JPS63156975A - Refrigeration cycle device - Google Patents

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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、非共沸混合冷媒を用い組成を可変する冷凍サ
イクル装置の改良に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a refrigeration cycle device that uses a non-azeotropic mixed refrigerant and whose composition is variable.

従来の技術 我々は、非共沸混合冷媒を用い組成を可変する冷凍サイ
クル装置として、第２図の如き装置を提案している。第
２図の実施例において、１は圧縮機、２は凝縮器、３は
膨張弁、４は蒸発器であり、これらを配管接続すること
により主回路を構成している０６は充填物を充填した精
留分離器であり、下部は第１減圧器６を介して凝縮器２
の出口及び第２減圧器７を介して蒸発器４の入口と接続
している。また精留分離器６の上部は、冷却器８、貯留
器９を介して再び上部に帰還する循環回路を構成し、貯
留器９の下部からは開閉弁１０を介して第２減圧器７に
接続する回路を設けている。すなわち構成要素６〜１０
は主回路の膨張弁３をバイパスした副回路を構成してい
る。BACKGROUND OF THE INVENTION We have proposed an apparatus as shown in FIG. 2 as a refrigeration cycle apparatus that uses a non-azeotropic mixed refrigerant and whose composition is variable. In the embodiment shown in Fig. 2, 1 is a compressor, 2 is a condenser, 3 is an expansion valve, and 4 is an evaporator, and these are connected by piping to form a main circuit. 06 is filled with a filling material. The lower part is connected to the condenser 2 via the first pressure reducer 6.
The outlet of the evaporator 4 is connected to the inlet of the evaporator 4 via the second pressure reducer 7. Further, the upper part of the rectification separator 6 forms a circulation circuit that returns to the upper part via a cooler 8 and a reservoir 9, and from the lower part of the reservoir 9, it is connected to the second pressure reducer 7 via an on-off valve 10. A circuit is provided for connection. That is, components 6 to 10
constitutes a subcircuit that bypasses the expansion valve 3 of the main circuit.

次にかかる装置に非共沸混合冷媒を封入して、組成を可
変する方法について説明する。封入した混合冷媒の組成
のままで運転する場合には、開閉弁１ｏを開放しておく
と、副回路の構成要素はすべて膨張弁３のバイパス回路
となるため、余剰冷媒が貯留器９に貯留されながら開閉
弁１０を経由して流出し、精留分離器６内部では精留作
用が働かないため組成は分離されない。Next, a method of varying the composition by enclosing a non-azeotropic mixed refrigerant in such an apparatus will be explained. When operating with the same composition of the sealed mixed refrigerant, if the on-off valve 1o is left open, all the components of the subcircuit become a bypass circuit for the expansion valve 3, so excess refrigerant is stored in the reservoir 9. The liquid flows out through the on-off valve 10 while the liquid is being removed, and the composition is not separated because the rectifying action does not work inside the rectifying separator 6.

封入した混合冷媒の組成に比べ高沸点冷媒の多い組成で
運転する場合には、開閉弁１０を閉止すると、主回路を
循環する冷媒中多くは膨張弁３を経由するものの、一部
は第１減圧器６を介して精留分離器６の下部に流入する
。このとき第１減圧器６により気体を発生し、精留分離
器６内部を上昇する。この際上部から降下する液冷媒と
気液接触し、精留作用により低沸点冷媒の気体が上部に
濃縮され、冷却器８によシ凝縮液化され貯留器９に貯留
される。一方精留分離器６の下部に濃縮される高沸点の
液冷媒は、第２減圧器７を経由して蒸発器４に流入し、
主回路を高沸点冷媒の多い組成とすることができる。When operating with a composition containing a high boiling point refrigerant compared to the composition of the enclosed mixed refrigerant, when the on-off valve 10 is closed, most of the refrigerant circulating in the main circuit passes through the expansion valve 3, but some of it passes through the first It flows into the lower part of the rectification separator 6 via the pressure reducer 6. At this time, gas is generated by the first pressure reducer 6 and rises inside the rectification separator 6. At this time, gas-liquid contact is made with the liquid refrigerant descending from the upper part, and the gas of the low boiling point refrigerant is concentrated in the upper part by the rectification effect, condensed and liquefied by the cooler 8, and stored in the reservoir 9. On the other hand, the high boiling point liquid refrigerant concentrated in the lower part of the rectification separator 6 flows into the evaporator 4 via the second pressure reducer 7.
The main circuit can have a composition rich in high boiling point refrigerant.

かくの如き組成を可変できる冷凍サイクル装置は、四方
弁（図示せず）を用いた冷暖房装置として負荷に対応し
て組成可変することにより、能力制御を行わせて効率向
上を実現したり、給湯装置として入口水温に対応して組
成可変することにより、圧力制御を行わせて高温水化を
実現したりできるものである。A refrigeration cycle device that can vary the composition is a heating and cooling device that uses a four-way valve (not shown) to vary the composition according to the load, thereby controlling capacity and improving efficiency. By changing the composition of the device in response to the inlet water temperature, it is possible to control the pressure and realize high-temperature water.

発明が解決しようとする問題点 第２図に示した如き冷凍サイクル装置は、組成可変が可
能なものの次の様な問題点があった。一つには精留分離
器Ｓ内での精留作用が、上昇する気体と自然降下する液
体の気液接触のため、分離器内部での接触時間が長くか
かシ、このため組成を可変するのにある程度の時間を要
することである。もう一つの問題点は、自然降下する液
体の流れを阻害しない様にするため下部から流入させる
気体の発生量も押えなければならず、このため主回路側
には膨張弁３が必要となり、一部のみをバイパスして精
留分離器６の下部に流入させなければならないことであ
る。Problems to be Solved by the Invention Although the refrigeration cycle device shown in FIG. 2 allows for variable composition, it has the following problems. One is that the rectification action in the rectification separator S involves gas-liquid contact between the rising gas and the naturally falling liquid, so the contact time inside the separator is long, which makes it difficult to vary the composition. It takes some time to do so. Another problem is that the amount of gas generated from the bottom must be suppressed so as not to obstruct the flow of the naturally falling liquid, and for this reason an expansion valve 3 is required on the main circuit side. The problem is that only the fraction must be bypassed and flowed into the lower part of the rectification separator 6.

これらはいづれも精留分離器の処理量に制約があること
に基因する問題点であるが、本発明はかかる問題点を解
消し℃処理量を増大し、短時間で主回路の組成を可変す
ると共に、精留分離器を主回路の内部に配置させること
を意図したものである０ 問題点を解決するための手段 本発明になる冷凍サイクル装置は、凝縮器出口及び蒸発
器入口と下部で接続された精留分離器の上部に、冷却器
、貯留器と共に冷媒ポンプを介した循環回路を構成した
ことを特徴とするものである０ 作　　用 本発明になる冷凍サイクル装置は、精留分離器の上部に
冷媒ポンプを配置して、貯留器内部の液冷媒を吸引し精
留分離器内を強制的に降下させる如く構成したから気液
接触の処理量を増大させることができる。このため下部
から流入させる気体も増大させて、場合によって分離器
下部を凝縮器出口及び蒸発器入口と直接に接続させるこ
とが可能どなるものである。These are all problems caused by the limitations on the throughput of the rectification separator, but the present invention solves these problems, increases the throughput in °C, and changes the composition of the main circuit in a short time. At the same time, the rectification separator is intended to be placed inside the main circuit. The refrigeration cycle device according to the present invention is characterized in that a circulation circuit is formed through a refrigerant pump together with a cooler and a storage device above the connected rectification separator. A refrigerant pump is disposed in the upper part of the vessel to suck the liquid refrigerant inside the reservoir and forcibly lower the liquid refrigerant inside the rectification separator, so that the throughput of gas-liquid contact can be increased. For this reason, it is possible to increase the amount of gas flowing in from the lower part and, in some cases, to directly connect the lower part of the separator to the condenser outlet and the evaporator inlet.

実施例 本発明になる冷凍サイクル装置の一実施例を第１図に示
す。第１図の実施例において、１１は圧縮機、１２は凝
縮器、１３は第１減圧器、１４は精留分離器、１６は第
２減圧器、１６は蒸発器であり、第１減圧器１３及び第
２減圧器１６は精留分離器１４の下部と接続されて主回
路を構成している０精留分離器１４の上部は、冷却器１
７、貯留器１８、冷媒ポンプ１９を介して再び上部に帰
還する循環回路を構成し、貯留器１８の下部からは開閉
弁２ｏを介して第２減圧器１６に接続する回路を設けて
いる。Embodiment An embodiment of the refrigeration cycle apparatus according to the present invention is shown in FIG. In the embodiment shown in FIG. 1, 11 is a compressor, 12 is a condenser, 13 is a first pressure reducer, 14 is a rectification separator, 16 is a second pressure reducer, 16 is an evaporator, and 16 is a first pressure reducer. 13 and the second pressure reducer 16 are connected to the lower part of the rectification separator 14 to form a main circuit.
7. A circulation circuit is configured in which the refrigerant returns to the upper part via the reservoir 18 and the refrigerant pump 19, and a circuit is provided from the lower part of the reservoir 18 to connect to the second pressure reducer 16 via the on-off valve 2o.

かかる装置に非共沸混合冷媒を封入するが、封入した混
合冷媒の組成のままで運転する場合には、冷媒ポンプ１
９を停止し、開閉弁２ｏを開放しておくと、精留分離器
１４内部では精留作用が働かないため組成は分離されな
い。封入した混合冷媒の組成に比べ高沸点冷媒の多い組
成で運転する場合には、開閉弁２ｏを閉止し、冷媒ポン
プ１９を運転する。このとき凝縮器１２から流出する全
冷媒中、第１減圧器１３により発生した気体は精留分離
器１４内を上昇し、残りの液冷媒は主回路の第２減圧器
１６に流出する。ここで精留分離器１４の上部では、冷
媒ポンプ１９が貯留器１８内の液冷媒を吸引し、精留分
離器１４内を強制的に降下させるため、気液接触の処理
量を増大させることが可能となる。精留分離器１４内で
分離された高沸点の液冷媒は、そのまま第２減圧器１６
に流出するため、短時間で主回路の組成を可変すること
が可能となるものである。Although such a device is filled with a non-azeotropic mixed refrigerant, if the device is operated with the composition of the sealed mixed refrigerant, the refrigerant pump 1
9 is stopped and the on-off valve 2o is left open, the composition is not separated because the rectification action does not work inside the rectification separator 14. When operating with a composition containing more high boiling point refrigerant than the composition of the enclosed mixed refrigerant, the on-off valve 2o is closed and the refrigerant pump 19 is operated. At this time, among all the refrigerant flowing out from the condenser 12, the gas generated by the first pressure reducer 13 rises in the rectification separator 14, and the remaining liquid refrigerant flows out to the second pressure reducer 16 of the main circuit. Here, in the upper part of the rectification separator 14, the refrigerant pump 19 sucks the liquid refrigerant in the reservoir 18 and forces it to descend inside the rectification separator 14, thereby increasing the throughput of gas-liquid contact. becomes possible. The high boiling point liquid refrigerant separated in the rectification separator 14 is directly transferred to the second pressure reducer 16.
Therefore, it is possible to change the composition of the main circuit in a short time.

次に本発明になる冷凍サイクル装置の別の実施例を第３
図に示す。第３図の実施例において、構成要素２１〜２
９は、第１図の従来例の構成要素１〜９と同一のもので
あり、３０は冷媒ポンプである。Next, another embodiment of the refrigeration cycle device according to the present invention will be described in the third embodiment.
As shown in the figure. In the embodiment of FIG. 3, the components 21 to 2
9 is the same as the components 1 to 9 of the conventional example shown in FIG. 1, and 30 is a refrigerant pump.

かかる装置において非共沸混合冷媒を封入した場合の組
成を可変する方法は次の通りである。まず封入した混合
冷媒の組成のままで運転する場合には、冷媒ポンプ３０
ｉ停止し、主回路の膨張弁２３を適度の開度を設定して
おくと、凝縮器２３からの冷媒の一部はバイパス回路の
第１減圧器２６を経由して精留分離器２６に流入する。The method for varying the composition when a non-azeotropic mixed refrigerant is sealed in such an apparatus is as follows. First, when operating with the composition of the sealed mixed refrigerant, the refrigerant pump 30
When the engine is stopped and the expansion valve 23 in the main circuit is set to an appropriate opening degree, a portion of the refrigerant from the condenser 23 passes through the first pressure reducer 26 in the bypass circuit to the rectification separator 26. Inflow.

ここで停止された冷媒ポンプ３０が上部での液冷媒循環
の抵抗となるため、たとえ少量の気体が発生しても精留
作用が働かないため組成は分離されない。封入した混合
冷媒の組成に比べ高、沸点冷媒の多い組成で運転する場
合には、冷媒ポンプ３０を運転し、膨張弁２３をほとん
ど閉止すると、第１減圧器２６及び第２減圧器が主回路
となる。このときは第１図の実施例と同様の作用により
、精留分離器２５内での処理量が増大し、短時間で主回
路の組成全可変することが可能となるものである。The refrigerant pump 30 stopped at this point acts as a resistance to the circulation of the liquid refrigerant in the upper part, so even if a small amount of gas is generated, the rectification effect will not work and the composition will not be separated. When operating with a high boiling point refrigerant composition compared to the composition of the enclosed mixed refrigerant, the refrigerant pump 30 is operated and the expansion valve 23 is almost closed, so that the first pressure reducer 26 and the second pressure reducer are connected to the main circuit. becomes. In this case, the throughput in the rectification separator 25 increases due to the same effect as in the embodiment shown in FIG. 1, and it becomes possible to completely change the composition of the main circuit in a short time.

なお第１図及び第２図の実施例において、第１減圧器の
作用は精留分離器に流入する気体を発生させるための手
段であり、他の加熱手段等により気体を発生させてもよ
いし、第１減圧器での流量を制御させる如く構成しても
よい。また本実施例では、冷凍サイクル装置として説明
したが具体的な用途として、冷暖房装置や給湯装置ばか
りでなく、複数の凝縮器や蒸発器を接続した冷暖房給湯
装置等への適用も可能となるものである。In the embodiments shown in FIGS. 1 and 2, the function of the first pressure reducer is a means for generating gas to flow into the rectification separator, and the gas may be generated by other heating means etc. However, the flow rate in the first pressure reducer may be controlled. In addition, although this embodiment has been described as a refrigeration cycle device, the specific application is not only for air conditioning equipment and hot water supply equipment, but also for air conditioning and water heating equipment that connects multiple condensers and evaporators. It is.

発明の詳細 な説明した如く本発明になる冷凍サイクル装置は、非共
沸混合冷媒を封入し、凝縮器出口及び蒸発器入口と下部
で接続された精留分離器の上部に、冷却器、貯留器と共
に冷媒ポンプを介した循環回路を構成したから、精留作
用の処理量を増大し、短時間で主回路の組成を可変する
ことが可能となるものである。As described in detail, the refrigeration cycle device of the present invention includes a condenser and a reservoir in the upper part of the rectification separator which is sealed with a non-azeotropic mixed refrigerant and connected at the lower part to the condenser outlet and the evaporator inlet. Since a circulation circuit is formed together with the refrigerant pump via a refrigerant pump, the throughput of rectification can be increased and the composition of the main circuit can be changed in a short time.

また精留分離器の下部を凝縮器出口及び蒸発器入口とそ
れぞれ第１及び第２の減圧器を介して接続すると、他の
気体発生手段が不要となり、従来必要であった主回路の
膨張弁等を不要とすることもできるものである。In addition, by connecting the lower part of the rectification separator to the condenser outlet and evaporator inlet via the first and second pressure reducers, respectively, other gas generation means are no longer required, and an expansion valve in the main circuit, which was previously required. etc. can also be made unnecessary.

さらに精留作用のあり・なしの制御手段としては冷媒ポ
ンプの運転・停止によっても実現でき、特に冷媒ポンプ
の停止時には精留分離器の上部での液冷媒循環の抵抗と
なるため、確実に精留作用を停止できるものである。Furthermore, controlling whether the rectifying action is performed or not can also be achieved by starting and stopping the refrigerant pump. In particular, when the refrigerant pump is stopped, it becomes a resistance to the liquid refrigerant circulation in the upper part of the rectifying separator, so it is possible to control the rectifying action with or without. It is possible to stop the retention action.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

１１・・・・・・圧縮機、１２・・・・・・凝縮器、１
３．１５・・・・・・減圧器、１６・・・・・・蒸発器
、１４・・・・・・精留分離器、１７・・・・・・冷却
器、１８・・・・・・貯留器、１９・・・・・・冷媒ポ
ンプ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名１１
−一一圧４宿機 １２−　　瀾す留春 ／、３．　／Ｓ−−一裁圧悉 １７−°冷却具 第２図 第３図11... Compressor, 12... Condenser, 1
3.15... Pressure reducer, 16... Evaporator, 14... Rectification separator, 17... Cooler, 18... - Reservoir, 19...refrigerant pump. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person11
-11 Pressure 4 Station Machine 12- Ransu Ruharu/, 3. /S--Issho pressure 17-° cooling device Fig. 2 Fig. 3

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）　非共沸混合冷媒を封入し、圧縮機、凝縮器、減
圧器、蒸発器等から成る主回路と、前記凝縮器出口及び
蒸発器入口と下部で接続された精留分離器の上部に、冷
却器・貯留器と共に冷媒ポンプを介した循環回路を構成
したことを特徴とする冷凍サイクル装置。(1) A main circuit containing a non-azeotropic mixed refrigerant and consisting of a compressor, a condenser, a pressure reducer, an evaporator, etc., and an upper part of a rectification separator connected at the lower part to the condenser outlet and evaporator inlet. A refrigeration cycle device characterized in that, together with a cooler and a storage device, a circulation circuit is formed through a refrigerant pump. （２）　精留分離器の下部を凝縮器出口及び蒸発器入口
とそれぞれ第１及び第２の減圧器を介して直接接続した
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の冷凍サイ
クル装置。(2) The refrigeration cycle device according to claim 1, wherein the lower part of the rectification separator is directly connected to the condenser outlet and the evaporator inlet via first and second pressure reducers, respectively. . （３）　精留作用の制御手段として、冷媒ポンプの運転
・停止によって行わせることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の冷凍サイクル装置。(3) The refrigeration cycle apparatus according to claim 1, wherein the rectifying action is controlled by operating and stopping a refrigerant pump.