JPH08285384A - 冷凍サイクル - Google Patents

冷凍サイクル

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JPH08285384A
JPH08285384A JP8917995A JP8917995A JPH08285384A JP H08285384 A JPH08285384 A JP H08285384A JP 8917995 A JP8917995 A JP 8917995A JP 8917995 A JP8917995 A JP 8917995A JP H08285384 A JPH08285384 A JP H08285384A
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gas
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Kazuhisa Makita
和久 牧田
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    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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    • F25B2700/04Refrigerant level

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  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 2台の圧縮機を用いた間欠インジェクション
式冷凍サイクルに於いて、駆動負荷変動の増大と吹出し
温度変動の増大を抑える。 【構成】 第1圧縮機1a、凝縮器2、第1減圧装置
3、気液分離器4、第2減圧装置5および蒸発器6を順
次接続し、気液分離気4のガス冷媒側と第1圧縮機1a
の吸入側とをバイパス回路7で接続すると共に、吐出側
が第1圧縮機1aと合流し且つ吸入側が蒸発器6の下流
側から分岐してバイパス回路7を迂回して接続される第
2圧縮機1bを設ける。凝縮器2と第1減圧装置3の間
に第1電磁弁11とバイパス回路7に第2電磁弁12を
設け、気液分離器4の液面に応じて第1電磁弁11と第
2電磁弁12を連動して開閉制御することにより、第2
圧縮機1bは間欠インジェクション作動から切り離す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、空調装置又は冷凍装置
等に用いられる間欠インジェクション式の冷凍サイクル
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の間欠インジェクション式の冷凍サ
イクルとして、例えば特開平6−34206号公報に示
されるものがある。これは図5に示すように、圧縮機1
01、凝縮器102、第1減圧装置103、気液分離器
104、第2減圧装置105および蒸発器106を順次
接続し、気液分離器104のガス冷媒側から圧縮機10
1の吸入側にバイパス回路107を接続し、凝縮器10
2と第1減圧装置103の間に第1開閉弁111と、気
液分離器104と第2減圧装置105の間に第2開閉弁
112と、バイパス回路107に第3開閉弁113をそ
れぞれ設け、気液分離器104に設けられた液面センサ
121と122の信号により、第1開閉弁111と第3
開閉弁113を連動して開閉し、第2開閉弁112は逆
に連動して開閉させるものである。
【0003】なお、図中、108は凝縮器用送風ファ
ン、109は蒸発器用送風ファン、114はバイパス回
路107から蒸発器106へガス冷媒の逆流を阻止する
逆止弁である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】併しながら、上記の間
欠インジェクション式の冷凍サイクルをバス車両用空調
装置のような2台の圧縮機を有する大能力空調システム
に適用する場合、空調システムの間欠インジェクション
作動による駆動負荷変動の増大によりドライバビリティ
が悪化するという問題があり、また、気液分離器のガス
冷媒を圧縮機の吸入側に吸入する間は、蒸発器側に冷媒
が流れないため、空調空気の吹出し温度の変動によりフ
ィーリングが悪化するという問題がある。
【0005】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、2台の圧縮機のうち1台の圧縮機だけに間欠インジ
ェクション作動を行わされることにより、駆動負荷変動
の増大に伴うドライバビリティの悪化と、空調空気の吹
出し温度の変動に伴うフィーリングの悪化とを生じない
大能力の間欠インジェクション式の冷凍サイクルを得る
ことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、次の技術的手段を用いるものである。請
求項1記載の発明では、第1圧縮機、凝縮器、第1減圧
装置、気液分離器、第2減圧装置および蒸発器を順次接
続し、前記気液分離器のガス冷媒側と前記第1圧縮機の
吸入側とをバイパス回路によって接続した冷凍サイクル
に於いて、前記凝縮器と前記第1減圧装置の間に設けら
れ、冷媒の流路を開閉する第1開閉弁と、前記バイパス
回路に設けられ、バイパス回路を開閉する第2開閉弁
と、前記第1圧縮機と吐出側が合流して前記凝縮器の上
流側に接続され、且つ前記蒸発器の下流側から分岐し前
記バイパス回路を迂回して吸入側へ直接に接続された第
2圧縮機と、前記第1開閉弁と前記第2開閉弁を連動し
て開閉する制御手段と、を備えた構成とする。
【0007】請求項2記載の発明では、前記凝縮器と前
記第1開閉弁の間に気液を分離して液冷媒を導出するレ
シーバを設けた構成とする。請求項3記載の発明では、
前記制御手段は前記気液分離器内の液冷媒を検出する液
面センサを有し、液面センサで検出された液面に応じて
前記第1開閉弁と前記第2開閉弁を連動して開閉する構
成とする。
【0008】
【作用および発明の効果】請求項1記載の発明によれ
ば、冷凍サイクルの間欠インジェクション作動中に於い
て、第2圧縮機は蒸発器の下流側のみから冷媒を吸入す
るため、第2圧縮機の追加による駆動負荷変動の増大は
伴わず、ドライバビリティの悪化は生じることが無く、
また、冷凍サイクルの間欠インジェクション作動中に於
いて、第2圧縮機の吸入作用により作動中に於いて、第
2圧縮機の吸入作用により蒸発器には常に冷媒が流れ、
蒸発器での冷媒の蒸発は継続して行われるため、空調空
気の吹出し温度の変動は小さく、フィーリングの悪化を
生じることも無い大能力の間欠インジェクション式冷凍
サイクルが得られる。
【0009】請求項2記載の発明によれば、第1開閉弁
が閉じている間は、凝縮器で凝縮した液冷媒がレシーバ
に貯留されることにより、凝縮器が液冷媒で満たされ
ず、凝縮器の能力が低下しないため、冷凍能力がより向
上する。請求項3記載の発明によれば、冷凍サイクルの
間欠インジェクション作動は、気液分離器に設けられた
液面センサの信号により適切なタイミングで制御される
ため、冷凍サイクルの無駄な運転が無くなり、冷凍能力
がより向上する。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図1は、第1実施例の冷凍サイクルの冷媒回路図で
ある。図1に示すように、冷凍サイクルAは、第1圧縮
機1a、凝縮器2、第1減圧装置3、気液分離器4、第
2減圧装置5および蒸発器6が冷媒配管により順次接続
されており、気液分離器4のガス冷媒側と第1圧縮機1
aの吸入側が、第2減圧装置5と蒸発器6を迂回するバ
イパス回路7で接続されている。なお、蒸発器6の下流
側より分岐した冷媒配管は、第1圧縮機1aと同容量の
第2圧縮機1bの吐出側は、第1圧縮機1aの吐出側と
合流して冷媒回路が構成されている。
【0011】ここで、凝縮器2と第1減圧装置3の間の
冷媒配管には、第1電磁弁(第1開閉弁)11が設けら
れており、バイパス回路7には、第2電磁弁(第2開閉
弁)12が設けられていて、蒸発器6の下流側の冷媒配
管がバイパス回路7と合流する合流点の上流側には、逆
止弁13が設けられている。また、気液分離器4の下方
には下側液面センサ21と、上方には上側液面センサ2
2が設けられている。なお、8は凝縮器2に送風する凝
縮器用ファン、9は蒸発器6に送風する蒸発器用ファン
である。
【0012】第1圧縮機1aと第2圧縮機1bは、図示
しないエンジン又はモータによって回転駆動され、第1
圧縮機1aは、気液分離器4又は蒸発器6から吸入した
ガス冷媒を圧縮し、第2圧縮機1bは、蒸発器6のみか
ら吸入したガス冷媒を圧縮するものである。凝縮器2
は、第1圧縮機1aと第2圧縮機1bから供給される高
温・高圧のガス冷媒を凝縮器用ファン8によって送風さ
れる空気流と熱交換して冷却し、凝縮液化するものであ
る。
【0013】第1減圧装置3は、オリフィス等より成る
固定絞りであり、凝縮器2で液化された冷媒を減圧膨張
し霧状冷媒として気液分離気4に導くものである。気液
分離器4は、第1減圧装置3より導入される冷媒をガス
冷媒と液冷媒に分離して液冷媒を貯留するものであり、
気液分離器4内のガス冷媒は、バイパス回路7を介して
第1圧縮機1aの吸入側に吸入され、液冷媒は、温度作
動式膨張弁等より成る第2減圧装置5により減圧膨張さ
れて蒸発器6へ送られ、蒸発器用ファン9によって送風
される空気流と熱交換し、蒸発器6の吸熱作用により送
風される空気が冷却される。
【0014】第1電磁弁11と第2電磁弁12は、通電
すると開く電磁式の開閉弁であり、気液分離器4の液面
に応じて図示しない制御装置により、若干の時間差はあ
るものの、両電磁弁11と12は連動して開閉される。
蒸発器6の下流側に設けられた逆止弁13は、バイパス
回路7を介して第1圧縮機1aに吸入されるガス冷媒
が、蒸発器6に逆流するのを阻止するものである。気液
分離器4に設けられた下側液面センサ21と上側液面セ
ンサ22は、液冷媒を検出するものであり、フロートセ
ンサやサーミスタ式センサ等が用いられる。
【0015】次に、上記第1実施例の冷凍サイクルにつ
いて、間欠インジェクションの作動を図2のフローチャ
ートを用いて説明する。第1圧縮機1aと第2圧縮機1
bを図示しないエンジン又はモータにより回転駆動する
と、図1に示すように、実線の矢印で示す如く冷媒が循
環すると共に、凝縮器用ファン8と蒸発器用ファン9が
作動し、冷凍サイクルAの運転が始まる。
【0016】ここで、気液分離器4の下側液面センサ2
1が液冷媒を検出しているかどうかを判断し(ステップ
S1)、NO(ガス冷媒)の場合は、第1電磁弁11と
第2電磁弁12は共にON(開弁)する(ステップS
2)。第1電磁弁11の開弁により第1減圧装置3を介
して気液分離器4に気液混合冷媒が流入すると共に、第
2電磁弁12の開弁により気液分離器4内のガス冷媒
は、図1の点線の矢印で示す如くバイパス回路7を介し
て第1圧縮機1aに吸入され、気液分離器4には液冷媒
が溜って行く。ステップS1でYES(液冷媒)の場合
は、第1電磁弁11と第2電磁弁12は共にOFF(閉
弁)し(ステップS4)、後述の作動が行われる。
【0017】次に、上側液面センサ22が、液冷媒を検
出しているかどうかを判断し(ステップS3)、YES
(液冷媒)の場合は、第1電磁弁11と第2電磁弁12
は共にOFF(閉弁)する(ステップS4)。この場合
は、気液分離器4に溜った冷凍効果の大きい液冷媒は、
第2減圧装置5を介して蒸発器6に導かれて蒸発し、第
1圧縮機1aと第2圧縮機1bに吸入される。ステップ
S3でNO(ガス冷媒)の場合は、ステップS2の作動
を継続する。
【0018】以上に述べた下側液面センサ21と上側液
面センサ22による液冷媒又はガス冷媒の検出と、それ
に伴う第1電磁弁11と第2電磁弁12の連動した開閉
と、気液分離器4内の液冷媒液面の挙動は、図3のタイ
ムチャートに示すようになる。ここで、第1電磁弁11
と第2電磁弁12がON(閉弁)している場合でも、気
液分離器4内の液冷媒は第2圧縮機1bの吸入作用によ
り、第2減圧装置5を介して蒸発器6に導かれ、蒸発器
6で蒸発して吸熱作用を行うため、第1電磁弁11と第
2電磁弁12の開閉には関係なく、蒸発器6での冷媒の
蒸発は継続して行われる。
【0019】以上のように、冷凍サイクルAの間欠イン
ジェクションに於いて、第2圧縮機1bは間欠インジェ
クション作動を行わないため、第2圧縮機1bの追加に
よる駆動負荷変動の増大は伴わないので、ドライバビリ
ティの悪化を生じることは無く、間欠インジェクション
作動中に於いても、蒸発器6での冷媒の蒸発は継続して
行われるため、空調空気の吹出し温度の変動は小さくな
るので、フィーリングの悪化を生じることも無い大能力
の間欠インジェクション式冷凍サイクルが得られる。
【0020】図4は、第2実施例の冷凍サイクルの冷媒
回路図である。第2実施例の冷凍サイクルBが、第1実
施例の冷凍サイクルAと異なる点は、凝縮器2と第1減
圧装置3の間に気液を分離し液冷媒を導出するレシーバ
10を設けた点にあり、その他の構成および作動は第1
実施例の冷凍サイクルAと同じである。第2実施例の冷
凍サイクルBの場合は、第1電磁弁11の開弁時に、凝
縮器2で凝縮した液冷媒がレシーバ10に貯留されるこ
とにより、凝縮器2が液冷媒で満たされず、凝縮器2の
能力が低下しないため、第1実施例の冷凍サイクルAに
比べて冷凍能力がより向上するという利点がある。
【0021】次に、本実施例では、第1電磁弁11と第
2電磁弁12の開閉制御は、気液分離器4に設けた下側
液面センサ21と上側液面センサ22を用いて行った
が、下側液面センサ21のみを用いて、第1電磁弁11
と第2電磁弁12の開閉を時間制御で行っても良い。ま
た、本実施例では、第1減圧装置3と第1電磁弁11を
それぞれ設けたが、電磁弁の弁部を利用して減圧装置と
し、一体化しても良い。なお、本実施例では、第1圧縮
機1aと第2圧縮機1bは同容量のものを用いて行った
が、容量の異なる圧縮機でも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の冷凍サイクルの冷媒回路図であ
る。
【図2】電磁弁の開閉制御のフローチャートである。
【図3】作動説明のためのタイムチャートである。
【図4】第2実施例の冷凍サイクルの冷媒回路図であ
る。
【図5】従来の冷凍サイクルの冷媒回路図である。
【符号の説明】
1a 第1圧縮機 1b 第2圧縮機 2 凝縮器 3 第1減圧装置 4 気液分離器 5 第2減圧装置 6 蒸発器 7 バイパス回路 10 レシーバ 11 第1電磁弁(第1開閉弁) 12 第2電磁弁(第2開閉弁) 21 下側液面センサ 22 上側液面センサ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1圧縮機、凝縮器、第1減圧装置、気
    液分離器、第2減圧装置および蒸発器を順次接続し、前
    記気液分離器のガス冷媒側と前記第1圧縮機の吸入側と
    をバイパス回路によって接続した冷凍サイクルに於い
    て、 前記凝縮器と前記第1減圧装置の間に設けられ、冷媒の
    流路を開閉する第1開閉弁と、 前記バイパス回路に設けられ、バイパス回路を開閉する
    第2開閉弁と、 前記第1圧縮機と吐出側が合流して前記凝縮器の上流側
    に接続され、且つ前記蒸発器の下流側から分岐し前記バ
    イパス回路を迂回して吸入側へ直接に接続された第2圧
    縮機と、 前記第1開閉弁と前記第2開閉弁を連動して開閉する制
    御手段と、 を備えたことを特徴とする冷凍サイクル。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の冷凍サイクルに於いて、
    前記凝縮器と前記第1開閉弁の間に気液を分離して液冷
    媒を導出するレシーバを設けたことを特徴とする冷凍サ
    イクル。
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2記載の冷凍サイク
    ルに於いて、前記制御手段は前記気液分離器内の液冷媒
    を検出する液面センサを有し、液面センサで検出された
    液面に応じて前記第1開閉弁と前記第2開閉弁を連動し
    て開閉することを特徴とする冷凍サイクル。
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