JPS6196370A - 冷凍サイクル - Google Patents
冷凍サイクルInfo
- Publication number
- JPS6196370A JPS6196370A JP21610384A JP21610384A JPS6196370A JP S6196370 A JPS6196370 A JP S6196370A JP 21610384 A JP21610384 A JP 21610384A JP 21610384 A JP21610384 A JP 21610384A JP S6196370 A JPS6196370 A JP S6196370A
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- JP
- Japan
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- refrigerant
- pressure
- cycle
- compressor
- expander
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/13—Economisers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/23—Separators
Landscapes
- Saccharide Compounds (AREA)
- Fats And Perfumes (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は冷房サイクルまたはヒートポンプサイクル番構
成する冷凍サイクルに係り、特に高い全体効率を得るの
に好適な冷凍サイクルに関する。
成する冷凍サイクルに係り、特に高い全体効率を得るの
に好適な冷凍サイクルに関する。
従来の冷凍サイクルにおいては、第７図に示すように、
冷媒は圧縮機１で昇圧され、凝縮器２内で冷却水３によ
り冷却されて液相となり、次にオリフィス４で蒸発器５
の圧力まで減圧され、該蒸発器５内で冷媒は冷水６から
気化熱を奪い、再び圧縮機１へ吸い込まれるというサイ
クルを形成している。そして、冷房サイクルでは蒸発器
５で冷媒が気化熱により冷水を冷却する作用を利用し、
またヒートポンプサイクルでは凝縮器２で冷媒が液相と
なる際の凝縮熱を利用する。この冷房サイクルとヒート
ポンプサイクルとは、サイクルとして基本的に同じであ
るので、以下冷房サイクルのみについて説明する。
冷媒は圧縮機１で昇圧され、凝縮器２内で冷却水３によ
り冷却されて液相となり、次にオリフィス４で蒸発器５
の圧力まで減圧され、該蒸発器５内で冷媒は冷水６から
気化熱を奪い、再び圧縮機１へ吸い込まれるというサイ
クルを形成している。そして、冷房サイクルでは蒸発器
５で冷媒が気化熱により冷水を冷却する作用を利用し、
またヒートポンプサイクルでは凝縮器２で冷媒が液相と
なる際の凝縮熱を利用する。この冷房サイクルとヒート
ポンプサイクルとは、サイクルとして基本的に同じであ
るので、以下冷房サイクルのみについて説明する。
第８図は第７図のサイクルをモリエ線図（エンタルピ、
圧力線ＷＡ）で表わしたものである。このサイクルでは
、オリフィス４で冷媒が減圧する際冷媒が持つ機械的エ
ネルギは熱に変わり無駄に捨てられていたので、サイク
ル全体で効率を考えたとき１機械的エネルギの損失と同
エネルギが熱に変化した分だけ冷凍能力が低下するとい
う欠点があった。
圧力線ＷＡ）で表わしたものである。このサイクルでは
、オリフィス４で冷媒が減圧する際冷媒が持つ機械的エ
ネルギは熱に変わり無駄に捨てられていたので、サイク
ル全体で効率を考えたとき１機械的エネルギの損失と同
エネルギが熱に変化した分だけ冷凍能力が低下するとい
う欠点があった。
また、効率を上げる目的で従来から利用されているエコ
ノマイザサイクルを第９図に、そのモリ工線図を第１０
図に示すが、このサイクルにおいても凝縮器２とエコノ
マイザ８との間、及びエコノマイザ８と蒸発器５との間
にはオリフィス４が設けられ、冷媒が膨張する際のエネ
ルギは、やはり捨てられており、その分だけ効率が下が
るという欠点があった。
ノマイザサイクルを第９図に、そのモリ工線図を第１０
図に示すが、このサイクルにおいても凝縮器２とエコノ
マイザ８との間、及びエコノマイザ８と蒸発器５との間
にはオリフィス４が設けられ、冷媒が膨張する際のエネ
ルギは、やはり捨てられており、その分だけ効率が下が
るという欠点があった。
尚、第８図および第１０図において、９は冷媒の飽和液
線、１０は冷媒の飽和蒸気線を示している。
線、１０は冷媒の飽和蒸気線を示している。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、従来捨てられていた冷媒のエネルギを
回収することにより、サイクル全体の効率を高められる
冷凍サイクルを提供することにある。
回収することにより、サイクル全体の効率を高められる
冷凍サイクルを提供することにある。
この目的を達成するために、本発明は、減圧機構として
膨張機を用いることにより、従来捨てられていたエネル
ギを回収し、該エネルギを冷媒の圧縮動力として利用し
て、サイクル全体の効率を上げることを可能にした。ま
た前記膨張機において仕事をした冷媒のエンタルピは減
少しており、その分だけ冷凍サイクルの容量を大きくで
きる。
膨張機を用いることにより、従来捨てられていたエネル
ギを回収し、該エネルギを冷媒の圧縮動力として利用し
て、サイクル全体の効率を上げることを可能にした。ま
た前記膨張機において仕事をした冷媒のエンタルピは減
少しており、その分だけ冷凍サイクルの容量を大きくで
きる。
以下、本発明の一実施例を第１図、第２図により説明す
る。第１図は本発明による冷凍サイクルのサイクル系統
図を示している。図において、１１Ａは高圧側圧縮機、
ＩＩＢは低圧側圧縮機、１２は凝縮器、１３は膨張機、
１４は蒸発器で、これらの各機器はその順序に配管接続
されている。
る。第１図は本発明による冷凍サイクルのサイクル系統
図を示している。図において、１１Ａは高圧側圧縮機、
ＩＩＢは低圧側圧縮機、１２は凝縮器、１３は膨張機、
１４は蒸発器で、これらの各機器はその順序に配管接続
されている。
また、低圧側圧縮機１１Ｂは膨張機１３で回収されるエ
ネルギによって駆動されるようになっている。高圧側圧
縮機１１Ａはモータ１５により駆動・されるようになっ
ている４゜ 前記の冷凍サイクルにおいて、冷媒は高圧側圧縮機１１
Ａで昇圧され、凝縮器１２内で冷却水１６による冷却さ
れて液相となる１次いで膨張機１３で蒸発器１４の圧力
まで減圧され、蒸発器１４内で冷媒は冷水１７から気化
熱を奪って気化し、低圧側圧縮機１１Ｂで昇圧され、再
び高圧側圧縮機１１Ａへ吸い込まれる。ここで、膨張機
１３で冷媒が膨張する際に回収されるエネルギは低圧側
圧縮機１１Ｂで冷媒を昇圧する動力として利用される。
ネルギによって駆動されるようになっている。高圧側圧
縮機１１Ａはモータ１５により駆動・されるようになっ
ている４゜ 前記の冷凍サイクルにおいて、冷媒は高圧側圧縮機１１
Ａで昇圧され、凝縮器１２内で冷却水１６による冷却さ
れて液相となる１次いで膨張機１３で蒸発器１４の圧力
まで減圧され、蒸発器１４内で冷媒は冷水１７から気化
熱を奪って気化し、低圧側圧縮機１１Ｂで昇圧され、再
び高圧側圧縮機１１Ａへ吸い込まれる。ここで、膨張機
１３で冷媒が膨張する際に回収されるエネルギは低圧側
圧縮機１１Ｂで冷媒を昇圧する動力として利用される。
第２図は第１図の冷凍サイクルをモリエ線図で表わした
ものである。この図において、点ａで示される蒸発器１
４で気化した状態の冷媒は圧縮機１１Ａ及びＩＩＢで昇
圧され、点すの状態となる。
ものである。この図において、点ａで示される蒸発器１
４で気化した状態の冷媒は圧縮機１１Ａ及びＩＩＢで昇
圧され、点すの状態となる。
次に、冷媒は凝縮器１２において冷却され、点Ｃで示す
液相となる。この高圧の液相冷媒は膨張機１３において
仕事をするので、仕事の分だけエンタルピが減少し点ｄ
の状態となる。一方、従来のようにオリフィス４を用い
て減圧した場合には。
液相となる。この高圧の液相冷媒は膨張機１３において
仕事をするので、仕事の分だけエンタルピが減少し点ｄ
の状態となる。一方、従来のようにオリフィス４を用い
て減圧した場合には。
減圧後の冷媒の状態は点ｄ′である０点ｄあるいは点ｄ
′の状態の冷媒は蒸発器１４において冷水１７により加
熱され１点ａの状態の気相となりサイクルを形成する。
′の状態の冷媒は蒸発器１４において冷水１７により加
熱され１点ａの状態の気相となりサイクルを形成する。
また、このサイクルの冷凍容量は、点ａと点ｄあるいは
点ｄ′とのエンタルピ差で表される。したがって、本実
施例によれば、冷媒の減圧機構として膨張機１３を用い
ると、膨張機１３においてエネルギが回収できると同時
に、オリフィス４を用いる場合に比べ点ｄ′と点ｄとの
エンタルピ差だけ冷凍容量が増え、サイクル全体として
の効率をさらに向上させる効果がある。
点ｄ′とのエンタルピ差で表される。したがって、本実
施例によれば、冷媒の減圧機構として膨張機１３を用い
ると、膨張機１３においてエネルギが回収できると同時
に、オリフィス４を用いる場合に比べ点ｄ′と点ｄとの
エンタルピ差だけ冷凍容量が増え、サイクル全体として
の効率をさらに向上させる効果がある。
尚、第２図において、１９は冷媒の飽和液線、２０は冷
媒の飽和蒸気線を示している。
媒の飽和蒸気線を示している。
次に１本実施例を適用した場合の効率向上の計算例を示
す、計算条件を、作動冷媒Ｒ１２，蒸発温度３℃、凝縮
温度６０℃とし、第１図に示した実施例のサイクルに対
して計算すると、膨張機器により回収できるパワーはモ
ータの入力パワーの３％であり、同時に、冷凍能力が３
％向上する。
す、計算条件を、作動冷媒Ｒ１２，蒸発温度３℃、凝縮
温度６０℃とし、第１図に示した実施例のサイクルに対
して計算すると、膨張機器により回収できるパワーはモ
ータの入力パワーの３％であり、同時に、冷凍能力が３
％向上する。
したがって、合計６％の性能向上となる。また、同じ条
件における第１図の低圧側の圧縮機１１Ｂで可能な昇圧
量は０．１ ｋｇ／ｃｄである。
件における第１図の低圧側の圧縮機１１Ｂで可能な昇圧
量は０．１ ｋｇ／ｃｄである。
第３図は本発明の他の実施例を示す、これは。
膨張機１３で回収したエネルギを高圧側圧縮機１１Ａの
動力として利用し、低圧側圧縮機１１Ｂをモータ１５で
駆動するように構成したものである。この実施例におい
ても第１図の実施例と同じ効果が得られる。
動力として利用し、低圧側圧縮機１１Ｂをモータ１５で
駆動するように構成したものである。この実施例におい
ても第１図の実施例と同じ効果が得られる。
第４図は本発明のさらに他の実施例を示す。この実施例
は、第９図におけるエコノマイザ８の前後のオリフィス
４を膨張機１３Ａ、１３Ｂに替え。
は、第９図におけるエコノマイザ８の前後のオリフィス
４を膨張機１３Ａ、１３Ｂに替え。
これら膨張機１３Ａ、１３Ｂで回収したエネルギを圧縮
機ｌＩＣおよび１１Ｄの動力に利用し、エコノマイザ８
で分離した気相冷媒を凝縮器１２の圧力まで昇圧させる
ように構成したものである。
機ｌＩＣおよび１１Ｄの動力に利用し、エコノマイザ８
で分離した気相冷媒を凝縮器１２の圧力まで昇圧させる
ように構成したものである。
第５図も本発明の他の実施例を示している０本実施例で
は、エコノマイザ８で分離した気相冷媒の一部を圧縮機
１１Ｄ及び１１Ｃにより凝縮器１２の圧力まで昇圧し、
残りの圧縮冷媒は圧縮機１１Ｂの後の中間段へ導いてい
る。第６図のサイクルをモリエ線図で示したのが第７図
である。冷媒は１点ａの蒸発器１４内の気相の状態から
１段目の圧縮機１１Ｂにより点ｅで示す状態まで昇圧さ
れ、そこで、エコノマイザ８から導かれた点ｇの状態の
冷媒と混合し、点ｆの状態となり、２段目の圧縮機１１
Ａにより点すの状態へ昇圧される６一方、エコノマザ８
で分離した気相冷媒の一部は点ｇの状態にあり、これは
圧縮４ｑｌｌＤ及び１１Ｃにより点ｂ′の状態へ昇圧さ
れ、圧縮機１１Ａから導かれた点すの状態の冷媒と混合
し、凝縮器１２へ導かれる。冷媒は、凝縮器１２におい
て冷却され点Ｃの状態となり、膨張機１３Ａによりエコ
ノマイザ８の圧力まで減圧され点りの状態となる。エコ
ノマイザ８で分離された点ｉの状態の冷°媒は１次の膨
張機１３Ｂで蒸発器１４の圧力まで減圧させ点ｄの状態
となり、蒸発器１４で気化熱を得て点ａの状態となりサ
イクルを形成している。膨張機の代わりにオリフィスを
用いた場合には、減圧後の状態は点ｈ′及び点ｄ′とな
る。
は、エコノマイザ８で分離した気相冷媒の一部を圧縮機
１１Ｄ及び１１Ｃにより凝縮器１２の圧力まで昇圧し、
残りの圧縮冷媒は圧縮機１１Ｂの後の中間段へ導いてい
る。第６図のサイクルをモリエ線図で示したのが第７図
である。冷媒は１点ａの蒸発器１４内の気相の状態から
１段目の圧縮機１１Ｂにより点ｅで示す状態まで昇圧さ
れ、そこで、エコノマイザ８から導かれた点ｇの状態の
冷媒と混合し、点ｆの状態となり、２段目の圧縮機１１
Ａにより点すの状態へ昇圧される６一方、エコノマザ８
で分離した気相冷媒の一部は点ｇの状態にあり、これは
圧縮４ｑｌｌＤ及び１１Ｃにより点ｂ′の状態へ昇圧さ
れ、圧縮機１１Ａから導かれた点すの状態の冷媒と混合
し、凝縮器１２へ導かれる。冷媒は、凝縮器１２におい
て冷却され点Ｃの状態となり、膨張機１３Ａによりエコ
ノマイザ８の圧力まで減圧され点りの状態となる。エコ
ノマイザ８で分離された点ｉの状態の冷°媒は１次の膨
張機１３Ｂで蒸発器１４の圧力まで減圧させ点ｄの状態
となり、蒸発器１４で気化熱を得て点ａの状態となりサ
イクルを形成している。膨張機の代わりにオリフィスを
用いた場合には、減圧後の状態は点ｈ′及び点ｄ′とな
る。
したがって１本実施例においても膨張機によりエネルギ
の回収ができるとともに、容量が増え、サイクルの効率
を向上させる効果がある。
の回収ができるとともに、容量が増え、サイクルの効率
を向上させる効果がある。
以上説明したように１本発明によれば、膨張機により冷
媒が減圧する際のエネルギを回収でき、かつサイクルの
容量が増大するので、サイクル全体の効率が向上する効
果がある。
媒が減圧する際のエネルギを回収でき、かつサイクルの
容量が増大するので、サイクル全体の効率が向上する効
果がある。
第１図、第２図は本発明の一実施例を示し、第１図は本
発明による冷凍サイクルの系統図、第２図は第１図のモ
リエ線図、第３図ないし第５図は本発明の他の実施例を
示す系統図、第６図は第５図のモリエ線図、第７図およ
び第９図は従来の冷凍サイクルの系統図、第８図は第７
図のモリエ線図、第１０図は第９図のモリエ線図である
６１１Ａ・・・高圧側圧縮機、１１Ｂ・・・低圧側圧縮
機。 １２・・・凝縮器、１３・・・膨張機、１４・・・蒸発
器。 纂 １ 凹 冨 ２ 図 り、二、タノＬｔ二′ 篤３図 第 ４ 図 第５図 第６図 ニジフルこ０ ｆ ７ 図 第 ３ 図 工、フルご 第９図 ■ ｌρ 図
発明による冷凍サイクルの系統図、第２図は第１図のモ
リエ線図、第３図ないし第５図は本発明の他の実施例を
示す系統図、第６図は第５図のモリエ線図、第７図およ
び第９図は従来の冷凍サイクルの系統図、第８図は第７
図のモリエ線図、第１０図は第９図のモリエ線図である
６１１Ａ・・・高圧側圧縮機、１１Ｂ・・・低圧側圧縮
機。 １２・・・凝縮器、１３・・・膨張機、１４・・・蒸発
器。 纂 １ 凹 冨 ２ 図 り、二、タノＬｔ二′ 篤３図 第 ４ 図 第５図 第６図 ニジフルこ０ ｆ ７ 図 第 ３ 図 工、フルご 第９図 ■ ｌρ 図
Claims (3)
- １． 作動冷媒を昇圧する圧縮機と、昇圧された冷媒を
液化する凝縮器と、その高圧の液相冷媒を減圧する減圧
機構と、減圧された冷媒を気化する蒸発器とで冷房サイ
クルまたはヒートポンプサイクルを形成する冷凍サイク
ルであって、前記減圧機構として膨張機を用い、該膨脹
機で回収したエネルギを圧縮機の動力として利用するよ
うに構成したことを特徴とする冷凍サイクル。 - ２． 圧縮機として、高圧側圧縮機および低圧側圧縮機
を備え、前記膨脹機で回収したエネルギを低圧側圧縮機
の動力として利用することを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の冷凍サイクル。 - ３． 前記圧縮機として、高圧側圧縮機および低圧側圧
縮機を備え、前記膨張機で回収したエネルギを高圧側圧
縮機の動力として利用することを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の冷凍サイクル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21610384A JPS6196370A (ja) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | 冷凍サイクル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21610384A JPS6196370A (ja) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | 冷凍サイクル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6196370A true JPS6196370A (ja) | 1986-05-15 |
Family
ID=16683289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21610384A Pending JPS6196370A (ja) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | 冷凍サイクル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6196370A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6272871B1 (en) | 2000-03-30 | 2001-08-14 | Nissan Technical Center North America | Air conditioner with energy recovery device |
| JP2003074999A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-12 | Daikin Ind Ltd | 冷凍機 |
| US6655165B1 (en) | 2002-12-19 | 2003-12-02 | Nissan Technical Center North America, Inc. | Air conditioner with power recovery device having a sound suppression device |
| EP1411308A2 (en) * | 2002-10-18 | 2004-04-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Refrigeration cycle apparatus |
| WO2005008150A1 (en) * | 2003-07-14 | 2005-01-27 | Eco Technology Solutions, Llc | Heat pump system |
| WO2009104375A1 (ja) * | 2008-02-20 | 2009-08-27 | パナソニック株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
-
1984
- 1984-10-17 JP JP21610384A patent/JPS6196370A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6272871B1 (en) | 2000-03-30 | 2001-08-14 | Nissan Technical Center North America | Air conditioner with energy recovery device |
| JP2003074999A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-12 | Daikin Ind Ltd | 冷凍機 |
| EP1411308A2 (en) * | 2002-10-18 | 2004-04-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Refrigeration cycle apparatus |
| EP1411308A3 (en) * | 2002-10-18 | 2004-06-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Refrigeration cycle apparatus |
| US6945066B2 (en) | 2002-10-18 | 2005-09-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Refrigeration cycle apparatus |
| US6655165B1 (en) | 2002-12-19 | 2003-12-02 | Nissan Technical Center North America, Inc. | Air conditioner with power recovery device having a sound suppression device |
| WO2005008150A1 (en) * | 2003-07-14 | 2005-01-27 | Eco Technology Solutions, Llc | Heat pump system |
| US6915656B2 (en) | 2003-07-14 | 2005-07-12 | Eco Technology Solutions, Llc | Heat pump system |
| WO2009104375A1 (ja) * | 2008-02-20 | 2009-08-27 | パナソニック株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
| JP5064517B2 (ja) * | 2008-02-20 | 2012-10-31 | パナソニック株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
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