JPS6051026B2 - 冷凍装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は空冷ヒートポンプ式チラーユニツト並びに水
冷ヒートポンプ式パッケージユニットに用いられる冷凍
装置の改良に関する。

従来此程冷凍装置に於いては液圧縮防止の為に気液分
離を行なうアキュームレータを圧縮機の吸込管に設ける
のが一般であり、且つチラー並びにパッケージユニット
のように大型冷凍装置に於いては冷媒循環量の調整に大
容量の受液器を必要とし、しかも容量が大きいだけにこ
の受液器は両端 開口を閉塞する鏡板に強度性を持たせ
る為にこの鏡板に跨がり補強材を設けることが一般的て
あつた。

本発明は上述の欠点に鑑み、受液器を筒形状にしてこ
の両端開口を夫々鏡板て閉塞すると共にこの受液器に凝
縮器からの冷媒が導入する流入口と減圧素子へ冷媒を導
出する流出口とを設け、この流出口よりも下方に位置さ
せる小径の熱交換パイプと上方に位置させる大径の熱交
換パイプとを前記両鏡板に跨がつて貫挿させると共にこ
の両熱交換パイプの一端同志をＵベンドで直列に接続し
、大径の熱交換パイプの他端を圧縮機の吸込側配管へ、
且つ小径の熱交換パイプの他端を蒸発器へ夫々連結する
ことにより、小径の熱交換バイブ内を流れる高速流の冷
媒は受液器内に貯溜される液冷媒と効率良く熱交換され
ると共に熱交換して略完全に気化したガス冷媒は大径の
熱交換パイプ内を遅く流れる際に受液器内のガス冷媒と
効率良く熱交換されるので、アキュームレータが不要と
な”り、且つこの熱交換パイプを受液器の補強材として
兼用させることにより部品削減を図り、併せて凝縮器の
熱交換効率を高め、更には冷媒中の關埃除去を行うスト
レーナの取付けに簡便化を図るようにした冷凍装置を提
供するようにしたものである。

以下本発明の一実施例を空冷ヒートポンプ式チラーユニ
ツトに適用し、図面に基づいて詳述する。

１は圧縮機、２は吐出冷媒の流路を冷暖房時に切換える
四方弁、３は冷温水の入口管４及び出口管５を備え、仕
切板６にて複数の熱交換用バイブ７を支持内蔵した水利
用側熱交換器、８は円筒形状のケース９とこの両端開口
を夫々円板状の鏡板１０，１１にて閉塞して密蔽容器と
した受液器、１２は圧縮機１の吸込側冷媒温度に応じて
減圧度合を調整する膨張弁、１３は空気熱源側熱交換器
、１４，１５，１６，１７は冷暖房時冷媒を順方向にの
み流して流路を変更する逆止弁で、これら冷凍部品を配
管接続してヒートポンプ式冷凍回路を構成している。

而して前記受液器８は内方に冷媒の流入口１８を臨ませ
、一方の鏡板１０へ挿通して溶接させた流入管１９と、
この流入口１８より稍低い位置で冷媒の流出口２０を内
方に臨ませ、ケース９の側方より外部へ取り出した流出
管２１とを備えると共に、Ｕベンド２７で接続された大
径の熱交換バイブ２２と小径の熱交換バイブ２２とを鏡
板１０，１１に跨がつて貫通してこ両鏡板溶接固着し、
且つ大径の熱交換バイブ２２の冷媒出口側箇所内部にス
トレーナ２３を着脱自在に挿入してこのフランジ２４を
鏡板１０へボルト締めすることにより内蔵固定し、更に
この受液器８上には取付部材２５に水利用側熱交換器３
を載置固定するようにしている。

即ち、熱交換バイブ２２，２２″を鏡板１０，１１に跨
がり貫挿溶着したのはこの熱交換バイブ２２，２２″に
て両鏡板１０，１１の円板中央箇所を相互に固定保持し
てこの鏡板１０，１１がケー９の自重及び外部からの荷
重により左右方向へ．膨出変形しないように強度を充分
に持たせるようにした為で、所謂この熱交換バイブ２２
，２２″を従来鏡板１０，１１に跨つてケース９に内蔵
していた補強材の代用品として兼用させるようにしたも
のであり、併せて斯かる構造としたことにより水利用側
熱交換器３を載置固定できるようにしてチラーユニツト
内の空間を有効に利用して収納配置させ、且つこの配置
構成より高位置にある水利用側熱交換器３内の液冷媒（
暖房運転時）を低位置にある受液器８内へ導入するよう
に図つたものである。

而して一実施例として接続配管例えば圧縮機１の吸込側
配管２６の径８０φ？に対し大径の熱交換バイブ２２の
径を２倍の１６０４）Ｗｎとしたのは鏡板１０，１１の
補強材としてより強度を持たせる為と、径を大きくした
ことにより熱交換バイブ２２内を流れる冷媒の流速を遅
くすると共に熱交換面積の増大を図り受液器８内の高圧
ガス冷媒との熱交換を向上させることを目的としたもの
である。

又、小径の熱交換バイブ２２″を吸込側配管２６と同径
の８０φ順としたのは流出口２０の高さまで受液器８内
に貯溜される高温液冷媒と高速流の状態で効率良く熱交
換されることを意図したものである。又、鏡板１０との
貫挿箇所に位置する大径の熱交換バイブ２２の端所内ヘ
ストレーナ２３を内蔵するようにしたのは従来圧縮機１
の吸込側配管２６途中に容器を介在溶接してこの容器中
にストレーナ２３を内蔵していた構造と異なり、大径の
熱交換バイブ２２の開口端をストレーナ２３の内蔵容器
として兼用し、且つ前述したようにストレーナ２３を着
脱自在に挿入てきるようにしてこの清掃点検を容易に行
なえるようにした為である。

尚、ストレーナ２３は大径の熱交換バイブ２２内に内蔵
した方が挿入し易いが、必要に応じて小径の熱交換バイ
ブ２２″内に挿入しても良い。以上の如く構成されてお
り次に冷凍サイクルについて説明する。先づ暖房運転時
に於いては、圧縮機１より吐出された冷媒ガスは実線矢
印の如く四方弁２を介して水利用側熱交換器３に流入し
、熱交換用バイブ７を流通する間に入口管４から送入さ
れる低温水によつて凝縮液化した後、下部配管２７から
逆止弁４を介して流入管１９の流入口１８より受液器８
内に流入する。

然る後膨張弁１２、逆止弁１５を順次介して空気熱源側
熱交換器１３に流入し、外気によつて蒸発気化した後、
四方弁２を介して小径の熱交換バイブ２２″、Ｕベンド
２７、大径の熱交換バイブ２２へ順次流れ、特に小径の
熱交換バイブ２２″内を流れる高速流の冷媒は受液器８
内に貯溜される液冷媒と効率良く熱交換されると共に熱
交換して略完全に気化した比容積の大きいガス冷媒大径
の熱交換バイブ内を少ない圧力損失のもとて遅く流れる
際に受液器８内のガス冷媒と更に効率良く熱交換して加
熱され完全な気化状態となつて圧縮機１に吸入される。
斯かる運転時、入口管４からの低温水が隔板２８によつ
て蛇行状に流れる間に温度上昇し、出口管５からのこの
温水を室内へ導けば室内を暖房することができ、特に熱
交換用バイブ７内で凝縮液化した液冷媒は全て受液器８
へ導入せしめてこの熱交換用バイブ７内には液冷媒を貯
溜させないようにし常時冷媒ガスのみを充填させること
により熱交換面積を最大限有効に利用しているので出口
管５からの温水は極めて高く、効率の良い暖房効果を得
ることができ、更には上述したように圧縮機１への吸入
冷媒は負荷変動により空気熱源側熱交換器１３にて完全
に気化されなくても受液器８にて加熱気化されるので従
来のようにアキュームレータを用いることなく確実に液
圧縮を防止することができる。

次に冷房運転時に於いては四方弁２を切換えて圧縮機１
からの吐出冷媒を破線矢印の如く流し、空気熱源側熱交
換器１３一逆止弁１６一流入管１９一受液器８一流出管
２１一膨張弁１２一逆止弁１７一水利用側熱交換器３−
四方弁２一小径の熱交換バイブ２２″−Ｕベンド２７一
大径の熱交換バイブ２２一圧縮機１と順次循環させ、吐
出冷媒ガスを空気熱源側熱交換器１３にて外気により凝
縮液化させると共に水利用側熱交換器３にて蒸発気化さ
せて入口管４からの冷水を冷却させて室内へ導くことに
より室内を冷房することができる。

尚、斯かる運転時に於いても熱交換バイブ２，２，２２
″は受液器８にて加熱されるのて液圧縮を同様に防止で
き、且つ図面には明記されていないが空気熱源側熱交換
器１３も受液器８の上方に位置せしめるようにしておけ
ば、この空気熱源側熱交換器１３内の凝縮液冷媒を受液
器８内へ導い！て同様に凝縮効率を高め延いては冷房効
果を増大せしめることが可能となる。又、他実施例とし
て上記一実施例に示した水利用側熱交換器３を市水利用
の水冷式熱源側熱交換器として、且つ空気熱源側熱交換
器１３を室内へ・導く空気利用側熱交換器として夫々利
用し、図面中実線矢印を冷房運転時の、破線矢印を暖房
運転時の冷媒流れとすれば水冷ヒートポンプ式パッケー
ジユニットとして活用することができ、空冷ヒートポン
プ式チラーユニツトの場合と同様前述の種々効果を得る
ことができる。

尚、上記両実施例に於いて水利用側熱交換器３をシェル
アンドチューブ式熱交換器として説明したが、空気熱源
側熱交換器１３と同様プレートフィン式熱交換器として
使用しても良く、特に限定はされない。

ノ このように本発明冷凍装置は圧縮機、凝縮器、受液
器、減圧素子、蒸発器を順次接続配管て連結して冷凍回
路を構成したものにおいて、前記受液器を筒形状にして
こ両端開口を夫々鏡板て閉塞すると共にこの受液器に凝
縮器からの冷媒が導入する流入口と減圧素子へ冷媒を導
出する流出口とを設け、この流出口よりも下方位置させ
る小径の熱交換バイブと上方に位置させる大径の熱交換
バイブとを前記両鏡板に跨がつて貫挿させると共にこの
両熱交換バイブの一端同志をＵベンドで直列に接続し、
大径の熱交換バイブの他端を圧縮機の吸込側配管へ、且
つ小径の熱交換バイブの他端を蒸発器へ夫々連結するよ
うにしたので、小径の熱交換バイブ内を流れる高速流の
冷媒は流出口の高さまで受液器内に貯溜される高温液冷
媒と効率良く熱交換されると共にこの熱交換により略完
全に気化して比容積が大きくなつたガス冷媒は大径の熱
交換バイブ内を少ない圧力損失のもとで遅く流れる際に
流出口の上方の受液器内に漂つている高温ガス冷媒と更
に効率良く熱交換するようになり、圧縮機１へ完全な気
化状態て冷媒が吸入され、液圧縮を確実に防止すること
ができる。

従つてアキュームレータが不要となり、併せて強度を有
する大径の熱交換バイブ２２を特に受液器８の補強材と
して兼用させるようにしているので部品の削減を図るこ
とができる等、多大なる効果を発揮するものてある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明冷凍装置の冷媒回路図てある。 １・・・・・・圧縮機、８・・・・・・受液器、１０，
１１・・・・鏡板、２２・・・・・大径熱交換バイブ、
２６・・・・・・吸込側配管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮機、凝縮器、受液器、減圧素子、蒸発器を順次
   接続配管で連結して冷凍回路を構成したものにおいて、
   前記受液器を筒形状にしてこの両端開口を夫々鏡板で閉
   塞すると共にこの受液器に凝縮器からの冷媒が導入する
   流入口と減圧素子へ冷媒を導出する流出口とを設け、こ
   の流出口よりも下方に位置させる小径の熱交換パイプと
   上方に位置させる大径の熱交換パイプとを前記両鏡板に
   跨がつて貫挿させると共にこの両熱交換パイプの一端同
   志をＵベンドで直列に接続し、大径の熱交換パイプの他
   端を圧縮機の吸込側配管へ、且つ小径の熱交換パイプの
   他端を蒸発器へ夫々連結したことを特徴とする冷凍装置
   。