JPH0464868A

JPH0464868A - 熱ポンプ装置

Info

Publication number: JPH0464868A
Application number: JP17770490A
Authority: JP
Inventors: Shozo Funakura; 正三船倉; Kazuo Nakatani; 和生中谷; Minoru Tagashira; 実田頭
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-07-05
Filing date: 1990-07-05
Publication date: 1992-02-28

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】産業上の利用分野本発明（瓜　冷暖房や給湯または超低温装置などへ　よ
り高温またはより低温を得るための熱ポンプ装置の改良
に関する。

従来の技術非共沸混合冷媒を用し＼　組成分離により冷凍サイクル
内の冷媒組成を可変する熱ポンプ装置として、第２図に
示すような装置が提案されている。

第２図（よ　第１圧縮機１、凝縮器２、第１主絞り装置
３、第１冷媒熱交換器４等を接続した第１冷凍サイクル
と、第２圧縮機５、四方弁６、第２冷媒熱交換器７、第
２主絞り装置８、蒸発器９等を接続した第２冷凍ザイク
ルからなり、第１冷凍サイクルの第１冷媒熱交換器４と
第２冷凍ザイクルの第２冷媒熱交換器７を熱交換させる
ことによりいわゆる２元冷凍ザイクルを構成している。

また凝縮器２の出口に第１補助絞り装置１０を介して精
留分離器１１を接続し　精留分離器１１の底部を第２補
助絞り装置１２、第１冷媒熱交換器４を介して第１圧縮
機１の吸入側に接続すると共に第２冷媒熱交換器７の出
口に第３補助絞り装置１３を介して前記精留分離器１１
の頂部と接続し前記精留分離器１１の頂部を第４補助絞
り装置１４を介して蒸発器９の人口に接続し　組成分離
回路を構成している。

発明が解決しようとする課題上記従来例（友　組成分離を行なった場合、第１冷凍サ
イクルでは常に高沸点冷媒が濃縮され　第２冷凍サイク
ルでは常に低沸点冷媒が濃縮される。

このた八　第１冷凍サイクルは加熱用には適している力
（冷却に用いると冷媒の比容積が増大し装置の大型化　
効率の低下は不可避である。また第２冷凍サイクル側は
冷却用には適している力交加熱に用いると冷媒凝縮圧力
が高くなり、装置の大型化が不可避であり、また安全性
の面からも問題となる。

課題を解決するための手段本発明の熱ポンプ装置ζよ　精留分離器を回転自在に取
り付けたことを特徴とするものである。

また　精留分離器の上端をフレキシブルパイプを介して
第１冷凍サイクルの第１主絞り装置をバイパスして接続
し　前記精留分離器の下端をフレキシブルパイプを介し
て第２冷凍サイクルの第２主絞り装置をバイパスして接
続したことを特徴とするものである。

作用本発明は上記した構成により、運転する温度条件に応じ
て、回転自在な精留分離器を作動させることにより、第
１冷凍サイクルには高沸点冷媒が濃縮された非共沸混合
冷媒　第２冷凍サイクルには低沸点冷媒が濃縮された非
共沸混合冷媒を、もしく（戴　　第１冷凍サイクルには
低沸点冷媒が濃縮された非共沸混合冷媒　第２冷凍サイ
クルには高沸点冷媒が濃縮された非共沸混合冷媒を循環
さ＋ｉ（幅広い運転条件下において成績係数の向上が図
れるものである。

実施例以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明すも第１図（友　本発明の熱ポンプ装置の一実施例を示すも
のである。　２１は第１圧縮狼　２２は第１四方弁、　
２３は利用側熱交換器　２４は第１主絞り装置　２５は
第１冷媒熱交換器であり、これらを順次配管接続するこ
とにより、第１冷凍サイクルＡを構成している。また　
２６は第２圧縮銑２７は第２四方弁、　２８は第２冷媒
熱交換器　２９は第２主絞り装置　３０は熱源側熱交換
器であり、これらを順次配管接続することにより、第２
冷凍サイクルＢを構成している。また　３１は精留分離
器であり、その上端は第１冷凍サイクルＡの第１主絞り
装置２４をバイパスして第１補助絞り装置　３２．３３
とフレキシブルパイプ３４゜３５を介して接続され　下
端は第２冷凍サイクルＢの第２主絞り装置２９をバイパ
スして第２補助絞り装置３６．３７とフレキシブルパイ
プ３８゜３９を介して接続される。さらは　精留分離器
３１に例えば精留分離器回転装置４０を接続する。

このような熱ポンプ装置において、高沸点冷媒として例
えばＲ１，２、低沸点冷媒として例えばＲ２２を混合し
た非共沸混合冷媒を封入して運転する場合の動作につい
て説明する。

まず、利用側熱交換器２３を加熱に用いる場合、精留分
離器回転装置４０を作動させて、精留分離器３１の第１
冷凍サイクルＡに接続されている部分が底装置　また精
留分離器３１の第２冷凍サイクルＢに接続されている部
分が頂部になるように精留分離器３１を設置する。第１
冷凍ザイクルＡでは第１圧縮機２１、第１四方弁２２、
利用側熱交換器２３を経た冷媒の一部（よ　第１補助絞
り装置３２によっである程度減圧されて気液二相状態と
なり、特にガス冷媒は精留分離器３１の底部から上昇す
る。一方、第２冷凍サイクルＢでは第２圧縮機２６、第
２四方弁２７、第２冷媒熱交換器２８を経た冷媒の一部
（表　第２補助絞り装置３６によっである程度減圧され
て気液二相状態となり、特に液冷媒は精留分離器の頂部
から下降する。このとき精留分離器内部で（よ　上昇す
るガス冷媒と下降する液冷媒との十分な気液接触による
精留作用が起こり、液冷媒は高沸点冷媒であるＲ　１．
２が濃縮され　ガス冷媒は低沸点冷媒であるＲ２２が濃
縮される。このようにして、Ｒ１２が濃縮された液冷媒
は精留分離器３１の底部において第１補助絞り装置３２
により供給される液冷媒と混合されて第１補助絞り装置
３３を経て第１冷媒熱交換器２５側に導かｈ　　Ｒ２２
が濃縮されたガス冷媒は精留分離器の頂部において第２
補助絞り装置３６により供給されるガス冷媒と混合され
て第２補助絞り装置３７を経て熱源側熱交換器３０に導
かれる。以上のような運転を続けると、第２冷凍ザイク
ルＢには低沸点冷媒であるＲ２２が濃縮された非共沸混
合冷媒が循環Ｌ　第１冷凍サイクルＡには高沸点冷媒で
あるＲ１２が濃縮された非共沸混合冷媒が循環して利用
側熱交換器を効率よくより高温にすることができる。

次に　利用側熱交換器を冷却に用いる場合、上記の精留
分離器３１を回転させて上下を逆さまにする。すなわ板
　精留分離器回転装置４０を作動させて、精留分離器３
１の第１冷凍サイクルＡに接続されている部分が頂部に
　また精留分離器３１の第２冷凍サイクルＢに接続され
ている部分が底部になるように精留分離器３１を設置す
る。第１冷凍サイクルＡでは第１圧縮機２１、第１四方
弁２２、第１冷媒熱交換器２５を経た冷媒の一部（よ　
第１補助絞り装置３３によっである程度減圧されて気液
二相状態となり、特に液冷媒は精留分離器３１の頂部か
ら下降する。一方、第２冷凍サイクルＢでは第２圧縮機
２６、第２四方弁２７、熱源側熱交換器３０を経た冷媒
の一部（よ　第２補助絞り装置３７によっである程度減
圧されて気液二相状態となり、特にガス冷媒は精留分離
器の底部から上昇する。このとき精留分離器内部で（よ
上昇するガス冷媒と下降する液冷媒との十分な気液接触
による精留作用が起こり、ガス冷媒は低沸点冷媒である
Ｒ２２が濃縮され　液冷媒は高沸点冷媒であるＲ１２が
濃縮される。このようにして、Ｒ２２が濃縮されたガス
冷媒は精留分離器３１の頂部において第１補助絞り装置
３３により供給されるガス冷媒と混合されて第１補助絞
り装置３２を経て利用側熱交換器２３側に導か；ｈ、Ｒ
１２が濃縮された液冷媒は精留分離器の底部において第
２補助絞り装置３７により供給される液冷媒と混合され
て第２補助絞り装置３６を経て第２冷媒熱交換器２８に
導かれる。以上のような運転を続けると、第２冷凍サイ
クルＢには高沸点冷媒であるＲ１２が濃縮された非共沸
混合冷媒が循環し　第１冷凍サイクルＡには低沸点冷媒
であるＲ２２が濃縮された非共沸混合冷媒が循環して利
用側熱交換器を効率よくより低温にすることができる。

発明の効果以上のように　本発明の熱ポンプ装置は　精留分離器を
回転自在にすることにより、加熱用冷凍サイクルには高
沸点冷媒を循環させて凝縮器内の圧力を低下させ、また
　冷却用冷凍サイクルには低沸点冷媒を循環させて蒸発
器内の圧力を上昇させ、幅広い温度条件下で効率よく、
しかも安全に運転を行なうことが可能となるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の熱ポンプ装置の構成図　第
２図は従来例の熱ポンプ装置の構成図である。２１・・・第１圧縮狼　２２・・・第１四方弁、　２３
・・・利用側熱交換器　２４・・・第１主絞り装置　２
５・・・第１冷媒熱交換器　２６・・・第２圧縮［２７
・・・第２四方弁、　２８・・・第２冷媒熱交換銖　２
９・・・第２主絞り装置　３ｏ・・・熱源側熱交換器　
３１・・・精留分離器　３２．３３・・・第１補助絞り
装置　３６．３７・・・第２補助絞り装置　３４．３５
．３８．３９・・・フレキシブルパイプ、　４ｏ・・・
精留分離器回転装置　Ａ・・・第１冷凍サイクツｋ　Ｂ
・・・第２冷凍サイクツし８代理人の氏名　弁理士　粟野重孝はが１名１〇−

Claims

【特許請求の範囲】

（１）第１圧縮機、第１凝縮器、第１主絞り装置、第１
蒸発器等からなる第１冷凍サイクルと、第２圧縮機、第
２凝縮器、第２主絞り装置、第２蒸発器等からなる第２
冷凍サイクルと、精留分離器を主たる構成要素とし、前
記精留分離器を回転自在に取り付けるとともに、低沸点
冷媒と高沸点冷媒からなる非共沸混合冷媒を封入したこ
とを特徴とする熱ポンプ装置。
（２）精留分離器の上端をフレキシブルパイプを介して
前記第１冷凍サイクルの前記第１主絞り装置をバイパス
して接続し、前記精留分離器の下端をフレキシブルパイ
プを介して前記第２冷凍サイクルの前記第２主絞り装置
をバイパスして接続したことを特徴とする請求項１記載
の熱ポンプ装置。