JP5195302B2 - 冷凍空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷凍空調装置に関わり、より詳細には、多様な運転を可能とするとともに、
冷蔵室及び冷凍庫の室温を適切に維持できる構成に関する。

冷暖房等の空調運転と、冷蔵、冷凍運転とを同時に行える冷凍空調装置として、例えば図６で示すように、並列に配置された一対の圧縮機４０ａ及び４０ｂと、冷暖房運転の切換を行う四方弁４１と、熱源側熱交換器４２と、主膨張弁４３と、レシーバ４４と、副膨張弁４６ａを備えた空調用熱交換器４６と、副膨張弁４７ａを備えた冷蔵用熱交換器４７と、副膨張弁４８ａを備えた冷凍用熱交換器４８とを接続するとともに、冷凍用圧縮機４５とで冷媒回路を構成している。

空調用熱交換器４６で冷房運転を行うとともに、冷蔵、冷凍運転を行う際、並列に配置された一対の圧縮機４０ａ及び４０ｂから吐出された高温高圧の冷媒は合流した後、四方弁４１を介して熱源側熱交換器４２に流入し凝縮する。凝縮した冷媒はレシーバ４４を介して三方に分岐し、分岐した一方の流れは副膨張弁４６ａにより減圧され、空調用熱交換器４６で蒸発して冷房運転を行うようになっている。また、分岐した他方の冷媒は、副膨張弁４７ａと副膨張弁４８ａとで減圧され、冷蔵用熱交換器４７と、冷凍用熱交換器４８とに流入し蒸発して、夫々、冷蔵運転と冷凍運転とを行うようになっている。また、冷凍用熱交換器４８で蒸発した冷媒は極低温低圧となるため、冷凍用圧縮機４５で圧縮されて中間圧となった後、冷蔵用熱交換器４７から流出した冷媒と合流し、圧縮機４０ａ及び４０ｂとに流入して更に圧縮され高温高圧の冷媒となって再び吐出されるようになっている。

また、四方弁４１を切換え、圧縮機４０ａ及び４０ｂで圧縮された冷媒を空調用熱交換器４６に流入させて凝縮させることにより暖房運転を行い、また、同空調用熱交換器４６から流出した冷媒を、冷蔵用熱交換器４７と冷凍用熱交換器４８に流入させて冷蔵運転及び冷凍運転を行うことにより、所謂、熱回収運転も行うこともできるようになっている。

図６（Ｂ）は、上記冷房運転の際のサイクル線図である。冷凍用熱交換器４８で蒸発した低温の冷媒は圧力ＰＬ２で冷凍用圧縮機４５に流入し、圧縮されて中間圧ＰＬ１まで上昇する。中間圧ＰＬ１まで圧力が上昇した冷媒は、空調用熱交換器４６と冷蔵用熱交換器４７とから流出した冷媒と合流してエンタルピーが低下した後、圧縮機４０ａ及び４０ｂに流入し、再度圧縮されて圧力がＰＨまでΔＰ上昇し高温高圧となって吐出されるようになっている。

圧縮機４０ａ及び４０ｂにおいて、冷媒圧力を中間圧ＰＬ１から高圧ＰＨまで一度に上昇させることは圧縮効率の低下を招くとともに、ＣＯＰ（成績係数）低下の要因となり、また、吐出温度の上昇を招いて運転が停止される虞があった。また、空調用熱交換器４６に流入する冷媒量あるいは冷媒温度を変化させて店内あるいは室内の温度調整を行うと、この影響を受けて冷蔵用熱交換器４７と冷凍用熱交換器４８に流入する冷媒量あるいは冷媒温度が変動し、一定温度に保つ必要がある冷蔵室及び冷凍庫の室温が変動してしまう。
国際公開番号 ＷＯ２００２／０４６６６３（５頁、図１）

本発明は、上記問題点に鑑み、冷凍サイクルのＣＯＰを向上させ、また、店内あるいは室内の温度調整を行なっても、冷蔵室及び冷凍庫の室温を一定に保つことができる冷凍空調装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、第一圧縮手段、第二圧縮手段及び第三圧縮手段とからなる圧縮機構と、熱源側熱交換器と、主減圧手段と、低温用熱交換器とを環状に接続するとともに、前記圧縮機構の吐出側と、前記熱源側熱交換器と主減圧手段の間とを、第一副減圧手段と第一利用側熱交換器を備えた第一バイパス路により接続し、前記第二圧縮手段と前記第三圧縮手段の間と、前記熱源側熱交換器と主減圧手段の間とを第二副減圧手段と第二利用側熱交換器を備えた第二バイパス路により接続し、前記第一圧縮手段と前記第二圧縮手段の間と、前記熱源側熱交換器と主減圧手段の間とを第三副減圧手段と第三利用側熱交換器を備えた第三バイパス路により接続した構成となっている。

また、前記圧縮機構と前記第一利用側熱交換器の間と、前記圧縮機構と前記低温用熱交換器の間とに、開閉手段を備えた第四バイパス路を設けた構成となっている。

また、前記第三利用側熱交換器及び前記低温用熱交換器を設置した設置室の室温は所定温度範囲に維持される一方、前記第二利用側熱交換器を備えた設置室の室温は前記第三利用側熱交換器及び前記低温用熱交換器を設置した設置室よりも広い温度範囲で可変させる構成となっている。

また、前記圧縮機構と前記第一利用側熱交換器の間と、前記圧縮機構と前記低温用熱交換器の間とに、開閉手段を備えた第四バイパス路を設けた構成となっている。

請求項１記載の発明によれば、第一圧縮手段及び第二圧縮手段において圧縮負荷が低減されＣＯＰ（成績係数）が改善されるようになっている。また、第一利用側熱交換器が設置された設置室とは温度帯の異なる新たな設置室を設けることができるようになっている。

請求項２記載の発明によれば、第四バイパス路を開放することにより、第一利用側熱交換器において冷房運転をすることができるようになっている。

請求項３記載の発明によれば、第一利用側熱交換器に循環する冷媒循環量あるいは冷媒温度を変化させても、第三利用側熱交換器及び低温用熱交換器を設置した設置室の室温に変動を与えないようになっている。

請求項４記載の発明によれば、熱源側熱交換器と第一利用側熱交換器のみを用いた空調運転が可能である。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。

図１は本発明による冷凍空調装置の第一実施例を示す冷媒回路図であり、図２は第一実施例での冷媒の流れの変化を示す冷媒回路図である。また、図３は第二実施例を示す冷媒回路図であり、図４は第一実施例でのＰ−Ｈ線図である。また、図５は第三実施例を示す冷媒回路図である。

本発明による冷凍空調装置は、例えばコンビニエンスストア等で利用されるようになっており、店内の冷暖房を行う空調運転とともに、野菜を貯蔵した野菜室の冷却運転と、種々の食品を貯蔵した貯蔵室の冷蔵運転と、ショーケース等での冷凍運転を同時に行うことができるようになっている。

本発明の第一実施例は、図１で示すように、圧縮手段としての第一圧縮機１ａと第二圧縮機１ｂと第三圧縮機１ｃとを直列に連結した圧縮機構としての多段圧縮機１と、第一電磁開閉弁６ａと第二電磁開閉弁６ｂとを前後に配置した熱源側熱交換器としての室外熱交換器２と、主減圧手段としての第一膨張弁３ａと、低温用熱交換器としての冷凍庫用熱交換器５と、第七電磁開閉弁６ｇと、第三アキュームレータ５ｃとを配管７により環状に接続している。

圧縮機構としての多段圧縮機１は、圧縮手段としての第一圧縮機１ａと第二圧縮機１ｂと第三圧縮機１ｃとを直列に連結して構成され、第一圧縮機１ａの吐出側と第二圧縮機１ｂの吸込側は連結管１ｄにより連結され、第二圧縮機１ｂの吐出側と第三圧縮機１ｃの吸込側は連結管１ｅにより夫々連結されている。第一圧縮機１ａで圧縮された冷媒を連結管１ｄにより第二圧縮機１ｂに流入させて圧縮し、更に連結管１ｅにより第三圧縮機１ｃに流入させて、より高圧となるよう圧縮することにより、圧縮差圧の大きい単段圧縮機を用いることなく、必要な圧縮差圧を得ることができるようになっており、これにより、広い外気温度範囲に対応して運転を行うことができるようになっている。

多段圧縮機１の吐出側と、室外熱交換器２の下流側とは第一バイパス路８により接続され、同第一バイパス路８には、第一副電子膨張弁３ｂと、第一利用側熱交換器としての空調用熱交換器４ａと、第三電磁開閉弁６ｃとが設けられている。また、第二圧縮機１ｂと第三圧縮機１ｃとを繋ぐ連結管１ｅには、配管７から第二バイパス路９が接続され、同第二バイパス路９には第二副電子膨張弁３ｃと、第二利用側熱交換器としての野菜室用熱交換器４ｂと、第一アキュームレータ５ａと、第五電磁開閉弁６ｅとが設けられている。また、第一圧縮機１ａと第二圧縮機１ｂとを繋ぐ連結管１ｄには、配管７から第三バイパス路１０が接続され、同第三バイパス路１０には第三副電子膨張弁３ｄと、第三利用側熱交換器としての冷蔵室用熱交換器４ｃと、第二アキュームレータ５ｂと、第六電磁開閉弁６ｆとが設けられている。

第一バイパス路８に配置された空調用熱交換器４ａと第三電磁開閉弁６ｃの間と、配管７の第七電磁開閉弁６ｇと第三アキュームレータ５ｃとの間には、第四電磁開閉弁６ｄを備えた第四バイパス路１１が設けられており、また、第二バイパス路９、第三バイパス路１０、連結管１ｄ、連結管１ｅにはバイパス路冷媒圧力及び圧縮機吐出圧力を検出する圧力計が夫々設けられている。

次に、冷媒の流れについて説明する。空調用熱交換器４ａで冷房を行う場合、図１（Ｂ）で示すように、第一電磁開閉弁６ａ、第二電磁開閉弁６ｂ、第四電磁開閉弁６ｄは開放されるが、第三電磁開閉弁６ｃは閉鎖されるようになっている。

多段圧縮機１で圧縮された高温高圧の冷媒は、第三電磁開閉弁６ｃが閉鎖されていることにより第一電磁開閉弁６ａを介して室外熱交換器２に流入し、周囲を流れる空気と熱交換して凝縮する。凝縮した冷媒は第一バイパス路８に流入して第一副電子膨張弁３ｂにより減圧されて低温低圧となり、続いて空調用熱交換器４ａに流入して周囲を流れる空気と熱交換して熱を吸収しながら蒸発することにより店内あるいは室内の冷房運転を行なうようになっている。蒸発した冷媒は、第四電磁開閉弁６ｄが開放されていることにより第四バイパス路１１を介して多段圧縮機１に還流するようになっている。

また、配管７を介して第二バイパス路９に流入した冷媒は、第二副電子膨張弁３ｃで減圧された後、野菜室用熱交換器４ｂで周囲を流れる空気と熱交換して熱を吸収し蒸発することにより、野菜室での冷却運転を行なうようになっている。蒸発した冷媒は第一アキュームレータ５ａを介して第二圧縮機１ｂと第三圧縮機１ｃとを繋ぐ連結管１ｅに還流するようになっている。同様に、第三バイパス路１０に流入した冷媒は、第三副電子膨張弁３ｄで減圧された後、冷蔵室用熱交換器４ｃで周囲を流れる空気と熱交換し熱を吸収して蒸発することにより、種々の食品が貯蔵された冷蔵室での冷蔵運転を行い、第二アキュームレータ５ｂを介して第一圧縮機１ａと第二圧縮機１ｂとを繋ぐ連結管１ｄに還流するようになっている。また、第一膨張弁３ａを介して冷凍庫用熱交換器５に流入した冷媒は、周囲の熱を吸収してショーケース等の冷凍庫内を冷却し多段圧縮機１に還流するようになっている。

また、冷蔵室用熱交換器４ｃを流出した冷媒が連結管１ｄに供給され、第一圧縮機１ａで圧縮された冷媒と混合して、これを冷却するとともに、野菜室用熱交換器４ｂを流出した冷媒が連結管１ｅに供給され、第二圧縮機１ｂで圧縮された冷媒と混合して、これを冷却することにより、第三圧縮機１ｃから吐出される吐出冷媒の温度上昇を防止するようになっている。

上記運転での冷媒の流れを図４のＰ−ｈ線図を用いて説明する。Ｐ−ｈ線図の横軸は比エンタルピであり、縦軸は圧力である。尚、後述する、『Ｇ→Ｈ→Ｅ』の流れと、『Ｇ→Ｉ→Ｃ』の流れと、『Ｇ→Ｊ→Ａ』の流れは、夫々独立した流れとなっている。

冷凍庫用熱交換器５から流出し第一圧縮機１ａに流入した低温低圧のガス冷媒は、状態Ａから状態Ｂまで圧縮された後、冷蔵室用熱交換器４ｃから流出され第三バイパス路１０から連結管１ｄに還流する冷媒と混合され、温度が低下し状態Ｃになる。温度が低下した冷媒は、第二圧縮機１ｂにより更に圧縮され状態Ｄに移行した後、野菜室用熱交換器４ｂから流出され第二バイパス路９から連結管１ｅに還流する冷媒と混合され、温度が低下し状態Ｅになる。状態Ｅとなった冷媒は第三圧縮機１ｃに吸入され、更に圧縮されて状態Ｆに移行するようになっている。

状態Ｆとなった高温高圧の冷媒は室外熱交換器２に流入し、周囲に熱を放出して凝縮することにより圧力一定でエンタルピーが減少し、液相冷媒の状態Ｇに移行するようになっている。状態Ｇに移行した液相冷媒は配管７を介して第一膨張弁３ａに流入し減圧されて低温低圧の状態Ｊに移行し、続いて冷凍庫用熱交換器５で周囲の熱を吸収して蒸発しガス冷媒となり状態Ａで、第一圧縮機１ａに還流するようになっている。

配管７から第三バイパス路１０に流入した冷媒は、第三副電子膨張弁３ｄで減圧されることにより状態Ｇから状態Ｉに移行し、続いて冷蔵室用熱交換器４ｃに流入し、実線Ｉ→Ｃで示すように周囲を流れる空気と熱交換して蒸発し、第一圧縮機１ａで圧縮された状態Ｂの冷媒と合流するようになっている。また、配管７から第二バイパス路９に流入した冷媒は、第二副電子膨張弁３ｃで減圧されることにより状態Ｇから状態Ｈに移行し、続いて野菜室用熱交換器４ｂに流入し、実線Ｈ→Ｅで示すように周囲を流れる空気と熱交換して蒸発し、第二圧縮機１ｂで圧縮された状態Ｄの冷媒と合流するようになっている。

多段圧縮機１を、第一圧縮機１ａ、第二圧縮機１ｂ、第三圧縮機１ｃとを直列に連結して構成することにより、夫々の圧縮機への負荷が低減され、また、第一圧縮機１ａと第二圧縮機１ｂとの間に冷蔵室用熱交換器４ｃからの冷媒が供給され、第二圧縮機１ｂと第三圧縮機１ｃとの間に野菜室用熱交換器４ｂからの冷媒が供給されることにより、第一圧縮機１ａの吸込温度を低下させるとともに、多段圧縮機１からの吐出温度を低下させるようになっている。

また、空調用熱交換器４ａを備えた第一バイパス路８とともに、野菜室用熱交換器４ｂを備えた第二バイパス路９を設け、同第二バイパス路９を、第二圧縮機１ｂと第三圧縮機１ｃとを繋ぐ連結管１ｅに接続することにより、空調用熱交換器４ａを設置した店内あるいは室内とは温度帯の異なる、野菜室用熱交換器４ｂを用いた被空調室を設置することができるようになっている。

次に、空調用熱交換器４ａで暖房運転を行う場合の冷媒の流れについて説明する。図２（Ｂ）で示すように、第一電磁開閉弁６ａ、第二電磁開閉弁６ｂ、第三電磁開閉弁６ｃ及び第七電磁開閉弁６ｇは開放されるが第四電磁開閉弁６ｄは閉鎖されるようになっている。

多段圧縮機１で圧縮された高温高圧の冷媒は、第一電磁開閉弁６ａ及び第三電磁開閉弁６ｃが開放されていることにより、室外熱交換器２と空調用熱交換器４ａに流入し、熱を放出して凝縮する。凝縮した冷媒は、第二バイパス路９、第三バイパス路１０に流入し、野菜室用熱交換器４ｂ、冷蔵室用熱交換器４ｃで周囲を流れる空気と熱交換して熱を吸収し蒸発して連結管１ｅ及び連結管１ｄに還流するようになっている。また、第一膨張弁３ａを介して冷凍庫用熱交換器５に流入した冷媒は、周囲の熱を吸収して冷凍庫内を冷却し多段圧縮機１に還流するようになっている。

暖房運転においても、冷蔵室用熱交換器４ｃで熱を吸収して蒸発した低温低圧の冷媒が連結管１ｄに供給されて第一圧縮機１ａで圧縮された冷媒と合流し、野菜室用熱交換器４ｂで熱を吸収して蒸発した低温低圧の冷媒が連結管１ｅに供給されて、第二圧縮機１ｂで圧縮された冷媒と合流することにより、第三圧縮機１ｃから吐出される冷媒の吐出温度の上昇を防止できるようになっている。

また、室外熱交換器２及び冷蔵室用熱交換器４ｃで凝縮した冷媒を、野菜室用熱交換器４ｂ、冷蔵室用熱交換器４ｃ、冷凍庫用熱交換器５に供給することにより、これらでの冷媒蒸発量を増加させることができ、冷蔵能力及び冷凍能力を向上させることができるようになっている。

また、凝縮器として空調用熱交換器４ａを単独で使用する場合は、第一電磁開閉弁６ａ及び第二電磁開閉弁６ｂを閉鎖するようになっている。これにより室外熱交換器２に冷媒が流入することなく、空調用熱交換器４ａを単独で使用できエネルギ効率を重視した運転を行えるようになっている。

冷凍庫用熱交換器５を備え、冷凍食品等を保存する冷凍庫は、−４５°Ｃから−２０°Ｃの設定可能温度範囲内で、予め定められた使用温度範囲内に常時保つ必要があり、例えば、設定使用温度を−３０°Ｃに設定すると、使用温度範囲は−３０±１°Ｃの−２９°Ｃから−３１°Ｃに保たれるようになっている。また、冷蔵室用熱交換器４ｃを備え、通常の食品等を冷蔵保存する冷蔵室は、−５°Ｃから−２０°Ｃの設定可能温度範囲内で、使用温度範囲内に常時保つ必要があり、例えば、設定使用温度を−１０°Ｃに設定すると、使用温度範囲は−１０±１°Ｃの−９°Ｃから−１１°Ｃに保たれるようになっている。このため、冷凍庫用熱交換器５が接続された配管７の第一膨張弁３ａ下流側には、極低温の冷媒を常時、一定量循環させる必要があり、第三バイパス路１０は、これに接続された冷蔵室を、ある使用温度範囲内に保つように低温の冷媒を常時循環させる必要がある。

第一バイパス路８に接続された空調用熱交換器４ａに循環する冷媒循環量あるいは冷媒温度を調節して、空調用熱交換器４ａが備えられた店内あるいは室内の温度を調整すると、これに伴って冷凍庫用熱交換器５及び冷蔵室用熱交換器４ｃに流入する冷媒量及び冷媒温度が変化し、冷凍室及び冷蔵室の温度が大きく変動してしまう虞があるが、これを防止するため、同第二バイパス路９に接続された野菜室用熱交換器４ｂは、ダミ−熱交換器としての機能も併せもっている。同野菜室用熱交換器４ｂが設置された野菜室の室温は、例えば、設定使用温度は４°Ｃとなっているが、使用温度範囲は４°±５°Ｃであり、室温が−１°Ｃ〜９°Ｃまで温度変動が許容されるようになっている。つまり、冷蔵室及び冷凍庫は、設定可能温度範囲内で使用温度範囲が設定されるが、これら冷蔵室及び冷凍庫は
使用温度範囲を大きく変動させることはできない。しかし、野菜室用熱交換器４ｂを備えた野菜室は使用温度範囲を大きく変動させることができるようになっている。

店内あるいは室内の温度を調整するために空調用熱交換器４ａに循環する冷媒循環量を変化させた場合は、これに伴い野菜室用熱交換器４ｂに循環する冷媒循環量を変化させるようになっている。第二膨張弁３ｂの絞りを調整して空調用熱交換器４ａに循環する冷媒循環量を変化させ、店内あるいは室内温度を低下させた場合は、第二副電子膨張弁３ｃの絞りを調整して野菜室用熱交換器４ｂに流入する冷媒循環量を変化させ野菜室の温度を上昇させることにより、空調用熱交換器４ａでの熱交換量の変動分を、野菜室用熱交換器４ｂでの熱交換量の変動分で吸収して、冷蔵室用熱交換器４ｃ及び冷凍庫用熱交換器５に流入する冷媒の状態を極力一定に保つようになっている。これにより、空調温度を調整しても冷蔵室及び冷凍室の室温に大きな変動を与えることを防止できるようになっている。

次に、第二実施例について説明する。第二実施例は図３で示すように、第一実施例での冷媒回路に対し、第一電磁開閉弁６ａと室外熱交換器２の間と、第七電磁開閉弁６ｇと第三アキュームレータ５ｃとの間に、第八電磁開閉弁６ｈを備えた第五バイパス路１２を設けている。

第五バイパス路１２を設けたことにより、空調用熱交換器４ａと室外熱交換器２のみを使用した空調運転が可能となっている。暖房運転を行う際、図３（Ｂ）で示すように、第二電磁開閉弁６ｂ、第三電磁開閉弁６ｃ及び第八電磁開閉弁６ｈは開放されるが、第一電磁開閉弁６ａ及び第四電磁開閉弁６ｄは閉鎖されるようになっている。

多段圧縮機１で圧縮された高温高圧の冷媒は、第一電磁開閉弁６ａが閉鎖される一方、第三電磁開閉弁６ｃが開放されていることにより、空調用熱交換器４ａに流入し、周囲を流れる空気に熱を放出して凝縮する。凝縮した冷媒は第二電磁開閉弁６ｂが開放されていることにより室外熱交換器２に流入し、同室外熱交換器２で周囲を流れる空気から熱を吸収して蒸発する。蒸発した冷媒は第八電磁開閉弁６ｈが開放されていることにより、第五バイパス路１２を介して多段圧縮機１に還流するようになっている。また、この際、第五電磁開閉弁６ｅ、第六電磁開閉弁６ｆ及び第七電磁開閉弁６ｇを開放すれば、野菜室用熱交換器４ｂ、冷蔵室用熱交換器４ｃで冷房運転を、冷凍庫用熱交換器５で冷凍運転を行えるようになっている。

空調用熱交換器４ａで冷房運転を行う場合は、第一電磁開閉弁６ａ、第二電磁開閉弁６ｂ、第四電磁開閉弁６ｄは開放されるが、第三電磁開閉弁６ｃ及び第八電磁開閉弁６ｈは閉鎖されるようになっている。多段圧縮機１で圧縮された高温高圧の冷媒は、第三電磁開閉弁６ｃが閉鎖されていることにより室外熱交換器２に流入して凝縮する。凝縮した冷媒は第一バイパス路８に流入して第一副電子膨張弁３ｂにより減圧された後、空調用熱交換器４ａで蒸発する。蒸発した冷媒は、第四電磁開閉弁６ｄが開放されていることにより第四バイパス路１１を介して多段圧縮機１に還流するようになっている。尚、この際も、第五電磁開閉弁６ｅ、第六電磁開閉弁６ｆ及び第七電磁開閉弁６ｇを開放すれば、野菜室用熱交換器４ｂ、冷蔵室用熱交換器４ｃで冷房運転を、冷凍庫用熱交換器５で冷凍運転を行えるようになっている。

次に、第三実施例について説明する。第三実施例は図５で示すように、多段圧縮機１と、第一電磁開閉弁６ａと第二電磁開閉弁６ｂとを前後に配置した室外熱交換器２と、第五電子膨張弁３ｅと、第一レシーバタンク１３と、第六電子膨張弁３ｆと、第二レシーバタンク１５と、第一膨張弁３ａと、冷凍庫用熱交換器５と、第七電磁開閉弁６ｇと、第三アキュームレータ５ｃとを配管７により環状に接続している。

多段圧縮機１の吐出側と、第二電磁開閉弁６ｂと第五電子膨張弁３ｅとの間は、第一バイパス路８により接続され、同第一バイパス路８には室外熱交換器２の下流側から、第一副電子膨張弁３ｂと空調用熱交換器４ａと、第三電磁開閉弁６ｃとが設けられている。また、第二圧縮機１ｂと第三圧縮機１ｃとを繋ぐ連結管１ｅと、第一レシーバタンク１３と第六電子膨張弁３ｆとの間には第二バイパス路９が接続され、同第二バイパス路９には第二副電子膨張弁３ｃと、野菜室用熱交換器４ｂと、第一アキュームレータ５ａと、第五電磁開閉弁６ｅとが設けられている。また、第一圧縮機１ａと第二圧縮機１ｂとを繋ぐ連結管１ｄと、第一レシーバタンク１３と第六電子膨張弁３ｆとの間には第三バイパス路１０が接続され、同第三バイパス路１０には第三副電子膨張弁３ｄと、冷蔵室用熱交換器４ｃと、第二アキュームレータ５ｂと、第六電磁開閉弁６ｆとが設けられている。

また、第一レシーバタンク１３からはガス管１４が導出され、同ガス管１４は、第九電磁開閉弁６ｊを備えたガス管１４ａと、第十電磁開閉弁６ｋを備えたガス管１４ｂとに分岐し、分岐した一方のガス管１４ａは第一アキュームレータ５ａに接続され、分岐した他方のガス管１４ｂは第二アキュームレータ５ｂに接続されている。同様に、第二レシーバタンク１５からも、第十一電磁開閉弁６ｍを備えたガス管１６が導出され、同ガス管１６は冷凍庫用熱交換器５と第七電磁開閉弁６ｇとの間に接続されている。

次に、冷媒の流れについて説明する。尚、第一電磁開閉弁６ａと第三電磁開閉弁６ｃとを開放して室外熱交換器２と空調用熱交換器４ａとを利用する場合と、空調用熱交換器４ａを単独で使用する場合は、第一副電子膨張弁３ｂは全開状態となり絞り動作は行わないようになっている。

第一電磁開閉弁６ａと第三電磁開閉弁６ｃとを開放した際、多段圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒は室外熱交換器２と空調用熱交換器４ａとに流入して、周囲を流れる空気に熱を放出しながら凝縮する。凝縮した冷媒は、第五電子膨張弁３ｅにより減圧されて低温低圧の状態となり、第一レシーバタンク１３に流入して液冷媒とガス冷媒とに分離されるようになっている。

第一レシーバタンク１３で分離した液冷媒は、第二バイパス路９と第三バイパス路１０とに流入し、第二バイパス路９に流入した液冷媒は第二副電子膨張弁３ｃにより減圧されて更に低温低圧となり、野菜室用熱交換器４ｂに流入して周囲を流れる空気から吸熱して蒸発した後、連結管１ｅに還流するようになっている。同様に、第三バイパス路１０に流入した液冷媒は第三副電子膨張弁３ｄにより減圧されて更に低温低圧となり、冷蔵室用熱交換器４ｃに流入して蒸発した後、連結管１ｄに還流するようになっている。このように、第一レシーバタンク１３で分離した液冷媒を野菜室用熱交換器４ｂ及び冷蔵室用熱交換器４ｃで蒸発させることにより、蒸発潜熱が増大し、冷房能力を向上させるようになっている。また、第一レシーバタンク１３で分離したガス冷媒は、ガス管１４ａとガス管１４ｂにより第一アキュームレータ５ａと第二アキュームレータ５ｂに送出されることにより冷媒流量バランスを保つようになっている。

第一レシーバタンク１３で分離した液冷媒は、第六電子膨張弁３ｆで更に減圧され第二レシーバタンク１５で再度、液冷媒とガス冷媒に分離されるようになっている。分離された液冷媒は第一膨張弁３ａで減圧されて過冷却の状態となり冷凍庫用熱交換器５で蒸発し、熱交換した後、多段圧縮機１に還流するようになっている。過冷却状態の冷媒を蒸発させることにより、冷凍庫用熱交換器５での冷却能力を向上させることができるようになっており、また、第二レシーバタンク１５で分離したガス冷媒をガス管１６で冷凍庫用熱交換器５の下流側に戻すことにより冷媒流量バランスを保つようになっている。

本発明による冷凍空調装置の第一実施例を示す冷媒回路図である。 第一実施例での冷媒の流れの変化を示す冷媒回路図である。 本発明による冷凍空調装置の第二実施例を示す冷媒回路図である。 第一実施例におけるＰ−ｈ線図である。 本発明による冷凍空調装置の第三実施例を示す冷媒回路図である。 従来例による冷凍空調装置を示す冷媒回路図である。

符号の説明

１ 多段圧縮機
１ａ 第一圧縮機
１ｂ 第二圧縮機
１ｃ 第三圧縮機
１ｄ 連結管
１ｅ 連結管
２ 室外熱交換器
３ａ 第一電子膨張弁
３ｂ 第一副電子膨張弁
３ｃ 第二副電子膨張弁
３ｄ 第三副電子膨張弁
３ｅ 第五電子膨張弁
３ｆ 第六電子膨張弁
４ａ 空調用熱交換器
４ｂ 野菜室用熱交換器
４ｃ 冷蔵室用熱交換器
５ 冷凍庫用熱交換器
５ａ 第一アキュームレータ
５ｂ 第二アキュームレータ
５ｃ 第三アキュームレータ
６ａ 第一電磁開閉弁
６ｂ 第二電磁開閉弁
６ｃ 第三電磁開閉弁
６ｄ 第四電磁開閉弁
６ｅ 第五電磁開閉弁
６ｆ 第六電磁開閉弁
６ｇ 第七電磁開閉弁
６ｈ 第八電磁開閉弁
６ｊ 第九電磁開閉弁
６ｋ 第十電磁開閉弁
６ｍ 第十一電磁開閉弁
７ 配管
８ 第一バイパス路
９ 第二バイパス路
１０ 第三バイパス路
１１ 第四バイパス路
１２ 第五バイパス路
１３ 第一レシーバタンク
１４ ガス管
１５ 第二レシーバタンク
１６ ガス管

Claims (3)

1. 第一圧縮手段、第二圧縮手段及び第三圧縮手段とからなる圧縮機構と、熱源側熱交換器と、主減圧手段と、低温用熱交換器とを環状に接続するとともに、前記圧縮機構の吐出側と、前記熱源側熱交換器と主減圧手段の間とを、第一副減圧手段と第一利用側熱交換器を備えた第一バイパス路により接続し、前記第二圧縮手段と前記第三圧縮手段の間と、前記熱源側熱交換器と主減圧手段の間とを第二副減圧手段と第二利用側熱交換器を備えた第二バイパス路により接続し、前記第一圧縮手段と前記第二圧縮手段の間と、前記熱源側熱交換器と主減圧手段の間とを第三副減圧手段と第三利用側熱交換器を備えた第三バイパス路により接続し、前記圧縮機構と前記第一利用側熱交換器の間と、前記圧縮機構と前記低温用熱交換器の間とに、開閉手段を備えた第四バイパス路を設けたことを特徴とする冷凍空調装置。
2. 前記第三利用側熱交換器及び前記低温用熱交換器を設置した設置室の室温は所定温度範囲に維持される一方、前記第二利用側熱交換器を備えた設置室の室温は前記第三利用側熱交換器及び前記低温用熱交換器を設置した設置室よりも広い温度範囲で可変させることを特徴とする請求項１に記載の冷凍空調装置。
3. 前記圧縮機構と前記熱源側熱交換器の間と、前記圧縮機構と前記低温用熱交換器の間とに、開閉手段を備えた第五バイパス路を設けたことを特徴とする請求項１に記載の冷凍空調装置。
   

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