JPS5862464A - ヒ−トポンプ式冷凍装置 - Google Patents

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】 本発明は、高沸点冷媒と低浮点冷媒との非共沸混合冷媒
を用いたヒートポンプ式冷凍装置に関するものである。

第１図に従来のヒートポンプ式冷凍装置を示す。

１０１は圧縮機、１０２は四方切換弁、１０３は室内側
熱交換器、１０４は絞り装置、１０５は室外側熱交換器
、１０６は低圧側の受液器であシ、冷房時の冷媒の流れ
は実線矢印、暖房時の冷媒の流れは破線矢印で示されて
いる通りである。

上記のよう々ヒートポンプ式冷凍装置においては、暖房
時に室外熱交換器１０８内の冷媒が沸騰、蒸発するだめ
に外気温度が低下するにつれて蒸発器温度が低下し、圧
縮機の吸込圧力が低下する。

この時、吸込圧力の低下によシ冷媒ガスの比容積が増大
するため、圧縮機から吐出される冷媒循環量（重量流量
）が減少し、暖房能力の低下を起こしている。

壕だ、このような低外気温時には建物の熱負荷は増大す
るため装置の容量と建物の熱負荷の平衡点温度以下の外
気温では、不足する熱量を効率の悪い電気ヒータ等で補
なう必要がち−）だ。

これらの関係を示したものが第２図である。

一方、夏期の冷房時には、冬期に比較して高い蒸発温度
で冷媒が蒸発するだめ吸入圧力も高く、圧縮機へ吸込ま
れる冷媒ガスの比容積は暖房時より小さい。

このため暖房を考慮して選定された圧縮機では、冷房時
に必要以上の冷媒循環量（重量流量）が得られ、圧縮機
の動力が増大するだけで々く。

圧縮機が建物の熱負荷と見合うようにサーモスタット等
により始動および運転停止の過渡状態を繰返すため、効
率低下を来だしていた。

本発明は、上記した点に鑑み提案されたものでその目的
とするところは、暖房時の低外気温時、蒸発器温度が低
い時に容量を太きくシ、暖房時の外気温が前記した平衡
点温度より高い時。

又は冷房時などの蒸発器温度が高い時に容量を小さくで
きる改良されたヒートポンプ式冷凍装置を提供すること
にある。

本発明は、高沸点冷媒と低沸点冷媒との非共沸混合冷媒
を用いたヒートポンプ式冷凍装置において、室内側熱交
換器中の冷媒回路と、室内側熱交換器と絞り装置を結ぶ
冷媒回路との間に冷媒回収容器と開閉弁を備えた冷媒回
路を接続したことを特徴とするもので、非共沸混合冷媒
の特性を利用して高沸点冷媒を暖房の熱負荷の大きな時
に、開閉弁を閉じて冷媒回収容器に回収し、冷媒回路中
を循環する冷媒の組成を低沸点冷媒が多くなるようにす
ることにより、圧縮機に吸込まれる冷媒の密度が大きく
なり（比容積は減少）冷媒循環量が増大するため容量が
大きくなって暖房能力が向上する。

一方、開閉弁を開いておけば冷媒回収容器中にほとんど
冷媒が溜ることがなく、冷房時などの蒸発器温度が高い
時、初期に設定した高沸点冷媒と低沸点冷媒の混合冷媒
が循壊し、圧縮機に吸込まれる冷媒の比容積は増大して
冷媒循環量（重量流量）は減少するだめ容量は小さくな
る。

従って冷暖房能力比の大きなヒートポンプ式冷凍装置が
得られる。

以下１本発明を実施例に基いて説明する。

第８図において２０１は圧縮機、２０２は四方切換弁、
２０８ｍは第１室内側熱交換器。

２０３ｂは第２室内側熱交換器、２０４は絞り装置、２
０５は室外側熱交換器、２０６は低圧側受液器、２０７
は三方の出口を有する接手管。

２０ｇは冷媒回収容器、２０９は電磁開閉弁。

２１０乃至２１５は冷媒配管を示シ７．第１室内側熱交
換器２０８ａと第２室内側熱交換器２０８ｂの間に接手
管２０７を設けて、配管２１５との間に冷媒回収容器２
０８と電磁開閉弁２０９を備えた冷媒配管と接続してい
る。

そして、」二記構成の冷凍サイクル中に高沸点冷媒と低
沸点冷媒との非共沸混合冷媒が封入されている。

つぎに作用を説明する。

暖房運転時の冷媒の流れを破線矢印で示す。

比較的外気温が高い場合、電磁開閉弁２０９は開いてい
る。

高沸点冷媒と低沸点冷媒とからなる非共沸混合冷媒は、
圧縮機２０１で圧縮されて、高温。

高圧の冷媒となり、四方切換弁２０２を経て室内側熱交
換器に到る。

非共沸混合冷媒の特性上、同一圧力条件のもとでは、凝
縮液化の過程は、高沸点冷媒が相対的に高い温度でも凝
縮するが、低沸点冷媒は相対的に低い温度まで冷却され
ないと凝縮しにくい。

したがって凝縮の前期過程を担う第１室内側熱交換器２
０８ａでは高沸点冷媒の成分を多く含んだ冷媒が液化し
、凝縮の後期過程を担う第２室内側熱交換器２０８ｈで
は、低沸点冷媒の成分を多く含んだ冷媒が液化する。

この場合、第１室内側熱交換器２０８ａで凝縮しだ液冷
媒は、接手管２０７の下部に接続した配管２１２を介し
て冷媒回収容器２０８に入り、配管２１８．電磁開閉弁
２０９．配管２１４を経て絞り装置２０４に到る。

また、第１室内側熱交換器２０８ａで未凝縮の冷媒は、
接手管２０７より、配管２１１を経て第２室内側熱交換
器２０８Ｌ＋に入り、ここで凝縮液化し配管２１５を経
て絞り装置２０４に到る。

配管２１４と配管２１５の両者からの冷媒は絞り装置２
０４の前で混合し、さらに絞りにより減圧きれて、低温
低圧の冷媒となる。これらは室夕１側熱交換器２０５で
蒸発気化して周囲の外気より吸熱作用をすると共に、四
方切換弁２０２を経て、低圧側受液器２０６から圧縮機
２０】に吸込まれる。

低外気温になり、暖房負荷が増大すると電磁開閉弁２０
９は閉じられる。

この場合に、冷媒回収容器２０８中には、第１室内側熱
交換器２０８ａで凝縮した高沸点冷媒の成分を多く含ん
だ冷媒が回収される。

このため冷媒回路中には低沸点冷媒の成分が多くなり、
圧縮機の吸入圧力が増大し、圧縮機に吸込まれる冷媒ガ
スの比容積が減少するため圧縮機から吐出される冷媒循
環量（重量流量）が増大し、装置の容量を変え、暖房能
力が増大される。

一方、冷房運転時の冷媒の流れを実線矢印で示す。

冷房運転時電磁開閉弁２０９は閉じている。

高沸点冷媒と低沸点冷媒とからなる非共沸混合冷媒は、
圧縮機２０１で圧縮されて、高温。

高圧の冷媒と々す、四方切換弁２０２を経て室外側熱交
換器２０５に到る。

ここで凝縮液化した冷媒は、絞り装置２０４により減圧
されて低温低圧の冷媒となる。

さらに冷媒は、第２室内側熱交換器ｊ！　０８１＋で一
部が蒸発気化し、配管２１１．接手管２０７゜配管２１
０を紅て、第１室内側熱交換器２０８ａで残りが蒸発気
化する。

この場合に冷媒回収容器２０８内の冷媒は低圧状態のた
め、冷媒の露点温度は、冷媒回収容器周囲の温度に比較
して十分低いので、冷媒回収容器内で冷媒が液化するこ
とはなくガス状で存在する。

このため実質的に冷媒回収容器に冷媒がほとんど溜るこ
とがなく、冷媒回路中を初期に設定した高沸点冷媒と低
沸点冷媒の混合冷媒が循環。

し、圧縮機に吸込まれる冷媒ガスの比容積は増大し、冷
媒循環ｔ（重量流量）は減少する。

以上のように、暖房の低外気温時には、室内側熱交換器
の途中から冷媒回収容器に高沸点冷媒の成分を多く含ん
だ冷媒が回収されるため。

冷媒回路中を循環する冷媒は低沸点成分が多くなり、圧
縮機に吸込まれる冷媒の密度が大きくなり（比容積は減
少）冷媒循環量が増大するだめ、容量を太きくしたヒー
トポンプとなり、暖房能力が従来のものより大きく々る
。

まだ、暖房時の建物の熱負荷と装置の容量の鉤合う平衡
点温度より外気温が高い時に、第１室内側熱交換器で凝
縮液化した冷媒は第２室内側熱交換器２０８ｂを通らず
に冷媒回収容器２０８、電磁開閉弁２０９を通って直接
絞り装置２０４に到る。このだめ第２室内側熱交換器に
は、未凝縮のガスのみが送られるので、熱交換効率が向
上する。

これは凝縮過程で、先に液化した冷媒が熱抵抗となって
、未凝縮のガスの液化を妨げることがなくなるだめであ
る。

特に非共沸混合冷媒を用いた場合、凝縮器出口部分で低
沸点冷媒が凝縮するため、未凝縮ガスの液化を妨げる傾
向が強かっだが、上記の通りこの点の不具合を解消する
ことが出来、暖房時の高圧上昇を防止して暖房時の運転
範囲の拡大に寄与することができる。

さらに冷房時の蒸発器温度の高い時には、容量を小さく
したヒートポンプとなシ、従来機よりも冷暖房能力比の
大きなヒートポンプが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のものを示す構成図、第２図は従来のもの
における暖房時の蒸発器温度と相対的な熱量との関係を
示す図、第８図は本発明の一実施例を示す構成図である
。 ２０１：圧縮機、２０２：四方切換弁。 ２０８ａ：第１室内側熱交換器、　　２ｏａｂ：第２室
内側熱交換器、２０４二絞り装置、２０５：室外側熱交
換器、２０６：低圧側受液器。 ２０７：接手管、２０８：冷媒回収容器。 ２０９：電磁開閉弁、２１ｏ乃至２１５：配管状ｆ里人
　、１反　間　　暁。 θυ 詑２区

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高沸点冷媒と低沸点冷媒との非共沸混合冷媒を用いたヒ
   ートポンプ式冷凍装置において、室内側熱交換器中の冷
   媒回路と、室内側熱交換器と絞り装置を結ぶ冷媒回路と
   の間に冷媒回収容器と開閉弁を備えた冷媒回路を接続し
   たことを特徴とするヒートポンプ式冷凍装置。