JP2002228275A - 超臨界蒸気圧縮冷凍サイクル - Google Patents
超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高効率運転及び高外気温条件における冷却能
力の確保が可能な超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルを提供す
る。 【解決手段】 ガスクーラ２と、絞り弁８と、エコノマ
イザ７と、膨張弁４と、エバポレータ５と、圧縮機１と
を備え、絞り弁８で減圧されエコノマイザ７を通過した
冷媒を圧縮機１の吸入圧縮工程途中に導く冷媒インジェ
クションライン９を備えた超臨界蒸気圧縮冷凍サイクル
において、冷媒インジェクションライン９にインジェク
ション圧力切換手段２０を設けた。
力の確保が可能な超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルを提供す
る。 【解決手段】 ガスクーラ２と、絞り弁８と、エコノマ
イザ７と、膨張弁４と、エバポレータ５と、圧縮機１と
を備え、絞り弁８で減圧されエコノマイザ７を通過した
冷媒を圧縮機１の吸入圧縮工程途中に導く冷媒インジェ
クションライン９を備えた超臨界蒸気圧縮冷凍サイクル
において、冷媒インジェクションライン９にインジェク
ション圧力切換手段２０を設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二酸化炭素（ＣＯ
2 ）等を冷媒として使用する超臨界蒸気圧縮冷凍サイク
ルに係り、特に、外気温度が高い条件下での冷却能力を
確保して効率よく運転するのに好適な技術に関する。
2 ）等を冷媒として使用する超臨界蒸気圧縮冷凍サイク
ルに係り、特に、外気温度が高い条件下での冷却能力を
確保して効率よく運転するのに好適な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球環境の保全に対する関心が高
まっているが、車両用空調装置等の冷媒として従来用い
られているＲ１３４ａといった代替フロンは、地球温暖
化に対して影響を与えることが懸念されている。このた
め、このような代替フロン冷媒等に代わる物質として、
元来自然界に存在する物質、いわゆる自然冷媒を用いた
冷凍サイクルの研究が行われている。このような自然冷
媒の候補として、二酸化炭素（ＣＯ2 ）が注目されてい
る。このＣＯ2 は、地球温暖化に対する寄与が代替フロ
ンよりもはるかに小さいだけでなく、可燃性がないう
え、基本的には人体に無害である。
まっているが、車両用空調装置等の冷媒として従来用い
られているＲ１３４ａといった代替フロンは、地球温暖
化に対して影響を与えることが懸念されている。このた
め、このような代替フロン冷媒等に代わる物質として、
元来自然界に存在する物質、いわゆる自然冷媒を用いた
冷凍サイクルの研究が行われている。このような自然冷
媒の候補として、二酸化炭素（ＣＯ2 ）が注目されてい
る。このＣＯ2 は、地球温暖化に対する寄与が代替フロ
ンよりもはるかに小さいだけでなく、可燃性がないう
え、基本的には人体に無害である。
【０００３】ＣＯ2 冷媒を利用した蒸気圧縮式冷凍サイ
クル（以下、ＣＯ2 冷凍サイクルと略す。）の作動原理
は、フロン冷媒を使用した従来の蒸気圧縮式冷凍サイク
ルと基本的には同じである。そこで、図１０に一般的な
ＣＯ2 冷凍サイクルの構成を示し、図１１にモリエル線
図を示して簡単に説明する。図１０において、図中の符
号１は気相状態のＣＯ2 冷媒を圧縮する圧縮機、２は圧
縮機１で圧縮されたＣＯ2 冷媒を外気等との間で熱交換
して冷却するガスクーラ（放熱器）、３はガスクーラ２
の出口側配管に設けられた圧力（高圧）制御弁、４は高
圧のＣＯ2 冷媒を減圧する膨張弁（減圧装置）、５は冷
却器として機能するエバポレータ（蒸発器）であり、気
液２相状態のＣＯ2 冷媒はエバポレータ４内で気化（蒸
発）する際に空気から蒸発潜熱を奪って冷却する。
クル（以下、ＣＯ2 冷凍サイクルと略す。）の作動原理
は、フロン冷媒を使用した従来の蒸気圧縮式冷凍サイク
ルと基本的には同じである。そこで、図１０に一般的な
ＣＯ2 冷凍サイクルの構成を示し、図１１にモリエル線
図を示して簡単に説明する。図１０において、図中の符
号１は気相状態のＣＯ2 冷媒を圧縮する圧縮機、２は圧
縮機１で圧縮されたＣＯ2 冷媒を外気等との間で熱交換
して冷却するガスクーラ（放熱器）、３はガスクーラ２
の出口側配管に設けられた圧力（高圧）制御弁、４は高
圧のＣＯ2 冷媒を減圧する膨張弁（減圧装置）、５は冷
却器として機能するエバポレータ（蒸発器）であり、気
液２相状態のＣＯ2 冷媒はエバポレータ４内で気化（蒸
発）する際に空気から蒸発潜熱を奪って冷却する。
【０００４】このＣＯ2 冷凍サイクルの作動は、フロン
を冷媒として使用した従来の蒸気圧縮式冷凍サイクルと
同様である。すなわち、ＣＯ2 モリエル線図（図１１参
照）にＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ａで示されるように、圧縮機１
で気相状態のＣＯ2 冷媒を圧縮し（Ａ−Ｂ）、この高温
圧縮された気相状態のＣＯ2 冷媒をガスクーラ２にて冷
却する（Ｂ−Ｃ）。そして、膨張弁により減圧して（Ｃ
−Ｄ）、気液２相状態となったＣＯ2 冷媒をエバポレー
タ４で蒸発させて（Ｄ−Ａ）、蒸発潜熱を空気等の外部
流体から奪って外部流体を冷却する。
を冷媒として使用した従来の蒸気圧縮式冷凍サイクルと
同様である。すなわち、ＣＯ2 モリエル線図（図１１参
照）にＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ａで示されるように、圧縮機１
で気相状態のＣＯ2 冷媒を圧縮し（Ａ−Ｂ）、この高温
圧縮された気相状態のＣＯ2 冷媒をガスクーラ２にて冷
却する（Ｂ−Ｃ）。そして、膨張弁により減圧して（Ｃ
−Ｄ）、気液２相状態となったＣＯ2 冷媒をエバポレー
タ４で蒸発させて（Ｄ−Ａ）、蒸発潜熱を空気等の外部
流体から奪って外部流体を冷却する。
【０００５】しかしながら、ＣＯ2 冷媒の臨界温度は約
３１℃と従来の冷媒であるフロンの臨界温度と比べてか
なり低いので、夏場等外気温の高いときには、ガスクー
ラ２側におけるＣＯ2 冷媒の温度がＣＯ2 の臨界点温度
よりも高くなってしまう。つまり、ガスクーラ２の出口
側において、ＣＯ2 冷媒は凝縮しない（線分ＢＣが飽和
液線ＳＬと交差しない）超臨界域が存在することにな
る。超臨界域では、同一冷媒温度での高圧圧力は不定で
あり、冷媒温度、厳密にはガスクーラ出口冷媒温度（外
気温度＋α℃）に対して高圧圧力（厳密にはガスクーラ
出口冷媒圧力）を決定する必要がある。
３１℃と従来の冷媒であるフロンの臨界温度と比べてか
なり低いので、夏場等外気温の高いときには、ガスクー
ラ２側におけるＣＯ2 冷媒の温度がＣＯ2 の臨界点温度
よりも高くなってしまう。つまり、ガスクーラ２の出口
側において、ＣＯ2 冷媒は凝縮しない（線分ＢＣが飽和
液線ＳＬと交差しない）超臨界域が存在することにな
る。超臨界域では、同一冷媒温度での高圧圧力は不定で
あり、冷媒温度、厳密にはガスクーラ出口冷媒温度（外
気温度＋α℃）に対して高圧圧力（厳密にはガスクーラ
出口冷媒圧力）を決定する必要がある。
【０００６】すなわち、ガスクーラ２の出口側（Ｃ点）
の状態は、圧縮機１の吐出圧力とガスクーラ出口側にお
けるＣＯ2 温度とによって決定され、さらに、ガスクー
ラ出口側でのＣＯ2 温度はガスクーラ２の放熱能力と外
気温度（制御不可）とによって決定されるので、ガスク
ーラ出口での冷媒温度は、実質的には制御することがで
きない。したがって、ガスクーラ出口側（Ｃ点）の状態
は、圧縮機１の吐出圧力（ガスクーラ出口側圧力）を制
御することによって制御可能となる。つまり、夏場等外
気温の高い時には、十分な冷却能力（エンタルピ差）を
確保するためには、モリエル線図にＥ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｅ
で示されるように、ガスクーラ出口側圧力を高くする必
要がある。そのために、圧縮機１の運転圧力は、従来の
フロンを用いた冷凍サイクルに比べて高く設定する必要
がある。車両用空調装置を例にすると、圧縮機１の運転
圧力は、従来のＲ１３４（フロン）冷媒では３ｋｇ／ｃ
ｍ2 程度であるのに対して、ＣＯ2 冷媒では４０ｋｇ／
ｃｍ2 程度と高くなり、また、運転停止圧力は、Ｒ１３
４（フロン）冷媒では１５ｋｇ／ｃｍ2 程度であるのに
対して、ＣＯ2 冷媒では１００ｋｇ／ｃｍ2 程度と高く
なる。
の状態は、圧縮機１の吐出圧力とガスクーラ出口側にお
けるＣＯ2 温度とによって決定され、さらに、ガスクー
ラ出口側でのＣＯ2 温度はガスクーラ２の放熱能力と外
気温度（制御不可）とによって決定されるので、ガスク
ーラ出口での冷媒温度は、実質的には制御することがで
きない。したがって、ガスクーラ出口側（Ｃ点）の状態
は、圧縮機１の吐出圧力（ガスクーラ出口側圧力）を制
御することによって制御可能となる。つまり、夏場等外
気温の高い時には、十分な冷却能力（エンタルピ差）を
確保するためには、モリエル線図にＥ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｅ
で示されるように、ガスクーラ出口側圧力を高くする必
要がある。そのために、圧縮機１の運転圧力は、従来の
フロンを用いた冷凍サイクルに比べて高く設定する必要
がある。車両用空調装置を例にすると、圧縮機１の運転
圧力は、従来のＲ１３４（フロン）冷媒では３ｋｇ／ｃ
ｍ2 程度であるのに対して、ＣＯ2 冷媒では４０ｋｇ／
ｃｍ2 程度と高くなり、また、運転停止圧力は、Ｒ１３
４（フロン）冷媒では１５ｋｇ／ｃｍ2 程度であるのに
対して、ＣＯ2 冷媒では１００ｋｇ／ｃｍ2 程度と高く
なる。
【０００７】このように、ガスクーラ出口圧力を高くす
るには、前述のように圧縮機１の吐出圧力を高くしなけ
ればならないので、圧縮機１の圧縮仕事（圧縮過程のエ
ンタルピ変化量ΔＬ）が増加する。したがって、蒸発過
程（Ｄ−Ａ）におけるエンタルピ変化量ΔＩの増加量よ
り圧縮過程（Ａ−Ｂ）におけるエンタルピ変化量ΔＬの
増加量が大きい場合には、ＣＯ2 冷凍サイクルの成績係
数（ＣＯＰ＝ΔＩ／ΔＬ）が悪化する。図１１における
太い実線ηmax は、ガスクーラ出口側におけるＣＯ2 温
度と成績係数が最大となる圧力とを算出して示した最適
制御線であり、上述したＣＯ2冷凍サイクルを効率よく
運転するためには、ガスクーラ出口側圧力とガスクーラ
出口側のＣＯ2 温度とを、最適制御線ηmax で示される
ように制御する必要がある。
るには、前述のように圧縮機１の吐出圧力を高くしなけ
ればならないので、圧縮機１の圧縮仕事（圧縮過程のエ
ンタルピ変化量ΔＬ）が増加する。したがって、蒸発過
程（Ｄ−Ａ）におけるエンタルピ変化量ΔＩの増加量よ
り圧縮過程（Ａ−Ｂ）におけるエンタルピ変化量ΔＬの
増加量が大きい場合には、ＣＯ2 冷凍サイクルの成績係
数（ＣＯＰ＝ΔＩ／ΔＬ）が悪化する。図１１における
太い実線ηmax は、ガスクーラ出口側におけるＣＯ2 温
度と成績係数が最大となる圧力とを算出して示した最適
制御線であり、上述したＣＯ2冷凍サイクルを効率よく
運転するためには、ガスクーラ出口側圧力とガスクーラ
出口側のＣＯ2 温度とを、最適制御線ηmax で示される
ように制御する必要がある。
【０００８】上述した背景から、たとえば特願平１０−
２５７０号公報にはエコノマイザを用いたＣＯ2 冷凍サ
イクル（以下、エコノマイザサイクルと呼ぶ）が記載さ
れている。このエコノマイザサイクルでは、図１２に示
すように、ガスクーラ２から流出した高圧（外気温＋α
℃）のＣＯ2 冷媒を分岐させる分岐部６が設けられ、該
分岐部６と膨張弁４との間にエコノマイザ７が配置され
ている。エコノマイザ７は、分岐部６から分岐し絞り弁
８で所定の中間圧力まで減圧及び低温化された一部のＣ
Ｏ2 冷媒（インジェクション冷媒）と、ガスクーラ２か
ら直接導かれた他の高圧側ＣＯ2 冷媒（冷凍冷媒）との
間で熱交換を行う向流型の熱交換器であり、この熱交換
により膨張弁４及びエバポレータ５へ供給されるＣＯ2
冷媒（冷凍冷媒）の温度を下げるように構成されてい
る。なお、中間圧力まで冷却されたインジェクション冷
媒は、冷媒インジェクションライン９を通って圧縮機１
の圧縮行程中にインジェクションされる。
２５７０号公報にはエコノマイザを用いたＣＯ2 冷凍サ
イクル（以下、エコノマイザサイクルと呼ぶ）が記載さ
れている。このエコノマイザサイクルでは、図１２に示
すように、ガスクーラ２から流出した高圧（外気温＋α
℃）のＣＯ2 冷媒を分岐させる分岐部６が設けられ、該
分岐部６と膨張弁４との間にエコノマイザ７が配置され
ている。エコノマイザ７は、分岐部６から分岐し絞り弁
８で所定の中間圧力まで減圧及び低温化された一部のＣ
Ｏ2 冷媒（インジェクション冷媒）と、ガスクーラ２か
ら直接導かれた他の高圧側ＣＯ2 冷媒（冷凍冷媒）との
間で熱交換を行う向流型の熱交換器であり、この熱交換
により膨張弁４及びエバポレータ５へ供給されるＣＯ2
冷媒（冷凍冷媒）の温度を下げるように構成されてい
る。なお、中間圧力まで冷却されたインジェクション冷
媒は、冷媒インジェクションライン９を通って圧縮機１
の圧縮行程中にインジェクションされる。
【０００９】また、たとえば特願平３−５１５５７０号
公報には、ガスクーラ２の後流側にインタークーラと呼
ばれる向流型熱交換器を配置したＣＯ2 冷凍サイクル
（図１３参照）が記載されている。このインタークーラ
１０は、ガスクーラ２から流出した高圧（外気温＋α
℃）のＣＯ2 冷媒をエバポレータ５から流出したＣＯ2
冷媒で冷却するように構成され、上述したエコノマイザ
７と同様に、膨張弁４及びエバポレータ５を通過するＣ
Ｏ2 冷媒の温度を下げる機能を有している。なお、図中
の符号１１はレシーバを示している。
公報には、ガスクーラ２の後流側にインタークーラと呼
ばれる向流型熱交換器を配置したＣＯ2 冷凍サイクル
（図１３参照）が記載されている。このインタークーラ
１０は、ガスクーラ２から流出した高圧（外気温＋α
℃）のＣＯ2 冷媒をエバポレータ５から流出したＣＯ2
冷媒で冷却するように構成され、上述したエコノマイザ
７と同様に、膨張弁４及びエバポレータ５を通過するＣ
Ｏ2 冷媒の温度を下げる機能を有している。なお、図中
の符号１１はレシーバを示している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、エコ
ノマイザやインタークーラを採用することでガスクーラ
出口側冷媒の温度を下げ、外気温度が高い場合であって
も冷却能力を得るようにしたＣＯ2 冷凍サイクルは従来
よりある。しかしながら、上述した従来のエコノマイザ
サイクルでは、絞り弁８の開度調整によりエコノマイザ
７の能力制御を行っているので、絞り弁８の開度が大き
くなると中間圧力が上昇し、開度が小さくなると中間圧
力は低下する。このため、開度を大きくするとインジェ
クション冷媒と高圧側冷媒（冷凍冷媒）との温度差は小
さくなるが、質量流量が温度差の縮小を上回って増加す
るため、ＣＯ2 冷凍サイクルの冷却能力は増加し、これ
とは逆に、開度を小さくすると温度差は大きくなるが、
質量流量が温度差の増大を上回って減少するため、冷凍
能力は減少することとなる。したがって、開度を大きく
してインジェクション冷媒の質量流量を増すと、エコノ
マイザ７の能力が増して冷却能力を向上させることがで
きるものの、インジェクション冷媒が増すことはエバポ
レータ５を通過する冷凍冷媒の循環流量が減少すること
にもなるので、大幅な冷却能力の増加は期待できないと
いう問題があった。
ノマイザやインタークーラを採用することでガスクーラ
出口側冷媒の温度を下げ、外気温度が高い場合であって
も冷却能力を得るようにしたＣＯ2 冷凍サイクルは従来
よりある。しかしながら、上述した従来のエコノマイザ
サイクルでは、絞り弁８の開度調整によりエコノマイザ
７の能力制御を行っているので、絞り弁８の開度が大き
くなると中間圧力が上昇し、開度が小さくなると中間圧
力は低下する。このため、開度を大きくするとインジェ
クション冷媒と高圧側冷媒（冷凍冷媒）との温度差は小
さくなるが、質量流量が温度差の縮小を上回って増加す
るため、ＣＯ2 冷凍サイクルの冷却能力は増加し、これ
とは逆に、開度を小さくすると温度差は大きくなるが、
質量流量が温度差の増大を上回って減少するため、冷凍
能力は減少することとなる。したがって、開度を大きく
してインジェクション冷媒の質量流量を増すと、エコノ
マイザ７の能力が増して冷却能力を向上させることがで
きるものの、インジェクション冷媒が増すことはエバポ
レータ５を通過する冷凍冷媒の循環流量が減少すること
にもなるので、大幅な冷却能力の増加は期待できないと
いう問題があった。
【００１１】また、インタークーラ１０を採用したＣＯ
2 冷凍サイクルでは、インタークーラ１０で熱交換して
温度上昇したＣＯ2 冷媒が圧縮機１に吸引されるので、
吸入温度の高いＣＯ2 冷媒を圧縮機１で圧縮することに
なる。このため、圧縮機１の圧縮効率面で不利になり、
また、吐出温度が上昇することで冷凍機油やシール面等
に大きな負担がかかるという問題があった。
2 冷凍サイクルでは、インタークーラ１０で熱交換して
温度上昇したＣＯ2 冷媒が圧縮機１に吸引されるので、
吸入温度の高いＣＯ2 冷媒を圧縮機１で圧縮することに
なる。このため、圧縮機１の圧縮効率面で不利になり、
また、吐出温度が上昇することで冷凍機油やシール面等
に大きな負担がかかるという問題があった。
【００１２】ところで、図１０のＣＯ2 冷凍サイクルに
おいては、外気温度がたとえば５５℃とより高い過負荷
条件では、最高のＣＯＰを得るバランス点（最適制御線
との交点）での冷却能力（エンタルピ差）がさらに少な
くなる。このため、冷凍能力を確保するには圧縮機１の
回転数を上げ、ＣＯ2 冷媒の循環量を増やす他なく、し
たがって、ＣＯＰは極めて悪い。また、あらゆる運転条
件を想定すると、外気温度が高く、庫内温度が低い圧力
比の大きい条件では、ＣＯ2 の物性上、フロン冷媒に対
して圧縮機吐出温度が高くなるため、潤滑油保護のため
に冷却用インジェクション等が必要となり、ＣＯＰはさ
らに低下する。
おいては、外気温度がたとえば５５℃とより高い過負荷
条件では、最高のＣＯＰを得るバランス点（最適制御線
との交点）での冷却能力（エンタルピ差）がさらに少な
くなる。このため、冷凍能力を確保するには圧縮機１の
回転数を上げ、ＣＯ2 冷媒の循環量を増やす他なく、し
たがって、ＣＯＰは極めて悪い。また、あらゆる運転条
件を想定すると、外気温度が高く、庫内温度が低い圧力
比の大きい条件では、ＣＯ2 の物性上、フロン冷媒に対
して圧縮機吐出温度が高くなるため、潤滑油保護のため
に冷却用インジェクション等が必要となり、ＣＯＰはさ
らに低下する。
【００１３】また、従来から用いているフロン系冷凍サ
イクルでは、レシーバ出口にサイトグラスを設け、液冷
媒の流動状態によって冷媒量を確認していた。これに対
して、超臨界サイクルであるＣＯ2 冷凍サイクルでは、
超臨界域においてＣＯ2 は凝縮せず、膨張弁４内の流れ
も超臨界(気相)→ 液相 → 2相が瞬時に変わるため、Ｃ
Ｏ2 冷媒の封入量が変化しても気相のままで最適冷媒量
の判断がつかないため、最適冷媒量の確認手段が望まれ
る。
イクルでは、レシーバ出口にサイトグラスを設け、液冷
媒の流動状態によって冷媒量を確認していた。これに対
して、超臨界サイクルであるＣＯ2 冷凍サイクルでは、
超臨界域においてＣＯ2 は凝縮せず、膨張弁４内の流れ
も超臨界(気相)→ 液相 → 2相が瞬時に変わるため、Ｃ
Ｏ2 冷媒の封入量が変化しても気相のままで最適冷媒量
の判断がつかないため、最適冷媒量の確認手段が望まれ
る。
【００１４】このように、上述した従来のＣＯ2 冷凍サ
イクル等の超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルでは、過負荷条
件における冷凍能力確保、広範囲条件での高効率運転及
び冷媒量管理等に課題がある。本発明は、上記の事情に
鑑みてなされたもので、過負荷条件における冷凍能力確
保、広範囲条件での高効率運転及び冷媒量管理等を可能
にした超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルを提供するものであ
る。
イクル等の超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルでは、過負荷条
件における冷凍能力確保、広範囲条件での高効率運転及
び冷媒量管理等に課題がある。本発明は、上記の事情に
鑑みてなされたもので、過負荷条件における冷凍能力確
保、広範囲条件での高効率運転及び冷媒量管理等を可能
にした超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルを提供するものであ
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、以下の手段を採用した。請求項１に記載の
超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルは、圧縮された冷媒を冷却
し、内部の圧力が冷媒の臨界圧力を越える放熱器と、前
記放熱器から流出した冷媒を分岐させる分岐部と、前記
分岐部にて分岐された一方の冷媒を第１所定圧力まで減
圧する第１減圧装置と、前記第１減圧装置にて減圧され
た冷媒と他方側の冷媒とを熱交換して他方側の冷媒を冷
却するエコノマイザと、前記エコノマイザにて冷却され
た他方側の冷媒を、前記第１所定圧力より低い第２所定
圧力まで減圧する第２減圧装置と、前記第２減圧装置に
て減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器か
ら流出した冷媒を吸収圧縮し、前記放熱器に向けて吐出
する圧縮装置とを備え、前記第１減圧装置にて減圧され
た冷媒を前記圧縮装置の吸入圧縮工程の途中に導くため
の冷媒インジェクションラインを備えた超臨界蒸気圧縮
冷凍サイクルであって、前記冷媒インジェクションライ
ンにインジェクション圧力切換手段を設けたことを特徴
とするものある。
決するため、以下の手段を採用した。請求項１に記載の
超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルは、圧縮された冷媒を冷却
し、内部の圧力が冷媒の臨界圧力を越える放熱器と、前
記放熱器から流出した冷媒を分岐させる分岐部と、前記
分岐部にて分岐された一方の冷媒を第１所定圧力まで減
圧する第１減圧装置と、前記第１減圧装置にて減圧され
た冷媒と他方側の冷媒とを熱交換して他方側の冷媒を冷
却するエコノマイザと、前記エコノマイザにて冷却され
た他方側の冷媒を、前記第１所定圧力より低い第２所定
圧力まで減圧する第２減圧装置と、前記第２減圧装置に
て減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器か
ら流出した冷媒を吸収圧縮し、前記放熱器に向けて吐出
する圧縮装置とを備え、前記第１減圧装置にて減圧され
た冷媒を前記圧縮装置の吸入圧縮工程の途中に導くため
の冷媒インジェクションラインを備えた超臨界蒸気圧縮
冷凍サイクルであって、前記冷媒インジェクションライ
ンにインジェクション圧力切換手段を設けたことを特徴
とするものある。
【００１６】このような超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルに
よれば、第１減圧装置によるインジェクション冷媒の流
量制御に加えて、運転条件に応じた最適のインジェクシ
ョン圧力を選択切換できるので、中間圧力（インジェク
ション側蒸発温度）を変えてエコノマイザ能力を制御す
ることが可能になる。
よれば、第１減圧装置によるインジェクション冷媒の流
量制御に加えて、運転条件に応じた最適のインジェクシ
ョン圧力を選択切換できるので、中間圧力（インジェク
ション側蒸発温度）を変えてエコノマイザ能力を制御す
ることが可能になる。
【００１７】 請求項２に記載の超臨界蒸気圧縮冷凍サ
イクルは、圧縮された冷媒を冷却し、内部の圧力が冷媒
の臨界圧力を越える放熱器と、前記放熱器から流出した
冷媒を分岐させる分岐部と、前記分岐部にて分岐された
一方の冷媒を第１所定圧力まで減圧する第１減圧装置
と、前記第１減圧装置にて減圧された冷媒と他方側の冷
媒とを熱交換して他方側の冷媒を冷却するエコノマイザ
と、前記エコノマイザにて冷却された他方側の冷媒を、
前記第１所定圧力より低い第２所定圧力まで減圧する第
２減圧装置と、前記第２減圧装置にて減圧された冷媒を
蒸発させる蒸発器と、前記エコノマイザと前記蒸発器と
の間に位置し、前記他方側の冷媒を前記蒸発器から流出
した冷媒で冷却するインタークーラと、前記蒸発器から
前記インタークーラを経て流出した冷媒を吸収圧縮し、
前記放熱器に向けて吐出する圧縮装置とを備え、前記第
１減圧装置にて減圧された冷媒を前記圧縮装置の吸入圧
縮工程の途中に導くための冷媒インジェクションライン
を備えた超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルであって、前記放
熱器と前記分岐部との間に設置した第１開閉弁と、前記
エコノマイザと前記インタークーラとの間に設置した第
２開閉弁と、前記放熱器と前記第１開閉弁との間から分
岐して前記第２開閉弁と前記インタークーラとの間に連
結され途中に第３開閉弁を備えた第１バイパスライン
と、前記エコノマイザと前記第２開閉弁との間から分岐
して前記インタークーラと前記第２減圧装置との間に連
結され途中に第４開閉弁を備えた第２バイパスラインと
を設けたことを特徴とするものである。
イクルは、圧縮された冷媒を冷却し、内部の圧力が冷媒
の臨界圧力を越える放熱器と、前記放熱器から流出した
冷媒を分岐させる分岐部と、前記分岐部にて分岐された
一方の冷媒を第１所定圧力まで減圧する第１減圧装置
と、前記第１減圧装置にて減圧された冷媒と他方側の冷
媒とを熱交換して他方側の冷媒を冷却するエコノマイザ
と、前記エコノマイザにて冷却された他方側の冷媒を、
前記第１所定圧力より低い第２所定圧力まで減圧する第
２減圧装置と、前記第２減圧装置にて減圧された冷媒を
蒸発させる蒸発器と、前記エコノマイザと前記蒸発器と
の間に位置し、前記他方側の冷媒を前記蒸発器から流出
した冷媒で冷却するインタークーラと、前記蒸発器から
前記インタークーラを経て流出した冷媒を吸収圧縮し、
前記放熱器に向けて吐出する圧縮装置とを備え、前記第
１減圧装置にて減圧された冷媒を前記圧縮装置の吸入圧
縮工程の途中に導くための冷媒インジェクションライン
を備えた超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルであって、前記放
熱器と前記分岐部との間に設置した第１開閉弁と、前記
エコノマイザと前記インタークーラとの間に設置した第
２開閉弁と、前記放熱器と前記第１開閉弁との間から分
岐して前記第２開閉弁と前記インタークーラとの間に連
結され途中に第３開閉弁を備えた第１バイパスライン
と、前記エコノマイザと前記第２開閉弁との間から分岐
して前記インタークーラと前記第２減圧装置との間に連
結され途中に第４開閉弁を備えた第２バイパスラインと
を設けたことを特徴とするものである。
【００１８】このような超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルに
よれば、第１開閉弁、第２開閉弁、第３開閉弁及び第４
開閉弁の開閉操作により、エコノマイザ単独運転、イン
タークーラ単独運転及びエコノマイザ・インタークーラ
併用運転の中から、最適の運転を選択切り換えすること
が可能になる。
よれば、第１開閉弁、第２開閉弁、第３開閉弁及び第４
開閉弁の開閉操作により、エコノマイザ単独運転、イン
タークーラ単独運転及びエコノマイザ・インタークーラ
併用運転の中から、最適の運転を選択切り換えすること
が可能になる。
【００１９】請求項３に記載の超臨界蒸気圧縮冷凍サイ
クルは、圧縮された冷媒を冷却し、内部の圧力が冷媒の
臨界圧力を越える放熱器と、前記放熱器から流出した冷
媒を分岐させる分岐部と、前記分岐部にて分岐された一
方の冷媒を第１所定圧力まで減圧する第１減圧装置と、
前記第１減圧装置にて減圧された冷媒と他方側の冷媒と
を熱交換して他方側の冷媒を冷却するエコノマイザと、
前記エコノマイザにて冷却された他方側の冷媒を、前記
第１所定圧力より低い第２所定圧力まで減圧する第２減
圧装置と、前記第２減圧装置にて減圧された冷媒を蒸発
させる蒸発器と、前記エコノマイザと前記蒸発器との間
に位置し、前記他方側の冷媒を前記蒸発器から流出した
冷媒で冷却するインタークーラと、前記蒸発器から前記
インタークーラを経て流出した冷媒を吸収圧縮し、前記
放熱器に向けて吐出する圧縮装置とを備え、前記第１減
圧装置にて減圧された冷媒を前記圧縮装置の吸入圧縮工
程の途中に導くための冷媒インジェクションラインを備
えた超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルであって、前記冷媒イ
ンジェクションラインにインジェクション圧力切換手段
を設けるとともに、前記放熱器と前記分岐部との間に設
置した第１開閉弁と、前記エコノマイザと前記インター
クーラとの間に設置した第２開閉弁と、前記放熱器と前
記第１開閉弁との間から分岐して前記第２開閉弁と前記
インタークーラとの間に連結され途中に第３開閉弁を備
えた第１バイパスラインと、前記エコノマイザと前記第
２開閉弁との間から分岐して前記インタークーラと前記
第２減圧装置との間に連結され途中に第４開閉弁を備え
た第２バイパスラインとを設けたことを特徴とするもの
である。
クルは、圧縮された冷媒を冷却し、内部の圧力が冷媒の
臨界圧力を越える放熱器と、前記放熱器から流出した冷
媒を分岐させる分岐部と、前記分岐部にて分岐された一
方の冷媒を第１所定圧力まで減圧する第１減圧装置と、
前記第１減圧装置にて減圧された冷媒と他方側の冷媒と
を熱交換して他方側の冷媒を冷却するエコノマイザと、
前記エコノマイザにて冷却された他方側の冷媒を、前記
第１所定圧力より低い第２所定圧力まで減圧する第２減
圧装置と、前記第２減圧装置にて減圧された冷媒を蒸発
させる蒸発器と、前記エコノマイザと前記蒸発器との間
に位置し、前記他方側の冷媒を前記蒸発器から流出した
冷媒で冷却するインタークーラと、前記蒸発器から前記
インタークーラを経て流出した冷媒を吸収圧縮し、前記
放熱器に向けて吐出する圧縮装置とを備え、前記第１減
圧装置にて減圧された冷媒を前記圧縮装置の吸入圧縮工
程の途中に導くための冷媒インジェクションラインを備
えた超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルであって、前記冷媒イ
ンジェクションラインにインジェクション圧力切換手段
を設けるとともに、前記放熱器と前記分岐部との間に設
置した第１開閉弁と、前記エコノマイザと前記インター
クーラとの間に設置した第２開閉弁と、前記放熱器と前
記第１開閉弁との間から分岐して前記第２開閉弁と前記
インタークーラとの間に連結され途中に第３開閉弁を備
えた第１バイパスラインと、前記エコノマイザと前記第
２開閉弁との間から分岐して前記インタークーラと前記
第２減圧装置との間に連結され途中に第４開閉弁を備え
た第２バイパスラインとを設けたことを特徴とするもの
である。
【００２０】このような超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルに
よれば、第１減圧装置によるインジェクション冷媒の流
量制御に加えて、運転条件に応じた最適のインジェクシ
ョン圧力を選択切換できるので、中間圧力（インジェク
ション側蒸発温度）を変えてエコノマイザ能力を制御す
ることが可能になり、さらに、第１開閉弁、第２開閉
弁、第３開閉弁及び第４開閉弁の開閉操作により、エコ
ノマイザ単独運転、インタークーラ単独運転及びエコノ
マイザ・インタークーラ併用運転の中から、最適の運転
を選択切り換えすることが可能になる。
よれば、第１減圧装置によるインジェクション冷媒の流
量制御に加えて、運転条件に応じた最適のインジェクシ
ョン圧力を選択切換できるので、中間圧力（インジェク
ション側蒸発温度）を変えてエコノマイザ能力を制御す
ることが可能になり、さらに、第１開閉弁、第２開閉
弁、第３開閉弁及び第４開閉弁の開閉操作により、エコ
ノマイザ単独運転、インタークーラ単独運転及びエコノ
マイザ・インタークーラ併用運転の中から、最適の運転
を選択切り換えすることが可能になる。
【００２１】請求項１または３に記載の超臨界蒸気圧縮
冷凍サイクルにおいては、前記圧縮装置が複数のインジ
ェクションポートを備えたスクロール圧縮機であり、前
記インジェクション圧力切換手段は、前記インジェクシ
ョンラインを複数に分岐させてそれぞれに開閉弁を設
け、分岐したインジェクションラインをそれぞれ異なる
インジェクションポートに連結したものでもよいし、あ
るいは、前記圧縮装置が往復式であり、前記インジェク
ション圧力切換手段は、前記インジェクションラインに
設けた開閉弁の開閉操作タイミングを調整するものでも
よい。なお、往復式の圧縮機には、たとえばクランク式
や斜板式などがある。また、請求項２から５のいずれか
に記載の超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルにおいては、前記
第１開閉弁、第２開閉弁、第３開閉弁及び第４開閉弁の
開閉は、前記圧縮装置から吐出される冷媒温度を検出し
て切換操作されることが好ましい。
冷凍サイクルにおいては、前記圧縮装置が複数のインジ
ェクションポートを備えたスクロール圧縮機であり、前
記インジェクション圧力切換手段は、前記インジェクシ
ョンラインを複数に分岐させてそれぞれに開閉弁を設
け、分岐したインジェクションラインをそれぞれ異なる
インジェクションポートに連結したものでもよいし、あ
るいは、前記圧縮装置が往復式であり、前記インジェク
ション圧力切換手段は、前記インジェクションラインに
設けた開閉弁の開閉操作タイミングを調整するものでも
よい。なお、往復式の圧縮機には、たとえばクランク式
や斜板式などがある。また、請求項２から５のいずれか
に記載の超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルにおいては、前記
第１開閉弁、第２開閉弁、第３開閉弁及び第４開閉弁の
開閉は、前記圧縮装置から吐出される冷媒温度を検出し
て切換操作されることが好ましい。
【００２２】請求項７に記載の超臨界蒸気圧縮冷凍サイ
クルは、圧縮された冷媒を冷却し、内部の圧力が冷媒の
臨界圧力を越える放熱器と、前記放熱器から流出した冷
媒を分岐させる分岐部と、前記分岐部にて分岐された一
方の冷媒を第１所定圧力まで減圧する第１減圧装置と、
前記第１減圧装置にて減圧された冷媒と他方側の冷媒と
を熱交換して他方側の冷媒を冷却するエコノマイザと、
前記エコノマイザにて冷却された他方側の冷媒を、前記
第１所定圧力より低い第２所定圧力まで減圧する第２減
圧装置と、前記第２減圧装置にて減圧された冷媒を蒸発
させる蒸発器と、前記蒸発器から流出した冷媒を吸収圧
縮し、前記放熱器に向けて吐出する圧縮装置とを備え、
前記第１減圧装置にて減圧された冷媒を前記圧縮装置の
吸入圧縮工程の途中に導くための冷媒インジェクション
ラインを備えた超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルであって、
前記圧縮装置が直列に配列された複数の圧縮機よりな
り、前記冷媒インジェクションラインを前記複数の圧縮
機間に連結したことを特徴とするものである。
クルは、圧縮された冷媒を冷却し、内部の圧力が冷媒の
臨界圧力を越える放熱器と、前記放熱器から流出した冷
媒を分岐させる分岐部と、前記分岐部にて分岐された一
方の冷媒を第１所定圧力まで減圧する第１減圧装置と、
前記第１減圧装置にて減圧された冷媒と他方側の冷媒と
を熱交換して他方側の冷媒を冷却するエコノマイザと、
前記エコノマイザにて冷却された他方側の冷媒を、前記
第１所定圧力より低い第２所定圧力まで減圧する第２減
圧装置と、前記第２減圧装置にて減圧された冷媒を蒸発
させる蒸発器と、前記蒸発器から流出した冷媒を吸収圧
縮し、前記放熱器に向けて吐出する圧縮装置とを備え、
前記第１減圧装置にて減圧された冷媒を前記圧縮装置の
吸入圧縮工程の途中に導くための冷媒インジェクション
ラインを備えた超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルであって、
前記圧縮装置が直列に配列された複数の圧縮機よりな
り、前記冷媒インジェクションラインを前記複数の圧縮
機間に連結したことを特徴とするものである。
【００２３】このような超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルに
よれば、複数段圧縮１段膨張式の冷凍サイクルとなり、
各圧縮機の独立運転が可能になるので、広範囲な条件に
おいて冷凍能力及び効率を確保することができる。この
場合、前記エコノマイザ出口で高圧制御を行うことが好
ましく、また、前記複数の圧縮機は、それぞれ独立して
回転数制御することが好ましい。なお、好適な回転数制
御手段としては、インバータ制御や極数変換などがあ
る。
よれば、複数段圧縮１段膨張式の冷凍サイクルとなり、
各圧縮機の独立運転が可能になるので、広範囲な条件に
おいて冷凍能力及び効率を確保することができる。この
場合、前記エコノマイザ出口で高圧制御を行うことが好
ましく、また、前記複数の圧縮機は、それぞれ独立して
回転数制御することが好ましい。なお、好適な回転数制
御手段としては、インバータ制御や極数変換などがあ
る。
【００２４】請求項１０に記載の超臨界蒸気圧縮式冷凍
サイクルは、圧縮された冷媒を冷却し、内部の圧力が冷
媒の臨界圧力を越える放熱器と、前記放熱器から流出し
た冷媒を所定圧力まで減圧する減圧装置と、前記減圧装
置にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発
器から流出した冷媒を吸収圧縮し、前記放熱器に向けて
吐出する圧縮装置とを備えた超臨界蒸気圧縮冷凍サイク
ルであって、前記放熱器から流出した冷媒を液相域まで
減圧する手段と、余剰冷媒を保持する中間圧力レシーバ
と、液冷媒の流動状態を判断する視認部とを具備してな
る冷媒量管理手段を設けたことを特徴とするものであ
る。
サイクルは、圧縮された冷媒を冷却し、内部の圧力が冷
媒の臨界圧力を越える放熱器と、前記放熱器から流出し
た冷媒を所定圧力まで減圧する減圧装置と、前記減圧装
置にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発
器から流出した冷媒を吸収圧縮し、前記放熱器に向けて
吐出する圧縮装置とを備えた超臨界蒸気圧縮冷凍サイク
ルであって、前記放熱器から流出した冷媒を液相域まで
減圧する手段と、余剰冷媒を保持する中間圧力レシーバ
と、液冷媒の流動状態を判断する視認部とを具備してな
る冷媒量管理手段を設けたことを特徴とするものであ
る。
【００２５】このような超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルに
よれば、放熱器を出た冷媒が意図的に液相状態とされ、
その流動状態を視認部から可視確認できるようになるの
で、最適冷媒量の判断が可能となる。この場合、前記視
認部を前記中間圧力レシーバの下部または出口に設ける
ことが好ましい。
よれば、放熱器を出た冷媒が意図的に液相状態とされ、
その流動状態を視認部から可視確認できるようになるの
で、最適冷媒量の判断が可能となる。この場合、前記視
認部を前記中間圧力レシーバの下部または出口に設ける
ことが好ましい。
【００２６】請求項１２に記載の超臨界蒸気圧縮冷凍サ
イクルは、圧縮された冷媒を冷却し、内部の圧力が冷媒
の臨界圧力を越える放熱器と、前記放熱器から流出した
冷媒を分岐させる分岐部と、前記分岐部にて分岐された
一方の冷媒を第１所定圧力まで減圧する第１減圧装置
と、前記第１減圧装置にて減圧された冷媒と他方側の冷
媒とを熱交換して他方側の冷媒を冷却するエコノマイザ
と、前記エコノマイザにて冷却された他方側の冷媒を、
前記第１所定圧力より低い第２所定圧力まで減圧する第
２減圧装置と、前記第２減圧装置にて減圧された冷媒を
蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器から流出した冷媒を吸
収圧縮し、前記放熱器に向けて吐出する圧縮装置とを備
え、前記第１減圧装置にて減圧された冷媒を前記圧縮装
置の吸入圧縮工程の途中に導くための冷媒インジェクシ
ョンラインを備えた超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルであっ
て、前記圧縮装置が直列に配列された低段圧縮機及び高
段圧縮機よりなり、前記冷媒インジェクションラインを
前記低段圧縮機及び高段圧縮機間に連結するとともに、
前記エコノマイザから流出した冷媒を２相域まで減圧す
る手段と、余剰冷媒を保持する中間圧力レシーバと、液
冷媒の流動状態を判断する視認部とを具備してなる冷媒
量管理手段を設け、前記中間圧力レシーバの上部と前記
高圧段圧縮機の吸入側とを連結するガス抜き回路を設け
て、気液２相域状態の前記中間圧力レシーバ内から気相
冷媒を前記高圧段圧縮機の吸入側に抽気するように構成
したことを特徴とするものである。
イクルは、圧縮された冷媒を冷却し、内部の圧力が冷媒
の臨界圧力を越える放熱器と、前記放熱器から流出した
冷媒を分岐させる分岐部と、前記分岐部にて分岐された
一方の冷媒を第１所定圧力まで減圧する第１減圧装置
と、前記第１減圧装置にて減圧された冷媒と他方側の冷
媒とを熱交換して他方側の冷媒を冷却するエコノマイザ
と、前記エコノマイザにて冷却された他方側の冷媒を、
前記第１所定圧力より低い第２所定圧力まで減圧する第
２減圧装置と、前記第２減圧装置にて減圧された冷媒を
蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器から流出した冷媒を吸
収圧縮し、前記放熱器に向けて吐出する圧縮装置とを備
え、前記第１減圧装置にて減圧された冷媒を前記圧縮装
置の吸入圧縮工程の途中に導くための冷媒インジェクシ
ョンラインを備えた超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルであっ
て、前記圧縮装置が直列に配列された低段圧縮機及び高
段圧縮機よりなり、前記冷媒インジェクションラインを
前記低段圧縮機及び高段圧縮機間に連結するとともに、
前記エコノマイザから流出した冷媒を２相域まで減圧す
る手段と、余剰冷媒を保持する中間圧力レシーバと、液
冷媒の流動状態を判断する視認部とを具備してなる冷媒
量管理手段を設け、前記中間圧力レシーバの上部と前記
高圧段圧縮機の吸入側とを連結するガス抜き回路を設け
て、気液２相域状態の前記中間圧力レシーバ内から気相
冷媒を前記高圧段圧縮機の吸入側に抽気するように構成
したことを特徴とするものである。
【００２７】このような超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルに
よれば、中間圧力レシーバ内が気液２相状態となり、蒸
発器で仕事をしない冷媒の気相成分を高圧段圧縮機の吸
入側に抽気することで低圧段圧縮機の動力を減少させ、
効率を向上させることが可能となる。この場合、前記中
間圧力レシーバ内で分離した液冷媒成分の流動状態を視
認部で確認して冷媒量を判断すれば、最適冷媒量を目視
により容易に判断することが可能となる。
よれば、中間圧力レシーバ内が気液２相状態となり、蒸
発器で仕事をしない冷媒の気相成分を高圧段圧縮機の吸
入側に抽気することで低圧段圧縮機の動力を減少させ、
効率を向上させることが可能となる。この場合、前記中
間圧力レシーバ内で分離した液冷媒成分の流動状態を視
認部で確認して冷媒量を判断すれば、最適冷媒量を目視
により容易に判断することが可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る超臨界蒸気圧
縮冷凍サイクルの一実施形態を、図面に基づいて説明す
る。なお、以下の各実施形態では、超臨界域で使用され
る冷媒が二酸化炭素（ＣＯ2 ）であるものとして説明す
る。
縮冷凍サイクルの一実施形態を、図面に基づいて説明す
る。なお、以下の各実施形態では、超臨界域で使用され
る冷媒が二酸化炭素（ＣＯ2 ）であるものとして説明す
る。
【００２９】＜第１の実施形態＞図１に示す第１の実施
形態において、符号の１は圧縮機、２はガスクーラ（放
熱器）、４は膨張弁（第２減圧装置）、５はエバポレー
タ（蒸発器）、６は分岐部、７はエコノマイザ（冷却
器）、８は絞り弁（第１減圧装置）、９は冷媒インジェ
クションラインを示しており、各機器を冷媒配管により
連結することで、系内を循環する冷媒が状態変化を繰り
返す冷凍サイクルが構成されている。
形態において、符号の１は圧縮機、２はガスクーラ（放
熱器）、４は膨張弁（第２減圧装置）、５はエバポレー
タ（蒸発器）、６は分岐部、７はエコノマイザ（冷却
器）、８は絞り弁（第１減圧装置）、９は冷媒インジェ
クションラインを示しており、各機器を冷媒配管により
連結することで、系内を循環する冷媒が状態変化を繰り
返す冷凍サイクルが構成されている。
【００３０】圧縮機１は、気相のＣＯ2 冷媒を吸収圧縮
し、後述するガスクーラ２に向けて吐出する圧縮装置で
あり、たとえばスクロール圧縮機や往復式圧縮機（クラ
ンク式や斜板式など）が採用される。ガスクーラ２は、
圧縮機１で圧縮された高温高圧のＣＯ2 冷媒を外気等に
より冷却する熱交換器であり、内部の圧力がＣＯ2 冷媒
の臨界圧力を越えるように設定されている。
し、後述するガスクーラ２に向けて吐出する圧縮装置で
あり、たとえばスクロール圧縮機や往復式圧縮機（クラ
ンク式や斜板式など）が採用される。ガスクーラ２は、
圧縮機１で圧縮された高温高圧のＣＯ2 冷媒を外気等に
より冷却する熱交換器であり、内部の圧力がＣＯ2 冷媒
の臨界圧力を越えるように設定されている。
【００３１】ガスクーラ２から流出した高圧のＣＯ2 冷
媒は、分岐部６において、直接エコノマイザ７へ流れる
ものと絞り弁８を通過してエコノマイザ７へ流れるもの
とに分流される。一方のＣＯ2 冷媒は、絞り弁８を通過
することで第１所定圧力（中間圧力）Ｐ１まで減圧され
て低温となり、エコノマイザ７内の一方の流路を通過し
て圧縮機１へ送られるインジェクション冷媒であり、他
方のＣＯ2 冷媒は、エコノマイザ７内の他方の流路を通
過して膨張弁４及びエバポレータ５へ供給される冷凍冷
媒である。
媒は、分岐部６において、直接エコノマイザ７へ流れる
ものと絞り弁８を通過してエコノマイザ７へ流れるもの
とに分流される。一方のＣＯ2 冷媒は、絞り弁８を通過
することで第１所定圧力（中間圧力）Ｐ１まで減圧され
て低温となり、エコノマイザ７内の一方の流路を通過し
て圧縮機１へ送られるインジェクション冷媒であり、他
方のＣＯ2 冷媒は、エコノマイザ７内の他方の流路を通
過して膨張弁４及びエバポレータ５へ供給される冷凍冷
媒である。
【００３２】エコノマイザ７は、ガスクーラ２から直接
導入した冷凍冷媒と絞り弁８を通過してきたインジェク
ション冷媒との間で熱交換させる向流型熱交換器であ
り、低温のインジェクション冷媒による冷凍冷媒の冷却
が可能となる。エコノマイザ７にて冷却された冷凍冷媒
は、上述した第１所定圧力Ｐ１より低い第２所定圧力Ｐ
２まで減圧する膨張弁４を通って減圧され、気液２相状
態となってエバポレータ５へ送られる。エバポレータ５
に送られた気液２相の冷媒は、エバポレータ５を通過す
る空気から蒸発潜熱を奪って蒸発するので、蒸発潜熱を
奪われた空気は冷却されることとなる。こうして蒸発し
た冷凍冷媒は、エバポレータ５から圧縮機１に再度吸入
される。
導入した冷凍冷媒と絞り弁８を通過してきたインジェク
ション冷媒との間で熱交換させる向流型熱交換器であ
り、低温のインジェクション冷媒による冷凍冷媒の冷却
が可能となる。エコノマイザ７にて冷却された冷凍冷媒
は、上述した第１所定圧力Ｐ１より低い第２所定圧力Ｐ
２まで減圧する膨張弁４を通って減圧され、気液２相状
態となってエバポレータ５へ送られる。エバポレータ５
に送られた気液２相の冷媒は、エバポレータ５を通過す
る空気から蒸発潜熱を奪って蒸発するので、蒸発潜熱を
奪われた空気は冷却されることとなる。こうして蒸発し
た冷凍冷媒は、エバポレータ５から圧縮機１に再度吸入
される。
【００３３】また、絞り弁８にて減圧されたインジェク
ション冷媒は、エコノマイザ７で冷凍冷媒を冷却した
後、冷媒インジェクションライン９を通って圧縮機１の
吸入圧縮工程の途中に導かれる。この結果、エバポレー
タ５から流出した冷凍冷媒及び圧縮行程中にインジェク
ションされたインジェクション冷媒は圧縮機１内で合流
し、再度の圧縮を受けてガスクーラ２へ吐出される。し
たがって、ＣＯ2 冷媒は以後同様の状態変化を繰り返
し、冷凍サイクル中を循環する。
ション冷媒は、エコノマイザ７で冷凍冷媒を冷却した
後、冷媒インジェクションライン９を通って圧縮機１の
吸入圧縮工程の途中に導かれる。この結果、エバポレー
タ５から流出した冷凍冷媒及び圧縮行程中にインジェク
ションされたインジェクション冷媒は圧縮機１内で合流
し、再度の圧縮を受けてガスクーラ２へ吐出される。し
たがって、ＣＯ2 冷媒は以後同様の状態変化を繰り返
し、冷凍サイクル中を循環する。
【００３４】そして、このような構成のＣＯ2 冷凍サイ
クルに対し、冷媒インジェクションライン９にはインジ
ェクション圧力切換手段２０が設けられている。このイ
ンジェクション圧力切換手段２０は、冷媒インジェクシ
ョンライン９の圧縮機１側を複数（図示の例では３つ）
に分岐させ、分岐流路２１，２２，２３のそれぞれに開
閉弁２１ａ，２１ｂ，２１ｃを設けたものである。この
場合の圧縮機１はスクロール圧縮機であり、各分岐流路
２１，２２，２３はそれぞれ異なる圧縮段階に開口する
インジェクションポートに連結されている。
クルに対し、冷媒インジェクションライン９にはインジ
ェクション圧力切換手段２０が設けられている。このイ
ンジェクション圧力切換手段２０は、冷媒インジェクシ
ョンライン９の圧縮機１側を複数（図示の例では３つ）
に分岐させ、分岐流路２１，２２，２３のそれぞれに開
閉弁２１ａ，２１ｂ，２１ｃを設けたものである。この
場合の圧縮機１はスクロール圧縮機であり、各分岐流路
２１，２２，２３はそれぞれ異なる圧縮段階に開口する
インジェクションポートに連結されている。
【００３５】ここで、スクロール圧縮機に設けられるイ
ンジェクションポートを図２に基づいて簡単に説明す
る。図２において、図中の符号２４は固定スクロール、
２５は固定スクロール２４に立設された固定側ラップ、
２６は固定スクロールに設けられた吐出ポート、２７は
旋回スクロールに立設された旋回側ラップを示してい
る。スクロール圧縮機は、公知のように、固定側スクロ
ール２５に対して旋回側スクロール２７が自転を阻止さ
れて公転するように構成されており、外周部側の吸入口
から吸引した圧縮ガスは中心側へ移動するにつれて圧縮
され、中心の吐出ポート２６で最高圧力となって吐出さ
れる。このようなスクロール圧縮機の固定スクロール２
４には、外周側から中心の吐出ポート２６側へ順に第１
インジェクションポート２８、第２インジェクションポ
ート２９及び第３インジェクションポート３０が設けら
れ、それぞれが冷媒インジェクションライン９の分岐流
路２１，２２，２３と連結されている。なお、各インジ
ェクションポート２８，２９，３０は、それぞれ１８０
度ずれた位置関係にある２箇所に設けられている。
ンジェクションポートを図２に基づいて簡単に説明す
る。図２において、図中の符号２４は固定スクロール、
２５は固定スクロール２４に立設された固定側ラップ、
２６は固定スクロールに設けられた吐出ポート、２７は
旋回スクロールに立設された旋回側ラップを示してい
る。スクロール圧縮機は、公知のように、固定側スクロ
ール２５に対して旋回側スクロール２７が自転を阻止さ
れて公転するように構成されており、外周部側の吸入口
から吸引した圧縮ガスは中心側へ移動するにつれて圧縮
され、中心の吐出ポート２６で最高圧力となって吐出さ
れる。このようなスクロール圧縮機の固定スクロール２
４には、外周側から中心の吐出ポート２６側へ順に第１
インジェクションポート２８、第２インジェクションポ
ート２９及び第３インジェクションポート３０が設けら
れ、それぞれが冷媒インジェクションライン９の分岐流
路２１，２２，２３と連結されている。なお、各インジ
ェクションポート２８，２９，３０は、それぞれ１８０
度ずれた位置関係にある２箇所に設けられている。
【００３６】したがって、スクロール圧縮機内における
圧力は、分岐流路２１と連結された第１インジェクショ
ンポート２８＜分岐流路２２と連結されれた第２インジ
ェクションポート２９＜分岐流路２３と連結された第３
インジェクションポート３０のようになり、開閉弁２１
ａ，２１ｂ，２１ｃの中から適宜選択した一つを開くこ
とにより、圧縮機１における吸入圧縮行程中の異なる圧
縮段階（すなわち圧力）にインジェクション冷媒をイン
ジェクションすることが可能となる。
圧力は、分岐流路２１と連結された第１インジェクショ
ンポート２８＜分岐流路２２と連結されれた第２インジ
ェクションポート２９＜分岐流路２３と連結された第３
インジェクションポート３０のようになり、開閉弁２１
ａ，２１ｂ，２１ｃの中から適宜選択した一つを開くこ
とにより、圧縮機１における吸入圧縮行程中の異なる圧
縮段階（すなわち圧力）にインジェクション冷媒をイン
ジェクションすることが可能となる。
【００３７】さて、エコノマイザ７における冷却能力
は、ガスクーラ出口側（高圧側）冷媒の状態を一定とす
ると、これと熱交換するインジェクション冷媒（中間圧
力側冷媒）の圧力（蒸発温度）及びインジェクション冷
媒／冷凍冷媒の流量比で決定される。ここで、インジェ
クション冷媒／冷凍冷媒の流量比は、絞り弁８の開度調
整により可変となる。絞り弁８の開度を大きくすると、
すなわちインジェクション流量を増加させると、中間圧
力Ｐ１が上昇して冷凍冷媒との温度差は小さくなる。し
かし、ＣＯ2 冷媒の質量流量が温度差の影響を上回って
増加するため、エコノマイザ７における冷却能力は増大
し、膨張弁４へ供給される冷凍冷媒の温度を下げること
ができる。一方、絞り弁８の開度を小さくすると、すな
わちインジェクション流量を減少させると、中間圧力Ｐ
１が低下して冷凍冷媒との温度差は大きくなる。しか
し、ＣＯ2 冷媒の質量流量が温度差の影響を上回って減
少するため、エコノマイザ７における冷却能力は減少す
る。したがって、膨張弁４へ供給される冷凍冷媒の冷却
は抑制される。
は、ガスクーラ出口側（高圧側）冷媒の状態を一定とす
ると、これと熱交換するインジェクション冷媒（中間圧
力側冷媒）の圧力（蒸発温度）及びインジェクション冷
媒／冷凍冷媒の流量比で決定される。ここで、インジェ
クション冷媒／冷凍冷媒の流量比は、絞り弁８の開度調
整により可変となる。絞り弁８の開度を大きくすると、
すなわちインジェクション流量を増加させると、中間圧
力Ｐ１が上昇して冷凍冷媒との温度差は小さくなる。し
かし、ＣＯ2 冷媒の質量流量が温度差の影響を上回って
増加するため、エコノマイザ７における冷却能力は増大
し、膨張弁４へ供給される冷凍冷媒の温度を下げること
ができる。一方、絞り弁８の開度を小さくすると、すな
わちインジェクション流量を減少させると、中間圧力Ｐ
１が低下して冷凍冷媒との温度差は大きくなる。しか
し、ＣＯ2 冷媒の質量流量が温度差の影響を上回って減
少するため、エコノマイザ７における冷却能力は減少す
る。したがって、膨張弁４へ供給される冷凍冷媒の冷却
は抑制される。
【００３８】一方、インジェクション冷媒の圧力（蒸発
温度）制御は、インジェクション圧力切換手段２０の操
作により実施する。すなわち、所望の運転状況に応じて
開閉弁２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中から最適なものを選
択して開き、インジェクション冷媒をインジェクション
する圧力、すなわち中間圧力を調整する。以下、この中
間圧力制御について説明する。この実施形態の構成で
は、効率優先運転、能力優先運転の切換が可能である。
効率を優先する場合、最適中間圧力はシステムの圧力比
を等分する圧力であり、この時圧縮仕事量が最小となる
ためＣＯＰは最高となる。中間圧力（蒸発圧力）は、厳
密にはインジェクション圧力＋配管圧力損失で決定さ
れ、インジェクションポート（圧縮行程中のポート部に
おける冷媒圧力）を選択切換することで、中間圧力を制
御する。図示の実施形態では、第２インジェクションポ
ート２９を設ける位置がこれに相当する。
温度）制御は、インジェクション圧力切換手段２０の操
作により実施する。すなわち、所望の運転状況に応じて
開閉弁２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中から最適なものを選
択して開き、インジェクション冷媒をインジェクション
する圧力、すなわち中間圧力を調整する。以下、この中
間圧力制御について説明する。この実施形態の構成で
は、効率優先運転、能力優先運転の切換が可能である。
効率を優先する場合、最適中間圧力はシステムの圧力比
を等分する圧力であり、この時圧縮仕事量が最小となる
ためＣＯＰは最高となる。中間圧力（蒸発圧力）は、厳
密にはインジェクション圧力＋配管圧力損失で決定さ
れ、インジェクションポート（圧縮行程中のポート部に
おける冷媒圧力）を選択切換することで、中間圧力を制
御する。図示の実施形態では、第２インジェクションポ
ート２９を設ける位置がこれに相当する。
【００３９】次に、能力制御について説明する。中間圧
力（蒸発温度）を変えることで、エコノマイザ７内にお
ける冷媒間（インジェクション冷媒と冷凍冷媒）の温度
差を変更でき、温度差を拡大させるとエコノマイザ７の
能力は増大し、インジェクション冷媒が低流量であって
も冷凍冷媒を所定の膨張弁入口温度まで冷却することが
できる。このため、エバポレータ５を循環する冷凍冷媒
量の減少率を小さくすることができ、大能力化が可能で
ある。このような制御は、外気温度が高く、冷却能力
（エバポレータ５における出入口のエンタルピ差）が不
足する条件にて有効である。なお、インジェクション冷
媒の流量が一定の条件において、中間圧力（蒸発温度）
を高くすると温度差が低下してエコノマイザ７の能力は
減少し、中間圧力を低くすると温度差が拡大して能力は
増強される。このように、中間圧力を制御することで、
熱負荷に応じたシステムの能力制御を行うことができ
る。そして、このような能力制御は、中間圧力制御と絞
り弁による流量制御とを適宜組み合わせて行うことでよ
り効果的なものとなる。
力（蒸発温度）を変えることで、エコノマイザ７内にお
ける冷媒間（インジェクション冷媒と冷凍冷媒）の温度
差を変更でき、温度差を拡大させるとエコノマイザ７の
能力は増大し、インジェクション冷媒が低流量であって
も冷凍冷媒を所定の膨張弁入口温度まで冷却することが
できる。このため、エバポレータ５を循環する冷凍冷媒
量の減少率を小さくすることができ、大能力化が可能で
ある。このような制御は、外気温度が高く、冷却能力
（エバポレータ５における出入口のエンタルピ差）が不
足する条件にて有効である。なお、インジェクション冷
媒の流量が一定の条件において、中間圧力（蒸発温度）
を高くすると温度差が低下してエコノマイザ７の能力は
減少し、中間圧力を低くすると温度差が拡大して能力は
増強される。このように、中間圧力を制御することで、
熱負荷に応じたシステムの能力制御を行うことができ
る。そして、このような能力制御は、中間圧力制御と絞
り弁による流量制御とを適宜組み合わせて行うことでよ
り効果的なものとなる。
【００４０】 図３に中間圧力制御及びインジェクショ
ン流量制御による冷凍能力、ＣＯＰの特性（傾向）を示
す。この図によれば、中間圧力の低い圧縮行程初期（低
圧側）へのインジェクション時に冷凍能力が高く、中間
圧力の高い圧縮行程後期（高圧側）へのインジェクショ
ン時ほど冷凍能力が低下する。そして、絞り弁８の開度
を変えてインジェクション冷媒の流量制御を行えば、図
３に白抜矢印で示すように、冷凍能力及びＣＯＰの特性
は上下に平行移動してその絶対値が変化する。
ン流量制御による冷凍能力、ＣＯＰの特性（傾向）を示
す。この図によれば、中間圧力の低い圧縮行程初期（低
圧側）へのインジェクション時に冷凍能力が高く、中間
圧力の高い圧縮行程後期（高圧側）へのインジェクショ
ン時ほど冷凍能力が低下する。そして、絞り弁８の開度
を変えてインジェクション冷媒の流量制御を行えば、図
３に白抜矢印で示すように、冷凍能力及びＣＯＰの特性
は上下に平行移動してその絶対値が変化する。
【００４１】したがって、冷却負荷が大きいとき、たと
えば設定された冷房温度と実際の室温との差（Δｔ）が
大きいような場合には、中間圧力が高くなるよう第１イ
ンジェクションポート２８を選択し、大きな冷凍能力が
得られる能力優先運転を採用し、上述したΔｔが小さく
なったら中間圧力を低く設定する第３インジェクション
ポート３０を選択するか、あるいは、効率優先運転とな
る第２インジェクションポート２９を選択すればよい。
このように、インジェクション圧力切換手段２０による
中間圧力（インジェクション冷媒側の蒸発温度）制御及
び絞り弁８によるインジェクション冷媒流量の制御を併
用して実施することが可能になるので、エコノマイザ能
力制御及び冷凍サイクル能力制御により、高効率運転及
び高外気温条件下での冷凍能力確保が可能となる。
えば設定された冷房温度と実際の室温との差（Δｔ）が
大きいような場合には、中間圧力が高くなるよう第１イ
ンジェクションポート２８を選択し、大きな冷凍能力が
得られる能力優先運転を採用し、上述したΔｔが小さく
なったら中間圧力を低く設定する第３インジェクション
ポート３０を選択するか、あるいは、効率優先運転とな
る第２インジェクションポート２９を選択すればよい。
このように、インジェクション圧力切換手段２０による
中間圧力（インジェクション冷媒側の蒸発温度）制御及
び絞り弁８によるインジェクション冷媒流量の制御を併
用して実施することが可能になるので、エコノマイザ能
力制御及び冷凍サイクル能力制御により、高効率運転及
び高外気温条件下での冷凍能力確保が可能となる。
【００４２】ところで、上述した実施形態では圧縮機１
をスクロール圧縮機として説明したが、冷凍サイクル中
にクランク式や斜板式など往復式圧縮機を採用すること
ももちろん可能である。この場合のインジェクション圧
力調整手段は、往復式圧縮機が有する圧縮動作の特徴か
ら、冷媒インジェクションライン９を分岐させる必要は
ない。すなわち、冷媒インジェクションライン９に開閉
弁を設けておき、同開閉弁を開閉するタイミングを圧縮
行程に応じて変化させればよい。この結果、圧縮行程の
初期に開閉弁を開けばインジェクション圧力は低圧とな
り、また、圧縮行程の後期に開閉弁を開けばインジェク
ション圧力は高圧となるので、所望の運転状況に応じた
最適のインジェクション圧力に選択切換できるようにな
り、上述したスクロール圧縮機と同様の作用効果が得ら
れる。
をスクロール圧縮機として説明したが、冷凍サイクル中
にクランク式や斜板式など往復式圧縮機を採用すること
ももちろん可能である。この場合のインジェクション圧
力調整手段は、往復式圧縮機が有する圧縮動作の特徴か
ら、冷媒インジェクションライン９を分岐させる必要は
ない。すなわち、冷媒インジェクションライン９に開閉
弁を設けておき、同開閉弁を開閉するタイミングを圧縮
行程に応じて変化させればよい。この結果、圧縮行程の
初期に開閉弁を開けばインジェクション圧力は低圧とな
り、また、圧縮行程の後期に開閉弁を開けばインジェク
ション圧力は高圧となるので、所望の運転状況に応じた
最適のインジェクション圧力に選択切換できるようにな
り、上述したスクロール圧縮機と同様の作用効果が得ら
れる。
【００４３】＜第２の実施形態＞図４に示す第２の実施
形態には、エコノマイザ７とインタークーラ１０とを併
用したＣＯ2 冷凍サイクルが示されている。図４（ａ）
に示す構成図において、図中の符号１０はインタークー
ラ、ＳＶ１は第１開閉弁、ＳＶ２は第２開閉弁、ＳＶ３
は第３開閉弁、ＳＶ４第４開閉弁、３１は第１バイパス
ライン、３２は第２バイパスラインである。なお、他の
構成要素については上述した第１の実施形態と同様であ
るため、ここではその詳細な説明を省略する。
形態には、エコノマイザ７とインタークーラ１０とを併
用したＣＯ2 冷凍サイクルが示されている。図４（ａ）
に示す構成図において、図中の符号１０はインタークー
ラ、ＳＶ１は第１開閉弁、ＳＶ２は第２開閉弁、ＳＶ３
は第３開閉弁、ＳＶ４第４開閉弁、３１は第１バイパス
ライン、３２は第２バイパスラインである。なお、他の
構成要素については上述した第１の実施形態と同様であ
るため、ここではその詳細な説明を省略する。
【００４４】このＣＯ2 冷凍サイクルは、エコノマイザ
７とインタークーラ１０とを直列に配置し、エコノマイ
ザ７の単独使用、インタークーラ１０の単独使用及びエ
コノマイザ７とインタークーラ１０との併用を運転状況
に応じて適宜選択できるようにしたものである。第１開
閉弁ＳＶ１は、ガスクーラ２と分岐部６との間に配置さ
れ、そして、第２開閉弁ＳＶ２は、エコノマイザ７とイ
ンタークーラ１０との間に配置されている。
７とインタークーラ１０とを直列に配置し、エコノマイ
ザ７の単独使用、インタークーラ１０の単独使用及びエ
コノマイザ７とインタークーラ１０との併用を運転状況
に応じて適宜選択できるようにしたものである。第１開
閉弁ＳＶ１は、ガスクーラ２と分岐部６との間に配置さ
れ、そして、第２開閉弁ＳＶ２は、エコノマイザ７とイ
ンタークーラ１０との間に配置されている。
【００４５】第１バイパスライン３１は、ガスクーラ３
１と第１開閉弁ＳＶ１との間から分岐して第２開閉弁Ｓ
Ｖ２とインタークーラ１０との間に連結され、同第１バ
イパスライン３１の途中には第３開閉弁ＳＶ３が配置さ
れている。すなわち、第１バイパスライン３１は、分岐
部６及びエコノマイザ７をバイパスする冷媒流路を形成
している。また、第２バイパスライン３２は、エコノマ
イザ７と第２開閉弁ＳＶ２との間から分岐してインター
クーラ１０とエバポレータ５との間に連結され、同第２
バイパスライン３２の途中には第４開閉弁ＳＶ４が配置
されている。すなわち、第２バイパスライン３２は、イ
ンタークーラ１０をバイパスする冷媒流路を形成してい
る。
１と第１開閉弁ＳＶ１との間から分岐して第２開閉弁Ｓ
Ｖ２とインタークーラ１０との間に連結され、同第１バ
イパスライン３１の途中には第３開閉弁ＳＶ３が配置さ
れている。すなわち、第１バイパスライン３１は、分岐
部６及びエコノマイザ７をバイパスする冷媒流路を形成
している。また、第２バイパスライン３２は、エコノマ
イザ７と第２開閉弁ＳＶ２との間から分岐してインター
クーラ１０とエバポレータ５との間に連結され、同第２
バイパスライン３２の途中には第４開閉弁ＳＶ４が配置
されている。すなわち、第２バイパスライン３２は、イ
ンタークーラ１０をバイパスする冷媒流路を形成してい
る。
【００４６】このような構成としたため、エコノマイザ
７及びインタークーラ１０を併用した運転時には、図４
（ｂ）の弁開閉マトリクスに示したように、第１開閉弁
ＳＶ１及び第２開閉弁ＳＶ２を開き、第３開閉弁ＳＶ３
及び第４開閉弁ＳＶ４を閉じることで、第１バイパスラ
イン３１及び第２バイパスライン３２が閉じられ、圧縮
機１を出たＣＯ2 冷媒は、ガスクーラ２、エコノマイザ
７、インタークーラ１０、膨張弁４及びエバポレータ５
を通過して流れるＣＯ2 冷凍サイクルを形成することが
できる。
７及びインタークーラ１０を併用した運転時には、図４
（ｂ）の弁開閉マトリクスに示したように、第１開閉弁
ＳＶ１及び第２開閉弁ＳＶ２を開き、第３開閉弁ＳＶ３
及び第４開閉弁ＳＶ４を閉じることで、第１バイパスラ
イン３１及び第２バイパスライン３２が閉じられ、圧縮
機１を出たＣＯ2 冷媒は、ガスクーラ２、エコノマイザ
７、インタークーラ１０、膨張弁４及びエバポレータ５
を通過して流れるＣＯ2 冷凍サイクルを形成することが
できる。
【００４７】また、エコノマイザ７単独の運転時には、
図４（ｂ）の弁開閉マトリクスに示したように、第１開
閉弁ＳＶ１及び第４開閉弁ＳＶ４を開き、第２開閉弁Ｓ
Ｖ２及び第３開閉弁ＳＶ３を閉じることで、第２バイパ
スライン３２を連通状態とする。この結果、第１バイパ
スライン３２が閉じられ、圧縮機１を出たＣＯ2 冷媒
は、ガスクーラ２、エコノマイザ７、第２バイパスライ
ン３２、膨張弁４及びエバポレータ５を通過すると共
に、インタークーラ７をバイパスして流れるＣＯ2冷凍
サイクルを形成することができる。
図４（ｂ）の弁開閉マトリクスに示したように、第１開
閉弁ＳＶ１及び第４開閉弁ＳＶ４を開き、第２開閉弁Ｓ
Ｖ２及び第３開閉弁ＳＶ３を閉じることで、第２バイパ
スライン３２を連通状態とする。この結果、第１バイパ
スライン３２が閉じられ、圧縮機１を出たＣＯ2 冷媒
は、ガスクーラ２、エコノマイザ７、第２バイパスライ
ン３２、膨張弁４及びエバポレータ５を通過すると共
に、インタークーラ７をバイパスして流れるＣＯ2冷凍
サイクルを形成することができる。
【００４８】さらに、インタークーラ１０単独の運転時
には、図４（ｂ）の弁開閉マトリクスに示したように、
第３開閉弁ＳＶ３のみを開き、第１開閉弁ＳＶ１、第２
開閉弁ＳＶ２及び第４開閉弁ＳＶ４を閉じることで、第
１バイパスライン３１を連通状態とする。この結果、第
２バイパスライン３２が閉じられ、圧縮機１を出たＣＯ
2 冷媒は、ガスクーラ２、第１バイパスライン３１、イ
ンタークーラ１０、膨張弁４及びエバポレータ５を通過
すると共に、エコノマイザ７をバイパスして流れるＣＯ
2 冷凍サイクルを形成することができる。
には、図４（ｂ）の弁開閉マトリクスに示したように、
第３開閉弁ＳＶ３のみを開き、第１開閉弁ＳＶ１、第２
開閉弁ＳＶ２及び第４開閉弁ＳＶ４を閉じることで、第
１バイパスライン３１を連通状態とする。この結果、第
２バイパスライン３２が閉じられ、圧縮機１を出たＣＯ
2 冷媒は、ガスクーラ２、第１バイパスライン３１、イ
ンタークーラ１０、膨張弁４及びエバポレータ５を通過
すると共に、エコノマイザ７をバイパスして流れるＣＯ
2 冷凍サイクルを形成することができる。
【００４９】したがって、エコノマイザ７を単独で使用
する運転は、インタークーラ７を単独で使用する運転と
比較して圧縮機１の吸入温度を低くできるため、圧縮効
率の面で有利になり、かつ、圧縮機１の吐出温度を抑制
することができる。特に、ＣＯ2 冷媒はその物性上吐出
温度が高くなるため、圧力比の大きい運転条件では、冷
凍機油（潤滑油）及びシール面の劣化が問題となるの
で、耐久性を向上させるためにはエコノマイザ７の単独
運転が有利である。一方、圧力比が小さく、吐出温度を
抑制しなくてよい運転条件では、より膨張弁４の入口温
度を低くでき、冷却能力を拡大できるインタークーラ１
０の単独運転を採用する。そして、さらに冷却能力が必
要となった場合には、エコノマイザ７及びインタークー
ラ１０の両方を用いた運転を実施することで対応するこ
とができる。
する運転は、インタークーラ７を単独で使用する運転と
比較して圧縮機１の吸入温度を低くできるため、圧縮効
率の面で有利になり、かつ、圧縮機１の吐出温度を抑制
することができる。特に、ＣＯ2 冷媒はその物性上吐出
温度が高くなるため、圧力比の大きい運転条件では、冷
凍機油（潤滑油）及びシール面の劣化が問題となるの
で、耐久性を向上させるためにはエコノマイザ７の単独
運転が有利である。一方、圧力比が小さく、吐出温度を
抑制しなくてよい運転条件では、より膨張弁４の入口温
度を低くでき、冷却能力を拡大できるインタークーラ１
０の単独運転を採用する。そして、さらに冷却能力が必
要となった場合には、エコノマイザ７及びインタークー
ラ１０の両方を用いた運転を実施することで対応するこ
とができる。
【００５０】このように、吐出温度抑制のためのエコノ
マイザ単独運転、能力拡大のためのインタークーラ単独
運転及びより一層の能力拡大に適したエコノマイザ／イ
ンタークーラ併用運転を使い分けることにより、耐久性
の面で不利になるエコノマイザ運転時間を短くでき、冷
却能力の拡大と耐久性及び信頼性の向上とを両立できる
ようになる。なお、上述した運転切換操作は、たとえば
圧縮機１から吐出される冷媒温度を検出して行えばよ
い。
マイザ単独運転、能力拡大のためのインタークーラ単独
運転及びより一層の能力拡大に適したエコノマイザ／イ
ンタークーラ併用運転を使い分けることにより、耐久性
の面で不利になるエコノマイザ運転時間を短くでき、冷
却能力の拡大と耐久性及び信頼性の向上とを両立できる
ようになる。なお、上述した運転切換操作は、たとえば
圧縮機１から吐出される冷媒温度を検出して行えばよ
い。
【００５１】＜第３の実施形態＞図５に示す第３の実施
形態は、上述した第１の実施形態と第２の実施形態とを
組み合わせたものであり、それぞれの構成要素には同じ
符号を付し、その詳細な説明は省略する。このような構
成とすれば、第２の実施形態においてエコノマイザ７を
使用する運転時、すなわちエコノマイザ単独運転及びエ
コノマイザ／インタークーラ併用運転時において、イン
ジェクション圧力切換手段２０によるインジェクション
冷媒のインジェクション圧力制御が可能となる。このた
め、絞り弁８によるインジェクション冷媒流量の制御に
加えて、中間圧力（インジェクション側蒸発温度）制御
による高効率運転及び高外気温時の冷却能力確保が可能
になる。
形態は、上述した第１の実施形態と第２の実施形態とを
組み合わせたものであり、それぞれの構成要素には同じ
符号を付し、その詳細な説明は省略する。このような構
成とすれば、第２の実施形態においてエコノマイザ７を
使用する運転時、すなわちエコノマイザ単独運転及びエ
コノマイザ／インタークーラ併用運転時において、イン
ジェクション圧力切換手段２０によるインジェクション
冷媒のインジェクション圧力制御が可能となる。このた
め、絞り弁８によるインジェクション冷媒流量の制御に
加えて、中間圧力（インジェクション側蒸発温度）制御
による高効率運転及び高外気温時の冷却能力確保が可能
になる。
【００５２】＜第４の実施形態＞図６に示す第４の実施
形態のＣＯ2 冷凍サイクルは、独立して運転可能な２台
の圧縮機を用いた構成が図１に示す第１の実施形態と異
なっており、したがって、同一の構成要素には同じ符号
を付してその詳細な説明は省略する。すなわち、低段圧
縮機１Ｌと高段圧縮機１Ｈとが直列に接続され、ガスク
ーラ２、エコマナイザ７、高圧制御弁３、膨張弁４、エ
バポレータ５及び絞り弁８を具備して構成される。な
お、このＣＯ2 冷凍サイクルでは、ガスクーラ出口温度
に対する最適高圧圧力をエコノマイザ出口で制御する。
形態のＣＯ2 冷凍サイクルは、独立して運転可能な２台
の圧縮機を用いた構成が図１に示す第１の実施形態と異
なっており、したがって、同一の構成要素には同じ符号
を付してその詳細な説明は省略する。すなわち、低段圧
縮機１Ｌと高段圧縮機１Ｈとが直列に接続され、ガスク
ーラ２、エコマナイザ７、高圧制御弁３、膨張弁４、エ
バポレータ５及び絞り弁８を具備して構成される。な
お、このＣＯ2 冷凍サイクルでは、ガスクーラ出口温度
に対する最適高圧圧力をエコノマイザ出口で制御する。
【００５３】図６において、低段圧縮機１Ｌより吐出さ
れた冷媒は、高段圧縮機１Ｈにてさらに昇圧された後ガ
スクーラ２に入り、冷媒の熱を放熱する。ガスクーラ２
から流出した出口冷媒の一部（インジェクション冷媒）
は、分岐部６で分流して絞り弁８を通過するため、気液
の２相域まで減圧・冷却される。そして、このインジェ
クション冷媒と、分岐部６からエコノマイザ７側へ流れ
た残りの冷媒（冷凍冷媒）とをエコノマイザ７で熱交換
させることで、膨張弁４の入口冷媒温度を低下させ、冷
却効果を得る。エコノマイザ７から流出したインジェク
ション冷媒は、低段圧縮機１Ｌの吐出部に流入し、ここ
でも冷媒から蒸発潜熱を奪って高段圧縮機１Ｈの吸入温
度を低下させる。すなわち、この動作によって、高段圧
縮機１Ｈの吐出温度を抑制することができる。一方、エ
コノマイザ７にて放熱し冷却された冷凍冷媒は、高圧制
御弁３、膨張弁４を通りエバポレータ５にて吸熱し、低
段圧縮機１Ｌに吸入される。
れた冷媒は、高段圧縮機１Ｈにてさらに昇圧された後ガ
スクーラ２に入り、冷媒の熱を放熱する。ガスクーラ２
から流出した出口冷媒の一部（インジェクション冷媒）
は、分岐部６で分流して絞り弁８を通過するため、気液
の２相域まで減圧・冷却される。そして、このインジェ
クション冷媒と、分岐部６からエコノマイザ７側へ流れ
た残りの冷媒（冷凍冷媒）とをエコノマイザ７で熱交換
させることで、膨張弁４の入口冷媒温度を低下させ、冷
却効果を得る。エコノマイザ７から流出したインジェク
ション冷媒は、低段圧縮機１Ｌの吐出部に流入し、ここ
でも冷媒から蒸発潜熱を奪って高段圧縮機１Ｈの吸入温
度を低下させる。すなわち、この動作によって、高段圧
縮機１Ｈの吐出温度を抑制することができる。一方、エ
コノマイザ７にて放熱し冷却された冷凍冷媒は、高圧制
御弁３、膨張弁４を通りエバポレータ５にて吸熱し、低
段圧縮機１Ｌに吸入される。
【００５４】従来技術で説明した図１０のＣＯ2 冷凍サ
イクルでは、膨張弁４の入口温度を外気温度＋α℃まで
しか下げることができず、冷却能力（エンタルピ差）は
外気温度に依存していた。これに対し、図６に示すＣＯ
2 冷凍サイクルでは、エコノマイザ７にて膨張弁４の入
口冷媒温度を絞り弁８の出口冷媒温度付近まで下げるこ
とができるため、冷却能力（エンタルピ差）を十分確保
できる。
イクルでは、膨張弁４の入口温度を外気温度＋α℃まで
しか下げることができず、冷却能力（エンタルピ差）は
外気温度に依存していた。これに対し、図６に示すＣＯ
2 冷凍サイクルでは、エコノマイザ７にて膨張弁４の入
口冷媒温度を絞り弁８の出口冷媒温度付近まで下げるこ
とができるため、冷却能力（エンタルピ差）を十分確保
できる。
【００５５】広範囲な運転性能として、たとえば外気温
度が高く冷却能力（エンタルピ差）が小さい条件では、
高段圧縮機１Ｈのみを増速して吐出圧力を上げ、エコノ
マイザ７における仕事量を増大させることで、膨張弁４
の入口温度を下げ、冷却効果を得ることができる。ここ
で、低段圧縮機１Ｌ及び高段圧縮機１Ｈは、それぞれが
独立して回転数制御できるものとし、回転数制御の手段
としては、インバータ制御や極数変換を採用すればよ
い。また、別の方法として、上述した第１の実施形態等
と同様に中間圧力（インジェクション冷媒の蒸発温度）
を下げ、冷却能力（エンタルピ差）を確保することもで
きる。
度が高く冷却能力（エンタルピ差）が小さい条件では、
高段圧縮機１Ｈのみを増速して吐出圧力を上げ、エコノ
マイザ７における仕事量を増大させることで、膨張弁４
の入口温度を下げ、冷却効果を得ることができる。ここ
で、低段圧縮機１Ｌ及び高段圧縮機１Ｈは、それぞれが
独立して回転数制御できるものとし、回転数制御の手段
としては、インバータ制御や極数変換を採用すればよ
い。また、別の方法として、上述した第１の実施形態等
と同様に中間圧力（インジェクション冷媒の蒸発温度）
を下げ、冷却能力（エンタルピ差）を確保することもで
きる。
【００５６】先に説明したが、このＣＯ2 冷凍サイクル
では、インジェクション冷媒の蒸発潜熱にて高段圧縮機
１Ｈの吸入温度も低下させるため、高段圧縮機１Ｈの吐
出温度を抑制できる。このように、本ＣＯ2 冷凍サイク
ルでは、運転条件に合わせて２台の圧縮機１Ｌ，１Ｈを
独立して運転制御し、さらに高圧圧力、中間圧力、エコ
ノマイザ７を流れる冷凍冷媒を制御することで、状況に
応じて効率優先運転、能力優先運転を選択的に制御でき
る。
では、インジェクション冷媒の蒸発潜熱にて高段圧縮機
１Ｈの吸入温度も低下させるため、高段圧縮機１Ｈの吐
出温度を抑制できる。このように、本ＣＯ2 冷凍サイク
ルでは、運転条件に合わせて２台の圧縮機１Ｌ，１Ｈを
独立して運転制御し、さらに高圧圧力、中間圧力、エコ
ノマイザ７を流れる冷凍冷媒を制御することで、状況に
応じて効率優先運転、能力優先運転を選択的に制御でき
る。
【００５７】なお、高効率運転を実現するパラメータを
以下の値とする。 （１）高圧圧力の制御については、ガスクーラ出口温度
（℃）に対する最適高圧圧力（ＭＰａ）が図７に示す値
となるように制御する。（本ＣＯ2 冷凍サイクルでは、
最適高圧圧力がエコノマイザ７の出口圧力となる。） （２）中間圧力については、〔数１〕に示すように、低
段圧縮機１Ｌと高段圧縮機１Ｈとの圧力比を等圧力比と
する。
以下の値とする。 （１）高圧圧力の制御については、ガスクーラ出口温度
（℃）に対する最適高圧圧力（ＭＰａ）が図７に示す値
となるように制御する。（本ＣＯ2 冷凍サイクルでは、
最適高圧圧力がエコノマイザ７の出口圧力となる。） （２）中間圧力については、〔数１〕に示すように、低
段圧縮機１Ｌと高段圧縮機１Ｈとの圧力比を等圧力比と
する。
【数１】 （３）インジェクション冷媒流量は、膨張弁４の入口温
度を限界まで低下させるのに必要な蒸発潜熱を得る流量
とする。（高段圧縮機１Ｈの吐出温度を抑制したい時、
インジェクション冷媒流量を前記流量から増やす。） 膨張弁入口温度＝エコノマイザ（２相側）の蒸発温度＋
α℃ ここで、αはエコノマイザ７の能力により決まる。
度を限界まで低下させるのに必要な蒸発潜熱を得る流量
とする。（高段圧縮機１Ｈの吐出温度を抑制したい時、
インジェクション冷媒流量を前記流量から増やす。） 膨張弁入口温度＝エコノマイザ（２相側）の蒸発温度＋
α℃ ここで、αはエコノマイザ７の能力により決まる。
【００５８】＜第５の実施形態＞この実施形態は、超臨
界サイクルであるＣＯ2 冷凍サイクルにて、最適冷媒量
を従来のフロン系冷媒と同様に、液冷媒の流動状態で確
実に判断することができるようにしたものであり、たと
えば図６に示した第４の実施形態に対し、過冷却制御弁
１１、中間圧力レシーバ１２、サイトグラス１３を追加
して設けた構成としてある。図８に示すＣＯ2 冷凍サイ
クルにて、過冷却制御弁１１の出口は超臨界圧力であ
り、この状態から断熱膨張させると、冷媒は超臨界（気
相）→液相→２相に変わる。なお、モリエル線図におい
て、臨界圧力と飽和液線により囲まれた領域が液相であ
る。
界サイクルであるＣＯ2 冷凍サイクルにて、最適冷媒量
を従来のフロン系冷媒と同様に、液冷媒の流動状態で確
実に判断することができるようにしたものであり、たと
えば図６に示した第４の実施形態に対し、過冷却制御弁
１１、中間圧力レシーバ１２、サイトグラス１３を追加
して設けた構成としてある。図８に示すＣＯ2 冷凍サイ
クルにて、過冷却制御弁１１の出口は超臨界圧力であ
り、この状態から断熱膨張させると、冷媒は超臨界（気
相）→液相→２相に変わる。なお、モリエル線図におい
て、臨界圧力と飽和液線により囲まれた領域が液相であ
る。
【００５９】このＣＯ2 冷凍サイクルでは、断熱膨張過
程で過冷却制御弁１１にて臨界圧力と飽和液圧力との間
の圧力（液相）まで減圧させ、中間圧力レシーバ１２で
余剰冷媒をホールドすると共に、視認部として設けたサ
イトグラス１３で冷媒の流動状態から最適冷媒量を判断
する。また、上述した本発明の構成は、複数段の圧縮機
を直列に配置した多段圧縮やエコノマイザ７を備えた超
臨界蒸気圧縮冷凍サイクル以外、たとえば図１０に示し
たエコノマイザ７を備えていない単段圧縮構成の冷凍サ
イクルなど、超臨界サイクルを形成する全ての超臨界蒸
気圧縮冷凍サイクルに適用することが可能であり、この
ような場合においても、ガスクーラ２から流出した冷媒
を液相域まで減圧する手段としての過冷却制御弁１１及
び中間圧力レシーバ１２を高圧制御弁３の後流側に、あ
るいは、高圧制御弁３がない場合はガスクーラ２の後流
側に設ければよい。
程で過冷却制御弁１１にて臨界圧力と飽和液圧力との間
の圧力（液相）まで減圧させ、中間圧力レシーバ１２で
余剰冷媒をホールドすると共に、視認部として設けたサ
イトグラス１３で冷媒の流動状態から最適冷媒量を判断
する。また、上述した本発明の構成は、複数段の圧縮機
を直列に配置した多段圧縮やエコノマイザ７を備えた超
臨界蒸気圧縮冷凍サイクル以外、たとえば図１０に示し
たエコノマイザ７を備えていない単段圧縮構成の冷凍サ
イクルなど、超臨界サイクルを形成する全ての超臨界蒸
気圧縮冷凍サイクルに適用することが可能であり、この
ような場合においても、ガスクーラ２から流出した冷媒
を液相域まで減圧する手段としての過冷却制御弁１１及
び中間圧力レシーバ１２を高圧制御弁３の後流側に、あ
るいは、高圧制御弁３がない場合はガスクーラ２の後流
側に設ければよい。
【００６０】視認部となるサイトグラス１３は、中間圧
力レシーバ１２の下方に位置するよう設けるか、あるい
は、中間圧力レシーバ１２の出口に単独で設ける。これ
により、液冷媒の流動状態を容易に判断することができ
る。なお、上述したガスクーラ２から流出した冷媒を液
相域まで減圧する手段としては、上述した過冷却制御弁
１１の他にも、たとえば圧力制御弁などが採用可能であ
る。
力レシーバ１２の下方に位置するよう設けるか、あるい
は、中間圧力レシーバ１２の出口に単独で設ける。これ
により、液冷媒の流動状態を容易に判断することができ
る。なお、上述したガスクーラ２から流出した冷媒を液
相域まで減圧する手段としては、上述した過冷却制御弁
１１の他にも、たとえば圧力制御弁などが採用可能であ
る。
【００６１】＜第６の実施形態＞この実施形態のＣＯ2
冷凍サイクルでは、図８に示した第５の実施形態の冷凍
サイクルに対して、中間圧力レシーバ１２で分離された
気相冷媒を高段圧縮機１Ｈの吸入部に抽気するためのガ
ス戻し回路１４を追加して設け、同ガス戻し回路１４に
はガス戻し量調整弁１５を設けてある。そして、上述し
た第５の実施形態では、液冷媒の流動状態を確認するた
め中間圧力レシーバ１３内を液相域に制御したが、本実
施形態の構成では、冷媒量を確認でき、かつ、高効率な
運転が可能なＣＯ2 冷凍サイクルとなる。
冷凍サイクルでは、図８に示した第５の実施形態の冷凍
サイクルに対して、中間圧力レシーバ１２で分離された
気相冷媒を高段圧縮機１Ｈの吸入部に抽気するためのガ
ス戻し回路１４を追加して設け、同ガス戻し回路１４に
はガス戻し量調整弁１５を設けてある。そして、上述し
た第５の実施形態では、液冷媒の流動状態を確認するた
め中間圧力レシーバ１３内を液相域に制御したが、本実
施形態の構成では、冷媒量を確認でき、かつ、高効率な
運転が可能なＣＯ2 冷凍サイクルとなる。
【００６２】図９に示す第６の実施形態のＣＯ2 冷凍サ
イクルにおいては、過冷却制御弁１１にて、中間圧力レ
シーバ１２内の圧力を高段圧縮機１Ｈの吸入圧力以上
で、かつ飽和液圧力以下に制御する。このような条件で
は中間圧力レシーバ１２内は気液の２相状態であり、液
冷媒と気相冷媒が混在している。しかしながら、エバポ
レータ５で蒸発し、冷却効果を得ることができるのは液
冷媒成分のみであり、気相冷媒は冷却仕事をしない。し
たがって、中間圧力レシーバ１２から気相冷媒をガス戻
し回路１４より高段圧縮機１Ｈに抽気しても、液冷媒の
循環量は実質的に変化しないため、エバポレータ５の冷
却能力は変化しないことになる。なお、ガス戻し量調整
弁１５の機能は、中間圧力レシーバ内で分離したガス成
分のみを高段圧縮機へ吸入抽気することにある。
イクルにおいては、過冷却制御弁１１にて、中間圧力レ
シーバ１２内の圧力を高段圧縮機１Ｈの吸入圧力以上
で、かつ飽和液圧力以下に制御する。このような条件で
は中間圧力レシーバ１２内は気液の２相状態であり、液
冷媒と気相冷媒が混在している。しかしながら、エバポ
レータ５で蒸発し、冷却効果を得ることができるのは液
冷媒成分のみであり、気相冷媒は冷却仕事をしない。し
たがって、中間圧力レシーバ１２から気相冷媒をガス戻
し回路１４より高段圧縮機１Ｈに抽気しても、液冷媒の
循環量は実質的に変化しないため、エバポレータ５の冷
却能力は変化しないことになる。なお、ガス戻し量調整
弁１５の機能は、中間圧力レシーバ内で分離したガス成
分のみを高段圧縮機へ吸入抽気することにある。
【００６３】上述したように中間圧力レシーバ１２内の
気相冷媒を抽気する動作により、低段圧縮機１Ｌの冷媒
循環量は減少するので、低段圧縮機１Ｌの消費動力は減
少することになり、全体としての圧縮機動力も低減され
るためＣＯＰが良化する。また、冷媒量については、中
間圧力レシーバ１２で分離された液冷媒成分の流動をサ
イトグラス１３から見て確認することができる。
気相冷媒を抽気する動作により、低段圧縮機１Ｌの冷媒
循環量は減少するので、低段圧縮機１Ｌの消費動力は減
少することになり、全体としての圧縮機動力も低減され
るためＣＯＰが良化する。また、冷媒量については、中
間圧力レシーバ１２で分離された液冷媒成分の流動をサ
イトグラス１３から見て確認することができる。
【００６４】上述した各実施形態では冷媒をＣＯ2 とし
て説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、
他の冷媒を用いた超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルにも適用
可能なことはいうまでもない。そして、本発明の主旨を
逸脱しない範囲内であれば、いかなる構成を採用しても
よく、また、上述した各実施形態の構成を適宜組み合わ
せたものとしてもよいのはいうまでもない。
て説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、
他の冷媒を用いた超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルにも適用
可能なことはいうまでもない。そして、本発明の主旨を
逸脱しない範囲内であれば、いかなる構成を採用しても
よく、また、上述した各実施形態の構成を適宜組み合わ
せたものとしてもよいのはいうまでもない。
【００６５】
【発明の効果】本発明の超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルに
よれば、以下の効果を奏する。請求項１に記載の超臨界
蒸気圧縮冷凍サイクルによれば、インジェクション冷媒
の流量制御とインジェクション圧力との両方を制御でき
るようになるので、エコノマイザ能力制御及び冷凍サイ
クルの能力制御を行うことで、高効率運転及び高外気温
条件における冷却能力の確保が可能になる。
よれば、以下の効果を奏する。請求項１に記載の超臨界
蒸気圧縮冷凍サイクルによれば、インジェクション冷媒
の流量制御とインジェクション圧力との両方を制御でき
るようになるので、エコノマイザ能力制御及び冷凍サイ
クルの能力制御を行うことで、高効率運転及び高外気温
条件における冷却能力の確保が可能になる。
【００６６】請求項２に記載の超臨界蒸気圧縮冷凍サイ
クルによれば、圧縮機の吐出温度を抑制するためにエコ
ノマイザを使用する冷凍サイクルと、冷却能力を拡大す
るためにインタークーラを使用する冷凍サイクルと、さ
らに冷却能力拡大をするためにエコノマイザ及びインタ
ークーラを併用する冷凍サイクルとを運転状況に応じて
適宜選択することが可能となる。このため、吐出温度の
上昇による冷凍機油やシール面の劣化を抑制して耐久性
や信頼性を向上させることができ、また、冷却能力を必
要とする状況では、冷却能力優先の運転を実施して大き
な冷却能力を得ることができる。
クルによれば、圧縮機の吐出温度を抑制するためにエコ
ノマイザを使用する冷凍サイクルと、冷却能力を拡大す
るためにインタークーラを使用する冷凍サイクルと、さ
らに冷却能力拡大をするためにエコノマイザ及びインタ
ークーラを併用する冷凍サイクルとを運転状況に応じて
適宜選択することが可能となる。このため、吐出温度の
上昇による冷凍機油やシール面の劣化を抑制して耐久性
や信頼性を向上させることができ、また、冷却能力を必
要とする状況では、冷却能力優先の運転を実施して大き
な冷却能力を得ることができる。
【００６７】請求項３に記載の超臨界蒸気圧縮冷凍サイ
クルによれば、圧縮機の吐出温度を抑制するためにエコ
ノマイザを使用する冷凍サイクルと、冷却能力を拡大す
るためにインタークーラを使用する冷凍サイクルと、さ
らに冷却能力拡大をするためにエコノマイザ及びインタ
ークーラを併用する冷凍サイクルとを運転状況に応じて
適宜選択することが可能になり、さらに、エコノマイザ
を使用する運転時においては、インジェクション冷媒の
流量制御及びインジェクション圧力の制御を併用するこ
とが可能になる。このため、耐久性や信頼性が向上する
とともに、冷却能力を必要とする状況では大きな冷却能
力を得ることができ、特に、エコノマイザ使用時には、
高効率運転及び高外気温条件におけるより大きな冷却能
力の確保が可能になる。
クルによれば、圧縮機の吐出温度を抑制するためにエコ
ノマイザを使用する冷凍サイクルと、冷却能力を拡大す
るためにインタークーラを使用する冷凍サイクルと、さ
らに冷却能力拡大をするためにエコノマイザ及びインタ
ークーラを併用する冷凍サイクルとを運転状況に応じて
適宜選択することが可能になり、さらに、エコノマイザ
を使用する運転時においては、インジェクション冷媒の
流量制御及びインジェクション圧力の制御を併用するこ
とが可能になる。このため、耐久性や信頼性が向上する
とともに、冷却能力を必要とする状況では大きな冷却能
力を得ることができ、特に、エコノマイザ使用時には、
高効率運転及び高外気温条件におけるより大きな冷却能
力の確保が可能になる。
【００６８】請求項７に記載の超臨界蒸気圧縮冷凍サイ
クルによれば、２段圧縮１段膨張の冷凍サイクルとした
ので、各圧縮機を独立運転することで広範囲にわたって
冷凍能力の確保や高効率の達成が可能となる。
クルによれば、２段圧縮１段膨張の冷凍サイクルとした
ので、各圧縮機を独立運転することで広範囲にわたって
冷凍能力の確保や高効率の達成が可能となる。
【００６９】請求項１０に記載の超臨界蒸気圧縮冷凍サ
イクルによれば、放熱器の後流で冷媒を液相状態にし、
中間圧力レシーバに設けた視認用のサイトグラスから冷
媒の流動状態を確認できるようにしたので、超臨界蒸気
圧縮冷凍サイクルにおいても最適冷媒量を目視で判断す
ることができるようになる。
イクルによれば、放熱器の後流で冷媒を液相状態にし、
中間圧力レシーバに設けた視認用のサイトグラスから冷
媒の流動状態を確認できるようにしたので、超臨界蒸気
圧縮冷凍サイクルにおいても最適冷媒量を目視で判断す
ることができるようになる。
【００７０】請求項１２に記載の超臨界蒸気圧縮冷凍サ
イクルによれば、中間圧力レシーバ内が気液２相状態と
なり、蒸発器で冷却の仕事をしない気相冷媒を高圧段圧
縮機の吸入側に抽気するようにしたので、低圧段圧縮機
において消費される駆動力を低減することができ、その
分ＣＯＰを向上させることができる。
イクルによれば、中間圧力レシーバ内が気液２相状態と
なり、蒸発器で冷却の仕事をしない気相冷媒を高圧段圧
縮機の吸入側に抽気するようにしたので、低圧段圧縮機
において消費される駆動力を低減することができ、その
分ＣＯＰを向上させることができる。
【図１】 本発明の超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルに係る
第１の実施形態を示す構成図である。
第１の実施形態を示す構成図である。
【図２】 スクロール圧縮機におけるインジェクション
ポートの配置例を示す説明図である。
ポートの配置例を示す説明図である。
【図３】 中間圧力と冷凍能力及び中間圧力とＣＯＰと
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図４】 本発明の超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルに係る
第２の実施形態を示す図で、（ａ）は冷凍サイクルの構
成図、（ｂ）は弁開閉マトリクスを示す図である。
第２の実施形態を示す図で、（ａ）は冷凍サイクルの構
成図、（ｂ）は弁開閉マトリクスを示す図である。
【図５】 本発明の超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルに係る
第３の実施形態を示す構成図である。
第３の実施形態を示す構成図である。
【図６】 本発明の超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルに係る
第４の実施形態を示す構成図である。
第４の実施形態を示す構成図である。
【図７】 高圧圧力制御特性を示す図で、（ａ）は高圧
圧力とＣＯＰとの関係を示す特性図、（ｂ）はガスクー
ラ出口温度と最適高圧圧力との関係を示す特性図であ
る。
圧力とＣＯＰとの関係を示す特性図、（ｂ）はガスクー
ラ出口温度と最適高圧圧力との関係を示す特性図であ
る。
【図８】 本発明の超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルに係る
第５の実施形態を示す構成図である。
第５の実施形態を示す構成図である。
【図９】 本発明の超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルに係る
第６の実施形態を示す構成図である。
第６の実施形態を示す構成図である。
【図１０】 従来の蒸気圧縮式冷凍サイクルを示す構成
図である。
図である。
【図１１】 図１０に示す蒸気圧縮式冷凍サイクルのモ
リエル線図である。
リエル線図である。
【図１２】 従来のエコノマイザサイクルを示す構成図
である。
である。
【図１３】 インタークーラを用いた従来の蒸気圧縮式
冷凍サイクルの構成例を示す図である。
冷凍サイクルの構成例を示す図である。
１ 圧縮機（圧縮装置） １Ｌ 低段圧縮機（圧縮装置） １Ｈ 高段圧縮機（圧縮装置） ２ ガスクーラ（放熱器） ４ 膨張弁（第２減圧装置） ５ エバポレータ（蒸発器） ７ エコノマイザ ８ 絞り弁（第１減圧装置） ９ 冷媒インジェクションライン １０ インタークーラ １１ 過冷却制御弁（減圧する手段） １２ 中間圧力レシーバ １３ サイトグラス（視認手段） １４ ガス戻し回路（ガス抜き回路） １５ ガス戻し量調整弁 ２０ インジェクション圧力切換手段 ２１，２２，２３ 分岐流路 ３１ 第１バイパスライン ３２ 第２バイパスライン
Claims (13)
- 【請求項１】 圧縮された冷媒を冷却し、内部の圧力
が冷媒の臨界圧力を越える放熱器と、 前記放熱器から流出した冷媒を分岐させる分岐部と、 前記分岐部にて分岐された一方の冷媒を第１所定圧力ま
で減圧する第１減圧装置と、 前記第１減圧装置にて減圧された冷媒と他方側の冷媒と
を熱交換して他方側の冷媒を冷却するエコノマイザと、 前記エコノマイザにて冷却された他方側の冷媒を、前記
第１所定圧力より低い第２所定圧力まで減圧する第２減
圧装置と、 前記第２減圧装置にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発
器と、 前記蒸発器から流出した冷媒を吸収圧縮し、前記放熱器
に向けて吐出する圧縮装置とを備え、 前記第１減圧装置にて減圧された冷媒を前記圧縮装置の
吸入圧縮工程の途中に導くための冷媒インジェクション
ラインを備えた超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルであって、 前記冷媒インジェクションラインにインジェクション圧
力切換手段を設けたことを特徴とする超臨界蒸気圧縮冷
凍サイクル。 - 【請求項２】 圧縮された冷媒を冷却し、内部の圧力
が冷媒の臨界圧力を越える放熱器と、 前記放熱器から流出した冷媒を分岐させる分岐部と、 前記分岐部にて分岐された一方の冷媒を第１所定圧力ま
で減圧する第１減圧装置と、 前記第１減圧装置にて減圧された冷媒と他方側の冷媒と
を熱交換して他方側の冷媒を冷却するエコノマイザと、 前記エコノマイザにて冷却された他方側の冷媒を、前記
第１所定圧力より低い第２所定圧力まで減圧する第２減
圧装置と、 前記第２減圧装置にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発
器と、 前記エコノマイザと前記蒸発器との間に位置し、前記他
方側の冷媒を前記蒸発器から流出した冷媒で冷却するイ
ンタークーラと、 前記蒸発器から前記インタークーラを経て流出した冷媒
を吸収圧縮し、前記放熱器に向けて吐出する圧縮装置と
を備え、 前記第１減圧装置にて減圧された冷媒を前記圧縮装置の
吸入圧縮工程の途中に導くための冷媒インジェクション
ラインを備えた超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルであって、 前記放熱器と前記分岐部との間に設置した第１開閉弁
と、 前記エコノマイザと前記インタークーラとの間に設置し
た第２開閉弁と、 前記放熱器と前記第１開閉弁との間から分岐して前記第
２開閉弁と前記インタークーラとの間に連結され途中に
第３開閉弁を備えた第１バイパスラインと、 前記エコノマイザと前記第２開閉弁との間から分岐して
前記インタークーラと前記第２減圧装置との間に連結さ
れ途中に第４開閉弁を備えた第２バイパスラインとを設
けたことを特徴とする超臨界蒸気圧縮冷凍サイクル。 - 【請求項３】 圧縮された冷媒を冷却し、内部の圧力
が冷媒の臨界圧力を越える放熱器と、 前記放熱器から流出した冷媒を分岐させる分岐部と、 前記分岐部にて分岐された一方の冷媒を第１所定圧力ま
で減圧する第１減圧装置と、 前記第１減圧装置にて減圧された冷媒と他方側の冷媒と
を熱交換して他方側の冷媒を冷却するエコノマイザと、 前記エコノマイザにて冷却された他方側の冷媒を、前記
第１所定圧力より低い第２所定圧力まで減圧する第２減
圧装置と、 前記第２減圧装置にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発
器と、 前記エコノマイザと前記蒸発器との間に位置し、前記他
方側の冷媒を前記蒸発器から流出した冷媒で冷却するイ
ンタークーラと、 前記蒸発器から前記インタークーラを経て流出した冷媒
を吸収圧縮し、前記放熱器に向けて吐出する圧縮装置と
を備え、 前記第１減圧装置にて減圧された冷媒を前記圧縮装置の
吸入圧縮工程の途中に導くための冷媒インジェクション
ラインを備えた超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルであって、 前記冷媒インジェクションラインにインジェクション圧
力切換手段を設けるとともに、 前記放熱器と前記分岐部との間に設置した第１開閉弁
と、 前記エコノマイザと前記インタークーラとの間に設置し
た第２開閉弁と、 前記放熱器と前記第１開閉弁との間から分岐して前記第
２開閉弁と前記インタークーラとの間に連結され途中に
第３開閉弁を備えた第１バイパスラインと、 前記エコノマイザと前記第２開閉弁との間から分岐して
前記インタークーラと前記第２減圧装置との間に連結さ
れ途中に第４開閉弁を備えた第２バイパスラインとを設
けたことを特徴とする超臨界蒸気圧縮冷凍サイクル。 - 【請求項４】 前記圧縮装置が複数のインジェクショ
ンポートを備えたスクロール圧縮機であり、前記インジ
ェクション圧力切換手段は、前記インジェクションライ
ンを複数に分岐させてそれぞれに開閉弁を設け、分岐し
たインジェクションラインをそれぞれ異なるインジェク
ションポートに連結してなることを特徴とする請求項１
または３に記載の超臨界蒸気圧縮冷凍サイクル。 - 【請求項５】 前記圧縮装置が往復式であり、前記イ
ンジェクション圧力切換手段は、前記インジェクション
ラインに設けた開閉弁の開閉操作タイミングを調整する
ことを特徴とする請求項１または３に記載の超臨界蒸気
圧縮冷凍サイクル。 - 【請求項６】 前記第１開閉弁、第２開閉弁、第３開
閉弁及び第４開閉弁の開閉は、前記圧縮装置から吐出さ
れる冷媒温度を検出して切換操作されることを特徴とす
る請求項２から５のいずれかに記載の超臨界蒸気圧縮冷
凍サイクル。 - 【請求項７】 圧縮された冷媒を冷却し、内部の圧力
が冷媒の臨界圧力を越える放熱器と、 前記放熱器から流出した冷媒を分岐させる分岐部と、 前記分岐部にて分岐された一方の冷媒を第１所定圧力ま
で減圧する第１減圧装置と、 前記第１減圧装置にて減圧された冷媒と他方側の冷媒と
を熱交換して他方側の冷媒を冷却するエコノマイザと、 前記エコノマイザにて冷却された他方側の冷媒を、前記
第１所定圧力より低い第２所定圧力まで減圧する第２減
圧装置と、 前記第２減圧装置にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発
器と、 前記蒸発器から流出した冷媒を吸収圧縮し、前記放熱器
に向けて吐出する圧縮装置とを備え、 前記第１減圧装置にて減圧された冷媒を前記圧縮装置の
吸入圧縮工程の途中に導くための冷媒インジェクション
ラインを備えた超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルであって、 前記圧縮装置が直列に配列された複数の圧縮機よりな
り、前記冷媒インジェクションラインを前記複数の圧縮
機間に連結したことを特徴とする超臨界蒸気圧縮冷凍サ
イクル。 - 【請求項８】 前記エコノマイザ出口で高圧制御を行
うことを特徴とする請求項７に記載の超臨界蒸気圧縮冷
凍サイクル。 - 【請求項９】 前記複数の圧縮機をそれぞれ独立して
回転数制御することを特徴とする請求項７または８に記
載の超臨界蒸気圧縮冷凍サイクル。 - 【請求項１０】 圧縮された冷媒を冷却し、内部の圧
力が冷媒の臨界圧力を越える放熱器と、 前記放熱器から流出した冷媒を所定圧力まで減圧する減
圧装置と、 前記減圧装置にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器
と、 前記蒸発器から流出した冷媒を吸収圧縮し、前記放熱器
に向けて吐出する圧縮装置とを備えた超臨界蒸気圧縮冷
凍サイクルであって、 前記放熱器から流出した冷媒を液相域まで減圧する手段
と、余剰冷媒を保持する中間圧力レシーバと、液冷媒の
流動状態を判断する視認部とを具備してなる冷媒量管理
手段を設けたことを特徴とする超臨界蒸気圧縮冷凍サイ
クル。 - 【請求項１１】 前記視認部は、前記中間圧力レシー
バの下部または出口に設けられたことを特徴とする請求
項１０に記載の超臨界蒸気圧縮冷凍サイクル。 - 【請求項１２】 圧縮された冷媒を冷却し、内部の圧
力が冷媒の臨界圧力を越える放熱器と、 前記放熱器から流出した冷媒を分岐させる分岐部と、 前記分岐部にて分岐された一方の冷媒を第１所定圧力ま
で減圧する第１減圧装置と、 前記第１減圧装置にて減圧された冷媒と他方側の冷媒と
を熱交換して他方側の冷媒を冷却するエコノマイザと、 前記エコノマイザにて冷却された他方側の冷媒を、前記
第１所定圧力より低い第２所定圧力まで減圧する第２減
圧装置と、 前記第２減圧装置にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発
器と、 前記蒸発器から流出した冷媒を吸収圧縮し、前記放熱器
に向けて吐出する圧縮装置とを備え、 前記第１減圧装置にて減圧された冷媒を前記圧縮装置の
吸入圧縮工程の途中に導くための冷媒インジェクション
ラインを備えた超臨界蒸気圧縮冷凍サイクルであって、 前記圧縮装置が直列に配列された低段圧縮機及び高段圧
縮機よりなり、前記冷媒インジェクションラインを前記
低段圧縮機及び高段圧縮機間に連結するとともに、 前記エコノマイザから流出した冷媒を２相域まで減圧す
る手段と、余剰冷媒を保持する中間圧力レシーバと、液
冷媒の流動状態を判断する視認部とを具備してなる冷媒
量管理手段を設け、 前記中間圧力レシーバの上部と前記高圧段圧縮機の吸入
側とを連結するガス抜き回路を設けて、気液２相域状態
の前記中間圧力レシーバ内から気相冷媒を前記高圧段圧
縮機の吸入側に抽気するように構成したことを特徴とす
る超臨界蒸気圧縮冷凍サイクル。 - 【請求項１３】 前記中間圧力レシーバ内で分離した
液冷媒成分の流動状態を視認部で確認して冷媒量を判断
することを特徴とした請求項１２に記載の超臨界蒸気圧
縮冷凍サイクル。
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|---|---|
| JP (1) | JP4658347B2 (ja) |
Cited By (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005265316A (ja) * | 2004-03-19 | 2005-09-29 | Sanyo Electric Co Ltd | 冷凍装置 |
| JP2005308330A (ja) * | 2004-04-22 | 2005-11-04 | Kobe Steel Ltd | スクリュ冷凍装置 |
| JP2006194569A (ja) * | 2004-12-17 | 2006-07-27 | Sanden Corp | 冷凍システム |
| JP2006242557A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Thermal Analysis Partners Llc | 冷凍装置 |
| WO2007105511A1 (ja) * | 2006-03-06 | 2007-09-20 | Daikin Industries, Ltd. | 冷凍装置 |
| JP2008039383A (ja) * | 2006-08-01 | 2008-02-21 | Grasso Gmbh Refrigeration Technology | 遷臨界運転のための冷却装置に設けられるユニット |
| JP2008232613A (ja) * | 2007-03-21 | 2008-10-02 | Grasso Gmbh Refrigeration Technology | ２段式の圧縮を行うｃｏ２冷凍装置の制御法 |
| JP2009519429A (ja) * | 2005-12-16 | 2009-05-14 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | 冷媒回路 |
| WO2009072379A1 (ja) * | 2007-12-07 | 2009-06-11 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | 冷媒回路 |
| JP2009186121A (ja) * | 2008-02-07 | 2009-08-20 | Mitsubishi Electric Corp | ヒートポンプ式給湯用室外機及びヒートポンプ式給湯装置 |
| JP2009198019A (ja) * | 2008-02-19 | 2009-09-03 | Sanyo Electric Co Ltd | ヒートポンプ式給湯装置 |
| JP2009257756A (ja) * | 2009-07-30 | 2009-11-05 | Mitsubishi Electric Corp | ヒートポンプ装置及びヒートポンプ装置の室外機 |
| JP2010002116A (ja) * | 2008-06-19 | 2010-01-07 | Daikin Ind Ltd | 冷凍装置 |
| WO2010017384A3 (en) * | 2008-08-07 | 2010-05-14 | Carrier Corporation | Improved operation of a refrigerant system |
| JP2010164303A (ja) * | 2010-04-09 | 2010-07-29 | Hitachi Appliances Inc | スクロール圧縮機及び冷凍装置 |
| JP2011242056A (ja) * | 2010-05-18 | 2011-12-01 | Mitsubishi Electric Corp | 冷凍装置 |
| US8123837B2 (en) | 2006-05-15 | 2012-02-28 | Carrier Corporation | Siloxane resistant ultra violet photocatalysts |
| US8181480B2 (en) | 2006-09-11 | 2012-05-22 | Daikin Industries, Ltd. | Refrigeration device |
| USRE43805E1 (en) | 2004-10-18 | 2012-11-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Refrigeration/air conditioning equipment |
| JP2013053849A (ja) * | 2012-12-17 | 2013-03-21 | Mitsubishi Electric Corp | ヒートポンプ装置及びヒートポンプ装置の室外機 |
| JP2013210158A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Daikin Industries Ltd | 冷凍装置 |
| CN103411291A (zh) * | 2013-08-30 | 2013-11-27 | 海信（山东）空调有限公司 | 一种膨胀阀喷射控制方法及*** |
| CN103471276A (zh) * | 2013-09-27 | 2013-12-25 | 深圳麦克维尔空调有限公司 | 一种喷气增焓型空调装置 |
| JP2014211263A (ja) * | 2013-04-18 | 2014-11-13 | 株式会社Ｎｔｔファシリティーズ | 蒸気圧縮式冷凍装置 |
| US8899058B2 (en) | 2006-03-27 | 2014-12-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Air conditioner heat pump with injection circuit and automatic control thereof |
| EP2054677A4 (en) * | 2006-10-02 | 2015-07-15 | Emerson Climate Technologies | INJECTION METHOD AND SYSTEM FOR COMPRESSOR OF REFRIGERATION SYSTEM |
| CN105485949A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-04-13 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种制冷***及其控制方法 |
| CN105823270A (zh) * | 2015-08-31 | 2016-08-03 | 广东美的暖通设备有限公司 | 一种空调*** |
| WO2017002238A1 (ja) * | 2015-07-01 | 2017-01-05 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
| CN106895595A (zh) * | 2015-12-18 | 2017-06-27 | 魏亮 | 一种二级补气增焓空调***及其控制方法 |
| JP2018127903A (ja) * | 2017-02-06 | 2018-08-16 | 株式会社Ｓｏｋｅｎ | 圧縮機 |
| JPWO2020144728A1 (ja) * | 2019-01-07 | 2021-09-09 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
| CN113677939A (zh) * | 2019-03-29 | 2021-11-19 | 大金工业株式会社 | 制冷循环装置 |
| CN114198857A (zh) * | 2021-11-17 | 2022-03-18 | 青岛海尔空调电子有限公司 | 一种空调控制方法及空调*** |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4973752A (ja) * | 1972-11-18 | 1974-07-16 | ||
| JPS6325388A (ja) * | 1986-05-15 | 1988-02-02 | コ−プランド コ−ポレ−シヨン | 冷却装置 |
| JPH0518613A (ja) * | 1991-07-12 | 1993-01-26 | Mitsubishi Electric Corp | 冷凍サイクル装置 |
| JPH11108511A (ja) * | 1997-10-08 | 1999-04-23 | Hitachi Ltd | 冷媒封入量判定装置付き空気調和機及び冷媒封入量判定方法 |
| JPH11201568A (ja) * | 1997-11-06 | 1999-07-30 | Denso Corp | 超臨界冷凍サイクル |
-
2001
- 2001-01-31 JP JP2001024845A patent/JP4658347B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4973752A (ja) * | 1972-11-18 | 1974-07-16 | ||
| JPS6325388A (ja) * | 1986-05-15 | 1988-02-02 | コ−プランド コ−ポレ−シヨン | 冷却装置 |
| JPH0518613A (ja) * | 1991-07-12 | 1993-01-26 | Mitsubishi Electric Corp | 冷凍サイクル装置 |
| JPH11108511A (ja) * | 1997-10-08 | 1999-04-23 | Hitachi Ltd | 冷媒封入量判定装置付き空気調和機及び冷媒封入量判定方法 |
| JPH11201568A (ja) * | 1997-11-06 | 1999-07-30 | Denso Corp | 超臨界冷凍サイクル |
Cited By (45)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005265316A (ja) * | 2004-03-19 | 2005-09-29 | Sanyo Electric Co Ltd | 冷凍装置 |
| JP2005308330A (ja) * | 2004-04-22 | 2005-11-04 | Kobe Steel Ltd | スクリュ冷凍装置 |
| JP4546136B2 (ja) * | 2004-04-22 | 2010-09-15 | 株式会社神戸製鋼所 | スクリュ冷凍装置 |
| USRE43805E1 (en) | 2004-10-18 | 2012-11-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Refrigeration/air conditioning equipment |
| USRE43998E1 (en) | 2004-10-18 | 2013-02-19 | Mitsubishi Electric Corporation | Refrigeration/air conditioning equipment |
| JP2006194569A (ja) * | 2004-12-17 | 2006-07-27 | Sanden Corp | 冷凍システム |
| JP2006242557A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Thermal Analysis Partners Llc | 冷凍装置 |
| JP2009519429A (ja) * | 2005-12-16 | 2009-05-14 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | 冷媒回路 |
| WO2007105511A1 (ja) * | 2006-03-06 | 2007-09-20 | Daikin Industries, Ltd. | 冷凍装置 |
| US8899058B2 (en) | 2006-03-27 | 2014-12-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Air conditioner heat pump with injection circuit and automatic control thereof |
| US8123837B2 (en) | 2006-05-15 | 2012-02-28 | Carrier Corporation | Siloxane resistant ultra violet photocatalysts |
| DE102006035784B4 (de) * | 2006-08-01 | 2020-12-17 | Gea Refrigeration Germany Gmbh | Kälteanlage für transkritischen Betrieb mit Economiser und Niederdruck-Sammler |
| JP2008039383A (ja) * | 2006-08-01 | 2008-02-21 | Grasso Gmbh Refrigeration Technology | 遷臨界運転のための冷却装置に設けられるユニット |
| US8181480B2 (en) | 2006-09-11 | 2012-05-22 | Daikin Industries, Ltd. | Refrigeration device |
| EP2054677A4 (en) * | 2006-10-02 | 2015-07-15 | Emerson Climate Technologies | INJECTION METHOD AND SYSTEM FOR COMPRESSOR OF REFRIGERATION SYSTEM |
| JP2008232613A (ja) * | 2007-03-21 | 2008-10-02 | Grasso Gmbh Refrigeration Technology | ２段式の圧縮を行うｃｏ２冷凍装置の制御法 |
| JP2009139037A (ja) * | 2007-12-07 | 2009-06-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 冷媒回路 |
| WO2009072379A1 (ja) * | 2007-12-07 | 2009-06-11 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | 冷媒回路 |
| JP2009186121A (ja) * | 2008-02-07 | 2009-08-20 | Mitsubishi Electric Corp | ヒートポンプ式給湯用室外機及びヒートポンプ式給湯装置 |
| JP2009198019A (ja) * | 2008-02-19 | 2009-09-03 | Sanyo Electric Co Ltd | ヒートポンプ式給湯装置 |
| JP2010002116A (ja) * | 2008-06-19 | 2010-01-07 | Daikin Ind Ltd | 冷凍装置 |
| WO2010017384A3 (en) * | 2008-08-07 | 2010-05-14 | Carrier Corporation | Improved operation of a refrigerant system |
| JP2009257756A (ja) * | 2009-07-30 | 2009-11-05 | Mitsubishi Electric Corp | ヒートポンプ装置及びヒートポンプ装置の室外機 |
| JP4550153B2 (ja) * | 2009-07-30 | 2010-09-22 | 三菱電機株式会社 | ヒートポンプ装置及びヒートポンプ装置の室外機 |
| JP2010164303A (ja) * | 2010-04-09 | 2010-07-29 | Hitachi Appliances Inc | スクロール圧縮機及び冷凍装置 |
| JP2011242056A (ja) * | 2010-05-18 | 2011-12-01 | Mitsubishi Electric Corp | 冷凍装置 |
| JP2013210158A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Daikin Industries Ltd | 冷凍装置 |
| JP2013053849A (ja) * | 2012-12-17 | 2013-03-21 | Mitsubishi Electric Corp | ヒートポンプ装置及びヒートポンプ装置の室外機 |
| JP2014211263A (ja) * | 2013-04-18 | 2014-11-13 | 株式会社Ｎｔｔファシリティーズ | 蒸気圧縮式冷凍装置 |
| CN103411291A (zh) * | 2013-08-30 | 2013-11-27 | 海信（山东）空调有限公司 | 一种膨胀阀喷射控制方法及*** |
| CN103471276A (zh) * | 2013-09-27 | 2013-12-25 | 深圳麦克维尔空调有限公司 | 一种喷气增焓型空调装置 |
| WO2017002238A1 (ja) * | 2015-07-01 | 2017-01-05 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
| WO2017002377A1 (ja) * | 2015-07-01 | 2017-01-05 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
| JPWO2017002377A1 (ja) * | 2015-07-01 | 2017-11-02 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
| CN105823270B (zh) * | 2015-08-31 | 2018-12-21 | 广东美的暖通设备有限公司 | 一种空调*** |
| CN105823270A (zh) * | 2015-08-31 | 2016-08-03 | 广东美的暖通设备有限公司 | 一种空调*** |
| CN106895595A (zh) * | 2015-12-18 | 2017-06-27 | 魏亮 | 一种二级补气增焓空调***及其控制方法 |
| CN105485949A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-04-13 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种制冷***及其控制方法 |
| JP2018127903A (ja) * | 2017-02-06 | 2018-08-16 | 株式会社Ｓｏｋｅｎ | 圧縮機 |
| JPWO2020144728A1 (ja) * | 2019-01-07 | 2021-09-09 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
| JP7042929B2 (ja) | 2019-01-07 | 2022-03-28 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
| CN113677939A (zh) * | 2019-03-29 | 2021-11-19 | 大金工业株式会社 | 制冷循环装置 |
| CN113677939B (zh) * | 2019-03-29 | 2023-04-04 | 大金工业株式会社 | 制冷循环装置 |
| CN114198857A (zh) * | 2021-11-17 | 2022-03-18 | 青岛海尔空调电子有限公司 | 一种空调控制方法及空调*** |
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