JPH04103967A - 二段圧縮冷凍サイクル装置 - Google Patents

二段圧縮冷凍サイクル装置

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JPH04103967A
JPH04103967A JP2219260A JP21926090A JPH04103967A JP H04103967 A JPH04103967 A JP H04103967A JP 2219260 A JP2219260 A JP 2219260A JP 21926090 A JP21926090 A JP 21926090A JP H04103967 A JPH04103967 A JP H04103967A
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hot water
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実 田頭
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正三 船倉
Yuji Yoshida
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    • F25B13/00Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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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1よ 冷暖房や給湯または超低温装置などへ よ
り高温または低温を得るための二段圧縮冷凍サイクル装
置に関する。
従来の技術 従来 低温冷凍装置や高温ヒートポンプのように冷凍サ
イクルの蒸発圧力とび縮圧力との比(圧縮比)が大きい
場合に(よ 圧縮機の吐出温度上昇の防止 および圧縮
機効率を向上させるため〈従来の1段の圧縮機を2台直
列に設けた2段圧縮装置が使用されていも この場合、
低段側圧縮機の吐出ガスは高圧の液冷媒や中間圧の二相
冷媒と直撓 あるいは間接的に熱交換して冷却された後
、高段側圧縮機に吸引され そこで高圧まで圧蘇吐出さ
れも こうすることによって高段側圧縮機の吸入ガス温
度を低下させてその吐出温度上昇を防止するものであム
 また 低段低 高段側圧縮機での圧縮比を適当に設定
することによって各段の圧縮機効率の良い条件で運転す
ることができ、総合的にみて冷凍サイクル効率が向上す
るものであった 発明が解決しようとする課題 しかしながらこのような従来の二段圧縮冷凍サイクル装
置で?;L  低温冷凍装置や高温ヒートポンプのよう
な単機能の用途にのみもっばら用いられており、冷暖房
給湯装置のように多用途に用いられた例はあまりなく、
具体的な構成の提案もされていなかっ九 そのたべ 動
作条件の大きく変動する用途に用いた場合には十分なサ
イクル効率が得られないなどの問題点かあっ島 本発明はこのような課題を解決するもので、冷暖房装置
や冷暖房給湯装置のように加熱と冷却の両機能をもつ装
置に適用でき、たとえば比較的圧縮比の小さい冷暖房運
転や圧縮比の大きい高温給湯運転など、動作条件の大き
く変動するような条件下でk 常にサイクル効率の高い
運転が可能となる二段圧縮冷凍サイクル装置を提供する
ことを目的としている。
課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために 低段側圧縮風 四
方弁、室内側熱交換器 第1絞り装置室外側熱交換器を
順に接続して低段側冷凍サイクルを構成し 高段側圧縮
機の吸入側を低段側圧縮機と四方弁の間の配管に接続し
 前記高段側圧縮器の出口に給湯用熱交換器を介して接
続した第2絞り装置の出口を、低段側冷凍サイクルの室
内側熱交換器または室外側熱交換器のうちの蒸発器とな
る側の入口に逆止弁群を介して接続したことを課題解決
手段としている。
作用 本発明は上記した課題解決手段により、圧縮比の比較的
小さい冷暖房運転のような場合にζよ 低段側圧縮機の
みの運転を行μ 四方弁を冷態 暖房で切り換えること
によって従来の高効率なサイクルで運転できも まな 
圧縮比の大きい高温給湯運転のような場合に(友 低段
側圧縮機と高段側圧縮機の両方を運転し 低段側圧縮機
の吐出ガスを高段側圧縮機に吸入させる二段圧縮運転を
行うことにより、′高圧縮比に適した高効率な運転がで
きも また 暖房と給湯の同時運転のような場合に<1
  低段側圧縮機と高段側圧縮機の両方を運転し 低段
側圧縮機の吐出ガスの一部を高段側圧縮機に吸入させ、
給湯用には二段圧縮された冷媒を用(\ 暖房用には低
段側圧縮機の吐出ガスの残りの冷媒を用いることにより
、それぞれの条件において効率の高い運転ができも ま
た 冷房運転時には四方弁の切替操作と逆止弁群の作用
により凝縮排熱を給湯に利用することができ、さらに高
効率なサイクルを実現することができも 実施例 以下、本発明の一実施例を冷暖房および給湯を行う場合
について第1図に基づいて説明す4図に示すようへ 低
段側圧縮機1は開閉弁2、四方弁3、室内側熱交換器4
、逆止弁W5、第1絞り装置6および室外側熱交換器7
を順に接続して冷暖房用回路(低段側冷凍サイクル)を
構成していa な耘 逆止弁群5は4つの逆止弁をブリ
ッジ状に組み合わせていも 高段側圧縮機8は出口に給
湯用熱交換器9、第3絞り装置10、中間熱交換器11
、および第2絞り装置12を接続し第2絞り装置12の
出口を逆止弁群5の点aに接続しており、点aは逆止弁
群5の作用により常に冷暖房用回路の低圧側となってい
も 中間交換器11は低段側圧縮機1より吐出した冷媒
と第3絞り装置10の出口冷媒とがここで直接熱交換し
冷却された吸入ガスが高段側圧縮機8に吸入されるよう
に構成されている。開閉弁13は低段側圧縮機1の出口
と中間熱交換器11を接続する配管の途中に設けられて
いる。開閉弁14は低段側圧縮機1の出口と高段側圧縮
機8の出口を接続する配管の途中に設けられている。
つぎ番! この装置の動作について説明すもま哄 比較
的圧縮比の小さい冷房または暖房運転時に&よ 開閉弁
2を開放、開閉弁13、14を閉止し 低段側圧縮機1
のみを運転する。暖房時には四方弁3を破線で示した回
路に切替ることにより、低段側圧縮機1で吐出された冷
媒は室内側熱交換器4で放!  凝縮して暖房に寄与し
 逆止弁群5を通り、第1絞り装置6で低圧まで減圧さ
れて室外側熱交換器7に流入し ここで外気より吸気 
蒸発して四方弁3に流入し 再び低段側圧縮機lに吸入
されも また 冷房時には四方弁3を実線で示した回路
に切替ることにより、低段側圧縮機1で吐出された冷媒
は室外側熱交換器7で放気 凝縮して、逆止弁群5を通
り、第1絞り装置6で低圧まで減圧されて室内側熱交換
器4に流入し ここで吸気 蒸発して冷房に寄与し さ
らに四方弁3に流入して再び低段側圧縮機1に吸入され
も ここにおいて、逆止弁群5の点aは常に低圧となり
、また 第2絞り装置12を閉状態にしておくことによ
り、給湯熱交換器9などへの冷媒の溜まり込みが起こる
ことなく、従来の高効率な冷暖房サイクルが実現されも つぎ&ミ 高温の給湯運転時には開閉弁2、14を閉止
し 開閉弁13を開放し 低段側圧縮機l、高段側圧縮
機8の両方を運転すa 四方弁3は破線で示す回路とす
ることにより、低段側圧縮機lより吐出した冷媒は開閉
弁13を通って中間熱交換器11に流入じ 給湯用熱交
換器9で凝縮し第3絞り装置10で減圧された気液二相
冷媒と直接熱交換して冷却され 冷却されたガスが高段
側圧縮機8に吸入され圧縮される。高段側圧縮機8で圧
縮された冷媒(よ 給湯用熱交換器9で凝縮して給湯用
に寄与し 第3絞り装置10、中間熱交換器11.  
第2絞り装置12を通って逆止弁群5の点aに流入し 
さらに室外側熱交換器7で外気より吸気 蒸発し 四方
弁3を通って再び低段側圧縮機lに吸入される。このよ
うに、  圧縮比の大きい高温給湯運転時には二段圧縮
運転を行うことにより、高段側圧縮機8の吐出ガス温度
の低減による安全性の向上と蒸発潜熱の増大による冷凍
サイクルの高効率化が実現できも つぎく 暖房と高温給湯の同時運転時には開閉弁2、1
3を開放、開閉弁14を閉止し 低段側圧縮機1、高段
側圧縮機8の両方を運転する。四方弁3は破線で示す回
路にすることにより、低段側圧縮機1で圧縮された冷媒
の一部は開閉弁2、四方弁3を通って室内側熱交換器4
で放気 凝縮して暖房に寄与し 逆止弁群5を通り、第
1絞り装置6で低圧まで減圧されも また 低段側圧縮
機1で圧縮された残りの冷媒は 開閉弁13を通って中
間熱交換器11に流入して冷却され 冷却されたガスが
高段側圧縮機8で圧紘 吐出されて、給湯用熱交換器9
で給湯用に寄与する。さらに中間熱交換器11、第2絞
り装置12を通り、逆止弁群5の点aで暖房に寄与した
冷媒と合流して室外側熱交換器7に流入し ここで外気
より吸気蒸発して再び低段側圧縮機lに吸入されも こ
のようへ 暖房は低段側圧縮機1の吐出ガス玄 高温給
湯は高段側圧縮機8を用いた二段圧縮運転を行うことに
より、それぞれの温度条件で効率の高いサイクルが実現
できも また ここにおいて、開閉弁13を閉止し 開
閉弁14を開放して低段側圧縮機1のみで同様の運転を
行うこともでき、特に給湯温度の低い場合などは低段側
圧縮機lのみで運転を行えば効率の高い運転ができるも
のであも つぎく 冷房と高温給湯の同時運転時には開閉弁13を
開放、開閉弁2、14を閉止し 低段側圧縮機1、高段
側圧縮機80両方を運転すも 四方弁3は実線で示す回
路にすることにより、低段側圧縮機1で圧縮された冷媒
は開閉弁13を通って中間熱交換器11に流入し 給湯
用熱交換器9で凝縮し第3絞り装置10で減圧された気
液二相冷媒と直接熱交換して冷却され 冷却されたガス
が高段側圧縮機8に吸入され圧縮される。高段側圧縮機
8で圧縮された冷媒Cヨ  給湯用熱交換器9で凝縮し
て給湯用に寄与し 第3絞り装置10、中間熱交換器1
1、第2絞り装置12を通って逆止弁群5の点aに流入
し さらに室内側熱交換器4で蒸発して冷房に寄与し 
四方弁3を通って再び低段側圧縮機1に吸入される。こ
のようへ 圧縮比の比較的大きい冷態 高温給湯の同時
運転時には二段圧縮運転を行うことにより、高効率なサ
イクルが実現できも また この場合には冷房の排熱を
給湯に用いているのでエネルギーの有効利用が行えるも
のであa また ここにおいて、開閉弁13を閉止し 
開閉弁14を開放して低段側圧縮機lのみで同様の運転
を行うこともでき、特に給湯温度の低い場合などは低段
側圧縮機1のみで運転を行え(fS  さらに効率の高
い運転ができるものであ4 発明の効果 以上の実施例から明かなように本発明によれば低段側圧
縮機 四方弁、室内側熱交換a 第1絞り装置 室外側
熱交換器を順に接続して低段側冷凍サイクルを構成し 
高段側圧縮機の吸入側を開閉弁を介して前記低段側圧縮
機と前記四方弁の間の配管に接続し 前記高段側圧縮機
の出口に給湯用熱交換器を介して接続した第2絞り装置
の出口を、前記四方弁の切替操作により前記室内側熱交
換器または室外側熱交換器のうちの蒸発器となる側の入
口に逆止弁を介して接続したの玄 圧縮比の比較的小さ
い冷暖房運転 圧縮比の大きい高温給湯運転それぞれに
おいて、高効率なサイクルが実現できへ まな 冷暖房
と給湯の同時運転のような場合に耘 給湯温度条件によ
って、低段側圧縮機のみでの運転と低段(KL  高段
側の測圧縮機での運転を使い分けることによって、高効
率なサイクルが実現できる。また 特に冷房運転時には
排熱を給湯に利用することができるのて エネルギーの
有効利用ができるなど、多大な効果を有するものであa また 低段側圧縮機の出口と高段側圧縮機の出口とを開
閉弁を介して接続しているか収 開閉弁の開閉と低段I
lk  高段側の測圧縮機の運転を使い分けることによ
って高効率のサイクルが実現できも さら置 給湯用熱交換器と第2絞り装置の間に第3絞り
装置を設Cす、前記第3絞り装置の出口冷媒と高段側圧
縮機の吸入冷媒とを熱交換させようにしたか収 低段側
圧縮機で圧縮された冷媒は中間熱交換器に流入して冷却
され 冷却されたガスが高段側圧縮機で圧電 吐出され
て圧縮比の大きい二段圧縮冷凍サイクル装置を実現でき
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の二段圧縮冷凍サイクル装置
の回路図あa 1・・・低段側圧縮a 3・・・四方弁、 4・・・室
内側熱交換器 5・・・逆止弁猟 6・・・第1絞り装
L 7・・・室外側熱交換器 8・・・高段側圧縮機 
9・・・給湯用熱交換器 12・・・第2絞り装置 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 他1名#I ] 図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)低段側圧縮機、四方弁、室内側熱交換器第1絞り
    装置、室外側熱交換器を順に接続して低段側冷凍サイク
    ルを構成し、高段側圧縮機の吸入側を開閉弁を介して前
    記低段側圧縮機と前記四方弁の間の配管に接続し、前記
    高段側圧縮機の出口に給湯用熱交換器を介して接続した
    第2絞り装置の出口を、前記四方弁の切替操作により前
    記室内側熱交換器または前記室外側熱交換器のうちの蒸
    発器となる側の入口に逆止弁群を介して接続してなる二
    段圧縮冷凍サイクル装置。
  2. (2)低段側圧縮機の出口と高段側圧縮機の出口とを開
    閉弁を介して接続してなる請求項1記載の二段圧縮冷凍
    サイクル装置。
  3. (3)給湯用熱交換器と第2絞り装置の間に第3絞り装
    置を設け、前記第3絞り装置の出口冷媒と高段側圧縮機
    の吸入冷媒とを熱交換させようにしてなる請求項1記載
    の二段圧縮冷凍サイクル装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015004460A (ja) * 2013-06-19 2015-01-08 株式会社Nttファシリティーズ 冷凍機

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5367253A (en) * 1976-11-26 1978-06-15 Mitsubishi Electric Corp Cooling and heating apparatus with hot water supply

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