JPH04268165A - 二段圧縮冷凍サイクル装置 - Google Patents
二段圧縮冷凍サイクル装置Info
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- JPH04268165A JPH04268165A JP2606491A JP2606491A JPH04268165A JP H04268165 A JPH04268165 A JP H04268165A JP 2606491 A JP2606491 A JP 2606491A JP 2606491 A JP2606491 A JP 2606491A JP H04268165 A JPH04268165 A JP H04268165A
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- heat exchanger
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- stage compressor
- refrigerant
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- 238000007906 compression Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000007710 freezing Methods 0.000 title abstract 2
- 230000008014 freezing Effects 0.000 title abstract 2
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- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims description 12
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- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 10
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- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract 1
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/13—Economisers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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- F25B2400/23—Separators
Landscapes
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、冷暖房や給湯または超
低温装置などの、より高温または低温を得るための二段
圧縮冷凍サイクル装置に関する。
低温装置などの、より高温または低温を得るための二段
圧縮冷凍サイクル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、低温冷凍装置や高温ヒートポンプ
のように冷凍サイクルの蒸発圧力と凝縮圧力との比（圧
縮比）が大きい場合には、圧縮機の吐出温度上昇の防止
、および圧縮機効率を向上させるために、従来の一段の
圧縮機を２台直列に設けた二段圧縮装置が使用されてい
る。この場合、低段側圧縮機の吐出ガスは高圧の液冷媒
や中間圧の二相冷媒と直接、あるいは間接的に熱交換し
て冷却された後、高段側圧縮機に吸引され、そこで高圧
まで圧縮、吐出される。こうすることによって高段側圧
縮機の吸入ガス温度を低下させてその吐出温度上昇を防
止するものである。また、低段側、高段側圧縮機での圧
縮比を適当に設定することによって各段の圧縮機効率の
良い条件で運転することができ、総合的にみて冷凍サイ
クル効率が向上するものである。
のように冷凍サイクルの蒸発圧力と凝縮圧力との比（圧
縮比）が大きい場合には、圧縮機の吐出温度上昇の防止
、および圧縮機効率を向上させるために、従来の一段の
圧縮機を２台直列に設けた二段圧縮装置が使用されてい
る。この場合、低段側圧縮機の吐出ガスは高圧の液冷媒
や中間圧の二相冷媒と直接、あるいは間接的に熱交換し
て冷却された後、高段側圧縮機に吸引され、そこで高圧
まで圧縮、吐出される。こうすることによって高段側圧
縮機の吸入ガス温度を低下させてその吐出温度上昇を防
止するものである。また、低段側、高段側圧縮機での圧
縮比を適当に設定することによって各段の圧縮機効率の
良い条件で運転することができ、総合的にみて冷凍サイ
クル効率が向上するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、低温冷凍装置や高温ヒートポンプのような
単機能の用途にのみもっぱら用いられており、冷暖房給
湯装置のように多用途に用いられた例はあまりなく、具
体的な構成の提案もされていなかった。そのため、動作
条件の大きく変動する用途に用いた場合には十分なサイ
クル効率を得るこができないという問題があった。
の構成では、低温冷凍装置や高温ヒートポンプのような
単機能の用途にのみもっぱら用いられており、冷暖房給
湯装置のように多用途に用いられた例はあまりなく、具
体的な構成の提案もされていなかった。そのため、動作
条件の大きく変動する用途に用いた場合には十分なサイ
クル効率を得るこができないという問題があった。
【０００４】本発明は上記従来の問題を解決するもので
、冷暖房給湯装置などに適用でき、たとえば比較的圧縮
比の小さい暖房運転や圧縮比の大きい高温給湯運転など
、動作条件の大きく異なるような場合にも、常にサイク
ル効率の高い同時運転ができる二段圧縮冷凍サイクル装
置を提供することを目的とする。
、冷暖房給湯装置などに適用でき、たとえば比較的圧縮
比の小さい暖房運転や圧縮比の大きい高温給湯運転など
、動作条件の大きく異なるような場合にも、常にサイク
ル効率の高い同時運転ができる二段圧縮冷凍サイクル装
置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、熱源側熱交換器の吐出側と第一負荷側熱交
換器の吸気側に配管接続された低段側圧縮機と、前記第
一負荷側熱交換器の吐出側に接続された中間熱交換器と
、この中間熱交換器の吐出側および前記熱源側熱交換器
の吸気側に接続された第一絞り装置と、前記中間熱交換
器の吐出側に接続された高段側圧縮機と、この高段側圧
縮機の吐出側に接続された第二負荷側熱交換器と、この
第二負荷側熱交換器の吐出側に接続された第二絞り装置
とを備 え、前記第二絞り装置の出口側を前記第一絞り
装置と熱源側熱交換器の間の配管に接続するとともに前
記第二負荷側熱交換器と第二絞り装置の間の配管内冷媒
と前記中間熱交換器内の配管内冷媒が間接的に熱交換す
るものであり、また、中間熱交換器と高段側圧縮機とを
接続する配管と第二負荷側熱交換器の出口配管とを間接
的に熱交換するものである。
するために、熱源側熱交換器の吐出側と第一負荷側熱交
換器の吸気側に配管接続された低段側圧縮機と、前記第
一負荷側熱交換器の吐出側に接続された中間熱交換器と
、この中間熱交換器の吐出側および前記熱源側熱交換器
の吸気側に接続された第一絞り装置と、前記中間熱交換
器の吐出側に接続された高段側圧縮機と、この高段側圧
縮機の吐出側に接続された第二負荷側熱交換器と、この
第二負荷側熱交換器の吐出側に接続された第二絞り装置
とを備 え、前記第二絞り装置の出口側を前記第一絞り
装置と熱源側熱交換器の間の配管に接続するとともに前
記第二負荷側熱交換器と第二絞り装置の間の配管内冷媒
と前記中間熱交換器内の配管内冷媒が間接的に熱交換す
るものであり、また、中間熱交換器と高段側圧縮機とを
接続する配管と第二負荷側熱交換器の出口配管とを間接
的に熱交換するものである。
【０００６】
【作用】上記した構成において、低段側圧縮機の吐出ガ
スによって暖房運転を行い、そこで液化せずに残った冷
媒ガスを高段側圧縮機でさらに高圧まで圧縮して、その
吐出ガスによって温度の高い給湯運転を行うもので、低
圧縮比に適した一段圧縮運転と、高圧縮比に適した二段
圧縮運転を同時に行い、第一負荷側熱交換器には暖房用
、給湯用等の全冷媒が通過するので、熱交換器内の熱伝
達率が高くなり、また、中間熱交換器と高段側圧縮機と
を接続する配管と、第二負荷側熱交換器の出口配管とを
間接的に熱交換するので、高段側圧縮機に吸入される冷
媒ガスは飽和ガスに近くなり、吐出温度の異常も起こる
ことなく、効率的に熱交換できる。
スによって暖房運転を行い、そこで液化せずに残った冷
媒ガスを高段側圧縮機でさらに高圧まで圧縮して、その
吐出ガスによって温度の高い給湯運転を行うもので、低
圧縮比に適した一段圧縮運転と、高圧縮比に適した二段
圧縮運転を同時に行い、第一負荷側熱交換器には暖房用
、給湯用等の全冷媒が通過するので、熱交換器内の熱伝
達率が高くなり、また、中間熱交換器と高段側圧縮機と
を接続する配管と、第二負荷側熱交換器の出口配管とを
間接的に熱交換するので、高段側圧縮機に吸入される冷
媒ガスは飽和ガスに近くなり、吐出温度の異常も起こる
ことなく、効率的に熱交換できる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図１を参
照しながら説明する。図に示すように、低段側圧縮機１
には室外機等の熱源側熱交換器２の吐出側と室内機等の
第一負荷側熱交換器３の吸気側が配管接続されており、
第一負荷側熱交換器３の吐出側に中間熱交換器４を接続
し、中間熱交換器４の吐出側および熱源側熱交換器２の
吸気側に第一絞り装置５を接続している。また、中間熱
交換器４の吐出側に高段側圧縮機６を接続し、高段側圧
縮機６の吐出側に第二負荷側熱交換器７を接続し、第二
負荷側熱交換器７の吐出側に第二絞り装置８を接続して
いる。そして、第二絞り装置８の出口側を第一絞り装置
５と熱源側熱交換器２の間の配管に合流するように接続
するとともに第二負荷側熱交換器７と第二絞り装置８の
間の配管内冷媒と中間熱交換器４内の配管９内冷媒が間
接的に熱交換する。
照しながら説明する。図に示すように、低段側圧縮機１
には室外機等の熱源側熱交換器２の吐出側と室内機等の
第一負荷側熱交換器３の吸気側が配管接続されており、
第一負荷側熱交換器３の吐出側に中間熱交換器４を接続
し、中間熱交換器４の吐出側および熱源側熱交換器２の
吸気側に第一絞り装置５を接続している。また、中間熱
交換器４の吐出側に高段側圧縮機６を接続し、高段側圧
縮機６の吐出側に第二負荷側熱交換器７を接続し、第二
負荷側熱交換器７の吐出側に第二絞り装置８を接続して
いる。そして、第二絞り装置８の出口側を第一絞り装置
５と熱源側熱交換器２の間の配管に合流するように接続
するとともに第二負荷側熱交換器７と第二絞り装置８の
間の配管内冷媒と中間熱交換器４内の配管９内冷媒が間
接的に熱交換する。
【０００８】上記構成において、低段側圧縮機１で圧縮
吐出した冷媒ガスは、第一負荷側熱交換器３で暖房に寄
与し、その一部が液化して、気液二相状態で中間熱交換
器４に流入する。ここで液とガスに分離され、液成分は
第一絞り装置５で低圧まで膨張して熱源側熱交換器２に
流入し、ここで外気より熱を奪って自らは気化し、低段
側圧縮機１に再び吸引される。
吐出した冷媒ガスは、第一負荷側熱交換器３で暖房に寄
与し、その一部が液化して、気液二相状態で中間熱交換
器４に流入する。ここで液とガスに分離され、液成分は
第一絞り装置５で低圧まで膨張して熱源側熱交換器２に
流入し、ここで外気より熱を奪って自らは気化し、低段
側圧縮機１に再び吸引される。
【０００９】一方、ガス成分は高段側圧縮機６に吸引さ
れ、さらに高圧まで圧縮されて高温となり、第二負荷側
熱交換器７で給湯に寄与して自らは凝縮する。さらに、
配管９に流入するが、中間熱交換器４内が比較的圧力の
低い気液二相冷媒であるので、第二負荷側熱交換器７を
出た液冷媒の温度よりも低いため、配管９内の冷媒液は
さらに温度が低下し過冷却される。逆に、中間熱交換器
４内の液冷媒は加熱されて一部気化し、高段側圧縮機６
に吸引される。一方、過冷却され、配管９を出た冷媒は
第二絞り装置８で低圧まで膨張して、第一絞り装置５を
出た冷媒と合流して熱源側熱交換器２に流入する。
れ、さらに高圧まで圧縮されて高温となり、第二負荷側
熱交換器７で給湯に寄与して自らは凝縮する。さらに、
配管９に流入するが、中間熱交換器４内が比較的圧力の
低い気液二相冷媒であるので、第二負荷側熱交換器７を
出た液冷媒の温度よりも低いため、配管９内の冷媒液は
さらに温度が低下し過冷却される。逆に、中間熱交換器
４内の液冷媒は加熱されて一部気化し、高段側圧縮機６
に吸引される。一方、過冷却され、配管９を出た冷媒は
第二絞り装置８で低圧まで膨張して、第一絞り装置５を
出た冷媒と合流して熱源側熱交換器２に流入する。
【００１０】このように、比較的圧縮比の小さくなる暖
房においては、低段側圧縮機１のみの一段圧縮で運転し
、高圧縮比となる給湯においては低段側圧縮機１と高段
側圧縮機６の二段圧縮で運転することになり、それぞれ
に適した運転が可能となり、サイクル効率が向上するも
のである。
房においては、低段側圧縮機１のみの一段圧縮で運転し
、高圧縮比となる給湯においては低段側圧縮機１と高段
側圧縮機６の二段圧縮で運転することになり、それぞれ
に適した運転が可能となり、サイクル効率が向上するも
のである。
【００１１】また、高段側圧縮機６に吸引される冷媒は
、中間熱交換器４で分離された飽和ガスであり、高段側
圧縮機６で給湯用として高温高圧まで圧縮しても、吐出
ガス温度は異常に高くならない。
、中間熱交換器４で分離された飽和ガスであり、高段側
圧縮機６で給湯用として高温高圧まで圧縮しても、吐出
ガス温度は異常に高くならない。
【００１２】また、配管９内の液冷媒は中間熱交換器４
で過冷却されるのでエンタルピが減少し、熱源側熱交換
器２で熱交換できる熱量が増大し、サイクル効率が向上
する。
で過冷却されるのでエンタルピが減少し、熱源側熱交換
器２で熱交換できる熱量が増大し、サイクル効率が向上
する。
【００１３】さらに、第一負荷側熱交換器３を流れる冷
媒は、暖房に寄与して液化する冷媒だけでなく、ガスの
ままの冷媒も混合して流れるため、熱交換器の管内流速
が早くなり、熱伝達率を向上することができる。
媒は、暖房に寄与して液化する冷媒だけでなく、ガスの
ままの冷媒も混合して流れるため、熱交換器の管内流速
が早くなり、熱伝達率を向上することができる。
【００１４】図２は他の実施例であり、本実施例におい
て、前述の図１に示したものと同一構成部品には同じ符
号を付し、相違点についてのみ説明する。すなわち、中
間熱交換器４と高段側圧縮機６を接続する配管１０と第
二負荷側熱交換器７と配管９を接続する配管１１を補助
熱交換器１２で間接的に熱交換させるものである。
て、前述の図１に示したものと同一構成部品には同じ符
号を付し、相違点についてのみ説明する。すなわち、中
間熱交換器４と高段側圧縮機６を接続する配管１０と第
二負荷側熱交換器７と配管９を接続する配管１１を補助
熱交換器１２で間接的に熱交換させるものである。
【００１５】上記構成とすることにより、中間熱交換器
４から配管１０に冷媒液が含まれて流れた場合にも、高
温の冷媒液の流れる配管１１と、補助熱交換器１２で熱
交換されることになり、完全に気化でき、液圧縮等の心
配はなくなる。
４から配管１０に冷媒液が含まれて流れた場合にも、高
温の冷媒液の流れる配管１１と、補助熱交換器１２で熱
交換されることになり、完全に気化でき、液圧縮等の心
配はなくなる。
【００１６】なお、本実施例では、暖房の機能を有した
第一負荷側熱交換器３と給湯機能を有した第二負荷側熱
交換器７で説明したが、これらに限定されるものではな
く、たとえば第一負荷側熱交換器３と第二負荷側熱交換
器７の両方とも暖房にする構成としたり、あるいは給湯
に寄与する構成とすることもできる。
第一負荷側熱交換器３と給湯機能を有した第二負荷側熱
交換器７で説明したが、これらに限定されるものではな
く、たとえば第一負荷側熱交換器３と第二負荷側熱交換
器７の両方とも暖房にする構成としたり、あるいは給湯
に寄与する構成とすることもできる。
【００１７】
【発明の効果】上記実施例から明らかなように本発明の
二段圧縮冷凍サイクル装置は、熱源側熱交換器の吐出側
と第一負荷側熱交換器の吸気側に配管接続された低段側
圧縮機と、前記第一負荷側熱交換器の吐出側に接続され
た中間熱交換器と、この中間熱交換器の吐出側および前
記熱源側熱交換器の吸気側に接続された第一絞り装置と
、前記中間熱交換器の吐出側に接続された高段側圧縮機
と、この高段側圧縮機の吐出側に接続された第二負荷側
熱交換器と、この第二負荷側熱交換器の吐出側に接続さ
れた第二絞り装置とを備え、前記第二絞り装置の出口側
を前記第一絞り装置と熱源側熱交換器の間の配管に接続
するとともに前記第二負荷側熱交換器と第二絞り装置の
間の配管内冷媒と前記中間熱交換器内の配管内冷媒が間
接的に熱交換するものであり、この構成とすることによ
り、低圧縮比に適した一段圧縮運転と、吐出温度上昇を
防止し、高圧縮比に適した二段圧縮運転を行うことがで
き、熱交換器の高効率により小型化が可能となり、液圧
縮等の心配がなくなり安全運転ができる。
二段圧縮冷凍サイクル装置は、熱源側熱交換器の吐出側
と第一負荷側熱交換器の吸気側に配管接続された低段側
圧縮機と、前記第一負荷側熱交換器の吐出側に接続され
た中間熱交換器と、この中間熱交換器の吐出側および前
記熱源側熱交換器の吸気側に接続された第一絞り装置と
、前記中間熱交換器の吐出側に接続された高段側圧縮機
と、この高段側圧縮機の吐出側に接続された第二負荷側
熱交換器と、この第二負荷側熱交換器の吐出側に接続さ
れた第二絞り装置とを備え、前記第二絞り装置の出口側
を前記第一絞り装置と熱源側熱交換器の間の配管に接続
するとともに前記第二負荷側熱交換器と第二絞り装置の
間の配管内冷媒と前記中間熱交換器内の配管内冷媒が間
接的に熱交換するものであり、この構成とすることによ
り、低圧縮比に適した一段圧縮運転と、吐出温度上昇を
防止し、高圧縮比に適した二段圧縮運転を行うことがで
き、熱交換器の高効率により小型化が可能となり、液圧
縮等の心配がなくなり安全運転ができる。
【図１】本発明の一実施例における二段圧縮冷凍サイク
ル装置のシステム構成図
ル装置のシステム構成図
【図２】同他の実施例における二段圧縮冷凍サイクル装
置のシステム構成図
置のシステム構成図
１ 低段側圧縮機
２ 熱源側熱交換器
３ 第一負荷側熱交換器
４ 中間熱交換器
５ 第一絞り装置
６ 高段側圧縮機
７ 第二負荷側熱交換器
８ 第二絞り装置
Claims (2)
- 【請求項１】 熱源側熱交換器の吐出側と第一負荷側
熱交換器の吸気側に配管接続された低段側圧縮機と、前
記第一負荷側熱交換器の吐出側に接続された中間熱交換
器と、この中間熱交換器の吐出側および前記熱源側熱交
換器の吸気側に接続された第一絞り装置と、前記中間熱
交換器の吐出側に接続された高段側圧縮機と、この高段
側圧縮機の吐出側に接続された第二負荷側熱交換器と、
この第二負荷側熱交換器の吐出側に接続された第二絞り
装置とを備え、前記第二絞り装置の出口側を前記第一絞
り装置と熱源側熱交換器の間の配管に接続するとともに
前記第二負荷側熱交換器と第二絞り装置の間の配管内冷
媒と前記中間熱交換器内の配管内冷媒が間接的に熱交換
する二段圧縮冷凍サイクル装置。 - 【請求項２】 中間熱交換器と高段側圧縮機とを接続
する配管と第二負荷側熱交換器の出口配管とを間接的に
熱交換する請求項１記載の二段圧縮冷凍サイクル装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2606491A JPH04268165A (ja) | 1991-02-20 | 1991-02-20 | 二段圧縮冷凍サイクル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2606491A JPH04268165A (ja) | 1991-02-20 | 1991-02-20 | 二段圧縮冷凍サイクル装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04268165A true JPH04268165A (ja) | 1992-09-24 |
Family
ID=12183258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2606491A Pending JPH04268165A (ja) | 1991-02-20 | 1991-02-20 | 二段圧縮冷凍サイクル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04268165A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006023002A (ja) * | 2004-07-07 | 2006-01-26 | Mitsubishi Electric Corp | ヒートポンプ |
| JP2008045806A (ja) * | 2006-08-15 | 2008-02-28 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 蒸気発生システム |
| JP2008069988A (ja) * | 2006-09-12 | 2008-03-27 | Mitsubishi Electric Corp | 冷媒回路装置 |
| CN105588357A (zh) * | 2015-12-16 | 2016-05-18 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种热泵*** |
-
1991
- 1991-02-20 JP JP2606491A patent/JPH04268165A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006023002A (ja) * | 2004-07-07 | 2006-01-26 | Mitsubishi Electric Corp | ヒートポンプ |
| JP4608971B2 (ja) * | 2004-07-07 | 2011-01-12 | 三菱電機株式会社 | ヒートポンプ |
| JP2008045806A (ja) * | 2006-08-15 | 2008-02-28 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 蒸気発生システム |
| JP2008069988A (ja) * | 2006-09-12 | 2008-03-27 | Mitsubishi Electric Corp | 冷媒回路装置 |
| CN105588357A (zh) * | 2015-12-16 | 2016-05-18 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种热泵*** |
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