JPWO2014192138A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
冷凍サイクル装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2014192138A1 JPWO2014192138A1 JP2015519577A JP2015519577A JPWO2014192138A1 JP WO2014192138 A1 JPWO2014192138 A1 JP WO2014192138A1 JP 2015519577 A JP2015519577 A JP 2015519577A JP 2015519577 A JP2015519577 A JP 2015519577A JP WO2014192138 A1 JPWO2014192138 A1 JP WO2014192138A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- flow rate
- rate adjustment
- refrigerant
- heat storage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 title claims description 62
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 claims abstract description 115
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 93
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 68
- 238000010257 thawing Methods 0.000 claims description 39
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 5
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 239000011232 storage material Substances 0.000 description 8
- 238000004781 supercooling Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
Images
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
- F25B13/00—Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
-
- 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
- F25B2400/04—Refrigeration circuit bypassing means
-
- 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
- F25B2400/24—Storage receiver heat
-
- 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
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/25—Control of valves
- F25B2600/2513—Expansion valves
-
- 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
- F25B40/00—Subcoolers, desuperheaters or superheaters
- F25B40/02—Subcoolers
-
- 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
- F25B47/00—Arrangements for preventing or removing deposits or corrosion, not provided for in another subclass
- F25B47/02—Defrosting cycles
- F25B47/022—Defrosting cycles hot gas defrosting
-
- 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
- F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Abstract
圧縮機１と、利用側熱交換器５と、熱源側流量調整弁３と、熱源側熱交換器２と、を有し、暖房運転時に前記圧縮機１、前記利用側熱交換器５、前記熱源側流量調整弁３、前記熱源側熱交換器２、の順で冷媒が循環する冷凍サイクル装置であって、循環冷媒と熱交換して蓄熱する蓄熱装置６が、前記利用側熱交換器５と前記熱源側流量調整弁３の間に設けられているものである。
Description
本発明は、蓄熱装置を冷媒回路内に備えた冷凍サイクル装置に関するものである。
従来の技術として、冷媒回路内に蓄熱装置を配置し、暖房の立ち上がり時や低外気温のときの室外熱交換器の除霜時に、蓄熱装置に蓄えた熱を利用して速やかな暖房運転の開始を行ったり、除霜運転時間の短縮化を行う冷凍サイクル装置が知られている。
このような冷凍サイクル装置の蓄熱装置に蓄熱する際には、その熱源として例えば別途加熱部を蓄熱装置内に設け、蓄熱運転時は加熱部を駆動するシステムや、圧縮機のシェルからの排熱を蓄熱材に伝熱させ蓄熱運転を実施する構成、または圧縮機の吐出冷媒を熱源とするものなどがある（例えば特許文献１、２を参照）。
従来の蓄熱装置は、外部熱源である蓄熱装置用の加熱部を用意することで追加の設備や電力を必要としてしまう点や、圧縮機のシェルからの排熱を蓄熱装置に奪われるため暖房の立ち上がりが悪くなる点、また、圧縮機の吐出冷媒から蓄熱用の熱を奪うためやはり暖房の立ち上がりが悪くなってしまう点などの問題があった。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、外部熱源を必要とすることがなく、また、冷凍サイクル内から必要な熱を蓄熱用熱源として奪うことで暖房の立ち上がりなどに悪影響を与えないで蓄熱装置に蓄熱を行い、除霜運転の時間を短縮し室内の快適性を向上させる冷凍サイクル装置を提供することを目的としている。
本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機と、利用側熱交換器と、熱源側流量調整弁と、熱源側熱交換器と、を有し、暖房運転時に前記圧縮機、前記利用側熱交換器、前記熱源側流量調整弁、前記熱源側熱交換器、の順で冷媒が循環する冷凍サイクル装置であって、循環冷媒と熱交換して蓄熱する蓄熱装置が、前記利用側熱交換器と前記熱源側流量調整弁の間に設けられているものである。
本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、蓄熱装置を加熱する際に利用側熱交換器で放熱し暖房運転を終えた液冷媒を熱源とすることで、蓄熱装置を加熱する別熱源を設けることなく蓄熱装置を暖めることができる。また、熱源として冷凍サイクル内の圧縮機のシェルの排熱や、吐出冷媒の熱を利用することもないので、暖房運転の立ち上がりが速やかな冷凍サイクル装置を提供することが可能となる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
図１は、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の構成図である。圧縮機１、熱源側熱交換器２、熱源側流量調整弁３、四方弁４、利用側熱交換器５、蓄熱装置６、が冷媒配管７で接続され、冷凍サイクル装置を構成している。この冷凍サイクル装置の蓄熱装置６は、利用側熱交換器５と熱源側流量調整弁３の間に設けられている。
図１は、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の構成図である。圧縮機１、熱源側熱交換器２、熱源側流量調整弁３、四方弁４、利用側熱交換器５、蓄熱装置６、が冷媒配管７で接続され、冷凍サイクル装置を構成している。この冷凍サイクル装置の蓄熱装置６は、利用側熱交換器５と熱源側流量調整弁３の間に設けられている。
次に本実施の形態１における暖房蓄熱運転と除霜運転について説明する。
[暖房蓄熱運転]
本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置を暖房運転すると、圧縮機１を出たガス冷媒は利用側熱交換器５において凝縮し、液冷媒となる。利用側熱交換器５を出た高圧の液冷媒は蓄熱装置６内を通過する。このとき蓄熱装置６は、高圧の液冷媒により蓄熱される。高圧の液冷媒は蓄熱装置６に放熱して過冷却状態となり、熱源側流量調整弁３を介して熱源側熱交換器２で蒸発し、圧縮機１に吸引される。
[暖房蓄熱運転]
本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置を暖房運転すると、圧縮機１を出たガス冷媒は利用側熱交換器５において凝縮し、液冷媒となる。利用側熱交換器５を出た高圧の液冷媒は蓄熱装置６内を通過する。このとき蓄熱装置６は、高圧の液冷媒により蓄熱される。高圧の液冷媒は蓄熱装置６に放熱して過冷却状態となり、熱源側流量調整弁３を介して熱源側熱交換器２で蒸発し、圧縮機１に吸引される。
図２は暖房蓄熱運転時のモリエル線図である。図２に示すように利用側熱交換器５で凝縮した高圧の液冷媒は、引き続き蓄熱装置６を通り過冷却されている。また、熱源側流量調整弁３は、利用側熱交換器５の出口冷媒の過冷却度もしくは熱源側熱交換器２の出口冷媒の過熱度により開度が制御される。
このように蓄熱装置６を加熱する際に利用側熱交換器５で放熱し暖房運転を終えた高圧の液冷媒を熱源とすることで、蓄熱装置６を加熱する別熱源を設けることなく蓄熱装置６を暖めることができる。また、冷凍サイクル内の圧縮機のシェルの排熱や、吐出冷媒の熱を利用することもないので、暖房運転の立ち上がりが悪くなることもない。
[除霜運転]
次に、熱源側熱交換器２を除霜する際の運転を説明する。暖房蓄熱運転から四方弁４を切り替え、圧縮機１を出たガス冷媒を熱源側熱交換器２に送って凝縮させ除霜を行う。凝縮した液冷媒は熱源側流量調整弁３を介して蓄熱装置６に送られ暖房蓄熱運転時に蓄熱した熱により蒸発する。蒸発したガス冷媒は利用側熱交換器５を通って圧縮機１に吸引される。除霜運転時の熱源側流量調整弁３は、全開開度となっている。
次に、熱源側熱交換器２を除霜する際の運転を説明する。暖房蓄熱運転から四方弁４を切り替え、圧縮機１を出たガス冷媒を熱源側熱交換器２に送って凝縮させ除霜を行う。凝縮した液冷媒は熱源側流量調整弁３を介して蓄熱装置６に送られ暖房蓄熱運転時に蓄熱した熱により蒸発する。蒸発したガス冷媒は利用側熱交換器５を通って圧縮機１に吸引される。除霜運転時の熱源側流量調整弁３は、全開開度となっている。
このように蓄熱装置６に蓄えた熱で熱源側熱交換器２の除霜運転を行った時と、蓄熱装置６がない冷凍サイクルで除霜運転を行った時とを比較した暖房能力の変化を図３に示す。
図３に示すように蓄熱装置６がない冷凍サイクルに比べて蓄熱装置６がある冷凍サイクルの除霜運転は、除霜時間が短くなり除霜運転の開始から短時間で暖房運転に復旧する。
このため、暖房運転時の室内の快適性が向上する。
図３に示すように蓄熱装置６がない冷凍サイクルに比べて蓄熱装置６がある冷凍サイクルの除霜運転は、除霜時間が短くなり除霜運転の開始から短時間で暖房運転に復旧する。
このため、暖房運転時の室内の快適性が向上する。
蓄熱装置６は、室外ユニットに内蔵される形式や、室外ユニットの外部で冷媒配管の途中に割り込ませて配置する形式がある。外部に設置する場合には、室外ユニットの下部に設置することで平面視の設置面積を増やすことなく除霜能力を増強することが可能となる。また、室外ユニット外部に蓄熱装置６を配置することで、既設の室外ユニットに蓄熱装置６を採用することも可能である。
蓄熱装置６に内蔵される蓄熱材は、顕熱蓄熱材と潜熱蓄熱材のどちらでも採用することができる。熱容量の観点からは、潜熱蓄熱材が好ましく、例えばパラフィンやポリエチレングリコールなどで融点が０℃よりも大きいものが好適である。融点が０℃以上の潜熱蓄熱材を用いることで除霜運転時の熱量を十分に確保することができる。
蓄熱装置６内の冷媒流路は、伝熱のため蓄熱材と大きい面積で接触することができればどのような形状でもよい。例えば螺旋形状の伝熱管や、プレート式熱交換器形状などが考えられる。
実施の形態２．
本実施の形態２に係る冷凍サイクル装置は、複数の利用側熱交換器５とこの複数の利用側熱交換器５に対応した利用側流量調整弁８を備える点で実施の形態１に係る冷凍装置と異なる。
図４は、本実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の構成図である。圧縮機１、熱源側熱交換器２、熱源側流量調整弁３、四方弁４、利用側熱交換器５、利用側流量調整弁８、蓄熱装置６、が冷媒配管７で接続され、冷凍サイクル装置を構成している。この冷凍サイクル装置の蓄熱装置６は、利用側流量調整弁８と熱源側流量調整弁３の間に設けられている。
本実施の形態２に係る冷凍サイクル装置は、複数の利用側熱交換器５とこの複数の利用側熱交換器５に対応した利用側流量調整弁８を備える点で実施の形態１に係る冷凍装置と異なる。
図４は、本実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の構成図である。圧縮機１、熱源側熱交換器２、熱源側流量調整弁３、四方弁４、利用側熱交換器５、利用側流量調整弁８、蓄熱装置６、が冷媒配管７で接続され、冷凍サイクル装置を構成している。この冷凍サイクル装置の蓄熱装置６は、利用側流量調整弁８と熱源側流量調整弁３の間に設けられている。
次に本実施の形態２における暖房蓄熱運転と除霜運転について説明する。
[暖房蓄熱運転]
本実施の形態２に係る冷凍サイクル装置を暖房運転すると、圧縮機１を出たガス冷媒は利用側熱交換器５において凝縮し、液冷媒となる。利用側熱交換器５を出た高圧の液冷媒は、利用側流量調整弁８を介して蓄熱装置６内を通過する。このとき蓄熱装置６は、高圧の液冷媒により蓄熱される。高圧の液冷媒は蓄熱装置６に放熱して過冷却状態となり、熱源側流量調整弁３を介して熱源側熱交換器２で蒸発し、圧縮機１に吸引される。
[暖房蓄熱運転]
本実施の形態２に係る冷凍サイクル装置を暖房運転すると、圧縮機１を出たガス冷媒は利用側熱交換器５において凝縮し、液冷媒となる。利用側熱交換器５を出た高圧の液冷媒は、利用側流量調整弁８を介して蓄熱装置６内を通過する。このとき蓄熱装置６は、高圧の液冷媒により蓄熱される。高圧の液冷媒は蓄熱装置６に放熱して過冷却状態となり、熱源側流量調整弁３を介して熱源側熱交換器２で蒸発し、圧縮機１に吸引される。
図５は、暖房蓄熱運転時のモリエル線図である。図５に示すように利用側熱交換器５で凝縮した高圧の液冷媒は、利用側流量調整弁８で１段目の減圧を行った後、凝縮圧力と蒸発圧力の間の中間圧力となって、蓄熱装置６を通り過冷却される。そして、熱源側流量調整弁３で２段目の減圧を行い熱源側熱交換器２で蒸発する。このとき、利用側流量調整弁８は、利用側熱交換器５の出口冷媒の過冷却度もしくは熱源側熱交換器２の出口冷媒の過熱度により開度を制御する。また、熱源側流量調整弁３は、上流側の蓄熱装置６で放熱する冷媒が凝縮圧力と蒸発圧力の間の中間圧力となるように開度を制御する。
このように蓄熱装置６を加熱する際に、複数の利用側熱交換器５で放熱し暖房運転を終えた高圧の液冷媒を利用側流量調整弁８で中間圧力に減圧して熱源とすることで、蓄熱装置６を加熱する別熱源を設けることなく蓄熱装置６を暖めることができる。また、実施の形態１と同様に冷凍サイクル内の圧縮機のシェルの排熱や、吐出冷媒の熱を利用することもないので、暖房運転の立ち上がりが悪くなることもない。
[除霜運転]
次に、熱源側熱交換器２を除霜する際の運転を説明する。
冷媒の流れは実施の形態１と同様である。ただし、実施の形態２では、熱源側流量調整弁３、及び利用側流量調整弁８の開度を共に全開開度として除霜運転を行う。
そして、蓄熱装置６に蓄えた熱で熱源側熱交換器２の除霜運転を行った時と、蓄熱装置６がない冷凍サイクルで除霜運転を行った時とを比較した暖房能力の変化は、実施の形態１と同様に図３に示すようになる。
次に、熱源側熱交換器２を除霜する際の運転を説明する。
冷媒の流れは実施の形態１と同様である。ただし、実施の形態２では、熱源側流量調整弁３、及び利用側流量調整弁８の開度を共に全開開度として除霜運転を行う。
そして、蓄熱装置６に蓄えた熱で熱源側熱交換器２の除霜運転を行った時と、蓄熱装置６がない冷凍サイクルで除霜運転を行った時とを比較した暖房能力の変化は、実施の形態１と同様に図３に示すようになる。
実施の形態３．
本実施の形態３は、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置にバイパス冷媒回路を設けることで、暖房運転と除霜運転を同時に行うことを可能とするものである。
本実施の形態３は、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置にバイパス冷媒回路を設けることで、暖房運転と除霜運転を同時に行うことを可能とするものである。
図６は、本実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の構成図である。圧縮機１、熱源側熱交換器２、熱源側流量調整弁３、四方弁４、利用側熱交換器５、利用側流量調整弁８、蓄熱用熱交換器６ａ、放熱用熱交換器６ｂを内蔵した蓄熱装置６、が冷媒配管７で接続され、冷凍サイクル装置を構成している。さらに、この冷凍サイクルには、圧縮機１の吐出側から熱源側熱交換器２の冷媒入口側に接続される第１バイパス回路９と、この第１バイパス回路９に設けられた第１バイパス流量調整弁１０と、利用側流量調整弁８と蓄熱装置６の間の冷媒配管７から分岐し放熱用熱交換器６ｂを通って圧縮機１の吸入冷媒配管に接続する第２バイパス回路１１と、この第２バイパス回路１１に設けられた第２バイパス流量調整弁１２とが設けられている。
次に本実施の形態３における暖房蓄熱運転と暖房除霜運転について説明する。
[暖房蓄熱運転]
本実施の形態３に係る冷凍サイクル装置を暖房運転する場合は、第１バイパス流量調整弁１０と第２バイパス流量調整弁１２を全閉して実施の形態２と同様に運転する。
圧縮機１を出たガス冷媒は利用側熱交換器５において凝縮し、液冷媒となる。利用側熱交換器５を出た高圧の液冷媒は、利用側流量調整弁８を介して蓄熱装置６内の蓄熱用熱交換器６ａを通過する。このとき蓄熱装置６は、高圧の液冷媒により蓄熱される。高圧の液冷媒は蓄熱装置６に放熱して過冷却状態となり、熱源側流量調整弁３を介して熱源側熱交換器２で蒸発し、圧縮機１に吸引される。
[暖房蓄熱運転]
本実施の形態３に係る冷凍サイクル装置を暖房運転する場合は、第１バイパス流量調整弁１０と第２バイパス流量調整弁１２を全閉して実施の形態２と同様に運転する。
圧縮機１を出たガス冷媒は利用側熱交換器５において凝縮し、液冷媒となる。利用側熱交換器５を出た高圧の液冷媒は、利用側流量調整弁８を介して蓄熱装置６内の蓄熱用熱交換器６ａを通過する。このとき蓄熱装置６は、高圧の液冷媒により蓄熱される。高圧の液冷媒は蓄熱装置６に放熱して過冷却状態となり、熱源側流量調整弁３を介して熱源側熱交換器２で蒸発し、圧縮機１に吸引される。
本実施の形態３における暖房蓄熱運転時のモリエル線図は実施の形態２と同様で図５に示す通りである。すなわち、利用側熱交換器５で凝縮した高圧の液冷媒は、利用側流量調整弁８で１段目の減圧を行った後、凝縮圧力と蒸発圧力の間の中間圧力となって、蓄熱装置６を通り過冷却される。そして、熱源側流量調整弁３で２段目の減圧を行い熱源側熱交換器２で蒸発する。このとき、利用側流量調整弁８は、利用側熱交換器５の出口冷媒の過冷却度もしくは熱源側熱交換器２の出口冷媒の過熱度により開度を制御する。また、熱源側流量調整弁３は、上流側の蓄熱装置６で放熱する冷媒が凝縮圧力と蒸発圧力の間の中間圧力となるように開度を制御する。
[暖房除霜運転]
次に、熱源側熱交換器２を除霜しながら暖房運転を行う暖房除霜運転を説明する。
暖房除霜運転では、熱源側流量調整弁３を全閉にするとともに、第１バイパス流量調整弁１０と第２バイパス流量調整弁１２を開いて、圧縮機１から吐出したガス冷媒を、利用側熱交換器５、第２バイパス回路１１、圧縮機１へと循環させる暖房回路と、圧縮機１から吐出したガス冷媒を、第１バイパス回路９、熱源側熱交換器２、圧縮機１へと循環させる除霜回路とに分岐して暖房運転と除霜運転を同時に行う。
次に、熱源側熱交換器２を除霜しながら暖房運転を行う暖房除霜運転を説明する。
暖房除霜運転では、熱源側流量調整弁３を全閉にするとともに、第１バイパス流量調整弁１０と第２バイパス流量調整弁１２を開いて、圧縮機１から吐出したガス冷媒を、利用側熱交換器５、第２バイパス回路１１、圧縮機１へと循環させる暖房回路と、圧縮機１から吐出したガス冷媒を、第１バイパス回路９、熱源側熱交換器２、圧縮機１へと循環させる除霜回路とに分岐して暖房運転と除霜運転を同時に行う。
この暖房除霜運転時のモリエル線図を図７に示す。圧縮機１から吐出されたガス冷媒は２つに分岐し、一方は利用側熱交換器５で凝縮して利用側流量調整弁８及び第２バイパス流量調整弁１２で減圧され蓄熱装置６の放熱用熱交換器６ｂで蒸発し、圧縮機１に吸引される。また、圧縮機１から吐出されたガス冷媒が分岐した他方は、第１バイパス流量調整弁１０で減圧された後、熱源側熱交換器２で凝縮し、除霜を行う。
このような暖房除霜運転用のバイパス回路と蓄熱装置６とを備えた冷凍サイクル装置で除霜運転を行った時と、蓄熱装置６がない冷凍サイクルで除霜運転を行った時とを比較した暖房能力の変化を図８に示す。
図８に示すように蓄熱装置６がない冷凍サイクルに比べて暖房除霜運転用のバイパス回路と蓄熱装置６とがある冷凍サイクルの除霜運転は、除霜運転中も暖房運転が可能となっており、除霜運転時の室内の快適性が向上する。
図８に示すように蓄熱装置６がない冷凍サイクルに比べて暖房除霜運転用のバイパス回路と蓄熱装置６とがある冷凍サイクルの除霜運転は、除霜運転中も暖房運転が可能となっており、除霜運転時の室内の快適性が向上する。
実施の形態４．
実施の形態１〜３は、暖房運転もしくは除霜運転を想定した実施の形態であるが、冷房運転時に蓄熱装置６を機能させると、低温低圧冷媒が蓄熱装置６を通り蓄熱材に冷蓄熱することで冷房運転の立ち上がりを悪化させることとなる。
本実施の形態４は冷房運転起動時の能力低下を抑制するために、蓄熱装置６に低温低圧冷媒がバイパスする蓄熱装置バイパス回路１３を設けた冷凍サイクル装置である。
実施の形態１〜３は、暖房運転もしくは除霜運転を想定した実施の形態であるが、冷房運転時に蓄熱装置６を機能させると、低温低圧冷媒が蓄熱装置６を通り蓄熱材に冷蓄熱することで冷房運転の立ち上がりを悪化させることとなる。
本実施の形態４は冷房運転起動時の能力低下を抑制するために、蓄熱装置６に低温低圧冷媒がバイパスする蓄熱装置バイパス回路１３を設けた冷凍サイクル装置である。
図９に本実施の形態４に係る冷凍サイクル装置を示す。この冷凍サイクル装置は、蓄熱装置６に熱源側熱交換器２から利用側熱交換器５への冷媒の流れを許容する蓄熱装置バイパス回路１３を設けたものである。蓄熱装置バイパス回路１３には、逆止弁１４を設けることで冷媒の流れを規制している。また、冷凍サイクル装置の冷媒配管７には、熱源側熱交換器２から蓄熱装置６側への冷媒の流れを阻止する逆止弁１５を設けることで冷媒の流れを規制している。
この冷凍サイクル装置を冷房運転すると、熱源側熱交換器２から利用側熱交換器５に冷媒が流れる際に蓄熱装置６をバイパスして低温低圧冷媒が流れるため、冷房運転起動時の能力低下を抑制することができる。
なお、本実施の形態４の蓄熱装置バイパス回路１３は、実施の形態１〜３の蓄熱装置６に適用することができる。
なお、本実施の形態４の蓄熱装置バイパス回路１３は、実施の形態１〜３の蓄熱装置６に適用することができる。
冷凍サイクル装置に採用する冷媒は特に限定されることはなく、例えば二酸化炭素や炭化水素、ヘリウムのような自然冷媒から、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ４０４Ａ、ＨＦＯ１２３４ｙｆなどの冷媒を使用することが可能である。
１ 圧縮機、２ 熱源側熱交換器、３ 熱源側流量調整弁、４ 四方弁、５ 利用側熱交換器、６ 蓄熱装置、６ａ 蓄熱用熱交換器、６ｂ 放熱用熱交換器、７ 冷媒配管、８ 利用側流量調整弁、９ 第１バイパス回路、１０ 第１バイパス流量調整弁、１１ 第２バイパス回路、１２ 第２バイパス流量調整弁、１３ 蓄熱装置バイパス回路、１４ 逆止弁、１５ 逆止弁。
本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機と、１または複数の利用側熱交換器と、前記利用側熱交換器に対応した１または複数の利用側流量調整弁と、熱源側流量調整弁と、熱源側熱交換器と、を有し、暖房運転時に前記圧縮機、前記利用側熱交換器、前記利用側流量調整弁、前記熱源側流量調整弁、前記熱源側熱交換器、の順で冷媒が循環する冷凍サイクル装置であって、循環冷媒と熱交換して蓄熱する蓄熱装置が、前記利用側流量調整弁と前記熱源側流量調整弁との間に設けられ、前記圧縮機の吐出側から前記熱源側熱交換器の冷媒入口側に接続される第１バイパス回路と、前記第１バイパス回路に設けられた第１バイパス流量調整弁と、前記利用側流量調整弁と前記蓄熱装置との間から分岐し前記蓄熱装置を通って前記圧縮機の冷媒吸入側に接続する第２バイパス回路と、前記第２バイパス回路に設けられた第２バイパス流量調整弁と、を設けたものである。
Claims (9)
- 圧縮機と、利用側熱交換器と、熱源側流量調整弁と、熱源側熱交換器と、を有し、
暖房運転時に前記圧縮機、前記利用側熱交換器、前記熱源側流量調整弁、前記熱源側熱交換器、の順で冷媒が循環する冷凍サイクル装置であって、
循環冷媒と熱交換して蓄熱する蓄熱装置が、前記利用側熱交換器と前記熱源側流量調整弁の間に設けられていることを特徴とする冷凍サイクル装置。 - １または複数の前記利用側熱交換器と、前記利用側熱交換器に対応した１または複数の利用側流量調整弁を設け、前記蓄熱装置は、前記利用側流量調整弁と前記熱源側流量調整弁の間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記圧縮機の吐出側から前記熱源側熱交換器の冷媒入口側に接続される第１バイパス回路と、前記第１バイパス回路に設けられた第１バイパス流量調整弁と、前記利用側流量調整弁と前記蓄熱装置の間から分岐し前記蓄熱装置を通って前記圧縮機の冷媒吸入側に接続する第２バイパス回路と、前記第２バイパス回路に設けられた第２バイパス流量調整弁と、を設けたことを特徴とする請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記蓄熱装置には、前記第２バイパス回路の冷媒と熱交換する放熱用熱交換器と、前記利用側流量調整弁と前記熱源側流量調整弁との間の冷媒と熱交換する蓄熱用熱交換器と、が内蔵されることを特徴とする請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
- 少なくとも暖房蓄熱運転モードと除霜運転モードを備え、前記除霜運転モード時には、前記暖房蓄熱運転モードから冷媒の流れを変更し、前記圧縮機からの吐出冷媒を前記熱源側熱交換器に導く冷媒流路とし、前記熱源側流量調整弁を全開開度とすることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
- 少なくとも暖房蓄熱運転モードと除霜運転モードを備え、前記除霜運転モード時には、前記暖房蓄熱運転モードから冷媒の流れを変更し、前記圧縮機からの吐出冷媒を前記熱源側熱交換器に導く冷媒流路とし、前記熱源側流量調整弁と前記利用側流量調整弁とを全開開度とすることを特徴とする請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
- 少なくとも暖房蓄熱運転モードと除霜運転モードを備え、前記暖房蓄熱運転モード時には、前記圧縮機からの吐出冷媒を前記利用側熱交換器を介して前記蓄熱装置に導く冷媒流路とし、前記蓄熱装置に循環する冷媒が前記利用側熱交換器の凝縮圧力と前記熱源側熱交換器の蒸発圧力の間の中間圧力になるよう前記利用側流量調整弁と前記熱源側流量調整弁との開度を設定し、前記蓄熱装置に蓄熱を行うことを特徴とする請求項２または３に記載の冷凍サイクル装置。
- 少なくとも暖房蓄熱運転モードと除霜暖房運転モードを備え、前記除霜暖房モード時には、前記熱源側流量調整弁を全閉にするとともに、前記第１バイパス流量調整弁と前記第２バイパス流量調整弁を開いて、前記圧縮機から吐出した冷媒を、前記利用側熱交換器、前記第２バイパス回路、前記圧縮機へと循環させる暖房回路と、前記圧縮機から吐出した冷媒を、前記第１バイパス回路、前記熱源側熱交換器、前記圧縮機へと循環させる除霜回路とに分岐して暖房運転と除霜運転を同時に行うことを特徴とする請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記蓄熱装置には、冷房運転時に前記蓄熱装置を冷媒が迂回する蓄熱装置バイパス回路を備えたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2013/065207 WO2014192138A1 (ja) | 2013-05-31 | 2013-05-31 | 冷凍サイクル装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2014192138A1 true JPWO2014192138A1 (ja) | 2017-02-23 |
| JP6433422B2 JP6433422B2 (ja) | 2018-12-05 |
Family
ID=51988206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015519577A Active JP6433422B2 (ja) | 2013-05-31 | 2013-05-31 | 冷凍サイクル装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3006865A4 (ja) |
| JP (1) | JP6433422B2 (ja) |
| WO (1) | WO2014192138A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017037891A1 (ja) * | 2015-09-02 | 2017-03-09 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
| CN107238249B (zh) * | 2017-07-27 | 2019-11-26 | 浙江雪村制冷设备有限公司 | 蓄能化霜冰箱 |
| JP6989788B2 (ja) * | 2019-07-09 | 2022-01-12 | ダイキン工業株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
| JP7025086B1 (ja) * | 2021-08-24 | 2022-02-24 | 株式会社日本イトミック | ヒートポンプ装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61119074U (ja) * | 1985-12-11 | 1986-07-26 | ||
| JPS6314061A (ja) * | 1986-07-02 | 1988-01-21 | 三洋電機株式会社 | 空気調和機 |
| JPH03164668A (ja) * | 1989-11-24 | 1991-07-16 | Mitsubishi Electric Corp | ヒートポンプ装置 |
| JP2002147879A (ja) * | 2000-11-14 | 2002-05-22 | Hitachi Ltd | 多室形空気調和機およびその除霜制御方法 |
| JP2008014576A (ja) * | 2006-07-06 | 2008-01-24 | Daikin Ind Ltd | 空気調和装置 |
| JP2009287903A (ja) * | 2008-06-02 | 2009-12-10 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 蓄熱式ヒートポンプ装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2503637B2 (ja) | 1989-03-22 | 1996-06-05 | ダイキン工業株式会社 | 冷凍装置用圧縮機 |
| JP2000291985A (ja) | 1999-04-07 | 2000-10-20 | Daikin Ind Ltd | 空気調和装置 |
-
2013
- 2013-05-31 WO PCT/JP2013/065207 patent/WO2014192138A1/ja active Application Filing
- 2013-05-31 JP JP2015519577A patent/JP6433422B2/ja active Active
- 2013-05-31 EP EP13885818.8A patent/EP3006865A4/en active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61119074U (ja) * | 1985-12-11 | 1986-07-26 | ||
| JPS6314061A (ja) * | 1986-07-02 | 1988-01-21 | 三洋電機株式会社 | 空気調和機 |
| JPH03164668A (ja) * | 1989-11-24 | 1991-07-16 | Mitsubishi Electric Corp | ヒートポンプ装置 |
| JP2002147879A (ja) * | 2000-11-14 | 2002-05-22 | Hitachi Ltd | 多室形空気調和機およびその除霜制御方法 |
| JP2008014576A (ja) * | 2006-07-06 | 2008-01-24 | Daikin Ind Ltd | 空気調和装置 |
| JP2009287903A (ja) * | 2008-06-02 | 2009-12-10 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 蓄熱式ヒートポンプ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3006865A4 (en) | 2017-01-11 |
| EP3006865A1 (en) | 2016-04-13 |
| JP6433422B2 (ja) | 2018-12-05 |
| WO2014192138A1 (ja) | 2014-12-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3876911B2 (ja) | 給湯装置 | |
| JP5327308B2 (ja) | 給湯空調システム | |
| JP5183804B2 (ja) | 冷凍サイクル装置、空気調和装置 | |
| KR101190492B1 (ko) | 히트펌프 연동 급탕장치 | |
| US20120031605A1 (en) | Air conditioning apparatus | |
| WO2012077166A1 (ja) | 空気調和装置 | |
| JP2014145583A (ja) | 空気調和装置 | |
| WO2014141373A1 (ja) | 空気調和装置 | |
| JP6883186B2 (ja) | ヒートポンプシステム | |
| JP3702855B2 (ja) | ヒートポンプ床暖房空調装置 | |
| JP5842310B2 (ja) | 冷凍装置、および負荷冷却器のデフロスト方法 | |
| KR20120125857A (ko) | 이원냉동사이클을 갖는 축열장치 및 그 운전방법 | |
| JP2005274134A (ja) | ヒートポンプ床暖房空調装置 | |
| JP6433422B2 (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
| JP5904628B2 (ja) | デフロスト運転用の冷媒管を備えた冷凍サイクル | |
| JP2014126350A (ja) | 空気調和機 | |
| JP2013083439A5 (ja) | ||
| JP2013083439A (ja) | 給湯空調システム | |
| WO2019064441A1 (ja) | 空気調和装置 | |
| JP4608303B2 (ja) | 蒸気圧縮式ヒートポンプ | |
| WO2009096179A1 (ja) | 暖房用補助ユニットおよび空気調和装置 | |
| JP2015218954A (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
| KR101658021B1 (ko) | 이원냉동사이클을 이용한 히트펌프 시스템 | |
| WO2010041453A1 (ja) | 冷凍装置 | |
| WO2015128980A1 (ja) | 冷凍サイクル装置及び空気調和装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20170228 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180823 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20181106 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6433422 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |