JP2808899B2 - 二段圧縮冷凍サイクル装置 - Google Patents
二段圧縮冷凍サイクル装置Info
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- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/07—Details of compressors or related parts
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F25B2400/23—Separators
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- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、冷凍サイクルの循環冷
媒を低段圧縮機と高段圧縮機で圧縮する二段圧縮冷凍サ
イクル装置の多用途利用のための改良に関する。
媒を低段圧縮機と高段圧縮機で圧縮する二段圧縮冷凍サ
イクル装置の多用途利用のための改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、低温冷凍装置や高温ヒートポンプ
のように冷凍サイクルの蒸発圧力と凝縮圧力との比（圧
縮比）が大きい場合には、圧縮機効率の向上、および吐
出温度上昇の防止のために一段の圧縮機を二台直列に設
けた二段圧縮冷凍サイクル装置が広く使われている。こ
の場合、低段および高段圧縮機での圧縮比を適当に設定
することによって各段の圧縮機効率の良い条件で運転す
ることができるものである。また、低段圧縮機の吐出ガ
スを高圧の液冷媒と直接、あるいは間接的に熱交換して
冷却すると、高段圧縮機の吸入ガス温度を低下させてそ
の吐出温度上昇を防止することができるものであり、総
合的にみて冷凍サイクル効率が向上するものである。
のように冷凍サイクルの蒸発圧力と凝縮圧力との比（圧
縮比）が大きい場合には、圧縮機効率の向上、および吐
出温度上昇の防止のために一段の圧縮機を二台直列に設
けた二段圧縮冷凍サイクル装置が広く使われている。こ
の場合、低段および高段圧縮機での圧縮比を適当に設定
することによって各段の圧縮機効率の良い条件で運転す
ることができるものである。また、低段圧縮機の吐出ガ
スを高圧の液冷媒と直接、あるいは間接的に熱交換して
冷却すると、高段圧縮機の吸入ガス温度を低下させてそ
の吐出温度上昇を防止することができるものであり、総
合的にみて冷凍サイクル効率が向上するものである。
【０００３】しかしながら従来の二段圧縮冷凍サイクル
装置は、低温冷凍装置や高温ヒートポンプのような単機
能の用途にのみもっぱら用いられており、通常の冷暖房
装置だけでなく、蓄冷熱冷暖房装置や冷暖房給湯装置の
ように、多用途に用いられた例はなく、そのための具体
的な構成について提案されたものはなかった。
装置は、低温冷凍装置や高温ヒートポンプのような単機
能の用途にのみもっぱら用いられており、通常の冷暖房
装置だけでなく、蓄冷熱冷暖房装置や冷暖房給湯装置の
ように、多用途に用いられた例はなく、そのための具体
的な構成について提案されたものはなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】二段圧縮冷凍サイクル
装置は、その原理からして、蓄冷熱や給湯のように圧縮
比の大きな利用に適するものであり、これを通常の冷暖
房機能と両立させた冷凍サイクル構成を実現すること
は、極めて有用なものとなる。
装置は、その原理からして、蓄冷熱や給湯のように圧縮
比の大きな利用に適するものであり、これを通常の冷暖
房機能と両立させた冷凍サイクル構成を実現すること
は、極めて有用なものとなる。
【０００５】本発明は、蓄冷熱冷暖房装置や冷暖房給湯
装置のように加熱と冷却の両機能をもち、複数の熱交換
器間で熱融通のできる装置に適用できる二段圧縮冷凍サ
イクル装置を提供することを目的とするものである。
装置のように加熱と冷却の両機能をもち、複数の熱交換
器間で熱融通のできる装置に適用できる二段圧縮冷凍サ
イクル装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の二段圧縮冷凍サ
イクル装置は、上記目的を達成するために、第１の手段
は低段圧縮機と高段圧縮機を直列に接続し、熱源側熱交
換器の一端を、高段圧縮機の冷媒吐出となる高圧ガス管
と低段圧縮機の冷媒吸入となる低圧ガス管とに切換弁を
介して分岐接続し、他端を全開可能な絞り装置を介して
高圧液管と接続し、複数の作用側熱交換器の一端を、高
段圧縮機の冷媒吐出となる高圧ガス管と低段圧縮機の冷
媒吸入となる低圧ガス管とに切換弁を介して分岐接続
し、他端を全開可能な絞り装置を介して高圧液管と接続
した構成とするものである。
イクル装置は、上記目的を達成するために、第１の手段
は低段圧縮機と高段圧縮機を直列に接続し、熱源側熱交
換器の一端を、高段圧縮機の冷媒吐出となる高圧ガス管
と低段圧縮機の冷媒吸入となる低圧ガス管とに切換弁を
介して分岐接続し、他端を全開可能な絞り装置を介して
高圧液管と接続し、複数の作用側熱交換器の一端を、高
段圧縮機の冷媒吐出となる高圧ガス管と低段圧縮機の冷
媒吸入となる低圧ガス管とに切換弁を介して分岐接続
し、他端を全開可能な絞り装置を介して高圧液管と接続
した構成とするものである。
【０００７】また、第２の手段は熱源側熱交換器の他端
が全開可能な絞り装置を介して接続され、複数の作用側
熱交換器の他端が全開可能な絞り装置を介して接続され
る高圧液管中に、冷媒対冷媒熱交換器を設け、冷媒対冷
媒熱交換器の低段用冷媒入口と副絞り装置を介した高段
用冷媒入口は第１逆止弁と第２逆止弁を介してそれぞれ
高圧液管に接続し、低段用冷媒出口は分岐して第３逆止
弁と第４逆止弁を介してそれぞれ高圧液管に接続し、高
段用冷媒出口は低段圧縮機の冷媒吐出および高段圧縮機
の冷媒吸入となる配管と接続した構成とするものであ
る。
が全開可能な絞り装置を介して接続され、複数の作用側
熱交換器の他端が全開可能な絞り装置を介して接続され
る高圧液管中に、冷媒対冷媒熱交換器を設け、冷媒対冷
媒熱交換器の低段用冷媒入口と副絞り装置を介した高段
用冷媒入口は第１逆止弁と第２逆止弁を介してそれぞれ
高圧液管に接続し、低段用冷媒出口は分岐して第３逆止
弁と第４逆止弁を介してそれぞれ高圧液管に接続し、高
段用冷媒出口は低段圧縮機の冷媒吐出および高段圧縮機
の冷媒吸入となる配管と接続した構成とするものであ
る。
【０００８】さらに第３の手段は低段圧縮機の冷媒吐出
を切換弁を介して高圧ガス管と接続し、高段圧縮機の冷
媒吸入を切換弁を介して低圧ガス管と接続した構成とす
るものである。
を切換弁を介して高圧ガス管と接続し、高段圧縮機の冷
媒吸入を切換弁を介して低圧ガス管と接続した構成とす
るものである。
【０００９】
【作用】本発明の二段圧縮冷凍サイクル装置は上記構成
により、熱源側熱交換器および複数の作用側熱交換器の
任意を、切換弁を介して高圧ガス管または低圧ガス管と
接続することにより、熱源側熱交換器を凝縮器、作用側
熱交換器を蒸発器として作用させる場合や、熱源側熱交
換器を蒸発器、作用側熱交換器を凝縮器として作用させ
る場合や、任意の作用側熱交換器を凝縮器、他の作用側
熱交換器を蒸発器として作用させる場合のいづれの場合
にも、二段圧縮冷凍サイクルを構成して高効率な運転が
できるものである。
により、熱源側熱交換器および複数の作用側熱交換器の
任意を、切換弁を介して高圧ガス管または低圧ガス管と
接続することにより、熱源側熱交換器を凝縮器、作用側
熱交換器を蒸発器として作用させる場合や、熱源側熱交
換器を蒸発器、作用側熱交換器を凝縮器として作用させ
る場合や、任意の作用側熱交換器を凝縮器、他の作用側
熱交換器を蒸発器として作用させる場合のいづれの場合
にも、二段圧縮冷凍サイクルを構成して高効率な運転が
できるものである。
【００１０】また高圧液管中に冷媒対冷媒熱交換器を設
け、高圧液冷媒の一部は副絞り装置および冷媒対冷媒熱
交換器を経由して、低段圧縮機の冷媒吐出および高段圧
縮機の冷媒吸入となる配管と接続したため、低段圧縮機
の吐出ガスを高圧の液冷媒と直接熱交換して冷却するこ
とができ、高段圧縮機の吸入ガス温度を低下させてその
吐出温度上昇を防止することができるものであり、さら
に冷凍サイクル効率が向上するものである。
け、高圧液冷媒の一部は副絞り装置および冷媒対冷媒熱
交換器を経由して、低段圧縮機の冷媒吐出および高段圧
縮機の冷媒吸入となる配管と接続したため、低段圧縮機
の吐出ガスを高圧の液冷媒と直接熱交換して冷却するこ
とができ、高段圧縮機の吸入ガス温度を低下させてその
吐出温度上昇を防止することができるものであり、さら
に冷凍サイクル効率が向上するものである。
【００１１】さらに低段圧縮機の冷媒吐出は切換弁を介
して高圧ガス管と接続し、高段圧縮機の冷媒吸入は切換
弁を介して低圧ガス管と接続できるようにしたから、低
段圧縮機と高段圧縮機の直列接続だけでなく、各圧縮機
を並列接続して、低圧縮比で高能力の運転も可能となる
ものである。
して高圧ガス管と接続し、高段圧縮機の冷媒吸入は切換
弁を介して低圧ガス管と接続できるようにしたから、低
段圧縮機と高段圧縮機の直列接続だけでなく、各圧縮機
を並列接続して、低圧縮比で高能力の運転も可能となる
ものである。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１に基づいて説
明する。
明する。
【００１３】図１は本発明の二段圧縮冷凍サイクル装置
の一実施例であり、蓄冷熱冷暖房装置として適用した場
合について説明する。１は低段圧縮機、２は高段圧縮
機、３は熱源側熱交換器、４、５は複数の作用側熱交換
器であり、低段圧縮機１と高段圧縮機２は配管６により
直列に接続されている。ここで示す熱源側熱交換器３は
室外に設置された空気熱交換器であり、作用側熱交換器
４は室外の蓄冷熱槽（図示せず）中に配置された水熱交
換器であり、作用側熱交換器５は室内に設置された空気
熱交換器である。そして、熱源側熱交換器３の一端は、
高段圧縮機２の冷媒吐出となる高圧ガス管７と低段圧縮
機１の冷媒吸入となる低圧ガス管８とに切換弁３−ａ、
３−ｂを介して分岐接続し、他端は全開可能な絞り装置
３−ｃを介して高圧液管９と接続されている。また、複
数の作用側熱交換器４、５の一端はそれぞれ、高段圧縮
機２の冷媒吐出となる高圧ガス管７と低段圧縮機１の冷
媒吸入となる低圧ガス管８とに切換弁４−ａ、４−ｂ、
５−ａ、５−ｂを介して分岐接続し、他端は全開可能な
絞り装置４−ｃ、５−ｃを介して高圧液管９と接続され
ている。また高圧液管９中には、中間熱交換器ユニット
１０を設けている。中間熱交換器ユニット１０の構成
は、冷媒対冷媒熱交換器１１の低段用冷媒入口１１ｃと
副絞り装置１２を介した高段用冷媒入口１１ａが第１逆
止弁１３と第２逆止弁１４を介してそれぞれ高圧液管９
に接続され、低段用冷媒出口１１ｄは分岐して第３逆止
弁１５と第４逆止弁１６を介してそれぞれ第１逆止弁１
３および第２逆止弁１４をはさんで入口と反対に高圧液
管９に接続され、高段用冷媒出口１１ｂは、低段圧縮機
１の冷媒吐出および高段圧縮機２の冷媒吸入となる配管
６と、配管１７により接続されている。さらに低段圧縮
機１の冷媒吐出は、切換弁１８−ａを介して高圧ガス管
７と接続され、高段圧縮機２の冷媒吸入は、切換弁１８
−ｂを介して低圧ガス管８と接続され、配管６中には切
換弁１９−ａ、配管１７中には切換弁１９−ｂが付設さ
れている。
の一実施例であり、蓄冷熱冷暖房装置として適用した場
合について説明する。１は低段圧縮機、２は高段圧縮
機、３は熱源側熱交換器、４、５は複数の作用側熱交換
器であり、低段圧縮機１と高段圧縮機２は配管６により
直列に接続されている。ここで示す熱源側熱交換器３は
室外に設置された空気熱交換器であり、作用側熱交換器
４は室外の蓄冷熱槽（図示せず）中に配置された水熱交
換器であり、作用側熱交換器５は室内に設置された空気
熱交換器である。そして、熱源側熱交換器３の一端は、
高段圧縮機２の冷媒吐出となる高圧ガス管７と低段圧縮
機１の冷媒吸入となる低圧ガス管８とに切換弁３−ａ、
３−ｂを介して分岐接続し、他端は全開可能な絞り装置
３−ｃを介して高圧液管９と接続されている。また、複
数の作用側熱交換器４、５の一端はそれぞれ、高段圧縮
機２の冷媒吐出となる高圧ガス管７と低段圧縮機１の冷
媒吸入となる低圧ガス管８とに切換弁４−ａ、４−ｂ、
５−ａ、５−ｂを介して分岐接続し、他端は全開可能な
絞り装置４−ｃ、５−ｃを介して高圧液管９と接続され
ている。また高圧液管９中には、中間熱交換器ユニット
１０を設けている。中間熱交換器ユニット１０の構成
は、冷媒対冷媒熱交換器１１の低段用冷媒入口１１ｃと
副絞り装置１２を介した高段用冷媒入口１１ａが第１逆
止弁１３と第２逆止弁１４を介してそれぞれ高圧液管９
に接続され、低段用冷媒出口１１ｄは分岐して第３逆止
弁１５と第４逆止弁１６を介してそれぞれ第１逆止弁１
３および第２逆止弁１４をはさんで入口と反対に高圧液
管９に接続され、高段用冷媒出口１１ｂは、低段圧縮機
１の冷媒吐出および高段圧縮機２の冷媒吸入となる配管
６と、配管１７により接続されている。さらに低段圧縮
機１の冷媒吐出は、切換弁１８−ａを介して高圧ガス管
７と接続され、高段圧縮機２の冷媒吸入は、切換弁１８
−ｂを介して低圧ガス管８と接続され、配管６中には切
換弁１９−ａ、配管１７中には切換弁１９−ｂが付設さ
れている。
【００１４】このような構成において、その運転方法に
ついて説明する。通常の二段圧縮冷凍サイクルを構成す
るときには、切換弁１８−ａ、１８−ｂを閉、切換弁１
９−ａを開とする。まづ熱源側熱交換器３を凝縮器、作
用側熱交換器４を蒸発器として作用させる場合には、切
換弁３−ａ、４−ｂを開とし、他の切換弁を閉とする
と、冷凍サイクル中に封入された冷媒は、低段圧縮機１
→配管６→高段圧縮機２→高圧ガス管７→熱源側熱交換
器３→全開された絞り装置３−ｃ→高圧液管９→中間熱
交換器ユニット１０→高圧液管９→絞り装置４−ｃ→作
用側熱交換器４→低圧ガス管８→低段圧縮機１の順に循
環し、熱源側熱交換器３で外気に排熱しながら、作用側
熱交換器４で蓄冷することが可能となり、蒸発温度が氷
点以下となるような高圧縮比の場合にも高効率な運転が
できるものである。ここで配管１７中の切換弁１９−ｂ
を開放すると、高圧液管９中の液冷媒は、中間熱交換器
ユニット１０内の第２逆止弁１４を経由して、低段用冷
媒と高段用冷媒に分岐される。ここで高段用冷媒は副絞
り装置１２により減圧されて寒冷を発生し、冷媒対冷媒
熱交換器１１で熱交換される低段用冷媒は冷却されて潜
熱が増大し、第３逆止弁１５を経由して、高圧液管９に
戻るものである。同じく熱交換される高段用冷媒は、加
熱されて部分的に気化して低段圧縮機１と高段圧縮機２
の中間に配管１７を経由して流出し、低段圧縮機１で吸
入圧縮される冷媒と合流して、高段圧縮機２に吸入圧縮
される。このため、低段圧縮機１の吐出冷媒が部分的に
気化された高段用冷媒により冷却されて高段圧縮機２の
吐出温度の上昇が防止され、低段圧縮機１と高段圧縮機
２の全体の圧縮機効率が向上するものである。また低段
用冷媒は冷媒対冷媒熱交換器１１でさらに過冷却される
ため、蒸発器となる作用側熱交換器４での蒸発潜熱は増
大し、凝縮器となる熱源側熱交換器３では合流された低
段用冷媒と高段用冷媒が循環するため冷媒循環量が増大
し、高能力・高効率が実現されるものである。なおこの
とき第１逆止弁１３と第４逆止弁１６は、低段用冷媒が
冷媒対冷媒熱交換器１１を経由することなく作用側熱交
換器４に流出することを防止するものである。
ついて説明する。通常の二段圧縮冷凍サイクルを構成す
るときには、切換弁１８−ａ、１８−ｂを閉、切換弁１
９−ａを開とする。まづ熱源側熱交換器３を凝縮器、作
用側熱交換器４を蒸発器として作用させる場合には、切
換弁３−ａ、４−ｂを開とし、他の切換弁を閉とする
と、冷凍サイクル中に封入された冷媒は、低段圧縮機１
→配管６→高段圧縮機２→高圧ガス管７→熱源側熱交換
器３→全開された絞り装置３−ｃ→高圧液管９→中間熱
交換器ユニット１０→高圧液管９→絞り装置４−ｃ→作
用側熱交換器４→低圧ガス管８→低段圧縮機１の順に循
環し、熱源側熱交換器３で外気に排熱しながら、作用側
熱交換器４で蓄冷することが可能となり、蒸発温度が氷
点以下となるような高圧縮比の場合にも高効率な運転が
できるものである。ここで配管１７中の切換弁１９−ｂ
を開放すると、高圧液管９中の液冷媒は、中間熱交換器
ユニット１０内の第２逆止弁１４を経由して、低段用冷
媒と高段用冷媒に分岐される。ここで高段用冷媒は副絞
り装置１２により減圧されて寒冷を発生し、冷媒対冷媒
熱交換器１１で熱交換される低段用冷媒は冷却されて潜
熱が増大し、第３逆止弁１５を経由して、高圧液管９に
戻るものである。同じく熱交換される高段用冷媒は、加
熱されて部分的に気化して低段圧縮機１と高段圧縮機２
の中間に配管１７を経由して流出し、低段圧縮機１で吸
入圧縮される冷媒と合流して、高段圧縮機２に吸入圧縮
される。このため、低段圧縮機１の吐出冷媒が部分的に
気化された高段用冷媒により冷却されて高段圧縮機２の
吐出温度の上昇が防止され、低段圧縮機１と高段圧縮機
２の全体の圧縮機効率が向上するものである。また低段
用冷媒は冷媒対冷媒熱交換器１１でさらに過冷却される
ため、蒸発器となる作用側熱交換器４での蒸発潜熱は増
大し、凝縮器となる熱源側熱交換器３では合流された低
段用冷媒と高段用冷媒が循環するため冷媒循環量が増大
し、高能力・高効率が実現されるものである。なおこの
とき第１逆止弁１３と第４逆止弁１６は、低段用冷媒が
冷媒対冷媒熱交換器１１を経由することなく作用側熱交
換器４に流出することを防止するものである。
【００１５】また熱源側熱交換器３を蒸発器、作用側熱
交換器４を凝縮器として作用させる場合には、切換弁３
−ｂ、４−ａを開とし、他の切換弁を閉とすると、冷凍
サイクル中に封入された冷媒は、低段圧縮機１→配管６
→高段圧縮機２→高圧ガス管７→作用側熱交換器４→全
開された絞り装置４−ｃ→高圧液管９→中間熱交換器ユ
ニット１０→高圧液管９→絞り装置３−ｃ→熱源側熱交
換器３→低圧ガス管８→低段圧縮機１の順に循環し、熱
源側熱交換器３で外気から吸熱しながら、作用側熱交換
器４で蓄熱することが可能となり、凝縮温度が高温とな
るような高圧縮比の場合にも高効率な運転ができるもの
である。ここで同じく配管１７中の切換弁１９−ｂを開
放すると、高圧液管９中の液冷媒は、中間熱交換器ユニ
ット１０内の第１逆止弁１３を経由して、低段用冷媒と
高段用冷媒に分岐される。ここで高段用冷媒は副絞り装
置１２により減圧されて寒冷を発生し、冷媒対冷媒熱交
換器１１で熱交換される低段用冷媒は冷却されて潜熱が
増大し、第４逆止弁１６を経由して、高圧液管９に戻る
ものである。同じく熱交換される高段用冷媒は、加熱さ
れて部分的に気化して低段圧縮機１と高段圧縮機２の中
間に配管１７を経由して流出し、低段圧縮機１で吸入圧
縮される冷媒と合流して、高段圧縮機２に吸入圧縮され
る。このため、低段圧縮機１の吐出冷媒が部分的に気化
された高段用冷媒により冷却されて高段圧縮機２の吐出
温度の上昇が防止され、低段圧縮機１と高段圧縮機２の
全体の圧縮機効率が向上するものである。また低段用冷
媒は冷媒対冷媒熱交換器１１でさらに過冷却されるた
め、蒸発器となる熱源側熱交換器３での蒸発潜熱は増大
し、凝縮器となる作用側熱交換器４では合流された低段
用冷媒と高段用冷媒が循環するため冷媒循環量が増大
し、高能力・高効率が実現されるものである。なおこの
とき第２逆止弁１４と第３逆止弁１５は、低段用冷媒が
冷媒対冷媒熱交換器１１を経由することなく熱源側熱交
換器３に流出することを防止するものである。
交換器４を凝縮器として作用させる場合には、切換弁３
−ｂ、４−ａを開とし、他の切換弁を閉とすると、冷凍
サイクル中に封入された冷媒は、低段圧縮機１→配管６
→高段圧縮機２→高圧ガス管７→作用側熱交換器４→全
開された絞り装置４−ｃ→高圧液管９→中間熱交換器ユ
ニット１０→高圧液管９→絞り装置３−ｃ→熱源側熱交
換器３→低圧ガス管８→低段圧縮機１の順に循環し、熱
源側熱交換器３で外気から吸熱しながら、作用側熱交換
器４で蓄熱することが可能となり、凝縮温度が高温とな
るような高圧縮比の場合にも高効率な運転ができるもの
である。ここで同じく配管１７中の切換弁１９−ｂを開
放すると、高圧液管９中の液冷媒は、中間熱交換器ユニ
ット１０内の第１逆止弁１３を経由して、低段用冷媒と
高段用冷媒に分岐される。ここで高段用冷媒は副絞り装
置１２により減圧されて寒冷を発生し、冷媒対冷媒熱交
換器１１で熱交換される低段用冷媒は冷却されて潜熱が
増大し、第４逆止弁１６を経由して、高圧液管９に戻る
ものである。同じく熱交換される高段用冷媒は、加熱さ
れて部分的に気化して低段圧縮機１と高段圧縮機２の中
間に配管１７を経由して流出し、低段圧縮機１で吸入圧
縮される冷媒と合流して、高段圧縮機２に吸入圧縮され
る。このため、低段圧縮機１の吐出冷媒が部分的に気化
された高段用冷媒により冷却されて高段圧縮機２の吐出
温度の上昇が防止され、低段圧縮機１と高段圧縮機２の
全体の圧縮機効率が向上するものである。また低段用冷
媒は冷媒対冷媒熱交換器１１でさらに過冷却されるた
め、蒸発器となる熱源側熱交換器３での蒸発潜熱は増大
し、凝縮器となる作用側熱交換器４では合流された低段
用冷媒と高段用冷媒が循環するため冷媒循環量が増大
し、高能力・高効率が実現されるものである。なおこの
とき第２逆止弁１４と第３逆止弁１５は、低段用冷媒が
冷媒対冷媒熱交換器１１を経由することなく熱源側熱交
換器３に流出することを防止するものである。
【００１６】また作用側熱交換器４を凝縮器、作用側熱
交換器５を蒸発器として作用させる場合には、切換弁４
−ａ、５−ｂを開とし、他の切換弁を閉とすると、冷凍
サイクル中に封入された冷媒は、低段圧縮機１→配管６
→高段圧縮機２→高圧ガス管７→作用側熱交換器４→全
開された絞り装置４−ｃ→高圧液管９→絞り装置５−ｃ
→作用側熱交換器５→低圧ガス管８→低段圧縮機１の順
に循環し、蓄冷された作用側熱交換器４から冷熱を吸熱
しながら、作用側熱交換器５で冷房することが可能とな
り、作用側熱交換器４を蒸発器、作用側熱交換器５を凝
縮器として作用させる場合には、切換弁４−ｂ、５−ａ
を開とし、他の切換弁を閉とすると、上記と逆の冷媒流
れにより、蓄熱された作用側熱交換器４から温熱を吸熱
しながら、作用側熱交換器５で暖房することが可能とな
る。なおこれらの場合には、本実施例では、配管１７中
の切換弁１９−ｂを閉止すると、中間熱交換器ユニット
１０は、余剰冷媒の貯留器として作用するものである。
交換器５を蒸発器として作用させる場合には、切換弁４
−ａ、５−ｂを開とし、他の切換弁を閉とすると、冷凍
サイクル中に封入された冷媒は、低段圧縮機１→配管６
→高段圧縮機２→高圧ガス管７→作用側熱交換器４→全
開された絞り装置４−ｃ→高圧液管９→絞り装置５−ｃ
→作用側熱交換器５→低圧ガス管８→低段圧縮機１の順
に循環し、蓄冷された作用側熱交換器４から冷熱を吸熱
しながら、作用側熱交換器５で冷房することが可能とな
り、作用側熱交換器４を蒸発器、作用側熱交換器５を凝
縮器として作用させる場合には、切換弁４−ｂ、５−ａ
を開とし、他の切換弁を閉とすると、上記と逆の冷媒流
れにより、蓄熱された作用側熱交換器４から温熱を吸熱
しながら、作用側熱交換器５で暖房することが可能とな
る。なおこれらの場合には、本実施例では、配管１７中
の切換弁１９−ｂを閉止すると、中間熱交換器ユニット
１０は、余剰冷媒の貯留器として作用するものである。
【００１７】さらに熱源側熱交換器３を凝縮器、作用側
熱交換器５を蒸発器として作用させる場合には、切換弁
３−ａ、５−ｂを開とし、他の切換弁を閉とすると、熱
源側熱交換器３で外気に排熱しながら、作用側熱交換器
５で冷房することが可能となり、逆に熱源側熱交換器３
を蒸発器、作用側熱交換器５を凝縮器として作用させる
場合には、切換弁３−ｂ、５−ａを開とし、他の切換弁
を閉とすると、熱源側熱交換器３で外気から吸熱しなが
ら、作用側熱交換器５で暖房することが可能となる。
熱交換器５を蒸発器として作用させる場合には、切換弁
３−ａ、５−ｂを開とし、他の切換弁を閉とすると、熱
源側熱交換器３で外気に排熱しながら、作用側熱交換器
５で冷房することが可能となり、逆に熱源側熱交換器３
を蒸発器、作用側熱交換器５を凝縮器として作用させる
場合には、切換弁３−ｂ、５−ａを開とし、他の切換弁
を閉とすると、熱源側熱交換器３で外気から吸熱しなが
ら、作用側熱交換器５で暖房することが可能となる。
【００１８】ここで作用側熱交換器４から蓄冷熱を吸熱
して作用側熱交換器５で冷暖房をする場合や、熱源側熱
交換器３で吸排熱して作用側熱交換器５で冷暖房をする
場合には、切換弁１８−ａ、１８−ｂを開、切換弁１９
−ａ、１９−ｂを閉とすると、低段圧縮機１および高段
圧縮機２の冷媒吐出は共に高圧ガス管７と接続され、低
段圧縮機１および高段圧縮機２の冷媒吸入は共に低圧ガ
ス管８と接続されるため、各圧縮機１、２が並列接続と
なり、低圧縮比で高能力の運転が可能となるものであ
る。
して作用側熱交換器５で冷暖房をする場合や、熱源側熱
交換器３で吸排熱して作用側熱交換器５で冷暖房をする
場合には、切換弁１８−ａ、１８−ｂを開、切換弁１９
−ａ、１９−ｂを閉とすると、低段圧縮機１および高段
圧縮機２の冷媒吐出は共に高圧ガス管７と接続され、低
段圧縮機１および高段圧縮機２の冷媒吸入は共に低圧ガ
ス管８と接続されるため、各圧縮機１、２が並列接続と
なり、低圧縮比で高能力の運転が可能となるものであ
る。
【００１９】本実施例では、複数の作用側熱交換器４、
５を、蓄冷熱槽（図示せず）中に配置された水熱交換器
４と、室内に設置された空気熱交換器５として説明した
が、さらに複数の空気熱交換器（図示せず）を接続して
マルチ式にしてもよいし、水熱交換器４が蓄冷または蓄
熱の単機能の場合には、それに付設した切換弁４−ａ、
４−ｂを排除して、低圧ガス管８または高圧ガス管７と
直接接続してもよい。また各熱交換器３、４、５に付設
された切換弁３−ａ、３−ｂ、４−ａ、４−ｂ、５−
ａ、５−ｂは、開度制御可能な弁でもよいし、低段圧縮
機１と高段圧縮機２を、直列接続と並列接続に切り換え
るための切換弁１８−ａ、１８−ｂ、１９−ａを、四方
弁と逆止弁の組合せ（図示せず）等で構成してもよいこ
とはもちろんのことである。さらに室内外を接続する配
管は、高圧ガス管７、低圧ガス管８、中間圧液管９をそ
のまま延長して３本配管としてもよいし、高圧ガス管
７、低圧ガス管８、高圧液管９を室外機中に構成し、室
内機中には作用側熱交換器５と絞り装置５−ｃのみを配
置して、２本配管としてもよい。
５を、蓄冷熱槽（図示せず）中に配置された水熱交換器
４と、室内に設置された空気熱交換器５として説明した
が、さらに複数の空気熱交換器（図示せず）を接続して
マルチ式にしてもよいし、水熱交換器４が蓄冷または蓄
熱の単機能の場合には、それに付設した切換弁４−ａ、
４−ｂを排除して、低圧ガス管８または高圧ガス管７と
直接接続してもよい。また各熱交換器３、４、５に付設
された切換弁３−ａ、３−ｂ、４−ａ、４−ｂ、５−
ａ、５−ｂは、開度制御可能な弁でもよいし、低段圧縮
機１と高段圧縮機２を、直列接続と並列接続に切り換え
るための切換弁１８−ａ、１８−ｂ、１９−ａを、四方
弁と逆止弁の組合せ（図示せず）等で構成してもよいこ
とはもちろんのことである。さらに室内外を接続する配
管は、高圧ガス管７、低圧ガス管８、中間圧液管９をそ
のまま延長して３本配管としてもよいし、高圧ガス管
７、低圧ガス管８、高圧液管９を室外機中に構成し、室
内機中には作用側熱交換器５と絞り装置５−ｃのみを配
置して、２本配管としてもよい。
【００２０】なお冷媒対冷媒熱交換器１１、副絞り装置
１２、逆止弁１３、１４、１５、１６は、一つのセット
として中間熱交換器ユニット１０にまとめることが可能
である。また各熱交換器３、４、５に付設された絞り装
置３−ｃ、４−ｃ、５−ｃは、全開・全閉可能な電子式
膨張弁により構成してもよいし、キャピラリーチューブ
と逆止弁の組（図示せず）に変更する等の改造は本発明
に含まれるものである。さらに各絞り装置の開度制御
は、蒸発器となる各熱交換器の絞り装置３−ｃ、４−
ｃ、５−ｃについては低段圧縮機１の吸入過熱度を目標
とし、副絞り装置１２については高段圧縮機２の吸入過
熱度を目標とすれば、制御がより簡易なものとなるもの
である。
１２、逆止弁１３、１４、１５、１６は、一つのセット
として中間熱交換器ユニット１０にまとめることが可能
である。また各熱交換器３、４、５に付設された絞り装
置３−ｃ、４−ｃ、５−ｃは、全開・全閉可能な電子式
膨張弁により構成してもよいし、キャピラリーチューブ
と逆止弁の組（図示せず）に変更する等の改造は本発明
に含まれるものである。さらに各絞り装置の開度制御
は、蒸発器となる各熱交換器の絞り装置３−ｃ、４−
ｃ、５−ｃについては低段圧縮機１の吸入過熱度を目標
とし、副絞り装置１２については高段圧縮機２の吸入過
熱度を目標とすれば、制御がより簡易なものとなるもの
である。
【００２１】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば、低段圧縮機と高段圧縮機を直列に接続し、
熱源側熱交換器の一端を、高段圧縮機の冷媒吐出となる
高圧ガス管と低段圧縮機の冷媒吸入となる低圧ガス管と
に切換弁を介して分岐接続し、他端を全開可能な絞り装
置を介して高圧液管と接続し、複数の作用側熱交換器の
一端を、高段圧縮機の冷媒吐出となる高圧ガス管と低段
圧縮機の冷媒吸入となる低圧ガス管とに切換弁を介して
分岐接続し、他端を全開可能な絞り装置を介して高圧液
管と接続し、高圧液管中に冷媒対冷媒熱交換器を設け、
冷媒対冷媒熱交換器の低段用冷媒入口と副絞り装置を介
した高段用冷媒入口は第１逆止弁と第２逆止弁を介して
それぞれ高圧液管に接続し、低段用冷媒出口は分岐して
第３逆止弁と第４逆止弁を介してそれぞれ高圧液管に接
続し、高段用冷媒出口は低段圧縮機の冷媒吐出および高
段圧縮機の冷媒吸入となる配管と接続し、低段圧縮機の
冷媒吐出を切換弁を介して高圧ガス管と接続し、高段圧
縮機の冷媒吸入を切換弁を介して低圧ガス管と接続した
構成であるから、熱源側熱交換器および複数の作用側熱
交換器の任意を、切換弁を介して高圧ガス管または低圧
ガス管と接続することにより、任意の運転モードの場合
に、二段圧縮冷凍サイクルを構成して高効率な運転がで
きる二段圧縮冷凍サイクル装置を提供できる。
明によれば、低段圧縮機と高段圧縮機を直列に接続し、
熱源側熱交換器の一端を、高段圧縮機の冷媒吐出となる
高圧ガス管と低段圧縮機の冷媒吸入となる低圧ガス管と
に切換弁を介して分岐接続し、他端を全開可能な絞り装
置を介して高圧液管と接続し、複数の作用側熱交換器の
一端を、高段圧縮機の冷媒吐出となる高圧ガス管と低段
圧縮機の冷媒吸入となる低圧ガス管とに切換弁を介して
分岐接続し、他端を全開可能な絞り装置を介して高圧液
管と接続し、高圧液管中に冷媒対冷媒熱交換器を設け、
冷媒対冷媒熱交換器の低段用冷媒入口と副絞り装置を介
した高段用冷媒入口は第１逆止弁と第２逆止弁を介して
それぞれ高圧液管に接続し、低段用冷媒出口は分岐して
第３逆止弁と第４逆止弁を介してそれぞれ高圧液管に接
続し、高段用冷媒出口は低段圧縮機の冷媒吐出および高
段圧縮機の冷媒吸入となる配管と接続し、低段圧縮機の
冷媒吐出を切換弁を介して高圧ガス管と接続し、高段圧
縮機の冷媒吸入を切換弁を介して低圧ガス管と接続した
構成であるから、熱源側熱交換器および複数の作用側熱
交換器の任意を、切換弁を介して高圧ガス管または低圧
ガス管と接続することにより、任意の運転モードの場合
に、二段圧縮冷凍サイクルを構成して高効率な運転がで
きる二段圧縮冷凍サイクル装置を提供できる。
【００２２】また高圧液管中に冷媒対冷媒熱交換器を設
け、高圧液冷媒の一部は副絞り装置および冷媒対冷媒熱
交換器を経由して、低段圧縮機の冷媒吐出および高段圧
縮機の冷媒吸入となる配管と接続したため、低段圧縮機
の吐出ガスを高圧の液冷媒と直接熱交換して冷却するこ
とができ、高段圧縮機の吸入ガス温度を低下させてその
吐出温度上昇を防止することができるので冷凍サイクル
効率が向上するものである。さらに低段圧縮機の冷媒吐
出は切換弁を介して高圧ガス管と接続し、高段圧縮機の
冷媒吸入は切換弁を介して低圧ガス管と接続できるよう
にしたから、低段圧縮機と高段圧縮機の直列接続だけで
なく、各圧縮機を並列接続して、低圧縮比で高能力の運
転も可能となるものである。
け、高圧液冷媒の一部は副絞り装置および冷媒対冷媒熱
交換器を経由して、低段圧縮機の冷媒吐出および高段圧
縮機の冷媒吸入となる配管と接続したため、低段圧縮機
の吐出ガスを高圧の液冷媒と直接熱交換して冷却するこ
とができ、高段圧縮機の吸入ガス温度を低下させてその
吐出温度上昇を防止することができるので冷凍サイクル
効率が向上するものである。さらに低段圧縮機の冷媒吐
出は切換弁を介して高圧ガス管と接続し、高段圧縮機の
冷媒吸入は切換弁を介して低圧ガス管と接続できるよう
にしたから、低段圧縮機と高段圧縮機の直列接続だけで
なく、各圧縮機を並列接続して、低圧縮比で高能力の運
転も可能となるものである。
【図１】本発明の一実施例の二段圧縮冷凍サイクル装置
の構成を示す冷媒回路図
の構成を示す冷媒回路図
【符号の説明】 １ 低段圧縮機 ２ 高段圧縮機 ３ 熱源側熱交換器 ４、５作用側熱交換器 ７ 高圧ガス管 ８ 低圧ガス管 ９ 高圧液管 １０ 中間熱交換器ユニット １１ 冷媒対冷媒熱交換器 １２ 副絞り装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田頭 実 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−175561（ＪＰ，Ａ) 実開 昭51−5060（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F25B 1/10
Claims (3)
- 【請求項１】低段圧縮機と高段圧縮機を直列に接続し、
熱源側熱交換器の一端を、高段圧縮機の冷媒吐出となる
高圧ガス管と低段圧縮機の冷媒吸入となる低圧ガス管と
に切換弁を介して分岐接続し、他端を全開可能な絞り装
置を介して高圧液管と接続し、複数の作用側熱交換器の
一端を、高段圧縮機の冷媒吐出となる高圧ガス管と低段
圧縮機の冷媒吸入となる低圧ガス管とに切換弁を介して
分岐接続し、他端を全開可能な絞り装置を介して高圧液
管と接続した二段圧縮冷凍サイクル装置。 - 【請求項２】低段圧縮機と高段圧縮機を直列に接続し、
熱源側熱交換器の一端を、高段圧縮機の冷媒吐出となる
高圧ガス管と低段圧縮機の冷媒吸入となる低圧ガス管と
に切換弁を介して分岐接続し、他端を全開可能な絞り装
置を介して高圧液管と接続し、複数の作用側熱交換器の
一端を、高段圧縮機の冷媒吐出となる高圧ガス管と低段
圧縮機の冷媒吸入となる低圧ガス管とに切換弁を介して
分岐接続し、他端を全開可能な絞り装置を介して高圧液
管と接続し、高圧液管中に冷媒対冷媒熱交換器を設け、
冷媒対冷媒熱交換器の低段用冷媒入口と副絞り装置を介
した高段用冷媒入口は第１逆止弁と第２逆止弁を介して
高圧液管に接続し、低段用冷媒出口は分岐して第３逆止
弁と第４逆止弁を介してそれぞれ高圧液管に接続し、高
段用冷媒出口は低段圧縮機の冷媒吐出および高段圧縮機
の冷媒吸入となる配管と接続した二段圧縮冷凍サイクル
装置。 - 【請求項３】低段圧縮機と高段圧縮機を直列に接続し、
熱源側熱交換器の一端を、高段圧縮機の冷媒吐出となる
高圧ガス管と低段圧縮機の冷媒吸入となる低圧ガス管と
に切換弁を介して分岐接続し、他端を全開可能な絞り装
置を介して高圧液管と接続し、複数の作用側熱交換器の
一端を、高段圧縮機の冷媒吐出となる高圧ガス管と低段
圧縮機の冷媒吸入となる低圧ガス管とに切換弁を介して
分岐接続し、他端を全開可能な絞り装置を介して高圧液
管と接続し、低段圧縮機の冷媒吐出を切換弁を介して高
圧ガス管と接続し、高段圧縮機の冷媒吸入を切換弁を介
して低圧ガス管と接続した二段圧縮冷凍サイクル装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3018626A JP2808899B2 (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 二段圧縮冷凍サイクル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3018626A JP2808899B2 (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 二段圧縮冷凍サイクル装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04257661A JPH04257661A (ja) | 1992-09-11 |
| JP2808899B2 true JP2808899B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=11976833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3018626A Expired - Fee Related JP2808899B2 (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 二段圧縮冷凍サイクル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2808899B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2889296B1 (fr) * | 2005-07-29 | 2013-07-05 | Patrice Saillard | Unite de compression comportant desux compresseurs et installation thermique comprenant une telle unite |
| CN109869938A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-06-11 | 天津商业大学 | 双工况制冷系统 |
| CN110887310A (zh) * | 2019-10-17 | 2020-03-17 | 安徽普利仪器仪表科技有限公司 | 一种超低温一体机 |
| WO2023144902A1 (ja) * | 2022-01-26 | 2023-08-03 | 三菱電機株式会社 | 空気調和機および空気調和機の制御方法 |
-
1991
- 1991-02-12 JP JP3018626A patent/JP2808899B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04257661A (ja) | 1992-09-11 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |