JPH0263146B2 - - Google Patents

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JPH0263146B2
JPH0263146B2 JP9041585A JP9041585A JPH0263146B2 JP H0263146 B2 JPH0263146 B2 JP H0263146B2 JP 9041585 A JP9041585 A JP 9041585A JP 9041585 A JP9041585 A JP 9041585A JP H0263146 B2 JPH0263146 B2 JP H0263146B2
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JP
Japan
Prior art keywords
refrigerant
condenser
heat exchanger
refrigeration circuit
compressor
Prior art date
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Expired
Application number
JP9041585A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS61250457A (ja
Inventor
Susumu Kanashiki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Heavy Industries Ltd filed Critical Fuji Heavy Industries Ltd
Priority to JP9041585A priority Critical patent/JPS61250457A/ja
Publication of JPS61250457A publication Critical patent/JPS61250457A/ja
Publication of JPH0263146B2 publication Critical patent/JPH0263146B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
  • Cold Air Circulating Systems And Constructional Details In Refrigerators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は車輛用冷房装置やルームクーラー等に
使用される冷房装置に関する。
〔発明の技術的背景〕
冷房装置においては、従来から、蒸発器の効率
を向上させるため、冷媒を分流器を通して多数の
管路に分流させた後、蒸発器内に送入し、通風フ
アンから送りこまれる通風との間で熱交換を行な
うようにしている。
第3図は従来の冷房装置における冷凍サイクル
を例示するもので、圧縮機1で圧縮され、昇温し
た気相冷媒は凝縮器2内に導入され、フアン3に
よる通風Aとの熱交換によつて冷却され、液化し
て受液器4に送入される。
受液器4に入つた液化冷媒は比重差によつて気
体と液体に分離し、液相冷媒は底部に一端が開口
する管路を通して汲み上げられ過冷却熱交換器5
に導入される。
過冷却熱交換器5は前述のフアン3によつて流
れる通風Aの方向に対し、凝縮器2よりも上流側
に配置されており、過冷却熱交換器5内を流過す
る液化冷媒は通風Aとの熱交換によつて過冷却さ
れる。
過冷却熱交換器5によつて過冷却された液化冷
媒は膨脹弁6に導入され、減圧・霧化された後、
分流器7を通り、多数本の管路8a〜8n内を分
流して蒸発器に送入される。
通風フアン10による通風Bは蒸発器9内を流
れる冷媒との熱交換によつて冷却され、冷気とし
て車内あるいは室内の冷房に供される。
一方、蒸発器9内を流過する際に通風Bによつ
て加熱された冷媒は蒸発し、蒸発器9の出口で集
合され、管路11を通して圧縮機1に環流し、冷
凍サイクルを完了する。
なお、蒸発器9の出口には管路11内に流入す
る冷媒の温度を検出する感温筒12が取付けられ
ている。
膨脹弁6は感温筒12からの温度信号と、圧力
信号により弁開度を調節する。この膨脹弁6の開
度調節は通常、蒸発器内の飽和圧力に対して感温
筒12の温度が5℃程度過熱された状態となるよ
う、つまり5℃以上では弁開作動、5℃未満では
弁閉作動するよう設定されている。
従つて、冷媒が流れすぎ、蒸発器9内での蒸発
が完了しない状態になると、冷媒は飽和状態のま
ま感温筒12内を流過するようになるから、過熱
度は上述の5℃より小さくなり、膨脹弁6は絞り
こまれ、冷媒流量を減少させる。
一方、膨脹弁6を絞りすぎ、冷媒の蒸発が蒸発
器9の途中で完了してしまうような場合には過熱
度が上述の設定温度以上となるので、膨脹弁6は
開弁方向に作動し、冷媒流量を増加させる。
上述した膨脹弁6の開閉動作により冷媒は蒸発
器9内で適度に蒸発し、冷却風を供給することに
なる。
第4図は第3図の冷凍サイクルをモリエル線図
上に示したものであり、iはエンタルピ、pは圧
力、tは温度を表す。
同図において、aは圧縮機1の入口での吸入ガ
スの状態を示しており、冷媒は圧縮機1で圧縮さ
れる結果、その出口では、bで示すようにエンタ
ルピi、圧力p、温度tは高くなつている。
上記bの状態で凝縮器2内に送入された冷媒は
凝縮器内を流過する間に次第に冷却され、飽和点
cを過ぎると、液化を開始する。更に冷却される
と、飽和終了点dでは冷媒のほとんどが液化し、
受液器4に入る。
受液器4からは液相部分のみが過冷却熱交換器
5内に送入され、過冷却されて過冷却熱交換器5
の出口では状態eとなる。
過冷却熱交換器5を出た過冷却冷媒は膨脹弁6
に導入され、その絞り作用により減圧され、膨脹
の途中で気・液2相流となり、fの状態にて分流
器7に送入される。
分流器7により各管路8a〜8n内に分流した
冷媒は蒸発器9内を流過する間に蒸発を完了し、
h点以降は気相100%となつて昇温し、a状態に
て圧縮機1の入口に戻り、以後同様に冷凍サイク
ルを反復する。
次に第3図に示す空冷式の凝縮器2を用いたバ
ス用冷房装置の場合を例につて、上記冷凍サイク
ルにおけるfの状態を説明すると、夏季、外気温
35℃のとき、凝縮器2の凝縮温度は60℃で圧力は
約15Kg/cm2G、過冷却熱交換器5による冷却量は
15deg.であり、冷媒の蒸発温度と圧力は約7℃、
2.9Kg/cm2Gである。
膨脹弁6の入口における冷媒温度は過冷却によ
り45℃となつており、膨脹弁6出口では気体重量
約25%の湿り蒸気である。このときの圧力はゲー
ジ圧で2.9Kg/cm2であり、冷媒は重量比で25%が
ガス化している気・液2相流である。
冷媒の容積は7℃の液状態では0.729/Kg、
ガス状態では45.83/Kgであるから、 液 量:0.729×0.75=0.546 ガス量:45.83×0.25=11.45 となり、体積比では液量1に対してガス量21とな
る。
このように液量に対してガス量が圧倒的に多い
気・液2相流においては、管路の曲り部や分岐部
で重力、慣性力、表面張力等により冷媒液が管壁
に張りついたような偏つた流れを生じやすい。
なお、第4図のgは過冷却を行なわない場合を
示しており、この場合は冷媒の気相成分が重量比
で35%を占めることになるので、冷媒の偏りは一
層生じやすくなる。
〔背景技術の問題点〕
上述の如く、従来の冷房装置においては、分流
器によつて冷媒を多数の管路に分流させる際、冷
媒の液相部分が体積比で1/20〜1/30しかない
ため、流れの渦や管壁での表面張力により、分流
器からの配分に偏りが生じやすく、多数の管路に
冷媒を均一に配分することが困難である。
各管路に配分される冷媒にアンバランスが生じ
ると、液量の多い管路では出口部においても未だ
飽和状態であり、液が残つているにも拘らず、液
量の少ない管路では、出口端ですでに過熱ガスに
なつているという状態が生ずる。
このような場合に、感温筒12で過熱度が0の
飽和状態を検知して膨脹弁6を絞ると、他の管路
の冷媒量も一緒に減少してしまうため、蒸発器9
の能力が大幅に低下するという欠点があつた。
〔発明の目的〕
本発明は背景技術における上述の如き欠点を除
去すべくなされたもので、冷媒の過冷却を大きく
とることができ、しかも冷媒の配分をより均一化
して効率の低下を防止した冷房装置を提供するこ
とを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は冷房装置は、上述の目的を達成するた
め、圧縮機と、この圧縮機によつて圧縮され昇温
した冷媒を凝縮させる凝縮器と、この凝縮器から
送出される冷媒を受入れる受液器と、この受液器
から送出される液化冷媒を過冷却させる熱交換器
と、この熱交換器から送出される液化冷媒を複数
本の管路に分流させる分流器と、前記管路を通し
て導入される冷媒を蒸発させる蒸発器とから成る
冷凍回路と; 前記受液器の気相部分から送出される冷媒ガス
を冷却して凝縮させる凝縮器と、この凝縮器を出
た冷媒を膨脹させる膨脹装置と、前記熱交換器内
を流過して第1冷凍回路側の冷媒を過冷却させた
冷媒を前記圧縮機の入口側へ戻す管路とから成る
第2冷凍回路と; を備えたことを特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
第1図は本発明を適用した冷房装置の冷凍サイ
クルを例示するもので、第3図におけると同一部
材は同一の記号で示さている。
第1図において、圧縮機1で圧縮され、昇温し
た高圧の気相冷媒は凝縮器2内に導入され、通風
Aとの熱交換によつて冷却され、液化して受液器
4に送入される。
受液器4に入つた冷媒は比重差によつて気体と
液体に分離し、液相冷媒はそこに一端が開口する
管路を通して汲み上げられ過冷却熱交換器20に
導入される。
過冷却熱交換器20によつて過冷却された液化
冷媒は膨脹弁6に導入され、減圧した後、分流器
7を通り、多数本の管路8a〜8n内を分流して
蒸発器9に送入される。
通風フアン10による通風Bは蒸発器9内を流
れる冷媒との熱交換によつて冷却され、冷気とし
て車内あるいは室内の冷房に供される。
一方、蒸発器9内を流過する際に通風Bによつ
て加熱された冷媒は蒸発し、蒸発器9の出口で集
合され、管路11を通して圧縮機1に環流し、冷
凍サイクルを完了する。
上述の回路を本発明では第1冷凍回路という。
一方、受液器4の上部のガス部分に開口する管
路21には凝縮器22が接続されている。この凝
縮器は第1冷凍回路の凝縮器2に対し冷却風Aの
上流側に配置されており、凝縮器22内に送入さ
れた冷媒は冷却風Aとの熱交換によつて冷却液化
される。この液化冷媒は膨脹弁23またはキヤピ
ラリ管から成る膨張装置内に導入され、減圧膨脹
した後、過冷却熱交換器20内で第1回路側の冷
媒を過冷却し、自身は加熱されて蒸発し、管路2
4を経て圧縮機1に流入する。
本発明においては上記受液器4から管路21、
凝縮器22、膨脹弁23、過冷却熱交換器20、
管路24を経て圧縮機1に至る回路を第2冷凍回
路という。
第2図は第1図の冷凍サイクルをモリエル線図
上に示したもので、状態aの冷媒は圧縮機1で圧
縮される結果、その出口では、bで示すようにエ
ンタルピi、圧力p、温度tはいずれも高くなつ
ている。
上記bの状態で凝縮器2内に送入された冷媒は
凝縮器内を流過する間に次第に冷却され、飽和点
cを過ぎると液化を開始する。凝縮器2の出口で
はdのように冷媒のほとんどが液化し、受液器4
に入る。
受液器4からは液相部分のみが過冷却熱交換器
20内に送入され、dからeまで過冷却される。
状態eで過冷却熱交換器20を出た過冷却冷媒は
膨脹弁6に導入され、その絞り作用により減圧さ
れ、eからfまで変化する。
各管路8a〜8n内に分流した冷媒は蒸発器9
内を流過する間に蒸発を完了し、h点以降は気相
100%の冷媒として過熱され、圧縮機1の入口、
すなわちa状態に戻り、以後同様に冷凍サイクル
を反復する。
上述のように本発明の冷房装置の第2冷凍回路
においては、受液器4の上部のガス部分から取出
された冷媒は第2冷凍回路の凝縮器22で冷却さ
れて液化し、膨脹弁23で減圧され、熱交換器2
0内で第1冷凍回路の冷媒を過冷却した後、圧縮
機1に吸入される。
なお、上記第2冷凍回路の圧縮機への吸入口は
管路11の最も圧力の低い部分とする。これによ
り熱交換器20における第2冷凍回路の冷媒飽和
温度を最も低い温度とすることができる。従つ
て、第1冷凍回路の膨脹弁6に流入する液化冷媒
を第1冷凍回路の蒸発温度まで冷却することがで
きる。
このように、本発明においては、膨脹弁6に流
入する冷媒温度を予め蒸発器9の蒸発温度まで冷
却しているので、膨脹弁6で減圧しても気体相が
発生せず、仮りに発生してもその量は極めて僅か
である。従つて、分流器7における分流は均等に
行なわれる。
〔発明の効果〕
上記の如く、本発明の冷房装置においては、分
流器に流入する冷媒温度が蒸発器における蒸発温
度まで低下しているので、気相の発生は僅小であ
り、ほとんどの冷媒は液相のままで分流器に流入
する。
従つて、分流器から各管路への冷媒配分量は均
一化し、蒸発器出口では全ての管路で冷媒の蒸発
が完了するので蒸発器の熱交換効率が向上する。
これに伴ない蒸発器の小形化が可能となり、原価
の低減、軽量化を実現できる上、著しい省エネル
ギー効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の冷房装置の冷凍回路の実施例
を示す系統図、第2図はそのモリエル線図、第3
図は従来の冷房装置を例示する系統図、第4図は
そのモリエル線図である。 1……圧縮機、2,22……凝縮器、3,10
……通風フアン、4……受液器、5,20……過
冷却熱交換器、6,23……膨脹弁、7……分流
器、8a〜8n……管路、9……蒸発器、12…
…感温筒、20……熱交換器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 圧縮機と、この圧縮機によつて圧縮され昇温
    した冷媒を凝縮させる凝縮器と、この凝縮器から
    送出される冷媒を受入れる受液器と、この受液器
    から送出される液化冷媒を過冷却させる熱交換器
    と、この熱交換器から送出される液化冷媒を複数
    本の管路に分流させる分流器と、前記管路を通し
    て導入される冷媒を蒸発させる蒸発器とから成る
    第1冷凍回路と; 前記受液器の気相部分から送出される冷媒ガス
    を冷却して凝縮させる凝縮器と、この凝縮器を出
    た冷媒を膨脹させる膨脹装置と、前記熱交換器内
    を流過して第1冷凍回路側の冷媒を過冷却させた
    冷媒を前記圧縮機の入口側へ戻す管路とから成る
    第2冷凍回路と; を備えたことを特徴とする冷房装置。 2 第2冷凍回路の凝縮器が第1冷凍回路の凝縮
    器に対して、通風の上流側に配置されていること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の冷房装
    置。
JP9041585A 1985-04-26 1985-04-26 冷房装置 Granted JPS61250457A (ja)

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JP9041585A JPS61250457A (ja) 1985-04-26 1985-04-26 冷房装置

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JP9041585A JPS61250457A (ja) 1985-04-26 1985-04-26 冷房装置

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JPS61250457A JPS61250457A (ja) 1986-11-07
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07189908A (ja) * 1993-12-28 1995-07-28 Mitsubishi Electric Corp アキュムレータ及び冷凍サイクル装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012132586A (ja) * 2010-12-20 2012-07-12 Calsonic Kansei Corp 冷凍サイクル装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07189908A (ja) * 1993-12-28 1995-07-28 Mitsubishi Electric Corp アキュムレータ及び冷凍サイクル装置

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JPS61250457A (ja) 1986-11-07

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