(57)【要約】  冷凍サイクル装置（１Ａ）は、冷媒液を貯留するとともに内部で冷媒液を蒸発させる蒸発器（２３）と、内部で冷媒蒸気を凝縮させるとともに冷媒液を貯留する凝縮器（２２）と、蒸発器（２３）から凝縮器（２２）に冷媒蒸気を導く、圧縮機（２１）が設けられた蒸気経路（２Ａ）と、凝縮器（２２）から蒸発器（２３）に冷媒液を導く液経路（２Ｂ）と、凝縮器（２２）に貯留された冷媒液を放熱用熱交換器（４１）を経由して循環させる、放熱用熱交換器（４１）よりも上流側に凝縮側ポンプ（４５）が設けられた凝縮側循環路（４）と、凝縮側循環路（４）における放熱用熱交換器（４１）よりも下流側の部分を流れる冷媒液の一部を凝縮側循環路（４）における凝縮側ポンプ（４１）よりも上流側の部分または凝縮器（２２）の底部に導く還流路（７）と、を備えている。
2013108637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
常温での飽和蒸気圧が負圧である冷媒を用いた冷凍サイクル装置であって、
冷媒液を貯留するとともに内部で冷媒液を蒸発させる蒸発器と、
内部で冷媒蒸気を凝縮させるとともに冷媒液を貯留する凝縮器と、
前記蒸発器から前記凝縮器に冷媒蒸気を導く、圧縮機が設けられた蒸気経路と、
前記凝縮器から前記蒸発器に冷媒液を導く液経路と、
前記凝縮器に貯留された冷媒液を放熱用熱交換器を経由して循環させる、前記放熱用熱交換器よりも上流側に凝縮側ポンプが設けられた凝縮側循環路と、
前記凝縮側循環路における前記放熱用熱交換器よりも下流側の部分を流れる冷媒液の一部を前記凝縮側循環路における前記凝縮側ポンプよりも上流側の部分または前記凝縮器の底部に導く還流路と、
を備えた、冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記還流路に設けられた、当該還流路を流れる冷媒液の流量を制御する流量制御弁をさらに備えた、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
常温での飽和蒸気圧が負圧である冷媒を用いた冷凍サイクル装置であって、
冷媒液を貯留するとともに内部で冷媒液を蒸発させる蒸発器と、
内部で冷媒蒸気を凝縮させるとともに冷媒液を貯留する凝縮器と、
前記蒸発器から前記凝縮器に冷媒蒸気を導く、圧縮機が設けられた蒸気経路と、
前記凝縮器から前記蒸発器に冷媒液を導く液経路と、
前記蒸発器に貯留された冷媒液を吸熱用熱交換器を経由して循環させる、前記吸熱用熱交換器よりも上流側に蒸発側ポンプが設けられた蒸発側循環路と、
前記凝縮器に貯留された冷媒液を放熱用熱交換器を経由して循環させる、前記放熱用熱交換器よりも上流側に凝縮側ポンプが設けられた凝縮側循環路と、
前記蒸発側循環路における前記蒸発側ポンプと前記吸熱用熱交換器の間の部分を流れる冷媒液の一部を前記凝縮側循環路における前記凝縮側ポンプよりも上流側の部分または前記凝縮器の底部に導く第１バイパス路と、
前記凝縮側循環路における前記放熱用熱交換器よりも下流側の部分を流れる冷媒液の一部を前記蒸発側循環路における前記吸熱用熱交換器よりも下流側の部分または前記蒸発器に導く第２バイパス路と、
を備えた、冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記第１バイパス路に設けられた、当該第１バイパス路を流れる冷媒液の流量を制御する第１流量制御弁と、
前記第２バイパス路に設けられた、当該第２バイパス路を流れる冷媒液の流量を制御する第２流量制御弁と、をさらに備えた、請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷凍サイクル装置としては、フロン冷媒や代替フロン冷媒を用いた装置が広く利用されている。しかし、これらの冷媒は、オゾン層破壊や地球温暖化等の問題を有している。そこで、地球環境に対する負荷が極めて小さい冷媒として、水を用いた冷凍サイクル装置が提案されている。例えば、特許文献１には、そのような冷凍サイクル装置として、図５に示すような冷凍サイクル装置１００が開示されている。【０００３】
冷凍サイクル装置１００は、蒸発器１１１、圧縮機１１２および凝縮器１１３がこの順に接続された冷媒回路１１０を有している。蒸発器１１１および凝縮器１１３には水が貯留されている。蒸発器１１１に貯留された水は、吸熱用循環路１２０により低温側負荷部１２１を経由して循環させられる。凝縮器１１３に貯留された水は、放熱用循環路１３０により高温側負荷部１３１を経由して循環させられる。循環路１２０，１３０にはそれぞれポンプ１２２，１３２が設けられている。圧縮機１１２は、蒸発器１１１から水蒸気を吸入して圧縮し、圧縮した水蒸気を凝縮器１１３に吐出する。【０００４】
特許文献１の冷凍サイクル装置１００のように冷媒として水を用いた場合、物性上、フロン冷媒や代替フロン冷媒を用いた冷凍サイクルに比べて高圧側圧力Ｐｃと低圧側圧力Ｐｅの圧力差が小さくなるため、高精度な膨張弁およびその複雑な制御が必要になるという課題がある。この課題に対し、特許文献１に記載された冷凍サイクル装置１００では、高圧側圧力Ｐｃと低圧側圧力Ｐｅの圧力差を蒸発器１１１内の水面高さと凝縮器１１３内の水面高さとの間のレベル差Δｈにより確保することで、高精度な膨張弁およびその複雑な制御を不要としている。これにより、水を冷媒として用いた場合のシステム制御を簡易にすることができ、冷凍サイクル装置の信頼性が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４４５４４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の冷凍サイクル装置１００は、装置を小型化する余地を有している。【０００７】
上記事情に鑑み、本開示は、水のように常温（日本工業規格：２０℃±１５℃／JIS Z8703）での飽和蒸気圧が負圧である冷媒を用いた冷凍サイクル装置において、装置の小型化を実現できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本開示は、
常温での飽和蒸気圧が負圧である冷媒を用いた冷凍サイクル装置であって、
冷媒液を貯留するとともに内部で冷媒液を蒸発させる蒸発器と、
内部で冷媒蒸気を凝縮させるとともに冷媒液を貯留する凝縮器と、
前記蒸発器から前記凝縮器に冷媒蒸気を導く、圧縮機が設けられた蒸気経路と、
前記凝縮器から前記蒸発器に冷媒液を導く液経路と、
前記凝縮器に貯留された冷媒液を放熱用熱交換器を経由して循環させる、前記放熱用熱交換器よりも上流側に凝縮側ポンプが設けられた凝縮側循環路と、
前記凝縮側循環路における前記放熱用熱交換器よりも下流側の部分を流れる冷媒液の一部を前記凝縮側循環路における前記凝縮側ポンプよりも上流側の部分または前記凝縮器の底部に導く還流路と、
を備えた、冷凍サイクル装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、冷凍サイクル装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る冷凍サイクル装置の構成図
【図２】第１実施形態の変形例の冷凍サイクル装置の構成図
【図３】本発明の第２実施形態に係る冷凍サイクル装置の構成図
【図４】第２実施形態の変形例の冷凍サイクル装置の構成図
【図５】従来の冷凍サイクル装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
特許文献１の冷凍サイクル装置１００において、凝縮器１１３内の水面高さは、高圧側圧力Ｐｃと低圧側圧力Ｐｅの圧力差により蒸発器１１１内の水面高さよりも低くなる。このため、冷凍サイクル装置１００の全体高さは、凝縮器１１３側のポンプ１３２の有効吸込ヘッド（available NPSH）ｈｐ、上述したレベル差Δｈ、水が蒸発するのに必要な面積を蒸発器１１１内に確保するための高さｈｅｘ、の和によりほぼ規定される。それ故に、凝縮器１１３内の水面高さをポンプ１３２でのキャビテーションの抑制に十分な高さとする場合（すなわち、ポンプ１３２の有効吸込ヘッドｈｐをポンプ１３２の必要吸込ヘッド（required NPSH）よりも十分に大きくする場合）、冷凍サイクル装置１００が非常に大型になってしまう。
【００１２】
本開示の第１態様は、
常温での飽和蒸気圧が負圧である冷媒を用いた冷凍サイクル装置であって、
冷媒液を貯留するとともに内部で冷媒液を蒸発させる蒸発器と、
内部で冷媒蒸気を凝縮させるとともに冷媒液を貯留する凝縮器と、
前記蒸発器から前記凝縮器に冷媒蒸気を導く、圧縮機が設けられた蒸気経路と、
前記凝縮器から前記蒸発器に冷媒液を導く液経路と、
前記凝縮器に貯留された冷媒液を放熱用熱交換器を経由して循環させる、前記放熱用熱交換器よりも上流側に凝縮側ポンプが設けられた凝縮側循環路と、
前記凝縮側循環路における前記放熱用熱交換器よりも下流側の部分を流れる冷媒液の一部を前記凝縮側循環路における前記凝縮側ポンプよりも上流側の部分または前記凝縮器の底部に導く還流路と、
を備えた、冷凍サイクル装置を提供する。
【００１３】
第１態様によれば、凝縮器から凝縮側ポンプに吸入される高温の冷媒液に、放熱用熱交換器で冷却された冷媒液の一部が混合される。これにより、凝縮側ポンプの必要吸込ヘッドを低減することができる。その結果、凝縮側ポンプの有効吸込ヘッドを小さくしても凝縮側ポンプでのキャビテーションを抑制することができ、冷凍サイクル装置を小型化することができる。
【００１４】
本開示の第２態様は、第１態様に加えて、前記還流路に設けられた、当該還流路を流れる冷媒液の流量を制御する流量制御弁をさらに備えた、冷凍サイクル装置を提供する。第２態様によれば、還流路における冷媒液の流量を適切に制御できる。
【００１５】
本開示の第３態様は、
常温での飽和蒸気圧が負圧である冷媒を用いた冷凍サイクル装置であって、
冷媒液を貯留するとともに内部で冷媒液を蒸発させる蒸発器と、
内部で冷媒蒸気を凝縮させるとともに冷媒液を貯留する凝縮器と、
前記蒸発器から前記凝縮器に冷媒蒸気を導く、圧縮機が設けられた蒸気経路と、
前記凝縮器から前記蒸発器に冷媒液を導く液経路と、
前記蒸発器に貯留された冷媒液を吸熱用熱交換器を経由して循環させる、前記吸熱用熱交換器よりも上流側に蒸発側ポンプが設けられた蒸発側循環路と、
前記凝縮器に貯留された冷媒液を放熱用熱交換器を経由して循環させる、前記放熱用熱交換器よりも上流側に凝縮側ポンプが設けられた凝縮側循環路と、
前記蒸発側循環路における前記蒸発側ポンプと前記吸熱用熱交換器の間の部分を流れる冷媒液の一部を前記凝縮側循環路における前記凝縮側ポンプよりも上流側の部分または前記凝縮器の底部に導く第１バイパス路と、
前記凝縮側循環路における前記放熱用熱交換器よりも下流側の部分を流れる冷媒液の一部を前記蒸発側循環路における前記吸熱用熱交換器よりも下流側の部分または前記蒸発器に導く第２バイパス路と、
を備えた、冷凍サイクル装置を提供する。
【００１６】
第３態様によれば、凝縮器から凝縮側ポンプに吸入される高温の冷媒液に、蒸発器から抜き出された低温の冷媒液の一部が混合される。これにより、凝縮側ポンプの必要吸込ヘッドを低減することができる。その結果、凝縮側ポンプの有効吸込ヘッドを小さくしても凝縮側ポンプでのキャビテーションを抑制することができ、冷凍サイクル装置を小型化することができる。さらに、放熱用熱交換器を通過した冷媒液の一部が第２バイパス路を通じて蒸発側循環路に戻るため、蒸発器内の冷媒液が枯渇することを防止することができる。
【００１７】
本開示の第４態様は、第３態様に加えて、前記第１バイパス路に設けられた、当該第１バイパス路を流れる冷媒液の流量を制御する第１流量制御弁と、前記第２バイパス路に設けられた、当該第２バイパス路を流れる冷媒液の流量を制御する第２流量制御弁と、をさらに備えた、冷凍サイクル装置を提供する。第３態様によれば、第１バイパス路および第２バイパス路における冷媒液の流量を適切に制御することができる。
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は以下の実施形態によって限定されるものではない。
【００１９】
（第１実施形態）
図１に、本実施形態の冷凍サイクル装置１Ａを示す。この冷凍サイクル装置１Ａは、水またはアルコールを主成分とする冷媒を用いたものであり、蒸発器２３および凝縮器２２として機能する二つの真空容器を備えている。真空容器内は、大気圧よりも低い負圧状態である。冷媒サイクル装置１Ａに用いる冷媒としては、水、アルコール又はエーテルを主成分として含む冷媒のように、常温での飽和蒸気圧が負圧（絶対圧で大気圧よりも低い圧力）である冷媒を用いることができる。
【００２０】
蒸発器２３および凝縮器２２は、蒸気経路２Ａおよび液経路２Ｂにより互いに接続されている。蒸発器２３は、冷媒液を貯留するとともに内部で冷媒液を蒸発させ、凝縮器２２は、内部で冷媒蒸気を凝縮させるとともに冷媒液を貯留する。蒸気経路２Ａは、蒸発器２３から凝縮器２２に冷媒蒸気を導き、液経路２Ｂは、凝縮器２２から蒸発器２３に冷媒液を導く。蒸気経路２Ａには、冷媒蒸気を吸入し、圧縮して吐出する圧縮機２１が設けられている。すなわち、蒸気経路２Ａおよび液経路２Ｂは、蒸発器２３、圧縮機２１および凝縮器２２をこの順に通過するように冷媒を循環させる主回路を形成する。
【００２１】
圧縮機２１は、例えば、高圧力比にも対応可能な遠心型圧縮機である。ただし、圧縮機２１は、容積型圧縮機であってもよいし多段式圧縮機であってもよい。また、多段式圧縮機の途中に冷媒蒸気を冷却する中間冷却手段を備えたシステムを圧縮機２１として用いることも可能である。中間冷却手段としては、直接接触式や間接式の熱交換器を用いることができる。
【００２２】
凝縮器２２は、圧縮機２から吐出された過熱状態の冷媒蒸気を、後述する放熱用熱交換器４１にて冷却された過冷却状態の冷媒液に直接接触させて凝縮させる熱交換器である。ただし、凝縮器２２は、従来から冷凍サイクル装置において使用されているシェルアンドチューブ式熱交換器であってもよい。凝縮器２２にて凝縮した冷媒液の一部は、液経路２Ｂを経由して蒸発器２３へ導入される。
【００２３】
蒸発器２３は、後述する吸熱用熱交換器３１にて加熱された冷媒液を減圧沸騰させる熱交換器である。ただし、凝縮器２３は、従来技術から冷凍サイクル装置において使用されているシェルアンドチューブ式熱交換器であってもよい。
【００２４】
蒸発器２３および凝縮器２２には、それぞれ第１循環路（蒸発側循環路）３および第２循環路（凝縮側循環路）４が接続されている。第１循環路３は、蒸発器２３に貯留された冷媒液を吸熱用熱交換器３１を経由して循環させ、第２循環路４は、凝縮器２２に貯留された冷媒液を放熱用熱交換器４１を経由して循環させる。第１循環路３には、吸熱用熱交換器３１よりも上流側に第１ポンプ（蒸発側ポンプ）３５が設けられ、第２循環路４には、放熱用熱交換器４１よりも上流側に第２ポンプ（凝縮側ポンプ）４５が設けられている。
【００２５】
第１ポンプ３５および第２ポンプ４５は、運転条件に応じた流量を回転数により制御可能なポンプである。第１ポンプ３５および第２ポンプ４５は、例えばキャビテーションの発生を防止すべく有効吸込ヘッド（吸込口から液面までの高さ）が必要吸込ヘッドよりも十分に大きくなるように蒸発器２３および凝縮器２２よりも下方に設置される。
【００２６】
吸熱用熱交換器３１は、例えば送風機３２を備えたフィンチューブ式の熱交換器である。例えば、冷凍サイクル装置１Ａが室内の冷房を行う空気調和装置である場合、吸熱用熱交換器３１は室内に設置され、送風機３２により供給される室内の空気を冷媒液との熱交換により冷却する。ただし、吸熱用熱交換器３１は、従来から冷凍サイクル装置において使用されている放射パネルなどの熱負荷装置であってもよい。
【００２７】
放熱用熱交換器４１は、例えば送風機４２を備えたフィンチューブ式の熱交換器である。例えば、冷凍サイクル装置１Ａが室内の冷房を行う空気調和装置である場合、放熱用熱交換器４１は室外に設置され、送風機４２により供給される室外の空気を冷媒液との熱交換により加熱する。ただし、放熱用熱交換器４１は、従来から冷凍サイクル装置において使用されている冷却塔や放射パネルなどの熱負荷装置であってもよい。
【００２８】
なお、冷凍サイクル装置１Ａは、必ずしも冷房専用の空気調和装置である必要はない。例えば、室内に設置された第１熱交換器および室外に設置された第２熱交換器のそれぞれを四方弁を介して蒸発器２３および凝縮器２２に接続すれば、冷房運転と暖房運転とを切り替え可能な空気調和装置を得ることができる。この場合、第１熱交換器および第２熱交換器の双方が吸熱用熱交換器３１および放熱用熱交換器４１として機能する。また、冷凍サイクル装置１Ａは、必ずしも空気調和装置である必要はなく、例えばチラーであってもよい。さらに、吸熱用熱交換器３１の冷却対象および放熱用熱交換器４１の加熱対象は、空気以外の気体または液体であってもよい。換言すると、吸熱用熱交換器３１および放熱用熱交換器４１の仕様は間接式である限り特に限定されない。
【００２９】
さらに、本実施形態の冷凍サイクル装置１Ａでは、第１循環路３と第２循環路４とが第１バイパス路５および第２バイパス路６により相互に接続されている。
【００３０】
第１バイパス路５は、第１循環路３における第１ポンプ３５と吸熱用熱交換器３１の間の部分（以下、「中間部分」という。）から分岐して、第２循環路４における第２ポンプ４５よりも上流側の部分（以下、「上流側部分」という。）につながっている。第１循環路３における第１バイパス路５が分岐する位置の圧力は、第２循環路４における第１バイパス路５がつながる位置の圧力よりも高い。このため、第１バイパス路５には第１循環路３から第２循環路４に向かってのみ冷媒液が流れる。すなわち、第１バイパス路５は、第１循環路３の中間部分を流れる冷媒液の一部を第２循環路４の上流側部分に導く。換言すれば、蒸発器２３からの冷媒液が、第１ポンプ３５で昇圧された後に、吸熱用熱交換器３１に向かう分と、第２循環路４を経由して第２ポンプ４５に向かう分とに分配される。
【００３１】
なお、上流側部分は、第２ポンプ４５のケーシングの内部の部分であって、第２ポンプ４５の冷媒液に圧力を加える部分よりも上流側に位置する部分を含む。例えば、第２ポンプ４５がターボ式のポンプである場合、上流側部分とは、第２ポンプ４５のケーシングの内部に設けられた回転羽根の上流側の端よりも上流側の部分を意味する。第２ポンプ４５がターボ式のポンプである場合、第１バイパス路５は、第２ポンプ４５の回転羽根の上流側の端よりも上流側の位置で第２ポンプ４５のケーシングにつながっていてもよい。
【００３２】
第２バイパス路６は、第２循環路４における放熱用熱交換器４１よりも下流側の部分（以下、「下流側部分」という。）から分岐して、第１循環路３における吸熱用熱交換器３１よりも下流側の部分（以下、「下流側部分」という。）につながっている。凝縮器２２内の圧力は蒸発器２３内の圧力よりも高いため、第２バイパス路６には第２循環路４から第１循環路３に向かってのみ冷媒液が流れる。すなわち、第２バイパス路６は、第２循環路４の下流側部分を流れる冷媒液の一部を第１循環路３の下流側部分に導く。換言すれば、放熱用熱交換器４１で放熱した後の冷媒液が、凝縮器２２に向かう分と、第１循環路３を経由して蒸発器２３に向かう分とに分配される。
【００３３】
第２バイパス路６は、第１バイパス路５と同程度の流量の冷媒液が流れるように設計されていることが好ましい。ただし、第２バイパス路６は、当該第２バイパス路６における質量流量が第１バイパス路５における質量流量と圧縮機２１が設けられた蒸気経路２Ａにおける質量流量の合計となるように設計されていてもよい。この場合には、液経路２Ｂを省略することができる。
【００３４】
例えば、凝縮器２２側の第２ポンプ４５の定格流量は60L/minであり、第１バイパス路５は、第２ポンプ４５の定格稼働時に当該第１バイパス路５に1L/minの冷媒液が流れるように設計される。このとき、蒸発器２３内の冷媒液の温度が281.35K、凝縮器２２内の冷媒液の温度が316.85Kであると仮定すると、第２ポンプ４５における最もキャビテーションの起こりやすい羽根車の先端での冷媒液の温度を310K程度まで下げることが可能となる。その結果、0.346mの必要吸込ヘッドを低減することができる。
【００３５】
本実施形態の冷凍サイクル装置１Ａでは、凝縮器２２側の第２ポンプ４５の必要吸込ヘッドを大幅に低減することが可能となり、信頼性を確保したままで冷凍サイクル装置１Ａを小型化することができる。
【００３６】
＜変形例＞
前記実施形態では、第１バイパス路５および第２バイパス路６に流れる冷媒液の流量が第１バイパス路５および第２バイパス路６の諸元値で定まり、運転状況に合わせて操作することができない。しかし、図２に示すように、第１バイパス路５には当該第１バイパス路５を流れる冷媒液の流量を制御する第１流量制御弁５１が設けられ、第２バイパス路６には当該第２バイパス路６を流れる冷媒液の流量を制御する第２流量制御弁６１が設けられていることが好ましい。これにより、第１バイパス路５および第２バイパス路６における流量を最適に制御することが可能となり、システムの性能向上および第２ポンプ４５でのキャビテーション抑制性能の向上が可能となる。
【００３７】
第１流量制御弁５１および第２流量制御弁６１の開度は、第１バイパス路５を流れる冷媒液の流量と第２バイパス路６を流れる冷媒液の流量とが同じになるように調整されることが好ましい。例えば、流量制御弁５１，６１の開度は、表１に示すように第２ポンプ４５の回転数に応じて同じ値に調整される。あるいは、流量制御弁５１，６１の開度は、表２に示すように第２ポンプ４５の流量に応じて調整されてもよいし、表３に示すように第２ポンプ４５の吸入口での圧力に応じて調整されてもよい。
【００３８】
【表１】
2013108637.tif 000003
【００３９】
【表２】
2013108637.tif 000004
【００４０】
【表３】
2013108637.tif 000005
【００４１】
また、前記実施形態では、第１バイパス路５の下流端が第２循環路４の上流側部分に接続されている。しかし、第１バイパス路５の下流端が凝縮器２２の底部に接続されており、第１バイパス路５によって凝縮器２２の底部に冷媒液が導かれてもよい。ここで、凝縮器２２の底部とは、凝縮器２２内の液面が最も低下する位置よりも下側の部分をいう。このような構成であっても、効果の度合いは前記実施形態よりは若干低下するものの、第２ポンプ４５の必要吸込ヘッドを低減することができる。
【００４２】
また、第２バイパス路６の下流端は、必ずしも第１循環路３の下流側部分に接続されている必要はなく、蒸発器２３に接続されていてもよい。この場合、第２バイパス路６によって蒸発器２３に冷媒液が導かれる。
【００４３】
（第２実施形態）
図３に、本実施形態の冷凍サイクル装置１Ｂを示す。なお、本実施形態では、第１実施形態と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略することがある。
【００４４】
本実施形態の冷凍サイクル装置１Ｂでは、第１実施形態の冷凍サイクル装置１Ａにおける第１バイパス路５および第２バイパス路６の代わりに、第２循環路４の下流側部分から分岐して第２循環路４の上流側部分につながる還流路７が設けられている。還流路７は、第２循環路４の下流側部分を流れる冷媒液の一部を上流側部分に導く。第１実施形態と同様に、第２循環路４の上流側部分は、第２ポンプ４５のケーシングの内部の部分であって、第２ポンプ４５の冷媒液に圧力を加える部分よりも上流側に位置する部分を含む。第２ポンプ４５がターボ式のポンプである場合、還流路７は、第２ポンプ４５の回転羽根の上流側の端よりも上流側の位置で第２ポンプ４５のケーシングにつながっていてもよい。
【００４５】
本実施形態の冷凍サイクル装置１Ｂでは、放熱用熱交換器４１にて放熱した後の冷媒液が第２ポンプ４５に導入される。これにより、第１実施形態と同様に凝縮器２２側の第２ポンプ４５の必要吸込ヘッドを大幅に低減することが可能となり、信頼性を確保したままで冷凍サイクル装置１Ｂを小型化することができる。
【００４６】
本実施形態において、還流路７の下流端が凝縮器２２の底部に接続されており、還流路７によって凝縮器２２の底部に冷媒液が導かれてもよい。ここで、凝縮器２２の底部とは、凝縮器２２内の液面が最も低下する位置よりも下側の部分をいう。
【００４７】
＜変形例＞
前記実施形態では、還流路７に流れる冷媒液の流量が還流路７の諸元値で定まり、運転状況に合わせて操作することができない。しかし、図４に示すように、還流路７には当該還流路７を流れる冷媒液の流量を制御する流量制御弁７１が設けられていることが好ましい。これにより、還流路７における流量を最適に制御することが可能となり、システムの性能向上および第２ポンプ４５でのキャビテーション抑制性能の向上が可能となる。なお、流量制御弁７１の開度は、第１実施形態の変形例で説明したのと同様に調整され得る。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の冷凍サイクル装置は、家庭用エアコン、業務用エアコン等に有用である。
【図１】
2013108637.tif 000006
【図２】
2013108637.tif 000007
【図３】
2013108637.tif 000008
【図４】
2013108637.tif 000009
【図５】
2013108637.tif 000010
【国際調査報告】
2013108637.tif 000011
2013108637.tif 000012
2013108637.tif 000013
2013108637.tif 000014