JP2018123970A - 冷凍装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】不均化反応を起こす性質を有する冷媒が充填される冷媒回路を備えた冷凍装置において、冷媒の不均化反応が起こるのを抑止する。
【解決手段】冷凍装置(10)は、圧縮機(21)と、熱源側の熱交換器(23)と、利用側の熱交換器(28)とが設けられ、両熱交換器(23,28)の一方が放熱器、他方が蒸発器となる冷凍サイクルを行う冷媒回路(20)を備える。冷媒回路(20)には、不均化反応を起こす性質を有するフッ化炭化水素を含む冷媒が充填される。冷媒回路(20)は、減圧流路(25a)、吸引流路(25b)および噴出流路(25c)を有するエジェクタ(25)と、噴出流路(25c)から噴出された冷媒が流入する気液分離器(26)と、気液分離器(26)から蒸発器へ流れる液冷媒を減圧する膨張機構(27)と、気液分離器(26)のガス冷媒を圧縮機(21)へ導く吸入管(21b)とを有する。
【選択図】図1

Description

本発明は、冷凍装置に関するものである。
従来より、圧縮機と、熱源側の熱交換器と、利用側の熱交換器とが設けられ、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えた冷凍装置が知られている(例えば、特許文献1)。同文献の冷凍装置は、四路切換弁の状態の切換えによって冷房運転と暖房運転とを選択的に実行可能に構成されている。両運転では、蒸発器となる熱交換器から流出する低圧冷媒が、圧縮機に吸入され、圧縮されて高圧冷媒となって吐出される。
特開2016−038134号公報
ところで、冷媒回路を循環する冷媒として、不均化反応を起こす性質を有する冷媒を用いることがある。このような冷媒は、高温高圧下において不均化反応を起こしやすい。
ここで、特許文献1の冷凍装置のように、圧縮機において冷媒を低圧状態から高圧状態まで一気に変化させる場合、圧縮比が比較的大きくなり、そのために圧縮機の吐出ガス温度が比較的高くなる傾向にある。このような冷凍装置には、高温高圧下で不均化反応を起こしやすい上述した冷媒を使用しにくいという問題がある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、不均化反応を起こす性質を有する冷媒が充填される冷媒回路を備えた冷凍装置において、冷媒の不均化反応が起こるのを抑止することにある。
第1の発明は、圧縮機(21)と、熱源側の熱交換器(23)と、利用側の熱交換器(28)とが設けられ、該熱源側の熱交換器(23)と該利用側の熱交換器(28)との一方が放熱器、他方が蒸発器となる蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路(20)を備えた冷凍装置(10)を対象とする。この冷凍装置(10)では、上記冷媒回路(20)に、不均化反応を起こす性質を有するフッ化炭化水素を含む冷媒が充填される一方、上記冷媒回路(20)は、上記放熱器から出た冷媒を減圧させる減圧流路(25a)、上記蒸発器から出た冷媒を上記減圧流路(25a)の減圧作用により吸引する吸引流路(25b)、および、上記減圧流路(25a)の冷媒と上記吸引流路(25b)の冷媒とを合流させて昇圧させた後に噴出する噴出流路(25c)を有するエジェクタ(25)と、上記噴出流路(25c)から噴出された冷媒が流入する気液分離器(26)と、上記気液分離器(26)から上記蒸発器へ流れる液冷媒を減圧する膨張機構(27)と、上記気液分離器(26)のガス冷媒を上記圧縮機(21)へ導く吸入管(21b)とを有する。
上記第1の発明では、冷媒回路(20)において蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。この冷凍サイクルでは、圧縮機(21)から吐出された高圧冷媒が凝縮器において凝縮した後にエジェクタ(25)の減圧流路(25a)に流入して減圧される。減圧された冷媒は、減圧流路(25a)の減圧作用によって蒸発器から出た後に吸引流路(25b)に吸引された冷媒と噴出流路(25c)において合流して昇圧される。昇圧された冷媒は、気液分離器(26)に流入してガス冷媒と液冷媒とに分離される。気液分離器(26)の液冷媒は、膨張機構(27)において減圧された後に蒸発器に流入して蒸発する。気液分離器(26)のガス冷媒は、吸入管(21b)を通って圧縮機(21)に導かれる。
ここで、冷媒回路(20)には、不均化反応を起こす性質を有するフッ化炭化水素を含む冷媒が充填されている。この冷媒は、特に高温高圧下において不均化反応を起こしやすい。これに対し、第1の発明では、気液分離器(26)のガス冷媒が圧縮機(21)へ導かれる。この気液分離器(26)のガス冷媒は、エジェクタ(25)の噴出流路(25c)において昇圧されたものであり、蒸発器から流出する低圧冷媒よりも圧力が高い。このため、蒸発器から流出する低圧冷媒を圧縮機(21)に導く場合に比べて、圧縮比が小さくなり、圧縮機(21)の吐出ガス温度が低くなる。そのため、冷媒の不均化反応が起こりにくくなる。
第2の発明は、上記第1の発明において、上記冷媒は、HFO−1123を含む冷媒であることを特徴とする。
上記第2の発明では、HFO−1123を含む冷媒が冷媒回路(20)に充填されてこの冷媒回路(20)内を循環する。
本発明によれば、蒸発器から流出する低圧冷媒を圧縮機(21)に導く場合に比べて圧縮機(21)に吸入される冷媒の圧力を高めることができる。すなわち、圧縮比を比較的小さくして圧縮機(21)の吐出ガス温度を比較的低くすることにより、冷媒の不均化反応が起こるのを抑止することができる。
図1は、実施形態の空気調和装置の冷媒回路図である。 図2は、参考例の空気調和装置の冷媒回路図である。
本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
図1に示すように、本実施形態の空気調和装置(10)は、本発明に係る冷凍装置により構成されており、冷媒回路(20)を備えている。冷媒回路(20)には、不均化反応を起こす性質を有するフッ化炭化水素を含む冷媒が充填されている。冷媒回路(20)は、冷媒が可逆に循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うように構成されている。
冷媒回路(20)は、圧縮機(21)と、四路切換弁(22)と、室外熱交換器(23)と、ブリッジ回路(24)と、エジェクタ(25)と、気液分離器(26)と、膨張弁(27)と、室内熱交換器(28)とを備えている。室外熱交換器(23)は熱源側の熱交換器を構成し、室内熱交換器(28)は利用側の熱交換器を構成している。
圧縮機(21)の吐出管(21a)は四路切換弁(22)の第1ポートに、吸入管(21b)は気液分離器(26)にそれぞれ接続されている。四路切換弁(22)の第2ポートには吸引配管(39)の流入端が接続されている。四路切換弁(22)の第3ポートには室外熱交換器(23)のガス側端が、第4ポートには室内熱交換器(28)のガス側端がそれぞれ接続されている。
ブリッジ回路(24)は、第1〜第4逆止弁(CV1,CV2,CV3,CV4)を備えている。室外熱交換器(23)の液側端は、第1配管(33)を介して、ブリッジ回路(24)の第1逆止弁(CV1)と第4逆止弁(CV4)との間に接続されている。室内熱交換器(28)の液側端は、第4配管(36)を介して、ブリッジ回路(24)の第2逆止弁(CV2)と第3逆止弁(CV3)との間に接続されている。
ブリッジ回路(24)の第3逆止弁(CV3)と第4逆止弁(CV4)との間には第2配管(34)の流入端が接続され、第2配管(34)の流出端は気液分離器(26)のガス層に連通している。ブリッジ回路(24)の第1逆止弁(CV1)と第2逆止弁(CV2)との間には第3配管(35)の流出端が接続され、第3配管(35)の流入端は気液分離器(26)の液層に連通している。第2配管(34)にはエジェクタ(25)が設けられ、第3配管(35)には膨張弁(27)が設けられている。気液分離器(26)のガス層から延びる吸入管(21b)は、圧縮機(21)の吸入ポートに接続されている。膨張弁(27)は、膨張機構を構成している。
四路切換弁(22)は、第1ポートと第3ポートが連通し且つ第2ポートと第4ポートが連通する第1状態(図1に実線で示す状態)と、第1ポートと第4ポートが連通し且つ第2ポートと第3ポートが連通する第2状態(図1に破線で示す状態)とに切り換え可能となっている。つまり、冷媒回路(20)において、四路切換弁(22)が第1状態の場合、冷媒が冷房サイクルで循環し、室内熱交換器(28)が蒸発器として、室外熱交換器(23)が放熱器としてそれぞれ機能する。冷媒回路(20)において、四路切換弁(22)が第2状態の場合、冷媒が暖房サイクルで循環し、室内熱交換器(28)が放熱器として、室外熱交換器(23)が蒸発器としてそれぞれ機能する。
室外熱交換器(23)は、いわゆるクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器であり、室外ファン(31)によって取り込まれた室外空気と冷媒が熱交換する。室内熱交換器(28)は、いわゆるクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器であり、室内ファン(32)によって取り込まれた室内空気と冷媒が熱交換する。膨張弁(27)は、開度可変の電子膨張弁によって構成されている。気液分離器(26)は縦長で円筒状の密閉容器であり、流入した冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離するものである。
エジェクタ(25)には、駆動流体が流れる減圧流路(25a)と、該減圧流路(25a)を流れる駆動流体により吸引された吸引流体が流れる吸引流路(25b)と、該吸引流路(25b)を流れる冷媒と減圧流路(25a)を流れる冷媒とを合流させて噴出する噴出流路(25c)とが設けられている。エジェクタ(25)の吸引流路(25b)には、吸引配管(39)の流出端が接続されている。吸引配管(39)の流入端は、四路切換弁(22)の第2ポートに接続されている。つまり、減圧流路(25a)には放熱器となる熱交換器(23,28)から出た冷媒が流入し、吸引流路(25b)には蒸発器となる熱交換器(23,28)から出た冷媒が吸引される。
エジェクタ(25)は、減圧流路(25a)へ流入した駆動流体をエジェクタ(25)内に設けられたノズルで加速させると共に減圧させ、この減圧作用によって、吸引配管(39)から吸引流路(25b)内に吸引流体を吸引するように構成されている。また、エジェクタ(25)は、噴出流路(25c)において吸引流体と駆動流体とを混合させて混合流体とし、この混合流体を該エジェクタ(25)内に設けられたディフューザで減速させると共に昇圧させた後に噴出させるように構成されている。
−運転動作−
上述した空気調和装置(10)では、冷媒回路(20)における冷媒の循環方向が可逆に切り換えられることにより、冷房運転と暖房運転とが行われる。
〈冷房運転〉
冷房運転時には、四路切換弁(22)が第1状態に設定される。この状態で圧縮機(21)を運転すると、室外熱交換器(23)が放熱器となり、室内熱交換器(28)が蒸発器となって冷凍サイクルが行われる。
圧縮機(21)から吐出された高圧冷媒は、四路切換弁(22)を経て室外熱交換器(23)に流入し、室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器(23)から流出した高圧冷媒(駆動流体)は、ブリッジ回路(24)を経てエジェクタ(25)の減圧流路(25a)に流入する。減圧流路(25a)に流入した高圧冷媒は、ノズルによって加速されると共に減圧される。この減圧作用によって、室内熱交換器(28)から流出した低圧冷媒(吸引流体)が吸引配管(39)を介してエジェクタ(25)の吸引流路(25b)に吸い込まれる。エジェクタ(25)において、加速された高圧冷媒と吸引された低圧冷媒とは、噴出流路(25c)の上流側で合流する。合流した冷媒は、ディフューザにおいて減速されると共に昇圧され、その後に噴出流路(25c)から噴出する。この噴出した冷媒は、気液二相状態の中間圧冷媒となっている。
エジェクタ(25)から噴出した中間圧冷媒は、気液分離器(26)に流入する。気液分離器(26)では、流入した中間圧冷媒が液冷媒とガス冷媒とに分離される。気液分離器(26)内の液冷媒は、膨張弁(27)でさらに減圧されて低圧冷媒となる。膨張弁(27)で減圧された低圧冷媒は、ブリッジ回路(24)を経て室内熱交換器(28)に流入し、室内空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内空気は冷却されて、室内の冷房が行われる。室内熱交換器(28)で蒸発した低圧のガス冷媒は、吸引配管(39)を経てエジェクタ(25)の吸引流路(25b)に吸い込まれる。一方、気液分離器(26)内のガス冷媒は、吐出管(21a)を介して圧縮機(21)へ吸入される。圧縮機(21)に吸入された中間圧のガス冷媒は、再び圧縮されて吐出される。
〈暖房運転〉
暖房運転時には、四路切換弁(22)が第2状態に設定される。この状態で圧縮機(21)を運転すると、室外熱交換器(23)が蒸発器となり、室内熱交換器(28)が放熱器となって冷凍サイクルが行われる。
圧縮機(21)から吐出された高圧冷媒は、四路切換弁(22)を経て室内熱交換器(28)に流入し、室内空気へ放熱して凝縮する。これにより、室内空気は加熱されて、室内の暖房が行われる。室内熱交換器(28)から流出した高圧冷媒(駆動流体)は、ブリッジ回路(24)を経てエジェクタ(25)の減圧流路(25a)に流入する。減圧流路(25a)に流入した高圧冷媒は、ノズルによって加速されると共に減圧される。この減圧作用によって、圧縮機(21)の吸入管(21b)の低圧冷媒(吸引流体)が吸引配管(39)を介してエジェクタ(25)の吸引流路(25b)に吸い込まれる。エジェクタ(25)において、加速された高圧冷媒と吸引された低圧冷媒とは、噴出流路(25c)の上流側で合流する。合流した冷媒は、ディフューザにおいて減速されると共に昇圧され、その後に噴出流路(25c)から噴出する。この噴出した冷媒は、気液二相状態の中間圧冷媒となっている。
エジェクタ(25)から噴出した中間圧冷媒は、気液分離器(26)に流入する。気液分離器(26)では、流入した中間圧冷媒が液冷媒とガス冷媒とに分離される。気液分離器(26)内の液冷媒は、膨張弁(27)でさらに減圧されて低圧冷媒となる。膨張弁(27)で減圧された低圧冷媒は、ブリッジ回路(24)を経て室外熱交換器(23)に流入し、室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器(23)で蒸発した低圧のガス冷媒は、吸引配管(39)を経てエジェクタ(25)の吸引流路(25b)に吸い込まれる。一方、気液分離器(26)内のガス冷媒は、吸入管(21b)を介して圧縮機(21)へ吸入される。圧縮機(21)に吸入された中間圧のガス冷媒は、再び圧縮されて吐出される。
〈圧縮機の吐出ガス温度〉
例えば特許文献1の空気調和装置のようにエジェクタを備えていない冷媒回路で通常の単段圧縮式の冷凍サイクルを行う場合には、蒸発器として機能する熱交換器から流出した低圧冷媒が圧縮機に直接に吸入されて圧縮された後に吐出される。このため、圧縮比が比較的大きく、圧縮機の吐出ガス温度が比較的高くなる傾向にある。
一方、本実施形態に係る空気調和装置(10)では、蒸発器から流出した低圧冷媒がエジェクタ(25)の吸引流路(25b)に吸い込まれて、噴出流路(25c)において高圧冷媒と混合された後に噴出される。このようにして噴出された冷媒は気液二相状態の中間圧冷媒となっており、この中間圧冷媒は気液分離器(26)においてガス冷媒と液冷媒とに分離される。そして、中間圧のガス冷媒が圧縮機(21)に吸入されて圧縮されて吐出される。このため、通常の単段圧縮式の冷凍サイクルを行う場合に比べて、圧縮比が小さくなり、圧縮機の吐出ガス温度が低くなる。これにより、冷媒の不均化反応が起こりにくくなる。
−冷媒について−
冷媒回路(20)に充填される冷媒としては、不均化反応を起こす性質を有するフッ化炭化水素から成る単一冷媒、または不均化反応を起こす性質を有するフッ化炭化水素と、これ以外の少なくとも1種の冷媒から成る混合冷媒を用いることができる。
不均化反応を起こす性質を有するフッ化炭化水素としては、オゾン層への影響、地球温暖化への影響がともに少なく、OHラジカルによって分解されやすい炭素−炭素二重結合を有するヒドロフルオロオレフィン(HFO)を用いることができる。具体的に、このようなHFO冷媒としては、特開2015−7257号公報および特開2016−28119号公報に記載された、優れた性能を有するトリフルオロエチレン(HFO−1123)を用いるのが好ましい。また、HFO−1123以外のHFO冷媒としては、特開平04−110388号公報に記載されている、3,3,3−トリフルオロプロペン(HFO−1243zf)、1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze)、2−フルオロプロペン(HFO−1261yf)、2,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234yf)、1,1,2−トリフルオロプロペン(HFO−1243yc)、特表2006−512426号公報に記載されている、1,2,3,3,3−ペンタフルオロプロペン(HFO−1225ye)、トランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))、シス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(Z))のうち、不均化反応を起こす性質を有するものであれば本発明に適用可能である。また、不均化反応を起こす性質を有するフッ化炭化水素として、炭素−炭素三重結合を有するアセチレン系フッ化炭化水素を用いてもよい。
また、不均化反応を起こす性質を有するフッ化炭化水素を含む混合冷媒を用いる場合、上述したHFO−1123を含んでいるのが好ましい。例えば、HFO−1123とHFC−32とから成る混合冷媒を用いることができる。この混合冷媒の組成比は、例えば、HFO−1123:HFC−32=40:60(単位:重量%)であるのが好ましい。また、HFO−1123とHFC−32とHFO−1234yfとから成る混合冷媒を用いることもできる。この混合冷媒の組成比は、例えば、HFO−1123:HFC−32:HFO−1234yf=40:44:16(単位:重量%)であるのが好ましい。さらに、混合冷媒として、AMOLEA Xシリーズ(登録商標:旭硝子社製)やAMOLEA Yシリーズ(登録商標:旭硝子社製)を用いることもできる。
また、混合冷媒に含まれる他の冷媒として、適宜、炭化水素(HC)、ハイドロフルオロカーボン(HFC)、ヒドロクロロフルオロオレフィン(HCFO)、クロロフルオロオレフィン(CFO)などの、HFO−1123とともに気化、液化する他の物質を用いてもよい。
HFCは、性能を向上させる成分であり、オゾン層への影響、地球温暖化への影響がともに少ない。HFCは、炭素数が5以下であるものを用いるのが好ましい。具体的に、HFCとしては、ジフルオロメタン(HFC−32)、ジフルオロエタン(HFC−152a)、トリフルオロエタン(HFC−143)、テトラフルオロエタン(HFC−134)、ペンタフルオロエタン(HFC−125)、ペンタフルオロプロパン(HFC−245ca)、ヘキサフルオロプロパン(HFC−236fa)、ヘプタフルオロプロパン(HFC−227ea)、ペンタフルオロブタン(HFC−365)、ヘプタフルオロシクロペンタン(HFCP)などを用いることができる。中でも、オゾン層への影響、地球温暖化への影響がともに少ない点から、ジフルオロメタン(HFC−32)、1,1−ジフルオロエタン(HFC−152a)、1,1,2,2−テトラフルオロエタン(HFC−134)、1,1,1,2−テトラフルオロエタン(HFC−134a)およびペンタフルオロエタン(HFC−125)を用いるのが特に好ましい。これらのHFCを単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
HCFOは、炭素−炭素二重結合を有し、分子中のハロゲンの割合が多く、燃焼性が抑えられた化合物である。HCFOとしては、1−クロロ−2,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HCFO−1224yd)、1−クロロ−2,2−ジフルオロエチレン(HCFO−1122)、1,2−ジクロロフルオロエチレン(HCFO−1121)、1−クロロ−2−フルオロエチレン(HCFO−1131)、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HCFO−1233xf)および1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HCFO−1233zd)を用いることができる。中でも、特に優れた性能を有するHCFO−1224ydが好ましく、他には、高い臨界温度、耐久性、成績係数が優れることから、HCFO−1233zdが好ましい。HCFO−1224yd以外のHCFOは、単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
−実施形態の効果−
本実施形態によれば、不均化反応を起こす性質を有するフッ化炭化水素を含む冷媒が充填されて蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路(20)において、エジェクタ(25)および気液分離器(26)を用いることにより、圧縮機(21)の吸入管(21b)から中間圧のガス冷媒が吸入されるように構成した。これにより、圧縮機(21)の吐出ガス温度を通常の単段圧縮式の冷凍サイクルを行う場合に比べて低くすることができる。そのため、冷媒の不均化反応が起こるのを抑止することができる。このように、本実施形態によれば、特に高温高圧の条件下で不均化反応を起こす性質を有する冷媒に適した空気調和装置(10)を提供することができる。
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
例えば、上記実施形態では冷房運転と暖房運転の両方を行う空気調和装置(10)について説明したが、本発明はこれに限らず、冷房専用または暖房専用の空気調和装置に適用することができる。また、給湯器など加熱専用の冷凍装置、冷蔵や冷凍を行うコンテナ用の冷凍装置などにも適用することができる。つまり、上記実施形態では冷媒回路(20)において冷媒が可逆に循環するものであるが、本発明は、冷媒回路において冷媒が一方向に循環して、各熱交換器(23,28)の一方を蒸発器として固定し他方を放熱器として固定する冷凍装置に適用しても上記実施形態と同様の作用効果を奏する。
《参考例》
参考例について説明する。
図2に示すように、本参考例の空気調和装置(10)は、冷媒回路(20)を備えている。冷媒回路(20)には、不均化反応を起こす性質を有するフッ化炭化水素を含む冷媒が充填されている。冷媒回路(20)は、冷媒が循環して二段圧縮式の冷凍サイクルを行うように構成されている。
冷媒回路(20)は、第1圧縮機(21)と、室外熱交換器(23)と、膨張機(41)と、室内熱交換器(28)、第2圧縮機(42)と、中間冷却器(43)とを備えている。膨張機(41)の膨張機構(図示せず)と第2圧縮機(42)の圧縮機構(図示せず)とは、連結軸(44)によって連結されていて、同一の駆動源によって駆動されるように構成されている。
第1圧縮機(21)の第1吐出管(21a)は室外熱交換器(23)のガス側端に、第1吸入管(21b)は中間冷却器(43)の流出端にそれぞれ接続されている。膨張機(41)の第3吸入管(41b)は室外熱交換器(23)の液側端に、第3吐出管(41a)は室内熱交換器(28)の液側端にそれぞれ接続されている。第2圧縮機(42)の第2吸入管(42b)は室内熱交換器(28)のガス側端に、第2吐出管(42a)は中間冷却器(43)の流入端にそれぞれ接続されている。
室外ファン(31)は、中間冷却器(43)から室外熱交換器(23)の順に室外空気を流通させるように構成されている。室内ファン(32)は、室内熱交換器(28)に室内空気を流通させるように構成されている。
−運転動作−
上述した空気調和装置(10)では、冷媒回路(20)内を冷媒が循環する冷房運転のみが行われる。第1圧縮機(21)、膨張機(41)および第2圧縮機(42)を運転すると、室外熱交換器(23)が放熱器となり、室内熱交換器(28)が蒸発器となって冷凍サイクルが行われる。
第1圧縮機(21)から吐出された高圧冷媒は、室外熱交換器(23)に流入し、室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器(23)から流出した高圧冷媒は、第3吸入管(41b)を経て膨張機(41)に流入する。膨張機(41)では、流入した高圧冷媒が減圧されて気液二相状態の低圧冷媒となる。膨張機(41)から流出した低圧冷媒は、第3吐出管(41a)を経て室内熱交換器(28)に流入し、室内空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内空気は冷却されて、室内の冷房が行われる。室内熱交換器(28)で蒸発した低圧のガス冷媒は、第2吸入管(42b)を経て第2圧縮機(42)へ吸入され、圧縮されて中間圧のガス冷媒となる。第2圧縮機(42)から吐出された中間圧のガス冷媒は、第2吐出管(42a)を経て中間冷却器(43)に流入し、室外空気へ放熱する。放熱後のガス冷媒は、第1吐出管(21a)を介して第1圧縮機(21)へ吸入される。第1圧縮機(21)に吸入された中間圧のガス冷媒は、再び圧縮されて吐出される。
以上説明したように、本発明は、冷凍装置について有用である。
10 空気調和装置(冷凍装置)
20 冷媒回路
21 圧縮機
21b 吸入管
23 室外熱交換器(熱源側の熱交換器)
25 エジェクタ
25a 減圧流路
25b 吸引流路
25c 噴出流路
26 気液分離器
27 膨張弁(膨張機構)
28 室内熱交換器(利用側の熱交換器)

Claims (2)

  1. 圧縮機(21)と、熱源側の熱交換器(23)と、利用側の熱交換器(28)とが設けられ、該熱源側の熱交換器(23)と該利用側の熱交換器(28)との一方が放熱器、他方が蒸発器となる蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路(20)を備えた冷凍装置(10)であって、
    上記冷媒回路(20)には、不均化反応を起こす性質を有するフッ化炭化水素を含む冷媒が充填される一方、
    上記冷媒回路(20)は、
    上記放熱器から出た冷媒を減圧させる減圧流路(25a)、上記蒸発器から出た冷媒を上記減圧流路(25a)の減圧作用により吸引する吸引流路(25b)、および、上記減圧流路(25a)の冷媒と上記吸引流路(25b)の冷媒とを合流させて昇圧させた後に噴出する噴出流路(25c)を有するエジェクタ(25)と、
    上記噴出流路(25c)から噴出された冷媒が流入する気液分離器(26)と、
    上記気液分離器(26)から上記蒸発器へ流れる液冷媒を減圧する膨張機構(27)と、
    上記気液分離器(26)のガス冷媒を上記圧縮機(21)へ導く吸入管(21b)とを有する
    ことを特徴とする冷凍装置。
  2. 請求項1において、
    上記冷媒は、HFO−1123を含む冷媒である
    ことを特徴とする冷凍装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113418317A (zh) * 2021-06-08 2021-09-21 瀚润联合高科技发展(北京)有限公司 一种引射蒸发冷却式风冷热泵机组

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110869461A (zh) * 2017-07-26 2020-03-06 Agc株式会社 共沸或类共沸组合物、热循环用工作介质和热循环系统
US11148814B2 (en) * 2019-10-03 2021-10-19 Hamilton Sundstrand Corporation Refrigeration circuits, environmental control systems, and methods of controlling flow in refrigeration circuits
CN113007913A (zh) * 2019-12-20 2021-06-22 青岛海尔空调电子有限公司 冷水机组及其控制方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009222359A (ja) * 2008-03-18 2009-10-01 Daikin Ind Ltd 冷凍装置
JP2009222362A (ja) * 2008-03-18 2009-10-01 Daikin Ind Ltd 冷凍装置
JP2010266198A (ja) * 2005-04-01 2010-11-25 Denso Corp エジェクタ式冷凍サイクル
WO2012157764A1 (ja) * 2011-05-19 2012-11-22 旭硝子株式会社 作動媒体および熱サイクルシステム
WO2015005290A1 (ja) * 2013-07-12 2015-01-15 旭硝子株式会社 熱サイクル用作動媒体、熱サイクルシステム用組成物および熱サイクルシステム
WO2016114217A1 (ja) * 2015-01-16 2016-07-21 株式会社デンソー 熱サイクル用作動媒体

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04110388A (ja) 1990-08-31 1992-04-10 Daikin Ind Ltd 熱伝達用流体
JP4639541B2 (ja) * 2001-03-01 2011-02-23 株式会社デンソー エジェクタを用いたサイクル
EP2314653A3 (en) 2002-10-25 2014-07-23 Honeywell International Inc. Compositions containing fluorine substituted olefins
JP5004879B2 (ja) * 2008-06-20 2012-08-22 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置
JP5334905B2 (ja) * 2010-03-31 2013-11-06 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置
EP3012555B1 (en) * 2013-06-19 2021-01-13 Mitsubishi Electric Corporation Refrigeration cycle device
BR112016016341B1 (pt) 2014-01-31 2022-01-11 AGC Inc. Fluido de operação para ciclo térmico, composição para sistema de ciclo térmico e sistema de ciclo térmico
WO2015140870A1 (ja) * 2014-03-17 2015-09-24 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置
US10101069B2 (en) * 2014-03-17 2018-10-16 Mitsubishi Electric Corporation Refrigeration cycle apparatus
JP2016038134A (ja) 2014-08-06 2016-03-22 ダイキン工業株式会社 冷凍装置の室外機
JP2016211827A (ja) * 2015-05-13 2016-12-15 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010266198A (ja) * 2005-04-01 2010-11-25 Denso Corp エジェクタ式冷凍サイクル
JP2009222359A (ja) * 2008-03-18 2009-10-01 Daikin Ind Ltd 冷凍装置
JP2009222362A (ja) * 2008-03-18 2009-10-01 Daikin Ind Ltd 冷凍装置
WO2012157764A1 (ja) * 2011-05-19 2012-11-22 旭硝子株式会社 作動媒体および熱サイクルシステム
WO2015005290A1 (ja) * 2013-07-12 2015-01-15 旭硝子株式会社 熱サイクル用作動媒体、熱サイクルシステム用組成物および熱サイクルシステム
WO2016114217A1 (ja) * 2015-01-16 2016-07-21 株式会社デンソー 熱サイクル用作動媒体

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
技術資料AMOLEA X,Yシリーズ, JPN6018011742, December 2016 (2016-12-01), JP, ISSN: 0004500657 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113418317A (zh) * 2021-06-08 2021-09-21 瀚润联合高科技发展(北京)有限公司 一种引射蒸发冷却式风冷热泵机组

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Publication number Publication date
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