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JP2013210118A - 給水加温システム - Google Patents

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Abstract

【課題】ヒートポンプを用いた給水加温システムにおいて、ヒートポンプのＣＯＰを向上する。
【解決手段】給水路８を介した給水タンク３への給水は、廃熱回収熱交換器１２、過冷却器１７および凝縮器１４を順に通される。熱源水などの熱源流体は、蒸発器１６および廃熱回収熱交換器１２を順に通される。廃熱回収熱交換器１２は、給水路８を介した給水タンク３への給水と、蒸発器１６を通過後の熱源流体との間接熱交換器である。過冷却器１７は、給水路８を介した給水タンク３への給水と、凝縮器１４から膨張弁１５への冷媒との間接熱交換器である。給水路８を介した給水タンク３への給水中、ヒートポンプ４を運転すると共に、ヒートポンプ４の凝縮器１４の出口側水温を設定温度に維持するように、凝縮器１４への通水量を調整するのがよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒートポンプを用いた給水加温システムに関するものである。
従来、下記特許文献１に開示されるように、ボイラ（２４）の給水タンク（２３）への給水を、ヒートポンプ（１２）を用いて加温できるシステムが知られている。また、下記特許文献２に開示されるように、ヒートポンプ（１０）を用いて蒸気を発生させるシステム（Ｓ１）において、水を沸点近くまで加温する加温部（２１（第１熱交換器４０））と、水を蒸発させる蒸発部（２２（第２熱交換器４１））とに分けたシステムも知られている。
特開２０１０−２５４３１号公報（図２、図３） 特開２００７−１２０９１４号公報（図１、段落番号００２４−００２７、００３２）
いずれの特許文献に記載の発明も、ヒートポンプの蒸発器を通過後の熱源流体にまだ利用できる熱が残っていても、これを利用することはできない。しかも、給水の加温をすべてヒートポンプで担う場合、システムが大型化し、圧縮機の消費電力も多くなり、ヒートポンプの効率（成績係数ＣＯＰ）が悪い。
また、いずれの特許文献に記載の発明も、ヒートポンプで加温しようとする水の流量は一定であるから、給水源の水温や、ヒートポンプの蒸発器に通される熱源流体の温度変化に対応して、ヒートポンプからの出湯温度（特許文献２に記載の発明では、蒸発部２２は所定圧力下の飽和温度となるから、加温部２１で加温後の水温が相当）を所望に維持することはできない。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、ヒートポンプを用いた給水加温システムにおいて、ヒートポンプの効率を向上することにある。また、好ましくは、出湯温度を所望に維持することにある。
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、圧縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発器が順次環状に接続されて冷媒を循環させ、前記蒸発器に通される熱源流体から熱をくみ上げ、前記凝縮器に通される水を加温するヒートポンプと、廃熱回収熱交換器、過冷却器および前記凝縮器を順に通されて給水路により給水可能な給水タンクとを備え、前記廃熱回収熱交換器は、前記給水路を介した前記給水タンクへの給水と、前記蒸発器を通過後の熱源流体との間接熱交換器であり、前記過冷却器は、前記給水路を介した前記給水タンクへの給水と、前記凝縮器から前記膨張弁への冷媒との間接熱交換器であることを特徴とする給水加温システムである。
請求項１に記載の発明によれば、給水タンクへの給水は、廃熱回収熱交換器、過冷却器および凝縮器を順に通される一方、ヒートポンプの熱源流体は、蒸発器および廃熱回収熱交換器を順に通される。蒸発器を通過後の熱源流体の廃熱や、凝縮器を通過後の冷媒の熱を用いて、凝縮器への給水を予熱しておくことで、ヒートポンプの効率を向上することができる。
請求項２に記載の発明は、前記給水路を介した前記給水タンクへの給水中、前記ヒートポンプを運転すると共に、前記ヒートポンプの凝縮器の出口側水温を設定温度に維持するように、前記凝縮器への通水量を調整することを特徴とする請求項１に記載の給水加温システムである。
請求項２に記載の発明によれば、給水路を介した給水タンクへの給水中、凝縮器の出口側水温を設定温度に維持するように、凝縮器への通水量（給水路を介した給水タンクへの給水流量）を調整することで、給水源の水温や熱源流体の温度に拘わらず、所望温度の温水を得ることができる。さらに、凝縮器の出口側水温を設定温度に維持するために、ヒートポンプを制御するのではなく、凝縮器への通水量を制御するので、ヒートポンプを高効率な高負荷で運転したり、給水タンクの水位などに応じて負荷調整したりできる。
請求項３に記載の発明は、前記凝縮器では、前記ヒートポンプの冷媒の凝縮が図られ、これにより前記給水タンクへの給水は前記ヒートポンプの冷媒の潜熱および顕熱により加熱され、前記過冷却器では、前記凝縮器からの液冷媒の冷却が図られ、これにより前記給水タンクへの給水は前記ヒートポンプの冷媒の顕熱により加熱されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の給水加温システムである。
請求項３に記載の発明によれば、ヒートポンプの冷媒について、気相から液相への凝縮を凝縮器で行い、凝縮後の液冷媒のさらなる冷却を過冷却器で行う構成である。冷媒の凝縮用と過冷却用とで熱交換器を分けることで、熱交換器の設計が容易となり、熱交換器を簡易な構造で小型化でき、コスト削減を図ることができる。また、汎用の熱交換器の利用も可能となる。
請求項４に記載の発明は、前記蒸発器を通過後の熱源流体を前記廃熱回収熱交換器に通すか否かを切り替え可能とされ、前記廃熱回収熱交換器の入口側における前記給水の温度が、前記蒸発器の出口側における前記熱源流体の温度よりも高ければ、前記蒸発器を通過後の熱源流体を前記廃熱回収熱交換器には通さないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の給水加温システムである。
請求項４に記載の発明によれば、万一、廃熱回収熱交換器の入口側における給水の温度が、蒸発器の出口側における熱源流体の温度よりも高ければ、蒸発器を通過後の熱源流体を廃熱回収熱交換器に通さないことで、比較的低温の熱源流体による給水の不測の冷却を防止することができる。
請求項５に記載の発明は、前記ヒートポンプの蒸発器に通される熱源流体の温度に基づき、前記ヒートポンプの出力を調整することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の給水加温システムである。
請求項５に記載の発明によれば、熱源流体の温度を考慮してヒートポンプの出力を調整することで、熱源流体の温度変化に拘わらず、給水路を介した給水タンクへの給水流量を安定させることができる。
さらに、請求項６に記載の発明は、前記ヒートポンプの蒸発器に通される熱源流体の量が設定を下回るか、前記給水路を通る給水の量が設定を下回ると、前記ヒートポンプの運転を停止すると共に、前記蒸発器への熱源流体の供給を停止することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の給水加温システムである。
請求項６に記載の発明によれば、ヒートポンプの熱源流体が想定量より少なくなるか、給水路を通る給水が想定量より少なくなると、ヒートポンプの運転を停止することができる。
本発明によれば、ヒートポンプを用いた給水加温システムにおいて、ヒートポンプの効率を向上することができる。また、実施の形態に応じて、出湯温度を所望に維持することができる。
本発明の給水加温システムの一実施例を示す概略図である。
以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の給水加温システム１の一実施例を示す概略図である。
本実施例の給水加温システム１は、ボイラ２の給水タンク３への給水をヒートポンプ４で加温できるシステムであり、ボイラ２への給水を貯留する給水タンク３と、この給水タンク３への給水を貯留する補給水タンク５と、この補給水タンク５から給水タンク３への給水を加温するヒートポンプ４と、このヒートポンプ４の熱源としての熱源水（たとえば廃温水）を貯留する熱源水タンク６とを備える。
ボイラ２は、蒸気ボイラであり、給水タンク３からの給水を加熱して蒸気にする。ボイラ２は、典型的には、蒸気の圧力を所望に維持するように、燃焼量を調整される。また、ボイラ２は、缶体内の水位を所望に維持するように、給水タンク３からボイラ２への給水路またはボイラ２の内部に設けたポンプ７が制御される。ボイラ２からの蒸気は、各種の蒸気使用設備（図示省略）へ送られるが、蒸気使用設備からのドレン（蒸気の凝縮水）を給水タンク３へ戻してもよい。
給水タンク３は、補給水タンク５から、ヒートポンプ４を介して給水路８により給水可能であると共に、ヒートポンプ４を介さずに補給水路９により給水可能である。給水路８に設けた給水ポンプ１０と、補給水路９に設けた補給水ポンプ１１との作動を制御することで、給水路８と補給水路９との内、いずれか一方または双方を介して、補給水タンク５から給水タンク３へ給水可能である。給水路８には、給水ポンプ１０より下流に、廃熱回収熱交換器１２とヒートポンプ４とが順に設けられている。
給水ポンプ１０は、本実施例では、インバータにより回転数を制御可能とされる。給水ポンプ１０の回転数を変更することで、給水路８を介した給水タンク３への給水流量を調整することができる。一方、補給水ポンプ１１は、本実施例では、オンオフ制御される。
補給水タンク５は、給水タンク３への給水を貯留する。補給水タンク５への給水として、本実施例では軟水が用いられる。すなわち、軟水器（図示省略）にて水中の硬度分を除去された軟水は、補給水タンク５に供給され貯留される。補給水タンク５の水位に基づき軟水器からの給水を制御することで、補給水タンク５の水位は所望に維持される。
ヒートポンプ４は、蒸気圧縮式のヒートポンプであり、圧縮機１３、凝縮器１４、膨張弁１５および蒸発器１６が順次環状に接続されて構成される。そして、圧縮機１３は、ガス冷媒を圧縮して高温高圧にする。また、凝縮器１４は、圧縮機１３からのガス冷媒を凝縮液化する。さらに、膨張弁１５は、凝縮器１４からの液冷媒を通過させることで、冷媒の圧力と温度とを低下させる。そして、蒸発器１６は、膨張弁１５からの冷媒の蒸発を図る。
従って、ヒートポンプ４は、蒸発器１６において、冷媒が外部から熱を奪って気化する一方、凝縮器１４において、冷媒が外部へ放熱して凝縮することになる。これを利用して、本実施例では、ヒートポンプ４は、蒸発器１６において、熱源としての熱源水から熱をくみ上げ、凝縮器１４において、給水路８の水を加温する。
なお、本実施例では、ヒートポンプ４の冷媒と熱源水との熱交換は、蒸発器１６を構成する一つの熱交換器で行い、ヒートポンプ４の冷媒と熱源水との間の熱交換に第三の流体を介在させないので、ヒートポンプ４の蒸発器１６を通過する冷媒と、熱源水との温度差を小さくすることができ、ヒートポンプ４の成績係数（ＣＯＰ）の向上を図ることができる。しかも、簡易な構成となり、コスト削減を図ることもできる。
ヒートポンプ４は、さらに、凝縮器１４と膨張弁１５との間に、過冷却器１７を備える。過冷却器１７は、凝縮器１４から膨張弁１５への冷媒と、凝縮器１４への給水との間接熱交換器である。過冷却器１７により、凝縮器１４への給水で、凝縮器１４から膨張弁１５への冷媒を過冷却することができると共に、凝縮器１４から膨張弁１５への冷媒で、凝縮器１４への給水を加温することができる。ヒートポンプ４の冷媒は、凝縮器１４において潜熱を放出し、過冷却器１７において顕熱を放出する。
つまり、凝縮器１４において、ガス冷媒は凝縮して液冷媒となり、その液冷媒が過冷却器１７に供給されて、過冷却器１７において、液冷媒はさらに冷却（過冷却）される。冷媒の凝縮用と過冷却用とで熱交換器を分けることで、熱交換器の設計が容易となり、熱交換器を簡易な構造で小型化でき、コスト削減を図ることができる。また、汎用の熱交換器の利用も可能となる。
その他、ヒートポンプ４には、圧縮機１３の入口側にアキュムレータを設置したり、圧縮機１３の出口側に油分離器を設置したり、凝縮器１４の出口側（凝縮器１４と過冷却器１７との間）に受液器を設置したりしてもよい。
ところで、ヒートポンプ４は、その出力（圧縮機の容量）を変更可能とされてもよい。たとえば、圧縮機１３のモータの回転数をインバータで変更することで、ヒートポンプ４の出力を変更することができる。
熱源水タンク６は、ヒートポンプ４の熱源としての熱源水を貯留する。熱源水とは、たとえば廃温水（工場などから排出される温水）である。なお、熱源水タンク６には、熱源水の供給路１８が設けられると共に、所定以上の水をあふれさせるオーバーフロー路１９が設けられている。
熱源水タンク６の水は、熱源供給路２０を介して、ヒートポンプ４の蒸発器１６を通された後、廃熱回収熱交換器１２を通される。熱源供給路２０には、蒸発器１６より上流側に熱源供給ポンプ２１が設けられており、この熱源供給ポンプ２１を作動させることで、熱源水タンク６からの熱源水を、蒸発器１６と廃熱回収熱交換器１２とに順に通すことができる。
蒸発器１６を先に通した後に廃熱回収熱交換器１２に熱源水を通すことで、廃熱回収熱交換器１２を先に通した後に蒸発器１６に熱源水を通す場合と比較して、蒸発器１６における冷媒の蒸発温度（つまり蒸発圧力）を高めることができ、圧縮機１３の圧力比を小さくすることができ、省エネルギーを図ることができる。
なお、廃熱回収熱交換器１２は、補給水タンク５から過冷却器１７への給水と、蒸発器１６からの熱源水との間接熱交換器である。本実施例の場合、補給水タンク５から給水路８を介した給水タンク３への給水は、補給水タンク５から、廃熱回収熱交換器１２、過冷却器１７および凝縮器１４を順に通された後、給水タンク３へ供給される。
給水路８には、凝縮器１４の出口側に、水温センサ２２が設けられる。この水温センサ２２は、凝縮器１４を通過後の水温を検出する。水温センサ２２の検出温度に基づき、給水ポンプ１０が制御される。ここでは、給水ポンプ１０は、水温センサ２２の検出温度を設定温度Ｔ（たとえば７５℃）に維持するようにインバータ制御される。つまり、給水路８を介した給水タンク３への給水は、水温センサ２２の検出温度を設定温度Ｔに維持するように、流量が調整される。但し、場合により、このような水温センサ２２による流量調整制御を省略することもできる。
熱源水タンク６には、ヒートポンプ４の熱源としての熱源水の有無を確認するために、水位検出器２３が設けられている。水位検出器２３の構成は特に問わないが、本実施例では電極式水位検出器とされる。つまり、熱源水タンク６には、低水位検出電極棒２４が差し込まれており、熱源水の水位が設定を下回っていないかを監視する。また、熱源水タンク６には、熱源水の温度を検出する熱源温度センサ２５を設けておいてもよい。
次に、本実施例の給水加温システム１の制御（運転方法）について説明する。以下に説明する一連の制御は、図示しない制御器を用いて自動でなされる。
給水タンク３には、給水路８を介して給水可能であると共に補給水路９を介しても給水可能であるが、給水路８を介した給水が優先されるように制御されるのが好ましい。たとえば、給水タンク３内の水位を設定範囲に維持するように、給水路８を介した給水を制御するが、それでは給水タンク３内の水位が設定範囲を下回る場合には、補給水路９を介しても給水タンク３へ給水するのが好ましい。
給水路８を介した給水タンク３への給水中、ヒートポンプ４を運転する。言い換えれば、給水ポンプ１０とヒートポンプ４とは連動し、給水ポンプ１０の作動中はヒートポンプ４も運転し、給水ポンプ１０の停止中はヒートポンプ４も停止する。但し、前述したように、給水ポンプ１０は、作動中、水温センサ２２の検出温度を所望に維持するように、回転数をインバータ制御される。なお、熱源水タンク６内の水温が高い場合には、ヒートポンプ４を停止した状態で給水ポンプ１０を運転して、廃熱を回収することもできる。また、ヒートポンプ４は、その圧縮機１３の作動の有無により、運転と停止が切り替えられる。
ヒートポンプ４を運転して、補給水タンク５から給水路８を介して給水タンク３へ給水する際、補給水タンク５からの給水は、廃熱回収熱交換器１２、過冷却器１７および凝縮器１４により徐々に加温されて、所定温度で給水タンク３へ供給される。給水タンク３とヒートポンプ４（凝縮器１４）との間で水を循環させる場合と比較して、補給水タンク５から給水タンク３への一回の通過（ワンススルー）で給水を加温するので、ヒートポンプ４を通過する前後の給水の温度差を確保して、ヒートポンプ４の成績係数（ＣＯＰ）の向上を図ることができる。また、各熱交換器をコンパクトに構成することもできる。
本実施例の構成によれば、従来のシステム１（廃熱回収熱交換器１２や過冷却器１７がなく、給水タンク３とヒートポンプ４との間で水を循環させるシステム）と比較して、システム効率を８〜９以上にすることが可能となり、省エネルギーや二酸化炭素排出量削減に大きく貢献することができる。
ところで、補給水タンク５からの水温や、蒸発器１６からの熱源水の温度によっては、廃熱回収熱交換器１２において、給水を加温できず、むしろ冷却してしまうおそれもある。そこで、そのような場合に備えて、図１において二点鎖線で示すように、熱源供給路２０には、廃熱回収熱交換器１２の前後をバイパス路２６で接続しておき、廃熱回収熱交換器１２への熱源供給路２０とバイパス路２６との分岐部に三方弁２７を設けるなどして、蒸発器１６からの熱源水を廃熱回収熱交換器１２に通すか、廃熱回収熱交換器１２に通さずにバイパス路２６を介して排出するかを切り替え可能としておくのがよい。そして、廃熱回収熱交換器１２の入口側における給水の温度Ｔ１と、蒸発器１６の出口側における熱源水の温度Ｔ２とを監視して、給水の温度Ｔ１が熱源水の温度Ｔ２よりも低ければ（Ｔ１＜Ｔ２）、蒸発器１６を通過後の熱源水を廃熱回収熱交換器１２に通すが、給水の温度Ｔ１が熱源水の温度Ｔ２よりも高ければ（Ｔ１≧Ｔ２）、蒸発器１６を通過後の熱源水を廃熱回収熱交換器１２に通さずバイパス路２６を通せばよい。
また、ヒートポンプ４の運転中、つまり給水路８を介した給水タンク３への給水中、熱源水タンク６内の水温を熱源温度センサ２５で監視して、その温度に基づきヒートポンプ４の出力を調整してもよい。ヒートポンプ４の熱源としての熱源水の温度が高温なほど、ヒートポンプ４の出力を下げることができる。熱源水の温度を考慮してヒートポンプ４の出力を調整することで、熱源水の温度変化に拘わらず、給水路８を介した給水タンク３への給水流量を安定させることができる。
さらに、ヒートポンプ４の運転中、熱源水タンク６内の水位が下がり、低水位検出電極棒２４が水位を検知しなくなると、ヒートポンプ４の運転を停止すると共に、熱源供給ポンプ２１を停止して蒸発器１６への熱源水の供給を停止するのがよい。これにより、ヒートポンプ４を無駄に運転するのが防止される。また、同様に、ヒートポンプ４の運転中（つまり給水路８を介した給水タンク３への給水制御中）、万一、給水路８を通る給水の量が設定を下回ると、ヒートポンプ４の運転を停止すると共に、熱源供給ポンプ２１を停止して蒸発器１６への熱源水の供給を停止するのがよい。
本発明の給水加温システム１は、前記実施例の構成に限らず、適宜変更可能である。特に、給水路８を介した給水タンク３への給水が、廃熱回収熱交換器１２、過冷却器１７および凝縮器１４を順に通される一方、ヒートポンプ４の熱源流体が、蒸発器１６および廃熱回収熱交換器１２を順に通され、且つ、好ましくは、給水路８を介した給水タンク３への給水中、ヒートポンプ４を運転すると共に、凝縮器１４の出口側水温を設定温度に維持するように、凝縮器１４への通水量（給水路８を介した給水タンク３への給水量）を調整するのであれば、その他の構成および制御は適宜に変更可能である。
また、前記実施例では、給水路８を介した給水タンク３への給水流量を調整するために、給水ポンプ１０をインバータ制御したが、給水ポンプ１０をオンオフ制御しつつ、給水路８に設けたバルブの開度を調整してもよい。つまり、水温センサ２２の検出温度に基づき給水路８を介した給水の流量を調整可能であれば、その流量調整方法は適宜に変更可能である。
また、ヒートポンプ４は、単段に限らず複数段とすることもできる。ヒートポンプ４を複数段にする場合、隣接する段のヒートポンプ同士は、間接熱交換器を用いて接続されてもよいし、直接熱交換器（中間冷却器）を用いて接続されてもよい。後者の場合、下段ヒートポンプの圧縮機からの冷媒と上段ヒートポンプの膨張弁からの冷媒とを受けて、両冷媒を直接に接触させて熱交換する中間冷却器を備え、この中間冷却器が下段ヒートポンプの凝縮器であると共に上段ヒートポンプの蒸発器とされる。このように、複数段（多段）のヒートポンプ４には、一元多段のヒートポンプの他、複数元（多元）のヒートポンプ、あるいはそれらの組合せのヒートポンプが含まれる。
また、給水タンク３に、凝縮器１４を介して給水路８により給水可能であると共に、凝縮器１４を介さずに補給水路９により給水可能であれば、給水路８や補給水路９の具体的構成は、前記実施例の構成に限らず適宜変更可能である。たとえば、前記実施例では、給水路８と補給水路９とは、それぞれ補給水タンク５と給水タンク３とを接続するように並列に設けたが、給水路８と補給水路９との一端部（補給水タンク５側の端部）と他端部（給水タンク３側の端部）の一方または双方は、共通の管路としてもよい。言い換えれば、補給水路９の一端部は、補給水タンク５に接続するのではなく、給水路８から分岐するように設けてもよいし、補給水路９の他端部は、給水タンク３に接続するのではなく、給水タンク３の手前において給水路８に合流するように設けてもよい。補給水路９の一端部を、補給水タンク５に接続するのではなく、給水路８から分岐するように設ける場合、その分岐部より下流において、給水路８に給水ポンプ１０を設ける一方、補給水路９に補給水ポンプ１１を設ければよいが、分岐部よりも上流側の共通管路にのみポンプを設けて、分岐部より下流の給水路８および／または補給水路９に設けたバルブの開度を調整することで、給水路８や補給水路９を通る流量を調整してもよい。
また、前記実施例では、給水タンク３への給水を貯留するために補給水タンク５を設置したが、場合により補給水タンク５の設置を省略して、給水源から直接に給水路８および補給水路９に水を通してもよい。
また、前記実施例では、給水路８および／または補給水路９を介して、補給水タンク５から給水タンク３へ給水可能としたが、これら給水は、軟水器から直接に行ってもよい。たとえば、図１において、給水路８および補給水路９の基端部をまとめて軟水器に接続し、給水ポンプ１０の設置を省略する代わりに給水路８に設けた電動弁（モータバルブ）の開度を調整し、補給水ポンプ１１の設置を省略する代わりに補給水路９に設けた電磁弁の開閉を制御すればよい。
また、前記実施例では、ボイラ２の給水タンク３への給水をヒートポンプ４で加温できるシステムについて説明したが、給水タンク３の貯留水の利用先は、ボイラ２に限らず適宜に変更可能である。そして、場合により、補給水タンク５や補給水路９を省略してもよい。
さらに、前記実施例では、ヒートポンプ４の熱源として熱源水を用いた例について説明したが、ヒートポンプ４の熱源流体として、熱源水に限らず、空気や排ガスなど各種の流体を用いることができる。但し、熱源流体は、蒸発器１６においてヒートポンプ４の冷媒に熱（顕熱）を与えつつ自身は温度低下を伴い、その後、廃熱回収熱交換器１２において給水に熱（顕熱）を与えつつ自身は温度低下を伴う流体が好ましい。
１ 給水加温システム
２ ボイラ
３ 給水タンク
４ ヒートポンプ
５ 補給水タンク
６ 熱源水タンク
７ ポンプ
８ 給水路
９ 補給水路
１０ 給水ポンプ
１１ 補給水ポンプ
１２ 廃熱回収熱交換器
１３ 圧縮機
１４ 凝縮器
１５ 膨張弁
１６ 蒸発器
１７ 過冷却器
１８ 供給路
１９ オーバーフロー路
２０ 熱源供給路
２１ 熱源供給ポンプ
２２ 水温センサ
２３ 水位検出器
２４ 低水位検出電極棒
２５ 熱源温度センサ
２６ バイパス路
２７ 三方弁

Claims (6)

  1. 圧縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発器が順次環状に接続されて冷媒を循環させ、前記蒸発器に通される熱源流体から熱をくみ上げ、前記凝縮器に通される水を加温するヒートポンプと、
    廃熱回収熱交換器、過冷却器および前記凝縮器を順に通されて給水路により給水可能な給水タンクとを備え、
    前記廃熱回収熱交換器は、前記給水路を介した前記給水タンクへの給水と、前記蒸発器を通過後の熱源流体との間接熱交換器であり、
    前記過冷却器は、前記給水路を介した前記給水タンクへの給水と、前記凝縮器から前記膨張弁への冷媒との間接熱交換器である
    ことを特徴とする給水加温システム。
  2. 前記給水路を介した前記給水タンクへの給水中、前記ヒートポンプを運転すると共に、前記ヒートポンプの凝縮器の出口側水温を設定温度に維持するように、前記凝縮器への通水量を調整する
    ことを特徴とする請求項１に記載の給水加温システム。
  3. 前記凝縮器では、前記ヒートポンプの冷媒の凝縮が図られ、これにより前記給水タンクへの給水は前記ヒートポンプの冷媒の潜熱および顕熱により加熱され、
    前記過冷却器では、前記凝縮器からの液冷媒の冷却が図られ、これにより前記給水タンクへの給水は前記ヒートポンプの冷媒の顕熱により加熱される
    ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の給水加温システム。
  4. 前記蒸発器を通過後の熱源流体を前記廃熱回収熱交換器に通すか否かを切り替え可能とされ、
    前記廃熱回収熱交換器の入口側における前記給水の温度が、前記蒸発器の出口側における前記熱源流体の温度よりも高ければ、前記蒸発器を通過後の熱源流体を前記廃熱回収熱交換器には通さない
    ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の給水加温システム。
  5. 前記ヒートポンプの蒸発器に通される熱源流体の温度に基づき、前記ヒートポンプの出力を調整する
    ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の給水加温システム。
  6. 前記ヒートポンプの蒸発器に通される熱源流体の量が設定を下回るか、前記給水路を通る給水の量が設定を下回ると、前記ヒートポンプの運転を停止すると共に、前記蒸発器への熱源流体の供給を停止する
    ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の給水加温システム。
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