JPS61217659A - ヒ−トポンプ装置 - 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、ヒートポンプ装置、特に暖冷房装置において
、非共沸混合冷媒を用い、主回路を流れる冷媒濃度を可
変する事により、常に負荷に適応した冷暖房能力を発生
させるヒートポンプ装置に関する。

従来の技術 従来、ヒートポンプ装置の能力を可変する方法として、
冷媒に非共沸混合冷媒を用い、冷媒分離器によって高沸
点冷媒と低沸点冷媒とに分離し、それを主回路に注入す
る事によって主回路の冷媒濃度を変え、能力を可変する
ものが提案されている。

これは、圧縮機の回転数を変えて能力制御するものに比
べ、冷媒濃度を変えてその吸込み比容積を変える事によ
って循環量を変えるもので、機械的な制御によらず機器
の信頼性等が向上するものである。

発明が解決しようとする問題点 しかるにこの種装置では、冷媒をいかに分離できるかが
大きな要素となっており、そのために分離器として精留
方式の分離器を採用しているものもある。

との精留方式の分離器には加熱源と冷却源が必要であり
、従来技術では加熱源、冷却源を別熱源としており、冷
暖房の切換え等に対してのサイクルへの影響は問題にな
らなかったが、加熱、冷却をサイクル内の高圧冷媒、低
圧冷媒で行なう場合には、その熱源をどこにするかが問
題となる。すなわち冷暖房共に精留が行なえるようにし
て、冷暖房共に能力可変する場合には、糸路の切換えに
関係なく加熱、冷却のできる事が必要である。ここで冷
却源を暖房時の蒸発器入口部に設けると、その部分での
冷媒は気液二相になるために、蒸発器への冷媒分配が均
一に行なわれず、蒸発器内での圧損増加による能力、Ｉ
ＩＥＨの低下や、着霜の不均一化が発生するし、さらに
この場合には前述したように冷暖房切換時の熱源の切換
えがはなはだ煩雑になるという問題がある。

そこで本発明は、冷暖房時とも分離が行なえ、能力制御
が容易でかつサイクルの効率を高くする事を目的とする
ものである。

問題点を解決するための手段 本発明によるヒートポンプ装置は、分離器の分離回路を
主回路の高圧と中間圧に接続し、分離器の塔底を圧縮機
と四方弁間の吐出ガスで加熱し塔頂を四方弁とアキュム
レータ間の吸入ガスで冷却する如く構成するものである
。

作用 上記構成による本発明によれば、非共沸混合冷媒を分離
するための熱源を加熱源として圧縮機と四方弁間の吐出
ガス、冷却源として四方弁とアキュムレータ間の吸入ガ
スを用いているために、冷房時と暖房時で主回路の冷媒
流れ方向が逆転しても分離器の加熱、冷却が行なえるも
のである。更に、分離器から主回路への冷媒注入を主回
路の中間圧とする事により、暖房時蒸発器へは液冷媒を
導入し、蒸発器手前で分配する時にその分流が均等に行
なえ、蒸発器で圧損金少なくする作用を果すものである
。

実施例 本発明によるヒートポンプ装置を冷暖房装置に適用した
実施例を図をもって以下に説明する。

図において、圧縮機１、四方弁２、暖房時凝縮器として
作用する負荷側熱交換器１６、冷媒方向弁４、主絞り装
置６、副絞り装置であるキャピラリチューブ６、暖房時
蒸発器として作用する熱源側熱交換器７、アキュムレー
タ８を顆次接続配管する事により主回路を構成している
。この主回路の負荷側熱交換器１６と主絞り装置６との
間の高圧側配管より分岐して精留方式の分離器９を設け
、この主回路より分離器９への分岐配管に導入電磁弁１
ｏを設けている。１１．１２はそれぞれ分離器９の塔頂
部１４、塔底部１６からの液を主回路の主絞り装置６と
副絞り装置６との間の中間圧系路に戻す配管中に設けら
れた電磁弁である。分離器９には充填物１３が充填され
ており、塔頂部１４には四方弁２からアキュムレータ８
に流れる低圧吸入ガスによって冷却する塔頂冷却熱交換
器１６が設けられ１塔底部１６には圧縮機１から四方弁
２へ流れる高圧吐出ガスによって加熱される塔底加熱熱
交換器１７が設けられている。

かかる構成によるヒートポンプ装置において、冷暖房時
の動作について説明する。

まず暖房時には、図の実線で示す冷媒流の如く圧縮機１
より吐出されたガスは分離器９の塔底加熱熱交換器１７
で分離器９内の冷媒を加熱し、四方弁２を経て、凝縮器
となる負荷側熱交換器３にて凝縮したのち、冷媒方向弁
４を経て、主絞り装置５で液状態のまま中間圧まで減圧
され、蒸発器であ２熱源側熱交換器７０入ロ部で分岐さ
れてキャピラリチューブ６で更に減圧されて熱源側熱交
換器７に゛流入、吸熱し、四方弁２を通過後、分離器９
の塔頂冷却熱交換器１６で分離器９内冷媒を冷却凝縮さ
せて、アキエムレータ８を経て圧縮機１に吸入される。

この時主回路の高圧と中間圧に接続された分離器９は電
磁弁１０，１１．１２により閉止されている。分離器９
は塔頂部１４と充填物１３が封入された充填塔、および
塔底部１６により構成されており、塔底部１６の塔底加
熱熱交換器１７により冷媒を加熱し、塔頂部１４の塔頂
冷却熱交換器１５で冷媒を冷却凝縮させる事により、塔
底部１６より発生する蒸気と塔頂部１４にて凝縮滴下す
る液とを充填塔１３内で向流接触させ、高沸点冷媒を塔
底部１６に、また低沸点冷媒を塔頂部１４に貯溜するも
のである。

この時、主回路にて増熱を図る場合には、電磁弁１０．
１１を開放し、主回路内の冷媒を分離器９内に導入する
とともに、塔頂部１４に貯溜された低沸点冷媒を主回路
に注入する事により主回路内の循環量を増加させ増熱が
図れるものである。

一方、減熱を図る場合には、電磁弁１０．１２を開放し
、塔底部１６に貯溜された高沸点冷媒を主回路に注入す
る事により減熱を図る事ができるものである。

次に冷房時には、図の破線の如く圧縮機１と四方弁２間
の糸路以外は暖房時と逆方向に冷媒が流れる。この時冷
房能力の増加を図る場合には分離器９内の低沸点冷媒を
主回路に注入し、減少を図る場合には高沸点冷媒を主回
路に注入する事で同様に能力を可変できるものである。

以上のように本実施例によれば、分離器９での加熱源と
して、四方弁２と圧縮機１間の吐出導入また冷却源とし
て四方弁２と７キユムレ一タ８間の吸入ガスとしている
ために、冷暖房時の冷媒流れが逆向きになっても分離器
９での加熱源、冷却源は変わる事がなく、冷暖房時共に
分離器９での精留作用が行なえて、それ故冷暖房時共能
力可変が可能となるものである。また一般に熱源側熱交
換器では、圧損等の関係で冷媒が多パスに分流すること
が多いが、本実施例の構成では蒸発器入口部のキャピラ
リチューブ６前では冷媒を液状態とする事ができ分流が
うまくゆくものである。

また、主回路と分離器との冷媒の入れ換えに際しては、
能力可変の立上りを早めようとすれば、分離器内液冷媒
で主回路内冷媒をピストンフロ一式に押し出し、お互い
に混合しない方がその立上り性能は向上するが、本実施
例の如く、主回路から分離器への接続が高圧液状態の配
管で接続さね、さらに分離器から主回路への注入に際し
ても、主回路の主絞り装置での減圧を冷媒が液状態であ
る中間圧までとする事により、これら糸路は全て液状態
とする事ができ、冷媒の入れ換えをピストンフロ一式に
行なう事ができ立上りを早くする事が可能となるもので
ある。

発明の効果 本発明のヒートポンプ装置は、以上説明した如く、冷媒
分離器の加熱源を圧縮機と四方弁間の吐出ガス、冷却源
を四方弁とアキュムレータ間の吸入ガスとしているため
に、冷房時、暖房時双方共に分離精留作用をする事がで
き、それ故能力可変を容易にできる。

更に上述の如く、分離器冷却源を吸入ガスとしているた
めに、暖房時蒸発器に入る冷媒を液状態として多パス流
路熱交換器への冷媒分配が均一となり、蒸発器での圧損
増加等がないものである。

また、主回路と分離器との接続は、高圧あるいは中間圧
の液冷媒状態で接続でき、それ故、冷媒の入れ換え時に
ピストンフロ一式の押し出し流れとなり、冷媒の混合に
よる濃度の希釈等がなく短時間の濃度可変ができ、それ
放冷暖房能力可変の立上り性能が向上するものである。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の一実施例によるヒートポンプ装置の冷媒
回路図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 非共沸混合冷媒を封入し、圧縮機、四方弁、負荷側熱交
   換器、主絞り装置、副絞り装置、蒸発器、アキュムレー
   タを有する主回路と、前記主回路の負荷側熱交換器と主
   絞り装置との間の高圧側より分離器に分岐し、この分離
   器の塔頂と塔底より前記主回路の主絞り装置と副絞り装
   置との間の中間圧に接続する分離回路とを備え、前記分
   離器の塔頂を四方弁からアキュムレータまでの吹込みガ
   スで冷却し、塔底を圧縮機から四方弁までの吐出ガスで
   加熱する構成とするヒートポンプ装置。