JP2000274887A - 空気調和機 - Google Patents

空気調和機

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JP2000274887A
JP2000274887A JP11085237A JP8523799A JP2000274887A JP 2000274887 A JP2000274887 A JP 2000274887A JP 11085237 A JP11085237 A JP 11085237A JP 8523799 A JP8523799 A JP 8523799A JP 2000274887 A JP2000274887 A JP 2000274887A
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refrigerant
gas
liquid separator
heating pipe
heat exchanger
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Application number
JP11085237A
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English (en)
Inventor
Haruyuki Kaeriyama
晴行 帰山
Shinji Nakahara
信二 中原
Kimio Nagasawa
侯夫 長澤
Tadashi Kato
忠 加藤
Katsuo Uchida
勝男 内田
Michiya Harada
道也 原田
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00Component parts or details not otherwise provided for in this subclass
    • F25B2400/05Compression system with heat exchange between particular parts of the system
    • F25B2400/051Compression system with heat exchange between particular parts of the system between the accumulator and another part of the cycle

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  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非共沸冷媒を用いた場合であっても、ヒータ
等を用いることなく気液分離器12で効率的に冷媒が蒸
発できるようにする。 【解決手段】 加熱管21を気液分離器12の底部に設
ける。そして冷凍サイクルを形成した際には、室内熱交
換器16からの冷媒が加熱管21を経て気液分離器12
に供給され、ヒートポンプサイクルを形成した際には圧
縮機11からの冷媒が加熱管21に供給された後、室内
熱交換器16に供給されるようにする。これにより、非
共沸冷媒を用いた場合であっても、ヒータ等を用いるこ
となく気液分離器12で効率的に冷媒が蒸発するように
なる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、沸点の異なる冷媒
が混合されてなる非共沸混合冷媒を用いた冷凍装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】今日、種々の技術分野において冷凍装置
が用いられている。図4は、この冷凍装置を空気調和装
置等に用いた場合の冷凍回路図で、冷媒を圧縮する圧縮
機111、冷媒を気液分離してガス状態の冷媒を圧縮機
111に供給させる気液分離器112、冷媒と室外空気
とを熱交換させる室外熱交換器113、冷媒を減圧又は
絞る減圧装置114、冷媒の循環路を切替える四方弁1
15、冷媒と室内空気とを熱交換する室内熱交換器11
6等により構成されている。
【0003】そして、冷房運転時には、冷媒が圧縮機1
11、室外熱交換器113、減圧装置114,室内熱交
換器116、気液分離器112を順次循環するように四
方弁115を切替えて冷凍サイクルを形成する。
【0004】これにより、圧縮機111で圧縮されて高
温高圧となったホットガスの冷媒は、室外熱交換器11
3に供給されて室外空気と熱交換することにより凝縮
し、減圧装置114で減圧又は絞られて室内熱交換器1
16に供給される。
【0005】この室内熱交換器116で冷媒は室内空気
と熱交換して、室内空気から蒸発熱を受けて蒸発し、室
内空気は冷媒に蒸発熱を与えることにより冷却されて、
室内が冷房される。
【0006】室内熱交換器116で蒸発した冷媒は、気
液分離器112で気液分離されてガス状態の冷媒のみが
圧縮機111に供給される。
【0007】一方、暖房運転時には、冷媒が圧縮機11
1、室内熱交換器116、減圧装置114、室外熱交換
器113、気液分離器112を順次循環するように四方
弁115を切替えてヒートポンプサイクルを形成する。
【0008】これにより、圧縮機111で高温高圧のホ
ットガスとなった冷媒は、室内熱交換器116で室内空
気と熱交換して凝縮する。室内空気は、このときの凝縮
熱を受取り温度上昇して室内が暖房される。
【0009】室内熱交換器116で凝縮した冷媒は、減
圧装置114で減圧又は絞られて室外熱交換器113で
室外空気と熱交換して蒸発し、気液分離器112で気液
分離されてガス状態の冷媒のみが圧縮機111に供給さ
れる。
【0010】従来、かかる冷凍装置に例えばR−22等
の冷媒が用いられてきたが、このR−22等は塩素を含
み、これがオゾン層破壊の原因となることが判明し規制
対象となった。
【0011】そこで、オゾン層を破壊しない新冷媒が検
討され、例えば、R−410AやR407C等が提案さ
れている。
【0012】例えばR407C冷媒は、R32(沸点:
−57.7℃)を32%、R125(沸点:−48.1
℃)を25%、R134a(沸点:−26.3℃)を5
2%の割合で混合した非共沸混合冷媒である。
【0013】ところが、R407C等の冷媒を用いる
と、特に暖房運転時に冷媒の組成比が徐々に変化して冷
凍効率等が低下してしまう問題がある。
【0014】即ち、圧縮機111に液冷媒が供給される
と、当該圧縮機111は液圧縮を起して故障等の原因と
なるので、圧縮機111の低圧側に気液分離器112を
設けて、ガス冷媒のみが圧縮機111に供給されるよう
にしている。
【0015】このとき冷媒として非共沸混合冷媒を用い
ると、気液分離器112で沸点の低い冷媒が先に蒸発し
てしまい、かかる状態が長時間続くと冷凍回路を循環す
る冷媒の組成に変化が生じて、冷凍効率等が低下する。
【0016】一般に、冷房運転は蒸発器(室内熱交換器
116)で熱交換する空気(室内空気)の温度が高い夏
場に利用されるため、この室内熱交換器116で冷媒を
十分に蒸発させることができるが、暖房運転は蒸発器
(室外熱交換器113)で熱交換する空気(外気)の温
度が低い冬場に利用されるため、この室外熱交換器11
3で冷媒を十分に蒸発させることが困難になる場合があ
る。
【0017】従って、暖房運転時において上述した冷媒
の組成変化が生じやすくなる。
【0018】このため、特開平7−190515号公報
に開示されている空気調和機では、気液分離器112を
ヒータ等により加熱して、沸点の低い冷媒のみが優先的
に蒸発することによる組成変化を抑制するようにしてい
る。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来構成では、気液分離器112を加熱するためにヒ
ータ、このヒータを駆動するための電源、ヒータの駆動
を制御する制御装置等が必要になり、コストアップの要
因となると共に故障要因が増える問題があった。
【0020】そこで、本発明は、非共沸冷媒を用いた場
合であっても、ヒータ等を用いることなく気液分離器で
効率的に冷媒が蒸発できるようにした冷凍装置を提供す
ることを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1にかかる発明は、冷媒を圧縮する圧縮機
と、冷媒と外気とを熱交換させる室外機と、冷媒を減圧
する減圧装置と、冷媒と室内空気とを熱交換させる室内
熱交換器と、冷媒の気液分離を行い圧縮機にガス冷媒が
供給されるようにする気液分離器とにより冷凍回路を形
成し、この冷凍回路に非共沸混合冷媒が循環して冷凍サ
イクル及び暖房サイクル運転を行う空気調和機におい
て、気液分離器に貯留されている冷媒を加熱する加熱管
と、冷媒の循環路を切換えることにより冷凍サイクル及
びヒートポンプサイクルを形成し、冷凍サイクルを形成
した際には、室内熱交換器からの冷媒が加熱管を経て気
液分離器に供給され、ヒートポンプサイクルを形成した
際には圧縮機からの冷媒が加熱管に供給された後、室内
熱交換器に供給されるようにする四方弁とを有して、非
共沸冷媒を用いた場合であっても、ヒータ等を用いるこ
となく気液分離器で効率的に冷媒が蒸発するようにした
ことを特徴とする。
【0022】請求項2にかかる発明は、加熱管が、気液
分離器の底部空間に露出して設けられて、当該空間に貯
留されている冷媒を直接加熱するように形成されている
ことを特徴とする。
【0023】請求項3にかかる発明は、加熱管が、気液
分離器の底壁に埋込まれ又は当該底壁に密着されて、当
該気液分離器に貯留されている冷媒を加熱するように形
成したことを特徴とする。
【0024】請求項4にかかる発明は、気液分離器が、
断熱材により覆われていることを特徴とする。
【0025】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を参照し
て説明する。図1は本発明にかかる冷凍装置を空気調和
機に適用したときの冷凍回路図で、冷媒を圧縮する圧縮
機11、冷媒と室外空気とを熱交換させる室外熱交換器
13、冷媒を減圧又は絞る減圧装置14、冷媒と室内空
気とを熱交換させる室内熱交換器16、気液分離を行い
圧縮機11にガス状態の冷媒のみが供給されるようにす
る気液分離器12、冷媒の循環路を切替える四方弁15
等を有している。
【0026】そして、冷房運転時には、室外熱交換器1
3が凝縮器として作用し、室内熱交換器16が蒸発器と
して作用するように四方弁15を切換え、また暖房運転
時には、室外熱交換器13が蒸発器として作用し、室内
熱交換器16が凝縮器として作用するように四方弁15
を切換える。
【0027】図2は気液分離器12の断面構造を示す図
で、この気液分離器12の底部空間に露出するように加
熱管21が設けられている。
【0028】そして、加熱管21は冷房運転時には低圧
側配管の途中に接続され、暖房運転時には高圧側配管の
途中に接続されるようになっている。
【0029】このような構成で、冷房運転時には、冷媒
が圧縮機11、室外熱交換器13、減圧装置14、室内
熱交換器16、加熱管21、気液分離器12を順次循環
するように四方弁15を切換えて冷凍サイクルを形成す
る。
【0030】そして、圧縮機11で圧縮されて高温高圧
となったホットガスの冷媒は室外熱交換器13に供給さ
れ、該室外熱交換器13で室外空気と熱交換することに
より凝縮する。
【0031】その後、冷媒は減圧装置14で減圧又は絞
られて室内熱交換器16に供給され、当該室内熱交換器
16で室内空気と熱交換して蒸発して加熱管21を経て
気液分離器12に供給される。
【0032】冷媒の蒸発熱は室内空気により与えられる
ので室内空気は、冷却されて室内が冷房される。
【0033】このとき、気液分離器12には室内熱交換
器16からの冷媒が貯留されるが、この冷媒は当該室内
熱交換器16で殆ど蒸発したガス冷媒であるので、気液
分離器12での気液分離作用は実質的に行われない。
【0034】従って、加熱管21に室内熱交換器16か
らの温度の低い冷媒が循環しても、圧縮機11にはガス
冷媒のみが供給される。
【0035】一方、暖房運転時には、冷媒が圧縮機1
1、加熱管21、室内熱交換器16、減圧装置14、室
外熱交換器13、気液分離器12を順次循環するように
四方弁15を切換えてヒートポンプサイクルを形成す
る。
【0036】そして、圧縮機11で圧縮されて高温高圧
となったホットガスの冷媒は、加熱管21を経て室内熱
交換器16に供給され、該室内熱交換器16で室内空気
と熱交換することにより凝縮する。これにより、室内空
気は凝縮熱を受け取り加熱されて室内が暖房される。
【0037】室内熱交換器16からの冷媒は、減圧装置
14で減圧又は絞られて室外熱交換器13に供給され、
この室外熱交換器13で外気と熱交換して蒸発する。そ
の後、冷媒は気液分離器12を経て圧縮機11に戻る。
【0038】このとき、外気温が低いと室外熱交換器1
3で冷媒が十分に蒸発することができない場合が生じ、
この場合には気液混合状態の冷媒が気液分離器12に貯
留されるようになる。
【0039】しかし、加熱管21には圧縮機11からの
高温高圧のホットガスが循環しているので、気液分離器
12に貯留された冷媒はこのホットガスの冷媒により加
熱されるようになる。従って、温度の低い冷媒のみが先
に蒸発するようなことが無くなり冷凍回路を循環する冷
媒の組成変化を防止することが可能になっている。
【0040】なお、上記説明では、加熱管21は気液分
離器12の底部空間に露出するように設けられていた
が、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図
3に示すように気液分離器12の底壁22に埋込んだ
り、この底壁22にロウ付等して密着しても良い。
【0041】これらは、コスト等の観点から選択される
ものであり、少なくとも気液分離器12に貯留された液
冷媒が加熱管21により加熱させれる構成であれば本発
明が適用可能であることは上記説明から明らかである。
【0042】また、上述した気液分離器12が断熱され
ているか否かについては言及していないが、断熱構造に
することにより加熱管21により供給した熱が外部に漏
れることが無くなり、熱の有効利用を図ることができる
ことは言うまでもない。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように請求項1にかかる発
明によれば、気液分離器に貯留されている冷媒を加熱す
る加熱管を設けて、冷凍サイクルを形成した際には、室
内熱交換器からの冷媒が加熱管を経て気液分離器に供給
され、ヒートポンプサイクルを形成した際には圧縮機か
らの冷媒が加熱管に供給された後、室内熱交換器に供給
されるようにしたので、非共沸冷媒を用いた場合であっ
ても、ヒータ等を用いることなく気液分離器で効率的に
冷媒を蒸発させることができるようになる。
【0044】請求項2にかかる発明によれば、加熱管を
気液分離器の底部空間に露出して設けたので、当該空間
に貯留されている冷媒を直接加熱することができ、非共
沸冷媒を用いた場合であっても、ヒータ等を用いること
なく気液分離器で効率的に冷媒を蒸発させることができ
るようになる。
【0045】請求項3にかかる発明によれば、加熱管を
気液分離器の底壁に埋込まれ又は当該底壁に密着して設
けたので、非共沸冷媒を用いた場合であっても、ヒータ
等を用いることなく気液分離器で効率的に冷媒を蒸発さ
せることができるようになる。
【0046】請求項4にかかる発明によれば、気液分離
器が断熱材により覆われるようにしたので、加熱管で与
えた熱を有効に利用することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の説明に適用される冷凍回
路図である。
【図2】気液分離器の詳細構成を示す図である。
【図3】図2に変る気液分離器の詳細構成を示す図であ
る。
【図4】従来の技術の説明に適用される冷凍回路図であ
る。
【符号の説明】
11 圧縮機 12 気液分離器 13 室外熱交換器 14 減圧装置 15 四方弁 16 室内熱交換器 21 加熱管 22 底壁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長澤 侯夫 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 加藤 忠 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 内田 勝男 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 原田 道也 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒と外気と
    を熱交換させる室外機と、冷媒を減圧する減圧装置と、
    冷媒と室内空気とを熱交換させる室内熱交換器と、冷媒
    の気液分離を行い前記圧縮機にガス冷媒が供給されるよ
    うにする気液分離器とにより冷凍回路を形成し、この冷
    凍回路に非共沸混合冷媒が循環して冷凍サイクル及び暖
    房サイクル運転を行う空気調和機において、 前記気液分離器に貯留されている冷媒を加熱する加熱管
    と、 冷媒の循環路を切換えることにより前記冷凍サイクル及
    びヒートポンプサイクルを形成し、冷凍サイクルを形成
    した際には、前記室内熱交換器からの冷媒が前記加熱管
    を経て前記気液分離器に供給され、ヒートポンプサイク
    ルを形成した際には前記圧縮機からの冷媒が前記加熱管
    に供給された後、前記室内熱交換器に供給されるように
    する四方弁とを有することを特徴とする空気調和機。
  2. 【請求項2】 前記加熱管が、前記気液分離器の底部空
    間に露出して設けられて、当該空間に貯留されている冷
    媒を直接加熱するように形成されていることを特徴とす
    る請求項1記載の空気調和機。
  3. 【請求項3】 前記加熱管が、前記気液分離器の底壁に
    埋込まれ又は当該底壁に密着されて、当該気液分離器に
    貯留されている冷媒を加熱するように形成したことを特
    徴とする請求項1記載の空気調和機。
  4. 【請求項4】 前記気液分離器が、断熱材により覆われ
    ていることを特徴とする特徴とする請求項1乃至3いず
    れか1項記載の空気調和機。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004008050A1 (ja) * 2002-07-10 2004-01-22 Daikin Industries, Ltd. 冷凍装置
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WO2016136288A1 (ja) * 2015-02-26 2016-09-01 株式会社デンソー ヒートポンプサイクル

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