JPH10220815A - 熱搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主冷媒回路の冷媒に対する加熱、冷却を行う
ことで循環駆動力を与える駆動用冷媒回路を備えた熱搬
送装置に対し、駆動用冷媒回路での余剰熱を処理して主
冷媒回路において円滑な冷媒循環動作を行わせる。 【解決手段】 液冷媒を貯留した一対のタンク(T1,T2)
、室内熱交換器(15)、熱源側の熱交換部(13)を備えた
主冷媒回路(B) と、この主冷媒回路(B) の冷媒を加熱し
てタンク(T1)を加圧する加熱熱交換器(42)、主冷媒回路
(B) の冷媒を冷却してタンク(T1)を減圧する冷却熱交換
器(44)を有する駆動用冷媒回路(C) とを備えた空気調和
装置に対し、駆動用冷媒回路(C) に放熱用熱交換器(51)
を備えさせる。放熱用熱交換器(51)からの放熱により、
加熱熱交換器(42)が主冷媒回路(B) の冷媒に与える熱量
と、冷却熱交換器(44)が主冷媒回路(B) から奪う熱量と
をバランスさせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば空気調和機
の冷媒回路などとして利用可能な熱搬送装置に係り、特
に、冷媒回路での冷媒の加熱及び冷却によって冷媒循環
のための駆動力を得るようにした装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、空気調和機に備えられる冷媒
回路として、例えば特開昭６３−１８００２２号公報に
開示されているように、冷媒回路において冷媒を加熱及
び冷却することにより冷媒循環用の駆動力を得るように
した熱搬送装置が知られている。

【０００３】この熱搬送装置は、加熱器、凝縮器及び密
閉容器が冷媒配管によって順に接続され、また、密閉容
器を加熱器よりも高い位置に配置している。更に、加熱
器と密閉容器とを開閉弁を備えた均圧管によって接続す
る。

【０００４】このような構成により、室内の暖房運転時
には、先ず、開閉弁を閉状態にしておき、加熱器で加熱
されたガス冷媒を凝縮器で凝縮させて液化した後、この
液冷媒を密閉容器に回収する。その後、開閉弁を開放し
て均圧管により加熱器と密閉容器とを均圧することによ
り、加熱器よりも高い位置にある密閉容器から加熱器に
液冷媒を戻すようにしている。このような動作を繰り返
すことにより、冷媒の循環を可能としている。

【０００５】しかしながら、このような構成では、凝縮
器から密閉容器にガス冷媒が導入された場合、この密閉
容器内の圧力が上昇してしまい、良好な冷媒の循環動作
が行えなくなる虞れがある。このため、凝縮器からガス
冷媒が流出しないように、該凝縮器において冷媒を過冷
却状態にしておく必要があり、大規模なシステムや長配
管システムに対して適用することは難しかった。

【０００６】本発明の発明者らは、これらの点を解決す
るために、液冷媒を貯留したタンクに対する加圧動作と
減圧動作とを切換え可能な駆動用冷媒回路を備えさせ、
加圧動作によりタンク内の液冷媒を主冷媒回路に押し出
す一方、減圧動作により主冷媒回路中の液冷媒をタンク
に回収することにより、冷媒循環を可能にした熱搬送装
置を提案している（特願平８−１７４７５１号）。

【０００７】詳しくは、主冷媒回路に、液冷媒を貯留し
た一対のタンクを備えさせる一方、圧縮機、駆動用加熱
熱交換器、減圧機構、駆動用冷却熱交換器が冷媒配管に
よって順に接続された駆動用冷媒回路を備えさせる。各
駆動用熱交換器は主冷媒回路の冷媒との間で熱交換が可
能となっている。この駆動用冷媒回路では、圧縮機から
吐出したガス冷媒が、駆動用加熱熱交換器において主冷
媒回路の冷媒と熱交換を行って凝縮する。この冷媒は、
減圧機構で減圧した後、駆動用冷却熱交換器において主
冷媒回路の冷媒と熱交換を行って蒸発し、圧縮機に戻
る。これにより、主冷媒回路では、駆動用加熱熱交換器
での冷媒加熱動作により高圧が発生する一方、駆動用冷
却熱交換器での冷媒冷却動作により低圧が発生する。こ
の高圧を一方のタンクに供給すると共に低圧を他方のタ
ンクに供給する。つまり、一方のタンクからの液冷媒の
押し出しと、他方のタンクへの液冷媒の回収とを同時に
行うことにより主冷媒回路での冷媒の循環動作を得るよ
うにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような駆動用加熱熱交換器及び駆動用冷却熱交換器に
よって駆動力を得るようにしたものでは、以下に述べる
ような課題が残されており、この種の駆動方式を実用化
するためには、この課題を解消する必要がある。

【０００９】つまり、駆動用冷媒回路全体としての熱の
収支を考慮した場合、温熱が余ることになる。つまり、
図１６のモリエル線図におけるＡ部分に相当する温熱が
余剰熱となる。従って、主冷媒回路では、高圧を発生さ
せるために駆動用加熱熱交換器から受ける熱量と、低圧
を発生させるために駆動用冷却熱交換器により奪われる
熱量とに大きなアンバランスが生じ、この主冷媒回路で
の円滑な冷媒循環動作が行われなくなってしまう可能性
がある。

【００１０】本発明は、この点に鑑みてなされたもので
あって、主冷媒回路の冷媒に対する加熱、冷却を行うこ
とで循環駆動力を与える駆動用冷媒回路を備えた熱搬送
装置に対し、駆動用冷媒回路での余剰熱を処理して、高
圧を発生させるために駆動用加熱熱交換器から受ける熱
量と、低圧を発生させるために駆動用冷却熱交換器によ
り奪われる熱量との差を減少させる等して主冷媒回路に
おいて円滑な冷媒循環動作を行わせることを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、駆動用冷媒回路の余剰熱を該回路外に
放出することにより、主冷媒回路に対する高圧発生のた
めの加熱熱量と低圧発生のための冷却熱量との差を減少
させるようにした。

【００１２】具体的に、請求項１記載の発明は、図１に
示す如く、熱源(A) との間で熱交換可能な熱源側熱交換
手段(13)と利用側熱交換手段(15)とがガス配管(33)及び
液配管(31,32) により冷媒循環可能に接続されて成る主
冷媒回路(B) を備えさせる。また、圧縮機(41)と、上記
主冷媒回路(B) の冷媒に熱を与える加熱熱交換手段(42)
と、減圧機構(43)と、主冷媒回路(B) の冷媒から熱を奪
う冷却熱交換手段(44)とが冷媒配管(45)によって冷媒循
環可能に順に接続されてなる駆動用冷媒回路(C) とを備
えさせる。上記加熱熱交換手段(42)からの加熱によって
主冷媒回路(B)の液冷媒を蒸発させて該主冷媒回路(B)
に高圧を与える一方、冷却熱交換手段(44)からの冷却に
よって主冷媒回路(B) のガス冷媒を凝縮させて該主冷媒
回路(B)に低圧を与え、これら圧力によって主冷媒回路
(B) に冷媒を循環させるようにした熱搬送装置を前提と
している。上記加熱熱交換手段(42)による高圧発生のた
めの加熱熱量と、冷却熱交換手段(44)による低圧発生の
ための冷却熱量との差が減少するように、駆動用冷媒回
路(C) を循環する冷媒の余剰熱を該駆動用冷媒回路(C)
の回路外に放出する放熱手段(51),(21a,21b)を設けた構
成としている。

【００１３】請求項２記載の発明では、放熱手段(51),
(21a,21b)が、加熱熱交換手段(42)による高圧発生のた
めの加熱熱量と、冷却熱交換手段(44)による低圧発生の
ための冷却熱量とを略等しくするようになっている。

【００１４】また、請求項３記載の発明では、放熱手段
(51),(21a,21b)が、主冷媒回路(B)での冷媒循環動作が
円滑に行われるように主冷媒回路(B) が駆動用冷媒回路
(C)との間で授受する圧力発生のための熱量をバランス
させるようになっている。

【００１５】これらの特定事項により、駆動用冷媒回路
(C) では、圧縮機(41)の駆動により、該圧縮機(41)から
吐出した冷媒は、加熱熱交換手段(42)において主冷媒回
路(B) の冷媒に熱を与える。その後、この冷媒は、減圧
機構(43)で減圧し、冷却熱交換手段(44)において主冷媒
回路(B) の冷媒から熱を奪う。このような動作により、
主冷媒回路(B) では、加熱熱交換手段(42)からの加熱に
よって主冷媒回路(B)の液冷媒が蒸発して該主冷媒回路
(B) に高圧が与えられる一方、冷却熱交換手段(44)から
の冷却によって主冷媒回路(B) のガス冷媒が凝縮して該
主冷媒回路(B)に低圧が与えられる。これら圧力によっ
て主冷媒回路(B) に冷媒が循環し、熱源側熱交換手段(1
3)と利用側熱交換手段(15)との間で熱搬送が行われる。
このような運転動作において、駆動用冷媒回路(C) で
は、加熱熱交換手段(42)から主冷媒回路(B) の冷媒に与
えられる熱量が、冷却熱交換手段(44)が主冷媒回路(B)
の冷媒から奪う熱量よりも多くなる傾向にあるが、この
熱量差である余剰熱は、放熱手段(51,21a,21b)によって
駆動用冷媒回路(C) の回路外に放出される。これによ
り、加熱熱交換手段(42)による高圧発生のための加熱熱
量と、冷却熱交換手段(44)による低圧発生のための冷却
熱量との差が小さく、または略等しくなり、熱量がバラ
ンスして主冷媒回路(B) での冷媒循環動作が円滑に行わ
れる。

【００１６】請求項４記載の発明は、放熱手段を具体化
したものである。つまり、放熱手段を、駆動用冷媒回路
(C) に設けられた放熱用熱交換器(51)とした構成として
いる。また、請求項５〜７記載の発明は、放熱手段を放
熱用熱交換器(51)とした場合における余剰熱の放熱先を
特定したものである。つまり、請求項５では外気に、請
求項６では冷却水流通路を流れる冷却水に、請求項７で
は主冷媒回路(B) に夫々放熱するようにしている。

【００１７】これら特定事項により、放熱手段の構成の
具体化や余剰熱の放熱先を具体的にでき、熱搬送装置の
実用性が向上する。

【００１８】請求項８記載の発明は、主冷媒回路(B) に
おける冷媒循環動作を具体化したものである。つまり、
主冷媒回路(B) の液配管(31,32) に液冷媒の貯留が可能
なタンク手段(T) を接続する。加熱熱交換手段(42)によ
る冷媒の加熱によって主冷媒回路(B) に与えられる高圧
をタンク手段(T) に作用させて該タンク手段(T) から液
冷媒を押し出す加圧動作と、冷却熱交換手段(44)による
冷媒の冷却によって主冷媒回路(B) に与えられる低圧を
タンク手段(T) に作用させて該タンク手段(T)へ液冷媒
を回収する減圧動作とにより主冷媒回路(B) に冷媒を循
環させるようにしている。

【００１９】この特定事項により、例えば利用側熱交換
手段(15)に吸熱運転を行わせる構成とした場合には、加
圧動作によって、タンク手段(T) 内の液冷媒が利用側熱
交換手段(15)に押し出され、この液冷媒が利用側熱交換
手段(15)で蒸発する。また、この液冷媒は熱源側熱交換
手段(13)で凝縮する。一方、減圧動作によって、熱源側
熱交換手段(13)の液冷媒はタンク手段(T) に回収され
る。このようにタンク手段(T) に対する加減圧動作のみ
で主冷媒回路(B) に冷媒を循環させることが可能とな
る。

【００２０】請求項９〜１２記載の発明は、上記請求項
８記載の熱搬送装置において、駆動用冷媒回路(C) を循
環する冷媒の余剰熱を主冷媒回路(B) に放熱するように
したものである。

【００２１】請求項９記載の発明は、放熱手段を、主冷
媒回路(B) において加熱熱交換手段(42)からの加熱によ
って発生した高圧ガス冷媒をタンク手段(T) に貯留され
ている液冷媒の内部に供給するガス供給管(21a,21b) と
している。

【００２２】この特定事項により、加熱熱交換手段(42)
から主冷媒回路(B) に与えられた熱量のうち、冷却熱交
換手段(44)が主冷媒回路(B) から奪う熱量との差である
余剰熱量は、タンク手段(T) に貯留されている液冷媒に
よって処理される。つまり、加熱熱交換手段(42)からの
加熱により蒸発したガス冷媒の一部がタンク手段(T)の
液冷媒と熱交換して凝縮することで余剰分が処理される
ことになる。

【００２３】請求項１０記載の発明は、放熱用熱交換器
(51)が、駆動用冷媒回路(C) を循環する冷媒の余剰熱
を、タンク手段(T) と熱源側熱交換手段(13)とを接続す
る液配管(31,32) 内の液冷媒に放熱する構成としてい
る。

【００２４】この特定事項により、利用側熱交換手段(1
5)に向かう液冷媒を加熱することなしに２次側冷媒回路
(B) に余剰熱が放熱できる。従って、利用側熱交換手段
(15)に吸熱運転をさせるような場合には、該利用側熱交
換手段(15)に導入する冷媒の温度が高くなってしまうこ
とがないので、その能力が十分に発揮できることにな
る。

【００２５】請求項１１記載の発明は、放熱用熱交換器
(51)が、駆動用冷媒回路(C) を循環する冷媒の余剰熱
を、タンク手段(T) から液冷媒を押し出す側の液配管(3
1)内の液冷媒に放熱する構成としている。

【００２６】この特定事項により、タンク手段(T) に回
収される液冷媒を加熱することはないので、この回収さ
れる液冷媒の一部がフラッシュガスとなることはない。
このため、タンク手段(T) への冷媒回収を可能とする十
分な低圧を発生させるために、このフラッシュガスを凝
縮させるべく駆動用冷媒回路(C) を大型にしておくとい
った必要なしに余剰熱の主冷媒回路(B) への放熱が可能
となる。

【００２７】請求項１２記載の発明は、放熱用熱交換器
(51)が、駆動用冷媒回路(C) を循環する冷媒の余剰熱
を、主冷媒回路(B) のガス配管(33)内のガス冷媒に放熱
する構成としている。

【００２８】この特定事項により、特に、利用側熱交換
手段(15)に放熱運転をさせるような場合には、該利用側
熱交換手段(15)に導入する冷媒の過熱度を大きくでき、
その能力が十分に発揮できることになる。

【００２９】請求項１３記載の発明は、タンク手段に対
して加減圧を行うことで主冷媒回路(B) に冷媒を循環さ
せるものに対し、この冷媒循環動作を連続して行うよう
にしたものである。つまり、タンク手段を液配管(31,3
2) において並列に接続された第１及び第２のタンク手
段(T1,T2) で成す。加熱熱交換手段(42)により第１タン
ク手段(T1)に高圧を与えると共に冷却熱交換手段(44)に
より第２タンク手段(T2)に低圧を与える第１の圧力作用
動作と、冷却熱交換手段(44)により第１タンク手段(T1)
に低圧を与えると共に加熱熱交換手段(42)により第２タ
ンク手段(T2)に高圧を与える第２の圧力作用動作とを交
互に切換える。これにより、第１の圧力作用動作時に
は、第１タンク手段(T1)から蒸発器となる熱交換手段(1
3),(15) に液冷媒を供給すると共に、凝縮器となる熱交
換手段(15),(13) から第２タンク手段(T2)に液冷媒を回
収する一方、第２の圧力作用動作時には、第２タンク手
段(T2)から蒸発器となる熱交換手段(13),(15) に液冷媒
を供給すると共に、凝縮器となる熱交換手段(15),(13)
から第１タンク手段(T1)に液冷媒を回収するように冷媒
を循環させて利用側熱交換手段(15)に吸熱若しくは放熱
を連続して行わせるようにしている。

【００３０】この特定事項により、利用側熱交換手段(1
5)が吸熱若しくは放熱を連続して行うので、例えば本装
置を空気調和装置として使用した場合には、室内の冷房
または暖房の連続運転が可能となり室内の快適性を長時
間に亘って維持できることになる。

【００３１】請求項１４記載の発明は、駆動用冷媒回路
(C) を循環する冷媒をＲ１３４ａとした構成としてい
る。

【００３２】この特定事項により、Ｒ１３４ａは、一般
に使用されている冷媒よりも沸点が低い。特に、利用側
熱交換手段(15)の放熱運転時には圧縮機(41)の吸入圧力
が高くなって過負荷状態になりやすいが、この冷媒を使
用することにより、圧縮機(41)の吸入圧力を低く維持で
き該圧縮機(41)の負荷を軽減できる。

【００３３】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る複数の実施形
態について図面に基いて説明する。以下の各実施形態で
は、１次側冷媒回路と２次側冷媒回路とを備え、この冷
媒回路同士の間での熱搬送により室内の空気調和を行う
空気調和装置について説明する。また、２次側冷媒回路
での冷媒循環駆動力を得るための駆動用冷媒回路に本発
明を適用した場合について説明する。

【００３４】−放熱手段の構成に特徴がある実施形態− 先ず、駆動用冷媒回路の余剰熱を放熱するための放熱手
段に関する複数の実施形態を第１〜第５実施形態におい
て説明する。

【００３５】（第１実施形態）先ず、第１実施形態につ
いて図１及び図２を用いて説明する。本形態の空気調和
装置は冷房専用機として構成されたものである。以下、
具体回路構成について説明する。

【００３６】先ず、熱源としての１次側冷媒回路(A) に
ついて説明する。本回路(A) は、圧縮機(1) 、室外熱交
換器(2) 、電動膨張弁(3) 、１次側熱交換部(4) が冷媒
配管(5) によって接続されて成っている。つまり、圧縮
機(1) の駆動に伴って冷媒が循環し、室外熱交換器(2)
及び１次側熱交換部(4) において夫々冷媒が熱交換する
ように構成されている。

【００３７】次に、２次側冷媒回路(B) について説明す
る。この２次側冷媒回路(B) は、循環用蒸発器(11)、循
環用凝縮器(12)、タンク手段としての第１及び第２のメ
インタンク(T1,T2) 、サブタンク(ST)、上記１次側冷媒
回路(A) の１次側熱交換部(4) との間で熱交換可能な熱
源側熱交換手段としての２次側熱交換部(13)、室内に配
置された流量調整可能な複数の電動弁(14,14) 及び利用
側熱交換手段としての室内熱交換器(15,15) を備えてい
る。

【００３８】詳しく説明すると、循環用蒸発器(11)の上
端部にはガス供給管(21)が接続されている。このガス供
給管(21)は、３本の分岐管(21a〜21c)に分岐されて夫々
が各メインタンク(T1,T2) 及びサブタンク(ST)の上端部
に個別に接続している。これら各分岐管(21a〜21c)に
は、第１〜第３のタンク加圧電磁弁(SV-P1〜SV-P3)が設
けられている。また、この循環用蒸発器(11)の下端部に
は液回収管(22)が接続されている。この液回収管(22)は
サブタンク(ST)の下端部に接続している。この液回収管
(22)には、サブタンク(ST)からの冷媒の流出のみを許容
する逆止弁(CV-1)が設けられている。尚、各メインタン
ク(T1,T2) は、循環用凝縮器(12)よりも低い位置に設置
されている。また、サブタンク(ST)は、循環用蒸発器(1
1)よりも高い位置に設置されている。

【００３９】一方、循環用凝縮器(12)の上端部にはガス
回収管(25)が接続されている。このガス回収管(25)も、
３本の分岐管(25a〜25c)に分岐されて夫々が上記ガス供
給管(21)の分岐管(21a〜21c)に接続することにより、各
メインタンク(T1,T2) 及びサブタンク(ST)の上端部に個
別に接続している。これら各分岐管(25a〜25c)には、第
１〜第３のタンク減圧電磁弁(SV-V1〜SV-V3)が設けられ
ている。また、この循環用凝縮器(12)の下端部には液供
給管(26)が接続されている。この液供給管(26)は、２本
の分岐管(26a,26b) に分岐されて夫々が各メインタンク
(T1,T2) の下端部に個別に接続している。これら分岐管
(26a,26b) には、メインタンク(T1,T2)への冷媒の回収
のみを許容する逆止弁(CV-2,CV-2) が設けられている。

【００４０】室内熱交換器(15,15) の液側から延びる液
配管(31)は、３本の分岐管(31a〜31c)に分岐されて、夫
々が上記液供給管(26)の分岐管(26a,26b) 及び液回収管
(22)に接続することにより、各メインタンク(T1,T2) 及
びサブタンク(ST)の下端部に個別に接続している。これ
ら分岐管(31a〜31c)のうち各メインタンク(T1,T2) に接
続しているものには、メインタンク(T1,T2) 下端からの
冷媒の流出のみを許容する逆止弁(CV-3,CV-3) が設けら
れている。一方、分岐管(31a〜31c)のうちサブタンク(S
T)に接続しているものには、該サブタンク(ST)への冷媒
の流入のみを許容する逆止弁(CV-4)が設けられている。

【００４１】２次側熱交換部(13)の液側から延びる液配
管(32)は、２本の分岐管(32a,32b)に分岐されて、夫々
が上記分岐管(31a,31b) に接続することにより、各メイ
ンタンク(T1,T2) の下端部に個別に接続している。この
分岐管(32a,32b) にはメインタンク(T1,T2) への冷媒の
流入のみを許容する逆止弁(CV-5,CV-5) が設けられてい
る。

【００４２】一方、室内熱交換器(15,15) のガス側と２
次側熱交換部(13)のガス側とはガス配管(33)によって接
続されている。

【００４３】次に、上記２次側冷媒回路(B) において冷
媒の循環駆動力を発生させるための駆動用冷媒回路(C)
について説明する。

【００４４】この駆動用冷媒回路(C) は、圧縮機(41)、
上記循環用蒸発器(11)との間で熱交換可能な加熱熱交換
手段としての加熱熱交換器(42)、減圧機構としての第１
電動膨張弁(43)、上記循環用凝縮器(12)との間で熱交換
可能な冷却熱交換手段としての冷却熱交換器(44)を備
え、これらが冷媒配管(45)によって接続されている。つ
まり、圧縮機(41)の駆動に伴い、加熱熱交換器(42)での
冷媒の凝縮により循環用蒸発器(11)の冷媒に温熱を与
え、冷却熱交換器(44)での冷媒の蒸発により循環用凝縮
器(12)の冷媒から温熱を奪うようになっている。

【００４５】本駆動用冷媒回路(C) の特徴としては、上
記加熱熱交換器(42)及び第１電動膨張弁(43)をバイパス
するバイパス配管(50)が設けられ、このバイパス配管(5
0)に放熱手段としての放熱熱交換器(51)及び第２電動膨
張弁(52)が設けられていることにある。このバイパス配
管(50)は、一端が圧縮機(41)の吐出側に、他端が冷却熱
交換器(44)の液側に夫々接続している。つまり、圧縮機
(41)から吐出したガス冷媒は、一部が加熱熱交換器(42)
に向かって流れ、他がバイパス配管(50)を流れるように
なっている。即ち、加熱熱交換器(42)及び放熱熱交換器
(51)の両方において駆動用冷媒回路(C) の冷媒の温熱が
回路外に放出される構成である。尚、この放熱熱交換器
(51)での放熱を効率的に行うために、外気へ放熱する場
合には放熱熱交換器(51)近傍に送風ファンを備えること
が好ましい。また、水道水などを冷却水として利用し、
この水に放熱する場合には、図示しない冷却水の流通配
管を放熱熱交換器(51)との間で熱交換可能に配設する。
これにより放熱熱交換器(51)の冷媒と水との間で熱交換
が行われ、より効率良く放熱できることになる。

【００４６】以上が、本形態に係る空気調和装置の冷媒
回路の構成である。

【００４７】次に、室内の冷房運転動作について説明す
る。この運転時には、先ず、各電動弁(3,14,43,52)が所
定開度に調整される。また、第１メインタンク(T1)の加
圧電磁弁(SV-P1) 、サブタンク(ST)の加圧電磁弁(SV-P
3) 、第２メインタンク(T2)の減圧電磁弁(SV-V2) が開
放される。一方、第２メインタンク(T2)の加圧電磁弁(S
V-P2) 、第１メインタンク(T1)の減圧電磁弁(SV-V1) 、
サブタンク(ST)の減圧電磁弁(SV-V3) は閉鎖される。

【００４８】この状態で、１次側冷媒回路(A) にあって
は、図２に実線の矢印で示す如く、圧縮機(1) から吐出
した高温高圧のガス冷媒が、室外熱交換器(2) で外気と
の間で熱交換を行って凝縮する。その後、この冷媒は、
電動膨張弁(3) で減圧され、１次側熱交換部(4) に流入
し、ここで、２次側熱交換部(13)の冷媒と熱交換を行っ
て蒸発して圧縮機(1) に吸入される。このような循環動
作を繰り返す。

【００４９】また、駆動用冷媒回路(C) では、図２に破
線の矢印で示すように、圧縮機(41)から吐出した高温高
圧のガス冷媒は、一部が加熱熱交換器(42)に流入し、他
がバイパス配管(50)に流入する。加熱熱交換器(42)に流
入した冷媒は、循環用蒸発器(11)の冷媒と熱交換を行っ
て凝縮し、該循環用蒸発器(11)の冷媒を加熱する。一
方、バイパス配管(50)に流入した冷媒は放熱熱交換器(5
1)において例えば外気との間で熱交換を行って凝縮す
る。これら凝縮した冷媒は、夫々電動膨張弁(43,52) で
減圧した後、合流され、冷却熱交換器(44)に流入する。
この冷却熱交換器(44)に流入した冷媒は、循環用凝縮器
(12)の冷媒と熱交換を行って蒸発し、該循環用凝縮器(1
2)の冷媒を冷却する。その後、この蒸発した冷媒は圧縮
機(1) に吸入される。このような循環動作を繰り返す。

【００５０】このような循環用蒸発器(11)及び循環用凝
縮器(12)における駆動用冷媒回路(C) との間での熱の授
受により、循環用蒸発器(11)では冷媒の蒸発に伴って高
圧が、循環用凝縮器(12)では冷媒の凝縮に伴って低圧が
発生する。このため、２次側冷媒回路(B) にあっては、
第１メインタンク(T1)及びサブタンク(ST)の内圧が高圧
となり（加圧動作）、逆に、第２メインタンク(T2)の内
圧が低圧となる（減圧動作）。これにより、図２に一点
鎖線の矢印で示すように、第１メインタンク(T1)から押
し出された液冷媒が、液配管(31)、電動弁(14,14) を経
た後、室内熱交換器(15,15) において室内空気との間で
熱交換を行い、蒸発して室内空気を冷却する。その後、
この冷媒は、ガス配管(33)を経て２次側熱交換部(13)で
凝縮し、液配管(32)を経て第２メインタンク(T2)に回収
される。また、循環用凝縮器(12)で凝縮した液冷媒は液
供給管(26)の一方の分岐管(26b) により第２メインタン
ク(T2)に導入する。

【００５１】一方、サブタンク(ST)は循環用蒸発器(11)
と均圧されているので、図２に一点鎖線の矢印で示すよ
うに、該サブタンク(ST)内の液冷媒が液回収管(22)を経
て循環用蒸発器(11)に供給される。この供給された液冷
媒は循環用蒸発器(11)内で蒸発して第１メインタンク(T
1)内の加圧に寄与する。その後、このサブタンク(ST)内
の液冷媒の殆どが循環用蒸発器(11)に供給されると、サ
ブタンク(ST)の加圧電磁弁(SV-P3) が閉鎖されると共
に、サブタンク(ST)の減圧電磁弁(SV-V3) が開放され
る。これにより、サブタンク(ST)内は低圧になり、図２
に二点鎖線の矢印で示すように、液配管(31)を流れてい
る冷媒の一部が回収される。

【００５２】このような動作を所定時間行った後、２次
側冷媒回路(B) の電磁弁を切換える。つまり、第１メイ
ンタンク(T1)の加圧電磁弁(SV-P1) 、第２メインタンク
(T2)の減圧電磁弁(SV-V2) 、サブタンク(ST)の減圧電磁
弁(SV-V3) を閉鎖する。第２メインタンク(T2)の加圧電
磁弁(SV-P2) 、第１メインタンク(T1)の減圧電磁弁(SV-
V1) 、サブタンク(ST)の加圧電磁弁(SV-P3) を開放す
る。

【００５３】これにより、第１メインタンク(T1)の内圧
が低圧となり、逆に、第２メインタンク(T2)及びサブタ
ンク(ST)の内圧が高圧となる。このため、第２メインタ
ンク(T2)から押し出された液冷媒が上述と同様に循環し
て第１メインタンク(T1)に回収される冷媒循環状態とな
り、また、サブタンク(ST)内の液冷媒が循環用蒸発器(1
1)に供給される。この場合にも、このサブタンク(ST)内
の液冷媒の殆どが循環用蒸発器(11)に供給されると、サ
ブタンク(ST)の加圧電磁弁(SV-P3) が閉鎖されると共
に、サブタンク(ST)の減圧電磁弁(SV-V3) が開放され
て、サブタンク(ST)への冷媒の回収が行われる。

【００５４】以上のような各電磁弁の切換え動作が繰り
返されることにより、２次側冷媒回路(B) では冷媒が循
環され、室内が冷房されることになる。

【００５５】以上説明したように、本形態によれば、駆
動用冷媒回路(C) を循環する冷媒と、２次側冷媒回路
(B) を循環する冷媒との間での熱交換により、該２次側
冷媒回路(B) で冷媒を循環させるための駆動力が得られ
ることになる。

【００５６】また、駆動用冷媒回路(C) には、加熱熱交
換器(42)及び冷却熱交換器(44)の他に放熱熱交換器(51)
が備えられ、駆動用冷媒回路(C) での余剰熱を、この放
熱熱交換器(51)により回路外に放出することが可能とな
っている。このため、高圧発生のために循環用蒸発器(1
1)が受ける熱量と、低圧発生のために循環用凝縮器(12)
から奪われる熱量とを略等しく、または同一にすること
ができる。つまり、従来では、加熱熱交換器(42)から循
環用蒸発器(11)の冷媒に与えられる熱量が、冷却熱交換
器(44)が循環用凝縮器(12)の冷媒から奪う熱量よりも多
くなる傾向にあったが、この熱量差である余剰熱は、放
熱熱交換器(51)によって駆動用冷媒回路(C) の回路外に
放出される。これにより、加熱熱交換器(42)による高圧
発生のための加熱熱量と、冷却熱交換器(44)による低圧
発生のための冷却熱量との差が小さく、または等しく、
或いは、逆に冷却熱交換器(44)が循環用凝縮器(12)の冷
媒から奪う熱量の方が僅かに大きくなり、互いの熱量が
バランスして主冷媒回路(B) での冷媒循環動作が円滑に
行われる。これによって良好な空調運転動作を実現する
ことができる。尚、メインタンク(T1,T2) に回収される
液冷媒に仮にガス（フラッシュガス）が混入しているよ
うな場合は、冷却熱交換器(44)が循環用凝縮器(12)の冷
媒から奪う熱量を、加熱熱交換器(42)が循環用蒸発器(1
1)の冷媒に与える熱量よりも多くするようにしておく。
つまり、放熱熱交換器(51)での放熱量を多くしておけば
（例えば空冷の場合にはファン回転数を増大させる）、
この混入ガスを凝縮させながら、各メインタンクでの高
圧、低圧を発生させるための熱量を等しくすることがで
きることになる。

【００５７】（第２実施形態）次に、第２実施形態につ
いて図３及び図４を用いて説明する。本形態の空気調和
装置は暖房専用機として構成されたものである。本形態
では、上述した第１実施形態との相違点についてのみ説
明する。

【００５８】図３に示すように、本形態の１次側冷媒回
路(A) は、圧縮機(1) 、１次側熱交換部(4) 、電動膨張
弁(3) 、室外熱交換器(2) が冷媒配管(5) によって接続
されて成っている。つまり、圧縮機(1) の駆動に伴って
冷媒が循環し、１次側熱交換部(4) において２次側冷媒
回路(B) の冷媒に温熱を与えるようになっている。

【００５９】一方、２次側冷媒回路(B) は、上記１次側
熱交換部(4) との間で熱交換可能な２次側熱交換部(13)
の液側に電動弁(14,14) が、ガス側にガス配管(33)を介
して室内熱交換器(15,15) が配置されている。つまり、
２次側熱交換部(13)の液側が、メインタンク(T1,T2) か
ら液冷媒が供給される側の液配管(31)を介し、また、室
内熱交換器(15,15) の液側が、メインタンク(T1,T2) へ
液冷媒を回収する側の液配管(32)を介して各メインタン
ク(T1,T2) に夫々接続されている。その他の構成は、上
述した第１実施形態と同様である。

【００６０】また、特に、本形態の駆動用冷媒回路(C)
に充填される冷媒としては、Ｒ１３４ａが使用されてい
る。この冷媒は、一般に使用されている冷媒に比べて沸
点の低いものである。

【００６１】次に、室内の暖房運転動作について説明す
る。この運転時では、各弁の動作は、上述した第１実施
形態の場合と同様に行われる。

【００６２】１次側冷媒回路(A) にあっては、図４に実
線の矢印で示す如く、圧縮機(1) から吐出した高温高圧
のガス冷媒が、１次側熱交換部(4) に流入し、ここで、
２次側熱交換部(13)の冷媒と熱交換を行って凝縮して２
次側冷媒回路(B) の冷媒に温熱を与える。その後、この
冷媒は、電動膨張弁(3) で減圧され、室外熱交換器(2)
で外気との間で熱交換を行って蒸発して圧縮機(1) に吸
入される。このような循環動作を繰り返す。

【００６３】また、駆動用冷媒回路(C) では、上述した
第１実施形態と同様の冷媒循環動作が行われる（図４に
破線で示す矢印参照）。つまり、駆動用冷媒回路(C) を
循環する冷媒の放熱動作が加熱熱交換器(42)及び放熱熱
交換器(51)において行われる。

【００６４】２次側冷媒回路(B) にあっては、第１メイ
ンタンク(T1)の内圧が高圧となり、逆に、第２メインタ
ンク(T2)の内圧が低圧となる状況では、図４に一点鎖線
の矢印で示すように、第１メインタンク(T1)から押し出
された液冷媒が、液配管(31)を経た後、２次側熱交換部
(13)で蒸発する。その後、この冷媒は、室内熱交換器(1
5,15) において室内空気との間で熱交換を行い、凝縮し
て室内空気を加熱する。この凝縮した冷媒は、電動弁(1
4,14) 及び液配管(32)を経て第２メインタンク(T2)に回
収される。その他の運転動作（各メインタンク(T1,T2)
に対する作用圧力切換え動作やサブタンク(ST)に対する
圧力作用動作）は上述した第１実施例と同様である。

【００６５】以上のような動作により室内が暖房される
ことになる。

【００６６】本形態によっても、駆動用冷媒回路(C) で
の余剰熱を、放熱熱交換器(51)により回路外に放出する
ことが可能である。従って、駆動用冷媒回路(C) の余剰
温のために２次側冷媒回路(B) での冷媒循環動作が円滑
に行われなくなるといった状況の発生を解消することが
でき、円滑な空調運転動作を実現することができる。

【００６７】また、特に、このような暖房運転時には圧
縮機(41)の吸入圧力が高くなって過負荷状態になりやす
いが、冷媒として沸点の低いＲ１３４ａを使用している
ことにより、圧縮機(41)の吸入圧力を低く維持でき該圧
縮機(41)の負荷を軽減できる。

【００６８】（第３実施形態）次に、第３実施形態につ
いて図５を用いて説明する。本形態の空気調和装置は冷
房運転と暖房運転とが切換え可能に構成されたものであ
る。本形態も、上述した第１実施形態との相違点につい
てのみ説明する。

【００６９】図５に示すように、本形態の１次側冷媒回
路(A) は、圧縮機(1) 、第１四路切換弁(6) 、室外熱交
換器(2) 、電動膨張弁(3) 、１次側熱交換部(4) が冷媒
配管(5) によって接続されて成っている。第１四路切換
弁(6) は、冷房運転時には図中実線側に、暖房運転時に
は図中破線側に切換えられる。

【００７０】一方、２次側冷媒回路(B) は、各液配管(3
1,32) の室内熱交換器(15,15) 及び２次側熱交換部(13)
に対する接続状態を切換える第２四路切換弁(16)が設け
られている。この第２四路切換弁(16)は、冷房運転時に
は図中実線側に切換わって、メインタンク(T1,T2) の液
冷媒押し出し側を室内熱交換器(15,15) に接続し、且つ
液冷媒回収側を２次側熱交換部(13)に接続する。一方、
暖房運転時には図中破線側に切換わって、メインタンク
(T1,T2) の液冷媒押し出し側を２次側熱交換部(13)に接
続し、且つ液冷媒回収側を室内熱交換器(15,15) に接続
する。

【００７１】その他の構成は、上述した第１実施形態と
同様である。

【００７２】次に、本形態の空気調和装置の運転動作に
ついて説明する。冷房運転及び暖房運転共に、各弁の動
作は、上述した第１実施形態の場合と同様に行われる。

【００７３】冷房運転時には、各四路切換弁(6,16)が図
中実線側に切換わり、上述した第１実施形態と同様の冷
媒循環動作が各回路(A,B,C) において行われて室内を冷
房する。

【００７４】一方、暖房運転時には、各四路切換弁(6,1
6)が図中破線側に切換わり、上述した第２実施形態と同
様の冷媒循環動作が各回路(A,B,C) において行われて室
内を冷房する。

【００７５】これら各運転時においても、上述した第１
及び第２実施形態の場合と同様に、駆動用冷媒回路(C)
での余剰熱は放熱熱交換器(51)により回路外に放出され
ている。このため、駆動用冷媒回路(C) の余剰温のため
に２次側冷媒回路(B) での冷媒循環動作が円滑に行われ
なくなるといった状況の発生を解消することができ、本
形態にあっても円滑な空調運転動作を実現することがで
きる。

【００７６】（第４実施形態）次に、第４実施形態につ
いて図６を用いて説明する。本形態は放熱熱交換器(51)
の配設位置の変形例であって、その他の構成は上述した
第１実施形態と同様である。従って、ここでは、放熱熱
交換器(51)の配設位置についてのみ説明する。

【００７７】図６に示すように、本形態の放熱熱交換器
(51)は加熱熱交換器(42)に対して直列に接続されてい
る。具体的には、加熱熱交換器(42)の下流側に放熱熱交
換器(51)が接続され、更に、この放熱熱交換器(51)の下
流側に電動膨張弁(43)が接続されている。その他の構成
は、上述した第１実施形態と同様である。

【００７８】従って、本形態における冷房運転時には、
駆動用冷媒回路(C) では、圧縮機(41)から吐出したガス
冷媒は、加熱熱交換器(42)において循環用蒸発器(11)に
放熱し、その後、放熱熱交換器(51)において外気等に放
熱することになる。このため、本形態においても、駆動
用冷媒回路(C) での余剰熱は放熱熱交換器(51)により回
路外に放出でき、２次側冷媒回路(B) での円滑な冷媒循
環動作が行える。

【００７９】尚、本第４実施例では、放熱熱交換器(51)
を加熱熱交換器(42)に対して直列に接続する構成を冷房
専用機に適用した場合について説明したが、これに限ら
ず、第２実施形態のような暖房専用機や第３実施形態の
ような冷暖房の切換えが可能な空気調和装置に適用する
ことも可能である。

【００８０】（第５実施形態）次に、第５実施形態につ
いて図７を用いて説明する。本形態は、上述した第１実
施形態の放熱熱交換器(51)に代えて、２次側冷媒回路
(B) を改良することによって駆動用冷媒回路(C) の余剰
熱を処理するようにしたものである。従って、ここで
は、上述した第１実施形態との相違点についてのみ説明
する。

【００８１】図７に示すように、本形態の駆動用冷媒回
路(C) には、第１実施形態のようなバイパス配管(50)、
放熱熱交換器(51)、第２電動膨張弁(52)は設けられてい
ない。

【００８２】本形態の特徴は、循環用蒸発器(11)の上端
部と各メインタンク(T1,T2) とを接続するガス供給管(2
1)の分岐管(21a,21b) におけるメインタンク(T1,T2) に
対する接続位置である。これら各分岐管(21a,21b) にお
けるメインタンク(T1,T2) に対する接続位置は、タンク
(T1,T2) の下端部である。つまり、この分岐管(21a,21
b) からメインタンク(T1,T2) にガス冷媒が供給される
際には、メインタンク(T1,T2) 内の液冷媒中にガス冷媒
が供給されるようになっている。

【００８３】従って、本形態における冷房運転時には、
駆動用冷媒回路(C) では、冷媒の余剰熱は、循環用蒸発
器(11)から２次側冷媒回路(B) に与えられ、この循環用
蒸発器(11)からガス供給管(21)によりメインタンク(T1,
T2) に供給された際に、このガス冷媒がタンク内の液冷
媒によって冷却されて凝縮することにより吸収されるこ
とになる。つまり、駆動用冷媒回路(C) の余剰熱はメイ
ンタンク(T1,T2) で処理される。

【００８４】このため、本形態においても、駆動用冷媒
回路(C) での余剰熱を回路外に放出でき、２次側冷媒回
路(B) において円滑な冷媒循環動作が行える。

【００８５】尚、本第５実施例のような２次側冷媒回路
(B) において駆動用冷媒回路(C) の余剰熱を処理する構
成においても、第２実施形態のような暖房専用機や第３
実施形態のような冷暖房の切換えが可能な空気調和装置
に適用することが可能である。

【００８６】−放熱位置に特徴がある実施形態− 次に、駆動用冷媒回路(C) の余剰熱を放熱する放熱位置
として、第１実施形態で述べた外気や冷却水以外の部分
に関する複数の実施形態を第６〜第８実施形態において
説明する。

【００８７】（第６実施形態）次に、第６実施形態につ
いて図８を用いて説明する。本形態は、上述した第４実
施形態（冷房専用機）の変形例であって、駆動用冷媒回
路(C) の余剰熱を、２次側冷媒回路(B) における２次側
熱交換部(13)とメインタンク(T1,T2) とを接続する液配
管(32)に放熱するものである。

【００８８】つまり、図８に示すように、メインタンク
(T1,T2) に対して液冷媒を回収する側の液配管(32)に、
放熱用熱交換器(51)との間で熱交換可能な液側熱交換器
(17)が備えられた構成となっている。その他の構成は上
述した第４実施形態のものと同様である。

【００８９】この構成により、冷房運転時には、２次側
熱交換部(13)で凝縮した液冷媒は、液側熱交換器(17)に
おいて放熱用熱交換器(51)から駆動用冷媒回路(C) の余
剰熱を受け、この放熱を受けた液冷媒がメインタンク(T
1,T2) に回収されることになる。その他の冷媒循環動作
は上述した第４実施形態と同様である。

【００９０】このような構成によれば、室内熱交換器(1
5,15) に向かう液冷媒を加熱することなしに２次側冷媒
回路(B) に余剰熱が放熱できるので、２次側冷媒回路
(B) での冷媒循環量を増加させることなしに冷凍能力を
維持でき、それでいて余剰熱の放熱を確実に行うことが
可能となる。

【００９１】（変形例）このように、２次側冷媒回路
(B) における２次側熱交換部(13)とメインタンク(T1,T
2) との間の液配管に余剰熱を放熱する第６実施形態の
変形例として、図９に示すものは、暖房専用機に適用し
た場合である。つまり、この図９に示すものでは、メイ
ンタンク(T1,T2) から液冷媒を供給する側の液配管(31)
に、放熱用熱交換器(51)との間で熱交換可能な液側熱交
換器(17)が備えられた構成となっている。

【００９２】また、図１０に示すものは、冷暖房の切換
えが可能な空気調和装置に適用した場合である。つま
り、この図１０に示すものでは、２次側熱交換部(13)と
四路切換弁(16)とを接続する液配管（冷房運転時には液
冷媒の回収側となり、暖房運転時には液冷媒の供給側と
なる液配管）(32)に、放熱用熱交換器(51)との間で熱交
換可能な液側熱交換器(17)が備えられた構成となってい
る。

【００９３】（第７実施形態）次に、第７実施形態につ
いて図１１を用いて説明する。本形態は、上述した第４
実施形態（冷房専用機）の変形例であって、駆動用冷媒
回路(C) の余剰熱を、メインタンク(T1,T2) から液冷媒
を供給する側の液配管(31)に放熱するものである。

【００９４】つまり、図１１に示すように、メインタン
ク(T1,T2) から室内熱交換器(15,15) へ液冷媒を供給す
る側の液配管(31)に、放熱用熱交換器(51)との間で熱交
換可能な液側熱交換器(17)が備えられた構成となってい
る。その他の構成は上述した第４実施形態のものと同様
である。

【００９５】この構成により、冷房運転時には、メイン
タンク(T1,T2) から押し出された液冷媒は、液側熱交換
器(17)において放熱用熱交換器(51)から駆動用冷媒回路
(C)の余剰熱を受け、この放熱を受けた液冷媒が室内熱
交換器(15,15) に供給されることになる。その他の冷媒
循環動作は上述した第４実施形態と同様である。

【００９６】このような構成によれば、メインタンク(T
1,T2) に回収される液冷媒を加熱することはないので、
この回収される液冷媒の一部がフラッシュガスとなるこ
とはなく、このフラッシュガスを凝縮させるために駆動
用冷媒回路(C) を大型にしておく必要なしに、余剰熱の
放熱が可能となる。

【００９７】（変形例）このように、メインタンク(T1,
T2) から液冷媒を供給する側の液配管(31)に余剰熱を放
熱する第７実施形態の変形例として、暖房専用機に適用
した場合には、上述した図９と同じ回路になるので、こ
こでは説明を省略する。

【００９８】また、図１２に示すものは、冷暖房の切換
えが可能な空気調和機に適用した場合である。つまり、
この図１２に示すものでは、メインタンク(T1,T2) と四
路切換弁(16)とを接続する液配管（冷房運転時及び暖房
運転時共に液冷媒の供給側となる液配管）(31)に、放熱
用熱交換器(51)との間で熱交換可能な液側熱交換器(17)
が備えられた構成となっている。

【００９９】これらの変形例においても上述した第７実
施形態と同様に、メインタンク(T1,T2) に回収される液
冷媒がフラッシュガスとなることはなく、このフラッシ
ュガスを凝縮させるために駆動用冷媒回路(C) を大型に
しておく必要なしに、余剰熱の放熱が可能となる。

【０１００】（第８実施形態）次に、第８実施形態につ
いて図１３を用いて説明する。本形態は、上述した第４
実施形態（冷房専用機）の変形例であって、駆動用冷媒
回路(C) の余剰熱を２次側冷媒回路(B) のガス配管(33)
に放熱するものである。

【０１０１】つまり、図１３に示すように、このガス配
管(33)に、放熱用熱交換器(51)との間で熱交換可能なガ
ス側熱交換器(18)が備えられた構成となっている。その
他の構成は上述した第４実施形態のものと同様である。

【０１０２】この構成により、冷房運転時には、室内熱
交換器(15,15) で蒸発したガス冷媒は、液側熱交換器(1
7)において放熱用熱交換器(51)から駆動用冷媒回路(C)
の余剰熱を受け、この放熱を受けたガス冷媒が２次側熱
交換部(13)において凝縮されることになる。その他の冷
媒循環動作は上述した第４実施形態と同様である。

【０１０３】（変形例）このように、２次側冷媒回路
(B) のガス配管(33)に余剰熱を放熱する第８実施形態の
変形例として、図１４に示すものは、暖房専用機に適用
した場合である。

【０１０４】この暖房専用機に適用した場合には、室内
熱交換器(15,15) に導入される冷媒が放熱用熱交換器(5
1)によって加熱されて、その過熱度を大きくできるので
暖房能力の向上を図ることができる。

【０１０５】また、図１５に示すものは、冷暖房の切換
えが可能な空気調和機に適用した場合である。

【０１０６】尚、上述した各実施形態では空気調和装置
に適用した場合について説明したが、本発明は、空気調
和装置に限らず、その他の冷凍装置に対しても適用可能
である。

【０１０７】また、熱源としては、圧縮機を備えた冷凍
回路を使用したが、これに限らず、２次側熱交換器(13)
に温熱または冷熱を与えるものであればよく、例えばボ
イラや吸収式冷凍機も適用可能である。

【０１０８】また、本発明は、加熱熱交換器(42)から循
環用蒸発器(11)の冷媒に与えられる熱量と、冷却熱交換
器(44)が循環用凝縮器(12)の冷媒から奪う熱量とを完全
に一致させる必要は必ずしもなく、２次側冷媒回路(B)
での冷媒循環動作が良好に行われる程度の熱バランスが
保たれておればよい。また、第１実施形態でも説明した
ように、メインタンク(T1,T2) に回収される液冷媒にフ
ラッシュガスが混入するような場合には、冷却熱交換器
(44)が循環用凝縮器(12)の冷媒から奪う熱量の方を多く
しておくことで熱バランスが保たれる場合もある。

【０１０９】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば以下に述べるような効果が発揮される。請求項１、２
または３記載の発明では、主冷媒回路(B) の冷媒に対す
る加熱、冷却を行うことで循環駆動力を与える駆動用冷
媒回路(C) を備えた熱搬送装置に対し、主冷媒回路(B)
の冷媒を加熱する加熱熱交換手段(42)による高圧発生の
ための加熱熱量と、主冷媒回路(B) の冷媒を冷却する冷
却熱交換手段(44)による低圧発生のための冷却熱量との
差を小さく、または、この両熱量を略等しく、或いは、
主冷媒回路(B) での冷媒循環動作が円滑に行われるよう
に主冷媒回路(B)が駆動用冷媒回路(C) との間で授受す
る圧力発生のための熱量をバランスさせるように、駆動
用冷媒回路(C) を循環する冷媒の余剰熱を回路外に放出
する放熱手段(51),(21a,21b)を設けた。これにより、高
圧発生のための加熱熱量と、低圧発生のための冷却熱量
とを等しくでき主冷媒回路(B) での冷媒循環動作が円滑
に行え、装置の運転効率及び信頼性の向上を図ることが
できる。

【０１１０】請求項４記載の発明では、放熱手段を駆動
用冷媒回路(C) に設けられた放熱用熱交換器(51)とし、
請求項５ではその放熱用熱交換器(51)による余剰熱の放
熱先を外気とし、請求項６では放熱先を冷却水流通路を
流れる冷却水とし、請求項７では放熱先を主冷媒回路
(B) の冷媒とした。これにより、放熱手段の構成の具体
化や余剰熱の放熱先を具体的にでき、熱搬送装置の実用
性の向上を図ることができる。

【０１１１】請求項８記載の発明では、主冷媒回路(B)
の液配管(31,32) に液冷媒の貯留が可能なタンク手段
(T) を接続し、このタンク手段(T) に対する加減圧動作
によって主冷媒回路(B) に冷媒を循環させるようにし
た、これにより、主冷媒回路(B)での冷媒循環動作が確
実に行え、熱搬送装置の運転状態の信頼性の向上を図る
ことができる。

【０１１２】請求項９記載の発明では、主冷媒回路(B)
において加熱熱交換手段(42)からの加熱によって発生し
た高圧ガス冷媒をタンク手段(T) に貯留されている液冷
媒の内部に供給して放熱するようにした。つまり、この
ガス冷媒の一部をタンク手段(T) の液冷媒と熱交換して
凝縮させることで余剰熱を処理するようにした。これに
よれば、駆動用冷媒回路(C) に特別な放熱用の機器を備
えさせることなしに余剰熱の放熱が可能となり、部品点
数の増大を招くことなしに熱量をバランスさせることが
できる。

【０１１３】請求項１０記載の発明では、タンク手段
(T) と熱源側熱交換手段(13)とを接続する液配管(31,3
2) 内の液冷媒に、駆動用冷媒回路(C) の余剰熱を放熱
するようにした。これにより、利用側熱交換手段(15)に
向かう液冷媒を加熱することなしに２次側冷媒回路(B)
に余剰熱が放熱できるので、利用側熱交換手段(15)に吸
熱運転をさせるような場合にはその能力が十分に発揮で
き、余剰熱の有効利用が可能になる。

【０１１４】請求項１１記載の発明では、タンク手段
(T) から液冷媒を押し出す側の液配管(31)内の液冷媒
に、駆動用冷媒回路(C) の余剰熱を放熱するようにし
た。これにより、タンク手段(T) に回収される液冷媒を
加熱することはない。この回収される液冷媒が加熱され
た場合には、その一部がフラッシュガスとなり、タンク
手段(T) への冷媒回収を可能とする十分な低圧を発生さ
せるために、このフラッシュガスを凝縮させるべく駆動
用冷媒回路(C) を大型にしておく必要があるが、本発明
ではその必要はない。このため、装置全体としてのコン
パクト化を図りながら駆動用冷媒回路(C) の余剰熱を放
出できる。

【０１１５】請求項１２記載の発明では、主冷媒回路
(B) のガス配管(33)内のガス冷媒に、駆動用冷媒回路
(C) の余剰熱を放熱するようにした。これにより、特
に、利用側熱交換手段(15)に放熱運転をさせるような場
合には、該利用側熱交換手段(15)に導入する冷媒の過熱
度を大きくできる。つまり、余剰熱を有効利用して利用
側熱交換手段(15)の放熱量の増大を図ることができる。

【０１１６】請求項１３記載の発明では、一対のタンク
手段(T1,T2) に対し、加圧動作と減圧動作とを交互に切
換えて主冷媒回路(B) に連続的に冷媒を循環させるよう
にした。このため、利用側熱交換手段(15)に吸熱若しく
は放熱を連続して行わせることが可能となる。従って、
例えば本装置を空気調和装置として使用した場合には、
室内の冷房または暖房の連続運転が可能となり室内の快
適性を長時間に亘って維持することができる。

【０１１７】請求項１４記載の発明は、駆動用冷媒回路
(C) を循環する冷媒をＲ１３４ａとした。このＲ１３４
ａは、一般に使用されている冷媒よりも沸点が低い。特
に、利用側熱交換手段(15)の放熱運転時には圧縮機(41)
の吸入圧力が高くなって過負荷状態になりやすいが、こ
の冷媒を使用することにより、圧縮機(41)の吸入圧力を
低く維持でき該圧縮機(41)の負荷を軽減でき、運転効率
の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係る空気調和装置の冷媒回路図
である。

【図２】第１実施形態における冷房運転時の冷媒循環動
作を示す図である。

【図３】第２実施形態に係る図１相当図である。

【図４】第２実施形態における暖房運転時の冷媒循環動
作を示す図である。

【図５】第３実施形態に係る図１相当図である。

【図６】第４実施形態に係る空気調和装置の一部を省略
した冷媒回路図である。

【図７】第５実施形態に係る図６相当図である。

【図８】第６実施形態に係る図１相当図である。

【図９】第６実施形態の変形例に係る図１相当図であ
る。

【図１０】第６実施形態の他の変形例に係る図１相当図
である。

【図１１】第７実施形態に係る図１相当図である。

【図１２】第７実施形態の変形例に係る図１相当図であ
る。

【図１３】第８実施形態に係る図１相当図である。

【図１４】第８実施形態の変形例に係る図１相当図であ
る。

【図１５】第８実施形態の他の変形例に係る図１相当図
である。

【図１６】駆動用冷媒回路の余剰熱を説明するためのモ
リエル線図である。

【符号の説明】

(A) １次側冷媒回路 (B) ２次側冷媒回路（主冷媒回路） (C) 駆動用冷媒回路 (13) ２次側熱交換部 (15) 室内熱交換器（利用側熱交換手段） (21) ガス供給管 (31,32) 液配管 (33) ガス配管 (41) 圧縮機 (42) 加熱熱交換器 (43) 第１電動膨張弁（減圧機構） (44) 冷却熱交換器 (45) 冷媒配管 (51) 放熱熱交換器（放熱手段） (T1,T2) メインタンク（タンク手段）

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱源(A) との間で熱交換可能な熱源側熱
   交換手段(13)と利用側熱交換手段(15)とがガス配管(33)
   及び液配管(31,32) により冷媒循環可能に接続されて成
   る主冷媒回路(B) と、 圧縮機(41)と、上記主冷媒回路(B) の冷媒に熱を与える
   加熱熱交換手段(42)と、減圧機構(43)と、主冷媒回路
   (B) の冷媒から熱を奪う冷却熱交換手段(44)とが冷媒配
   管(45)によって冷媒循環可能に順に接続されてなる駆動
   用冷媒回路(C) とを備え、 上記加熱熱交換手段(42)からの加熱によって主冷媒回路
   (B) の液冷媒を蒸発させて該主冷媒回路(B) に高圧を与
   える一方、冷却熱交換手段(44)からの冷却によって主冷
   媒回路(B) のガス冷媒を凝縮させて該主冷媒回路(B) に
   低圧を与え、これら圧力によって主冷媒回路(B) に冷媒
   を循環させるようにした熱搬送装置であって、 上記加熱熱交換手段(42)による高圧発生のための加熱熱
   量と、冷却熱交換手段(44)による低圧発生のための冷却
   熱量との差が減少するように、駆動用冷媒回路(C) を循
   環する冷媒の余剰熱を該駆動用冷媒回路(C) の回路外に
   放出する放熱手段(51),(21a,21b)が設けられていること
   を特徴とする熱搬送装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の熱搬送装置において、 放熱手段(51),(21a,21b)は、加熱熱交換手段(42)による
   高圧発生のための加熱熱量と、冷却熱交換手段(44)によ
   る低圧発生のための冷却熱量とを略等しくするように、
   駆動用冷媒回路(C) を循環する冷媒の余剰熱を該駆動用
   冷媒回路(C) の回路外に放出することを特徴とする熱搬
   送装置。
3. 【請求項３】 熱源(A) との間で熱交換可能な熱源側熱
   交換手段(13)と利用側熱交換手段(15)とがガス配管(33)
   及び液配管(31,32) により冷媒循環可能に接続されて成
   る主冷媒回路(B) と、 圧縮機(41)と、上記主冷媒回路(B) の冷媒に熱を与える
   加熱熱交換手段(42)と、減圧機構(43)と、主冷媒回路
   (B) の冷媒から熱を奪う冷却熱交換手段(44)とが冷媒配
   管(45)によって冷媒循環可能に順に接続されてなる駆動
   用冷媒回路(C) とを備え、 上記加熱熱交換手段(42)からの加熱によって主冷媒回路
   (B) の液冷媒を蒸発させて該主冷媒回路(B) に高圧を与
   える一方、冷却熱交換手段(44)からの冷却によって主冷
   媒回路(B) のガス冷媒を凝縮させて該主冷媒回路(B) に
   低圧を与え、これら圧力によって主冷媒回路(B) に冷媒
   を循環させるようにした熱搬送装置であって、 上記駆動用冷媒回路(C) を循環する冷媒の余剰熱を該駆
   動用冷媒回路(C) の回路外に放出することにより、主冷
   媒回路(B) での冷媒循環動作が円滑に行われるように主
   冷媒回路(B) が駆動用冷媒回路(C) との間で授受する圧
   力発生のための熱量をバランスさせる放熱手段(51),(21
   a,21b)が設けられていることを特徴とする熱搬送装置。
4. 【請求項４】 請求項１、２または３記載の熱搬送装置
   において、 放熱手段は、駆動用冷媒回路(C) に設けられた放熱用熱
   交換器(51)であることを特徴とする熱搬送装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の熱搬送装置において、 放熱用熱交換器(51)は、駆動用冷媒回路(C) を循環する
   冷媒の余剰熱を外気に放熱することを特徴とする熱搬送
   装置。
6. 【請求項６】 請求項４記載の熱搬送装置において、 放熱用熱交換器(51)は、駆動用冷媒回路(C) を循環する
   冷媒の余剰熱を、該放熱用熱交換器(51)と熱交換可能に
   配置された冷却水流通路を流れる冷却水に放熱すること
   を特徴とする熱搬送装置。
7. 【請求項７】 請求項４記載の熱搬送装置において、 放熱用熱交換器(51)は、駆動用冷媒回路(C) を循環する
   冷媒の余剰熱を主冷媒回路(B) に放熱することを特徴と
   する熱搬送装置。
8. 【請求項８】 請求項１、２または３記載の熱搬送装置
   において、 主冷媒回路(B) の液配管(31,32) には、液冷媒の貯留が
   可能なタンク手段(T)が接続され、 加熱熱交換手段(42)による冷媒の加熱によって主冷媒回
   路(B) に与えられる高圧をタンク手段(T) に作用させて
   該タンク手段(T) から液冷媒を押し出す加圧動作と、冷
   却熱交換手段(44)による冷媒の冷却によって主冷媒回路
   (B) に与えられる低圧をタンク手段(T) に作用させて該
   タンク手段(T) へ液冷媒を回収する減圧動作とにより主
   冷媒回路(B) に冷媒を循環させるようになっていること
   を特徴とする熱搬送装置。
9. 【請求項９】 請求項８記載の熱搬送装置において、 放熱手段は、主冷媒回路(B) において加熱熱交換手段(4
   2)からの加熱によって発生した高圧ガス冷媒をタンク手
   段(T) に貯留されている液冷媒の内部に供給するガス供
   給管(21a,21b) であることを特徴とする熱搬送装置。
10. 【請求項１０】 請求項８記載の熱搬送装置において、 放熱用熱交換器(51)は、駆動用冷媒回路(C) を循環する
    冷媒の余剰熱を、タンク手段(T) と熱源側熱交換手段(1
    3)とを接続する液配管(31,32) 内の液冷媒に放熱するこ
    とを特徴とする熱搬送装置。
11. 【請求項１１】 請求項８記載の熱搬送装置において、 放熱用熱交換器(51)は、駆動用冷媒回路(C) を循環する
    冷媒の余剰熱を、タンク手段(T) から液冷媒を押し出す
    側の液配管(31)内の液冷媒に放熱することを特徴とする
    熱搬送装置。
12. 【請求項１２】 請求項８記載の熱搬送装置において、 放熱用熱交換器(51)は、駆動用冷媒回路(C) を循環する
    冷媒の余剰熱を、主冷媒回路(B) のガス配管(33)内のガ
    ス冷媒に放熱することを特徴とする熱搬送装置。
13. 【請求項１３】 請求項８記載の熱搬送装置において、 タンク手段は液配管(31,32) において並列に接続された
    第１及び第２のタンク手段(T1,T2) で成り、 加熱熱交換手段(42)により第１タンク手段(T1)に高圧を
    与えると共に冷却熱交換手段(44)により第２タンク手段
    (T2)に低圧を与える第１の圧力作用動作と、冷却熱交換
    手段(44)により第１タンク手段(T1)に低圧を与えると共
    に加熱熱交換手段(42)により第２タンク手段(T2)に高圧
    を与える第２の圧力作用動作とを交互に切換えて、第１
    の圧力作用動作時には、第１タンク手段(T1)から蒸発器
    となる熱交換手段(13),(15) に液冷媒を供給すると共
    に、凝縮器となる熱交換手段(15),(13) から第２タンク
    手段(T2)に液冷媒を回収する一方、第２の圧力作用動作
    時には、第２タンク手段(T2)から蒸発器となる熱交換手
    段(13),(15) に液冷媒を供給すると共に、凝縮器となる
    熱交換手段(15),(13) から第１タンク手段(T1)に液冷媒
    を回収するように冷媒を循環させて利用側熱交換手段(1
    5)に吸熱若しくは放熱を連続して行わせることを特徴と
    する熱搬送装置。
14. 【請求項１４】 請求項１、２または３記載の熱搬送装
    置において、 駆動用冷媒回路(C) を循環する冷媒はＲ１３４ａである
    ことを特徴とする熱搬送装置。