JP2002168536A - 空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 系内を循環する冷媒量を調整して冷房負荷に
見合った最適なバランス点での運転を可能にする空気調
和装置を提供する。 【解決手段】 冷媒を圧縮する圧縮機１と、圧縮された
冷媒を凝縮させるガスクーラ２と、凝縮した冷媒を減圧
する第１、第２の制御弁３，４と、減圧された冷媒を蒸
発させるエバポレータ５とを備え、冷媒として二酸化炭
素を使用して冷凍サイクルを構成する空気調和装置にお
いて、直列に配置された第１、第２の制御弁３，４の間
に、冷媒の液相成分を一時的に貯留する液溜め容器８を
設置するとともに、第２の制御弁４を経た冷媒管６ａを
液溜め容器８の内部に通し、液溜め容器８内部の中間圧
の冷媒ガスを冷却して凝縮させ、中間圧の飽和温度と蒸
発温度の温度差で容器内の液冷媒量を調整する。
見合った最適なバランス点での運転を可能にする空気調
和装置を提供する。 【解決手段】 冷媒を圧縮する圧縮機１と、圧縮された
冷媒を凝縮させるガスクーラ２と、凝縮した冷媒を減圧
する第１、第２の制御弁３，４と、減圧された冷媒を蒸
発させるエバポレータ５とを備え、冷媒として二酸化炭
素を使用して冷凍サイクルを構成する空気調和装置にお
いて、直列に配置された第１、第２の制御弁３，４の間
に、冷媒の液相成分を一時的に貯留する液溜め容器８を
設置するとともに、第２の制御弁４を経た冷媒管６ａを
液溜め容器８の内部に通し、液溜め容器８内部の中間圧
の冷媒ガスを冷却して凝縮させ、中間圧の飽和温度と蒸
発温度の温度差で容器内の液冷媒量を調整する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フロン冷媒に代え
て二酸化炭素を冷媒として使用する空気調和装置に関す
る。
て二酸化炭素を冷媒として使用する空気調和装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球環境の保全に対する関心が高
まっているが、空気調和装置の冷媒として使用されるＲ
１３４ａ等のフロン冷媒は、地球温暖化を助長すること
が懸念されている。このため、このようなフロン冷媒に
代わる物質として、元来自然界に存在する物質、いわゆ
る自然冷媒を用いた空気調和装置の研究が行われてい
る。
まっているが、空気調和装置の冷媒として使用されるＲ
１３４ａ等のフロン冷媒は、地球温暖化を助長すること
が懸念されている。このため、このようなフロン冷媒に
代わる物質として、元来自然界に存在する物質、いわゆ
る自然冷媒を用いた空気調和装置の研究が行われてい
る。
【０００３】このような代替フロンの候補として、二酸
化炭素（以下、ＣＯ２と表記）が注目されている。ＣＯ
２は、地球温暖化への影響がフロンよりもはるかに小さ
いだけでなく、可燃性がないうえ、基本的には人体に無
害である点が高く評価されている。
化炭素（以下、ＣＯ２と表記）が注目されている。ＣＯ
２は、地球温暖化への影響がフロンよりもはるかに小さ
いだけでなく、可燃性がないうえ、基本的には人体に無
害である点が高く評価されている。
【０００４】このような背景から、二酸化炭素を使用し
た蒸気圧縮式冷凍サイクル（以下、ＣＯ２冷凍サイクル
と表記）が提案されている。このＣＯ２冷凍サイクルの
作動は、フロンを使用した従来の蒸気圧縮式冷凍サイク
ルと同様である。すなわち、図２のモリエル線図（圧力
−エンタルピ線図）に示すように、低温低圧のＣＯ２
（気相状態）を圧縮機により圧縮し（Ａ−Ｂ）、高温高
圧の超臨界状態とする。次に高温高圧のＣＯ２（気相状
態）を凝縮器にて冷却する（Ｂ−Ｃ）。次に高温高圧の
ＣＯ２（超臨界状態）を減圧器によって減圧し（Ｃ−
Ｄ）、低温低圧の気液二相状態とする。次に低温低圧の
ＣＯ２（気液二相状態）ＣＯ２を蒸発器にて蒸発させ
（Ｄ−Ａ）、その際に生じる蒸発潜熱を空気等の外部流
体から奪って外部流体を冷却する。
た蒸気圧縮式冷凍サイクル（以下、ＣＯ２冷凍サイクル
と表記）が提案されている。このＣＯ２冷凍サイクルの
作動は、フロンを使用した従来の蒸気圧縮式冷凍サイク
ルと同様である。すなわち、図２のモリエル線図（圧力
−エンタルピ線図）に示すように、低温低圧のＣＯ２
（気相状態）を圧縮機により圧縮し（Ａ−Ｂ）、高温高
圧の超臨界状態とする。次に高温高圧のＣＯ２（気相状
態）を凝縮器にて冷却する（Ｂ−Ｃ）。次に高温高圧の
ＣＯ２（超臨界状態）を減圧器によって減圧し（Ｃ−
Ｄ）、低温低圧の気液二相状態とする。次に低温低圧の
ＣＯ２（気液二相状態）ＣＯ２を蒸発器にて蒸発させ
（Ｄ−Ａ）、その際に生じる蒸発潜熱を空気等の外部流
体から奪って外部流体を冷却する。
【０００５】しかしながら、ＣＯ２の臨界温度は約３１
℃とフロンに比べて低いので、夏場のように外気温が高
いときには、凝縮器側でのＣＯ２の温度がＣＯ２の臨界
点温度よりも高くなってしまう。つまり、凝縮器出口側
においてＣＯ２は凝縮しない（線分ＢＣが飽和液線ＳＬ
と交差しない）。
℃とフロンに比べて低いので、夏場のように外気温が高
いときには、凝縮器側でのＣＯ２の温度がＣＯ２の臨界
点温度よりも高くなってしまう。つまり、凝縮器出口側
においてＣＯ２は凝縮しない（線分ＢＣが飽和液線ＳＬ
と交差しない）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のような超臨界圧
下の冷凍サイクルにおいては、冷媒が高圧値を示すいわ
ゆる高圧側（凝縮器と膨張弁との間）では冷媒が凝縮し
ないために高圧側にはレシーバ（気液分離器）を設置し
ても意味をなさない。そこで、冷媒が低圧値を示すいわ
ゆる低圧側（蒸発器と圧縮機との間）にレシーバを設置
してエンタルピの変化量を増大させる等の提案がなされ
ている。
下の冷凍サイクルにおいては、冷媒が高圧値を示すいわ
ゆる高圧側（凝縮器と膨張弁との間）では冷媒が凝縮し
ないために高圧側にはレシーバ（気液分離器）を設置し
ても意味をなさない。そこで、冷媒が低圧値を示すいわ
ゆる低圧側（蒸発器と圧縮機との間）にレシーバを設置
してエンタルピの変化量を増大させる等の提案がなされ
ている。
【０００７】しかしながら、上記の場合は蒸発器側の冷
媒の状態が外気温や室内の設定条件等に影響されて成り
行きで決定してしまい、安定した運転が行えないという
問題がある。
媒の状態が外気温や室内の設定条件等に影響されて成り
行きで決定してしまい、安定した運転が行えないという
問題がある。
【０００８】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、ＣＯ２冷凍サイクルの系内を循環する冷媒量を
調整して冷房負荷に見合った最適なバランス点での運転
を可能にする空気調和装置を提供することを目的として
いる。
であり、ＣＯ２冷凍サイクルの系内を循環する冷媒量を
調整して冷房負荷に見合った最適なバランス点での運転
を可能にする空気調和装置を提供することを目的として
いる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段として、次のような構成の空気調和装置を採用
する。すなわち本発明に係る請求項１記載の空気調和装
置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、該圧縮機により圧縮さ
れた前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、該凝縮器において
凝縮した前記冷媒を減圧する第１、第２の減圧手段と、
該第１、第２の減圧手段により減圧された前記冷媒を蒸
発させる蒸発器とを備え、前記冷媒として二酸化炭素を
使用して冷凍サイクルを構成する空気調和装置であっ
て、直列に配置された前記第１、第２の減圧手段の間の
冷媒管に液溜め容器を設置し、該液溜め容器の下部と前
記冷媒管とを連結管にて接続し、前記第２の減圧手段と
前記蒸発器との間の冷媒管の一部を前記液溜め容器の内
部に通し、前記液溜め容器内部の冷媒の気相成分を、前
記第２の減圧手段により減圧された冷媒によって冷却
し、液相に変化させて貯留することを特徴とする。
めの手段として、次のような構成の空気調和装置を採用
する。すなわち本発明に係る請求項１記載の空気調和装
置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、該圧縮機により圧縮さ
れた前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、該凝縮器において
凝縮した前記冷媒を減圧する第１、第２の減圧手段と、
該第１、第２の減圧手段により減圧された前記冷媒を蒸
発させる蒸発器とを備え、前記冷媒として二酸化炭素を
使用して冷凍サイクルを構成する空気調和装置であっ
て、直列に配置された前記第１、第２の減圧手段の間の
冷媒管に液溜め容器を設置し、該液溜め容器の下部と前
記冷媒管とを連結管にて接続し、前記第２の減圧手段と
前記蒸発器との間の冷媒管の一部を前記液溜め容器の内
部に通し、前記液溜め容器内部の冷媒の気相成分を、前
記第２の減圧手段により減圧された冷媒によって冷却
し、液相に変化させて貯留することを特徴とする。
【００１０】請求項２記載の空気調和装置は、請求項１
記載の空気調和装置において、前記凝縮器側に位置する
前記第１の減圧手段を開度調整が可能な制御弁とし、そ
の弁開度を、前記凝縮器を経た後の冷媒温度に基づいて
制御することを特徴とする。
記載の空気調和装置において、前記凝縮器側に位置する
前記第１の減圧手段を開度調整が可能な制御弁とし、そ
の弁開度を、前記凝縮器を経た後の冷媒温度に基づいて
制御することを特徴とする。
【００１１】請求項３記載の空気調和装置は、請求項１
または２記載の空気調和装置において、前記蒸発器側に
位置する前記第２の減圧手段を開度調整が可能な制御弁
とし、その弁開度を、前記蒸発器を経た後の冷媒温度に
基づいて制御することを特徴とする。
または２記載の空気調和装置において、前記蒸発器側に
位置する前記第２の減圧手段を開度調整が可能な制御弁
とし、その弁開度を、前記蒸発器を経た後の冷媒温度に
基づいて制御することを特徴とする。
【００１２】本発明に係る空気調和装置においては、液
溜め容器の内部に流入した冷媒が、第２の減圧手段を経
てさらに温度を下げた冷媒によって冷却され、凝縮す
る。これにより、液溜め容器の内部に飽和液の状態で冷
媒がストックされる。ストックされる冷媒の量は第１、
第２の減圧手段の間の冷媒圧力（中間圧）飽和温度と、
第２の減圧手段を経た冷媒圧力（蒸発器入口圧力）飽和
温度との差が大きいほど多くなる。
溜め容器の内部に流入した冷媒が、第２の減圧手段を経
てさらに温度を下げた冷媒によって冷却され、凝縮す
る。これにより、液溜め容器の内部に飽和液の状態で冷
媒がストックされる。ストックされる冷媒の量は第１、
第２の減圧手段の間の冷媒圧力（中間圧）飽和温度と、
第２の減圧手段を経た冷媒圧力（蒸発器入口圧力）飽和
温度との差が大きいほど多くなる。
【００１３】高圧側の冷媒圧力が低下し、これを目標値
にまで高めるために第１の減圧手段の絞り量（弁開度）
が絞られると、液溜め容器が設置された第１、第２の減
圧手段間の冷媒圧力（中間圧）が低下し、液溜め容器に
溜まった気相状態の冷媒との圧力バランスを保つために
該液溜め容器から液相状態の冷媒が押し出される。これ
により、系内の冷媒量が増加して高圧側の冷媒圧力が高
まる。
にまで高めるために第１の減圧手段の絞り量（弁開度）
が絞られると、液溜め容器が設置された第１、第２の減
圧手段間の冷媒圧力（中間圧）が低下し、液溜め容器に
溜まった気相状態の冷媒との圧力バランスを保つために
該液溜め容器から液相状態の冷媒が押し出される。これ
により、系内の冷媒量が増加して高圧側の冷媒圧力が高
まる。
【００１４】高圧側の冷媒圧力が上昇し、これを目標値
にまで低下させるために第１の減圧手段の絞り量が拡大
されると、中間圧が上昇し、液溜め容器に溜まった気相
状態の冷媒との圧力バランスを保つために液溜め容器に
液相状態の冷媒が吸い込まれる。これにより、系内の冷
媒量が減少して高圧側の冷媒圧力が低下する。
にまで低下させるために第１の減圧手段の絞り量が拡大
されると、中間圧が上昇し、液溜め容器に溜まった気相
状態の冷媒との圧力バランスを保つために液溜め容器に
液相状態の冷媒が吸い込まれる。これにより、系内の冷
媒量が減少して高圧側の冷媒圧力が低下する。
【００１５】一方、蒸発器を経た後の冷媒の過熱度が高
まり、これを目標値に近づけるために第２の減圧手段の
絞り量が拡大されると、中間圧が低下し、液溜め容器に
溜まった気相状態の冷媒との圧力バランスを保つために
液溜め容器から液相状態の冷媒が押し出される。これに
より、系内の冷媒量が増加して高圧側の冷媒圧力が高ま
る。
まり、これを目標値に近づけるために第２の減圧手段の
絞り量が拡大されると、中間圧が低下し、液溜め容器に
溜まった気相状態の冷媒との圧力バランスを保つために
液溜め容器から液相状態の冷媒が押し出される。これに
より、系内の冷媒量が増加して高圧側の冷媒圧力が高ま
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明に係る空気調和装置の実施
の形態を図１に示して説明する。図１には、フロンの代
替物としてのＣＯ２を冷媒として冷凍サイクルを構成す
る空気調和装置の主な構成を示す。図に示す空気調和装
置は、例えば自動車のエアコンに適用されるものであ
り、符号１は冷媒を圧縮する圧縮機、２は圧縮された冷
媒を凝縮させるガスクーラ（凝縮器）、３，４は凝縮し
た冷媒を減圧する第１、第２の制御弁（減圧手段）、５
は減圧された冷媒を蒸発させるエバポレータ（蒸発器）
である。これらは配管６によって閉じた冷媒循環系を構
成している。
の形態を図１に示して説明する。図１には、フロンの代
替物としてのＣＯ２を冷媒として冷凍サイクルを構成す
る空気調和装置の主な構成を示す。図に示す空気調和装
置は、例えば自動車のエアコンに適用されるものであ
り、符号１は冷媒を圧縮する圧縮機、２は圧縮された冷
媒を凝縮させるガスクーラ（凝縮器）、３，４は凝縮し
た冷媒を減圧する第１、第２の制御弁（減圧手段）、５
は減圧された冷媒を蒸発させるエバポレータ（蒸発器）
である。これらは配管６によって閉じた冷媒循環系を構
成している。
【００１７】圧縮機１は、駆動源（例えば自動車に搭載
されたエンジン）から駆動力を得て駆動する。ガスクー
ラ２は、圧縮機１によって圧縮された冷媒を外気と熱交
換させて冷却し、凝縮させる。第１、第２の膨張弁３，
４は、ガスクーラ２において凝縮した冷媒を膨張させ、
減圧する。エバポレータ５は、第１、第２の膨張弁３，
４によって減圧された冷媒を車内の空気と熱交換させて
蒸発させ、冷媒が気化する際の気化潜熱によって車内の
空気を冷却する。
されたエンジン）から駆動力を得て駆動する。ガスクー
ラ２は、圧縮機１によって圧縮された冷媒を外気と熱交
換させて冷却し、凝縮させる。第１、第２の膨張弁３，
４は、ガスクーラ２において凝縮した冷媒を膨張させ、
減圧する。エバポレータ５は、第１、第２の膨張弁３，
４によって減圧された冷媒を車内の空気と熱交換させて
蒸発させ、冷媒が気化する際の気化潜熱によって車内の
空気を冷却する。
【００１８】ガスクーラ２と第１の制御弁３の間には、
インタークーラ７が設置されている。インタークーラ７
は、エバポレータ５で蒸発した後の低温の冷媒で、ガス
クーラ２で冷却された高温高圧の冷媒（超臨界状態）を
さらに冷却することで、冷房能力を増加させるものであ
る。
インタークーラ７が設置されている。インタークーラ７
は、エバポレータ５で蒸発した後の低温の冷媒で、ガス
クーラ２で冷却された高温高圧の冷媒（超臨界状態）を
さらに冷却することで、冷房能力を増加させるものであ
る。
【００１９】第１、第２の制御弁３，４の間には、系内
を循環する冷媒を一時的に貯留する液溜め容器８が設置
されている。液溜め容器８の下部は、第１、第２の制御
弁３，４の間の冷媒管６と連結管８ａにて接続されてい
る。また、液溜め容器８内部の冷媒を冷却するため、第
２の制御弁４とエバポレータ５との間の冷媒管６ａの一
部が、液溜め容器８の内部に通されている。液溜め容器
８は、第１の制御弁３において膨張、減圧された冷媒に
含まれる気相成分を捕らえ、液相成分をエバポレータ５
に送り出すレシーバとしての機能も有している。
を循環する冷媒を一時的に貯留する液溜め容器８が設置
されている。液溜め容器８の下部は、第１、第２の制御
弁３，４の間の冷媒管６と連結管８ａにて接続されてい
る。また、液溜め容器８内部の冷媒を冷却するため、第
２の制御弁４とエバポレータ５との間の冷媒管６ａの一
部が、液溜め容器８の内部に通されている。液溜め容器
８は、第１の制御弁３において膨張、減圧された冷媒に
含まれる気相成分を捕らえ、液相成分をエバポレータ５
に送り出すレシーバとしての機能も有している。
【００２０】高圧ガスクーラ２とインタークーラ７との
間には、ＣＯ２冷凍サイクルにおける高圧側の冷媒温度
を検出する温度センサ９が設置されている。第１の制御
弁３は、温度センサ９によって検出された冷媒温度に基
づいて高圧側の冷媒圧力を目標値に近づけるように弁開
度を制御される。
間には、ＣＯ２冷凍サイクルにおける高圧側の冷媒温度
を検出する温度センサ９が設置されている。第１の制御
弁３は、温度センサ９によって検出された冷媒温度に基
づいて高圧側の冷媒圧力を目標値に近づけるように弁開
度を制御される。
【００２１】エバポレータ５とインタークーラ７との間
には、ＣＯ２冷凍サイクルにおける低圧側の冷媒温度を
検出する温度センサ１０が設置されている。第２の制御
弁４は、温度センサ１０によって検出された冷媒温度に
基づいて低圧側の冷媒の過熱度を目標値に近づけるよう
に弁開度を制御される。
には、ＣＯ２冷凍サイクルにおける低圧側の冷媒温度を
検出する温度センサ１０が設置されている。第２の制御
弁４は、温度センサ１０によって検出された冷媒温度に
基づいて低圧側の冷媒の過熱度を目標値に近づけるよう
に弁開度を制御される。
【００２２】第２の制御弁４とエバポレータ５との間の
配管６ａは、一旦液溜め容器８の内部に導かれ、管の表
面を容器内部の冷媒に晒した後、容器の外に出てエバポ
レータ５に接続されている。液溜め容器８内部の空間と
配管６ａの内側とは完全に仕切られており、この間で冷
媒の出入りは起こらないようになっている。
配管６ａは、一旦液溜め容器８の内部に導かれ、管の表
面を容器内部の冷媒に晒した後、容器の外に出てエバポ
レータ５に接続されている。液溜め容器８内部の空間と
配管６ａの内側とは完全に仕切られており、この間で冷
媒の出入りは起こらないようになっている。
【００２３】上記のように構成された空気調和装置にお
いては、ＣＯ２冷凍サイクルにおいて高圧側の冷媒圧力
が低下した場合、これを目標値にまで高めるために第１
の制御弁３の弁開度が絞られる。このとき液溜め容器８
の内部において起こる現象を図３をもとに説明する。図
において、Ｐ０は第１の制御弁３で減圧される前の冷媒
圧力（高圧）、Ｐ１は第１の制御弁３で減圧されて第２
の制御弁４で減圧される前の冷媒圧力（中間圧）、Ｐ２
は第２の制御弁４で減圧された後の冷媒圧力（蒸発
圧）、Ｔ１は中間圧を示す冷媒の温度、Ｔ２は第２の制
御弁４で蒸発圧を示す冷媒の温度である。また、Ｇは液
溜め容器８内部のガス層を示す。
いては、ＣＯ２冷凍サイクルにおいて高圧側の冷媒圧力
が低下した場合、これを目標値にまで高めるために第１
の制御弁３の弁開度が絞られる。このとき液溜め容器８
の内部において起こる現象を図３をもとに説明する。図
において、Ｐ０は第１の制御弁３で減圧される前の冷媒
圧力（高圧）、Ｐ１は第１の制御弁３で減圧されて第２
の制御弁４で減圧される前の冷媒圧力（中間圧）、Ｐ２
は第２の制御弁４で減圧された後の冷媒圧力（蒸発
圧）、Ｔ１は中間圧を示す冷媒の温度、Ｔ２は第２の制
御弁４で蒸発圧を示す冷媒の温度である。また、Ｇは液
溜め容器８内部のガス層を示す。
【００２４】第１の制御弁３の弁開度が絞られると、第
１、第２の制御弁３，４間の冷媒圧力（中間圧）Ｐ１が
低下し、液溜め容器８内部の飽和温度Ｔ１が下がるた
め、冷媒管６ａとの温度差（Ｔ１−Ｔ２）が小さくな
り、液溜め容器８内部に溜まった気相状態の冷媒との熱
交換が進み難くなって冷媒が凝縮しなくなる。このた
め、液溜め容器８内部のガス圧が冷媒圧力Ｐ１にバラン
スするように液溜め容器８から冷媒液が押し出される
（図３(ａ)参照）。これにより、系内の冷媒量が増加し
て高圧側の冷媒圧力が高まる。
１、第２の制御弁３，４間の冷媒圧力（中間圧）Ｐ１が
低下し、液溜め容器８内部の飽和温度Ｔ１が下がるた
め、冷媒管６ａとの温度差（Ｔ１−Ｔ２）が小さくな
り、液溜め容器８内部に溜まった気相状態の冷媒との熱
交換が進み難くなって冷媒が凝縮しなくなる。このた
め、液溜め容器８内部のガス圧が冷媒圧力Ｐ１にバラン
スするように液溜め容器８から冷媒液が押し出される
（図３(ａ)参照）。これにより、系内の冷媒量が増加し
て高圧側の冷媒圧力が高まる。
【００２５】高圧側の冷媒圧力が上昇した場合は、これ
を目標値にまで低下させるために第１の制御弁３の弁開
度が開かれる。第１の制御弁３の弁開度が開かれると、
中間圧Ｐ１が上昇し、液溜め容器８内部の飽和温度Ｔ１
が上がるため、冷媒管６ａとの温度差（Ｔ１−Ｔ２）が
大きくなり、液溜め容器８内部に溜まった気相状態の冷
媒との熱交換が進み易くなって冷媒が凝縮する。このた
め、液溜め容器８内部の液量が増加するとともに、液溜
め容器８内部のガス圧が冷媒圧力Ｐ１にバランスすると
ころまで液溜め容器８に冷媒が吸い込まれる（図３(ｂ)
参照）。これにより、系内の冷媒量が減少して高圧側の
冷媒圧力が低下する。
を目標値にまで低下させるために第１の制御弁３の弁開
度が開かれる。第１の制御弁３の弁開度が開かれると、
中間圧Ｐ１が上昇し、液溜め容器８内部の飽和温度Ｔ１
が上がるため、冷媒管６ａとの温度差（Ｔ１−Ｔ２）が
大きくなり、液溜め容器８内部に溜まった気相状態の冷
媒との熱交換が進み易くなって冷媒が凝縮する。このた
め、液溜め容器８内部の液量が増加するとともに、液溜
め容器８内部のガス圧が冷媒圧力Ｐ１にバランスすると
ころまで液溜め容器８に冷媒が吸い込まれる（図３(ｂ)
参照）。これにより、系内の冷媒量が減少して高圧側の
冷媒圧力が低下する。
【００２６】一方、第２の制御弁４では、エバポレータ
５を出た後の冷媒の過熱度を温度センサ１０からの情報
をもとに検知し、過熱度が大きい場合は液冷媒の量が不
足するためで、これを目標値（＝０）に近づけるために
第２の制御弁４の弁開度が開かれる。第２の制御弁４の
弁開度が開かれると、冷媒圧力Ｐ１が低下し、液溜め容
器８内部の飽和温度Ｔ１が下がるため、冷媒管６ａとの
温度差（Ｔ１−Ｔ２）が小さくなり、液溜め容器８内部
に溜まった気相状態の冷媒との熱交換が進み難くなって
冷媒が凝縮しなくなる。このため、液溜め容器８内部の
ガス圧が冷媒圧力Ｐ１にバランスするように液溜め容器
８から冷媒液が押し出される（図３(ａ)に同じ）。これ
により、エバポレータ５に入る液冷媒の量が増加して過
熱度は小さくなる。
５を出た後の冷媒の過熱度を温度センサ１０からの情報
をもとに検知し、過熱度が大きい場合は液冷媒の量が不
足するためで、これを目標値（＝０）に近づけるために
第２の制御弁４の弁開度が開かれる。第２の制御弁４の
弁開度が開かれると、冷媒圧力Ｐ１が低下し、液溜め容
器８内部の飽和温度Ｔ１が下がるため、冷媒管６ａとの
温度差（Ｔ１−Ｔ２）が小さくなり、液溜め容器８内部
に溜まった気相状態の冷媒との熱交換が進み難くなって
冷媒が凝縮しなくなる。このため、液溜め容器８内部の
ガス圧が冷媒圧力Ｐ１にバランスするように液溜め容器
８から冷媒液が押し出される（図３(ａ)に同じ）。これ
により、エバポレータ５に入る液冷媒の量が増加して過
熱度は小さくなる。
【００２７】高圧側の冷媒圧力が上昇すると、これを検
知して第１の制御弁３の弁開度も少し開かれ、中間圧お
よび冷媒流量が適正な状態に落ち着き、冷房負荷に見合
った最適なバランス点での運転が可能となる。
知して第１の制御弁３の弁開度も少し開かれ、中間圧お
よび冷媒流量が適正な状態に落ち着き、冷房負荷に見合
った最適なバランス点での運転が可能となる。
【００２８】ところで、本実施形態は、第２の制御弁４
を用い、エバポレータ５を経た冷媒の過熱度を適度な大
きさとなるように制御を行う場合に有効であるが、第２
の制御弁４の代わりに固定絞りを用いる場合は、エバポ
レータ５の出口側の冷媒管を液溜め容器内に通すように
しても構わない。
を用い、エバポレータ５を経た冷媒の過熱度を適度な大
きさとなるように制御を行う場合に有効であるが、第２
の制御弁４の代わりに固定絞りを用いる場合は、エバポ
レータ５の出口側の冷媒管を液溜め容器内に通すように
しても構わない。
【００２９】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更
可能であることはいうまでもない。
ものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更
可能であることはいうまでもない。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る空気
調和装置によれば、液溜め容器内に液相状態の冷媒をス
トックしておき、高低圧制御に合わせて系内を循環する
冷媒量を変化させることにより、中間圧および冷媒流量
を適正な状態に落ち着かせて冷房負荷に見合った最適な
バランス点での運転を実現することができる。
調和装置によれば、液溜め容器内に液相状態の冷媒をス
トックしておき、高低圧制御に合わせて系内を循環する
冷媒量を変化させることにより、中間圧および冷媒流量
を適正な状態に落ち着かせて冷房負荷に見合った最適な
バランス点での運転を実現することができる。
【図１】 本発明に係る空気調和装置の実施の形態を示
す概略構成図である。
す概略構成図である。
【図２】 二酸化炭素を冷媒として使用する従来の空気
調和装置によって実現される冷凍サイクルのモリエル線
図である。
調和装置によって実現される冷凍サイクルのモリエル線
図である。
【図３】 液溜め容器の内部にて起こる現象を示す状態
説明図である。
説明図である。
１ 圧縮機 ２ ガスクーラ（凝縮器） ３，４ 第１、第２の制御弁（減圧手段） ５ エバポレータ（蒸発器） ６ 配管 ７ インタークーラ ８ 液溜め容器 ９，１０ 温度センサ
Claims (3)
- 【請求項１】 冷媒を圧縮する圧縮機と、該圧縮機によ
り圧縮された前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、該凝縮器
において凝縮した前記冷媒を減圧する第１、第２の減圧
手段と、該第１、第２の減圧手段により減圧された前記
冷媒を蒸発させる蒸発器とを備え、前記冷媒として二酸
化炭素を使用して冷凍サイクルを構成する空気調和装置
であって、 直列に配置された前記第１、第２の減圧手段の間の冷媒
管に液溜め容器を設置し、該液溜め容器の下部と前記冷
媒管とを連結管にて接続し、前記第２の減圧手段と前記
蒸発器との間の冷媒管の一部を前記液溜め容器の内部に
通し、 前記液溜め容器内部の冷媒の気相成分を、前記第２の減
圧手段により減圧された冷媒によって冷却し、液相に変
化させて貯留することを特徴とする空気調和装置。 - 【請求項２】 前記凝縮器側に位置する前記第１の減圧
手段を開度調整が可能な制御弁とし、その弁開度を前記
凝縮器を経た後の冷媒温度に基づいて制御することを特
徴とする請求項１記載の空気調和装置。 - 【請求項３】 前記蒸発器側に位置する前記第２の減圧
手段を開度調整が可能な制御弁とし、その弁開度を前記
蒸発器を経た後の冷媒温度に基づいて制御することを特
徴とする請求項１または２記載の空気調和装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000362865A JP2002168536A (ja) | 2000-11-29 | 2000-11-29 | 空気調和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000362865A JP2002168536A (ja) | 2000-11-29 | 2000-11-29 | 空気調和装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002168536A true JP2002168536A (ja) | 2002-06-14 |
Family
ID=18834065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000362865A Withdrawn JP2002168536A (ja) | 2000-11-29 | 2000-11-29 | 空気調和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002168536A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2869098A1 (ja) * | 2003-12-23 | 2005-10-21 | Tecumseh Products Co | |
| WO2008032578A1 (fr) * | 2006-09-11 | 2008-03-20 | Daikin Industries, Ltd. | Dispositif de réfrigération |
| JP2008064437A (ja) * | 2006-09-11 | 2008-03-21 | Daikin Ind Ltd | 冷凍装置 |
| WO2008059737A1 (fr) * | 2006-11-13 | 2008-05-22 | Daikin Industries, Ltd. | Climatiseur |
| CN105627650A (zh) * | 2016-01-18 | 2016-06-01 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种液态冷媒控制方法及装置 |
| CN106403348A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-02-15 | 广州华凌制冷设备有限公司 | 一种空调器及其制冷控制方法 |
| CN110529966A (zh) * | 2019-09-09 | 2019-12-03 | 宁波奥克斯电气股份有限公司 | 一种变冷媒量空调***及其控制方法 |
-
2000
- 2000-11-29 JP JP2000362865A patent/JP2002168536A/ja not_active Withdrawn
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| FR2869098A1 (ja) * | 2003-12-23 | 2005-10-21 | Tecumseh Products Co | |
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| KR101101946B1 (ko) * | 2006-11-13 | 2012-01-02 | 다이킨 고교 가부시키가이샤 | 냉동 장치 |
| WO2008059737A1 (fr) * | 2006-11-13 | 2008-05-22 | Daikin Industries, Ltd. | Climatiseur |
| CN102095267B (zh) * | 2006-11-13 | 2012-09-12 | 大金工业株式会社 | 空调装置 |
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| CN110529966A (zh) * | 2019-09-09 | 2019-12-03 | 宁波奥克斯电气股份有限公司 | 一种变冷媒量空调***及其控制方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080205 |