JPS63204072A - 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た冷凍サイクル装置に関
するものである。

従来の技術 従来、非共沸混合冷媒を用いた冷凍サイクルとしては第
２図の如き従来例が提案されている。すなわち、圧縮機
２１と負荷側熱交換器２２と主絞り装置２３と熱源側熱
交換器２４を順次環状に接続し、負荷側熱交換器２２の
高圧出口と充填材２５を充填した精留塔２６とは途中加
熱器２７を介して接続し、また精留塔２６の下部と主回
路の熱源側熱交換器２４の入口とは副絞り装置２日を介
して接続するとともに、精留塔２６の上部には冷却器２
９を介して、貯溜器３０を設けた構成となっている。な
お、加熱器２７及び冷却器２９の熱源は圧縮機２１の吐
出ガス及び吸入ガスを導き、精留作用の有無にかかわら
ず常に冷媒を流す構成としている。

この構成になる冷凍サイクルにおいて、暖房時の精留作
用時には、負荷側熱交換器２２から出た高圧液冷媒の一
部が、加熱器２７で加熱されて、一部ガスが発生し精留
塔２６の下部に流入する。

加熱器２７で発生したガス成分は精留塔２６内を上昇し
、冷却器２９で凝縮液化し、貯溜器３０から精留塔２６
上部に還流して精留塔２６内を下降し、その時上昇ガス
と物質、熱交換して精留作用を行ない、貯溜器３０には
低沸点冷媒をより多く含んだ非共沸混合冷媒が貯溜され
、精留塔２６下部からは高沸点冷媒をより多（含んだ非
共沸混合冷媒か副絞り装置２８を通って主回路側冷媒と
合流し、熱源側熱交換器２４に流入する。一方、精留分
離を停止して、主回路濃度を初期封入冷媒組成で運転す
る場合には、副絞り装置２８を開けて、分岐流量を多く
し、加熱器２７での発生ガス量をなしにすることで、精
留作用が停止する。

このようにして、主回路での暖房運転を行ないながら、
主回路での低沸点冷媒濃度を可変し、必要に応じて精留
作用を行ない、主回路が高沸点冷媒成分に富む時には低
暖房能力を得、一方主回路が初期封入冷媒組成の時には
高暖房能力を得るように冷凍サイクルを制御するもので
ある。

発明が解決しようとする問題点 ところが、上記のような構成では、加熱器の熱源として
圧縮機の吐出ガスを使用しているため、負荷側熱交換器
入口温度が低下し、暖房能力が低下するという問題点を
有していた。

本発明は、上記従来の問題点を解決し、暖房能力の低下
なしに加熱器の熱源を得る冷凍サイクルを提供しようと
するものである。

問題点を解決するための手段 この目的を達成するために本発明は、主回路の高圧ある
いは中間圧と精留塔の間に加熱器と加熱器をバイパスす
るバイパス回路を各々開閉弁を介して設け、圧縮機の周
囲に断熱材を配設し、その内部に前記加熱器と熱交換的
に接続し、内部に蓄熱材を充填して蓄熱可能とした蓄熱
器を配設し、精留分離時には蓄熱を利用し、前記加熱器
に冷媒が流れる構成としたものである。

作　　用 本発明は上記した構成によって、加熱器の熱源として圧
縮機吐出ガスを使用しないため、負荷側熱交換器入口温
度が低下せず、暖房能力も低下しない。

実施例 以下、本発明の一実施例について第１図を参考に説明す
る。

第１図において、１は圧縮機、２は負荷側熱交換器、３
は主絞り装置、４は熱源側熱交換器、５は冷却器であり
、これらが環状に接続されて主回路をなす。一方、６は
開閉弁、７は加熱器、８は逆止弁、９は加熱器のバイパ
ス回路、１０は開閉弁、１１は精留塔、１２は副絞り装
置であり、これらが順次負荷側熱交換器２の高圧出口と
熱源側熱交換器４の間に接続され、また１３は貯溜器で
あり精留塔１１の上部に接続されて、これらが精留分離
部をなす。なお、前記冷却器５は精留塔１１上部の貯溜
器１３人口部分に置かれている。

１４は蓄熱器で内部に潜熱蓄熱材（例えばＮａＣＨ３Ｃ
ＯＯ−３Ｈ２０）　　１５が充填されており、この蓄熱
材１５と熱交換可能なように前記加熱器７が菩執器１４
内に配設されている一曲Ｐ素執器１４の周囲には断熱材
１６が配設されている。

上記構成において、暖房時の精留作用時および精留しな
い時について説明する。

まず精留作用時には、圧縮機１から吐出された冷媒蒸気
は負荷側熱交換器２を通り凝縮されて高圧液冷媒となる
。次にこの高圧液冷媒の一部が開閉弁６を通り、加熱器
７で加熱されて一部蒸気が発生し、逆止弁８を通り精留
塔１１の下部に流入する。この時加熱器バイパス回路９
の開閉弁１０は閉じられている。加熱器７で発生したガ
ス成分は精留塔１１内を上昇し、冷却器５で冷却されて
凝縮液化し、貯溜器１３から精留塔１１上部に還流して
精留塔１１内を下降し、その時上昇ガスと物質、熱交換
して精留作用をなし、貯溜器１３には低沸点冷媒をより
多く含んだ非共沸混合冷媒が貯溜され、精留塔１１下部
からは高沸点冷媒をより多く含んだ非共沸混合冷媒が副
絞り装置１２を通って主回路側冷媒と合流し、熱源側熱
交換器４に流入する。そして、冷却器５に入った後、圧
縮機１へ戻る。

上記冷凍サイクル装置における加熱器７の熱源としては
、圧縮機１の放熱を利用している。圧縮機１はその消費
電力に相当するジュール熱の約１割を放熱しており、残
りの大部分を冷媒の加熱に使用している。そこで断熱材
１６を圧縮機１と蓄熱器１４の周囲に配設することでそ
の放熱量を外部にできる限り濡らすことなく、蓄熱器１
４の外面より、内部に充填された蓄熱材１５に蓄熱する
。

一方、精留しない時は開閉弁６を閉じ、加熱器バイパス
回路の開閉弁１０を開けることで加熱かの なくなり蒸気の発生が止まる偽で精留作用は停止する。

しかし、その間も蓄熱器１４内の蓄熱材１５には圧縮機
１からの放熱により蓄熱が続けられる。

以上のように本実施例によれば、加熱器の熱源として圧
縮機の放熱を利用しているため、冷凍サイクル上で熱損
失することなく、暖房能力も低下しない。また、放熱分
を蓄熱し、蓄熱材として潜熱蓄熱材を使用しているので
、必要な時に熱量が得られ潜熱を出しきるまでほぼ一定
の熱が得られる。

本実施例では暖房のみについて説明したが、四方弁等を
付加して冷房する場合も同様の効果を有する。

また、本実施例では精留して低沸点冷媒を貯溜する場合
について述べたが、精留塔下部に配置した貯溜器に高沸
点冷媒を貯溜する場合も同様の効果を有する。

発明の効果 以上のように本発明は、加熱器の熱源として圧縮機の放
熱を利用するため、冷凍サイクルにおいて熱損失がなく
、暖房能力も低下しない。しかも、加熱のための消費電
力の損失なしに熱源が得られるという利点を有する。ま
た、圧縮機の放熱分を蓄熱する蓄熱器を使用することに
より、加熱を必要としない精留分離を行なわない時に蓄
熱し、精留分離時には圧縮機の放熱分を吸熱しながら加
熱器に蓄熱器を放出できるため、必要時に安定した加熱
源となりうる利点も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す冷凍サイクル図、第２
図は従来例を示す冷凍サイクル図である。 １・・・・・・圧縮機、２・・・・・・負荷側熱交換器
、３・・・・・・主絞り装置、４・・・・・・熱源側熱
交換器、５・・・・・・冷却器、６・・・・・・開閉弁
、７・・・・・・加熱器、９・・・・・・バイパス回路
、１０・・・・・・開閉弁、１１・・・・・・精留塔、
１２・・・・・・副絞り装置、１３・・・・・・貯溜器
、１４・・・・・・蓄熱器、１５・・・・・・蓄熱材、
１６・・・・・・断熱材。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はか１名！−
工宛徴　　　　　ｌθ−開閉弁 ２−　與術側勲り狡巴　　／ｌ−雫宙思３−　”Ｅ−Ｒ
’）’ｌ’ｌ　　　　　　　Ａ’　−−−Ｈ末！ｅ　リ
ｆｌｉ４−熱源刻黙交遭豫　　１３−貯溜器 ｄ−−；さ即δ　　　　　１４−　　番煕呑６−開′Ｖ
Ｉ行　　　　　　　　！５〜器魯誤Ｍゴ第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　低沸点成分と高沸点成分とからなる非共沸混合冷媒を
   循環させる圧縮機、負荷側熱交換器、主絞り装置、熱源
   側熱交換器、冷却器を環状接続して主回路を構成し、精
   留塔、冷却器、貯溜器を備えた回路を、主回路の高圧あ
   るいは中間圧より開閉弁と加熱器を経て精留塔へ入る配
   管と、前記加熱器をバイパスする開閉弁を有したバイパ
   ス回路、精留塔より副絞り装置を介して主回路の低圧に
   戻す配管とで前記主回路と接続し、前記圧縮機の周囲に
   前記加熱器と熱交換的に接続し、内部に蓄熱材を充填し
   て蓄熱可能とした蓄熱器を前記圧縮機と熱交換的に配設
   し、その周囲に断熱材を設けて、精留分離時には前記加
   熱器に冷媒が流れる構成とする冷凍サイクル装置。