JPH1163686A - 冷却サイクル - Google Patents
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- JPH1163686A JPH1163686A JP23043597A JP23043597A JPH1163686A JP H1163686 A JPH1163686 A JP H1163686A JP 23043597 A JP23043597 A JP 23043597A JP 23043597 A JP23043597 A JP 23043597A JP H1163686 A JPH1163686 A JP H1163686A
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- F25B2309/06—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
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- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 超臨界流体を冷媒として用いる冷却サイクル
の冷媒量を広範囲にわたって調節可能とする。冷媒量を
増減するための冷媒タンクの必要容積を小さくする。 【解決手段】 圧縮機２、放熱器３、膨張弁５、蒸発器
６を含むように順次配管接続して主経路７を構成し、こ
の主経路７に膨張弁５をバイパスするバイパス経路９を
設ける。バイパス経路９に、冷媒を蓄積する冷媒タンク
１０と、この冷媒タンク１０の入口側及び出口側を開閉
する開閉弁１１，１２を設ける。主経路７を循環する膨
張弁通過後の冷媒によって冷媒タンク内の冷媒を冷却
し、冷媒タンク１０内を高圧側ライン７ａよりも常に低
温として必要量の冷媒の回収を可能とする。
の冷媒量を広範囲にわたって調節可能とする。冷媒量を
増減するための冷媒タンクの必要容積を小さくする。 【解決手段】 圧縮機２、放熱器３、膨張弁５、蒸発器
６を含むように順次配管接続して主経路７を構成し、こ
の主経路７に膨張弁５をバイパスするバイパス経路９を
設ける。バイパス経路９に、冷媒を蓄積する冷媒タンク
１０と、この冷媒タンク１０の入口側及び出口側を開閉
する開閉弁１１，１２を設ける。主経路７を循環する膨
張弁通過後の冷媒によって冷媒タンク内の冷媒を冷却
し、冷媒タンク１０内を高圧側ライン７ａよりも常に低
温として必要量の冷媒の回収を可能とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、超臨界流体を用
いた冷却サイクル、特に、膨張弁をバイパスするバイパ
ス経路にサイクル内の冷媒量を調節するための冷媒タン
クを備えた冷却サイクルに関する。
いた冷却サイクル、特に、膨張弁をバイパスするバイパ
ス経路にサイクル内の冷媒量を調節するための冷媒タン
クを備えた冷却サイクルに関する。
【０００２】
【従来の技術】自然環境に適した代替冷媒が模索される
昨今において、フロンガスを用いるよりも以前に利用さ
れていた炭酸ガス冷媒（ＣＯ2 ）が再び注目されてい
る。このようなＣＯ2 を用いた冷却サイクルは、ＣＯ2
の臨界温度が３１℃であることから、高圧側ラインが超
臨界領域で用いられる構成となっており、十分な冷凍性
能を得る必要から特公平７−１８６０２号公報の第４図
に示されるサイクル構成が考えられている。
昨今において、フロンガスを用いるよりも以前に利用さ
れていた炭酸ガス冷媒（ＣＯ2 ）が再び注目されてい
る。このようなＣＯ2 を用いた冷却サイクルは、ＣＯ2
の臨界温度が３１℃であることから、高圧側ラインが超
臨界領域で用いられる構成となっており、十分な冷凍性
能を得る必要から特公平７−１８６０２号公報の第４図
に示されるサイクル構成が考えられている。
【０００３】これは、図３に示されるように、冷媒を昇
圧する圧縮機２、冷媒を冷却する放熱器３、高圧側ライ
ンと低圧側ラインとを流れる冷媒を熱交換させる向流型
熱交換器４、冷媒を減圧する膨張弁５、冷媒を蒸発させ
て気化する蒸発器６を備えた主経路７を有している。こ
の主経路７において、圧縮機２で昇圧された超臨界状態
の冷媒は、放熱器３で冷却され、膨張弁５に入る前に向
流型熱交換器４によってさらに冷却される。そして、冷
却された冷媒は、膨張弁５によって減圧されて湿り蒸気
となり、蒸発器６で気相冷媒となった後に向流型熱交換
器４で高圧側冷媒と熱交換してさらに加熱され、圧縮室
２へ戻される。
圧する圧縮機２、冷媒を冷却する放熱器３、高圧側ライ
ンと低圧側ラインとを流れる冷媒を熱交換させる向流型
熱交換器４、冷媒を減圧する膨張弁５、冷媒を蒸発させ
て気化する蒸発器６を備えた主経路７を有している。こ
の主経路７において、圧縮機２で昇圧された超臨界状態
の冷媒は、放熱器３で冷却され、膨張弁５に入る前に向
流型熱交換器４によってさらに冷却される。そして、冷
却された冷媒は、膨張弁５によって減圧されて湿り蒸気
となり、蒸発器６で気相冷媒となった後に向流型熱交換
器４で高圧側冷媒と熱交換してさらに加熱され、圧縮室
２へ戻される。
【０００４】このような主経路７に対して、同公報の第
４頁第３９行目から第４４行目、及び、第５頁第３８行
目から第４８行目にも記述されているように、膨張弁５
をバイパスするバイパス経路９を更に設け、このバイパ
ス経路９に冷媒タンク１０と、この冷媒タンク１０を境
にして高圧側及び低圧側に配された弁１１，１２とを設
け、主経路７の冷媒量を増加させたい場合には、弁１１
を閉、弁１２を開とし、冷媒タンク内の冷媒を主経路７
に供給する。また、主経路７の冷媒量を減少させたい場
合には、弁１１を開、弁１２を閉とし、主経路７の冷媒
を冷媒タンク１０に回収するようにしている。
４頁第３９行目から第４４行目、及び、第５頁第３８行
目から第４８行目にも記述されているように、膨張弁５
をバイパスするバイパス経路９を更に設け、このバイパ
ス経路９に冷媒タンク１０と、この冷媒タンク１０を境
にして高圧側及び低圧側に配された弁１１，１２とを設
け、主経路７の冷媒量を増加させたい場合には、弁１１
を閉、弁１２を開とし、冷媒タンク内の冷媒を主経路７
に供給する。また、主経路７の冷媒量を減少させたい場
合には、弁１１を開、弁１２を閉とし、主経路７の冷媒
を冷媒タンク１０に回収するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
構成において、冷媒タンク１０への冷媒の回収は、冷媒
タンク内の圧力が回収時の高圧側ラインの圧力よりも低
ければ可能となるが、タンク内圧力が高圧側ラインの圧
力よりも高いか同等であると、主経路７からタンク内に
冷媒が移動せず、主経路内の冷媒を回収することができ
ない。
構成において、冷媒タンク１０への冷媒の回収は、冷媒
タンク内の圧力が回収時の高圧側ラインの圧力よりも低
ければ可能となるが、タンク内圧力が高圧側ラインの圧
力よりも高いか同等であると、主経路７からタンク内に
冷媒が移動せず、主経路内の冷媒を回収することができ
ない。
【０００６】また、冷媒タンク内の圧力が高圧側ライン
と低圧側ラインとの間の中間圧に設定されているような
場合でも、弁１１を開いてしばらくすると、冷媒タンク
内の圧力が高圧側ラインの圧力と等しくなり、冷媒の回
収が十分に行えなくなることが懸念される。
と低圧側ラインとの間の中間圧に設定されているような
場合でも、弁１１を開いてしばらくすると、冷媒タンク
内の圧力が高圧側ラインの圧力と等しくなり、冷媒の回
収が十分に行えなくなることが懸念される。
【０００７】そこで、この発明においては、超臨界流体
を冷媒として用い、冷媒タンクとその出口側及び入口側
にバルブを設けて主経路内の冷媒流量を調節するように
した冷却サイクルにおいて、主経路の冷媒の回収を充分
に行うことができ、主経路内の冷媒量の調節範囲を大き
くすることを課題としている。また、冷媒タンクの冷媒
量の蓄積効率を高めることで冷媒タンクの必要容積を小
さくすることも課題としている。
を冷媒として用い、冷媒タンクとその出口側及び入口側
にバルブを設けて主経路内の冷媒流量を調節するように
した冷却サイクルにおいて、主経路の冷媒の回収を充分
に行うことができ、主経路内の冷媒量の調節範囲を大き
くすることを課題としている。また、冷媒タンクの冷媒
量の蓄積効率を高めることで冷媒タンクの必要容積を小
さくすることも課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、この発明にかかる冷却サイクルは、超臨界流体を冷
媒とし、冷媒を昇圧する圧縮機と、この圧縮機で昇圧さ
れた冷媒を冷却する放熱器と、この放熱器よりも冷媒下
流側に配されて前記冷却された冷媒を減圧する減圧手段
と、この減圧手段で減圧された冷媒を加熱する蒸発器と
を含むように順次配管接続して主経路を構成し、前記主
経路に前記膨張弁をバイパスするバイパス経路を設け、
このバイパス経路に、冷媒を蓄積する冷媒タンクと、こ
の冷媒タンクの冷媒上流側及び冷媒下流側において通路
断面を調節する制御弁とを設け、前記冷媒タンク内の冷
媒を冷却する冷却手段を設けたことを特徴としている
（請求項１）。
に、この発明にかかる冷却サイクルは、超臨界流体を冷
媒とし、冷媒を昇圧する圧縮機と、この圧縮機で昇圧さ
れた冷媒を冷却する放熱器と、この放熱器よりも冷媒下
流側に配されて前記冷却された冷媒を減圧する減圧手段
と、この減圧手段で減圧された冷媒を加熱する蒸発器と
を含むように順次配管接続して主経路を構成し、前記主
経路に前記膨張弁をバイパスするバイパス経路を設け、
このバイパス経路に、冷媒を蓄積する冷媒タンクと、こ
の冷媒タンクの冷媒上流側及び冷媒下流側において通路
断面を調節する制御弁とを設け、前記冷媒タンク内の冷
媒を冷却する冷却手段を設けたことを特徴としている
（請求項１）。
【０００９】超臨界流体としては、臨界温度が常温付近
にあるＣＯ2 、エチレン等の流体が用いられ、制御弁と
しては、バイパス経路を開又は閉に切り替える開閉弁で
あっても、通路断面を連続的に可変する弁であってもよ
い。また、冷却手段としては、主経路とは独立した冷却
装置を別途タンクに付設して冷却能力を調節するもので
あってもよいが、主経路を循環する減圧手段通過後の冷
媒によって冷媒タンク内の冷媒を冷却する構成としても
よい（請求項２）。また、冷媒タンク内の冷媒は、常時
冷却するようにしても、必要時にのみ冷却するようにし
てもよい。
にあるＣＯ2 、エチレン等の流体が用いられ、制御弁と
しては、バイパス経路を開又は閉に切り替える開閉弁で
あっても、通路断面を連続的に可変する弁であってもよ
い。また、冷却手段としては、主経路とは独立した冷却
装置を別途タンクに付設して冷却能力を調節するもので
あってもよいが、主経路を循環する減圧手段通過後の冷
媒によって冷媒タンク内の冷媒を冷却する構成としても
よい（請求項２）。また、冷媒タンク内の冷媒は、常時
冷却するようにしても、必要時にのみ冷却するようにし
てもよい。
【００１０】さらに、主経路のサイクル構成としては、
圧縮器、放熱器、減圧手段、蒸発器を少なくとも含み、
例えば、膨張弁に流入する冷媒温度を更に下げるため
に、放熱器と膨張弁との間に高圧側ラインの冷媒と低圧
側ラインの冷媒とを熱交換する熱交換器を設ける構成、
あるいは蒸発器の冷媒下流側にアキュムレ─タを設ける
ような構成等が含まれる。
圧縮器、放熱器、減圧手段、蒸発器を少なくとも含み、
例えば、膨張弁に流入する冷媒温度を更に下げるため
に、放熱器と膨張弁との間に高圧側ラインの冷媒と低圧
側ラインの冷媒とを熱交換する熱交換器を設ける構成、
あるいは蒸発器の冷媒下流側にアキュムレ─タを設ける
ような構成等が含まれる。
【００１１】したがって、このような構成によれば、圧
縮機で昇圧されて超臨界状態となる高温高圧の冷媒は、
放熱器によって冷却され、しかる後に減圧手段によって
減圧されて低温低圧の湿り蒸気となり、蒸発器で蒸発気
化した後に圧縮機へ送られ、再び昇圧される。主経路内
を流通する冷媒量は、バイパス経路の制御弁を制御する
ことによって冷媒タンク内の冷媒を主経路に放出した
り、或いは、主経路から冷媒を回収することで調節され
るものであるが、回収時に主経路からタンク内に流入さ
れる冷媒は、冷却手段によって冷却されて超臨界状態か
ら亜臨界状態（液相状態）へ変移するので、冷媒回収時
にはタンク内を高圧側ラインよりも常に低圧に保つこと
ができ、主経路から必要量の冷媒を確実に回収すること
が可能となる。
縮機で昇圧されて超臨界状態となる高温高圧の冷媒は、
放熱器によって冷却され、しかる後に減圧手段によって
減圧されて低温低圧の湿り蒸気となり、蒸発器で蒸発気
化した後に圧縮機へ送られ、再び昇圧される。主経路内
を流通する冷媒量は、バイパス経路の制御弁を制御する
ことによって冷媒タンク内の冷媒を主経路に放出した
り、或いは、主経路から冷媒を回収することで調節され
るものであるが、回収時に主経路からタンク内に流入さ
れる冷媒は、冷却手段によって冷却されて超臨界状態か
ら亜臨界状態（液相状態）へ変移するので、冷媒回収時
にはタンク内を高圧側ラインよりも常に低圧に保つこと
ができ、主経路から必要量の冷媒を確実に回収すること
が可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の態様を図
面に基づいて説明する。図１において、冷却サイクル１
は、冷媒を圧縮する圧縮機２、冷媒を冷却する放熱器
３、高圧側ラインと低圧側ラインとの冷媒を熱交換する
向流型熱交換器４、冷媒を減圧する膨張弁５、冷媒を蒸
発気化する蒸発器６を有して構成された主経路７を備え
ている。この主経路７は、圧縮機２の吐出側を放熱器３
を介して向流型熱交換器４の高圧通路４ａに接続し、こ
の高圧通路４ａの流出側を膨張弁５に接続し、圧縮機２
から膨張弁５の高圧側に至る経路を高圧側ライン７ａと
している。また、膨張弁５の低圧側は、後述する冷却装
置８を介して蒸発器６に接続され、この蒸発器６を通っ
て向流型熱交換器４の低圧通路４ｂに接続されている。
そして、低圧通路４ｂの流出側を圧縮機２の吸入側に接
続し、膨張弁５の低圧側から圧縮機２に至る経路を低圧
側ライン７ｂとしている。
面に基づいて説明する。図１において、冷却サイクル１
は、冷媒を圧縮する圧縮機２、冷媒を冷却する放熱器
３、高圧側ラインと低圧側ラインとの冷媒を熱交換する
向流型熱交換器４、冷媒を減圧する膨張弁５、冷媒を蒸
発気化する蒸発器６を有して構成された主経路７を備え
ている。この主経路７は、圧縮機２の吐出側を放熱器３
を介して向流型熱交換器４の高圧通路４ａに接続し、こ
の高圧通路４ａの流出側を膨張弁５に接続し、圧縮機２
から膨張弁５の高圧側に至る経路を高圧側ライン７ａと
している。また、膨張弁５の低圧側は、後述する冷却装
置８を介して蒸発器６に接続され、この蒸発器６を通っ
て向流型熱交換器４の低圧通路４ｂに接続されている。
そして、低圧通路４ｂの流出側を圧縮機２の吸入側に接
続し、膨張弁５の低圧側から圧縮機２に至る経路を低圧
側ライン７ｂとしている。
【００１３】この冷却サイクル１においては、冷媒とし
てＣＯ2 が用いられており、圧縮機２によって圧縮され
た冷媒は、高温高圧の超臨界状態の冷媒として放熱器３
に入り、ここで放熱して冷却する。その後、向流型熱交
換器４において低圧側ライン７ｂの低温冷媒と熱交換し
て更に冷やされ、液化されることなく膨張弁５へ送られ
る。そして、この膨張弁５において減圧されて低温低圧
の湿り蒸気となり、蒸発器６においてここを通過する空
気と熱交換してガス状となり、しかる後に向流型熱交換
器４において高圧側ライン７ａの高温冷媒と熱交換して
加熱され、圧縮機２へ戻される。
てＣＯ2 が用いられており、圧縮機２によって圧縮され
た冷媒は、高温高圧の超臨界状態の冷媒として放熱器３
に入り、ここで放熱して冷却する。その後、向流型熱交
換器４において低圧側ライン７ｂの低温冷媒と熱交換し
て更に冷やされ、液化されることなく膨張弁５へ送られ
る。そして、この膨張弁５において減圧されて低温低圧
の湿り蒸気となり、蒸発器６においてここを通過する空
気と熱交換してガス状となり、しかる後に向流型熱交換
器４において高圧側ライン７ａの高温冷媒と熱交換して
加熱され、圧縮機２へ戻される。
【００１４】冷却サイクル１は、上述した主経路７に対
して、向流型熱交換器４の高圧通路４ａと膨張弁５との
間に一端を接続し、他端を膨張弁５と蒸発器６との間に
接続するバイパス経路９が設けられている。膨張弁５を
バイパスするこのバイパス経路９には、冷媒を蓄積する
冷媒タンク１０と、この冷媒タンク１０よりも高圧側
（冷媒タンク１０と高圧側ライン７ａとの間）において
通路を開閉する第１の開閉弁１１と、低圧側（冷媒タン
ク１０と低圧側ライン７ｂとの間）において通路を開閉
する第２の開閉弁１２とが設けられている。
して、向流型熱交換器４の高圧通路４ａと膨張弁５との
間に一端を接続し、他端を膨張弁５と蒸発器６との間に
接続するバイパス経路９が設けられている。膨張弁５を
バイパスするこのバイパス経路９には、冷媒を蓄積する
冷媒タンク１０と、この冷媒タンク１０よりも高圧側
（冷媒タンク１０と高圧側ライン７ａとの間）において
通路を開閉する第１の開閉弁１１と、低圧側（冷媒タン
ク１０と低圧側ライン７ｂとの間）において通路を開閉
する第２の開閉弁１２とが設けられている。
【００１５】また、主経路７の膨張弁５と蒸発器６との
間には、冷媒タンク１０の冷媒を冷却する冷却装置８が
設けられている。この冷却装置８は、膨張弁５から伸び
る低圧配管上に形成されており、例えば、冷媒タンク１
０の周囲に低圧配管を巻設したり、低圧配管と冷媒タン
ク１０の側面同士を当接して構成されるものであって
も、冷媒タンク１０を冷媒を溜める内筒とその周囲に冷
媒を流通させる通路を形成する外筒とからなる２重管に
よって構成するものであっても、或いは、冷媒タンク内
に低圧配管を気密よく挿通する構造等としてもよく、膨
張弁５を通過した後の低温冷媒によって、前記冷媒タン
ク内の冷媒を常時冷却するようになっている。
間には、冷媒タンク１０の冷媒を冷却する冷却装置８が
設けられている。この冷却装置８は、膨張弁５から伸び
る低圧配管上に形成されており、例えば、冷媒タンク１
０の周囲に低圧配管を巻設したり、低圧配管と冷媒タン
ク１０の側面同士を当接して構成されるものであって
も、冷媒タンク１０を冷媒を溜める内筒とその周囲に冷
媒を流通させる通路を形成する外筒とからなる２重管に
よって構成するものであっても、或いは、冷媒タンク内
に低圧配管を気密よく挿通する構造等としてもよく、膨
張弁５を通過した後の低温冷媒によって、前記冷媒タン
ク内の冷媒を常時冷却するようになっている。
【００１６】上記構成において、熱負荷に応じて冷却能
力を大きくする必要や、高圧側圧力を高めてＣＯＰ（成
績係数：冷凍効果／圧縮機の仕事）を最高の状態で運転
する要請がある場合等には、第１の開閉弁１１を閉、第
２の開閉弁１２を開として冷媒タンク１０の低圧側のみ
を開放し、冷媒タンク１０内の冷媒を主経路７に放出す
る。これにより、高圧側ライン７ａの圧力は上昇し、冷
却能力が高められる。
力を大きくする必要や、高圧側圧力を高めてＣＯＰ（成
績係数：冷凍効果／圧縮機の仕事）を最高の状態で運転
する要請がある場合等には、第１の開閉弁１１を閉、第
２の開閉弁１２を開として冷媒タンク１０の低圧側のみ
を開放し、冷媒タンク１０内の冷媒を主経路７に放出す
る。これにより、高圧側ライン７ａの圧力は上昇し、冷
却能力が高められる。
【００１７】このような冷媒の状態変化は、図２のモリ
エール線図においてＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅ→Ｆ→Ａで示さ
れるようになり、Ａ点で示される圧縮機２で圧縮された
超臨界状態の高温高圧冷媒は、放熱器３によってＢ点ま
で冷却され、向流型熱交換器４によってさらにＣ点まで
冷却される。そして、膨張弁５によって減圧されてＤ点
で示す低温低圧の湿り蒸気となり、その後、冷却装置８
で冷媒タンク１０内の冷媒と熱交換され、蒸発器６で蒸
発気化されてＥ点に至る。蒸発器６を通過した冷媒は、
さらに向流型熱交換器４によってＦ点まで加熱され、し
かる後に再び圧縮機２で圧縮されてＡ点に戻る。
エール線図においてＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅ→Ｆ→Ａで示さ
れるようになり、Ａ点で示される圧縮機２で圧縮された
超臨界状態の高温高圧冷媒は、放熱器３によってＢ点ま
で冷却され、向流型熱交換器４によってさらにＣ点まで
冷却される。そして、膨張弁５によって減圧されてＤ点
で示す低温低圧の湿り蒸気となり、その後、冷却装置８
で冷媒タンク１０内の冷媒と熱交換され、蒸発器６で蒸
発気化されてＥ点に至る。蒸発器６を通過した冷媒は、
さらに向流型熱交換器４によってＦ点まで加熱され、し
かる後に再び圧縮機２で圧縮されてＡ点に戻る。
【００１８】このような状態に対して、高圧側ライン７
ａの圧力を許容範囲内とする要請がある場合や、圧縮機
２の吐出温度を低下する必要がある場合、熱負荷に応じ
て冷却能力を小さくする必要がある場合、高圧側圧力を
低下させて最高ＣＰＯで運転したい要請がある場合等に
は、第１の開閉弁１１を開、第２の開閉弁１２を閉とし
て冷媒タンク１０の高圧側のみを開放し、主経路７の冷
媒を冷媒タンク１０内に回収する。これにより、高圧側
ライン７ａの圧力は低下し、冷却能力が低下する。
ａの圧力を許容範囲内とする要請がある場合や、圧縮機
２の吐出温度を低下する必要がある場合、熱負荷に応じ
て冷却能力を小さくする必要がある場合、高圧側圧力を
低下させて最高ＣＰＯで運転したい要請がある場合等に
は、第１の開閉弁１１を開、第２の開閉弁１２を閉とし
て冷媒タンク１０の高圧側のみを開放し、主経路７の冷
媒を冷媒タンク１０内に回収する。これにより、高圧側
ライン７ａの圧力は低下し、冷却能力が低下する。
【００１９】この過程において、冷媒タンク１０内の圧
力が調節されない従来の構成にあっては、冷媒タンク内
の圧力が高圧側ライン７ａと同じである場合もあり、こ
の場合には、主経路７から冷媒タンク１０への冷媒の移
動は起こらない。また、第１の開閉弁１１を開とした直
後には冷媒タンク内と高圧側ライン７ａとの間で圧力差
があっても、しばらくすると圧力が平衡してしまい、高
圧側ライン７ａの圧力降下Ｐ１が大きくとれないために
冷媒の回収が十分に行えず、冷凍効果を十分に低減させ
ることができない場合もある。図２においては、この状
態を一点鎖線で示すＡ”→Ｂ”→Ｃ”→Ｄ”→Ｅ→Ｆ→
Ａ”の状態変化として表わす。
力が調節されない従来の構成にあっては、冷媒タンク内
の圧力が高圧側ライン７ａと同じである場合もあり、こ
の場合には、主経路７から冷媒タンク１０への冷媒の移
動は起こらない。また、第１の開閉弁１１を開とした直
後には冷媒タンク内と高圧側ライン７ａとの間で圧力差
があっても、しばらくすると圧力が平衡してしまい、高
圧側ライン７ａの圧力降下Ｐ１が大きくとれないために
冷媒の回収が十分に行えず、冷凍効果を十分に低減させ
ることができない場合もある。図２においては、この状
態を一点鎖線で示すＡ”→Ｂ”→Ｃ”→Ｄ”→Ｅ→Ｆ→
Ａ”の状態変化として表わす。
【００２０】これに対して、本構成によれば、冷媒タン
ク１０が常時冷却されてタンク内の冷媒が液相冷媒に変
えられて蓄積され、冷媒タンク１０内の圧力は、高圧側
ライン７ａよりも常に低い圧力に保たれる。このため、
主経路７から冷媒タンク１０へ回収される冷媒量を大き
くすることができ、高圧側ライン７ａの圧力変動Ｐ２は
Ｐ１よりも大きくすることができ、冷凍効果を十分に低
減させることができる。この状態をモリエール線図上で
破線で示すものとすると、図２に示されるように、Ａ’
→Ｂ’→Ｃ’→Ｄ’→Ｅ→Ｆ→Ａ’の状態変化として表
わすことができ、冷却能力の調整範囲（Ｑ〜Ｑ’）、即
ち、冷媒量の調整範囲を従来の調整範囲（Ｑ〜Ｑ”）よ
りも大きくすることができる。また、冷媒タンク１０内
の冷媒を液相状態で貯えることができることから、タン
ク自体の必要容積を従来のものに比べて小さくすること
ができる。
ク１０が常時冷却されてタンク内の冷媒が液相冷媒に変
えられて蓄積され、冷媒タンク１０内の圧力は、高圧側
ライン７ａよりも常に低い圧力に保たれる。このため、
主経路７から冷媒タンク１０へ回収される冷媒量を大き
くすることができ、高圧側ライン７ａの圧力変動Ｐ２は
Ｐ１よりも大きくすることができ、冷凍効果を十分に低
減させることができる。この状態をモリエール線図上で
破線で示すものとすると、図２に示されるように、Ａ’
→Ｂ’→Ｃ’→Ｄ’→Ｅ→Ｆ→Ａ’の状態変化として表
わすことができ、冷却能力の調整範囲（Ｑ〜Ｑ’）、即
ち、冷媒量の調整範囲を従来の調整範囲（Ｑ〜Ｑ”）よ
りも大きくすることができる。また、冷媒タンク１０内
の冷媒を液相状態で貯えることができることから、タン
ク自体の必要容積を従来のものに比べて小さくすること
ができる。
【００２１】尚、膨張弁通過後の冷媒によって冷媒タン
ク内の冷媒を冷却したのでは冷凍効果に大きな影響がで
るというのであれば、冷却装置８を主経路７とは独立し
た別個のサイクルとして設けるようにしてもよい。
ク内の冷媒を冷却したのでは冷凍効果に大きな影響がで
るというのであれば、冷却装置８を主経路７とは独立し
た別個のサイクルとして設けるようにしてもよい。
【００２２】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
主経路の膨張弁をバイパスする経路上に冷媒タンクとそ
の出口側及び入口側にそれぞれ制御弁を設けて主経路の
冷媒量を調節する構成において、冷媒タンク内の冷媒を
冷却して主経路から冷媒タンクへ流入する冷媒を超臨界
状態から亜臨界状態へ変移するようにし、もって冷媒回
収時に冷媒タンク内を高圧側ラインよりも常に低圧に保
つようにしたので、高圧側ラインと冷媒タンク内との圧
力がすぐに平衡して冷媒の回収が困難になるようなこと
がなくなり、主経路の冷媒量を所望の量とすることがで
きる。その結果、サイクルの運転条件によって冷媒の回
収の有無が左右されず、いつでも主経路の冷媒量の調節
が可能となる。
主経路の膨張弁をバイパスする経路上に冷媒タンクとそ
の出口側及び入口側にそれぞれ制御弁を設けて主経路の
冷媒量を調節する構成において、冷媒タンク内の冷媒を
冷却して主経路から冷媒タンクへ流入する冷媒を超臨界
状態から亜臨界状態へ変移するようにし、もって冷媒回
収時に冷媒タンク内を高圧側ラインよりも常に低圧に保
つようにしたので、高圧側ラインと冷媒タンク内との圧
力がすぐに平衡して冷媒の回収が困難になるようなこと
がなくなり、主経路の冷媒量を所望の量とすることがで
きる。その結果、サイクルの運転条件によって冷媒の回
収の有無が左右されず、いつでも主経路の冷媒量の調節
が可能となる。
【００２３】また、冷媒タンク内の冷媒を冷却して亜臨
界状態とすることから、従来と同程度のタンク容積を必
要とせず、必要容積を従来の冷媒タンクよりも小さくす
ることができる。
界状態とすることから、従来と同程度のタンク容積を必
要とせず、必要容積を従来の冷媒タンクよりも小さくす
ることができる。
【図１】図１は、本発明にかかる冷却サイクルの構成例
を示す図である。
を示す図である。
【図２】図２は、図１で示す冷却サイクルのモリエール
線図を従来のサイクルのモリエール線図と共に示す。
線図を従来のサイクルのモリエール線図と共に示す。
【図３】図３は、従来の冷却サイクルの構成を示す図で
ある。
ある。
１ 冷却サイクル ２ 圧縮機 ３ 放熱器 ４ 向流型熱交換器 ５ 膨張弁 ６ 蒸発器 ７ 主経路 ８ 冷却装置 ９ バイパス経路 １０ 冷媒タンク １１ 第１の開閉弁 １２ 第２の開閉弁
Claims (2)
- 【請求項１】 超臨界流体を冷媒とし、 冷媒を昇圧する圧縮機と、この圧縮機で昇圧された冷媒
を冷却する放熱器と、この放熱器よりも冷媒下流側に配
されて前記冷却された冷媒を減圧する減圧手段と、この
減圧手段で減圧された冷媒を加熱する蒸発器とを含むよ
うに順次配管接続して主経路を構成し、 前記主経路に前記膨張弁をバイパスするバイパス経路を
設け、 このバイパス経路に、冷媒を蓄積する冷媒タンクと、こ
の冷媒タンクの冷媒上流側及び冷媒下流側において通路
断面を調節する制御弁とを設け、 前記冷媒タンク内の冷媒を冷却する冷却手段を設けたこ
とを特徴とする冷却サイクル。 - 【請求項２】 前記減圧手段通過後の減圧された冷媒に
よって前記冷媒タンク内の冷媒を冷却することを特徴と
する請求項１記載の冷却サイクル。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23043597A JPH1163686A (ja) | 1997-08-12 | 1997-08-12 | 冷却サイクル |
| PCT/JP1998/003555 WO1999008053A1 (fr) | 1997-08-12 | 1998-08-11 | Cycle de refroidissement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23043597A JPH1163686A (ja) | 1997-08-12 | 1997-08-12 | 冷却サイクル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1163686A true JPH1163686A (ja) | 1999-03-05 |
Family
ID=16907865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23043597A Pending JPH1163686A (ja) | 1997-08-12 | 1997-08-12 | 冷却サイクル |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1163686A (ja) |
| WO (1) | WO1999008053A1 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004008051A1 (ja) * | 2002-07-11 | 2004-01-22 | Daikin Industries, Ltd. | 冷凍装置及び冷凍装置の冷媒充填方法 |
| WO2004025199A1 (ja) * | 2002-09-10 | 2004-03-25 | Tokyo Electron Limited | 処理装置，および，処理装置のメンテナンス方法 |
| US7096679B2 (en) * | 2003-12-23 | 2006-08-29 | Tecumseh Products Company | Transcritical vapor compression system and method of operating including refrigerant storage tank and non-variable expansion device |
| JP2009103452A (ja) * | 2002-08-02 | 2009-05-14 | Daikin Ind Ltd | 冷凍装置 |
| JP2010066878A (ja) * | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Fuji Electric Retail Systems Co Ltd | 自動販売機 |
| US8181480B2 (en) | 2006-09-11 | 2012-05-22 | Daikin Industries, Ltd. | Refrigeration device |
| CN113167507A (zh) * | 2019-02-25 | 2021-07-23 | Ats日本株式会社 | 制冷控制系统和冷却系统 |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000346472A (ja) * | 1999-06-08 | 2000-12-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 超臨界蒸気圧縮サイクル |
| US6505475B1 (en) | 1999-08-20 | 2003-01-14 | Hudson Technologies Inc. | Method and apparatus for measuring and improving efficiency in refrigeration systems |
| US6385980B1 (en) | 2000-11-15 | 2002-05-14 | Carrier Corporation | High pressure regulation in economized vapor compression cycles |
| US6606867B1 (en) * | 2000-11-15 | 2003-08-19 | Carrier Corporation | Suction line heat exchanger storage tank for transcritical cycles |
| US6418735B1 (en) | 2000-11-15 | 2002-07-16 | Carrier Corporation | High pressure regulation in transcritical vapor compression cycles |
| JP3963134B2 (ja) * | 2002-07-23 | 2007-08-22 | ダイキン工業株式会社 | 冷凍サイクル |
| US6739141B1 (en) | 2003-02-12 | 2004-05-25 | Carrier Corporation | Supercritical pressure regulation of vapor compression system by use of gas cooler fluid pumping device |
| JP4321095B2 (ja) * | 2003-04-09 | 2009-08-26 | 日立アプライアンス株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
| US7424807B2 (en) | 2003-06-11 | 2008-09-16 | Carrier Corporation | Supercritical pressure regulation of economized refrigeration system by use of an interstage accumulator |
| DE102007043162B4 (de) * | 2006-09-14 | 2021-02-25 | Konvekta Ag | Klimaanlage mit automatischer Kältemittelverlagerung |
| JP2009139037A (ja) * | 2007-12-07 | 2009-06-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 冷媒回路 |
| CN114746704B (zh) * | 2019-12-05 | 2024-04-30 | 三菱电机株式会社 | 制冷循环装置 |
| JP7025086B1 (ja) * | 2021-08-24 | 2022-02-24 | 株式会社日本イトミック | ヒートポンプ装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS555893Y2 (ja) * | 1974-09-05 | 1980-02-09 | ||
| JP2548962B2 (ja) * | 1988-01-28 | 1996-10-30 | 株式会社荏原総合研究所 | ヒートポンプ |
| NO890076D0 (no) * | 1989-01-09 | 1989-01-09 | Sinvent As | Luftkondisjonering. |
-
1997
- 1997-08-12 JP JP23043597A patent/JPH1163686A/ja active Pending
-
1998
- 1998-08-11 WO PCT/JP1998/003555 patent/WO1999008053A1/ja active Application Filing
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| WO2004025199A1 (ja) * | 2002-09-10 | 2004-03-25 | Tokyo Electron Limited | 処理装置，および，処理装置のメンテナンス方法 |
| US7096679B2 (en) * | 2003-12-23 | 2006-08-29 | Tecumseh Products Company | Transcritical vapor compression system and method of operating including refrigerant storage tank and non-variable expansion device |
| US8181480B2 (en) | 2006-09-11 | 2012-05-22 | Daikin Industries, Ltd. | Refrigeration device |
| JP2010066878A (ja) * | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Fuji Electric Retail Systems Co Ltd | 自動販売機 |
| CN113167507A (zh) * | 2019-02-25 | 2021-07-23 | Ats日本株式会社 | 制冷控制系统和冷却系统 |
| EP3933297A4 (en) * | 2019-02-25 | 2022-10-05 | ATS Japan Co., Ltd. | REFRIGERANT CONTROL SYSTEM AND COOLING SYSTEM |
| US11841177B2 (en) | 2019-02-25 | 2023-12-12 | Ats Japan Co., Ltd. | Refrigerant control system and cooling system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1999008053A1 (fr) | 1999-02-18 |
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