JPH0618860U - 中間インジェクション回路付きヒートポンプ兼用冷凍回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 全体の部品数を少なくし、構造を単純化した
中間インジェクション回路付のヒートポンプ兼用冷凍回
路を提供する。 【構成】 主回路１０の膨張弁４と第１熱交換器３との
間の第１主回路部分１５から圧縮機１の中間インジェク
ション口１３まで延びる第１の中間インジェクション回
路１１と、主回路１０の膨張弁４と第２熱交換器５との
間の第２主回路部分１６から中間インジェクション口１
３まで延びる第２の中間インジェクション回路１２とが
設けてあり、第１及び第２の中間インジェクション回路
１１、１２のそれぞれには、流体の流れを主回路１０側
から圧縮機１の中間インジェクション口１３へ向かう方
向においてのみ許容する第１及び第２の逆止弁２０、２
１を設けてある。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は冷凍回路に関し、特にヒートポンプとしても利用できるとともに、中 間インジェクション回路を備えた冷凍回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、フロン等の冷媒を使用するヒートポンプ兼用冷凍回路では、例えば図 ２に示す如く、主回路１０に、冷凍サイクル運転時に凝縮器として作用し、逆サ イクル（ヒートポンプサイクル）運転時に蒸発器として作用する第１熱交換器３ と、冷凍サイクル運転時に蒸発器として作用し、逆サイクル時に凝縮器として作 用する第２熱交換器５とが設けてある。主回路１０における圧縮機１の出口１ｂ 及び入口１ａには、例えば四方弁２を設け、主回路１０における冷媒の流れ方向 を変えることができるように構成されている。なお図面において、実線の矢印は 冷凍サイクルにおける冷媒の流れ方向を示し、破線の矢印は逆サイクル時の冷媒 の流れ方向を示している。

【０００３】 この様な冷凍回路は、従来、環境試験器等にも使用されており、その場合、冷 媒としてフロンＲ５０２等が使用されてきたが、近年、この種の冷媒は環境破壊 の恐れがあることから、その代替として例えばフロンＲ２２等の冷媒に変更され つつある。 ところが、フロンＲ２２等の代替冷媒はその特性から冷凍回路における圧縮機 １で断熱圧縮したとき、圧縮機吐出部の冷媒温度が高くなり易く、そのため冷媒 の劣化、圧縮機オイルの劣化等を引き起こす。このような不具合を防止するため に、図示のとおり中間インジェクション回路１１、１２が設けられている。

【０００４】 図２において、第１中間インジェクション回路１１は、入口が第１熱交換器３ と膨張弁４との間の第１主回路部分１５に接続し、出口が圧縮機１の中間インジ ェクション口１３に接続している。 この構成によると、冷凍サイクルにおいて、実線の矢印で示すごとく、第１熱 交換器３から膨張弁４へ向かう比較的低温高圧の冷媒の一部が、第１中間インジ ェクション回路１１を経て中間インジェクション口１３から圧縮機１へ流入し、 圧縮機１が冷却される。

【０００５】 第２中間インジェクション回路１２は、入口が膨張弁４と第２熱交換器５との 間の第２主回路部分１６に接続しており、出口が中間インジェクション口１３に 接続している。 逆サイクルでは、第２熱交換器５から膨張弁４へ向かう比較的低温高圧の冷媒 の一部が第２中間インジェクション回路１２を経て中間インジェクション口１３ から圧縮機１へ流入する。これにより、圧縮機１は冷却される。

【０００６】 前述の構成において、冷凍サイクル時には、第１中間インジェクション回路１ １へ流入した冷媒が第２中間インジェクション回路１２を経て第２主回路部分１ ６へ流れることを防止する必要がある。又、逆サイクル時には、第２中間インジ ェクション回路１２へ流入した冷媒が第１中間インジェクション回路１１を経て 第１主回路部分１５へ流れることを防止する必要がある。そのために、第１及び 第２中間インジェクション回路１１、１２のそれぞれには、途中に、二方弁６、 ７（電磁弁）と、それらを電気的に制御する制御回路装置（図示せず）が設けて ある。冷凍サイクルでは、二方弁６が開いて二方弁７が閉じ、逆サイクルでは、 二方弁７が開いて二方弁６が閉じるように制御される。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、前述の構造では、中間インジェクション回路１１、１２での流れを 制御するための弁として、電磁弁（６、７）が必要であり、しかも、２個の電磁 弁（６、７）の他に制御回路装置も必要である。又、個々の電磁弁は、逆圧がか かるので、両端ストップ型のものを使用する必要がある。そのために、装置全体 の部品数が増加するとともに、構造が複雑になる。

【０００８】 本考案は、かかる不具合を解消した中間インジェクション回路付のヒートポン プ兼用冷凍回路を提供することを目的としている。

【０００９】

【諜題を解決するための手段】

本考案は前記目的に従い、圧縮機と、該圧縮機の出口又は入口に方向切替弁に て択一的に接続される第１熱交換器と、該第１熱交換器に接続される膨張機構と 、該膨張機構に接続されるとともに、前記圧縮機の入口又は出口に方向切替弁に て択一的に接続される第２熱交換器とを順次配管接続した主回路を構成し、該主 回路の前記膨張機構と前記第１熱交換器との間の第１主回路部分から前記圧縮機 の中間インジェクション口まで延びる第１の中間インジェクション回路と、前記 主回路の前記膨張機構と前記第２熱交換器との間の第２主回路部分から前記中間 インジェクション口まで延びる第２の中間インジェクション回路を設け、前記第 １及び第２の中間インジェクション回路のそれぞれに、流体の流れを前記主回路 側から前記中間インジェクション口へ向かう方向においてのみ許容する逆止弁を 設けたことを特徴とする中間インジェクション回路付きヒートポンプ兼用冷凍回 路を提供するものである。

【００１０】 前記圧縮機の入口、出口を第１、２熱交換器に対し切替接続する方向切替弁は 、代表例として、四方口切替弁を挙げることができる。 また、主回路の膨張機構には冷凍サイクル、逆サイクルのいずれの場合でも冷 媒を膨張させうる双方向型の膨張弁やキャピラリーチューブ等を採用できる。

【００１１】

【作用】

前記構成によると、冷凍サイクルでは、主回路における第１熱交換器と膨張機 構との間の第１主回路部分から、比較的高圧の冷媒の一部が第１の中間インジェ クション回路に流入し、そこの逆止弁及び膨張機構を通過して圧縮機の中間イン ジェクション口に流入する。この場合、第１中間インジェクション回路内の冷媒 が第２中間インジェクション回路を通過することは、第２中間インジェクション 回路の逆止弁により阻止される。

【００１２】 更に、主回路の膨張機構を通過して該膨張機構と第２熱交換器との間の第２主 回路部分に達した冷媒は、その圧力が第１中間インジェクション回路内の冷媒の 圧力よりも低いので、第２主回路部分内の冷媒が第２中間インジェクション回路 から圧縮機の中間インジェクション口まで流れることは阻止される。 逆サイクルでは、第１及び第２の主回路部分や第１及び第２の中間インジェク ション回路の圧力関係及び主回路における冷媒の流れ方向が、前述の場合とは逆 になり、第２主回路部分から圧縮機の中間インジェクション口へ冷媒が流れる。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図１を参照して説明する。 図１において、主回路１０には、圧縮機１、第１熱交換器３、双方向型の膨張 弁４、第２熱交換器５が直列に配置されている。圧縮機１の入口１ａ及び出口１ ｂに接続する主回路部分には四方弁２が設けてあり、四方弁２を切り替えること により、圧縮機１の入口１ａを第２熱交換器５に、出口１ｂを第１熱交換器３に 、或いは入口１ａを第１熱交換器３に、出口１ｂを第２熱交換器５にそれぞれ選 択的に接続して、主回路１０における冷媒の流れ方向を、実線の矢印で示す冷凍 サイクル（冷凍運転）用の方向と破線の矢印で示す逆サイクル（ヒートポンプ運 転）用の方向との間で切り替えることができる。

【００１４】 第１熱交換器３と膨張弁４との間の第１主回路部分１５には、第１中間インジ ェクション回路１１の入口が接続し、膨張弁４と第２熱交換器５との間の第２主 回路部分１６には第２中間インジェクション回路１２の入口が接続している。図 示の実施例では、第１中間インジェクション回路１１と第２中間インジェクショ ン回路１２は、下流側の部分が共通下流部分１４を形成しており、共通下流部分 １４の出口が圧縮機１の中間インジェクション口１３に接続している。又、共通 下流部分１４には膨張機構（本例ではキャピラリーチューブ）８が設けてある。 なお、キャピラリーチューブ８は２個設け、それらを第１及び第２の中間インジ ェクション回路１１、１２にそれぞれ別個に設けることもできる。

【００１５】 そして本実施例によると、第１中間インジェクション回路１１に第１逆止弁２ ０を設け、第２中間インジェクション回路１２に第２逆止弁２１が設けてある。 第１逆止弁２０は、第１主回路部分１５から共通下流部分１４へ向かう方向の流 れだけを許容する。第２逆止弁２１は第２主回路部分１６から共通下流部分１４ へ向かう方向の流れだけを許容する。

【００１６】 冷凍サイクル動作では、圧縮機１から吐出された冷媒は、第１熱交換器３にお いて熱交換を行って冷却され、膨張弁４において膨張した後に第２熱交換器５へ 流入し、第２熱交換器５において外部の熱を吸収した後に圧縮機１へ戻る。 この動作において、第１主回路部分１５に達した比較的低温高圧の冷媒の一部 は、第１中間インジェクション回路１１へ流入し、逆止弁２０を通過して共通下 流部分１４においてキャピラリーチューブ８で膨張した後、圧縮機１の中間イン ジェクション口１３を経て圧縮機１に流入する。これにより圧縮機１は冷却され て温度上昇が抑制され、圧縮機１内での冷媒及びオイルの劣化等が防止される。

【００１７】 この様な冷凍サイクル動作では、第１中間インジェクション回路１１内の冷媒 が第２中間インジェクション回路１２を経て第２主回路部分１６へ流れることは 、第２逆止弁２１により阻止される。更に、第２主回路部分１６には、膨張弁４ を通過した比較的低圧の冷媒が流れるとともに、第２逆止弁２１から共通下流部 分１４までの回路部分には、第１中間インジェクション回路１１内の比較的高い 圧力が作用しているので、第２主回路部分１６内の冷媒が逆止弁２１を通過して 中間インジェクション口１３へ達することは阻止される。

【００１８】 逆サイクル動作では、流れの方向や圧力関係及び各部の熱交換動作が、前記冷 凍サイクルの場合とは逆になり、第２熱交換器５を通過した比較的低温高圧の冷 媒の一部が第２中間インジェクション回路１２へ流入し、第２逆止弁２１を通過 して圧縮機１に達する。この動作では、第２中間インジェクション回路１２内の 冷媒が第１主回路部分１５へ流れることは第１逆止弁２０により阻止される。又 、第１主回路部分１５内の冷媒は、膨張弁４を通過したことにより低圧となって いるとともに、第１逆止弁２０から共通下流部分１４までの回路部分には、第２ 中間インジェクション回路１２から流入した比較的高圧の冷媒が存在するので、 第１主回路部分１５内の冷媒が第１逆止弁２０を通過することは阻止される。

【００１９】

【考案の効果】

以上説明したように本考案ヒートポンプ兼用冷凍回路によると、冷凍サイクル 及び逆サイクル（ヒートポンプサイクル）のために設けられている２種類の中間 インジェクション回路に、それぞれ逆止弁を設けて冷媒の流れを制御するように したので、従来、各中間インジェクション回路において使用されていた電磁弁や その制御回路が不要であり、従って、全体の部品数を少なくし、構造を単純化で きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案実施例のヒートポンプ兼用冷凍回路の回
路図である。

【図２】従来のヒートポンプ兼用冷凍回路の回路図であ
る。

【符号の説明】

１ 圧縮機 １ａ 圧縮機入口 １ｂ 圧縮機出口 ２ 四方弁 ３ 第１熱交換器 ４ 膨張弁 ５ 第２熱交換器 １０ 主回路 １１ 第１中間インジェクション回路 １２ 第２中間インジェクション回路 １３ 圧縮機の中間インジェクション口 １５ 第１主回路部分 １６ 第２主回路部分 ２０ 第１逆止弁 ２１ 第２逆止弁

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機と、該圧縮機の出口又は入口に方
   向切替弁にて択一的に接続される第１熱交換器と、該第
   １熱交換器に接続される膨張機構と、該膨張機構に接続
   されるとともに、前記圧縮機の入口又は出口に方向切替
   弁にて択一的に接続される第２熱交換器とを順次配管接
   続した主回路を構成し、該主回路の前記膨張機構と前記
   第１熱交換器との間の第１主回路部分から前記圧縮機の
   中間インジェクション口まで延びる第１の中間インジェ
   クション回路と、前記主回路の前記膨張機構と前記第２
   熱交換器との間の第２主回路部分から前記中間インジェ
   クション口まで延びる第２の中間インジェクション回路
   を設け、前記第１及び第２の中間インジェクション回路
   のそれぞれに、流体の流れを前記主回路側から前記中間
   インジェクション口へ向かう方向においてのみ許容する
   逆止弁を設けたことを特徴とする中間インジェクション
   回路付きヒートポンプ兼用冷凍回路。