(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機(1) 、熱源側熱交換器(2) 、及び主熱交換器(3) の１次側熱交換部(4) が順に接続されて成る１次側冷媒回路(201) と、冷媒搬送手段(5,P) 、利用側熱交換器(7) 、上記主熱交換器(3) の２次側熱交換部(6) が順に接続されて成る２次側冷媒回路(202) とを備え、１次側冷媒(R1)と２次側冷媒(R2)とが、上記主熱交換器(3) において相変化を行いながら熱交換するように上記各冷媒回路(201,202) を循環する冷凍装置において、
上記主熱交換器(3) は、１次側熱交換部(4) を流れる１次側冷媒(R1)と２次側熱交換部(6) を流れる２次側冷媒(R2)とが対向流となるように１次側熱交換部(4) 及び２次側熱交換部(6) が形成されたプレート式熱交換器(3) で構成され、
２次側熱交換部(6) と利用側熱交換器(7) とは、ガス配管(216) 及び液配管(235,217) により冷媒循環自在に接続され、
冷媒搬送手段(P) は、上記液配管(235) に連通し且つ液冷媒の貯留が自在なタンク手段(T) と、１次側冷媒(R1)と２次側冷媒(R2)との間で熱交換を行わせて２次側冷媒(R2)を加熱して昇圧し、該タンク手段(T) の２次側冷媒(R2)を液配管(217) に押し出す加圧用熱交換器(81A) と、１次側冷媒(R1)と２次側冷媒(R2)との間で熱交換を行わせて２次側冷媒(R2)を冷却して減圧し、該タンク手段(T) の２次側冷媒(R2)を液配管(217) に吸引させる減圧用熱交換器(83A) とを備え、該タンク手段(T) を加圧する第１状態と、該タンク手段(T) を減圧する第２状態とを交互に切り換えることによって２次側冷媒(R2)を循環する手段であり、
上記加圧用熱交換器(81A) 及び減圧用熱交換器(83A) は、１次側冷媒(R1)と２次側冷媒(R2)とが対向流となるように設置されている
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
圧縮機(1) 、熱源側熱交換器(2) 、及び主熱交換器(3) の１次側熱交換部(4) が順に接続されて成る１次側冷媒回路(201) と、冷媒搬送手段(5,P) 、利用側熱交換器(7) 、上記主熱交換器(3) の２次側熱交換部(6) が順に接続されて成る２次側冷媒回路(202) とを備え、１次側冷媒(R1)と２次側冷媒(R2)とが、上記主熱交換器(3) において相変化を行いながら熱交換するように上記各冷媒回路(201,202) を循環する冷凍装置において、
上記主熱交換器(3) は、１次側熱交換部(4) を流れる１次側冷媒(R1)と２次側熱交換部(6) を流れる２次側冷媒(R2)とが対向流となるように１次側熱交換部(4) 及び２次側熱交換部(6) が形成されたプレート式熱交換器(3) で構成され、
２次側熱交換部(6) と利用側熱交換器(7) とは、ガス配管(93a) 及び液配管(93b) により冷媒循環自在に接続され、
冷媒搬送手段(P) は、上記液配管(93b) に連通し且つ液冷媒の貯留が自在な互いに並列に設けられた第１及び第２タンク手段(95A,95B) と、１次側冷媒(R1)と２次側冷媒(R2)との間で熱交換を行わせて２次側冷媒(R2)を加熱して昇圧し、該第１又は第２タンク手段(95A,95B) のいずれか一方の２次側冷媒(R2)を液配管(93b) に押し出す加圧用熱交換器(81A) と、１次側冷媒(R1)と２次側冷媒(R2)との間で熱交換を行わせて２次側冷媒(R2)を冷却して減圧し、該第１又は第２タンク手段(95A,95B) の他方の２次側冷媒(R2)を液配管(93b) に吸引させる減圧用熱交換器(83A) とを備え、第１タンク手段(95A) を加圧すると共に第２タンク手段(95B) を減圧する第１状態と、第１タンク手段(95A) を減圧すると共に第２タンク手段(95B) を加圧する第２状態とを交互に切り換えることによって２次側冷媒(R2)を循環する手段であり、
上記加圧用熱交換器(81A) 及び減圧用熱交換器(83A) は、１次側冷媒(R1)と２次側冷媒(R2)とが対向流となるように設置されている
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の冷凍装置において、
プレート式熱交換器(3) は、１次側熱交換部(4) 及び２次側熱交換部(6) を形成する複数のプレート(P) から成る積層体(50)と、該積層体(50)の上部に設けられた１次側熱交換部(4) の上部開口(62)と、該積層体(50)の下部に設けられた１次側熱交換部(4) の下部開口(61)と、該積層体(50)の上部に設けられた２次側熱交換部(6) の上部開口(64)と、該積層体(50)の下部に設けられた２次側熱交換部(6) の下部開口(63)とを備え、
上記各熱交換部(4,6) で凝縮する方の冷媒が各上部開口(62,64) から流入して各下部開口(61,63) から流出する一方、各熱交換部で蒸発する方の冷媒が各下部開口(61,63) から流入して各上部開口(62,64) から流出するように各冷媒回路(201,202) の配管(75〜78)に接続されている
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の冷凍装置において、
１次側冷媒(R1)及び２次側冷媒(R2)は、それぞれ非共沸冷媒である
ことを特徴とする冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍装置に関し、特に、主熱交換器を介して接続された１次側熱媒体回路及び２次側熱媒体回路を備える冷凍装置において、１次側熱媒体と２次側熱媒体との間の伝熱性能の向上に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、冷凍装置の一種として、例えば、特開昭６２−２３８９５１号公報に開示されているように、２系統の冷媒回路を主熱交換器を介して接続して構成される冷凍装置が知られている。この種の冷凍装置は、圧縮機、熱源側熱交換器、減圧機構、及び主熱交換器の１次側熱交換部が冷媒配管によって順に接続されて成る１次側冷媒回路と、ポンプ、主熱交換器の２次側熱交換部、及び利用側熱交換器が冷媒配管によって順に接続されて成る２次側冷媒回路とから構成されている。そして、主熱交換器の１次側熱交換部と２次側熱交換部との間で熱交換が可能になっていると共に、空気調和を行う室内側に利用側熱交換器が配置されている。
【０００３】
このような構成により、室内の冷房運転時には、１次側熱交換部で蒸発する１次側冷媒と２次側熱交換部で凝縮する２次側冷媒との間で熱交換が行われ、この凝縮した２次側冷媒が利用側熱交換器で蒸発することにより、室内を冷房する。一方、室内の暖房運転時には、１次側熱交換部で凝縮する１次側冷媒と２次側熱交換部で蒸発する２次側冷媒との間で熱交換が行われ、この蒸発した２次側冷媒が利用側熱交換器で凝縮することにより、室内を暖房する。これにより、１次側冷媒回路の配管長の短縮化を図り、冷媒の圧力損失の低減や良好な油戻り特性などを確保して、冷凍能力の向上が図られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の冷凍装置では、熱源側熱交換器で吸収した温熱又は冷熱を利用側熱交換器で放出する構成を採っているため、主熱交換器において熱損失があると、その分だけ利用側熱交換器に放出する温熱又は冷熱の熱量が減少する。そのため、主熱交換器の伝熱性能は冷凍装置全体に大きな影響を与える。
【０００５】
また、通常、主熱交換器は１次側冷媒回路とともに室外ユニットに収容される場合が多い。従来の主熱交換器は比較的体積が大きいため、室外ユニット全体を小さく構成することが困難であった。
【０００６】
近年、地球環境問題に鑑み、冷媒の代替が進んでいる。地球環境に悪影響を与えない冷媒として種々の冷媒が検討されているが、単一冷媒で所定の条件を満たすものはほとんどなく、今後混合冷媒が使用される可能性が大きい。混合冷媒には、非共沸性を有する冷媒がある。従って、従来の冷凍装置をそのまま使用したのでは、単一冷媒の場合と異なり、熱交換器内で蒸発又は凝縮する際に、冷媒の温度が変化する。そのため、主熱交換器内の１次側冷媒と２次側冷媒との平均的な温度差が小さくなる場合があり、主熱交換器での熱交換量が小さくなるおそれがある。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、冷凍装置の主熱交換器をコンパクトに形成するとともに、その伝熱性能を向上することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、１次側熱媒体及び２次側熱媒体として、熱交換に伴って温度が変化する特性を有する熱媒体を用い、１次側熱媒体と２次側熱媒体とが対向流になるように主熱交換器を構成することとした。
【０００９】
また、他の発明では、主熱交換器を、１次側冷媒(R1)と２次側冷媒(R2)とが対向流となるプレート式熱交換器(3)で構成することとした。
【００１０】
具体的には、請求項１に記載の発明が講じた手段は、圧縮機(1) 、熱源側熱交換器(2) 、主熱交換器(3) の１次側熱交換部(4) が順に接続されて成る１次側冷媒回路(201) と、冷媒搬送手段(5) 、利用側熱交換器(7) 、上記主熱交換器(3) の２次側熱交換部(6) が順に接続されて成る２次側冷媒回路(202) とを備え、１次側冷媒(R1)と２次側冷媒(R2)とが、上記主熱交換器(3) において相変化を行いながら熱交換するように上記各冷媒回路(201,202) を循環する冷凍装置において、上記主熱交換器(3) は、１次側熱交換部(4) を流れる１次側冷媒(R1)と２次側熱交換部(6) を流れる２次側冷媒(R2)とが対向流となるように１次側熱交換部(4) 及び２次側熱交換部(6) が形成されたプレート式熱交換器(3) で構成され、２次側熱交換部(6) と利用側熱交換器(7) とは、ガス配管(216) 及び液配管(235,217) により冷媒循環自在に接続され、冷媒搬送手段(P) は、上記液配管(235) に連通し且つ液冷媒の貯留が自在なタンク手段(T) と、１次側冷媒(R1)と２次側冷媒(R2)との間で熱交換を行わせて２次側冷媒(R2)を加熱して昇圧し、該タンク手段(T) の２次側冷媒(R2)を液配管(217) に押し出す加圧用熱交換器(81A) と、１次側冷媒(R1)と２次側冷媒(R2)との間で熱交換を行わせて２次側冷媒(R2)を冷却して減圧し、該タンク手段(T) の２次側冷媒(R2)を液配管(217) に吸引させる減圧用熱交換器(83A) とを備え、該タンク手段(T) を加圧する第１状態と、該タンク手段(T) を減圧する第２状態とを交互に切り換えることによって２次側冷媒(R2)を循環する手段であり、上記加圧用熱交換器(81A) 及び減圧用熱交換器(83A) は、１次側冷媒(R1)と２次側冷媒(R2)とが対向流となるように設置されている構成としたものである。
【００１１】
上記発明特定事項により、伝熱性能に優れるプレート式熱交換器(3) を介して１次側冷媒(R1)と２次側冷媒(R2)とを熱交換させるので、熱源側熱交換器(2) で吸収した温熱又は冷熱は、利用側熱交換器(7) において、効率良く放出される。また、コンパクトであるプレート式熱交換器(3) を使用することにより、冷凍装置全体が小型になる。
【００１２】
また、上記発明特定事項により、２次側冷媒(R2)の搬送には電気入力が不要となる。具体的には、加圧動作時には加圧用熱交換器(81A) により２次側冷媒(R2)に温熱が与えられ、例えば、冷媒の蒸発に伴う高圧をタンク手段(T) の内部に供給する。これにより、タンク手段(T) 内部の液冷媒が２次側冷媒回路(202) に押し出される。一方、減圧動作時には減圧用熱交換器(83A) により２次側冷媒(R2)に冷熱が与えられ、冷媒の凝縮に伴う低圧をタンク手段(T) の内部に供給する。これにより、２次側冷媒(R2)がタンク手段(T) に回収される。この結果、加圧動作と減圧動作とを繰り返すことにより、冷媒が断続的に２次側冷媒回路(202) を循環することになる。そして、上記の循環動作を行う２次側冷媒(R2)に対し、１次側冷媒(R1)が常に対向流となる。
【００１３】
請求項２に記載の発明が講じた手段は、圧縮機(1) 、熱源側熱交換器(2) 、主熱交換器(3) の１次側熱交換部(4) が順に接続されて成る１次側冷媒回路(201) と、冷媒搬送手段(5) 、利用側熱交換器(7) 、上記主熱交換器(3) の２次側熱交換部(6) が順に接続されて成る２次側冷媒回路(202) とを備え、１次側冷媒(R1)と２次側冷媒(R2)とが、上記主熱交換器(3) において相変化を行いながら熱交換するように上記各冷媒回路(201,202) を循環する冷凍装置において、上記主熱交換器(3) は、１次側熱交換部(4) を流れる１次側冷媒(R1)と２次側熱交換部(6) を流れる２次側冷媒(R2)とが対向流となるように１次側熱交換部(4) 及び２次側熱交換部(6) が形成されたプレート式熱交換器(3) で構成され、２次側熱交換部(6) と利用側熱交換器(7) とは、ガス配管(93a) 及び液配管(93b) により冷媒循環自在に接続され、冷媒搬送手段(5) は、上記液配管(93b) に連通し且つ液冷媒の貯留が自在な互いに並列に設けられた第１及び第２タンク手段(95A,95B) と、１次側冷媒(R1)と２次側冷媒(R2)との間で熱交換を行わせて２次側冷媒(R2)を加熱して昇圧し、該第１又は第２タンク手段(95A,95B) のいずれか一方の２次側冷媒(R2)を液配管(93b) に押し出す加圧用熱交換器(81A) と、１次側冷媒(R1)と２次側冷媒(R2)との間で熱交換を行わせて２次側冷媒(R2)を冷却して減圧し、該第１又は第２タンク手段(95A,95B) の他方の２次側冷媒(R2)を液配管(93b) に吸引させる減圧用熱交換器(83A) とを備え、第１タンク手段(95A) を加圧すると共に第２タンク手段(95B) を減圧する第１状態と、第１タンク手段(95A) を減圧すると共に第２タンク手段(95B) を加圧する第２状態とを交互に切り換えることによって２次側冷媒(R2)を循環する手段であり、上記加圧用熱交換器(81A) 及び減圧用熱交換器(83A) は、１次側冷媒(R1)と２次側冷媒(R2)とが対向流となるように設置されている構成としたものである。
【００１４】
上記発明特定事項により、伝熱性能に優れるプレート式熱交換器(3) を介して１次側冷媒(R1)と２次側冷媒(R2)とを熱交換させるので、熱源側熱交換器(2) で吸収した温熱又は冷熱は、利用側熱交換器(7) において、効率良く放出される。また、コンパクトであるプレート式熱交換器(3) を使用することにより、冷凍装置全体が小型になる。
【００１５】
また、上記発明特定事項により、２次側冷媒(R2)の搬送には電気入力が不要となる。具体的には、加圧動作時には加圧用熱交換器(81A) により２次側冷媒(R2)に温熱が与えられ、例えば、冷媒の蒸発に伴う高圧を第１タンク手段(95A) の内部に供給する。これにより、第１タンク手段(95A) 内部の液冷媒が２次側冷媒回路(202) に押し出される。一方、減圧動作時には減圧用熱交換器(83A) により２次側冷媒(R2)に冷熱が与えられ、冷媒の凝縮に伴う低圧を第２タンク手段(95B) の内部に供給する。これにより、２次側冷媒(R2)が第２タンク手段(95B) に回収される。この結果、第１タンク手段(95A) から第２タンク手段(95B) へ向かう２次側冷媒(R2)の流れが形成される第１状態が得られる。同様にして、２次側冷媒(R2)が第２タンク手段(95B) から第１タンク手段(95A) へ流れる第２状態が得られる。そして、上記第１状態と第２状態とを交互に行うことにより、２次側冷媒回路(B2)において、２次側冷媒(R2)は連続的に循環することとなる。そして、上記の循環動作を行う２次側冷媒(R2)に対し、１次側冷媒(R1)が常に対向流となる。
【００１６】
請求項３に記載の発明が講じた手段は、請求項１又は２に記載の冷凍装置において、プレート式熱交換器(3) は、１次側熱交換部(4) 及び２次側熱交換部(6) を形成する複数のプレート(P) から成る積層体(50)と、該積層体(50)の上部に設けられた１次側熱交換部(4) の上部開口(62)と、該積層体(50)の下部に設けられた１次側熱交換部(4) の下部開口(61)と、該積層体(50)の上部に設けられた２次側熱交換部(6) の上部開口(64)と、該積層体(50)の下部に設けられた２次側熱交換部(6) の下部開口(63)とを備え、各熱交換部(4,6) で凝縮する方の冷媒が各上部開口(62,64) から流入して各下部開口(61,63) から流出する一方、各熱交換部で蒸発する方の冷媒が各下部開口(61,63) から流入して各上部開口(62,64) から流出するように各冷媒回路(201,202) の配管(75〜78)に接続されている構成としたものである。
【００１７】
上記発明特定事項により、各熱交換部(4,6) における各冷媒(R1,R2) の流れは、比重の小さいガス冷媒が上部に位置し、比重の大きい液冷媒が下部に位置する流れとなり、圧力損失が低減することとなる。
【００１８】
請求項４に記載の発明が講じた手段は、請求項１又は２に記載の冷凍装置において、構成としたものである。
【００１９】
上記発明特定事項により、主熱交換器(3) 内において、相変化に伴い１次側冷媒(R1)及び２次側冷媒(R2)の温度が変化する。しかし、１次側冷媒(R1)及び２次側冷媒(R2)は対向流となっているので、それらの温度差は熱交換器(3) 全域にわたって大きく変化することがない。そのため、１次側冷媒(R1)と２次側冷媒(R2)との熱交換が良好に行われる。
【００２０】
【発明の実施の形態１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
実施形態１は本発明の前提となる冷凍装置であり、図８に示すように、１次側熱媒体回路として冷媒循環回路(311) を備え、２次側熱媒体回路として水循環回路(312) を備えた空気調和装置(300) である。
【００２２】
冷媒循環回路(311) は、圧縮機(301) 、四路切換弁(306) 、室外熱交換器(302) 、膨張弁(303) 、及び主熱交換器(304) の１次側熱交換部(321) が冷媒配管(307) を介して接続されて構成されている。この冷媒循環回路(311) には、非共沸混合冷媒であるＲ４０７Ｃが充填されている。
【００２３】
水循環回路(312) は、熱媒体搬送手段たる水搬送装置(308) 、主熱交換器(304) の２次側熱交換部(322) 、及び室内熱交換器(309) が水配管(310) を介して接続されて構成されている。水搬送装置(308) は、水循環回路(312) において水を循環させる駆動力を発生するものであり、後述するように、冷媒循環回路(311) の冷媒の循環方向に応じて水循環回路(312) の水の循環方向を切り換える可逆特性を有している。この水搬送装置(308) には、例えば、水ポンプと四路切換弁とを組み合わせたものや、水ポンプと電磁弁を備えたブリッジ回路とを組み合わせたものが用いられる。
【００２４】
圧縮機(301) 、四路切換弁(306) 、膨張弁(303) 、及び水搬送装置(308) は、信号線(316) を通じてコントローラ(315) に接続されている。そして、コントローラ(315) が四路切換弁(306) 及び水搬送装置(308) の設定を適宜切り換えることにより、主熱交換器(304) において、１次側熱媒体（Ｒ４０７Ｃ）と２次側熱媒体（水）とが対向流となる。
【００２５】
次に、空気調和装置(300) の動作について説明する。
【００２６】
冷房運転時には、冷媒及び水は、図８の実線矢印で示す方向に循環する。
【００２７】
つまり、冷媒循環回路(311) にあっては、圧縮機(301) から吐出された冷媒は、四路切換弁(306) を経て室外熱交換器(302) で凝縮し、膨張弁(303) で減圧された後、主熱交換器(304) の１次側熱交換部(321) で蒸発する。蒸発した冷媒は、１次側熱交換部(321) を流出し、四路切換弁(306) を経て圧縮機(301) に吸入される。
【００２８】
一方、水循環回路(312) にあっては、水搬送装置(308) を流出した水は、主熱交換器(304) の２次側熱交換部(322) において、１次側熱交換部(321) の冷媒と熱交換を行って冷却される。冷却された水は２次側熱交換部(322) を流出し、室内熱交換器(309) で室内空気と熱交換を行い、室内空気を冷却する。室内空気を冷却して昇温した水は、室内熱交換器(309) を流出し、水搬送装置(308) に流入する。
【００２９】
これに対し、暖房運転時には、冷媒及び水は、図８の破線矢印で示す方向に循環する。
【００３０】
つまり、冷媒循環回路(311) にあっては、圧縮機(301) から吐出された冷媒は、四路切換弁(306) を経て主熱交換器(304) の１次側熱交換部(321) で凝縮し、膨張弁(303) で減圧された後、室外熱交換器(302) で蒸発する。蒸発した冷媒は、四路切換弁(306) を経て圧縮機(301) に吸入される。
【００３１】
一方、水循環回路(312) にあっては、水搬送装置(308) を流出した水は、室内熱交換器(309) で室内空気と熱交換を行い、室内空気を加熱する。室内空気を加熱することにより冷却された水は、主熱交換器(304) の２次側熱交換部(322) で１次側熱交換部(321) の冷媒と熱交換を行い、加熱されて昇温する。２次側熱交換部(322) を流出した水は、水搬送装置(308) に吸い込まれ、再び上記循環動作を行う。
【００３２】
以上のように、本空気調和装置(300) では、主熱交換器(304) において冷媒と水とが対向流となる。冷媒循環回路(311) を循環する冷媒は非共沸混合冷媒であり、水は顕熱変化を行って吸熱に伴って温度が上昇し、かつ、放熱に伴って温度が低下するので、主熱交換器(304) の全域にわたって冷媒と水との温度差を大きく確保することができる。そのため、同一の熱交換量を得るのに必要な伝熱面積を低減することができ、主熱交換器(304) を小型化することが可能となる。
【００３３】
例えば、冷房運転時に１次側熱交換部(321) の平均温度を５℃とした条件下で、１次側熱媒体にＲ２２を用いた従来の空気調和装置と本空気調和装置(300) とを比較してみる。
【００３４】
この場合、図９（ａ）に示す従来の空気調和装置では、冷媒と水との対数平均温度差は４．３℃程度となる。一方、図９（ｂ）に示す本空気調和装置(300) では、対数平均温度差は５．０℃程度となる。従って、空気調和装置(300) によれば、対数平均温度差が約１５％大きくなる。そのため、従来よりも冷媒と水との温度差を大きく確保することができるので、主熱交換器(304) の伝熱面積を小さくすることができ、小型化が可能となる。例えば、本例では、伝熱面積を約１５％低減することができる。
【００３５】
−変形例−
なお、２次側熱媒体として、ブラインを用いても同様の効果が得られる。すなわち、２次側熱媒体回路は上記の水循環回路(312) に限られず、ブラインを循環させる熱媒体回路であってもよい。
【００３６】
また、冷媒はＲ４０７Ｃに限られず、他の非共沸冷媒であってもよい。また、疑似共沸冷媒であっても、相変化に伴って温度が若干変化するので、同質の効果が得られる。従って、冷媒は、Ｒ４１０Ａであってもよく、Ｒ４０４Ａ等であってもよい。
【００３７】
【発明の実施の形態２】
実施形態２に係る空気調和装置は、本発明の前提となる他の例の冷凍装置であり、実施形態１の空気調和装置(300) において、水循環回路(312) を２次側冷媒循環回路に置き換えたものである。すなわち、１次側熱媒体回路として１次側冷媒循環回路を備え、２次側熱媒体回路として２次側冷媒循環回路を備えたものである。
【００３８】
２次側冷媒循環回路は、冷媒搬送装置、主熱交換器(304) の２次側熱交換部(322) 、及び室内熱交換器(309) が冷媒配管を介して接続されて構成されている。２次側冷媒循環回路には、非共沸混合冷媒であるＲ４０７Ｃが充填されている。
【００３９】
実施形態２においても、実施形態１と同様、コントローラ(315) が四路切換弁(306) 及び冷媒搬送装置の設定を切り換えることにより、主熱交換器(304) において１次側冷媒と２次側冷媒とが対向流となる。
【００４０】
従って、本実施形態にあっても、実施形態１と同様の効果を得ることができる。つまり、１次側冷媒と２次側冷媒との温度差を大きく確保することができ、主熱交換器(304) を小型化することが可能となる。
【００４１】
−変形例−
上記の実施形態では、１次側冷媒及び２次側冷媒はいずれもＲ４０７Ｃであった。しかし、１次側冷媒または２次側冷媒の一方または双方が他の非共沸冷媒や疑似共沸冷媒であってもよい。つまり、１次側冷媒及び２次側冷媒は、吸熱に伴って温度が上昇し、放熱に伴って温度が低下する特性を有する冷媒であればよく、例えば、Ｒ４１０ＡやＲ４０４Ａ等であってもよい。
【００４２】
【発明の実施の形態３】
実施形態３は、本発明の前提となる他の例の冷凍装置である。
【００４３】
−空気調和装置(203)の構成−
図１に示すように、実施形態３に係る冷凍装置は、冷房専用の２次冷媒システムの空気調和装置(203) である。１次側冷媒回路(201) として、いわゆる圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路を備え、２次側冷媒回路(202) として、機械的な冷媒搬送手段であるポンプ(5) によって冷媒を循環させる冷媒回路を備えている。
【００４４】
１次側冷媒回路(201) には１次側冷媒(R1) が充填され、２次側冷媒回路(202) には２次側冷媒(R2)が充填されている。本実施形態では、１次側冷媒(R1)及び２次側冷媒(R2)は共に、非共沸混合冷媒たるＲ４０７Ａである。１次側冷媒回路(201) と２次側冷媒回路(202) とは、主熱交換器(3) を介して連結されている。
【００４５】
１次側冷媒回路(201) は、圧縮機(1) 、熱源側熱交換器(2) 、膨張弁(8) 、及び主熱交換器(3) の１次側熱交換部(4) が、冷媒配管(9) によって順に接続されて構成されている。
【００４６】
２次側冷媒回路(202)は、冷媒搬送手段であるポンプ(5) 、室内に設置された利用側熱交換器(7) 、及び主熱交換器(3) の２次側熱交換部(6) が、冷媒配管(10)によって順に接続されて構成されている。
【００４７】
１次側冷媒回路(201) 及びポンプ(5) は、室外ユニット(U1)に収納されている。利用側熱交換器(7) は、図示しない送風機等と共に室内ユニット(U2)に収納されている。
【００４８】
主熱交換器(3) は、図２の分解斜視図に示すように、複数枚の伝熱プレート(P) を積層して構成されたプレート式熱交換器(3) である。詳しくは、２枚のフレーム(51),(52)の間に複数枚の伝熱プレート(P)、つまり(53)〜(58)が重ね合わされ、この伝熱プレート(P) 間に、１次側熱交換部(4) を構成する１次側流路(A) と、２次側熱交換部(6) を構成する２次側流路(B) とが交互に形成されている。
【００４９】
各伝熱プレート(P) は、金属製の平板がプレス加工によって波形に形成されて成る。また、これら伝熱プレート(P) は、波形状の異なる２種類の伝熱プレートで構成されている。そして、この２種類の伝熱プレートが交互に重ね合わされ、ろう付けにより一体的に接合されることによって、積層体(50)が形成されている。
【００５０】
次に、各伝熱プレート(P) の積層状態について説明する。図２において最も手前側に位置する第１プレート(53)は、四隅部にシール部材(71)を挟んでフレーム(51)と接合されている。
【００５１】
第２プレート(54)は、第１開口(61)及び第２開口(62)の周囲にシール部材(72)を挟んで、第１プレート(53)と接合されている。その結果、第１プレート(53)と第２プレート(54)との間では、第３開口(63)と第４開口(64)との間で２次側冷媒(R2)の流通が可能になっている。
【００５２】
第３プレート(55)は、第３開口(63)及び第４開口(64)の周囲にシール部材(73)を挟んで、第２プレート(54)と接合されている。その結果、第２プレート(54)と第３プレート(55)との間では、第１開口(61)と第２開口(62)との間で１次側冷媒(R1)の流通が可能になっている。
【００５３】
以上のように２種類の伝熱プレート(P) が交互に積層されることにより、１次側流路(A)及び２次側流路(B)が形成されている。
【００５４】
フレーム(51)には、各開口(61)〜(64)に対応して、配管(75)〜(78)が接続されている。つまり、１次側熱交換部(4) の下部開口である第１開口(61)に対しては第１配管(75)が、１次側熱交換部(4) の上部開口である第２開口(62)に対しては第２配管(76)が、２次側熱交換部(6) の下部開口である第３開口(63)に対しては第３配管(77)が、２次側熱交換部(6) の上部開口である第４開口(64)に対しては第４配管(78)が、それぞれ接続されている。
【００５５】
−空気調和装置(203)の動作−
次に、図１及び図２を参照しながら、空気調和装置(203) の動作を説明する。まず、１次側冷媒回路(201)における１次側冷媒(R1)の循環動作を説明する。
【００５６】
圧縮機(1)から吐出された１次側冷媒(R1)は、熱源側熱交換器(2)において凝縮し、膨張弁(8)で減圧された後、第１配管(75)を通過して１次側熱交換部(4)に流入する。後述するように、１次側熱交換部(4) において、１次側冷媒(R1)は２次側熱交換部(6) を流れる２次側冷媒(R2)によって加熱され、蒸発する。そして、１次側熱交換部(4)を流出し、第２配管(76)を通過した後、圧縮機(1)に吸入される。
【００５７】
一方、２次側冷媒回路(202)では、ポンプ(5)から吐出された２次側冷媒(R2)は、利用側熱交換器(7) で蒸発し、室内空気を冷却する。つまり、室内の冷房を行う。そして、利用側熱交換器(7) を流出し、第４配管(78)を通過した後、２次側熱交換部(6)に流入する。後述するように、２次側熱交換部(6)において、２次側冷媒(R2)は１次側熱交換部(4) を流れる１次側冷媒(R1)によって冷却され、凝縮する。凝縮した２次側冷媒(R2)は、２次側熱交換部(6) を流出後、第３配管(77)を経てポンプ(5)に吸入される。
【００５８】
上記の循環動作中、プレート式熱交換器(3) において、１次側冷媒(R1)と２次側冷媒(R2)とは下記のようにして熱交換を行う。
【００５９】
第１開口(61)から流入した低温の二相状態の１次側冷媒(R1)は、１次側流路(A)を上方に向かって流れる。この際、伝熱プレート(P)を通じて２次側冷媒(R2)から熱を受け取り、蒸発する。蒸発するにつれて１次側冷媒(R1)の蒸発温度は上昇し、１次側冷媒(R1)は温度を上昇させながら上方に向かって流れる。
【００６０】
一方、第４開口(64)から流入した高温のガス状の２次側冷媒(R2)は、２次側流路(B)を下方に向かって流れる。この際、伝熱プレート(P)を通じて、１次側冷媒(R1)に熱を与え、凝縮する。凝縮するにつれて２次側冷媒(R2)の凝縮温度は低下し、２次側冷媒(R2)は温度を低下させながら、下方に向かって流れる。
【００６１】
その結果、１次側冷媒(R1)及び２次側冷媒(R2)の流れは対向流となり、プレート式熱交換器(3) の上方から下方に向かうに従い、１次側冷媒(R1)の温度は低下すると共に２次側冷媒(R2)の温度も低下する。従って、プレート式熱交換器(3) の全域にわたって１次側冷媒(R1)と２次側冷媒(R2)との温度差がほぼ一定となり、それらの温度差が十分に確保される。その結果、両冷媒(R1,R2) の平均温度差が大きくなる。
【００６２】
−空気調和装置(203)の効果−
以上のように、空気調和装置(203)では、主熱交換器(3)として伝熱性能に優れたプレート式熱交換器(3)を用いているので、主熱交換器(3)をコンパクトに構成することができる。そのため、室外ユニット(U1)の大きさを小さくすることができ、結局、空気調和装置(203)全体をコンパクトに構成することができる。
【００６３】
また、１次側冷媒(R1)及び２次側冷媒(R2)の流れを対向流としたことにより、冷媒として非共沸冷媒を用いた場合であっても、主熱交換器(3) 内の１次側冷媒(R1)と２次側冷媒(R2)との平均温度差を大きくすることができる。
【００６４】
プレート式熱交換器(3) 内で蒸発する１次側冷媒(R1)は、下部から流入し、上部から流出する。一方、プレート式熱交換器(3)内で凝縮する２次側冷媒(R2)は、上部から流入し、下部から流出する。つまり、１次側冷媒(R1)及び２次側冷媒(R2)は共に、比重の大きな液が下部に位置し、比重の小さいガスが上部に位置するような流れとなっている。そのため、冷媒自体の重力に逆らわない流れとなっているので、圧力損失が相対的に小さい。その結果、空気調和装置(203) の性能が向上する。
【００６５】
−変形例−
上記の実施形態では、冷媒として非共沸混合冷媒を用いていたが、１次側冷媒(R1)又は２次側冷媒(R2)は、単一冷媒、共沸冷媒、又は疑似共沸冷媒であってもよいことは勿論である。この場合でも、１次側冷媒(R1)と２次側冷媒(R2)との間で十分な温度差が確保され、プレート式熱交換器(3) を使用することによる伝熱性能の向上、主熱交換器(3) のコンパクト化が達成される。また、冷媒の圧力損失が低減する。
【００６６】
また、１次側冷媒(R1)と２次側冷媒(R2)とが、種類の異なる冷媒であってもよい。
【００６７】
【発明の実施の形態４】
実施形態４に係る空気調和装置(204)は、本発明の前提となる他の例の冷凍装置であり、実施形態３の空気調和装置(203)において、１次側冷媒回路(201)及び２次側冷媒回路(202)のそれぞれに流路切換手段(11,12)を設けたものである。従って、空気調和装置(204)は、冷房運転及び暖房運転の切換が自在、つまり可逆運転自在ないわゆるヒートポンプ式空気調和装置である。以下、空気調和装置(204) の構成について説明する。なお、実施形態３と同様の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６８】
−空気調和装置(204)の構成−
１次側冷媒回路(201) は、圧縮機(1) 、１次側流路切換手段である四路切換弁(11)、熱源側熱交換器(2)、膨張弁(8)、及び主熱交換器たるプレート式熱交換器(3)の１次側熱交換部(4)が、冷媒配管(9) によって接続されて構成されている。プレート式熱交換器(3) の第１開口(61)に対しては第１配管(75)が、第２開口(62)に対しては第２配管(76)が、それぞれ接続されている。
【００６９】
一方、２次側冷媒回路(202)は、ポンプ(5)、４つの電磁弁(13)〜(16)をブリッジして構成された２次側流路切換手段たるブリッジ回路(12)、利用側熱交換器(7) 、及びプレート式熱交換器(3)の２次側熱交換部(6)が、冷媒配管(10)によって接続されて構成されている。プレート式熱交換器(3) の第３開口(63)に対しては第３配管(77)が、第４開口(64)に対しては第４配管(78)が、それぞれ接続されている。
【００７０】
１次側冷媒回路(201)、ポンプ(5)、及びブリッジ回路(12)は図示しない送風機等と共に室外ユニット(U1)に収納され、利用側熱交換器(7) は図示しない送風機等と共に室内ユニット(U2)に収納されている。
【００７１】
１次側冷媒回路(201) には１次側冷媒(R1)であるＲ４０７Ｃが、２次側冷媒回路(202)には２次側冷媒(R2)であるＲ４０７Ｃが、それぞれ充填されている。
【００７２】
−空気調和装置(204)の動作−
空気調和装置(204)の動作を、冷房運転と暖房運転とに分けて説明する。
【００７３】
（冷房運転）
冷房運転時には、四路切換弁(11)は図３に示す波線側に設定される。一方、ブリッジ回路(12)の第１電磁弁(13)及び第３電磁弁(15)は開口され、第２電磁弁(14)及び第４電磁弁(16)は閉鎖される。
【００７４】
１次側冷媒回路(201)においては、圧縮機(1)から吐出された１次側冷媒(R1)は、四路切換弁(11)を経て、熱源側熱交換器(2) に流入する。その後は、実施形態３と同様にして、熱源側熱交換器(2)で凝縮し、膨張弁(8)で減圧された後、プレート式熱交換器(3)内で蒸発し、再び四路切換弁(11)を通過して、圧縮機(1)に吸入される。
【００７５】
一方、２次側冷媒回路(202)においては、ポンプ(5)から吐出された２次側冷媒(R2)は、第１電磁弁(13)を通過した後、利用側熱交換器(7) に流入する。その後は、実施形態３と同様にして、利用側熱交換器(7) で蒸発し、プレート式熱交換器(3)内で凝縮する。凝縮した２次側冷媒(R2)は、プレート式熱交換器(3)を流出後、第３電磁弁(15)を通過して、ポンプ(5)に吸入される。
【００７６】
以上のようにして、利用側熱交換器(7) において、２次側冷媒(R2)が蒸発することにより、室内空気が冷却され、室内の冷房が行われる。
【００７７】
（暖房運転）
暖房運転時には、四路切換弁(11)は図３に示す実線側に設定される。一方、ブリッジ回路(12)の第２電磁弁(14)及び第４電磁弁(16)は開口され、第１電磁弁(13)及び第３電磁弁(15)は閉鎖される。
【００７８】
１次側冷媒回路(201)においては、圧縮機(1)から吐出された１次側冷媒(R1)は、四路切換弁(11)を通過し、第２配管(76)を通じて、プレート式熱交換器(3) の１次側熱交換部(4)に流入する。１次側熱交換部(4)において、この１次側冷媒(R1)は、２次側熱交換部(6) を流れる２次側冷媒(R2)と熱交換を行って凝縮する。凝縮した１次側冷媒(R1)は、第１配管(75)を通じて１次側熱交換部(4) を流出する。その後、膨張弁(8) で減圧され、熱源側熱交換器(2) で蒸発し、四路切換弁(11)を経て、圧縮機(1)に吸入される。
【００７９】
一方、２次側冷媒回路(202)においては、ポンプ(5)から吐出された２次側冷媒(R2)は、第４電磁弁(16)を通過し、第３配管(77)を通じてプレート式熱交換器(3) の２次側熱交換部(6)に流入する。２次側熱交換部(6)において、２次側冷媒(R2)は、１次側熱交換部(4) を流れる１次側冷媒(R1)によって加熱され、蒸発する。そして、蒸発した２次側冷媒(R2)は２次側熱交換部(6) を流出後、第４配管(78)を通過して、利用側熱交換器(7) に流入する。利用側熱交換器(7) において、２次側冷媒(R2)は室内空気と熱交換し、凝縮する。この際、室内空気は加熱され、室内の暖房が行われる。凝縮した２次側冷媒(R2)は、利用側熱交換器(7) を流出した後、第２電磁弁(14)を通過し、ポンプ(5)に吸入される。
【００８０】
上記の循環動作の際、プレート式熱交換器(3) 内における１次側冷媒(R1)及び２次側冷媒(R2)の流れは、下記のようになる。
【００８１】
第２開口(62)から流入した高温のガス状態の１次側冷媒(R1)は、１次側流路(A) を下方に向かって流れる。この際、伝熱プレート(P) を通じて２次側冷媒(R2)に放熱し、凝縮する。凝縮するにつれて１次側冷媒(R1)の凝縮温度は減少していく。つまり、１次側冷媒(R1)は、温度を減少させながら１次側流路(A) を下方に向かって流れる。そのため、１次側熱交換部(4) 内の１次側冷媒(R1)の温度分布は、上部から下部に向かって温度が低下する温度分布となる。
【００８２】
一方、第３開口(63)から流入した低温の液体状の２次側冷媒(R2)は、２次側流路(B) を上方に向かって流れる。この際、伝熱プレート(P) を通じて、１次側冷媒(R1)に加熱され、蒸発する。蒸発するにつれて２次側冷媒(R2)の蒸発温度は上昇していく。つまり、２次側冷媒(R2)は、温度を上昇させながら上方に向かって流れ、２次側熱交換部(6) 内の２次側冷媒(R2)の温度分布は、上部から下部に向かって温度が低下する温度分布となる。
【００８３】
その結果、１次側冷媒(R1)及び２次側冷媒(R2)の流れは対向流となり、プレート式熱交換器(3) の上方から下方に向かうにつれ、１次側冷媒(R1)の温度は上昇すると共に２次側冷媒(R2)の温度は低下する。従って、冷房運転時と同様に、プレート式熱交換器(3) の全域にわたって１次側冷媒(R1)と２次側冷媒(R2)との温度差が十分に確保され、両冷媒(R1,R2)の平均的な温度差が大きくなる。
【００８４】
−空気調和装置(204)の効果−
空気調和装置(204)では、実施形態３に係る空気調和装置(203)の奏する効果に加えて、以下の効果を発揮する。
【００８５】
１次側流路切換手段たる四路切換弁(11)及び２次側流路切換手段たるブリッジ回路(12)を設けたことにより、冷房運転及び暖房運転の双方の運転が可能となった。しかも、上記双方の運転において、実施形態３と同様、プレート式熱交換器(3) 内の１次側冷媒(R1)及び２次側冷媒(R2)は対向流となる。更に、プレート式熱交換器(3) の上方にはガス冷媒が位置し、下方には液冷媒が位置するように流れるので、圧力損失は小さい。
【００８６】
−変形例−
実施形態４においても、実施形態３と同様、１次側冷媒(R1)又は２次側冷媒(R2)は、単一冷媒、共沸冷媒又は疑似共沸冷媒であってもよい。１次側冷媒(R1)と２次側冷媒(R2)とが種類の異なる冷媒であってもよい。この場合でも、実施形態３と同様の理由により、主熱交換器(3) のコンパクト化が達成され、また、冷媒の圧力損失の減少に伴う性能向上が得られる。
【００８７】
【発明の実施の形態５】
次に、図４〜図６を用いて、本発明に係る冷凍装置であり、実施形態５に係る空気調和装置(205)を説明する。本形態は、２次側冷媒回路(202) をいわゆる熱駆動型の熱搬送回路で構成した室内マルチ空気調和装置(205) に本発明を適用したものである。以下、具体的な回路構成について説明する。
【００８８】
まず、１次側冷媒回路(201)は、圧縮機(1)、第１四路切換弁(11)、熱源側熱交換器である室外熱交換器(2) 、冷媒搬送手段(P)の加圧用熱交換器(81A)の１次側凝縮部(81)、電動膨張弁(8)、キャピラリーチューブ(84)、及び主熱交換器(3)の１次側熱交換部(4) が、冷媒配管(85)によって接続されたメイン冷媒回路を備えている。電動膨張弁(8)とキャピラリーチューブ(84)との間の配管(114)は配管(115)が分岐し、この配管(115) には、キャピラリーチューブ(84a)、及び冷媒搬送手段(P) の減圧用熱交換器(83A) の１次側蒸発部(83)が設けられている。配管(115) は、圧縮機(1)の吸入側に接続されている。
【００８９】
主熱交換器(3) 、加圧用熱交換器(81A) 、及び減圧用熱交換器(83A) は、それぞれ実施形態３と同様の形態を有するプレート式熱交換器から構成されている。具体的には、加圧用熱交換器(81A) の１次側凝縮部(81)はプレート式熱交換器の１次側流路(A)に形成され、２次側蒸発部(90)は２次側流路(B)に形成されている。同様に、減圧用熱交換器(83A) の１次側蒸発部(83)はプレート式熱交換器の１次側流路(A)に形成され、２次側凝縮部(91)は２次側流路(B)に形成されている。
【００９０】
主熱交換器(3)の１次側熱交換部(4)の下部に設けられた開口、つまり図２に示す第１開口(61)は、二相冷媒または液冷媒を流通させる配管(75)に接続されている。一方、１次側熱交換部(4)の上部に設けられた開口、つまり第２開口(62)は、ガス冷媒を流通させる配管(76)に接続されている。
【００９１】
同様に、１次側凝縮部(81)及び１次側蒸発部(83)の上部開口はガス冷媒を流通する配管に、下部開口は二相冷媒又は液冷媒を流通する配管に、それぞれ接続されている。
【００９２】
室外熱交換器(2)と１次側凝縮部(81)とを接続する配管(85A)には、室外熱交換器(2)から１次側凝縮部(81)へ向かう冷媒の流通のみを許容する逆止弁(86a)が設けられている。
【００９３】
更に、この１次側冷媒回路(201)には、暖房ガス配管(85B)及び暖房液配管(85C) が設けられている。暖房ガス配管(85B) は、一端が主熱交換器(3) の１次側熱交換部(4) と第１四路切換弁(11)との間に、他端が逆止弁(86a) と１次側凝縮部(81)との間に各々接続されている。この暖房ガス配管(85B) には、上記一端側から他端側への冷媒の流通のみを許容する逆止弁(86b) が設けられている。
【００９４】
暖房液配管(85C) は、一端が電動膨張弁(8) とキャピラリーチューブ(84)との間に、他端が室外熱交換器(2) と逆止弁(86a) との間に各々接続されている。この暖房液配管(85C) には、上記一端側から他端側への冷媒の流通のみを許容する逆止弁(86c) 及びキャピラリーチューブ(87)が設けられている。
【００９５】
次に、２次側冷媒回路(202)について説明する。２次側冷媒回路(202)は、冷媒搬送手段(P) の上記１次側凝縮部(81)との間で熱交換可能な２次側蒸発部(90)、冷媒搬送手段(P) の１次側蒸発部(83)との間で熱交換可能な２次側凝縮部(91)、及び主熱交換器(3) の２次側熱交換部(6) を備えている。
【００９６】
２次側熱交換部(6) のガス側はガス配管(93a) と、液側は第３液配管(113) とにそれぞれ接続され、該第３液配管(113) は第２四路切換弁(30)を介して液配管(93b) に接続されている。また、ガス配管(93a) と液配管(93b) とには、複数の室内熱交換器(25,25) 及び流量調整弁(94,94) がそれぞれ互いに並列に接続されている。
【００９７】
冷媒搬送手段(P)の２次側蒸発部(90)の上端部に接続されたガス供給管(97)は、４本の分岐管(98a)〜(98d)に分岐している。分岐管(98a)〜(98d)は、それぞれメインタンク(95A)、(95B)、サブタンク(96A)、(96B)の上端部に接続されている。上記各分岐管(98a)〜(98d)には、第１〜第４のタンク加圧電磁弁(99a)〜(99d)が設けられている。
【００９８】
冷媒搬送手段(P) の２次側蒸発部(90)の下端部に接続された液回収管(100)は、２本の分岐管(101a),(101b)に分岐され、各々が各サブタンク(96A),(96B)の下端部に接続されている。また、これらの分岐管(101a),(101b) には、サブタンク(96A),(96B)からの冷媒の流出のみを許容する逆止弁(102a),(102b)が設けられている。
【００９９】
一方、冷媒搬送手段(P) の２次側凝縮部(91)の上端部に接続されたガス回収管(103) も、４本の分岐管(103a)〜(103d)に分岐している。分岐管(103a)〜(103d)は、それぞれメインタンク(95A)、(95B)、サブタンク(96A)、(96B)の上端部に接続され、これら各分岐管(103a)〜(103d)には、第１〜第４のタンク減圧電磁弁(104a)〜(104d)が設けられている。２次側凝縮部(91)の下端部に接続された液供給管(105)は、２本の分岐管(105a),(105b)に分岐され、各々が各メインタンク(95A),(95B)の下端部に接続されている。これら分岐管(105a),(105b)には、メインタンク(95A),(95B)への冷媒の回収、つまり冷媒の供給のみを許容する逆止弁(106a),(106b)が設けられている。
【０１００】
第１液配管(107)は、冷媒搬送手段(P)を構成するための４本の分岐管(108a)〜(108d)に分岐され、各々が各メインタンク(95A),(95B) 及び各サブタンク(96A),(96B) の下端部にそれぞれ接続されている。これら分岐管(108a)〜(108d)のうち各メインタンク(95A),(95B)に接続されているものには、メインタンク(95A),(95B)下端からの冷媒の流出のみを許容する逆止弁(109a),(109b)が設けられている。一方、分岐管(108a)〜(108d)のうち各サブタンク(96A),(96B) に接続されているものには、各サブタンク(96A),(96B) への冷媒の流入のみを許容する逆止弁(109c),(109d)が設けられている。
【０１０１】
第２液配管(110) は、冷媒搬送手段(P) を構成するための２本の分岐管(111a),(111b)に分岐され、各々が各メインタンク(95A),(95B)の下端部に接続されている。この分岐管(111a),(111b)には、メインタンク(95A),(95B)への冷媒の流入のみを許容する逆止弁(112a),(112b)が設けられている。
【０１０２】
第３液配管(113) は、主熱交換器(3) の２次側熱交換部(6) の液側に接続されている。一方、室内熱交換器(7)のガス側から延びるガス配管(93a)は、主熱交換器(3)の２次側熱交換部(6)のガス側に接続されている。
【０１０３】
なお、本実施形態においても、１次側冷媒(R1)及び２次側冷媒(R2)は共に非共沸混合冷媒である。
【０１０４】
以上が本形態に係る空気調和装置(205)の冷媒回路の構成である。
【０１０５】
−空気調和装置(205)の運転動作−
次に、室内の冷房及び暖房運転時の冷媒(R1,R2)の循環動作について説明する。
【０１０６】
（冷房運転）
冷房運転時には、まず、１次側冷媒回路(201) では、第１四路切換弁(11)が実線側に設定され、電動膨張弁(8)が所定開度に調整される。
【０１０７】
一方、２次側冷媒回路(202)では、第２四路切換弁(30)が実線側に設定される。また、第１メインタンク(95A)の加圧電磁弁(99a)、第１サブタンク(96A) の加圧電磁弁(99c)、第２メインタンク(95B)の減圧電磁弁(104b)、及び第２サブタンク(96B)の減圧電磁弁(104d)が開口される。これに対し、第２メインタンク(95B)の加圧電磁弁(99b)、第２サブタンク(96B)の加圧電磁弁(99d) 、第１メインタンク(95A)の減圧電磁弁(104a)、及び第１サブタンク(96A)の減圧電磁弁(104c)は閉鎖される。
【０１０８】
この状態で、１次側冷媒回路(201)にあっては、図５に実線の矢印で示す如く、圧縮機(1)から吐出した高温高圧のガス冷媒(R1)は、室外熱交換器(2)を流れ、室外の空気と熱交換を行って一部が凝縮する。室外熱交換器(2) を流出した１次側冷媒(R1)は、１次側凝縮部(81)において、２次側蒸発部(90)を流れる２次側冷媒(R2)との間で熱交換を行い、下方に流通しながら凝縮する。凝縮した１次側冷媒(R1)は１次側凝縮部(81)を流出した後、電動膨張弁(8) で減圧され、低圧の二相冷媒(R1)となる。
【０１０９】
この二相冷媒(R1)は、電動膨張弁(8)から流出した後分流し、一部(R11)は配管(114)を流通して主熱交換器(3)の１次側熱交換部(4) に流入する。１次側熱交換部(4) に流入した１次側冷媒(R11) は、２次側熱交換部(6) を流れる２次側冷媒(R2)と熱交換を行い、２次側冷媒(R2)を冷却すると同時に、自らは蒸発する。この際、この１次側冷媒(R11)は、１次側熱交換部(4)を上方に向かって流れる。
【０１１０】
一方、電動膨張弁(8)を流出して分流した他の冷媒(R12)は、配管(115) を通過した後、１次側蒸発部(83)に流入する。１次側蒸発部(83)において、この１次側冷媒(R12) は、２次側凝縮部(91)を流れる２次側冷媒(R2)と熱交換を行い、２次側冷媒(R2)を冷却すると同時に、自らは蒸発する。この際、この冷媒(R12) も、１次側蒸発部(83)を上方に向かって流れる。
【０１１１】
そして、主熱交換器(3)を流出した１次側冷媒(R11)は、第１四路切換弁(11)を経た後、１次側蒸発部(83)を流出した１次側冷媒(R12)と合流して、圧縮機(1)に吸入される。その後、この冷媒(R1)は、圧縮機(1) で昇圧され、上記の循環動作を繰り返す。
【０１１２】
次に、２次側冷媒回路(202) の動作を説明する。まず、第１メインタンク(95A) 及び第１サブタンク(96A) の内圧が高圧となり、逆に、第２メインタンク(95B) 及び第２サブタンク(96B) の内圧が低圧となる状態から説明する。この状態においては、図５に破線の矢印で示すように、第１メインタンク(95A) で押し出された液冷媒(R2)が、第１液配管(107) 、第２四路切換弁(30)、液配管(93b) 、及び流量調整弁(94)を経た後、室内熱交換器(7) において室内空気との間で熱交換を行い、蒸発して室内空気を冷却する。その後、この冷媒(R2)は、ガス配管(93a) を経て主熱交換器(3) の２次側熱交換部(6) に流入する。ここで、２次側冷媒(R2)は、２次側熱交換部(6) 内で凝縮しながら、下方に向かって流れる。そして、２次側熱交換部(6)を流出後、第３液配管(113)、四路切換弁(30)、及び第２液配管(110)を経て第２メインタンク(95B)に回収される。
【０１１３】
一方、第１サブタンク(96A) は２次側蒸発部(90)と均圧されているので、図５に一点鎖線の矢印で示すように、第１サブタンク(96A) 内の液冷媒(R2)が液回収管(100) を経て２次側蒸発部(90)に供給される。この供給された液冷媒(R2)は、２次側蒸発部(90)内で蒸発しながら上方に向かって流れ、第１メインタンク(95A) 内の加圧に寄与する。更に、この際、第２サブタンク(96B) 内には、第１液配管(107)を流れている冷媒(R2)の一部が回収されている。
【０１１４】
このような動作を所定時間行った後、２次側冷媒回路(202) の電磁弁を切り換える。つまり、第１メインタンク(95A)の加圧電磁弁(99a)、第１サブタンク(96A)の加圧電磁弁(99c)、第２メインタンク(96A)の減圧電磁弁(104b) 、及び第２サブタンク(96B) の減圧電磁弁(104d)を閉鎖する。これに対し、第２メインタンク(95B)の加圧電磁弁(99b)、第２サブタンク(96B)の加圧電磁弁(99d)、第１メインタンク(95A) の減圧電磁弁(104a)、及び第１サブタンク(96A) の減圧電磁弁(104c)を開口する。
【０１１５】
これにより、第１メインタンク(95A)及び第１サブタンク(96A)の内圧が低圧となり、逆に、第２メインタンク(95B)及び第２サブタンク(96B)の内圧が高圧となる。このため、第２メインタンク(95B) から押し出された液冷媒(R2)が上記と同様に循環して第１メインタンク(95A) に回収される冷媒循環状態となり、また、第２サブタンク(96B) 内の液冷媒(R2)が２次側蒸発部(90)に供給され、第１サブタンク(96A) 内に、第１液配管(107)を流れる冷媒の一部が回収される。
【０１１６】
このような電磁弁の切換動作が繰り返されることにより、２次側冷媒回路(202) において冷媒(R2)が循環し、室内が冷房されることになる。
【０１１７】
（暖房運転）
次に、暖房運転時の動作を説明する。この暖房運転時には、まず、１次側冷媒回路(201)では、第１四路切換弁(11)が破線側に設定され、電動膨張弁(8)が所定開度に調整される。
【０１１８】
一方、２次側冷媒回路(202) では、第２四路切換弁(30)が図６に示す破線側に設定される。また、上述した冷房運転の場合と同様に、各電磁弁の切換動作が行われる。
【０１１９】
この状態で、１次側冷媒回路(201) にあっては、図６に実線の矢印で示す如く、圧縮機(1) から吐出された高温高圧のガス冷媒(R1)は、四路切換弁(12)を経た後、分流し、一部の冷媒(R11)が主熱交換器(3) の１次側熱交換部(4) に流入し、ここで２次側熱交換部(6) を流れる２次側冷媒(R2)と熱交換を行って凝縮する。この際、１次側冷媒(R11) は、１次側熱交換部(4) を下方に向かって流れる。凝縮した冷媒(R11) は、１次側熱交換部(4) を流出した後、キャピラリーチューブ(84)で減圧され、低圧の二相冷媒(R11)となる。一方、分流後の他の冷媒(R12)は、暖房ガス配管(85B) を流れ、１次側凝縮部(81)に流入し、ここで２次側蒸発部(90)を流れる２次側冷媒(R2)と熱交換を行って凝縮する。この際、１次側冷媒(R12) は、１次側凝縮部(81)内を下方に向かって流れる。凝縮した冷媒(R12) は、１次側凝縮部(81)を流出後、電動膨張弁(8)で減圧され、低圧の二相冷媒(R12)となる。電動膨張弁(8)を通過した冷媒(R12)は、キャピラリーチューブ(84)を通過した冷媒(R11)と合流し、その後、室外熱交換器(2)に流入する。この冷媒(R1)は、室外熱交換器(2) において、室外空気と熱交換し、蒸発する。そして、蒸発した冷媒(R1)は、室外熱交換器(2) を流出した後、第１四路切換弁(11)を通過し、圧縮機(1) に吸入される。その後、この冷媒(R1)は昇圧され、再び上記循環動作を繰り返す。
【０１２０】
一方、２次側冷媒回路(202) にあっては、例えば、第１メインタンク(95A) 及び第１サブタンク(96A) の内圧が高圧となり、逆に、第２メインタンク(95B) 及び第２サブタンク(96B) の内圧が低圧となる状態では、図６に破線の矢印で示すように、第１メインタンク(95A) から押し出された液冷媒(R2)が、第１液配管(107) 、第２四路切換弁(30)、及び第３液配管(113) を経て主熱交換器(3) の２次側熱交換部(6) に流入し、２次側熱交換部(6) において上方に向かって流れながら蒸発した後、ガス配管(93a) を経て、室内熱交換器(7) に流入する。ここで、室内空気と熱交換して凝縮し、その後、液配管(93b) 、第２四路切換弁(30)、第２液配管(110) を経て、第２メインタンク(95B) に回収される。また、この際にも、図６に一点鎖線の矢印で示すように、第１サブタンク(96A) 内の液冷媒(R2)が液回収管(100) を経て２次側蒸発部(90)に供給される。従って、２次側蒸発部(90)において、２次側冷媒(R2)は上方に向かって流れる。また、第２サブタンク(96B) 内には、第１液配管(107) から冷媒が回収されている。そして、上述の如く、電磁弁の切換動作が繰り返されることにより、２次側冷媒回路(202) において冷媒(R2)が循環し、室内が暖房されることになる。
【０１２１】
従って、本形態によれば、２次側冷媒回路(202) 内で発生した圧力差によって、常時、一方のメインタンクからは液冷媒(R2)が押し出され、他方のメインタンクには液冷媒(R2)が回収されることになり、結果的に２次側冷媒回路(202) で冷媒(R2)が連続して循環することになる。
【０１２２】
−空気調和装置(205)の効果−
実施形態５に係る空気調和装置(205) では、冷媒搬送手段(P) に熱駆動型の搬送装置を用いているため、大型化が可能である。また、ポンプが不要なので入力電力を低減させることができる。
【０１２３】
そして、このような熱駆動型の搬送装置を用いた場合でも、１次側冷媒(R1)及び２次側冷媒(R2)の流れを対向流とすることができるので、各熱交換器(3,81A,83A) 内で、１次側冷媒(R1)と２次側冷媒(R2)の温度差を十分に確保することができる。
【０１２４】
また、各熱交換器(3,81A,83A) の下部には液冷媒が位置し、上部にはガス冷媒が位置するように各冷媒(R1,R2)の流れを形成しているので、冷媒(R1,R2)の圧力損失を低減することができる。従って、空気調和装置(205) の能力を向上することが可能となる。
【０１２５】
空気調和装置(205)では、３つのプレート式熱交換器(3,81A,83A)を用いて、１次側冷媒(R1)と２次側冷媒(R2)とを３カ所で熱交換させている。従って、３カ所で伝熱性能が向上しているので、プレート式熱交換器を使用することによる伝熱性能の向上の効果がより顕著に発揮される。
【０１２６】
更に、各熱交換器を小型化することが可能となるので、空気調和装置(205) をコンパクトに形成することができる。
【０１２７】
−変形例−
なお、本実施形態においても、１次側冷媒(R1)又は２次側冷媒(R2)は、単一冷媒、共沸冷媒、又は疑似共沸冷媒であってもよく、互いに種類の異なる冷媒であってもよいことは勿論である。
【０１２８】
【発明の実施の形態６】
図７に示す実施形態６に係る空気調和装置(206)は、本発明に係る冷凍装置であり、２次側冷媒回路(202)を、１つのタンク手段(T) を用いて、断続的に冷媒を搬送する熱駆動型の熱搬送回路で構成したものである。
【０１２９】
本形態においても、主熱交換器(3)、加圧用熱交換器(81A)、及び減圧用熱交換器(83A)は、それぞれ実施形態５と同様のプレート式熱交換器で構成されている。以下、本形態の空気調和装置(206) の構成を説明する。なお、実施形態５と同様の部分については、説明を省略する。
【０１３０】
本形態の１次側冷媒回路(201) は、主熱交換器(3)の１次側熱交換部(4)によって２次側熱交換部(6) に対して加熱及び冷却可能となっている。具体的な構成としては、圧縮機(1) 、四路切換弁(11)、室外熱交換器(2) 、加圧用熱交換器(81A) の１次側凝縮部(81)、室外電動膨張弁(EV-A,EV-B) 、減圧用熱交換器(83A) の１次側蒸発部(83)、主熱交換器(3) の１次側熱交換部(4) が冷媒配管(216a)によって接続されている。詳しくは、１次側凝縮部(81)に接続する配管が分岐され、一方が第１室外電動膨張弁(EV-A)を介して１次側蒸発部(83)に、他方が第２室外電動膨張弁(EV-B)を介して１次側熱交換部(4) に夫々接続されている。そして、１次側蒸発部(83)のガス側が圧縮機(1) の吸込側に接続され、１次側熱交換部(4)のガス側が四路切換弁(11)を介して圧縮機(1)の吸入側と吐出側とに切換え可能に接続されている。また、室外熱交換器(2) と１次側凝縮部(81)とを接続する配管には、室外熱交換器(2) から１次側凝縮部(81)への冷媒の流通のみを許容する逆止弁(CV6) が、１次側熱交換部(4) と四路切換弁(11)とを接続する配管には、１次側熱交換部(4) から四路切換弁(11)への冷媒の流通のみを許容する逆止弁(CV7) が夫々設けられている。また、第２室外電動膨張弁(EV-B)と１次側凝縮部(81)との間には第５電磁弁(SV5) が設けられている。更に、この電磁弁(SV5) 及び１次側凝縮部(81)の間と、１次側熱交換部(4) 及び逆止弁(CV7) の間とはガス冷媒バイパス管(GBL) によって接続されている。このガス冷媒バイパス管(GBL) には、第６電磁弁(SV6) と、１次側凝縮部(81)から１次側熱交換部(4) への冷媒の流通のみを許容する逆止弁(CV8) とが設けられている。更に、逆止弁(CV7) 及び四路切換弁(11)の間と、逆止弁(CV6) 及び１次側凝縮部(81)の間とは吐出ガスバイパス管(OGL) によって接続されており、この吐出ガスバイパス管(OGL) には、１次側凝縮部(81)へ向かう吐出ガスの流通のみを許容する逆止弁(CV9) が設けられている。
【０１３１】
次に、２次側冷媒回路(202) について説明する。
【０１３２】
この２次側冷媒回路(202) は、室内熱交換器(7)と主熱交換器(3)の２次側熱交換部(6)とがガス配管(216)及び液配管(235) によって接続されている。液配管(235) と並列に設けられた液配管(207) にはタンク(T) が接続されている。また、この液配管(207) におけるタンク(T) と２次側熱交換部(6) との間には、該２次側熱交換部(6) からタンク(T) への液冷媒の流通のみを許容する第３逆止弁(CV3) が設けられている。また、この液配管(207) におけるタンク(T) と室内熱交換器(7) との間には、タンク(T) から室内熱交換器(7) への液冷媒の流通のみを許容する第４逆止弁(CV4) が設けられている。更に、液配管(217) における第４逆止弁(CV4) と室内熱交換器(7) との間には室内電動膨張弁(94)が設けられている。
【０１３３】
そして、このタンク(T) に加圧回路(250) 及び減圧回路(260) が接続されている。先ず、加圧回路(250) について説明する。この加圧回路(250) は加圧用熱交換器(81A) の２次側蒸発部(90)を備えている。この２次側蒸発部(90)はタンク(T) の設置位置よりも低い位置に設置されている。そして、この２次側蒸発部(90)は、ガス供給管(252) によってタンク(T) の上部に、液供給管(253) によってタンク(T)の下部に夫々接続されている。ガス供給管(252)には、タンク(T) 内に高圧を作用させる際に開放する第１電磁弁(SV1) が設けられている。一方、液回収管(253) には、タンク(T) から２次側蒸発部(90)への冷媒の流通のみを許容する逆止弁が設けられている。
【０１３４】
次に、減圧回路(260)について説明する。この減圧回路(260)は減圧用熱交換器(83A) の２次側凝縮部(91)を備えている。この２次側凝縮部(91)はタンク(T) の設置位置よりも高い位置に設置されている。そして、この２次側凝縮部(91)は、ガス回収管(262)によりタンク(T) の上部に、また、液供給管(263)によりタンク(T)の下部に夫々接続されている。ガス回収管(262)には、タンク(T) 内に低圧を作用させる際に開放する第２電磁弁(SV2) が設けられている。一方、液供給管(263) には、２次側凝縮部(91)からタンク(T) への冷媒の流通のみを許容する逆止弁が設けられている。
【０１３５】
液配管(217)における第４逆止弁(CV4) と室内熱交換器(7)との間には、室内の冷房運転時に開放され暖房運転時に閉鎖される第７電磁弁(SV7) が、液配管(217) における第３逆止弁(CV3) と２次側熱交換部(6) との間には、室内の冷房運転時に開放され暖房運転時に閉鎖される第８電磁弁(SV8) が夫々設けられている。
【０１３６】
また、液配管(217) における第７電磁弁(SV7) と室内熱交換器(3) との間及び液配管(217) における第３逆止弁(CV3) と第８電磁弁(SV8) との間には回収側暖房液配管(234)が架設されており、この回収側暖房液配管(234)には暖房運転時に開放され冷房運転時に閉鎖される第９電磁弁(SV9) が設けられている。更に、液配管(217) における第４逆止弁(CV4) と第７電磁弁(SV7) との間及び液配管(217) における第８電磁弁(SV8) と２次側熱交換部(6) との間には供給側暖房液配管(235)、つまり液配管(235) が架設されており、この供給側暖房液配管(235)には暖房運転時に開放され冷房運転時に閉鎖される第１０電磁弁(SV10)が設けられている。
【０１３７】
−空気調和装置(206)の動作−
以下、室内の冷房及び暖房運転時について説明する。冷房運転時には、先ず、１次側冷媒回路(201) では、四路切換弁(1) が実線側に切換えられ、第５電磁弁(SV5) が開放され、また第６電磁弁(SV6) が閉鎖される。一方、２次側冷媒回路(202) では、第７電磁弁(SV7) 及び第８電磁弁(SV8) が開放され、第９電磁弁(SV9) 及び第１０電磁弁(SV10)が閉塞される。この状態で、１次側冷媒回路(201) にあっては、実線の矢印で示す如く、圧縮機(1) から吐出された高温高圧のガス冷媒が、室外熱交換器(2) 及び１次側凝縮部(81)において凝縮する。その後、この冷媒は、１次側蒸発部(83)及び１次側熱交換部(4) に分流され、各室外電動膨張弁(EV-A,EV-B) において減圧された後、１次側蒸発部(83)においては２次側凝縮部(91)の冷媒との間で熱交換を行い、１次側熱交換部(4) においては２次側熱交換部(6) の冷媒との間で熱交換を行って蒸発する。そして、これら蒸発した冷媒は圧縮機(1)に吸入されるといった循環動作を繰り返す。
【０１３８】
次に、２次側冷媒回路(202)の動作について説明する。
【０１３９】
２次側冷媒回路(202) にあっては、上述した熱交換動作によって、２次側蒸発部(90)では冷媒の蒸発動作が、２次側凝縮部(91)では冷媒の凝縮動作が夫々行われている。つまり、２次側蒸発部(90)では高圧が、２次側凝縮部(91)では低圧が夫々発生している。
【０１４０】
この状態において、先ず、第１電磁弁(SV1) を開放すると共に第２電磁弁(SV2) を閉鎖する。これにより、２次側蒸発部(90)内で発生している高圧がガス供給管(252) によってタンク(T) 内に作用する。これにより、該タンク(T) 内の液冷媒の液面が押し下げられ、該液冷媒が液配管(217) に押し出される。そして、この押し出された液冷媒は、液配管(217) を室内熱交換器(7) に向って流れ、室内電動膨張弁(94)によって減圧された後、室内熱交換器(7) において室内空気との間で熱交換を行い、蒸発して室内空気を冷却する。そして、この蒸発したガス冷媒は、ガス配管(216) を介して２次側熱交換部(6) に導入され、１次側熱交換部(4)の冷媒との間で熱交換を行って凝縮する。
【０１４１】
このような動作の後、第１電磁弁(SV1) を閉鎖すると共に第２電磁弁(SV2) を開放する。これにより、２次側凝縮部(91)内で発生している低圧がガス回収管(262) によってタンク(T) 内に作用する。また、２次側凝縮部(91)の凝縮温度は２次側熱交換部(6) の凝縮温度よりも低く設定されるので、この２次側凝縮部(91)の内圧が２次側熱交換部(6) の内圧よりも低く設定されている。これにより、タンク(T) の内圧が２次側熱交換部(6)の内圧よりも低くなり、２次側熱交換部(6)の液冷媒がタンク(T) 内に回収される。また、この際、タンク(T) 内上層部分のガス冷媒が２次側凝縮部(91)に吸引された後、凝縮して液冷媒となり、液供給管(263) によってタンク(T) 内に回収される。また、この状態から上述した加圧回路(250)による加圧動作に移ると、加圧回路(250)全体が均圧されることによってタンク(T) 内の液冷媒の一部は２次側蒸発部(90)に回収され、高圧発生用の冷媒として利用されることになる。
【０１４２】
以上のような加圧回路(250)による加圧動作と減圧回路(260)による減圧動作とが交互に繰り返されることにより、加圧動作時にはタンク(T) から液冷媒が押し出され、減圧動作時にはタンク(T) に液冷媒が回収されることになって２次側冷媒回路(202) において冷媒が循環され、室内が冷房されることになる。
【０１４３】
次に、室内の暖房運転時について説明する。この暖房運転時には、先ず、１次側冷媒回路(201) では、四路切換弁(1) が破線側に切換えられ、第６電磁弁(SV6) が開放され、また第５電磁弁(SV5) が閉鎖される。一方、２次側冷媒回路(202) では、第７電磁弁(SV7) 及び第８電磁弁(SV8) が閉鎖され、第９電磁弁(SV9) 及び第１０電磁弁(SV10)が開放される。この状態で、１次側冷媒回路(201) にあっては、図２８に破線の矢印で示す如く、圧縮機(1) から吐出された高温高圧のガス冷媒が、１次側凝縮部(81)において２次側蒸発部(90)の冷媒との間で熱交換を行って顕熱変化する。その後、このガス冷媒は、ガス冷媒バイパス管(GBL) を経て１次側熱交換部(4) に導入し、ここで２次側熱交換部(6) の冷媒との間で熱交換を行って凝縮する。そして、この凝縮した液冷媒は、一部が室外熱交換器(2)で蒸発し、四路切換弁(11)を経て圧縮機(1)に導入され、他が第１室外電動膨張弁(EV-A)において減圧された後、１次側蒸発部(83)において２次側凝縮部(91)の冷媒との間で熱交換を行って蒸発し、圧縮機(1) に吸入されるといった循環動作を繰り返す。
【０１４４】
一方、２次側冷媒回路(202) にあっては、上述と同様にして、タンク(T) に対する加圧動作及び減圧動作が繰り返される。つまり、加圧動作によって、タンク(T) から押し出された液冷媒は、波線の矢印で示すように、供給側暖房液配管(235) を経て２次側熱交換部(6) に導入して蒸発し、その後、室内熱交換器(3) において室内空気との間で熱交換を行い、凝縮して室内空気を加温する。そして、減圧動作によって、この凝縮した液冷媒が回収側暖房液配管(234) を経てタンク(T) 内に回収される。このような加圧、減圧が繰り返されることにより、２次側冷媒回路(202) では冷媒が循環され、室内が暖房されることになる。
【０１４５】
−空気調和装置(206)の効果−
以上のように、本形態の空気調和装置(206)においても、主熱交換器(3)、加圧用熱交換器(81A)、及び減圧用熱交換器(83A)は、いずれも、１次側冷媒(R1)と２次側冷媒(R2)とが対向流となるようなプレート式熱交換器で構成されている。
【０１４６】
従って、空気調和装置(206) の性能が向上すると共に、小型化が可能となる。また、冷媒の圧力損失が低減するなど、実施形態５と同様の効果が得られる。
【０１４７】
−変形例−
なお、本実施形態においても、１次側冷媒(R1)又は２次側冷媒(R2)は、単一冷媒、共沸冷媒、又は疑似共沸冷媒であってもよく、互いに種類の異なる冷媒であってもよいことは勿論である。
【０１４８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、以下のような効果が発揮される。
【０１４９】
請求項１又は２に記載の発明によれば、１次側冷媒と２次側冷媒との熱交換を、伝熱性能に優れるプレート式熱交換器を用いて行っているので、熱源側熱交換器で吸収した温熱又は冷熱を、利用側熱交換器において効率よく供給することができる。また、コンパクトであるプレート式熱交換器を用いることにより、冷凍装置全体の小型化が可能になる。
【０１５０】
請求項１又は２に記載の発明によれば、ポンプ等の機械的な搬送手段を用いることなく２次側冷媒の搬送を行うことができる。熱交換器内の冷媒の圧力損失が小さいので、２次側冷媒を円滑に循環することが可能となる。また、主熱交換器、加圧用熱交換器及び減圧用熱交換器のいずれにおいても、１次側冷媒及び２次側冷媒は対向流となるので、それらの温度差を大きく確保することができる。そのため、上記各熱交換器において、大きな熱交換量を得ることができる。
【０１５１】
請求項３に記載の発明によれば、各熱交換部における１次側冷媒及び２次側冷媒の流れは、ガス冷媒が上部に位置し、液冷媒が下部に位置する流れとなる。そのため、熱交換器内での冷媒の圧力損失を低減することができる。
【０１５２】
請求項４に記載の発明によれば、主熱交換器内において、１次側冷媒及び２次側冷媒は相変化により温度が変化するが、この場合でも両冷媒の温度差を大きく確保することができる。従って、主熱交換器における熱交換量を大きくすることができ、冷凍装置の能力を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施形態３に係る空気調和装置の冷媒回路図である。
【図２】  プレート式熱交換器の分解斜視図である。
【図３】  実施形態４に係る空気調和装置の冷媒回路図である。
【図４】  実施形態５に係る空気調和装置の冷媒回路図である。
【図５】  冷房運転時における図４相当図である。
【図６】  暖房運転時における図４相当図である。
【図７】  実施形態６に係る空気調和装置の冷媒回路図である。
【図８】  実施形態１に係る空気調和装置の回路図である。
【図９】  主熱交換器内の温度分布を表す図であり、（ａ）は従来の主熱交換器を、（ｂ）は実施形態１に係る主熱交換器を表す。
【符号の説明】
(1)    圧縮機
(2)    熱源側熱交換器
(3)    プレート式熱交換器
(4)    １次側熱交換部
(5)    ポンプ
(6)    ２次側熱交換部
(7)    利用側熱交換器
(8)    膨張弁
(201)  １次側冷媒回路
(202)  ２次側冷媒回路
(R1)   １次側冷媒
(R2)   ２次側冷媒
【図１】
0003858354.tif 000002
【図２】
0003858354.tif 000003
【図３】
0003858354.tif 000004
【図４】
0003858354.tif 000005
【図５】
0003858354.tif 000006
【図６】
0003858354.tif 000007
【図７】
0003858354.tif 000008
【図８】
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【図９】
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