JP2003240362A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮機へ流入する冷媒を過熱化して同圧縮機
の液バック現象を防止すると共に、室内側熱交換器の効
率および能力を向上させるようにした空気調和機を提供
する。 【解決手段】 冷房運転時、圧縮機１から吐き出された
高温高圧のガス冷媒が前記四方弁２を経て室外側熱交換
器３に流入し、凝縮して高圧液冷媒となり、第一絞り通
過機構４を通過後、二重管式熱交換器５の外側流路5iを
経て第二絞り通過機構６により減圧を行った後、低温低
圧の状態で室内側熱交換器７に流入し、蒸発気化してガ
ス冷媒となり、前記四方弁２を介して前記二重管式熱交
換器５の内側流路5hに流入し、前記二重管式熱交換器５
の外側流路5iを流れる高圧液冷媒と熱交換を行い、前記
高圧液冷媒が冷やされ前記室内側熱交換器７の効率を向
上させる一方、前記低圧ガス冷媒は加熱させて前記圧縮
機１に流入し、同圧縮機１の液バックを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機に係わ
り、より詳細には、圧縮機へ流入する冷媒を過熱化して
同圧縮機の液バック現象を防止すると共に、室内側熱交
換器の効率および能力を向上させるようにした構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の空気調和機の冷媒回路は、例え
ば、図２で示すように、圧縮機30と室外側熱交換器31と
膨張弁33と室内側熱交換器32とアキュームレータ37とを
順次接続する一方、前記室外側熱交換器31と前記膨張弁
33とを結ぶ配管と、前記室内側熱交換器32と前記圧縮機
30とを結ぶ配管との間に、キャピラリチューブ34を接続
している。同キャピラリチューブ34は、前記圧縮機30と
前記室外側熱交換器31とを結ぶ配管に被加熱部34a を接
触させ、前記圧縮機30から吐出された高温の冷媒で、前
記キャピラリチューブ34内を流れる液相の冷媒を加熱
し、液相状態と気相状態とに分離するようになってい
る。

【０００３】前記圧縮機30から吐出された高温高圧の冷
媒は前記室外側熱交換器31に流入し、熱を放出して凝縮
液化する。凝縮液化した冷媒は前記膨張弁33を経て低温
低圧となり前記室内側熱交換器32に流入して、周囲から
熱を吸収し蒸発気化する。蒸発気化した冷媒は、前記ア
キュームレータ37を経て前記圧縮機30に気相状態で還流
するようになっている。前記室外側熱交換器31から前記
キャピラリチューブ34に流入した液相の冷媒は前記被加
熱部34a で加熱され、一部が蒸発気化される一方、一部
は液相状態のまま前記圧縮機30内に流入し、液相状態の
冷媒が蒸発気化することにより前記圧縮機30を冷却し、
同圧縮機30の加熱を防止するようになっている。

【０００４】しかしながら、前記被加熱部34a での加熱
による、冷媒の液相状態と気相状態への分離は、外気温
等の影響により液相と気相への分離の割合が一定せず、
前記圧縮機30に過分な液相状態の冷媒が流入した場合
は、所謂液バック現象となって前記圧縮機30内が損傷す
る恐れが生じたり、室内側熱交換器の効率および能力が
低下してしまうという問題点を有していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明においては、上
記問題点に鑑み、圧縮機へ流入する冷媒を過熱化して同
圧縮機の液バック現象を防止すると共に、室内側熱交換
器の効率および能力を向上させるようにした空気調和機
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、圧縮機の吐出側を四方弁の第一ポートに、吸
込側を二重管式熱交換器の内側流路に備えられた第三接
続口に夫々接続し、前記二重管式熱交換器の内側流路に
備えられた第四接続口を前記四方弁の第四ポートに接続
し、前記四方弁の第二ポートを室外側熱交換器の一側に
接続し、同室外側熱交換器の他側を第一絞り通過機構の
一側に接続し、同第一絞り通過機構の他側を前記二重管
式熱交換器の外側流路に備えられた第一接続口に接続
し、前記二重管式熱交換器の外側流路に備えられた第二
接続口を第二絞り通過機構を介して室内側熱交換器の一
側に接続し、同室内側熱交換器の他側を前記四方弁の第
三ポートに接続してなり、冷房運転時、前記四方弁の第
一ポートと第二ポートとを連通させると共に、同四方弁
の第三ポートと第四ポートとを夫々連通させ、前記圧縮
機から吐き出された高温高圧のガス冷媒が前記四方弁を
経て前記室外側熱交換器に流入し、凝縮して高圧液冷媒
となり、前記第一絞り通過機構を通過後、前記二重管式
熱交換器の外側流路を経て前記第二絞り通過機構により
減圧を行った後、低温低圧の状態で前記室内側熱交換器
に流入し、蒸発気化してガス冷媒となり、前記四方弁を
介して前記二重管式熱交換器の内側流路に流入し、前記
二重管式熱交換器の外側流路を流れる高圧液冷媒と熱交
換を行い、前記高圧液冷媒が冷やされ前記室内側熱交換
器の効率を向上させる一方、前記低圧ガス冷媒は加熱さ
せて前記圧縮機に流入し、同圧縮機の液バックを防止し
た構成となっている。

【０００７】また、前記二重管式熱交換器は、前記内側
流路に前記高圧の液冷媒を流入する一方、前記外側流路
に前記低圧のガス冷媒を流入するようにした構成となっ
ている。

【０００８】また、前記二重管式熱交換器は、前記外側
流路に前記高圧の液冷媒を流入する一方、前記内側流路
に前記低圧のガス冷媒を流入するようにした構成となっ
ている。

【０００９】また、前記二重管式熱交換器は、前記内側
流路を流れる冷媒および前記外側流路を流れる冷媒の流
れ方向が併行流または対向流となるように構成されてい
る。

【００１０】また、前記内側流路の外壁面にフィンを付
設した構成となっている。

【００１１】また、前記第一絞り通過機構が、並列に接
続された第一絞り機構および第一開閉弁からなる構成と
なっている。

【００１２】また、前記第一開閉弁が第一電磁弁からな
る構成となっている。

【００１３】また、前記第一開閉弁が、制御部により開
閉度が制御される第一電子膨張弁からなる構成となって
いる。

【００１４】また、前記第二絞り通過機構が、並列に接
続された第二絞り機構および第二開閉弁からなる構成と
なっている。

【００１５】また、前記第二開閉弁が第二電磁弁からな
る構成となっている。

【００１６】更に、前記第二開閉弁が、制御部により開
閉度が制御される第二電子膨張弁からなる構成となって
いる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいた実施例として詳細に説明する。図１は本発明
による空気調和機の実施例を示す冷媒回路図である。本
発明による空気調和機の冷媒回路は、図１で示すよう
に、圧縮機１の吐出側を接続配管により四方弁２の第一
ポート2aに接続し、同第一ポート2aに連通した第二ポー
ト2bを室外側熱交換器３の一側に接続し、同室外側熱交
換器３の出口管3aとなる他側には第一絞り通過機構４を
接続し、同第一絞り通過機構４には二重管式熱交換器５
に備えられた外側流路5iの一端5aを接続すると共に、他
端5bを第二絞り通過機構６に接続し、同第二絞り通過機
構６を室内側熱交換器７の一側に接続し、同室内側熱交
換器７の他側を接続配管9aを介して前記四方弁２の第三
ポート2cに接続し、同第三ポート2cに連通した第四ポー
ト2dを前記二重管式熱交換器５に備えられた内側流路5h
の一端5dに接続し、同内側流路5hの他端5cをアキューム
レータ８を介して前記圧縮機１の吸込側に接続した構成
となっている。

【００１８】更に詳細に説明すると、一部は重複した説
明となるが、前記室外側熱交換器３および前記室内側熱
交換器７の間には、第一開閉弁4aおよび第一絞り機構4b
からなる前記第一絞り機構４と、前記外側流路5iおよび
前記内側流路5hを備えた前記二重管式熱交換器５が順次
設けられている。

【００１９】また、前記第一絞り通過機構４の一側は、
前記室外側熱交換器３に接続され、他側は、前記二重管
式熱交換器５に備えられた外側流路5iの一端5aと接続
し、同外側流路5iの他端5bは前記第二絞り通過機構６を
経て温度センサ９を備えた室内側熱交換器７の一側と接
続し、前記室内側熱交換器７の他側は前記四方弁２を経
て前記二重管式熱交換器５の内側流路5hの一端5dと接続
し、同二重管式熱交換器５の内側流路5hの他端5cは前記
アキュームレータ８を介して前記圧縮機１の吸込側に接
続している。

【００２０】そして、前記第一絞り通過機構４は、前記
第一開閉弁4aおよび前記第一絞り機構4bを並列に接続し
て構成される一方、前記第二絞り通過機構６は前記第二
開閉弁6aおよび前記第二絞り機構6bを並列に接続して構
成されており、冷暖房運転に応じて前記二重管式熱交換
器５を利用できるような構成になっている。

【００２１】また、前記第一絞り通過機構４および前記
第二絞り通過機構６が、夫々第一電子膨張弁および第二
電子膨張弁である場合には、これら第一電子膨張弁およ
び第二電子膨張弁の開閉度を制御部10によって正確に制
御できるようになっている。

【００２２】また、前記二重管式熱交換器５の内側流路
5hの外壁面には、フィン5eを付設することにより、伝熱
面積を増加させることができて効果的に伝熱できるよう
になっている。

【００２３】以上の構成により、次にその動作について
説明する。上記の構成において、冷房運転時には、前記
四方弁２の第一ポート2aと第二ポート2bとを連通させる
と共に、同四方弁２の第三ポート2cと第四ポート2dとを
夫々連通させ、前記圧縮機１から吐き出された高温高圧
のガス冷媒が前記四方弁２を経て前記室外側熱交換器３
に流入し、凝縮して高圧液冷媒となる。

【００２４】次に、高圧の液冷媒は、前記第一絞り通過
機構４を通過後、前記二重管式熱交換器５の外側流路5i
を経て前記第二絞り通過機構６により減圧を行った後、
低温低圧の状態で前記室内側熱交換器７に流入し、蒸発
気化してガス冷媒となり前記室内側熱交換器７の能力を
向上させることになる。

【００２５】また、ガス冷媒は、前記四方弁２を介して
前記二重管式熱交換器５の内側流路5hに流入し、前記二
重管式熱交換器５の外側流路5iを流れる高圧液冷媒と熱
交換を行い、前記高圧液冷媒が冷やされ前記室内側熱交
換器７の効率を向上させる一方、前記低圧ガス冷媒は加
熱させて前記圧縮機１に流入し、同圧縮機１の液バック
を防止できる。

【００２６】なお、前記二重管式熱交換器５は、前記内
側流路5hに前記高圧の液冷媒を流入する一方、前記外側
流路5iに前記低圧のガス冷媒を流入することにより、ま
たは、前記外側流路5iに前記高圧の液冷媒を流入する一
方、前記内側流路5hに前記低圧のガス冷媒を流入するこ
とによって効果的に熱交換できる。

【００２７】また、前記二重管式熱交換器５は、前記内
側流路5hを流れる冷媒および前記外側流路5iを流れる冷
媒の流れ方向が併行流または対向流となるように構成さ
れているので、冷房運転時および暖房運転時とも同一の
冷媒回路によって効率よく冷媒を流すことができると共
に、効果的に熱交換できることになる。

【００２８】次に、暖房運転時には、前記圧縮機１から
の温かいガス冷媒は前記四方弁２を経て前記室内側熱交
換器７に直接流入し放熱されて液冷媒となり、その後前
記第二絞り通過機構６を構成する第二開閉弁6aを経て、
前記二重管式熱交換器５の外側流路5iを通過する。

【００２９】一方、前記室外側熱交換器３からの低圧ガ
ス冷媒は、前記四方弁２を経て前記二重管式熱交換器５
の内側流路5hを通過しながら、前記高圧液冷媒と熱交換
し、加熱されて前記圧縮機１に吸い込まれ、同圧縮機１
への液バックを防止する。

【００３０】次に、液冷媒は更に冷やされて前記第一絞
り通過機構４を構成する前記第一絞り機構4bにより減圧
され、前記室外側熱交換器３に流入されて同室外側熱交
換器３の能力を向上させることになる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
圧縮機へ流入する冷媒を過熱化して同圧縮機の液バック
現象を防止すると共に、室内側熱交換器の効率および能
力を向上させるようにした空気調和機となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による空気調和機の実施例を示す冷媒回
路図である。

【図２】従来例による空気調和機の冷媒回路図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 四方弁 2a 第一ポート 2b 第二ポート 2c 第三ポート 2d 第四ポート ３ 室外側熱交換器 3a 出口管 ４ 第一絞り通過機構 4a 第一開閉弁 4b 第一絞り機構 ５ 二重管式熱交換器 5a 外側流路の一端 5b 外側流路の他端 5c 内側流路の他端 5d 内側流路の一端 5e フィン 5f 外管 5g 内管 5h 内側流路 5i 外側流路 ６ 第二絞り通過機構 6a 第二開閉弁 6b 第二絞り機構 ７ 室内側熱交換器 ８ アキュームレータ ９ 温度センサ 9a 接続配管 10 制御部

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機の吐出側を四方弁の第一ポート
   に、吸込側を二重管式熱交換器の内側流路に備えられた
   第三接続口に夫々接続し、前記二重管式熱交換器の内側
   流路に備えられた第四接続口を前記四方弁の第四ポート
   に接続し、前記四方弁の第二ポートを室外側熱交換器の
   一側に接続し、同室外側熱交換器の他側を第一絞り通過
   機構の一側に接続し、同第一絞り通過機構の他側を前記
   二重管式熱交換器の外側流路に備えられた第一接続口に
   接続し、前記二重管式熱交換器の外側流路に備えられた
   第二接続口を第二絞り通過機構を介して室内側熱交換器
   の一側に接続し、同室内側熱交換器の他側を前記四方弁
   の第三ポートに接続してなり、 冷房運転時、前記四方弁の第一ポートと第二ポートとを
   連通させると共に、同四方弁の第三ポートと第四ポート
   とを夫々連通させ、前記圧縮機から吐き出された高温高
   圧のガス冷媒が前記四方弁を経て前記室外側熱交換器に
   流入し、凝縮して高圧液冷媒となり、前記第一絞り通過
   機構を通過後、前記二重管式熱交換器の外側流路を経て
   前記第二絞り通過機構により減圧を行った後、低温低圧
   の状態で前記室内側熱交換器に流入し、蒸発気化してガ
   ス冷媒となり、前記四方弁を介して前記二重管式熱交換
   器の内側流路に流入し、前記二重管式熱交換器の外側流
   路を流れる高圧液冷媒と熱交換を行い、前記高圧液冷媒
   が冷やされ前記室内側熱交換器の効率を向上させる一
   方、前記低圧ガス冷媒は加熱させて前記圧縮機に流入
   し、同圧縮機の液バックを防止してなることを特徴とす
   る空気調和機。
2. 【請求項２】 前記二重管式熱交換器は、前記内側流路
   に前記高圧の液冷媒を流入する一方、前記外側流路に前
   記低圧のガス冷媒を流入するようにしてなることを特徴
   とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 【請求項３】 前記二重管式熱交換器は、前記外側流路
   に前記高圧の液冷媒を流入する一方、前記内側流路に前
   記低圧のガス冷媒を流入するようにしてなることを特徴
   とする請求項１に記載の空気調和機。
4. 【請求項４】 前記二重管式熱交換器は、前記内側流路
   を流れる冷媒および前記外側流路を流れる冷媒の流れ方
   向が併行流または対向流となるように構成されてなるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
5. 【請求項５】 前記内側流路の外壁面にフィンを付設し
   てなることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか
   に記載の空気調和機。
6. 【請求項６】 前記第一絞り通過機構が、並列に接続さ
   れた第一絞り機構および第一開閉弁からなることを特徴
   とする請求項１に記載の空気調和機。
7. 【請求項７】 前記第一開閉弁が第一電磁弁からなるこ
   とを特徴とする請求項６に記載の空気調和機。
8. 【請求項８】 前記第一開閉弁が、制御部により開閉度
   が制御される第一電子膨張弁からなることを特徴とする
   請求項６に記載の空気調和機。
9. 【請求項９】 前記第二絞り通過機構が、並列に接続さ
   れた第二絞り機構および第二開閉弁からなることを特徴
   とする請求項１に記載の空気調和機。
10. 【請求項１０】 前記第二開閉弁が第二電磁弁からなる
    ことを特徴とする請求項９に記載の空気調和機。
11. 【請求項１１】 前記第二開閉弁が、制御部により開閉
    度が制御される第二電子膨張弁からなることを特徴とす
    る請求項９に記載の空気調和機。