JPS58124169A - ランキンサイクル駆動冷凍サイクル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は太陽熱駆動冷房システムや排熱回収冷房システ
ムの如く、熱エネルギによって冷房を行わせるランキン
サイクル駆動の冷凍サイクルに関するものである。

ランキンサイケル駆動の冷房システムには、別媒体シス
テムと同一媒体システムとが従来より知られている。第
１図に従来の同一媒体システふの概略を示す。このシス
テムはエキスパンダ１８の動力によつてコンプレッサ１
９を圧縮するわけであるが、コンデンサ８０をフンキン
サイケ／Ｉ／ｅｌ。

冷凍サイケＡ／βともに共用化し、液化後、一部はポン
プ２１を経てボイラ１７へ、他は膨張弁ｓ４を経て、エ
バポレータｇ？にて冷房作用を行うようになっている。

この従来サイケ〜の一例（フロン１１４使用）を第１図
の七すエμ線図に示すと、ボイラ１７の熱入力に対する
エバポレータｓ７の冷房能力の比である効率η・は次式
で求ｔシ、 １１　１１４ ここで１１　＝　１４５．９　Ｍ　／　＃、　　１３　
＝１４ｇ−４Ｍ／＃。

ｉ＠　＝ｌ　４１−ｇｋｌ／Ｉ４．１Ｂ　＝ｌ　８６．
ＱＭ／ｋｇ。

１１１＝　１１４　＝　１１１．８　ｋｌ／　＃となる
ので、η・二０．６と算出される。

本発明は上記サイクルの機能を損うことなく。

効率η０を更に向上させることを目的とする。

そのため１本発明ではエキスパンダでの膨張途中の媒体
を一部抽気して、この媒体を第１ポンプ出口の媒体と再
生ＭＫて混合することによってこれを液化し、次いで第
２ポンプを介してボイラへ導びくという構成を採用する
。即ち、再生器によって大巾な熱入力の低減を図り、従
来サイクルよりも効率を改良するものである。

さらに冷凍サイク／Ｌ’ｌＣあって亀、第１減圧手段後
に、気液分離器を設け１発生する冷媒ガスはコンプレッ
サにインジェクシ暫ンし、冷媒液のみを、第２減圧手段
からエバポレータへ流入することによって、冷凍効果の
増大も図っている。

以下本発明サイクルを一実施例に基づいて説明する。

第８図中１７は太陽熱、工場廃熱等を熱源とするボイラ
で、このボイラ１７で蒸発された媒体（ＩＣ＞状態）は
、エキスパンダ１Ｂで断熱膨張し８の状態となる。そし
て、この断熱膨張の動力によってコンプレフサ１９が駆
動される。前記媒体３はコンプレフサ１９の吐出ガス（
ｓ　）　とａ合Ｌ、その状ｕ４でコンデンサｇＯＫ入り
液化する（１８の状ａｌｌ）。その後、この液化媒体１
８の一部は第１ポンプ２１に吸入され、他は第１膨張弁
２４へ向う。第１１１１張弁２４へ流れた媒体はこの膨
張弁２４で絞り作用を受けて減圧膨張し、１１の状ｌと
なる。次いで、この媒体１１は気液分離器２６にて気相
１８と液相１０とに分離する。気相媒体Ｉｇは、コンプ
レフサ１９にインジエクン璽ンされるが、低エンタルピ
ーの液相媒体１０は、第２膨張弁２６にて、再び絞り膨
張しく９の状態）。

室内冷房用エバポレータ８フヘ流入する。そして。

エバポレータ８７の通過時に空電より気化熱を奪って蒸
発しく８の状態）その際空気の冷却を行なう。

一方、第１ポンプｇｔＫ向った媒体は第１ボンデ８１で
昇圧された後（１４の状ＩＩり、再生器ＳＳにてエキス
パンダ１８の途中から抽気された高温のガス媒体（２の
状１ｉｔ）と混合して加熱される（１５の状態）。そし
て、第３ポンプｇ３により昇圧された後（１６の状態）
、ボイラ１フに到り、ここで更に加熱され（１の状態）
て閉すイク〃をとじる。々お、第１．第２のポンプ２１
．８３はいずれもエキスパンダ１８の軸出力によって駆
動される。

以上のサイクルでは、抽気量をｍとすると、ｉｕ　　”
１４ １２　１１４ であり、また、コンデンサ２０から第１膨張升２４を紅
で流入する媒体ｎは、第４図の１１の状態の乾き度をＸ
　ＩＩとすると、 である。但し、上式において、ｉｌ、ｉｚ・・・・・・
等は第４図のそリエμ線図における各状態での媒体のエ
ンタルピを示す。

従って、熱効率ηは次式で算出される。

上記サイクルで媒体−とじてフロン１１４を使用すれば
、ｉｌ＝　１４５．９　Ｍ／ｋｇ、　ｉｌ　＝１４４．
１Ｍ／＃。

１３　　＝　１４　！１−４Ｍ／　＃、　　１３　　＝
　１４０．９　ｋ１７４Ｆ＋に＠　　＝　１３８．７ｋ
ｌ／　＃−１ｙ　　＝　ｌ　３９　Ｍ／　＃。

１　Ｂ　　”　１８６．９　Ｍ／ｈ９．　　ｉ・　＝１
０７ｈｌ／１４゜ｉｌ４　＝　１１　Ｌ、Ｓ：ｋｌ／＃
＋　　１ｘｓ＝１ｔｓ＝１１８Ｊ＆／＃となる。そして
、　Ｘｉ　＝　０．１６となる。そのため。

上記サイクルではη＝　０．７　ｇと求まる。これは、
従来サイクルのηｏ＝　Ｏ，ａ　Ｏより１９．８％改良
されたことになる。

尚、上述のサイクルではエキスパンダ１８を１台の抽気
型で示したが高圧エキスパンダ、低圧エキスパンダの２
台を用いてもよいことは勿論である。又、膨張弁８４，
２６のかわりに減圧手段としてキャビフリーチューブを
用いることももちろん可能であるし、コンプレッサ１９
もインジエクシｌン型でなく、単段のコンプレッサ８台
でも可能である。

以上説明したように、本発明サイクルでは、エキスパン
ダで膨張途中の媒体の一部を抽気し、この抽気媒体を再
生器で液化するようにしたため、ボイラの必要熱量を減
少することができる。さらに、気液分離器によって、エ
バポレータの冷凍効果を増大し、従来のサイクルよりも
熱効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のフンキンサイクル駆動冷凍サイクルを示
すサイクμ図、第２図は第１図図示すイクルのモリエル
線図、第８図は本発明によるフンキンサイクル駆動冷凍
サイクルを示すサイク〃図。 第４図は第８図図示すイクルのモリエμ線図である。 １７・・・ボイラ、１８・・・エキスパンダ、２０・・
・コンデンサ、２１・・・第１ポンプ、２８・・・第２
ポンプ。 ２７・・・エバポレータ、１９・・・コンプレフサ、２
２・・・再生器、２４・・・第１膨張弁、２６・・・第
８膨張弁。 ２６・・・気液分離器。 代理人弁理士　岡　部　　隆

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 コンプレフサ、コンデンサ、第１減圧手段、　気液分ｌ
   ｌＩ器、第３減圧手段、およびエバポレータを順次接続
   して閉回路を構成する３段膨張冷凍サイクルと、エキス
   パンダ、コンデンサ、第１ポンプ。 再生器、第２ポンプ、ボイラを備える再生式ランキンサ
   イクルとよりなり、前記エキスパンダの動力で前記コン
   プレッサを駆動すると共Ｋ、前記コンデンサを両サイク
   ルで共用し、更に前記エキスパンダより抽気した媒体を
   前記再生器にて前記第１ポンプ出口の媒体と混合すると
   共に、前記気液分ｓｌ器で分離されたガス媒体を前記コ
   ンプレフサにインジェクシロンするランキンサイクμ駆
   動冷凍すイク／Ｌ／。