JPH02103345A

JPH02103345A - 冷凍サイクル装置

Info

Publication number: JPH02103345A
Application number: JP21060689A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Kanetake; 金武　克彦
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-08-17
Filing date: 1989-08-17
Publication date: 1990-04-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、複数種類の冷媒を混合した混合冷媒を使用す
る冷凍サイクル装置に係り、特に気液分離器、吸着塔及
び冷媒貯蔵タンクを備えた冷媒分離回路の改良に関する
。

（従来の技術）一般に冷暖房兼用の空気調和機に適用される冷凍サイク
ル装置では、単一成分の冷媒、例えばＲ−２２で示され
るフロンガスが用いられているが、このＲ−２２では外
気温度の低い寒冷地などに設置されたヒートポンプ式冷
凍サイクル装置の冷媒として用いた場合には十分な暖房
能力が得られない。

そこでＲ−２２にＲ−１３８１やＲ１１４等他の冷媒を
混合したものをヒートポンプ式冷凍サイクル装置の冷媒
として用いることが提案された。

しかし、上記混合冷媒を用いた場合には、外気温度がそ
れ程低くないときの暖房運転時や冷房運転時にエネルギ
ー効率（ＥＥＲ）が低下したり、圧縮機の吐出圧力が高
くなりすぎるため、外気温度条件などに応じて２種類の
冷媒の混合比率を変える冷媒分離手段を付設する必要が
ある。

このような混合冷媒の冷媒分離手段を設けた空気調和機
の冷凍サイクルとしては、例えば第３図に示すものがあ
る。第３図の冷凍サイクルは、Ｒ−２２とＲ−１３８１
の混合冷媒を用いて、これらの沸点差を利用して冷媒分
離を行うものである。

この冷凍サイクルにおいて、圧縮機２１、コンデンサ２
２、減圧装置としての膨張弁２３およびエバポレータ２
４の主冷媒配管２５で順次接続して構成されており、こ
の主冷媒配管２５の膨張弁２３をバイパスするように設
けた補助冷媒配管２６に膨張弁２７、加熱器２８、冷媒
分離器２９、膨張弁３０、電磁弁３１が順に配設されて
いる。

一方、上記冷媒分離器２９には、冷却器３２および貯留
器３３が接続され、この貯留器３３は戻し配管３４およ
び弁３５を配設した連絡配管３６によって冷媒分離器２
つおよび補助冷媒配管２６にそれぞれ接続されている。

しかして、低外気温下での暖房運転時には、補助冷媒配
管２６の電磁弁３１を閉じ、主冷媒配管２５にＲ−２２
とＲ−１，３８１との混合冷媒を全量流して、サイクル
の運転を行う。

また、冷房運転時や外気温がそれ程低くないときの暖房
運転時には、電磁弁３１を開き、補助冷媒配管２６に混
合冷媒を流し、加熱器２８によりＲ−２２とＲ−１３８
１との沸騰温度の中間点までの加熱を行い、沸点の低い
Ｒ−１３８１のみを蒸溜させて貯留器３３に貯える。こ
れにより主冷媒配管２５にはＲ−２２の混合比率の高め
られた冷媒が流れ、サイクルの運転を効率良く行う。

なお、初期の混合比率に戻すには、弁３５を開き、貯留
器３３に貯えられたＲ−１３８１を連絡配管３６および
補助冷媒配管２６を介して主冷媒配管２５に流入させる
。

（発明が解決しようとする課題）しかし、上記のような形式の冷凍サイクル装置では液冷
媒を加熱するための冷却器などを必要とし、装置構成自
体が複雑となる。

また、沸点差を利用した蒸溜式冷媒分離作用によるため
、Ｒ−２２とＲ−１３８１のように沸点差の小さい冷媒
では分離効率が悪くなり、冷媒の分離に相当の時間を必
要とするという難点がある。

本発明は上記した点に鑑みてなされたもので、混合冷媒
ガスの一種を吸着する吸着塔を用いることによって装置
構成が簡単になると共に、効率良く混合冷媒を短時間で
分離でき、混合比率を負荷、外気温度条件に応じて調整
できるようにした冷凍サイクル装置を提供することを目
的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、上記目的を達成するために、複数種類の冷媒
を混合した混合冷媒を使用し、圧縮機、コンデンサ、減
圧装置、気液分離器及びエバポレータを順次接続し、上
記気液分離器に、この分離器内の混合冷媒ガスの一種を
吸着する吸着塔とこれを通過した多種の冷媒ガスを冷却
する熱交換器とその凝縮冷媒を貯留する冷媒貯蔵タンク
と接続した冷凍サイクル装置において、上記吸着塔に吸
着した冷媒を圧縮機の吸込側に戻す冷媒戻し配管を接続
し、熱交換器と貯留タンクとを結ぶ管路に、凝縮冷媒を
一部貯留しかつ冷媒戻し時にその貯留した冷媒で吸着塔
内の吸着冷媒を押出すための冷媒貯留部を形成したこと
により構成されたものである。

（作用）上記構成により、気液分離器によって分離された混合冷
媒ガスは、三方弁を通って吸着塔に導入され、この吸着
塔内で混合冷媒ガスの一種を吸着し、これを通過した他
種の冷媒ガスは、熱交換器に導入されその熱交換器内で
凝縮され液化して冷、媒貯留部及び冷媒貯蔵タンクに貯
留される。

吸着塔内に吸着された冷媒ガスが飽和状態になると、冷
媒貯留部に貯留された冷媒をガス化し、吸着塔に流入し
てパージを行い、吸着塔内に吸着していた冷媒ガスは脱
離し冷媒戻し配管を通って圧縮機に戻される。

また、電磁弁を開くことによって、混合冷媒を元の状態
に戻す。

（実施例）本発明の好適一実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図に示すように、圧縮機１、コンデンサ２、減圧装
置３、気液分離器４、キャピラリ管５及びエバポレータ
６を順次接続し、複数種類の冷媒を混合した混合冷媒を
使用する冷凍サイクルが形成される。

また、気液分離器４、三方弁７、冷媒ガスの一種を選択
的に吸着する活性アルミナ等からなる吸着塔８、熱交換
器９、冷媒貯留部１０、逆止弁１１、冷媒貯蔵タンク１
２及び電磁弁１３を直列にキャピラリ管５とエバポレー
タ６との間とを接続して冷媒戻し配管１４を形成して冷
媒分離回路が形成されている。

特に、第２図に示すように、熱交換器９と冷媒貯蔵タン
ク１２とを結ぶ管路に形成される冷媒貯留部１０は、管
路を重力方向に上下に折返すように略Ｕ字状の管で形成
される。この冷媒貯留部１０の一端部１５は重力方向下
方に折返されていて逆止弁１１が設けられ、他端部１６
は重力方向上方に延出され熱交換器９に接続されている
。

また、Ｕ字状の管内の液貯留部１７は、熱交換器９内に
引込まれた圧縮機１の吸込管１８によって凝縮された凝
縮冷媒を一部貯留しかつ冷媒戻し時の吸込み負圧でその
貯留した冷媒を蒸発させるだけの貯留容積に形成されて
いる。

次に、実施例の作用について述べる。

ここでは吸着塔８を活性アルミナ等からなる吸着材を充
填して形成し、混合冷媒にはＲ２２と吸着材が選択的に
吸着する冷媒、例えばＲ１１４を使用する。

その場合、圧縮機１で圧縮された（Ｒ２２／Ｒ１１４）
混合冷媒は、コンデンサ２及び減圧装置３を介して気液
分離器４に導入され分離される。

分離された液混合冷媒はキャピラリ管５及びエバポレー
タ６を介して圧縮機１に戻される。

一方、（Ｒ２２／Ｒ１１４）混合冷媒ガスは、三方弁７
を通って吸着塔８内に導入されここでＲ１１４冷媒ガス
が吸着材によって選択的に吸むされる。吸着・塔８を通
過したＲ２２冷媒ガスは、熱交換器９に導入され、その
熱交換器９内で圧縮機１の吸込管１８によって冷却され
て液化して、冷媒貯留部１０の液留部１７に一部貯留す
る。その液留部１７が一杯になるとＲ２２冷媒は溢れ出
て逆止弁１１を通って冷媒貯蔵タンク１２に貯留される
。　また、吸着塔８内に吸着されたＲ１１４冷媒ガス飽
和状態になると、三方弁７を切換えて吸着塔８と冷媒戻
し配管１４とを接続させる。これにより、吸着塔８は冷
凍サイクルの低圧側に接続され、Ｒ１１４冷媒が吸着材
から脱離すると共に、負圧により冷媒貯留部１ｏに貯留
されたＲ２２冷媒がガス化されて、吸着塔８に流入して
吸着塔８内のパージを行う。

すなわち、吸着材に吸着されていたＲ１１４冷媒は、減
圧効果とパージ作用により完全に脱離されると共に、冷
媒戻し配管１４及びエバポレータ６を介して圧縮機１に
戻される。

上記のような操作を繰返すことによって、Ｒ２２冷媒は
冷媒貯蔵タンク１２に貯留される。そして、分離運転終
了後、三方弁７を切換えて吸着塔８と冷媒戻し配管１４
とを接続させることにより、Ｒ１１４リツチの運転が行
われる。

また、電磁弁１３を開くことにより、混合冷媒が元の状
態に戻される。

このように、冷媒分離回路を形成すると冷媒−部貯留部
１０に貯留したＲ２２冷媒を用いてパージを行うために
、吸着塔８が一部ですみ、電磁弁、逆止弁、キャピラリ
管が不要または数が少なくなり、冷媒分離回路を簡素化
できると共に、冷凍サイクル装置の信頼性も向上する。

なお、上記実施例は混合冷媒にＲ２２／Ｒ１１４混合冷
媒を使用した場合について説明したが、冷媒の組合わせ
、混合比率及び回収する側の冷媒は一方のものが吸着材
によって吸着されるものであれば特に実施例に限定され
るものではない。

［発明の効果］以上要するに本発明によれば、冷凍サイクルの冷媒分離
回路を簡素化できると共に、冷凍サイクル装置の信頼性
が向上するという優れた効果を発揮する。

また、沸点差を利用して冷媒分離を行ってぃないので、
加熱器による加熱時間が必要なく、冷媒分離に要する時
間も短縮できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は第１図に
示した冷媒貯留部の拡大図、第３図は従来例を示す図で
ある。図中、１は圧縮機、２はコンデンサ、３は減圧装置、４
は気液分離器、６はエバポレータ、８は吸着塔、９は熱
交換器、１０は冷媒貯留部、１２は冷媒貯蔵タンク、１
４は冷媒戻し配管である。代理人　弁理士　則　近　憲　ＩＧ同　　　　　　　宇　　治　　　弘第図

Claims

【特許請求の範囲】

１、複数種類の冷媒を混合した混合冷媒を使用し、圧縮
機、コンデンサ、減圧装置、気液分離器及びエバポレー
タを順次接続し、上記気液分離器に、この分離器内の混
合冷媒ガスの一種を吸着する吸着塔とこれを通過した多
種の冷媒ガスを冷却する熱交換器とその凝縮冷媒を貯留
する冷媒貯蔵タンクと接続した冷凍サイクル装置におい
て、上記吸着塔に吸着した冷媒を圧縮機の吸込側に戻す
冷媒戻し配管を接続し、熱交換器と貯留タンクとを結ぶ
管路に、凝縮冷媒を一部貯留しかつ冷媒戻し時にその貯
留した冷媒で吸着塔内の吸着冷媒を押出すための冷媒貯
留部を形成したことを特徴とする冷凍サイクル装置。