JPH10160269A

JPH10160269A - 冷凍装置

Info

Publication number: JPH10160269A
Application number: JP31913196A
Authority: JP
Inventors: Akira Fujitaka; 章藤高; Shigeto Yamaguchi; 成人山口; Yuichi Kusumaru; 雄一薬丸; Yoshinori Kobayashi; 義典小林; Kanji Haneda; 完爾羽根田; Shinji Watanabe; 伸二渡辺
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-11-29
Filing date: 1996-11-29
Publication date: 1998-06-19

Abstract

(57)【要約】【課題】混合冷媒を用いる冷凍装置で、その混合冷媒
の熱物性上、性能が低下する場合に、冷凍装置の性能向
上を目的とする。【解決手段】凝縮器２と絞り装置４の間に、蒸発器５
の低温凝縮水により凝縮器２出口冷媒を冷却する過冷却
器３を接続し冷凍効果を増加させ、上記目的を達成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、混合冷媒を用いた
冷凍装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、Ｒ２２を用いた冷凍装置は図９に
示すように圧縮機２１、凝縮器２２、絞り装置２３、蒸
発器２４を、環状に接続し冷凍サイクルを構成してい
る。以上のように構成された冷凍装置について、以下そ
の動作について説明する。

【０００３】圧縮機２１で圧縮された高温高圧の冷媒蒸
気は、凝縮器２２で放熱し、凝縮液化する。その後、絞
り装置２３で減圧膨張されて低温低圧の冷媒となり蒸発
器２４で吸熱して蒸発、気化した後、低温低圧の冷媒蒸
気となり、再び圧縮機２１で圧縮され冷凍サイクルを繰
り返す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、Ｒ３２とＲ１２５の混合冷媒を使用する
と以下のような課題があった。

【０００５】図１０はＲ２２とＲ３２とＲ１２５の混合
冷媒であるＲ４１０Ａをモリエル線図上に、同一凝縮温
度、蒸発温度の冷凍サイクルをそれぞれの冷媒に対し表
したものである。Ｒ２２と比較しＲ４１０Ａは臨界温度
が低く、凝縮温度が高くなると凝縮潜熱が小さくなり、
冷凍効果が小さくなるため、エネルギー効率（冷凍効果
と圧縮仕事の比）が低下する。また、凝縮器２２で過冷
却度を大きくとり冷凍効果を大きくすると、凝縮器２２
内の過冷却冷媒の占める割合が増加するが、過冷却冷媒
の熱伝達率は、気液二層冷媒の熱伝達率より低く凝縮器
２２の性能が低下し、さらに凝縮温度が上昇しエネルギ
ー効率の低下を招く。

【０００６】本発明は上記従来例の課題を解決するもの
で、凝縮温度が高くなってもエネルギー効率の低下する
ことのない冷凍装置を提供することを目的としたもので
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、沸点の異なる２種類以上の冷媒としてＲ
３２とＲ１２５を混合した混合冷媒を用い、圧縮機と凝
縮器と絞り装置と蒸発器を環状に接続して冷凍サイクル
を構成した冷凍装置において、凝縮器と絞り装置の間に
凝縮器出口冷媒を冷却する過冷却器を設けたことを特徴
とするものである。

【０００８】このような構成では、過冷却器において蒸
発器の低温凝縮水により高圧の凝縮器出口冷媒を冷却し
過冷却度を大きくとることができるため、凝縮器の性能
を低下させることなく冷凍効果を増加させ、エネルギー
効率の向上を図れる。

【０００９】

【発明の実施の形態】上記課題を解決するために、本発
明は、沸点の異なる２種類以上の冷媒としてＲ３２とＲ
１２５を混合した混合冷媒を用い、圧縮機と凝縮器と絞
り装置と蒸発器を環状に接続して冷凍サイクルを構成し
た冷凍装置において、凝縮器と絞り装置の間に蒸発器の
低温凝縮水により凝縮器出口冷媒を冷却する過冷却器を
設けたことを特徴とするものである。

【００１０】このような構成では、過冷却器において蒸
発器の低温凝縮水により高圧の凝縮器出口冷媒を冷却し
過冷却度を大きくとることができるため、凝縮器の性能
を低下させることなく冷凍効果を増加させ、エネルギー
効率の向上を図れる。

【００１１】また、本発明は、凝縮器と絞り装置を接続
する配管と、蒸発器と圧縮機を接続する吸入配管を接触
し熱交換させる液ガス熱交換器を設けた事を特徴とする
ものである。

【００１２】このような構成では、液ガス熱交換器にお
いて高圧、高温の凝縮器出口冷媒と低圧、低温の圧縮機
吸入冷媒を熱交換させ、凝縮器出口冷媒を冷却し過冷却
度を大きくとることができ、凝縮器の性能を低下させる
ことなく冷凍効果を増加させ、エネルギー効率の向上を
図れるとともに、圧縮機吸入冷媒を過熱させ、圧縮機に
液冷媒を吸入することを防ぐため、圧縮機の信頼性向上
を図ることができる。

【００１３】また、本発明は沸点の異なる２種類以上の
冷媒としてＲ３２とＲ１２５を混合した混合冷媒を用
い、圧縮機、４方弁、利用側熱交換器、過冷却器、絞り
装置、熱源側熱交換器を環状に接続して冷凍サイクルを
構成した冷凍装置において、過冷却器の入口配管と出口
配管の間に、利用側熱交換器を凝縮器として使用する時
のみ冷媒が流れるように逆止弁を具備したバイパス回路
を設けた事を特徴とするものである。

【００１４】このような構成では、利用側熱交換器が凝
縮器として使用する場合、過冷却器において蒸発器の低
温凝縮水または蒸発器で熱交換された低温空気により高
圧の凝縮器出口冷媒を冷却し過冷却度を大きくとること
ができるため、利用側熱交換器の性能を低下させること
なく冷凍効果を増加させ、エネルギー効率の向上を図
れ、さらに、利用側熱交換器を蒸発器として使用する時
は逆止弁により過冷却器をバイパスし、冷媒を流さない
ため過冷却器からの熱ロスを防ぐことができる。

【００１５】また、本発明は、沸点の異なる２種類以上
の冷媒としてＲ３２とＲ１２５を混合した混合冷媒を用
い、圧縮機、４方弁、利用側熱交換器、絞り装置、熱源
側熱交換器を環状に接続して冷凍サイクルを構成した冷
凍装置において、絞り装置と熱源側熱交換器を接続する
配管と、４方弁と圧縮機を接続する吸入配管を接触させ
た液ガス熱交換器を設け、熱源側熱交換器を凝縮器とし
て使用する時のみ、液ガス熱交換器に冷媒が流れるよう
に逆止弁を具備したバイパス回路を、絞り装置出口と熱
源側熱交換器入口に設けた事を特徴とするものである。

【００１６】このような構成では、熱源側熱交換器を凝
縮器として使用する場合、液ガス熱交換器において高
圧、高温の凝縮器出口冷媒と低圧、低温の圧縮機吸入冷
媒を熱交換させ、凝縮器出口冷媒を冷却し過冷却度を大
きくとることができ、凝縮器の性能を低下させることな
く冷凍効果を増加させ、エネルギー効率の向上を図れる
とともに、圧縮機吸入冷媒を過熱させ、圧縮機に液冷媒
を吸入することを防ぐため、圧縮機の信頼性向上を図る
ことができ、さらに、熱源側熱交換器を蒸発器として使
用する時は逆止弁により液ガス熱交換器をバイパスし冷
媒を流さないため、液ガス熱交換器からの熱ロスを防ぐ
ことができる。

【００１７】また、本発明は、沸点の異なる２種類以上
の冷媒としてＲ３２とＲ１２５を混合した混合冷媒を用
い、圧縮機、４方弁、利用側熱交換器、逆止弁ブリッ
ジ、過冷却器、絞り装置、熱源側熱交換器を環状に接続
して冷凍サイクルを構成した冷凍装置において、逆止弁
ブリッジは、４個の逆止弁を用い、４方弁の切り替えに
より利用側熱交換器が凝縮器、蒸発器どちらで使用され
るときも、過冷却器、絞り装置の順番で冷媒が流れるよ
うに構成された事を特徴とするものである。

【００１８】このような構成では、利用側熱交換器が凝
縮器、蒸発器どちらで使用される時も、高圧の凝縮冷媒
は過冷却器、絞り装置の順番で流れるため、過冷却器に
おいて蒸発器の低温凝縮水により高圧、高温の凝縮器出
口冷媒を冷却し過冷却度を大きくとることができ、凝縮
器の性能を低下させることなく冷凍効果を増加させ、エ
ネルギー効率の向上を図ることができる。

【００１９】また、本発明は、沸点の異なる２種類以上
の冷媒としてＲ３２とＲ１２５を混合した混合冷媒を用
い、圧縮機、４方弁、利用側熱交換器、逆止弁ブリッ
ジ、液ガス熱交換器、絞り装置、熱源側熱交換器を環状
に接続して冷凍サイクルを構成した冷凍装置において、
逆止弁ブリッジは、４個の逆止弁を用い、４方弁の切り
替えにより利用側熱交換器が凝縮器、蒸発器どちらで使
用されるときも、液ガス熱交換器、絞り装置の順番で冷
媒が流れるように構成された事を特徴とするものであ
る。

【００２０】このような構成では、利用側熱交換器が凝
縮器、蒸発器どちらで使用される時も、高圧の凝縮冷媒
は液ガス熱交換器、絞り装置の順番で流れるため、液ガ
ス熱交換器において高圧、高温の凝縮器出口冷媒と低
圧、低温の圧縮機吸入冷媒を熱交換させ、凝縮器出口冷
媒を冷却し過冷却度を大きくとることができ、凝縮器の
性能を低下させることなく冷凍効果を増加させ、エネル
ギー効率の向上を図れるとともに、圧縮機吸入冷媒を過
熱させ、圧縮機に液冷媒を吸入することを防ぐため、圧
縮機の信頼性向上を図ることができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参考に
説明する。

【００２２】（実施例１）図１は本発明の冷凍装置の冷
凍サイクル図である。

【００２３】同図において１は圧縮機、２は凝縮器、３
は過冷却器、４は絞り装置、５は蒸発器で環状に接続し
て冷凍サイクルの主回路を構成し、過冷却器３は蒸発器
５が空気中から吸熱する時に生じる低温の凝縮水により
冷却される。この冷凍装置に用いられる冷媒はＲ３２と
Ｒ１２５の混合冷媒であるＲ４１０Ａである。

【００２４】また、図２はＲ４１０Ａのモリエル線図上
に、この冷凍装置の各位置での冷媒の状態を示したもの
である。

【００２５】上記構成の冷凍装置の動作を図２を用いて
説明する。圧縮機１で圧縮された（〜）高温高圧の
冷媒蒸気は、凝縮器２で放熱し（〜）、凝縮液化す
る。その後、過冷却器３を通り（〜）、絞り装置４
で減圧膨張されて（〜）低温低圧の冷媒となり蒸発
器５で吸熱して蒸発、気化した（〜）後、低温低圧
の冷媒蒸気となり、再び圧縮機１に吸入され冷凍サイク
ルを繰り返す。この時、凝縮器２で凝縮液化した冷媒
は、過冷却器３により蒸発器５が空気中から吸熱する時
に生じる低温の凝縮水で冷却され、冷媒の過冷却度は大
きくなる。

【００２６】冷凍装置のエネルギー効率（ＣＯＰ）は次
式で表される。

【００２７】

【数１】

【００２８】従って、冷凍効果が大きくなればエネルギ
ー効率も高くなる。過冷却器３により冷却され、冷媒の
過冷却度が大きくなれば、蒸発器５における冷凍効果Δ
ｈ＝ｈ₇−ｈ₅となり、過冷却器３が無い場合のｈ₇−ｈ₄
に比べ大きくなりエネルギー効率も高くなる。

【００２９】また、過冷却器３で冷媒を冷却し過冷却度
を大きくするため、凝縮器２内の過冷却冷媒の占める割
合が増加せず、凝縮器２の性能は低下しないため、凝縮
温度の上昇を防ぎ、エネルギー効率の低下を防ぐことも
できる。

【００３０】（実施例２）図３は本発明の冷凍装置の冷
凍サイクル図である。

【００３１】同図において第１の実施例と同じものには
同一の番号を付してあり、６は凝縮器２と絞り装置４を
接続する配管と、蒸発器５と圧縮機１を接続する吸入配
管を接触し熱交換させる液ガス熱交換器である。

【００３２】また、図４はＲ４１０Ａのモリエル線図上
に、この冷凍装置の各位置での冷媒の状態を示したもの
である。

【００３３】上記構成の冷凍装置の動作を図４を用いて
説明する。圧縮機１で圧縮された（〜）高温高圧の
冷媒蒸気は、凝縮器２で放熱し（〜）、凝縮液化す
る。その後、液ガス熱交換器６を通り（〜）、絞り
装置４で減圧膨張されて（〜）低温低圧の冷媒とな
り蒸発器５で吸熱して蒸発、気化した（〜）後、低
温低圧の冷媒蒸気となり、液ガス熱交換器６を通り（
〜）再び圧縮機１に吸入され冷凍サイクルを繰り返
す。この時、凝縮器２で凝縮液化した冷媒は、液ガス熱
交換器６により、蒸発器５からでてきた低温低圧の冷媒
蒸気により冷却され、冷媒の過冷却度は大きくなる。ま
た、蒸発器５からでてきた冷媒は凝縮器２で凝縮液化し
た高圧高温冷媒により過熱され圧縮機１に吸入される。
従って、蒸発器５の冷凍効果が大きくなりエネルギー効
率も高くなるとともに、圧縮機１に吸入される冷媒は液
ガス熱交換器６により過熱されるため、圧縮機１に液冷
媒を吸入することを防ぎ、圧縮機１の信頼性を向上させ
ることができる。

【００３４】また、液ガス熱交換器６で冷媒を冷却し過
冷却度を大きくするため、凝縮器内の過冷却冷媒の占め
る割合が増加せず、凝縮器の性能は低下しないため、凝
縮温度の上昇を防ぎ、エネルギー効率の低下を防ぐこと
もできる。

【００３５】（実施例３）図５は本発明の冷凍装置の冷
凍サイクル図である。

【００３６】同図において第１の実施例と同じものには
同一の番号を付してあり、１は圧縮機、７は４方弁、８
は利用側熱交換器、３は過冷却器、４は絞り装置、９は
熱源側熱交換器で環状に接続して冷凍サイクルの主回路
を構成し、１０は過冷却器３のバイパス回路で、過冷却
器３の入口配管と出口配管の間に、利用側熱交換器８を
凝縮器として使用する時のみ冷媒が流れるように逆止弁
１１を設けている。また、過冷却器３は熱源側熱交換器
９が蒸発器として作用し、空気中から吸熱する時に生じ
る低温の凝縮水により冷却される。この冷凍装置に用い
られる冷媒はＲ３２とＲ１２５の混合冷媒であるＲ４１
０Ａである。

【００３７】上記構成の冷凍装置の動作を説明する。利
用側熱交換器８が凝縮器、熱源側熱交換器９が蒸発器と
して作用する場合、圧縮機１で圧縮された高温高圧の冷
媒蒸気は、４方弁７を通り利用側熱交換器８（凝縮器）
で放熱し、凝縮液化する。その後、逆止弁１１のためバ
イパス回路１０には流れず、過冷却器３を通り、絞り装
置４で減圧膨張されて低温低圧の冷媒となり熱源側熱交
換器９（蒸発器）で吸熱して蒸発、気化した後、４方弁
７を通り、再び圧縮機１に吸入され冷凍サイクルを繰り
返す。この時、利用側熱交換器８（凝縮器）で凝縮液化
した冷媒は、過冷却器３により蒸発器が空気中から吸熱
する時に生じる低温の凝縮水で冷却され、冷媒の過冷却
度は大きくなる。従って、冷凍効果が大きくなればエネ
ルギー効率も高くなる。

【００３８】また、過冷却器３で冷媒を冷却し過冷却度
を大きくするため、利用側熱交換器８（凝縮器）内の過
冷却冷媒の占める割合が増加せず、利用側熱交換器８
（凝縮器）の性能は低下しないため、凝縮温度の上昇を
防ぎ、エネルギー効率の低下を防ぐこともできる。

【００３９】次に、利用側熱交換器８が蒸発器、熱源側
熱交換器９が凝縮器として作用する場合、圧縮機１で圧
縮された高温高圧の冷媒蒸気は、４方弁７を通り熱源側
熱交換器９（凝縮器）で放熱し、凝縮液化する。その
後、絞り装置４で減圧膨張されて低温低圧の冷媒とな
り、バイパス回路１０を通り過冷却器３をバイパスし
て、利用側熱交換器８（蒸発器）で吸熱して蒸発、気化
した後、４方弁７を通り、再び圧縮機１に吸入され冷凍
サイクルを繰り返す。

【００４０】もし、過冷却器３のバイパス回路１０が無
い場合、蒸発器に入る前の低温冷媒が過冷却器３に流れ
る時、高温の熱源側熱交換器９（凝縮器）の近くを流
れ、吸熱し熱ロスが生じるため、利用側熱交換器８（蒸
発器）での冷凍効果が小さくなり、エネルギー効率は低
下する。従って、過冷却器３のバイパス回路１０により
熱ロスを低減できる。

【００４１】なお、上記実施例では過冷却器３の冷却熱
源として、熱源側熱交換器９（蒸発器）が空気中から吸
熱する時に生じる低温の凝縮水を用いたが、他の形態と
して熱源側熱交換器９（蒸発器）で熱交換された低温空
気を用いても同様な効果を奏する。

【００４２】（実施例４）図６は本発明の冷凍装置の冷
凍サイクル図である。

【００４３】同図において第３の実施例と同じものには
同一の番号を付してあり、６は利用側熱交換器８と絞り
装置４を接続する配管と、４方弁７と圧縮機１を接続す
る吸入配管を接触し熱交換させる液ガス熱交換器であ
る。１０は液ガス熱交換器６のバイパス回路で、液ガス
熱交換器６の入口配管と出口配管の間に、利用側熱交換
器８を凝縮器として使用する時のみ冷媒が流れるように
逆止弁１１を設けている。この冷凍装置に用いられる冷
媒はＲ３２とＲ１２５の混合冷媒であるＲ４１０Ａであ
る。

【００４４】上記構成の冷凍装置の動作を説明する。利
用側熱交換器８が凝縮器、熱源側熱交換器９が蒸発器と
して作用する場合、圧縮機１で圧縮された高温高圧の冷
媒蒸気は、４方弁７を通り利用側熱交換器８（凝縮器）
で放熱し、凝縮液化する。その後、逆止弁１１のためバ
イパス回路１０には流れず、液ガス熱交換器６を通り、
絞り装置４で減圧膨張されて低温低圧の冷媒となり熱源
側熱交換器９（蒸発器）で吸熱して蒸発、気化した後、
４方弁７、液ガス熱交換器６を通り、再び圧縮機１に吸
入され冷凍サイクルを繰り返す。この時、利用側熱交換
器８（凝縮器）で凝縮液化した冷媒は、液ガス熱交換器
６により、熱源側熱交換器９（蒸発器）からでてきた低
温低圧の冷媒蒸気により冷却され、冷媒の過冷却度は大
きくなる。また、熱源側熱交換器９（蒸発器）からでて
きた冷媒は利用側熱交換器８（凝縮器）で凝縮液化した
高圧高温冷媒により過熱され圧縮機１に吸入される。従
って、熱源側熱交換器９（蒸発器）の冷凍効果が大きく
なりエネルギー効率も高くなるとともに、圧縮機１に吸
入される冷媒は液ガス熱交換器６により過熱されるた
め、圧縮機１に液冷媒を吸入することを防ぎ、圧縮機１
の信頼性を向上させることができる。

【００４５】また、液ガス熱交換器６で冷媒を冷却し過
冷却度を大きくするため、利用側熱交換器８（凝縮器）
内の過冷却冷媒の占める割合が増加せず、利用側熱交換
器８（凝縮器）の性能は低下しないため、凝縮温度の上
昇を防ぎ、エネルギー効率の低下を防ぐこともできる。

【００４６】次に、利用側熱交換器８が蒸発器、熱源側
熱交換器９が凝縮器として作用する場合、圧縮機１で圧
縮された高温高圧の冷媒蒸気は、４方弁７を通り熱源側
熱交換器９（凝縮器）で放熱し、凝縮液化する。その
後、絞り装置４で減圧膨張されて低温低圧の冷媒とな
り、バイパス回路１０を通り液ガス熱交換器６をバイパ
スして、利用側熱交換器８（蒸発器）で吸熱して蒸発、
気化した後、４方弁７、液ガス熱交換器６を通り、再び
圧縮機１に吸入され冷凍サイクルを繰り返す。

【００４７】もし、液ガス熱交換器６のバイパス回路１
０が無い場合、利用側熱交換器８（蒸発器）に入る前の
低温冷媒が液ガス熱交換器６により圧縮機１の吸入冷媒
と熱交換し熱ロスが生じ、蒸発器での冷凍効果が小さく
なりエネルギー効率は低下する。従って、液ガス熱交換
器６のバイパス回路１０により熱ロスを低減できる。

【００４８】（実施例５）図７は本発明の冷凍装置の冷
凍サイクル図である。

【００４９】同図において第３の実施例と同じものには
同一の番号を付してあり、１２は４個の逆止弁を用いた
逆止弁ブリッジで、利用側熱交換器８と熱源側熱交換器
９の間に設け、利用側熱交換器８が凝縮器、蒸発器どち
らで使用されるときも、過冷却器３、絞り装置４の順番
で冷媒が流れるように構成されている。また、過冷却器
３は利用側熱交換器８または熱源側熱交換器９が蒸発器
として作用し、空気中から吸熱する時に生ずる低温の凝
縮水により冷媒を冷却する。この冷凍装置に用いられる
冷媒はＲ３２とＲ１２５の混合冷媒であるＲ４１０Ａで
ある。

【００５０】上記構成の冷凍装置の動作を説明する。利
用側熱交換器８が凝縮器、熱源側熱交換器９が蒸発器と
して作用する場合、圧縮機１で圧縮された高温高圧の冷
媒蒸気は、４方弁７を通り利用側熱交換器８（凝縮器）
で放熱し、凝縮液化する。その後、逆止弁ブリッジ１２
のため、先に過冷却器３を通り、絞り装置４で減圧膨張
されて低温低圧の冷媒となり熱源側熱交換器９（蒸発
器）で吸熱して蒸発、気化した後、４方弁７を通り、再
び圧縮機１に吸入され冷凍サイクルを繰り返す。この
時、利用側熱交換器８（凝縮器）で凝縮液化した冷媒
は、過冷却器３により熱源側熱交換器９が空気中から吸
熱する時に生じる低温の凝縮水で冷却され、冷媒の過冷
却度は大きくなる。従って、冷凍効果が大きくなればエ
ネルギー効率も高くなる。

【００５１】また、過冷却器３で冷媒を冷却し過冷却度
を大きくするため、利用側熱交換器８（凝縮器）内の過
冷却冷媒の占める割合が増加せず、利用側熱交換器８
（凝縮器）の性能は低下しないため、凝縮温度の上昇を
防ぎ、エネルギー効率の低下を防ぐこともできる。

【００５２】次に、利用側熱交換器８が蒸発器、熱源側
熱交換器９が凝縮器として作用する場合、圧縮機１で圧
縮された高温高圧の冷媒蒸気は、４方弁７を通り熱源側
熱交換器９（凝縮器）で放熱し、凝縮液化する。その
後、逆止弁ブリッジ１２のため、先に過冷却器３を通
り、絞り装置４で減圧膨張されて低温低圧の冷媒とな
り、利用側熱交換器８（蒸発器）で吸熱して蒸発、気化
した後、４方弁７を通り、再び圧縮機１に吸入され冷凍
サイクルを繰り返す。この時、熱源側熱交換器９（凝縮
器）で凝縮液化した冷媒は、過冷却器３により利用側熱
交換器８が空気中から吸熱する時に生じる低温の凝縮水
で冷却され、冷媒の過冷却度は大きくなる。従って、冷
凍効果が大きくなり、エネルギー効率も高くなる。

【００５３】また、過冷却器３で冷媒を冷却し過冷却度
を大きくするため、熱源側熱交換器９（凝縮器）内の過
冷却冷媒の占める割合が増加せず、熱源側熱交換器９
（凝縮器）の性能は低下しないため、凝縮温度の上昇を
防ぎ、エネルギー効率の低下を防ぐこともできる。

【００５４】このように利用側熱交換器８が凝縮器、蒸
発器として作用するどちらの場合でも、過冷却器３によ
る冷凍効果増加とエネルギー効率の向上を図れる。

【００５５】また、過冷却器３で冷媒を冷却し過冷却度
を大きくするため、利用側熱交換器８または熱源側熱交
換器９が凝縮器として作用する時、凝縮器内の過冷却冷
媒の占める割合が増加せず、凝縮器の性能は低下しない
ため、凝縮温度の上昇を防ぎ、エネルギー効率の低下を
防ぐこともできる。

【００５６】（実施例６）図８は本発明の冷凍装置の冷
凍サイクル図である。

【００５７】同図において第４の実施例と同じものには
同一の番号を付してあり、１２は４個の逆止弁を用いた
逆止弁ブリッジで、利用側熱交換器８と熱源側熱交換器
９の間に設け、利用側熱交換器８が凝縮器、蒸発器どち
らで使用される時も、液ガス熱交換器６、絞り装置４の
順番で冷媒が流れるように構成されている。この冷凍装
置に用いられる冷媒はＲ３２とＲ１２５の混合冷媒であ
るＲ４１０Ａである。

【００５８】上記構成の冷凍装置の動作を説明する。利
用側熱交換器８が凝縮器、熱源側熱交換器９が蒸発器と
して作用する場合、圧縮機１で圧縮された高温高圧の冷
媒蒸気は、４方弁７を通り利用側熱交換器８（凝縮器）
で放熱し、凝縮液化する。その後、逆止弁ブリッジ１２
のため、先に液ガス熱交換器６を通り、絞り装置４で減
圧膨張されて低温低圧の冷媒となり熱源側熱交換器９
（蒸発器）で吸熱して蒸発、気化した後、４方弁７、液
ガス熱交換器６を通り、再び圧縮機１に吸入され冷凍サ
イクルを繰り返す。この時、利用側熱交換器８（凝縮
器）で凝縮液化した冷媒は、液ガス熱交換器６により、
熱源側熱交換器９（蒸発器）からでてきた低温低圧の冷
媒蒸気により冷却され、冷媒の過冷却度は大きくなる。
また、熱源側熱交換器９（蒸発器）からでてきた冷媒は
利用側熱交換器８（凝縮器）で凝縮液化した高圧高温冷
媒により過熱され圧縮機１に吸入される。従って、熱源
側熱交換器９（蒸発器）の冷凍効果が大きくなりエネル
ギー効率も高くなるとともに、圧縮機１に吸入される冷
媒は液ガス熱交換器６により過熱されるため、圧縮機１
に液冷媒を吸入することを防ぎ、圧縮機１の信頼性を向
上させることができる。

【００５９】また、液ガス熱交換器６で冷媒を冷却し過
冷却度を大きくするため、利用側熱交換器８（凝縮器）
内の過冷却冷媒の占める割合が増加せず、利用側熱交換
器８（凝縮器）の性能は低下しないため、凝縮温度の上
昇を防ぎ、エネルギー効率の低下を防ぐこともできる。

【００６０】次に、利用側熱交換器８が蒸発器、熱源側
熱交換器９が凝縮器として作用する場合、圧縮機１で圧
縮された高温高圧の冷媒蒸気は、４方弁７を通り熱源側
熱交換器９（凝縮器）で放熱し、凝縮液化する。その
後、逆止弁ブリッジ１２のため、先に液ガス熱交換器６
を通り、絞り装置４で減圧膨張されて低温低圧の冷媒と
なり利用側熱交換器８（蒸発器）で吸熱して蒸発、気化
した後、４方弁７、液ガス熱交換器６を通り、再び圧縮
機１に吸入され冷凍サイクルを繰り返す。この時、熱源
側熱交換器９（凝縮器）で凝縮液化した冷媒は、液ガス
熱交換器６により、利用側熱交換器８（蒸発器）からで
てきた低温低圧の冷媒蒸気により冷却され、冷媒の過冷
却度は大きくなる。また、利用側熱交換器８（蒸発器）
からでてきた冷媒は熱源側熱交換器９（凝縮器）で凝縮
液化した高圧高温冷媒により過熱され圧縮機１に吸入さ
れる。従って、利用側熱交換器８（蒸発器）の冷凍効果
が大きくなりエネルギー効率も高くなるとともに、圧縮
機１に吸入される冷媒は液ガス熱交換器６により過熱さ
れるため、圧縮機１に液冷媒を吸入することを防ぎ、圧
縮機１の信頼性を向上させることができる。

【００６１】また、液ガス熱交換器６で冷媒を冷却し過
冷却度を大きくするため、熱源側熱交換器９（凝縮器）
内の過冷却冷媒の占める割合が増加せず、熱源側熱交換
器９（凝縮器）の性能は低下しないため、凝縮温度の上
昇を防ぎ、エネルギー効率の低下を防ぐこともできる。

【００６２】このように利用側熱交換器８が凝縮器、蒸
発器として作用するどちらの場合でも、液ガス熱交換器
６による冷凍効果増加とエネルギー効率の向上を図れる
とともに、圧縮機１に吸入される冷媒は液ガス熱交換器
６により過熱されるため、圧縮機１に液冷媒を吸入する
ことを防ぎ、圧縮機１の信頼性を向上させることができ
る。

【００６３】また、液ガス熱交換器６で冷媒を冷却し過
冷却度を大きくするため、利用側熱交換器８または熱源
側熱交換器９が凝縮器として作用する時、凝縮器内の過
冷却冷媒の占める割合が増加せず、凝縮器の性能は低下
しないため、凝縮温度の上昇を防ぎ、エネルギー効率の
低下を防ぐこともできる。

【００６４】

【発明の効果】請求項１、７、８の発明の冷凍装置によ
れば、過冷却器において蒸発器によって生じる低温凝縮
水により高圧の凝縮器出口冷媒を冷却し過冷却度を大き
くとることができるため、凝縮器の性能を低下させるこ
となく冷凍効果を増加させ、エネルギー効率の向上を図
れる。

【００６５】請求項２、７の発明の冷凍装置によれば、
液ガス熱交換器において高圧、高温の凝縮器出口冷媒と
低圧、低温の圧縮機吸入冷媒を熱交換させ、凝縮器出口
冷媒を冷却し過冷却度を大きくとることができ、凝縮器
の性能を低下させることなく冷凍効果を増加させ、エネ
ルギー効率の向上を図れるとともに、圧縮機吸入冷媒を
過熱させ、圧縮機に液冷媒を吸入することを防ぐため、
圧縮機の信頼性向上を図ることができる。

【００６６】請求項３、７から９の発明の冷凍装置によ
れば、利用側熱交換器が凝縮器として使用する場合、過
冷却器において蒸発器の低温凝縮水または、蒸発器で熱
交換された低温空気により高圧の凝縮冷媒を冷却し過冷
却度を大きくとることができるため、利用側熱交換器の
性能を低下させることなく冷凍効果を増加させ、エネル
ギー効率の向上を図れ、さらに、利用側熱交換器を蒸発
器として使用する時は逆止弁を有すバイパス回路により
過冷却器をバイパスし、冷媒を流さないため過冷却器か
らの熱ロスを防ぐことができる。

【００６７】請求項４、７の発明の冷凍装置によれば、
熱源側熱交換器を凝縮器として使用する場合、液ガス熱
交換器において高圧、高温の凝縮器出口冷媒と低圧、低
温の圧縮機吸入冷媒を熱交換させ、凝縮器出口冷媒を冷
却し過冷却度を大きくとることができ、凝縮器の性能を
低下させることなく冷凍効果を増加させ、エネルギー効
率の向上を図れるとともに、圧縮機吸入冷媒を過熱さ
せ、圧縮機に液冷媒を吸入することを防ぐため、圧縮機
の信頼性向上を図ることができ、さらに、熱源側熱交換
器を蒸発器として使用する時は逆止弁を有すバイパス回
路により液ガス熱交換器をバイパスし冷媒を流さないた
め、液ガス熱交換器からの熱ロスを防ぐことができる。

【００６８】請求項５、７、８の発明の冷凍装置によれ
ば、逆止弁ブリッジを設けることにより、利用側熱交換
器が凝縮器、蒸発器どちらで使用される時も、高圧の凝
縮冷媒は過冷却器、絞り装置の順番で流れるため、過冷
却器において蒸発器で生じる低温凝縮水により高圧、高
温の凝縮器出口冷媒を冷却し過冷却度を大きくとること
ができ、凝縮器の性能を低下させることなく冷凍効果を
増加させ、エネルギー効率の向上を図ることができる。

【００６９】請求項６、７の発明の冷凍装置によれば、
逆止弁ブリッジを設けることにより、利用側熱交換器が
凝縮器、蒸発器どちらで使用される時も、高圧の凝縮冷
媒は液ガス熱交換器、絞り装置の順番で流れるため、液
ガス熱交換器において高圧、高温の凝縮器出口冷媒と低
圧、低温の圧縮機吸入冷媒を熱交換させ、凝縮器出口冷
媒を冷却し過冷却度を大きくとることができ、凝縮器の
性能を低下させることなく冷凍効果を増加させ、エネル
ギー効率の向上を図れるとともに、圧縮機吸入冷媒を過
熱させ、圧縮機に液冷媒を吸入することを防ぐため、圧
縮機の信頼性向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の冷凍装置を示す主回路構成図

【図２】モリエル線図上に示した図１の冷凍装置の冷凍
サイクルの説明図

【図３】本発明の他の実施例の冷凍装置を示す主回路構
成図

【図４】モリエル線図上に示した図３の冷凍装置の冷凍
サイクルの説明図

【図５】本発明のさらに他の実施例の冷凍装置を示す主
回路構成図

【図６】本発明のさらに他の実施例の冷凍装置を示す主
回路構成図

【図７】本発明のさらに他の実施例の冷凍装置を示す主
回路構成図

【図８】本発明のさらに他の実施例の冷凍装置を示す主
回路構成図

【図９】従来の冷凍装置を示す主回路構成図

【図１０】従来の冷凍装置をＲ２２とＲ４１０Ａのモリ
エル線図上に表した冷凍サイクルの説明図

【符号の説明】

１圧縮機２凝縮器３過冷却器４絞り装置５蒸発器６液ガス熱交換器７４方弁８利用側熱交換器９熱源側熱交換器１０バイパス回路１１逆止弁１２逆止弁ブリッジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林義典大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者羽根田完爾大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者渡辺伸二大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】沸点の異なる２種類以上の冷媒を混合し
た混合冷媒を用い、圧縮機と凝縮器と絞り装置と蒸発器
を環状に接続して冷凍サイクルを構成し、前記凝縮器と
絞り装置の間に、凝縮器出口冷媒を冷却する過冷却器を
接続した冷凍装置。
【請求項２】沸点の異なる２種類以上の冷媒を混合し
た混合冷媒を用い、圧縮機と凝縮器と絞り装置と蒸発器
を環状に接続して冷凍サイクルを構成し、前記凝縮器と
絞り装置を接続する配管と、前記蒸発器と圧縮機を接続
する吸入配管を熱交換するように接触させた液ガス熱交
換器を設けた冷凍装置。
【請求項３】沸点の異なる２種類以上の冷媒を混合し
た混合冷媒を用い、圧縮機と４方弁と利用側熱交換器と
絞り装置と熱源側熱交換器を環状に接続して主冷凍サイ
クルを構成し、前記利用側熱交換器と絞り装置の間に凝
縮器出口冷媒を冷却する過冷却器を接続し、この過冷却
器の入口配管と出口配管の間に、前記利用側熱交換器を
凝縮器として使用する時のみ冷媒が流れるように逆止弁
を設けたバイパス回路を配置した冷凍装置。
【請求項４】沸点の異なる２種類以上の冷媒を混合し
た混合冷媒を用い、圧縮機と４方弁と利用側熱交換器と
絞り装置と熱源側熱交換器を環状に接続して主冷凍サイ
クルを構成し、前記絞り装置と熱源側熱交換器を接続す
る配管と、前記４方弁と圧縮機を接続する吸入配管を熱
交換するように接触させた液ガス熱交換器を設け、前記
熱源側熱交換器を凝縮器として使用する時のみ、前記液
ガス熱交換器に冷媒が流れるように逆止弁を設けたバイ
パス回路を、前記絞り装置出口と熱源側熱交換器入口に
配置した冷凍装置。
【請求項５】沸点の異なる２種類以上の冷媒を混合し
た混合冷媒を用い、圧縮機と４方弁と利用側熱交換器と
逆止弁ブリッジと凝縮器出口冷媒を冷却する過冷却器と
絞り装置と熱源側熱交換器を環状に接続して主冷凍サイ
クルを構成し、前記逆止弁ブリッジは、４個の逆止弁を
用い、前記４方弁の切り替えにより前記利用側熱交換器
が凝縮器、蒸発器どちらで使用されるときも、過冷却
器、絞り装置の順番で冷媒が流れるように構成された冷
凍装置。
【請求項６】沸点の異なる２種類以上の冷媒を混合し
た混合冷媒を用い、圧縮機と４方弁と利用側熱交換器と
逆止弁ブリッジと液ガス熱交換器と絞り装置と熱源側熱
交換器を環状に接続して主冷凍サイクルを構成し、前記
逆止弁ブリッジは、４個の逆止弁を用い、前記４方弁の
切り替えにより利用側熱交換器が凝縮器、蒸発器どちら
で使用されるときも、液ガス熱交換器、絞り装置の順番
で冷媒が流れるように構成された冷凍装置。
【請求項７】沸点の異なる２種類以上の冷媒としてＲ
３２とＲ１２５を混合した混合冷媒を用いた請求項１か
ら６のいずれか１項に記載の冷凍装置。
【請求項８】過冷却器の冷却熱源として蒸発器で空気
から凝縮する低温凝縮水を用いた請求項１，３，５のい
ずれか１項に記載の冷凍装置。
【請求項９】過冷却器の冷却熱源として蒸発器で熱交
換された低温空気を用いた請求項３に記載の冷凍装置。