JPS63156977A - 冷凍サイクル装置 - 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、非共沸混合冷媒を用い、組成分離により高沸
点冷媒を貯留して組成を可変する冷凍サイクル装置の改
良に関する。

従来の技術 非共沸混合冷媒を用い、組成分離により高沸点冷媒を貯
留して組成を可変する冷凍サイクル装置として、我々の
先行発明として第２図に示す如き装置を提案している。

第２図において、１は圧縮機、２は凝縮器、３は減圧器
となる膨張弁、４は蒸発器であり、これらを配管接続す
ることにより主回路を構成している。６は充填材を充填
した精留分離器であり、上部は配管６により凝縮器２出
口と、減圧器７を介して蒸発器４人口とそれぞれ接続し
ている。また精留分離器６の下部には貯留器８が配置さ
れ、その底部は開閉弁９を介して減圧器７と接続され、
貯留器８の内部には加熱ヒータ１ｏを設けている。

かかる装置において非共沸混合冷媒を封入し、組成を可
変する方法について説明する。まず封入した混合冷媒の
組成のままで運転する場合（分離なしモード）には、開
閉弁９を閉止又は開放し、加熱ヒータ１ｏｔｌ−ＱＦＦ
すると、貯留器８は余剰冷媒を単に貯留し、開放弁９を
閉止時はそのままためこむし、開放時は貯留しながら一
部は減圧器子を経由して蒸発器４に流出するのみとなる
ため、主回路は高沸点冷媒の富んだ混合冷媒の組成のま
ま運転することになる。次に高沸点冷媒を貯留して低沸
点冷媒の富んだ組成で運転する場合（分離ありモード）
には、開閉弁９を閉止し加熱ヒータ１０をＯＮすると、
貯留器８内部の冷媒中主に低沸点冷媒が気化され、精留
分離器５内部を上昇する、このとき凝縮器２出口からは
配管６を経由して液冷媒が供給され、精留分離器６内部
で気液接触により精留作用が起り、上昇する気体は気体
は低沸点冷媒の濃度が高まり、逆に降下する液体は高沸
点冷媒の濃度が高まり、貯留器８には高沸点冷媒が濃縮
されて貯留されることになる。一方上昇する低沸点冷媒
に富んだ気体は減圧器７を経由して蒸発器４に流入する
ため、主回路は低沸点冷媒の富んだ組成で運転できるも
のである。

この様なタイプの組成可変型の冷凍サイクル装置は、た
とえば給湯装置に適用され、通常使用時は高温水を得る
之め高沸点冷媒の富んだ封入組成のままで運転し、でき
るだけ短時間に貯湯する場合には加熱能力の高い低沸点
冷媒の富んだ組成で運転することが可能となる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記した先行発明の冷凍サイクル装置は次
の様な問題点をもっている。一つには加熱ヒータにより
精留作用を起こさせるため、組成可変する場合のエネル
ギ効率が低い。もう一つの問題点は精留作用を促進する
ためには加熱入力を増加して気体発生量を増大させる必
要があるが、このとき局所的な加熱により冷媒の分解劣
化等の可能性があることである。

本発明になる冷凍サイクル装置は、よシ省エネルギな気
体発生手段を提供し、精留作用を促進しながら、冷媒の
分解劣化等の恐れのない加熱手法を提供するものである
。

問題点を解決するための手段 本発明になる冷凍サイクル装置は、下部に貯留器を設け
た精留分離器の上部を減圧器を介して凝縮器出口と接続
し、同じく上部を副圧縮機、加熱用熱交換器、減圧器を
介して蒸発器入口と接続したことを特徴とするものであ
る。

作　　用 分離ありモードにおいては、凝縮器出口の液冷媒は第１
減圧器により減圧され、液体は精留分離器内を降下する
ものの、気体は副圧縮機により昇温されて加熱用熱交換
器を流れ、貯留器内部の液冷媒を沸騰させる。これによ
り精留作用が起ると共に加熱用熱交換器内では冷媒の凝
縮熱を利用しているため省エネルギで加熱でき、かつ局
所加熱を防止できるものである。さらに加熱により気体
発生量が増大し、副圧縮機により強制吸引しているため
精留作用が促進され、低沸点冷媒の濃度が高まるにつれ
ガス比容積が減少するため副圧縮機での冷媒循環量が増
大するためより短時間で組成可変が実現できるものであ
る。

実施例 本発明になる冷凍サイクル装置の一実施例を、第１図に
示す。第１図において、１１は圧縮機、１２は凝縮器、
１３は減圧器となる膨張弁、１４は蒸発器であり、これ
らを配管接続することにより主回路を構成している。１
５は充填材を主項した精留分離器であり、上部は第１減
圧器１６を介して凝縮器１２出口と接続し、同じく上部
を副圧縮機１７．加熱用熱交換器１８．第２減圧器１９
を介して蒸発器１４人口に接続すると共に、精留分離器
１６の下部には加熱用熱交換器１８を内蔵した貯留器２
０を配置している。

かかる冷凍サイクル装置において非共沸混合冷媒を封入
し、組成を可変する方法について説明する。まず分離な
しモードでは、副圧縮機１７°を停止し、主回路の膨張
弁１３を適度の開度に保つと、凝縮器１２出口の液冷媒
はほとんど膨張弁１３を流れ、余剰冷媒のみが貯留器２
ｏに貯留され、主回路は高沸点冷媒に富んだ封入組成の
まま運転される。次に分離ありモードでは、副圧縮機１
７を運転し、膨張弁１３の開度を減少させると、副圧縮
機１Ｔが一部の気体を吸引し、加熱用熱交換器１８．第
２減圧器１９を経由して蒸発器１４に冷媒を循環する。

このとき加熱用熱交換器１８により貯留器２ｏからは主
に低沸点冷媒が気化され。

精留分離器１６内部を上昇し、凝縮器１２出口からは第
１減圧器１６で減圧された液体が精留分離器１５内部を
流下し、気液接続によシ精留作用を起す。従って第１減
圧器１ｅで発生した気体と共に、精留分離器１６内部を
上昇する低沸点冷媒に富んだ気体は、副圧縮機１７に吸
引され精留作用か促進され、加熱用熱交換器１８では冷
媒の凝縮熱によシ均−加熱が行なわれる。また主回路の
低沸点冷媒の濃度が高まるにつれ副圧縮機１７での冷媒
循環量が増大し短時間で組成可変が実現できると共に、
冷媒の凝縮熱を利用した気体発生手段のため省エネルギ
となり、副圧縮機１７の入力は。

精留分離器１６の位置する中間圧から主回路の凝縮器１
２とほぼ同等の高圧まで加圧するだけであるから、低入
力で精留作用を行わせることが可能となるものである。

なお主回路の組成を元に戻すには、副圧縮機１７を停止
し、主回路の膨張弁１３の開度を開くと。

精留作用も停止され、貯留器２ｏ内の組成は徐々に中和
されるものである。さらによりすみやかに元の組成に復
帰させるには、第２図の実施例の如く、貯留器２０の下
部に開閉弁（図示せず）を設けて開放する如く制御して
もよい。また主回路の膨張弁１３の制御は必ずしも必要
なものではなく、単なる減圧器を使用してもよい。

発明の詳細 な説明した如く本発明になる冷凍サイクル装置は、非共
沸混合冷媒を封入し、下部に貯留器を設けた精留分離器
の上部を減圧器を介して凝縮器出口と接続し、同じく上
部を副圧縮機、加熱用熱交換器、減圧器を介して蒸発器
入口と接続したから、低入力ですみやかな精留作用を行
わせることができ、冷媒の分解劣化等の恐れのない操作
が可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の冷凍サイクル装置の構成図
、第２図は本発明の先行技術である冷凍サイクル装置の
構成図である。 １１・・・・・・圧縮機、１２・・・・・・凝縮器、１
３・・・・・・膨張弁、１４・・・・・・蒸発器、１６
・・山・精留分離器、１６・・・・・・第１減圧器、１
７・・・・・・副圧縮機、１８・川・・加熱用熱交換器
、１９・・・・・・第２減圧器、２０・川・・貯留器。 １１−迂務機 ｆ２−濁υＩ区 ｌ３−１り六 １４−各兇巳 １５−刹分継呑 ノｂ　−才１９２（テ」で４ Ｉ７−ｐＷ」ツ灘 第　２　図 ？

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　非共沸混合冷媒を封入し、圧縮機、凝縮器、減圧器、
   蒸発器等から主回路を構成し、下部に貯留器を設けた精
   留分離器の上部を前記減圧器を介して前記凝縮器出口と
   接続し、同じく上部を副圧縮機、加熱用熱交換器、前記
   減圧器を介して前記蒸発器入口と接続したことを特徴と
   する冷凍サイクル装置。