JPH07225059A - 多機能冷凍サイクルシステム - Google Patents

多機能冷凍サイクルシステム

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JPH07225059A
JPH07225059A JP5246594A JP5246594A JPH07225059A JP H07225059 A JPH07225059 A JP H07225059A JP 5246594 A JP5246594 A JP 5246594A JP 5246594 A JP5246594 A JP 5246594A JP H07225059 A JPH07225059 A JP H07225059A
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JP
Japan
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compressor
suction
heat exchanger
pressure side
pipe
Prior art date
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Pending
Application number
JP5246594A
Other languages
English (en)
Inventor
Teruo Kinoshita
輝雄 木下
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Original Assignee
Individual
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Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General 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
    • F25B2400/13Economisers

Abstract

(57)【要約】 【目的】二段圧縮一段膨脹方式の多機能冷凍サイクルシ
ステムに、圧縮機の作動を一台または二台に切替える手
段を付加し効率向上を図る。 【構成】低圧・高圧の圧縮機二台を使う二段圧縮一段膨
脹方式の多機能冷凍サイクルシステムにおいて、低圧側
圧縮機の吸い込み側と高圧側圧縮機の吸い込み側とを結
ぶところの、開閉弁を含むバイパス管路を設け、作動圧
縮機を高圧側一台または高低側二台に切替えることを可
能とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】冷凍サイクルシステムの利用形態
の一つである複数の機能を発現する多機能冷凍サイクル
システムに係わる。機能には暖房、冷房をはじめ、給湯
(貯湯)、製氷(蓄氷)、熱回収等がある(特開昭62
−153666)。
【0002】
【従来の技術】しかし空気を熱源として凝縮熱を利用す
るヒートポンプ作動において、冬期、空気温度の低下に
伴い、その能力も低下するという弱点がある。また給湯
(貯湯)においてはなるべく高温貯湯(凝縮)とし、夏
期、冷房作動のため夜間の製氷(蓄氷)においてもより
低温(蒸発)として、能力向上、効率化を図りたい。こ
の弱点、効率化への対応方法として冷凍装置で使われて
いる圧縮機二台を使う二段圧縮方式がある。この二段圧
縮方式には一段膨脹と二段膨脹の方法がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は多機能冷凍サ
イクルシステムにおける二段圧縮一段膨脹方式の改良に
係わる。二段圧縮方式のヒートポンプシステム作動にお
いて状況によっては、即ち空気温度が比較的高い時及び
比較的低い給湯(貯湯)を行う時に、圧縮機一台を使う
方が効率的となる(特開平4−80545)。従ってこ
の様な場合、圧縮機一台の作動にする手段を必要とす
る。二段圧縮二段膨脹方式においてはすでに実施されて
いる(特開平4−254154)。
【0004】
【課題を解決するための手段】高圧側圧縮機の吐出し側
と複数個の熱交換器の一方の側とを各吐出し側開閉弁を
含む管路で結び、前記熱交換器の他方の側相互をそれぞ
れ膨脹弁を含む管路で結び、前記圧縮機の吸込み側と中
間冷却器の上部とを高圧側吸込み管路で繋ぎ、該中間冷
却器に納まる冷却熱交換器の一端を、前記各熱交換器と
前記各膨脹弁の間の各管路にそれぞれ中間開閉弁を含む
管路で結び、該管路の、前記各中間開閉弁より前記冷却
熱交換器に近い部分から分岐する、補助膨脹弁を含む補
助管路を、前記中間冷却器の上部に繋ぎ、前記冷却熱交
換器の他端を前記膨脹弁相互間の管路に、冷却管路で接
続し、さらに低圧側圧縮機の吐出し側を前記中間冷却器
の上部に繋ぎ、かつ該圧縮機の吸込み側を、前記各吐出
し側開閉弁と前記各熱交換器の間の各管路に、各吸込み
側開閉弁を含む吸込管路で連結してなる、低圧・高圧の
圧縮機二台を使う二段圧縮一段膨脹方式の多機能冷凍サ
イクルシステムにおいて、前記吸込管路の、前記各吸込
み側開閉弁より低圧側圧縮機に近い部分と、前記高圧側
吸込み管路とを結ぶところの、開閉弁を含むバイパス管
路を設ける。
【0005】
【作用】このバイパス管路のバイパス開閉弁を、状況、
即ち空気温度がある温度以下、また比較的高温貯湯 低
温製氷作動を行う場合に閉じ、圧縮機二台を使う二段圧
縮を行い、空気温度がある温度以上、また比較的低温の
貯湯を行う場合に開き、高圧側圧縮機一台を使う一段圧
縮を行うことが可能となる。
【0006】
【実施例】以下に本発明の一実施例の、多機能冷凍サイ
クルシステムの3個の熱交換器の場合を図1に基ずいて
説明する。図1に多機能冷凍サイクルシステム1の構成
を示す。高圧側圧縮機2aの吐き出し側と、貯湯兼製氷
槽熱交換器3a、室内熱交換器3b、室外熱交換器3c
である3個の熱交換器の一方の側とを、各吐出し側開閉
弁4a,b,cを含む吐出し管路5で結び、前記熱交換
器の他方の側相互をそれぞれ膨脹弁6a,b,cを含む
膨脹管路7で結び、また前記圧縮機の吸込み側と中間冷
却器8の上部とを高圧側吸込み管路2cで繋ぎ、該中間
冷却器に納まる冷却熱交換器9の一端を、前記膨脹管路
7の一部であるところの、前記熱交換器と前記膨脹弁の
間の管路に、それぞれ中間開閉弁10a,b,cを含む
中間管路11で結び、該管路11の、前記各中間開閉弁
より前記冷却熱交換器に近い部分から分岐する、補助膨
脹弁12aを含む補助管路12bを前記中間冷却器の上
部に繋ぎ、前記冷却熱交換器9の他端を前記膨脹弁相互
を結ぶ膨張管路7に冷却管路9aで接続し、
【0007】さらに低圧側圧縮機2bの吐出し側を前記
中間冷却器の上部に繋ぎ、かつ該圧縮機の吸込み側を、
前記吐出し管路5の一部であるところの、前記吐出し側
開閉弁4a,b,cと前記各熱交換器の間の各管路に、
各吸込み側開閉弁13a,b,cを含む吸込管路13d
により、連結してなる、低圧・高圧の圧縮機二台を使う
二段圧縮一段膨脹方式の多機能冷凍サイクルシステムに
おいて、吸込管路13dの、前記各吸込み側開閉弁より
低圧側圧縮機に近い部分と、高圧側吸込み管路2cとを
結ぶところの、バイパス開閉弁14aを含むバイパス管
路14bを設ける。
【0008】このように構成された圧縮機一台二台切替
え型の多機能冷凍サイクルシステムの代表的な機能の発
現メカニズムは以下のようである。冬期、低温外気を熱
源とし暖房を行う場合、開閉弁4b,10b,13c、
膨脹弁6c補助膨脹弁12aを開とし他の開閉弁、膨脹
弁を閉とする。この状態で圧縮機二台が作動すると、蒸
発器として機能する室外熱交換器3cで吸熱し、凝縮器
として機能する室内熱交換器3bで放熱がなされ暖房が
行われる。また、貯湯を行う場合、開閉弁4a,10
a,13c、膨脹弁6c補助膨脹弁12aを開とし他の
開閉弁、膨脹弁を閉とする。この状態で圧縮機二台が作
動すると、蒸発器として機能する室外熱交換器3cで吸
熱し、凝縮器として機能する貯湯兼製氷槽熱交換器3a
で放熱がなされ貯湯が行われる。
【0009】夏期、昼間の冷房に使うため夜間電力で製
氷(蓄氷)を行う場合、開閉弁4c,10c,13a、
膨脹弁6a補助膨脹弁12aを開とし他の開閉弁、膨脹
弁を閉とする。この状態で圧縮機二台が作動すると蒸発
器として機能する貯湯兼製氷槽熱交換器3aで製氷(蓄
氷)され、凝縮器として機能する室外熱交換器3cで放
熱がなされる。
【0010】また春秋の中間期、外気温度が比較的高い
時、比較的低温の貯湯を行う場合、高圧側圧縮機一台を
作動する一段圧縮を行う方が効率がよいので、開閉弁1
0a、b、c、補助膨脹弁12aを閉とし、圧縮機2a
を出た高圧気体冷媒を貯湯兼製氷槽熱交換器3aで凝
縮、放熱させ、該貯湯兼製氷槽を出た液冷媒を、全開し
た膨脹弁6aを通過させ膨脹弁6cで膨脹・減圧させ、
さらに室外熱交換器3cで蒸発、吸熱させ、該室外熱交
換器を出た低圧の気体冷媒を、開閉弁14aを開としバ
イパス管路14bを経由させ、低圧側圧縮機2bと中間
冷却器7を経由させないで、直接高圧側圧縮機2aに吸
込ませる。以上のように圧縮機一台二台切替え型の多機
能冷凍サイクルシステムは、通年にわたり高い効率、大
きい能力で作動させうるのである。
【0011】なお、多機能冷凍サイクルシステムを高い
効率、大きい能力で作動さるには、適正な制御を要し、
即ち外気温度、各熱交換器と圧縮機出入り口の温度と圧
力を温度・圧力センサーで測定し、一台作動、及び二台
作動即ち二段圧縮一段膨脹方式の切り替え、冷媒の過熱
度、過冷却度を適正に制御する制御装置を要する(これ
らは図示せず)。また低圧側圧縮機は比体積の大きい気
体冷媒を吸い込むので、シリンダー容積は高圧側圧縮機
のそれの数倍が良い。また開閉弁は電磁駆動以外に電動
制御弁としてもよく、膨脹弁は電動可逆式膨脹弁であ
る。また別のバイパス管路として両圧縮機の吐出し側を
結び低圧側圧縮機のみを作動させる方式もある。また熱
交換器二個で四方弁を使うシステムとする場合、バイパ
ス管路の設置位置は上述と異なる。
【0012】
【発明の効果】二段圧縮一段膨脹方式の圧縮機一台二台
切替え型の多機能冷凍サイクルシステムはヒートポンプ
作動での弱点である冬期における暖房能力の低下をかな
り抑制出来ることになるり、寒冷地への当システムの適
用も容易になるが、更に圧縮機一台作動への切り替え手
段により、通年にわたり高い効率、大きい能力での暖
房、貯湯、製氷作動が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の二段圧縮一段膨脹方式の圧縮機一台二
台切替え型の多機能冷凍サイクルシステムの回路構成図
である。
【符号の説明】
1多機能冷凍サイクルシステム、 2a高圧側圧縮機、
2b低圧側圧縮機、2c高圧側吸込管路、 3a貯湯
兼製氷槽熱交換器、 3b室内熱交換器、3c室外熱交
換器、 4a,b,c吐出し側開閉弁、 5吐出し管
路、6a,b,c膨脹弁、 7膨脹管路、 8中間冷却
器、 9冷却熱交換器、9a冷却管路、 10a、b、
c中間開閉弁、 11中間管路、12a補助膨脹弁、
12b補助管路、 13a,b,c吸込み側開閉弁、
13d吸込管路、 14aバイパス開閉弁、 14bバ
イパス管路、

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高圧側圧縮機の吐出し側と複数個の熱交換
    器の一方の側とを各吐出し側開閉弁を介して結び、前記
    熱交換器の他方の側相互をそれぞれ膨脹弁を含む各管路
    で結び、前記圧縮機の吸込み側と中間冷却器とを繋ぎ、
    該中間冷却器に納まる冷却熱交換器の一端を、前記熱交
    換器と前記膨脹弁の間の各管路にそれぞれ中間開閉弁を
    含む管路で結び、該管路から分岐し補助膨脹弁を含む補
    助管路を前記中間冷却器に繋ぎ、前記冷却熱交換器の他
    端を前記膨脹弁相互間の管路に別の管路で接続し、さら
    に低圧側圧縮機の吐出し側を前記中間冷却器に繋ぎ、か
    つ該圧縮機の吸込み側を、前記各吐出し側開閉弁と前記
    各熱交換器の間の各管路に、各吸込み側開閉弁を含む吸
    込管路で連結してなる、低圧・高圧の圧縮機二台を使う
    二段圧縮一段膨脹方式の多機能冷凍サイクルシステムに
    おいて、前記吸込管路の、前記各吸込み側開閉弁より低
    圧側圧縮機に近い部分と、前記高圧側圧縮機の吸い込み
    側とを結ぶところの、開閉弁を含むバイパス管路を設
    け、作動する圧縮機を一台または二台に切替えることを
    特徴とする多機能冷凍サイクルシステム。
JP5246594A 1994-02-14 1994-02-14 多機能冷凍サイクルシステム Pending JPH07225059A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006022829A1 (en) * 2004-08-09 2006-03-02 Carrier Corporation Co2 refrigeration circuit with sub-cooling of the liquid refrigerant against the receiver flash gas and method for operating the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006022829A1 (en) * 2004-08-09 2006-03-02 Carrier Corporation Co2 refrigeration circuit with sub-cooling of the liquid refrigerant against the receiver flash gas and method for operating the same

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