JPH07111280B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
冷凍サイクル装置Info
- Publication number
- JPH07111280B2 JPH07111280B2 JP1300290A JP1300290A JPH07111280B2 JP H07111280 B2 JPH07111280 B2 JP H07111280B2 JP 1300290 A JP1300290 A JP 1300290A JP 1300290 A JP1300290 A JP 1300290A JP H07111280 B2 JPH07111280 B2 JP H07111280B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigerant
- valve
- boiling point
- solenoid valve
- compressor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は混合冷媒を用いた冷凍サイクル装置に係り、時
に恒温槽などにおける温度制御装置として庫内を低温か
ら常温、又は低温から高温にわたり幅広く温度制御がで
きる冷凍サイクル装置に関するものである。
に恒温槽などにおける温度制御装置として庫内を低温か
ら常温、又は低温から高温にわたり幅広く温度制御がで
きる冷凍サイクル装置に関するものである。
(従来の技術) 従来の冷凍機は単一の冷媒を使用するものがほとんど
で、出力温度の制御は圧縮機の容量制御等により行い得
るにすぎず、制御可能な温度範囲は極く限られたもので
あった。
で、出力温度の制御は圧縮機の容量制御等により行い得
るにすぎず、制御可能な温度範囲は極く限られたもので
あった。
このため各種材料や部品等を様々な温度雰囲気の下に置
き、その温度特性等を検査する恒温槽などでは、庫内の
温度を制御するにあたって、上記のような冷凍装置と共
に電気ヒータ等の加熱器を併用するのが通常である(特
開平1−224638号公報参照)。
き、その温度特性等を検査する恒温槽などでは、庫内の
温度を制御するにあたって、上記のような冷凍装置と共
に電気ヒータ等の加熱器を併用するのが通常である(特
開平1−224638号公報参照)。
即ち、恒温槽の庫内には前記冷凍装置から供給される冷
気を排出するクーラ部と、これとは別に加熱器を設置し
ておき、常温以下の温度制御が求められる場合は冷凍装
置と加熱器とを同時に作動させ、加熱器側を制御するこ
とによって所定の温度を得、一方、常温以上の高温度が
必要なときは加熱器だけを作動して温度制御を行ってい
た。
気を排出するクーラ部と、これとは別に加熱器を設置し
ておき、常温以下の温度制御が求められる場合は冷凍装
置と加熱器とを同時に作動させ、加熱器側を制御するこ
とによって所定の温度を得、一方、常温以上の高温度が
必要なときは加熱器だけを作動して温度制御を行ってい
た。
(発明が解決しようとする課題) しかし上記の如き制御手段を用いている限り、恒温槽の
庫内には、加熱器が不可欠で、試験をすべき材料等の設
置スペースがそれだけ小さくなることは避けられず、同
時に、低温制御等において加熱器を作動することは、エ
ネルギーの浪費でもあった。
庫内には、加熱器が不可欠で、試験をすべき材料等の設
置スペースがそれだけ小さくなることは避けられず、同
時に、低温制御等において加熱器を作動することは、エ
ネルギーの浪費でもあった。
そこで本出願人は先に冷凍装置だけで低温から常温、あ
るいは低温から高温に至る広範囲の温度制御を可能とす
ることを目的として、混合冷媒を用いた冷凍装置を提案
した(特開昭60−142162号公報参照)、これは装置内の
冷媒として低沸点冷媒と高沸点冷媒とからなる非共沸混
合冷媒を使用し、このうち低沸点冷媒を冷凍装置に付設
したタンクに適量貯溜することによって冷凍サイクル内
の冷媒混合比を変更し、これによって冷凍出力の調整を
行い、出力温度の変更を可能としたものであった。とこ
ろが、かかる冷凍装置を用いても、前記の如き恒温槽の
温度制御装置としては、制御可能範囲が不足し、この点
に関して改善が望まれていた。
るいは低温から高温に至る広範囲の温度制御を可能とす
ることを目的として、混合冷媒を用いた冷凍装置を提案
した(特開昭60−142162号公報参照)、これは装置内の
冷媒として低沸点冷媒と高沸点冷媒とからなる非共沸混
合冷媒を使用し、このうち低沸点冷媒を冷凍装置に付設
したタンクに適量貯溜することによって冷凍サイクル内
の冷媒混合比を変更し、これによって冷凍出力の調整を
行い、出力温度の変更を可能としたものであった。とこ
ろが、かかる冷凍装置を用いても、前記の如き恒温槽の
温度制御装置としては、制御可能範囲が不足し、この点
に関して改善が望まれていた。
本発明は以上のような実状に対処して、恒温槽等におけ
る広い範囲の温度制御が可能で、しかも庫内スペースの
拡大と温度制御時における省エネルギー化を達成し得る
冷凍サイクル装置を提供することを課題として、特に前
記混合冷凍を用いた冷凍装置を改良することにより低温
から常温、さらには低温から高温にわたる幅広い温度制
御が可能な冷凍サイクル装置を開発すると共に、この冷
凍サイクル装置のコンパクト化を図ることを目的とす
る。
る広い範囲の温度制御が可能で、しかも庫内スペースの
拡大と温度制御時における省エネルギー化を達成し得る
冷凍サイクル装置を提供することを課題として、特に前
記混合冷凍を用いた冷凍装置を改良することにより低温
から常温、さらには低温から高温にわたる幅広い温度制
御が可能な冷凍サイクル装置を開発すると共に、この冷
凍サイクル装置のコンパクト化を図ることを目的とす
る。
(課題を解決するための手段) 即ち、上記目的に適合する本発明の特徴は、低沸点冷媒
と高沸点冷媒からなる非共沸混合冷媒を用いた冷凍回路
であって、圧縮機(1)から凝縮器(2)を経て気液分
離器(3)を連結し、該気液分離器(3)の低沸点冷媒
出口(3A)からは第1の電磁弁(10)を介しカスケード
コンデンサ(4)を経て三方電磁弁(7)に連結され、
該三方電磁弁(7)からは第2の電磁弁(11)と第2の
膨張弁(9)の間と、冷媒液溜めタンク(6)とを選択
的に連結切り換えできるよう接続し、前記気液分離器
(3)の高沸点冷媒出口(3B)から分岐した一方は第1
の膨張弁(8)を介しカスケードコンデンサ(4)へ、
他方は前記第2の電磁弁(11)及び第2の膨張弁(9)
を介し蒸発器(5)へ接続され、また前記カスケードコ
ンデンサ(4)の高沸点冷媒出口(4B)及び蒸発器
(5)の出口は合流点(C)に連結され、さらに該合流
点(C)は前記冷媒液溜めタンク(6)を冷却する冷媒
冷却コイル(13)を経て圧縮機(1)の吸入側に連結さ
れると共に、前記冷媒液溜めタンク(6)の出口はキャ
ピラリーチューブ(14)及び第3の電磁弁(12)を介し
前記合流点(C)に連結されていることを特徴とする冷
凍サイクル装置を構成したことにある。
と高沸点冷媒からなる非共沸混合冷媒を用いた冷凍回路
であって、圧縮機(1)から凝縮器(2)を経て気液分
離器(3)を連結し、該気液分離器(3)の低沸点冷媒
出口(3A)からは第1の電磁弁(10)を介しカスケード
コンデンサ(4)を経て三方電磁弁(7)に連結され、
該三方電磁弁(7)からは第2の電磁弁(11)と第2の
膨張弁(9)の間と、冷媒液溜めタンク(6)とを選択
的に連結切り換えできるよう接続し、前記気液分離器
(3)の高沸点冷媒出口(3B)から分岐した一方は第1
の膨張弁(8)を介しカスケードコンデンサ(4)へ、
他方は前記第2の電磁弁(11)及び第2の膨張弁(9)
を介し蒸発器(5)へ接続され、また前記カスケードコ
ンデンサ(4)の高沸点冷媒出口(4B)及び蒸発器
(5)の出口は合流点(C)に連結され、さらに該合流
点(C)は前記冷媒液溜めタンク(6)を冷却する冷媒
冷却コイル(13)を経て圧縮機(1)の吸入側に連結さ
れると共に、前記冷媒液溜めタンク(6)の出口はキャ
ピラリーチューブ(14)及び第3の電磁弁(12)を介し
前記合流点(C)に連結されていることを特徴とする冷
凍サイクル装置を構成したことにある。
更に請求項2に記載の発明は、上記構成を基本とし、圧
縮機(1)と凝縮器(2)の間の配管及び合流点(C)
と冷媒冷却コイル(13)の間の配管を四路切換弁(16)
を介して接続すると共に、凝縮器(12)と気液分離器
(13)の間に逆止弁(18)とキャピラリーチューブ(1
7)とを並列に設け、かつ第2膨張弁(9)に対して逆
止弁(19)を並列に設けて前記四路切換弁(16)の切換
により逆サイクルを可能とすることにより、温度制御の
範囲をより一層拡大することを特徴とする。
縮機(1)と凝縮器(2)の間の配管及び合流点(C)
と冷媒冷却コイル(13)の間の配管を四路切換弁(16)
を介して接続すると共に、凝縮器(12)と気液分離器
(13)の間に逆止弁(18)とキャピラリーチューブ(1
7)とを並列に設け、かつ第2膨張弁(9)に対して逆
止弁(19)を並列に設けて前記四路切換弁(16)の切換
により逆サイクルを可能とすることにより、温度制御の
範囲をより一層拡大することを特徴とする。
また請求項3記載の発明は上記いずれの構成の場合も圧
縮機(1)吐出側と冷媒液溜めタンク(6)とを配管接
続すると共に、該配管に所定圧以上で開放する吐出圧力
調整弁(15)及び第4の電磁弁(20)を圧縮機(1)側
から順次配設することによって装置全体のコンパクト化
を図るものである。
縮機(1)吐出側と冷媒液溜めタンク(6)とを配管接
続すると共に、該配管に所定圧以上で開放する吐出圧力
調整弁(15)及び第4の電磁弁(20)を圧縮機(1)側
から順次配設することによって装置全体のコンパクト化
を図るものである。
(作用) 請求項1記載の本発明冷凍サイクル装置においては、圧
縮機(1)より吐出された非共沸混合冷媒が、気液分離
器(3)で高沸点冷媒と低沸点冷媒とに分離される。そ
して高沸点冷媒が第1の膨張弁(8)を通って低温とな
り、その後両冷媒同志の熱交換がカスケードコンデンサ
(4)において行われ、高沸点冷媒は蒸発し、低沸点冷
媒は液化する。この液化した低沸点冷媒を三方電磁弁
(7)を切換えて第2の膨張弁(9)、さらには蒸発器
(5)に供給することで低沸点冷媒による低温モードで
の温度制御が可能となる。
縮機(1)より吐出された非共沸混合冷媒が、気液分離
器(3)で高沸点冷媒と低沸点冷媒とに分離される。そ
して高沸点冷媒が第1の膨張弁(8)を通って低温とな
り、その後両冷媒同志の熱交換がカスケードコンデンサ
(4)において行われ、高沸点冷媒は蒸発し、低沸点冷
媒は液化する。この液化した低沸点冷媒を三方電磁弁
(7)を切換えて第2の膨張弁(9)、さらには蒸発器
(5)に供給することで低沸点冷媒による低温モードで
の温度制御が可能となる。
またカスケードコンデンサ(4)により液化した低沸点
冷媒を冷媒液溜めタンク(6)に貯溜した後、高沸点冷
媒を気液分離器(3)の高沸点冷媒出口(3B)から第2
の電磁弁(11)を介して第2の膨張弁(9)、蒸発器
(5)と供給することで常温モードでの温度制御が可能
となる。
冷媒を冷媒液溜めタンク(6)に貯溜した後、高沸点冷
媒を気液分離器(3)の高沸点冷媒出口(3B)から第2
の電磁弁(11)を介して第2の膨張弁(9)、蒸発器
(5)と供給することで常温モードでの温度制御が可能
となる。
次に請求項2記載の冷凍サイクル装置では、四路切換弁
(16)の適宜操作により請求項1記載の冷凍サイクル装
置と同様のサイクルを構成することができ、このときは
請求項1記載の冷凍サイクル装置と同様に低温モード及
び常温モードでの温度制御が行われる。
(16)の適宜操作により請求項1記載の冷凍サイクル装
置と同様のサイクルを構成することができ、このときは
請求項1記載の冷凍サイクル装置と同様に低温モード及
び常温モードでの温度制御が行われる。
さらに、常温モードから四路切換弁(16)を切換えるこ
とにより、これまでのサイクルとは逆の冷凍サイクルが
形成され、高沸点冷媒は、蒸発器(5)において凝縮
し、高温モードでの温度制御が可能となる。
とにより、これまでのサイクルとは逆の冷凍サイクルが
形成され、高沸点冷媒は、蒸発器(5)において凝縮
し、高温モードでの温度制御が可能となる。
更に、請求項3記載の冷凍サイクル装置では、前記低温
モード時のみ第4の電磁弁(20)を開き圧縮機(1)吐
出側の高圧ガス冷媒が規定圧以上になったとき、吐出圧
力調整弁(15)が開き、ガス冷媒の一部を冷媒液溜めタ
ンク(6)に導き、装置の安全を確保することができ
る。かかる安全対策は従来、膨張タンク等を圧縮機
(1)吐出側に別途設けて構成するのが通常であった
が、請求項3の発明に係る冷凍サイクル装置では膨張タ
ンク等を付設する必要がなく装置全体をコンパクトなも
のとすることができる。
モード時のみ第4の電磁弁(20)を開き圧縮機(1)吐
出側の高圧ガス冷媒が規定圧以上になったとき、吐出圧
力調整弁(15)が開き、ガス冷媒の一部を冷媒液溜めタ
ンク(6)に導き、装置の安全を確保することができ
る。かかる安全対策は従来、膨張タンク等を圧縮機
(1)吐出側に別途設けて構成するのが通常であった
が、請求項3の発明に係る冷凍サイクル装置では膨張タ
ンク等を付設する必要がなく装置全体をコンパクトなも
のとすることができる。
(実施例) 以下、さらに本発明の実施例を図面にもとづいて説明す
る。
る。
第1図は請求項1に記載した冷凍サイクル装置の1例を
示す配管系統図である。同冷凍サイクル装置は、例えば
R13のような低沸点冷媒と、例えばR22のような高沸点冷
媒とを非共沸混合冷媒として用いており、同図に示すよ
うに圧縮機(1)、凝縮器(2)、気液分離器(3)、
カスケードコンデンサ(4)、蒸発器(5)、それに冷
媒液溜めタンク(6)を夫々配管接続して構成してい
る。
示す配管系統図である。同冷凍サイクル装置は、例えば
R13のような低沸点冷媒と、例えばR22のような高沸点冷
媒とを非共沸混合冷媒として用いており、同図に示すよ
うに圧縮機(1)、凝縮器(2)、気液分離器(3)、
カスケードコンデンサ(4)、蒸発器(5)、それに冷
媒液溜めタンク(6)を夫々配管接続して構成してい
る。
圧縮機(1)、凝縮器(2)、気液分離器(3)は順次
配管接続され、気液分離器(3)の低沸点冷媒出口(3
A)には第1の電磁弁(10)が、気液分離器(3)の高
沸点冷媒出口(3B)には第1の膨張弁(8)が夫々設置
され、この両者が夫々カスケードコンデンサ(4)に接
続されている。また前記高沸点冷媒出口(3B)は、上記
の他に、第2の電磁弁(11)、第2の膨張弁(9)を介
して蒸発器(5)とも接続されている。
配管接続され、気液分離器(3)の低沸点冷媒出口(3
A)には第1の電磁弁(10)が、気液分離器(3)の高
沸点冷媒出口(3B)には第1の膨張弁(8)が夫々設置
され、この両者が夫々カスケードコンデンサ(4)に接
続されている。また前記高沸点冷媒出口(3B)は、上記
の他に、第2の電磁弁(11)、第2の膨張弁(9)を介
して蒸発器(5)とも接続されている。
一方、カスケードコンデンサ(4)の低沸点冷媒出口
(4A)には三方電磁弁(7)が設置され、該三方電磁弁
(7)の一端が前記第2の膨張弁(9)を介して前記蒸
発器(5)に連結し、又、三方電磁弁(7)の他端が冷
媒液溜めタンク(6)と連結している。
(4A)には三方電磁弁(7)が設置され、該三方電磁弁
(7)の一端が前記第2の膨張弁(9)を介して前記蒸
発器(5)に連結し、又、三方電磁弁(7)の他端が冷
媒液溜めタンク(6)と連結している。
この冷媒液溜めタンク(6)は冷媒を液状に貯溜するこ
とを特徴とするもので、冷媒をガス状に貯溜するものに
比し、タンクを小型にできる利点がある。該冷媒液溜め
タンク(6)の内部には冷媒を冷却するための冷媒冷却
コイル(13)が設置され、一方、同外部には、同タンク
(6)内の圧力上昇に対する最終的な完全対策として安
全弁(18)が設けられている。またこの冷媒液溜めタン
ク(6)の出口側は、キャピラリーチューブ(14)と第
3の電磁弁(12)を介して蒸発器(5)出口側に接続さ
れ、さらに後記する合流点(C)を経て前記冷媒冷却コ
イル(13)に連結されている。
とを特徴とするもので、冷媒をガス状に貯溜するものに
比し、タンクを小型にできる利点がある。該冷媒液溜め
タンク(6)の内部には冷媒を冷却するための冷媒冷却
コイル(13)が設置され、一方、同外部には、同タンク
(6)内の圧力上昇に対する最終的な完全対策として安
全弁(18)が設けられている。またこの冷媒液溜めタン
ク(6)の出口側は、キャピラリーチューブ(14)と第
3の電磁弁(12)を介して蒸発器(5)出口側に接続さ
れ、さらに後記する合流点(C)を経て前記冷媒冷却コ
イル(13)に連結されている。
ここで、前記冷媒冷却コイル(13)は圧縮機(1)吸入
直前の低温ガスを利用して上記の如き冷媒液溜めタンク
(6)内の冷却作用を行うもので、前記蒸発器(5)の
出口側及びカスケードコンデンサ(4)の高沸点冷媒出
口(4B)が一つに合流され、この合流点(C)から前記
冷媒冷却コイル(13)を経由して圧縮機(1)の吸入側
に配管が連結されている。
直前の低温ガスを利用して上記の如き冷媒液溜めタンク
(6)内の冷却作用を行うもので、前記蒸発器(5)の
出口側及びカスケードコンデンサ(4)の高沸点冷媒出
口(4B)が一つに合流され、この合流点(C)から前記
冷媒冷却コイル(13)を経由して圧縮機(1)の吸入側
に配管が連結されている。
また、上記冷凍サイクル装置において、低沸点冷媒が常
温で非常に高圧となるため、前記冷媒冷却コイル(13)
の出口側には冷媒戻しキャピラリーチューブ(22)と膨
張タンク(21)が設けられ、一方、起動時の高圧側の圧
力上昇を押さえるため、圧縮機(1)吐出側には設定圧
以上で開く吐出圧力調整弁(15)が設置され、該吐出圧
力調整弁(15)を介して圧縮機(1)吐出側が前記膨張
タンク(21)に連結されている。なおこのように膨張タ
ンク(21)等を設けることはこの種の冷凍装置の安全対
策として従来から一般に行われている手段である。
温で非常に高圧となるため、前記冷媒冷却コイル(13)
の出口側には冷媒戻しキャピラリーチューブ(22)と膨
張タンク(21)が設けられ、一方、起動時の高圧側の圧
力上昇を押さえるため、圧縮機(1)吐出側には設定圧
以上で開く吐出圧力調整弁(15)が設置され、該吐出圧
力調整弁(15)を介して圧縮機(1)吐出側が前記膨張
タンク(21)に連結されている。なおこのように膨張タ
ンク(21)等を設けることはこの種の冷凍装置の安全対
策として従来から一般に行われている手段である。
そこで以上の構成になる冷凍サイクル装置の運転につい
て以下に述べる。第1図に示す装置は低温から常温にわ
たって温度制御が可能であるが、温度に応じて運転方法
が異なり、ここでは低温モードと常温モードに分けて運
転方法を説明する。
て以下に述べる。第1図に示す装置は低温から常温にわ
たって温度制御が可能であるが、温度に応じて運転方法
が異なり、ここでは低温モードと常温モードに分けて運
転方法を説明する。
まず、低温モードでは、第1の電磁弁(10)を開き、第
2,第3の電磁弁(11),(12)を共に閉じると共に、三
方電磁弁(7)を実線で示す方向に切換え、同時に第1
の膨張弁(8),第2の膨張弁(9)を共に適当に制御
する。
2,第3の電磁弁(11),(12)を共に閉じると共に、三
方電磁弁(7)を実線で示す方向に切換え、同時に第1
の膨張弁(8),第2の膨張弁(9)を共に適当に制御
する。
圧縮機(1)から吐出された混合冷媒は、凝縮器(2)
で主に高沸点冷媒だけが液化され、しかる後、気液分離
器(3)の低沸点冷媒出口(3A)から主として低沸点冷
媒が、又気液分離器(3)の高沸点冷媒出口(3B)から
主として高沸点冷媒が夫々排出される。そして上記の操
作により、気液分離器(3)から出た両冷媒のうち、高
沸点冷媒が第1の膨張弁(8)によって低温低圧となっ
た後、両冷媒が互いにカスケードコンデンサ(4)にお
いて熱交換し、この結果、低沸点冷媒は熱を奪われて凝
縮し、一方、高沸点冷媒は熱を得て、ガス冷媒となる。
で主に高沸点冷媒だけが液化され、しかる後、気液分離
器(3)の低沸点冷媒出口(3A)から主として低沸点冷
媒が、又気液分離器(3)の高沸点冷媒出口(3B)から
主として高沸点冷媒が夫々排出される。そして上記の操
作により、気液分離器(3)から出た両冷媒のうち、高
沸点冷媒が第1の膨張弁(8)によって低温低圧となっ
た後、両冷媒が互いにカスケードコンデンサ(4)にお
いて熱交換し、この結果、低沸点冷媒は熱を奪われて凝
縮し、一方、高沸点冷媒は熱を得て、ガス冷媒となる。
前者、低沸点冷媒はさらに三方電磁弁(7)を経て第2
の膨張弁(9)で断熱膨張し、次に蒸発器(5)に入っ
て蒸発し、蒸発熱が奪われ、ここで冷却作用がなされ
る。そしてこの低沸点冷媒による冷却作用に、従来から
行われていた圧縮機(1)の容量制御等の手段が加えら
れ、低温から0℃程度の常温にわたる温度制御が可能と
なる。
の膨張弁(9)で断熱膨張し、次に蒸発器(5)に入っ
て蒸発し、蒸発熱が奪われ、ここで冷却作用がなされ
る。そしてこの低沸点冷媒による冷却作用に、従来から
行われていた圧縮機(1)の容量制御等の手段が加えら
れ、低温から0℃程度の常温にわたる温度制御が可能と
なる。
一方、後者、高沸点冷媒は前者低沸点冷媒と合流点
(C)で合流し、冷媒冷却コイル(13)を経て圧縮機
(1)に戻る。
(C)で合流し、冷媒冷却コイル(13)を経て圧縮機
(1)に戻る。
次に低温モードから常温モードの運転に切換えるには、
まず上記低温モードの運転操作のうち、三方電磁弁
(7)だけを図の点線方向に切換える。これによってカ
スケードコンデンサ(4)の低沸点冷媒出口(4A)は冷
媒液溜めタンク(6)と連通し、低沸点冷媒は徐々に冷
媒液溜めタンク(6)に貯溜される。なお、このときカ
スケードコンデンサ(4)を出た高沸点冷媒は合流点
(C)から冷媒冷却コイル(13)を流れ、その後、圧縮
機(1)に戻っており、この過程で、冷媒液溜めタンク
(13)内が冷却されている。
まず上記低温モードの運転操作のうち、三方電磁弁
(7)だけを図の点線方向に切換える。これによってカ
スケードコンデンサ(4)の低沸点冷媒出口(4A)は冷
媒液溜めタンク(6)と連通し、低沸点冷媒は徐々に冷
媒液溜めタンク(6)に貯溜される。なお、このときカ
スケードコンデンサ(4)を出た高沸点冷媒は合流点
(C)から冷媒冷却コイル(13)を流れ、その後、圧縮
機(1)に戻っており、この過程で、冷媒液溜めタンク
(13)内が冷却されている。
そして常温モードの運転は、ほとんどの低沸点冷媒が冷
媒液溜めタンク(6)に貯溜された時点で、第1の電磁
弁(10)を閉じ、さらに第2の電磁弁(11)を開き、三
方電磁弁(7)を点線の方に切換えたままで、第1の膨
張弁(8)を全閉し、かつ第2の膨張弁(9)を適当に
制御することによって行われる。
媒液溜めタンク(6)に貯溜された時点で、第1の電磁
弁(10)を閉じ、さらに第2の電磁弁(11)を開き、三
方電磁弁(7)を点線の方に切換えたままで、第1の膨
張弁(8)を全閉し、かつ第2の膨張弁(9)を適当に
制御することによって行われる。
これによって、この冷凍サイクル装置内には主として高
沸点冷媒だけが循環し、この高沸点冷媒が圧縮機
(1)、凝縮器(2)を経て、気液分離器(4)の高沸
点冷媒出口(3B)、第2の電磁弁(11)を通り、第2の
膨張弁(9)に流れ、次いで蒸発器(5)に至り、所定
の冷却作用がなされる。
沸点冷媒だけが循環し、この高沸点冷媒が圧縮機
(1)、凝縮器(2)を経て、気液分離器(4)の高沸
点冷媒出口(3B)、第2の電磁弁(11)を通り、第2の
膨張弁(9)に流れ、次いで蒸発器(5)に至り、所定
の冷却作用がなされる。
この高沸点冷媒による冷却作用は、前記同様圧縮機
(1)の容量制御等によりある程度コントロールされ、
0℃〜10℃程度の常温の温度制御が可能となる。
(1)の容量制御等によりある程度コントロールされ、
0℃〜10℃程度の常温の温度制御が可能となる。
また常温モードから低温モードへの切換えは、第3の電
磁弁(12)を数分間開き、サイクル内の冷媒を混合冷媒
とした後、前記の如く低温モードの操作をして行う。
磁弁(12)を数分間開き、サイクル内の冷媒を混合冷媒
とした後、前記の如く低温モードの操作をして行う。
なお装置を停止する場合は、第1〜第3の電磁弁(1
0),(11),(12)をいずれも開き、三方電磁弁
(7)を実線の位置にし、第1,第2の膨張弁(8),
(9)を共に全開にして次の運転に備えておくことが好
ましい。
0),(11),(12)をいずれも開き、三方電磁弁
(7)を実線の位置にし、第1,第2の膨張弁(8),
(9)を共に全開にして次の運転に備えておくことが好
ましい。
以上が、低温から常温にわたり温度制御することができ
る冷凍サイクル装置の説明であるが、次に上記冷凍サイ
クル装置を基本として構成された低温から高温にわたる
温度制御が可能な冷凍サイクル装置について第2図を参
照して説明する。
る冷凍サイクル装置の説明であるが、次に上記冷凍サイ
クル装置を基本として構成された低温から高温にわたる
温度制御が可能な冷凍サイクル装置について第2図を参
照して説明する。
これは請求項2の発明に係る冷凍サイクル装置で、第1
図に示した装置の圧縮機(1)吐出側に四路切換弁(1
6)を設け、該四路切換弁(16)の切換えにより圧縮機
(1)吐出ガスを凝縮器(2)方向へ供給することも、
一方、蒸発器(5)方向へ供給することも可能となって
いる。具体的には圧縮機(1)と凝縮器(2)の間及び
前記合流点(C)と冷媒冷却コイル(13)の間に上記四
路切換弁(16)を介設すると共に、さらに前記凝縮器
(2)と前記気液分離器(3)の間に逆止弁(18)を設
置し、該逆止弁(18)と並列にキャピラリーチューブ
(17)を配する一方、前記第2の膨張弁(9)に対して
逆止弁(19)を並列に設けて構成している。
図に示した装置の圧縮機(1)吐出側に四路切換弁(1
6)を設け、該四路切換弁(16)の切換えにより圧縮機
(1)吐出ガスを凝縮器(2)方向へ供給することも、
一方、蒸発器(5)方向へ供給することも可能となって
いる。具体的には圧縮機(1)と凝縮器(2)の間及び
前記合流点(C)と冷媒冷却コイル(13)の間に上記四
路切換弁(16)を介設すると共に、さらに前記凝縮器
(2)と前記気液分離器(3)の間に逆止弁(18)を設
置し、該逆止弁(18)と並列にキャピラリーチューブ
(17)を配する一方、前記第2の膨張弁(9)に対して
逆止弁(19)を並列に設けて構成している。
なお、第2図では第1図に示したのと同様の構成要素は
第1図と同じ番号を付している。
第1図と同じ番号を付している。
まず、第2図に示す装置において四路切換弁(16)に実
線に示す方向に切換えると、冷媒は凝縮器(2)方向へ
流れるが、このとき、冷媒は前記キャピラリーチューブ
(17)及び逆止弁(19)を通らないようになっており、
このため、このときは実質的に第1図に示した装置と同
様の装置となる。
線に示す方向に切換えると、冷媒は凝縮器(2)方向へ
流れるが、このとき、冷媒は前記キャピラリーチューブ
(17)及び逆止弁(19)を通らないようになっており、
このため、このときは実質的に第1図に示した装置と同
様の装置となる。
従って低温モード及び常温モードに関する運転では四路
切換弁(16)を実線方向に切換えれば、他は前記第1図
について説明したのと全く同じ操作を行えばよい。
切換弁(16)を実線方向に切換えれば、他は前記第1図
について説明したのと全く同じ操作を行えばよい。
そこでここでは主としてに高温モードについて説明す
る。この高温モードの運転は高沸点冷媒の循環により行
うもので、通常は低沸点冷媒が冷媒液溜めタンク(6)
に貯溜された前記常温モードに引き続き行うのが好まし
く、それ以外の例えば当初から高温モードの運転を行う
場合等は、前記の低温モードから常温モードへの切換え
に際して行った運転をまず行い、冷媒液溜めタンク
(6)に低沸点冷媒を貯溜しておく必要がある。
る。この高温モードの運転は高沸点冷媒の循環により行
うもので、通常は低沸点冷媒が冷媒液溜めタンク(6)
に貯溜された前記常温モードに引き続き行うのが好まし
く、それ以外の例えば当初から高温モードの運転を行う
場合等は、前記の低温モードから常温モードへの切換え
に際して行った運転をまず行い、冷媒液溜めタンク
(6)に低沸点冷媒を貯溜しておく必要がある。
しかる後、常温モードと同様に第1,第3の電磁弁(1
0),(12)を共に閉じ、第2の電磁弁(11)を開き、
さらに三方電磁弁(7)を点線の位置に設定し、第1の
膨張弁(8)を閉じておき、その一方で四路切換弁(1
6)を点線方向に切換えると共に、第2の膨張弁(9)
を全閉にする。
0),(12)を共に閉じ、第2の電磁弁(11)を開き、
さらに三方電磁弁(7)を点線の位置に設定し、第1の
膨張弁(8)を閉じておき、その一方で四路切換弁(1
6)を点線方向に切換えると共に、第2の膨張弁(9)
を全閉にする。
するとこの装置はこれまでとは逆方向の冷凍サイクル装
置となり、圧縮機(1)で圧縮された高沸点冷媒はまず
蒸発器(5)に入る。
置となり、圧縮機(1)で圧縮された高沸点冷媒はまず
蒸発器(5)に入る。
そして、該蒸発器(5)が凝縮器として作用し、この蒸
発器(5)において所望の高温熱が得られる。この後、
高沸点冷媒は逆止弁(19)を介して第2の電磁弁(1
1)、気液分離器(3)を流れ、キャピラリーチューブ
(17)で断熱膨張され、凝縮器(2)で蒸発し、しかる
後、四路切換弁(16)を介して冷媒冷却コイル(13)を
経由し、圧縮機(1)に戻る。
発器(5)において所望の高温熱が得られる。この後、
高沸点冷媒は逆止弁(19)を介して第2の電磁弁(1
1)、気液分離器(3)を流れ、キャピラリーチューブ
(17)で断熱膨張され、凝縮器(2)で蒸発し、しかる
後、四路切換弁(16)を介して冷媒冷却コイル(13)を
経由し、圧縮機(1)に戻る。
こうして請求項2に係る冷凍サイクル装置は低温から高
温にわたり幅広く温度制御することができる。
温にわたり幅広く温度制御することができる。
次に請求項3記載の冷凍サイクル装置は以上説明した請
求項1あるいは請求項2記載の冷凍サイクル装置に設置
された前記冷媒液溜めタンク(6)を、さらに有効利用
するもので、第3図に図示する通り、前述した膨張タン
ク(21)等を取り除き、代わりに圧縮機(1)吐出側か
ら冷媒液溜めタンク(6)に至る配管を設け、この配管
に圧縮機(1)吐出側圧力が一定値以上になると開く吐
出圧力調整弁(15)と、冷媒液溜めタンク(6)から圧
縮機(1)吐出側への冷媒の逆行を防ぐ第4の電磁弁
(20)を設けたものである。停止時及び低温モードの運
転に際しては、この第4の電磁弁(20)を開いておき、
圧縮機(1)吐出側の高圧ガスを適宜冷媒液溜めタンク
(6)に導く。即ち、この場合は、冷媒液溜めタンク
(6)を膨張タンクとして使用しており、これによって
装置の安全を確保することができる。なお、このとき、
第3の電磁弁(12)は開いておくことが肝要で、冷媒液
溜めタンク(6)に入った冷媒をキャピラリーチューブ
(14)及びこの第3の電磁弁(12)を介して配管内に戻
す。
求項1あるいは請求項2記載の冷凍サイクル装置に設置
された前記冷媒液溜めタンク(6)を、さらに有効利用
するもので、第3図に図示する通り、前述した膨張タン
ク(21)等を取り除き、代わりに圧縮機(1)吐出側か
ら冷媒液溜めタンク(6)に至る配管を設け、この配管
に圧縮機(1)吐出側圧力が一定値以上になると開く吐
出圧力調整弁(15)と、冷媒液溜めタンク(6)から圧
縮機(1)吐出側への冷媒の逆行を防ぐ第4の電磁弁
(20)を設けたものである。停止時及び低温モードの運
転に際しては、この第4の電磁弁(20)を開いておき、
圧縮機(1)吐出側の高圧ガスを適宜冷媒液溜めタンク
(6)に導く。即ち、この場合は、冷媒液溜めタンク
(6)を膨張タンクとして使用しており、これによって
装置の安全を確保することができる。なお、このとき、
第3の電磁弁(12)は開いておくことが肝要で、冷媒液
溜めタンク(6)に入った冷媒をキャピラリーチューブ
(14)及びこの第3の電磁弁(12)を介して配管内に戻
す。
一方、常温モード及び高温モードの時は第4の電磁弁
(20)を閉じ、冷媒液溜めタンク(6)を前述したのと
同様、冷媒貯溜のために利用する。
(20)を閉じ、冷媒液溜めタンク(6)を前述したのと
同様、冷媒貯溜のために利用する。
なお、第3図では第2図に示す装置に適用したものを描
いているが、勿論第1図に示す装置に適用してもよい。
いているが、勿論第1図に示す装置に適用してもよい。
このように、この請求項3に係る冷凍サイクル装置は膨
張タンク等を付設しなくても安全で、しかも装置全体は
コンパクトなものとなる。
張タンク等を付設しなくても安全で、しかも装置全体は
コンパクトなものとなる。
以上説明したように本発明に係る冷凍サイクル装置は低
温から常温あるいは低温から高温にわたって幅広く温度
制御することができるため、恒温槽等の制御装置として
最適で、その場合は省スペース化並びに省エネルギー化
が達成できる。
温から常温あるいは低温から高温にわたって幅広く温度
制御することができるため、恒温槽等の制御装置として
最適で、その場合は省スペース化並びに省エネルギー化
が達成できる。
(発明の効果) 本発明は以上説明したように構成され、請求項1の発明
に係る冷凍サイクル装置では、圧縮機から吐出された非
共沸混合冷媒が気液分離器で低沸点冷媒と高沸点冷媒と
に分離され、このうち高沸点冷媒が第1の膨張弁を介し
て低温,低圧になり、次いでカスケードコンデンサにお
いて両冷媒が互いに熱交換し、しかる後、低沸点冷媒が
三方電磁弁を介して第2の膨張弁から蒸発器に供給され
て低沸点冷媒による冷却作用が行われ、一方、三方電磁
弁を切換えて低沸点冷媒を冷媒液溜めタンクに貯溜し、
その後他の電磁弁等を操作して高沸点冷媒を第2の膨張
弁とその後方の蒸発器に供給することで高沸点冷媒によ
る冷却作用が行われるものであるから、低温から常温に
わたる広い範囲の温度制御が可能となる。
に係る冷凍サイクル装置では、圧縮機から吐出された非
共沸混合冷媒が気液分離器で低沸点冷媒と高沸点冷媒と
に分離され、このうち高沸点冷媒が第1の膨張弁を介し
て低温,低圧になり、次いでカスケードコンデンサにお
いて両冷媒が互いに熱交換し、しかる後、低沸点冷媒が
三方電磁弁を介して第2の膨張弁から蒸発器に供給され
て低沸点冷媒による冷却作用が行われ、一方、三方電磁
弁を切換えて低沸点冷媒を冷媒液溜めタンクに貯溜し、
その後他の電磁弁等を操作して高沸点冷媒を第2の膨張
弁とその後方の蒸発器に供給することで高沸点冷媒によ
る冷却作用が行われるものであるから、低温から常温に
わたる広い範囲の温度制御が可能となる。
そしてこのことから請求項1の発明に係る冷凍サイクル
装置は常温以下の温度制御が求められる恒温槽の温度制
御装置として最適で、この場合、加熱器等は不要とな
り、庫内スペースの拡大並びに省エネルギー化が達成さ
れる。
装置は常温以下の温度制御が求められる恒温槽の温度制
御装置として最適で、この場合、加熱器等は不要とな
り、庫内スペースの拡大並びに省エネルギー化が達成さ
れる。
また請求項2の発明に係る冷凍サイクル装置は四路切換
弁を切換えることにより、請求項1の発明に係る冷凍サ
イクル装置の冷凍サイクルを逆サイクルとすることがで
きるものであるから、常温から低温までの温度制御に加
えて、高温での温度制御も可能となり、低温から高温に
わたって幅広く温度制御が求められる恒温槽の温度制御
装置として最適である。勿論、この場合も、恒温槽の恒
温槽スペースの拡大並びに省エネルギー化を達成するこ
とができる。
弁を切換えることにより、請求項1の発明に係る冷凍サ
イクル装置の冷凍サイクルを逆サイクルとすることがで
きるものであるから、常温から低温までの温度制御に加
えて、高温での温度制御も可能となり、低温から高温に
わたって幅広く温度制御が求められる恒温槽の温度制御
装置として最適である。勿論、この場合も、恒温槽の恒
温槽スペースの拡大並びに省エネルギー化を達成するこ
とができる。
さらに請求項3に関する発明では、圧縮機吐出側と冷媒
液溜めタンクとを吐出圧力調整弁及び電磁弁を設けた配
管によって接続することにより、前記冷媒液溜めタンク
を膨張タンクとして利用可能にしたものであるから、高
圧側が所定圧以上になっても安全なことは勿論、安全対
策上、別途膨張タンク等を設ける必要がなく、装置全体
のコンパクト化が図れ、また経済的にも有利になる。
液溜めタンクとを吐出圧力調整弁及び電磁弁を設けた配
管によって接続することにより、前記冷媒液溜めタンク
を膨張タンクとして利用可能にしたものであるから、高
圧側が所定圧以上になっても安全なことは勿論、安全対
策上、別途膨張タンク等を設ける必要がなく、装置全体
のコンパクト化が図れ、また経済的にも有利になる。
第1図は本発明の請求項1に記載した冷凍サイクル装置
の1例を示す配管系統図、第2図は本発明の請求項2記
載の冷凍サイクル装置の1例を示す配管系統図、第3図
は本発明の請求項3記載の冷凍サイクル装置の1例を示
す配管系統図を夫々示す。 (1)……圧縮機、 (2)……凝縮器、 (3)……気液分離器、 (3A)……低沸点冷媒出口、 (3B)……高沸点冷媒出口、 (4)……カスケードコンデンサ、 (4A)……低沸点冷媒出口、 (4B)……高沸点冷媒出口、 (5)……蒸発器、 (6)……冷媒液溜めタンク、 (7)……三方電磁弁、 (8)……第1の膨張弁、 (9)……第2の膨張弁、 (10)……第1の電磁弁、 (11)……第2の電磁弁、 (12)……第3の電磁弁、 (13)……冷媒冷却コイル、 (14)……キャピラリーチューブ、 (15)……吐出圧力調整弁、 (16)……四路切換弁、 (17)……キャピラリーチューブ、 (18)……逆止弁、 (19)……逆止弁、 (20)……第4の電磁弁、 (C)……合流点。
の1例を示す配管系統図、第2図は本発明の請求項2記
載の冷凍サイクル装置の1例を示す配管系統図、第3図
は本発明の請求項3記載の冷凍サイクル装置の1例を示
す配管系統図を夫々示す。 (1)……圧縮機、 (2)……凝縮器、 (3)……気液分離器、 (3A)……低沸点冷媒出口、 (3B)……高沸点冷媒出口、 (4)……カスケードコンデンサ、 (4A)……低沸点冷媒出口、 (4B)……高沸点冷媒出口、 (5)……蒸発器、 (6)……冷媒液溜めタンク、 (7)……三方電磁弁、 (8)……第1の膨張弁、 (9)……第2の膨張弁、 (10)……第1の電磁弁、 (11)……第2の電磁弁、 (12)……第3の電磁弁、 (13)……冷媒冷却コイル、 (14)……キャピラリーチューブ、 (15)……吐出圧力調整弁、 (16)……四路切換弁、 (17)……キャピラリーチューブ、 (18)……逆止弁、 (19)……逆止弁、 (20)……第4の電磁弁、 (C)……合流点。
Claims (3)
- 【請求項1】低沸点冷媒と高沸点冷媒からなる非共沸混
合冷媒を用いた冷凍回路であって、圧縮機(1)から凝
縮器(2)を経て気液分離器(3)を連結し、該気液分
離器(3)の低沸点冷媒出口(3A)からは第1の電磁弁
(10)を介しカスケードコンデンサ(4)を経て三方電
磁弁(7)に連結され、該三方電磁弁(7)からは第2
の電磁弁(11)と第2の膨張弁(9)の間と、冷媒液溜
めタンク(6)とを選択的に連結切り換えできるよう接
続し、前記気液分離器(3)の高沸点冷媒出口(3B)か
ら分岐した一方は第1の膨張弁(8)を介しカスケード
コンデンサ(4)へ、他方は前記第2の電磁弁(11)及
び第2の膨張弁(9)を介し蒸発器(5)へ接続され、
また前記カスケードコンデンサ(4)の高沸点冷媒出口
(4B)及び蒸発器(5)の出口は合流点(C)に連結さ
れ、さらに該合流点(C)は前記冷媒液溜めタンク
(6)を冷却する冷媒冷却コイル(13)を経て圧縮機
(1)の吸入側に連結されると共に、前記冷媒液溜めタ
ンク(6)の出口はキャピラリーチューブ(14)及び第
3の電磁弁(12)を介し前記合流点(C)に連結されて
いることを特徴とする冷凍サイクル装置。 - 【請求項2】圧縮機(1)と凝縮器(2)の間の配管及
び合流点(C)と冷媒冷却コイル(13)の間の配管を四
路切換弁(16)を介して接続すると共に、凝縮器(2)
と気液分離器(3)の間に逆止弁(18)キャピラリーチ
ューブ(17)とを並列に設け、かつ第2膨張弁(9)に
対して逆止弁(19)を並列に設けて前記四路切換弁(1
6)の切換により逆サイクルを可能とした請求項1記載
の冷凍サイクル装置。 - 【請求項3】圧縮機(1)吐出側と冷媒液溜めタンク
(6)とを配管接続すると共に、該配管に所定圧以上で
開放する吐出圧力調整弁(15)及び第4の電磁弁(20)
を圧縮機(1)側から順次配設したことを特徴とする請
求項1又は2記載の冷凍サイクル装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1300290A JPH07111280B2 (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | 冷凍サイクル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1300290A JPH07111280B2 (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | 冷凍サイクル装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03217760A JPH03217760A (ja) | 1991-09-25 |
| JPH07111280B2 true JPH07111280B2 (ja) | 1995-11-29 |
Family
ID=11820977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1300290A Expired - Lifetime JPH07111280B2 (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | 冷凍サイクル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07111280B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114719471A (zh) * | 2022-03-08 | 2022-07-08 | 澳柯玛股份有限公司 | 一种混合制冷剂制冷系统及制冷方法 |
-
1990
- 1990-01-22 JP JP1300290A patent/JPH07111280B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03217760A (ja) | 1991-09-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5768902A (en) | Refrigeration cycle and method of controlling the same | |
| JP2522919B2 (ja) | 空気調和機 | |
| CA2642786A1 (en) | Cascade cooling system with intercycle cooling | |
| JP2001227823A (ja) | 冷凍装置 | |
| JP3267187B2 (ja) | ヒートポンプ給湯機 | |
| JP2003130481A (ja) | 自動車用空調装置の蒸気圧縮式冷凍サイクル | |
| JPH10160299A (ja) | 冷凍装置 | |
| JP2000304397A (ja) | 冷温蔵装置 | |
| JPH07111280B2 (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
| JP3082560B2 (ja) | 二元冷却装置 | |
| JPS5885043A (ja) | 蓄冷熱式空気調和機の運転制御装置 | |
| JPH07234041A (ja) | 多元冷凍装置 | |
| JP2698179B2 (ja) | 冷暖房装置 | |
| JPH06123527A (ja) | 冷凍・冷蔵ユニットの冷凍サイクル | |
| JP2003004346A (ja) | 冷却装置 | |
| JPH0328672A (ja) | 蓄熱式空気調和装置 | |
| JP2001099512A (ja) | ヒートポンプ式空気調和装置用熱源ユニット | |
| JPH02195156A (ja) | 低温冷凍機 | |
| JP2002039637A (ja) | 冷凍機、および冷凍方法 | |
| JP2001183037A (ja) | 冷凍装置 | |
| JP2001280729A (ja) | 冷凍装置 | |
| JPH03170758A (ja) | 空気調和装置 | |
| CN117043524B (zh) | 热源机组及制冷装置 | |
| JP2004205142A (ja) | 冷凍空調装置およびその運転制御方法 | |
| JP2013092342A (ja) | 冷凍装置 |