(57)【要約】【課題】  組成分離回路内の第１冷却器により十分な熱交換量を得られることに加え、冷媒回路の簡素化も図ることができる非共沸混合冷媒を用いた冷凍サイクル装置を提供する。【解決手段】  圧縮機１、凝縮器２、第１減圧装置３、蒸発器４を順次配管で接続してなる冷凍サイクル部１０と、非共沸混合冷媒を低沸点冷媒成分と高沸点冷媒成分とに分離する組成分離手段１１、組成分離手段１１の上部に配置された蒸発器４の排熱を熱源とした第１冷却器１２及び冷媒貯留器１３が環状に接続された組成分離回路部２０とを備え、冷凍サイクル部１０と組成分離回路部２０とを第１配管４１及び第２配管４２で接続し、第１配管４１の一端を組成分離手段１１の下部に、他端を圧縮機１の吐出部と凝縮器２との間の配管に接続し、第２配管４２の一端を組成分離手段１１の下部に、他端を第１減圧装置３と圧縮機１の吸入部との間の配管に第２減圧装置３１を介して接続した。【選択図】図１
2006177581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、利用側熱交換器、第１減圧装置、熱源側熱交換器を順次配管で接続してなる冷凍サイクル部と、非共沸混合冷媒を低沸点冷媒成分と高沸点冷媒成分とに分離する組成分離手段、該組成分離手段の上部に配置された前記熱源側熱交換器の排熱を熱源とした第１冷却器、及び冷媒貯留器が環状に接続された組成分離回路部とを備え、
前記冷凍サイクル部と前記組成分離回路部とを第１配管及び第２配管で接続し、前記第１配管の一端を前記組成分離手段の下部に、他端を前記圧縮機の吐出部と前記利用側熱交換器入口部との間の配管に接続し、前記第２配管の一端を前記組成分離手段の下部に、他端を前記第１減圧装置出口部と前記熱源側熱交換器入口部との間の配管に第２減圧装置を介して接続したことを特徴とする非共沸混合冷媒を用いた冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記冷凍サイクル装置を構成する組成分離回路部において、第２配管の一端を前記組成分離手段の下部に、他端を前記圧縮機吸入部と前記熱源側熱交換器出口部との間の配管に第２減圧装置を介して接続したこと特徴とする請求項１に記載の非共沸混合冷媒を用いた冷凍サイクル装置。
【請求項３】
圧縮機、利用側熱交換器、第１減圧装置、気液分離装置、熱源側熱交換器を順次配管で接続してなる冷凍サイクル部と、非共沸混合冷媒を低沸点冷媒成分と高沸点冷媒成分とに分離する組成分離手段、該組成分離手段の上部に配置された前記熱源側熱交換器の排熱を熱源とした第１冷却器、及び冷媒貯留器が環状に接続された組成分離回路部とを備え、
前記冷凍サイクル部と前記組成分離回路部とを第１配管及び第２配管で接続し、前記第１配管の一端を前記組成分離手段の下部に、他端を前記気液分離装置に接続し、前記第２配管の一端を前記組成分離手段の下部に、他端を前記圧縮機吸入部と前記利用側熱交換器入口部との間の配管に接続したことを特徴とする非共沸混合冷媒を用いた空気調和機。
【請求項４】
前記冷凍サイクル装置を構成する組成分離回路部において、任意に配置された前記冷却器と前記冷媒貯留器とを、冷媒搬送装置を介して環状に接続したことを特徴とする請求項１，２又は３のいずれかに記載の非共沸混合冷媒を用いた冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記冷凍サイクル装置を構成する組成分離回路部において、前記冷却器と前記冷媒貯留器の間を流れる冷媒と、前記利用側熱交換器と前記第１減圧装置の間を流れる冷媒とを熱交換させる第２冷却器を設けたことを特徴とする請求項１，２，３又は４のいずれかに記載の非共沸混合冷媒を用いた冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒として非共沸混合冷媒を用いた冷凍サイクル装置に係り、特に、冷凍サイクル部内を循環する冷媒組成を変更し、性能向上や高温給湯を行うことができる冷凍サイクル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動機の回転数が変更できない圧縮機を搭載した空調機の容量制御やヒートポンプ式給湯機による高温出湯時の高圧圧力低減のため、冷凍サイクル内を循環する冷媒の組成を変更する冷媒組成変更手段を搭載した冷凍サイクル装置が提案されている。この冷凍サイクル装置は、圧縮機の原動機の回転数を変更するインバータを用いずに、高温出湯時における高圧圧力を幅広い範囲で制御することを目的とするものであり、圧縮機、蒸発器、減圧装置、凝縮器等を備えた冷凍サイクルと、冷媒精留器と、冷媒精留器で分離された低沸点冷媒成分を冷却する第１冷却器と、低沸点成分に富んだ冷媒を貯留する冷媒貯留器とを備えた組成分離回路で構成されており、第１開閉弁と第２開閉弁とを開閉することにより、冷凍サイクル内の非共沸混合冷媒の低沸点冷媒成分と高沸点冷媒成分の割合を変更し、常に負荷に応じた高圧圧力を得ることができるようにしたものである。
【０００３】
そして、冷媒精留器の下部と冷凍サイクルの圧縮機の出口側とを接続する配管の冷媒精留器の入口側に第２減圧装置を設け、冷媒精留器の下部と冷凍サイクルの低圧側とを接続する配管に第３減圧装置を設置し、この第３減圧装置の冷媒精留器側に、冷媒精留器から出る冷媒を過冷却する第２冷却器が設けられている。
【０００４】
冷凍サイクル内を循環する冷媒組成の高沸点成分を増加させる場合には、圧縮機を出た高温高圧の冷媒蒸気の一部を、第１開閉弁を開いて冷媒精留器へ流入させる。冷媒精留器の上部では、上昇した冷媒蒸気が第１冷却器に流入し、第２冷却器により低温となった冷媒により冷却され、凝縮液化する。この液冷媒は冷媒貯留器に流入し、貯留される。冷媒貯留器内から液冷媒が冷媒精留器の環流液として冷媒精留器へ上部より流入する。
【０００５】
すなわち、冷媒精留器内では、上昇する蒸気冷媒と下降する液冷媒とが気液接触を行い、熱および物質移動が行われ、冷媒精留器内を上昇する蒸気冷媒は徐々に低沸点成分が増加し、低沸点成分に富んだ液冷媒が冷媒貯留器に貯留され、冷凍サイクル内を循環する冷媒組成を高沸点成分に富んだものにすることができる。
【０００６】
例えば、Ｒ３２を２３％、Ｒ１２５を２５％、Ｒ１３４ａを５２％の重量割合で混合したＲ４０７Ｃ冷媒を充填した冷凍サイクルにおいて、低沸点成分（Ｒ３２＋Ｒ１２５）の組成を充填組成である４８％から２２％の範囲で制御することにより、圧力は充填組成での圧力を１００とすると７７％まで低下させることができる。
【０００７】
以上のように、従来の発明においては、冷凍サイクル内を循環する冷媒組成を変更できるため、インバータによる電動機の回転数制御を行う場合に比べ、低コストで広範囲な高圧圧力の変更が可能になるというものであった（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１０８５９６号公報（第５―７頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の冷凍サイクル装置では、冷媒精留器から流出した液又は二相の冷媒を減圧して温度を下げることにより第１冷却器の冷熱源としているが、回路が複雑となることに加え、精留器内圧力と蒸発圧力との圧力差が環境によって変化し、第１冷却器に流入する冷媒間の温度差が小さい場合、熱交換量が不足して冷媒を十分に過冷却できず、冷媒流量の低下及び液配管内に気泡が混入し冷媒の流れが不安定となるといった課題があった。
【００１０】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、組成分離回路内の第１冷却器により十分な熱交換量を得られることに加え、冷媒回路の簡素化も図ることができる非共沸混合冷媒を用いた冷凍サイクル装置を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る非共沸混合冷媒を用いた冷凍サイクル装置は、圧縮機、利用側熱交換器、第１減圧装置、熱源側熱交換器を順次配管で接続してなる冷凍サイクル部と、非共沸混合冷媒を低沸点冷媒成分と高沸点冷媒成分とに分離する組成分離手段、該組成分離手段の上部に配置された前記熱源側熱交換器の排熱を熱源とした第１冷却器、及び冷媒貯留器が環状に接続された組成分離回路部とを備え、前記冷凍サイクル部と前記組成分離回路部とを第１配管及び第２配管で接続し、前記第１配管の一端を前記組成分離手段の下部に、他端を前記圧縮機吐出部と前記利用側熱交換器入口部との間の配管に接続し、前記第２配管の一端を前記組成分離手段の下部に、他端を前記第１減圧装置出口部と前記熱源側熱交換器入口部との間の配管に第２減圧装置を介して接続したものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、第１冷却器の冷熱源として、熱源側熱交換器の被冷却媒体を用いることにより、簡単な構成の冷凍サイクル装置でも、組成分離回路部内の第１冷却器により十分な熱交換量を得られるため、第１冷却器を流出する液冷媒は十分な過冷却度を得ることができ、第１冷却器と冷媒貯留器の間の配管内が液単相となるため、流れが安定するという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［実施の形態１］
図１は本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の構成図である。図１において、冷凍サイクル部１０は、圧縮機１、利用側熱交換器を構成する凝縮器２、第１減圧装置である膨張弁３、及び熱源側熱交換器を構成する蒸発器４を配管接続して構成される。
また、組成分離回路部２０は組成分離手段である冷媒精留器１１、冷媒を貯留するための冷媒貯留器１３、冷凍サイクル部１０の蒸発器４からの被冷却媒体を熱源とする第１冷却器１２、第２減圧装置である膨張弁３１、第１開閉弁である電磁弁２１及び第２開閉弁である電磁弁２２で構成され、第１冷却器１２と冷媒貯留器１３は冷媒精留器１１の上部に環状に接続されている。なお、膨張弁３１は毛細管としてもよい。
【００１４】
また、蒸発器４と第１冷却器１２は異なる熱交換器としたが、図２に示すように同一熱交換器を用い、例えば風上側の１，２列目を蒸発器４とし、風下側の３列目を第１冷却器１２として用いてもよい。なお、図２において、１０１は被冷却媒体の流れ、１１１は蒸発器４へ流入する冷媒の流れ、１１２は蒸発器４から流出する冷媒の流れ、１２１は第１冷却器１２へ流入する冷媒の流れ、１２２は第１冷却器１２から流出する冷媒の流れを示す。
【００１５】
これら冷凍サイクル部１０と組成分離回路部２０とは、第１配管４１及び第２配管４２の２本の配管で接続され、冷媒回路内を循環する冷媒組成が変更可能な冷凍サイクル装置を形成している。この冷凍サイクル装置内には、例えば高沸点冷媒成分（Ｒ１３４ａ）、と、低沸点冷媒成分（Ｒ３２＋Ｒ１２５）からなる３成分非共沸混合冷媒Ｒ４０７Ｃ（標準組成；Ｒ３２：Ｒ１２５：Ｒ１３４ａ＝２３：２５：５２ｗｔ％が充填されている。なお、冷媒精留器１１には、その内部に気液接触面積を増大させるための充填材が封入されている。
【００１６】
また、圧縮機１の出口側と凝縮器２とを接続する配管と、冷媒精留器１１の下部とは、第１開閉弁である電磁弁２１を介して第１配管４１で接続されている。即ち、第１配管４１は、電磁弁２１の入口部と、圧縮機１と凝縮器２の間の配管とを接続する。
【００１７】
また、冷媒精留器１１の下部から流出した高圧の飽和液又は気液二相冷媒は、膨張弁３１を経て減圧された後、低圧の気液二相冷媒となり、電磁弁２２、第２配管４２を経て蒸発器４の入口部の冷媒と合流する。ここに、第２配管４２は、電磁弁２２の出口部と冷凍サイクル部１０の膨張弁３と蒸発器４間の配管とを接続する。
【００１８】
さらに、組成分離回路部２０においては、冷媒精留器１１が高圧で動作することにより、第１冷却器１２を流れる冷媒と、蒸発器４からの被冷却媒体との温度差が大きいため、十分な過冷却度を得ることができる。
【００１９】
次に、上記のように構成した本実施の形態の冷凍サイクル装置の動作について説明する。本実施の形態では、冷凍サイクル部１０の凝縮器２に水熱交換器を用い、蒸発器４に空気熱交換器を用いる空気熱源給湯機とし、冷凍サイクル部１０内を循環する冷媒組成を変更し、例えば、高沸点冷媒成分を増やして、高圧圧力上昇を抑制し、高温給湯を可能とする。
【００２０】
給湯機では、夜間に冷凍サイクル装置を稼働し、水道水を給水した貯湯タンク（図示省略）からポンプ（図示省略）により凝縮器２の水熱交換器に水を流し、吸熱により貯湯タンク内の水を沸き上げる。この際、初めは早く温度を上げるため、冷凍サイクル部１０の循環冷媒の組成を標準組成とし、加熱能力を上げる。そして、ある程度温度が上がったら（例えば、６５℃）、循環冷媒を高沸点冷媒成分を増加させた組成とし、高温（例えば、７０℃）とする。その後は、温度維持を行うが、高温（例えば、７０℃）からの温度低下（例えば、６５℃）に伴う放熱ロス分を補うため、高沸点冷媒成分が増加した組成で運転する。利用者は、沸き上がった貯湯タンクからの温水と水道水の給水とを混合し、適切温度で使用する。利用量が増えるにつれ、貯湯タンクの湯量は減少するが、渇水状態にならない限り、昼間の補給（給水）は行わない。渇水状態になれば、貯湯タンクに、低沸点冷媒成分が増加した組成で、５５℃程度の温水を貯める、または高沸点冷媒成分が増加した組成で少しずつ貯湯する等、適宜選択する。
【００２１】
冷媒組成を変更しない場合は、電磁弁２１及び電磁弁２２を閉とする。圧縮機１から吐出された高温高圧の蒸気冷媒は、凝縮器２で凝縮液化して中温高圧の液冷媒となり、膨張弁３で減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となって蒸発器４に流入する。この冷媒は、蒸発器４で蒸発気化し、再び圧縮機１へ戻る。このとき、凝縮器２に流入する被加熱媒体である冷水は冷媒の凝縮潜熱によって加熱されて温水となり、貯湯タンクなどに供給される。また、蒸発器４に流入する被冷却媒体である空気は冷媒の蒸発潜熱によって冷却された後、外気などへ放出される。
【００２２】
次に、冷凍サイクル部１０内を循環する冷媒組成を変更する場合の動作について説明する。上述した給湯運転時において、冷凍サイクル部１０内を循環する冷媒組成の高沸点成分を増加させる場合には、電磁弁２１，２２を開状態とする。このとき、圧縮機１を出た高温高圧の蒸気冷媒の一部は、電磁弁２１を通って冷媒精留器１１の下部へ流入し、蒸気冷媒が冷媒精留器１１内を上昇する。ここで、膨張弁３１の開度は、組成分離回路内の圧力および組成分離回路を流れる冷媒流量が適正となるように決定されている。
【００２３】
また、冷媒精留器１１の上部では、上昇した冷媒蒸気が第１冷却器１２に流入し、蒸発器４の被冷却媒体により凝縮液化する。凝縮液化した冷媒は冷媒貯留器１３に流入し、液冷媒が徐々に貯留される。冷媒貯留器１３が満液状態となると、オーバーフローした液冷媒が冷媒精留器１１の環流液として冷媒精留器１１の上部より流入する。この状態において、冷媒精留器１１内では、上昇する蒸気冷媒と、下降する液冷媒とが気液接触を行い、熱及び物質移動が行われ、いわゆる精留作用により、冷媒精留器１１内を上昇する蒸気冷媒は徐々に低沸点成分が増加し、冷媒貯留器１３内に貯留された液冷媒は徐々に低沸点成分に富んだ状態となる。
【００２４】
以上により、冷凍サイクル装置に充填した充填冷媒組成より低沸点成分に富んだ液冷媒が冷媒貯留器１３内に貯留され、冷凍サイクル部１０内を循環する冷媒組成を高沸点成分に富んだものとすることができる。そこで、冷媒組成を所定の高沸点成分組成とすることにより、高温給湯時の高圧圧力の上昇を抑制でき、高温給湯が可能となる。
【００２５】
ここで、冷凍サイクル部内を循環する冷媒組成の目標値と目標値への制御方法について図３および図４を用いて説明する。図３は、Ｒ４０７Ｃにおいて、所望の給湯温度（例えば７０℃）が得られる場合の低沸点成分（Ｒ３２＋Ｒ１２５）の組成と高圧圧力の関係を示したものである。図３において、アは低沸点成分の組成と高圧圧力の関係を示しており、イは圧縮機の高圧圧力の使用限界を示している。また、Ａは低沸点成分が４８ｗｔ％に相当する高圧圧力を、Ｂは低沸点成分の組成を低下させた場合の高圧圧力の変化を、Ｃは高圧圧力をイ（圧縮機の高圧圧力の使用限界）以下とする場合の低沸点成分の組成（２２ｗｔ％）を示している。
【００２６】
図３より、Ｒ４０７Ｃの標準組成における低沸点成分の組成（４８ｗｔ％）では、所望の給湯温度を得るための高圧圧力が圧縮機の使用限界値を超えるため、実際には所望の給湯温度を得る運転は実現できないことを示している。ところが、Ｒ４０７Ｃが非共沸混合冷媒であることを利用し、低沸点成分の組成を４８ｗｔ％から２２ｗｔ％へ低下させることで圧縮機の使用限界以内で所望の給湯温度を得ることができる。従って、高圧圧力を圧縮機の使用限界値以下に抑制し、かつ所定の給湯温度を得ることが可能な冷媒組成の目標値は、低沸点成分（Ｒ３２＋Ｒ１２５）の組成が２２ｗｔ％以下となる。即ち、実際の目標値は、所定の給湯温度等によりこの範囲から決定する。
【００２７】
さらに、冷媒組成の目標値への制御方法について図４を用いて説明する。図４は、電磁弁２１，２２を開放状態としてからの経過時間（組成変化運転時間）に対する冷凍サイクル部１０内を循環する低沸点成分の冷媒４０７Ｃの標準組成からの組成変化を示している。図４より、冷凍サイクル部１０内を循環する冷媒組成を目標値とするためには、電磁弁２１，２２をＴｏ時間（例えば、１時間）以上開放する必要があることがわかる。すなわち、電磁弁２１，２２の開放時間を所定時間以上とすることにより、冷媒組成の所定の目標値への制御が可能となる。また、標準組成のＲ４０７Ｃ冷媒充填された冷凍サイクル部１０の電磁弁２１，２２の開放時間による制御方法以外に、凝縮器２の水熱交換器の温水入口温度を検知し、その検知値に基づいて冷媒組成を制御することも可能である。
【００２８】
また、電磁弁２１，２２の開閉操作により、冷凍サイクル部１０内を循環する冷媒組成を所望の濃度に変更する場合、開閉操作は図４で説明したように、予め実験およびシミュレーションにて測定してある時間と冷凍サイクル部１０内の循環組成の関係により循環組成がわかるので、それを元に冷凍サイクル部１０内の循環組成が所望の濃度となるように行われる。
【００２９】
次に、冷凍サイクル部１０の冷媒組成を高沸点成分の多い組成から標準組成に戻す方法を説明する。冷凍サイクル部１０内の循環組成を高沸点成分の多い状態から標準組成に戻そうとする際には、電磁弁２１を閉じ、電磁弁２２を開くことで組成分離回路部２０内の圧力と、圧縮機１の吸入圧力との圧力差を利用して、第２配管４２から冷媒貯留器１３に貯留された低沸点成分に富む冷媒を冷凍サイクル部１０へ戻すことができるので、循環組成を標準組成に戻すことができる。
【００３０】
図５〜図９は本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の他の例を示す構成図である。
図５は、凝縮器２を熱源側、蒸発器４を利用側として用い、蒸発器４を通ることにより得られる低温度の被冷却媒体を、第１冷却器１２の冷却熱源として用いることにより、例えば被冷却媒体が水の場合、冷水が得られるようにしたものである。
【００３１】
図６の場合は、凝縮器２を熱源側、蒸発器４を利用側として用い、被冷却媒体を分岐して、それぞれ蒸発器４と第１冷却器１２へ流入させることにより、例えば被冷却媒体が水の場合、蒸発器４では冷水が得られ、第１冷却器１２では水の顕熱が熱源となり冷媒精留器１１を通過したガス冷媒を凝縮液化するようにしたものである。
【００３２】
図７の場合は、第１冷却器１２の出口部と冷媒精留器１１の間に、冷媒搬送装置１４を設けることにより、第１冷却器１２が冷媒精留器１１の上部に配置されなくても（冷媒の循環駆動力となる高低差がない場合でも）、冷媒を冷媒精留器１１へ搬送でき、第１冷却器１２の設置自由度を大きくすることができる。
【００３３】
図８の場合は、第１冷却器１２の出口過冷却度が大きい場合に、冷媒貯留器１３と冷媒精留器１１の上部入口との間を流れる低温の液冷媒と、凝縮器２と膨張弁３の入口の間を流れる高温の冷媒とを熱交換させる第２冷却器である熱交換器１５を設けることにより、冷媒精留器１１へ流入する液冷媒温度が上昇して飽和液温度近くとなる。従って、冷媒精留器１１内での過冷却部分領域を小さくすることができ、冷媒精留器１１の性能が向上する。
【００３４】
図９の場合は、冷媒精留器１１の下部から流出した高圧の飽和液又は気液二相冷媒は、膨張弁３１を経て減圧された後、低圧の気液二相冷媒となり、電磁弁２２、第２配管４２を経て圧縮機１の吸入部へ流入する。ここに、第２配管４２は、電磁弁２２の入口部と冷凍サイクル部１０の圧縮機１の吸入部の配管とを接続する。これにより、圧縮機１の吐出温度の上昇を抑えることができる。
【００３５】
［実施の形態２］
図１０は本発明の本実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の構成図である。図１０において、冷凍サイクル部１０は、圧縮機１、凝縮器２、第１減圧装置である膨張弁３、膨張弁３により中圧の気液二相となった冷媒を気相と液相に分離する気液分離装置５、気液分離装置５からの中圧飽和液冷媒を低圧の気液二相冷媒とする第３減圧装置である膨張弁６、及び蒸発器４を配管接続して構成される。
また、組成分離回路部２０は、組成分離手段である冷媒精留器１１、冷媒を貯留するための冷媒貯留器１３、冷凍サイクル部１０の蒸発器４からの被冷却媒体を熱源とする第１冷却器１２、第２減圧装置である膨張弁３１、第１開閉弁である電磁弁２１、及び第２開閉弁である電磁弁２２で構成され、第１冷却器１２と冷媒貯留器１３は冷媒精留器１１の上部に環状に接続されている。
【００３６】
気液分離装置５の気相部と冷媒精留器１１の下部は、第１開閉弁である電磁弁２１を介して第１配管４１で接続されている。即ち、第１配管４１は電磁弁２１の入口部と、気液分離装置５の気相部とを接続する。
【００３７】
また、冷媒精留器１１の下部から流出した低圧の飽和液又は気液二相冷媒は、膨張弁３１を経て減圧された後、さらに低圧の気液二相冷媒となり、電磁弁２２、第２配管４２を経て膨張弁６の出口部と合流する。ここに、第２配管４２は、電磁弁２２の入口部と冷凍サイクル装置の膨張弁６の出口部とを接続する。これにより、圧縮機１の吐出温度の上昇を抑えることが可能となる。
【００３８】
次に、上記のように構成した本実施の形態の冷凍サイクル装置の動作について説明する。本実施の形態では、冷凍サイクル部１０の凝縮器２に水熱交換器を用い、蒸発器４に空気熱交換器を用いる空気熱源給湯機とし、冷凍サイクル部１０内を循環する冷媒組成を変更し、例えば、高沸点成分を増やして高圧圧力の上昇を抑制し、高温給湯を可能とする。
圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒は、凝縮器２で凝縮液化して中温高圧の液冷媒となり、膨張弁３で減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となって気液分離装置５へ流入し、気相と液相に分離される。液冷媒は蒸発器４へ流入して蒸発気化し、再び圧縮機１へと戻る。一方、蒸気冷媒は組成分離回路部２０へと流れ、冷媒精留器１１内で組成分離された後、高沸点成分濃度の高い冷媒となって圧縮機１の吸入部へ戻る。
【００３９】
次に、冷凍サイクル部１０内を循環する冷媒組成を変更する場合の動作について説明する。冷凍サイクル部１０内を循環する冷媒組成の高沸点成分を増加させる場合には、電磁弁２１、２２を開状態とする。このとき、気液分離装置５を出た低温低圧の蒸気冷媒は、電磁弁２１を通って冷媒精留器１１の下部へ流入し、蒸気冷媒が冷媒精留器１１内を上昇する。ここで、膨張弁３１の開度は、組成分離回路部２０内の圧力および組成分離回路部２０を流れる冷媒流量が適正となるように決定されている。
なお、冷媒組成を変更しない場合及び冷媒組成を高沸点成分濃度が高い状態から標準状態へ戻そうとする場合は、実施の形態１と同じであるため説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る蒸発器の一例を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る低沸点成分の組成と高圧圧力の関係を示す線図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る組成変化運転時間と低沸点成分組成の関係を示す線図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の他の例の構成図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の他の例の構成図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の他の例の構成図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の他の例の構成図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の他の例の構成図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の構成図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  圧縮機、２  凝縮器、３  第１減圧装置、４  蒸発器、５  気液分離装置、６  第３減圧装置（膨張弁）、１０  冷凍サイクル部、１１  冷媒精留器、１２  第１冷却器、１３  冷媒貯留器、１４  冷媒搬送装置、１５  第２冷却器（熱交換器）、２０  組成分離回路部、２１  第１開閉弁、２２  第２開閉弁、３１  第２減圧装置（膨張弁）、４１  第１配管、４２  第２配管。
【図１】
2006177581.tif 000003
【図２】
2006177581.tif 000004
【図３】
2006177581.tif 000005
【図４】
2006177581.tif 000006
【図５】
2006177581.tif 000007
【図６】
2006177581.tif 000008
【図７】
2006177581.tif 000009
【図８】
2006177581.tif 000010
【図９】
2006177581.tif 000011
【図１０】
2006177581.tif 000012