JP7458771B2 - 室外機及びこれを備えた空気調和装置 - Google Patents
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Description
過冷却を促進するためには、冷媒量の追加が必要となる。しかし、過剰な冷媒量増加は、性能(COP)の悪化や、液バックによる圧縮機故障のおそれを生じさせる。
過冷却が不足すると、電子膨張弁(EEV)の動作が不能気味となることで、蒸発器への確実な液冷媒冷却が困難となるだけでなく、冷媒流動音増大のおそれもある。
[第1参考実施形態]
以下、本発明の第1参考実施形態について、図1を用いて説明する。
図1には、本参考実施形態の空気調和装置1の冷媒回路構成が示されている。空気調和装置1は、圧縮機3の吐出側に設けた四方弁4を切り替えることによって、暖房運転と冷房運転を行うことができる。図1において、実線の矢印A1で示した方向が暖房運転時の冷媒流れ方向を示し、破線の矢印A2で示した方向が冷房運転時やデフロスト運転時の冷媒流れ方向を示している。
膨張弁7の冷媒流れにおける上流側と下流側に設けられた第1冷媒配管13と第2冷媒配管14とを熱的に接続する熱伝導部材15を設けることとした、これにより、膨張弁7によって絞られて冷却された下流側の冷媒で、膨張弁7の上流側の冷媒を冷却することができる。これにより、図5に示すように、膨張弁7に導かれる上流側の冷媒に対して過冷却B1を付けることができる。
熱伝導部材15を介して第1冷媒配管13と第2冷媒配管14とを固定することとしたので、第1冷媒配管13と第2冷媒配管14の形状に依存せずに比較的自由に設計することができる。特に、熱伝導部材15に配管形状に応じた溝15a,15bを形成することとしたので、容易に設計することができる。
次に、本開示の第2参考実施形態について説明する。本参考実施形態は、第1参考実施形態に対して、第1冷媒配管13と第2冷媒配管14とを熱的に接続する伝熱部の構成が異なる。したがって、以下の説明では、第1参考実施形態に対する相違点について説明し、同一構成については同一符号を付してその説明を省略する。
膨張弁7に接続された第1冷媒配管13と第2冷媒配管14とを互いに物理的に接触させて固定する配管固定部17を設けることとしたので、第1冷媒配管13と第2冷媒配管14との熱伝導を向上させることができる。
第1冷媒配管13と第2冷媒配管14とを互いに物理的に接触させて固定するだけで済むので、軽量かつ省スペースで構成することができる。
次に、本開示の第3参考実施形態について説明する。本参考実施形態は、第1参考実施形態に対して、膨張弁7の上流側配管と下流側配管とを熱的に接続する伝熱部の構成が異なる。したがって、以下の説明では、第1参考実施形態に対する相違点について説明し、同一構成については同一符号を付してその説明を省略する。
冷房用膨張弁7aと暖房用膨張弁7bとの間には、第3冷媒配管20が設けられている。冷房用膨張弁7aには、第3冷媒配管20と第2冷媒配管14とが接続されており、暖房用膨張弁7bには、第3冷媒配管20と第1冷媒配管13とが接続されている。
暖房時には、暖房用膨張弁7bに対して開度制御が行われ、冷房用膨張弁7aは開とされたまま開度制御は行われない。したがって、暖房時には、第3冷媒配管20が冷媒流れにおける上流側配管となり、第1冷媒配管13が冷媒流れにおける下流側配管となる。
このように、冷房用膨張弁7aと暖房用膨張弁7bとの間に設けられた第3冷媒配管20が常に冷媒流れにおける上流側配管となる。
膨張弁7a,7bに接続された上流側配管である第3冷媒配管20と、圧縮機3に接続された吸入配管22とを熱交換させる過冷却熱交換器25を設けることとしたので、蒸発器を出た後の吸入冷媒を用いて膨張弁7a,7bの上流側の液冷媒を冷却することができる。膨張弁7a,7bの下流側でかつ蒸発器の上流側の冷媒よりも低い温度の吸入冷媒を用いるので、より効果的に冷却を行うことができる。これにより、図9に示したように、過冷却B2を付けることができる。また、蒸発後の冷媒が膨張弁7a、7bの冷媒によって加熱されるので、図9に示すように過熱度B3を付けることができる。
次に、本開示の第1実施形態について説明する。本実施形態は、第1参考実施形態に対して、膨張弁7の上流側配管と下流側配管とを熱的に接続する伝熱部の構成が異なる。したがって、以下の説明では、第1参考実施形態に対する相違点について説明し、同一構成については同一符号を付してその説明を省略する。
気液分離器30にて分離されたガス冷媒は、第2上流側配管33を流れ、伝熱部35を介して、膨張弁7で絞られた後に下流側配管37を流れる冷媒によって冷却される。これにより、第2上流側配管33を流れる冷媒は凝縮され、第1上流側配管32に合流する。第1上流側配管32を流れる液冷媒は、第2上流側配管33を流れる冷媒と合流することによって冷却され、過冷却が付けられることになる。
また、本実施形態では、冷媒として非共沸混合冷媒を用いることとしたが、非共沸混合冷媒に代えて、単一冷媒や非共沸ではない混合冷媒を用いることとしても良い。
熱伝導部材を介して上流側配管と下流側配管とを固定することとしたので、上流側配管と下流側配管の形状に依存せずに比較的自由に設計することができる。
熱伝導部材としては、ステンレス鋼等の金属と同等またはそれ以上の熱伝導率を有する高熱伝導率を有する素材が用いられ、例えば銅やグラフェン(graphene)等を用いることができる。
上流側配管と下流側配管とを互いに物理的に接触させて固定するだけで済むので、軽量かつ省スペースで構成することができる。
配管固定部としては、例えば、上流側配管と下流側配管とをろう付けする構成や、上流側配管と下流側配管とを互いにクリップで固定する構成などが挙げられる。
過冷却熱交換器としては、液ガス熱交換器とされ、例えば二重管熱交換器を用いることができる。
なお、冷媒としては、非共沸混合冷媒に代えて、単一冷媒や非共沸ではない混合冷媒としても良い。
2 室外機
3 圧縮機
4 四方弁
5 室外熱交換器
6 室外ファン
7 膨張弁
7a 冷房用膨張弁
7b 暖房用膨張弁
9 室内熱交換器
10 室内機
11 室内ファン
13 第1配管
14 第2配管
15 熱伝導部材(伝熱部)
17 配管固定部(伝熱部)
18 クリップ
20 第3冷媒配管
22 吸入配管
25 過冷却熱交換器(伝熱部)
30 気液分離器
32 第1上流側配管
33 第2上流側配管
35 伝熱部
37 下流側配管
Claims (3)
- 冷媒を膨張させる膨張弁と、
前記膨張弁の冷媒流れにおける上流側と下流側とを熱的に接続する伝熱部と、
前記膨張弁の冷媒流れにおける上流側でかつ凝縮器の下流側に設けられた気液分離器と、
前記気液分離器の液相側と前記膨張弁との間に設けられた第1上流側配管と、
前記気液分離器の気相側と前記第1上流側配管の途中位置との間に設けられた第2上流側配管と、
を備え、
前記伝熱部は、前記膨張弁に接続された下流側配管と前記第2上流側配管とを熱的に接続するとともに、前記第2上流側配管及び前記下流側配管に対して固定された熱伝導部材、又は、前記第2上流側配管と前記下流側配管とを互いに物理的に接触させて固定する配管固定部を備えている室外機。 - 前記第2上流側配管と前記下流側配管は、前記伝熱部において、前記第2上流側配管を流れる冷媒と、前記下流側配管を流れる冷媒とが対向流となるように設けられている請求項1に記載の室外機。
- 請求項1又は2に記載の室外機と、
前記室外機に接続された室内機と、
を備えている空気調和装置。
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