JP2011153738A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1圧縮機1、放熱器2、膨張機3aおよび蒸発器4が順次配管で接続されると共に、膨張機3aで回収した動力により駆動され、蒸発器4から第1圧縮機1に向かう冷媒の一部を受け入れて圧縮する第2圧縮機3bを備えた主冷媒回路6と、膨張機3aをバイパスするバイパス回路7と、バイパス回路7上に設けられ、放熱器2から流出してバイパス回路7に流れ込んだ高圧冷媒と、第1圧縮機1または第2圧縮機3bの少なくともどちらか一方に吸入される吸入冷媒とを熱交換する内部熱交換器5とを備えたものである。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の実施の形態1における冷凍サイクル装置の構成を示す図である。図1に示すように、本実施の形態1に係る冷凍サイクル装置は、冷媒ガスを圧縮するための第1圧縮機1、放熱器2、冷媒を減圧して二相状態の湿り蒸気とする膨張機3a、蒸発器4、内部熱交換器5の低圧側流路が順次配管で接続された主冷媒回路6を有している。また、主冷媒回路6は、膨張機3aと同軸に接続され、膨張機3aで回収した動力により駆動される第2圧縮機3bを備えている。
通常の暖房運転では、主冷媒回路6のみを用いて動力回収を行う運転となる。すなわち、バイパス流量0%の運転であり、開閉弁11が開放され、開閉弁10は閉じられる。
第1圧縮機1から吐出された高圧のガス冷媒は放熱器2に送られる。放熱器2に送られた高圧のガス冷媒は室内空気と熱交換を行って放熱して高圧の中温冷媒となった後、膨張機3aに流入する。膨張機3aに流入した冷媒は、動力回収されながら低圧低温の気液二相冷媒に減圧され、蒸発器4で蒸発し、内部熱交換器5の低圧側に流入する。開閉弁10は閉じられているため、バイパス回路7には冷媒が通過しない。よって、内部熱交換器5では熱交換は行われず、蒸発器4から流出した冷媒は、そのまま内部熱交換器5を通過して第1圧縮機1および第2圧縮機3bの吸入側へ戻る。
この場合、第1圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器2に送られる。放熱器2に送られた高圧のガス冷媒は室内空気と熱交換を行って凝縮し、高圧の液冷媒となった後、開閉弁11で流量制御されて膨張機3aに流入する。膨張機3aに流入した冷媒は、動力回収されながら低圧低温の気液二相冷媒に減圧され、蒸発器4で蒸発し、内部熱交換器5の低圧側に流入する。
図3は、本発明の実施の形態2における冷凍サイクル装置の構成を示す図である。図3において、図1と同一部分には同一符号を付す。実施の形態2において、基本的な構成は実施の形態1と同様であるため、以下では、異なる点を中心に説明する。
本実施の形態2では、実施の形態1のように、放熱器出口部の冷媒と蒸発器出口部の冷媒とが熱交換する内部熱交換器5の代わりに、放熱器出口部の冷媒と放熱器出口部の冷媒の一部を減圧した冷媒とを熱交換させる内部熱交換器5aを用いる例を示す。具体的な回路構成としては、実施の形態1と同様の主冷媒回路6と、主冷媒回路6の放熱器2と膨張機3aとの間から分岐して内部熱交換器5aおよび開閉弁10を介して膨張機3aの出口側に接続するバイパス回路7と、バイパス回路7の内部熱交換器5aと開閉弁10との間から分岐して開閉弁12および内部熱交換器5aの低圧側を介して第2圧縮機3bの吐出側で合流接続するインジェクション回路7aとを備えた構成である。
第1圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒は放熱器2に送られる。放熱器2に送られた高圧のガス冷媒は室内空気と熱交換を行って凝縮して高圧の液冷媒となった後、開閉弁11で流量制御されて膨張機3aに流入する。膨張機3aに流入した冷媒は、動力回収されながら低圧低温の気液二相冷媒に減圧されて蒸発器4に流入する。
図4は、本発明の実施の形態3における冷凍サイクル装置の構成を示す図である。図4において、図3に示した実施の形態2と同一部分には同一符号を付す。実施の形態3の冷凍サイクル装置は、図3に示した実施の形態2の冷凍サイクル装置を基本として備え、更に、冷房運転、暖房運転ともに膨張機3aを利用できる構成としたものである。すなわち、第1圧縮機1の吐出側に冷媒の流れ方向を切り換える四方弁20を設け、また、膨張機3aの周囲に4つの逆止弁で構成されるブリッジ回路(逆止弁16a、16b、16c、16dの組合せで形成される整流回路)を設けたものである。なお、ここでは図3に示した実施の形態2の冷凍サイクル装置を基本として備えた構成を示しているが、図1に示した実施の形態1の冷凍サイクル装置を備えた構成としてもよい。
通常の暖房運転では、主冷媒回路6のみを用いて動力回収を行う運転となる。すなわち、バイパス流量0%の運転であり、開閉弁11が開放され、開閉弁10および開閉弁12は閉じられる。
第1圧縮機1から吐出された高圧のガス冷媒は、四方弁20およびガス管51を介して室内ユニット200a、200bに送られる。室内ユニット200a、200bに送られた高圧のガス冷媒は、室内ユニット200a、200bの室内熱交換器2a、2bにおいて、室内空気と熱交換を行って放熱し、高圧の中温冷媒となる。そして、高圧の中温冷媒は、室内膨張弁9a、9bを通過して減圧された後、液管50を介して室外ユニット100に流入する。
第1圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒は、ガス管51を通過して室内ユニット200a、200bの放熱器としての室内熱交換器2a、2bに送られる。室内熱交換器2a、2bに送られた高圧のガス冷媒は室内空気と熱交換を行って放熱して高圧の中温冷媒となった後、開閉弁11で流量制御されて膨張機3aに流入する。膨張機3aに流入した冷媒は、動力回収されながら低圧低温の気液二相冷媒に減圧され、気液分離器8に流入する。気液分離器8に流入した気液二相冷媒は、気液分離器8でガス冷媒と液冷媒に分離され、液冷媒は逆止弁16bを介して室外熱交換器4に流入する。そして、室外熱交換器4に流入した低圧二相冷媒は室外空気と熱交換を行って蒸発し、低圧のガス冷媒となり、四方弁20を通過した後、第1圧縮機1の吸入部へ戻る。また、気液分離器8で分離されたガス冷媒は2つに分岐され、一方は、第2圧縮機3bで圧縮された後、第1圧縮機1の圧縮室に吸入され、他方は、四方弁20を介して戻ってくる冷媒と合流して第1圧縮機1の吸入部に吸入される。
Claims (6)
- 第1圧縮機、放熱器、膨張機および蒸発器が順次配管で接続されると共に、前記膨張機で回収した動力により駆動され、前記蒸発器から前記第1圧縮機に向かう冷媒の一部を受け入れて圧縮する第2圧縮機を備えた主冷媒回路と、
前記膨張機をバイパスするバイパス回路と、
該バイパス回路上に設けられ、前記放熱器から流出して前記バイパス回路に流れ込んだ高圧冷媒と、前記第1圧縮機または前記第2圧縮機の少なくともどちらか一方に吸入される吸入冷媒とを熱交換する内部熱交換器と
を備えたことを特徴とする冷凍サイクル装置。 - 第1圧縮機、放熱器、膨張機および蒸発器が順次配管で接続されると共に、前記膨張機で回収した動力により駆動され、前記蒸発器から前記第1圧縮機に向かう冷媒の一部を受け入れて圧縮する第2圧縮機を備えた主冷媒回路と、
前記膨張機をバイパスし内部熱交換器および流量制御弁を備えたバイパス回路とを備え、
前記内部熱交換器は、前記放熱器から流出して前記バイパス回路に流れ込んだ高圧冷媒と、前記放熱器出口または前記内部熱交換器出口から流出した冷媒の一部を前記流量制御弁にて減圧した後の低圧二相冷媒とを熱交換することを特徴とする冷凍サイクル装置。 - 前記内部熱交換器において熱交換後の低圧側の冷媒を、前記第1圧縮機の圧縮途中の圧縮室にインジェクションするインジェクション回路を備えたことを特徴とする請求項2記載の冷凍サイクル装置。
- 低外気温での暖房運転時には、前記主冷媒回路と前記バイパス回路の両方に冷媒を流すことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記膨張機および前記第2圧縮機がいずれもスクロール型の構造であることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
- 冷媒が二酸化炭素であることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
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