JPH0894192A - 蒸気圧縮式冷凍装置 - Google Patents

蒸気圧縮式冷凍装置

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JPH0894192A
JPH0894192A JP22697894A JP22697894A JPH0894192A JP H0894192 A JPH0894192 A JP H0894192A JP 22697894 A JP22697894 A JP 22697894A JP 22697894 A JP22697894 A JP 22697894A JP H0894192 A JPH0894192 A JP H0894192A
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JP
Japan
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refrigerant
condenser
pipe
heat exchanger
refrigerant flow
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Pending
Application number
JP22697894A
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English (en)
Inventor
Takayuki Masukawa
貴之 益川
Kenji Nasako
賢二 名迫
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 凝縮器内での熱交換効率を高め、従来装置に
比べ凝縮器内での圧力損失を低減させた蒸気圧縮式冷凍
装置を提供する。 【構成】 蒸気圧縮式冷凍装置において、凝縮器6
(7)の冷媒流路管の下面と、減圧器3の冷媒流入側と
を連結するバイパス配管8(9)を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、冷暖房運転や給湯・冷
凍などに供する蒸気圧縮式冷凍装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、室内空調に利用する蒸気圧縮式冷
凍装置は、主に4つの要素部品によって構成されてい
る。以下に、この冷凍サイクルについて、図3に基づい
て説明する。同図に示すように、圧縮機1と、凝縮器2
と、減圧器3と、蒸発器4で冷凍サイクルが構成されて
おり、それぞれの要素部品は金属配管を介して接続され
ている。そして、フロンR−22などの冷媒が、この冷
凍サイクル内を循環し、この冷媒が気体状態や液体状態
に変化することによって、熱の吸収または放出を行って
いる。
【0003】圧縮機1は、蒸発器4から送り込まれた低
圧のガス状冷媒を、圧縮することによって高温高圧のガ
ス状冷媒に変換し、この圧縮機1に金属配管を介して接
続された凝縮器2へ、高温高圧に圧縮されたガス状冷媒
を送り込んでいる。
【0004】そして、凝縮器2は、圧縮機1から送り込
まれた高温高圧のガス状冷媒を、空気または水等で冷却
することによって、高温高圧のガス状冷媒から熱を奪
い、ガス状冷媒を液化する。
【0005】減圧器3は、金属配管を介して凝縮器2に
接続されており、凝縮器2から高圧の液状冷媒が送り込
まれる。そして、この減圧器3では、高温高圧の液状冷
媒を、減圧することによって蒸発しやすい低温の液状冷
媒にしている。
【0006】蒸発器4は、金属配管を介して減圧器3に
接続されており、減圧器3から低温の液状冷媒が送り込
まれる。この蒸発器4内に送り込まれた液状冷媒は、蒸
発器4内を通過する間に周囲から熱を奪うことによって
蒸発し、低圧のガス状冷媒が圧縮機1内に再び送り込ま
れる。
【0007】以上の冷凍サイクルが繰り返すことによっ
て、凝縮器2で放熱を行い、蒸発器4で吸熱により冷凍
を発生させる。次に、図4を参照して、上記冷凍サイク
ルにおけるそれぞれの要素部品による冷媒の状態変化に
ついて説明する。図4は、上記冷凍サイクルのモリエル
線図を示しており、縦軸に圧力、横軸にエンタルピーを
とっている。尚、図中、xは冷媒の気相状態、液相状態
および気液2相状態の境界を示す曲線であり、頂点yよ
り右側の曲線部分は飽和蒸気線を示し、頂点yより左側
の曲線部分は飽和液線を示している。
【0008】そして、上記の飽和蒸気線の右側の領域で
は冷媒は過熱蒸気であり、飽和蒸気線の左側の領域では
冷媒は湿り蒸気となっている。また、上記の飽和液線の
左側の領域では冷媒は液体状態であり、飽和液線の右側
の領域では冷媒は湿り蒸気となっている。よって、図中
a−b間では、冷媒は圧縮機1で圧縮されることによっ
て、高温高圧の過熱蒸気となっている。また、図中b−
c間では、冷媒は凝縮器2内で凝縮されることによっ
て、過熱蒸気状態から液体状態になる。そして、図中c
−d間では、冷媒は減圧器3で減圧されることによっ
て、気液2相状態となる。図中d−a間では、液状の冷
媒は蒸発器4内で周囲から熱を奪うことによって蒸発
し、過熱蒸気となる。そして、過熱蒸気となった冷媒
が、再び圧縮機1内へ送り込まれることになる。
【0009】次に、凝縮器2および蒸発器4として用い
られる熱交換器の構成について説明する。図5は、上述
の冷凍サイクル内で用いられるプレートフィン形熱交換
器の斜視図である。
【0010】この熱交換器は、所定間隔を隔てて上下に
互いに平行に配設された複数本の冷媒流路管11と、冷
媒入口12に流入した冷媒を各冷媒流路管11を介して
冷媒出口13から吐出させるように、各冷媒流路管11
を連結するU字配管14と、冷媒流路管11に対して略
直角方向に配設され、各冷媒流路管11の周面に接触し
て取付られた放熱手段としての複数枚のプレートフィン
15とから構成されている。そして、この熱交換器を凝
縮器2として用いる場合には、圧縮機1から冷媒入口1
2に送り込まれた高温高圧のガス状冷媒が、プレートフ
ィン15を介して外部の空気または水等で冷却されるこ
とによって、各冷媒流路管11中のガス状冷媒から熱を
奪って液化させ(凝縮)、冷媒出口13から吐出させて
いる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】このため、従来の凝縮
器2では、図6に示すように、各冷媒流路管11内部で
は、凝縮されていない気相状態のガス状冷媒と、凝縮さ
れた液相状態の液状冷媒とが混在することになり、ガス
状冷媒が外部の空気または水等と液状冷媒を介せずに熱
交換する場合と、液状冷媒を介して熱交換する場合とが
発生する。
【0012】しかしながら、液状冷媒を介しての熱交換
は、ガス状冷媒が液状冷媒を介せずに熱交換する場合に
比較して熱交換効率が劣り、その結果、凝縮器2内の冷
媒流路管11の全長を長くしなければならず、圧力損失
が大きくなる虞れがあった。
【0013】本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもの
であって、凝縮器内での熱交換効率を高め、従来装置に
比べ凝縮器内での圧力損失を低減させた蒸気圧縮式冷凍
装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、蒸気圧縮式冷
凍装置において、凝縮器の冷媒流路管の下面と前記減圧
器の冷媒流入側とを連結するバイパス配管を備えている
ことを特徴とするものである。
【0015】その具体的構成として、バイパス配管は、
冷媒流路管の冷媒吐出側の下面と減圧器の冷媒流入側と
を連結するものである。更に、バイパス配管は、凝縮器
の下流側に配設された冷媒流路管の下面と減圧器の冷媒
流入側とを連結するものである。
【0016】また、バイパス配管は、前記凝縮器が蒸発
器として機能する際に冷媒通過を阻止する手段を備えて
いるものである。
【0017】
【作用】本発明によれば、凝縮器の冷媒流路管中のガス
状冷媒を、凝縮された液状冷媒を介せずに外部の空気ま
たは水等と熱交換させ易くなる。
【0018】また、バイパス配管により、冷媒流路管の
冷媒吐出側の下面と減圧器の冷媒流入側とを連結するこ
とにより、各冷媒流路管中において最も液状冷媒が発生
しやすいところから、バイパス配管を介して減圧器に液
状冷媒が供給される。
【0019】更に、バイパス配管により、凝縮器の下流
側に配設された冷媒流路管の下面と減圧器の冷媒流入側
とを連結することにより、バイパス配管へ誤って凝縮さ
れていないガス状冷媒が流れ込む虞れがない。
【0020】また、バイパス配管に、前記凝縮器が蒸発
器として機能する際に冷媒通過を阻止する手段を備える
ことにより、減圧器からの冷媒がバイパス配管を介して
蒸発器へ流入するのが阻止される。
【0021】
【実施例】以下、本発明の蒸気圧縮式冷凍装置につい
て、その一実施例を示す図面に基づいて説明する。
【0022】図1は本発明の蒸気圧縮式冷凍装置の冷媒
回路を示す概略構成図である。尚、上述の従来例(図
3)と同じ構成については、同一符号を付してある。図
において、5は四方弁であり、冷媒の流れる方向を切り
換えて冷・暖房運転を選択する。6は室内熱交換器であ
り、冷房運転時に蒸発器として機能し、暖房運転時には
凝縮器として機能する。7は室外熱交換器であり、暖房
運転時に蒸発器として機能し、冷房運転時には凝縮器と
して機能する。8は暖房運転時における室内熱交換器6
内の冷媒流路管の冷媒吐出側の下面と、その際のキャピ
ラリーチューブからなる減圧器3の冷媒流入側とを連結
する第1バイパス配管である。9は冷房運転時における
室外熱交換器7内の各冷媒流路管の冷媒吐出側の下面
と、その際のキャピラリーチューブ3の冷媒流入側とを
連結する第2バイパス配管である。
【0023】このように、第1および第2バイパス配管
8、9を、凝縮器として機能する際の冷媒流路管の冷媒
吐出側の下面と減圧器の冷媒流入側とに接続することに
より、各冷媒流路管中において最も液状冷媒が発生しや
すいところから、第1および第2バイパス配管8、9を
介して減圧器に液状冷媒が供給されることになる。
【0024】81は、第1バイパス配管8の途中に設け
られ、室内熱交換器6が凝縮器として機能する暖房運転
時に弁を開け、蒸発器として機能する冷房運転時に弁を
閉じて、冷房運転時にキャピラリーチューブ3からの冷
媒が第1バイパス配管8を介して室内熱交換器6内へ流
入するのを阻止する第1弁である。91は、第2バイパ
ス配管9の途中に設けられ、室外熱交換器7が凝縮器と
して機能する冷房運転時に弁を開け、蒸発器として機能
する暖房運転時に弁を閉じて、暖房運転時にキャピラリ
ーチューブ3からの冷媒が第2バイパス配管9を介して
室内熱交換器7内へ流入するのを阻止する第2弁であ
る。尚、室内熱交換器6および室外熱交換器7は、とも
に上述したプレートフィン形熱交換器である。
【0025】次に、上記構成の備えた本発明の蒸気圧縮
式冷凍装置における凝縮動作について、暖房運転時の場
合を例に、本発明の室内熱交換器6の要部断面図(図
2)を参照して説明する。尚、本発明の冷凍サイクルの
基本的な動作原理は、上述した従来例と同一であるので
詳細説明は省略する。
【0026】図2に示すように、暖房運転時には、室内
熱交換器6が凝縮器として機能するため、圧縮機1から
の高温高圧のガス状冷媒が冷媒入口22に流入し、各冷
媒流路管21中のガス状冷媒から熱を奪って液化させ、
液状冷媒を冷媒出口23から吐出させてキャピラリーチ
ューブ3へ送り込んでいる。そして、この各冷媒流路管
21の冷媒吐出側の下面とキャピラリーチューブ3との
間には、上記した第1バイパス配管8が設けられている
ため、各冷媒流路管21において凝縮された液状冷媒
は、その全てが下流側に配設された冷媒流路管21へ供
給されず、一部(本実施例では、キャピラリーチューブ
3への供給量の50%程度)が第1バイパス配管8を介
してキャピラリーチューブ3に直接供給されることにな
る。これにより、凝縮器の冷媒流路管21中のガス状冷
媒が液状冷媒を介せずに外部の空気または水等と熱交換
し易くなり、従来装置に比べ熱交換効率が良くなる。こ
のため、従来装置に比較して、凝縮器内での冷媒流路管
21の全長を短くすることが可能となり、その結果、圧
力損失を低減させることができる。
【0027】尚、上記実施例では凝縮器内での各冷媒流
路管の全てにバイパス配管を設けた場合について説明し
たが、この他に、冷媒流路管中に液状冷媒の割合が多く
なる凝縮器の下流側に配設された冷媒流路管にのみ設け
るようにしてもよい。この場合には、バイパス配管へ誤
って凝縮されていないガス状冷媒が流れ込む虞れがな
い。
【0028】
【発明の効果】以上のとおり本発明によれば、凝縮器の
冷媒流路管中のガス状冷媒を、凝縮された液状冷媒を介
せずに外部の空気または水等と熱交換させ易くなり、凝
縮器の熱交換効率を向上させることができる。
【0029】また、従来装置に比べて、冷媒流路管の全
長を短くし、圧力損失を低減させることが出来、冷凍装
置の小型化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の蒸気圧縮式冷凍装置の冷媒回路の概念
図である。
【図2】本発明の室内熱交換器6の要部断面図である。
【図3】従来の蒸気圧縮式冷凍装置の冷媒回路の概念図
である。
【図4】蒸気圧縮式冷凍装置における冷凍サイクルのモ
リエル線図である。
【図5】プレートフィン形熱交換器の斜視図である。
【図6】従来の凝縮器の要部断面図である。
【符号の説明】
1 圧縮機 2 凝縮器 3 減圧器 4 蒸発器 5 四方弁 6 室内熱交換器 7 室外熱交換器 8 第1バイパス配管 9 第2バイパス配管 11、21 冷媒流路管 12、22 冷媒入口 13、23 冷媒出口 81 第1弁(阻止手段) 91 第2弁(阻止手段)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧縮機と、蒸発器と、減圧器と、所定間隔
    を隔てて配設された複数本の冷媒流路管が配管により連
    結された凝縮器と、を接続して冷凍サイクルを構成する
    蒸気圧縮式冷凍装置において、 前記凝縮器の冷媒流路管の下面と前記減圧器の冷媒流入
    側とを連結するバイパス配管を備えていることを特徴と
    する蒸気圧縮式冷凍装置。
  2. 【請求項2】前記バイパス配管は、前記冷媒流路管の冷
    媒吐出側の下面と前記減圧器の冷媒流入側とを連結する
    ことを特徴とする請求項1記載の蒸気圧縮式冷凍装置。
  3. 【請求項3】前記バイパス配管は、前記凝縮器の下流側
    に配設された冷媒流路管の下面と前記減圧器の冷媒流入
    側とを連結することを特徴とする請求項1または2記載
    の蒸気圧縮式冷凍装置。
  4. 【請求項4】前記バイパス配管は、前記凝縮器が蒸発器
    として機能する際に冷媒通過を阻止する手段を備えてい
    ることを特徴とする請求項1ないし3記載の蒸気圧縮式
    冷凍装置。
JP22697894A 1994-09-21 1994-09-21 蒸気圧縮式冷凍装置 Pending JPH0894192A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100473712B1 (ko) * 2002-05-29 2005-03-08 진금수 냉동 사이클
KR100710057B1 (ko) * 2006-02-27 2007-04-20 주식회사 대우일렉트로닉스 에어컨의 냉각 시스템

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KR100473712B1 (ko) * 2002-05-29 2005-03-08 진금수 냉동 사이클
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