JPH0875276A - Hfc系非共沸冷媒混合物を用いた冷凍装置 - Google Patents

Hfc系非共沸冷媒混合物を用いた冷凍装置

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JPH0875276A
JPH0875276A JP6230699A JP23069994A JPH0875276A JP H0875276 A JPH0875276 A JP H0875276A JP 6230699 A JP6230699 A JP 6230699A JP 23069994 A JP23069994 A JP 23069994A JP H0875276 A JPH0875276 A JP H0875276A
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JP
Japan
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refrigerant mixture
refrigerant
mixture
outlet
inlet
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JP6230699A
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Hiroyuki Umezawa
浩之 梅沢
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 オゾン層を破壊する危険がなく、不燃性であ
るHFC系冷媒を用いても冷凍サイクル中の冷媒混合物
の組成変化を少なくでき、長期に亘り安定して運転でき
る冷凍装置を開発する。 【構成】 凝縮器、ドライヤ、キャピラリーチューブ、
蒸発器、アキュムレータおよび圧縮機などを備え、該圧
縮機で圧縮される冷媒としてHFC系非共沸冷媒混合物
を用いた冷凍装置において、該凝縮器の熱交換コイルお
よび/または該蒸発器の熱交換コイルの入口近傍部に一
端が連結され、他端が出口近傍部に連結されたバイパス
管路を設け、且つ該バイパス管路に逆止弁を設けたこと
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はHFC系非共沸冷媒混合
物を用いた冷凍装置に関するものであり、さらに詳しく
はオゾン層を破壊する危険がなく、不燃性であるHFC
系非共沸冷媒混合物を用いても、冷凍サイクル中の該冷
媒混合物の組成変化を少なくすることができるので長期
に亘り安定して運転することができる冷凍装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来、冷凍機の冷媒として用いられてい
るものはジクロロジフルオロメタン(以下R−12とい
う)や共沸混合冷媒のR−12と1,1−ジフルオロエ
タン(R−152a)とからなるR−500が多い。R
−12の沸点は大気圧で−29.65℃で、R500の
沸点は−33.45℃であり、通常の冷凍装置に好適で
あり、R−12などのCFC系冷媒と相溶性のある鉱物
油やアルキルベンゼン系油などの冷凍機油を使用した冷
凍サイクルは、信頼性、耐久性などの高い品質レベルに
至っている。
【0003】しかしながら、上記の各冷媒は、その高い
オゾン破壊の潜在性により、大気中に放出されて地球上
空のオゾン層に到達すると、このオゾン層を破壊する。
このオゾン層の破壊は冷媒中の塩素基(Cl)により引
き起こされる。そこで、この塩素基の含有量の少ない冷
媒、例えばクロロジフルオロメタン(HCFC−22、
以下R−22という)、塩素基を含まない冷媒、例えば
ジフルオロメタン(HFC−32、以下R−32とい
う)、ペンタフルオロエタン(HFC−125、以下R
−125という)や1,1,1,2−テトラフルオロエ
タン(HFC−134a、以下R−134aという)、
あるいはこれらの混合物がこれらの代替冷媒として考え
られている。このR−22の沸点は、大気圧で−40.
82℃で、R−32の沸点は、−51.7℃で、R−1
25の沸点は、−48.5℃、R−134aの沸点は、
−26.5℃である。
【0004】HFC系冷媒混合物とはHFC系冷媒の2
種あるいは3種以上の混合物であり、通常、混合物の沸
点と露点が相違している組み合わせが多い。本発明にお
いてはこれらの混合物をHFC系非共沸冷媒混合物と称
す。HFC系非共沸冷媒混合物は、具体的には例えば、
R125/R143a/134a(重量比44/52/
4)(R404A、沸点−46.78℃、露点−46.
08℃、商品名:HP62、デュポン社製、以下HP6
2と称す)、R32/R125/134a(重量比20
/40/40)(R407A、沸点−45.4℃、露点
−38.8℃、商品名:KLEA60G2、ICI社
製、以下KLEA60と称す)などを挙げることができ
る。
【0005】図2に代表的な冷凍回路の例を示す。1は
圧縮機、2は凝縮器、3はドライヤ、4はキャピラリー
チューブ、5は蒸発器、6はアキュムレーターである。
矢印は冷媒の流れ方向を示す。HFC系非共沸冷媒混合
物を用いた冷凍サイクルは、非共沸混合物であるために
冷凍サイクルの各部で該冷媒混合物の組成が変化し、例
えば運転する日によって凝縮器2の熱交換コイルの入口
と出口の間で、あるいは蒸発器5の熱交換コイルの入口
と出口の間で該冷媒混合物の組成が変化したり、温度変
化が大きく、冷凍容量や冷凍能力が均一でなくなるので
長期に亘り安定して運転することができない欠点があ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、オゾ
ン層を破壊する危険がなく、不燃性であるHFC系非共
沸冷媒混合物を用いても、凝縮器の熱交換コイルの入口
と出口の間で、あるいは蒸発器の熱交換コイルの入口と
出口の間で該冷媒混合物の組成を均一にし、温度変化を
少なくして、長期に亘り安定して運転できる冷凍装置を
提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記の課題に
鑑み鋭意研究した結果、熱交換コイルの入口近傍部と出
口近傍部を連結するバイパス管路を設け、バイパス管路
を通して冷媒混合物をバイパスさせて冷媒混合物の気相
と液相とを混合することにより上記課題を解決できるこ
とを見出し、本発明をなすに至った。
【0008】本発明の請求項1の発明は、冷媒を凝縮液
化する凝縮器、冷凍回路中の水分を除去するためのドラ
イヤ、キャピラリーチューブ、液化冷媒を蒸発させる蒸
発器、アキュムレータおよび蒸発気化した冷媒を圧縮し
て凝縮器に吐出する圧縮機などを備え、該圧縮機で圧縮
される冷媒としてHFC系非共沸冷媒混合物を用いた冷
凍装置において、該凝縮器の熱交換コイルおよび/また
は該蒸発器の熱交換コイルの入口近傍部に一端が連結さ
れ、他端が出口近傍部に連結されたバイパス管路を設
け、且つ該バイパス管路に逆止弁を設けたことを特徴と
するHFC系非共沸冷媒混合物を用いた冷凍装置であ
る。
【0009】本発明の請求項2の発明は、該入口近傍部
のコイル内の該冷媒混合物は主に気相であり、該出口近
傍部のコイル内の該冷媒混合物は主に液相であり、該バ
イパス管路を通して該冷媒混合物をバイパスすることに
より、該冷媒混合物の気相と液相を混合することを特徴
とする請求項1記載の冷凍装置である。
【0010】本発明の請求項3の発明は、該入口近傍部
のコイル内の該冷媒混合物は主に液相であり、該出口近
傍部のコイル内の該冷媒混合物は主に気相であり、該バ
イパス管路を通して該冷媒混合物をバイパスすることに
より、該冷媒混合物の液相と気相を混合することを特徴
とする請求項1記載の冷凍装置である。
【0011】本発明の請求項4の発明は、該熱交換コイ
ルの入口と出口の該冷媒混合物の組成変化が最小となる
ように該バイパス管路を設けたことを特徴とする請求項
1ないし請求項3記載の冷凍装置である。
【0012】本発明の請求項5の発明は、該熱交換コイ
ルの入口と出口の温度差が最小となるように該バイパス
管路を設けたことを特徴とする請求項1ないし請求項4
記載の冷凍装置である。
【0013】本発明の請求項6の発明は、冷凍機油が鉱
油系潤滑油、アルキルベンゼン系潤滑油、エステル系潤
滑油、エーテル系潤滑油あるいはこれらの混合物である
請求項1ないし請求項5記載の冷凍装置である。
【0014】
【作用】凝縮器の熱交換コイルや蒸発器の熱交換コイル
の入口近傍部と出口近傍部を連結する、逆止弁が設けら
れたバイパス管路を設け、バイパス管路を経て冷媒混合
物を流して冷媒混合物の気相と液相を混合することによ
り熱交換コイルの入口と出口の冷媒混合物の組成変化を
最小にでき、かつ温度変化を最小にできる。本発明にお
いて熱交換コイルの入口近傍部とは、熱交換コイルの冷
媒の入口から冷媒の出口までの全長の中央部から入口ま
での部分を称し、また、熱交換コイルの出口近傍部と
は、熱交換コイルの冷媒の入口から冷媒の出口までの全
長の中央部から出口までの部分を称す。
【0015】本発明において熱交換コイルの入口近傍部
と出口近傍部とを連結するバイパス管路を入口近傍部や
出口近傍部の何処に設置するかは、特に限定されない。
熱交換コイルの温度、圧力、冷媒組成などにより、熱交
換コイルの入口と出口間の冷媒混合物の組成変化を最小
にし、温度変化を最小にするように適宜決めることがで
きる。熱交換コイルを流れる冷媒混合物の気相を主体と
する部分と主に液相である部分とをバイパス管路で連結
して両者を混合することが好ましい。
【0016】本発明においてバイパス管路を通してバイ
パスさせる冷媒混合物の量も特に限定されない。バイパ
スさせる冷媒混合物の量は熱交換コイルの入口と出口間
の冷媒混合物の組成変化を最小にし、温度変化を最小に
するように適宜決めることができる。本発明において、
冷凍機油は特に限定されない。鉱油系潤滑油、アルキル
ベンゼン系潤滑油、エステル系潤滑油、エーテル系潤滑
油あるいはこれらの混合物などが好ましく使用できる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の内容を実施例によりさらに具
体的に説明するが、本発明はこの内容に何ら限定される
ものではない。図1に、HFC系非共沸冷媒混合物を用
いた冷凍装置の凝縮器の熱交換コイル7の入口近傍部に
一端が連結され、他端が出口近傍部に連結されたバイパ
ス管路10を設け、且つ該バイパス管路10に逆止弁1
1を設けた熱交換コイル7を示す。矢印は混合冷媒の流
れ方向を示す。入口8から熱交換コイル7に入った冷媒
混合物ガスはコイル中を流れて熱交換されて液体冷媒混
合物となって出口9からでる。熱交換コイル7の入口近
傍部において冷媒混合物は主に気相であり、熱交換コイ
ル7の出口近傍部において冷媒混合物は主に液相であ
り、バイパス管路を通って主に気相の冷媒混合物をバイ
パスさせることにより、冷媒混合物の気相と液相とを混
合することができる。逆止弁11が設けられているので
バイパス管路を通って液相の冷媒混合物が逆に流れるこ
とはない。冷媒混合物の気相と液相を混合することによ
り熱交換コイル7の入口8と出口9の冷媒混合物の組成
変化を最小にすることができ、かつ温度変化を最小にで
きた。
【0018】
【発明の効果】本発明のHFC系非共沸冷媒混合物を用
いた冷凍装置は、オゾン層を破壊する危険がなく、不燃
性であるHFC系非共沸冷媒混合物を用いても、冷凍サ
イクル中の冷媒混合物の組成変化を少なくすることがで
きるので長期に亘り安定して運転できる。凝縮器の熱交
換コイルや蒸発器の熱交換コイルの入口と出口の冷媒混
合物の組成変化を最小にでき、温度変化を最小にできる
ので、熱交換コイルの設計や性能の設定が容易になる。
冷凍サイクル運転中に系外に冷媒混合物がリークしたと
しても、リーク場所によらず冷媒混合物の組成が均一で
あるので保守管理が容易である。本発明の冷凍装置は簡
単な構成からなるので経済的である上、上記のように効
果が大きく産業上の利用価値が高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】 バイパス管路を付けた熱交換コイルの説明図
である。
【図2】 代表的な冷凍装置の冷凍回路の例である。
【符号の説明】
1 圧縮機 2 凝縮器 3 ドライヤ 4 キャピラリーチューブ 5 蒸発器 6 アキュムレータ 7 熱交換コイル 8 入口 9 出口 10 バイパス管路 12 逆止弁

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷媒を凝縮液化する凝縮器、冷凍回路中
    の水分を除去するためのドライヤ、キャピラリーチュー
    ブ、液化冷媒を蒸発させる蒸発器、アキュムレータおよ
    び蒸発気化した冷媒を圧縮して凝縮器に吐出する圧縮機
    などを備え、該圧縮機で圧縮される冷媒としてHFC系
    非共沸冷媒混合物を用いた冷凍装置において、該凝縮器
    の熱交換コイルおよび/または該蒸発器の熱交換コイル
    の入口近傍部に一端が連結され、他端が出口近傍部に連
    結されたバイパス管路を設け、且つ該バイパス管路に逆
    止弁を設けたことを特徴とするHFC系非共沸冷媒混合
    物を用いた冷凍装置。
  2. 【請求項2】 該入口近傍部のコイル内の該冷媒混合物
    は主に気相であり、該出口近傍部のコイル内の該冷媒混
    合物は主に液相であり、該バイパス管路を通して該冷媒
    混合物をバイパスすることにより、該冷媒混合物の気相
    と液相を混合することを特徴とする請求項1記載の冷凍
    装置。
  3. 【請求項3】 該入口近傍部のコイル内の該冷媒混合物
    は主に液相であり、該出口近傍部のコイル内の該冷媒混
    合物は主に気相であり、該バイパス管路を通して該冷媒
    混合物をバイパスすることにより、該冷媒混合物の液相
    と気相を混合することを特徴とする請求項1記載の冷凍
    装置。
  4. 【請求項4】 該熱交換コイルの入口と出口の該冷媒混
    合物の組成変化が最小となるように該バイパス管路を設
    けたことを特徴とする請求項1ないし請求項3記載の冷
    凍装置。
  5. 【請求項5】 該熱交換コイルの入口と出口の温度差が
    最小となるように該バイパス管路を設けたことを特徴と
    する請求項1ないし請求項4記載の冷凍装置。
  6. 【請求項6】 冷凍機油が鉱油系潤滑油、アルキルベン
    ゼン系潤滑油、エステル系潤滑油、エーテル系潤滑油あ
    るいはこれらの混合物である請求項1ないし請求項5記
    載の冷凍装置。
JP6230699A 1994-08-31 1994-08-31 Hfc系非共沸冷媒混合物を用いた冷凍装置 Pending JPH0875276A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6748755B2 (en) 2000-03-09 2004-06-15 Fujitsu Limited Refrigeration system utilizing incomplete evaporation of refrigerant in evaporator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6748755B2 (en) 2000-03-09 2004-06-15 Fujitsu Limited Refrigeration system utilizing incomplete evaporation of refrigerant in evaporator
US7007506B2 (en) 2000-03-09 2006-03-07 Fujitsu Limited Refrigeration system utilizing incomplete evaporation of refrigerant in evaporator

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