JPH0989398A - 冷凍サイクル - Google Patents

冷凍サイクル

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JPH0989398A
JPH0989398A JP24284395A JP24284395A JPH0989398A JP H0989398 A JPH0989398 A JP H0989398A JP 24284395 A JP24284395 A JP 24284395A JP 24284395 A JP24284395 A JP 24284395A JP H0989398 A JPH0989398 A JP H0989398A
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JP
Japan
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refrigerant
heat exchanger
outdoor heat
liquid reservoir
exchanger
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Withdrawn
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JP24284395A
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English (en)
Inventor
Takeshi Ito
武司 伊藤
Yoshihiro Ito
喜啓 伊藤
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B40/00—Subcoolers, desuperheaters or superheaters
    • F25B40/02—Subcoolers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00—Compression machines, plants or systems, with reversible cycle

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷房運転時においては、凝縮器となる室外熱
交換器にて凝縮された液冷媒の排出を良好にするととも
に、暖房運転時においては蒸発器となる室外熱交換器に
おける蒸発器入口温度の低下を防止して室外熱交換器の
性能低下を防止する。 【解決手段】 圧縮機、室外熱交換器、減圧機構及び室
内熱交換器を接続する冷媒管路内に非共沸混合冷媒を封
入してなる冷凍サイクルにおいて、上記室外熱交換器の
冷媒流路の途中に液溜めを設けると共に、同液溜めと上
記室外熱交換器の暖房時入口となる側の冷媒流路との接
続部に絞り部を設け、凝縮器内での液冷媒の滞溜による
伝熱性能の低下を防止するとともに暖房時における室外
熱交換器入口温度の低下を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は冷媒管路に非共沸混
合冷媒を封入して構成される空気調和装置の冷凍サイク
ルに関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】図4には空気調和装置
の冷凍サイクルの従来の1例が示されている。図4にお
いて41は冷媒を圧縮する圧縮機、43は室外熱交換
器、45は室内熱交換器、42は冷房運転時と暖房運転
時とで冷媒管路46,47,48を切り換える四方弁、
44は絞り機構である。
【0003】上記冷凍サイクルにおいて、冷房運転時に
は、四方弁42を冷房運転に切り換えると、圧縮機41
から吐出されたガス冷媒は四方弁42及び管路46を経
て室外熱交換器43に送られ、ここで冷却、凝縮され、
絞り機構44で膨張し室内熱交換器45にて蒸発して同
熱交換器45に導入される室内空気を冷却せしめる。室
内空気を冷却し奪熱したガス冷媒は四方弁42を経て圧
縮機41にて再度圧縮され、上記サイクルを繰り返す。
【0004】暖房運転時には、四方弁42を冷媒が上記
冷房運転時と逆方向に循環するように切り換え、冷媒は
圧縮機41で圧縮され、四方弁42から室内熱交換器4
5に入り、ここで凝縮して室内空気に放熱(暖房)し、
絞り機構44で膨張、室外熱交換器43で蒸発、気化し
圧縮機41へ戻り、再度圧縮される。
【0005】図5には室外側熱交換器43の冷房運転時
における冷却管43a内の冷房の状況が示され、図にお
いて、51は室外熱交換器43の伝熱管43a内にて凝
縮した液冷媒である。即ち、上記室外熱交換器43は、
冷房時においては、凝縮器となり、伝熱管43aの下部
には凝縮した液51が溜っている。この液51の蓄積に
より、熱交換器43内では伝熱面積が減少し、伝熱管4
3a内の圧力が上昇しこのため熱交換器の性能低下を来
たしていた。
【0006】さらに、空気調和機内に封入された冷媒が
非共沸の混合冷媒である場合においては、先に凝縮した
高沸点の液冷媒が低沸点の冷媒の凝縮を妨げることによ
り、かかる現象によって、凝縮器として著しい性能低下
が誘発される。
【0007】一方、暖房運転時には、上記のように、室
外熱交換器43が蒸発器となるが、上記のような非共沸
の混合冷媒を冷媒管路に封入して運転した場合には、こ
の冷媒の特性により、蒸発器入口(室外熱交換器43入
口)温度と出口温度との間に温度差が生じ、蒸発器(室
外熱交換器43)入口温度(図4における冷媒管路47
近傍の熱交換器43の温度)が部分的に低くなる。これ
により熱交換器43の伝熱管43aの表面に着氷現象が
発生し、熱交換器43の性能が著しく低下するという問
題点も抱えている。
【0008】本発明の目的は、冷房運転時においては、
凝縮器となる室外熱交換器にて凝縮された液冷媒の排出
を良好にするとともに、暖房運転時においては蒸発器と
なる室外熱交換器における蒸発器入口温度の低下を防止
して室外熱交換器の性能低下を防止することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するもので、その要旨とする第1の手段は、圧縮機、
室外熱交換器、減圧機構及び室内熱交換器を接続する冷
媒管路内に非共沸混合冷媒を封入してなる冷凍サイクル
において、上記室外熱交換器の冷媒流路の途中に液溜め
を設けると共に、同液溜めと上記室外熱交換器の暖房時
入口となる側の冷媒流路との接続部に絞り部を設けてな
ることにある。
【0010】また、第2の手段は上記冷凍サイクルにお
いて、上記室外熱交換器の冷媒流路を上部側の大部分と
下部側の残り部分とに分割し、上部側と下部側との間に
液溜めを接続すると共に、同液溜めと室外熱交換器の冷
媒流路の下部側の残り部分との接続管路の内径を冷媒流
路径よりも小さく形成したことにある。
【0011】上記手段によれば、冷房運転時には、室外
熱交換器で先に凝縮された液冷媒は同熱交換器の冷媒流
路の途中に設けられた液溜めに回収されるので、室外熱
交換器の一部に凝縮冷媒が溜って伝熱面積が減少し、熱
伝達が阻害されることがなく、高い熱伝達率が保持され
る。
【0012】また、暖房運転時には、室外熱交換器の冷
媒流路の上記液溜めへの接続部に絞り部を設けたので、
同絞り部による圧力降下により、蒸発器である室外熱交
換器入口冷媒温度の低下が阻止される。また絞り部の設
置によりこれの上流側の室外熱交換器部分における圧力
が上昇する。これらにより蒸発器における着氷の発生が
防止される。
【0013】尚、上記絞り部は、上記液溜めへの接続管
路の内径を上記冷媒流路よりも小さく構成されるのが好
ましい。このように構成すれば、管径と長さを変えるの
みで絞り部の効果を調整可能となり、構造も簡単化され
る。
【0014】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態を詳細に説明する。図1には本発明の実施形態に係
る冷凍サイクルの構成図(系統図)、図2には上記実施
形態における室外熱交換器及びその近傍の構成図、図3
には作用説明図が夫々示されている。
【0015】図1において、1は圧縮機、2は四方弁、
9は室内熱交換器、8は絞り機構であり、これらの構
成、配置は図4に示される従来のものと同様である。3
は第1室外熱交換器、4は第2室外熱交換器、5は液溜
めである。
【0016】上記2つの室外熱交換器3,4及び液溜め
5の構造及び配置の詳細は図2に示される通りであり、
同図において、室外熱交換器は、冷房運転時には冷媒の
入口側となる第1室外熱交換器3と冷媒の出口側となる
第2室外熱交換器4とに接続部23にて分割されてい
る。
【0017】そして上記液溜め5は、冷房運転時におけ
る第1室外熱交換器3の冷媒出口に接続管6にて接続さ
れるとともに、第2室外熱交換器4の冷媒入口に接続管
7にて接続されている。また、上記第2室外熱交換器4
側の接続管7の内径は、上記双方の室外熱交換器3,4
の伝熱管3a,4aの内径よりも小さくかつ、液冷媒が
流過しても絞り膨張されない程度の内径に形成される。
【0018】10は第1室外熱交換器3の冷媒入口(暖
房時は冷媒出口)に接続される冷媒管路、11は第2室
外熱交換器4の冷媒出口(暖房時は冷媒入口)に接続さ
れる冷媒管路である。
【0019】上記のように構成された冷凍サイクルを備
えた空気調和装置において、冷房運転時においては、圧
縮機1で圧縮されたガス冷媒は四方弁2を経て第1室外
熱交換器3で凝縮される。この液冷媒は、接続管6を通
って液溜め5内へ流入する。同液溜め5に溜められた液
冷媒は接続管7を通り第2室外熱交換器4に入り、ここ
で、さらに冷却されて過冷却液となる。この過冷却液は
絞り機構8にて膨張し、室内熱交換器9で蒸発し、四方
弁2を経て圧縮機1に吸込まれ再度圧縮される。ここで
接続管7は、上記のように、液冷媒が通過しても絞り膨
張されない程度の内径に設定されているので、第2室外
熱交換器4へ流入する前に膨張することはない。
【0020】暖房運転時においては圧縮機1で圧縮され
たガス冷媒は、四方弁2を経て、室内熱交換器9で凝縮
される。凝縮後の液冷媒は、絞り機構8にて絞り膨張
し、第2室外熱交換器4に入り、ここで一部が蒸発す
る。次いで同冷媒は接続管7を通って液溜め5に流入す
る。この際において、接続管7の内径が伝熱管4a,4
よりも小さいので、上記のようにして一部蒸発した液ガ
ス2相の冷媒が通る際には圧力降下が生じる。この圧力
降下した冷媒は、液溜め5を経て第1室外熱交換器3に
流入し、ここで蒸発して気化され、管路10及び四方弁
2を経て圧縮機1に吸込まれ再度圧縮される。
【0021】図2には、上記第1および第2室外熱交換
器3,4の、冷房運転時における冷媒管路内の冷媒の状
況が示されている。図2において、21は熱交換器4内
の凝縮した液冷媒、22は液溜め5内の凝縮した液冷媒
を示す。
【0022】図3には、上記実施形態に係る冷凍サイク
ルにおける圧力とエンタルピの関係が示されている。図
3の(a)は冷房運転時、(b)は暖房運転時を示し、
また冷媒は非共沸の混合冷媒の場合を示す。図3
(a),(b)において、この状態図は、等温線24、
圧縮過程25および31、凝縮過程26,28および3
2、絞り膨張過程29および33、蒸発過程30,34
および36、冷房時の液溜め5の状態27、暖房時の液
溜め5の接続管7での圧力降下35、臨界点37、飽和
液線38、飽和蒸気線39等からなっている。
【0023】図3において、冷房運転時には、上記第1
室外熱交換器3で凝縮(26)された液冷媒は、接続管
6を経て液溜め5内に回収(27)されるので、第1室
外熱交換器3内に凝縮した冷媒が溜って伝熱面積が減少
し熱伝達が阻害されることはなく、高い熱伝達率が維持
される。
【0024】また、上記液溜め5を通った液冷媒は第2
室外熱交換器4にて過冷却されるので、蒸発器である室
内熱交換器入口の冷媒のエンタルピが低下することによ
り冷媒温度が低下し、蒸発器の効率が向上する。
【0025】また図3において、暖房運転時には、絞り
機構8において絞り膨張された冷媒は、第2室外熱交換
器4内でその部が蒸発(34)し、さらに細径の接続管
7を通ることにより圧力降下し(35)、液溜め5を経
て第1室外熱交換器3に入り、ここで蒸発する(3
6)。ここで、図3に示されるように、等温線24は右
下りとなっており、上記圧力降下(35)により、蒸発
器即ち第1室外熱交換器3の入口冷媒温度の低下が阻止
される。
【0026】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
請求項1及び3の発明によれば、冷房運転時には、室外
熱交換器で先に凝縮された液冷媒は同熱交換器の冷媒流
路の途中に設けられた液溜めに回収されるので、室外熱
交換器の一部に凝縮冷媒が溜って伝熱面積が減少するの
が阻止され、高い熱伝達性能を維持することができる。
これにより、非共沸混合冷媒を用いた空気調和装置にお
ける熱交換器の高い伝熱性能の確保と装置のコンパクト
化が実現できる。
【0027】また暖房運転時には室外熱交換器の冷媒流
路に設けた絞り部による圧力降下により、蒸発器である
室外熱交換器入口冷媒温度の低下が阻止され、また上記
絞り部の設置により、絞り部上流の上記蒸発器入口側の
圧力が上昇し、同部における着氷の発生が阻止され、高
い伝熱性能を維持することができる。
【0028】さらに請求項2のように構成すれば接続部
の管径と長さを変えるのみで絞り部の効果を調整可能と
なり、構造も簡単化される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る空気調和装置の冷凍サ
イクルの系統図。
【図2】上記実施形態における室外熱交換器及び液溜め
の構成図。
【図3】上記実施形態における作用説明図。
【図4】従来の冷凍サイクルを示す図1応当図。
【図5】従来の室外熱交換器を示す図2応当図。
【符号の説明】
1 圧縮機 2 四方弁 3 第1室外熱交換器 3a,4a 伝熱管 4 第2室外熱交換器 5 液溜め 6,7 接続管 8 絞り機構 9 室内熱交換器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮機、室外熱交換器、減圧機構及び室
    内熱交換器を接続する冷媒管路内に非共沸混合冷媒を封
    入してなる冷凍サイクルにおいて、上記室外熱交換器の
    冷媒流路の途中に液溜めを設けると共に、同液溜めと上
    記室外熱交換器の暖房時入口となる側の冷媒流路との接
    続部に絞り部を設けてなることを特徴とする冷凍サイク
    ル。
  2. 【請求項2】 上記絞り部が、上記液溜めへの接続管路
    の内径を上記冷媒流路よりも小さく構成されてなる請求
    項1記載の冷凍サイクル。
  3. 【請求項3】 圧縮機、四方切換弁、室外熱交換器、減
    圧機構及び室内熱交換器を接続する冷媒管路内に非共沸
    混合冷媒を封入してなる冷凍サイクルにおいて、上記室
    外熱交換器の冷媒流路を上部側の大部分と下部側の残り
    部分とに分割し、上部側と下部側との間に液溜めを接続
    すると共に、同液溜めと室外熱交換器の冷媒流路の下部
    側の残り部分との接続管路の内径を冷媒流路径よりも小
    さく形成したことを特徴とする冷凍サイクル。
JP24284395A 1995-09-21 1995-09-21 冷凍サイクル Withdrawn JPH0989398A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10339511A (ja) * 1997-06-09 1998-12-22 Yoriyuki Oguri ヒートポンプ式冷暖房機
CN101957089A (zh) * 2010-09-30 2011-01-26 广东美的电器股份有限公司 空调器的制冷装置及其家用空调系统
CN106352624A (zh) * 2016-08-19 2017-01-25 重庆美的通用制冷设备有限公司 热泵机组
CN110966791A (zh) * 2018-09-29 2020-04-07 广东美芝精密制造有限公司 空调系统

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