| 【発明の名称】 |
空気調和機 |
| 【発明者】 |
【氏名】清水 克浩
【氏名】安藤 正和
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| 【要約】 |
【課題】低圧側圧力損失の低減に基づく暖房運転時の性能改善と除霜運転時の除霜性能の改善を図る。
【解決手段】暖房運転時に、圧縮機３から吐出された冷媒が四方弁１を介して室内熱交換器５、減圧器７、室外熱交換器９を通り、再び四方弁１を介して圧縮機３の吸込側３ａに戻る暖房サイクルを構成し、前記減圧器７と室外熱交換器９とをつなぐ低圧側回路に、気液分流器１１を設け、前記気液分流器１１で分流した比体積の大きいガス冷媒をバイパス回路１３によって圧縮機３の吸込側３ａへ直接戻し、熱交換時の圧力損失を低減する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 暖房運転時に、圧縮機から吐出された冷媒が四方弁を介して室内熱交換器、減圧器、室外熱交換器を通り、再び四方弁を介して圧縮機の吸込側に戻る暖房サイクルを構成する空気調和機において、前記減圧器と室外熱交換器とをつなぐ回路に、気液分流器を設け、前記気液分流器で分流したガス冷媒を前記圧縮機の吸込側へ戻すバイパス回路を設けたことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】 バイパス回路に、開閉流量制御弁を設けたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項３】 開閉流量制御弁は、暖房運転時に、バイパス回路に冷媒が流れるよう制御されることを特徴とする請求項２記載の空気調和機。
【請求項４】 開閉流量制御弁は、暖房運転時の圧縮機の回転数に応じてバイパス回路に冷媒が流れるよう制御されることを特徴とする請求項２記載の空気調和機。
【請求項５】 開閉流量制御弁は、除霜運転時に、バイパス回路に冷媒が流れるよう制御されることを特徴とする請求項２記載の空気調和機。
【請求項６】 開閉流量制御弁は、圧縮機内の保有畜熱量の検出温度に応じて制御されることを特徴とする請求項２記載の空気調和機。
【請求項７】 気液分流器は、Ｔジョイントタイプ又はＹジョイントタイプとしたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項８】 開閉流量制御弁は、暖房運転時と除霜運転時に、バイパス回路に冷媒が流れるよう制御されることを特徴とする請求項２記載の空気調和機。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、暖房運転時の性能改善を図る目的として、低圧側の圧力損失低減を図る手段が知られている。圧力損失低減を図る手段は、室外熱交換器の入口側と減圧器とをつなぐ低圧側となる回路に、気液分流器を設置し、気液分流器で分流したガス冷媒を、サブ回路によって室外熱交換器の出口側と四方弁とをつなぐ回路へ戻すようにするもので、そのサブ回路には、逆止弁が設けられた構造となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】サブ回路に設けられた逆止弁は、気液分流器から送り出されたガス冷媒が気液分流器側へ戻るのを阻止する手段となっている。
【０００４】このために、気液分流器から送り出される比体積の大きいガス冷媒は逆止弁によって戻りが阻止される結果、その体積分の圧力損失の影響を四方弁で受けるようになる点、また、サブ回路には、暖房運転時以外に冷媒を循環させるメリットがない点、また、サブ回路は、冷媒循環流量等に影響される最適な流路抵抗の調整ができず、効率のよい能力改善が難しい点があった。
【０００５】そこで、この発明は、前記問題点の解決を図った空気調和機を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するために、この発明の請求項１にあっては、暖房運転時に、圧縮機から吐出された冷媒が四方弁を介して室内熱交換器、減圧器、室外熱交換器を通り、再び四方弁を介して圧縮機の吸込側に戻る暖房サイクルを構成する空気調和機において、前記減圧器と室外熱交換器とをつなぐ回路に、気液分流器を設け、前記気液分流器で分流したガス冷媒を圧縮機の吸込側へ戻すバイパス回路を設ける。
【０００７】これにより、低圧側となる気液分流器から送り出される比体積の大きいガス冷媒を、圧縮機の吸込側へバイパス回路によって戻すことが可能となり、蒸発器側となる熱交換性能の向上と四方弁の圧力損失の影響を改善できる。
【０００８】また、この発明の請求項２によれば、バイパス回路に、開閉流量制御弁を設ける。
【０００９】これにより、冷媒循環流量等に影響される最適なバイパス回路の流路抵抗の調整が可能となり、効率のよい運転が行なえる。
【００１０】また、この発明の請求項３よれば、開閉流量制御弁を、暖房運転時に、バイパス回路に冷媒が流れるよう制御する。
【００１１】これにより、暖房運転時の最適なバイパス回路の流路抵抗制御が可能となり、効率のよい暖房が得られる。
【００１２】また、この発明の請求項４によれば、開閉流量制御弁を、暖房運転時の圧縮機の回転数に応じてバイパス回路に冷媒が流れるよう制御する。
【００１３】これにより、暖房運転時の冷媒循環量に応じて最適なガスインジェクションを行なうことができ、暖房性能の向上が図れる。
【００１４】また、この発明の請求項５によれば、開閉流量制御弁を、除霜運転時に、バイパス回路に冷媒が流れるよう制御する。
【００１５】これにより、除霜運転時に、開閉流量制御弁を開とすることで、室内熱交換器をバイパスする流路が形成され、室外熱交換器を通るサイクルのトータル冷媒循環量が増大し、除霜時間が短縮される。
【００１６】また、この発明の請求項６によれば、開閉流量制御弁を、圧縮機内の保有畜熱量の検出温度に応じて制御する。
【００１７】これにより、除霜運転時に、開閉流量制御弁を開け、冷媒流量を増大させることで、圧縮機内に保有する畜熱量を、除霜熱量として素早く活用することができ、短時間の除霜が可能となる。
【００１８】また、この発明の請求項７によれば、気液分流器を、Ｔジョイントタイプ又はＹジョイントタイプとする。
【００１９】これにより、コスト性の面で大変好ましいものとなる。
【００２０】また、この発明の請求項８によれば、開閉流量制御弁を、暖房運転時と除霜運転時に、バイパス回路に冷媒が流れるよう制御する。
【００２１】これにより、暖房性能及び除霜性能を同時に改善し、暖房低外気温時の除霜を含めた暖房低温性能を大幅に向上させることが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、図１乃至図４の図面を参照しながらこの発明の実施形態について具体的に説明する。
【００２３】図１は空気調和機の暖房運転モード時の回路を示しており、四方弁１を実線位置に切換えることで、圧縮機３から吐出された冷媒は、四方弁１，室内熱交換器５，減圧器７，室外熱交換器９，四方弁１を介して再び圧縮機３に戻る暖房サイクルを構成するようになっている。
【００２４】減圧器７と室外熱交換器９とをつなぐ低圧側となる回路には気液分流器１１が配置されている。気液分流器１１は、気・液に分離する機能を有するタンクタイプとなっていて、分離されたガス冷媒は、バイパス回路１３を介して圧縮機３の吸込側３ａへ戻るようになっている。
【００２５】なお、気液分流器１１は、タンクタイプとなっているが、Ｔ型をしたＴジョイントタイプあるいはＹ型をしたＹジョイントタイプ（いずれも図示していない）とすることも可能である。これにより、コストの安い気液分流器が得られるようになる。
【００２６】一方、バイパス回路１３には、開と閉の２態様の二方弁１５と流路抵抗を制御する流量調整弁１７とから成る開閉流量制御弁１９を有している。
【００２７】なお、開閉流量制御弁１９は、各運転モード条件に応じて開閉自在に制御可能となっている。
【００２８】このように構成された空気調和機において、暖房運転時にあっては、図１に示す如く圧縮機３から吐出された冷媒は、四方弁１，室内熱交換器５，減圧器７，気液分流器１１，室外熱交換器９，四方弁１，を介して再び圧縮機３に戻る暖房サイクルを構成し、室内熱交換器５において熱交換された温風は室内へ吹き出されるようになる。
【００２９】この暖房運転時において、二方弁１５及び流量調整弁１７を開とすることで、熱交換時のマイナス要因となる気液分流器１１で分流された比体積の大きいガス冷媒は、バイパス回路１３を介して圧縮機３の吸込側３ａへ直接戻るようになる。この結果、四方弁１での圧力損失の影響と、蒸発器側となる熱交換性能の改善ができるようになり暖房性能の向上が図れる。
【００３０】また、暖房運転時の圧縮機３の回転周波数に応じて、二方弁１５を開、流量調整弁１７の開度を制御することで、圧縮回転周波数（冷媒循環量）に応じたバイパス回路１３に流れる好適な流路抵抗の確保が可能となるため、最適なガスインジェクションを行なうことができる。この結果、暖房性能の向上が図れる。
【００３１】この場合、図３に示す如く、流量調整弁１７を、回転周波数Ｈｚに比例して開度が大きく制御できる電子式膨張弁を用いてもよい。
【００３２】次に、室外熱交換器９に着霜した霜を取除くには、除霜運転を行なう。即ち、圧縮機３から吐出された冷媒を、四方弁１により室外熱交換器９へ送り出す。その冷媒は室外熱交換器９から気液分流器１１，減圧器７，室内熱交換器５，四方弁１を介して再び圧縮機３へ戻る除霜（冷凍）サイクルを構成し、圧縮機３から吐出された高温高圧の冷媒で室外熱交換器９の除霜を行なう。
【００３３】この除霜運転時において、二方弁１５及び流量調整弁１７を開とすることで、室内熱交換器５をバイパスするバイパス回路１３により、室外熱交換器９を通るサイクルのトータル冷媒循環量が増大し、除霜時間が短縮される。
【００３４】また、流量調整弁１７の開度を調整することで、室内熱交換器５を流れる冷媒循環量の制御が可能となり、除霜性能を低下させることなく、除霜中の室内冷媒音の抑制、室温の低下防止が可能となる。
【００３５】一方、圧縮機３のケース温度が高い時には、流量調整弁１７の開度を大きくすることで、ケース内の畜熱量を除霜熱量として素早く活用することができ、短時間での除霜が可能となる。
【００３６】この場合、図４に示す如く、流量調整弁１７を、圧縮機３のケース温度に比例して開度が大きく制御できる電子式膨張弁を用いてもよい。
【００３７】
【発明の効果】以上、説明したように、この発明の空気調和機によれば、バイパス回路により低圧側圧力損失となる比体積の大きいガス冷媒を圧縮機の吸込側に直接戻すことが可能となり、四方弁に作用する圧力損失の影響の改善及び低圧側圧力損失低減に基づく暖房運転時の性能改善と、除霜運転時の除霜性能の改善ができる。このため、暖房効率の向上が図れると共に、短時間で除霜が行なえるようになる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３０７８
【氏名又は名称】株式会社東芝
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| 【出願日】 |
平成１０年８月１２日（１９９８．８．１２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８３８０６
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−５５４８２（Ｐ２０００−５５４８２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年２月２５日（２０００．２．２５） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２２８２７０ |
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