JPS6262157A - 熱ポンプ装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、混合冷媒を用いて、冷凍サイクル内の冷媒循
環濃度を変えることにより能力制御を行う熱ポンプ装置
に関するものである。

（従来の技術） 冷凍サイクル内を循環する冷媒濃度を変えると熱ポンプ
装置の能力を変化させることができる。

すなおち、冷媒循環濃度が低沸点冷媒に富むと高能力に
なり、逆に高沸点冷媒に富むと低能力になることが知ら
れている。

しかし、能力を負荷に応じて広く変化させるためには、
冷媒循環濃度を幅広く調節する必要があり、この方法の
一つとして精留器を用いる熱ポンプ装置が提案されてい
る。

これは冷凍サイクル内の冷媒を精留器により低沸点冷媒
と、高沸点冷媒とに分離貯溜し、冷媒循環濃度を可変す
るものである。

例えば、特開昭５９−３８５６６号公報があり、第３図
はその概略構成図を示している。

第３図において、１は圧縮機、２は利用側熱交換器、３
は絞り装置、４は熱源側熱交換器で、環状に接続し混合
冷媒を封入して冷凍サイクルを構成している。５は冷媒
を分離するための精留器で、充填物６を充填した充填塔
７と、貯溜塁８と、冷却器９と、利用側熱交換器２で加
熱される加熱器２０とから成っており、２１．２２は流
量調節弁である。

以上のように構成されて従来例について、以下その動作
を説明する。

冷媒は図中実線矢印の方向へ循環し、熱源側熱交換器４
で吸熱し、利用側熱交換器２で放熱する。

それと同時に利用側熱交換器２を出た液冷媒は充填塔７
に入り、精留作用により充填塔７の上部からは濃縮され
た低沸点冷媒蒸気が、冷却器９により凝縮して貯溜器８
に溜まり、一部は充填塔７の上部へ戻る。

一方、充填塔７の下部には高沸点液冷媒が溜まり、その
一部は加熱器２０により蒸発し再び充填塔７の下部へ戻
る。

すなわち、冷却器９は低沸点冷媒蒸気を凝縮し、加熱器
２０は高沸点液冷媒から蒸気を発生させるもので、共に
精留器５の駆動源である。

このようにして分離された低沸点冷媒と高沸点冷媒は、
それぞれ流量調節弁２２と２１を介して任意な割合で混
合された後、絞り装置３を経て冷凍サイクル内へ送られ
る。

こうして冷凍サイクル内の冷凍循環濃度を変え、能力を
変化させることができる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記のような構成では、精留器の加熱器
として熱交換器が必要であり、しかも、精留に必要な十
分な加熱量を与えようとすると、大きな熱交換器を使用
しなければならず、小型化という点で問題があった。

しかも、従来例では循環冷媒を全て精留器に送り込んで
いるため、精留すべき冷媒量が多くなり、従って、精留
器の駆動源である加熱量と冷却量が大であり、尚一層大
きな加熱器と冷却器が必要であるという問題点があった
。

更に、加熱量が大であるために、利用側熱交換器の放出
する熱量の多くを加熱源に消費し、冷凍サイクルの能力
が低下してしまうという問題点があった。

（発明の目的） 本発明の目的は、精留器の駆動に加熱用熱交換器を用い
ず、小型で高性能の熱ポンプ装置を提供することにある
。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するため、本発明は、利用側熱交換器
と絞り装置の間と、絞り装置と熱源側熱交換器の間をバ
イパスする回路な精留器の下部に接続し、更に、圧縮機
の吐出配管と精留器下部を接続する。

（作用） 上記構成では、先ず、絞り装置と並列に、バイパス回路
を介して精留器を接続しているため、精留器に送り込む
冷媒量を減らし、精留器の駆動源である加熱量と冷却量
を少なくする。

次に、圧縮機の吐出配管と精留器の下部を接続している
ため、圧縮機の吐出蒸気の一部を精留器に吹き込み、そ
の蒸気の持っている熱を駆動のための熱源とすることが
できるので、加熱用の熱交換器が不要となる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の熱ポンプ装置を冷暖扉形空調機に応用
した一実施例の概略構成図である。

第１図において、１〜９は第３図に示した従来例と同一
の構成要素であり、１０は冷房と暖房の切替えのための
四方弁、１１と１２は利用側熱交換器２と絞り装置３と
の間と、絞り装置３と熱源側熱交換器４の間をバイパス
する回路の配管、１３は冷房用のバイパスの絞り装［，
１４は暖房用のバイパスの絞り装置、１５と１６は逆上
弁、１７は圧縮機の吐出配管と精留器５の下部を接続す
る配管、１８は開閉弁である。

以上のように構成された熱ポンプ装置について、以下そ
の動作を説明する。

先ず、暖房時は、冷媒は図中実線矢印の方向へ循環し、
利用側熱交換器２で放熱し、絞り装置３の方向へ流れる
が、一部は配管１１、逆止弁１５を通って精留器５の下
部へ入り、更に、絞り装置１４、配管１２を通って熱源
側熱交換器４へ流れる。

この時、開閉弁１８を開とすれば、圧縮機１の吐出蒸気
の一部は配管１７を通って精留器５の下部へ送り込まれ
、精留器５の駆動熱源となり精留が働いて貯溜器８には
低沸点冷媒が分離して溜まる。

すなわち、冷凍サイクル内の冷媒循環濃度は高沸点冷媒
が富むことになり、熱ポンプ装置の能力は低下する。

また、開閉弁１８を閉とすれば、精留器５の駆動熱源の
供給が止まるため精留が停止し、貯溜器８内の低沸点冷
媒も少しずつ流れ出すため、冷凍サイクル内の冷媒循環
濃度は低沸点冷媒に富み、熱ポンプ装置の能力が増大す
る。

次に、冷房時は、冷媒は図中破線矢印の方向へ循環し、
熱源側熱交換器４で放熱し、絞り装置３の方向へ流れる
が、一部は、配管１２、逆止弁１６を通って精留器５の
下部へ入り、更に絞り装置１３、配管１１を通って利用
側熱交換器２へ流れる。

この時、開閉弁１８を開及び閉とすれば、前述の暖房時
の場合と同様にして冷媒循環濃度を変え、熱ポンプ装置
の能力をそれぞれ低及び高とすることができる。

次に、本発明の他の実施例について説明する。

第２図は本発明の熱ポンプ装置の第２の実施例の概略構
成図である。

第２図の各構成要素は第１図と同一であり、構成と動作
もほぼ同じであるが、配管１１と配管１２を接続して精
留器５の下部と、第１図における開閉弁１８を５第２図
では配管１９として配管している点が異なっている。

第１図では、冷媒が暖房時は配管１１から１２の方向へ
、冷房時はその逆の方向へ流れており、その流れが精留
器５内の正常な冷媒の流れを乱してしまうという恐れが
ある。すなわち、精留が行われるためには充填塔７内で
、低沸点冷媒蒸気は上方に、逆に高沸点液冷媒は下方へ
流れる必要があるが、上述の配管１１と１２の間の流れ
のために、充填塔７内のこの蒸気と液の正常な流れを乱
してしまうのである。

そのために精留器５の性能が低下する場合があったが、
第２図の実施例では前記のように配管しているため、こ
のような問題点の発生を防ぐことができる。

また、第２図のように構成することにより精留器５下部
の接続が容易になるという長所もある。

尚、配管１７を配管１９に接続して精留器５の下部に接
続しても良い。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、精留器の駆動に
加熱用熱交換器を必要としないので小型であり、しかも
、循環冷媒の一部を精留するのであるから精留器の駆動
用の熱量も最小限ですみ、冷凍サイクルの能力の減少が
極めて僅かである高性能の熱ポンプ装置を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１０図は本発明の熱ポンプ装置を冷暖層形空調機に応
用した一実施例の概略構成図、第２図は本発明の熱ポン
プ装置の第２の実施例の概略構成図、第３図は従来例の
概略構成図である。 １　・・・圧縮機、２・・・利用側熱交換器、３　・・
・絞り装置、４　・・・熱源側熱交換器、５　・・・冷
媒精留器、６　・・・充填物、７・・・充填塔、８・・
・貯溜器、９　・・・冷却器、１０・・・四方弁、１１
．１２・・・配管、１３．１４・・・絞り装置、１５．
１６　　・・逆止弁、１７、１９・・・配管、１８・・
・開閉弁、２０・・・加熱器、２１．２２・・・流量調
節弁。 特許出願人　松下電器産業株式会社 ヴ−’Ｌ＋’ 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧縮機、利用側熱交換器、絞り装置、熱源側熱交換器等
   を環状に接続し、混合冷媒を封入して冷凍サイクルを構
   成し、この冷凍サイクル内の冷媒循環濃度を調節するた
   めの精留器を備え、前記利用側熱交換器と絞り装置の間
   と、絞り装置と熱源側熱交換器の間をバイパスする回路
   を前記精留器の下部に接続し、更に圧縮機の吐出配管と
   精留器下部を接続したことを特徴とする熱ポンプ装置。