JPS636346A - 冷凍サイクル - Google Patents

冷凍サイクル

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JPS636346A
JPS636346A JP15087986A JP15087986A JPS636346A JP S636346 A JPS636346 A JP S636346A JP 15087986 A JP15087986 A JP 15087986A JP 15087986 A JP15087986 A JP 15087986A JP S636346 A JPS636346 A JP S636346A
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refrigerant
refrigerant circuit
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boiling point
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JP15087986A
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誠 遠藤
笠原 文彦
直樹 田中
正毅 池内
等 飯島
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

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〕 この発明は、ヒートポンプ装置などに用いられる冷凍サ
イクルに関し、とくに負荷側の温度に対応して冷媒の組
成を調整して容重制御を行う冷凍サイクルに関するもの
である。
〔従来の技術〕
第6図は米国特許第2938362号明細書に示された
上述のような冷凍サイクルの冷媒回路図である。
第6図において、1は圧縮機、2aは主凝縮器、3は気
液分離器、4は減圧装置、5は蒸発器であり、これらが
順次環状に接続されて主冷媒回路が構成されている。6
は精溜装置であり、精溜装置6は上部の積層塔6aと下
部のレシーバ6bとが一体に形成され、積層塔6aは上
部が気液分離器3に配管7で接続され、レシーバ6bは
、内部に電気ヒータ8が設けられ、下部が配管12によ
って気液分i器3と減圧装置4を結ぶ10a、10bの
間に設けた三方切換弁9を介して配管10bに接続され
、積層塔6aの頂部が副凝縮器2bを有する配管11で
気液分離器3と接続されている。なお、主、副凝wI器
2a、2bで凝縮器2が構成されている。そして、この
冷凍サイクル内には混合冷媒が充填され、混合冷媒は、
低沸点冷媒としてフロン22、高沸点冷媒としてR11
4など沸点が異なる非共沸性の混合物である。
次に、この冷凍サイクルの動作について説明する。圧縮
機1の運転によって、圧縮機1から吐出されて高温高圧
となった冷媒ガスは主凝縮器2aで放熱して周囲を加熱
する。これによって冷媒ガスは液化して気液分gi鼎3
に導かれ、ここで冷媒液は気液分離器3の下部から切換
弁9を通り減圧装置4に導かれ、ここで低圧低温になっ
て蒸発器5に導かれる。蒸発器5で冷媒液が周囲から加
熱されてガス化し、冷媒ガスは圧縮機1に吸入され、上
述した動作を繰り返す。以上が主冷媒回路の動作である
乙の冷凍サイクルは、非共沸性の沸点が異なる混合冷媒
が充填されているが、−膜内な性質として低沸点冷媒の
濃度が高いと主凝縮器2aでの加熱能力が大きく、高沸
点冷媒の濃度が高いと主凝縮器2aでの加熱能力は小さ
い。この性質を利用すると混合冷媒の組成を調整するこ
とで、加熱能力を可変とし、容量制御が可能となる。積
属装置6は容量制御をするなめに設けられ、切換弁9と
電気ヒータ8とによって操作される。すなわち、容量低
下時に、主冷媒回路中に高沸点冷媒が必要になった場合
には、上記切換弁9を切換えて配管10aと10bの接
続から配管12と配管10bの接続にすることで、精溜
装置6下部のレシーバ6bに溜った高沸点冷媒が富んで
いる冷媒液が減圧装置4に導かれる。この結果、主冷媒
回路中の高沸点冷媒の濃度が高くなり、加熱能力が低く
なる。なお、この場合に、主冷媒回路にレシーバ6bか
ら冷媒を導入することで主冷媒回路の冷媒が過剰になる
が、この過剰冷媒は、気液分離器3の液面を上昇させ、
気液分離器3から溢出し、配管7を通って積属装置6に
戻される。この積属装置6に戻った冷媒は、積属装置6
にあった冷媒より低沸点冷媒が富んでいる。必要量の高
沸点冷媒が主冷媒回路に導入された時、切換弁9を切換
前の状態に戻し、レシーバ6bから配管12を通じての
冷媒の主冷媒回路への導入を停止する。また、容量上昇
時に、主冷媒回路中に低沸点冷媒が必要になった場合に
は、電気ヒータ8に入力を加えることで、積属装置6の
レシーバ6b内の冷媒液を加熱して蒸発させる。蒸発し
た冷媒は、低沸点冷媒が比較的富んでおり、積属装置6
上部の積層塔6a頂部から副凝縮@2bに導入され、こ
こで凝縮液化して気液分離器3に流入し、気液分gI器
3の下部から流出する。このため、主冷媒回路の冷媒が
過剰になるが、この過剰の冷媒は、上述した場合と同様
に気液分離器3から配管7を通って積層装e6の積層塔
6a上部に戻される。積層塔6a内では、上部から戻さ
れて下降する冷媒液と、レシーバ6bから蒸発して上昇
する冷媒ガスとの間で、積層作用が生じ、上昇する冷媒
ガスは上方はど低沸点冷媒が富み、下降する冷媒液は下
方はど高沸点冷媒が富む。この結果、積属装置6のレシ
ーバ6bには高沸点冷媒が溜り、主冷媒回路は低沸点冷
媒が供給されて、低沸点冷媒の濃度が高くなり、加熱能
力が高くなる。必要な加熱能力になった時、電気ヒータ
8による加熱を停止する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の冷凍サイクルは、以上のように構成され、副凝縮
器を気液分離器の上方に設けているので、各部材の配置
が限定され、積属装置と凝縮器、圧縮機を接続する配管
が長くなってコスト高となり、また積属装置内の電気ヒ
ータへの通電を止めると、高沸点冷媒に富む精溜装置内
の圧力が低下し、主冷媒回路から積属装置に冷媒が流れ
込み、主冷媒回路内の冷媒が不足するため、上記電気ヒ
ータに常に通電しておく必要があり、エネルギがむだに
なるという問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解決して、副凝縮器
をなくすことにより、各部材の配置の自由度を増大させ
ると共に、配管を短くしてコスト安にし、また、圧縮機
の吐出ガスを用いて積属装置内の冷媒を加熱することに
より、エネルギのむだをなくし、さらに安定した運転が
できる冷凍サイクルを提供することを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明は、主冷媒回路と積属装置とをWI左、非共沸
性混合冷媒を充填した冷凍サイクルにおいて、積属装置
の頂部を開閉弁を介して主冷媒回路の蒸発器入口側配管
に接続し、さらに圧縮機の高圧側と接続した熱交換器を
積属装置の下部内に設け、上記熱交換器の出口側配管を
この配管内の冷媒圧力および冷媒温度によって開度が制
御される減圧装置を介して上記蒸発器入口側配管に接続
したものである。
〔作 用〕
この発明における冷凍サイクルは、積属装置の頂部を開
閉弁を介して蒸発器入口配管に接続したので、副凝縮語
が不要となり、圧縮機、凝縮器。
積属装置の配置の自由度が大きく、これらを接続する配
管の長さを短くできる。さらに、この発明の冷凍サイク
ルは、非共沸性混合冷媒の低沸点冷媒および高沸点冷媒
の濃度TfQ整時以外は第2〜第4減圧装置および開閉
弁が閉じ、主冷媒回路と分離して並列冷媒回路が密閉さ
れるので、積属装置の下部内に溜った冷媒液を加熱する
必要がな(、さらに積属装置の下部内に設けた熱交換器
から送り出される冷媒流景を、この熱交換器の出口側配
管を流れる冷媒の圧力および温度によって上記出口側配
管に設けた第4減圧装置の開度の調整により、制御する
ことで適正にでき、したがって安定した動作ができる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を第1図ないし第4図につい
て説明する。
第1図において、1は圧縮機、2は従来のものの主縦w
J器と同様な凝縮器、3は気液分離器、4は減圧装置、
5は蒸発器であり、これらが順次環状に接続されて主冷
媒回路が構成されている。また、6(ま積属装置、6a
は積層塔、6bはレシーバ、7は積層塔6aの上部と気
液分m器3を接続する配管、13は配管7に設けた第2
減圧装置、12はレシーバ6bの下部を主冷媒回路の減
圧装置4と蒸発器5を結ぶ蒸発器入口配管14に接続す
る配管、15は配管12に設けた第3減圧装置、16は
積層塔6aの頂部を蒸発器入口配管14に配管12と合
流させて接続する配管、17は配管16に設けた電磁弁
からなる開閉弁であり、これらによって並列冷媒回路が
構成されている。18は精溜装置6下部のレシーバ6b
内に設けた熱交換器であり、熱交換器18は圧縮機1と
凝縮器2の間の主冷媒回路に開閉弁19を介し配管20
によって接続されている。21は熱交換器18の出口側
配管であり、出口側配管18は蒸発器入口配管14に配
管12と合流して接続されている。22は熱交換器18
の出口側配管21に設けた第4減圧装置、23および2
4は上記出口側配管21のレシーバ6bと第4減圧装置
22の間に設けられた圧力検出素子および温度検出素子
、25は上記画素子23,24からの入力信号によって
第4減圧装置22の開度を制御するための制御装置であ
る。そして、この実施例のヒートポンプ装置内には、従
来のものと同様な低沸点、高沸点冷媒の非共沸性読合物
が充填されている。
次に、このビートポンプ装置の動作について説明する。
主冷媒回路の減圧装置4が開、第2〜第4減圧装置13
,15,22および開閉弁17,19が閑で、主冷媒回
路内の非共沸性混合冷媒の低沸点冷媒の濃度が高い状態
で、圧縮機1を運転すると、第2図の矢印に示すように
圧縮機1から吐出された高温高圧の冷媒ガスは凝m器2
で放熱し周囲を加熱する。この加熱によって液化した冷
媒は気液分離器3に導かれ、これの下部から減圧装置4
に導かれ、ここで低圧低温となって蒸発器5に導かれ、
ここで冷媒が周囲から加熱されてガス化し、圧縮機1に
吸入され、上述した動作を繰す返し、通常運転が行われ
る。
容量低下時など主冷媒回路内に高沸点冷媒が必要になっ
た場合には、減圧装置4を閉、第2.第3減圧装置13
.15を開にし、第4減圧装置22゜開閉弁17,19
.を閉のままにしておくと、第3図の矢印なに示すよう
に、精溜装置6下部のしシーバ6bに溜っている高沸点
冷媒の濃度が高い冷媒液が配管12から第3減圧装置1
5で減圧されて蒸発器5に導かれ、ここで冷媒が蒸発し
て圧milに吸入される。また、主冷媒回路の減圧装置
4を閉にしたので、圧縮[1から吐出され、凝縮器2で
凝縮された低沸点冷媒の濃度が高い冷媒液が気液分離器
3から溢出し、第2減圧装置13で減圧されて積層塔6
aに導かれ、レシーバ6bに下降して行く。この結果、
主冷媒回路内の高沸点冷媒の濃度が高くなり、レシーバ
6b内の低沸点冷媒の濃度が高(なる。主冷媒回路内の
高沸点冷媒が必要な高濃度になった時、第2図に示す通
常運転状態に戻して運転を続ける。
容量上昇時など主冷媒回路内に低沸点冷媒が必要になっ
た場合には、減圧装置4を開、第2.第4減圧装置13
,22および開閉弁17,19を開、第3減圧装置15
を閉にすると、第4図の矢印に示すように、冷媒が主冷
媒回路を循環しつつ、圧縮機1から吐出された高温高圧
の冷媒ガスが開閉弁19を経て熱交換器18に導かれ、
ここでレシーバ6b内に溜っている低沸点冷媒の濃度が
高い冷媒を加熱、蒸発させる。この低沸点冷媒の濃度が
高い冷媒は、開閉弁17を通り、主冷媒回路の減圧装置
4で減圧された冷媒と合流し、蒸発器5を経て圧縮機1
に吸入され、これから吐出される。このため、主冷媒回
路内の冷媒両が多くなり、気液分離器3から第2′?8
圧装置13を通って積層塔6a内の上部に戻される。積
層塔6a内では、上部から戻されて下降する冷媒液と、
レシーバ6bから蒸発して上昇する冷媒ガスとの間で、
精溜作用が生じ、上昇する冷媒ガスは上方はど低沸点冷
媒の濃度が高く、下降する冷媒液は下方はど高沸点冷媒
の濃度が高い。この結果、レシーバ6bに1、f高沸点
冷媒が溜り、主冷媒回路は低沸点冷媒が供給されて低沸
点冷媒り濃度が高くなり、加熱能力も高くなる。
上述したように熱交換器18でレシーバ6b内の冷媒を
加熱、蒸発させた後の冷媒は、熱交換器18の出口側配
管21を通り第4減圧装置22で減圧されて主冷媒回路
の蒸発器入口配管14を流れる冷媒と合流して蒸発器5
に導かれるが、冷媒は圧力検出素子23で圧力が検出さ
れ、温度検出素子24で温度が検出され、これらの検出
信号が制御装置25に入力され、この制御装置25で第
4減圧装置22の明度を制卸して冷媒の流量が調整され
る。このtFI整は、非共沸性冷媒のうち低沸点冷媒の
飽和線図によって求めた飽和温度に対し、第4 F!圧
装置22の入口近くの温度がO−3de g°程度低く
なるようにする。このようにして、主冷媒回路内の低沸
点冷媒が必要な高濃度になった時、第2図に示す状態に
戻して運転を続ける。
この実施例では、上述した第2図に示す運転時には、主
冷媒回路のみが動作し、第2〜第4減圧装置13,15
,22および開閉弁17,19が閉じ、積属装置6を有
する並列冷媒回路が主冷媒回路と分離した非動作状態と
なり、熱交換器18には圧縮機1の高温高圧の吐出ガス
を送る必要がないので、エネルギのむだがない。
なお、この発明において、主冷媒回路内の低沸点冷媒の
濃度を高める場合に、第2減圧装置13のみを開とし、
主冷媒回路の減圧装置4、第3゜第4減圧装置15,2
2、開閉弁17,19を閉にして、圧縮機1を運転し、
第5図の矢印に示すように、気液分離器3から配管7を
経て積属装置6内に全部の混合冷媒を集め、その後、第
4図に示す状態にして混合冷媒のうち低沸点冷媒の濃度
を高める動作を行うことにより、短時間で高沸点冷媒の
濃度を低くし低沸点冷媒の濃度を高くすることが短時間
でできる。
〔発明の効果〕
この発明によれば、積属装置の頂部を開閉弁を介して蒸
発器入口配管に接続したので、従来のもののような副凝
縮器が不要となり、したがって、圧縮機、凝縮器、積属
装置の配置の自由度が大きくなり、またこれらを接続す
る配管を短くできろことにより、安価に冷凍サイクルを
提供でき、また非共沸性混合冷媒の低沸点冷媒および高
沸点冷媒の濃度をFJ整する時以外は、主冷媒回路と並
列冷媒回路が分離し、並列冷媒回路が密閉されるので、
積属装置の下部内に溜った冷媒液を加熱する必要がなり
、シたがって、エネルギのむだをなくすことができ、さ
らに、積属装置の下部内に設けた熱交換器から送り出さ
れる冷媒液の圧力および温度を検出して、熱交換器の出
口側配管に設けた第4減圧装置の開度を調整するように
したので、第4減圧装置を通る冷媒流量を適正にするこ
とにより安定した動作が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による冷凍サイクルを示す
冷媒回路図、第2図、第3図、第4図は第1図の冷凍サ
イクルの互いに異なった運転時の動作説明ず、第5図は
他の運転時の動作説明図、第6図は従来の冷凍サイクル
を示す冷媒回路図である。 1・・・圧縮機、2・・凝縮器、3・・気液力S譬、4
・・減圧装置、5・・蒸発器、6・・・積属装置、6a
・・積層塔、6b・・レシーバ、?、12,14,16
゜20.21・・・配管、13,15,22・・・第2
.第3、第4減圧装置、17.19・・電磁弁、18・
・熱交換器、23・・圧力検出素子、24・・・温度検
出素子。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄(外2名) 第1図 t3…f日1jイ」口Iヨtε亡I 第2図 第3図 第4図 第5図 16 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 圧縮機、凝縮器、気液分離器、減圧装置、および蒸発器
    を順次環状に接続した主冷媒回路と、精溜装置を有する
    並列冷媒回路とを備え、内部に沸点が異なる非共沸性混
    合冷媒を充填した冷凍サイクルにおいて、上記並列冷媒
    回路は、精溜装置の上部を第2減圧装置を介して主冷媒
    回路の減圧装置の出口から圧縮機の吸込口までの間の適
    所に接続し、精溜装置の下部を主冷媒回路の蒸発器入口
    配管に第3減圧装置を介して接続し、精溜装置の頂部を
    開閉弁を介して上記蒸発器入口配管に接続してあり、さ
    らに圧縮機の高圧側と接続した熱交換器を精溜装置の下
    部内に設け、上記熱交換器の出口側配管を、この出口側
    配管内の冷媒圧力および冷媒温度により開度が制御され
    る第4減圧装置を介して上記蒸発器入口配管に接続した
    ことを特徴とする冷凍サイクル。
JP15087986A 1986-06-27 1986-06-27 冷凍サイクル Granted JPS636346A (ja)

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JP15087986A JPS636346A (ja) 1986-06-27 1986-06-27 冷凍サイクル

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JPS636346A true JPS636346A (ja) 1988-01-12
JPH0577942B2 JPH0577942B2 (ja) 1993-10-27

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01266472A (ja) * 1988-04-15 1989-10-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 熱ポンプ装置
JPH02178568A (ja) * 1988-12-28 1990-07-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd ヒートポンプ装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01266472A (ja) * 1988-04-15 1989-10-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 熱ポンプ装置
JPH02178568A (ja) * 1988-12-28 1990-07-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd ヒートポンプ装置

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