the periphery of the suction muffler, eliminating gaps in the insulation material and forming an airtight structure, which prevents the vibrations of the compressor from being transmitted to the outside, provides excellent soundproofing, has a large insulation effect, reduces heat loss from the compressor body, and improves efficiency (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1のヒートポンプ給湯機は、給湯熱源機(所謂、室外機)に圧縮機や冷媒回路を収納した構成の小型の給湯機であるため、圧縮機に駆動及び振動音を緩和するためのマフラーを後付けで設置するスペースはない。
However, the heat pump water heater in
また、大量の給湯を必要とする銭湯やスパ等で使用されるヒートポンプ給湯機として高温水を生成するために、ツインロータリー圧縮機を、一般的な二段圧縮冷凍サイクルではなく単段圧縮冷凍サイクルとして使用するという特殊な使い方をすることができない。 In addition, the twin rotary compressor cannot be used in a special way, such as as a single-stage compression refrigeration cycle rather than the general two-stage compression refrigeration cycle, to generate high-temperature water as a heat pump water heater used in public baths, spas, and other places that require a large amount of hot water.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、ツインロータリー圧縮機に後付けでマフラーを一体にユニット化して設置することができるとともに、ツインロータリー圧縮機の起動時のベーンの動作不良(つまり、ベーン飛び)の防止、又は、ベーンの動作不良の発生時間を短縮することが可能なツインロータリー圧縮機を搭載したヒートポンプ給湯機を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above problems, and aims to provide a heat pump water heater equipped with a twin rotary compressor that can be retrofitted to the twin rotary compressor as an integrated unit with a muffler, and that can prevent vane malfunctions (i.e., vane jumping) when the twin rotary compressor is started, or can shorten the time during which vane malfunctions occur.
本発明は、二酸化炭素を冷媒とするツインロータリー圧縮機を、単段圧縮冷凍サイクルで使用するヒートポンプ給湯機において、前記ツインロータリー圧縮機で冷媒を圧縮する際に発生する振動を抑制するために、前記ツインロータリー圧縮機の冷媒の吐出口にマフラーを連結するとともに、前記ツインロータリー圧縮機と前記マフラーとを一体として連結しユニット化したことを特徴とするヒートポンプ給湯機とした。 The present invention provides a heat pump water heater that uses a twin rotary compressor that uses carbon dioxide as a refrigerant in a single-stage compression refrigeration cycle, and that is characterized in that a muffler is connected to the refrigerant discharge port of the twin rotary compressor in order to suppress vibrations that occur when the refrigerant is compressed by the twin rotary compressor, and the twin rotary compressor and the muffler are connected together to form a unit.
また、前記ツインロータリー圧縮機の起動時に、ロータリーシリンダ内の圧縮空間に吸気される冷媒の圧力を低下させるために、前記ツインロータリー圧縮機の外部に冷媒を吐出する冷媒の中間流路を設け、当該中間流路に設置した第二膨張弁を開閉制御して前記ツインロータリー圧縮機内部の冷媒の中間圧を下げることで、冷媒の二段目圧縮時に使用される前記ロータリーシリンダにおけるベーンの動作不良を防止、又は、ベーンの動作不良の発生時間を短縮することを特徴とする。 In addition, in order to reduce the pressure of the refrigerant drawn into the compression space in the rotary cylinder when the twin rotary compressor is started, an intermediate flow path for the refrigerant that discharges the refrigerant is provided outside the twin rotary compressor, and the intermediate pressure of the refrigerant inside the twin rotary compressor is reduced by controlling the opening and closing of a second expansion valve installed in the intermediate flow path, thereby preventing malfunction of the vanes in the rotary cylinder used during the second stage compression of the refrigerant, or shortening the time during which the vanes malfunction.
本発明のヒートポンプ給湯機は、ツインロータリー圧縮機を単段圧縮冷凍サイクルで使用することで発生するツインロータリー圧縮機自身の振動を、マフラーを連結することで可及的に低く抑制することができる。これにより、ツインロータリー圧縮機と連結して凝縮器と蒸発器との間で冷媒を循環させる冷媒配管に、振動による過剰な応力が加わり冷媒配管が損傷して冷媒漏洩が発生することを防止することができる。さらに、ツインロータリー圧縮機とマフラーとを一体として連結しユニット化することで、圧縮機とマフラーを同期させることができ、ツインロータリー圧縮機とマフラーを接続する冷媒配管がツインロータリー圧縮機の振動により損傷して冷媒漏洩が発生するという問題を防止することができる。 The heat pump water heater of the present invention can suppress as low as possible the vibration of the twin rotary compressor itself, which occurs when the twin rotary compressor is used in a single-stage compression refrigeration cycle, by connecting the muffler. This prevents the refrigerant piping, which is connected to the twin rotary compressor and circulates the refrigerant between the condenser and the evaporator, from being damaged by excessive stress due to vibration, which can lead to refrigerant leakage. Furthermore, by connecting the twin rotary compressor and the muffler as a unit, the compressor and the muffler can be synchronized, and the problem of the refrigerant piping connecting the twin rotary compressor and the muffler being damaged by the vibration of the twin rotary compressor, which can lead to refrigerant leakage, can be prevented.
また、ツインロータリー圧縮機の起動時に、ロータリーシリンダ内の圧縮空間に吸気される冷媒の圧力を低下させるために、ツインロータリー圧縮機の外部に冷媒を吐出する冷媒の中間流路を設け、当該中間流路に設置した第二膨張弁を開閉制御してツインロータリー圧縮機内部の冷媒の中間圧を下げることで、冷媒の二段目圧縮時に使用されるロータリーシリンダにおいて、ローリングピストンの外周面に押圧されるベーンの動作不良(ベーン飛び)を防止、又は、ベーンの動作不良の発生時間を短縮することができ、ベーンの動作不良によりツインロータリー圧縮機に発生する振動を可及的に低く抑えることができる。 In addition, in order to reduce the pressure of the refrigerant drawn into the compression space in the rotary cylinder when the twin rotary compressor is started, an intermediate flow path for the refrigerant that discharges the refrigerant is provided outside the twin rotary compressor, and the intermediate pressure of the refrigerant inside the twin rotary compressor is reduced by controlling the opening and closing of a second expansion valve installed in the intermediate flow path. This makes it possible to prevent malfunction of the vanes pressed against the outer circumferential surface of the rolling piston in the rotary cylinder used during the second stage compression of the refrigerant (vane jumping) or to shorten the time during which the vane malfunction occurs, thereby making it possible to keep vibrations generated in the twin rotary compressor due to vane malfunction as low as possible.
本発明は、二酸化炭素を冷媒とするツインロータリー圧縮機を、単段圧縮冷凍サイクルで使用するヒートポンプ給湯機において、ツインロータリー圧縮機で冷媒を圧縮する際に発生する振動を抑制するために、ツインロータリー圧縮機の冷媒の吐出口にマフラーを連結するとともに、ツインロータリー圧縮機とマフラーとを一体として連結しユニット化したことを特徴とするヒートポンプ給湯機に関する。 The present invention relates to a heat pump water heater that uses a twin rotary compressor with carbon dioxide as a refrigerant in a single-stage compression refrigeration cycle, and is characterized in that a muffler is connected to the refrigerant discharge port of the twin rotary compressor in order to suppress vibrations that occur when the refrigerant is compressed by the twin rotary compressor, and the twin rotary compressor and the muffler are connected together as a unit.
以下、本発明の実施形態に係るヒートポンプ給湯機について、図面を参照しながら具体的に説明する。図1は、本発明の一実施形態のヒートポンプ給湯機の冷媒回路図である。図2は、本発明の一実施形態のツインロータリー圧縮機とマフラーの連結を説明する図である。図3は、本発明の一実施形態のツインロータリー圧縮機とマフラーの連結を説明する図である。図4は、本発明の一実施形態のツインロータリー圧縮機のロータリーシリンダの動作を説明する図である。図5は、本発明の一実施形態のツインロータリー圧縮機のロータリーシリンダの動作を説明する図である。 Hereinafter, a heat pump water heater according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of a heat pump water heater according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram explaining the connection between a twin rotary compressor and a muffler according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram explaining the connection between a twin rotary compressor and a muffler according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram explaining the operation of a rotary cylinder of a twin rotary compressor according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram explaining the operation of a rotary cylinder of a twin rotary compressor according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、本実施形態におけるヒートポンプ給湯機の冷媒回路は、冷媒(二酸化炭素)が循環する冷媒配管7、この冷媒配管7に連結された各種機器(ツインロータリー圧縮機2、マフラー3、水側熱交換器4(凝縮器)、空気側熱交換器5(蒸発器)、内部熱交換器6、中間流路7a、アキュームレータ8、ストレーナ9、第一膨張弁10、第二膨張弁11)により構成されている。
As shown in FIG. 1, the refrigerant circuit of the heat pump water heater in this embodiment is composed of a
また、水側熱交換器4には、給湯配管12が通過するよう配設されている。給湯配管12の給水側のポンプ13により流量センサ14を介して水側熱交換器4を通過する水は、水側熱交換器4内で熱交換され加熱される。ここで加熱された湯は、給湯配管12の出湯側から所定温度の湯として供給される。流量センサ14は、水側熱交換器4を通過する水の流量を計測するものであり、ここで計測された水の流量に応じてポンプ13の出力を調整することで、給湯配管12の出湯側から供給される湯の温度を調整可能としている。
The water-side heat exchanger 4 is also arranged so that the hot
なお、本実施形態では、給湯配管12の給水側から水を供給して、水側熱交換器4で加熱した湯を出湯側から供給するようにしているが、出湯側に貯湯タンクを設置し、加熱した湯を一時的に貯湯タンクに貯めた後出湯側から供給するようにしてもよい。
In this embodiment, water is supplied from the water supply side of the hot
ツインロータリー圧縮機2により高温、高圧に圧縮された冷媒(二酸化炭素)は、ツインロータリー圧縮機2と一体にユニット化されたマフラー3に吐出される。詳細は後述するが、本実施形態においてはツインロータリー圧縮機2とマフラー3とは、上下二枚の板状の連結板30、30で一体に連結されユニット化されている。マフラー3を経由した冷媒は、冷媒配管7を循環して水側熱交換器4に流入する。そして、給湯配管12の給水側のポンプ13により水側熱交換器4を通過する水は、水側熱交換器4内で熱交換され加熱される。
The refrigerant (carbon dioxide) compressed to high temperature and high pressure by the twin
熱交換して水側熱交換器4から排出された冷媒は、冷媒配管7を循環して内部熱交換器6でさらに熱交換されて第一膨張弁10により減圧され空気側熱交換器5(蒸発器)に流入する。第一膨張弁10の前の冷媒配管7に設置されたストレーナ9は、冷媒配管7を循環する冷媒からごみ等をろ過するフィルターである。第一膨張弁10を開放することで空気側熱交換器5に流入した冷媒配管7の冷媒は、ファンFにより送風された外気から吸熱し、蒸発ガス化されて冷媒配管7を循環して内部熱交換器6に流入する。
The refrigerant discharged from the water-side heat exchanger 4 after heat exchange circulates through the
冷媒配管7の冷媒は、内部熱交換器6で再加熱され、アキュームレータ8で液化した冷媒を分離した後、ツインロータリー圧縮機2へ再び供給される。内部熱交換器6では、空気側熱交換器5(蒸発器)の出口からツインロータリー圧縮機2へと冷媒配管7を流れる冷媒と、水側熱交換器4の出口から空気側熱交換器5へ冷媒配管7を流れる冷媒とが熱交換する。また、水側熱交換器4の出口から内部熱交換器6へ流れ込む冷媒の流量は、キャピラリーチューブ15で、所要の流量に調整される。このキャピラリーチューブ15は、内径0.7~2.5程度の銅製の毛細管であり、凝縮圧力、蒸発圧力の変動がなく、前後の圧力差によって所要の流量の冷媒を通す膨張弁の一種である。
The refrigerant in the
このように、本実施形態におけるヒートポンプ給湯機の冷媒回路においては、冷媒配管7を循環する冷媒を、ツインロータリー圧縮機2で高温・高圧に加圧して水側熱交換器4に供給することで、水側熱交換器4内において、給湯配管12を通過する水と熱交換することで、所定温度の湯を供給する構成としている。
In this way, in the refrigerant circuit of the heat pump hot water heater in this embodiment, the refrigerant circulating through the
また、ツインロータリー圧縮機2には、冷媒の中間流路7aが連結されている。この中間流路7aは、中間流路7aに設けられている第二膨張弁11を開放することで、中間流路7aを経由して冷媒配管7から空気側熱交換器5に冷媒を流入させることで、ツインロータリー圧縮機2の内部の冷媒の圧力を減圧することができる。これは、詳細は後述するが、ツインロータリー圧縮機2の二段目圧縮時に使用されるロータリーシリンダ内に供給される冷媒を減圧して、ベーンの動作不良を解消するための構成である。また、中間流路7aの第二膨張弁11の前に設置されたストレーナ9は、中間流路7aを通過する冷媒からごみ等をろ過するフィルターの機能を有する。
The twin
以下、図2及び図3を参照して、本実施形態におけるツインロータリー圧縮機2とマフラー3とを一体に連結してユニット化する上下二枚の板状の連結板30、30を説明する。
Below, with reference to Figures 2 and 3, we will explain the two upper and lower plate-shaped connecting
図2及び図3に示すように、ツインロータリー圧縮機2は、下部の振動防止機能を備えた基台Kの上部に載置されている。ツインロータリー圧縮機2とマフラー3とは、上下二箇所を水平かつ平行に、二枚の連結板30、30により一体に連結されてユニット化されている。連結板30は、平面視でメガネ状の内部空間を有する平板に形成され、ツインロータリー圧縮機2の外周面の左半周と当接する左外周挟持板30aと、ツインロータリー圧縮機2の外周面の右半周及びマフラー3の外周面の左半周と当接する中外周挟持板30bと、マフラー3の外周面の右半周と当接する右外周挟持板30cとに3分割されて構成されている。
As shown in Figures 2 and 3, the twin
左外周挟持板30aの右端と対応する中外周挟持板30bの左端には、水平に対向してボルト挿入孔が形成された結合部30Aが設けられ、このボルト挿入孔にボルトBを挿入してナットNで締結することにより、ツインロータリー圧縮機2の外周面を左外周挟持板30aと中外周挟持板30bとにより挟持する。
A connecting
中外周挟持板30bの右端と対応する右外周挟持板30cの左端には水平に対向してボルト挿入孔が形成された結合部30Bが設けられ、このボルト挿入孔にボルトBを挿入してナットNで締結することにより、マフラー3の外周面を中外周挟持板30bと右外周挟持板30cとにより挟持する。
A connecting
連結板30、30の素材としては、所定厚みの鋼板が好適に用いられるが、連結板30のツインロータリー圧縮機2の外周面との当接面やマフラー3の外周面との当接面には、硬質ゴム等の緩衝材を貼付することが望ましい。これにより、結合部30A、30BをボルトB、ナットNで強めに締結しても、ツインロータリー圧縮機2やマフラー3の外周面を損傷することなく挟持して連結板30を取付けることができる。
The connecting
このように、ツインロータリー圧縮機2を下部の振動防止機能を備えた基台Kの上部に載置し、そのツインロータリー圧縮機2から吐出される高圧の冷媒を、マフラー3を介して冷媒配管7(図1参照)を循環させる。これにより、ツインロータリー圧縮機2を単段圧縮冷凍サイクルで使用することで発生する圧縮機自身の高振動を、マフラー3を連結することで可及的に低く抑制することができる。
In this way, the twin
また、ツインロータリー圧縮機2の振動が、冷媒配管7(図1参照)に及ぶことを抑えることができるため、従来の装置では、複数の機器が連結された冷媒配管7の配管に振動を抑える制振材等を設置していたがその必要もない。また、ツインロータリー圧縮機2にマフラー3を後付けできるため、既設のツインロータリー圧縮機2を単段圧縮冷凍サイクルで使用する設備にもマフラー3を後付けで設置することができる。
In addition, because the vibrations of the twin
さらに、ツインロータリー圧縮機2とマフラー3とを、上下二箇所の連結板30、30により一体に連結してユニット化することで、ツインロータリー圧縮機2の振動とマフラー3の振動を同期させることができ、ツインロータリー圧縮機2とマフラー3とを接続する冷媒配管7の接続部がツインロータリー圧縮機2の振動により損傷して冷媒漏洩が発生するという問題を防止することができる。
Furthermore, by connecting the twin
以下、図4及び図5を参照して、本実施形態のツインロータリー圧縮機2の内部に設けられた、冷媒(二酸化炭素)を高圧に圧縮する圧縮部であるロータリーシリンダ20の構成と動作を説明する。図4及び図5は、ローリングピストン型のロータリーシリンダ20の水平方向の横断面図である。
The configuration and operation of the
ツインロータリー圧縮機2内には、上下二段のロータリーシリンダ20を備えている。一段目のロータリーシリンダ20で圧縮した冷媒は、さらに二段目のロータリーシリンダ20でさらに高圧に圧縮される。なお、基本的な構成は一段目のロータリーシリンダ20、二段目のロータリーシリンダ20ともに同一である。
The twin
図4及び図5に示すように、ローリングピストン型のロータリーシリンダ20の中央には、上下を閉鎖した冷媒の圧縮空間25が形成されている。圧縮空間25には、ローリングピストン22が水平方向に回動自在に、駆動軸21に偏心して軸支されている。ベーン27は、先端をローリングピストン22の外周に当接するように、後端を冷媒の吐出圧でローリングピストン22側に押圧するように摺動自在に、ベーン摺動部26に挿入されている。
As shown in Figures 4 and 5, a
駆動軸21の一端は、図示しない電動機に接続され、この駆動軸21の回転(図中は時計回り)により、ローリングピストン22は、圧縮空間25内を水平に時計回りに偏心回転する。ロータリーシリンダ20には、冷媒の吸入口23と吐出口24が設けられている。吸入口23から圧縮空間25に吸入された冷媒は、ローリングピストン22の偏心回転により、圧縮空間25の容積が変化して、所定の圧力に圧縮された後、吐出口24からロータリーシリンダ20の外部に吐出される。
One end of the
吐出口24は吐出弁28で閉止されている。この吐出弁28は、圧縮空間25内の冷媒が所定圧力になるまで吐出口24を閉止した状態とし、圧縮空間25内の冷媒が所定圧力以上になると、図5に示すように自動的に吐出口24を開口して高圧に圧縮された冷媒をロータリーシリンダ20の外部に吐出する。
The
二段目のロータリーシリンダ20内の圧力は、中間圧から高圧の間で変化しており、平均を取れば中間圧と高圧との間の圧力となる。つまり、正常運転時は、ベーン27を背面から押圧する吐出圧は、二段目のロータリーシリンダ20内の圧力よりも高い。そのため、正常運転時には、ベーン27の背面の圧力により、ベーン27は、ローリングピストン22の外周面に押圧されて押し付けられた状態を保つことができる。
The pressure inside the second-
ところが、ツインロータリー圧縮機2の起動時には、ベーン27を背面から押圧する吐出圧よりも、吸入口23から圧縮空間25に吸入される冷媒の圧力の方が高圧になる場合がある。このような状況になると、ベーン27をローリングピストン22の外周面に押圧した状態を保つことが困難となり、ベーン飛びというベーン27の動作不良が発生する。
However, when the twin
ベーン飛びが発生すると、圧縮空間25内の冷媒の吸入と圧縮が不完全となり、二段目のロータリーシリンダ20内では冷媒が所定の圧力に圧縮されなくなる。また、この場合、ベーン27が、ローリングピストン22の外周面から離脱して、ローリングピストン22へ衝突することを繰り返すチャタリング現象が発生することもある。このため、ベーン27やローリングピストン22が破損することや、ツインロータリー圧縮機2の振動、騒音が大きくなることに繋がる。
When vane jumping occurs, the suction and compression of the refrigerant in the
これを防止するために、本実施形態においては、図1に示すように、ツインロータリー圧縮機2に冷媒の中間流路7aが連結されている。この中間流路7aは、中間流路7aに設けられている第二膨張弁11を開放することで、空気側熱交換器5に冷媒を流入させ、ツインロータリー圧縮機2の内部の冷媒の圧力を減圧する。これにより、二段目圧縮時に使用されるロータリーシリンダ20内に供給される冷媒の圧力が減圧され、二段目圧縮時に使用されるロータリーシリンダ20の吐出圧で、ベーン27の先端をローリングピストン22の外周面に当接させることができ、ベーン27の動作不良(ベーン飛び)を防止又は動作不良の時間短縮を図ることができる。
To prevent this, in this embodiment, as shown in FIG. 1, an
この場合、第二膨張弁11を開閉する開放角度や開放時間は図示しない制御部で実行される。一例として、ツインロータリー圧縮機2に連結された中間流路7aの第二膨張弁11は、所定開放時間(例えば、35秒)の間に最大角度(例えば、300度)開放した後、所定角度(50度)ずつ段階的に閉止するように制御される。そして、この制御部による第二膨張弁11の開閉は、ツインロータリー圧縮機2の起動時に2回行われる。これは、本願出願人の実験によれば、第二膨張弁11の開閉回数が1回だと、ベーン27の動作不良(ベーン飛び)の解消や動作不良の時間短縮を図ることが不十分であるとの検証結果に基づいている。
In this case, the opening angle and opening time for opening and closing the
上述してきたように、本実施形態のヒートポンプ給湯機は、ツインロータリー圧縮機2を単段圧縮冷凍サイクルで使用することで発生するツインロータリー圧縮機2自身の振動を、マフラー3を連結することで可及的に低く抑制することができる。これにより、ツインロータリー圧縮機2と連結して冷媒回路を構成する凝縮器(水側熱交換器4)と蒸発器(空気側熱交換器5)との間で冷媒を循環させる冷媒配管7に、振動による過剰な応力が加わり冷媒配管7が損傷して冷媒漏洩が発生することを防止することができる。さらに、ツインロータリー圧縮機2とマフラー3とを一体として連結しユニット化することで、ツインロータリー圧縮機2とマフラー3を同期させることができ、ツインロータリー圧縮機2とマフラー3を接続する冷媒配管7がツインロータリー圧縮機2の振動により損傷して冷媒漏洩が発生するという問題を防止することができる。
As described above, in the heat pump water heater of this embodiment, the vibration of the twin
また、ツインロータリー圧縮機2の起動時に、ロータリーシリンダ20内の圧縮空間25に吸気される冷媒の圧力を低下させるために、ツインロータリー圧縮機2の外部に冷媒を吐出する冷媒の中間流路7aを設け、当該中間流路7aに設置した第二膨張弁11を開閉制御してツインロータリー圧縮機2内部の冷媒の中間圧を下げることで、冷媒の二段目圧縮時に使用されるロータリーシリンダ20において、ローリングピストン22の外周面に押圧されるベーン27の動作不良(ベーン飛び)を防止、又は、ベーン27の動作不良の発生時間を短縮することができる。これにより、ベーン27の動作不良によるツインロータリー圧縮機2に発生する振動を可及的に低く抑えることができる。
In addition, in order to reduce the pressure of the refrigerant sucked into the
以上、本発明における実施形態の一例を説明してきたが、本発明の具体的な構成は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。 Although an example of an embodiment of the present invention has been described above, the specific configuration of the present invention is not limited to the above embodiment, and design changes that do not deviate from the gist of the invention are also included in the present invention.
1 ヒートポンプ給湯機
2 ツインロータリー圧縮機
3 マフラー
4 水側熱交換器(凝縮器)
5 空気側熱交換器(蒸発器)
6 内部熱交換器
7 冷媒配管
8 アキュームレータ
9 ストレーナ
10 第一膨張弁
11 第二膨張弁
12 給湯配管
13 ポンプ
14 流量センサ
15 キャピラリーチューブ
20 ロータリーシリンダ
21 駆動軸
22 ローリングピストン
23 吸入口
24 吐出口
25 圧縮空間
26 ベーン摺動部
27 ベーン
28 吐出弁
30 連結板
B ボルト
N ナット
F ファン
K 基台
1 Heat
5. Air side heat exchanger (evaporator)
6
Claims (2)
前記ツインロータリー圧縮機で冷媒を圧縮する際に発生する振動を抑制するために、前記ツインロータリー圧縮機の冷媒の吐出口にマフラーを連結するとともに、前記ツインロータリー圧縮機と前記マフラーとを連結体により連結することでユニット化し、
前記連結体は、
前記ツインロータリー圧縮機の外周面の左右一側の半周と接する第1の挟持体と、
前記ツインロータリー圧縮機の外周面の左右他側の半周及び前記マフラーの外周面の左右一側の半周と接し、前記第1の挟持体とともに前記ツインロータリー圧縮機を挟持する第2の挟持体と、
前記マフラーの外周面の左右他側の半周と接し、前記第2の挟持体とともに前記マフラーを挟持する第3の挟持体と、による分割構造を有する
ことを特徴とするヒートポンプ給湯機。 In a heat pump water heater that uses a twin rotary compressor to compress the refrigerant in a single-stage compression refrigeration cycle,
In order to suppress vibrations that occur when the refrigerant is compressed by the twin rotary compressor, a muffler is connected to the refrigerant discharge port of the twin rotary compressor, and the twin rotary compressor and the muffler are connected to each other by a connector to form a unit ;
The connector is
a first clamping body that contacts one half of a right or left side of an outer circumferential surface of the twin rotary compressor;
a second clamping body that contacts the other left and right half circumference of an outer circumferential surface of the twin rotary compressor and the other left and right half circumference of an outer circumferential surface of the muffler and clamps the twin rotary compressor together with the first clamping body;
a third clamping body that contacts the other half of the left and right sides of the outer circumferential surface of the muffler and clamps the muffler together with the second clamping body.
A heat pump water heater characterized by the above.
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