JP3723244B2 - 空気調和機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、圧縮機吐出口から、四方切換弁、室外側熱交換器、減圧器、室内側熱交換器、四方切換弁、及びアキュムレータをへて圧縮機吸入口にいたる冷媒回路を備えた空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は例えば実公昭５５−２８９９３号公報等に示された従来の多室形空気調和機の冷媒回路図で、図において、(1)は圧縮機、(1a)はそれの吐出口、(1b)は吸入口、(2)は四方切換弁、(3)は室外側熱交換器、(4)は液側分岐管、(5a)(5b)(5c)は電子膨張弁、(6a)(6b)(6c)は室内側熱交換器、(7)はガス側分岐管、(8)はアキュムレータである。
【０００３】
次にこの冷媒回路の冷房時における冷媒の流れを説明する。圧縮機(1)で圧縮され吐出口(1a)から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切換弁(2)を通り室外側熱交換器(3)で室外空気と熱交換され熱を放出することにより、凝縮し常温高圧の気液二相または液冷媒となり、液側分岐管(4)で各室内機毎に分岐され、それぞれの電子膨張弁(5a)(5b)(5c)で減圧され完全な気液二相になり、各室内機の室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)に入る。各室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)で室内空気と熱交換され熱を吸収して蒸発し、低温低圧の過熱ガスまたは気液二相になりガス側分岐管(7)で合流し、四方切換弁(2)を通りアキュムレータ(8)に入る。アキュムレータ(8)で液冷媒が分離され、吸入口(1b)から圧縮機(1)に吸入される。以下このサイクルが繰り返される。
【０００４】
暖房運転時においては、圧縮機(1)で圧縮され吐出口(1a)から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切換弁(2)を通りガス側分岐管(7)で各室内機毎に分岐され、各室内機の室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)に入る。各室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)で室内空気と熱交換され熱を放出することにより、凝縮し常温高圧の気液二相または液冷媒となり、それぞれの電子膨張弁(5a)(5b)(5c)で減圧され完全な気液二相になり液側分岐管(4)で合流し室外側熱交換器(3)に入る。室外側熱交換器(3)で室外空気と熱交換され熱を吸収することにより、蒸発して低温低圧の過熱ガスまたは気液二相になり四方切換弁(2)を通りアキュムレータ(8)に入る。アキュムレータ(8)で液冷媒が分離され、吸入口(1b)から圧縮機(1)に吸入される。以下このサイクルが繰り返される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような構成の冷媒回路においては、通常、電子膨張弁(5a)(5b)(5c)等の膨張弁には液冷媒のみが流入するのが好ましいが、例えば、冷房運転時において、室外側熱交換器(3)内で配管の流路抵抗等による圧力損失が大きかったり、室外側熱交換器(3)の大きさに制約があって充分な熱交換性能が得られない場合や、運転状態が変わって冷凍サイクルが安定するまでは室外側熱交換器(3)内で適正に過冷却がとれず電子膨張弁(5a)(5b)(5c)に流入する冷媒が気液二相となることがある。そのため、電子膨張弁(5a)(5b)(5c)での開度調節による室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)への冷媒分配が悪く、冷凍サイクルとしても不安定で各室内機の冷凍能力も安定しなくなるとともに、電子膨張弁(5a)(5b)(5c)を通過する冷媒が気液二相のときに不快な冷媒流動音が発生するなどの問題点があった。
【０００６】
また、暖房運転時に圧縮機運転中に室外側熱交換器(3)でガス化し、圧縮機(1)が停止中にガス状態から液体になる冷媒が多いため、暖房運転再開始時に室外側熱交換器(3)から四方切換弁(2)をへてアキュムレータ(8)を通過するときに、液冷媒が完全に分離しきれず、圧縮機(1)に液冷媒を多く含んだ冷媒が吸入され液圧縮が行われるため、圧縮機(1)の負荷が高くなり寿命が短くなるという問題点もあった。
【０００７】
この発明は上述のような問題点を解消するためになされたもので、冷房運転時に液側分岐管から膨張弁に完全な液冷媒が流入し、複数の室内側熱交換器への冷媒分配が安定し、膨張弁を冷媒が通過する時に冷媒流動音が発生することのない空気調和機を得ることを目的とする。
【０００８】
また、暖房運転再開始時に圧縮機に液冷媒が吸入されることが全くなく、圧縮機の高寿命化が計れる空気調和機を得ることを目的とする。
【０００９】
また、この発明に係わる空気調和機は、圧縮機吐出口から、四方切換弁、室外側熱交換器、液側分岐管、複数の膨張弁、複数の室内側熱交換器、ガス側分岐管、四方切換弁、及びアキュムレータをへて圧縮機吸入口にいたる冷媒回路を備えた多室形空気調和機において、
上記室外側熱交換器、液側分岐管間の冷媒配管と、上記アキュムレータ、圧縮機吸入口間の冷媒配管との間に、これら両冷媒配管内の冷媒の熱交換を行う冷媒熱交換器を設けるとともに、
上記室外側熱交換器、液側分岐管間の冷媒配管の冷媒熱交換器より液側分岐管側と、上記アキュムレータ、冷媒熱交換器間の冷媒配管間との間に、高圧側から低圧側に飽和ガスを戻すための絞り付きバイパス回路を設けたものである。
【００１０】
また、この発明に係わる空気調和機は、冷媒熱交換器を、室外側熱交換器、液側分岐管間の冷媒を流す外管と、四方切換弁、アキュムレータ間、或はアキュムレータ、圧縮機吸入口間の冷媒を流す内管との二重管構造としたものである。
【００１１】
また、この発明に係わる空気調和機は、冷媒熱交換器の外管内と内管内の冷媒の流れ方向を反対としたものである。
【００１４】
【作用】
この発明においては、冷房時に室外側熱交換器で凝縮された高温高圧冷媒と、四方切換弁からアキュムレータにいたる、或はアキュムレータから圧縮機吸入口にいたる低温低圧冷媒が熱交換されて、高圧側の冷媒が冷却され完全な液冷媒として液側分岐管をへて膨張弁に流入するので、複数の室内側熱交換器への冷媒分配が安定するとともに、膨張弁で発生する冷媒音が低減する。そして、低圧側の冷媒が加熱されて過熱ガスとなるので、圧縮機に液冷媒が吸入されることが全くなくなる。
【００１５】
また、冷媒熱交換器で高圧側低圧側両冷媒の熱交換による低圧側冷媒の過熱度の大きくなり過ぎが、絞り付きバイパス回路で高圧側から低圧側に飽和ガスを戻すことにより防止される。
さらに、冷媒熱交換器でより過冷却された冷媒の一部の飽和ガスが、絞り付きバイパス回路で低圧側に戻されるので、バイパスされる冷媒量をより少なくできる。
【００１６】
また、冷媒熱交換器を高圧側高温冷媒を流す外管と、低圧側低温冷媒を流す内管の二重管構造としたので、高圧側高温冷媒は内管の低温冷媒と外管周囲の空気との両方と熱交換され、高圧側冷媒はより過冷却される。
さらにまた、外管内と内管内の冷媒の流れ方向を反対としたので、熱交換量がより増大する。
【００１７】
また、暖房運転開始時に、圧縮機吐出口から圧縮機吸入口へのバイパス回路の電磁弁或は電子膨張弁を開くことにより、圧縮機から吐出した加熱ガスが圧縮機に吸入され、室外側熱交換器等で液化されアキュムレータで分離されずに圧縮機に吸入される液冷媒がガス化し、圧縮機の負荷が軽減される。
【００１８】
【実施例】
実施例１．
以下、この発明の実施例１を図について説明する。図１はこの実施例１の冷媒回路図で、図において、(1)は圧縮機、(1a)はそれの吐出口、(1b)は吸入口、(2)は四方切換弁、(3)は室外側熱交換器、(4)は液側分岐管、(5a)(5b)(5c)は電子膨張弁、(6a)(6b)(6c)は室内側熱交換器、(7)はガス側分岐管、(8)はアキュムレータで、以上は図１１で示す従来例と同様のものである。(9)は室外側熱交換器(3)と液側分岐管(4)間の冷媒配管、(10)は四方切換弁(2)とアキュムレータ(8)間の冷媒配管、(11)はこれら両冷媒配管(9)(10)内の冷媒の熱交換を行う冷媒熱交換器、(12)は冷媒配管(9)の冷媒熱交換器(11)の液側分岐管(4)側と、冷媒配管(10)との間に設けられた毛細管の絞り付きバイパス回路である。
【００１９】
次にこの実施例の冷媒回路の冷房時における冷媒の流れを説明する。圧縮機(1)で圧縮され吐出口(1a)から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切換弁(2)を通り室外側熱交換器(3)で室外空気と熱交換され熱を放出することにより、凝縮し常温高圧の気液二相または液冷媒となり、冷媒熱交換器(11)により冷媒配管(10)中の低温低圧のガス冷媒と熱交換して冷却されて完全に液化して、液側分岐管(4)で各室内機毎に分岐され、それぞれの電子膨張弁(5a)(5b)(5c)で減圧され完全な気液二相になり、各室内機の室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)に入る。
【００２０】
各室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)で気液二相冷媒は、室内空気と熱交換され熱を吸収して蒸発し、低温低圧の過熱ガスまたは気液二相になりガス側分岐管(7)で合流し、四方切換弁(2)を通り冷媒熱交換器(11)により冷媒配管(9)中の高圧液冷媒と熱交換して加熱されさらにガス化されアキュムレータ(8)に入る。アキュムレータ(8)で液冷媒が分離され、吸入口(1b)から圧縮機(1)に吸入される。以下このサイクルが繰り返される。
【００２１】
また、室外側熱交換器(3)から冷媒配管(9)、冷媒熱交換器(11)をへた液冷媒の一部が絞り付きバイパス回路(12)で飽和ガスとなり冷媒配管(10)にバイパスされ、冷媒配管(10)中の低圧ガス冷媒の過熱度が、冷媒熱交換器(11)による熱交換で過度に上昇するのが抑えられ、適正な過熱ガスがアキュムレータ(8)をへて圧縮機(1)に吸入される。
【００２２】
暖房運転時においては、圧縮機(1)で圧縮され吐出口(1a)から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切換弁(2)を通りガス側分岐管(7)で各室内機毎に分岐され、各室内機の室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)に入る。各室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)で室内空気と熱交換され熱を放出することにより、凝縮し常温高圧の気液二相または液冷媒となり、それぞれの電子膨張弁(5a)(5b)(5c)で減圧され完全な気液二相になり液側分岐管(4)で合流し冷媒熱交換器(11)、冷媒配管(9)を通り室外側熱交換器(3)に入る。室外側熱交換器(3)で室外空気と熱交換され熱を吸収することにより、蒸発して低温低圧の過熱ガスまたは気液二相になり四方切換弁(2)を通り冷媒配管(10)、冷媒熱交換器(11)を通りアキュムレータ(8)に入る。アキュムレータ(8)で液冷媒が分離され、吸入口(1b)から圧縮機(1)に吸入される。
【００２３】
この時、冷媒熱交換器(11)により冷媒配管(9)中の低温低圧の冷媒と、冷媒配管(10)中の低温低圧の冷媒との間で熱交換が行なわれるが、両冷媒間の温度差は少なくあまり有効な熱交換は行なわれず、特に暖房時に冷媒熱交換器(11)をバイパスする逆止弁等を設ける必要もない。また、絞り付きバイパス回路(12)の両端には圧力差がないので暖房時には有効に動作しない。しかし、冷媒熱交換器(11)及び絞り付きバイパス回路(12)は暖房時には必要ないから、冷媒配管(9)の冷媒熱交換器(11)設置部に逆止弁を設けて暖房時にこれらをバイパスしてもよい。
【００２４】
以上のようにこの実施例では、冷房時に冷媒熱交換器(11)により電子膨張弁(5a)(5b)(5c)に流入する冷媒が、室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)を出た低温低圧の冷媒と熱交換されて冷却され、完全に液体化されるので、複数の室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)への冷媒分配が安定するとともに、電子膨張弁(5a)(5b)(5c)で発生する冷媒音が低減する。しかも、その熱交換による低圧ガス冷媒の過熱度の過度の上昇が絞り付きバイパス回路(12)による飽和ガスのバイパスにより防止される。
【００２５】
実施例２．
実施例１では冷媒熱交換器(11)を室外側熱交換器(3)、液側分岐管(4)間の冷媒配管(9)と、四方切換弁(2)、アキュムレータ(8)間の冷媒配管(10)との間に設けたが、上記冷媒配管(9)と、アキュムレータ(8)、圧縮機吸入口(1b)間の冷媒配管(13)との間に設けてもよい。図２はこの場合の実施例２の冷媒回路図である。
【００２６】
図において、(1)は圧縮機、(1a)はそれの吐出口、(1b)は吸入口、(2)は四方切換弁、(3)は室外側熱交換器、(4)は液側分岐管、(5a)(5b)(5c)は電子膨張弁、(6a)(6b)(6c)は室内側熱交換器、(7)はガス側分岐管、(8)はアキュムレータ、(9)は室外側熱交換器(3)と液側分岐管(4)間の冷媒配管、(10)は四方切換弁(2)とアキュムレータ(8)間の冷媒配管、(13)はアキュムレータ(8)と圧縮機吸入口(1b)間の冷媒配管、(11)は冷媒配管(9)(13)内の冷媒の熱交換を行う冷媒熱交換器、(12)は冷媒配管(9)の冷媒熱交換器(11)の液側分岐管(4)側と、冷媒配管(13)との間に設けられた毛細管等の絞り付きバイパス回路である。
【００２７】
次にこの実施例の冷媒回路の冷房時における冷媒の流れを説明する。圧縮機(1)で圧縮され吐出口(1a)から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切換弁(2)を通り室外側熱交換器(3)で室外空気と熱交換され熱を放出することにより、凝縮し常温高圧の気液二相または液冷媒となり、冷媒熱交換器(11)により冷媒配管(13)中の低温低圧のガス冷媒と熱交換して冷却されて完全に液化して、液側分岐管(4)で各室内機毎に分岐され、それぞれの電子膨張弁(5a)(5b)(5c)で減圧され完全な気液二相になり、各室内機の室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)に入る。
【００２８】
各室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)で気液二相冷媒は、室内空気と熱交換され熱を吸収して蒸発し、低温低圧の過熱ガスまたは気液二相になりガス側分岐管(7)で合流し、四方切換弁(2)を通りアキュムレータ(8)に入る。アキュムレータ(8)で液冷媒が分離され、アキュムレータ(8)で液冷媒が完全に分離されなくても、冷媒熱交換器(11)により冷媒配管(9)中の高圧液冷媒と熱交換して加熱され、完全にガス化され吸入口(1b)から圧縮機(1)に吸入される。以下このサイクルが繰り返される。
【００２９】
また、室外側熱交換器(3)から冷媒配管(9)、冷媒熱交換器(11)をへた液冷媒の一部が絞り付きバイパス回路(12)で飽和ガスとなり冷媒配管(10)にバイパスされ、冷媒配管(10)中の低圧ガス冷媒の過熱度が、冷媒熱交換器(11)による熱交換で過度に上昇するのが抑えられ、適正な過熱ガスが圧縮機(1)に吸入される。
【００３０】
以上のようにこの実施例でも、冷房時に冷媒熱交換器(11)により電子膨張弁(5a)(5b)(5c)に流入する冷媒が、室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)を出た低温低圧の冷媒と熱交換されて冷却され、完全に液体化されるので、複数の室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)への冷媒分配が安定するとともに、電子膨張弁(5a)(5b)(5c)で発生する冷媒音が低減する。しかも、その熱交換による低圧ガス冷媒の過熱度の過度の上昇が絞り付きバイパス回路(12)による飽和ガスのバイパスにより防止される。さらに、アキュムレータ(8)で液冷媒が完全に分離されなくても冷媒熱交換器(11)による熱交換で完全にガス化されて圧縮機(1)に吸入される。
【００３１】
なお、上記各実施例では絞り付きバイパス回路(12)に毛細管を使用したものを示したが、機械式膨張弁、電子膨張弁を使うことにより同等の制御を行うことが出来る。
【００３２】
図３、図４は上記実施例１に使用される冷媒熱交換器(11)の一例を示し、図３は斜視図、図４は縦断面図である。図において、(11)は冷媒熱交換器で、室外側熱交換器(3)、液側分岐管(4)間の冷媒配管(9)に連通する外管(11a)と、四方切換弁(2)、アキュムレータ(8)間の冷媒配管(10)に連通する内管(11b)との二重管構造となっておる。そして、外管(11a)中の冷媒の流れ方向と内管(11b)中の冷媒の流れ方向は相反する方向となされている。
【００３３】
そのため、構造が簡単で安価に製作でき、内管(11b)全体が高温高圧冷媒で被われるため伝熱面積が大きく取れ効率的な熱交換が行なわれ、外管(11a)中の高温高圧の冷媒は、内管(11b)中の低温冷媒と外管(11a)周囲の空気との両者間で熱交換されるので、高圧冷媒がより過冷却される。また、熱交換される冷媒の流れが反対なので、最も効率的な対向流熱交換が行なわれる。
なお、この構造の冷媒熱交換器(11)は実施例２に使用されても同等の効果が得られることはもちろんである。
【００３４】
参考例１．
図５はこの発明の参考例１を示す冷媒回路図である。図において、(1)は圧縮機、(1a)はそれの吐出口、(1b)は吸入口、(2)は四方切換弁、(3)は室外側熱交換器、(4)は液側分岐管、(5a)(5b)(5c)は電子膨張弁、(6a)(6b)(6c)は室内側熱交換器、(7)はガス側分岐管、(8)はアキュムレータ、(9)は室外側熱交換器(3)と液側分岐管(4)間の冷媒配管、(10)は四方切換弁(2)とアキュムレータ(8)間の冷媒配管、(11)は冷媒熱交換器、(13a)はアキュムレータ(8)と冷媒熱交換器(11)間の冷媒配管、(13b)は冷媒熱交換器(11)と圧縮機吸入口(1b)間の冷媒配管、(14)は圧縮機吐出口(1a)と四方切換弁(2)間の冷媒配管で、以上は実施例２と略同様である。(15)は冷媒配管(14)と冷媒配管(13a)との間のバイパス回路、(16)はバイパス回路(15)中に設けられた電磁弁である。
【００３５】
次にこの実施例の冷媒回路の冷房時における冷媒の流れを説明する。冷房時には電磁弁(16)は閉じられておるので、冷房時における動作は実施例２と略同様である。即ち、圧縮機(1)で圧縮され吐出口(1a)から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切換弁(2)を通り室外側熱交換器(3)で室外空気と熱交換され熱を放出することにより、凝縮し常温高圧の気液二相または液冷媒となり、冷媒熱交換器(11)により冷媒配管(13)中の低温低圧のガス冷媒と熱交換して冷却されて完全に液化して、液側分岐管(4)で各室内機毎に分岐され、それぞれの電子膨張弁(5a)(5b)(5c)で減圧され完全な気液二相になり、各室内機の室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)に入る。
【００３６】
各室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)で気液二相冷媒は、室内空気と熱交換され熱を吸収して蒸発し、低温低圧の過熱ガスまたは気液二相になりガス側分岐管(7)で合流し、四方切換弁(2)を通りアキュムレータ(8)に入る。アキュムレータ(8)で液冷媒が分離され、アキュムレータ(8)で液冷媒が完全に分離されなくても、冷媒熱交換器(11)により冷媒配管(9)中の高圧液冷媒と熱交換して加熱され、完全にガス化され吸入口(1b)から圧縮機(1)に吸入される。以下このサイクルが繰り返される。
【００３７】
暖房運転開始時に電磁弁(16)が所定時間開かれる。それによって圧縮機(1)で圧縮され吐出口(1a)から吐出された高温高圧のガス冷媒の一部がバイパス回路(15)を通り吸入口(1b)から圧縮機(1)に吸入される。それで、圧縮機(1)の運転休止中に圧縮機(1)内で液化された冷媒や、室外側熱交換器(3)等で液化され、アキュムレータ(8)で充分に分離されずに圧縮機(1)に吸入された液冷媒は、バイパス回路(15)からの高温のガス冷媒によってガス化され、暖房運転開始時の圧縮機(1)の負荷が著しく軽減される。この運転が所定時間続けられ圧縮機(1)に吸入される冷媒がすべてガス冷媒となると電磁弁(16)は閉じられ、正常な暖房運転に入る。
【００３８】
即ち、圧縮機(1)で圧縮され吐出口(1a)から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切換弁(2)を通りガス側分岐管(7)で各室内機毎に分岐され、各室内機の室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)に入る。各室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)で室内空気と熱交換され熱を放出することにより、凝縮し常温高圧の気液二相または液冷媒となり、それぞれの電子膨張弁(5a)(5b)(5c)で減圧され完全な気液二相になり液側分岐管(4)で合流し冷媒熱交換器(11)、冷媒配管(9)を通り室外側熱交換器(3)に入る。室外側熱交換器(3)で室外空気と熱交換され熱を吸収することにより、蒸発して低温低圧の過熱ガスまたは気液二相になり四方切換弁(2)、冷媒配管(10)を通りアキュムレータ(8)に入る。アキュムレータ(8)で液冷媒が分離され、冷媒熱交換器(11)を通り吸入口(1b)から圧縮機(1)に吸入される。
【００３９】
参考例２．
参考例１ではバイパス回路(15)を冷媒配管(14)と冷媒配管(13a)との間に設けたが、冷媒配管(14)と冷媒配管(13a)との間に設けてもよい。図６はこの場合の参考例２の冷媒回路図である。図において、(1)は圧縮機、(1a)はそれの吐出口、(1b)は吸入口、(2)は四方切換弁、(3)は室外側熱交換器、(4)は液側分岐管、(5a)(5b)(5c)は電子膨張弁、(6a)(6b)(6c)は室内側熱交換器、(7)はガス側分岐管、(8)はアキュムレータ、(9)は室外側熱交換器(3)と液側分岐管(4)間の冷媒配管、(10)は四方切換弁(2)とアキュムレータ(8)間の冷媒配管、(11)は冷媒熱交換器、(13a)はアキュムレータ(8)と冷媒熱交換器(11)間の冷媒配管、(13b)は冷媒熱交換器(11)と圧縮機吸入口(1b)間の冷媒配管、(14)は圧縮機吐出口(1a)と四方切換弁(2)間の冷媒配管、(15)は冷媒配管(14)と冷媒配管(13b)との間のバイパス回路、(16)はバイパス回路(15)中に設けられた電磁弁である。
この実施例の動作は参考例１と略同様なので説明は省略する。
【００４０】
参考例３．
参考例１では複数の電子膨張弁(5a)(5b)(5c)、複数の室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)、液側分岐管(4)及びガス側分岐管(7)を備えた多室形空気調和機について説明したが、室内側熱交換器が１個の冷媒回路を使用した空気調和機であってもバイパス回路(15)を設けたための効果は同様である。図７はこの場合の参考例３の冷媒回路図である。
【００４１】
図において、(1)は圧縮機、(1a)はそれの吐出口、(1b)は吸入口、(2)は四方切換弁、(3)は室外側熱交換器、(5)は電子膨張弁、(6)は室内側熱交換器、(8)はアキュムレータ、(9)は室外側熱交換器(3)と電子膨張弁(5)間の冷媒配管、(10)は四方切換弁(2)とアキュムレータ(8)間の冷媒配管、(13)はアキュムレータ(8)と圧縮機吸入口(1b)間の冷媒配管、(14)は圧縮機吐出口(1a)と四方切換弁(2)間の冷媒配管、(15)はバイパス回路、(16)は電磁弁である。
【００４２】
次にこの実施例の冷媒回路の冷房時における冷媒の流れを説明する。冷房時には電磁弁(16)は閉じられている。圧縮機(1)で圧縮され吐出口(1a)から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切換弁(2)を通り室外側熱交換器(3)で室外空気と熱交換され熱を放出することにより、凝縮し常温高圧の気液二相または液冷媒となり、電子膨張弁(5)で減圧され完全な気液二相になり室内側熱交換器(6)に入る。
【００４３】
暖房運転開始時に電磁弁(16)が所定時間開かれる。それによって圧縮機(1)で圧縮され吐出口(1a)から吐出された高温高圧のガス冷媒の一部がバイパス回路(15)を通り吸入口(1b)から圧縮機(1)に吸入される。それで、圧縮機(1)の運転休止中に圧縮機(1)内で液化された冷媒や、室外側熱交換器(3)等で液化され、アキュムレータ(8)で充分に分離されずに圧縮機(1)に吸入された液冷媒は、バイパス回路(15)からの高温のガス冷媒によってガス化され、暖房運転開始時の圧縮機(1)の負荷が著しく軽減される。この運転が所定時間続けられ圧縮機(1)に吸入される冷媒がすべてガス冷媒となると電磁弁(16)は閉じられ、正常な暖房運転に入る。
【００４４】
即ち、圧縮機(1)で圧縮され吐出口(1a)から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切換弁(2)を通り室内側熱交換器(6)に入る。室内側熱交換器(6)で室内空気と熱交換され熱を放出することにより、凝縮し常温高圧の気液二相または液冷媒となり、電子膨張弁(5)で減圧され完全な気液二相になり液側分岐管(4)で合流し冷媒熱交換器(11)、冷媒配管(9)を通り室外側熱交換器(3)に入る。室外側熱交換器(3)で室外空気と熱交換され熱を吸収することにより、蒸発して低温低圧の過熱ガスまたは気液二相になり四方切換弁(2)、冷媒配管(10)を通りアキュムレータ(8)に入る。アキュムレータ(8)で液冷媒が分離され、冷媒配管(13)を通り吸入口(1b)から圧縮機(1)に吸入される。
【００４５】
参考例３では複数の電子膨張弁(5a)(5b)(5c)による冷媒分配を考慮する必要がないので冷媒熱交換器(11)は設けられていないが、電子膨張弁(5)の冷媒音を低減させるために、冷媒熱交換器(11)を冷媒配管(9)(10)間、或は冷媒配管(9)(13)間に設けるようにしてもよい。
また、参考例１〜３ではバイパス回路(15)を電磁弁(16)によって開閉させていたが、電子膨張弁を用いこれをゆっくり開閉させることによってバイパス回路(15)の開閉による騒音を低減させることができる。参考例４〜６はこの場合の実施例である。
【００４６】
参考例４．
図８は参考例４を示す冷媒回路図である。図において、(1)は圧縮機、(1a)はそれの吐出口、(1b)は吸入口、(2)は四方切換弁、(3)は室外側熱交換器、(4)は液側分岐管、(5a)(5b)(5c)は電子膨張弁、(6a)(6b)(6c)は室内側熱交換器、(7)はガス側分岐管、(8)はアキュムレータ、(9)は室外側熱交換器(3)と液側分岐管(4)間の冷媒配管、(10)は四方切換弁(2)とアキュムレータ(8)間の冷媒配管、(11)は冷媒熱交換器、(13a)はアキュムレータ(8)と冷媒熱交換器(11)間の冷媒配管、(13b)は冷媒熱交換器(11)と圧縮機吸入口(1b)間の冷媒配管、(14)は圧縮機吐出口(1a)と四方切換弁(2)間の冷媒配管、(15)は冷媒配管(14)と冷媒配管(13a)との間のバイパス回路、(17)はバイパス回路(15)中に設けられた電子膨張弁である。
【００４７】
この実施例の冷房時及び通常の暖房時の動作は参考例３と同様なので説明は省略し、暖房開始時の動作を説明する。
暖房運転開始時に電子膨張弁(17)が制御されゆっくり開かれる。それによって圧縮機(1)で圧縮され吐出口(1a)から吐出された高温高圧のガス冷媒の一部がバイパス回路(15)を通り吸入口(1b)から圧縮機(1)に騒音を発することなくゆっくり吸入される。それで、圧縮機(1)の運転休止中に圧縮機(1)内で液化された冷媒や、室外側熱交換器(3)等で液化され、アキュムレータ(8)で充分に分離されずに圧縮機(1)に吸入された液冷媒は、バイパス回路(15)からの高温のガス冷媒によってガス化され、暖房運転開始時の圧縮機(1)の負荷が著しく軽減される。この運転が所定時間続けられ圧縮機(1)に吸入される冷媒がすべてガス冷媒となると電子膨張弁(17)はゆっくり閉じられ、正常な暖房運転に入る。
【００４８】
参考例５．
図９は参考例５を示す冷媒回路図である。図において、(1)は圧縮機、(1a)はそれの吐出口、(1b)は吸入口、(2)は四方切換弁、(3)は室外側熱交換器、(4)は液側分岐管、(5a)(5b)(5c)は電子膨張弁、(6a)(6b)(6c)は室内側熱交換器、(7)はガス側分岐管、(8)はアキュムレータ、(9)は室外側熱交換器(3)と液側分岐管(4)間の冷媒配管、(10)は四方切換弁(2)とアキュムレータ(8)間の冷媒配管、(11)は冷媒熱交換器、(13a)はアキュムレータ(8)と冷媒熱交換器(11)間の冷媒配管、(13b)は冷媒熱交換器(11)と圧縮機吸入口(1b)間の冷媒配管、(14)は圧縮機吐出口(1a)と四方切換弁(2)間の冷媒配管、(15)は冷媒配管(14)と冷媒配管(13b)との間のバイパス回路、(17)はバイパス回路(15)中に設けられた電子膨張弁である。
この実施例の動作は参考例４と略同様なので説明は省略する。
【００４９】
参考例６．
図１０は参考例６を示す冷媒回路図である。図において、(1)は圧縮機、(1a)はそれの吐出口、(1b)は吸入口、(2)は四方切換弁、(3)は室外側熱交換器、(5)は電子膨張弁、(6)は室内側熱交換器、(8)はアキュムレータ、(9)は室外側熱交換器(3)と電子膨張弁(5)間の冷媒配管、(10)は四方切換弁(2)とアキュムレータ(8)間の冷媒配管、(13)はアキュムレータ(8)と圧縮機吸入口(1b)間の冷媒配管、(14)は圧縮機吐出口(1a)と四方切換弁(2)間の冷媒配管、(15)はバイパス回路、(17)はバイパス回路(15)中に設けられた電子膨張弁である。
この実施例の電子膨張弁(17)についての動作は参考例４と同様であり、他の部分の動作は参考例３と同様なので説明を省略する。
【００５０】
【発明の効果】
この発明においては、冷房時に室外側熱交換器で凝縮された高温高圧冷媒と、四方切換弁からアキュムレータにいたる、或はアキュムレータから圧縮機吸入口にいたる低温低圧冷媒が熱交換されて、高圧側の冷媒が冷却され完全な液冷媒として液側分岐管をへて膨張弁に流入するので、複数の室内側熱交換器への冷媒分配が安定し、膨張弁で発生する冷媒音が低減するとともに、低圧側の冷媒が加熱されて過熱ガスとなり圧縮機に吸入されるので、液圧縮が防止できるという効果を有するものである。
【００５１】
また、冷媒熱交換器で高圧側低圧側両冷媒の熱交換による低圧側冷媒の過熱度の大きくなり過ぎが、絞り付きバイパス回路で高圧側から低圧側に飽和ガスを戻すことにより防止され、常に圧縮機に適正な過熱ガスを吸引できるという効果を有するものである。
【００５２】
さらに、冷媒熱交換器でより過冷却された冷媒の一部の飽和ガスが、絞り付きバイパス回路で低圧側に戻されるので、バイパスされる冷媒量をより少なくできるという効果を有するものである。
【００５３】
また、冷媒熱交換器を高圧側高温冷媒を流す外管と、低圧側低温冷媒を流す内管の二重管構造としたので、高圧側高温冷媒は内管の低温冷媒と外管周囲の空気との両方と熱交換され、高圧側冷媒はより過冷却されるという効果を有するものである。
【００５４】
さらにまた、外管内と内管内の冷媒の流れ方向を反対としたので、熱交換量がより増大するという効果を有するものである。
【００５５】
また、圧縮機吐出口と圧縮機吸入口との間に、電磁弁により開閉されるバイパス回路を設けたので、暖房運転開始時に、この電磁弁を開くことにより、圧縮機から吐出した加熱ガスが圧縮機に吸入され、室外側熱交換器等で液化されアキュムレータで分離されずに圧縮機に吸入される液冷媒がガス化し、圧縮機の負荷が軽減され、圧縮機の寿命が延びるという効果を有するものである。
【００５６】
また、上記バイパス回路を暖房運転開始時に電子膨張弁により開閉させるようにしたので、圧縮機の負荷が軽減され、圧縮機の寿命が延びるとともに、電子膨張弁をゆっくり開閉することにより、弁開閉時の騒音値が低減するという効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１の冷媒回路図。
【図２】 実施例２の冷媒回路図。
【図３】 実施例１に使用される冷媒熱交換器の斜視図。
【図４】 実施例１に使用される冷媒熱交換器の縦断面図。
【図５】 参考例１の冷媒回路図。
【図６】 参考例２の冷媒回路図。
【図７】 参考例３の冷媒回路図。
【図８】 参考例４の冷媒回路図。
【図９】 参考例５の冷媒回路図。
【図１０】 参考例６の冷媒回路図。
【図１１】 従来の多室形空気調和機の冷媒回路図。
【符号の説明】
１ 圧縮機、 １ａ 吐出口、 １ｂ 吸入口、 ２ 四方切換弁、 ３ 室外側熱交換器、 ４ 液側分岐管、 ５，５ａ，５ｂ，５ｃ 電子膨張弁、 ６，６ａ，６ｂ，６ｃ 室内側熱交換器、 ７ ガス側分岐管、 ８ アキュムレータ、 ９，１０，１３，１４ 冷媒配管、 １１ 冷媒熱交換器、 １２ 絞り付きバイパス回路、 １５ バイパス回路、 １６ 電磁弁 １７ 電子膨張弁。
【産業上の利用分野】
この発明は、圧縮機吐出口から、四方切換弁、室外側熱交換器、減圧器、室内側熱交換器、四方切換弁、及びアキュムレータをへて圧縮機吸入口にいたる冷媒回路を備えた空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は例えば実公昭５５−２８９９３号公報等に示された従来の多室形空気調和機の冷媒回路図で、図において、(1)は圧縮機、(1a)はそれの吐出口、(1b)は吸入口、(2)は四方切換弁、(3)は室外側熱交換器、(4)は液側分岐管、(5a)(5b)(5c)は電子膨張弁、(6a)(6b)(6c)は室内側熱交換器、(7)はガス側分岐管、(8)はアキュムレータである。
【０００３】
次にこの冷媒回路の冷房時における冷媒の流れを説明する。圧縮機(1)で圧縮され吐出口(1a)から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切換弁(2)を通り室外側熱交換器(3)で室外空気と熱交換され熱を放出することにより、凝縮し常温高圧の気液二相または液冷媒となり、液側分岐管(4)で各室内機毎に分岐され、それぞれの電子膨張弁(5a)(5b)(5c)で減圧され完全な気液二相になり、各室内機の室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)に入る。各室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)で室内空気と熱交換され熱を吸収して蒸発し、低温低圧の過熱ガスまたは気液二相になりガス側分岐管(7)で合流し、四方切換弁(2)を通りアキュムレータ(8)に入る。アキュムレータ(8)で液冷媒が分離され、吸入口(1b)から圧縮機(1)に吸入される。以下このサイクルが繰り返される。
【０００４】
暖房運転時においては、圧縮機(1)で圧縮され吐出口(1a)から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切換弁(2)を通りガス側分岐管(7)で各室内機毎に分岐され、各室内機の室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)に入る。各室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)で室内空気と熱交換され熱を放出することにより、凝縮し常温高圧の気液二相または液冷媒となり、それぞれの電子膨張弁(5a)(5b)(5c)で減圧され完全な気液二相になり液側分岐管(4)で合流し室外側熱交換器(3)に入る。室外側熱交換器(3)で室外空気と熱交換され熱を吸収することにより、蒸発して低温低圧の過熱ガスまたは気液二相になり四方切換弁(2)を通りアキュムレータ(8)に入る。アキュムレータ(8)で液冷媒が分離され、吸入口(1b)から圧縮機(1)に吸入される。以下このサイクルが繰り返される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような構成の冷媒回路においては、通常、電子膨張弁(5a)(5b)(5c)等の膨張弁には液冷媒のみが流入するのが好ましいが、例えば、冷房運転時において、室外側熱交換器(3)内で配管の流路抵抗等による圧力損失が大きかったり、室外側熱交換器(3)の大きさに制約があって充分な熱交換性能が得られない場合や、運転状態が変わって冷凍サイクルが安定するまでは室外側熱交換器(3)内で適正に過冷却がとれず電子膨張弁(5a)(5b)(5c)に流入する冷媒が気液二相となることがある。そのため、電子膨張弁(5a)(5b)(5c)での開度調節による室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)への冷媒分配が悪く、冷凍サイクルとしても不安定で各室内機の冷凍能力も安定しなくなるとともに、電子膨張弁(5a)(5b)(5c)を通過する冷媒が気液二相のときに不快な冷媒流動音が発生するなどの問題点があった。
【０００６】
また、暖房運転時に圧縮機運転中に室外側熱交換器(3)でガス化し、圧縮機(1)が停止中にガス状態から液体になる冷媒が多いため、暖房運転再開始時に室外側熱交換器(3)から四方切換弁(2)をへてアキュムレータ(8)を通過するときに、液冷媒が完全に分離しきれず、圧縮機(1)に液冷媒を多く含んだ冷媒が吸入され液圧縮が行われるため、圧縮機(1)の負荷が高くなり寿命が短くなるという問題点もあった。
【０００７】
この発明は上述のような問題点を解消するためになされたもので、冷房運転時に液側分岐管から膨張弁に完全な液冷媒が流入し、複数の室内側熱交換器への冷媒分配が安定し、膨張弁を冷媒が通過する時に冷媒流動音が発生することのない空気調和機を得ることを目的とする。
【０００８】
また、暖房運転再開始時に圧縮機に液冷媒が吸入されることが全くなく、圧縮機の高寿命化が計れる空気調和機を得ることを目的とする。
【０００９】
また、この発明に係わる空気調和機は、圧縮機吐出口から、四方切換弁、室外側熱交換器、液側分岐管、複数の膨張弁、複数の室内側熱交換器、ガス側分岐管、四方切換弁、及びアキュムレータをへて圧縮機吸入口にいたる冷媒回路を備えた多室形空気調和機において、
上記室外側熱交換器、液側分岐管間の冷媒配管と、上記アキュムレータ、圧縮機吸入口間の冷媒配管との間に、これら両冷媒配管内の冷媒の熱交換を行う冷媒熱交換器を設けるとともに、
上記室外側熱交換器、液側分岐管間の冷媒配管の冷媒熱交換器より液側分岐管側と、上記アキュムレータ、冷媒熱交換器間の冷媒配管間との間に、高圧側から低圧側に飽和ガスを戻すための絞り付きバイパス回路を設けたものである。
【００１０】
また、この発明に係わる空気調和機は、冷媒熱交換器を、室外側熱交換器、液側分岐管間の冷媒を流す外管と、四方切換弁、アキュムレータ間、或はアキュムレータ、圧縮機吸入口間の冷媒を流す内管との二重管構造としたものである。
【００１１】
また、この発明に係わる空気調和機は、冷媒熱交換器の外管内と内管内の冷媒の流れ方向を反対としたものである。
【００１４】
【作用】
この発明においては、冷房時に室外側熱交換器で凝縮された高温高圧冷媒と、四方切換弁からアキュムレータにいたる、或はアキュムレータから圧縮機吸入口にいたる低温低圧冷媒が熱交換されて、高圧側の冷媒が冷却され完全な液冷媒として液側分岐管をへて膨張弁に流入するので、複数の室内側熱交換器への冷媒分配が安定するとともに、膨張弁で発生する冷媒音が低減する。そして、低圧側の冷媒が加熱されて過熱ガスとなるので、圧縮機に液冷媒が吸入されることが全くなくなる。
【００１５】
また、冷媒熱交換器で高圧側低圧側両冷媒の熱交換による低圧側冷媒の過熱度の大きくなり過ぎが、絞り付きバイパス回路で高圧側から低圧側に飽和ガスを戻すことにより防止される。
さらに、冷媒熱交換器でより過冷却された冷媒の一部の飽和ガスが、絞り付きバイパス回路で低圧側に戻されるので、バイパスされる冷媒量をより少なくできる。
【００１６】
また、冷媒熱交換器を高圧側高温冷媒を流す外管と、低圧側低温冷媒を流す内管の二重管構造としたので、高圧側高温冷媒は内管の低温冷媒と外管周囲の空気との両方と熱交換され、高圧側冷媒はより過冷却される。
さらにまた、外管内と内管内の冷媒の流れ方向を反対としたので、熱交換量がより増大する。
【００１７】
また、暖房運転開始時に、圧縮機吐出口から圧縮機吸入口へのバイパス回路の電磁弁或は電子膨張弁を開くことにより、圧縮機から吐出した加熱ガスが圧縮機に吸入され、室外側熱交換器等で液化されアキュムレータで分離されずに圧縮機に吸入される液冷媒がガス化し、圧縮機の負荷が軽減される。
【００１８】
【実施例】
実施例１．
以下、この発明の実施例１を図について説明する。図１はこの実施例１の冷媒回路図で、図において、(1)は圧縮機、(1a)はそれの吐出口、(1b)は吸入口、(2)は四方切換弁、(3)は室外側熱交換器、(4)は液側分岐管、(5a)(5b)(5c)は電子膨張弁、(6a)(6b)(6c)は室内側熱交換器、(7)はガス側分岐管、(8)はアキュムレータで、以上は図１１で示す従来例と同様のものである。(9)は室外側熱交換器(3)と液側分岐管(4)間の冷媒配管、(10)は四方切換弁(2)とアキュムレータ(8)間の冷媒配管、(11)はこれら両冷媒配管(9)(10)内の冷媒の熱交換を行う冷媒熱交換器、(12)は冷媒配管(9)の冷媒熱交換器(11)の液側分岐管(4)側と、冷媒配管(10)との間に設けられた毛細管の絞り付きバイパス回路である。
【００１９】
次にこの実施例の冷媒回路の冷房時における冷媒の流れを説明する。圧縮機(1)で圧縮され吐出口(1a)から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切換弁(2)を通り室外側熱交換器(3)で室外空気と熱交換され熱を放出することにより、凝縮し常温高圧の気液二相または液冷媒となり、冷媒熱交換器(11)により冷媒配管(10)中の低温低圧のガス冷媒と熱交換して冷却されて完全に液化して、液側分岐管(4)で各室内機毎に分岐され、それぞれの電子膨張弁(5a)(5b)(5c)で減圧され完全な気液二相になり、各室内機の室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)に入る。
【００２０】
各室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)で気液二相冷媒は、室内空気と熱交換され熱を吸収して蒸発し、低温低圧の過熱ガスまたは気液二相になりガス側分岐管(7)で合流し、四方切換弁(2)を通り冷媒熱交換器(11)により冷媒配管(9)中の高圧液冷媒と熱交換して加熱されさらにガス化されアキュムレータ(8)に入る。アキュムレータ(8)で液冷媒が分離され、吸入口(1b)から圧縮機(1)に吸入される。以下このサイクルが繰り返される。
【００２１】
また、室外側熱交換器(3)から冷媒配管(9)、冷媒熱交換器(11)をへた液冷媒の一部が絞り付きバイパス回路(12)で飽和ガスとなり冷媒配管(10)にバイパスされ、冷媒配管(10)中の低圧ガス冷媒の過熱度が、冷媒熱交換器(11)による熱交換で過度に上昇するのが抑えられ、適正な過熱ガスがアキュムレータ(8)をへて圧縮機(1)に吸入される。
【００２２】
暖房運転時においては、圧縮機(1)で圧縮され吐出口(1a)から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切換弁(2)を通りガス側分岐管(7)で各室内機毎に分岐され、各室内機の室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)に入る。各室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)で室内空気と熱交換され熱を放出することにより、凝縮し常温高圧の気液二相または液冷媒となり、それぞれの電子膨張弁(5a)(5b)(5c)で減圧され完全な気液二相になり液側分岐管(4)で合流し冷媒熱交換器(11)、冷媒配管(9)を通り室外側熱交換器(3)に入る。室外側熱交換器(3)で室外空気と熱交換され熱を吸収することにより、蒸発して低温低圧の過熱ガスまたは気液二相になり四方切換弁(2)を通り冷媒配管(10)、冷媒熱交換器(11)を通りアキュムレータ(8)に入る。アキュムレータ(8)で液冷媒が分離され、吸入口(1b)から圧縮機(1)に吸入される。
【００２３】
この時、冷媒熱交換器(11)により冷媒配管(9)中の低温低圧の冷媒と、冷媒配管(10)中の低温低圧の冷媒との間で熱交換が行なわれるが、両冷媒間の温度差は少なくあまり有効な熱交換は行なわれず、特に暖房時に冷媒熱交換器(11)をバイパスする逆止弁等を設ける必要もない。また、絞り付きバイパス回路(12)の両端には圧力差がないので暖房時には有効に動作しない。しかし、冷媒熱交換器(11)及び絞り付きバイパス回路(12)は暖房時には必要ないから、冷媒配管(9)の冷媒熱交換器(11)設置部に逆止弁を設けて暖房時にこれらをバイパスしてもよい。
【００２４】
以上のようにこの実施例では、冷房時に冷媒熱交換器(11)により電子膨張弁(5a)(5b)(5c)に流入する冷媒が、室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)を出た低温低圧の冷媒と熱交換されて冷却され、完全に液体化されるので、複数の室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)への冷媒分配が安定するとともに、電子膨張弁(5a)(5b)(5c)で発生する冷媒音が低減する。しかも、その熱交換による低圧ガス冷媒の過熱度の過度の上昇が絞り付きバイパス回路(12)による飽和ガスのバイパスにより防止される。
【００２５】
実施例２．
実施例１では冷媒熱交換器(11)を室外側熱交換器(3)、液側分岐管(4)間の冷媒配管(9)と、四方切換弁(2)、アキュムレータ(8)間の冷媒配管(10)との間に設けたが、上記冷媒配管(9)と、アキュムレータ(8)、圧縮機吸入口(1b)間の冷媒配管(13)との間に設けてもよい。図２はこの場合の実施例２の冷媒回路図である。
【００２６】
図において、(1)は圧縮機、(1a)はそれの吐出口、(1b)は吸入口、(2)は四方切換弁、(3)は室外側熱交換器、(4)は液側分岐管、(5a)(5b)(5c)は電子膨張弁、(6a)(6b)(6c)は室内側熱交換器、(7)はガス側分岐管、(8)はアキュムレータ、(9)は室外側熱交換器(3)と液側分岐管(4)間の冷媒配管、(10)は四方切換弁(2)とアキュムレータ(8)間の冷媒配管、(13)はアキュムレータ(8)と圧縮機吸入口(1b)間の冷媒配管、(11)は冷媒配管(9)(13)内の冷媒の熱交換を行う冷媒熱交換器、(12)は冷媒配管(9)の冷媒熱交換器(11)の液側分岐管(4)側と、冷媒配管(13)との間に設けられた毛細管等の絞り付きバイパス回路である。
【００２７】
次にこの実施例の冷媒回路の冷房時における冷媒の流れを説明する。圧縮機(1)で圧縮され吐出口(1a)から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切換弁(2)を通り室外側熱交換器(3)で室外空気と熱交換され熱を放出することにより、凝縮し常温高圧の気液二相または液冷媒となり、冷媒熱交換器(11)により冷媒配管(13)中の低温低圧のガス冷媒と熱交換して冷却されて完全に液化して、液側分岐管(4)で各室内機毎に分岐され、それぞれの電子膨張弁(5a)(5b)(5c)で減圧され完全な気液二相になり、各室内機の室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)に入る。
【００２８】
各室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)で気液二相冷媒は、室内空気と熱交換され熱を吸収して蒸発し、低温低圧の過熱ガスまたは気液二相になりガス側分岐管(7)で合流し、四方切換弁(2)を通りアキュムレータ(8)に入る。アキュムレータ(8)で液冷媒が分離され、アキュムレータ(8)で液冷媒が完全に分離されなくても、冷媒熱交換器(11)により冷媒配管(9)中の高圧液冷媒と熱交換して加熱され、完全にガス化され吸入口(1b)から圧縮機(1)に吸入される。以下このサイクルが繰り返される。
【００２９】
また、室外側熱交換器(3)から冷媒配管(9)、冷媒熱交換器(11)をへた液冷媒の一部が絞り付きバイパス回路(12)で飽和ガスとなり冷媒配管(10)にバイパスされ、冷媒配管(10)中の低圧ガス冷媒の過熱度が、冷媒熱交換器(11)による熱交換で過度に上昇するのが抑えられ、適正な過熱ガスが圧縮機(1)に吸入される。
【００３０】
以上のようにこの実施例でも、冷房時に冷媒熱交換器(11)により電子膨張弁(5a)(5b)(5c)に流入する冷媒が、室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)を出た低温低圧の冷媒と熱交換されて冷却され、完全に液体化されるので、複数の室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)への冷媒分配が安定するとともに、電子膨張弁(5a)(5b)(5c)で発生する冷媒音が低減する。しかも、その熱交換による低圧ガス冷媒の過熱度の過度の上昇が絞り付きバイパス回路(12)による飽和ガスのバイパスにより防止される。さらに、アキュムレータ(8)で液冷媒が完全に分離されなくても冷媒熱交換器(11)による熱交換で完全にガス化されて圧縮機(1)に吸入される。
【００３１】
なお、上記各実施例では絞り付きバイパス回路(12)に毛細管を使用したものを示したが、機械式膨張弁、電子膨張弁を使うことにより同等の制御を行うことが出来る。
【００３２】
図３、図４は上記実施例１に使用される冷媒熱交換器(11)の一例を示し、図３は斜視図、図４は縦断面図である。図において、(11)は冷媒熱交換器で、室外側熱交換器(3)、液側分岐管(4)間の冷媒配管(9)に連通する外管(11a)と、四方切換弁(2)、アキュムレータ(8)間の冷媒配管(10)に連通する内管(11b)との二重管構造となっておる。そして、外管(11a)中の冷媒の流れ方向と内管(11b)中の冷媒の流れ方向は相反する方向となされている。
【００３３】
そのため、構造が簡単で安価に製作でき、内管(11b)全体が高温高圧冷媒で被われるため伝熱面積が大きく取れ効率的な熱交換が行なわれ、外管(11a)中の高温高圧の冷媒は、内管(11b)中の低温冷媒と外管(11a)周囲の空気との両者間で熱交換されるので、高圧冷媒がより過冷却される。また、熱交換される冷媒の流れが反対なので、最も効率的な対向流熱交換が行なわれる。
なお、この構造の冷媒熱交換器(11)は実施例２に使用されても同等の効果が得られることはもちろんである。
【００３４】
参考例１．
図５はこの発明の参考例１を示す冷媒回路図である。図において、(1)は圧縮機、(1a)はそれの吐出口、(1b)は吸入口、(2)は四方切換弁、(3)は室外側熱交換器、(4)は液側分岐管、(5a)(5b)(5c)は電子膨張弁、(6a)(6b)(6c)は室内側熱交換器、(7)はガス側分岐管、(8)はアキュムレータ、(9)は室外側熱交換器(3)と液側分岐管(4)間の冷媒配管、(10)は四方切換弁(2)とアキュムレータ(8)間の冷媒配管、(11)は冷媒熱交換器、(13a)はアキュムレータ(8)と冷媒熱交換器(11)間の冷媒配管、(13b)は冷媒熱交換器(11)と圧縮機吸入口(1b)間の冷媒配管、(14)は圧縮機吐出口(1a)と四方切換弁(2)間の冷媒配管で、以上は実施例２と略同様である。(15)は冷媒配管(14)と冷媒配管(13a)との間のバイパス回路、(16)はバイパス回路(15)中に設けられた電磁弁である。
【００３５】
次にこの実施例の冷媒回路の冷房時における冷媒の流れを説明する。冷房時には電磁弁(16)は閉じられておるので、冷房時における動作は実施例２と略同様である。即ち、圧縮機(1)で圧縮され吐出口(1a)から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切換弁(2)を通り室外側熱交換器(3)で室外空気と熱交換され熱を放出することにより、凝縮し常温高圧の気液二相または液冷媒となり、冷媒熱交換器(11)により冷媒配管(13)中の低温低圧のガス冷媒と熱交換して冷却されて完全に液化して、液側分岐管(4)で各室内機毎に分岐され、それぞれの電子膨張弁(5a)(5b)(5c)で減圧され完全な気液二相になり、各室内機の室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)に入る。
【００３６】
各室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)で気液二相冷媒は、室内空気と熱交換され熱を吸収して蒸発し、低温低圧の過熱ガスまたは気液二相になりガス側分岐管(7)で合流し、四方切換弁(2)を通りアキュムレータ(8)に入る。アキュムレータ(8)で液冷媒が分離され、アキュムレータ(8)で液冷媒が完全に分離されなくても、冷媒熱交換器(11)により冷媒配管(9)中の高圧液冷媒と熱交換して加熱され、完全にガス化され吸入口(1b)から圧縮機(1)に吸入される。以下このサイクルが繰り返される。
【００３７】
暖房運転開始時に電磁弁(16)が所定時間開かれる。それによって圧縮機(1)で圧縮され吐出口(1a)から吐出された高温高圧のガス冷媒の一部がバイパス回路(15)を通り吸入口(1b)から圧縮機(1)に吸入される。それで、圧縮機(1)の運転休止中に圧縮機(1)内で液化された冷媒や、室外側熱交換器(3)等で液化され、アキュムレータ(8)で充分に分離されずに圧縮機(1)に吸入された液冷媒は、バイパス回路(15)からの高温のガス冷媒によってガス化され、暖房運転開始時の圧縮機(1)の負荷が著しく軽減される。この運転が所定時間続けられ圧縮機(1)に吸入される冷媒がすべてガス冷媒となると電磁弁(16)は閉じられ、正常な暖房運転に入る。
【００３８】
即ち、圧縮機(1)で圧縮され吐出口(1a)から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切換弁(2)を通りガス側分岐管(7)で各室内機毎に分岐され、各室内機の室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)に入る。各室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)で室内空気と熱交換され熱を放出することにより、凝縮し常温高圧の気液二相または液冷媒となり、それぞれの電子膨張弁(5a)(5b)(5c)で減圧され完全な気液二相になり液側分岐管(4)で合流し冷媒熱交換器(11)、冷媒配管(9)を通り室外側熱交換器(3)に入る。室外側熱交換器(3)で室外空気と熱交換され熱を吸収することにより、蒸発して低温低圧の過熱ガスまたは気液二相になり四方切換弁(2)、冷媒配管(10)を通りアキュムレータ(8)に入る。アキュムレータ(8)で液冷媒が分離され、冷媒熱交換器(11)を通り吸入口(1b)から圧縮機(1)に吸入される。
【００３９】
参考例２．
参考例１ではバイパス回路(15)を冷媒配管(14)と冷媒配管(13a)との間に設けたが、冷媒配管(14)と冷媒配管(13a)との間に設けてもよい。図６はこの場合の参考例２の冷媒回路図である。図において、(1)は圧縮機、(1a)はそれの吐出口、(1b)は吸入口、(2)は四方切換弁、(3)は室外側熱交換器、(4)は液側分岐管、(5a)(5b)(5c)は電子膨張弁、(6a)(6b)(6c)は室内側熱交換器、(7)はガス側分岐管、(8)はアキュムレータ、(9)は室外側熱交換器(3)と液側分岐管(4)間の冷媒配管、(10)は四方切換弁(2)とアキュムレータ(8)間の冷媒配管、(11)は冷媒熱交換器、(13a)はアキュムレータ(8)と冷媒熱交換器(11)間の冷媒配管、(13b)は冷媒熱交換器(11)と圧縮機吸入口(1b)間の冷媒配管、(14)は圧縮機吐出口(1a)と四方切換弁(2)間の冷媒配管、(15)は冷媒配管(14)と冷媒配管(13b)との間のバイパス回路、(16)はバイパス回路(15)中に設けられた電磁弁である。
この実施例の動作は参考例１と略同様なので説明は省略する。
【００４０】
参考例３．
参考例１では複数の電子膨張弁(5a)(5b)(5c)、複数の室内側熱交換器(6a)(6b)(6c)、液側分岐管(4)及びガス側分岐管(7)を備えた多室形空気調和機について説明したが、室内側熱交換器が１個の冷媒回路を使用した空気調和機であってもバイパス回路(15)を設けたための効果は同様である。図７はこの場合の参考例３の冷媒回路図である。
【００４１】
図において、(1)は圧縮機、(1a)はそれの吐出口、(1b)は吸入口、(2)は四方切換弁、(3)は室外側熱交換器、(5)は電子膨張弁、(6)は室内側熱交換器、(8)はアキュムレータ、(9)は室外側熱交換器(3)と電子膨張弁(5)間の冷媒配管、(10)は四方切換弁(2)とアキュムレータ(8)間の冷媒配管、(13)はアキュムレータ(8)と圧縮機吸入口(1b)間の冷媒配管、(14)は圧縮機吐出口(1a)と四方切換弁(2)間の冷媒配管、(15)はバイパス回路、(16)は電磁弁である。
【００４２】
次にこの実施例の冷媒回路の冷房時における冷媒の流れを説明する。冷房時には電磁弁(16)は閉じられている。圧縮機(1)で圧縮され吐出口(1a)から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切換弁(2)を通り室外側熱交換器(3)で室外空気と熱交換され熱を放出することにより、凝縮し常温高圧の気液二相または液冷媒となり、電子膨張弁(5)で減圧され完全な気液二相になり室内側熱交換器(6)に入る。
【００４３】
暖房運転開始時に電磁弁(16)が所定時間開かれる。それによって圧縮機(1)で圧縮され吐出口(1a)から吐出された高温高圧のガス冷媒の一部がバイパス回路(15)を通り吸入口(1b)から圧縮機(1)に吸入される。それで、圧縮機(1)の運転休止中に圧縮機(1)内で液化された冷媒や、室外側熱交換器(3)等で液化され、アキュムレータ(8)で充分に分離されずに圧縮機(1)に吸入された液冷媒は、バイパス回路(15)からの高温のガス冷媒によってガス化され、暖房運転開始時の圧縮機(1)の負荷が著しく軽減される。この運転が所定時間続けられ圧縮機(1)に吸入される冷媒がすべてガス冷媒となると電磁弁(16)は閉じられ、正常な暖房運転に入る。
【００４４】
即ち、圧縮機(1)で圧縮され吐出口(1a)から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切換弁(2)を通り室内側熱交換器(6)に入る。室内側熱交換器(6)で室内空気と熱交換され熱を放出することにより、凝縮し常温高圧の気液二相または液冷媒となり、電子膨張弁(5)で減圧され完全な気液二相になり液側分岐管(4)で合流し冷媒熱交換器(11)、冷媒配管(9)を通り室外側熱交換器(3)に入る。室外側熱交換器(3)で室外空気と熱交換され熱を吸収することにより、蒸発して低温低圧の過熱ガスまたは気液二相になり四方切換弁(2)、冷媒配管(10)を通りアキュムレータ(8)に入る。アキュムレータ(8)で液冷媒が分離され、冷媒配管(13)を通り吸入口(1b)から圧縮機(1)に吸入される。
【００４５】
参考例３では複数の電子膨張弁(5a)(5b)(5c)による冷媒分配を考慮する必要がないので冷媒熱交換器(11)は設けられていないが、電子膨張弁(5)の冷媒音を低減させるために、冷媒熱交換器(11)を冷媒配管(9)(10)間、或は冷媒配管(9)(13)間に設けるようにしてもよい。
また、参考例１〜３ではバイパス回路(15)を電磁弁(16)によって開閉させていたが、電子膨張弁を用いこれをゆっくり開閉させることによってバイパス回路(15)の開閉による騒音を低減させることができる。参考例４〜６はこの場合の実施例である。
【００４６】
参考例４．
図８は参考例４を示す冷媒回路図である。図において、(1)は圧縮機、(1a)はそれの吐出口、(1b)は吸入口、(2)は四方切換弁、(3)は室外側熱交換器、(4)は液側分岐管、(5a)(5b)(5c)は電子膨張弁、(6a)(6b)(6c)は室内側熱交換器、(7)はガス側分岐管、(8)はアキュムレータ、(9)は室外側熱交換器(3)と液側分岐管(4)間の冷媒配管、(10)は四方切換弁(2)とアキュムレータ(8)間の冷媒配管、(11)は冷媒熱交換器、(13a)はアキュムレータ(8)と冷媒熱交換器(11)間の冷媒配管、(13b)は冷媒熱交換器(11)と圧縮機吸入口(1b)間の冷媒配管、(14)は圧縮機吐出口(1a)と四方切換弁(2)間の冷媒配管、(15)は冷媒配管(14)と冷媒配管(13a)との間のバイパス回路、(17)はバイパス回路(15)中に設けられた電子膨張弁である。
【００４７】
この実施例の冷房時及び通常の暖房時の動作は参考例３と同様なので説明は省略し、暖房開始時の動作を説明する。
暖房運転開始時に電子膨張弁(17)が制御されゆっくり開かれる。それによって圧縮機(1)で圧縮され吐出口(1a)から吐出された高温高圧のガス冷媒の一部がバイパス回路(15)を通り吸入口(1b)から圧縮機(1)に騒音を発することなくゆっくり吸入される。それで、圧縮機(1)の運転休止中に圧縮機(1)内で液化された冷媒や、室外側熱交換器(3)等で液化され、アキュムレータ(8)で充分に分離されずに圧縮機(1)に吸入された液冷媒は、バイパス回路(15)からの高温のガス冷媒によってガス化され、暖房運転開始時の圧縮機(1)の負荷が著しく軽減される。この運転が所定時間続けられ圧縮機(1)に吸入される冷媒がすべてガス冷媒となると電子膨張弁(17)はゆっくり閉じられ、正常な暖房運転に入る。
【００４８】
参考例５．
図９は参考例５を示す冷媒回路図である。図において、(1)は圧縮機、(1a)はそれの吐出口、(1b)は吸入口、(2)は四方切換弁、(3)は室外側熱交換器、(4)は液側分岐管、(5a)(5b)(5c)は電子膨張弁、(6a)(6b)(6c)は室内側熱交換器、(7)はガス側分岐管、(8)はアキュムレータ、(9)は室外側熱交換器(3)と液側分岐管(4)間の冷媒配管、(10)は四方切換弁(2)とアキュムレータ(8)間の冷媒配管、(11)は冷媒熱交換器、(13a)はアキュムレータ(8)と冷媒熱交換器(11)間の冷媒配管、(13b)は冷媒熱交換器(11)と圧縮機吸入口(1b)間の冷媒配管、(14)は圧縮機吐出口(1a)と四方切換弁(2)間の冷媒配管、(15)は冷媒配管(14)と冷媒配管(13b)との間のバイパス回路、(17)はバイパス回路(15)中に設けられた電子膨張弁である。
この実施例の動作は参考例４と略同様なので説明は省略する。
【００４９】
参考例６．
図１０は参考例６を示す冷媒回路図である。図において、(1)は圧縮機、(1a)はそれの吐出口、(1b)は吸入口、(2)は四方切換弁、(3)は室外側熱交換器、(5)は電子膨張弁、(6)は室内側熱交換器、(8)はアキュムレータ、(9)は室外側熱交換器(3)と電子膨張弁(5)間の冷媒配管、(10)は四方切換弁(2)とアキュムレータ(8)間の冷媒配管、(13)はアキュムレータ(8)と圧縮機吸入口(1b)間の冷媒配管、(14)は圧縮機吐出口(1a)と四方切換弁(2)間の冷媒配管、(15)はバイパス回路、(17)はバイパス回路(15)中に設けられた電子膨張弁である。
この実施例の電子膨張弁(17)についての動作は参考例４と同様であり、他の部分の動作は参考例３と同様なので説明を省略する。
【００５０】
【発明の効果】
この発明においては、冷房時に室外側熱交換器で凝縮された高温高圧冷媒と、四方切換弁からアキュムレータにいたる、或はアキュムレータから圧縮機吸入口にいたる低温低圧冷媒が熱交換されて、高圧側の冷媒が冷却され完全な液冷媒として液側分岐管をへて膨張弁に流入するので、複数の室内側熱交換器への冷媒分配が安定し、膨張弁で発生する冷媒音が低減するとともに、低圧側の冷媒が加熱されて過熱ガスとなり圧縮機に吸入されるので、液圧縮が防止できるという効果を有するものである。
【００５１】
また、冷媒熱交換器で高圧側低圧側両冷媒の熱交換による低圧側冷媒の過熱度の大きくなり過ぎが、絞り付きバイパス回路で高圧側から低圧側に飽和ガスを戻すことにより防止され、常に圧縮機に適正な過熱ガスを吸引できるという効果を有するものである。
【００５２】
さらに、冷媒熱交換器でより過冷却された冷媒の一部の飽和ガスが、絞り付きバイパス回路で低圧側に戻されるので、バイパスされる冷媒量をより少なくできるという効果を有するものである。
【００５３】
また、冷媒熱交換器を高圧側高温冷媒を流す外管と、低圧側低温冷媒を流す内管の二重管構造としたので、高圧側高温冷媒は内管の低温冷媒と外管周囲の空気との両方と熱交換され、高圧側冷媒はより過冷却されるという効果を有するものである。
【００５４】
さらにまた、外管内と内管内の冷媒の流れ方向を反対としたので、熱交換量がより増大するという効果を有するものである。
【００５５】
また、圧縮機吐出口と圧縮機吸入口との間に、電磁弁により開閉されるバイパス回路を設けたので、暖房運転開始時に、この電磁弁を開くことにより、圧縮機から吐出した加熱ガスが圧縮機に吸入され、室外側熱交換器等で液化されアキュムレータで分離されずに圧縮機に吸入される液冷媒がガス化し、圧縮機の負荷が軽減され、圧縮機の寿命が延びるという効果を有するものである。
【００５６】
また、上記バイパス回路を暖房運転開始時に電子膨張弁により開閉させるようにしたので、圧縮機の負荷が軽減され、圧縮機の寿命が延びるとともに、電子膨張弁をゆっくり開閉することにより、弁開閉時の騒音値が低減するという効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１の冷媒回路図。
【図２】 実施例２の冷媒回路図。
【図３】 実施例１に使用される冷媒熱交換器の斜視図。
【図４】 実施例１に使用される冷媒熱交換器の縦断面図。
【図５】 参考例１の冷媒回路図。
【図６】 参考例２の冷媒回路図。
【図７】 参考例３の冷媒回路図。
【図８】 参考例４の冷媒回路図。
【図９】 参考例５の冷媒回路図。
【図１０】 参考例６の冷媒回路図。
【図１１】 従来の多室形空気調和機の冷媒回路図。
【符号の説明】
１ 圧縮機、 １ａ 吐出口、 １ｂ 吸入口、 ２ 四方切換弁、 ３ 室外側熱交換器、 ４ 液側分岐管、 ５，５ａ，５ｂ，５ｃ 電子膨張弁、 ６，６ａ，６ｂ，６ｃ 室内側熱交換器、 ７ ガス側分岐管、 ８ アキュムレータ、 ９，１０，１３，１４ 冷媒配管、 １１ 冷媒熱交換器、 １２ 絞り付きバイパス回路、 １５ バイパス回路、 １６ 電磁弁 １７ 電子膨張弁。
Claims (3)
- 圧縮機吐出口から、四方切換弁、室外側熱交換器、液側分岐管、複数の膨張弁、複数の室内側熱交換器、ガス側分岐管、四方切換弁、及びアキュムレータをへて圧縮機吸入口にいたる冷媒回路を備えた多室形空気調和機において、
上記室外側熱交換器、液側分岐管間の冷媒配管と、上記アキュムレータ、圧縮機吸入口間の冷媒配管との間に、これら両冷媒配管内の冷媒の熱交換を行う冷媒熱交換器を設けるとともに、
上記室外側熱交換器、液側分岐管間の冷媒配管の冷媒熱交換器より液側分岐管側と、上記アキュムレータ、冷媒熱交換器間の冷媒配管間との間に、高圧側から低圧側に飽和ガスを戻すための絞り付きバイパス回路を設けたことを特徴とする空気調和機。 - 冷媒熱交換器を、室外側熱交換器、液側分岐管間の冷媒を流す外管と、四方切換弁、アキュムレータ間、或はアキュムレータ、圧縮機吸入口間の冷媒を流す内管との二重管構造としたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
- 冷媒熱交換器の外管内と内管内の冷媒の流れ方向を反対としたことを特徴とする請求項２記載の空気調和機。
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