JPH1114167A - 空気調和機 - Google Patents
空気調和機Info
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- JPH1114167A JPH1114167A JP9166386A JP16638697A JPH1114167A JP H1114167 A JPH1114167 A JP H1114167A JP 9166386 A JP9166386 A JP 9166386A JP 16638697 A JP16638697 A JP 16638697A JP H1114167 A JPH1114167 A JP H1114167A
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- gas
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- decompressor
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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
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- F25B2400/13—Economisers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Abstract
CFC22やR410AよりもGWPの小さいR407
Cを用いた空気調和機のさらなる高効率化を実現するこ
と。 【解決手段】 凝縮器2と減圧器3の間に補助熱交換器
5を接続し、減圧器3と蒸発器4の間に気液分離器6を
接続し、気液分離器6で分離されたガス冷媒は圧縮機1
の吸入部で蒸発器4を経た冷媒と合流し、気液分離器6
で分離された液冷媒は蒸発器4へと導入されるように構
成し、補助熱交換器5では、凝縮器2と減圧器3との間
の冷媒と圧縮機1の吸入部の冷媒とを熱交換させるよう
に構成することにより、蒸発器4での効率よい熱交換と
圧力損失低減によって、空気調和機の効率を向上できて
消費電力量を低減できる。
Description
減を実現する空気調和機に関するものである。
C22が広く用いられており、また減圧器入口での過冷
却度を増大するために図5に示すような空気調和機が提
案されている。
器、23は減圧器、24は蒸発器であり、これらを配管
接続することにより冷凍サイクルを構成している。また
凝縮器22と減圧器23との間の冷媒と、蒸発器24と
圧縮機21の吸入部との間の冷媒とを熱交換させる補助
熱交換器25が設けられている。さらに冷媒として一般
にはHCFC22が封入されている。
を説明する。
なり、凝縮器22で放熱して凝縮液化して、補助熱交換
器25を経て、減圧器23に導入され、減圧器23で減
圧されて低温低圧の二相状態となり、蒸発器24で吸熱
して蒸発気化して再び圧縮機21に吸入される。ここで
凝縮器22で凝縮液化した冷媒は、補助熱交換器25で
蒸発器24と圧縮機21の吸入部との間の冷媒と熱交換
を行い、過冷却される。 ここで、補助熱交換器25で
冷媒を過冷却することにより、蒸発器24では、蒸発潜
熱を十分に利用できて同等の吸熱量を効率よく吸熱でき
るため蒸発圧力すなわち圧縮機21の吸入圧力が上昇し
て、圧縮機21における圧縮比が減少して空気調和機の
効率が向上して消費電力量を低減できる。これを図6の
圧力−エンタルピ線図を用いて説明すると、低温となる
圧縮機21の吸入部の冷媒から、比較的高温である外気
によって奪われる冷却効果(図6中のイに相当する)を
用いて、凝縮器22の出口部の液冷媒を過冷却(図6中
のロに相当する)することにより、蒸発器24に導入さ
れる冷媒は乾き度が小さい二相状態となるため、蒸発器
24の入口と出口でのエンタルピ差が増大(図6中のハ
に相当する)すなわち、蒸発潜熱を十分に利用できるも
のである。
地球環境への関心が高まり、発電過程で大気中に放出さ
れる地球温暖化ガスである二酸化炭素の排出量削減が求
められており、家庭内で消費される電力量の約2割を占
める空気調和機の消費電力量の発電の際に排出される二
酸化炭素による間接的な地球温暖化への影響を低減させ
るために、空気調和機のさらなる高効率化を実現させな
ければならないという課題がある。
り冷媒として一般に用いられているHCFC22が僅か
ながらオゾン層を破壊することから、HCFC22の代
替冷媒として有力視されているHFC32/HFC12
5/HFC134aの三種混合冷媒であるR407C
は、冷媒自身の漏洩や放出による直接的な地球温暖化へ
の影響を示す地球温暖化係数(GWP)がHCFC22
よりも小さい。しかし、1996年12月に神戸で行わ
れたHCFC22代替冷媒国際シンポジウムでの報告に
よると、HCFC22代替冷媒の有力候補であるR41
0A(HFC32/HFC125の二種混合冷媒)を用
いた空気調和機は蒸発器や吸入配管内での圧力損失が小
さいという特徴を持つため、ほぼ従来のHCFC22並
の性能が得られているが、R407Cを用いた空気調和
機は圧力損失はHCFC22とほぼ同等であるため、従
来のHCFC22を用いた空気調和機よりも若干性能が
低下している。したがって地球温暖化防止の観点から
は、直接的な地球温暖化への影響とともに、その冷媒を
用いた空気調和機の消費電力量を発電する際に排出され
る二酸化炭素による間接的な地球温暖化への影響を低減
させることが必要であり、HCFC22やR410Aよ
りもGWPの小さいR407Cを用いた空気調和機のさ
らなる高効率化を実現させなければならないという課題
がある。
れたもので、空気調和機のさらなる高効率化により、間
接的な地球温暖化への影響を低減することを目的とする
ものである。
C125/HFC134a三種混合冷媒を用いた空気調
和機のさらなる高効率化により、オゾン層保護と直接的
および間接的な地球温暖化への影響を低減することを目
的とするものである。
決するためになされたものであり、凝縮器2と減圧器3
の間に補助熱交換器5を接続し、減圧器3と蒸発器4の
間に気液分離器6を接続し、気液分離器6で分離された
ガス冷媒は圧縮機1の吸入部で蒸発器4を経た冷媒と合
流し、気液分離器6で分離された液冷媒は蒸発器4へと
導入されるように構成し、補助熱交換器5では、凝縮器
2と減圧器3との間の冷媒と圧縮機1の吸入部の冷媒と
を熱交換させるように構成することにより、蒸発器4で
の効率よい熱交換と圧力損失低減によって、空気調和機
の効率を向上できて消費電力量を低減できる。
熱交換器5を接続し、第一減圧器8と蒸発器4の間に気
液分離器6を接続し、気液分離器6で分離されたガス冷
媒は圧縮機7の中間圧部にインジェクションされ、気液
分離器6で分離された液冷媒は第二減圧器9を経て蒸発
器4へ導入されるように構成し、補助熱交換器5では、
凝縮器2と第一減圧器8との間の冷媒と圧縮機7の吸入
部の冷媒とを熱交換させるように構成することにより、
蒸発器4での効率よい熱交換と圧力損失低減と凝縮器2
へ導入される冷媒流量増大によって、空気調和機の効率
が向上して消費電力量を低減できる。
は補助熱交換器5を経て、圧縮機7の中間圧部にインジ
ェクションされ、気液分離器6で分離された液冷媒は第
二減圧器9を経て蒸発器4へ導入されるように構成し、
補助熱交換器5では、凝縮器2と第一減圧器8との間の
冷媒と気液分離器6のガス側出口部と圧縮機7の中間圧
部との間の冷媒とを熱交換させるように構成することに
より、蒸発器4での効率よい熱交換と圧力損失低減と凝
縮器2へ導入される冷媒流量増大によって、空気調和機
の効率が向上して消費電力量を低減できる。
5/HFC134aからなる三種混合冷媒冷媒、特にH
FC32=23wt%、HFC125=25%、HFC
134a=52wt%の三種混合冷媒、あるいはHFC
32=25wt%、HFC125=15%、HFC13
4a=60wt%の三種混合冷媒、あるいはHFC32
=30wt%、HFC125=20%、HFC134a
=50wt%の三種混合冷媒などを用いることにより、
その冷媒を用いた空気調和機の消費電力量を発電するた
めに排出される二酸化炭素による間接的な地球温暖化へ
の影響の低減と、冷媒自身の漏洩や放出による直接的な
地球温暖化への影響の低減との両立が可能となり、地球
温暖化防止の観点からは、さらに望ましい空気調和機を
実現できる。
て、図1から図4を用いて説明する。 (実施の形態1)図1に本発明にかかる実施の形態1の
空気調和機を示す。図1においては、1は圧縮機、2は
凝縮器、3は減圧器、4は蒸発器であり、これらを配管
接続することにより冷凍サイクルを構成している。また
凝縮器2と減圧器3との間に補助熱交換器5を接続し、
減圧器3と蒸発器4との間に気液分離器6を接続してい
る。気液分離器6で分離されたガス冷媒は圧縮機1の吸
入部で蒸発器4を経た冷媒と合流し、気液分離器6で分
離された液冷媒は蒸発器4へ導入されるように構成され
ている。補助熱交換器5では、凝縮器2と減圧器3との
間の冷媒と圧縮機1の吸入部の冷媒とを熱交換させるよ
うに構成されている。
を説明する。
放熱して凝縮液化して、補助熱交換器5へ導入される。
凝縮器2で凝縮液化した冷媒は、補助熱交換器5で蒸発
器4と圧縮機1の吸入部との間の冷媒と熱交換を行い、
過冷却された後、減圧器3、気液分離器6を経て、蒸発
器4で吸熱して蒸発気化して再び圧縮機1に吸入され
る。
媒が減圧器3で減圧されるために、減圧器3を経た冷媒
は乾き度の小さい二相冷媒であり、また、気液分離器6
で分離された液冷媒は飽和液状態であるため、蒸発器4
に導入される冷媒は飽和液状態となる。すなわち、気液
分離器6で分離されたガス冷媒が蒸発器4をバイパスし
ても、蒸発器4では蒸発潜熱を十分に利用できて同等の
吸熱量を効率よく吸熱できるため、蒸発圧力すなわち圧
縮機1の吸入圧力が上昇して圧縮機1における圧縮比が
減少して空気調和機の効率が向上し、消費電力量を低減
できる。
は蒸発器4をバイパスして圧縮機1吸入部へ導入される
ため、減圧器3あるいは気液分離器6〜蒸発器4〜圧縮
機1吸入部間の圧力損失を低減でき、圧縮機1の吸入圧
力が上昇して圧縮機1における圧縮比が減少して、さら
に空気調和機の効率を向上できて消費電力量を低減でき
るものである。
たガス冷媒を、蒸発器4と補助熱交換器5との間で、蒸
発器4を経た冷媒と合流する構成としたが、これに限る
ものではなく、補助熱交換器5と圧縮機1の吸入部間で
合流する構成としてもよい。ただし、蒸発器4出口で冷
媒が過熱ガスとなる場合には、気液分離器6で分離され
たガス冷媒を、蒸発器4と補助熱交換器5との間で、蒸
発器4を経た冷媒と合流する構成とした方が、補助熱交
換器5へ導入される冷媒の温度を飽和ガス温度近くに下
げることができ、補助熱交換器5での熱交換量が増大す
るため、望ましい。 (実施の形態2)図2に本発明にかかる実施の形態2の
空気調和機を示す。図2においては、図1と同じ構成要
素については同じ符号を付す。図2においては、7は中
間圧部へのインジェクション機構を備えた圧縮機、8は
第一減圧器、9は第二減圧器である。気液分離器6で分
離されたガス冷媒は圧縮機7の中間圧部にインジェクシ
ョンされ、気液分離器6で分離された液冷媒は第二減圧
器9を経て蒸発器4へ導入されるように構成されてい
る。補助熱交換器5では、凝縮器2と第一減圧器8との
間の冷媒と圧縮機7の吸入部の冷媒とを熱交換させるよ
うに構成されている。
を説明する。
換器5で蒸発器4と圧縮機7の吸入部との間の冷媒と熱
交換を行い、過冷却された後、第一減圧器8に導入され
る。第一減圧器8で減圧されて低温中間圧の二相状態と
なった冷媒は、気液分離器6でガス冷媒と液冷媒に分離
され、ガス冷媒は蒸発器4をバイパスして圧縮機7の中
間圧部にインジェクションされ、液冷媒は第二減圧器9
で低圧に減圧されて蒸発器4へ導入される。
媒が第一減圧器8で減圧されるために、第一減圧器8を
経た冷媒は乾き度の小さい二相冷媒となり、また気液分
離器6で分離された液冷媒は第二減圧器9で中間圧の飽
和液状態から低圧に減圧されるため乾き度の小さい二相
冷媒となるため、蒸発器4に導入される冷媒は乾き度が
非常に小さい二相状態となる。すなわち、気液分離器6
で分離されたガス冷媒が蒸発器4をバイパスしても、蒸
発器4では蒸発潜熱を十分に利用できて同等の吸熱量を
効率よく吸熱できるため、蒸発圧力すなわち圧縮機7の
吸入圧力が上昇して圧縮機7における圧縮比が減少して
空気調和機の効率が向上して消費電力量を低減できる。
は蒸発器4をバイパスして圧縮機7中間圧部へインジェ
クションされるため、第一減圧器8あるいは気液分離器
6〜蒸発器4〜圧縮機7吸入部間の圧力損失を低減でき
るため圧縮機7の吸入圧力が上昇して圧縮機7における
圧縮比が減少してさらに空気調和機の効率を向上できて
消費電力量を低減できるだけでなく、凝縮器2へ導入さ
れる冷媒流量を増大できるため、凝縮器2での放熱が効
率よく行われて空気調和機の効率が向上して消費電力量
をさらに低減できるものである。 (実施の形態3)図3に本発明にかかる実施の形態3の
空気調和機を示す。図3においては、図1と同じ構成要
素については同じ符号を付す。図3においては、気液分
離器6で分離されたガス冷媒は補助熱交換器5を経て、
圧縮機7の中間圧部にインジェクションされ、気液分離
器6で分離された液冷媒は第二減圧器9を経て蒸発器4
へ導入されるように構成されている。補助熱交換器5で
は、凝縮器2と第一減圧器8との間の冷媒と気液分離器
6のガス側出口部と圧縮機7の中間圧部との間の冷媒と
を熱交換させるように構成されている。
を説明する。
換器5で気液分離器6のガス側出口部と圧縮機7の中間
圧部との間の冷媒と熱交換を行い、過冷却された後、第
一減圧器8に導入される。
相状態となった冷媒は、気液分離器6でガス冷媒と液冷
媒に分離され、ガス冷媒は蒸発器4をバイパスして、補
助熱交換器5で、凝縮器2と第一減圧器8との間の液冷
媒を過冷却した後、圧縮機7の中間圧部にインジェクシ
ョンされ、他方、液冷媒は第二減圧器9で低圧に減圧さ
れて蒸発器4へ導入される。
媒が第一減圧器8で減圧されるために、第一減圧器8を
経た冷媒は乾き度の小さい二相冷媒となり、また気液分
離器6で分離された液冷媒は第二減圧器9で中間圧の飽
和液状態から低圧に減圧されるため乾き度の小さい二相
冷媒となるため、蒸発器4に導入される冷媒は乾き度が
非常に小さい二相状態となる。すなわち、気液分離器6
で分離されたガス冷媒が蒸発器4をバイパスしても、蒸
発器4では蒸発潜熱を十分に利用できて同等の吸熱量を
効率よく吸熱できるため、蒸発圧力すなわち圧縮機7の
吸入圧力が上昇して圧縮機7における圧縮比が減少して
空気調和機の効率が向上して消費電力量を低減できる。
は蒸発器4をバイパスして圧縮機7中間圧部へインジェ
クションされるため、第一減圧器8あるいは気液分離器
6〜蒸発器4〜圧縮機7吸入部間の圧力損失を低減でき
るため圧縮機7の吸入圧力が上昇して圧縮機7における
圧縮比が減少してさらに空気調和機の効率を向上できて
消費電力量を低減できるだけでなく、凝縮器2へ導入さ
れる冷媒流量を増大できるため、凝縮器2での放熱が効
率よく行われて空気調和機の効率が向上して消費電力量
をさらに低減できるものである。 (実施の形態4)図4に本発明にかかる実施の形態4の
空気調和機を示す。図4においては、図1から図3と同
じ構成要素については同じ符号を付す。図4において
は、(実施の形態1)を冷暖房兼用に応用するために、
冷房と暖房を切り替える四方弁10と、冷房時には凝縮
器あるいは暖房時には蒸発器として作用する室外熱交換
器11と、冷房時には蒸発器あるいは暖房時には凝縮器
として作用する室内熱交換器12と、冷媒の流れ方向を
制限する逆止弁13、14、15、16が接続された構
成となっている。すなわち冷房時には図4中の実線矢印
のように、暖房時には図4中の破線矢印のように冷媒が
流れて、冷房時にも暖房時にも(実施の形態1)で説明
したように消費電力量を低減できるものである。
施の形態3)では、気液分離器で分離されたガスを一台
の圧縮機の中間圧部にインジェクションさせるものとし
て説明したがこれにこだわるものではなく、例えば二台
の圧縮機を直列に接続した二段圧縮における低段側圧縮
機の吐出部と高段側圧縮機の吸入部の間に合流させた場
合にも同様の効果が得られるものである。本明細書では
このような場合を含めて、圧縮機の中間圧部という。
の形態1)を冷暖房兼用に応用するように説明したが、
これにこだわるものではなく、(実施の形態2)、(実
施の形態3)についても四方弁と逆止弁等を適切に接続
することにより、(実施の形態4)と同様の空気調和機
を実現できることは明らかである。
も、冷媒としてHFC32/HFC125/HFC13
4aからなる三種混合冷媒、特にHFC32=23wt
%、HFC125=25%、HFC134a=52wt
%の三種混合冷媒(R407C)、あるいはHFC32
=25wt%、HFC125=15%、HFC134a
=60wt%の三種混合冷媒、あるいはHFC32=3
0wt%、HFC125=20%、HFC134a=5
0wt%の三種混合冷媒などを用いた場合には、上記実
施の形態で説明した圧力損失低減などによる消費電力量
低減に加えて、表1(IPCC1995年12月第11
回会合WG1報告書をもとに算出)に示すようにGWP
がHCFC22よりも小さくできる。
消費電力量を発電するために排出される二酸化炭素によ
る間接的な地球温暖化への影響の低減と、冷媒自身の漏
洩や放出による直接的な地球温暖化への影響の低減との
両立が可能となり、地球温暖化防止の観点からは、さら
に望ましい空気調和機を実現できるものである。
発明による空気調和機では、凝縮器と減圧器の間に補助
熱交換器を接続し、減圧器と蒸発器の間に気液分離器を
接続し、気液分離器で分離されたガス冷媒は圧縮機の吸
入部で蒸発器を経た冷媒と合流し、気液分離器で分離さ
れた液冷媒は蒸発器へと導入されるように構成し、補助
熱交換器では、凝縮器と減圧器との間の冷媒と圧縮機の
吸入部の冷媒とを熱交換させるように構成することによ
り、蒸発器での効率よい熱交換と圧力損失低減によっ
て、空気調和機の効率を向上できて消費電力量を低減で
きる。
を接続し、減圧器と蒸発器の間に気液分離器を接続し、
気液分離器で分離されたガス冷媒は圧縮機の中間圧部に
インジェクションされ、気液分離器で分離された液冷媒
は第二減圧器を経て蒸発器へ導入されるように構成し、
補助熱交換器では、凝縮器と第一減圧器との間の冷媒と
圧縮機の吸入部の冷媒とを熱交換させるように構成する
ことにより、蒸発器での効率よい熱交換と圧力損失低減
と凝縮器へ導入される冷媒流量増大によって、空気調和
機の効率が向上して消費電力量を低減できる。
補助熱交換器を経て、圧縮機の中間圧部にインジェクシ
ョンされ、気液分離器で分離された液冷媒は第二減圧器
を経て蒸発器へ導入されるように構成し、補助熱交換器
では、凝縮器と第一減圧器との間の冷媒と気液分離器の
ガス側出口部と圧縮機の中間圧部との間の冷媒とを熱交
換させるように構成することにより、蒸発器での効率よ
い熱交換と圧力損失低減と凝縮器へ導入される冷媒流量
増大によって、空気調和機の効率が向上して消費電力量
を低減できる。
5/HFC134aからなる三種混合冷媒冷媒、特にH
FC32=23wt%、HFC125=25%、HFC
134a=52wt%の三種混合冷媒、あるいはHFC
32=25wt%、HFC125=15%、HFC13
4a=60wt%の三種混合冷媒、あるいはHFC32
=30wt%、HFC125=20%、HFC134a
=50wt%の三種混合冷媒などを用いることにより、
その冷媒を用いた空気調和機の消費電力量を発電するた
めに排出される二酸化炭素による間接的な地球温暖化へ
の影響の低減と、冷媒自身の漏洩や放出による直接的な
地球温暖化への影響の低減との両立が可能となり、地球
温暖化防止の観点からは、さらに望ましい空気調和機を
実現できる。
サイクル図。
サイクル図。
サイクル図。
サイクル図。
Claims (4)
- 【請求項1】 少なくとも圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸
発器を配管接続した空気調和機において、前記凝縮器と
前記減圧器間に補助熱交換器が接続され、前記減圧器と
前記蒸発器間に気液分離器が接続され、前記気液分離器
のガス側出口が前記蒸発器と前記圧縮機吸入部間に接続
され、前記気液分離器の液側出口が前記蒸発器に接続さ
れ、前記補助熱交換器により、前記凝縮器と前記減圧器
間の冷媒と前記蒸発器と前記圧縮機吸入部間の冷媒が熱
交換することを特徴とする空気調和機。 - 【請求項2】 少なくとも圧縮機、凝縮器、第一減圧
器、蒸発器を配管接続した空気調和機において、前記凝
縮器と前記第一減圧器間に補助熱交換器が接続され、前
記第一減圧器と前記蒸発器間に気液分離器が接続され、
前記気液分離器のガス側出口が前記圧縮機の中間圧部に
接続され、前記気液分離器の液側出口が第二減圧器を介
して前記蒸発器に接続され、前記補助熱交換器により、
前記凝縮器と前記第一減圧器間の冷媒と前記蒸発器と前
記圧縮機吸入部間の冷媒が熱交換することを特徴とする
空気調和機。 - 【請求項3】 少なくとも圧縮機、凝縮器、第一減圧
器、蒸発器を配管接続した空気調和機において、前記凝
縮器と前記第一減圧器間に補助熱交換器が接続され、前
記第一減圧器と前記蒸発器間に気液分離器が接続され、
前記気液分離器のガス側出口が前記補助熱交換器を介し
て前記圧縮機の中間圧部に接続され、前記気液分離器の
液側出口が第二減圧器を介して前記蒸発器に接続され、
前記補助熱交換器により、前記凝縮器と前記第一減圧器
間の冷媒と前記気液分離器のガス側出口部と前記圧縮機
中間圧部間の冷媒が熱交換することを特徴とする空気調
和機。 - 【請求項4】 冷媒としてHFC32、HFC125、
HFC134aからなる3種混合冷媒を用いたことを特
徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の空気
調和機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16638697A JP3936027B2 (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | 空気調和機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16638697A JP3936027B2 (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | 空気調和機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1114167A true JPH1114167A (ja) | 1999-01-22 |
| JP3936027B2 JP3936027B2 (ja) | 2007-06-27 |
Family
ID=15830466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16638697A Expired - Fee Related JP3936027B2 (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | 空気調和機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3936027B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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