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JPH07332814A - Heat pump system - Google Patents

Heat pump system

Info

Publication number
JPH07332814A
JPH07332814A JP12597494A JP12597494A JPH07332814A JP H07332814 A JPH07332814 A JP H07332814A JP 12597494 A JP12597494 A JP 12597494A JP 12597494 A JP12597494 A JP 12597494A JP H07332814 A JPH07332814 A JP H07332814A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
refrigerant
evaporator
liquid separator
expansion valve
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.)
Pending
Application number
JP12597494A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Hiruko
毅 蛭子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
Priority to JP12597494A priority Critical patent/JPH07332814A/en
Publication of JPH07332814A publication Critical patent/JPH07332814A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 非共沸混合冷媒を用いたヒートポンプシステ
ムの冷凍サイクルにおいて、副膨張弁、気液分離器及び
主膨張弁を設け、冬期の低温室外気時に着霜が生じたよ
うな場合にも、運転モードを変更することなくデフロス
ト運転を行なうことができるようにし、かつデフロスト
時間を短縮するとともに暖房運転再起動初期時の高能力
化を可能にする。 【構成】 非共沸混合冷媒を用いたヒートポンプ式の冷
凍回路において、凝縮器2と蒸発器6との間に副膨張弁
3、気液分離器4、主膨張弁5を直列に配設するととも
に気液分離器4の気相部4aと蒸発器6とをデフロスト
用バイパス冷媒配管8で接続することにより、分離され
た気相成分を室外蒸発器の除霜に用いられるようにし
た。
(57) [Summary] [Purpose] In a refrigeration cycle of a heat pump system using a non-azeotropic mixed refrigerant, a sub-expansion valve, a gas-liquid separator, and a main expansion valve were installed, and frost was formed during low-temperature outdoor air in winter. Even in such a case, the defrost operation can be performed without changing the operation mode, the defrost time can be shortened, and the capacity can be increased at the initial stage of the heating operation restart. In a heat pump type refrigeration circuit using a non-azeotropic mixed refrigerant, a sub expansion valve 3, a gas-liquid separator 4 and a main expansion valve 5 are arranged in series between a condenser 2 and an evaporator 6. At the same time, the vapor phase portion 4a of the vapor-liquid separator 4 and the evaporator 6 are connected by the defrosting bypass refrigerant pipe 8 so that the separated vapor phase component can be used for defrosting the outdoor evaporator.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本願発明は、非共沸混合冷媒を用
いたヒートポンプシステムに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat pump system using a non-azeotropic mixed refrigerant.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近では、高沸点冷媒と低沸点冷媒の相
互に沸点の異なる2種の混合冷媒、すなわち非共沸混合
冷媒を用いたヒートポンプシステムが種々検討されてい
る。
2. Description of the Related Art Recently, various heat pump systems using two kinds of mixed refrigerants having different boiling points, that is, a non-azeotropic mixed refrigerant, have been studied.

【0003】ところで、このような沸点の異なる2種の
混合冷媒を用いた場合、冷媒の非等温性によって例えば
フロン系の冷媒R22のような単一冷媒を用いた場合よ
りも着霜が生じやすくなる問題がある。すなわち、例え
ば図4に示すように蒸発器出口では着霜限界温度Toよ
りも高い温度T1となるように圧力調整された冷凍サイ
クルにおいても、冷媒に非等温性があると、蒸発器入口
における温度はT2となって着霜限界温度Toを下回る場
合があり、特に蒸発器入口における着霜が顕著となる。
By the way, when such two kinds of mixed refrigerants having different boiling points are used, frost formation is more likely to occur than in the case of using a single refrigerant such as a CFC type refrigerant R22 due to the non-isothermal property of the refrigerants. There is a problem. That is, for example, as shown in FIG. 4, even in a refrigeration cycle in which the pressure is adjusted to a temperature T 1 higher than the frost formation limit temperature To at the evaporator outlet, if the refrigerant has non-isothermal properties, the evaporator inlet has a non-isothermal property. The temperature may become T 2 and may fall below the frost formation limit temperature To, and frost formation at the evaporator inlet becomes particularly noticeable.

【0004】そこで、従来、このような蒸発器入口部で
の着霜を防止することを目的として、例えば実公平3−
38592号公報では、蒸発器を複数に分割し、その間
に複数の減圧機構を設ける装置が提案されている。
Therefore, conventionally, for the purpose of preventing such frost formation at the inlet portion of the evaporator, for example, an actual fair 3-
Japanese Patent No. 38592 proposes a device in which an evaporator is divided into a plurality of parts and a plurality of pressure reducing mechanisms are provided between them.

【0005】また、他方特公平2−12344号公報で
は、凝縮器の後流部に気液分離器を設け、その気相成分
を副凝縮器にて液下させることによって冷媒の温度を上
昇させてデフロストに用いる装置が提案されている。
On the other hand, in Japanese Patent Publication No. 2-12344, a gas-liquid separator is provided in the downstream portion of the condenser, and the gas phase component is liquefied by a sub-condenser to raise the temperature of the refrigerant. A device used for defrosting has been proposed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記実
公平3−38592号公報の発明のように蒸発器を複数
に分割した場合には、入口部に近い蒸発器の蒸発温度が
必然的に高くなることによる能力の低下及び実際の使用
にあたっての蒸発器の複数分割が困難であることなどの
問題が懸念され、また特公平2−12344号公報の発
明では副凝縮器が必要であることやサイクル内の圧力バ
ランスによって副凝縮器からの液冷媒が膨張弁に流れな
い場合も考えられるなどの未だ改善すべき問題がある。
However, when the evaporator is divided into a plurality of parts as in the invention of Japanese Utility Model Publication No. 3-38592, the evaporation temperature of the evaporator near the inlet portion is inevitably high. There is a concern about problems such as a decrease in capacity due to the fact that it is difficult to divide the evaporator into a plurality of parts in actual use, and in the invention of Japanese Patent Publication No. 2-12344, a sub-condenser is required and the inside of a cycle is required. There is still a problem to be solved, such as the case where the liquid refrigerant from the sub-condenser does not flow to the expansion valve due to the pressure balance of 1.

【0007】本願発明は、上述のような非共沸混合冷媒
を用いたヒートポンプシステムの冷凍サイクルにおいて
凝縮器下流側に副膨張弁、気液分離器及び主膨張弁を設
け、冬期の低温室外気時などにおいて室外蒸発器に着霜
が生じたような場合、上記気液分離器で分離された気相
成分を当該室外蒸発器の除霜に用いることによって、運
転モードを変更することなくデフロスト運転を行ない、
かつ可及的にデフロスト時間を短縮するとともに暖房運
転の再起動初期時の高能力化を可能にすることを目的と
している。
The present invention provides a sub-expansion valve, a gas-liquid separator and a main expansion valve on the downstream side of the condenser in the refrigeration cycle of the heat pump system using the non-azeotropic mixed refrigerant as described above, and the cold outdoor air in winter When frost is formed on the outdoor evaporator at times such as when defrosting without changing the operation mode by using the gas phase component separated by the gas-liquid separator for defrosting the outdoor evaporator. The
In addition, the purpose is to shorten the defrost time as much as possible and to enable high capacity at the initial stage of restarting heating operation.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本願発明は、該目的を達
成するために、次のような課題解決手段を備えて構成さ
れている。
In order to achieve the object, the present invention comprises the following problem solving means.

【0009】すなわち、本願発明のヒートポンプシステ
ムは、例えば図1に示すように、非共沸混合冷媒を用い
たヒートポンプ式冷凍回路において、凝縮器2と蒸発器
6との間に副膨張弁3、気液分離器4、主膨張弁5が直
列に配設されているとともに上記気液分離器4の気相部
4aと上記蒸発器6入口部とがバイパス冷媒配管8を介
して接続されて構成されている。
That is, the heat pump system of the present invention is, for example, as shown in FIG. 1, in a heat pump type refrigeration circuit using a non-azeotropic mixed refrigerant, a sub-expansion valve 3, between a condenser 2 and an evaporator 6, The gas-liquid separator 4 and the main expansion valve 5 are arranged in series, and the gas phase portion 4a of the gas-liquid separator 4 and the inlet portion of the evaporator 6 are connected via a bypass refrigerant pipe 8. Has been done.

【0010】また、本願発明のヒートポンプシステム
は、上記構成における蒸発器6と圧縮機1間に液留め部
7を有し、該液留め部7と上記気液分離器4の気相部4
aとがバイパス冷媒配管9を介して接続されて構成され
ている。
Further, the heat pump system of the present invention has a liquid retaining portion 7 between the evaporator 6 and the compressor 1 having the above-mentioned structure, and the liquid retaining portion 7 and the gas phase portion 4 of the gas-liquid separator 4 are provided.
and a are connected via a bypass refrigerant pipe 9.

【0011】さらに、本願発明のヒートポンプシステム
は、上記各構成におけるバイパス冷媒配管8,9の途中
に各々開閉弁12,13が設けられている。
Further, in the heat pump system of the present invention, opening / closing valves 12 and 13 are provided in the middle of the bypass refrigerant pipes 8 and 9 in the above-mentioned respective configurations.

【0012】[0012]

【作用】本願発明は、上記構成に対応して次のような作
用を奏する。
The present invention has the following actions in correspondence with the above-mentioned configuration.

【0013】すなわち、本願発明のヒートポンプシステ
ムの構成では、上述のように、相互に沸点が異なる非共
沸混合冷媒を用いたヒートポンプ式冷凍回路において、
先ず当該冷凍回路の凝縮器2と蒸発器6との間に副膨張
弁3、気液分離器4、主膨張弁5が直列に配設されてい
て、例えばデフロストを行なわない定常運転時には上記
副膨張弁3によって減圧された凝縮器2からの冷媒は、
気液分離器4において気相と液相に分離される。
That is, in the configuration of the heat pump system of the present invention, as described above, in the heat pump type refrigeration circuit using the non-azeotropic mixed refrigerants having different boiling points,
First, the sub-expansion valve 3, the gas-liquid separator 4, and the main expansion valve 5 are arranged in series between the condenser 2 and the evaporator 6 of the refrigeration circuit, and the sub-expansion valve is operated during steady operation without defrosting, for example. The refrigerant from the condenser 2 whose pressure is reduced by the expansion valve 3 is
The gas-liquid separator 4 separates into a gas phase and a liquid phase.

【0014】そして、液相の冷媒のみが蒸発器6側に流
され、気相冷媒は気相部4aに留められる。
Then, only the liquid-phase refrigerant is flown to the evaporator 6 side, and the vapor-phase refrigerant is retained in the vapor-phase portion 4a.

【0015】一方、低温室外気時などの着霜の進行によ
って蒸発器6のデフロストが必要となった時は、上記の
ように気液分離器4の気相部4aと上記蒸発器6入口部
とがデフロスト用のバイパス冷媒配管8で接続されてい
るので、該バイパス冷媒配管8を介して高温の気相冷媒
が蒸発器6に流されて短時間で効率的なデフロストが行
われる。
On the other hand, when defrosting of the evaporator 6 becomes necessary due to the progress of frost formation such as when the outside air is in a low temperature room, the vapor phase portion 4a of the gas-liquid separator 4 and the inlet portion of the evaporator 6 are as described above. And are connected by the bypass refrigerant pipe 8 for defrosting, the high-temperature vapor-phase refrigerant is flown to the evaporator 6 through the bypass refrigerant pipe 8 to perform efficient defrosting in a short time.

【0016】そして、該場合において、さらに上記蒸発
器6と圧縮機1間に液留め部7を有し、該液留め部7が
上記気液分離器4の気相部4aにバイパス冷媒配管9を
介して接続されているので、上記デフロスト用のバイパ
ス冷媒配管8を使用しない定常運転時には、上記気液分
離器4の気相部4aの気相冷媒は当該液留め部7に流入
し、蒸発器6からのガス冷媒と混合されて圧縮機1に吸
入される。
In this case, a liquid retaining portion 7 is further provided between the evaporator 6 and the compressor 1, and the liquid retaining portion 7 is connected to the gas phase portion 4a of the gas / liquid separator 4 by the bypass refrigerant pipe 9. Therefore, during steady operation without using the defrosting bypass refrigerant pipe 8, the vapor phase refrigerant of the vapor phase portion 4a of the vapor liquid separator 4 flows into the liquid retaining portion 7 and evaporates. It is mixed with the gas refrigerant from the container 6 and drawn into the compressor 1.

【0017】また、それらの各場合において、上記バイ
パス冷媒配管8,9の途中に各々開閉弁12,13が設け
られていると、該開閉弁12,13の開弁制御により、
上記定常運転時とデフロスト運転時の適切な気相冷媒の
切換え制御が行われる。
Further, in each of these cases, if the on-off valves 12 and 13 are provided in the middle of the bypass refrigerant pipes 8 and 9, respectively, the opening control of the on-off valves 12 and 13 causes
Appropriate switching control of the vapor phase refrigerant is performed during the steady operation and the defrost operation.

【0018】今、例えば、図1を参照し、図2に示され
た圧力−組成線図によって上記定常運転時からデフロス
ト運転時までの動作を説明すると次のようになる。
Now, for example, referring to FIG. 1, the operation from the steady operation to the defrost operation will be described with reference to the pressure-composition diagram shown in FIG.

【0019】すなわち、凝縮器2を圧力Pcで流出した
液冷媒は副膨張弁3によって圧力Pdまで減圧されて気
液二相状態となって気液分離器4に流入する。この時気
液分離器4内の液相の組成C1は気相に比べて高沸点冷
媒の方がリッチであり、着霜が生じないような低負荷条
件の運転に適した組成の冷媒であるため、この液冷媒の
みを主膨張弁5によって圧力Peまで減圧して蒸発器6
に流入させるようにすれば、冷凍サイクルの効率を向上
することができる。
That is, the liquid refrigerant flowing out of the condenser 2 at the pressure Pc is decompressed to the pressure Pd by the auxiliary expansion valve 3 and enters the gas-liquid separator 4 in a gas-liquid two-phase state. At this time, the composition C 1 of the liquid phase in the gas-liquid separator 4 is richer in the high-boiling point refrigerant than in the gas phase, and the composition is suitable for the operation under the low load condition such that frost is not formed. Therefore, only the liquid refrigerant is reduced to the pressure Pe by the main expansion valve 5, and the evaporator 6
The efficiency of the refrigeration cycle can be improved.

【0020】他方外気温度が低下し、室外熱交換器に着
霜が生じたような場合にはデフロスト運転を行う。この
場合には気液分離器4の気相部4aと液留め部7を接続
しているバイパス冷媒配管9及び気液分離器4から主膨
張弁5への配管は閉じられ、気液分離器4の気相部4a
側に接続された蒸発器6入口部のバイパス冷媒配管8の
みが開かれる。従って、蒸発器6には気液分離器4内の
比較的高温の冷媒が流れ、デフロスト運転を非常に短時
間で終了させることができる。
On the other hand, when the outdoor air temperature drops and frost is formed on the outdoor heat exchanger, the defrost operation is performed. In this case, the bypass refrigerant pipe 9 connecting the gas phase part 4a of the gas-liquid separator 4 and the liquid retaining part 7 and the pipe from the gas-liquid separator 4 to the main expansion valve 5 are closed, and the gas-liquid separator is closed. Gas phase part 4a of 4
Only the bypass refrigerant pipe 8 at the inlet of the evaporator 6 connected to the side is opened. Therefore, the relatively high temperature refrigerant in the gas-liquid separator 4 flows through the evaporator 6, and the defrost operation can be completed in a very short time.

【0021】このデフロスト運転時の動作を図3の圧力
−組成線図を用いて説明すると、上記気液分離器4内の
気相成分C2は比較的低沸点成分が多く含まれているた
め、上記液留め部7内の冷媒の組成は通常運転時Coよ
りも低沸点成分がリッチであるC3になる。
The operation during the defrosting operation will be described with reference to the pressure-composition diagram of FIG. 3. Since the gas phase component C 2 in the gas-liquid separator 4 contains a relatively low boiling point component. The composition of the refrigerant in the liquid retaining portion 7 is C 3 which is richer in the low boiling point component than in normal operation Co.

【0022】したがって、デフロスト運転を終了し、通
常の暖房運転モードに回復した初期時に凝縮器2に流入
する冷媒の暖房能力は通常よりも大きくなり、暖房運転
の効率を向上させることができると共にデフロスト時の
能力低下によるドラフト感を低減することも可能とな
る。
Therefore, the heating capacity of the refrigerant flowing into the condenser 2 at the initial stage when the defrost operation is finished and the normal heating operation mode is restored is larger than usual, so that the efficiency of the heating operation can be improved and the defrost operation can be improved. It is also possible to reduce the draft feeling due to the deterioration of the ability.

【0023】また、通常のデフロスト運転では四方弁の
切り換えによって運転モードを逆転させることが必要で
あるが、本願発明の場合にはその必要がなくなる。
Further, in the normal defrost operation, it is necessary to reverse the operation mode by switching the four-way valve, which is not necessary in the case of the present invention.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上の結果、本願発明のヒートポンプシ
ステムによると、次のような効果を得ることができる。
As a result of the above, according to the heat pump system of the present invention, the following effects can be obtained.

【0025】 低負荷運転時の冷凍サイクル効率の向
上を図ることができる。
The refrigeration cycle efficiency during low load operation can be improved.

【0026】 デフロスト運転時間の短縮によるドラ
フト感の低下及び暖房運転効率の向上が実現される。
A reduction in draft feeling and an improvement in heating operation efficiency are realized by shortening the defrost operation time.

【0027】 暖房運転再起動初期時の暖房能力の増
大を図ることができる。
It is possible to increase the heating capacity at the initial stage of the heating operation restart.

【0028】[0028]

【実施例】図1〜図3は、本願発明の実施例に係る非共
沸混合冷媒を用いた圧縮式ヒートポンプシステムの冷凍
回路の構成および作用を示している。
1 to 3 show the construction and operation of a refrigeration circuit of a compression heat pump system using a non-azeotropic mixed refrigerant according to an embodiment of the present invention.

【0029】先ず図1は、上記冷凍回路の構成を示して
いる。該冷凍回路は、圧縮機1、凝縮器2、副膨張弁
3、気液分離器4、主膨張弁5、蒸発器6、液留め部7
を当該順序で圧縮機1の冷媒吐出口側から冷媒吸入口側
に順次直列に主冷媒配管を介して接続して構成されてお
り、該回路中に相互に沸点を異にする2種の冷媒を混合
して形成した非共沸混合冷媒(以下、単に冷媒という)を
一定量封入し、該冷媒を液体から気体へ、また気体から
液体へと繰り返し相変化させながら循環させることによ
ってヒートポンプ機能を実現するようになっている。
First, FIG. 1 shows the configuration of the refrigeration circuit. The refrigeration circuit includes a compressor 1, a condenser 2, an auxiliary expansion valve 3, a gas-liquid separator 4, a main expansion valve 5, an evaporator 6, and a liquid retaining portion 7.
Are connected in series in this order from the refrigerant discharge port side of the compressor 1 to the refrigerant suction port side via a main refrigerant pipe, and two types of refrigerants having different boiling points are provided in the circuit. A non-azeotropic mixed refrigerant formed by mixing (hereinafter, simply referred to as a refrigerant) is enclosed in a certain amount, and the heat pump function by circulating the refrigerant from liquid to gas, and from gas to liquid while repeatedly changing phases. It has come to be realized.

【0030】一方、該構成において、上記気液分離器4
の気相部4aは、第1の開閉弁12を介設した第1のバ
イパス冷媒配管8を介して蒸発器6の入口部に接続され
ているとともに第2の開閉弁13を介設した第2のバイ
パス冷媒配管9を介して上記液留め部7に接続されてい
る。
On the other hand, in the structure, the gas-liquid separator 4 is used.
The gas phase portion 4a is connected to the inlet portion of the evaporator 6 via the first bypass refrigerant pipe 8 provided with the first opening / closing valve 12 and the second opening / closing valve 13 is provided. It is connected to the liquid retaining portion 7 via the second bypass refrigerant pipe 9.

【0031】次に該冷凍回路の定常運転時およびデフロ
スト運転時の各作用について、図2、図3の各圧力−組
成線図を参照して説明する。
Next, each operation of the refrigeration circuit during steady operation and defrost operation will be described with reference to the pressure-composition diagrams of FIGS. 2 and 3.

【0032】(1) 定常運転時の冷凍サイクルの動作 デフロスト運転を行わない定常運転の場合の冷凍サイク
ルでは、上記蒸発器6のバイパス通路となる気液分離器
4気相部4aからの第1のバイパス冷媒配管(図1の破
線)8は第1の開閉弁12によって閉じられている。従
って、副膨張弁3によって減圧された冷媒は気液分離器
4において気相と液相に分離され、さらに主膨張弁5を
介して液相の冷媒のみが蒸発器6側に流れ、一方気相冷
媒は第2のバイパス冷媒配管9を介して液留め部7に流
入する。
(1) Operation of Refrigeration Cycle during Steady Operation In the refrigeration cycle in the steady operation without defrost operation, the first passage from the gas-liquid separator 4 vapor phase portion 4a serving as the bypass passage of the evaporator 6 is performed. The bypass refrigerant pipe 8 (broken line in FIG. 1) is closed by a first opening / closing valve 12. Therefore, the refrigerant decompressed by the sub-expansion valve 3 is separated into a gas phase and a liquid phase in the gas-liquid separator 4, and only the liquid-phase refrigerant flows through the main expansion valve 5 to the evaporator 6 side. The phase refrigerant flows into the liquid retaining portion 7 via the second bypass refrigerant pipe 9.

【0033】すなわち、今上記図1の凝縮器2を流出す
る液冷媒Aの圧力をPc、組成比(循環組成比)をCoとす
ると、該圧力Pc、組成比Coの液冷媒Aは、先ず上記副
膨張弁3の所で第一次的に圧力Pdまで減圧されて気液
2相状態(気相側組成比C2、液相側組成比C1)の冷媒B
となって、気液分離器4に流入し、当該組成比C2,C1
の気相冷媒Dと、液冷媒Cとに分離される。
That is, assuming that the pressure of the liquid refrigerant A flowing out of the condenser 2 in FIG. 1 is Pc and the composition ratio (circulation composition ratio) is Co, the liquid refrigerant A having the pressure Pc and the composition ratio Co is Refrigerant B in the gas-liquid two-phase state (gas-phase side composition ratio C 2 , liquid-phase side composition ratio C 1 ) after being primarily reduced to pressure Pd at the sub-expansion valve 3
And flows into the gas-liquid separator 4, and the composition ratio C 2 , C 1
Of the gas phase refrigerant D and the liquid refrigerant C.

【0034】そして、気相部4aの気相冷媒D(組成比C
2)は第2の開閉弁13の開放により第2のバイパス冷媒
配管9を介して圧縮機1側液留め部7に直接戻される。
該液留め部7に戻された気相冷媒Dは、当該液留め部7
内において蒸発器6からのガス冷媒Gと混合されて圧力
Pg、組成比Coの冷媒Fとなり、圧縮機1に吸入され
る。
Then, the vapor phase refrigerant D (composition ratio C
2 ) is directly returned to the compressor 1 side liquid retaining portion 7 via the second bypass refrigerant pipe 9 by opening the second opening / closing valve 13.
The vapor-phase refrigerant D returned to the liquid retaining portion 7 is the liquid retaining portion 7
Inside, it is mixed with the gas refrigerant G from the evaporator 6 to become a refrigerant F having a pressure Pg and a composition ratio Co, and is sucked into the compressor 1.

【0035】そして、圧縮機1で圧縮され、液化された
上記組成比Coの冷媒Hが再び上記凝縮器2に供給され
る。
Then, the refrigerant H having the above composition ratio Co which is compressed by the compressor 1 and liquefied is supplied to the condenser 2 again.

【0036】他方、上記気液分離器4で気相冷媒Dと分
離され、その液相部4bに留まる液冷媒Cは、さらに主
膨張弁5によって第2次的に減圧されて、圧力Pc、組
成比C1の気液2相冷媒Eとなる。そして、該気液2相
冷媒Eは、流量調整弁11を介して蒸発器6に供給され
て蒸発し、ガス冷媒Gとなって液留め部7に供給され、
上記のように気液分離器4の気相部4aからの気相冷媒
Dと混合された後に圧縮機1に吸入される。
On the other hand, the liquid refrigerant C separated from the gas-phase refrigerant D in the gas-liquid separator 4 and remaining in the liquid-phase portion 4b is secondarily decompressed by the main expansion valve 5 so that the pressure Pc, It becomes a gas-liquid two-phase refrigerant E having a composition ratio C 1 . Then, the gas-liquid two-phase refrigerant E is supplied to the evaporator 6 via the flow rate adjusting valve 11 and evaporated to become a gas refrigerant G, which is supplied to the liquid retaining portion 7.
As described above, after being mixed with the gas-phase refrigerant D from the gas-phase portion 4a of the gas-liquid separator 4, it is sucked into the compressor 1.

【0037】上記のように、凝縮器2を圧力Pcで流出
した液冷媒Aは副膨張弁3によって圧力Pdまで減圧さ
れて気液二相状態となり、気液分離器4に流入する。こ
の時、気液分離器4内の液相の組成は気相に比べて高沸
点冷媒がリッチであり、着霜が生じないような低負荷条
件の運転に適した組成の冷媒となっているため、この液
冷媒のみを主膨張弁5によって圧力Peまで減圧して蒸
発器6に流入させるようにすることで冷凍サイクルの効
率を向上させることができる(図2参照)。
As described above, the liquid refrigerant A flowing out of the condenser 2 at the pressure Pc is decompressed to the pressure Pd by the sub-expansion valve 3 to be in the gas-liquid two-phase state and then flow into the gas-liquid separator 4. At this time, the composition of the liquid phase in the gas-liquid separator 4 is rich in the high-boiling-point refrigerant as compared with the gas phase, and the composition of the composition is suitable for the operation under the low load condition such that frost is not formed. Therefore, the efficiency of the refrigeration cycle can be improved by reducing only this liquid refrigerant to the pressure Pe by the main expansion valve 5 and allowing it to flow into the evaporator 6 (see FIG. 2).

【0038】(2) デフロスト運転の場合の冷凍サイク
ル 一方、外気温度が低下し、室外熱交換器に着霜が生じた
場合にはデフロスト運転を行う。この場合には気液分離
器4と液留め部7を接続している第2のバイパス冷媒配
管9及び気液分離器4から主膨張弁5への配管は閉じら
れ、気液分離器4の気相部4a側に接続された蒸発器6
入口部側の第1のバイパス冷媒配管8のみが開かれる。
(2) Refrigeration cycle in the case of defrost operation On the other hand, when the outside air temperature drops and frost forms on the outdoor heat exchanger, the defrost operation is performed. In this case, the second bypass refrigerant pipe 9 connecting the gas-liquid separator 4 and the liquid retaining portion 7 and the pipe from the gas-liquid separator 4 to the main expansion valve 5 are closed, and the gas-liquid separator 4 is closed. Evaporator 6 connected to the gas phase portion 4a side
Only the first bypass refrigerant pipe 8 on the inlet side is opened.

【0039】その結果、上記蒸発器6には、気液分離器
4の気相部4aから高温の気相冷媒(圧力Pd、組成比
2)Dが流され、極めて短時間の内にデフロストが行わ
れる。
As a result, a high-temperature gas-phase refrigerant (pressure Pd, composition ratio C 2 ) D is made to flow into the evaporator 6 from the gas-phase portion 4a of the gas-liquid separator 4, and defrost in a very short time. Is done.

【0040】その後、該デフロスト完了後の気相冷媒
(組成比C2)Gは液留め部7に供給される。この時、液
留め部7では、圧力Pg、組成比C3の低沸点成分の冷媒
が貯留される。
Then, the vapor-phase refrigerant after the completion of the defrosting
(Composition ratio C 2 ) G is supplied to the liquid retaining portion 7. At this time, the liquid retaining portion 7 stores the refrigerant having a low boiling point component with a pressure Pg and a composition ratio C 3 .

【0041】そして、続く再起動時初期には、上記貯留
された低沸点成分の冷媒(組成比C3)が圧縮機1に吸入
されて凝縮器2に供給されるようになるために、凝縮器
2の凝縮能力が増大することになる。
At the beginning of the subsequent restart, the stored refrigerant having a low boiling point component (composition ratio C 3 ) is sucked into the compressor 1 and supplied to the condenser 2. The condensing capacity of the vessel 2 will be increased.

【0042】そして、所定の運転時間が経過すると、該
凝縮器2への冷媒の組成は一定(Co)のものとなって定
常運転が行われる。
After a lapse of a predetermined operation time, the composition of the refrigerant in the condenser 2 becomes constant (Co), and the steady operation is performed.

【0043】今、以上のデフロスト運転時の動作を図3
の圧力−組成線図を用いて説明すると、上記のように気
液分離器4内の気相成分C2は比較的低沸点成分が多く
含まれているため、液留め部7内の冷媒の組成は定常運
転時(組成比Co)よりも低沸点成分がリッチであるC3
なる。したがって、暖房運転再起動初期時に凝縮器2に
流入する冷媒の暖房能力は通常よりも大きくなり、暖房
運転の効率を向上させることができると共にデフロスト
時の能力低下によるドラフト感をも低減することが可能
となる。また、通常のデフロスト運転では一般に四方弁
の切り換えによって運転モードを逆転させる必要がある
が、本願発明の場合にはその必要がなくなる。
Now, the operation during the above defrost operation is shown in FIG.
Describing with reference to the pressure-composition diagram of the above, since the gas phase component C 2 in the gas-liquid separator 4 contains a relatively low boiling point component as described above, The composition becomes C 3 in which the low boiling point component is richer than in the steady operation (composition ratio Co). Therefore, the heating capacity of the refrigerant flowing into the condenser 2 at the initial stage of the restart of the heating operation becomes larger than usual, the efficiency of the heating operation can be improved, and the draft feeling due to the capacity decrease at the time of defrosting can be reduced. It will be possible. Further, in the normal defrost operation, it is generally necessary to reverse the operation mode by switching the four-way valve, but in the case of the present invention, this is not necessary.

【0044】なお、上記気相部4aから蒸発器6へのデ
フロスト用バイパス冷媒配管8は、例えば蒸発器6の各
パス毎に分割して設けても良いことは言うまでもない。
Needless to say, the defrost bypass refrigerant pipe 8 from the vapor phase portion 4a to the evaporator 6 may be provided separately for each path of the evaporator 6, for example.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、本願発明の実施例に係るヒートポンプ
システムの冷凍回路の構成を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a refrigeration circuit of a heat pump system according to an embodiment of the present invention.

【図2】図2は、同ヒートポンプシステムの定常運転時
の冷媒圧力−組成線図である。
FIG. 2 is a refrigerant pressure-composition diagram during steady operation of the heat pump system.

【図3】図3は、同ヒートポンプシステムのデフロスト
運転時の冷媒圧力−組成線図である。
FIG. 3 is a refrigerant pressure-composition diagram during defrost operation of the heat pump system.

【図4】図4は、従来のヒートポンプシステムにおける
非共沸混合冷媒の温度変化による着霜現象を説明する冷
媒線図である。
FIG. 4 is a refrigerant diagram illustrating a frosting phenomenon due to a temperature change of a non-azeotropic mixed refrigerant in a conventional heat pump system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1は圧縮機、2は凝縮器、3は副膨張弁、4は気液分離
器、4aは気相部、5は主膨張弁、6は蒸発器、7は液
留め部、8は第1のバイパス冷媒配管、9は第2のバイ
パス冷媒配管、12は第1の開閉弁、13は第2の開閉
弁である。
1 is a compressor, 2 is a condenser, 3 is an auxiliary expansion valve, 4 is a gas-liquid separator, 4a is a gas phase part, 5 is a main expansion valve, 6 is an evaporator, 7 is a liquid retaining part, and 8 is a first Is a second bypass refrigerant pipe, 12 is a first opening / closing valve, and 13 is a second opening / closing valve.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 非共沸混合冷媒を用いたヒートポンプ式
冷凍回路において、凝縮器(2)と蒸発器(6)との間に副
膨張弁(3)、気液分離器(4)、主膨張弁(5)が直列に配
設されているとともに上記気液分離器(4)の気相部(4
a)と上記蒸発器(6)入口部とがバイパス冷媒配管(8)を
介して接続されていることを特徴とするヒートポンプシ
ステム。
1. In a heat pump type refrigeration circuit using a non-azeotropic mixed refrigerant, a sub-expansion valve (3), a gas-liquid separator (4), a main unit are provided between a condenser (2) and an evaporator (6). The expansion valves (5) are arranged in series and the gas phase part (4) of the gas-liquid separator (4) is
A heat pump system characterized in that a) and the inlet of the evaporator (6) are connected via a bypass refrigerant pipe (8).
【請求項2】 蒸発器(6)と圧縮機(1)間に液留め部
(7)を有し、該液留め部(7)と上記気液分離器(4)の気
相部(4a)とがバイパス冷媒配管(9)を介して接続され
ていることを特徴とする請求項1記載のヒートポンプシ
ステム。
2. A liquid retaining part between the evaporator (6) and the compressor (1).
(7), characterized in that the liquid retaining part (7) and the gas phase part (4a) of the gas-liquid separator (4) are connected via a bypass refrigerant pipe (9). The heat pump system according to claim 1.
【請求項3】 バイパス冷媒配管(8),(9)の途中に各
々開閉弁(12),(13)が設けられていることを特徴と
する請求項1又は2記載のヒートポンプシステム。
3. The heat pump system according to claim 1, wherein opening / closing valves (12) and (13) are provided in the middle of the bypass refrigerant pipes (8) and (9), respectively.
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