JP3354244B2 - 冷凍装置 - Google Patents

冷凍装置

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JP3354244B2
JP3354244B2 JP29571993A JP29571993A JP3354244B2 JP 3354244 B2 JP3354244 B2 JP 3354244B2 JP 29571993 A JP29571993 A JP 29571993A JP 29571993 A JP29571993 A JP 29571993A JP 3354244 B2 JP3354244 B2 JP 3354244B2
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一朗 上村
一廣 志村
幸治 井上
直人 坂本
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高沸点冷媒と低沸点冷
媒とからなる非共沸混合冷媒を用いるヒートポンプ式の
冷凍装置の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、非共沸混合冷媒を用いた空気調
和機(冷凍装置)が示されたものとして、実公平3−3
8592号公報がある。この公報で示された空気調和機
は蒸発器を複数に分割し、それらの蒸発器の間に冷媒の
圧力を調整する圧力調整弁を配設するというものであ
る。
【0003】このような構成とすることによって、低沸
点の冷媒は圧力調整弁の手前の第1の蒸発器で、高沸点
の冷媒は圧力調整弁の後の第2の蒸発器で夫々蒸発させ
るようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような空気調和機
において、複数の蒸発器が室外熱交換器となるヒートポ
ンプ方式の場合は、次のような課題があることが判明し
た。すなわち、第1の蒸発器においては低沸点の冷媒を
蒸発させるため、減圧器の抵抗値を所定値以上にしてし
まうと(絞りすぎてしまうと)、この第1の蒸発器に着
霜が生じやすくなり十分な暖房能力が得られないという
ことである。
【0005】
【0006】そこで、本発明は、第2の蒸発器での熱交
換率の低下を小さく抑えると共に、ヒートポンプ式の空
気調和機として用いた場合では十分な暖房能力を得るこ
とを目的としたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、第1の発明は、圧縮機、四方弁、室内熱交換器、減
圧器、室外熱交換器を順次つないで冷凍サイクルを構成
し、且つこの冷凍サイクルには高沸点冷媒と低沸点冷媒
とからなる非共沸混合冷媒を封入したヒートポンプ式の
冷凍装置において、室外熱交換器を減圧器側の第1室外
熱交換器と四方弁側の第2室外熱交換器とに分割し、こ
れら両室外熱交換器をつなぐ配管には暖房時に閉じ冷房
時に開放される弁を設け、この弁と並列に暖房用配管を
配管し、この配管に気液分離器と補助減圧器とを直列に
設け、且つこの気液分離器内の気体状冷媒を圧縮機へ戻
す戻し管を備え、暖房運転時に第1室外熱交換器から気
液分離器に流れ込んだ気液混合冷媒のうちの液体冷媒を
前記第2室外熱交換器へ、気体状冷媒を戻し管を介して
記圧縮機へ戻し、冷房運転時に第2室外熱交換器から気
液分離器をバイバスして第1室外熱交換器へ冷媒を導く
ようにしたものである。
【0008】
【0009】
【作用】暖房運転時のみ蒸発器として作用する2つの室
外熱交換器で、非共沸混合冷媒は個々にガス化される。
一方冷房運転時は、この非共沸混合冷媒は2つの室外熱
交換器内を直列に流れる。
【0010】
【0011】
【実施例】図1において、1は冷凍装置で、2は圧縮
機、3は凝縮器、4は減圧器、5は第1の蒸発器、6は
気液分離器、7は圧力調整器、8は第2の蒸発器、9は
アキュムレータである。10はガス管で、一端11が気
液分離器6の上部に、他端12が第2の蒸発器8の出口
管13につながれており、キャピラリチューブ14が設
けられている。15は送風機で、凝縮器3,第1並びに
第2の蒸発器5,8に個々に設けられている。
【0012】ここで、このような構成を有する冷凍装置
1には図2で示すような3成分系の非共沸混合冷媒が封
入されている。そして、この冷凍装置において、圧縮機
2から吐出された非共沸混合冷媒は凝縮器3で凝縮液化
され、その後減圧器4で減圧される。そして低圧となっ
た非共沸混合冷媒はまず第1蒸発器5へ導びかれる。そ
して、この第1蒸発器5では主に低沸点成分の冷媒(H
FC−32,HFC−125)がガス(気)化され、高
沸点成分の冷媒(HFC−134a)はガス化されずに
液状態のまま気液分離器6に流れ込む。
【0013】この気液分離器6にて上述のガス状の低沸
点成分の冷媒Aと、液状の高沸点成分の冷媒Bとに分離
し、ガス状の低沸点成分の冷媒Aはガス管10を介して
アキュムレータ9に導びかれる。一方、液状の高沸点成
分の冷媒Bは圧力調整器7で減圧された後、第2の蒸発
器8に導びかれ、ここでガス(気)化され、前述のガス
管10からのガス状の低沸点Aと共に、アキュムレータ
9に導びかれる。
【0014】このように、低沸点成分の冷媒を第1の蒸
発器5でガス化させると共に、このガス化された低沸点
成分の冷媒Aは第2蒸発器8へ流入させずに直接圧縮機
2へ戻すようにしたので、この第2蒸発器8では液状の
高沸点成分の冷媒のみが流れ込む。従って第2蒸発器8
においては、液状冷媒Bをガス化させるので、従来のよ
うに気液混合状態の冷媒をガス化させる場合と比較し
て、圧力損失を小さく抑えると共に伝熱特性の低下を抑
えることができる。
【0015】又、見方を変えれば、低沸点成分の冷媒を
第1の蒸発器5で、高沸点成分の冷媒を第2の蒸発器8
で夫々個別にガス化させる。従って、減圧器4並びに圧
力調整器7で設定される抵抗値は夫々の沸点成分の冷媒
がガス化されやすい最適な値に設定することができる。
図3において、図1と同一部品には同一符号を記してそ
の説明は省略する。30はヒートポンプ式の空気調和機
(冷凍装置)、31は四方弁で、冷房時に破線状態に、
暖房時に実線状態に夫々設定される。そして、圧縮機2
から吐出された冷媒を冷房時は破線矢印のように、暖房
時は実線矢印のように循環させる。32は室内熱交換器
で、暖房時に凝縮器として、冷房時に蒸発器として夫々
作用させる。33は室外熱交換器で、暖房時に蒸発器と
して冷房時に凝縮器として夫々作用させる。
【0016】この室外熱交換器33は、減圧器4側の第
1室外熱交換器34と、四方弁31側の第2室外熱交換
器35とに分離されており、これら両室外熱交換器3
4,35をつなぐ配管36には弁37が設けられてい
る。この弁は、暖房時に閉じられ、冷房時に開放される
逆止弁である。38はこの弁37を並列に設けられた暖
房用配管で、第1室外熱交換器34側から、開閉弁3
9、気液分離器40、補助減圧器41が直列につながれ
ている。開閉弁39は暖房時に開放され冷房時に閉じら
れるものである。42は戻し管で、一端43が気液分離
器40の上部に、他端44が第2室外熱交換器35と四
方弁31とをつなぐ配管45に夫々つながれている。4
6はこの戻し管42に設けられたキャピラリチューブで
ある。
【0017】ここで、このような構成を有するヒートポ
ンプ式空気調和機には、図2で示すような3成分系の非
共沸混合冷媒が封入されている。そして、このヒートポ
ンプ式空気調和機30において、暖房運転時は、圧縮機
2から吐出された非共沸混合冷媒は実線矢印のように流
れる。すなわち、室内熱交換器32で凝縮液化され、減
圧器4で減圧されたこの冷媒はまず第1室外熱交換器3
4へ導びかれる。そして、この第1室外熱交換器34で
は主に低沸点成分の冷媒(HFC−32,HFC−12
5)がガス(気)化され、高沸点成分の冷媒(HFC−
134a)はガス化されずに液状態のまま、開放された
開閉弁39を介して気液分離器40に流れ込む。この際
弁37は閉じられているため第1室外熱交換器34から
の冷媒が第2室外熱交換器35に直接流れ込むことはな
い。
【0018】この気液分離器40にて上述のガス状の低
沸点成分の冷媒Aと、液状の高沸点成分の冷媒Bとに分
離し、ガス状の低沸点成分の冷媒Aは戻管42、四方弁
31を介して圧縮機2に戻される。一方、液状の高沸点
成分の冷媒Bは補助減圧器41で減圧された後、第2室
外熱交換器35に導びかれ、ここでガス(気)化され、
前述の戻し管42からのガス状の低沸点Aと共に、四方
弁31を介して圧縮機2に導びかれる。
【0019】このように、低沸点成分の冷媒を第1室外
熱交換器34で、ガス化させると共に、このガス化され
た低沸点成分の冷媒Aは第2室外熱交換器35へ流入さ
せずに直接圧縮機2へ戻すようにしたので、この第2室
外熱交換器35では液状の高沸点成分の冷媒のみが流れ
込む。従って第2室外熱交換器35においては、液状冷
媒をガス化させるので、従来のように気液混合状態の冷
媒をガス化させる場合と比較して、圧力損失を小さく抑
えると共に伝熱特性の低下を抑えることができる。従っ
て、これら2つの室外熱交換器34,35における熱の
汲み上げ量の低下を小さく抑え、暖房能力を確保する。
【0020】又、見方を変えれば、低沸点成分の冷媒を
第1室外熱交換器34で、高沸点成分の冷媒を第2室外
熱交換器35で夫々個別にガス化させる。従って、減圧
器4並びに補助減圧器41で設定される抵抗値は夫々の
沸点成分の冷媒がガス化されやすい最適な値に設定する
ことができる。これによって、これらの室外熱交換器3
4,35では夫々適切な冷媒圧力に保ってこれらの室外
熱交換器34,35での着霜が生じにくくする。
【0021】一方、このヒートポンプ式空気調和機にお
いて、冷房運転時は圧縮機2から吐出された非共沸混合
冷媒は破線矢印のように流れる。すなわち、圧縮機2か
ら吐出されたこの冷媒は2つの室外熱交換器35,34
を直列に流れ、ここで凝縮液化した後減圧器4で減圧さ
れ、室内熱交換器32で蒸発気化した後圧縮機2へ戻さ
れる。
【0022】ここで、暖房時は凝縮液冷媒(非共沸混合
冷媒)を2つの室外熱交換器34,35で個々に蒸発さ
せるようにしているのに対し、冷房時は凝縮液冷媒を1
つの室内熱交換器32で蒸発させている。これは、この
ヒートポンプ式空気調和機30が冷房能力よりも暖房能
力の方が多く出るように設定しているためである。
【0023】
【発明の効果】暖房運転時のみ蒸発器として作用する2
つの室外熱交換器を備えたヒートポンプ式の空気調和機
において、暖房運転時に第1室外熱交換器から気液分離
器に流れ込んだ気液混合冷媒のうちの液体冷媒を第2室
外熱交換器へ、気体状冷媒を戻し管を介して記圧縮機へ
戻し、一方、冷房時は、冷媒が凝縮器となる2つの室外
熱交換器を直列に流れ、且つ蒸発器となる1つの室内熱
交換器へ流すようにしたものである。従って、暖房時に
おいて室外熱交換器に霜が付きにくくすることができる
と共に、十分な暖房能力を得ることができる。
【0024】
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の本発明を示す冷凍装置の冷媒回路図であ
る。
【図2】図1に示した冷凍装置に封入された非共沸混合
冷媒の特性を示す図である。
【図3】第2の本発明を示すヒートポンプ式の冷凍装置
の冷媒回路図である。
【符号の説明】
1 冷凍装置 2 圧縮機 3 凝縮器 4 減圧器 5 第1の蒸発器 6,40 気液分離器 7 圧力調整器 8 第2の蒸発器 10 ガス管 30 ヒートポンプ式の空気調和機 31 四方弁 32 室内熱交換器 33 室外熱交換器 34 第1室外熱交換器 35 第2室外熱交換器 37 弁 41 補助減圧器 42 戻し管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂本 直人 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−19653(JP,A) 特開 平4−335972(JP,A) 実開 昭64−41052(JP,U) 実公 平3−38592(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F25B 1/00 F25B 5/00 - 5/04

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧縮機、四方弁、室内熱交換器、減圧器、
    室外熱交換器を順次つないで冷凍サイクルを構成し、且
    つこの冷凍サイクルには高沸点冷媒と低沸点冷媒とから
    なる非共沸混合冷媒を封入したヒートポンプ式の冷凍装
    置において、前記室外熱交換器を前記減圧器側の第1室
    外熱交換器と前記四方弁側の第2室外熱交換器とに分割
    し、これら両室外熱交換器をつなぐ配管には暖房時に閉
    じ冷房時に開放される弁を設け、この弁と並列に暖房用
    配管を配管し、この配管に気液分離器と補助減圧器とを
    直列に設け、且つこの気液分離器内の気体状冷媒を前記
    圧縮機へ戻す戻し管を備え、暖房運転時に前記第1室外
    熱交換器から気液分離器に流れ込んだ気液混合冷媒のう
    ちの液体冷媒を前記第2室外熱交換器へ、気体状冷媒を
    戻し管を介して記圧縮機へ戻し、冷房運転時に前記第2
    室外熱交換器から気液分離器をバイバスして前記第1室
    外熱交換器へ冷媒を導くようにしたことを特徴とする
    ートポンプ式の冷凍装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106839495A (zh) * 2016-12-27 2017-06-13 广东技术师范学院 制冷制热双循环系统、方法及汽车空调系统

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106839495A (zh) * 2016-12-27 2017-06-13 广东技术师范学院 制冷制热双循环系统、方法及汽车空调系统

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