JPH057629B2 - - Google Patents
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- JPH057629B2 JPH057629B2 JP58162201A JP16220183A JPH057629B2 JP H057629 B2 JPH057629 B2 JP H057629B2 JP 58162201 A JP58162201 A JP 58162201A JP 16220183 A JP16220183 A JP 16220183A JP H057629 B2 JPH057629 B2 JP H057629B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- evaporator
- condenser
- heat
- air
- refrigerant
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
- Central Heating Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、非共沸混合冷媒を用いた圧縮式の熱
ポンプ装置において、その空気熱源蒸発器の除湿
能力を増大せしめ、効率良く運転することが可能
な熱ポンプ装置に関する。
ポンプ装置において、その空気熱源蒸発器の除湿
能力を増大せしめ、効率良く運転することが可能
な熱ポンプ装置に関する。
従来例の構成とその問題点
従来、単一冷媒を用いた第１図に示すような熱
ポンプ装置において室の温度は変化させず、湿度
のみ低下させて、所望の乾燥状態が得られる除湿
機が多用化されてきている。その構成は圧縮機
１、凝縮器２、絞り装置３、蒸発器４を順次配管
接続された熱ポンプ装置において、湿り空気６を
フアン５より蒸発器４を通過させて露点温度以下
に冷却し、蒸発器のフイン等で結露させて水分を
除去する。水分を除去された空気７は、さらに凝
縮器を通過し、加熱され、乾燥空気８となつて機
外へ吹き出される。ここにおいて、蒸発器４の蒸
発温度は、低ければ低いほど除湿能力としては有
利になることは明らかであるが、圧縮機１の特性
上、回路を循環する冷媒流量が減少し、消費電力
は低下するものの、除湿能力は消費電力の低下以
上に悪くなるのが現状であり、したがつて、除湿
能力には限界があつた。
ポンプ装置において室の温度は変化させず、湿度
のみ低下させて、所望の乾燥状態が得られる除湿
機が多用化されてきている。その構成は圧縮機
１、凝縮器２、絞り装置３、蒸発器４を順次配管
接続された熱ポンプ装置において、湿り空気６を
フアン５より蒸発器４を通過させて露点温度以下
に冷却し、蒸発器のフイン等で結露させて水分を
除去する。水分を除去された空気７は、さらに凝
縮器を通過し、加熱され、乾燥空気８となつて機
外へ吹き出される。ここにおいて、蒸発器４の蒸
発温度は、低ければ低いほど除湿能力としては有
利になることは明らかであるが、圧縮機１の特性
上、回路を循環する冷媒流量が減少し、消費電力
は低下するものの、除湿能力は消費電力の低下以
上に悪くなるのが現状であり、したがつて、除湿
能力には限界があつた。
発明の目的
本発明は、非共沸混合冷媒を用いて除湿能力
を、単一冷媒のそれよりも、さらに増大せしめる
熱ポンプ装置を提供することを目的とする。
を、単一冷媒のそれよりも、さらに増大せしめる
熱ポンプ装置を提供することを目的とする。
発明の構成
本発明の熱ポンプ装置は、非共沸混合冷媒を用
いた冷媒サイクルにおいて、圧縮機、第一凝縮
器、気液分離器、第一絞り装置、第一蒸発器を順
次環状に配管接続し、気液分離器で分離された冷
媒のうち気相部だけを取り出すことが可能なよう
に、その上部から別の回路を設けて、第二凝縮
器、第二絞り装置、第二蒸発器を順次配管接続
し、前記第一蒸発器と前記圧縮機の間に接続す
る。また、湿り空気を前記第一蒸発器、前記第二
蒸発器の順に通過させて冷房・除湿させ、さらに
前記第二凝縮器、前記第一凝縮器の順に通過させ
て、配管内部冷媒と熱交換（除湿、加熱）される
ような構成を持つものである。また、第一蒸発器
と第二蒸発器とは、熱交換器のフイン同志が直接
熱交換しないような構成を持つている。さらに、
第一凝縮器と第二凝縮器においても、前記蒸発器
と同様の構成を持つものである。
いた冷媒サイクルにおいて、圧縮機、第一凝縮
器、気液分離器、第一絞り装置、第一蒸発器を順
次環状に配管接続し、気液分離器で分離された冷
媒のうち気相部だけを取り出すことが可能なよう
に、その上部から別の回路を設けて、第二凝縮
器、第二絞り装置、第二蒸発器を順次配管接続
し、前記第一蒸発器と前記圧縮機の間に接続す
る。また、湿り空気を前記第一蒸発器、前記第二
蒸発器の順に通過させて冷房・除湿させ、さらに
前記第二凝縮器、前記第一凝縮器の順に通過させ
て、配管内部冷媒と熱交換（除湿、加熱）される
ような構成を持つものである。また、第一蒸発器
と第二蒸発器とは、熱交換器のフイン同志が直接
熱交換しないような構成を持つている。さらに、
第一凝縮器と第二凝縮器においても、前記蒸発器
と同様の構成を持つものである。
実施例の説明
第２図は、本発明になる非共沸混合冷媒を用い
た熱ポンプ装置の一実施例であり、１１は圧縮
機、１２は第一凝縮器、１３は気液分離器、１４
は第一絞り装置、１５は第一蒸発器で、順次配管
接続されている。また、気液分離器１３の気相部
１３ａより接続され、第二凝縮器１６、第二絞り
装置１７、第二蒸発器１８を順次配管接続して、
第一蒸発器１５と圧縮機１の間で、第一蒸発器１
５からの冷媒と合流するような回路を設けてい
る。また、湿り空気１９はフアン２０によつて送
風され、第一蒸発器１５、第二蒸発器１８の順に
通過し、除湿された空気２１となり、さらに、第
二凝縮器１６、第一凝縮器１２を通過して昇温さ
れた空気２２となる。
た熱ポンプ装置の一実施例であり、１１は圧縮
機、１２は第一凝縮器、１３は気液分離器、１４
は第一絞り装置、１５は第一蒸発器で、順次配管
接続されている。また、気液分離器１３の気相部
１３ａより接続され、第二凝縮器１６、第二絞り
装置１７、第二蒸発器１８を順次配管接続して、
第一蒸発器１５と圧縮機１の間で、第一蒸発器１
５からの冷媒と合流するような回路を設けてい
る。また、湿り空気１９はフアン２０によつて送
風され、第一蒸発器１５、第二蒸発器１８の順に
通過し、除湿された空気２１となり、さらに、第
二凝縮器１６、第一凝縮器１２を通過して昇温さ
れた空気２２となる。
ここにおいて、圧縮機１１で圧縮された高温、
高圧の冷媒ガスは、第一凝縮器１２で一部凝縮液
化され、気液分離器１３に流入し、気相部１３ａ
と液相部１３ｂに分離される。本発明になる非共
沸混合冷媒を用いた場合、ここで分離された冷媒
のうち、気相部１３ａの冷媒は、より低沸点成分
に富み、液相部１３ｂの冷媒は、より高沸点成分
に富んでいる。したがつて、液相部１３ｂが流入
する第一蒸発器１５と、気相部１３ａが第二凝縮
器１６で凝縮して流入する第二蒸発器１８とを比
較すると、同じ蒸発圧力では、低沸点成分に富む
気相部１３ａ、すなわち、それが流入する第二蒸
発器１８の方が蒸発温度が低くなつている。した
がつて、フアン２０によつて送風された外部空気
１９は、より温度の高い第一蒸発器１５より温度
の低い第二蒸発器１８の順に通過して、除湿冷却
された空気２１となり、第二凝縮器１６、第一凝
縮器１２を通過して暖められ、乾燥空気２２とし
て送り出される。
高圧の冷媒ガスは、第一凝縮器１２で一部凝縮液
化され、気液分離器１３に流入し、気相部１３ａ
と液相部１３ｂに分離される。本発明になる非共
沸混合冷媒を用いた場合、ここで分離された冷媒
のうち、気相部１３ａの冷媒は、より低沸点成分
に富み、液相部１３ｂの冷媒は、より高沸点成分
に富んでいる。したがつて、液相部１３ｂが流入
する第一蒸発器１５と、気相部１３ａが第二凝縮
器１６で凝縮して流入する第二蒸発器１８とを比
較すると、同じ蒸発圧力では、低沸点成分に富む
気相部１３ａ、すなわち、それが流入する第二蒸
発器１８の方が蒸発温度が低くなつている。した
がつて、フアン２０によつて送風された外部空気
１９は、より温度の高い第一蒸発器１５より温度
の低い第二蒸発器１８の順に通過して、除湿冷却
された空気２１となり、第二凝縮器１６、第一凝
縮器１２を通過して暖められ、乾燥空気２２とし
て送り出される。
ところで、本発明の構成要素となる第一蒸発器
１５、第二蒸発器１８は第４図に示すような構成
で成り立つているものである。すなわち、第４図
において、第一蒸発器１５と第二蒸発器１８が外
部空気１９の流れ（矢印方向）に対して、上流側
から第一蒸発器１５、第二蒸発器１８の順に配置
され、その側面部は側板２５，２６で固定され、
両蒸発器が一体に形成されているものの、フイン
２３，２４が互いに接触していないような構成を
持つているため、両蒸発器のフイン表面温度度
は、それぞれ異なる温度に保たれることを特徴と
している。また、この両蒸発器は、そのフイン同
志が直接熱交換しないような構成をとれば良く、
本実施例に特に限定されるものではない。
１５、第二蒸発器１８は第４図に示すような構成
で成り立つているものである。すなわち、第４図
において、第一蒸発器１５と第二蒸発器１８が外
部空気１９の流れ（矢印方向）に対して、上流側
から第一蒸発器１５、第二蒸発器１８の順に配置
され、その側面部は側板２５，２６で固定され、
両蒸発器が一体に形成されているものの、フイン
２３，２４が互いに接触していないような構成を
持つているため、両蒸発器のフイン表面温度度
は、それぞれ異なる温度に保たれることを特徴と
している。また、この両蒸発器は、そのフイン同
志が直接熱交換しないような構成をとれば良く、
本実施例に特に限定されるものではない。
次に本発明になる非共沸混合冷媒を用いた本実
施例と、従来からある単一冷媒を用いたものとの
効果の比較を、第３図を用いて説明する。第３図
は、いわゆる湿り空気線図であり、第２図におけ
る構成において、第一蒸発器１５に入る直前の湿
り空気１９と、第１図において、蒸発器４に入る
直前の湿り空気６の状態を同じａ点で示してい
る。ここにおいて、第１図の単一冷媒を用いた従
来例の除湿機の場合、蒸発器の蒸発温度が点ｂで
表わせる時、バイパスフアクタをＢとすると、除
湿されて蒸発器１４を出てきた空気の状態は、第
３図において、点ａと点ｂを結んだ線分を／
ab＝Ｂに内分する点ｃで表わすことができる。
一方、本発明になる第２図に示す構成において
は、第一蒸発器１５の蒸発温度は、高沸点成分に
富むため、単一冷媒のそれよりも高い温度の点ｄ
で示され、第二蒸発器１８の蒸発温度は、低沸点
成分に富むため、単一冷媒のそれよりも低い温度
の点ｆで示される。ここにおいて、湿り空気１９
が、第一蒸発器１５を通過する際、バイパスフア
クタを単一の時と同じＢとすると、除湿されて出
てきた空気の状態は、第３図において、点ａと点
ｄを結んだ線分を／＝Ｂに内分する点ｅで
表わすことができる。この状態の空気が第二蒸発
器１８に流入するから、同じくバイパスフアクタ
をＢとすると、第二蒸発器１８を出た空気２１の
状態は、点ｅと点ｆを結んだ線分を／＝Ｂに
内分する点ｇで表わすことができる。
施例と、従来からある単一冷媒を用いたものとの
効果の比較を、第３図を用いて説明する。第３図
は、いわゆる湿り空気線図であり、第２図におけ
る構成において、第一蒸発器１５に入る直前の湿
り空気１９と、第１図において、蒸発器４に入る
直前の湿り空気６の状態を同じａ点で示してい
る。ここにおいて、第１図の単一冷媒を用いた従
来例の除湿機の場合、蒸発器の蒸発温度が点ｂで
表わせる時、バイパスフアクタをＢとすると、除
湿されて蒸発器１４を出てきた空気の状態は、第
３図において、点ａと点ｂを結んだ線分を／
ab＝Ｂに内分する点ｃで表わすことができる。
一方、本発明になる第２図に示す構成において
は、第一蒸発器１５の蒸発温度は、高沸点成分に
富むため、単一冷媒のそれよりも高い温度の点ｄ
で示され、第二蒸発器１８の蒸発温度は、低沸点
成分に富むため、単一冷媒のそれよりも低い温度
の点ｆで示される。ここにおいて、湿り空気１９
が、第一蒸発器１５を通過する際、バイパスフア
クタを単一の時と同じＢとすると、除湿されて出
てきた空気の状態は、第３図において、点ａと点
ｄを結んだ線分を／＝Ｂに内分する点ｅで
表わすことができる。この状態の空気が第二蒸発
器１８に流入するから、同じくバイパスフアクタ
をＢとすると、第二蒸発器１８を出た空気２１の
状態は、点ｅと点ｆを結んだ線分を／＝Ｂに
内分する点ｇで表わすことができる。
したがつて、単一冷媒を使用した第１図の時の
除湿量は、点ａ〜点ｃの絶対湿度の差をΔxacと
し、風量をＧとすれば、GΔxacとなる。また、非
共沸混合冷媒を使用した本実施例の場合、その除
湿量は、点ａ〜点ｇの絶対湿度の差をΔxagとし、
風量を同じくＧとすれば、GΔxagとなる。第２図
からも明らかなように、常にΔxag＞Δxacである
ので、非共沸混合冷媒を用いた本実施例の方が、
従来よりある単一冷媒を用いたものよりも除湿能
力を増大させることができる。なおここではバイ
パスフアクタを従来例と同等として説明したが、
このことは従来例と同等の伝熱面積を用いて、達
成することが可能となるものである。
除湿量は、点ａ〜点ｃの絶対湿度の差をΔxacと
し、風量をＧとすれば、GΔxacとなる。また、非
共沸混合冷媒を使用した本実施例の場合、その除
湿量は、点ａ〜点ｇの絶対湿度の差をΔxagとし、
風量を同じくＧとすれば、GΔxagとなる。第２図
からも明らかなように、常にΔxag＞Δxacである
ので、非共沸混合冷媒を用いた本実施例の方が、
従来よりある単一冷媒を用いたものよりも除湿能
力を増大させることができる。なおここではバイ
パスフアクタを従来例と同等として説明したが、
このことは従来例と同等の伝熱面積を用いて、達
成することが可能となるものである。
第一の実施例において、第一、第二蒸発器１
５，１８を出て除湿冷却された空気２１が、第二
凝縮器１６、第一凝縮器１２の順に通過するよう
に構成している。ここにおいて、気液分離器３で
分離された低沸点成分の豊富な気相部１３ａのみ
が第二凝縮器１６に流入するので、その凝縮温度
は、第一凝縮器１２よりも低くなるため、除湿冷
却された空気と第二凝縮器１６、第一凝縮器１２
との熱交換はマクロ的に対向流とすることがで
き、同じ熱交換面積でも対向流にすると、交換熱
量は増す。したがつて、除湿冷却された空気が第
二凝縮器１２を出た際、十分に温度が上昇してい
ないというようなことは避けられる。
５，１８を出て除湿冷却された空気２１が、第二
凝縮器１６、第一凝縮器１２の順に通過するよう
に構成している。ここにおいて、気液分離器３で
分離された低沸点成分の豊富な気相部１３ａのみ
が第二凝縮器１６に流入するので、その凝縮温度
は、第一凝縮器１２よりも低くなるため、除湿冷
却された空気と第二凝縮器１６、第一凝縮器１２
との熱交換はマクロ的に対向流とすることがで
き、同じ熱交換面積でも対向流にすると、交換熱
量は増す。したがつて、除湿冷却された空気が第
二凝縮器１２を出た際、十分に温度が上昇してい
ないというようなことは避けられる。
ところで、本発明の構成要素となる第一凝縮器
１２、第二凝縮器１６は第一蒸発器１５、第二蒸
発器１８と同様な構成をとつていることによつ
て、本効果が表れるものである。
１２、第二凝縮器１６は第一蒸発器１５、第二蒸
発器１８と同様な構成をとつていることによつ
て、本効果が表れるものである。
発明の効果
以上述べた如く、本発明の装置は、非共沸混合
冷媒を用いた熱ポンプ装置において、気液分離器
を設けて、第１、第２の蒸発器へ、それぞれ異な
つた組成の冷媒、すなわち、高沸点成分のより豊
富な冷媒と、低沸点成分のより豊富な冷媒とに分
離して送り、湿り空気をその蒸発温度の高い蒸発
器から順に通過させたため、単一冷媒を用いた従
来の除湿機に比べ、除湿能力に優れる効果を持
つ。また、圧縮機を出た冷媒ガスの一部を凝縮さ
せる第一凝縮器と気液分離器で分離された低沸点
成分の豊富な気相のみを流入させる第二凝縮器を
設けて、その凝縮温度の低い第二凝縮器の方から
除湿冷却された空気と熱交換させるようにしたた
め、十分な熱交換能力が得られ、乾燥した冷たい
空気が出るようなことはないなどの効果も合わせ
持つ。
冷媒を用いた熱ポンプ装置において、気液分離器
を設けて、第１、第２の蒸発器へ、それぞれ異な
つた組成の冷媒、すなわち、高沸点成分のより豊
富な冷媒と、低沸点成分のより豊富な冷媒とに分
離して送り、湿り空気をその蒸発温度の高い蒸発
器から順に通過させたため、単一冷媒を用いた従
来の除湿機に比べ、除湿能力に優れる効果を持
つ。また、圧縮機を出た冷媒ガスの一部を凝縮さ
せる第一凝縮器と気液分離器で分離された低沸点
成分の豊富な気相のみを流入させる第二凝縮器を
設けて、その凝縮温度の低い第二凝縮器の方から
除湿冷却された空気と熱交換させるようにしたた
め、十分な熱交換能力が得られ、乾燥した冷たい
空気が出るようなことはないなどの効果も合わせ
持つ。
第１図は従来の一実施例の除湿機の構成図、第
２図は、本発明の一実施例の熱ポンプ装置回路構
成図、第３図は熱ポンプ装置の外気の状態を示す
ための湿り空気線図、第４図は、蒸発器の概略構
成図である。 １１…圧縮機、１２…第１凝縮器、１３…気液
分離器、１５…第一蒸発器、１６…第二凝縮器、
１８…第二蒸発器、１９…湿り空気。
２図は、本発明の一実施例の熱ポンプ装置回路構
成図、第３図は熱ポンプ装置の外気の状態を示す
ための湿り空気線図、第４図は、蒸発器の概略構
成図である。 １１…圧縮機、１２…第１凝縮器、１３…気液
分離器、１５…第一蒸発器、１６…第二凝縮器、
１８…第二蒸発器、１９…湿り空気。
Claims (1)
- １ 非共沸混合冷媒を用い、圧縮機、第一凝縮
器、気液分離器、第一絞り装置、第一蒸発器を順
次、環状に配管接続し、さらに、気液分離器の上
部に接続した別の回路を、第二凝縮器、第二絞り
装置、第二蒸発器を順次配管接続して、前記第一
蒸発器と圧縮機の間に接続するように構成し、ま
た被熱交換流体である空気は第一、第二蒸発器を
出た後、第二凝縮器、第一凝縮器の順に通過して
熱交換されるような構成を持ち、前記第一蒸発器
と第二蒸発器は、熱交換器のフイン同志で直接熱
交換しないように構成され、また、前記第一凝縮
器と第二凝縮器は、熱交換器のフイン同志で直接
熱交換しないように構成されたことを特徴とする
熱ポンプ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58162201A JPS6053752A (ja) | 1983-09-02 | 1983-09-02 | 熱ポンプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58162201A JPS6053752A (ja) | 1983-09-02 | 1983-09-02 | 熱ポンプ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6053752A JPS6053752A (ja) | 1985-03-27 |
| JPH057629B2 true JPH057629B2 (ja) | 1993-01-29 |
Family
ID=15749897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58162201A Granted JPS6053752A (ja) | 1983-09-02 | 1983-09-02 | 熱ポンプ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6053752A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6294768A (ja) * | 1985-10-18 | 1987-05-01 | 株式会社デンソー | 冷凍装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59161650A (ja) * | 1983-03-04 | 1984-09-12 | 株式会社日立製作所 | 二温度蒸発式冷却装置 |
-
1983
- 1983-09-02 JP JP58162201A patent/JPS6053752A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6053752A (ja) | 1985-03-27 |
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