JP5570364B2 - 2元冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Description
2元冷凍サイクル装置の一次側冷凍サイクルには、一次側圧縮機や一次側膨張装置や熱源側熱交換器が設けられており、二次側冷凍サイクルには二次側圧縮機や二次側膨張装置や利用側熱交換器が設けられている。
2元冷凍サイクル装置には中間熱交換器が設けられており、一次側冷凍サイクルと二次側冷凍サイクルとの冷媒間で熱交換する。
また、2元冷凍サイクル装置には、圧縮機に駆動電力を供給するインバータ回路やその他の制御器などを収納した電気部品箱が設けられている。インバータ回路やその他の制御器には、コンデンサやパワートランジスタや抵抗などの発熱する電気部品が使用されている。
これらの発熱部品は、2元冷凍サイクル装置の運転時において、電気部品箱内の発熱部品が熱破壊しないように冷却を行う必要があり、ヒートシンクや送風ファンなどの放熱装置が用いられる。
このような2元冷凍サイクル装置において、中間熱交換器と電気部品箱とが熱交換可能に設けられている。
(第1の実施形態)
第1の実施形態について図1及び図2を用いて説明する。
図1に示すように、本実施形態の2元冷凍サイクル装置100は、一次側冷凍サイクル7と二次側冷凍サイクル13を備えており、2元冷凍サイクル装置100は、一次側冷凍サイクル7の冷媒(一次側冷媒)と二次側冷凍サイクル13の冷媒(二次側冷媒)とが中間熱交換器5で熱交換するように形成されている。
この2元冷凍サイクル装置100は空気調和機やヒートポンプ給湯機などに用いられる。
この電気部品箱14は略直方体形状の箱型に形成されており、図示しないが、その内部には、一次側圧縮機1及び二次側圧縮機8を駆動するインバータ回路と、一次側膨張装置4及び二次側膨張装置10の開度や、一次側四方弁及び二次側四方弁9の切替えを制御する制御器が備えられている。これらインバータ回路及び制御器によって、一次側冷凍サイクル7と二次側冷凍サイクル13は最適な運転条件で制御される。
まず、一次側冷凍サイクル7では、一次側圧縮機1の吐出口から一次側四方弁2、一次側中間熱交換器5a、一次側膨張装置4及び熱源側熱交換器3を順次通過し、一次側四方弁2から吸込口を介して一次側圧縮機1へと戻る。
同様に二次側冷凍サイクル13では、二次側圧縮機8で圧縮された二次側冷媒が、二次側四方弁9、利用側熱交換器11、二次側膨張装置10及び二次側中間熱交換器5bを順次通過し、二次側四方弁9から吸込口を介して二次側圧縮機8へと戻る。
このとき、一次側冷媒は熱源側熱交換器3で蒸発し、一次側中間熱交換器5aで凝縮する。また、二次側冷媒は利用側熱交換器11において凝縮し、利用側である図示しない水回路の水に温熱を供給して、二次側中間熱交換器5bでは膨張装置10によって減圧された液状の冷媒が蒸発し、蒸発熱として一次側冷媒の凝縮熱を吸収する。
上述の出湯運転の状態から一次側四方弁2と、二次側四方弁9を切換える。これにより、図1の破線矢印のように、一次側及び二次側冷凍サイクルの冷媒の流れが出湯運転時と逆になり、一次側冷凍サイクル7では、一次側圧縮機1で圧縮された一次側冷媒は、一次側圧縮機1の吐出口から一次側四方弁2、熱源側熱交換器3、一次側膨張装置4及び一次側中間熱交換器5aを順次通過し、一次側四方弁2から吸込口を介して一次側圧縮機1へ戻る。
同様に、二次側冷凍サイクルでは、二次側圧縮機8で圧縮された二次側冷媒が、二次側圧縮機8の吐出管から二次側四方弁9、二次側中間熱交換器5b、二次側膨張装置10及び利用側熱交換器11を順次通過し、二次側四方弁9から吸込口を介して二次側圧縮機8へと戻る。
このとき、一次側冷媒は熱源側熱交換器3で凝縮し、一次側中間熱交換器5aで蒸発する。また、二次側冷媒は二次側中間熱交換器5bにおいて一次側冷媒から冷熱を得て凝縮し、利用側熱交換器11内では膨張装置10によって減圧された二次側冷媒がし利用側の熱を吸収し蒸発する。そして、利用側に冷熱を供給する。
例えば、2元冷凍サイクル装置100は、利用側熱交換器14を水熱交換器とし90℃近い湯を生成するための高温ヒートポンプ給湯機である場合、一次側冷凍サイクルに使用される一次側冷媒に、R410Aのような低外気温(―15℃程度)においても良好な性能を有する作動冷媒が好ましく、二次側冷媒にはR134aのような高温(95℃程度)において良好な性能を有する作動冷媒が好ましい。
また、利用側熱交換器14を空気熱交換器とし90℃近い熱風を吹出すヒートポンプ乾燥機とする場合にも上述のような作動冷媒が好ましい。
(第2の実施形態)
第2の実施形態の2元冷凍サイクル装置100は第1の実施形態と略同一の構成である一次側冷凍サイクル7と二次側冷凍サイクル13を備えている。
第1の実施形態と異なる構成として中間熱交換器5と電気部品箱14とを熱交換させるヒートパイプ装置15が設けられている。
Claims (3)
- 熱源側熱交換機と一次側圧縮機を備える一次側冷凍サイクルと、
利用側熱交換機と二次側圧縮機を備える二次側冷凍サイクルと、
前記一次側冷凍サイクルと前記二次側冷凍サイクルの作動冷媒を熱交換させるための中間熱交換器と、
前記一次側冷凍サイクル及び前記二次側冷凍サイクルの運転を制御するための発熱する電気部品を収納する電気部品箱とを、
備えた2元冷凍サイクル装置において、
前記中間熱交換器と前記電気部品箱とが熱交換可能に設けられたことを特徴とする2元冷凍サイクル装置。 - 前記中間熱交換器と前記電気部品箱とが当接して設けられたことを特徴とする請求項1に記載の2元冷凍サイクル装置。
- 前記中間熱交換器と前記電気部品箱とがヒートパイプ装置により熱交換可能に接続されたことを特徴とする請求項1に記載の2元冷凍サイクル装置。
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