JPH03125863A - ２段圧縮冷凍サイクル装置 - 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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は空気調和機等に用いられる冷凍サイクルに関し
　特に２段圧縮冷凍サイクル装置の改良に関する。

従来の技術 従来　圧縮機を２台直列に接続して冷媒を２段階に圧縮
する２段圧縮冷凍サイクル１よ　圧縮比が高くなる運転
条件における圧縮効率の向上を目的として採用されてい
も 第２図は従来の２段圧縮冷凍サイクルを示すものであり
、低段側圧縮機１より吐出された冷媒と、凝縮器３を経
て補助絞り装置７を出た冷媒とは中間冷却器５で直接接
触による熱交換を行うとともへ　凝縮器３より、中間冷
却器５内を貫通し　主絞り装置６を介して蒸発器４に液
冷媒を導く配管と熱交換して冷却作用をなし　ガス化し
た冷媒は高段側圧縮機２の吸入側に導かれる。

このように　２段圧縮冷凍サイクルを採用して中間冷却
を行うことにより、低外気温時の暖房や給湯運転時等の
圧縮比が大きくなる運転条件において、高段側圧縮機の
吐出冷媒ガス温度の異常上昇を防止するととも鳳　冷媒
の圧縮に要する動力を節約することができるものであム
　また　このような２段圧縮冷凍サイクルの性能をさら
に向上させるた人　高沸点冷媒（Ｒ１１、Ｒ１１４など
）と低沸点冷媒（Ｒ１２、Ｒ２２など）を混合した非共
沸混合冷媒を用いる提案もされている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記従来例のようへ　単に２段圧縮冷凍サ
イクルに非共沸混合冷媒を用いただけで（友　高沸点冷
媒は高温でも圧力が比較的低く、低沸点冷媒は低温でも
圧力がそれほど低くならないといった　各冷媒の特長的
な性質を活かすことができ哄　性能改善の効果が小さい
という問題があつ九 課題を解決するための手段 本発明の２段圧縮冷凍サイクル装置（よ　高段側圧縮風
　第１凝縮銖　第２凝縮麻　中間冷却銖主絞り装置　蒸
発器　低段側圧縮機から非共沸混合冷媒を封入する主回
路を構成し　前記第１凝縮器の出口側に気液分離器を設
け、この気液分離器のガス側出口は前記第２１縮器に接
続し　また液側出口は補助絞り装置を介して中間冷却器
に接続し　高段側圧縮機に吸入される低段側圧縮機の吐
出冷風　および第２凝縮器で凝縮された液冷媒を冷却で
きる構成としたものである。

作用 第１凝縮器の出口に設けた気液分離器よって、封入され
た非共沸混合冷媒のうち凝縮し易い高沸点冷媒を液側出
口から抽出し　中間冷却器で蒸発させて高段側圧縮機に
吸入させることにより、高温となる凝縮器側には圧力を
低くできる高沸点冷媒を多くすることができ、逆風　低
温となる蒸発器側には圧力がそれほど低くならなμ　高
沸点冷媒を抽出されて低沸点冷媒の濃度が高くなった混
合冷媒を循環させることができるので、　２段圧縮冷凍
サイクル全体の圧縮比を小さくし　高段側および低段側
圧縮機での消費動力を低減することができ、成績係数の
向上が図れるものであ一実施例 以上　本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。第１図は本発明の一実施例における２段圧縮冷凍サイ
クル装置を示すものであり、　８は高段側圧縮風　９は
第１凝縮銖　１０は第２凝縮銖　１１は中間冷却器　１
２は主絞り装置　１３は蒸発器　１４は低段側圧縮機で
あり、これらを順次配管接続することにより、　２段圧
縮冷凍サイクルの主回路を構成している。また　第１凝
縮器９の出口側には気液分離器１５が設けられ　この気
液分離器１５のガス側出口は第２凝縮器へ　また液側出
口は補助絞り装置１６を介して中間冷却器ｌｌへ　それ
ぞれ接続されていも　中間冷却器１１は低段側圧縮機１
４の吐出側および高段側圧縮機８の吸入側とも接続され
ており、高段側圧縮機８に吸入されるガス冷媒を冷却で
きる構成としている。また　この中間冷却器１１の内部
を第２凝縮器１０出口と主絞り装置１２を接続する配管
１７が貫通しており、第２凝縮器１０で凝縮された液冷
媒をさらに冷却できる構成としていもこのような２段圧
縮冷凍サイクル装置において、高沸点冷媒として例えば
Ｒ１１４、低沸点冷媒冷媒として例えばＲ２２を混合し
た非共沸混合冷媒を封入して、運転する場合の動作につ
いて説明する。

運転開始前は冷凍サイクル内の混合冷媒の組成Ｃ戴　　
封入されたままの組成となっており、運転を開始するこ
とにより、高段側圧縮機８より吐出された高温高圧の冷
媒ガス？１　　第１凝縮器９で冷却され　混合冷媒のへ
　凝縮し易い高沸点冷媒（Ｒ１１４）が主に凝縮液化し
たの叙　気液分離器１５に導かれる。この気液分離器１
５の上部に設けたガス側出口より、低沸点冷媒（Ｒ２２
）の濃度の高いガス冷媒が第２凝縮器１０に入り、ここ
で完全に凝縮液化する。

一方、気液分離器１５の底部に設けた液側出口より、抽
出された高沸点冷媒（Ｒ，１１４）の濃度の高い液冷媒
（よ　補助絞り装置１６で中間圧力まで減圧膨張して、
中間冷却器１１に導かれる。ここで、配管１７と熱交換
して第２凝縮器で凝縮された低沸点冷媒（Ｒ２２）の濃
度の高い液冷媒を冷却すると同時に　低段側圧縮機１４
より吐出されたガス冷媒と直接接触による熱交換により
、蒸発気化して混合された状態で高段側圧縮機８に吸入
されも さらに　配管１７で十分過冷却された低沸点冷媒（Ｒ２
２）の濃度の高い冷媒Ｃヨ　　主絞り装置１２により、
蒸発圧力まで減圧膨張し　蒸発器１３に導かれる。ここ
で、外部の熱源により蒸発気化したの坂　低段側圧縮機
１４に吸入され　中間圧力まで圧縮されて、前述したよ
うに中間冷却器ｌｌに導かれるのである。

このように　本実施例の２段圧縮冷凍サイクルで（上　
中間冷却器１１において低段側圧縮機１３の吐出冷媒ガ
スの中間冷却を行うことにより、低外気温時の暖房や給
湯運転時等の圧縮比が大きくなる運転条件において、高
段側圧縮機８の吐出冷媒ガス温度の異常上昇を防止する
ことができるととも番ヘ　　第１凝縮器９の出口側に設
けられた気液分離器１５の作用により、封入された非共
沸混合冷媒を高沸点冷媒（Ｒ１１４）と低沸点冷媒（Ｒ
２２）とに分離し　高温となる凝縮器側には圧力を低く
できる高沸点冷媒（Ｒ１１４）を、低温となる蒸発器側
には圧力がそれほど低くならない低沸点冷媒（Ｒ２２）
を多くすることができ、そのため２段圧縮冷凍サイクル
全体の圧縮比を小さくでき、高段側および低段側圧縮機
８、１４での消費動力を低減することができ、成績係数
の向上が図れるものである。

な耘　本実施例では　高沸点冷媒としてＲ１１４、低沸
点冷媒としてＲ２２を用いて説明したカミ本発明はこれ
に限らず、他の非共沸混合冷媒系を用いる場合にも適応
できることは明かである。

また　本実施例で（上　高段側圧線区　低段側圧縮機の
２台の圧縮機を用いて説明したカミ　本発明はこれに限
らず、　２つの圧縮機構を内蔵する１台の圧縮機を高段
（１ｔｌＬ　　低段側に使い分ける場合にも適応できる
ことは明らかである。

発明の効果 以上の説明より明らかなようζへ　本発明の２段圧縮冷
凍サイクル装置（よ　低段側圧縮機の吐出冷媒ガスの中
間冷却を行うことができるので、低外気温時の暖房や給
湯運転時等の圧縮比が大きくなる運転条件において、高
段側圧縮機の吐出冷媒ガス温度の異常上昇を防止するこ
とができるととも顛　高温となる凝縮器側には圧力を低
くできる高沸点冷媒を、低温となる蒸発器側には圧力が
それほど低くならない低沸点冷媒をそれぞれ多くするこ
とができるので、　２段圧縮冷凍サイクル全体の圧縮比
を小さくよ　高段側および低段側圧縮機での消費動力を
低減することができ、成績係数の向上が図れるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の２段圧縮冷凍サイクルの構
成＠　第２図は従来例の２段圧縮冷凍サイクルの構成図
である。 ８・・・高段側圧縮１１ｉ１９・・・第１凝縮鳳　１０
・・・第２凝縮鳳　１１・・・中間冷却ｌＬ１２・・・
主絞り装置１３・・・蒸発器　１４・・・低段側圧縮機
　１５・・・気液分離縁　１６・・・補助絞り装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高段側圧縮機、第１凝縮器、第２凝縮器、中間冷却器、
   主絞り装置、蒸発器、低段側圧縮機から非共沸混合冷媒
   を封入する主回路を構成し、前記第１凝縮器の出口側に
   気液分離器を設け、この気液分離器のガス側出口は前記
   第２凝縮器に接続し、液側出口は補助絞り装置を介して
   前記中間冷却器に接続し、前記高段側圧縮機に吸入され
   る前記低段側圧縮機の吐出冷媒および前記第２凝縮器で
   凝縮された液冷媒を冷却できる構成としたことを特徴と
   する２段圧縮冷凍サイクル装置。