| 【発明の名称】 |
空気調和装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】野中 正之
【氏名】中村 啓夫
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| 【要約】 |
【課題】冷媒回収運転時に気液分離器から圧縮機吸込部間の流路が連通していることにより、圧縮機吸込圧力が下がらず、室内熱交換器内の冷媒を回収できないことを防止する。
【解決手段】冷媒回収運転時に気液分離器からのガス冷媒流路を閉じることにより圧縮機吸込圧力を下げられるようにし、冷媒回収運転時に気液分離器からのガス冷媒流路が閉じるので圧縮機吸込圧力が下がり、冷媒回収が確実に行える。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】少なくとも圧縮機，室外熱交換器，第一の減圧機構を有する室外ユニットと、室内熱交換器を有する室内ユニットを順次配管接続し、前記第一の減圧機構と前記室内熱交換器の間に気液分離器を設置し、気液分離器で分離される液冷媒が室内熱交換器、ガス冷媒が圧縮機吸込部に流入するように接続し、室内外ユニットが分離可能な分離型空気調和装置において、前記気液分離器と前記圧縮機吸込部の間に減圧量可変型の第二の減圧機構を有することを特徴とする空気調和装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は室内ユニットと室外ユニットに別れた分離型空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の圧縮機，室外熱交換器，減圧機構を有する室外ユニットと、室内熱交換器を有する室内ユニットを順次配管接続し、前記減圧機構と前記室内熱交換器の間に気液分離器を設置し、気液分離器で分離される液冷媒が室内熱交換器，ガス冷媒が圧縮機吸込部に流入するように接続し、前記気液分離器と圧縮機吸込部間の流路に第二の減圧機構を有する空気調和装置は例えば特開平9−145167 号公報に記載されているように、第二の減圧機構として圧縮機吸込部の間の流路にキャピラリーチューブを設けるものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】気液分離器設置の目的は、減圧機構から流出する気液二相冷媒を前記減圧機構の下流側に設けた気液分離器により液とガスに分離し、体積流量の大きいガス冷媒を圧縮機，体積流量の小さい液冷媒を室内熱交換器（蒸発器）に流して、室内熱交換器や接続配管での冷媒圧力損失を低減して圧縮機への電気入力を低減して冷凍サイクルの効率を向上させることである。
【０００４】また分離型空気調和装置を室外ユニットと室内ユニットに分離する場合、分離前に室内熱交換器や接続配管内の冷媒を室外熱交換器に貯えるための冷媒回収運転を行う必要がある。これは室内熱交換器の上流側の流路を閉じ、圧縮機吸入圧力低下させて室内熱交換器と接続配管内の冷媒を室外ユニットに回収するものである。
【０００５】しかし、前記気液分離器を設置すると、室内熱交換器上流側の流路を閉じても、気液分離器と圧縮機吸込部間のバイパスを介して冷媒が圧縮機吸込部に流入してしまうため圧縮機吸込圧力が低下せず、冷媒回収が行えず、室内外ユニット分離時に室内熱交換器から回収されなかった冷媒が大気に放出され、再接続時に冷媒を追加封入する必要があり問題であった。また冷媒の大気への放出そのものも、オゾン層破壊や地球温暖化の要因であるため問題であった。
【０００６】また圧縮機前後に冷媒の流れ方向を切り替えられる四方弁を設けることにより暖房運転が可能な空気調和装置の場合、室外熱交換器に着霜を生じた場合、その霜を溶かすために四方弁を切り替えて室外熱交換器に高温の冷媒を流す方法があるが、この場合室内熱交換器に低温の冷媒が流入するので室内室温が低下するという問題があった。
【０００７】本発明の目的は、分離型空気調和装置において気液分離器を用いても、冷媒回収運転が確実に行う。あるいは除霜運転時の室内室温が低下するのを防止することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の空気調和装置は少なくとも圧縮機，室外熱交換器，第一の減圧機構を有する室外ユニットと、室内熱交換器を有する室内ユニットを順次配管接続し、前記第一の減圧機構と前記室内熱交換器の間に気液分離器を設置し、気液分離器で分離される液冷媒が室内熱交換器、ガス冷媒が圧縮機吸込部に流入するように接続し、室内外ユニットが分離可能な分離型空気調和装置において、前記気液分離器と前記圧縮機吸込部の間に減圧量可変型の第二の減圧機構を有することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の第一実施例を図１を用いて説明する。図１において１は圧縮機、２は室外熱交換器、３は減圧機構としての第一の膨張弁、４は気液分離器、５は第一の接続配管、６は室内熱交換器、７は第二の接続配管、８は第二の減圧機構としての全閉可能な減圧量可変型膨張弁、９は室外送風ファン、１０は室内送風ファンである。１１は第一の開閉弁、１２は第二の開閉弁、１３〜１６は第一〜第四のコネクタである。これらは圧縮機１，室外熱交換器２等から構成される室外ユニット１７と、室内熱交換器６等から構成される室内ユニット１８に分離され、第一の接続配管５と第二の接続配管７により接続され空気調和装置が構成されている。
【００１０】以上の空気調和装置の冷房運転時の動作について説明する。圧縮機１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は室外熱交換器２で室外ファン９から送風される空気に放熱して凝縮し、第一の膨張弁３で低温低圧に減圧され気液二相冷媒になり、気液分離器４に流入する。気液分離器４では密度差により下方に液冷媒、上方にガス冷媒が滞留し、液冷媒は気液分離器下方から流出して第一の接続配管５を室内熱交換器６で室内送風ファン１０から送風される空気から吸熱して蒸発し、再び圧縮機１へ戻る。この時気液分離器４で分離されたガス冷媒は、第二の膨張弁８で減圧され再び圧縮機１へ戻る。
【００１１】以上のように室内熱交換器６へは密度の高い液冷媒が流入するので、室内熱交換器６や第二の接続配管７での冷媒の圧力損失が低減し、圧縮機１の吸込圧力も上昇するので、圧縮機１の仕事量が低減されて冷凍サイクル効率は向上する。
【００１２】また熱負荷の変化に対応して冷房能力を変化させる場合、圧縮機回転数を変化させて行うが、この場合運転圧力が変化するので第二の減圧機構８の減圧量を制御する必要がある。図３は圧縮機回転数と弁開度の関係を示すものである。圧縮機回転数は実際の室温と設定温度の差により決定する。これにより必要能力が変化しても第二の膨張弁開度を最適の状態にできるので、幅広い範囲で気液分離器による空気調和装置の効率向上が行える。
【００１３】空気調和装置を室内ユニットと室外ユニットに分離する場合は、第二の膨張弁８を全閉にして圧縮機１を運転する。これにより冷媒が気液分離器４から圧縮機低圧側へバイパスしないので圧縮機吸込圧力は低下し、第一の接続配管５と室内熱交換器６と第二の接続配管７に存在していた冷媒は室外ユニットに吸引される。冷媒が吸引された後、第二の開閉弁１２を閉じて圧縮機１を停止する。そしてコネクタ１３〜１６を分離して室内ユニット１８と室外ユニット１７を分離する。また全閉する膨張弁を第二の膨張弁８でなく、室外熱交換器２と気液分離器４間の第一の膨張弁３としてもよい。この場合圧縮機１により低圧になり冷媒が回収される部分は、気液分離器４，接続配管（５及び７），室内熱交換器６である。
【００１４】以上のように第二の膨張弁８あるいは第一の膨張弁３を全閉にすることにより、気液分離器４を介した冷媒のバイパスを防止できるので、確実に室内熱交換器６と接続配管（５及び６）の冷媒回収が行え、大気への残存冷媒の放出や、再設置時の冷媒追加を防止することができる。
【００１５】また本実施例の空気調和装置は、環境条件に関わらず気液分離器４と圧縮機１間の第二の減圧機構８を全閉として運転するモードを持たせても良い。このモードで運転することにより、通常では空気調和装置が動作しない環境条件でも、前述のように気液分離器４と圧縮機吸入部間の流路を閉鎖して圧縮機吸入圧力を下げられるので確実に冷媒回収が行える。
【００１６】本発明の第二実施例を図２を用いて説明する。図２において１９は冷媒流路切り替え手段としての四方弁である。その外は第一実施例の図１と同様で、冷房運転時の動作についても同様なので省略し、暖房運転時の動作についてのみ説明する。暖房運転時は第二の膨張弁８は通常の暖房運転では全閉となっている。
【００１７】圧縮機１で圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、四方弁１９，第二の接続配管７を通り、室内熱交換器６で室内送風ファン１０により送風される空気に放熱して凝縮し、第一の接続配管５を通り、気液分離器４に流入するが第二の膨張弁８は全閉となっているため、全て第一の膨張弁に流入し、低温低圧の二相冷媒となり、室外熱交換器２で室外ファン９により送風される空気から吸熱して蒸発し、四方弁１９を通り、再び圧縮機１へ戻る。除霜運転時は四方弁２を切り替えて、第二の膨張弁８を全開にする。
【００１８】これにより圧縮機１で圧縮された高温高圧の冷媒ガスは四方弁１９を通り、室外熱交換器２で室外熱交換器２についている霜に放熱して霜を溶かし、温度の低い液冷媒となり第一の膨張弁３を通り、気液分離器４に流入する。気液分離器４からは、第二の膨張弁８が全開となっているので室内熱交換器６より流路抵抗の小さい気液分離器４と圧縮機吸込部のバイパス路にほとんどの冷媒が流れ、四方弁１９を通り再び圧縮機１へ戻る。
【００１９】以上のように室内熱交換器６へは温度の低い液冷媒がわずかしか流れないので、室内に冷風がながれて室温を低下させることがない。
【００２０】本発明の第三実施例を図４及び図５を用いて説明する。図４は前実施例とは、気液分離器４と第二の膨張弁８間の流路（図中２２と２３）と、気液分離器４と室内熱交換器間の流路（図中２４と２５）を同時に開閉できるバルブ２１を有し、第一の開閉弁１１がない点が異なる。冷房運転時にバルブ２１は図４に示す位置となり、流路２２と２３、及び流路２４と２５はそれぞれ連通して、第一の膨張弁３の下流側の気液二相冷媒のうちガス冷媒を圧縮機１へ戻し、液冷媒を室内熱交換器へ流入させるモードとなる。
【００２１】空気調和装置を分離する場合は、バルブ１９を図５に示す位置に切り替えて、流路２２から２３、及び流路２４から２５への冷媒が流れないようにする。
【００２２】これにより室内熱交換器への冷媒流入と、気液分離器４から圧縮機吸込部へ冷媒バイパスがなくなるので、圧縮機吸込圧力が低下して第一の接続配管５と室内熱交換器６と第二の接続配管７に存在していた冷媒は室外ユニットに吸引される。冷媒が吸引された後、第二の開閉弁１２を閉じて圧縮機１を停止する。そしてコネクタ１３〜１６を分離して室内熱交換器と室外熱交換器を分離する。
【００２３】図６は本発明の第四実施例である、前実施例とは前実施例のバルブ２１と第二の開閉弁１６の機能（図中流路２７と２８間のバルブ）を、第３の開閉弁２６に統合した点が異なる。すなわちバルブのモードには３パターンあり、流路２２と２３，流路２４と２５，流路２７と２８の全てを連通させる第一のモード，流路２２と２３，流路２４と２５を連通させる第二のモード，全流路を閉じる第三のモードである。作用は前実施例とほぼ同様で、図６は気液分離を行う通常冷房運転、図７は冷媒回収運転時の、図８はユニット分離時のものである。本実施例では通常冷房運転から冷媒回収，ユニット分離まで一つのバルブの操作だけで行えるので、作業の簡略化が図れる。
【００２４】
【発明の効果】少なくとも圧縮機，室外熱交換器，第一の減圧機構を有する室外ユニットと、室内熱交換器を有する室内ユニットを順次配管接続し、前記第一の減圧機構と前記室内熱交換器の間に気液分離器を設置し、気液分離器で分離される液冷媒が室内熱交換器、ガス冷媒が圧縮機吸込部に流入するように接続し、室内外ユニットが分離可能な分離型空気調和装置において、前記気液分離器と前記圧縮機の間に減圧量可変型の第二の減圧機構を設けて、冷媒回収時は前記第一、あるいは第二の膨張弁を全閉にするので、確実に冷媒回収作業を行うことができる。あるいは四方弁を切り替えて、第二の膨張弁を全開にして除霜運転を行うので、室内熱交換器に流入する低温の冷媒流量を大幅に低減できるので、室温低下を抑えることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５１０８
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
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| 【出願日】 |
平成１１年５月２４日（１９９９．５．２４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７５０９６
【弁理士】
【氏名又は名称】作田 康夫
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| 【公開番号】 |
特開２０００−３３７７２０（Ｐ２０００−３３７７２０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１２月８日（２０００．１２．８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１４２７９８ |
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