(57)【要約】【課題】部品点数や部品種類の増加に起因するコストの上昇を抑えることができる空気調和装置を提供する。【解決手段】空気調和装置１において、第１電子膨張弁Ｖ１と、第２電子膨張弁Ｖ２と、冷媒主配管７からそれぞれ分岐し、第１電子膨張弁Ｖ１と第２電子膨張弁Ｖ２とを並列に接続する第１接続配管７ａ及び第２接続配管７ｂとを備え、第１接続配管７ａの断面積は第２接続配管７ｂの断面積よりも小さい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電子膨張弁と、
第２電子膨張弁と、
冷媒主配管からそれぞれ分岐し、前記第１電子膨張弁と前記第２電子膨張弁とを並列に接続する第１接続配管及び第２接続配管と、
を備え、
前記第１接続配管の断面積は前記第２接続配管の断面積よりも小さいことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記第１電子膨張弁の開度及び前記第２電子膨張弁の開度をそれぞれ全開とし、前記第１接続配管及び前記第２接続配管に最大流量の冷媒を流したとき、前記第１接続配管及び前記第２接続配管における各々の圧力が互いに等しいことを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項３】
複数の電子膨張弁と、
冷媒主配管からそれぞれ分岐し、前記複数の電子膨張弁を並列に接続する複数の接続配管と、
を備え、
前記複数の電子膨張弁の開度をそれぞれ全開とし、前記複数の接続配管に最大流量の冷媒を流したとき、前記複数の接続配管における各々の圧力が互いに等しいことを特徴とする空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和装置に関し、特に、電子膨張弁を備える空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和装置の中には、一つの冷凍サイクルに二つの膨張弁を設ける空気調和装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この空気調和装置の膨張弁に電子膨張弁（ＰＭＶ）を用いる場合には、膨張弁に流すことができる流量は電子膨張弁の仕様により決定されることになる。
【０００３】
したがって、膨張弁に流れる冷媒の流量において、最小流量をより小さくしかつ最大流量をより大きくしたい場合には、弁口径が小さい電子膨張弁を多数並列に用いたり、あるいは、弁口径が大小異なる二つの電子膨張弁を並列に配置したりする必要がある。
【特許文献１】特開平５−１３３６１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述のように弁口径が小さい複数の電子膨張弁を用いたり、あるいは、弁口径が大小異なる二つの電子膨張弁を用いたりすると、部品点数が多くなったり、部品の種類が多くなったりするため、コストが上昇してしまう。
【０００５】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、部品点数や部品種類の増加に起因するコストの上昇を抑えることができる空気調和装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、空気調和装置において、第１電子膨張弁と、第２電子膨張弁と、冷媒主配管からそれぞれ分岐し、第１電子膨張弁と第２電子膨張弁とを並列に接続する第１接続配管及び第２接続配管とを備え、第１接続配管の断面積は第２接続配管の断面積よりも小さいことである。
【０００７】
本発明の実施の形態に係る第２の特徴は、空気調和装置において、複数の電子膨張弁と、冷媒主配管からそれぞれ分岐し、複数の電子膨張弁を並列に接続する複数の接続配管とを備え、複数の電子膨張弁の開度をそれぞれ全開とし、複数の接続配管に最大流量の冷媒を流したとき、複数の接続配管における各々の圧力が互いに等しいことである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、部品点数や部品種類の増加に起因するコストの上昇を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態について図１ないし図３を参照して説明する。
【００１０】
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る空気調和装置１は、圧縮機２と、四方弁３と、第１熱交換器４（室外熱交換器４）及び第２熱交換器５（室内熱交換器５）と、第１電子膨張弁Ｖ１及び第２電子膨張弁Ｖ２と、アキュムレータ６とが冷媒配管７により冷凍サイクルとして接続されて構成されている。また、この空気調和装置１は、圧縮機２や四方弁３、各電子膨張弁Ｖ１、Ｖ２などの各部を制御する制御部８を備えている。
【００１１】
圧縮機２は容量制御が可能に構成されており、入力周波数が制御部８により空調負荷に応じて換えられて制御される。各熱交換器４、５は、冷房運転又は暖房運転に応じた四方弁３の切り替えにより凝縮器あるいは蒸発器として機能する。
【００１２】
圧縮機２には、冷媒の吐出ガス温度を検出する温度センサ９が設けられている。また、室外熱交換器４には、温度センサ１０が設けられ、室内熱交換器５にも、温度センサ１１が設けられ、それぞれ冷媒の凝縮温度あるいは蒸発温度を検出する。さらに、圧縮機２の吸込側の冷媒配管上には、冷媒の吸込み温度を検出する温度センサ１２が設けられている。
【００１３】
制御部８は、冷房運転において、室内熱交換器５の温度センサ１１により検出された冷媒の蒸発温度と温度センサ１２により検出された吸込み温度との差を求め、求めた差を用いて冷媒の過熱度を算出する。その後、制御部８は、算出した冷媒の過熱度（算出値）とその算出時点に対応する目標の冷媒の過熱度（目標値）と比較し、算出値が目標値（例えば５℃）となるように第１電子膨張弁Ｖ１及び第２電子膨張弁Ｖ２の開度を制御し、冷媒流量を変更する。
【００１４】
冷房運転では、圧縮機２から吐出された冷媒は四方弁３を介して室外熱交換器４に流れ、その室外熱交換器４を経た冷媒が第１電子膨張弁Ｖ１及び第２電子膨張弁Ｖ２を介して室内熱交換器５に流れる。その後、室内熱交換器５を経た冷媒は、前述の四方弁３及びアキュムレータ６を介して圧縮機２に吸い込まれる。
【００１５】
一方、暖房運転では、冷媒の流れ方向は冷房運転と逆になり、圧縮機２からの冷媒は四方弁３を介して室内熱交換器５に流れ、その室内熱交換器５を経た冷媒が第１電子膨張弁Ｖ１及び第２電子膨張弁Ｖ２を介して室外熱交換器４に流れる。その後、室外熱交換器４を経た冷媒は、前述の四方弁３及びアキュムレータ６を介して圧縮機２に吸い込まれる。
【００１６】
図２に示すように、第１電子膨張弁Ｖ１及び第２電子膨張弁Ｖ２は第１接続配管７ａと第２接続配管７ｂにより互いに並列に接続されている。これらの電子膨張弁Ｖ１、Ｖ２は、入力される駆動パルスの数に応じて開度が連続的に変化するパルスモータバルブ（ＰＭＶ）である。
【００１７】
第１接続配管７ａ及び第２接続配管７ｂは冷媒配管７の主配管（冷媒主配管）から分岐している。第１接続配管７ａは冷媒主配管からストレートに延伸しており、第２接続配管７ｂは冷媒主配管から垂直方向に分岐し、その後第１接続配管７ａに平行に延伸している。
【００１８】
また、第１接続配管７ａ及び第２接続配管７ｂは、第１接続配管７ａの断面積Ａ１ａが第２接続配管７ｂの断面積Ａ２ａよりも小さくなるように形成されている。これにより、第１接続配管７ａは第２接続配管７ｂに比べて一部が細く絞られた形状になっている。
【００１９】
ここで、第１電子膨張弁Ｖ１に流れる冷媒流量を最も少なくしたい場合には、制御部８により第１電子膨張弁Ｖ１が最小開度にされ、第２電子膨張弁Ｖ２が全閉にされる。このとき、第１接続配管７ａの絞りと第１電子膨張弁Ｖ１との二段階の作用により、図３に示すように、第１接続配管７ａに絞りがない場合に比べ、最小流量を小さくすることができる。なお、図３では、第１接続配管７ａの断面積Ａ１ｂ及び第２接続配管７ｂの断面積Ａ２ｂは、図２に示す第２接続配管７ｂの断面積Ａ２ａと同じである。
【００２０】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態によれば、第１接続配管７ａの断面積Ａ１ａは第２接続配管７ｂの断面積Ａ２ａよりも小さいことから、第１接続配管７ａの絞りと第１電子膨張弁Ｖ１との二段階の作用により、第１接続配管７ａに絞りがない場合に比べ（図３参照）、最小流量を小さくすることができる。これにより、弁口径が小さい複数の電子膨張弁を用いたり、あるいは、弁口径が大小異なる二つの電子膨張弁を用いたりする必要がなくなり、部品点数の増加及び部品種類の増加が抑止されるので、部品点数や部品種類の増加に起因するコストの上昇を抑えることができる。
【００２１】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態について図２及び図３を参照して説明する。
【００２２】
本発明の第２の実施の形態は第１の実施の形態と基本的に同じである。したがって、第２の実施の形態では、第１の実施の形態と異なる部分について説明する。なお、第２の実施の形態においては、第１の実施の形態で説明した部分と同じ部分の説明を省略する。
【００２３】
図３に示すように、単純に、第１電子膨張弁Ｖ１及び第２電子膨張弁Ｖ２をＴ分岐で接続した場合には、第１接続配管７ａ及び第２接続配管７ｂにおける各々の圧力Ｐ１ａ、Ｐ２ａはＰ１ａ＞Ｐ２ａという関係となるため、第１電子膨張弁Ｖ１及び第２電子膨張弁Ｖ２を通る冷媒流量に差が生じ、圧力損失が増大してしまう。
【００２４】
そこで、本発明の第２の実施の形態では、第１電子膨張弁Ｖ１の開度及び第２電子膨張弁Ｖ２の開度をそれぞれ全開とし、第１接続配管７ａ及び第２接続配管７ｂに最大流量の冷媒を流した状態で、第１接続配管７ａ及び第２接続配管７ｂにおける各々の圧力Ｐ１ｂ、Ｐ２ｂが互いに等しくなるように、第１接続配管７ａ及び第２接続配管７ｂの各々の断面積Ａ１ａ、Ａ２ａが決定されている。
【００２５】
したがって、図２に示すように、第１接続配管７ａ及び第２接続配管７ｂは、第１接続配管７ａの断面積Ａ１ａが第２接続配管７ｂの断面積Ａ２ａよりも小さくなるように形成されている。これにより、第１電子膨張弁Ｖ１及び第２電子膨張弁Ｖ２を通過する冷媒状態（冷媒流量や圧力）が等しくなり、配管経路全体の圧力損失を最小限に抑えることができる。なお、図２では、Ｐ１ａ＞Ｐ２ａで、Ｐ１ｂ＝Ｐ２ｂの関係が成り立っている。
【００２６】
以上説明したように、本発明の第２の実施の形態によれば、第１電子膨張弁Ｖ１の開度及び第２電子膨張弁Ｖ２の開度をそれぞれ全開とし、第１接続配管７ａ及び第２接続配管７ｂに最大流量の冷媒を流したとき、第１接続配管７ａ及び第２接続配管７ｂにおける各々の圧力Ｐ１ｂ、Ｐ２ｂが互いに等しいことから、第１電子膨張弁Ｖ１及び第２電子膨張弁Ｖ２を通過する冷媒状態（冷媒流量や圧力）が等しくなり、配管経路全体の圧力損失を最小限に抑えることができる。したがって、部品点数や部品種類を増加させずに配管経路全体の圧力損失を最小限に抑えることが可能になるので、部品点数や部品種類の増加に起因するコストの上昇を抑えることができる。
【００２７】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態について図４を参照して説明する。
【００２８】
本発明の第３の実施の形態は第１の実施の形態と基本的に同じである。したがって、第３の実施の形態では、第１の実施の形態と異なる部分について説明する。なお、第３の実施の形態においては、第１の実施の形態で説明した部分と同じ部分の説明を省略する。
【００２９】
図４に示すように、第１電子膨張弁Ｖ１、第２電子膨張弁Ｖ２及び第３電子膨張弁Ｖ３が並列に接続されている。なお、並列接続には、第１接続配管７ａ及び第２接続配管７ｂに加え、第３接続配管７ｃが用いられている。この第３接続配管７ｃは第２接続配管７ｂと共に冷媒主配管から垂直方向に分岐し、その後第１接続配管７ａ及び第２接続配管７ｂに平行に延伸している。
【００３０】
ここで、単純に、第１電子膨張弁Ｖ１、第２電子膨張弁Ｖ２及び第３電子膨張弁Ｖ３を並列に接続した場合には、第１接続配管７ａ、第２接続配管７ｂ及び第３接続配管７ｃにおける各々の圧力Ｐ１ａ、Ｐ２ａ、Ｐ３ａはＰ１ａ＞Ｐ３ａ＞Ｐ２ａという関係となるため、第１電子膨張弁Ｖ１、第２電子膨張弁Ｖ２及び第３電子膨張弁Ｖ３を通る冷媒流量に差が生じ、圧力損失が増大してしまう。
【００３１】
そこで、本発明の第３の実施の形態では、第１電子膨張弁Ｖ１の開度、第２電子膨張弁Ｖ２の開度及び第３電子膨張弁Ｖ３の開度をそれぞれ全開とし、第１接続配管７ａ、第２接続配管７ｂ及び第３接続配管７ｃに最大流量の冷媒を流した状態で、第１接続配管７ａ、第２接続配管７ｂ及び第３接続配管７ｃにおける各々の圧力Ｐ１ｂ、Ｐ２ｂ、Ｐ３ｂが互いに等しくなるように、第１接続配管７ａ、第２接続配管７ｂ及び第３接続配管７ｃの各々の断面積Ａ１ａ、Ａ２ａ、Ａ３ａが決定されている。
【００３２】
したがって、図４に示すように、第１接続配管７ａ、第２接続配管７ｂ及び第３接続配管７ｃは、第１接続配管７ａ、第２接続配管７ｂ及び第３接続配管７ｃの各々の断面積Ａ１ａ、Ａ２ａ、Ａ３ａがＡ１ａ＜Ａ３ａ＜Ａ２ａの関係となるように形成されている。これにより、第１電子膨張弁Ｖ１、第２電子膨張弁Ｖ２及び第３電子膨張弁Ｖ３を通過する冷媒状態（冷媒流量や圧力）が等しくなり、配管経路全体の圧力損失を最小限に抑えることができる。なお、図４では、Ｐ１ａ＞Ｐ３ａ＞Ｐ２ａで、Ｐ１ｂ＝Ｐ２ｂ＝Ｐ３ｂの関係が成り立っている。
【００３３】
ここで、４個以上の電子膨張弁を並列に配置した場合にも、前述と同様にして、各電子膨張弁を全開にして最大流量を流したとき、各接続配管における各々の圧力が互いに等しくなるように各接続配管の各々の断面積が決定される。
【００３４】
以上説明したように、本発明の第３の実施の形態によれば、第１電子膨張弁Ｖ１の開度、第２電子膨張弁Ｖ２の開度及び第３電子膨張弁Ｖ３の開度をそれぞれ全開とし、第１接続配管７ａ、第２接続配管７ｂ及び第３接続配管７ｃに最大流量の冷媒を流したとき、第１接続配管７ａ、第２接続配管７ｂ及び第３接続配管７ｃにおける各々の圧力Ｐ１ｂ、Ｐ２ｂ、Ｐ３ｂが互いに等しいことから、第１電子膨張弁Ｖ１、第２電子膨張弁Ｖ２及び第３電子膨張弁Ｖ３を通過する冷媒状態（冷媒流量や圧力）が等しくなり、配管経路全体の圧力損失を最小限に抑えることができる。したがって、部品点数や部品種類を増加させずに配管経路全体の圧力損失を最小限に抑えることが可能になるので、部品点数や部品種類の増加に起因するコストの上昇を抑えることができる。
【００３５】
（他の実施の形態）
なお、本発明は、前述の実施の形態に限るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、前述の実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。また、前述の実施の形態においては、各種の数値を挙げているが、それらの数値は例示であり、限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る空気調和装置を示す模式図である。
【図２】図１に示す空気調和装置が備える各電子膨張弁の配管経路を示す平面図である。
【図３】図２に示す配管経路の比較例を示す平面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る空気調和装置が備える各電子膨張弁の配管経路を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…空気調和装置、７…冷媒主配管、７ａ…第１接続配管、７ｂ…第２接続配管、７ｃ…第３接続配管、Ｖ１…第１電子膨張弁、Ｖ２…第２電子膨張弁、Ｖ３…第３電子膨張弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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