JP2002181416A - 層分離を伴う冷却システム - Google Patents

層分離を伴う冷却システム

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の問題の１つ以上を解決する新規且つ改
善された冷却システムを提供することである。 【解決手段】 オリフィス３２を出た冷媒がチャンバ６
２に入り、濃度差によって気相冷媒は高さ７０より上
に、液相冷媒は高さ７０よりも下に分離される。上面高
さ６６は毛管７４の下端７８の開口位置よりも高く、結
局、相分離器出口３８を通して送られる気相冷媒は毛管
７４の上端７６を通過して毛管７４を通して潤滑材を上
端７６から引き出す。上端７６から引き出された潤滑材
は相分離器出口３８を通過する蒸気流れ中に排出されて
ジャンクション５２に達する。ジャンクション５２を通
過した潤滑材は冷媒と共に吸引ライン熱交換器２０を通
過して最終的に圧縮器１０の圧縮器入口１２に達する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヒートポンプシス
テムの一部として使用するあるいは使用されない、冷却
及びあるいは空調目的のための蒸気圧縮冷却システムに
関する。
【０００２】
【従来の技術】蒸気圧縮サイクル下に運転される最新の
冷却システムでは、従来通り、気液両相の冷媒を蒸発器
に供給する。代表的なシステムでは冷媒蒸気或いは気相
冷媒量は合計質量流量の約３０％である。冷媒蒸気が液
相冷媒あるいは冷媒液よりも低密度である限りにおい
て、気相冷媒中の混合物の割合を増大させる場合の混合
速度は、質量流量が一定に保たれる場合は一層高速化さ
せなければならない。これにより、蒸発器内の導管内の
圧力は、液体、即ち、合計質量流量の内の割合の小さい
方が気相である２相流体でのそれよりもずっと大きく低
下する。良く知られるように、蒸気圧縮サイクル下に運
転されるシステムでは圧力の大きな低下は非常に望まし
くない。圧力が大きく低下すると熱交換が非効率化し、
圧力低下を最小化するための合計流路断面積の大きい大
型の熱交換器が必要となり、圧縮エネルギーコストその
他も増大する。
【０００３】こうした問題を解決するために、例えば米
国特許第４，３４１，０８６号において、膨張装置の下
流側に相分離器を位置付け、この相分離器にシステムの
凝縮器若しくはガス冷却器からの圧縮冷媒を受けさせる
ことが提案された。相分離器は冷媒液を蒸発器に提供
し、冷媒蒸気は蒸発器をバイパスさせる。蒸発器には冷
媒液のみが流入することから、結局、蒸気中を通る冷媒
の速度はかなり低下し、更には、蒸発器の入口側での冷
媒配分が改善されて蒸発器が高効率化する。しかしなが
ら、やはり良く知られるように、冷媒中にはシステム運
転中に圧縮器を潤滑するための潤滑材が用いられる。潤
滑材は、米国特許第４，３４１，０８６号のシステム及
び同等システムでは冷媒液中にしばしば溶解する、即
ち、潤滑材の濃度は冷媒蒸気のそれよりも冷媒液のそれ
ずっと近いので、蒸発器を通して冷媒液と共に送られ
る。潤滑材は蒸発器内部での熱交換に悪影響を及ぼして
相分離の利益の幾分かを失わせる恐れがある。
【０００４】米国特許第５，９９６，３７２号には、冷
却システムで潤滑材を分離するための手段として使用す
るアキュムレータが開示される。しかしながら、システ
ム内の特定位置でアキュムレータを使用して最大効率を
達成する点についての言及は特に無い。更に、アキュム
レータ自体が、オイル分離に適用するには過度に複雑で
ありしかも高コストである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述の問題の１つ以上
を解決する新規且つ改善された冷却システムを提供する
ことである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、新規且
つ改善された冷却システムが提供される。詳しくは、本
発明によれば、冷媒を蒸発器に流入させる以前に液相と
気相とに分離すると共に、冷媒中に含まれる潤滑材を常
時循環させて運転中に圧縮器が潤滑不足を生じないよう
にするための手段を備えたシステムが提供される。本発
明の１実施例によれば、圧縮器は入口及び出口を有し、
圧縮器の出口からの潤滑材を含む圧縮された冷媒を受
け、受けた冷媒を冷却するための熱交換器が含まれる。
この実施例には、冷媒を蒸発させて他の流体を冷却し、
冷媒を圧縮器の入口に戻すための蒸発器も含まれる。熱
交換器と蒸発器との間には熱交換器を出る冷却された冷
媒を受ける相分離器が介装される。相分離器はチャンバ
を有し、このチャンバは熱交換器に連結した入口と、圧
縮器の入口に連結されてこの入口に蒸気流れを送るよう
にした上方の蒸気出口と、チャンバの下方部分の第１の
高さ位置にあって蒸発器に結合した冷媒液出口とを有し
ている。相分離器は更に、チャンバの下方部分の、第１
の高さとは異なる第２の高さに位置付けた潤滑材出口を
も含んでいる。潤滑材導管が潤滑材出口及び圧縮器入口
に連結される。この潤滑材導管を通して、相分離器内で
分離された潤滑材が圧縮器に送られて蒸気流れ中に放出
されることで圧縮器が潤滑される。相分離器には、蒸気
出口及び圧縮器入口に結合されて蒸気流れを圧縮器に送
るバイパス導管も含まれる。
【０００７】より好ましい実施例では、潤滑材導管は蒸
気出口とバイパス導管との何れかに位置付けたエダクタ
ー内で終端される。また更に好ましい実施例では潤滑材
導管はその一端をチャンバ内に位置付けて潤滑材出口と
し、他端を蒸気出口内に位置付けてエダクターとした毛
管である。１実施例では潤滑材出口は冷媒液出口の下方
に位置付けられる。システムのより好ましい実施例で
は、相互に熱交換関係にある第１及び第２の各流路を有
する吸引ライン熱交換器が含まれる。第１の流路が熱交
換器と相分離器とを連結し、第２の流路がバイパス導管
と蒸発器とを圧縮器入口に連結する。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明に従い作製した冷却システ
ムの好ましい実施例が図示される。本実施例を従来の冷
媒、例えばＲ１３４その他任意の、商標名ＦＲＥＯＮの
下に販売され商業的且つ環境上受け入れられている冷媒
と共に運転するシステムとして以下に説明する。しかし
ながら、本発明のシステムを別の冷媒を使用する他の蒸
気圧縮システムで有益に使用することが可能であるし、
また、例えば二酸化炭素のような超臨界（ｔｒａｎｓｃ
ｒｉｔｉｃａｌ）流体を冷媒として用いる蒸気圧縮シス
テムの一部として使用することもできる。従来からのあ
るいは超臨界のものであるとを問わず、特許請求の範囲
に言及される限りのものを除き、冷媒の特定形式が限定
されるものではない。
【０００９】図１を参照するに、本発明のシステムは入
口１２と出口１４とを有する圧縮器１０を含んでいる。
出口１４は熱交換器１６と結合される。従来の冷媒を使
用するシステムでは熱交換器は凝縮器であり、他方、シ
ステムが二酸化炭素のような超臨界冷媒を使用する場合
は熱交換器はガス冷却器として作用する。通常、熱交換
器１６は、圧縮器の出口１４から受ける圧縮冷媒を、こ
の圧縮冷媒との熱交換関係下に熱交換器１６内に周囲空
気を通すことで冷却する。かくして、冷媒は冷却され及
びあるいは凝縮されて熱交換器の出口１８から高圧流体
として排出される。
【００１０】熱交換器１６の出口１８は吸引ライン熱交
換器２０の１つの流路に結合され、吸引ライン熱交換器
２０に吸引ライン熱交換器入口２２の位置から流入す
る。吸引ライン熱交換器２０は随意的なものであり、従
来からの冷媒を用いるシステムよりは超臨界冷媒を用い
るシステムで使用されることが多い。しかしながら吸引
ライン熱交換器は何れのシステムでも使用することがで
きる。吸引ライン熱交換器出口２４を通して吸引ライン
熱交換器２０を出る高圧の冷媒は、尚、高圧ではあるが
吸引ライン熱交換器２０内にあったときよりもずっと冷
却されている。この点に関し、冷媒蒸気は吸引ライン熱
交換器入口２６から吸引ライン熱交換器２０に入り、吸
引ライン熱交換器出口３０の位置で吸引ライン熱交換器
を出る。前記吸引ライン熱交換器入口２６及び吸引ライ
ン熱交換器出口３０は吸引ライン熱交換器２０の、吸引
ライン熱交換器入口２２と吸引ライン熱交換器出口２４
との間を伸延する第１の流路との熱交換関係下にある第
２の流路と結合される。例示される如く、流れは向流で
あるが、場合によってはクロスフローあるいは並流を使
用しても良い。
【００１１】吸引ライン熱交換器出口２４を出た冷却さ
れた冷媒はオリフィス３２に送られた後、相分離器３６
の相分離器入口３４に送られる。相分離器３６は、以下
に詳細を説明するように、流入する冷媒を異なる３つの
層部分に分離する。第１の層は相分離器出口３８を出る
ガス、即ち気相であり、第２の層は相分離器出口４０を
出る液相である。相分離器３６は相分離器出口４０を出
る冷媒液中に含まれる通常の潤滑材をも分離して相分離
器出口３８に送り出す。
【００１２】相分離器出口３８は、従来の膨張弁４４を
含むバイパス導管４２に結合される。相分離器３６を相
分離器出口４０から出る冷媒液は蒸発器４８の１つの流
路の蒸発器入口４６に流入する。蒸発器の冷媒流路に
は、ジャンクション５２の位置でバイパス導管４２に連
結する蒸発器出口５０が含まれる。次いで蒸発器出口５
０は吸引ライン熱交換器２０の吸引ライン熱交換器入口
２６に連結される。蒸発器４８は、蒸発器内で冷却され
るべき流体媒体が送られるところの、先に説明した流路
との熱交換関係を有する第２の流路を追加的に含んでい
る。流体媒体は空調システムにおけるように周囲空気の
場合があり、塩水（ブライン）その他のようなものでも
あり得る。
【００１３】相分離器３６は、先にも言及したように、
冷媒を液相及び気相に分離して蒸発器４８の周囲に気相
冷媒をバイパスさせることを目的とするものである。良
く知られるように、蒸発器４８内で冷却される冷媒を所
望の冷却温度にするためには冷媒を所定の質量流量で蒸
発器に通す必要がある。所定の質量流量の冷媒におい
て、高品質（品質は、液体を含まないガスあるいは蒸気
の流れを１００、また蒸気或いはガスを含まない全液体
流れをゼロとして、ガスあるいは気相中の冷媒の割合で
定義される）であるほど、一方の蒸気或いはガスと他方
の液体との間に濃度差があることから、蒸発器４８を通
る流体速度は速くなる。他の全ての条件が等しい場合、
蒸発器４８内の冷媒速度が高いことは蒸発器４８を横断
する圧力低下が大きいことを意味する。周知のように、
冷却システム内の圧力を過剰に低下させるのは避けるべ
きである。結局のところ、過剰な圧力低下を回避するに
は蒸発器内の、蒸発器入口４６及び蒸発器出口５０を相
互に連結する通路を、冷媒流れを高流量で通過させるべ
く大型化する必要がある。これにより、蒸発器４８の寸
法形状のみならず、使用するべき材料に関わる費用も増
大することは言うまでもない。
【００１４】相分離器３６を使用して蒸気及びあるいは
気相冷媒の大半を蒸発器をバイパスさせる結果、蒸発器
４８を通る冷媒品質は相分離器を使用しない場合のそれ
よりもずっと低くなる。これにより圧力低下はずっと小
さくなるので蒸発器４８の寸法形状を最小化することが
可能となる。相分離器から蒸発器に入る冷媒の品質は代
表的にはシステムの所望位置での冷媒温度に応答する膨
張弁４４を使用することで厳密に調整することができ
る。
【００１５】そうしたシステムの使用に伴い良く知られ
る１つの問題は、この種のシステムで使用する冷媒には
典型的に、運転中の圧縮器１０を潤滑するための潤滑材
が含まれることである。潤滑材は代表的にはその比較的
高い濃度の故に液相冷媒と共に移動する。ある場合には
潤滑材の濃度は液相冷媒のそれ以上であり、あるいはそ
れ未満でもあり得る。
【００１６】バイパス導管４２を通るガスの質量流量が
大きいと蒸発器４８の蒸発器出口５０を出る冷媒の流量
は代表的には減少するが、これは結局、圧縮器の圧縮器
入口１２に戻る流れ中の潤滑材含有量が減少することを
意味する。更には、潤滑材は伝熱性に乏しく、結局は蒸
発器４８の効率を低下させることから蒸発器４８内から
完全に無くすことが望ましい。
【００１７】図２には、圧縮器入口１２への潤滑材の一
定流れと、蒸発器４８を通過する潤滑材量の最小化ある
いは排除とを共に保証するべく設計された相分離器３６
の１構成が例示される。相分離器は潤滑材濃度が液相冷
媒のそれ以上であるシステムにおいて有益なものとして
例示されるが、以下に詳しく説明するとおり、その逆、
即ち、潤滑材濃度が液相冷媒のそれ未満である場合でも
有益である。
【００１８】相分離器はチャンバ６２を画定するハウジ
ング６０を含む。チャンバ６２はその内部で所望される
分離を達成し得る限りにおいて任意の所望の形態のもの
であり得る。入口３４は代表的には、しかし常にそうで
はないが、チャンバ６２の上端部に向けられ、他方、蒸
気或いは相分離器出口３８はチャンバ６２の上端あるい
は少なくとも上端付近に位置付けられる。他方、蒸発器
出口５０はチャンバの下端付近に位置付けられる。
【００１９】分離された潤滑材６４は上面高さ６６を有
する。潤滑材６４の上方には、蒸気或いは相分離器出口
３８よりも低い上面高さ７０を有する液相冷媒６８があ
る。蒸発器入口４０は、潤滑材の上面高さ６６以上で且
つ液相冷媒の上面高さ７０未満の高さでチャンバ５４の
内部に伸延する縦管その他を含む。縦管は液相冷媒６８
の内部に、この液相冷媒を相分離器から抜き出して蒸発
器４８の蒸発器入口４６に送るための出口開口７２を提
供する。ハウジングには、上端７６及び下端７８を有す
る毛管７４も含まれる。毛管７４の下端７８は潤滑材の
上面高さ６６よりも下方で且つ潤滑材６４の内部に位置
付けられる。他方、毛管７４の上端７６はそれとは逆に
相分離器出口３８の内部に伸延される。
【００２０】運転に際し、オリフィス３２を出た冷媒は
矢印８０の方向からチャンバ６２に入る。濃度差がある
ことから気相冷媒は高さ７０より上方に、また、液相冷
媒は高さ７０よりも下方に分離される。更には、冷媒６
８の濃度が潤滑材のそれ未満である場合、潤滑材は上面
高さ６６の位置で分離される。上面高さ６６は、先に言
及したように毛管７４の下端７８の開口位置よりも高
く、結局、相分離器出口３８を通して送られる気相冷媒
は毛管７４の上端７６をかすめて通過し、毛管７４を通
して潤滑材を上端７６から引き出す。上端７６から引き
出された潤滑材は相分離器出口３８を通過する蒸気流れ
中に排出され、最終的にはジャンクション５２に達す
る。ジャンクション５２を通過した潤滑材は冷媒と共に
吸引ライン熱交換器２０を通過して最終的に圧縮器１０
の圧縮器入口１２に達する。毛管７４の上端７６が、蒸
気が相分離器入口３４から相分離器出口３８に達し、次
いで圧縮器の圧縮器入口１２に向かう限りにおいて、潤
滑材を蒸気流れ中に排出させるためのエダクタとして作
用することを認識されよう。このエダクタとしての作用
無しには潤滑材は上端７６を通して排出されず、その
間、圧縮器１０は作動されない。
【００２１】潤滑材が液相冷媒のそれよりも低濃度であ
っても本発明の相分離器は有益である。その場合はチャ
ンバ６２内の、毛管７４の下端７８よりも低い位置に出
口開口７２を位置付け、下端７８が液相冷媒上に保持さ
れた潤滑材中に位置付けられ、蒸発器入口４０の出口開
口７２が液相冷媒内に配置されるようにすればよい。
【００２２】本発明が、蒸発器４８内で生じる高い圧力
損失がバイパスライン４２の使用を通して制限されるシ
ステムを提供することが認識されよう。同時に、相分離
器３６から圧縮器の圧縮器入口１２に送られる蒸気流れ
に潤滑材が排出されることで圧縮器１０の適正な潤滑が
実現される。更には本発明のシステムによれば、蒸発器
４８の運転を妨害する潤滑材の蒸発器内通過が回避され
あるいは最小化される。結局、蒸発器４８内での異常に
大きな圧力低下が排除されること及び潤滑材の蒸発器内
通過が回避されることで本発明のシステムの効率は最大
化される。
【００２３】
【発明の効果】従来の問題の１つ以上を解決する新規且
つ改善された冷却システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う冷却システムの概略図である。
【図２】本発明に従い作製した相分離器の拡大断面図で
ある。
【符号の説明】
１０ 圧縮器 １２ 圧縮器入口 １４ 圧縮器出口 １６ 熱交換器 １８ 熱交換器出口 ２０ 吸引ライン熱交換器 ２２、２６ 吸引ライン熱交換器入口 ２４、３０ 吸引ライン熱交換器出口 ３２ オリフィス ３４ 相分離器入口 ３６ 相分離器 ３８、４０ 相分離器出口 ４４ 膨張弁 ４２ バイパス導管 ５０ 蒸発器出口 ５２ ジャンクション ６０ ハウジング ６２ チャンバ ６４ 潤滑材 ６８ 液相冷媒 ７２ 出口開口 ７４ 毛管 ７６ 上端 ７８ 下端
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２５Ｂ 1/00 ３９５ Ｆ２５Ｂ 1/00 ３９５Ｚ 43/00 43/00 Ｍ

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入口及び出口を有する圧縮器と、 圧縮器の出口からの冷媒を含む圧縮された潤滑材を受
    け、また冷媒を冷却するための熱交換器と、 冷媒を蒸発させて別の流体を冷却し、冷媒を圧縮器の入
    口に戻すための蒸発器と、 熱交換器と蒸発器との間に介挿され、熱交換器からの冷
    却された冷媒を受ける相分離器にして、熱交換器に連結
    した入口を有するチャンバと、圧縮器の入口に連結され
    て蒸気流れを圧縮器に送る上方の蒸気出口と、前記チャ
    ンバの下方部分の第１の高さ位置にあって蒸発器に連結
    された液相冷媒出口と、チャンバの、前記第１の高さと
    は異なる第２の高さ位置に設けた潤滑材出口と、を有す
    る相分離器と、 潤滑材出口及び圧縮器入口に連結され、相分離器内で分
    離された潤滑材を蒸気流れ中に排出させることにより潤
    滑材を圧縮器に送り、かくして圧縮器を潤滑させるため
    の潤滑材導管と、 蒸気出口及び圧縮器入口に連結され、前記蒸気流れを圧
    縮器に送るバイパス導管と、 を含む冷却システム。
  2. 【請求項２】 潤滑材導管が蒸気出口及びバイパス導管
    の一方に位置付けたエダクタ内で終端する請求項１の冷
    却システム。
  3. 【請求項３】 潤滑材導管が、チャンバ内に位置付けた
    一端が潤滑材出口として作用し、蒸気出口に位置付けた
    他端がエダクタとして作用する毛管導管である請求項２
    の冷却システム。
  4. 【請求項４】 潤滑材出口が液相冷媒出口の下方に位置
    付けられる請求項１の冷却システム。
  5. 【請求項５】 相互に熱交換関係にある第１の流路及び
    第２の流路を有する吸引ライン熱交換器にして、第１の
    導管が吸引ライン熱交換器と相分離器とを連結し、第２
    の流路がバイパス導管及び蒸発器を圧縮器入口に連結す
    る請求項１の冷却システム。
  6. 【請求項６】 圧縮器入口及び圧縮器出口を有する圧縮
    器と、 圧縮器出口に連結され、圧縮器からの圧縮された冷媒を
    含む潤滑材を受け且つ該潤滑材を凝縮／冷却する凝縮器
    ／ガス冷却器と、 冷却するべき流体媒体のための、第１の流路にして、凝
    縮／冷却された冷媒のための第２の流路と熱交換関係に
    ある第１の流路を有する蒸発器と、 凝縮器／ガス冷却器と第２の流路とを相互に連結する膨
    張装置と、 膨張装置と第２の流路との間に介挿した相分離器にし
    て、膨張装置に結合した冷媒入口と、気相冷媒出口と、
    液相冷媒出口と、潤滑材出口とを含み気相冷媒、液相冷
    媒、潤滑材、の間の濃度差に応じて作動して、冷媒入口
    から流入する冷媒を気相冷媒の流れと、液相冷媒の流れ
    と、潤滑材の流れとに分離し、液体冷媒出口が第２の流
    路に結合された相分離器と、 気相冷媒出口を圧縮器入口に連結して気相冷媒の流れを
    圧縮器に送るバイパス導管と、 潤滑材出口と、バイパス導管及び気相冷媒出口の一方に
    連結され、潤滑材を気相冷媒流れ中に送る潤滑材導管
    と、 を含む冷却システム。
  7. 【請求項７】 潤滑材導管がエダクタ内でバイパス導管
    及び気相冷媒出口の一方において終端する請求項６の冷
    却システム。
  8. 【請求項８】 エダクタが気相冷媒出口内に位置付けら
    れる請求項７の冷却システム。
  9. 【請求項９】 エダクタが毛管を含む請求項８の冷却シ
    ステム。
  10. 【請求項１０】 毛管が潤滑材導管として追加的に作用
    する請求項９の冷却システム。
  11. 【請求項１１】 相分離器が分離器の少なくとも１つの
    チャンバを含む請求項６の冷却システム。
  12. 【請求項１２】 気相冷媒出口が、分離器チャンバ内
    の、液相冷媒出口及び潤滑材出口のいずれもの上方に位
    置付けられたポートを含み、液相冷媒出口及び潤滑材出
    口が分離器の少なくとも１つのチャンバ内で異なる垂直
    方向位置に位置決めされる請求項１１の冷却システム。
  13. 【請求項１３】 凝縮器／ガス冷却器と膨張装置とを相
    互連結する第１の流路と、該流路と熱交換関係にある第
    ２の流路とを有し、該第２の流路とバイパス導管とを圧
    縮器入口に結合する吸引ライン熱交換器を含む請求項６
    の冷却システム。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007183041A (ja) * 2006-01-06 2007-07-19 Fuji Electric Retail Systems Co Ltd 冷媒サイクル装置

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100466392B1 (ko) * 2001-05-30 2005-01-13 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 프린지 필드 스위칭 액정표시장치의 제조방법
JP4330369B2 (ja) * 2002-09-17 2009-09-16 株式会社神戸製鋼所 スクリュ冷凍装置
DE10258524A1 (de) * 2002-12-14 2004-07-15 Volkswagen Ag Kältemittelkreislauf für eine Kfz-Klimaanlage
FR2855254B1 (fr) * 2003-05-23 2007-04-06 Valeo Climatisation Dispositif de climatisation, en particulier pour vehicule automobile, comprenant une boucle avec separation liquide/gaz
US7424807B2 (en) * 2003-06-11 2008-09-16 Carrier Corporation Supercritical pressure regulation of economized refrigeration system by use of an interstage accumulator
US6848268B1 (en) * 2003-11-20 2005-02-01 Modine Manufacturing Company CO2 cooling system
US7096679B2 (en) * 2003-12-23 2006-08-29 Tecumseh Products Company Transcritical vapor compression system and method of operating including refrigerant storage tank and non-variable expansion device
US7131294B2 (en) 2004-01-13 2006-11-07 Tecumseh Products Company Method and apparatus for control of carbon dioxide gas cooler pressure by use of a capillary tube
JP2005257236A (ja) * 2004-03-15 2005-09-22 Sanyo Electric Co Ltd 冷凍装置
JP2006183950A (ja) * 2004-12-28 2006-07-13 Sanyo Electric Co Ltd 冷凍装置及び冷蔵庫
WO2008019689A2 (en) * 2006-08-18 2008-02-21 Knudsen Køling A/S A transcritical refrigeration system with a booster
US20100037652A1 (en) * 2006-10-13 2010-02-18 Carrier Corporation Multi-channel heat exchanger with multi-stage expansion
US20080289350A1 (en) * 2006-11-13 2008-11-27 Hussmann Corporation Two stage transcritical refrigeration system
US20080302113A1 (en) * 2007-06-08 2008-12-11 Jian-Min Yin Refrigeration system having heat pump and multiple modes of operation
CN101910756B (zh) * 2008-01-17 2015-06-24 开利公司 带有润滑剂冷却器的制冷剂蒸气压缩系统
US9989280B2 (en) * 2008-05-02 2018-06-05 Heatcraft Refrigeration Products Llc Cascade cooling system with intercycle cooling or additional vapor condensation cycle
CA2820930C (en) * 2008-10-23 2016-04-26 Serge Dube Co2 refrigeration system
WO2010086806A2 (en) * 2009-01-31 2010-08-05 International Business Machines Corporation Refrigeration system and method for controlling a refrigeration system
WO2010091350A2 (en) * 2009-02-09 2010-08-12 Earthlinked Technologies, Inc. Oil return system and method for active charge control in an air conditioning system
US8590324B2 (en) * 2009-05-15 2013-11-26 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor and oil-cooling system
WO2012174411A1 (en) * 2011-06-17 2012-12-20 Ice Energy, Inc. System and method for liquid-suction heat exchange thermal energy storage
US8857185B2 (en) 2012-01-06 2014-10-14 United Technologies Corporation High gliding fluid power generation system with fluid component separation and multiple condensers
US20130333402A1 (en) * 2012-06-18 2013-12-19 GM Global Technology Operations LLC Climate control systems for motor vehicles and methods of operating the same
US9234685B2 (en) * 2012-08-01 2016-01-12 Thermo King Corporation Methods and systems to increase evaporator capacity
CN105102907B (zh) * 2013-01-25 2017-04-05 特灵国际有限公司 冷凝器的制冷剂出口装置
US10234181B2 (en) 2013-11-18 2019-03-19 Carrier Corporation Flash gas bypass evaporator
CN103994596A (zh) * 2014-05-28 2014-08-20 合肥美的电冰箱有限公司 制冷设备和制冷系统
ES2886603T3 (es) * 2014-08-21 2021-12-20 Carrier Corp Sistema enfriador
WO2017029534A1 (en) 2015-08-19 2017-02-23 Carrier Corporation Reversible liquid suction gas heat exchanger
EP3187796A1 (en) 2015-12-28 2017-07-05 Thermo King Corporation Cascade heat transfer system
JP6572931B2 (ja) * 2016-04-08 2019-09-11 株式会社デンソー 熱交換器
CN106440575B (zh) * 2016-11-09 2022-03-18 珠海格力电器股份有限公司 气液分离器及空调系统
DE102017109313B4 (de) * 2017-05-02 2021-09-16 Hanon Systems Vorrichtung zur Wärmeübertragung für einen Kältemittelkreislauf eines Klimatisierungssystems eines Kraftfahrzeugs und Klimatisierungssystem mit der Vorrichtung
US20220307739A1 (en) * 2019-06-17 2022-09-29 Johnson Controls Tyco IP Holdings LLP Lubrication system for a compressor
NO345812B1 (en) * 2019-10-28 2021-08-16 Waister As Improved heat pump
US11686513B2 (en) 2021-02-23 2023-06-27 Johnson Controls Tyco IP Holdings LLP Flash gas bypass systems and methods for an HVAC system
CN113639490B (zh) * 2021-07-01 2023-04-07 广东芬尼克兹节能设备有限公司 一种气液分离系统
US20240003603A1 (en) * 2022-06-30 2024-01-04 Trane International Inc. Suction gas heat exchanger control and utilization

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE843093C (de) * 1943-04-06 1952-07-03 Linde Eismasch Ag Verfahren zur automatischen OElrueckfuehrung, insbesondere fuer Kaelteanlagen
US3201949A (en) * 1963-08-22 1965-08-24 Vilter Manufacturing Corp Refrigerating apparatus with oil separator means
DE1551295C3 (de) * 1967-04-28 1974-03-14 Danfoss A/S, Nordborg (Daenemark) Kältesystem
DE2308481A1 (de) * 1972-02-22 1973-08-30 Sabroe & Co As Thomas Ths Einrichtung, beispielsweise kuehleinrichtung mit einem kompressor zum ausstossen eines kondensierbaren gases in dessen gaszustand
JPS576932Y2 (ja) * 1976-12-14 1982-02-09
US4187695A (en) * 1978-11-07 1980-02-12 Virginia Chemicals Inc. Air-conditioning system having recirculating and flow-control means
US4282717A (en) * 1979-11-19 1981-08-11 Bonar Ii Henry B Oil separator and heat exchanger for vapor compression refrigeration system
US4341086A (en) 1980-10-06 1982-07-27 Clarion Co., Ltd. Refrigeration system
JPS60262A (ja) * 1983-06-17 1985-01-05 株式会社日立製作所 冷凍サイクル
DE3833209C1 (ja) 1988-09-30 1990-03-29 Danfoss A/S, Nordborg, Dk
JPH0752051B2 (ja) * 1988-12-05 1995-06-05 三菱電機株式会社 アキュームレータ
US4972676A (en) 1988-12-23 1990-11-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Refrigeration cycle apparatus having refrigerant separating system with pressure swing adsorption
NO890076D0 (no) * 1989-01-09 1989-01-09 Sinvent As Luftkondisjonering.
US5245836A (en) * 1989-01-09 1993-09-21 Sinvent As Method and device for high side pressure regulation in transcritical vapor compression cycle
JPH0317478A (ja) 1989-06-14 1991-01-25 Nippondenso Co Ltd 冷凍サイクル装置
US5029455A (en) * 1990-05-02 1991-07-09 Carrier Corporation Oil return system for oil separator
US5056329A (en) 1990-06-25 1991-10-15 Battelle Memorial Institute Heat pump systems
JPH07332806A (ja) 1994-04-12 1995-12-22 Nippondenso Co Ltd 冷凍装置
US5704215A (en) * 1996-06-28 1998-01-06 Carrier Corporation Internal oil separator for a refrigeration system condenser
JPH1114199A (ja) 1997-06-24 1999-01-22 Mitsubishi Electric Corp アキュムレータ
JP3365273B2 (ja) * 1997-09-25 2003-01-08 株式会社デンソー 冷凍サイクル
US5996360A (en) 1997-11-27 1999-12-07 Denso Corporation Refrigerant cycle system
EP0924478A3 (en) * 1997-12-15 2000-03-22 Carrier Corporation Refrigeration system with integrated oil cooling heat exchanger
JP2000046420A (ja) * 1998-07-31 2000-02-18 Zexel Corp 冷凍サイクル

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007183041A (ja) * 2006-01-06 2007-07-19 Fuji Electric Retail Systems Co Ltd 冷媒サイクル装置
JP4720510B2 (ja) * 2006-01-06 2011-07-13 富士電機リテイルシステムズ株式会社 冷媒サイクル装置

Also Published As

Publication number Publication date
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DE60113363T2 (de) 2006-01-19

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