JPH07103585A

JPH07103585A - 冷凍装置

Info

Publication number: JPH07103585A
Application number: JP24558793A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Hara; 嘉孝原; Norio Abukawa; 則男虻川; Atsuyumi Ishikawa; 敦弓石川; Shigeya Ishigaki; 茂弥石垣; Takahiro Suzuki; 孝浩鈴木; Masanori Akutsu; 正徳阿久津; Yonezo Ikumi; 米造井汲; Norio Sawada; 範雄沢田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 1995-04-18

Abstract

(57)【要約】【目的】沸点の異なる混合物冷媒を使用した圧縮式冷
凍装置において、配管内に水分があってもこの水分が氷
結して運転不能に陥るのを防止する。【構成】圧縮機１・四方弁２・室外熱交換器３・室内
熱交換器７・キャピラリーチューブ４Ａ・４Ｂ・アキュ
ームレータ８を配管接続して形成された冷／暖房切り換
え可能な冷媒回路に、沸点の異なる複数の物質からなる
混合冷媒を充填した冷凍装置であり、暖房用減圧手段と
して機能するキャピラリーチューブ４Ａと冷房用減圧手
段として機能するキャピラリーチューブ４Ｂとの間に、
モレキュラーシーブスなどが充填されたドライヤー５を
設置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧縮式冷凍装置に係わ
り、特に詳しくは沸点の異なる複数の物質からなる混同
冷媒を使用し、冷／暖房運転や給湯・冷凍などに供する
冷凍装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】冷媒の圧縮と膨張を繰り返して行うタイ
プの冷凍装置では、以前はアンモニアが、近年はフロン
が広く冷媒として使用されている。フロンは周知のよう
に燃性、爆発性、毒性がなく、また、通常の状態では金
属を腐食することもないなど、極めて使用特性に優れて
いる。

【０００３】しかし、化学的に極めて安定であるとして
広く使用されてきたフロンも、大気中に放出されると成
層圏に入り、紫外線によって分解されるまで極めて長期
間に渡って滞留し、紫外線を遮って地上の人間を含む生
物を保護しているオゾン層を破壊するとして、近年その
使用が国際的に制限されて来ている。このため、従来使
用のフロンに代替し得る無害なフロンの開発が鋭意進め
られており、一部には既にオゾン層を殆ど破壊する懸念
のないＲ−３２、−１２５、−１３４ａ、−１４３ａ、
−１５２ａなどのフロンが開発されている。

【０００４】そして、これら新規に開発されたフロンを
混合使用することにより、オゾン層破壊係数（Ｒ−１１
の成層圏オゾン層破壊能力を１として表した相対比較
値）が０．０５と僅少になったとして従来から家庭用エ
アコンやビル用エアコン、あるいは大型冷凍装置の冷媒
として汎用されてきたＲ−２２に代替し、環境問題に一
層対処しようとする技術が特開平３−１７０５８５号公
報に開示されている。

【０００５】しかし、新規開発のフロンは何れも従来使
用のフロンに比べると、冷凍機油として従来使用してき
た鉱油や合成油との相性が悪く、二液に分離するので駆
動部が摩耗したり、スラッジを生成し易いと云った欠点
がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このため、新開発のフ
ロンと相性の良い冷凍機油の開発・改良も鋭意進められ
ており、例えば新規に開発したヒンダードエステルなど
の特殊エステル油を使用することにより、前記欠点を解
消しようとする試みがあるが、この特殊エステル油には
水分吸着性が大凡２０００ｐｐｍと、従来の鉱油の水分
吸着性５０ｐｐｍ程度より極めて高いと云った性質があ
り、従来と同様に装置を製造・設置したのでは、装置内
に多量の水分が残留することになり、この水分が冷媒の
断熱膨張時に氷結して膨張弁を詰まらせ、冷凍作用が行
われなくなる。また、水分がフロンと特殊エステル油に
作用して加水分解し、これにより有機酸が生じて金属部
を腐食すると云った問題点もあり、水分対策が課題とな
っていた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来技術の
課題を解決するための具体的手段として、冷媒用圧縮機
と、四方弁・室外熱交換器・室内熱交換器・暖房用減圧
手段・冷房用減圧手段・アキュームレータなどを配管接
続して形成された冷／暖房切り換え可能な冷媒回路に、
沸点の異なる複数の物質からなる混合冷媒を充填した冷
凍装置において、暖房用減圧手段と冷房用減圧手段との
間にドライヤーを設置した冷凍装置、を提供することに
より、前記した従来技術の課題を解決するものである。

【０００８】

【作用】配管内に相当量の水分が存在することになって
も、冷媒中に含まれている水分は冷／暖房何れの運転に
おいても蒸発作用の前にドライヤーによって効果的に除
去されるので、冷媒中の水分が冷媒の蒸発時に氷結して
膨張弁を詰まらせ、冷凍作用ができなくなると云ったこ
とが回避できる。

【０００９】

【実施例】以下、図１に基づいて本発明の第１の実施例
を詳細に説明する。

【００１０】図中１は各種エンジンや電動モータなどの
駆動手段によって駆動され、冷媒を圧縮して吐出するた
めの圧縮機、２は冷媒の流れる方向を切り換えて冷／暖
房運転を選択するための四方弁、３は室外熱交換器、４
Ａは暖房運転時に、４Ｂは冷房運転時にそれぞれ減圧作
用を行うキャピラリーチューブ、５はドライヤー、６Ａ
と６Ｂは逆止弁、７は室内熱交換器、８はアキュムレー
タであり、図のように連結されて、実線で示した冷房回
路Ａと破線で示した暖房回路Ｂとが形成され、冷媒の循
環が可能となっている。

【００１１】ドライヤー５は、内部にモレキュラーシー
ブスなどを備えており、水分を含んだ冷媒がこの内部を
通過すると、冷媒中の水分のみがモレキュラーシーブス
などの充填材に吸着され、冷媒中の水分濃度を低下させ
るものである。

【００１２】上記構成の冷凍装置において、四方弁２に
よって冷房運転を選択したときには、圧縮機１で圧縮さ
れて冷媒吐出口１１から吐出した高温高圧のガス状冷媒
は、四方弁２を経由して室外熱交換器３に流れ込み、こ
こで図示しないファンが送風する室外の相対的に低温度
の外気と熱交換して放熱し、凝縮する。

【００１３】室外熱交換器３で凝縮した低温度の液状冷
媒は、逆止弁６Ａを通ってドライヤー５に流入し、冷媒
中の水分がドライヤー５の充填材により吸着除去され
る。

【００１４】ドライヤー５で水分が除去された液状冷媒
は、冷房用減圧手段であるキャピラリーチューブ４Ｂを
通って減圧され、室内熱交換器７に流入する。

【００１５】室内熱交換器７では、図示しないファンの
駆動によって取り込まれた室内空気を、液状冷媒が蒸発
する際の潜熱によって冷却し、冷気として室内に戻す。

【００１６】室内熱交換器７で蒸発し、冷媒管に流れ出
たガス状冷媒は、四方弁２・アキュムレータ８を経由し
て、圧縮機１に冷媒吸入口１２から還流する。

【００１７】他方、四方弁２によって暖房運転が選択さ
れたときには、圧縮機１が冷媒吐出口１１から吐出する
高温高圧のガス状冷媒は、四方弁２を通って室内熱交換
器７に直接流入する。

【００１８】室内熱交換器７では、図示しないファンの
駆動によって取り込まれた室内空気と、圧縮機１から直
接流入した高温高圧のガス状冷媒とが熱交換し、加熱さ
れた室内空気は暖気として室内に戻され、室内空気に放
熱した冷媒は凝縮する。

【００１９】室内熱交換器７で凝縮した液状冷媒は、逆
止弁６Ｂを通ってドライヤー５に流入し、ここで冷房運
転時と同様に、冷媒中の水分がドライヤー５の充填材に
よって吸着除去される。

【００２０】ドライヤー５で水分が除去された液状冷媒
は、暖房用減圧手段であるキャピラリーチューブ４Ａを
通って減圧され、室外熱交換器３に流入する。

【００２１】室外熱交換器３に流入した液状冷媒は、図
示しないファンが送風する相対的に温度の高い外気と熱
交換して蒸発し、四方弁２とアキュムレータ８とを経由
して圧縮機１に冷媒吸入口１２から還流する。

【００２２】上記構成の冷凍装置においては、沸点の異
なる物質、例えばＲ−３２、Ｒ−１２５、Ｒ−１３４ａ
を、３：１：６の比率に調整した混合物冷媒を使用して
いて、配管内に相当量の水分が存在することになって
も、冷媒中に含まれている水分は冷／暖房何れの運転に
おいても蒸発作用の前ドライヤー５によってに効果的に
除去されるので、冷媒中の水分が冷媒の蒸発時に氷結し
て膨張弁を詰まらせ、冷凍作用ができなくなると云った
従来技術の問題点が解決される。

【００２３】図２に基づいて本発明の第２の実施例を説
明する。なお、図２において、図１と同一の符号で示し
た部分は、図１において説明した機能と同じ機能を有す
る部分であり、本発明の理解を妨げない範囲で説明は省
略した。

【００２４】図中９は冷媒流方向切換手段であり、この
冷媒流方向切換手段は図示したように４個の逆止弁９１
・９２・９３・９４と２個のキャピラリーチューブ９５
・９６とから構成されており、室内熱交換器７の冷媒入
口７１と冷媒出口７２とは、それぞれ冷媒管Ｌ１と冷媒
管Ｌ２とを介して連通し、さらに室外熱交換器３・キャ
ピラリーチューブ４Ａ・逆止弁６Ａ・ドライヤー５を途
中に備えた冷媒管Ｌ３と、もう１本の冷媒管Ｌ４とが、
四方弁２を介して圧縮機１の冷媒吐出口１１または冷媒
吸入口１２の何れかと連通可能となっている。

【００２５】このため、四方弁２によって冷房運転が選
択されたときには、圧縮機１が冷媒吐出口１１から吐出
する高温高圧のガス状冷媒は、四方弁２・室外熱交換器
３・逆止弁６Ａ・ドライヤー５を経由して、冷媒流方向
切換手段９に低温度の液状冷媒となって流入し、逆止弁
９２とキャピラリーチューブ９６とを通って減圧された
のち、冷媒管Ｌ１を通って室内熱交換器７に冷媒入口７
１から流入する。

【００２６】室内熱交換器７に流入した冷媒は、ファン
７３の駆動によって室内から取り込まれた室内空気を蒸
発する際の潜熱によって冷却し、冷媒出口７２から冷媒
管Ｌ２に吐出する。そして、冷媒管Ｌ２に流れ出たガス
状冷媒は、再び冷媒流方向切換手段９に流入し、逆止弁
９３・冷媒管Ｌ４を通って四方弁２に至り、さらにアキ
ュムレータ８を経由して圧縮機１に冷媒吸入口１２から
還流する。

【００２７】なお、冷媒管Ｌ２から冷媒流方向切換手段
９に流入した冷媒が逆止弁９３の側に流れて、逆止弁９
１の側に流れない理由は、逆止弁９１の先に抵抗となる
キャピラリーチューブ９５が設けられているためであ
る。

【００２８】また、逆止弁９３を通った冷媒が冷媒管Ｌ
４に流れて、逆止弁９４の側に流れない理由は、冷媒管
Ｌ３から冷媒管Ｌ１の側に逆止弁９２とキャピラリーチ
ューブ９６とを通って、相対的に高圧の液状冷媒が流れ
ているためである。

【００２９】また、四方弁２によって暖房運転が選択さ
れたときには、圧縮機１が冷媒吐出口１１から吐出する
高温高圧のガス状冷媒は、四方弁２・冷媒管Ｌ４を通っ
て冷媒流方向切換手段９に流入する。

【００３０】冷媒管Ｌ４から冷媒流方向切換手段９に流
入した高温高圧のガス状冷媒は、逆止弁９４・冷媒管Ｌ
１を通って室内熱交換器７に冷媒入口７１から流入す
る。

【００３１】室内熱交換器７に流入した高温高圧のガス
状冷媒は、室内から取り込まれた室内空気と熱交換して
これを加熱し、冷媒は放熱により凝縮する。

【００３２】冷媒出口７２から冷媒管Ｌ２に流れ出た液
状冷媒は、再び冷媒流方向切換手段９に流入し、逆止弁
９１・キャピラリーチューブ９５を通って減圧され、冷
媒管Ｌ３に設けたドライヤー５・キャピラリーチューブ
４Ａ・室外熱交換器３の順に流れ、四方弁２・アキュム
レータ８を経由して圧縮機１に還流する。

【００３３】なお、冷媒管Ｌ２から冷媒流方向切換手段
９に流入した冷媒が、キャピラリーチューブ９５が設け
られた逆止弁９１の側に流れて、逆止弁９３の側に流れ
ない理由は、圧縮機１から吐出した高圧のガス状冷媒が
冷媒管Ｌ４から流入して逆止弁９４の側に流れていて、
圧力差により逆止弁９３が開かないためである。

【００３４】また、キャピラリーチューブ９５を通った
冷媒が冷媒管Ｌ３の側に流れて、逆止弁９２の側に流れ
ない理由は、逆止弁９４から冷媒管Ｌ１の側に前記した
圧縮機１からの高圧のガス状冷媒が流れているためであ
る。

【００３５】したがって、上記構成の冷凍装置において
も、冷媒として例えばＲ−３２、Ｒ−１２５、Ｒ−１３
４ａを、３：１：６の比率に調整した前記混合冷媒を使
用していて、配管内に相当量の水分が存在することにな
っても、冷媒中に含まれている水分は冷／暖房何れの運
転においても蒸発作用の前にドライヤー５によって効果
的に除去されるので、冷媒中の水分が冷媒の蒸発時に氷
結して膨張弁を詰まらせ、冷凍作用ができなくなると云
った従来技術の問題点が解決される。

【００３６】また、上記構成の冷凍装置においては、四
方弁２によって冷／暖房何れの運転が選された場合に
も、冷媒は常に冷媒入口７１から室内熱交換器７に流入
し、冷媒出口７２から吐出するので、ファン７３によっ
て熱交換のために取り込まれた室内空気が流れる向き
と、冷媒が流れる向きとは常に逆向きとなっている。

【００３７】このため、冷媒の流量を例え空調負荷に見
合った量に適宜制御したとしても、冷媒入口７１と冷媒
出口７２とで冷媒温度に必然的に差が生じることにな
る、沸点の異なる複数の物質から構成された混合冷媒を
使用する冷凍装置の熱交換効率を改善する効果がある。

【００３８】すなわち、沸点の異なる複数の物質からな
る混合冷媒を使用した本発明になる冷凍装置において
は、冷媒を蒸発させる際の潜熱によって室内空気を冷却
する冷房運転時には、冷媒出口７２側の温度が冷媒入口
７１の側より上昇し、冷媒を凝縮させる際の潜熱によっ
て室内空気を加熱する暖房運転時には、冷媒出口７２の
側の温度が冷媒入口７１の側より低下する傾向を示す
が、

【００３９】冷媒の出口側温度が入口側温度より上昇す
る冷房運転時には、室内から取り込まれたばかりで温度
の高い室内空気が、冷媒出口７２の側で温度上昇した冷
媒と熱交換するので冷房に必要な十分な温度差がこの部
位においても確保され、冷媒の出口側温度が入口側温度
より低下する暖房運転時には、室内から取り込まれたば
かりで温度の低い室内空気が、冷媒出口７２の側で温度
低下した冷媒と熱交換するので暖房に必要な十分な温度
差がこの部位においても確保されることから、何れの運
転の場合も効率の良い熱交換が可能になると云った利点
がある。

【００４０】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱
しない範囲で各種の変形実施が可能である。

【００４１】例えば、図１によって説明した第１の実施
例の逆止弁６Ｂを取り外した構成としたり、図２に基づ
いて説明した第２の実施例の冷媒流方向切換手段９のキ
ャピラリーチューブ９５を取り外して構成することなど
も可能である。

【００４２】また、圧縮機１が冷媒吐出口１１から吐出
するガス状冷媒の一部を、暖房運転時に室外熱交換器３
に流入できるように配管接続し、室外熱交換器３に着霜
があったときに、圧縮機１の圧縮によって得られた高温
高圧のガス状冷媒の一部を直接流入させて除霜するなど
の従来技術も適用可能である。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、冷媒用圧
縮機と、四方弁・室外熱交換器・室内熱交換器・暖房用
減圧手段・冷房用減圧手段・アキュームレータなどを配
管接続して形成された冷／暖房切り換え可能な冷媒回路
に、沸点の異なる複数の物質からなる混合冷媒を充填し
た冷凍装置において、暖房用減圧手段と冷房用減圧手段
との間にドライヤーを設置した冷凍装置であるので、

【００４４】配管内に相当量の水分が存在することにな
っても、冷媒中に含まれている水分は冷／暖房何れの運
転においても蒸発作用の前にドライヤーによって効果的
に除去されるので、冷媒中の水分が冷媒の蒸発時に氷結
して膨張弁が詰まり、運転できなくなると云ったことが
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の説明図である。

【図２】第２の実施例の説明図である。

【符号の説明】

１圧縮機１１冷媒吐出口１２冷媒吸入口２四方弁３室外熱交換器４Ａ・４Ｂキャピラリチューブ５ドライヤー６Ａ・６Ｂ逆止弁７室内熱交換器７１冷媒入口７２冷媒出口７３ファン８アキュムレータ９冷媒流方向切換手段９１・９２・９３・９４逆止弁９５・９６キャピラリチューブＡ冷房回路Ｂ暖房回路Ｌ１・Ｌ２・Ｌ３・Ｌ４冷媒管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石垣茂弥大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (72)発明者鈴木孝浩大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (72)発明者阿久津正徳大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (72)発明者井汲米造大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (72)発明者沢田範雄大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷媒用圧縮機と、四方弁・室外熱交換器
・室内熱交換器・暖房用減圧手段・冷房用減圧手段・ア
キュームレータなどを配管接続して形成された冷／暖房
切り換え可能な冷媒回路に、沸点の異なる複数の物質か
らなる混合冷媒を充填した冷凍装置であって、暖房用減
圧手段と冷房用減圧手段との間にドライヤーを設置した
ことを特徴とする冷凍装置。