JPH01107061A - ヒートポンプ装置 - 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〕 この発明はヒートポンプ装置に関し、さらに詳しく言え
ば、非共沸混合冷媒を使用するヒートポンプ装置に関す
るものである。

〔従　来　例〕

非共沸混合冷媒の冷凍サイクルにおいては、その冷媒組
成を変化させることにより、冷房および暖房能力を制御
することができる。すなわち、低沸点冷媒を多くするこ
とにより高い能力が得られ、他方、高沸点冷媒を多くす
れば低能力となり、第２図にはそのヒートポンプ装置の
従来例が示されている。すなわち同図において、１は圧
縮機、２は室外側熱交換器、３，４は第１および第２絞
弁、５は室外側熱交換器であり、これらにて主冷媒回路
が構成される。この主冷媒回路において、第１絞弁３と
第２絞弁４の中間圧力部分に流量制御弁７を介して精留
塔６が接続され、その液貯留部側は流量制御弁８を介し
て室内側熱交換器５側に接続されている。また、精留塔
６の頂部側には低沸点冷媒の貯留タンク９が接続されて
おり、同貯留タンク９も流量制御弁１０を介して室内側
熱交換器５側に接続されている。

通常運転時、各流量制御弁７，８．１０は閉とされ、非
共沸混合冷媒は主冷媒回路を循環する。冷媒組成を変え
るには流量制御弁７を開として、その冷媒を精留塔６内
に流入させる。同精留塔６内において、高沸点冷媒を含
む液成分が塔底部に貯留され、低沸点冷媒を含む蒸気成
分は塔頂部に至り、冷却器１１にて液化されて貯留タン
ク９に貯留される。このようにして、高沸点冷媒と低沸
点冷媒とが分離され、流量制御弁８，１０を操作するこ
とにより、所望とする冷媒組成が得られる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来例では精留塔６に流入する冷媒
の組成は主冷媒回路を流れる冷媒組成とほぼ等しいため
、所望とする組成に精留するまでに多くの時間を必要と
する。もつとも、精留時間を短縮するには塔頂部と塔底
部との温度差を大きくすればよいのであるが、これには
別途に熱源を必要とする等の問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記した従来の欠点を解決するため、この発明において
は、圧縮機、室外側熱交換器、絞り手段および室内側熱
交換器を順次接続してなる主冷媒回路を有し、その冷媒
として非共沸混合冷媒を用いてなるヒートポンプ装置に
おいて、上記室外側熱交換器と上記室内側熱交換器との
間に気液分離器、室外側第２熱交換器および第１絞弁を
直列的に接続するとともに、上記気液分離器の液吐出側
に上記室外側第２熱交換器を迂回して上記室内側熱交換
器側に至るバイパス配管を接続し、かつ、上記気液分離
器の蒸気吐出側に第２絞弁を介して精留塔を接続し、該
精留塔の液貯留部側を第３絞弁を介して上記第２の熱交
換器側に接続したことを特徴としている。

〔作　　　用〕

上記の構成によれば、気液分離器から吐出される液成分
はバイパス配管を介して例えば室内側熱交換器に至り、
室外側第２熱交換器には残された蒸気成分が流入される
ことになるため、同室外側第２熱交換器における熱交換
効率が高められる。

一方、精留塔には気液分離器にて分離された低沸点冷媒
に富む蒸気が流入するため、低沸点冷媒を短時間の内に
分離貯留することができる。

〔実　施　例〕

以下、この発明の実施例を第１図を参照しながら詳細に
説明する。なお、第１図において先に説明の第２図と同
一の部分には同一の参照符号が付けられている。

まず、圧縮機１の吐出側配管１ａにはそれ自体公知の四
方弁１２が接続されており、同四方弁１２にて冷房サイ
クル運転時と、暖房サイクル運転時の冷媒の流れ方向が
切替えられる。すなわち冷房サイクル運転時、冷媒は実
線矢印方向に流れ、暖房サイクル運転時は鎖線矢印方向
に流れる。

このヒートポンプ装置によると、室外側熱交換器２と室
内側熱交換器５との間に、気液分離器１３、室外側第２
熱交換器１４および第１絞弁１５が直列的に接続されて
いる。この場合、気液分離器１３の液吐出側には室外側
第２熱交換器１４を迂回して室内側熱交換器５に至るバ
イパス配管２０が接続され、同バイパス配管２０にはキ
ャピラリーチューブ等からなる絞り手段２１と一方弁２
２が設けられている。

なお、このバイパス配管２０の他端を室外側第２熱交換
器１４と第１絞弁１５との間に接続してもよく、その場
合には絞り手段２１と一方弁２２を殊更設ける必要はな
い。

一方、気液分離器１３の蒸気吐出側には、第２絞弁１６
を介して精留塔６が接続されている。同精留塔６の塔底
部は第３絞弁１７および、一方弁１８を介して第１絞弁
１５と室内側熱交換器５の間に接続されている。精留塔
６の塔頂部には貯留タンク９が接続されている。この精
留塔６と貯留タンク９との間には、蒸気成分を液化する
ための冷却器１１が設けられているが、この場合、その
熱源としては室内側熱交換器５から圧縮機１に至る吸込
側配管１ｂが用いられている。

上記の構成において、圧縮機１から吐出された冷媒は、
室外側熱交換器２においてその一部が凝縮されて気液分
離器１３に流入し、同気液分離器１３内において高沸点
冷媒に富む液成分と、低沸点冷媒に富む蒸気成分とに分
離される。低沸点冷媒を含む蒸気成分は、第２絞弁１６
を介して精留塔６に流入し、同精留塔６内を上昇する過
程において貯留タンク９からの液成分との気液接触にて
液化され、未成化分はさらに冷却器１１にて液化されて
貯留タンク９に貯留される。このようにして、貯留タン
ク９に低沸点冷媒が短時間のうちに貯留され、この低沸
点冷媒の主冷媒回路への還流量を調整することにより、
冷媒組成が変更される。

一方、気液分離器１３の液吐出側からは高沸点冷媒に富
む液成分と残された蒸気成分の一部が吐出されるが、そ
の内の液成分はバイパス配管２０を通って直接的に室内
側熱交換器５に流入するため、室外側第２熱交換器１４
には低沸点冷媒に富む蒸気成分が流入することになる。

したがって、液冷媒の管壁付着による熱交換効率の低下
が防止され、室外側第２熱交換器１４における熱交換効
率が大幅に高められる。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明においては、気液分離器に
て分離された低沸点冷媒に富む蒸気成分を精留塔に流入
させることにより、その貯留タンク内に低沸点冷媒を短
時間で貯留することができ、その時々の負荷に応じて混
合冷媒の組成を迅速に変化させることが可能となる。ま
た、液成分のバイパス配管を設けたことにより、室外側
第２熱交換器の熱交換効率が大幅に向上され、相対的に
同室外側第２熱交換器の小形化が達成される等、その効
果は顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるヒートポンプ装置の一実施例を
示した回路構成図、第２図は従来例を示した回路構成図
である。 図中、１は圧縮機、２は室外側熱交換器、５は室内側熱
交換器、６は精留塔、９は貯留タンク、１１は冷却器、
１２は四方弁、１３は気液分離器、１４は室外側第２熱
交換器、１５．１６．１７は絞弁、２０はバイパス配管
、２１は絞り手段である。 特許出願人　　株式会社富士通ゼネラル代理人　弁理士
　　　大　原　　拓　也冷房時□ 暖房時−一一一

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機、室外側熱交換器、絞り手段および室内側
   熱交換器を順次接続してなる主冷媒回路を有し、その冷
   媒として非共沸混合冷媒を用いてなるヒートポンプ装置
   において、 上記室外側熱交換器と上記室内側熱交換器との間に気液
   分離器、室外側第２熱交換器および第１絞弁を直列的に
   接続するとともに、上記気液分離器の液吐出側に上記室
   外側第２熱交換器を迂回して上記室内側熱交換器に至る
   バイパス配管を接続し、かつ、上記気液分離器の蒸気吐
   出側に第２絞弁を介して精留塔を接続し、該精留塔の液
   貯留部側を第３絞弁を介して上記第２の熱交換器側に接
   続したことを特徴とするヒートポンプ装置。
2. （２）上記バイパス配管には絞弁および一方弁が設けら
   れている特許請求の範囲第１項記載のヒートポンプ装置
   。
3. （３）上記バイパス配管は上記第１絞弁を介して上記室
   内側熱交換器に接続される特許請求の範囲第１項記載の
   ヒートポンプ装置。
4. （４）上記精留塔の頂部側には低沸点冷媒用の貯留タン
   クが接続されている特許請求の範囲第１項記載のヒート
   ポンプ装置。
5. （５）上記精留塔の頂部と上記貯留タンクとを接続する
   配管部には上記圧縮機の吸込側配管を熱源とする熱交換
   手段が設けられている特許請求の範囲第４項記載のヒー
   トポンプ装置。
6. （６）上記圧縮機の吐出側配管には同吐出側配管を上記
   第１の熱交換器と上記第２の熱交換器のいずれかに選択
   的に切替える四方弁が設けられている特許請求の範囲第
   １項記載のヒートポンプ装置。