JP4906885B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Description
また、第2の目的は、プレート式熱交換器が凝縮器となる場合でも、効率の低下を抑制することが可能な冷凍サイクル装置を得ることである。
また、前記圧縮機から吐出された冷媒の流路を切り替える流路切替装置と、前記気液分離器と前記過冷却熱交換器との間の前記バイパス配管に設けられた開閉装置と、を備え、前記プレート式熱交換器が蒸発器となる場合、前記開閉装置を開状態とし、前記プレート式熱交換器が凝縮器となる場合、前記開閉装置を閉状態とし、前記気液分離器は、前記プレート式熱交換器が凝縮器となる場合において、前記プレート式熱交換器が蒸発器となる場合における前記冷凍サイクル内の冷媒最適量と、前記プレート式熱交換器が凝縮器となる場合における前記冷凍サイクル内の冷媒最適量との差分を貯留する。これにより、暖房運転時における主冷媒回路内の冷媒量が最適に調整されるので、効率が高い状態で冷凍サイクル装置を運転することができる。
図1は、本発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の構成図である。以下、この図1にもとづいて、本発明の実施の形態1について詳細に説明する。なお、図1に示す矢印は、冷房運転時における冷媒の流れ方向を示す。
また、プレート式熱交換器5には、熱媒体となる水が流れる水配管10が接続されている。
続いて、本実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の運転動作について説明する。初めに冷房運転動作について説明し、その後、暖房運転及びデフロスト運転の順で説明する。
図1を用いて、本実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の冷房運転動作について説明する。
冷房運転する際、四方弁2は、圧縮機1の吐出側と空気熱交換器3が接続される方向に流路が切り替わる。また、第1の開閉弁8は開状態に調整される。この状態から、冷房運転が開始される。なお、第1の開閉弁8の開度は、必ずしも全開状態である必要はない。
一方、気液分離器6で分離された低温低圧のガス冷媒は、バイパス配管9及び第1の開閉弁8を通って過冷却熱交換器7に流入する。そして、この低温低圧のガス冷媒は、主冷媒回路を流れる低温高圧の液冷媒に加熱されて過冷却熱交換器7を流出し、圧縮機1に流入する。
次に、図2を用いて、本実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の暖房運転動作について説明する。
図2は、本発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の暖房運転動作を示す動作説明図である。なお、図2に示す矢印は、暖房運転時における冷媒の流れ方向を示す。
暖房運転する際、四方弁2は、圧縮機1の吐出側とプレート式熱交換器5が接続される方向に流路が切り替わる。また、第1の開閉弁8は閉状態に調整される。つまり、第1の開閉弁は、バイパス配管9に冷媒が流れない状態に調整される。この状態から、暖房運転が開始される。
次に、図1を用いて、本実施の形態1に係る空気熱交換器3のデフロスト運転動作について説明する。
空気熱交換器3のデフロスト運転をする際、四方弁2は、圧縮機1の吐出側と空気熱交換器3が接続される方向(冷房運転時と同方向)に流路が切り替わる。第1の流量制御弁は開状態とする。また、第1の開閉弁8は開状態に調整される。この状態から、空気熱交換器3のデフロスト運転が開始される。
気液分離器6に流入した低温の冷媒のうちの一部は、プレート式熱交換器5及び四方弁2を通って、圧縮機に吸入される。気液分離器6に流入した低温の冷媒のうちの残りの一部は、例えば全開状態の第1の開閉弁8及びバイパス配管9を通って、圧縮機に吸入される。
本発明は、実施の形態1の構成に限定されるものではない。例えば、バイパス配管9に開度調整可能な流量調整弁を設けてもよい。なお、本実施の形態2において、特に記述しない項目については実施の形態1と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
ここで、第2の流量制御弁20が、本発明の第2の流量制御装置に相当する。なお、第2の流量制御装置は、流量調整弁に限らず、種々のものを使用可能である。つまり、流量制御装置は、バイパス配管9を流れる冷媒の流量を調整できるものであればよい。
続いて、本実施の形態2に係る冷凍サイクル装置の運転動作について説明する。本実施の形態2に係る冷凍サイクル装置の暖房運転動作及びデフロスト運転動作は、実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の暖房運転動作及びデフロスト運転動作と同様である。つまり、暖房運転時は、第2の流量制御弁20の開度を閉状態に調整している。デフロスト運転時は、第2の流量制御弁20の開度を開状態(例えば全開状態)に調整している。
したがって、以下では、実施の形態1とは動作の異なる、冷房運転動作について説明する。
図3を用いて、本実施の形態2に係る冷凍サイクル装置の冷房運転動作について説明する。
冷房運転する際、四方弁2は、圧縮機1の吐出側と空気熱交換器3が接続される方向に流路が切り替わる。この状態から、冷房運転が開始される。
一方、気液分離器6で分離された低温低圧のガス冷媒は、バイパス配管9及び第1の開閉弁8を通って過冷却熱交換器7に流入する。そして、この低温低圧のガス冷媒は、主冷媒回路を流れる低温高圧の液冷媒に加熱されて過冷却熱交換器7を流出し、圧縮機1に流入する。
実施の形態2では、圧縮機1の運転容量に基づいて第2の流量制御弁20の開度を調整した。これに限らず、例えば以下の方法により第2の流量制御弁20の開度を調整してもよい。なお、本実施の形態3において、特に記述しない項目については実施の形態1又は実施の形態2と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
第1温度センサー30は、過冷却熱交換器7に流入する冷媒の温度を測定する温度センサーであり、気液分離器6と過冷却熱交換器7との間のバイパス配管9に設けられている。第2温度センサー31は、過冷却熱交換器7から流出する冷媒の温度を測定する温度センサーであり、過冷却熱交換器7と圧縮機1との間のバイパス配管9に設けられている。なお、第1温度センサー30及び第2温度センサー31は過冷却熱交換器7近傍のバイパス配管9に設けられているが、これら第1温度センサー30及び第2温度センサー31の設置位置は、図4に示す位置に限定されるものではない。例えば、第1温度センサー30及び第2温度センサー31を過冷却熱交換器7に設置してもよい。
続いて、本実施の形態3に係る冷凍サイクル装置の運転動作について説明する。本実施の形態3に係る冷凍サイクル装置の暖房運転動作及びデフロスト運転動作は、実施の形態2に係る冷凍サイクル装置の暖房運転動作及びデフロスト運転動作と同様である。つまり、暖房運転時は、第2の流量制御弁20の開度を閉状態に調整している。デフロスト運転時は、第2の流量制御弁20の開度を開状態(例えば全開状態)に調整している。
したがって、以下では、実施の形態2とは動作の異なる、冷房運転動作について説明する。
一方、気液分離器6で分離された低温低圧のガス冷媒は、バイパス配管9及び第1の開閉弁8を通って過冷却熱交換器7に流入する。そして、この低温低圧のガス冷媒は、主冷媒回路を流れる低温高圧の液冷媒に加熱されて過冷却熱交換器7を流出し、圧縮機1に流入する。
また、プレート式熱交換器5に流入させる熱媒体は水に限らず、例えば不凍液や空気等のその他の熱媒体でもよい。
例えば、プレート式熱交換器5の上部から冷媒を流入する場合でも、従来の気液分離器の内冷凍サイクル装置よりも冷媒の均等分配が図れるため、プレート式熱交換器5の伝熱性能を向上できる効果がある。
Claims (6)
- 圧縮機、空気熱交換器、流量制御装置、プレート式熱交換器を冷媒配管で接続した冷凍サイクル装置において、
前記流量制御装置と前記プレート式熱交換器との間に設けられた気液分離器と、
一端が前記気液分離器に接続され、他端が前記圧縮機の吸入側に接続されたバイパス配管と、
前記空気熱交換器と前記流量制御装置との間を流れる冷媒と前記バイパス配管を流れる冷媒とが熱交換をする過冷却熱交換器と、
前記圧縮機から吐出された冷媒の流路を切り替える流路切替装置と、
前記気液分離器と前記過冷却熱交換器との間の前記バイパス配管に設けられた開閉装置と、
を備え、
前記プレート式熱交換器が蒸発器となる場合、前記開閉装置を開状態とし、
前記プレート式熱交換器が凝縮器となる場合、前記開閉装置を閉状態とし、
前記気液分離器は、
前記プレート式熱交換器が凝縮器となる場合において、
前記プレート式熱交換器が蒸発器となる場合における前記冷凍サイクル内の冷媒最適量と、前記プレート式熱交換器が凝縮器となる場合における前記冷凍サイクル内の冷媒最適量との差分を貯留する
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。 - 前記空気熱交換器のデフロストを行う際、
前記流路切替装置を、前記プレート式熱交換器が蒸発器となる方向に切り替え、
前記流量制御装置及び前記開閉装置を開状態とすることを特徴とする請求項1に記載の冷凍サイクル装置。 - 圧縮機、空気熱交換器、第1の流量制御装置、プレート式熱交換器を冷媒配管で接続した冷凍サイクル装置において、
前記流量制御装置と前記プレート式熱交換器との間に設けられた気液分離器と、
一端が前記気液分離器と接続され、他端が前記圧縮機の吸入側に接続されたバイパス配管と、
前記空気熱交換器と前記第1の流量制御装置との間を流れる冷媒と前記バイパス配管を流れる冷媒とが熱交換をする過冷却熱交換器と、
前記気液分離器と前記過冷却熱交換器との間の前記バイパス配管に設けられた第2の流量制御装置と、
前記圧縮機から吐出された冷媒の流路を切り替える流路切替装置を備え、
前記プレート式熱交換器が蒸発器となる場合、前記第2の流量制御装置の開度を調整し、
前記プレート式熱交換器が凝縮器となる場合、前記第2の流量制御装置を閉状態とし、
前記気液分離器は、
前記プレート式熱交換器が凝縮器となる場合において、
前記プレート式熱交換器が蒸発器となる場合における前記冷凍サイクル内の冷媒最適量と、前記プレート式熱交換器が凝縮器となる場合における前記冷凍サイクル内の冷媒最適量との差分を貯留する
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。 - 前記第2の流量制御装置は、前記圧縮機の運転容量に基づいて開度が調整されることを特徴とする請求項3に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記気液分離器から前記過冷却熱交換器に流入する冷媒の温度を検出する第1温度センサーと、
前記過冷却熱交換器から流出する冷媒の温度を検出する第2温度センサーと、
を備え、
前記第2の流量制御装置は、前記第1温度センサーの検出温度と前記第2温度センサーの検出温度との差が所定範囲となるように開度が調整されることを特徴とする請求項3に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記空気熱交換器のデフロストを行う際、
前記流路切替装置を、前記プレート式熱交換器が蒸発器となる方向に切り替え、
前記第1の流量制御装置及び前記第2の流量制御装置を開状態とすることを特徴とする請求項3に記載の冷凍サイクル装置。
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