热泵装置制造方法及图纸

热泵装置(100)具备蒸发器(10)、电化学压缩机(11)、冷凝器(16)、制冷剂输送路(18)以及非冷凝性气体返回路(28)。非冷凝性气体返回路(28)是相对于制冷剂输送路(18)另行设置的路径，构成为将电化学压缩机(11)的喷出侧的高压空间与电化学压缩机(11)的吸入侧的低压空间连接，使非冷凝性气体从高压空间向低压空间返回。非冷凝性气体例如是氢气。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】热泵装置(100)具备蒸发器(10)、电化学压缩机(11)、冷凝器(16)、制冷剂输送路(18)以及非冷凝性气体返回路(28)。非冷凝性气体返回路(28)是相对于制冷剂输送路(18)另行设置的路径，构成为将电化学压缩机(11)的喷出侧的高压空间与电化学压缩机(11)的吸入侧的低压空间连接，使非冷凝性气体从高压空间向低压空间返回。非冷凝性气体例如是氢气。【专利说明】热泵装置
本专利技术涉及热泵装置。
技术介绍
当对使用于燃料电池的电解质膜施加电压时，比变成质子(H+)，并从电解质膜的一侧的面向另一侧的面移动。此时，质子协同水、醇、氨等极性物质而在电解质膜中移动。利用该现象来压缩极性物质的气体的技术被称作“电化学压缩(ElectrochemicalCompress1n)”。应用了电化学压缩的压缩机被称作“电化学压缩机(ElectrochemicalCompressor) ”。在专利文献1、2中记载有使用了电化学压缩机的热泵装置。 在先技术文献 专利文献 专利文献1:日本特开2003-262424号公报 专利文献2:美国专利申请公开第2010/0132386号说明书 在将电化学压缩机使用于热泵装置的情况下，除了制冷剂以外，氢这样的具有电化学活性的气体也是不可缺的。但是，这样的气体可能会阻碍热泵装置的效率提高。因此，希望具有电化学活性的气体的使用量少。
技术实现思路
专利技术要解决的课题 本专利技术提供一种能够在使用了电化学压缩机的热泵装置中削减具有电化学活性的气体的使用量的技术。 用于解决课题的方案 即，本专利技术提供一种热泵装置，具备: 蒸发器，其使制冷剂蒸发； 电化学压缩机，其使用具有电化学活性的非冷凝性气体，对通过所述蒸发器蒸发了的所述制冷剂进行压缩； 冷凝器，其使由所述电化学压缩机压缩后的所述制冷剂冷凝； 制冷剂输送路，其从所述冷凝器向所述蒸发器输送所述制冷剂；以及 非冷凝性气体返回路，其是相对于所述制冷剂输送路另行设置的路径，构成为将所述电化学压缩机的喷出侧的高压空间与所述电化学压缩机的吸入侧的低压空间连接，使所述非冷凝性气体从所述高压空间向所述低压空间返回。 专利技术效果 根据本专利技术，能够在使用了电化学压缩机的热泵装置中削减具有电化学活性的气体的使用量。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术的一实施方式的热泵装置的制冷运转时的结构图。 图2是图1所示的热泵装置的供暖运转时的结构图。 图3是设于非冷凝性气体返回路的闸门的一例的结构图。 图4是电化学压缩机的制冷运转时的动作说明图。 图5是电化学压缩机的供暖运转时的动作说明图。 图6是设有起动辅助机构的热泵装置的结构图。 图7是内置有非冷凝性气体返回路的电化学压缩机的结构图。 【具体实施方式】 如之前说明的那样，使用了电化学压缩机的热泵装置需要具有电化学活性的气体。具有电化学活性的气体在热泵装置的通常的运转条件下通常呈非冷凝性，在热泵装置中成为阻碍传热的主要因素。例如，在使用翅片管热交换器进行制冷剂与外部气体之间的热交换的情况下，传热面处的非冷凝性气体的热阻趋于增大。因此，在使用了电化学压缩机的热泵装置中，希望具有电化学活性的气体的使用量少。 本专利技术的第一方案提供一种热泵装置，其具备: 蒸发器，其使制冷剂蒸发； 电化学压缩机，其使用具有电化学活性的非冷凝性气体，对通过所述蒸发器蒸发了的所述制冷剂进行压缩； 冷凝器，其使由所述电化学压缩机压缩后的所述制冷剂冷凝； 制冷剂输送路，其从所述冷凝器向所述蒸发器输送所述制冷剂；以及 非冷凝性气体返回路，其是相对于所述制冷剂输送路另行设置的路径，构成为将所述电化学压缩机的喷出侧的高压空间与所述电化学压缩机的吸入侧的低压空间连接，使所述非冷凝性气体从所述高压空间向所述低压空间返回。 根据第一方案，非冷凝性气体通过非冷凝性气体返回路而从电化学压缩机的喷出侧的高压空间向电化学压缩机的吸入侧的低压空间返回。因此，能够防止用于压缩制冷剂的作为工作流体的非冷凝性气体不足的现象。换言之，能够减少非冷凝性气体的使用量(非冷凝性气体向热泵装置的填充量)。另外，由于能够减少成为阻碍传热的主要因素的非冷凝性气体的使用量，因此能够提高热泵装置的效率。 在第一方案的基础上，本专利技术的第二方案提供的热泵装置构成为，还具备闸门，该闸门设置于所述非冷凝性气体返回路，且具有维持所述高压空间与所述低压空间之间的压力差的能力以及使所述非冷凝性气体从所述高压空间向所述低压空间返回的能力。通过维持高压空间与低压空间之间的压力差，由此能够使非冷凝性气体从高压空间向低压空间返回，并且能够继续热泵装置的运转。 在第二方案的基础上，本专利技术的第三方案提供的热泵装置构成为，所述闸门包括从毛细管、流量调整阀以及开闭阀中选择的至少一方。毛细管的优点是不需要特别的控制。在将开闭阀用作闸门的情况下，通过定期打开开闭阀，由此能够使蓄积在高压空间中的非冷凝性气体向低压空间返回。流量调整阀的优点是能够通过改变开度来调整非冷凝性气体返回路中的非冷凝性气体的流量。 在第二方案的基础上，本专利技术的第四方案提供的热泵装置构成为，所述闸门包括配置在所述非冷凝性气体的流动方向的上游侧的上游阀以及配置在所述流动方向的下游侧的下游阀，所述热泵装置还具备阀控制部，该阀控制部如下进行控制:(i)以关闭所述下游阀且打开所述上游阀的方式控制所述上游阀以及所述下游阀，之后，(ii)以在关闭所述下游阀的状态下关闭所述上游阀的方式控制所述上游阀以及所述下游阀，在此之后，(iii)以在关闭所述上游阀的状态下打开所述下游阀的方式控制所述上游阀以及所述下游阀。根据第四方案，能够抑制制冷剂蒸气从高压空间向低压空间的逆流，并且能够使非冷凝性气体高效地从高压空间向低压空间返回。 在第二方案的基础上，本专利技术的第五方案提供的热泵装置构成为，所述非冷凝性气体是氢，所述闸门包括具有选择性地使氢透过的能力的氢透过膜。若使用氢透过膜，则能够可靠地防止制冷剂通过非冷凝性气体返回路从高压空间向低压空间返回的现象。 在第一?第五方案中的任一方案的基础上，本专利技术的第六方案提供的热泵装置构成为，所述非冷凝性气体返回路具有与所述冷凝器的上部连接的一端。在冷凝器中，制冷剂被冷却而发生冷凝。非冷凝性气体因比重差而容易储存在冷凝器的上部的空间。因此，若非冷凝性气体返回路与冷凝器的上部连接，则非冷凝性气体容易从冷凝器的内部空间(高压空间)向非冷凝性气体返回路进入。 在第一?第六方案中的任一方案的基础上，本专利技术的第七方案提供的热泵装置构成为，还具备非冷凝性气体收集器，该非冷凝性气体收集器形成所述高压空间的一部分，且构成为局部地提高所述非冷凝性气体的浓度，所述非冷凝性气体返回路与所述非冷凝性气体收集器连接。根据第七方案，能够高效且选择性地使非冷凝性气体从高压空间向低压空间返回。 在第七方案的基础上，本专利技术的第八方案提供的热泵装置构成为，所述非冷凝性气体收集器设置在所述冷凝器的上部。根据第八方案，能够利用比重差容易地将非冷凝性气体收集到非冷凝性气体收集器。 在第七或者第八方案的基础上，本专利技术的第九方案提供的热泵装置构成为，所述非冷凝性气体收集器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热泵装置，具备：蒸发器，其使制冷剂蒸发；电化学压缩机，其使用具有电化学活性的非冷凝性气体，对通过所述蒸发器蒸发了的所述制冷剂进行压缩；冷凝器，其使由所述电化学压缩机压缩后的所述制冷剂冷凝；制冷剂输送路，其从所述冷凝器向所述蒸发器输送所述制冷剂；以及非冷凝性气体返回路，其是相对于所述制冷剂输送路另行设置的路径，构成为将所述电化学压缩机的喷出侧的高压空间与所述电化学压缩机的吸入侧的低压空间连接，使所述非冷凝性气体从所述高压空间向所述低压空间返回。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：坂本直树，原木雄，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP