JPH0353532B2 - - Google Patents

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JPH0353532B2
JPH0353532B2 JP17811682A JP17811682A JPH0353532B2 JP H0353532 B2 JPH0353532 B2 JP H0353532B2 JP 17811682 A JP17811682 A JP 17811682A JP 17811682 A JP17811682 A JP 17811682A JP H0353532 B2 JPH0353532 B2 JP H0353532B2
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JP
Japan
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gas
compressor
gas refrigerant
refrigerant
compression chamber
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JP17811682A
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JPS5966663A (ja
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Yoshimi Iwata
Junichiro Tanaka
Tetsuo Taguchi
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0353532B2 publication Critical patent/JPH0353532B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General 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
    • F25B2400/13Economisers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General 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
    • F25B2400/23Separators

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  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ヒートポンプ式暖房装置に関し、特
に気液分離器を備え、蒸発器からのガス冷媒およ
び気液分離器で分離された中間圧ガス冷媒をそれ
ぞれ圧縮機で圧縮するようにしたものに関する。
従来、このようなヒートポンプ式暖房装置の一
つとして中間圧ガスインジエクシヨンタイプのも
のがある。このものは、第1図に示すように、圧
縮機aと、凝縮器としての室内熱交換器bと、キ
ヤピラリチユーブ等よりなる膨張機構c,dと、
該膨張機構c,dの中間に配設された気液分離器
eと蒸発器としての室外熱交換器fとを備え、圧
縮機吐出ポートa1から吐出されたガス冷媒を室内
熱交換器bで凝縮したのち膨張機構c,dで減圧
し、その間で気液分離器eでガス冷媒と液冷媒と
に分離して、中間圧のガス冷媒を上記圧縮機aの
圧縮行程途中にインジエクシヨンポートa2からイ
ンジエクシヨンする一方、液冷媒を室外熱交換器
fで気化した後上記圧縮機aの吸入ポートa3へ吸
入し、該圧縮機aで上記中間圧ガス冷媒と共に圧
縮するというサイクルを繰り返すことにより、上
記中間圧ガス冷媒による冷媒循環量の増大により
暖房能力の向上を図るようにしたものである(実
開昭49−111252号公報参照)。
また、上記圧縮機aとしては通常ローリングピ
ストン形圧縮機が用いられている。該ローリング
ピストン形圧縮機は、第1図に示すように円筒形
シリンダa4、と該シリンダa4に内接しながら偏心
回転するロータa5と、シリンダa4内周面の一部に
出没自在にかつスプリングa6によりロータa5側に
押圧されて設けられ上記ロータa5外周面に常時摺
接するベーンa7と、該ベーンa7の両側のシリンダ
a4内面に開口した吸入ポートa3および吐出ポート
a1と、上記シリンダa4の側壁に開口したインジエ
クシヨンポートa2とを備えている。そして、ロー
タa5の回転に伴いシリンダa4とロータa5とベーン
a7とにより形成される作動室a8,a9を膨張収縮す
るとともにロータa5側壁でインジエクシヨンポー
トa2を開閉することにより、吸入ポートa3からガ
ス冷媒を吸入したのち、インジエクシヨンポート
a2から中間圧ガス冷媒を吸入して混合し、これら
を圧縮して吐出するようにしたものである(特開
昭54−6162号公報参照)。
しかし、上記従来のものでは、中間圧ガス冷媒
が圧縮行程直前の作動室a9から吸入ポートa3を介
して室外熱交換器fへ逆流すること、および中間
圧ガス冷媒の圧力より高圧の圧縮ガス冷媒が圧縮
行程終期の作動室a9からインジエクシヨンポート
a2を介して気液分離器eへ逆流することを防止す
るために、上記インジエクシヨンポートa2の開口
期間が制限され、その結果、中間圧ガス冷媒があ
らゆる負荷条件のもとで最適量の全量がインジエ
クシヨンできず、暖房能力の向上に限界があり、
多効式冷凍サイクルの目的が充分達成できないと
いう問題があつた。
それ故、上記室外熱交換器f(蒸発器)からの
ガス冷媒と気液分離器eからの中間圧ガス冷媒と
を個別の圧縮機を用いて別々に圧縮すれば、中間
圧ガス冷媒の最適量の全量をインジエクシヨンで
きるが、個別の圧縮機を要するため、コストアツ
プとなり、また収納容積が増大するという不具合
が生じる。
また、中間圧ガス冷媒は、作動室a9内のガス圧
が中間圧より低いときから中間圧に至るまでの間
に亘つてインジエクシヨンされるので、インジエ
クシヨンされたガス冷媒は一旦中間圧以下の圧力
まで圧力降下した後再び中間圧まで圧縮されるた
め、この圧縮仕事によるロスがあり、インジエク
シヨン運転によるEERの向上は4〜5%程度に
留まるという欠点があつた。
一方、中間圧ガスインジエクシヨンをしない単
なる2段圧縮のものとして従来、実開昭55−
177090号公報に開示されているように、単一のシ
リンダ内にロータと2つのベーンとにより低段側
圧縮室と高段側圧縮室とを画成し、各圧縮室にそ
れぞれ吸入ポートおよび吐出ポートを設け、低段
側吐出ポートを高段側吸入ポートに接続して2段
圧縮を行うことにより、圧縮機の統合化によるコ
ストダウン化およびコンパクト化を図つたローリ
ングピストン形圧縮機が提案されている。
本発明は、かかる点に鑑み、上記のような複数
の圧縮室を有するローリングピストン形圧縮機を
中間圧ガスインジエクシヨンタイプのヒートポン
プ式暖房装置に利用することに着目してなされた
もので、気液分離器からの中間圧ガス冷媒と、蒸
発器からのガス冷媒とをそれぞれ1つの圧縮機に
おける別々の圧縮室で圧縮することにより、コス
トアツプや収納容積の増大を招くことなく、中間
圧ガス冷媒を圧縮機に中間圧吸入する期間を長く
して最適量の全量を吸入できるようにして、暖房
能力を高めるとともに中間圧ガス冷媒を中間圧か
ら吐出圧までダイレクトに圧縮して圧縮仕事ロス
をなくし、よつてEERを大巾に向上し得るよう
にすることを目的とするものである。
この目的を達成するため、本発明の構成は、ロ
ーリングピストン形圧縮機と、凝縮器と、2つ以
上の膨張機構および該膨張機構の各中間部に配設
された1つ以上の気液分離器と、蒸発器とを備
え、上記蒸発器からのガス冷媒および上記気液分
離器で分離された中間圧ガス冷媒をそれぞれ上記
圧縮機で圧縮するようにしたヒートポンプ式暖房
装置であつて、上記圧縮機のシリンダに配設され
た複数のベーンにより、シリンダとロータとの間
の空間を各々吸入ポートと吐出ポートとを有する
メイン圧縮室および1つ以上のサブ圧縮室に区画
し、該メイン圧縮室の吸入ポートを上記蒸発器に
接続する一方、サブ圧縮室の吸入ポートを各々対
応する気液分離器に接続し、上記メインおよびサ
ブ圧縮室の各吐出ポートを集合して凝縮器に接続
したもので、そのことにより、蒸発器からのガス
冷媒をメイン圧縮室で所定吐出圧に圧縮する一
方、気液分離器からの中間圧ガス冷媒をサブ圧縮
室で同じく所定吐出圧に圧縮するようにしたもの
である。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。
第2図は本発明をヒートポンプ式冷暖房装置に
適用した場合の第1実施例を示し、1はローリン
グピストン形圧縮機、2は四路切換弁、3は暖房
運転時凝縮器として機能し、冷房運転時蒸発器と
して機能する室内熱交換器、4,5および6はキ
ヤピラリチユーブ等よりなる第1、第2および第
3膨張機構、7,8は該膨張機構4,5,6の各
中間部に配設された高圧側および低圧側気液分離
器、9は暖房運転時蒸発器として機能し、冷房運
転時凝縮器として機能する室外熱交換器であり、
それぞれ冷媒用通路としての連絡用配管10〜1
9により接続されている。
また、20,21はそれぞれ上記気液分離器
7,8のガス部と後述する圧縮機1のサブ圧縮室
27,28の吸入ポート27a,28aとをそれ
ぞれ接続するガスインジエクシヨン管、20a,
21aは該各ガスインジエクシヨン管20,21
の途中にそれぞれ介設され、暖房運転時に開作動
する電磁弁である。
上記ローリングピストン形圧縮機1は、円筒形
シリンダ22と、該シリンダ22に内接しながら
偏心回転するロータ23と、シリンダ22内周面
に出没自在にかつスプリング24,24,24に
よりロータ23側に押圧されて設けられ上記ロー
タ23外周面に常時摺接され3枚のベーン25,
25,25とを備え、該各ベーン25,25,2
5により、シリンダ22とロータ23との間の空
間はメイン圧縮室26と高圧側および低圧側の2
つのサブ圧縮機27,28とに画成されている。
さらに、上記各圧縮室26,27,28には、シ
リンダ22内周面に開口する吸入ポート26a,
27a,28aと、吐出ポート26b,27b,
28bとを有し、該吐出ポート26b,27b,
28bにはそれぞれシリンダ22外部から各圧縮
室26,27,28へのガス冷媒の逆流を阻止す
るリード弁26c,27c,28cが配設されて
いる。そして、上記メイン圧縮室26の吸入ポー
ト26aは連絡用配管19により四路切換弁2を
介して蒸発器(冷房運転時の室内熱交換器3もし
くは暖房運転時の室外熱交換器9)に接続されて
いる一方、各サブ圧縮器27,28の吸入ポート
27a,28aはそれぞれガスインジエクシヨン
管20,21を介して対応する気液分離器7,8
に接続されている。また、上記メインおよびサブ
圧縮室26,27,28の各吐出ポート26b,
27b,28bはそれぞれ集合用配管29,3
0,31を介して連絡用配管10に集合されて凝
縮器(暖房運転時の室内熱交換器3もしくは冷房
運転時の室外熱交換器9)に接続されている。
而して、冷暖房運転時、ロータ23が破線矢印
方向に回転するにしたがい、各圧縮室26,2
7,28を膨張せしめて該圧縮室26,27,2
8に各吸入ポート26a,27a,28aから蒸
発器(冷房運転時の室内熱交換器3もしくは暖房
運転時の室外熱交換器9)からのガズ冷媒および
気液分離器7,8で分離された中間圧ガス冷媒を
それぞれ吸入し(吸入行程)、さらに該ロータ2
3が回動して各圧縮室26,27,28を収縮し
て該各圧縮室26,27,28のガス冷媒を圧縮
し、吐出ポート26b,27b,28bから吐出
(圧縮行程)するように構成されている。
次に、上記第1実施例の作動について説明する
に、暖房運転時、四路切換弁2を実線の如く切換
えて、冷媒を矢印の如く流通せしめ、室外熱交換
9(蒸発器)からの低温ガス冷媒はメイン圧縮室
26吸入ポート26aからメイン圧縮室26に吸
入された後、該メイン圧縮室26で所定圧に圧縮
されて吐出ポート26bから吐出される。一方、
高圧側気液分離器7および低圧側気液分離器8か
らの中間圧ガス冷媒はそれぞれ対応する高圧側お
よび低圧側のサブ圧縮室27,28の吸入ポート
27a,28aから各サブ圧縮室27,28内に
中間圧吸入された後、該各サブ圧縮室27,28
でメイン圧縮室26の吐出圧とほぼ同圧になるま
で圧縮されて吐出ポート27b,28bから吐出
される。ついで、各吐出ポート26b,27b,
28bから吐出された吐出ガスは、連絡用配管1
0内で集合され、室内熱交換器3(凝縮器)で冷
却液化され、第1膨張機構4で膨張して高圧側気
液分離器7に送られ、該高圧側気液分離器7で高
圧設定の中間圧ガス冷媒と液冷媒に分離される。
そして、該中間圧ガス冷媒は高圧側サブ圧縮室2
7に中間圧吸入される一方で、液冷媒は第2膨張
機構5で膨張して低圧側気液分離器8に送られ、
該低圧側気液分離器8で低圧設定の中間圧ガス冷
媒と液冷媒に分離される。そして、該中間圧ガス
冷媒は低圧側サブ圧縮室28の中間圧吸入される
一方で、液冷媒は第3膨張機構6でさらに膨張し
て室外熱交換器9に送られ、該室外熱交換器9
(蒸発器)で気化されるという中間圧ガス冷媒の
2段吸入、圧縮による冷媒循環量を増大させた暖
房運転を行う。一方、冷房運転時、四路切換弁2
を破線の如く切換えて冷媒を暖房運転時とは逆の
方向に流通せしめて冷房運転を行う。
したがつて、暖房運転時、高圧側と低圧側とに
おる中間圧ガス冷媒の2段吸入、圧縮によるた
め、冷媒循環量を増大させて暖房能力の向上を図
ることができる。
しかも、高圧側および低圧側気液分離器7,8
からの中間圧ガス冷媒は、それぞれ室外熱交換器
9(蒸発器)からの低温ガス冷媒を圧縮するメイ
ン圧縮室26とは別に設けられた中間圧ガス冷媒
専用の高圧側および低圧側サブ圧縮室27,28
に中間圧吸入されて圧縮されるので、各サブ圧縮
室27,28の吸入ポート27a,28aの開口
位置は配慮する必要がなく、その分制約が減つて
中間圧ガス冷媒の吸入期間を長く設定でき、その
結果、中間圧ガス冷媒はあらゆる負荷条件のもと
で最適量の全量が吸入可能となつて、インジエク
シヨン効果が一層高まり、よつて暖房能力を大巾
に向上でき、多効式冷凍サイクルの持つ能力を十
分発揮させることができる。
また、各気液分離器7,8からの中間圧ガス冷
媒はメイン圧縮室26とは別個の、吸入時にほぼ
対応する中間圧に保たれている各サブ圧縮室2
7,28に中間圧吸入されるので、中間圧吸入時
の圧力降下がなく、吸入後ダイレクトに中間圧か
ら吐出圧まで圧縮でき、よつて圧縮仕事ロスがな
く圧縮効率を高めることができ、インジエクシヨ
ン運転によるEERの向上を8〜10%程度にまで
引き上げることができる。
加えて、上記蒸発器からのガス冷媒および各気
液分離器7,8からの中間圧ガス冷媒の圧縮は1
台の圧縮機1で行うので、個別の圧縮機を使用す
る場合に比べると大巾にコストダウン化およびコ
ンパクト化を図ることができる。
さらに、第3図は本発明の第2実施例を示し、
上記第1実施例では圧縮機1内にサブ圧縮室を2
室設けて中間圧ガス冷媒の2段吸入、圧縮とした
ことに代え、気液分離器を1個とし、圧縮機1′
内に1つのメイン圧縮室26′と1つのサブ圧縮
室27′とを設けて中間圧ガス冷媒の1段吸入、
圧縮による暖房運転を行うように構成したもので
あり、上記第1実施例と同様の作用効果を奏し得
るものである。
以上説明したように、本発明によれば、1つ以
上の気液分離器とを備えた中間圧ガスインジエク
シヨンタイプのヒートポンプ式暖房装置における
ローリングピストン形圧縮機のシリンダとロータ
との間の空間を複数のベーンにより、メイン圧縮
室および1つ以上のサブ圧縮室に画成し、蒸発器
からのガス冷媒をメイン圧縮室で、気液分離器か
らの中間圧ガス冷媒をサブ圧縮室でそれぞれ別々
に圧縮するようにしたので、コストダウン化およ
びコンパクト化を図りながら、中間圧ガス冷媒を
圧縮機に中間圧吸入する期間を長くして最適量の
全量が吸入可能となり、暖房能力を向上すること
ができる。しかも、中間圧ガス冷媒を吸入後ダイ
レクトに中間圧から吐出圧まで圧縮して圧縮効率
を高めることができる。よつてヒートポンプ式暖
房装置のEERの大巾な改善を図ることができる
ものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の中間圧ガスインジエクシヨンタ
イプのヒートポンプ式暖房装置を示す全体構成図
であり、第2図および第3図は本発明の実施例を
示し、第2図は第1実施例の全体構成図、第3図
は第2実施例の全体構成図である。 1,1′……圧縮機、3……室内熱交換器、4
……第1膨張機構、5……第2膨張機構、6……
第3膨張機構、7……高圧側気液分離器、8……
低圧側気液分離器、9……室外熱交換器、22…
…シリンダ、23……ロータ、25……ベーン、
26,26′……メイン圧縮室、26a……吸入
ポート、26b……吐出ポート、27,27′…
…サブ圧縮室、27a……吸入ポート、27b…
…吐出ポート、28……サブ圧縮室、28a……
吸入ポート、28b……吐出ポート、29,3
0,31……集合用配管。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ローリングピストン形圧縮機1と、凝縮器3
    と、2つ以上の膨張機構4,5……および該膨張
    機構4,5……の各中間部に配設された1つ以上
    の気液分離器7……と、蒸発器9とを備え、上記
    蒸発器9からのガス冷媒および上記気液分離器7
    ……で分離された中間圧ガス冷媒をそれぞれ上記
    圧縮機1で圧縮するようにしたヒートポンプ式機
    暖房装置であつて、上記圧縮機1のシリンダ22
    に配設された複数のベーン25,25……によ
    り、シリンダ22とロータ23との間の空間を
    各々吸入ポート26a,27a……と吐出ポート
    26b,27b……とを有するメイン圧縮室26
    および1つ以上のサブ圧縮室27……に区画し、
    該メイン圧縮室26の吸入ポート26aを上記蒸
    発器9に接続する一方、サブ圧縮室27……の吸
    入ポート27a……を各々対応する気液分離器7
    ……に接続し、上記メインおよびサブ圧縮室2
    6,27……の各吐出ポート26b,27b……
    を集合して凝縮器3に接続したことを特徴とする
    ヒートポンプ式暖房装置。
JP17811682A 1982-10-08 1982-10-08 ヒ−トポンプ式暖房装置 Granted JPS5966663A (ja)

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JP2012107568A (ja) * 2010-11-17 2012-06-07 Panasonic Corp ロータリ圧縮機及び冷凍サイクル装置

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WO2012004992A1 (ja) * 2010-07-08 2012-01-12 パナソニック株式会社 ロータリ圧縮機及び冷凍サイクル装置
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