蒸气发生系统的制作方法

蒸气发生系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种减少通过热泵汲取的温度差而效率高的蒸气发生系统。第一热泵(2)具有第一蒸发器(7)和第二蒸发器(8)。第二热泵(3)经由兼作为所述第一蒸发器(7)的最上段的冷凝器(10)而与第一热泵(2)连接。热源流体依次通过第一热泵(2)的第二蒸发器(8)和第二热泵(3)的蒸发器(12)，在第一热泵(2)的冷凝器(5)中，对水进行加热而产生蒸气。
【专利说明】蒸气发生系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种使用热泵来产生蒸气的蒸气发生系统。本申请基于在2011年3月31日向日本申请的日本特愿2011-079370号主张优先权，其内容引用于此。
【背景技术】
[0002]以往，如下述专利文献I所公开的那样，已知有在蒸发器中从排温水等汲取热量并在冷凝器中对水加热而产生蒸气的热泵。
[0003]此外，如下述专利文献2所公开的那样，还提出有如下系统，该系统由上下多段构成热泵，通过连接上下的热泵的热交换器(是下段热泵的冷凝器且也是上段热泵的蒸发器。)对供水进行加热，从最上段的热泵的冷凝器取出蒸气。
[0004]进而，如下述专利文献3所公开的那样，还提出有如下装置，该装置左右并联地设置热泵，使水依次通过各热泵的冷凝器而获得高温水。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开昭58-40451号公报(第二图)
[0008]专利文献2:日本特开2006-348876号公报(图1、图2)
[0009]专利文献3:日本实开昭60-23669号公报(第二图)

【发明内容】

[0010]发明要解决的课题
[0011]然而，若如所述专利文献I所记载的发明那样仅使用单段的热泵，则汲取热量的温度差、即蒸发器侧与冷凝器侧的温度差大，热泵的效率变差。
[0012]此外，即使如所述专利文献2所记载的发明那样简单地在上下多段设置热泵，在仅从最下段的蒸发器汲取热量的情况下，与所述专利文献I所记载的发明同样地，就热泵整体来看的汲取温度差大，热泵的效率提高存在极限。
[0013]此外，即使如所述专利文献3所记载的发明那样在左右并联地设置热泵，在左右热泵为相同结构且仅从最下段的蒸发器汲取热量的情况下，与所述专利文献2所记载的发明同样地，汲取温度差大，热泵的效率提高存在极限。
[0014]进而，在热源流体为温水或废气等且在向热泵赋予热量(焓)的同时自身伴随温度降低的情况下，仅通过在以左右相同结构并联设置的热泵中通过热源流体，在下游侧的热泵中热源流体的温度降低，因此也需要对此进行考虑。
[0015]本发明要解决的课题在于减少就系统整体来看时的汲取温度差，从而实现系统的效率提高。此外，本发明的课题还在于提供一种在热源流体向热泵赋予焓的情况下还能够应对伴随于此的温度降低的蒸气发生系统。
[0016]用于解决课题的手段
[0017]本发明是为了解决所述课题而作成的，技术方案I所记载的发明为一种蒸气发生系统，其特征在于，该蒸气发生系统具备:第一热泵，其由单段或多段构成，且至少在最下段具有第一蒸发器和第二蒸发器；第二热泵，其由单段或多段构成，且经由兼作为所述最下段的第一蒸发器的最上段的冷凝器与所述第一热泵连接，热源流体依次通过所述第一热泵的第二蒸发器和所述第二热泵的最下段的蒸发器，在所述第一热泵的最上段的冷凝器中，对水进行加热而产生蒸气。
[0018]根据技术方案I所记载的发明，能够从第一热泵的第二蒸发器和第二热泵的最下段的蒸发器汲取热量而在第一热泵的最上段的冷凝器中产生蒸气。此时，热源流体在通过第一热泵的第二蒸发器之后通向第二热泵的最下段的蒸发器。由此，第二热泵补偿在第一热泵的第二蒸发器中热源流体被冷却的量，从而能够从通过第二蒸发器后的热源流体再次汲取热量。此外，在第一热泵中，能够减少汲取的温度差，与此相应地能够减少压缩机的电力，能够提高蒸气发生系统的效率。
[0019]技术方案2所记载的发明以技术方案I所记载的蒸气发生系统为基础，其特征在于，所述第二热泵由单段的热泵构成，从依次通过所述第一热泵的第二蒸发器和所述第二热泵的最下段的蒸发器的热源流体汲取热量，在所述第一热泵的最上段的冷凝器中，对水进行加热而产生蒸气。
[0020]根据技术方案2所记载的发明，具备单段或多段的第一热泵和单段的第二热泵，热源流体依次通过第一热泵的第二蒸发器和第二热泵的最下段的蒸发器，由此能够在第一热泵的最上段的冷凝器中产生蒸气。
[0021]技术方案3所记载的发明以技术方案I或技术方案2所记载的蒸气发生系统为基础，其特征在于，所述第一热泵由多段的热泵构成，其中一部分或全部的热泵作为蒸发器具备所述第一蒸发器和所述第二蒸发器，各所述第一蒸发器将相邻的上下热泵彼此连接，热源流体按照从上段的热泵依次朝向下段的热泵的顺序通过各所述第二蒸发器。
[0022]根据技术方案3所记载的发明，就蒸气发生系统整体来看，其由三段以上的热泵构成。并且，热源流体能够在按照从上段的热泵依次朝向下段的热泵的顺序通过第一热泵的各第二蒸发器后，通向第二热泵的最下段的蒸发器，在第一热泵的最上段的冷凝器中对水进行加热而产生蒸气。
[0023]技术方案4所记载的发明以技术方案3所记载的蒸气发生系统为基础，其特征在于，构成所述第一热泵的各段的热泵作为蒸发器具备所述第一蒸发器和所述第二蒸发器。
[0024]根据技术方案4所记载的发明，热源流体在通过第一热泵的各段的第二蒸发器后，通向第二热泵的最下段的蒸发器，从而能够以简单的结构高效地汲取热量而产生蒸气。
[0025]技术方案5所记载的发明以技术方案I?4中任一项所记载的蒸气发生系统为基础，其特征在于，就构成所述第一热泵的单段或多段的热泵中的、具有所述第一蒸发器和所述第二蒸发器的段的热泵而言，在该热泵的从膨胀阀朝向压缩机的制冷剂流路中串联或并联地设置有所述第一蒸发器和所述第二蒸发器，或在从冷凝器朝向压缩机的制冷剂流路中并联地设置有第一膨胀阀及所述第一蒸发器和第二膨胀阀及所述第二蒸发器。
[0026]根据技术方案5所记载的发明，通过串联或并联地设置第一蒸发器和第二蒸发器，或并联地设置第一膨胀阀及第一蒸发器和第二膨胀阀及第二蒸发器，从而能够从第一热泵的第二蒸发器和第二热泵的最下段的蒸发器汲取热量，在第一热泵的最上段的冷凝器中产生蒸气。[0027]技术方案6所记载的发明以技术方案I?5中任一项所记载的蒸气发生系统为基础，其特征在于，所述第一热泵和所述第二热泵以下述的(a)?(C)中的任一种关系连接，
[0028](a)具备接受来自所述第二热泵的压缩机的制冷剂和来自所述第一热泵的膨胀阀的制冷剂并使两制冷剂在不混合的状态下进行热交换的间接热交换器，该间接热交换器作为所述第二热泵的冷凝器且作为所述第一热泵的第一蒸发器，
[0029](b)具备接受来自所述第二热泵的压缩机的制冷剂和来自所述第一热泵的膨胀阀的制冷剂并使两制冷剂直接接触地进行热交换的中间冷却器，该中间冷却器作为所述第二热泵的冷凝器且作为所述第一热泵的第一蒸发器，
[0030](C)具备接受来自所述第二热泵的压缩机的制冷剂和来自所述第一热泵的膨胀阀的制冷剂并使两制冷剂直接接触地进行热交换、且使该两制冷剂与从所述第一热泵的冷凝器不经由膨胀阀地向所述第二热泵的膨胀阀供给的制冷剂在不混合的状态下进行热交换的中间冷却器，该中间冷却器作为所述第二热泵的冷凝器且作为所述第一热泵的第一蒸发器。
[0031]根据技术方案6所记载的发明，能够通过间接热交换器或中间冷却器来连接第一热泵和第二热泵，从而构成蒸气发生系统。
[0032]技术方案7所记载的发明以技术方案I?6中任一项所记载的蒸气发生系统为基础，其特征在于，在所述第一热泵及/或所述第二热泵为多段的情况下，相邻的段的热泵彼此以下述的(a)?(C)中的任一种关系连接，
[0033](a)具备接受来自下段热泵的压缩机的制冷剂和来自上段热泵的膨胀阀的制冷剂并使两制冷剂在不混合的状态下进行热交换的间接热交换器，该间接热交换器作为下段热泵的冷凝器且作为上段热泵的蒸发器，
[0034](b)具备接受来自下段热泵的压缩机的制冷剂和来自上段热泵的膨胀阀的制冷剂并使两制冷剂直接接触地进行热交换的中间冷却器，该中间冷却器作为下段热泵的冷凝器且作为上段热泵的蒸发器，
[0035](C)具备接受来自下段热泵的压缩机的制冷剂和来自上段热泵的膨胀阀的制冷剂并使两制冷剂直接接触地进行热交换、且使该两制冷剂与从上段热泵的冷凝器不经由膨胀阀地向下段热泵的膨胀阀供给的制冷剂在不混合的状态下进行热交换的中间冷却器，该中间冷却器作为下段热泵的冷凝器且作为上段热泵的蒸发器。
[0036]根据技术方案7所记载的发明，能够由多段构成第一热泵及/或第二热泵，通过间接热交换器或中间冷却器将相邻段的热泵彼此连接，由此构成蒸气发生系统。
[0037]技术方案8所记载的发明以技术方案6所记载的蒸气发生系统为基础，其特征在于，在所述第一热泵与所述第二热泵以技术方案6的(b)的关系连接的情况下，来自所述第二热泵的压缩机的制冷剂代替向所述中间冷却器供给而向从所述中间冷却器朝向压缩机的制冷剂流路供给，或来自所述第二热泵的压缩机的制冷剂在向所述中间冷却器供给的基础上向从所述中间冷却器朝向压缩机的制冷剂流路供给。
[0038]根据技术方案8所记载的发明，通过抑制来自第二热泵的压缩机的制冷剂进入中间冷却器，从而能够将构成中间冷却器的热交换器构成得小。此外，能够防止第二热泵的压缩机的润滑油积存于中间冷却器，并且能够防止第一热泵的压缩机的油耗尽。
[0039]技术方案9所记载的发明以技术方案6所记载的蒸气发生系统为基础，其特征在于，在所述第一热泵和所述第二热泵以技术方案6的(c)的关系连接的情况下，来自所述第二热泵的压缩机的制冷剂代替向所述中间冷却器供给而向从所述第一热泵的中间冷却器朝向压缩机的制冷剂流路供给或向从膨胀阀朝向中间冷却器或压缩机的制冷剂流路供给，或来自所述第二热泵的压缩机的制冷剂在向所述中间冷却器供给的基础上向从所述第一热泵的中间冷却器朝向压缩机的制冷剂流路供给或向从膨胀阀朝向中间冷却器或压缩机的制冷剂流路供给。
[0040]根据技术方案9所记载的发明，通过抑制来自第二热泵的压缩机的制冷剂进入中间冷却器，从而能够使构成中间冷却器的热交换器构成得小。
[0041 ] 技术方案10所记载的发明以技术方案6所记载的蒸气发生系统为基础，其特征在于，在所述第一热泵和所述第二热泵以技术方案6的(C)的关系连接的情况下，具备对来自所述第一热泵的膨胀阀的制冷剂进行气液分离的分离器，将由该分离器分离后的气相部分向从所述第二蒸发器到压缩机的制冷剂流路供给。
[0042]根据技术方案10所记载的发明，通过设置分离器而形成使气相部分不进入中间冷却器及/或第二蒸发器的结构，从而能够将构成它们的热交换器构成得小。
[0043]技术方案11所记载的发明以技术方案I?10中任一项所记载的蒸气发生系统为基础，其特征在于，该蒸气发生系统具备下述的(a)?(d)中的任意一个以上的副热交换器，
[0044](a)从所述第一热泵的最上段的冷凝器朝向膨胀阀的制冷剂与水的第一副热交换器，
[0045](b)从所述第二热泵的最下段的蒸发器朝向压缩机的制冷剂与热源流体的第二副热交换器，
[0046](C)在所述第一蒸发器为间接热交换器的情况下，从所述第一热泵的最下段的膨胀阀朝向压缩机的制冷剂与从所述第二热泵的压缩机朝向第一蒸发器的制冷剂的第三副热交换器，
[0047](d)从所述第一热泵的最下段的膨胀阀朝向压缩机的制冷剂与热源流体的第四副热交换器，
[0048]关于水、蒸气朝向所述第一热泵的最上段的冷凝器以及设置有第一副热交换器的情况下的该第一副热交换器的流通顺序，在设置有所述第一副热交换器的情况下，设定为该第一副热交换器在前，
[0049]关于热源流体朝向所述第一热泵的第二蒸发器、设置有第四副热交换器的情况下的该第四副热交换器、所述第二热泵的最下段的蒸发器以及设置有第二副热交换器的情况下的该第二副热交换器的流通顺序，设定为所述第二热泵的最下段的蒸发器在后，
[0050]关于制冷剂朝向所述第一热泵的第一蒸发器、设置有第三副热交换器的情况下的该第三副热交换器、所述第一热泵的第二蒸发器以及设置有第四副热交换器的情况下的该第四副热交换器的流通顺序，设定为所述第一蒸发器及所述第二蒸发器比所述第三副热交换器及所述第四副热交换器靠前。
[0051]根据技术方案11所记载的发明，通过使第一副热交换器作为制冷剂的过冷却器，或使第二副热交换器作为制冷剂的过热器，或使第四副热交换器作为制冷剂的过热器，或进一步适当地设置第三副热交换器，从而能够提高蒸气发生系统的效率。[0052]进而，技术方案12所记载的发明以技术方案I?11中任一项所记载的蒸气发生系统为基础，其特征在于，所述热源流体为来自蒸气使用设备的放泄液。
[0053]根据技术方案12所记载的发明，能够热回收来自蒸气使用设备的放泄液而产生蒸气。
[0054]发明效果
[0055]根据本发明，能够减少就系统整体来看时的汲取温度差，由此实现系统的效率提高。此外，在热源流体向热泵赋予焓的情况下，能够应对与之伴随的温度降低。
【专利附图】

【附图说明】
[0056]图1是表示本发明的蒸气发生系统的实施例1的示意图。
[0057]图2是表示热源流体向第四副热交换器、第一热泵的第二蒸发器、第二副热交换器、第二热泵的蒸发器的流通顺序的图。
[0058]图3是表示第一热泵的制冷剂向第一热泵的第一蒸发器、第三副热交换器、第一热泵的第二蒸发器、第四副热交换器的流通顺序的图。
[0059]图4是比较本发明的蒸气发生系统和以往公知的2段热泵的制冷系数的图表。
[0060]图5是比较本发明的蒸气发生系统和以往公知的2段热泵的、上下各段的压缩机吸入体积流量的图表。
[0061 ] 图6A是理想循环的T-S线图。
[0062]图6B是以往公知的单段的热泵(逆卡诺循环)的T-S线图。
[0063]图7是本实施例的蒸气发生系统的T-S线图。
[0064]图8表示在图7中增加了热泵的段数的情况。
[0065]图9是表示本发明的蒸气发生系统的实施例2的示意图。
[0066]图10是表不实施例2的蒸气发生系统的变形例的不意图。
[0067]图11是表示本发明的蒸气发生系统的实施例3的示意图。
[0068]图12是表示实施例3的蒸气发生系统的变形例的示意图。
[0069]图13是表示本发明的蒸气发生系统的实施例4的示意图。
[0070]图14是表示在实施例4中第一热泵的制冷剂向第一热泵的第一蒸发器、第三副热交换器的流通顺序，且表示第一热泵的制冷剂向第一热泵的第二蒸发器、第四副热交换器的流通顺序的图。
[0071]图15是表示本发明的蒸气发生系统的实施例5的示意图。
[0072]图16是表不实施例5的蒸气发生系统的变形例的不意图。
[0073]图17是表示本发明的蒸气发生系统的实施例6的示意图。
[0074]图18是表示实施例6的蒸气发生系统的变形例I的示意图。
[0075]图19是表不实施例6的蒸气发生系统的变形例2的不意图。
[0076]图20是表示第一分离器、第二分离器和第三分离器的设置的组合的图。
[0077]图21是表示本发明的蒸气发生系统的实施例7的示意图。
[0078]图22是表示本发明的蒸气发生系统的实施例8的示意图。
[0079]图23是表示实施例8的蒸气发生系统的变形例I的示意图。
[0080]图24是表示实施例8的蒸气发生系统的变形例2的示意图。[0081]图25是表示本发明的蒸气发生系统的实施例9的示意图。
[0082]图26是表示实施例9的蒸气发生系统的变形例I的示意图。
[0083]图27是表示实施例9的蒸气发生系统的变形例2的示意图。
[0084]图28是表示第一分离器和第二分离器的设置的组合的图。
[0085]图29A是表示由三段以上的热泵构成的本发明的蒸气发生系统的一个例子的示意图。
[0086]图29B是使第一热泵为单段、第二热泵为双段的情况下的T-S线图。
[0087]图29C是在多段的第一热泵的各段中设置第一蒸发器和第二蒸发器、并使第二热泵为单段的情况的T-S线图。
[0088]图30是表示使用了实施例1的蒸气发生系统的蒸气系统的一个例子的示意图。
[0089]图31是表不图30的蒸气系统的变形例的不意图。
【具体实施方式】
[0090]本发明的蒸气发生系统具备多段的热泵，除了最下段以外的各段的热泵中的一部分或全部的热泵作为蒸发器具备第一蒸发器和第二蒸发器，各第一蒸发器将相邻的上下热泵彼此连接。并且，热源流体以从上段的热泵顺次朝向下段的热泵的方式依次通过各第二蒸发器，在最上段的冷凝器中对水加热而产生蒸气。
[0091]以下，根据附图对本发明的具体的实施例进行详细的说明。
[0092]实施例1
[0093]图1是表示本发明的蒸气发生系统I的实施例1的示意图。本实施例的蒸气发生系统I具备第一热泵2和第二热泵3。
[0094]第一热泵2为蒸气压缩式的热泵，在本实施例中由单段的热泵构成。具体地说，第一热泵2通过压缩机4、冷凝器5、膨胀阀6及蒸发器7、8依次连接成环状而构成。在此，第一热泵2作为蒸发器具备第一蒸发器7和第二蒸发器8这两个蒸发器，所述蒸发器7、8在本实施例中串联连接。换句话说，来自第一热泵2的膨胀阀6的制冷剂在依次(或如后述那样相反地)通过第一蒸发器7和第二蒸发器8之后向压缩机4输送。
[0095]然后，压缩机4压缩气体制冷剂而使其成为高温高压。此外，冷凝器5使来自压缩机4的气体制冷剂冷凝液化。进而，膨胀阀6使来自冷凝器5的液体制冷剂通过，从而降低制冷剂的压力和温度。然后，蒸发器7、8实现来自膨胀阀6的制冷剂的蒸发。
[0096]因此，在第一热泵2中，制冷剂在蒸发器7、8从外部夺取热量而气化，另一方面，制冷剂在冷凝器5向外部放热而冷凝。利用这一点，第一热泵2在蒸发器7、8中从热源流体等汲取热量，并在冷凝器5中对水进行加热而产生蒸气。
[0097]热源流体(各热泵2、3的热源)没有特别的限定，可以适当地使用向各热泵2、3赋予焓的流体、即在向各热泵2、3赋予热量的同时伴随自身的温度降低的流体。例如，可以使用来自蒸气使用设备的放泄液、来自锅炉等的废气。
[0098]需要说明的是，在热泵2的电路中，可以根据期望而在压缩机4的出口侧设置油分离器，或在冷凝器5的出口侧设置受液器，或在压缩机4的入口侧设置储压器，或设置使从冷凝器5朝向膨胀阀6的制冷剂和从蒸发器7、8朝向压缩机4的制冷剂不混合地进行热交换的气液热交换器。这一点不局限于第一热泵2，对于第二热泵3也同样如此。此外，在第一热泵2、第二热泵3为多段的情况下，对于构成它的各段的热泵也同样如此。
[0099]第二热泵3为蒸气压缩式的热泵，在本实施例中由单段的热泵构成。第二热泵3基本上为与所述的第一热泵2同样的结构。换句话说，第二热泵3通过压缩机9、冷凝器10、膨胀阀11及蒸发器12依次连接成环状而构成。但是，第二热泵3无需如第一热泵2那样具备两种蒸发器。并且，第二热泵3在蒸发器12中从热源流体汲取热量，并在冷凝器10中对第一热泵2的制冷剂进行加热而自身实现冷凝。
[0100]第一热泵2和第二热泵3以如下方式连接。即，具备接受来自第二热泵3的压缩机9的制冷剂和来自第一热泵2的膨胀阀6的制冷剂并在使两制冷剂不混合的状态下进行热交换的间接热交换器13，该间接热交换器13作为第二热泵3的冷凝器10且作为第一热泵2的第一蒸发器7。需要说明的是，各热泵2、3的制冷剂可以相同，也可以不同。此外，使用的制冷剂没有特别的限定，可以适当地使用碳数为4以上的氢氟烃(HFC)(例如R —365mfc)或在其中加入水及/或灭火液的制冷剂、醇类(例如乙醇、甲醇或三氟乙醇(TFE))或在其中加入水及/或灭火液的制冷剂、或者水(例如纯水或软水)。
[0101]热源流体通过第一热泵2的第二蒸发器8和第二热泵3的蒸发器12，这一点的详细情况在后说明。因此，蒸气发生系统I在所述蒸发器8、12中从热源流体汲取热量，且在第一热泵2的冷凝器5中对水进行加热而产生蒸气。
[0102]在蒸气发生系统I中也可以设置以下说明的各种副热交换器14?17中的任意一个以上的副热交换器。
[0103](a)第一副热交换器14是从第一热泵2的冷凝器5朝向膨胀阀6的制冷剂与水的间接热交换器，其作为第一热泵2的制冷剂的过冷却器发挥功能。
[0104](b)第二副热交换器15是从第二热泵3的蒸发器12朝向压缩机9的制冷剂与热源流体的间接热交换器，其作为第二热泵3的制冷剂的过热器发挥功能。
[0105](c)第三副热交换器16是在第一蒸发器7为间接热交换器13的情况下的、从第一热泵2的膨胀阀6朝向压缩机4的制冷剂与从第二热泵3的压缩机9朝向第一蒸发器7的制冷剂的间接热交换器，其作为第一热泵2的制冷剂的过热器发挥功能。
[0106](d)第四副热交换器17是从第一热泵2的膨胀阀6朝向压缩机4的制冷剂与热源流体的间接热交换器，其作为第一热泵2的制冷剂的过热器发挥功能。
[0107]接下来，对水和蒸气的流通路线进行说明。
[0108]第一热泵2的冷凝器5和根据期望设置的第一副热交换器14被供给水而导出蒸气。关于该水和蒸气的流通顺序，在设置有第一副热交换器14的情况下，设定成与第一热泵2的冷凝器5相比先在该第一副热交换器14中流通。并且，通常，从第一热泵2的冷凝器5导出饱和蒸气。需要说明的是，各热泵2、3的冷凝器5、10在图示例中分别各设置有一个，但也可以由串联或并联的多个热交换器构成。
[0109]接下来，对热源流体的流通路线进行说明。
[0110]第一热泵2的第二蒸发器8、根据期望设置的第四副热交换器17、第二热泵3的蒸发器12、根据期望设置的第二副热交换器15以适当的顺序设置，并使热源流体通过，关于其流通路线可以使用图2所示的任一种。
[0111]图2是表示热源流体向根据期望设置的第四副热交换器17、第一热泵2的第二蒸发器8、根据期望设置的第二副热交换器15、第二热泵3的蒸发器12的流通顺序的图。图中的编号表不向各热交换器17、8、15、12的流通顺序,编号为O表不未设置该热交换器。此夕卜，相同编号表示并联设置，但相同编号的热交换器彼此可以相互替换。需要说明的是，各热泵2、3的蒸发器8、12在图示例中分别各设置有一个，但也可以由串联或并联的多个热交换器构成。
[0112]举出几个具体例进行说明，例如，在第I行中，标注为1-2-3-4。即，第四副热交换器17为I，第一热泵2的第二蒸发器8为2，第二副热交换器15为3，第二热泵3的蒸发器12为4。这种情况下，热源流体依次通过第四副热交换器17、第一热泵2的第二蒸发器8、第二副热交换器15、第二热泵3的蒸发器12。
[0113]此外，在第2行中，标注为1-2-1-3。S卩，第四副热交换器17为I，第一热泵2的第二蒸发器8为2，第二副热交换器15为1，第二热泵3的蒸发器12为3。这种情况下，热源流体在以并行的方式通过第四副热交换器17和第二副热交换器15后，依次通过第一热泵2的第二蒸发器8和第二热泵3的蒸发器12。
[0114]进而，在第4行中，标注为1-2-0-3。即，第四副热交换器17为1，第一热泵2的第二蒸发器8为2，第二副热交换器15为0，第二热泵3的蒸发器12为3。这种情况下，未设置第二副热交换器15，热源流体在通过第四副热交换器17后依次通过第一热泵2的第二蒸发器8和第二热泵3的蒸发器12。
[0115]无论采用哪种顺序，热源流体的流通顺序基本上优选以使第二热泵3的蒸发器12在后的方式设定。换言之，热源流体在通过第一热泵2的第二蒸发器8之后通向第二热泵3的蒸发器12。
[0116]图3是表示第一热泵2的制冷剂向第一热泵2的第一蒸发器7、根据期望设置的第三副热交换器16、第一热泵2的第二蒸发器8、根据期望设置的第四副热交换器17的流通顺序的图。图中的编号表不向各热交换器7、16、8、17的流通顺序,编号为0表不未设置该热交换器。此外，相同编号表示并联设置。
[0117]举出几个具体例进行说明，例如，在第I行中，标注为1-3-2-3。即，第一蒸发器7为1，第三副热交换器16为3，第二蒸发器8为2，第四副热交换器17为3。这种情况下，来自第一热泵2的膨胀阀6的制冷剂依次通过第一蒸发器7和第二蒸发器8后，以并行的方式通过第三副热交换器16和第四副热交换器17，从而向压缩机4输送。
[0118]此外，在第2行中，标注为1-3-2-4。即，第一蒸发器7为I，第三副热交换器16为3，第二蒸发器8为2，第四副热交换器17为4。这种情况下，来自第一热泵2的膨胀阀6的制冷剂依次通过第一蒸发器7、第二蒸发器8、第三副热交换器16及第四副热交换器17，从而向压缩机4输送。
[0119]进而，在第4行中，标注为1-3-2-0。即，第一蒸发器7为I，第三副热交换器16为3，第二蒸发器8为2，第四副热交换器17为O。这种情况下，未设置第四副热交换器17，来自第一热泵2的膨胀阀6的制冷剂依次通过第一蒸发器7、第二蒸发器8及第三副热交换器
16,从而向压缩机4输送。
[0120]无论采用哪种顺序，第一热泵2的制冷剂的流通顺序基本上优选以使第一蒸发器7及第二蒸发器8比第三副热交换器16及第四副热交换器17靠前的方式设定。
[0121]如上所述，本实施例的蒸气发生系统I例如使用放泄液作为热源流体。作为一个例子，158°C的放泄液向第一热泵2的第二蒸发器8供给，在125°C下排出后，向第二热泵3的蒸发器12供给，并在80°C排出。第二热泵3的低温侧(压缩机9的入口侧)的制冷剂温度为75°C，第一热泵2的低温侧(压缩机4的入口侧)的制冷剂温度为120°C，高温侧(压缩机4的出口侧)的制冷剂温度为163°C，并在冷凝器5中产生158°C的蒸气。
[0122]根据本实施例的蒸气发生系统I，热源流体在通过第一热泵2的第二蒸发器8后，向第二热泵3的蒸发器12流通。由此，第二热泵3补偿放泄液在第一热泵2的第二蒸发器8中被冷却的量，能够从通过第二蒸发器8后的放泄液再次汲取热量。此外，在第一热泵2中，能够减少汲取的温度差，与此相应地能够减少压缩机4的电力，能够提高蒸气发生系统I的效率。
[0123]换言之，就蒸气发生系统I整体来看如同由多段(本实施例中为两段)的热泵2、3构成，汲取的能量的一部分(典型的为一半)从中段汲取，因此能够增加制冷系数。此外，能够减少从最下段汲取的能量(典型的为一半)，因此能够减小低段侧(第二热泵3)的压缩机9的容量。
[0124]图4是比较本实施例的蒸气发生系统I和以往公知的2段热泵的制冷系数的图表。图中，实线表示本实施例的蒸气发生系统1，虚线表示以往公知的2段的热泵。此外，在此，示出作为热源流体使用放泄液的情况，以通过第二热泵3的蒸发器12后的最终的放泄液温度为横轴，以理论上的制冷系数为纵轴。需要说明的是，对制冷剂为R-365mfc且使用所述的条件、即使用初始温度158°C的放泄液产生158°C (5kgf/cm2(G))的蒸气的情况进行了研究。
[0125]如该图所示，无论热源流体(放泄液)的温度如何，采用本实施例的蒸气发生系统I的效率都比以往公知的2段的热泵的效率高。需要说明的是，以往公知的2段热泵例如与在图1中省略第二蒸发器8的设置而仅从最下段的第二热泵3的蒸发器12汲取热量的结构相同。
[0126]图5是比较本实施例的蒸气发生系统I和以往公知的2段热泵的、上下各段的压缩机吸入体积流量的图表。图中，实线表示本实施例的蒸气发生系统1，虚线表示以往公知的2段的热泵。此外，在此示出作为热源流体使用放泄液的情况，以通过第二热泵3的蒸发器12后的最终的放泄液温度为横轴，以压缩机吸入体积流量为纵轴。
[0127]如该图所示，无论热源流体(放泄液)的温度如何，采用本实施例的蒸气发生系统I都更能减少压缩机吸入体积流量。因此，与以往公知的2段的热泵相比，采用本实施例的蒸气发生系统I效率更高。
[0128]图6A是在被赋予热量的流体的入口部的状态为Th的饱和水、被赋予热量的流体的出口部的状态为Th的饱和蒸气(即被赋予热量的流体被赋予潜热)而赋予热量的流体的入口部的状态为Th的饱和水、赋予热量的流体的出口部的状态为T1的过冷却水(即赋予热量的流体夺取焓)的条件下，以理想状态汲取热量的情况(以下，称为理想循环。)的T-S线图。换句话说，纵轴表示温度，横轴表示熵。
[0129]该理想循环即由实线围成的三角形的面积成为用于实现所述条件的最小动力(理想动力)。并且，此时的制冷系数C0P=2X (Th / (Th-T1))。
[0130]另一方面，图6B是以往公知的单段的热泵(逆卡诺循环)的T-S线图。但是，图6B示出忽略了膨胀阀出口损失、压缩机过热损失且热交换性能无限大的情况。这种情况下，制冷系数COP=Th/ (Th-T1) 0如双点划线A所示，在使热泵为上下两段的情况下也同样。[0131]比较图6A和图6B可知，从图6B的四边形的面积减去图6A的三角形的面积的量可以说是与理想循环相比多余的动力，制冷系数与该量相应地降低。
[0132]另一方面，图7是本实施例的蒸气发生系统的T-S线图。这种情况下，制冷系数COP= (4 / 3) X (Th / (Th-T1) )0换句话说，是以往公知的单段的热泵的效率的4 / 3倍。需要说明的是，Tm=(TfT1) / 2，Sm=(S-S2) / 2。与图6B相比，缺少右下方的部位，从而相应地动力减少，能够提高效率。
[0133]另外，在图7中使段数为两段，但若增加段数，如图8所示，能够进一步减少由循环围成的面积，能够进一步提高蒸气发生系统I的效率。在使段数为无限大的情况下，理论上，成为C0P=2X(Th / (Th-T1))。换句话说，能够实现以往公知的单段的热泵的效率的2倍。增加了段数的蒸气发生系统I的具体的结构在后说明。
[0134]实施例2
[0135]图9是表示本发明的蒸气发生系统I的实施例2的示意图。本实施例2的蒸气发生系统I基本与所述实施例1同样。因此，以下仅以两者的不同点为中心进行说明，在对应的位置标注相同的符号来说明。
[0136]在本实施例2中，第一热泵2与第二热泵3的连接结构上与所述实施例1不同。在所述实施例1中，第一热泵2和第二热泵3通过间接热交换器13连接，但在本实施例2中，第一热泵2和第二热泵3通过中间冷却器18连接。
[0137]具体地说，具备接受来自第二热泵3的压缩机9的制冷剂和来自第一热泵2的膨胀阀6的制冷剂并使两制冷剂直接接触地进行热交换的中间冷却器18，该中间冷却器18作为第二热泵3的冷凝器10且作为第一热泵2的蒸发器7。更详细而言，作为中间冷却器18使用中空箱(直接热交换器)，接受来自第二热泵3的压缩机9的制冷剂和来自第一热泵2的膨胀阀6的制冷剂，并使它们在箱内直接接触，由此实现来自第二热泵3的压缩机9的制冷剂的冷凝和来自第一热泵2的膨胀阀6的制冷剂的气化。然后，将由此获得的液体制冷剂向第二热泵3的膨胀阀11输送，另一方面，气液混合制冷剂经由第一热泵2的第二蒸发器8向压缩机4输送即可。
[0138]在本实施例2中，来自第一热泵2的膨胀阀6的制冷剂基本上依次经由中间冷却器18和第二蒸发器8而向压缩机4输送。由于在第二蒸发器8中也使制冷剂沸腾的关系，因此使气相部分和液相部分以规定比例混合而从中间冷却器18朝向第二蒸发器8输送。该混合比例的调整例如通过设于来自中间冷却器18的气相部分的制冷剂流路和液相部分的制冷剂流路中的阀(省略图示)的开度调整而进行。
[0139]此外，在本实施例2中，未设置第三副热交换器16。其他的结构与所述实施例1同样，因此省略说明。
[0140]接下来，对本实施例2的蒸气发生系统I的变形例进行说明。此时，以与图9的不同点为中心进行说明，省略对同样结构的说明。此外，在对应的位置标注相同的符号来说明。
[0141]图10是表示本实施例2的蒸气发生系统I的变形例的示意图。在图9的蒸气发生系统I中，来自第二热泵3的压缩机9的制冷剂向中间冷却器18供给，但在本变形例中，代替向中间冷却器18供给或在向中间冷却器18供给的基础上，如双点划线A所示那样向从第一热泵2的中间冷却器18朝向压缩机4的制冷剂流路供给。此时，可以向第二蒸发器8的入口侧供给，也可以向出口侧供给，在设置有第四副热交换器17的情况下，可以向该第四副热交换器17的入口侧供给，也可以向出口侧供给。此外，如双点划线B所示那样，来自第二热泵3的压缩机9的制冷剂也可以向从第一热泵2的膨胀阀6朝向中间冷却器18的制冷剂流路合流。
[0142]实施例3
[0143]图11是表示本发明的蒸气发生系统I的实施例3的示意图。本实施例3的蒸气发生系统I基本与所述实施例1同样。因此，以下仅以两者的不同点为中心进行说明，在对应的位置标注相同的符号来说明。
[0144]在本实施例3中，第一热泵2与第二热泵3的连接结构与所述实施例1不同。在所述实施例1中，第一热泵2和第二热泵3通过间接热交换器13连接，但在本实施例3中，第一热泵2和第二热泵3通过中间冷却器19连接。
[0145]具体地说，具备中间冷却器19，该中间冷却器19接受来自第二热泵3的压缩机9的制冷剂和来自第一热泵2的膨胀阀6的制冷剂，使两制冷剂直接接触而进行热交换，并且使所述两制冷剂与从第一热泵2的冷凝器5不经由膨胀阀6而向第二热泵3的膨胀阀11供给的制冷剂在不混合的状态下进行热交换，该中间冷却器19作为第二热泵3的冷凝器10且作为第一热泵2的蒸发器7。更详细而言，作为中间冷却器19使用使第一区域20和第二区域21的各流体在不混合的状态下进行热交换的间接热交换器，在第一区域20中，来自第二热泵3的压缩机9的制冷剂与来自第一热泵2的膨胀阀6的制冷剂直接进行热交换，另一方面，在第二区域21中，使制冷剂从第一热泵2的冷凝器5不经由膨胀阀6地通过并向第二热泵3的膨胀阀11供给即可。这种情况下，来自第二热泵3的压缩机9的制冷剂在中间冷却器19中利用来自第一热泵2的膨胀阀6的制冷剂实现中间冷却后，在第一热泵2的压缩机4中成为更高压高温的气体制冷剂，并通过第一热泵2的冷凝器5而冷凝。然后，该液体制冷剂的一部分经由第一热泵2的膨胀阀6向中间冷却器19的第一区域20输送，而剩余的液体制冷剂经由中间冷却器19的第二区域21在第二热泵3的膨胀阀11中减压，并在第二热泵3的蒸发器12中气化，之后再次返回第二热泵3的压缩机9。
[0146]与这样的结构相应地，在本实施例3中未设置第三副热交换器16。其他结构与所述实施例1同样，因此省略说明。
[0147]接下来，对本实施例3的蒸气发生系统I的变形例进行说明。此时，以与图11的不同点为中心进行说明，省略对同样结构的说明。此外，在对应的位置标注相同的符号来说明。
[0148]图12是表示本实施例3的蒸气发生系统I的变形例的示意图。在图11的蒸气发生系统I中，来自第二热泵3的压缩机9的制冷剂向中间冷却器19供给，但在本变形例中，代替向中间冷却器19供给或在向中间冷却器19供给的基础上，如双点划线A所示那样向从第一热泵2的中间冷却器19朝向压缩机4的制冷剂流路供给。此时，可以向第二蒸发器8的入口侧供给，也可以向出口侧供给，在设置有第四副热交换器17的情况下，可以向该第四副热交换器17的入口侧供给，也可以向出口侧供给。此外，如双点划线B所示，也可以向从第一热泵2的膨胀阀6朝向中间冷却器19的制冷剂流路供给。需要说明的是，在从第一热泵2的膨胀阀6朝向中间冷却器19的制冷剂流路上设置后述的分离器22的情况下，也可以向从该膨胀阀6朝向分离器22的制冷剂流路供给，也可以向来自分离器22的气相部分的制冷剂流路23供给。
[0149]此外，在本变形例中，在第一热泵2的膨胀阀6的出口侧设有分离器22。这种情况下，由分离器22分离的液相部分向中间冷却器19供给，气相部分如流路23所示那样向从第一热泵2的中间冷却器19朝向压缩机4的制冷剂流路供给。此时，可以向第二蒸发器8的入口侧供给，也可以向出口侧供给，在设置有第四副热交换器17的情况下，可以向该第四副热交换器17的入口侧供给，也可以向出口侧供给。
[0150]需要说明的是，也可以代替在从第一热泵2的膨胀阀6朝向中间冷却器19的制冷剂流路上设置分离器22或在此基础上，在从中间冷却器19朝向第二蒸发器8的制冷剂流路上设置分离器22。这种情况下，也可以使液相部分向第二蒸发器8供给，气相部分向从第二蒸发器8朝向压缩机4的制冷剂流路的任意的位置供给。
[0151]实施例4
[0152]图13是表示本发明的蒸气发生系统I的实施例4的示意图。本实施例4的蒸气发生系统I基本与所述实施例1同样。因此，以下以两者的不同点为中心进行说明，在对应的位置标注相同的符号来说明。
[0153]在所述实施例1中，第一蒸发器7和第二蒸发器8串联设置，但在本实施例4中，第一蒸发器7和第二蒸发器8并联设置。即，在本实施例中，来自第一热泵2的膨胀阀6的制冷剂在经由第一蒸发器7和根据期望设置的第三副热交换器16向压缩机4供给的同时，经由第二蒸发器8和根据期望设置的第四副热交换器17向压缩机4供给。
[0154]图14是表不在本实施例4中第一热泵2的制冷剂向第一热泵2的第一蒸发器7和根据期望设置的第三副热交换器16的流通顺序，且表示第一热泵2的制冷剂向第一热泵2的第二蒸发器8和根据期望设置的第四副热交换器17的流通顺序的图。图中的编号表示向各热交换器7、16、8、17的流通顺序,编号为0表不未设置该热交换器。此外，相同编号表示并联设置。
[0155]对几个具体例进行说明，例如，在第I行中，标注为1-2-1-2。即，第一蒸发器7为1，第三副热交换器16为2，第二蒸发器8为1，第四副热交换器17为2。这种情况下，来自第一热泵2的膨胀阀6的制冷剂以并行的方式通过下述流路:依次通过第一蒸发器7和第三副热交换器16的制冷剂流路以及依次通过第二蒸发器8和第四副热交换器17的制冷剂流路，向压缩机4输送。
[0156]此外，在第2行中，标注为1-2-1-3。即，第一蒸发器7为I，第三副热交换器16为2，第二蒸发器8为1，第四副热交换器17为3。这种情况下，来自第一热泵2的膨胀阀6的制冷剂在以并行的方式通过第一蒸发器7和第二蒸发器8后，依次通过第三副热交换器16和第四副热交换器17，从而向压缩机4输送。或者，来自第一热泵2的膨胀阀6的制冷剂依次通过第一蒸发器7和第三副热交换器16，且与此并行地还通向第二蒸发器8，之后两者合流而经由第四副热交换器17向压缩机4输送。
[0157]进而，在第4行中，标注为1-0-1-1。即，第一蒸发器7为I，第三副热交换器16为0，第二蒸发器8为1，第四副热交换器17为I。这种情况下，未设置第三副热交换器16，来自第一热泵2的膨胀阀6的制冷剂在以并行的方式通过第一蒸发器7、第二蒸发器8和第四副热交换器17之后，向压缩机4输送。
[0158]无论采用哪种顺序，第一热泵2的制冷剂的流通顺序基本优选以使第一蒸发器7及第二蒸发器8比第三副热交换器16及第四副热交换器17靠前的方式设定。其他的结构与所述实施例1同样，因此省略说明。
[0159]实施例5
[0160]图15是表示本发明的蒸气发生系统I的实施例5的示意图。本实施例5的蒸气发生系统I基本与所述实施例2同样。因此，以下以两者的不同点为中心进行说明，在对应的位置标注相同的符号来说明。
[0161]在所述实施例2中，气相部分和液相部分以规定的混合比例从中间冷却器18经由第二蒸发器8、根据期望设置的第四副热交换器17而向压缩机4供给，但在本实施例5中，连结中间冷却器18的气相部和压缩机4的制冷剂流路与连结中间冷却器18的液相部与压缩机4的制冷剂流路并联设置。此外，在后者的制冷剂流路上设置有第二蒸发器8和根据期望设置的第四副热交换器17。需要说明的是，来自中间冷却器18的气相部分的制冷剂除了直接向压缩机4的入口侧供给以外，还如双点划线A所示那样，在设置有第四副热交换器17的情况下向其跟前侧供给。
[0162]本实施例5相对于所述实施例4的关系与所述实施例2相对于所述实施例1的关系对应。其他的结构与所述实施例2同样，因此省略说明。
[0163]接下来，对本实施例5的蒸气发生系统I的变形例进行说明。此时，以与图15的不同点为中心进行说明，对同样的结构省略说明。此外，在对应的位置标注相同的符号来说明。
[0164]图16是表示本实施例5的蒸气发生系统I的变形例的示意图。在图15的蒸气发生系统I中，来自第二热泵3的压缩机9的制冷剂向中间冷却器18供给，但在本变形例中，代替向中间冷却器18供给或在向中间冷却器18供给的基础上，如双点划线A所示那样向从中间冷却器18朝向压缩机4的气相部分的制冷剂流路供给，或者，如双点划线B所示那样向从中间冷却器18朝向压缩机4的液相部分的制冷剂流路供给。在采用后者的情况下，可以向第二蒸发器8的入口侧供给，也可以向出口侧供给，在设置有第四副热交换器17的情况下，可以向该第四副热交换器17的入口侧供给，也可以向出口侧供给。此外，也可以如双点划线C所示那样，来自第二热泵3的压缩机9的制冷剂向从第一热泵2的膨胀阀6朝向中间冷却器18的制冷剂流路合流。
[0165]实施例6
[0166]图17是表不本发明的蒸气发生系统I的实施例6的不意图。本实施例6的蒸气发生系统I基本与所述实施例3同样。因此，以下以两者的不同点为中心进行说明，在对应的位置标注相同的符号来说明。
[0167]在所述实施例3中，来自第一热泵2的膨胀阀6的制冷剂经由中间冷却器19及第二蒸发器8向压缩机4供给，但在本实施例6中，来自第一热泵2的膨胀阀6的制冷剂经由中间冷却器19但不经由第二蒸发器8地向压缩机4供给，且与此并行地不经由中间冷却器19而经由第二蒸发器8向压缩机4供给。
[0168]需要说明的是，如双点划线A所示那样，制冷剂的从第一热泵的膨胀阀6朝向中间冷却器19的供给也可以与从第二热泵3的压缩机9朝向中间冷却器19的制冷剂合流来进行。此外，如双点划线X所示，根据情况不同，从中间冷却器19朝向压缩机4的制冷剂也可以向第四副热交换器17的跟前部分供给。[0169]本实施例6相对于所述实施例4的关系与所述实施例3相对于所述实施例1的关系对应。其他的结构与所述实施例3同样，因此省略说明。
[0170]接下来，对本实施例6的蒸气发生系统I的变形例进行说明。此时，以与图17的不同点为中心进行说明，对同样的结构省略说明。此外，在对应的位置标注相同的符号来说明。
[0171]图18是表不本实施例6的蒸气发生系统I的变形例I的不意图。在图17的蒸气发生系统I中，来自第二热泵3的压缩机9的制冷剂向中间冷却器19供给，但在本变形例中，代替向中间冷却器19供给或在向中间冷却器19供给的基础上，也可以如双点划线A所示那样向从第一热泵2的膨胀阀6朝向中间冷却器19的制冷剂流路合流，也可以如双点划线B所示那样向从膨胀阀6经由第二蒸发器8朝向压缩机4的制冷剂流路供给，还可以如双点划线C所示那样向从中间冷却器19朝向压缩机4的制冷剂流路供给。
[0172]图19是表示本实施例6的蒸气发生系统I的变形例2的示意图。在本变形例中，在第一热泵2的膨胀阀6的出口侧设置有分离器22(22A?22C)。来自第一热泵2的膨胀阀6的制冷剂经由共用流路24而分支为朝向第二蒸发器8的流路25和朝向中间冷却器19的流路26，分离器22可以设置在其中任一位置上。也可以使设置于共用流路24的分离器为第一分离器22A、设置于朝向第二蒸发器8的流路25的分离器为第二分离器22B、设置于朝向中间冷却器19的流路26的分离器为第三分离器22C，从而以图20所示的组合来进行设置。在图20中，I表不设置,0表不无设置。
[0173]在图20中，在第I行的模式下，未设置任何分离器。在第2行的模式下，仅设置第一分离器22A。这种情况下，由分离器22A分离的液相部分向中间冷却器19及第二蒸发器8供给，气相部分如双点划线A所示那样向从第二蒸发器8到压缩机4的任一位置供给。
[0174]此外，在第3行的模式下，仅设置有第二分离器22B。这种情况下，来自第一热泵2的膨胀阀6的制冷剂向中间冷却器19和分离器22B供给，由分离器22B分离的液相部分向第二蒸发器8供给，气相部分如双点划线A所示那样向从第二蒸发器8到压缩机4的任一位置供给。
[0175]此外，在第4行的模式下，仅设置有第三分离器22C。这种情况下，来自第一热泵2的膨胀阀6的制冷剂向第二蒸发器8和分离器22C供给，由分离器22C分离的液相部分向中间冷却器19供给，气相部分如双点划线A所示那样向从第二蒸发器8到压缩机4的任一
位置供给。
[0176]进而，如第5行的模式所示，也可以第二分离器22B和第三分离器22C双方。无论采用哪种模式，通过设置分离器22而构成气相部分不进入中间冷却器19、第二蒸发器8的结构，由此能够减少构成它们的热交换器。
[0177]实施例7
[0178]图21是表示本发明的蒸气发生系统I的实施例7的示意图。本实施例7的蒸气发生系统I基本与所述实施例4同样。因此，以下以两者的不同点为中心进行说明，在对应的位置标注相同的符号来说明。
[0179]在所述实施例4中，第一蒸发器7和第二蒸发器8并联设置，经过了共用的膨胀阀6的制冷剂分别通过第一蒸发器7和第二蒸发器8，而在本实施例7中，来自第一热泵2的冷凝器5的制冷剂以并行的方式通过下述流路:具备第一膨胀阀6A和第一蒸发器7的制冷剂流路以及具备第二膨胀阀6B和第二蒸发器8的制冷剂流路，然后向压缩机4供给。其他的结构与所述实施例4同样，因此省略说明。
[0180]实施例8
[0181]图22是表示本发明的蒸气发生系统I的实施例8的示意图。本实施例8的蒸气发生系统I基本与所述实施例5同样。因此，以下以两者的不同点为中心进行说明，在对应的位置标注相同的符号来说明。
[0182]在所述实施例5中，来自中间冷却器18的气相部分的制冷剂流路和液相部分的制冷剂流路并联设置，经过了共用的膨胀阀6的制冷剂分别通过所述气相部分的制冷剂流路和液相部分的制冷剂流路，而在本实施例8中，来自第一热泵2的冷凝器5的制冷剂经由第一膨胀阀6A向中间冷却器18供给，且与此并行地经由第二膨胀阀6B也向第二蒸发器8供给。并且，中间冷却器18的气相部和压缩机4通过制冷剂流路连接。另一方面，来自第二膨胀阀6B的制冷剂经由第二蒸发器8和根据期望设置的第四副热交换器17而向压缩机4供给。其他的结构与所述实施例5同样，因此省略说明。
[0183]接下来，对本实施例8的蒸气发生系统I的变形例进行说明。此时，以与图22的不同点为中心进行说明，对同样的结构省略说明。此外，在对应的位置标注相同的符号来说明。
[0184]图23表示本实施例8的蒸气发生系统I的变形例I的示意图。在图22的蒸气发生系统I中，来自第二热泵3的压缩机9的制冷剂向中间冷却器18供给，但在本变形例中，代替向中间冷却器18供给或在向中间冷却器18供给的基础上，也可以如双点划线A所示那样向从中间冷却器18朝向压缩机4的制冷剂流路供给，也可以如双点划线B所示那样向从第二膨胀阀6B经由第二蒸发器8而朝向压缩机4的制冷剂流路的任一位置供给。或者，也可以使来自第二热泵3的压缩机9的制冷剂如双点划线C所示那样与来自第一热泵2的第一膨胀阀6A的制冷剂合流而向中间冷却器18供给。
[0185]图24是表示本实施例8的蒸气发生系统I的变形例2的示意图。在本变形例中，在从第二膨胀阀6B朝向第二蒸发器8的制冷剂流路上设置有分离器22。由此，来自第二膨胀阀6B的制冷剂通过分离器22被气液分离，其液相部分向第二蒸发器8供给，气相部分如双点划线A所示那样向从第二蒸发器8朝向压缩机4的制冷剂流路的任一位置供给。
[0186]实施例9
[0187]图25是表示本发明的蒸气发生系统I的实施例9的示意图。本实施例9的蒸气发生系统I基本与所述实施例6同样。因此，以下以两者的不同点为中心进行说明，在对应的位置标注相同的符号来说明。
[0188]在所述实施例6中，在第一热泵2中，来自共用的膨胀阀6的制冷剂以并行的方式通过中间冷却器19和第二蒸发器8而向压缩机4供给，而在本实施例9中，来自第一热泵2的冷凝器5的制冷剂经由第一膨胀阀6A向中间冷却器19供给，且与此并行地经由第二膨胀阀6B也向第二蒸发器8供给。需要说明的是，也可以如双点划线A所示那样，使来自第二膨胀阀6B的制冷剂与来自第二热泵3的压缩机9的制冷剂合流，并向中间冷却器19供给。其他的结构与所述实施例6同样，因此省略说明。
[0189]接下来，对本实施例9的蒸气发生系统I的变形例进行说明。此时，以与图25的不同点为中心进行说明，省略对同样的结构的说明。此外，在对应的位置标注相同的符号来说明。
[0190]图26是表示本实施例9的蒸气发生系统I的变形例I的示意图。在图25的蒸气发生系统I中，来自第二热泵3的压缩机9的制冷剂向中间冷却器19供给，而在本变形例中，代替向中间冷却器19供给或在向中间冷却器19供给的基础上，也可以如双点划线A所述那样向从第一膨胀阀6A朝向中间冷却器19的制冷剂流路合流，也可以如双点划线B所示那样向从中间冷却器19朝向压缩机4的制冷剂流路供给，还可以如双点划线C所示那样向从第二膨胀阀6B经由第二蒸发器8而朝向压缩机4的制冷剂流路的任一位置供给。
[0191]图27是表不本实施例9的蒸气发生系统I的变形例2的不意图。在本变形例中，在从第二膨胀阀6B朝向第二蒸发器8的制冷剂流路中设有第一分离器22A。由此，来自第二膨胀阀6B的制冷剂在第一分离器22A中被气液分离，其液相部分向第二蒸发器8供给，气相部分如双点划线A所示那样向从第二蒸发器8朝向压缩机4的制冷剂流路的任一位置供给。此外，也可以在从第一膨胀阀6A朝向中间冷却器19的制冷剂流路上设置第二分离器22B。由此，来自第一膨胀阀6A的制冷剂在第二分离器22B中被气液分离，其液相部分向中间冷却器19供给，气相部分如双点划线B所示那样向从第二蒸发器8朝向压缩机4的制冷剂流路的任一位置供给。
[0192]图28是表示第一分离器22A和第二分离器22B的设置组合的图。在该图中，I表示设置，0表示无设置。如该图所示，可以设置两分离器22A、22B，也可以仅设置其中一方的分离器，还可以省略两方的分离器的设置。
[0193]实施例10
[0194]在所述各实施例中，第一热泵2由单段构成，第二热泵3也由单段构成，但各热泵
2、3的段数可以适当地变更。换言之，在所述各实施例中，例示出了将单段的第一热泵2和单段的第二热泵3组合、就蒸气发生系统I整体来看如同由两段的热泵构成的例子，但构成蒸气发生系统I的热泵的段数可以适当地变更。需要说明的是，在多个段(多段)的热泵中，除了图9那样的一维多段的热泵以外，还包括图1那样的多个维(多维)的热泵或两者的组合的热泵。
[0195]例如，图29A表示第一热泵2由上下两段构成、第二热泵3由单段构成的示例。换言之，由三段的热泵构成蒸气发生系统I。需要说明的是，对于第二热泵3，也可以与以往公知的两段热泵同样地，由两段或两段以上的多段构成。
[0196]在图29A的蒸气发生系统I中，除了最下段的热泵(第二热泵3)以外，设置作为各热泵(各段的第一热泵2A、2B)的蒸发器的第一蒸发器7A、7B和第二蒸发器8A、8B，通过第一蒸发器7A、7B将上下相邻的热泵彼此连接，热源流体通过第二蒸发器8A、8B。此时，相邻的上下热泵彼此也可以按照在所述各实施例中说明的任一关系连接。换句话说，上下相邻的热泵彼此在图示例中通过间接热交换器13(13A、13B)连接，但也可以如前述那样的通过中间冷却器18、19连接。此外，构成第一热泵2的各段的热泵不局限于所述实施例1的结构，也可以采用其他实施例的结构。此外，典型的是，热源流体按照从最上段的热泵依次朝向下段的热泵的方式依次通过各第二蒸发器8 (8A、8B)。
[0197]在蒸气发生系统I由3段以上的热泵构成的情况下(即第一热泵2为多段的情况下)，优选为，除了最下段的热泵(第二热泵3)以外，在所有段的第一热泵2A、2B中作为蒸发器设置第一蒸发器7A、7B和第二蒸发器8A、SB，通过各第一蒸发器7A、7B将上下相邻的热泵彼此连接，热源流体以从上段朝向下段的方式依次通过各第二蒸发器8A、8B。
[0198]优选此种结构的理由如下。S卩，图29B是使第一热泵2为单段、第二热泵3为两段的情况下的T-S线图，图29C是第一热泵2为两段且在各段中设置第一蒸发器7A、7B和第二蒸发器8A、8B，并且第二热泵3为单段的情况下的T-S线图。比较图29B和图29C时可知，图29C的描绘有斜线的损失量的面积能减少。因此，在蒸气发生系统I中，优选除了最下段的热泵3以外在各段的热泵2A、2B中设置第二蒸发器8A、8B而使热源流体通过。
[0199]在如此使蒸气发生系统I由3段以上的热泵构成的情况下(即第一热泵2为多段的情况下)，在欲设置第一副热交换器14时，第一副热交换器14设置在最上段的热泵(第一热泵2的最上段的热泵2A)中即可。
[0200]此外，在使蒸气发生系统I由3段以上的热泵构成的情况下，在欲设置第二副热交换器15时，第二副热交换器15设置在最下段的热泵(第二热泵3的最下段的热泵)中即可。
[0201]进而，在使蒸气发生系统I由3段以上的热泵构成的情况下，在欲设置第三副热交换器16及/或第四副热交换器17时，第三副热交换器16及/或第四副热交换器17可以设置于各段的第一热泵2(2A、2B)中。这种情况下，在最下段的第一热泵2B中，第三副热交换器16成为从第一热泵2的最下段的膨胀阀6B朝向压缩机4B的制冷剂和从第二热泵3的压缩机9朝向第一蒸发器7B的制冷剂的间接热交换器，但在比其靠上段的各第一热泵2A中，第三副热交换器16成为从该段的第一热泵2A的膨胀阀6A朝向压缩机4A的制冷剂与从下一段的第一热泵2B的压缩机4B朝向第一蒸发器7A的制冷剂的间接热交换器。
[0202]图30是表示使用了所述实施例1的蒸气发生系统I的蒸气系统27的一个例子的示意图。在此，为了方便说明，将第一热泵2的第二蒸发器8、根据期望设置的第四副热交换器17、第二热泵3的蒸发器12、根据期望设置的第二副热交换器15称为热量汲取用热交换器(8、17、12、15)。此外，将第一热泵2的冷凝器5、根据期望设置的第一副热交换器14称为蒸气发生用热交换器(5、14)。
[0203]蒸气系统27具备蒸气发生系统I和锅炉28。
[0204]蒸气发生系统I使用实施例1的结构，但也可以使用所述其他的实施例的结构。无论采用哪种结构，蒸气发生系统I在热量汲取用热交换器(8、17、12、15)中汲取放泄液的热量，在蒸气发生用热交换器(5、14)中对水进行加热而产生蒸气。因此，在热量汲取用热交换器(8、17、12、15)中通过有来自蒸气使用设备29的放泄液。放泄液的朝向作为热量汲取用热交换器(8、17、12、15)的各蒸发器8、12和各副热交换器17、15的通过方式如基于图2所说明的那样。
[0205]另一方面，能够通过供水泵30向蒸气发生用热交换器(5、14)供给水，在蒸气发生用热交换器(5、14)中积存期望量的水。具体地说，将纯水或软水、或者代替它们或混入它们之中的来自蒸气使用设备29的放泄液经由供水泵30、供水阀31、逆止阀32向蒸气发生用热交换器(5、14)供给。水、蒸气的朝向作为蒸气发生用热交换器(5、14)的冷凝器5和第一副热交换器14的通过方式如在所述各实施例中说明的那样。
[0206]典型的是，锅炉28为燃料焚烧锅炉或电热锅炉。燃料焚烧锅炉是通过燃料的燃烧而使水蒸气化的装置，以将蒸气压维持成期望的蒸气压的方式来调整燃烧的有无和燃烧量。此外，电热锅炉是通过电加热器使水蒸气化的装置，以将蒸气压维持成期望的蒸气压的方式来调整向电加热器的供电的有无和供电量。可以经由供水泵33和逆止阀34向锅炉28供给水，锅炉28的缸体内的水位维持成期望的水位。
[0207]以来自蒸气发生用热交换器(5、14)的蒸气路35和来自锅炉28的蒸气路36合流的方式构成。该合流可以使用蒸气汇集器来进行。此外，在来自蒸气发生用热交换器(5、
14)的蒸气路35上，在比合流部靠上游的上游侧设置有逆止阀37。由此，在蒸气发生系统I停止中能够防止来自锅炉28的蒸气向蒸气发生用热交换器(5、14)逆流。
[0208]进而，在来自锅炉28的蒸气路36上，在比合流部靠上游的上游侧设置有锅炉蒸气供给阀38。锅炉蒸气供给阀38在图示例中为自力式的减压阀(二次压力调整阀)。需要说明的是，锅炉蒸气供给阀38的上游侧通过锅炉28维持成比下游侧高压。
[0209]来自蒸气发生系统(5、14)、锅炉28的蒸气向一个或多个蒸气使用设备29输送。蒸气使用设备29的放泄液经由第一疏水器39而向中空容器状的分离箱40排出。在分离箱40的上部连接有第一流路41，在下部连接有第二流路42。
[0210]在第一流路41上，从分离箱40侧起依次设置有热量汲取用热交换器(8、17、12、
15)和第二疏水器43。由于采用这样的结构，蒸气使用设备29的放泄液通过第一疏水器39向低压下排出后，通过热量汲取用热交换器(8、17、12、15)，然后通过第二疏水器43向更低压下(典型的为大气压下)排出。换句话说，蒸气使用设备29的放泄液通过经由第一疏水器39排出，从而成为闪发蒸气及其冷凝水，在通过热量汲取用热交换器(8、17、12、15)而被冷却(包括过冷却)后，从第二疏水器43排出。在这样的结构的情况下，在热量汲取用热交换器(8、17、12、15)中向制冷剂赋予热量的流体能以超过大气压的压力维持为超过100°C的温度。需要说明的是，来自第二疏水器43的排水可以直接废弃掉，也可以向对锅炉28及/或蒸气发生用热交换器(5、14)供水的供水箱44供给，还可以不经由这样的供水箱44而作为向蒸气发生用热交换器(5、14)的供水来使用。
[0211]另一方面，在第二流路42上设有排出阀45。排出阀45在图示例中为自力式的减压阀(一次压力调整阀)。由于为这样的结构，因此蒸气使用设备29的放泄液能够在通过第一疏水器39向低压下排出后，通过排出阀45向更低压下(典型的为大气压下)排出。并且，来自排出阀45的流体可以直接废弃掉，也可以向对锅炉28及/或蒸气发生用热交换器(5,14)供水的供水箱44供给，还可以不经由这样的供水箱44而作为向蒸气发生用热交换器(5、14)的供水来使用。
[0212]进而，为了应对紧急时和停电时，优选，在第一流路41上的分离箱40与热量汲取用热交换器(8、17、12、15)之间设置常关型的电磁阀46，而在第二流路42上与排出阀45并列地设置常开型的电磁阀47。这种情况下，在通常时，第一流路41的电磁阀46维持成打开的状态，第二流路42的电磁阀47维持成关闭的状态。并且，在紧急时或停电时，第一流路41的电磁阀46关闭，第二流路42的电磁阀47打开，因此来自蒸气使用设备29的放泄液不经由热量汲取用热交换器(8、17、12、15)地排出。
[0213]向蒸气发生用热交换器(5、14)供给纯水或软水、来自蒸气使用设备29的放泄液、或者这样的放泄液和纯水或软水的混合水。用于供给的供水系统没有特别的限制，例如可以为以下的结构。需要说明的是，来自蒸气使用设备29的放泄液除了仅为液体的状态以夕卜，还可以为气液二相的状态(在超过大气压的状态的放泄液向比其低压的低压下放出时产生的闪发蒸气及其冷凝水)。[0214](A)如双点划线A所示，从排出阀45的上游侧将由通过分离箱40分离的液体构成的放泄液向供水泵30的入口侧供给。
[0215](B)如双点划线B所示，从第二疏水器43的上游侧将通过热量汲取用热交换器(8、17、12、15)后的放泄液向供水泵30的入口侧供给。需要说明的是，热量汲取用热交换器(8、17、12、15)由多个热交换器构成，但也可以如双点划线B'所示，使放泄液在通过一部分热交换器后分支，并向供水泵30的入口侧供给。
[0216](C)如双点划线C所示，从第二疏水器43的下游侧将通过热量汲取用热交换器(8、17、12、15)后的放泄液向供水泵30的入口侧供给。
[0217](D)如图30下部的虚线区域所示，将来自第二疏水器43的放泄液及/或来自排出阀45的放泄液等暂时积存在供水箱44中，并将该供水箱44内的水向供水泵30的入口侧供给。除了来自蒸气使用设备29的放泄液以外，还可以向供水箱44适当地供给纯水或软水。
[0218](E)也可以采用所述A?D中任意二个以上的组合。这种情况下，二个以上的供水路合流而向蒸气发生用热交换器(5、14)供水，但在各供水路内的压力不同的情况下，不在各供水路合流之后设置供水泵30，而在比合流部靠跟前的位置在各供水路中设置供水泵即可。
[0219]在能够检测来自蒸气发生用热交换器(5、14)的蒸气和来自锅炉28的蒸气的合流蒸气的压力的位置设置有由压力传感器构成的第一传感器48。此外，为了能够检测通过热量汲取用热交换器(8、17、12、15)的流体的压力或温度而设置有由压力传感器或温度传感器构成的第二传感器49。此外,蒸气发生系统I根据第一传感器48和第二传感器49中的一方或双方的检测值来进行控制。
[0220]例如，根据第一传感器48的检测压力来控制最上段的热泵的压缩机(第一热泵的压缩机4)，并且在其下段的各热泵的压缩机(第二热泵3的压缩机9)根据该段的冷凝器10或一个上段的蒸发器7、8的制冷剂的压力来控制即可。
[0221]或者，根据第二传感器49的检测压力或检测温度来控制最下段的热泵的压缩机(第二热泵3的压缩机9)，并且在其上段的各热泵的压缩机(第一热泵2的压缩机4)根据该段的蒸发器7、8或一个下段的冷凝器10的制冷剂的压力或温度来控制即可。
[0222]图31是表示图30的蒸气系统27的变形例的示意图。图31的蒸气系统27也基本与图30同样。因此，以下以两者的不同点为中心进行说明，在对应的位置标注相同的符号来说明。
[0223]在本变形例中，蒸气使用设备29的放泄液暂时积存在作为放泄液存积部的缓冲箱50中。并且，缓冲箱50的放泄液能够通过第一流路41向热量汲取用热交换器(8、17、
12、15)供给，且能够通过第三流路51而不经由热量汲取用热交换器(8、17、12、15)地排出。
[0224]具体地说，在缓冲箱50的下部连接有第一流路41，在比其靠上部的位置连接有第三流路51。在第一流路41中，从缓冲箱50 —侧开始依次设置有导入阀52、热量汲取用热交换器(8、17、12、15)及第二疏水器43。导入阀52在本变形例中为自力式的减压阀(二次压力调整阀)。
[0225]由于为这样的结构，因此，蒸气使用设备29的放泄液在通过导入阀52向低压下排出后，在通过热量汲取用热交换器(8、17、12、15)之后通过第二疏水器43向更低压的低压下(典型的为大气压下)排出。并且，来自第二疏水器43的排水可以直接废弃掉，也可以向对锅炉28及/或蒸气发生用热交换器(5、14)供水的供水箱44供给，还可以不经由这样的供水箱44而作为向蒸气发生用热交换器(5、14)的供水来使用。
[0226]另一方面，在第三流路51中设有第三疏水器53。由于第三流路51在比第一流路41靠上方的位置与缓冲箱50连接，因此从缓冲箱50溢出的放泄液从第三流路51排出。并且，该排水经由第三疏水器53而排出。然后，来自第三疏水器53的排水可以直接废弃掉，也可以向对锅炉28及/或蒸气发生用热交换器(5、14)供水的供水箱44供给，还可以不经由这样的供水箱44而作为向蒸气发生用热交换器(5、14)的供水使用。
[0227]进而，为了应对紧急时和停电时，优选在第一流路41中的导入阀52与缓冲箱50之间设有常关型的电磁阀46。这种情况下，在通常时，第一流路41的电磁阀46维持成打开的状态。并且，在紧急时或停电时，第一流路41的电磁阀46关闭，因此，蒸气使用设备29的放泄液通过第三流路51而不经由热量汲取用热交换器(8、17、12、15)地排出。
[0228]在本变形例的情况下同样地，向蒸气发生用热交换器(5、14)供给纯水或软水、来自蒸气使用设备的放泄液或这样的放泄液和纯水或软水的混合水。用于供给的供水系统没有特别的限制，例如可以与图30的情况同样地为以下的结构。
[0229](A)如双点划线A所示，从导入阀52的上游侧(设置有电磁阀46的情况下从其上游侧或下游侧中的任意一侧均可。)将来自缓冲箱50的放泄液向供水泵30的入口侧供
5口 O
[0230](B)如双点划线B所示，从第二疏水器43的上游侧将通过热量汲取用热交换器(8、17、12、15)后的放泄液向供水泵30的入口侧供给。需要说明的是，热量汲取用热交换器(8、17、12、15)由多个热交换器构成，但也可以如双点划线B'所示，使放泄液在通过一部分热交换器后分支，并向供水泵30的入口侧供给。
[0231](C)如双点划线C所示，从第二疏水器43的下游侧将通过热量汲取用热交换器(8、17、12、15)后的放泄液向供水泵30的入口侧供给。
[0232](D)如图31下部的虚线区域所示，将来自第二疏水器43的放泄液及/或来自第三疏水器53的放泄液等暂时积存在供水箱44中，并将该供水箱44内的水向供水泵30的入口侧供给。除了来自蒸气使用设备29的放泄液以外，还可以向供水箱44适当地供给纯水或软水。需要说明的是，供水箱44可以为图30的情况，也可以不向上方开口而能够以超过大气压的压力积存放泄液。
[0233](E)也可以采用所述A?D中任意二个以上的组合。这种情况下，二个以上的供水路合流而向蒸气发生用热交换器(8、17、12、15)供水，但在各供水路内的压力不同的情况下，不在各供水路合流之后设置供水泵30，而在比合流部靠前的位置在各供水路中设置供水泵即可。
[0234]本发明的蒸气发生系统I不局限于所述各实施例的结构，可以适当地进行变更。例如，作为蒸气发生系统I的适用例使用了图30及图31所示的蒸气系统27，但当然也可以使用除此以外的系统。此外，作为蒸气发生系统I的热源说明了使用来自蒸气使用设备29的放泄液的示例，但不局限于放泄液，例如也可以使用来自锅炉等的废气、作为该废气的冷却水使用的水、从工厂等排出的排温水、作为压缩机的冷却水使用的水、在发动机(压缩机等的驱动装置)的油冷却器中作为冷却水使用的水、作为发动机的水套(jacket)的冷却水使用的水等。
[0235]进而，蒸气发生系统I不局限于降低热源流体的温度并通过该热量产生蒸气的情况。例如，也可以使用来自蒸气使用设备29的排出蒸气作为热源流体。这种情况下，例如也可以在图1中使排出蒸气通过第一热泵2的第四副热交换器17及第二蒸发器8，并在通过该第二蒸发器8之后通过疏水器、节流孔或减压阀减压，并通过第二热泵3的第二副热交换器15及蒸发器12。在排出蒸气的流路中，可以在第二热泵3的蒸发器12的出口侧也设置疏水器等，也可以不设置。换句话说，通过第二热泵3的蒸发器12的蒸气可以为超过大气压的状态，也可以为大气压。需要说明的是，当然也可以省略第四副热交换器17及第二副热交换器15中的一方或双方。
[0236]符号说明
[0237]I蒸气发生系统
[0238]2第一热泵
[0239]3第二热泵
[0240]4 (第一热泵的)压缩机
[0241]5 (第一热泵的)冷凝器
[0242]6 (第一热泵的)膨胀阀
[0243]7 (第一热泵的)第一蒸发器
[0244]8 (第一热泵的)第二蒸发器
[0245]9 (第二热泵的)压缩机
[0246]10 (第二热泵的)冷凝器
[0247]11 (第二热泵的)膨胀阀
[0248]12 (第二热泵的)蒸发器
[0249]13间接热交换器
[0250]14第一副热交换器
[0251]15第二副热交换器
[0252]16第三副热交换器
[0253]17第四副热交换器
[0254]18中间冷却器
[0255]19中间冷却器
[0256]22分离器
[0257]27蒸气系统
[0258]29蒸气使用设备
【权利要求】
1.一种蒸气发生系统，其特征在于，该蒸气发生系统具备: 第一热泵，其由单段或多段构成，且至少在最下段具有第一蒸发器和第二蒸发器； 第二热泵，其由单段或多段构成，且经由兼作为所述最下段的第一蒸发器的最上段的冷凝器与所述第一热泵连接， 热源流体依次通过所述第一热泵的第二蒸发器和所述第二热泵的最下段的蒸发器， 在所述第一热泵的最上段的冷凝器中，对水进行加热而产生蒸气。
2.根据权利要求1所述的蒸气发生系统，其特征在于， 所述第二热泵由单段的热泵构成， 从依次通过所述第一热泵的第二蒸发器和所述第二热泵的最下段的蒸发器的热源流体汲取热量， 在所述第一热泵的最上段的冷凝器中，对水进行加热而产生蒸气。
3.根据权利要求1或2所述的蒸气发生系统，其特征在于， 所述第一热泵由多段的热泵构成，其中一部分或全部的热泵作为蒸发器具备所述第一蒸发器和所述第二蒸发器， 各所述第一蒸发器将相邻的上下热泵彼此连接， 热源流体按照从上段的热泵依次朝向下段的热泵的顺序通过各所述第二蒸发器。
4.根据权利要求3所述的蒸气发生系统，其特征在于， 构成所述第一热泵的各段的热泵作为蒸发器具备所述第一蒸发器和所述第二蒸发器。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的蒸气发生系统，其特征在于， 就构成所述第一热泵的单段或多段的热泵中的、具有所述第一蒸发器和所述第二蒸发器的段的热泵而言，在其从膨胀阀朝向压缩机的制冷剂流路中串联或并联地设置有所述第一蒸发器和所述第二蒸发器，或在从冷凝器朝向压缩机的制冷剂流路中并联地设置有第一膨胀阀及所述第一蒸发器和第二膨胀阀及所述第二蒸发器。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的蒸气发生系统，其特征在于， 所述第一热泵和所述第二热泵以下述的(a)-(C)中的任一种关系连接， (a)具备接受来自所述第二热泵的压缩机的制冷剂和来自所述第一热泵的膨胀阀的制冷剂并使两制冷剂在不混合的状态下进行热交换的间接热交换器，该间接热交换器作为所述第二热泵的冷凝器且作为所述第一热泵的第一蒸发器， (b)具备接受来自所述第二热泵的压缩机的制冷剂和来自所述第一热泵的膨胀阀的制冷剂并使两制冷剂直接接触地进行热交换的中间冷却器，该中间冷却器作为所述第二热泵的冷凝器且作为所述第一热泵的第一蒸发器， (C)具备接受来自所述第二热泵的压缩机的制冷剂和来自所述第一热泵的膨胀阀的制冷剂并使两制冷剂直接接触地进行热交换、且使该两制冷剂与从所述第一热泵的冷凝器不经由膨胀阀地向所述第二热泵的膨胀阀供给的制冷剂在不混合的状态下进行热交换的中间冷却器，该中间冷却器作为所述第二热泵的冷凝器且作为所述第一热泵的第一蒸发器。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的蒸气发生系统，其特征在于， 在所述第一热泵及/或所述第二热泵为多段的情况下，相邻的段的热泵彼此以下述的(a)-(C)中的任一种关系连接， (a)具备接受来自下段热泵的压缩机的制冷剂和来自上段热泵的膨胀阀的制冷剂并使两制冷剂在不混合的状态下进行热交换的间接热交换器，该间接热交换器作为下段热泵的冷凝器且作为上段热泵的蒸发器， (b)具备接受来自下段热泵的压缩机的制冷剂和来自上段热泵的膨胀阀的制冷剂并使两制冷剂直接接触地进行热交换的中间冷却器，该中间冷却器作为下段热泵的冷凝器且作为上段热泵的蒸发器， (c)具备接受来自下段热泵的压缩机的制冷剂和来自上段热泵的膨胀阀的制冷剂并使两制冷剂直接接触地进行热交换、且使该两制冷剂与从上段热泵的冷凝器不经由膨胀阀地向下段热泵的膨胀阀供给的制冷剂在不混合的状态下进行热交换的中间冷却器，该中间冷却器作为下段热泵的冷凝器且作为上段热泵的蒸发器。
8.根据权利要求6所述的蒸气发生系统，其特征在于， 在所述第一热泵与所述第二热泵以权利要求6的(b)的关系连接的情况下，来自所述第二热泵的压缩机的制冷剂代替向所述中间冷却器供给而向从所述中间冷却器朝向压缩机的制冷剂流路供给，或来自所述第二热泵的压缩机的制冷剂在向所述中间冷却器供给的基础上向从所述中间冷却器朝向压缩机的制冷剂流路供给。
9.根据权利要求6所述的蒸气发生系统，其特征在于， 在所述第一热泵和所述第二热泵以权利要求6的(c)的关系连接的情况下，来自所述第二热泵的压缩机的制冷剂代替向所述中间冷却器供给而向从所述第一热泵的中间冷却器朝向压缩机的制冷剂流路供给或向从膨胀阀朝向中间冷却器或压缩机的制冷剂流路供给，或来自所述第二热泵的压缩机的制冷剂在向所述中间冷却器供给的基础上向从所述第一热泵的中间冷却器朝向压缩机的制冷剂流路供给或向从膨胀阀朝向中间冷却器或压缩机的制冷剂流路供给。`
10.根据权利要求6所述的蒸气发生系统，其特征在于， 在所述第一热泵和所述第二热泵以权利要求6的(c)的关系连接的情况下，具备对来自所述第一热泵的膨胀阀的制冷剂进行气液分离的分离器， 将由该分离器分离后的气相部分向从所述第二蒸发器到压缩机的制冷剂流路供给。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的蒸气发生系统，其特征在于， 该蒸气发生系统具备下述的(a)-(d)中的任意一个以上的副热交换器， (a)从所述第一热泵的最上段的冷凝器朝向膨胀阀的制冷剂与水的第一副热交换器， (b)从所述第二热泵的最下段的蒸发器朝向压缩机的制冷剂与热源流体的第二副热交换器， (C)在所述第一蒸发器为间接热交换器的情况下，从所述第一热泵的最下段的膨胀阀朝向压缩机的制冷剂与从所述第二热泵的压缩机朝向第一蒸发器的制冷剂的第三副热交换器， (d)从所述第一热泵的最下段的膨胀阀朝向压缩机的制冷剂与热源流体的第四副热交换器， 关于水、蒸气朝向所述第一热泵的最上段的冷凝器以及设置有第一副热交换器的情况下的该第一副热交换器的流通顺序，在设置有所述第一副热交换器的情况下，设定为该第一副热交换器在前， 关于热源流体朝向所述第一热泵的第二蒸发器、设置有第四副热交换器的情况下的该第四副热交换器、所述第二热泵的最下段的蒸发器以及设置有第二副热交换器的情况下的该第二副热交换器的流通顺序，设定为所述第二热泵的最下段的蒸发器在后， 关于制冷剂朝向所述第一热泵的第一蒸发器、设置有第三副热交换器的情况下的该第三副热交换器、所述第一热泵的第二蒸发器以及设置有第四副热交换器的情况下的该第四副热交换器的流通顺序，设定为所述第一蒸发器及所述第二蒸发器比所述第三副热交换器及所述第四副热交换器靠前。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的蒸气发生系统，其特征在于， 所述热源流体为来自蒸气 使用设备的放泄液。
【文档编号】F25B1/10GK103459925SQ201180069716
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2011年10月26日 优先权日:2011年3月31日
【发明者】金丸真嘉, 川上昭典, 田坂美佳, 森田昭生 申请人:三浦工业株式会社