JPH062965A - ２段圧縮冷凍サイクル装置 - Google Patents
２段圧縮冷凍サイクル装置Info
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- JPH062965A JPH062965A JP15694392A JP15694392A JPH062965A JP H062965 A JPH062965 A JP H062965A JP 15694392 A JP15694392 A JP 15694392A JP 15694392 A JP15694392 A JP 15694392A JP H062965 A JPH062965 A JP H062965A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General 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
- F25B2400/07—Details of compressors or related parts
- F25B2400/075—Details of compressors or related parts with parallel compressors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F25B2400/13—Economisers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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- F25B2400/00—General 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
- F25B2400/23—Separators
Abstract
(57)【要約】
【目的】 冷凍サイクル動作条件の大きく変動する用途
に用いても、常にサイクル効率の高い運転が可能となる
二段圧縮冷凍サイクル装置を提供すること。 【構成】 冷媒を圧縮する低段側圧縮機1及び高段側圧
縮機2と、負荷用の各熱交換器10,15,18と、それら熱交
換器10,15,18に要求される温度及び熱負荷量をそれぞれ
について検出する複数個の動作値検出手段22と、その動
作値検出手段22の検出結果に基づき、低段側圧縮機1及
び高段側圧縮機2の運転方法を選択する制御手段21とを
備える。
に用いても、常にサイクル効率の高い運転が可能となる
二段圧縮冷凍サイクル装置を提供すること。 【構成】 冷媒を圧縮する低段側圧縮機1及び高段側圧
縮機2と、負荷用の各熱交換器10,15,18と、それら熱交
換器10,15,18に要求される温度及び熱負荷量をそれぞれ
について検出する複数個の動作値検出手段22と、その動
作値検出手段22の検出結果に基づき、低段側圧縮機1及
び高段側圧縮機2の運転方法を選択する制御手段21とを
備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、冷暖房や給湯、蓄冷な
ど、より高温または低温を得るための二段圧縮冷凍サイ
クル装置に関するものである。
ど、より高温または低温を得るための二段圧縮冷凍サイ
クル装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、低温冷凍装置や高温ヒートポンプ
のように冷凍サイクルの蒸発圧力と凝縮圧力との比（圧
縮比）が大きい場合には、圧縮機の吐出温度上昇の防
止、および圧縮機効率を向上させるために、従来の１段
の圧縮機を２台直列に設けた２段圧縮装置が使用されて
いる。この場合、低段側圧縮機の吐出ガスは高圧の液冷
媒や中間圧の二相冷媒と直接、あるいは間接的に熱交換
して冷却された後、高段側圧縮機に吸引され、そこで高
圧まで圧縮、吐出される。こうすることによって高段側
圧縮機の吸入ガス温度を低下させてその吐出温度上昇を
防止するものである。また、低段側、高段側圧縮機での
圧縮比を適当に設定することによって各段の圧縮機効率
の良い条件で運転することができ、総合的にみて冷凍サ
イクル効率が向上するものである。
のように冷凍サイクルの蒸発圧力と凝縮圧力との比（圧
縮比）が大きい場合には、圧縮機の吐出温度上昇の防
止、および圧縮機効率を向上させるために、従来の１段
の圧縮機を２台直列に設けた２段圧縮装置が使用されて
いる。この場合、低段側圧縮機の吐出ガスは高圧の液冷
媒や中間圧の二相冷媒と直接、あるいは間接的に熱交換
して冷却された後、高段側圧縮機に吸引され、そこで高
圧まで圧縮、吐出される。こうすることによって高段側
圧縮機の吸入ガス温度を低下させてその吐出温度上昇を
防止するものである。また、低段側、高段側圧縮機での
圧縮比を適当に設定することによって各段の圧縮機効率
の良い条件で運転することができ、総合的にみて冷凍サ
イクル効率が向上するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来例は、低温冷凍装置や高温ヒートポンプのよう
な単機能の用途にのみもっぱら用いられており、冷暖房
給湯装置や蓄冷熱冷暖房装置のように多用途に用いられ
た例はあまりなく、具体的な構成の提案もされていなか
った。そのため、例えば比較的圧縮比の小さい通常の冷
暖房運転や圧縮比の大きい高温給湯運転、蓄冷運転な
ど、冷凍サイクル動作条件の大きく変動する用途に用い
た場合には十分なサイクル効率が得られないなどの課題
がある。
うな従来例は、低温冷凍装置や高温ヒートポンプのよう
な単機能の用途にのみもっぱら用いられており、冷暖房
給湯装置や蓄冷熱冷暖房装置のように多用途に用いられ
た例はあまりなく、具体的な構成の提案もされていなか
った。そのため、例えば比較的圧縮比の小さい通常の冷
暖房運転や圧縮比の大きい高温給湯運転、蓄冷運転な
ど、冷凍サイクル動作条件の大きく変動する用途に用い
た場合には十分なサイクル効率が得られないなどの課題
がある。
【０００４】本発明は、従来のこのような課題を考慮
し、冷凍サイクル動作条件の大きく変動する用途に用い
た場合でも、常にサイクル効率の高い運転が可能となる
二段圧縮冷凍サイクル装置を提供することを目的とする
ものである。
し、冷凍サイクル動作条件の大きく変動する用途に用い
た場合でも、常にサイクル効率の高い運転が可能となる
二段圧縮冷凍サイクル装置を提供することを目的とする
ものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、冷媒を圧縮す
る低段側圧縮手段及び高段側圧縮手段と、冷媒と外部と
の間で熱交換を行う複数個の熱交換手段と、それら熱交
換手段に要求される熱関連動作値をそれぞれについて検
出する複数個の動作値検出手段と、その動作値検出手段
の検出結果に基づき、低段側圧縮手段及び高段側圧縮手
段の運転方法を選択する制御手段とを備えた２段圧縮冷
凍サイクル装置である。
る低段側圧縮手段及び高段側圧縮手段と、冷媒と外部と
の間で熱交換を行う複数個の熱交換手段と、それら熱交
換手段に要求される熱関連動作値をそれぞれについて検
出する複数個の動作値検出手段と、その動作値検出手段
の検出結果に基づき、低段側圧縮手段及び高段側圧縮手
段の運転方法を選択する制御手段とを備えた２段圧縮冷
凍サイクル装置である。
【０００６】
【作用】本発明は、複数個の動作値検出手段が、複数個
の熱交換手段に要求される熱関連動作値を、それぞれに
ついて検出し、その動作値検出手段の検出結果に基づ
き、制御手段が、冷媒を圧縮する低段側圧縮手段及び高
段側圧縮の運転方法を選択する。
の熱交換手段に要求される熱関連動作値を、それぞれに
ついて検出し、その動作値検出手段の検出結果に基づ
き、制御手段が、冷媒を圧縮する低段側圧縮手段及び高
段側圧縮の運転方法を選択する。
【０００７】
【実施例】以下に、本発明をその実施例を示す図面に基
づいて説明する。
づいて説明する。
【０００８】図１は、本発明にかかる一実施例の２段圧
縮冷凍サイクル装置の構成図である。すなわち、２段圧
縮冷凍サイクル装置には、冷媒を圧縮する低段側圧縮機
１及び高段側圧縮機２が設けられ、低段側圧縮機１の吐
出配管３には第１四方弁４が設けられている。第１四方
弁４は、吐出配管３が高段側圧縮機２の吸入配管５又は
第２四方弁６に接続される配管７に切り換え出来るよう
に接続され、また同時に、低段側圧縮機１の吸入配管８
が逆止弁９を介して配管７又は高段側圧縮機２の吸入配
管５に切り換え出来るように接続されている。
縮冷凍サイクル装置の構成図である。すなわち、２段圧
縮冷凍サイクル装置には、冷媒を圧縮する低段側圧縮機
１及び高段側圧縮機２が設けられ、低段側圧縮機１の吐
出配管３には第１四方弁４が設けられている。第１四方
弁４は、吐出配管３が高段側圧縮機２の吸入配管５又は
第２四方弁６に接続される配管７に切り換え出来るよう
に接続され、また同時に、低段側圧縮機１の吸入配管８
が逆止弁９を介して配管７又は高段側圧縮機２の吸入配
管５に切り換え出来るように接続されている。
【０００９】一方、冷暖房用の室内熱交換器１０及び室
外熱交換器１１が設けられ、第２四方弁６は、配管７が
室内熱交換器１０又は室外熱交換器１１に切り換え出来
るように接続され、また同時に、低段側圧縮機１の吸入
配管８が室外熱交換器１１又は室内熱交換器１０に切り
換え出来るように接続されている。室内熱交換器１０は
第１膨張弁１２を介して気液分離器１３に接続され、又
室外熱交換器１１は第２膨張弁１４を介して気液分離器
１３に接続されている。又、別に給湯のための給湯用熱
交換器１５が設けられ、一端が第３膨張弁１６を介して
気液分離器１３に接続され、他端は高段側圧縮機２の吐
出配管１７に接続されている。更に、蓄冷用熱交換器１
８が設けられ、一端が第４膨張弁１９を介して気液分離
器１３に接続され、他端は低段側圧縮機１の吸入配管８
に接続されている。又、気液分離器１３の上部は第５膨
張弁２０を介して高段側圧縮機２の吸入配管５に接続さ
れている。
外熱交換器１１が設けられ、第２四方弁６は、配管７が
室内熱交換器１０又は室外熱交換器１１に切り換え出来
るように接続され、また同時に、低段側圧縮機１の吸入
配管８が室外熱交換器１１又は室内熱交換器１０に切り
換え出来るように接続されている。室内熱交換器１０は
第１膨張弁１２を介して気液分離器１３に接続され、又
室外熱交換器１１は第２膨張弁１４を介して気液分離器
１３に接続されている。又、別に給湯のための給湯用熱
交換器１５が設けられ、一端が第３膨張弁１６を介して
気液分離器１３に接続され、他端は高段側圧縮機２の吐
出配管１７に接続されている。更に、蓄冷用熱交換器１
８が設けられ、一端が第４膨張弁１９を介して気液分離
器１３に接続され、他端は低段側圧縮機１の吸入配管８
に接続されている。又、気液分離器１３の上部は第５膨
張弁２０を介して高段側圧縮機２の吸入配管５に接続さ
れている。
【００１０】また、上述の負荷用の各熱交換器１０，１
５，１８には、それぞれ要求される温度又は熱負荷量な
どの熱関連動作値を検出する動作値検出手段２２がそれ
ぞれ設けられ、それら動作値検出手段２２は、その検出
結果に基づき低段側圧縮機及び高段側圧縮機の運転方法
を選択する制御手段２１に接続されている。又、制御手
段２１は冷媒の流路を切り換えるために各四方弁４，６
及び各膨張弁１２，１４，１６，１９，２０も切り換
え、開閉制御する。
５，１８には、それぞれ要求される温度又は熱負荷量な
どの熱関連動作値を検出する動作値検出手段２２がそれ
ぞれ設けられ、それら動作値検出手段２２は、その検出
結果に基づき低段側圧縮機及び高段側圧縮機の運転方法
を選択する制御手段２１に接続されている。又、制御手
段２１は冷媒の流路を切り換えるために各四方弁４，６
及び各膨張弁１２，１４，１６，１９，２０も切り換
え、開閉制御する。
【００１１】次に上記実施例の動作について説明する。
【００１２】以上のような２段圧縮冷凍サイクル装置に
おいて、動作値検出手段２２が負荷用の各熱交換器１
０，１５，１８に要求される温度又は熱負荷量を検出
し、その検出結果に応じて、以下に示すように、制御手
段２１によって低段側圧縮機１及び高段側圧縮機２の運
転方法が選択される。又その時の冷媒の流れは次のよう
になる。
おいて、動作値検出手段２２が負荷用の各熱交換器１
０，１５，１８に要求される温度又は熱負荷量を検出
し、その検出結果に応じて、以下に示すように、制御手
段２１によって低段側圧縮機１及び高段側圧縮機２の運
転方法が選択される。又その時の冷媒の流れは次のよう
になる。
【００１３】まず、比較的負荷の小さい暖房運転時など
においては、室内熱交換器１０に要求される温度及び熱
負荷量が検出され、その結果例えば高段側圧縮機２のみ
が運転される。ここで第１四方弁４、第２四方弁６は実
線の方向に開となるように操作され、高段側圧縮機２で
圧縮吐出された冷媒ガスは吐出配管１７→配管７→第２
四方弁６→室内熱交換器１０の順に流れ、ここで放熱し
て室内の暖房を行い、冷媒は液体となって第１膨張弁１
２でやや減圧され、気液分離器１３で余剰冷媒を貯留し
ながら第２膨張弁１４で低圧まで減圧されて室外熱交換
器１１で外気より吸熱し、過熱ガスとなって第２四方弁
６→逆止弁９→第１四方弁４→吸入配管５を通って高段
側圧縮機２に吸入されるサイクルを繰り返し、負荷に応
じた比較的能力の小さい暖房運転を１台の圧縮機で無理
なく実現できる。また、ここでは高段側圧縮機２の運転
で説明したが、低段側圧縮機１を運転する場合にも同様
な暖房運転が実現できる。
においては、室内熱交換器１０に要求される温度及び熱
負荷量が検出され、その結果例えば高段側圧縮機２のみ
が運転される。ここで第１四方弁４、第２四方弁６は実
線の方向に開となるように操作され、高段側圧縮機２で
圧縮吐出された冷媒ガスは吐出配管１７→配管７→第２
四方弁６→室内熱交換器１０の順に流れ、ここで放熱し
て室内の暖房を行い、冷媒は液体となって第１膨張弁１
２でやや減圧され、気液分離器１３で余剰冷媒を貯留し
ながら第２膨張弁１４で低圧まで減圧されて室外熱交換
器１１で外気より吸熱し、過熱ガスとなって第２四方弁
６→逆止弁９→第１四方弁４→吸入配管５を通って高段
側圧縮機２に吸入されるサイクルを繰り返し、負荷に応
じた比較的能力の小さい暖房運転を１台の圧縮機で無理
なく実現できる。また、ここでは高段側圧縮機２の運転
で説明したが、低段側圧縮機１を運転する場合にも同様
な暖房運転が実現できる。
【００１４】次に、負荷の大きい、暖房と給湯の同時運
転などにおいては、室内熱交換器１０及び給湯用熱交換
器１５に要求される温度及び熱負荷量が検出され、その
結果低段側圧縮機１と高段側圧縮機２が同時に運転され
並列運転が選択される。ここでは第１四方弁４、第２四
方弁６は暖房運転と同様に実線方向に開にされ、低段側
圧縮機１で圧縮吐出された冷媒ガスは第１四方弁４を通
り配管７に流れ、また高段側圧縮機２で圧縮吐出された
冷媒ガスは吐出配管１７を流れて低段側圧縮機１の冷媒
ガスと合流する。 暖房に寄与する冷媒は暖房運転時と
同様に室内熱交換器１０→第１膨張弁１２→気液分離器
１３と流れ、給湯に寄与する冷媒ガスは、給湯用熱交換
器１５に流入し、ここで水を加熱して自らは液体となり
第３膨張弁１６でやや減圧されて気液分離器１３に流入
して暖房に寄与した冷媒と合流し、室外熱交換器１１で
外気より吸熱して過熱ガスとなって第２四方弁６に入
る。第２四方弁６を出た冷媒は分岐して、一部は吸入配
管８を通って低段側圧縮機１へ、残りは逆止弁９→第１
四方弁４→吸入配管５を通って高段側圧縮機２に吸入さ
れるサイクルを繰り返す。すなわち、ここにおいては吐
出配管１７と配管７は接続されているので、給湯と暖房
の負荷の大きさに応じて第１膨張弁１２と第３膨張弁１
６の開度を変化させることによって負荷に見合った能力
が分配されることになり、両方の負荷が大きい場合にも
２台の圧縮機を並列に運転することにより、圧縮機の回
転数を機器の上限近くまで上げて効率が悪くなることも
なく、余裕を持った高効率な運転ができる。
転などにおいては、室内熱交換器１０及び給湯用熱交換
器１５に要求される温度及び熱負荷量が検出され、その
結果低段側圧縮機１と高段側圧縮機２が同時に運転され
並列運転が選択される。ここでは第１四方弁４、第２四
方弁６は暖房運転と同様に実線方向に開にされ、低段側
圧縮機１で圧縮吐出された冷媒ガスは第１四方弁４を通
り配管７に流れ、また高段側圧縮機２で圧縮吐出された
冷媒ガスは吐出配管１７を流れて低段側圧縮機１の冷媒
ガスと合流する。 暖房に寄与する冷媒は暖房運転時と
同様に室内熱交換器１０→第１膨張弁１２→気液分離器
１３と流れ、給湯に寄与する冷媒ガスは、給湯用熱交換
器１５に流入し、ここで水を加熱して自らは液体となり
第３膨張弁１６でやや減圧されて気液分離器１３に流入
して暖房に寄与した冷媒と合流し、室外熱交換器１１で
外気より吸熱して過熱ガスとなって第２四方弁６に入
る。第２四方弁６を出た冷媒は分岐して、一部は吸入配
管８を通って低段側圧縮機１へ、残りは逆止弁９→第１
四方弁４→吸入配管５を通って高段側圧縮機２に吸入さ
れるサイクルを繰り返す。すなわち、ここにおいては吐
出配管１７と配管７は接続されているので、給湯と暖房
の負荷の大きさに応じて第１膨張弁１２と第３膨張弁１
６の開度を変化させることによって負荷に見合った能力
が分配されることになり、両方の負荷が大きい場合にも
２台の圧縮機を並列に運転することにより、圧縮機の回
転数を機器の上限近くまで上げて効率が悪くなることも
なく、余裕を持った高効率な運転ができる。
【００１５】次に、高温給湯運転の場合には、給湯用熱
交換器１５に要求される温度及び熱負荷量が検出され、
その結果低段側圧縮機１と高段側圧縮機２を同時運転し
て２段運転が行われる。ここにおいては第１四方弁４は
破線方向、第２四方弁６は実線方向に開にされ、低段側
圧縮機１で低圧から中間圧力まで圧縮吐出された冷媒は
吐出配管３→第１四方弁４→吸入配管５→高段側圧縮機
２と流れ、ここで高圧まで圧縮されて給湯用熱交換器１
５に流れ、高温の給湯に寄与して自らは液化し、第３膨
張弁１６でやや減圧されて気液分離器１３に流入する。
ここで一部の冷媒（主にガス成分）は第５膨張弁２０を
通って吸入配管５に流れ、残りの冷媒は第２膨張弁１４
で低圧まで減圧して室外熱交換器１１→第２四方弁６→
吸入配管８→低段側圧縮機１の順に流れる。
交換器１５に要求される温度及び熱負荷量が検出され、
その結果低段側圧縮機１と高段側圧縮機２を同時運転し
て２段運転が行われる。ここにおいては第１四方弁４は
破線方向、第２四方弁６は実線方向に開にされ、低段側
圧縮機１で低圧から中間圧力まで圧縮吐出された冷媒は
吐出配管３→第１四方弁４→吸入配管５→高段側圧縮機
２と流れ、ここで高圧まで圧縮されて給湯用熱交換器１
５に流れ、高温の給湯に寄与して自らは液化し、第３膨
張弁１６でやや減圧されて気液分離器１３に流入する。
ここで一部の冷媒（主にガス成分）は第５膨張弁２０を
通って吸入配管５に流れ、残りの冷媒は第２膨張弁１４
で低圧まで減圧して室外熱交換器１１→第２四方弁６→
吸入配管８→低段側圧縮機１の順に流れる。
【００１６】第５膨張弁２０を通って吸入配管５に流入
した冷媒は、第１四方弁４を出た中間圧力の冷媒を冷却
して高段側圧縮機２に吸入されるので、吸入ガス温度が
低下し、高温給湯など高い凝縮温度が必要な場合にも高
段側圧縮機２の吐出温度を低くおさえることができ、安
全な運転ができる。また、凝縮温度が高いため圧縮比が
大きくなるものの２段圧縮を行うことによって低段側圧
縮機１、高段側圧縮機２のそれぞれでの圧縮機効率を高
く維持でき、高効率な高温給湯が実現できる。
した冷媒は、第１四方弁４を出た中間圧力の冷媒を冷却
して高段側圧縮機２に吸入されるので、吸入ガス温度が
低下し、高温給湯など高い凝縮温度が必要な場合にも高
段側圧縮機２の吐出温度を低くおさえることができ、安
全な運転ができる。また、凝縮温度が高いため圧縮比が
大きくなるものの２段圧縮を行うことによって低段側圧
縮機１、高段側圧縮機２のそれぞれでの圧縮機効率を高
く維持でき、高効率な高温給湯が実現できる。
【００１７】次に、蓄冷用熱交換器１８で水を冷却し、
氷等を生成して蓄冷運転を行う場合、まず、蓄冷運転の
開始初期など冷却能力を多く必要とする場合には、低段
側圧縮機１と高段側圧縮機２の並列運転が行われる。こ
の場合には、第１四方弁４は実線方向、第２四方弁６は
破線方向に開にされ、低段側圧縮機１の吐出ガスは吐出
配管３→第１四方弁４を通り、また高段側圧縮機２の吐
出ガスは吐出配管１７を通り配管７で合流して第２四方
弁６→室外熱交換器１１→第２膨張弁１４→気液分離器
１３→第４膨張弁１９→蓄冷用熱交換器１８→吸入配管
８と流れ、一部は低段側圧縮機１へ、残りは逆止弁９→
第１四方弁４→吸入配管５→高段側圧縮機２へと流れる
サイクルを繰り返し、蓄冷用熱交換器１８を流れる冷媒
循環量が増加して水などを急速に冷却することができる
ものである。
氷等を生成して蓄冷運転を行う場合、まず、蓄冷運転の
開始初期など冷却能力を多く必要とする場合には、低段
側圧縮機１と高段側圧縮機２の並列運転が行われる。こ
の場合には、第１四方弁４は実線方向、第２四方弁６は
破線方向に開にされ、低段側圧縮機１の吐出ガスは吐出
配管３→第１四方弁４を通り、また高段側圧縮機２の吐
出ガスは吐出配管１７を通り配管７で合流して第２四方
弁６→室外熱交換器１１→第２膨張弁１４→気液分離器
１３→第４膨張弁１９→蓄冷用熱交換器１８→吸入配管
８と流れ、一部は低段側圧縮機１へ、残りは逆止弁９→
第１四方弁４→吸入配管５→高段側圧縮機２へと流れる
サイクルを繰り返し、蓄冷用熱交換器１８を流れる冷媒
循環量が増加して水などを急速に冷却することができる
ものである。
【００１８】さらに、水の温度が低下して低圧が低下し
てきた場合には、圧縮比が大きくなるので２段運転が行
われる。ここにおいては第１四方弁４、第２四方弁６と
もに破線方向に開とするように切り換えられ、低段側圧
縮機１で低圧から中間圧力まで圧縮吐出された冷媒は吐
出配管３→第１四方弁４→吸入配管５→高段側圧縮機２
→吐出配管１７→配管７→第２四方弁６→室外熱交換器
１１→第２膨張弁１４と流れて気液分離器１３に流入す
る。ここで一部の冷媒（主にガス成分）は第５膨張弁２
０を通って吸入配管５に流れ、残りの冷媒は第４膨張弁
１９で低圧まで減圧して蓄冷用熱交換器１８→吸入配管
８→低段側圧縮機１の順に流れる。第５膨張弁２０を通
って吸入配管５に流入した冷媒は、第１四方弁４を出た
中間圧力の冷媒を冷却して高段側圧縮機２に吸入される
ので、蓄冷運転など高い圧縮比の運転時にも高段側圧縮
機２の吐出温度を低くおさえることができ、安全な運転
ができる。また、２段圧縮を行うことによって低段側圧
縮機１、高段側圧縮機２のそれぞれでの圧縮機効率を高
く維持でき、高効率な蓄冷運転が実現できるものであ
る。
てきた場合には、圧縮比が大きくなるので２段運転が行
われる。ここにおいては第１四方弁４、第２四方弁６と
もに破線方向に開とするように切り換えられ、低段側圧
縮機１で低圧から中間圧力まで圧縮吐出された冷媒は吐
出配管３→第１四方弁４→吸入配管５→高段側圧縮機２
→吐出配管１７→配管７→第２四方弁６→室外熱交換器
１１→第２膨張弁１４と流れて気液分離器１３に流入す
る。ここで一部の冷媒（主にガス成分）は第５膨張弁２
０を通って吸入配管５に流れ、残りの冷媒は第４膨張弁
１９で低圧まで減圧して蓄冷用熱交換器１８→吸入配管
８→低段側圧縮機１の順に流れる。第５膨張弁２０を通
って吸入配管５に流入した冷媒は、第１四方弁４を出た
中間圧力の冷媒を冷却して高段側圧縮機２に吸入される
ので、蓄冷運転など高い圧縮比の運転時にも高段側圧縮
機２の吐出温度を低くおさえることができ、安全な運転
ができる。また、２段圧縮を行うことによって低段側圧
縮機１、高段側圧縮機２のそれぞれでの圧縮機効率を高
く維持でき、高効率な蓄冷運転が実現できるものであ
る。
【００１９】なお、蓄冷された水などの冷熱は、間接的
に他の冷凍サイクルを用いて冷房用に寄与させたり、あ
るいは蓄冷水そのものを循環させることにより冷房を行
ったりするなど利用方法は種々考えられるが、ここでは
その説明は省略する。
に他の冷凍サイクルを用いて冷房用に寄与させたり、あ
るいは蓄冷水そのものを循環させることにより冷房を行
ったりするなど利用方法は種々考えられるが、ここでは
その説明は省略する。
【００２０】以上のように、冷暖房運転など比較的圧縮
比および能力の小さい場合には、低段側圧縮機１または
高段側圧縮機２のみの１段圧縮で運転し、暖房給湯運転
など能力の大きい場合には低段側圧縮機１と高段側圧縮
機２の並列運転を行い、さらに高圧縮比となる高温給湯
や蓄冷運転においては２段運転を行うことにより、それ
ぞれに適した圧縮機の運転が可能となり、サイクル効率
が向上するものである。 さらに、２段運転時には気液
分離器１３に流入する冷媒の一部を高段側圧縮機２の吸
入管５に流すことにより、高段側圧縮機２の吸入ガス温
度を下げ、その吐出温度も下げることができるので、安
全性の高い運転ができるものである。
比および能力の小さい場合には、低段側圧縮機１または
高段側圧縮機２のみの１段圧縮で運転し、暖房給湯運転
など能力の大きい場合には低段側圧縮機１と高段側圧縮
機２の並列運転を行い、さらに高圧縮比となる高温給湯
や蓄冷運転においては２段運転を行うことにより、それ
ぞれに適した圧縮機の運転が可能となり、サイクル効率
が向上するものである。 さらに、２段運転時には気液
分離器１３に流入する冷媒の一部を高段側圧縮機２の吸
入管５に流すことにより、高段側圧縮機２の吸入ガス温
度を下げ、その吐出温度も下げることができるので、安
全性の高い運転ができるものである。
【００２１】なお、上記実施例では特に代表的な運転モ
ードのみを説明したが、これに限らず、他に冷房運転、
冷房排熱給湯運転、蓄冷給湯運転、高温暖房運転などの
運転モードにおいても同様に、単独運転や並列運転、２
段運転ができることは明白であり、各モードに適した運
転方法を行うことによって高効率で安全なサイクルが実
現できるものである。
ードのみを説明したが、これに限らず、他に冷房運転、
冷房排熱給湯運転、蓄冷給湯運転、高温暖房運転などの
運転モードにおいても同様に、単独運転や並列運転、２
段運転ができることは明白であり、各モードに適した運
転方法を行うことによって高効率で安全なサイクルが実
現できるものである。
【００２２】また、上記実施例では、冷暖房の機能を持
った室内熱交換器１０と給湯用熱交換器１５および蓄冷
用熱交換器１８で説明したが、これらに限定されるもの
ではなく、たとえばすべて冷暖房に寄与する構成として
もよい。又、熱交換機の個数も上述の個数に限定される
ものではない。
った室内熱交換器１０と給湯用熱交換器１５および蓄冷
用熱交換器１８で説明したが、これらに限定されるもの
ではなく、たとえばすべて冷暖房に寄与する構成として
もよい。又、熱交換機の個数も上述の個数に限定される
ものではない。
【００２３】また、上記実施例では、冷媒の流路の切り
替えを制御手段２１により各四方弁及び各膨張弁を自動
的に操作して行う構成としたが、これに代えて、使用す
る熱交換器の組合せに応じて各四方弁及び各膨張弁を手
動で操作するようにしてもよい。
替えを制御手段２１により各四方弁及び各膨張弁を自動
的に操作して行う構成としたが、これに代えて、使用す
る熱交換器の組合せに応じて各四方弁及び各膨張弁を手
動で操作するようにしてもよい。
【００２４】また、上記実施例では、熱関連動作値とし
て温度及び熱負荷量を用いたが、これに限定されるもの
ではなく、温度及び熱負荷量のいずれか一方のみとして
もよい。あるいは又、負荷用の熱交換器に要求される他
の熱関連動作値であってもよい。
て温度及び熱負荷量を用いたが、これに限定されるもの
ではなく、温度及び熱負荷量のいずれか一方のみとして
もよい。あるいは又、負荷用の熱交換器に要求される他
の熱関連動作値であってもよい。
【００２５】また、上記実施例では、制御手段２１は弁
制御手段を兼用していたが、これに代えて、弁制御手段
を別に設けてもよい。
制御手段を兼用していたが、これに代えて、弁制御手段
を別に設けてもよい。
【００２６】また、上記実施例では、制御手段２１を専
用のハードウェアにより構成したが、同様の機能をコン
ピュータを用いてソフトウェア的に構成してもよい。
用のハードウェアにより構成したが、同様の機能をコン
ピュータを用いてソフトウェア的に構成してもよい。
【００２７】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように本
発明は、複数個の熱交換手段に要求される熱関連動作値
をそれぞれについて検出する複数個の動作値検出手段
と、その動作値検出手段の検出結果に基づき、低段側圧
縮手段及び高段側圧縮手段の運転方法を選択する制御手
段とを備えているので、冷凍サイクル動作条件の大きく
変動する用途に用いた場合でも、常にサイクル効率の高
い運転ができるという長所を有する。
発明は、複数個の熱交換手段に要求される熱関連動作値
をそれぞれについて検出する複数個の動作値検出手段
と、その動作値検出手段の検出結果に基づき、低段側圧
縮手段及び高段側圧縮手段の運転方法を選択する制御手
段とを備えているので、冷凍サイクル動作条件の大きく
変動する用途に用いた場合でも、常にサイクル効率の高
い運転ができるという長所を有する。
【図１】本発明にかかる一実施例の２段圧縮冷凍サイク
ル装置の構成図である。
ル装置の構成図である。
１ 低段側圧縮機（低段側圧縮手段） ２ 高段側圧縮機（高段側圧縮手段） ３，１７ 吐出配管 ４ 第１四方弁 ５，８ 吸入配管 ６ 第２四方弁 ７ 配管 ９ 逆止弁 １０ 室内熱交換器 １１ 室外熱交換器 １２，１４，１６，１９，２０ 第１，第２，第３，第
４，第５膨張弁 １３ 気液分離器 １５ 給湯用熱交換器 １８ 蓄冷用熱交換器 ２１ 制御手段 ２２ 動作値検出手段
４，第５膨張弁 １３ 気液分離器 １５ 給湯用熱交換器 １８ 蓄冷用熱交換器 ２１ 制御手段 ２２ 動作値検出手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 戎 晃司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 冷媒を圧縮する低段側圧縮手段及び高段
側圧縮手段と、冷媒と外部との間で熱交換を行う複数個
の熱交換手段と、それら熱交換手段に要求される熱関連
動作値をそれぞれについて検出する複数個の動作値検出
手段と、その動作値検出手段の検出結果に基づき、前記
低段側圧縮手段及び高段側圧縮手段の運転方法を選択す
る制御手段とを備えたことを特徴とする２段圧縮冷凍サ
イクル装置。 - 【請求項２】 熱関連動作値とは、温度又は熱負荷量で
あることを特徴とする請求項１記載の２段圧縮冷凍サイ
クル装置。 - 【請求項３】 運転方法は、いずれか一方の単独運転、
並列運転、及び直列運転のいずれかであることを特徴と
する請求項１記載の２段圧縮冷凍サイクル装置。 - 【請求項４】 単独運転は、前記熱交換手段に要求され
る温度と環境温度との温度差が小さく、前記熱負荷量が
小さい場合であり、前記並列運転は、前記温度差が小さ
く、前記熱負荷量が大きい場合であり、前記直列運転
は、前記温度差が大きい場合であることを特徴とする請
求項２記載の２段圧縮冷凍サイクル装置。 - 【請求項５】 複数個の熱交換手段の全部又はいずれか
に対して、前記低段側圧縮手段から冷媒が循環する第１
循環流路と、高段側圧縮手段から冷媒が循環する第２循
環流路と、前記低段側圧縮手段及び前記高段側圧縮手段
から冷媒が合流して循環する第３循環流路と、前記低段
側圧縮手段から前記高段側圧縮手段へ２段圧縮された冷
媒が循環する第４循環流路とを任意に切り換え選択でき
る冷媒流路切り換え手段を備えたことを特徴とする２段
圧縮冷凍サイクル装置。 - 【請求項６】 低段側圧縮手段の冷媒出口から熱交換手
段群の冷媒入口に至る流路中に設けられた流路開閉用の
第１弁と、高段側圧縮手段の冷媒出口から前記熱交換手
段群の冷媒入口に至る流路中に設けられた流路開閉用の
第２弁と、前記低段側圧縮手段の冷媒入口から前記熱交
換手段群の冷媒出口に至る流路中に設けられた流路開閉
用の第３弁と、前記高段側圧縮手段の冷媒入口から前記
熱交換手段群の冷媒出口に至る流路中に設けられた流路
開閉用の第４弁と、前記低段側圧縮手段の冷媒出口から
前記高段側圧縮手段の冷媒入口に至る流路中に設けられ
た第５弁と、前記低段側圧縮手段及び前記高段側圧縮手
段の運転方法に応じて、それら弁の開閉を制御する弁制
御手段とを備え、前記弁制御手段は、前記低段側圧縮手
段のみ単独運転する場合、第１弁及び第３弁を開にし、
第２弁、第４弁及び第５弁を閉にし、前記高段側圧縮手
段のみ単独運転する場合、第２弁及び第４弁を開にし、
第１弁、第３弁及び第５弁を閉にし、前記低段側圧縮手
段及び前記高段側圧縮手段を並列運転する場合、第１
弁、第２弁、第３弁及び第４弁を開にし、第５弁を閉に
し、前記低段側圧縮手段及び前記高段側圧縮手段を直列
運転する場合、第２弁、第３弁及び第５弁を開にし、第
１弁及び第４弁を閉にすることを特徴とする２段圧縮冷
凍サイクル装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15694392A JPH062965A (ja) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | ２段圧縮冷凍サイクル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15694392A JPH062965A (ja) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | ２段圧縮冷凍サイクル装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH062965A true JPH062965A (ja) | 1994-01-11 |
Family
ID=15638739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15694392A Pending JPH062965A (ja) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | ２段圧縮冷凍サイクル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH062965A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1215449A1 (en) * | 1999-09-24 | 2002-06-19 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Multi-stage compression refrigerating device |
| US6581408B1 (en) * | 1999-09-24 | 2003-06-24 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Multi-stage compression refrigerating device |
| JP2004085047A (ja) * | 2002-08-26 | 2004-03-18 | Daikin Ind Ltd | 空気調和装置 |
| EP1748191A1 (fr) * | 2005-07-29 | 2007-01-31 | Patrice Saillard | Unité de compression et installation thermique comprenant une telle unité |
| JP2010002111A (ja) * | 2008-06-19 | 2010-01-07 | Mitsubishi Electric Corp | 蒸気圧縮式ヒートポンプ装置 |
-
1992
- 1992-06-16 JP JP15694392A patent/JPH062965A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1215449A1 (en) * | 1999-09-24 | 2002-06-19 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Multi-stage compression refrigerating device |
| US6581408B1 (en) * | 1999-09-24 | 2003-06-24 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Multi-stage compression refrigerating device |
| EP1215449A4 (en) * | 1999-09-24 | 2005-01-19 | Sanyo Electric Co | COOLING DEVICE WITH MULTI-STAGE COMPACTION |
| JP2004085047A (ja) * | 2002-08-26 | 2004-03-18 | Daikin Ind Ltd | 空気調和装置 |
| EP1748191A1 (fr) * | 2005-07-29 | 2007-01-31 | Patrice Saillard | Unité de compression et installation thermique comprenant une telle unité |
| FR2889296A1 (fr) * | 2005-07-29 | 2007-02-02 | Patrice Saillard | Unite de compression comportant desux compresseurs et installation thermique comprenant une telle unite |
| JP2010002111A (ja) * | 2008-06-19 | 2010-01-07 | Mitsubishi Electric Corp | 蒸気圧縮式ヒートポンプ装置 |
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