JPH07133965A - 冷凍装置 - Google Patents

冷凍装置

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Publication number
JPH07133965A
JPH07133965A JP5281324A JP28132493A JPH07133965A JP H07133965 A JPH07133965 A JP H07133965A JP 5281324 A JP5281324 A JP 5281324A JP 28132493 A JP28132493 A JP 28132493A JP H07133965 A JPH07133965 A JP H07133965A
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JP
Japan
Prior art keywords
heat exchanger
refrigerant
outdoor heat
heating operation
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP5281324A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeya Ishigaki
茂弥 石垣
Norio Abukawa
則男 虻川
Atsuyumi Ishikawa
敦弓 石川
Yoshitaka Hara
嘉孝 原
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
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP5281324A priority Critical patent/JPH07133965A/ja
Publication of JPH07133965A publication Critical patent/JPH07133965A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 沸点の異なる混合物冷媒を使用した冷凍装置
の暖房運転時において、室外熱交換器の熱交換効率を高
め、且つ、着霜を防止する。 【構成】 室外熱交換器4の伝熱管41と42との間
に、減圧手段としてのキャピラリーチューブ43と逆止
弁44とを並列に接続した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、沸点の異なる複数の物
質からなる混合冷媒を使用し、冷/暖房運転や給湯・冷
凍などに供する圧縮式冷凍装置に関する。
【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】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平3−1
70585号公報に開示された、R−32を60重量%
以下、R−125を85重量%以下、R−134aを1
5〜80重量%の範囲で含有する混合冷媒などでは、冷
媒の流量を空調負荷に合わせて調整したとしても、蒸発
器として機能している熱交換器においては沸点の低い物
質から蒸発が始まり、沸点の高い物質の比率が次第に高
まるので、冷媒の出口側温度が入口側温度より上昇する
傾向がある。
【0006】このため、冷媒入口部における冷媒温度を
従来のR−22と同レベルに設計すると、冷媒出口部に
おける冷媒の温度が上昇して熱交換効率が低下するだけ
でなく、圧縮機に還流するガス状冷媒の温度が上昇する
ため、圧縮機の異常な温度上昇を招くことになる。
【0007】一方、冷媒出口部においても十分に高い熱
交換効率が得られ、且つ、圧縮機の異常な温度上昇を招
くことがないように、冷媒入口部の冷媒温度が従来より
低くなる設計にすると、特に室外熱交換器を蒸発器とし
て使用する暖房運転時において、室外熱交換器の冷媒入
口部で大気中に含まれる水分が凍って霜が付き、これに
より熱交換効率が却って著しく低下すると云った問題点
があり、この点の解決が課題とされていた。
【0008】
【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、圧縮機・室外
熱交換器・減圧器・室内熱交換器などを冷媒管で接続し
て冷凍サイクルを構成すると共に、この冷凍サイクルの
作動冷媒として、沸点の異なる混合冷媒を用いた冷凍装
置において、前記室外熱交換器の途中にこの室外熱交換
器を蒸発器として機能させる暖房運転時に閉の機能を果
たし、凝縮器として機能させる冷房運転時に開の機能を
果たす弁機構と、補助減圧手段とを並列に接続した冷凍
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。
【0009】
【作用】室外熱交換器を蒸発器として機能させ、室内熱
交換器を凝縮器として機能させる暖房運転時(給湯運転
を含む)においては、室内熱交換器で相対的に温度の低
い室内空気と熱交換して凝縮した液状冷媒が室外熱交換
器に流入すると、熱交換器の伝熱管内を流れる内に相対
的に温度の高い外気と熱交換して沸点の低い物質から蒸
発し、次第に沸点の高い物質の比率が高まるため、一つ
の伝熱管内では下流側程冷媒の蒸発温度は高くなるが、
途中に設けた減圧手段を通過するときに断熱膨張して冷
媒の温度が低下するので、室外熱交換器全体では冷媒の
温度上昇が効果的に抑えられ、全体的な熱交換効率が改
善されると共に、圧縮機に温度の高い冷媒が還流するこ
ともなくなる。
【0010】室外熱交換器を凝縮器として機能させ、室
内熱交換器を蒸発器として機能させる冷房運転時(冷凍
運転を含む)においては、圧縮機で圧縮された高温高圧
のガス状冷媒が室外熱交換器の補助減圧手段を通ること
なく、弁機構を介して伝熱管のみを通って流れるため、
従来の室外熱交換器と同様に相対的に温度の低い空気と
順次熱交換してこれを加熱し、冷媒自身は放熱して凝縮
して、室内熱交換器に流れる。
【0011】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の一実施例を詳
細に説明する。
【0012】図1に例示した冷凍装置は、各種エンジン
や電動モータなど適宜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1と、消音器2と、
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と、室外熱交換器4と、減圧手段として
のキャピラリーチューブ5と、レシーバタンク6と、室
内熱交換器7と、アキュムレータ8とが冷媒管を介して
接続されて、実線矢印で示した方向に冷媒を循環させる
冷房回路と、破線矢印で示した方向に冷媒を循環させる
暖房回路とが形成された圧縮式冷凍装置であり、冷凍サ
イクルの作動冷媒としては沸点の異なる物質、例えばR
−32と、R−125と、R−134aとを、3:1:
6などの重量比率に調整して用いられる。
【0013】室外熱交換器4は、伝熱管41と42との
間に、補助減圧手段としてのキャピラリーチューブ43
と、冷媒が伝熱管42から41へは流れるが、伝熱管4
1から42へは流れることのできない逆止弁44とを並
列に接続したものである。
【0014】上記構成の冷凍装置において、四方弁3に
よって冷媒を破線矢印の方向に循環させる暖房運転が選
択されているときには、圧縮機1で高温高圧に圧縮され
たガス状冷媒は、消音器2と四方弁3とを経由して室内
熱交換器7の伝熱管71に流入し、図示しないファンに
よって取り込まれた相対的に温度の低い室内空気を管壁
を介して加熱し、これを暖気として室内に吹き出す一
方、低温度の室内空気に放熱した冷媒は凝縮する。
【0015】室内熱交換器7で凝縮した液状冷媒は、レ
シーバタンク6を通過したのちキャピラリーチューブ5
で減圧されて室外熱交換器4に流入する。
【0016】室外熱交換器4においては、先ず上流側の
伝熱管41内を流れる際に、図示しないファンが送風す
る室外の相対的に温度の高い外気と管壁を介して熱交換
することで管内の冷媒が加熱され、一部が蒸発する。そ
して、伝熱管41内を流れている冷媒は、蒸発し続けて
いても、混合冷媒では沸点の低い物質から蒸発が始ま
り、次第に沸点の高い物質の比率が高まるので、図2に
実線で示したように冷媒の蒸発温度は下流側程上昇す
る。
【0017】温度上昇して伝熱管41から流れ出た冷媒
は、逆止弁44によって伝熱管42への直接の流入が防
止されているので、キャピラリーチューブ43を経由し
たのち下流側の伝熱管42に流入する。
【0018】キャピラリーチューブ43の通過によって
断熱膨張した冷媒は、図2に示したように温度が大きく
低下するので、下流側の伝熱管42で外気と熱交換して
全ての冷媒が蒸発しても、室外熱交換器4から流れ出た
ときの冷媒の温度は、室外熱交換器4に流入した時に比
べてそれ程上昇していない。
【0019】このため、室外熱交換器4の冷媒出口部に
おいても、熱交換する外気と冷媒との温度差の縮小がそ
れ程起きないので、外気との熱交換が効率良く行われ
る。
【0020】また、暖房運転時に、室外熱交換器におけ
る冷媒の入口温度と出口温度との差を小さくすることが
できるので、必要な熱交換量を確保するために冷媒入口
温度を高く設定することができ、補助減圧手段を備えて
いないものに比べて、室外熱交換器における着霜を防止
することができる。
【0021】なお、図2における一点破線は、伝熱管4
1と42とを直接接続して構成した熱交換器における冷
媒の温度上昇線図であり、この構成の熱交換器では冷媒
出口側で冷媒の温度が大きく上昇し、外気との十分な温
度差が確保できないことから熱交換効率が顕著に低下す
る。
【0022】そして、室外熱交換器4における外気との
熱交換によって蒸発したガス状冷媒は、四方弁3・アキ
ュムレータ8を経由して圧縮機1に還流する。
【0023】四方弁3によって冷媒を実線矢印の方向に
循環させる冷房運転が選択されたときには、圧縮機1で
高温高圧に圧縮されたガス状冷媒が、消音器2と四方弁
3とを経由して室外熱交換器4に流入するが、このとき
は伝熱管42を通った冷媒は逆止弁44を通って直接伝
熱管41に流入し、キャピラリーチューブ43を側路す
るので、この場合の室外熱交換器4は従来周知の熱交換
器と全く同様の凝縮器として機能する。
【0024】すなわち、伝熱管42・41を順次通過す
る冷媒は、図示しないファンが送風する相対的に温度の
低い外気と管壁を介して熱交換して放熱し、凝縮する。
【0025】室外熱交換器4で凝縮した液状冷媒は、キ
ャピラリーチューブ5で減圧されたのち、レシーバータ
ンク6を経て室内熱交換器7に流入し、図示しないファ
ンによって取り込まれた相対的に高温度の室内空気と伝
熱管71の管壁を介して熱交換し、蒸発する際の潜熱に
よってこれを冷却し、冷気として室内に吹き出す。
【0026】そして、室内熱交換器7における室内空気
との熱交換によって蒸発したガス状冷媒は、四方弁3・
アキュムレータ8を経由して圧縮機1に還流する。
【0027】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。
【0028】例えば、室外熱交換器4の構成としては、
キャピラリーチューブ43に代えて電動膨張弁、異径管
などを減圧手段として用いることができるし、逆止弁4
4に代えて開閉弁を設置し、暖房運転時に閉、冷房運転
時に開と制御したり、並列に設ける減圧手段と逆止弁と
を複数の部位に設置することなども可能である。
【0029】また、図1に例示した構成の室外熱交換器
4などを並列に設けて冷媒管に接続し、一つの室外熱交
換器を構成することも可能である。また、室内熱交換器
7の伝熱管71の途中に、室外熱交換器4における減圧
手段と弁機構と同様に機能する、減圧手段と弁機構とを
並列に設け、室内熱交換器7を蒸発器として使用する冷
房運転時の熱交換効率を改善することも可能である。
【0030】尚、この実施例で説明したように、キャピ
ラリーチューブ43と逆支弁44とを並列に接続した場
合は、冷房運転と暖房運転とを切換えたときでも、キャ
ピラリーチューブ43と逆支弁とを制御する必要がな
く、運転を制御する制御装置を変える必要はない。しか
も、これらの部品は安価であるので、価格をそれほど上
昇させることもない。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、圧縮機・
室外熱交換器・減圧器・室内熱交換器などを冷媒管で接
続して冷凍サイクルを構成すると共に、この冷凍サイク
ルの作動冷媒として、沸点の異なる混合冷媒を用いた冷
凍装置において、前記室外熱交換器の途中に補助減圧手
段と弁機構とを並列に接続した冷凍装置であるので、暖
房運転時における室外熱交換器での冷媒の温度上昇が効
果的に抑えられ、これにより、熱交換効率の改善と、着
霜防止と、圧縮機への高温冷媒の還流防止とが可能とな
った。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明の冷凍装置を示す冷媒回路図である。
【図2】暖房運転時における冷媒の温度変化を示す説明
図である。
【符号の説明】
1 圧縮機 2 消音器 3 四方弁 4 室外熱交換器 41・42 伝熱管 43 キャピラリーチューブ 44 逆止弁 5 キャピラリーチューブ 6 レシーバタンク 7 室内熱交換器 71 伝熱管 8 アキュムレータ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F25B 47/02 510 A (72)発明者 原 嘉孝 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 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5番5号 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5番5号 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5番5号 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5番5号 三 洋電機株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮機・室外熱交換器・減圧器・室内熱
    交換器などを冷媒管で接続して冷凍サイクルを構成する
    と共に、この冷凍サイクル内の作動冷媒として、沸点の
    異なる混合冷媒を用いた冷凍装置において、前記室外熱
    交換器の途中にこの室外熱交換器を蒸発器として機能さ
    せる暖房運転時に閉の機能を果たし、凝縮器として機能
    させる冷房運転時に開の機能を果たす弁機構と、補助減
    圧手段とを並列に接続したことを特徴とする冷凍装置。
JP5281324A 1993-11-10 1993-11-10 冷凍装置 Pending JPH07133965A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5281324A JPH07133965A (ja) 1993-11-10 1993-11-10 冷凍装置

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JP5281324A JPH07133965A (ja) 1993-11-10 1993-11-10 冷凍装置

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JPH07133965A true JPH07133965A (ja) 1995-05-23

Family

ID=17637523

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JP5281324A Pending JPH07133965A (ja) 1993-11-10 1993-11-10 冷凍装置

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JP (1) JPH07133965A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030088919A (ko) * 2002-05-15 2003-11-21 주식회사 센추리 응축액 조절기능을 구비한 냉,난방 겸용 히트펌프시스템의공기조화기
JP2008057829A (ja) * 2006-08-30 2008-03-13 Daikin Ind Ltd 冷凍装置

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KR20030088919A (ko) * 2002-05-15 2003-11-21 주식회사 센추리 응축액 조절기능을 구비한 냉,난방 겸용 히트펌프시스템의공기조화기
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