JP2003083629A - 冷媒回路及び熱交換器構造 - Google Patents
冷媒回路及び熱交換器構造Info
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- JP2003083629A JP2003083629A JP2001276561A JP2001276561A JP2003083629A JP 2003083629 A JP2003083629 A JP 2003083629A JP 2001276561 A JP2001276561 A JP 2001276561A JP 2001276561 A JP2001276561 A JP 2001276561A JP 2003083629 A JP2003083629 A JP 2003083629A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 インバータ制御による能力制御を行っても潤
滑油を圧縮機に戻して焼き付きが生じないようにした冷
媒回路を提供する。 【解決手段】 圧縮機、コンデンサ、絞り機構、エバポ
レータ、四方弁を冷媒配管で接続して閉回路を形成する
冷媒回路であって、正サイクル時にエバポレータとして
機能する第2熱交換器15を2分割し、一方の大分割部
15Aには常に冷媒を正サイクルで流し、かつ、他方の
小分割部15Bを流れる冷媒は、四方弁12の操作によ
って正サイクルまたは逆サイクルのいずれか一方を選択
できるように構成した。
滑油を圧縮機に戻して焼き付きが生じないようにした冷
媒回路を提供する。 【解決手段】 圧縮機、コンデンサ、絞り機構、エバポ
レータ、四方弁を冷媒配管で接続して閉回路を形成する
冷媒回路であって、正サイクル時にエバポレータとして
機能する第2熱交換器15を2分割し、一方の大分割部
15Aには常に冷媒を正サイクルで流し、かつ、他方の
小分割部15Bを流れる冷媒は、四方弁12の操作によ
って正サイクルまたは逆サイクルのいずれか一方を選択
できるように構成した。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば貨物輸送
用のコンテナに装備される海上レフユニット等の冷凍ユ
ニットに適用される冷媒回路及びエバポレータ構造に関
する。
用のコンテナに装備される海上レフユニット等の冷凍ユ
ニットに適用される冷媒回路及びエバポレータ構造に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来より、船舶、トレーラー、トラック
及び鉄道車両の貨車等に積載して輸送するコンテナ(以
下、海上コンテナと呼ぶ)やトラック等の荷台に固定設
置されるコンテナ(以下、陸上コンテナと呼ぶ)のよう
な輸送用コンテナの冷凍ユニット、倉庫等の建家内空間
を冷却する冷凍ユニット、そして空気調和装置に用いら
れる冷凍ユニットなどが知られている。
及び鉄道車両の貨車等に積載して輸送するコンテナ(以
下、海上コンテナと呼ぶ)やトラック等の荷台に固定設
置されるコンテナ(以下、陸上コンテナと呼ぶ)のよう
な輸送用コンテナの冷凍ユニット、倉庫等の建家内空間
を冷却する冷凍ユニット、そして空気調和装置に用いら
れる冷凍ユニットなどが知られている。
【0003】このような冷凍ユニットは、いずれもガス
冷媒を吸入圧縮する圧縮機と、高圧のガス冷媒を凝縮さ
せるコンデンサと、高温高圧の液冷媒を減圧膨張させる
絞り機構と、低温の液冷媒を蒸発させるエバポレータと
を具備し、これらを順次冷媒配管で接続してなる冷凍サ
イクルを冷媒が循環して状態変化を繰り返すように構成
された冷媒回路を備えている。また、冷房運転及び暖房
運転が可能な空気調和装置のように、冷媒の流れ方向を
選択して正サイクル(冷房運転)及び逆サイクル(暖房
運転)を切り換える循環方向切換手段(たとえば四方
弁)を冷媒回路中に設け、冷媒の循環方向を選択切換可
能に構成した冷凍ユニットの冷媒回路もある。
冷媒を吸入圧縮する圧縮機と、高圧のガス冷媒を凝縮さ
せるコンデンサと、高温高圧の液冷媒を減圧膨張させる
絞り機構と、低温の液冷媒を蒸発させるエバポレータと
を具備し、これらを順次冷媒配管で接続してなる冷凍サ
イクルを冷媒が循環して状態変化を繰り返すように構成
された冷媒回路を備えている。また、冷房運転及び暖房
運転が可能な空気調和装置のように、冷媒の流れ方向を
選択して正サイクル(冷房運転)及び逆サイクル(暖房
運転)を切り換える循環方向切換手段(たとえば四方
弁)を冷媒回路中に設け、冷媒の循環方向を選択切換可
能に構成した冷凍ユニットの冷媒回路もある。
【0004】ここで、循環方向切換手段を用いて正サイ
クル及び逆サイクルの選択切換が可能に構成された従来
の冷媒回路を図9に示して簡単に説明する。なお、図9
は正サイクルで運転した状態を示しており、図中の符号
Cは冷媒回路、1は圧縮機、2は四方弁、3は第1熱交
換器(コンデンサ)、4は絞り機構、5は第2熱交換器
(エバポレータ)、6は冷媒配管である。
クル及び逆サイクルの選択切換が可能に構成された従来
の冷媒回路を図9に示して簡単に説明する。なお、図9
は正サイクルで運転した状態を示しており、図中の符号
Cは冷媒回路、1は圧縮機、2は四方弁、3は第1熱交
換器(コンデンサ)、4は絞り機構、5は第2熱交換器
(エバポレータ)、6は冷媒配管である。
【0005】この冷媒回路Cでは、圧縮機1から送出さ
れた高圧のガス冷媒を第1熱交換器3へ導くように、四
方弁2の流路設定がなされている。この正サイクルで
は、第1熱交換器3がコンデンサとして機能し、高圧の
ガス冷媒を空気と熱交換して凝縮させる。こうして第1
熱交換器3をでた高温高圧の液冷媒は、絞り機構4を通
過する過程で減圧膨張して低温の液冷媒となり、エバポ
レータとして機能する第2熱交換器5へ供給される。
れた高圧のガス冷媒を第1熱交換器3へ導くように、四
方弁2の流路設定がなされている。この正サイクルで
は、第1熱交換器3がコンデンサとして機能し、高圧の
ガス冷媒を空気と熱交換して凝縮させる。こうして第1
熱交換器3をでた高温高圧の液冷媒は、絞り機構4を通
過する過程で減圧膨張して低温の液冷媒となり、エバポ
レータとして機能する第2熱交換器5へ供給される。
【0006】第2熱交換器で冷媒と熱交換する空気は、
低温の液冷媒が蒸発する際に気化熱を奪われて冷却され
る。この結果、低温の液冷媒は蒸発してガス冷媒とな
り、圧縮機1に吸引されて再度圧縮される。以後、冷媒
は同様の状態変化を繰り返し、冷媒回路Cを循環する。
なお、エバポレータとして機能する第2熱交換器5で冷
却された空気は、空気調和装置の冷凍ユニットでは室内
の冷房に利用され、輸送コンテナ用の冷凍ユニットでは
コンテナ内部の冷凍及び冷却に利用される。
低温の液冷媒が蒸発する際に気化熱を奪われて冷却され
る。この結果、低温の液冷媒は蒸発してガス冷媒とな
り、圧縮機1に吸引されて再度圧縮される。以後、冷媒
は同様の状態変化を繰り返し、冷媒回路Cを循環する。
なお、エバポレータとして機能する第2熱交換器5で冷
却された空気は、空気調和装置の冷凍ユニットでは室内
の冷房に利用され、輸送コンテナ用の冷凍ユニットでは
コンテナ内部の冷凍及び冷却に利用される。
【0007】上述した冷凍回路Cはまた、四方弁2を切
換操作することにより、冷媒の循環方向を逆転させた逆
サイクル運転を実施することができる。このような逆サ
イクル運転では、圧縮機1から送出された高圧のガス冷
媒が四方弁2からコンデンサとして機能する第2熱交換
器5へ導かれる。このため、第2熱交換器5で凝縮する
高圧のガス冷媒は空気に放熱して加熱し、高温高圧の液
冷媒となって絞り機構4へ送られる。この液冷媒は、絞
り機構4を通過する過程で減圧膨張して低温の液冷媒と
なり、エバポレータとして機能する第1熱交換器3へ供
給される。
換操作することにより、冷媒の循環方向を逆転させた逆
サイクル運転を実施することができる。このような逆サ
イクル運転では、圧縮機1から送出された高圧のガス冷
媒が四方弁2からコンデンサとして機能する第2熱交換
器5へ導かれる。このため、第2熱交換器5で凝縮する
高圧のガス冷媒は空気に放熱して加熱し、高温高圧の液
冷媒となって絞り機構4へ送られる。この液冷媒は、絞
り機構4を通過する過程で減圧膨張して低温の液冷媒と
なり、エバポレータとして機能する第1熱交換器3へ供
給される。
【0008】第1熱交換器で冷媒と熱交換する空気は低
温の液冷媒が蒸発する際に気化熱を奪われて冷却され、
低温の液冷媒は蒸発してガス冷媒となる。そして、この
ガス冷媒が圧縮機1に吸引されて再度圧縮されるので、
以後、冷媒は同様の状態変化を繰り返し、冷媒回路Cを
循環する。なお、エバポレータとして機能する第2熱交
換器5で加熱された空気は、空気調和装置の冷凍ユニッ
トでは室内の暖房に利用され、輸送コンテナ用の冷凍ユ
ニットではコンテナ内部の加熱やデフロストに利用され
る。
温の液冷媒が蒸発する際に気化熱を奪われて冷却され、
低温の液冷媒は蒸発してガス冷媒となる。そして、この
ガス冷媒が圧縮機1に吸引されて再度圧縮されるので、
以後、冷媒は同様の状態変化を繰り返し、冷媒回路Cを
循環する。なお、エバポレータとして機能する第2熱交
換器5で加熱された空気は、空気調和装置の冷凍ユニッ
トでは室内の暖房に利用され、輸送コンテナ用の冷凍ユ
ニットではコンテナ内部の加熱やデフロストに利用され
る。
【0009】また、近年においては、圧縮機1の駆動源
としてインバータ制御の電動機を採用し、冷却及び加熱
の能力を広範囲にわたって制御するように構成した冷媒
回路が普及してきている。インバータ制御による能力制
御は、電源の周波数を制御することによって圧縮機1の
回転数を変化させるものである。
としてインバータ制御の電動機を採用し、冷却及び加熱
の能力を広範囲にわたって制御するように構成した冷媒
回路が普及してきている。インバータ制御による能力制
御は、電源の周波数を制御することによって圧縮機1の
回転数を変化させるものである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の冷媒回路Cにおいては、インバータ制御による能力
制御を行うことで以下に説明するような問題が生じる。
冷媒回路Cにおいては、一般的に圧縮機1の摺動部等に
使用される潤滑油が冷媒中に混入されている。このた
め、潤滑油は冷媒と共に冷媒配管6を通って冷媒回路C
を循環することとなるが、能力制御のために圧縮機1の
回転数を低下させた冷媒の低流量領域では、エバポレー
タとして機能する熱交換器などに潤滑油が溜まり込んで
圧縮機1まで戻らなくなることがある。このような運転
状況では、圧縮機1において潤滑油不足の状態となり、
摺動部において焼き付きを起こすことが懸念される。
来の冷媒回路Cにおいては、インバータ制御による能力
制御を行うことで以下に説明するような問題が生じる。
冷媒回路Cにおいては、一般的に圧縮機1の摺動部等に
使用される潤滑油が冷媒中に混入されている。このた
め、潤滑油は冷媒と共に冷媒配管6を通って冷媒回路C
を循環することとなるが、能力制御のために圧縮機1の
回転数を低下させた冷媒の低流量領域では、エバポレー
タとして機能する熱交換器などに潤滑油が溜まり込んで
圧縮機1まで戻らなくなることがある。このような運転
状況では、圧縮機1において潤滑油不足の状態となり、
摺動部において焼き付きを起こすことが懸念される。
【0011】また、上述した従来の冷媒回路Cでは、温
度をほとんど下げることなく湿度を低下させるという除
湿運転ができないという問題も有している。なお、従来
の一般的な空気調和装置において除湿(ドライ)運転と
呼ばれているのは、実質的には空気の温度低下をできる
だけ低く抑えた冷房運転と同様のものである。
度をほとんど下げることなく湿度を低下させるという除
湿運転ができないという問題も有している。なお、従来
の一般的な空気調和装置において除湿(ドライ)運転と
呼ばれているのは、実質的には空気の温度低下をできる
だけ低く抑えた冷房運転と同様のものである。
【0012】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、インバータ制御による能力制御を行っても潤滑油
を圧縮機に戻して焼き付きが生じないようにした冷媒回
路を提供することを第1の目的としている。また、第2
の目的は、除湿運転が可能な冷媒回路を提供することに
ある。
ので、インバータ制御による能力制御を行っても潤滑油
を圧縮機に戻して焼き付きが生じないようにした冷媒回
路を提供することを第1の目的としている。また、第2
の目的は、除湿運転が可能な冷媒回路を提供することに
ある。
【0013】
【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
冷媒回路は、ガス冷媒を吸入圧縮する圧縮機と、高圧の
ガス冷媒を凝縮させるコンデンサと、高温高圧の液冷媒
を減圧膨張させる絞り機構と、低温の液冷媒を蒸発させ
るエバポレータと、冷媒の流れ方向を選択して正サイク
ル及び逆サイクルを切り換える循環方向切換手段と、こ
れらを接続して閉回路を形成する冷媒配管とを具備して
なる冷媒回路であって、正サイクル時にエバポレータと
して機能する熱交換器を2分割し、一方の熱交換器には
常に冷媒を正サイクルで流し、かつ、他方の熱交換器を
流れる冷媒は、前記循環方向切換手段の操作によって正
サイクルまたは逆サイクルのいずれか一方を選択できる
ように構成したことを特徴とするものである。
決するため、以下の手段を採用した。請求項1に記載の
冷媒回路は、ガス冷媒を吸入圧縮する圧縮機と、高圧の
ガス冷媒を凝縮させるコンデンサと、高温高圧の液冷媒
を減圧膨張させる絞り機構と、低温の液冷媒を蒸発させ
るエバポレータと、冷媒の流れ方向を選択して正サイク
ル及び逆サイクルを切り換える循環方向切換手段と、こ
れらを接続して閉回路を形成する冷媒配管とを具備して
なる冷媒回路であって、正サイクル時にエバポレータと
して機能する熱交換器を2分割し、一方の熱交換器には
常に冷媒を正サイクルで流し、かつ、他方の熱交換器を
流れる冷媒は、前記循環方向切換手段の操作によって正
サイクルまたは逆サイクルのいずれか一方を選択できる
ように構成したことを特徴とするものである。
【0014】このような冷媒回路によれば、2分割した
熱交換器のいずれか一方を冷媒が流れないようにするこ
とで、他方の熱交換器流れる冷媒の流速を増すことがで
き、従って、低流量領域で運転する場合であっても、潤
滑油を確実に圧縮機まで戻すことができる。
熱交換器のいずれか一方を冷媒が流れないようにするこ
とで、他方の熱交換器流れる冷媒の流速を増すことがで
き、従って、低流量領域で運転する場合であっても、潤
滑油を確実に圧縮機まで戻すことができる。
【0015】請求項1に記載の冷媒回路においては、2
分割した前記熱交換器毎にそれぞれ電子膨張弁を設ける
ことが好ましく、これにより、少ない部品点数で分割し
た熱交換器の使い分けが可能になる。
分割した前記熱交換器毎にそれぞれ電子膨張弁を設ける
ことが好ましく、これにより、少ない部品点数で分割し
た熱交換器の使い分けが可能になる。
【0016】請求項1または2に記載の冷媒回路におい
ては、正サイクル時にコンデンサとして機能する熱交換
器の下流側で、かつ、2分割した熱交換器にそれぞれ接
続される冷媒配管の分岐点より上流側に、開閉弁を設け
ることが好ましく、これにより、除湿運転が可能とな
る。
ては、正サイクル時にコンデンサとして機能する熱交換
器の下流側で、かつ、2分割した熱交換器にそれぞれ接
続される冷媒配管の分岐点より上流側に、開閉弁を設け
ることが好ましく、これにより、除湿運転が可能とな
る。
【0017】請求項3に記載の冷媒回路においては、前
記圧縮機の吐出側から、2分割された前記熱交換器のう
ち常に冷媒を正サイクルで流す側の上流に接続される開
閉弁を備えたホットガスバイパス管路を設けることが好
ましく、これにより、ホットガスによる加熱でデフロス
トが可能となる。
記圧縮機の吐出側から、2分割された前記熱交換器のう
ち常に冷媒を正サイクルで流す側の上流に接続される開
閉弁を備えたホットガスバイパス管路を設けることが好
ましく、これにより、ホットガスによる加熱でデフロス
トが可能となる。
【0018】請求項5に記載の熱交換器構造は、冷媒を
流す多数のパスを備え、該パスを大小数の異なる2つの
グループに分割すると共に、それぞれのグループを異な
る冷媒配管に接続する熱交換器構造であって、少数グル
ープに属している前記パスを分散させて配置したことを
特徴とするものである。
流す多数のパスを備え、該パスを大小数の異なる2つの
グループに分割すると共に、それぞれのグループを異な
る冷媒配管に接続する熱交換器構造であって、少数グル
ープに属している前記パスを分散させて配置したことを
特徴とするものである。
【0019】このような熱交換器構造によれば、デフロ
ストに使用する冷媒を流すパス数を少なくして、熱交換
器全体の霜を除去することができる。この場合、前記パ
スの分散は、一本の少数グループ側パスと複数本の多数
グループ側パスとを交互に配列するのが好ましい。
ストに使用する冷媒を流すパス数を少なくして、熱交換
器全体の霜を除去することができる。この場合、前記パ
スの分散は、一本の少数グループ側パスと複数本の多数
グループ側パスとを交互に配列するのが好ましい。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る冷媒回路及び
熱交換器構造の一実施形態を、図面に基づいて説明す
る。 <第1の実施形態>最初に、本発明に係る冷媒回路の第
1の実施形態を図1に基づいて説明する。図1は正サイ
クルの運転状態を示しており、図中の符号C1は冷媒回
路、11は圧縮機、12は四方弁、13は第1熱交換器
(コンデンサ)、14Aは第1電子膨張弁、14Bは第
2電子膨張弁、15は第2熱交換器(エバポレータ)、
16は冷媒配管である。
熱交換器構造の一実施形態を、図面に基づいて説明す
る。 <第1の実施形態>最初に、本発明に係る冷媒回路の第
1の実施形態を図1に基づいて説明する。図1は正サイ
クルの運転状態を示しており、図中の符号C1は冷媒回
路、11は圧縮機、12は四方弁、13は第1熱交換器
(コンデンサ)、14Aは第1電子膨張弁、14Bは第
2電子膨張弁、15は第2熱交換器(エバポレータ)、
16は冷媒配管である。
【0021】この冷媒回路C1では、圧縮機11がガス
冷媒を吸引して圧縮し、高圧のガス冷媒として送出す
る。圧縮機11には、たとえばインバータ制御の電動機
によって駆動されるスクロール圧縮機などが使用され
る。圧縮機11から送出された高圧のガス冷媒は、四方
弁12によって流路が切り換えられる。すなわち、高圧
のガス冷媒を第1熱交換器13に送出する正サイクル
(図1における反時計廻り)の運転と、高圧のガス冷媒
を第2熱交換器15に送出する逆サイクル(図1におけ
る時計廻り)の運転とが、四方弁12の操作により選択
切換される。図示の正サイクルでは、高圧のガス冷媒が
冷媒配管16を通って第1熱交換器13へ導かれ、同第
1熱交換器はガス冷媒を凝縮させるコンデンサとして機
能する。
冷媒を吸引して圧縮し、高圧のガス冷媒として送出す
る。圧縮機11には、たとえばインバータ制御の電動機
によって駆動されるスクロール圧縮機などが使用され
る。圧縮機11から送出された高圧のガス冷媒は、四方
弁12によって流路が切り換えられる。すなわち、高圧
のガス冷媒を第1熱交換器13に送出する正サイクル
(図1における反時計廻り)の運転と、高圧のガス冷媒
を第2熱交換器15に送出する逆サイクル(図1におけ
る時計廻り)の運転とが、四方弁12の操作により選択
切換される。図示の正サイクルでは、高圧のガス冷媒が
冷媒配管16を通って第1熱交換器13へ導かれ、同第
1熱交換器はガス冷媒を凝縮させるコンデンサとして機
能する。
【0022】第1熱交換器13で凝縮されることによ
り、高圧のガス冷媒は高温高圧の液冷媒となり、凝縮す
る際に放熱して空気を加熱する。第1熱交換器13の下
流側では、冷媒配管16が分岐点P1において二つに分
岐している。一方の冷媒配管16aは、途中に絞り機構
として機能する第1電子膨張弁14Aが設けられ、後述
する第2熱交換器15の大分割部15Aに接続されてい
る。他方の冷媒分岐配管16bは、途中に絞り機構とし
て機能する第2電子膨張弁14Bが設けられ、後述する
第2熱交換器15の小分割部15Bに接続されている。
り、高圧のガス冷媒は高温高圧の液冷媒となり、凝縮す
る際に放熱して空気を加熱する。第1熱交換器13の下
流側では、冷媒配管16が分岐点P1において二つに分
岐している。一方の冷媒配管16aは、途中に絞り機構
として機能する第1電子膨張弁14Aが設けられ、後述
する第2熱交換器15の大分割部15Aに接続されてい
る。他方の冷媒分岐配管16bは、途中に絞り機構とし
て機能する第2電子膨張弁14Bが設けられ、後述する
第2熱交換器15の小分割部15Bに接続されている。
【0023】第1電子膨張弁14A及び第2電子膨張弁
14Bは、第1熱交換器13から供給された高温高圧の
液冷媒を減圧膨張させて低温の液冷媒とし、下流に設け
られた第2熱交換器15へ供給する。なお、第1及び第
2電子膨張弁14A,14Bは、いずれも全閉位置から
の開度調整によって冷媒流量を制御する機能を有してお
り、従って、絞り機構としての機能に加えて、冷媒配管
16a及び冷媒分岐配管16bにおける開閉弁の機能、
すなわち全閉とすることで冷媒の流れを止める流路選択
機能を果たすこともできる。
14Bは、第1熱交換器13から供給された高温高圧の
液冷媒を減圧膨張させて低温の液冷媒とし、下流に設け
られた第2熱交換器15へ供給する。なお、第1及び第
2電子膨張弁14A,14Bは、いずれも全閉位置から
の開度調整によって冷媒流量を制御する機能を有してお
り、従って、絞り機構としての機能に加えて、冷媒配管
16a及び冷媒分岐配管16bにおける開閉弁の機能、
すなわち全閉とすることで冷媒の流れを止める流路選択
機能を果たすこともできる。
【0024】正サイクルにおいてエバポレータとして機
能する第2熱交換器15は、冷媒が通過するパス数が多
い大分割部15Aと、パス数が少ない小分割部15Bと
に2分割されている。一方の大分割部15Aは、第1電
子膨張弁14Aが設けられた冷媒配管16aに接続さ
れ、他方の小分割部15Bは、第2電子膨張弁14Bが
設けられた冷媒分岐は移管16bに接続されている。第
2熱交換器15に供給された低温の液冷媒は、空気と熱
交換することで蒸発してガス冷媒となる。この時、空気
から気化熱を奪うため、空気は冷却されることとなる。
能する第2熱交換器15は、冷媒が通過するパス数が多
い大分割部15Aと、パス数が少ない小分割部15Bと
に2分割されている。一方の大分割部15Aは、第1電
子膨張弁14Aが設けられた冷媒配管16aに接続さ
れ、他方の小分割部15Bは、第2電子膨張弁14Bが
設けられた冷媒分岐は移管16bに接続されている。第
2熱交換器15に供給された低温の液冷媒は、空気と熱
交換することで蒸発してガス冷媒となる。この時、空気
から気化熱を奪うため、空気は冷却されることとなる。
【0025】第2熱交換器15で蒸発したガス冷媒のう
ち、大分割部15Aで蒸発したものは冷媒配管16a、
冷媒分岐配管16bとの合流点P2及び冷媒配管16を
通って圧縮機11に吸い込まれる。また、小分割部15
Bで蒸発したガス冷媒は、冷媒分割配管16b、四方弁
12、冷媒配管16aとの合流点P2及び冷媒配管16
を通って、大分割部15Aと同様に圧縮機11に吸い込
まれる。こうして圧縮機11に吸い込まれたガス冷媒
は、再度圧縮されて冷媒配管16に送出されるので、以
後は上述したのと同様の状態変化を繰り返し、冷媒回路
C1を循環する。なお、上述した冷媒回路C1には、必
要に応じてアキュムレータ、レシーバ及びオイルセパレ
ータなど公知の機器が適所に設置されている。
ち、大分割部15Aで蒸発したものは冷媒配管16a、
冷媒分岐配管16bとの合流点P2及び冷媒配管16を
通って圧縮機11に吸い込まれる。また、小分割部15
Bで蒸発したガス冷媒は、冷媒分割配管16b、四方弁
12、冷媒配管16aとの合流点P2及び冷媒配管16
を通って、大分割部15Aと同様に圧縮機11に吸い込
まれる。こうして圧縮機11に吸い込まれたガス冷媒
は、再度圧縮されて冷媒配管16に送出されるので、以
後は上述したのと同様の状態変化を繰り返し、冷媒回路
C1を循環する。なお、上述した冷媒回路C1には、必
要に応じてアキュムレータ、レシーバ及びオイルセパレ
ータなど公知の機器が適所に設置されている。
【0026】このような構成の冷媒回路とすれば、正サ
イクル運転時において、第1電子膨張弁14Aまたは第
2電子膨張弁14Bのいずれか一方を閉とすれば、これ
に対応する大分割部15Aまたは小分割部15Bのいず
れか一方に冷媒が流れなくなって休止状態となる。この
ため、圧縮機11の能力制御を実施して冷媒流量が低下
した運転状態でも、エバポレータとして機能する第2熱
交換器15の容量は両方を使用する場合よりも小さくな
っているので、その分冷媒の流速を上昇させることがで
きる。すなわち、冷媒回路の冷却能力を抑制するため、
たとえばインバータ制御によって圧縮機11の回転数を
低下させた場合であっても、エバポレータとして機能す
る熱交換器の容量が減少するので、換言すれば、実際に
冷媒が流れて熱交換するパス数が減少するので、冷媒の
流速が上昇して潤滑油の残留を防止することができる。
イクル運転時において、第1電子膨張弁14Aまたは第
2電子膨張弁14Bのいずれか一方を閉とすれば、これ
に対応する大分割部15Aまたは小分割部15Bのいず
れか一方に冷媒が流れなくなって休止状態となる。この
ため、圧縮機11の能力制御を実施して冷媒流量が低下
した運転状態でも、エバポレータとして機能する第2熱
交換器15の容量は両方を使用する場合よりも小さくな
っているので、その分冷媒の流速を上昇させることがで
きる。すなわち、冷媒回路の冷却能力を抑制するため、
たとえばインバータ制御によって圧縮機11の回転数を
低下させた場合であっても、エバポレータとして機能す
る熱交換器の容量が減少するので、換言すれば、実際に
冷媒が流れて熱交換するパス数が減少するので、冷媒の
流速が上昇して潤滑油の残留を防止することができる。
【0027】また、エバポレータとして機能する第2熱
交換器15の蒸発能力は、第1電子膨張弁14A及び第
2電子膨張弁14Bの全閉操作によって可変となるの
で、これを圧縮機11側の容量制御と併用することによ
って、広範囲にわたる容量制御(冷却能力の制御)を効
率よく実施することが可能になる。
交換器15の蒸発能力は、第1電子膨張弁14A及び第
2電子膨張弁14Bの全閉操作によって可変となるの
で、これを圧縮機11側の容量制御と併用することによ
って、広範囲にわたる容量制御(冷却能力の制御)を効
率よく実施することが可能になる。
【0028】次に、図1の冷媒回路C1を加熱運転の状
態にした例を図2に示す。この加熱運転では、圧縮機1
1から送出された高圧のガス冷媒が、四方弁12から冷
媒分岐配管16bを通って第2熱交換器15の小分割部
15Bに導かれる。この時、小分割部15Bは高圧のガ
ス冷媒を凝縮するコンデンサとして機能し、放熱によっ
て空気を加熱する。小分割部15Bで凝縮した高温高圧
の液冷媒は、冷媒分岐配管16bに設けられた第2電子
膨張弁14Bによって減圧膨張し、低温の液冷媒とな
る。この液冷媒は、冷媒分岐配管16bから分岐点P1
を経て冷媒配管16に流れ込む。この時、冷媒配管16
aに設けられた第1電子膨張弁は全閉とされ、従って、
液冷媒の全量が第1熱交換器13に供給される。
態にした例を図2に示す。この加熱運転では、圧縮機1
1から送出された高圧のガス冷媒が、四方弁12から冷
媒分岐配管16bを通って第2熱交換器15の小分割部
15Bに導かれる。この時、小分割部15Bは高圧のガ
ス冷媒を凝縮するコンデンサとして機能し、放熱によっ
て空気を加熱する。小分割部15Bで凝縮した高温高圧
の液冷媒は、冷媒分岐配管16bに設けられた第2電子
膨張弁14Bによって減圧膨張し、低温の液冷媒とな
る。この液冷媒は、冷媒分岐配管16bから分岐点P1
を経て冷媒配管16に流れ込む。この時、冷媒配管16
aに設けられた第1電子膨張弁は全閉とされ、従って、
液冷媒の全量が第1熱交換器13に供給される。
【0029】この場合の第1熱交換器13はエバポレー
タとして機能するため、第1熱交換器13に導かれた低
温の液冷媒は、空気と熱交換して蒸発する。そして、第
1熱交換器13で蒸発したガス冷媒は、冷媒配管16、
四方弁12、冷媒分岐配管16b及び冷媒配管16を通
って圧縮機11に吸引され、再度圧縮されて冷媒回路C
1を循環する。この結果、第2熱交換器15において
は、小分割部15Bの作用によって空気を加熱する運転
が可能となる。また、このような加熱運転は、小分割部
15Bのみの加熱となるため、特に、輸送コンテナなど
に装備される冷凍ユニットにおいてデフロスト運転用と
して使用するのに適している。
タとして機能するため、第1熱交換器13に導かれた低
温の液冷媒は、空気と熱交換して蒸発する。そして、第
1熱交換器13で蒸発したガス冷媒は、冷媒配管16、
四方弁12、冷媒分岐配管16b及び冷媒配管16を通
って圧縮機11に吸引され、再度圧縮されて冷媒回路C
1を循環する。この結果、第2熱交換器15において
は、小分割部15Bの作用によって空気を加熱する運転
が可能となる。また、このような加熱運転は、小分割部
15Bのみの加熱となるため、特に、輸送コンテナなど
に装備される冷凍ユニットにおいてデフロスト運転用と
して使用するのに適している。
【0030】このように、本発明の冷媒回路C1は、正
サイクル時にエバポレータとして機能する第2熱交換器
15を大分割部15A及び小分割部15Bに2分割し、
一方の熱交換器である大分割部15Aには常に冷媒を正
サイクルで流し、かつ、他方の熱交換器である小分割部
15Bを流れる冷媒は、循環方向切換手段の四方弁12
を操作することによって、正サイクルまたは逆サイクル
のいずれか一方を選択できるように構成してある。そし
て、2分割した第2熱交換器と第1熱交換器13との間
を接続する冷媒配管16a及び冷媒分岐配管16bに
は、それぞれに開閉弁としての電磁弁及び絞り機構を設
ける構成としてもよい。しかし、両方の機能を兼ね備え
た電子膨張弁を採用することで、部品点数やコストの削
減が可能になる。
サイクル時にエバポレータとして機能する第2熱交換器
15を大分割部15A及び小分割部15Bに2分割し、
一方の熱交換器である大分割部15Aには常に冷媒を正
サイクルで流し、かつ、他方の熱交換器である小分割部
15Bを流れる冷媒は、循環方向切換手段の四方弁12
を操作することによって、正サイクルまたは逆サイクル
のいずれか一方を選択できるように構成してある。そし
て、2分割した第2熱交換器と第1熱交換器13との間
を接続する冷媒配管16a及び冷媒分岐配管16bに
は、それぞれに開閉弁としての電磁弁及び絞り機構を設
ける構成としてもよい。しかし、両方の機能を兼ね備え
た電子膨張弁を採用することで、部品点数やコストの削
減が可能になる。
【0031】ところで、上述した冷媒回路C1におい
て、第2熱交換器15として使用される好適な熱交換器
構造を図3及び図4に基づいて説明する。本発明におけ
る熱交換器構造の第1実施例を示す図3において、図中
の符号20熱交換器、21は大分割部、22は小分割
部、23a,23bは冷媒を流す多数のパス、24a,
24b,25a,25bはヘッダーを示している。な
お、図中において、上記符号と共に()内に記載した符
号は、図1及び図2における第2熱交換器及び冷媒配管
に対応する部分である。
て、第2熱交換器15として使用される好適な熱交換器
構造を図3及び図4に基づいて説明する。本発明におけ
る熱交換器構造の第1実施例を示す図3において、図中
の符号20熱交換器、21は大分割部、22は小分割
部、23a,23bは冷媒を流す多数のパス、24a,
24b,25a,25bはヘッダーを示している。な
お、図中において、上記符号と共に()内に記載した符
号は、図1及び図2における第2熱交換器及び冷媒配管
に対応する部分である。
【0032】この熱交換器20は、冷媒を流す多数のパ
ス23a,23bを備えている。各パス23a,23b
は並列に配置され、大小数の異なる2つのグループに分
割されている。一方は多数の大分割部21であり、各パ
ス23aの両端部がヘッダー24a,24bに連結され
ている。他方は少数の小分割部22であり、各パス23
bの両端部がヘッダー25a,25bに連結されてい
る。図示の例では、合計17本のパス23a,23bが
並列に配置され、13本のパス23aが大分割部21を
形成し、4本のパス23bが小分割部22を形成してい
る。そして、大分割部21及び小分割部22はそれぞれ
異なる冷媒配管に接続され、独立した使用が可能に構成
されている。具体的に説明すると、大分割部21が冷媒
回路C1の冷媒配管16aに接続され、小分割部16b
が冷媒回路C1の冷媒分岐配管16bに接続されてい
る。
ス23a,23bを備えている。各パス23a,23b
は並列に配置され、大小数の異なる2つのグループに分
割されている。一方は多数の大分割部21であり、各パ
ス23aの両端部がヘッダー24a,24bに連結され
ている。他方は少数の小分割部22であり、各パス23
bの両端部がヘッダー25a,25bに連結されてい
る。図示の例では、合計17本のパス23a,23bが
並列に配置され、13本のパス23aが大分割部21を
形成し、4本のパス23bが小分割部22を形成してい
る。そして、大分割部21及び小分割部22はそれぞれ
異なる冷媒配管に接続され、独立した使用が可能に構成
されている。具体的に説明すると、大分割部21が冷媒
回路C1の冷媒配管16aに接続され、小分割部16b
が冷媒回路C1の冷媒分岐配管16bに接続されてい
る。
【0033】上述した大分割部21及び小分割部22に
属するパス23a,23bの配置については、少数グル
ープである小分割部22に属しているパス23bを分散
させて配置する。すなわち、上述した全パス数が17本
の例では、4本のパス23bがいずれも隣接することが
ないように分散して配置されている。より好ましい配置
は、図示したように、たとえば1本の小分割部22側
(少数グループ側)に属するパス23bと、隣接する2
〜3本の大分割部21側(多数グループ側)に軸するパ
ス23aとが交互に配列されたものである。すなわち、
全パス数に対して、少数側のパス23Bを一本ずつ、で
きるだけ均等なピッチで分配するのが好ましい。
属するパス23a,23bの配置については、少数グル
ープである小分割部22に属しているパス23bを分散
させて配置する。すなわち、上述した全パス数が17本
の例では、4本のパス23bがいずれも隣接することが
ないように分散して配置されている。より好ましい配置
は、図示したように、たとえば1本の小分割部22側
(少数グループ側)に属するパス23bと、隣接する2
〜3本の大分割部21側(多数グループ側)に軸するパ
ス23aとが交互に配列されたものである。すなわち、
全パス数に対して、少数側のパス23Bを一本ずつ、で
きるだけ均等なピッチで分配するのが好ましい。
【0034】このような構成の熱交換器20とすれば、
上述した冷媒回路C1の第2熱交換器15として採用し
た場合、特にデフロスト運転を効果的に実施することが
可能になる。すなわち、小分割部22(15B)を構成
するパス23bが熱交換器20の全体にわたって配置さ
れた構成のため、加熱に使用されパス数が少なくても全
体をほぼ均等に加熱して除霜することができる。
上述した冷媒回路C1の第2熱交換器15として採用し
た場合、特にデフロスト運転を効果的に実施することが
可能になる。すなわち、小分割部22(15B)を構成
するパス23bが熱交換器20の全体にわたって配置さ
れた構成のため、加熱に使用されパス数が少なくても全
体をほぼ均等に加熱して除霜することができる。
【0035】続いて、本発明に係る熱交換器の第2実施
例を図4に示して説明する。図4において、図中の符号
20Aは熱交換器、21Aは大分割部、22Bは小分割
部、23a,23bは冷媒を流す多数のパス、24a,
24b,25a,25bはヘッダーを示している。この
第2実施例では、上述した第1実施例とは異なり、大分
割部21Aと小分割部22Aとが完全に分離している。
すなわち、大分割部21Aを形成するパス23a(図示
の例では13本)と、小分割部22Aを形成するパス2
3b(図示の例では4本)とは、一箇所の隣接部を除い
て完全に分離されている。
例を図4に示して説明する。図4において、図中の符号
20Aは熱交換器、21Aは大分割部、22Bは小分割
部、23a,23bは冷媒を流す多数のパス、24a,
24b,25a,25bはヘッダーを示している。この
第2実施例では、上述した第1実施例とは異なり、大分
割部21Aと小分割部22Aとが完全に分離している。
すなわち、大分割部21Aを形成するパス23a(図示
の例では13本)と、小分割部22Aを形成するパス2
3b(図示の例では4本)とは、一箇所の隣接部を除い
て完全に分離されている。
【0036】このような構成の熱交換器20Aは、デフ
ロスト運転には不向きである反面、後述する除湿運転に
は適している。すなわち、大分割部21Aは冷却部とな
り、また、小分割部21Bは加熱部となるので、加熱部
に隣接する領域では加熱の影響を受けて十分な除湿効果
が得られないものの、隣接する部分から遠い領域で効果
的に除湿を行うことができる。なお、加熱と同時に冷却
して除湿することで、温度低下が非常に少ない除湿運転
が可能になる。
ロスト運転には不向きである反面、後述する除湿運転に
は適している。すなわち、大分割部21Aは冷却部とな
り、また、小分割部21Bは加熱部となるので、加熱部
に隣接する領域では加熱の影響を受けて十分な除湿効果
が得られないものの、隣接する部分から遠い領域で効果
的に除湿を行うことができる。なお、加熱と同時に冷却
して除湿することで、温度低下が非常に少ない除湿運転
が可能になる。
【0037】なお、上述した第1実施例及び第2実施例
では、合計17本のパス23a,23bを13本と4本
とに分割した熱交換器20,20Aを図示して説明した
が、いずれの実施例においてもこれに限定されることは
なく、パスの合計数や分割数については適宜選択可能な
ことはいうまでもない。
では、合計17本のパス23a,23bを13本と4本
とに分割した熱交換器20,20Aを図示して説明した
が、いずれの実施例においてもこれに限定されることは
なく、パスの合計数や分割数については適宜選択可能な
ことはいうまでもない。
【0038】<第2の実施形態>続いて、本発明に係る
冷媒回路の第2の実施形態を図5に基づいて説明する。
図5は正サイクルの運転状態を示しており、図中の符号
C2は冷媒回路、11は圧縮機、12は四方弁、13は
第1熱交換器(コンデンサ)、14Aは第1電子膨張
弁、14Bは第2電子膨張弁、15は第2熱交換器(エ
バポレータ)、16は冷媒配管、17は電磁弁である。
この実施形態では、上述した冷媒回路C1(第1の実施
形態)に加えて、開閉弁として電磁弁17が設けられて
いる。この電磁弁17は、冷媒が反時計廻りに循環する
正サイクル時(図5参照)にコンデンサとして機能する
第1熱交換器13の下流側で、かつ、2分割した第2熱
交換器15にそれぞれ接続されている冷媒配管16a,
16bの分岐点P1より上流側となる冷媒配管16に設
けられている。
冷媒回路の第2の実施形態を図5に基づいて説明する。
図5は正サイクルの運転状態を示しており、図中の符号
C2は冷媒回路、11は圧縮機、12は四方弁、13は
第1熱交換器(コンデンサ)、14Aは第1電子膨張
弁、14Bは第2電子膨張弁、15は第2熱交換器(エ
バポレータ)、16は冷媒配管、17は電磁弁である。
この実施形態では、上述した冷媒回路C1(第1の実施
形態)に加えて、開閉弁として電磁弁17が設けられて
いる。この電磁弁17は、冷媒が反時計廻りに循環する
正サイクル時(図5参照)にコンデンサとして機能する
第1熱交換器13の下流側で、かつ、2分割した第2熱
交換器15にそれぞれ接続されている冷媒配管16a,
16bの分岐点P1より上流側となる冷媒配管16に設
けられている。
【0039】この電磁弁17は、通常の正サイクル運転
(冷却運転)時及び逆サイクル運転(加熱・デフロスト
運転)時においては開とされる。従って、実質的には電
磁弁17がない第1の実施形態と同様の冷媒回路構成と
なり、冷媒の流れや各構成機器の作用についても同様と
なるので、ここではその詳細な説明を省略する。
(冷却運転)時及び逆サイクル運転(加熱・デフロスト
運転)時においては開とされる。従って、実質的には電
磁弁17がない第1の実施形態と同様の冷媒回路構成と
なり、冷媒の流れや各構成機器の作用についても同様と
なるので、ここではその詳細な説明を省略する。
【0040】さて、以下では上述した電磁弁17を設け
たことによる特有の作用効果、すなわち電磁弁17を閉
とした場合の作用効果を図6に基づいて説明する。冷媒
回路C2では、逆サイクル運転時に電磁弁17を閉とし
て除湿運転を実施することができる。この除湿運転で
は、圧縮機11で圧縮された高圧のガス冷媒が四方弁1
2及び冷媒分岐配管16bを通り、第2熱交換器15の
小分割部15Bに供給される。この小分割部15Bはコ
ンデンサとして機能するので、高圧のガス冷媒を空気と
熱交換して凝縮させる。この時、冷媒から放熱して空気
を加熱することとなる。
たことによる特有の作用効果、すなわち電磁弁17を閉
とした場合の作用効果を図6に基づいて説明する。冷媒
回路C2では、逆サイクル運転時に電磁弁17を閉とし
て除湿運転を実施することができる。この除湿運転で
は、圧縮機11で圧縮された高圧のガス冷媒が四方弁1
2及び冷媒分岐配管16bを通り、第2熱交換器15の
小分割部15Bに供給される。この小分割部15Bはコ
ンデンサとして機能するので、高圧のガス冷媒を空気と
熱交換して凝縮させる。この時、冷媒から放熱して空気
を加熱することとなる。
【0041】小分割部15Bで凝縮した高温高圧の液冷
媒は、第2電子膨張弁14Bを通過することによって減
圧膨張し、低温の液冷媒となる。この液冷媒は、冷媒分
岐配管16bから分岐点P1に導かれるが、電磁弁17
が閉となっているため、全量が第1電子膨張弁14A及
び冷媒配管16aを通って第2熱交換器15の大分割部
15Aに供給される。この場合の大分割部15Aはエバ
ポレータとして機能するので、低温の液冷媒は空気と熱
交換して蒸発し、気化熱を奪うことで空気を冷却する。
なお、この場合の第1電子膨張弁14Aについては、最
大開度として冷媒の減圧膨張に関与しないようにしても
よいし、あるいは、第2電子膨張弁14B側を最大開度
として第1電子膨張弁14Aで液冷媒を減圧膨張させた
り、両方の電子膨張弁14A,14Bを併用することも
可能である。
媒は、第2電子膨張弁14Bを通過することによって減
圧膨張し、低温の液冷媒となる。この液冷媒は、冷媒分
岐配管16bから分岐点P1に導かれるが、電磁弁17
が閉となっているため、全量が第1電子膨張弁14A及
び冷媒配管16aを通って第2熱交換器15の大分割部
15Aに供給される。この場合の大分割部15Aはエバ
ポレータとして機能するので、低温の液冷媒は空気と熱
交換して蒸発し、気化熱を奪うことで空気を冷却する。
なお、この場合の第1電子膨張弁14Aについては、最
大開度として冷媒の減圧膨張に関与しないようにしても
よいし、あるいは、第2電子膨張弁14B側を最大開度
として第1電子膨張弁14Aで液冷媒を減圧膨張させた
り、両方の電子膨張弁14A,14Bを併用することも
可能である。
【0042】大分割部15Aで蒸発したガス冷媒は、冷
媒配管16a、合流点P2及び冷媒配管16を通って圧
縮機11に吸引され、再度圧縮された後に同様の回路を
循環して状態変化を繰り返す。なお、電磁弁17が閉じ
ているため、合流点P2で冷媒分岐配管16bから合流
する冷媒はない。
媒配管16a、合流点P2及び冷媒配管16を通って圧
縮機11に吸引され、再度圧縮された後に同様の回路を
循環して状態変化を繰り返す。なお、電磁弁17が閉じ
ているため、合流点P2で冷媒分岐配管16bから合流
する冷媒はない。
【0043】このような冷媒の循環により、2分割され
た第2熱交換器15においては、一方の小分割部15B
がコンデンサとして機能するため空気を加熱し、他方の
大分割部15Aがエバポレータとして機能するため空気
を冷却する。このため、大分割部15Aで冷却された空
気は温度の低下によって水分が凝縮するので除湿され
る。しかし、冷却・除湿された空気は同時に小分割部1
5Bによる加熱も受けるので、ほとんど温度低下のない
除湿空気を提供する除湿運転が可能になる。
た第2熱交換器15においては、一方の小分割部15B
がコンデンサとして機能するため空気を加熱し、他方の
大分割部15Aがエバポレータとして機能するため空気
を冷却する。このため、大分割部15Aで冷却された空
気は温度の低下によって水分が凝縮するので除湿され
る。しかし、冷却・除湿された空気は同時に小分割部1
5Bによる加熱も受けるので、ほとんど温度低下のない
除湿空気を提供する除湿運転が可能になる。
【0044】<第3の実施形態>最後に、本発明に係る
冷媒回路の第3の実施形態を図7に基づいて説明する。
図7は正サイクルの運転状態を示しており、図中の符号
C3は冷媒回路、11は圧縮機、12は四方弁、13は
第1熱交換器(コンデンサ)、14Aは第1電子膨張
弁、14Bは第2電子膨張弁、15は第2熱交換器(エ
バポレータ)、16は冷媒配管、17は電磁弁、18は
ホットガスバイパス管路、19は電磁弁である。
冷媒回路の第3の実施形態を図7に基づいて説明する。
図7は正サイクルの運転状態を示しており、図中の符号
C3は冷媒回路、11は圧縮機、12は四方弁、13は
第1熱交換器(コンデンサ)、14Aは第1電子膨張
弁、14Bは第2電子膨張弁、15は第2熱交換器(エ
バポレータ)、16は冷媒配管、17は電磁弁、18は
ホットガスバイパス管路、19は電磁弁である。
【0045】この実施形態では、上述した冷媒回路C2
(第2の実施形態)に加えて、開閉弁として電磁弁19
を設けたホットガスバイパス管路18を備えている。こ
のホットガスバイパス管路18は、圧縮機11の吐出側
に接続された冷媒配管16の分岐点P3から分岐して、
第1電子膨張弁14Aと大分割部15Aとの間の冷媒配
管16aに位置する合流点P4に合流するよう接続され
ている。
(第2の実施形態)に加えて、開閉弁として電磁弁19
を設けたホットガスバイパス管路18を備えている。こ
のホットガスバイパス管路18は、圧縮機11の吐出側
に接続された冷媒配管16の分岐点P3から分岐して、
第1電子膨張弁14Aと大分割部15Aとの間の冷媒配
管16aに位置する合流点P4に合流するよう接続され
ている。
【0046】ホットガスバイパス管路18の電磁弁19
は、通常の正サイクル運転(冷却運転)時及び逆サイク
ル運転(加熱・デフロスト運転)時においては閉とされ
る。従って、電磁弁19が閉の状態とすれば、実質的に
はホットガスバイパス管路18及び電磁弁19がない第
2の実施形態と同様の冷媒回路構成となり、冷媒の流れ
や各構成機器の作用についても同様となるので、ここで
はその詳細な説明を省略する。
は、通常の正サイクル運転(冷却運転)時及び逆サイク
ル運転(加熱・デフロスト運転)時においては閉とされ
る。従って、電磁弁19が閉の状態とすれば、実質的に
はホットガスバイパス管路18及び電磁弁19がない第
2の実施形態と同様の冷媒回路構成となり、冷媒の流れ
や各構成機器の作用についても同様となるので、ここで
はその詳細な説明を省略する。
【0047】さて、以下では上述したホットガスバイパ
ス管路18及び電磁弁19を設けたことによる特有の作
用効果、すなわち電磁弁19を開としてホットガスを使
用する場合の作用効果を図8に基づいて説明する。この
ホットガスバイパス管路18は、逆サイクル運転時に電
磁弁19を開くことにより、圧縮機11で圧縮した高温
高圧のガス冷媒の一部を直接第2熱交換器15の大分割
部15Aに供給するものである。
ス管路18及び電磁弁19を設けたことによる特有の作
用効果、すなわち電磁弁19を開としてホットガスを使
用する場合の作用効果を図8に基づいて説明する。この
ホットガスバイパス管路18は、逆サイクル運転時に電
磁弁19を開くことにより、圧縮機11で圧縮した高温
高圧のガス冷媒の一部を直接第2熱交換器15の大分割
部15Aに供給するものである。
【0048】この時、第1電子膨張弁14Aを閉じてお
くことにより、分岐点P3で分岐した高圧のガス冷媒は
四方弁12から小分割部15Bに供給される。すなわ
ち、第2熱交換器15には、大分割部15A及び小分割
部15B共に高圧のガス冷媒が供給され、放熱により加
熱して熱交換器全体を除霜することができる。従って、
冷媒の流れが常時正サイクルとなる大分割部15Aにお
いても、ホットガスの加熱によるデフロスト運転を実施
することができる。そして、大分割部15Aで加熱した
ホットガスは温度が低下したガス冷媒となり、冷媒配管
16aを通って合流点P2に至る。一方、小分割部15
Bで凝縮した高温高圧の液冷媒は第2電子膨張弁14B
で減圧膨張し、低温の液冷媒が第1熱交換器13に供給
されて蒸発する。こうしてガス冷媒となった後、冷媒配
管16、四方弁12及び冷媒分岐配管16bを通って合
流点P2に至る。
くことにより、分岐点P3で分岐した高圧のガス冷媒は
四方弁12から小分割部15Bに供給される。すなわ
ち、第2熱交換器15には、大分割部15A及び小分割
部15B共に高圧のガス冷媒が供給され、放熱により加
熱して熱交換器全体を除霜することができる。従って、
冷媒の流れが常時正サイクルとなる大分割部15Aにお
いても、ホットガスの加熱によるデフロスト運転を実施
することができる。そして、大分割部15Aで加熱した
ホットガスは温度が低下したガス冷媒となり、冷媒配管
16aを通って合流点P2に至る。一方、小分割部15
Bで凝縮した高温高圧の液冷媒は第2電子膨張弁14B
で減圧膨張し、低温の液冷媒が第1熱交換器13に供給
されて蒸発する。こうしてガス冷媒となった後、冷媒配
管16、四方弁12及び冷媒分岐配管16bを通って合
流点P2に至る。
【0049】この結果、大分割部15A及び小分割部1
5Bから流れてきたガス冷媒は共に合流点P2で合流
し、冷媒配管16を通って圧縮機11に吸い込まれて再
度圧縮され、以後同様に冷媒回路C3を循環する。
5Bから流れてきたガス冷媒は共に合流点P2で合流
し、冷媒配管16を通って圧縮機11に吸い込まれて再
度圧縮され、以後同様に冷媒回路C3を循環する。
【0050】また、この冷媒回路C3において正サイク
ル運転を行うよう四方弁12を操作し、第1電子膨張弁
14A、第2電子膨張弁14B及び電磁弁17を閉じる
と、圧縮機11から送出されるホットガスは、電磁弁1
9が開のホットガスバイパス管路18を通って直接大分
割部15Aに供給されるので、ホットガスの加熱による
デフロスト運転を実施することもできる。
ル運転を行うよう四方弁12を操作し、第1電子膨張弁
14A、第2電子膨張弁14B及び電磁弁17を閉じる
と、圧縮機11から送出されるホットガスは、電磁弁1
9が開のホットガスバイパス管路18を通って直接大分
割部15Aに供給されるので、ホットガスの加熱による
デフロスト運転を実施することもできる。
【0051】以上説明したように、本発明の冷媒回路に
よれば、正サイクル時にエバポレータとして機能する第
2熱交換器15を2分割し、一方の大分割部15Aとな
る熱交換器には常に冷媒を正サイクルで流し、かつ、他
方の小分割部15Bとなる熱交換器を流れる冷媒は、四
方弁12の操作によって正サイクルまたは逆サイクルの
いずれか一方を選択できるように構成したため、たとえ
ばインバータ制御による冷媒の低流量領域でも、2分割
したいずれか一方の熱交換器(大分割部15Aまたは小
分割部15B)を冷媒が流れないようにすることで、他
方の熱交換器を流れる冷媒の流速を増すことができるの
で、冷媒と共に循環する潤滑油を確実に圧縮機11まで
戻すことができる。従って、圧縮機11の潤滑油不足に
より、焼き付き等の不具合が生じるのを防止することが
できる。
よれば、正サイクル時にエバポレータとして機能する第
2熱交換器15を2分割し、一方の大分割部15Aとな
る熱交換器には常に冷媒を正サイクルで流し、かつ、他
方の小分割部15Bとなる熱交換器を流れる冷媒は、四
方弁12の操作によって正サイクルまたは逆サイクルの
いずれか一方を選択できるように構成したため、たとえ
ばインバータ制御による冷媒の低流量領域でも、2分割
したいずれか一方の熱交換器(大分割部15Aまたは小
分割部15B)を冷媒が流れないようにすることで、他
方の熱交換器を流れる冷媒の流速を増すことができるの
で、冷媒と共に循環する潤滑油を確実に圧縮機11まで
戻すことができる。従って、圧縮機11の潤滑油不足に
より、焼き付き等の不具合が生じるのを防止することが
できる。
【0052】なお、上述した各冷媒回路において、2分
割した熱交換器の大分割部15A及び小分割部15B毎
にそれぞれ電子膨張弁14A,14Bを設けることによ
り、別部品の電磁弁及び絞り機構を採用する場合と比較
して、少ない部品点数で分割した二つの熱交換器(大分
割部15A及び小分割部15B)を選択して使い分ける
ことが可能になる。
割した熱交換器の大分割部15A及び小分割部15B毎
にそれぞれ電子膨張弁14A,14Bを設けることによ
り、別部品の電磁弁及び絞り機構を採用する場合と比較
して、少ない部品点数で分割した二つの熱交換器(大分
割部15A及び小分割部15B)を選択して使い分ける
ことが可能になる。
【0053】また、冷媒配管16に電磁弁17を設けた
ことにより、この電磁弁17を閉じて温度低下の少ない
除湿運転を実施することができ、電磁弁19を備えたホ
ットガスバイパス管路18を設けたことにより、ホット
ガスによる加熱でデフロスト運転が可能となる。
ことにより、この電磁弁17を閉じて温度低下の少ない
除湿運転を実施することができ、電磁弁19を備えたホ
ットガスバイパス管路18を設けたことにより、ホット
ガスによる加熱でデフロスト運転が可能となる。
【0054】そして、上述した冷媒回路の第2熱交換器
15に適した熱交換器構造として、冷媒を流す多数のパ
ス23a,23bを備え、これらのパス23a,23b
を大小数の異なる2つのグループ(大分割部21及び小
分割部22)に分割すると共に、それぞれのグループを
異なる冷媒配管(冷媒配管16a,冷媒分岐配管16
b)に接続し、少数グループ(小分割部22)に属して
いるパス23bを分散させて配置した構造を採用すれ
ば、デフロストに使用する冷媒を流すパス23bの数を
少なくして、熱交換器20全体の霜を効率よく除去する
ことができる。この場合、一本の少数グループ(小分割
部22)側のパス23bと、複数本を並べた多数グルー
プ(大分割部21)側のパス23aとを交互に配列する
と、特に効率よくデフロストすることが可能になる。
15に適した熱交換器構造として、冷媒を流す多数のパ
ス23a,23bを備え、これらのパス23a,23b
を大小数の異なる2つのグループ(大分割部21及び小
分割部22)に分割すると共に、それぞれのグループを
異なる冷媒配管(冷媒配管16a,冷媒分岐配管16
b)に接続し、少数グループ(小分割部22)に属して
いるパス23bを分散させて配置した構造を採用すれ
ば、デフロストに使用する冷媒を流すパス23bの数を
少なくして、熱交換器20全体の霜を効率よく除去する
ことができる。この場合、一本の少数グループ(小分割
部22)側のパス23bと、複数本を並べた多数グルー
プ(大分割部21)側のパス23aとを交互に配列する
と、特に効率よくデフロストすることが可能になる。
【0055】上述した各実施形態の冷媒回路は、船舶、
トレーラー、トラック及び鉄道車両の貨車等に積載して
輸送する海上コンテナやトラック等の荷台に固定設置さ
れる陸上コンテナのような輸送用コンテナの冷凍ユニッ
ト、倉庫等の建家内空間を冷却する冷凍ユニット、そし
て空気調和装置に用いられる冷凍ユニットなど、循環方
向切換手段(四方弁12)を備えている冷媒回路に広く
適用可能である。なお、本発明の構成は上述した各実施
形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲内において適宜変更することができる。
トレーラー、トラック及び鉄道車両の貨車等に積載して
輸送する海上コンテナやトラック等の荷台に固定設置さ
れる陸上コンテナのような輸送用コンテナの冷凍ユニッ
ト、倉庫等の建家内空間を冷却する冷凍ユニット、そし
て空気調和装置に用いられる冷凍ユニットなど、循環方
向切換手段(四方弁12)を備えている冷媒回路に広く
適用可能である。なお、本発明の構成は上述した各実施
形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲内において適宜変更することができる。
【0056】
【発明の効果】上述した本発明の冷媒回路によれば、以
下の効果を奏する。 (1)正サイクル時にエバポレータとして機能する熱交
換器を2分割し、一方の熱交換器には常に冷媒を正サイ
クルで流し、かつ、他方の熱交換器を流れる冷媒は、循
環方向切換手段の操作によって正サイクルまたは逆サイ
クルのいずれか一方を選択できるように冷媒回路を構成
したので、たとえばインバータ制御による冷媒の低流量
領域でも、2分割したいずれか一方の熱交換器を冷媒が
流れないようにすることで、他方の熱交換器を流れる冷
媒の流速を増すことができる。従って、従来のように低
流速時に冷媒と共に循環する潤滑油が熱交換器内に溜ま
るようなことはなくなり、潤滑油を確実に圧縮機まで戻
すことによって、圧縮機の潤滑油不足を原因とする焼き
付き等の不具合を防止し、信頼性や耐久性を向上させる
という顕著な効果を奏する。
下の効果を奏する。 (1)正サイクル時にエバポレータとして機能する熱交
換器を2分割し、一方の熱交換器には常に冷媒を正サイ
クルで流し、かつ、他方の熱交換器を流れる冷媒は、循
環方向切換手段の操作によって正サイクルまたは逆サイ
クルのいずれか一方を選択できるように冷媒回路を構成
したので、たとえばインバータ制御による冷媒の低流量
領域でも、2分割したいずれか一方の熱交換器を冷媒が
流れないようにすることで、他方の熱交換器を流れる冷
媒の流速を増すことができる。従って、従来のように低
流速時に冷媒と共に循環する潤滑油が熱交換器内に溜ま
るようなことはなくなり、潤滑油を確実に圧縮機まで戻
すことによって、圧縮機の潤滑油不足を原因とする焼き
付き等の不具合を防止し、信頼性や耐久性を向上させる
という顕著な効果を奏する。
【0057】(2)2分割した熱交換器毎にそれぞれ電
子膨張弁を設けた冷媒回路とすることにより、別部品の
電磁弁及び絞り機構を採用する場合と比較して、少ない
部品点数で分割した二つの熱交換器を選択して使い分け
ることが可能になる。従って、部品点数及びコストの低
減に大きな効果を奏する。
子膨張弁を設けた冷媒回路とすることにより、別部品の
電磁弁及び絞り機構を採用する場合と比較して、少ない
部品点数で分割した二つの熱交換器を選択して使い分け
ることが可能になる。従って、部品点数及びコストの低
減に大きな効果を奏する。
【0058】(3)冷媒配管の分岐点P1と第1熱交換
器との間に開閉弁を設けた冷媒回路としたので、この開
閉弁を閉じることによって、温度低下の少ない除湿運転
が可能になる。 (4)開閉弁を備えたホットガスバイパス管路を設けた
冷媒回路とすることにより、ホットガスを有効に利用し
た加熱によってデフロスト運転を実施することが可能と
なる。
器との間に開閉弁を設けた冷媒回路としたので、この開
閉弁を閉じることによって、温度低下の少ない除湿運転
が可能になる。 (4)開閉弁を備えたホットガスバイパス管路を設けた
冷媒回路とすることにより、ホットガスを有効に利用し
た加熱によってデフロスト運転を実施することが可能と
なる。
【0059】(5)冷媒を流す多数のパスを備え、これ
らのパスを大小数の異なる2つのグループに分割すると
共に、それぞれのグループを異なる冷媒配管に接続し、
少数グループに属しているパスを分散させて配置した熱
交換器構造を採用すれば、デフロストに使用する冷媒を
流すパスの数を少なくして、熱交換器全体の霜を効率よ
く除去することができる。この場合、一本の少数グルー
プ側のパスと、複数本を並べた多数グループ側のパスと
を交互に配列すると、特に効率よくデフロストすること
ができる。このような構成の熱交換器は、上述した本発
明の冷媒回路において、2分割する熱交換器に特に適し
たものとなる。
らのパスを大小数の異なる2つのグループに分割すると
共に、それぞれのグループを異なる冷媒配管に接続し、
少数グループに属しているパスを分散させて配置した熱
交換器構造を採用すれば、デフロストに使用する冷媒を
流すパスの数を少なくして、熱交換器全体の霜を効率よ
く除去することができる。この場合、一本の少数グルー
プ側のパスと、複数本を並べた多数グループ側のパスと
を交互に配列すると、特に効率よくデフロストすること
ができる。このような構成の熱交換器は、上述した本発
明の冷媒回路において、2分割する熱交換器に特に適し
たものとなる。
【図1】 本発明の冷媒回路に係る第1の実施形態を示
す構成図であり、正サイクルの状態を示している。
す構成図であり、正サイクルの状態を示している。
【図2】 図1の冷媒回路を逆サイクルにした加熱運転
・デフロスト運転の状態を示す構成図である。
・デフロスト運転の状態を示す構成図である。
【図3】 本発明に係る熱交換器構造の第1実施例を示
す構成図である。
す構成図である。
【図4】 本発明に係る熱交換器構造の第2実施例を示
す構成図である。
す構成図である。
【図5】 本発明の冷媒回路に係る第2の実施形態を示
す構成図であり、正サイクルの状態を示している。
す構成図であり、正サイクルの状態を示している。
【図6】 図5に示す冷媒回路で除湿運転をした状態を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図7】 本発明の冷媒回路に係る第3の実施形態を示
す構成図であり、正サイクルの状態を示している。
す構成図であり、正サイクルの状態を示している。
【図8】 図7に示す冷媒回路で、逆サイクルのデフロ
スト運転をした状態を示す構成図である。
スト運転をした状態を示す構成図である。
【図9】 従来の冷媒回路を示す構成図であり、正サイ
クルの状態を示している。
クルの状態を示している。
【符号の説明】
11 圧縮機
12 四方弁(循環方向切換手段)
13 第1熱交換器
14A 第1電子膨張弁(絞り機構)
14B 第2電子膨張弁(絞り機構)
15 第2熱交換器
15A 大分割部
15B 小分割部
16,16a 冷媒配管
16b 冷媒分岐配管
17 電磁弁(開閉弁)
18 ホットガスバイパス管路
19 電磁弁(開閉弁)
20,20A 熱交換器
21,21A 大分割部
22,22A 小分割部
23a,23b パス
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
F25B 29/00 411 F25B 29/00 411Z
47/02 540 47/02 540C
(72)発明者 伊東 政美
愛知県西春日井郡西枇杷島町旭町3丁目1
番地 三菱重工業株式会社冷熱事業本部内
(72)発明者 田中 孝史
愛知県西春日井郡西枇杷島町旭町3丁目1
番地 三菱重工業株式会社冷熱事業本部内
(72)発明者 赤澤 公雄
兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号
三菱重工業株式会社高砂研究所内
Fターム(参考) 3L092 AA03 AA08 AA14 BA05 BA13
BA14 BA23 BA27
Claims (6)
- 【請求項1】 ガス冷媒を吸入圧縮する圧縮機と、高
圧のガス冷媒を凝縮させるコンデンサと、高温高圧の液
冷媒を減圧膨張させる絞り機構と、低温の液冷媒を蒸発
させるエバポレータと、冷媒の流れ方向を選択して正サ
イクル及び逆サイクルを切り換える循環方向切換手段
と、これらを接続して閉回路を形成する冷媒配管とを具
備してなる冷媒回路であって、 正サイクル時にエバポレータとして機能する熱交換器を
2分割し、一方の熱交換器には常に冷媒を正サイクルで
流し、かつ、他方の熱交換器を流れる冷媒は、前記循環
方向切換手段の操作によって正サイクルまたは逆サイク
ルのいずれか一方を選択できるように構成したことを特
徴とする冷媒回路。 - 【請求項2】 2分割した前記熱交換器毎にそれぞれ
電子膨張弁を設けたことを特徴とする請求項1記載の冷
媒回路。 - 【請求項3】 正サイクル時にコンデンサとして機能
する熱交換器の下流側で、かつ、2分割した熱交換器に
それぞれ接続される冷媒配管の分岐点より上流側に、開
閉弁を設けたことを特徴とする請求項1または2記載の
冷媒回路。 - 【請求項4】 前記圧縮機の吐出側から、2分割され
た前記熱交換器のうち常に冷媒を正サイクルで流す側の
上流に接続される開閉弁を備えたホットガスバイパス管
路を設けたことを特徴とする請求項3記載の冷媒回路。 - 【請求項5】 冷媒を流す多数のパスを備え、該パス
を大小数の異なる2つのグループに分割すると共に、そ
れぞれのグループを異なる冷媒配管に接続する熱交換器
構造であって、 少数グループに属している前記パスを分散させて配置し
たことを特徴とする熱交換器構造。 - 【請求項6】 前記パスの分散は、一本の少数グルー
プ側パスと複数本の多数グループ側パスとが交互に配列
されていることを特徴とする請求項5記載の熱交換器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001276561A JP2003083629A (ja) | 2001-09-12 | 2001-09-12 | 冷媒回路及び熱交換器構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001276561A JP2003083629A (ja) | 2001-09-12 | 2001-09-12 | 冷媒回路及び熱交換器構造 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003083629A true JP2003083629A (ja) | 2003-03-19 |
Family
ID=19101239
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001276561A Withdrawn JP2003083629A (ja) | 2001-09-12 | 2001-09-12 | 冷媒回路及び熱交換器構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003083629A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1568952A1 (en) * | 2004-02-27 | 2005-08-31 | Delphi Technologies, Inc. | Reversible heat pump system |
CN100425929C (zh) * | 2004-01-30 | 2008-10-15 | 三洋电机株式会社 | 加热/冷却*** |
JP2010234945A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Hitachi Ltd | 鉄道車両用ヒートポンプ空調装置 |
JP5624648B1 (ja) * | 2013-06-28 | 2014-11-12 | 青月村▲しぇん▼股▲分▼有限公司 | 冷凍機 |
WO2017037816A1 (ja) * | 2015-08-31 | 2017-03-09 | 三菱電機株式会社 | 換気装置 |
CN111486550A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-08-04 | 广东美的制冷设备有限公司 | 空调器的控制方法、装置、空调器及电子设备 |
-
2001
- 2001-09-12 JP JP2001276561A patent/JP2003083629A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100425929C (zh) * | 2004-01-30 | 2008-10-15 | 三洋电机株式会社 | 加热/冷却*** |
EP1568952A1 (en) * | 2004-02-27 | 2005-08-31 | Delphi Technologies, Inc. | Reversible heat pump system |
JP2010234945A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Hitachi Ltd | 鉄道車両用ヒートポンプ空調装置 |
JP5624648B1 (ja) * | 2013-06-28 | 2014-11-12 | 青月村▲しぇん▼股▲分▼有限公司 | 冷凍機 |
WO2017037816A1 (ja) * | 2015-08-31 | 2017-03-09 | 三菱電機株式会社 | 換気装置 |
JPWO2017037816A1 (ja) * | 2015-08-31 | 2018-04-26 | 三菱電機株式会社 | 換気装置 |
US10962254B2 (en) | 2015-08-31 | 2021-03-30 | Mitsubishi Electric Corporation | Ventilation device |
CN111486550A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-08-04 | 广东美的制冷设备有限公司 | 空调器的控制方法、装置、空调器及电子设备 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081202 |