JPS61197959A - 冷凍装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は非共沸混合冷媒を使用した冷凍サイクルによる
冷凍装置に関し、特にそのサイクル効率を向上させ得る
ようにした冷凍装置の改良に関する。

〔従来の技術〕

最も基本的な冷凍サイクルの冷媒回路構成としては、概
略第３図に示すものが一般によく知られている。これを
簡単に説明すると、図中符号１は冷凍サイクル内で冷媒
ガスを断熱圧縮する圧縮機、２はこの圧ｌｌｉｉ機ｌに
て圧縮された冷媒ガスを凝縮する凝縮器、３はこの凝縮
器２からの冷媒ガスを減圧する減圧装置（膨張弁）、４
はこの減圧装置３で減圧された冷媒ガスを蒸発させる蒸
発器である。そして、このような冷凍装置において、そ
の冷媒ガスとして目的に合せた非共沸混合冷媒を使用す
ることにより、単一冷媒では得られなかったより低い蒸
発温度、あるいはより高い凝縮温度、さらにサイクル効
率の向上化等といった利点を奏することが従来から知ら
れている。

なお、第４図は上述した冷凍サイクルを用いてなる冷凍
装置において冷媒として使用した非共沸混合冷媒の状態
変化をモリエル線図上に示したもので、図中Ａは圧縮機
ｌの吸込口および蒸発・器４の出口、Ｂは圧縮機ｌの吐
出口および凝縮器２の人１コ、Ｃは凝縮器２の出口およ
び減圧装置３の入口、Ｄ（を減圧装置３の出口および蒸
発器４の入口での非共沸混合冷媒状態を示し、第３図に
おいて対応する部分には同一符号を付している。また、
この第４図中においテａ　１．ａ　２．ａ　３．ａ　　
４；ｂ　　ｌ、ｂ　２．ｂ　３．ｂ　４はモリエル線図
上での同一温度点を示している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上述した構成による冷凍装置において、非共
沸混合冷媒を冷凍サイクルの冷媒として使用した場合に
は、第４図から明らかなように。

単一冷媒を使用した場合とは異なり、一定圧力下での凝
縮始めの温度と凝縮完了時の温度、また蒸発し始めの温
度と蒸発°完了時の温度とは異なっているものである。

すなわち、凝縮が始まる時の温度は凝縮温度が完了する
時の温度よりも高く、また蒸発が始まる時の温度は蒸発
が完了する時の温度よりも低いものである。

したがって、略同−圧力下で完全凝縮あるいは完全蒸発
するように設計するには、凝縮圧力は凝縮完了時の温度
が周囲温度より高く、また蒸発圧力については蒸発完了
時の温度を周囲温度以下にしなければならず、その分だ
け凝縮圧力を高く。

蒸発圧力を低くしなければならず、その結果として圧縮
機ｌでの仕・Ｉ（−：、：、が増加己、サイクル効率を
低下させる装置となってしまうもので、何らかの対策を
講じることが望まれている。

本発明は上述した事情に鑑み、非共沸混合冷媒を使用す
る冷凍サイクルにおけるサイクル効率を大幅に向上させ
得るようにした冷凍装置を得ることを目的とするもので
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、減圧装置、
および蒸発器を冷媒配管により順次接続してなる冷凍サ
イクルにおいて、冷媒として非共沸混合冷媒を使用する
とともに、凝縮器、減圧装置間の高温状態にある冷媒ガ
スと、蒸発器、圧縮機間の低温状態にある冷媒ガスとの
間で熱交換を行なわせ、これによって凝縮器、蒸発器で
の効率を向」ニさせるようにしたものである。

〔作用〕

本発明によれば、凝縮器出口での冷媒ガスは高温状態に
、また蒸発器出口での冷媒ガスは低温状態にあり、これ
ら両冷媒ガス間での熱交換によって、凝縮側の冷媒ガス
は蒸発側の冷媒ガスに熱を供給することによって適切に
冷却され、一方蒸発側の冷媒ガスは適切に加熱されるこ
とから、凝縮圧力の低下、蒸発圧力の上昇が可能となる
ものである。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示した実施例を用いて詳細に説明
する。

第１図および第２図は本発明に係る冷凍装置の一実施例
を示すものであり、同図において、前述した第３図およ
び第４図と同一または相当する部分には同一番号を付し
てその説明は省略する。

さて、本発明によれば、圧縮機１．凝縮器２、減圧装Ｎ
（ｗ張弁）３、および蒸発器４を冷媒配管により順次接
続してなる冷凍サイクルにおけるん媒として非共沸混合
冷媒を使用するとともに、凝縮器２、減圧装置３間の冷
媒配管と、ノに発器４、圧縮機１間の冷媒配管とで熱交
換を行なう熱交換器５を設けたところに特徴を有してい
る。

すなわち１本発明によれば、上述した熱交換器５により
、蒸発器４から出た低温状態にある圧縮機１への吸込用
冷媒ガスと、凝縮器２から出た減圧装置（膨張弁）３へ
のρ；温状態にある冷媒ガスとの間で熱交換を行なわせ
ることによって、非共沸混合冷媒を使用する冷凍サイク
ルにおけるサイクル効率を大幅に向上させ得るようにし
たものである。

ここで、第２図は非共沸混合冷媒を使用した冷凍サイク
ルの各部の冷媒の状態をモリエル線図上に示したもので
、図中Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ａは前述した従来サイクルでの
状態を示し、また図中Ａ２−Ｂ　　１−ＣＩ−Ｃ２−Ｄ
　Ｉ−Ａ　Ｉ−Ａ　２は本発明に係る熱交換器５を使用
した場合の冷媒状態を示したものである。

そして、このような第２図において、本発明による熱交
換器５を使用しない時の凝縮圧力Ｐｄに対し１本発明に
よる熱交換器５を使用した時の凝縮圧力Ｐｄ′は低く、
また熱交換器５を使用した時のノ入発圧力Ｐｓ′は使用
していない時の蒸発圧力Ｐｓに対し高くなっていること
が容易に理解されよう。

すなわち、凝縮圧力について考えると、凝縮圧力の低下
にしたがって熱交換器５を使用しない場合には凝縮圧力
の出口にて充分な冷却ができず、設計旧想定した過冷却
値が得られないが、凝縮器２を出た高温状態にある冷媒
ガスを、蒸発器４において蒸発圧力の上昇にしたがって
蒸発器４出口で充分に蒸発し得なかった低温状態にある
冷媒ガスと熱交換させることによって、適切にかつ充分
に冷却させることができ、一方蒸発器４出口での冷媒ガ
スも所定の過熱域にまで温度上昇させることが可能とな
る。

なお、本発明は上述した実施例構造に限定されず、各部
の形状、構造等を、適宜変形、変更することは自由であ
る。たとえば上述した冷凍サイクルにおいて減圧装置３
としては膨張弁が一般に採用されるが、このような減圧
装置として毛細管を使用し、この毛細管と凝縮器２と蒸
発器４とあ間の配管にろう付けあるいはその他の方法に
より密着させるようにしても、同一の作用効果を奏する
ものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る冷凍装置によれば、
圧縮機、凝縮器、減圧装置、および蒸発器を冷媒配管に
より順次接続してなる冷凍サイクルにおける冷媒として
非共沸混合冷媒を使用するとともに、凝縮器、減圧装置
間の冷媒配管と蒸発器、圧縮機間の冷媒配管とで熱交換
を行なう熱交換器を設けるようにしたので、簡単かつ安
価な構成にもかかわらず、非共沸混合冷媒を使用する冷
凍サイクルにおいて、圧縮機への冷媒ガスと減圧装置へ
の冷媒ガスとの熱交換により、凝縮温度を低下させると
ともに、蒸発温度を上昇させることが可能となり、これ
によって圧縮比が小さくなって圧縮機の効率が向上し、
省エネルギ化を達成し得るといった種々優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る冷凍装置の一実施例を示す冷媒回
路図、第２図はこの冷媒回路各部での冷媒の状態をモリ
エル線図上に示した特性図、第３図は従来例を示す冷媒
回路図、第４図はこの従来の冷媒状態を示す特性図であ
る。 ｌ・・命・圧縮機、２−−φ・凝縮器、３・・６６減圧
装置、４・・・・茂発器、５・争・・熱交換器。 代　理　人　　　大　　岩　　増　　雄第１図 第２図 ｋｃａＪ／ｋｇ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧縮機、凝縮器、減圧装置、および蒸発器を冷媒配管に
   より順次接続してなる冷凍装置において、冷媒として非
   共沸混合冷媒を使用するとともに、前記凝縮器、減圧装
   置間の冷媒配管と蒸発器、圧縮機間の冷媒配管とで熱交
   換を行なう熱交換器を設けたことを特徴とする冷凍装置
   。