(57)【要約】  本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器、前記凝縮器と前記膨張弁との間に接続されて余剰冷媒を貯留するレシーバ、及び前記レシーバと前記膨張弁との間に接続されるポンプを有し、圧縮サイクルとポンプサイクルとを実行する空気調和装置であって、前記レシーバは、該レシーバへ冷媒を流入させる流入口である第１流入口を備え、前記凝縮器は、該凝縮器から冷媒を流出させる流出口である第１流出口を、前記第１流入口よりも低い位置に備え、前記冷媒循環回路は、冷媒流入側の端部である第１端部が前記第１流入口よりも低い位置において前記第１流出口と前記第１流入口との間に接続され、冷媒流出側の端部である第２端部が前記レシーバと前記ポンプとの間に接続されるバイパス配管を備えている。
2019146099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器、前記凝縮器と前記膨張弁との間に接続されて余剰冷媒を貯留するレシーバ、及び前記レシーバと前記膨張弁との間に接続されるポンプを有し、内部を冷媒が循環する冷媒循環回路を備え、
前記圧縮機を駆動し、前記ポンプを停止して前記冷媒循環回路に冷媒を循環させる圧縮サイクルと、前記ポンプを駆動し、前記圧縮機を停止して前記冷媒循環回路に冷媒を循環させるポンプサイクルと、を実行する空気調和装置であって、
前記レシーバは、該レシーバへ冷媒を流入させる流入口である第１流入口を備え、
前記凝縮器は、該凝縮器から冷媒を流出させる流出口である第１流出口を、前記第１流入口よりも低い位置に備え、
前記冷媒循環回路は、
冷媒流入側の端部である第１端部が前記第１流入口よりも低い位置において前記第１流出口と前記第１流入口との間に接続され、冷媒流出側の端部である第２端部が前記レシーバと前記ポンプとの間に接続されるバイパス配管を備えた空気調和装置。
【請求項２】
前記バイパス配管の前記第１端部は、前記凝縮器の前記第１流出口の高さ以下の位置において前記第１流出口と前記第１流入口との間に接続されている請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
前記凝縮器は、
前記第１流出口を有する第１凝縮器と、
前記圧縮機と前記レシーバとの間で前記第１凝縮器と並列に接続され、前記第１凝縮器の上方に配置された第２凝縮器と、
を備え、
前記第２凝縮器は、該第２凝縮器から冷媒を流出させる流出口である第２流出口を、前記レシーバの前記第１流入口よりも高い位置に備えた請求項１又は請求項２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記冷媒循環回路は、
前記第２凝縮器の前記第２流出口と前記レシーバの前記第１流入口とを接続する第１配管と、
一端が前記第１凝縮器の前記第１流出口と接続され、他端が前記第１配管と接続される第２配管と、
を備え、
前記バイパス配管の前記第１端部は、前記第２配管に接続されており、
前記第２配管において、該第２配管と前記バイパス配管との接続箇所を第１接続箇所とし、該第２配管と前記第１配管との接続箇所を第２接続箇所とした場合、
前記第２配管は、前記第１接続箇所と前記第２接続箇所との間に、前記第２接続箇所から前記第１接続箇所へ向かう冷媒の流れを規制する逆止弁を備えた請求項３に記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記冷媒循環回路は、前記レシーバと前記ポンプとの間に設けられる過冷却熱交換器を備えた請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項６】
前記バイパス配管の前記第２端部は、前記レシーバと前記過冷却熱交換器との間に接続される請求項５に記載の空気調和装置。
【請求項７】
前記過冷却熱交換器は、前記凝縮器の下方に配置されている請求項５又は請求項６に記載の空気調和装置。
【請求項８】
前記凝縮器及び前記過冷却熱交換器は、規定の間隔を空けて並べられた複数の伝熱フィンと、前記複数の伝熱フィンを貫通し、内部に冷媒が流れる複数の伝熱管と、を備えたフィンチューブ型の熱交換器であり、
前記凝縮器の前記複数の伝熱管と前記過冷却熱交換器の前記複数の伝熱管とは、共通の伝熱フィンを貫通している請求項５〜請求項７のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項９】
前記凝縮器に形成された冷媒が流れる流路は、該流路を流れる冷媒の流れ方向において、上流側から下流側へ向かって水平な又は下方に傾く状態となっている請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮サイクル及びポンプサイクルの双方を実行できる空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器、凝縮器と膨張弁との間に接続されて余剰冷媒を貯留するレシーバ、及びレシーバと膨張弁との間に接続されたポンプを有し、内部を冷媒が循環する冷媒循環回路を備えた空気調和装置が知られている（特許文献１参照）。このような空気調和装置は、圧縮サイクル及びポンプサイクルの双方を実行することができる。なお、圧縮サイクルとは、圧縮機を駆動し、ポンプを停止して、冷媒循環回路に冷媒を循環させる動作である。また、ポンプサイクルとは、ポンプを駆動し、圧縮機を停止して、冷媒循環回路に冷媒を循環させる動作である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１６３５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、圧縮サイクル及びポンプサイクルの双方を実行することができる従来の空気調和装置は、凝縮器の下流側に、余剰冷媒を貯留するレシーバを備えている。すなわち、凝縮器から流出した冷媒がレシーバに流入して一旦蓄えられ、レシーバ内から必要な分だけ冷媒が流出していく構成となっている。ここで、凝縮器では、ガス状の冷媒が冷却されて凝縮して液化する。このため、凝縮器からは、液状の冷媒が流出する。したがって、凝縮器の冷媒の流出口は、該凝縮器から液状冷媒が流出しやすいように、一般的に、凝縮器の下部に設けられる。また、レシーバは、冷媒の流出口が該レシーバの例えば下部に設けられ、冷媒の流入口が該レシーバの流出口よりも上方に設けられる。このため、凝縮器の冷媒の流出口は、レシーバの冷媒の流入口よりも低くなる。したがって、凝縮器から流出した冷媒がレシーバに流入するには、凝縮器の冷媒の流出口から流出した冷媒は、上昇してレシーバの流入口へ向かう必要がある。すなわち、凝縮器とレシーバとを接続する配管は、凝縮器の冷媒の流出口から上方へ延び、レシーバの冷媒の流入口に接続される構成となる。【０００５】
空気調和装置の動作状態を圧縮サイクルからポンプサイクルに切り替える場合、圧縮機を停止した後、ポンプを起動することとなる。この際、ポンプを起動するには、ポンプの吸入口に液状冷媒が供給されていなければならない。このため、ポンプを起動するには、圧縮機を停止後、冷媒循環回路内を冷媒が自然対流し、ポンプの吸入口に液状冷媒が供給されるのを待つ必要がある。すなわち、ポンプを起動するには、凝縮器で液化した冷媒がレシーバを通ってポンプの吸入口に到達しなければならない。【０００６】
ここで、圧縮サイクル及びポンプサイクルの双方を実行することができる従来の空気調和装置においては、凝縮器から流出した冷媒がレシーバに流入するには、凝縮器の冷媒の流出口から流出した冷媒が上昇してレシーバの流入口へ流入する必要がある。このため、凝縮器から流出した冷媒がレシーバへ流入するためには、凝縮器に、凝縮器とレシーバとを接続する配管の高さ以上の液状冷媒が蓄えられる必要がある。したがって、圧縮サイクル及びポンプサイクルの双方を実行することができる従来の空気調和装置は、動作状態を圧縮サイクルからポンプサイクルに変更した場合、ポンプの吸入口に液状冷媒が供給されるのに時間がかかり、ポンプが起動するまでの時間が長くなってしまうという課題があった。【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、圧縮サイクル及びポンプサイクルの双方を実行することができ、動作状態を圧縮サイクルからポンプサイクルに変更した際、ポンプが起動するまでの時間を従来よりも短縮することが可能な空気調和装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器、前記凝縮器と前記膨張弁との間に接続されて余剰冷媒を貯留するレシーバ、及び前記レシーバと前記膨張弁との間に接続されるポンプを有し、内部を冷媒が循環する冷媒循環回路を備え、前記圧縮機を駆動し、前記ポンプを停止して前記冷媒循環回路に冷媒を循環させる圧縮サイクルと、前記ポンプを駆動し、前記圧縮機を停止して前記冷媒循環回路に冷媒を循環させるポンプサイクルと、を実行する空気調和装置であって、前記レシーバは、該レシーバへ冷媒を流入させる流入口である第１流入口を備え、前記凝縮器は、該凝縮器から冷媒を流出させる流出口である第１流出口を、前記第１流入口よりも低い位置に備え、前記冷媒循環回路は、冷媒流入側の端部である第１端部が前記第１流入口よりも低い位置において前記第１流出口と前記第１流入口との間に接続され、冷媒流出側の端部である第２端部が前記レシーバと前記ポンプとの間に接続されるバイパス配管を備えている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る空気調和装置は、バイパス配管により、レシーバを迂回して、凝縮器から流出した液状冷媒をポンプに供給することができる。このため、本発明に係る空気調和装置は、動作状態を圧縮サイクルからポンプサイクルに切り替えた際、液状冷媒をポンプの吸入口に供給するまでの時間を従来よりも短縮でき、ポンプが起動するまでの時間を従来よりも短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の冷媒回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の室外機の内部を側方から観察した図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の凝縮器の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の室外機の内部を側方から観察した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の冷媒回路図である。
本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、内部を冷媒が循環する冷媒循環回路１０１を備えている。また、冷媒循環回路１０１は、圧縮機１と、凝縮器１０と、膨張弁２と、蒸発器３と、凝縮器１０と膨張弁２との間に接続されて余剰冷媒を貯留するレシーバ４と、レシーバ４と膨張弁２との間に接続されたポンプと、を備えている。
【００１２】
詳しくは、凝縮器１０の冷媒の流入口は、圧縮機１の吐出口に配管接続されている。なお、本実施の形態１に係る凝縮器１０は、第１凝縮器１１及び第２凝縮器１２を備えている。そして、第１凝縮器１１及び第２凝縮器１２は、圧縮機１の吐出口に対して並列に接続されている。なお、第１凝縮器１１のみで熱交換負荷を賄える場合、凝縮器１０を第１凝縮器１１のみで構成してもよい。
【００１３】
また、凝縮器１０は、レシーバ４とも配管接続されている。具体的には、凝縮器１０は、該凝縮器１０から冷媒を流出させる流出口である第１流出口１１ａを備えている。また、レシーバ４は、該レシーバ４へ冷媒を流入させる流入口である第１流入口４ａを備えている。そして、凝縮器１０の第１流出口１１ａとレシーバ４の第１流入口４ａとが、配管接続されている。
【００１４】
ここで、上述のように、本実施の形態１に係る凝縮器１０は、第１凝縮器１１及び第２凝縮器１２を備えている。このため、第１凝縮器１１及び第２凝縮器１２は、以下のように、レシーバ４の第１流入口４ａと配管接続されている。第１凝縮器１１は、第１流出口１１ａを備えている。すなわち、第１流出口１１ａは、第１凝縮器１１内を流れた冷媒を流出させる流出口となっている。また、第２凝縮器１２は、該第２凝縮器から冷媒を流出させる流出口である第２流出口１２ａを備えている。そして、第１凝縮器１１の第１流出口１１ａと第２凝縮器１２の第２流出口１２ａとが、レシーバ４の第１流入口４ａに対して並列に配管接続されている。すなわち、第１凝縮器１１及び第２凝縮器１２は、圧縮機１とレシーバ４との間で並列に接続されている。
【００１５】
さらに詳しく説明すると、冷媒循環回路１０１は、第１配管２２及び第２配管２３を備えている。第１配管２２は、第２凝縮器１２の第２流出口１２ａとレシーバ４の第１流入口４ａとを接続する配管である。また、第２配管２３は、一端が第１凝縮器１１の第１流出口１１ａと接続され、他端が第１配管２２と接続される配管である。第１凝縮器１１の第１流出口１１ａと第２凝縮器１２の第２流出口１２ａとは、第１配管２２及び第２配管２３により、レシーバ４の第１流入口４ａに対して並列に接続されている。
【００１６】
レシーバ４の冷媒の流出口は、ポンプ５の吸入口に配管接続されている。また、ポンプ５の吐出口は、膨張弁２の冷媒の流入口に配管接続されている。なお、膨張弁２は、例えば、キャピラリーチューブ又は電子式膨張弁である。膨張弁２の冷媒の流出口は、蒸発器３の冷媒の流入口に配管接続されている。蒸発器３の冷媒の流出口は、圧縮機１の吸入口に接続されている。
【００１７】
さらに、本実施の形態１に係る冷媒循環回路１０１は、バイパス配管２１を備えている。このバイパス配管２１の冷媒流入側の端部である第１端部２１ａは、凝縮器１０の第１流出口１１ａとレシーバ４の第１流入口４ａとの間に接続されている。また、バイパス配管２１の冷媒流出側の端部である第２端部２１ｂは、レシーバ４とポンプ５との間に接続されている。冷媒循環回路１０１がバイパス配管２１を有することにより、凝縮器１０から流出した冷媒の一部は、レシーバ４を迂回して、ポンプ５の吸入口側へ流れることができる。
【００１８】
なお、上述のように、本字実施の形態１に係る凝縮器１０は、第１凝縮器１１及び第２凝縮器１２を備えている。そして、第１流出口１１ａは、第１凝縮器１１に設けられている。このため、バイパス配管２１の第１端部２１ａは、第１凝縮器１１の第１流出口１１ａと第１配管２２とを接続する第２配管２３に接続されている。すなわち、第２凝縮器１２から流出した冷媒は、全てレシーバ４を通ってポンプ５へ流れていく。一方、第１凝縮器１１から流出した冷媒の一部は、レシーバ４を通ってポンプ５へ流れていく。また、第１凝縮器１１から流出した冷媒の残りの一部は、レシーバ４を迂回してポンプ５へ流れていく。
【００１９】
また、冷媒循環回路１０１は、冷媒循環回路１０１にとって必須の構成ではないが、逆止弁３１、膨張弁３４、膨張弁３５及び過冷却熱交換器６を備えている。
【００２０】
逆止弁３１は、第１凝縮器１１の第１流出口１１ａと第１配管２２とを接続する第２配管２３に設けられている。具体的には、第２配管２３は、以下の位置に逆止弁３１を備えている。第２配管２３において、該第２配管２３とバイパス配管２１との接続箇所を第１接続箇所２３ａとする。また、第２配管２３において、該第２配管２３と第１配管２２との接続箇所を第２接続箇所２３ｂとする。この場合、第２配管２３は、第１接続箇所２３ａと第２接続箇所２３ｂとの間に逆止弁３１を備えている。逆止弁３１は、第２接続箇所２３ｂから第１接続箇所２３ａ所へ向かう冷媒の流れを規制する逆止弁である。逆止弁３１を備えることにより、後述のように、第１凝縮器１１に液状冷媒が寝込むことを抑制でき、空気調和装置１００の冷房能力を向上させることができる。なお、液状冷媒が寝込むとは、液状冷媒が溜まってしまうという意味である。
【００２１】
膨張弁３４は、例えば、キャピラリーチューブ又は電子式膨張弁である。膨張弁３４は、圧縮機１の吐出口と第１凝縮器１１の冷媒の流入口とを接続する配管に設けられている。詳しくは、圧縮機１の吐出口に接続されている配管は、途中で２方向に分岐している。そして、分岐している配管の一方が、第１凝縮器１１の冷媒の流入口と接続されている。また、分岐している配管の他方は、第２凝縮器１２の冷媒の流入口と接続されている。膨張弁３４は、分岐している配管のうち、第１凝縮器１１の冷媒の流入口と接続されている配管の方に設けられている。膨張弁３４を設けることにより、第１凝縮器１１に流入する冷媒の量を調整することができる。なお、圧縮機１の吐出口と第１凝縮器１１の冷媒の流入口とを接続する配管の長さ及び太さ等によって、第１凝縮器１１に流入する冷媒の量を調整することも可能かもしれない。しかしながら、膨張弁３４を設けることにより、第１凝縮器１１に流入する冷媒の量の調整が容易となる。
【００２２】
膨張弁３５は、例えば、キャピラリーチューブ又は電子式膨張弁である。膨張弁３５は、バイパス配管２１に設けられている。膨張弁３５を設けることにより、バイパス配管２１に流れる冷媒の量を調整することができる。なお、バイパス配管２１の長さ及び太さ等によって、バイパス配管２１に流れる冷媒の量を調整することも可能かもしれない。しかしながら、膨張弁３５を設けることにより、バイパス配管２１に流れる冷媒の量の調整が容易となる。
【００２３】
過冷却熱交換器６は、レシーバ４とポンプ５との間に設けられている。過冷却熱交換器６を設けることにより、レシーバ４から流出した液状冷媒が過冷却熱交換器６でさらに冷却され、液状冷媒の過冷却度が増大する。これにより、空気調和装置１００の冷房能力が向上する。なお、本実施の形態１に係る冷媒循環回路１０１においては、バイパス配管２１の第２端部２１ｂは、レシーバ４と過冷却熱交換器６との間に接続されている。このため、バイパス配管２１から流出した液状冷媒も、過冷却熱交換器６で冷却されて過冷却度が増大する。したがって、空気調和装置１００の冷房能力がさらに向上する。
【００２４】
このように構成された冷媒循環回路１０１を備えた空気調和装置１００は、圧縮サイクル及びポンプサイクルの双方を実行することができる複合サイクル式の空気調和装置である。換言すると、空気調和装置１００は、圧縮サイクルとポンプサイクルとを切り替えて実行することができる。なお、圧縮サイクルとは、圧縮機１を駆動し、ポンプ５を停止して、冷媒循環回路１０１に冷媒を循環させる動作である。また、ポンプサイクルとは、ポンプ５を駆動し、圧縮機１を停止して、冷媒循環回路１０１に冷媒を循環させる動作である。
【００２５】
詳しくは、圧縮サイクルでは、圧縮機１で冷媒を圧縮し、凝縮器１０で冷媒を凝縮し、膨張弁２で冷媒を膨張させ、蒸発器３で冷媒を蒸発させることを繰り返す。この際、冷媒循環回路１０１を循環する冷媒が停止中のポンプ５を迂回して流れることができるように、本実施の形態１に係る冷媒循環回路１０１は、バイパス配管２５及び逆止弁３３を備えている。
【００２６】
バイパス配管２５の一端は、過冷却熱交換器６の冷媒の流出口とポンプ５の吸入口との間に接続されている。また、バイパス配管２５の他端は、ポンプ５の吐出口と膨張弁２の冷媒の流入口との間に接続されている。逆止弁３３は、バイパス配管２５に設けられている。この逆止弁３３は、バイパス配管２５において、ポンプ５の吐出口側からポンプ５の吸入口側へ向かう冷媒の流れを規制する逆止弁である。バイパス配管２５及び逆止弁３３を備えることにより、ポンプ５が停止している圧縮サイクル時、過冷却熱交換器６から流出した冷媒は、停止中のポンプ５を迂回して流れることができる。また、ポンプ５が駆動しているポンプサイクル時には、逆止弁３３により、ポンプ５から吐出された冷媒がバイパス配管２５を通ってポンプ５の吸入口側へ流れることを防止できる。なお、停止中のポンプ５を迂回するための構成は、バイパス配管２５及び逆止弁３３に限定されない。停止中のポンプ５を迂回するための構成として、複合サイクル式の従来の空気調和装置において用いられている構成を適宜採用すればよい。
【００２７】
ポンプサイクルは、蒸発器３の熱交換対象である室内空気の温度が凝縮器１０の熱交換対象である室外空気の温度より高い場合等に実行される。ポンプサイクル時、ポンプ５を駆動することにより、蒸発器３を流れる冷媒によって室内空気から熱が吸収され、吸収された熱は冷媒によって凝縮器１０に運ばれ、凝縮器１０で室外空気に放出される。この際、冷媒循環回路１０１を循環する冷媒が停止中の圧縮機１を迂回して流れることができるように、本実施の形態１に係る冷媒循環回路１０１は、バイパス配管２４及び逆止弁３２を備えている。
【００２８】
バイパス配管２４の一端は、蒸発器３の冷媒の流出口と圧縮機１の吸入口との間に接続されている。また、バイパス配管２４の他端は、圧縮機１の吐出口と凝縮器１０の冷媒の流入口との間に接続されている。逆止弁３２は、バイパス配管２４に設けられている。この逆止弁３２は、バイパス配管２４において、圧縮機１の吐出口側から圧縮機１の吸入口側へ向かう冷媒の流れを規制する逆止弁である。バイパス配管２４及び逆止弁３２を備えることにより、圧縮機１が停止しているポンプサイクル時、蒸発器３から流出した冷媒は、停止中の圧縮機１を迂回して流れることができる。また、圧縮機１が駆動している圧縮サイクル時には、逆止弁３２により、圧縮機１から吐出された冷媒がバイパス配管２４を通って圧縮機１の吸入口側へ流れることを防止できる。なお、停止中の圧縮機１を迂回するための構成は、バイパス配管２４及び逆止弁３２に限定されない。停止中の圧縮機１を迂回するための構成として、複合サイクル式の従来の空気調和装置において用いられている構成を適宜採用すればよい。
【００２９】
上述した冷媒循環回路１０１の各構成は、室外機１１０又は室内機１２０に収容されている。詳しくは、室外機１１０には、レシーバ４、ポンプ５、過冷却熱交換器６、第１凝縮器１１、第２凝縮器１２、バイパス配管２１、第１配管２２、第２配管２３、バイパス配管２５、逆止弁３１、逆止弁３３、膨張弁３４、及び膨張弁３５が収容されている。室内機１２０には、圧縮機１、膨張弁２、蒸発器３、バイパス配管２４、及び逆止弁３２が収容されている。室外機１１０は、例えば、屋外に設置される。また、室内機１２０は、例えば、冷房対象空間である室内に設置される。また、室外機１１０は、例えば、室内機１２０よりも高い位置に設置される。
【００３０】
続いて、室外機１１０に収容されている各構成の配置関係について説明する。
【００３１】
図２は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の室外機の内部を側方から観察した図である。なお、図２では、圧縮機１の吐出口と凝縮器１０の冷媒の流入口とを接続する配管を、配管１０２として示している。また、図２では、ポンプ５の吐出口と膨張弁２の冷媒の流入口とを接続する配管を、配管１０３として示している。
【００３２】
室外機１１０は、例えば略直方体形状の筐体１１１を備えている。この筐体１１１の下部には、吸込口１１２が形成されている。また、筐体１１１の上部には、吹出口１１３が形成されている。そして、筐体１１１には、吹出口１１３と対向する位置等、吹出口１１３の近傍に送風機１１４が収容されている。すなわち、送風機１１４が回転することにより、筐体１１１の下部の吸込口１１２から室外空気が筐体１１１内に吸い込まれる。そして、筐体１１１内に吸い込まれた室外空気は、筐体１１１の上部の吹出口１１３から筐体１１１外へ吹き出される。
【００３３】
筐体１１１には、第１凝縮器１１、第２凝縮器１２及び過冷却熱交換器６も収容されている。第２凝縮器１２は、筐体１１１内において、第１凝縮器１１の上方に配置されている。過冷却熱交換器６は、筐体１１１内において、第１凝縮器１１の下方に配置されている。そして、これら第１凝縮器１１、第２凝縮器１２及び過冷却熱交換器６は、鉛直方向に対して傾くように設置されている。このように傾けて設置することにより、第１凝縮器１１、第２凝縮器１２及び過冷却熱交換器６を鉛直方向に沿って設置する場合と比べ、第１凝縮器１１、第２凝縮器１２及び過冷却熱交換器６の伝熱面積を増大することができる。
【００３４】
本実施の形態１では、第１凝縮器１１、第２凝縮器１２及び過冷却熱交換器６のそれぞれは、複数の伝熱フィンと、内部に冷媒が流れる複数の伝熱管とを備えた伝熱フィンチューブ型の熱交換器となっている。複数の伝熱フィンは、規定の間隔を空けて並べられている。図２の場合、第１凝縮器１１、第２凝縮器１２及び過冷却熱交換器６のそれぞれの複数の伝熱フィンは、紙面直交方向に、規定の間隔を空けて並べられている。複数の伝熱管は、これら伝熱管と共に熱交換器を構成する複数の伝熱フィンのそれぞれを貫通している。図２の場合、第１凝縮器１１、第２凝縮器１２及び過冷却熱交換器６のそれぞれの複数の伝熱管は、紙面直交方向に、複数の伝熱フィンを貫通している。すなわち、図２の場合、第１凝縮器１１、第２凝縮器１２及び過冷却熱交換器６のそれぞれの複数の伝熱管は、紙面直交方向に延びるように配置されている。
【００３５】
また、本実施の形態１では、第１凝縮器１１の複数の伝熱管と第２凝縮器１２の複数の伝熱管とは、共通の伝熱フィンを貫通している。換言すると、第１凝縮器１１の複数の伝熱フィン及び第２凝縮器１２の複数の伝熱フィンは、一体化している。このように第１凝縮器１１及び第２凝縮器１２を構成することにより、第１凝縮器１１及び第２凝縮器１２を筐体１１１に設置する際、１つの熱交換器として取り扱うことができ、第１凝縮器１１及び第２凝縮器１２の筐体１１１への設置が容易となる。なお、第１凝縮器１１の複数の伝熱フィンと第２凝縮器１２の複数の伝熱フィンとを別体で構成しても勿論よい。
【００３６】
また、本実施の形態１では、第２凝縮器１２の複数の伝熱管と過冷却熱交換器６の複数の伝熱管とは、共通の伝熱フィンを貫通している。換言すると、第２凝縮器１２の複数の伝熱フィン及び過冷却熱交換器６の複数の伝熱フィンは、一体化している。このように第２凝縮器１２及び過冷却熱交換器６を構成することにより、第２凝縮器１２及び過冷却熱交換器６を筐体１１１に設置する際、１つの熱交換器として取り扱うことができる。すなわち、過冷却熱交換器６を筐体１１１に設置する際、凝縮器１０と過冷却熱交換器６とを１つの熱交換器として取り扱うことができる。このため、過冷却熱交換器６の筐体１１１への設置が容易となる。なお、第２凝縮器１２の複数の伝熱フィンと過冷却熱交換器６の複数の伝熱フィンとを別体で構成しても勿論よい。
【００３７】
また、筐体１１１には、レシーバ４も収容されている。この際、レシーバ４、凝縮器１０及びバイパス配管２１は、次のような位置関係となる。第２凝縮器１２の第２流出口１２ａは、レシーバ４の第１流入口４ａよりも高い位置に配置されている。このため、第２凝縮器１２の第２流出口１２ａとレシーバ４の第１流入口４ａとを接続する第１配管２２を、上昇させることなく第２凝縮器１２の第２流出口１２ａからレシーバ４の第１流入口４ａへ向かって設置することができる。すなわち、第２凝縮器１２の第２流出口１２ａから流出した冷媒は、上昇することなく、レシーバ４の第１流入口４ａへ向かって流れ、レシーバ４に流入することができる。
【００３８】
第１凝縮器１１の第１流出口１１ａは、レシーバ４の第１流入口４ａよりも低い位置に配置されている。このため、第１凝縮器１１の第１流出口１１ａと第１配管２２とを接続する第２配管２３は、第１凝縮器１１の第１流出口１１ａから第１配管２２へ向かって上昇するように設置されることとなる。したがって、第１凝縮器１１の第１流出口１１ａから流出した冷媒は、第１凝縮器１１の第１流出口１１ａから第１配管２２までの高さｈ分だけ上昇して流れた後、第１配管２２を通ってレシーバ４に流入することとなる。
【００３９】
バイパス配管２１の第１端部２１ａは、レシーバ４の第１流入口４ａよりも低い位置において、第２配管２３と接続されている。このため、第１凝縮器１１の第１流出口１１ａから流出した冷媒がレシーバ４に流入する場合と比べ、第１凝縮器１１の第１流出口１１ａから流出した冷媒がバイパス配管２１に流入する際の冷媒の上昇高さは、低くなっている。ここで、本実施の形態１では、バイパス配管２１の第１端部２１ａは、第１凝縮器１１の第１流出口１１ａの高さ以下の位置において、第２配管２３と接続されている。このため、第１凝縮器１１の第１流出口１１ａから流出した冷媒は、上昇することなくバイパス配管２１に流入することができる。
【００４０】
続いて、本実施の形態１に係る空気調和装置１００の動作について説明する。
【００４１】
まず、空気調和装置１００の圧縮サイクル時の動作を説明する。
上述のように、圧縮サイクル時、圧縮機１が駆動し、ポンプ５は停止する。圧縮機１が駆動することにより、圧縮機１の吸入口側のガス状冷媒は、圧縮機１に吸入されて圧縮される。圧縮機１で圧縮されたガス状冷媒は、第１凝縮器１１及び第２凝縮器１２に流入する。第２凝縮器１２に流入したガス状冷媒は、室外空気に冷却されることにより凝縮して液状冷媒となり、第２流出口１２ａから流出する。第２凝縮器１２の第２流出口１２ａから流出した液状冷媒の全ては、第１配管２２を通ってレシーバ４に流入する。
【００４２】
第１凝縮器１１に流入したガス状冷媒は、室外空気に冷却されることにより凝縮して液状冷媒となり、第１流出口１１ａから流出する。第１凝縮器１１の第１流出口１１ａから流出した液状冷媒の一部は、第２配管２３及び第１配管２２を通ってレシーバ４に流入する。また、第１凝縮器１１の第１流出口１１ａから流出した液状冷媒の残りの一部は、第２配管２３及びバイパス配管２１を通ることにより、レシーバ４を迂回して過冷却熱交換器６に流入する。
【００４３】
ここで、バイパス配管２１を備えていない従来の空気調和装置においては、第１凝縮器１１の第１流出口１１ａから流出した液状冷媒の全てが、レシーバ４に流入することとなる。この際、第１凝縮器１１から流出した液状冷媒がレシーバ４に流入するためには、上述のように、第１凝縮器１１の第１流出口１１ａから第１配管２２までの高さｈ分だけ上昇して流れなければならない。このため、第１凝縮器１１からレシーバ４へは、液状冷媒が流れづらい。したがって、バイパス配管２１を備えていない従来の空気調和装置は、第１凝縮器１１に液状冷媒が寝込んでしまう。
【００４４】
一方、本実施の形態１に係る空気調和装置１００においては、第１凝縮器１１の第１流出口１１ａから流出した液状冷媒の一部は、第２配管２３及びバイパス配管２１を通ることにより、レシーバ４を迂回して過冷却熱交換器６に流入する。上述のように、バイパス配管２１の第１端部２１ａは、レシーバ４の第１流入口４ａよりも低い位置において、第２配管２３と接続されている。このため、第１凝縮器１１からバイパス配管２１への液状冷媒の流れは、第１凝縮器１１からレシーバ４への流れと比べ、流れやすい。したがって、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、バイパス配管２１を備えていない従来の空気調和装置と比べ、第１凝縮器１１に液状冷媒が寝込むことを抑制でき、第１凝縮器１１に寝込む液状冷媒の量を低減できる。このため、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、バイパス配管２１を備えていない従来の空気調和装置と比べ、冷房能力を向上することができる。
【００４５】
なお、本実施の形態１では、バイパス配管２１の第１端部２１ａは、第１凝縮器１１の第１流出口１１ａの高さ以下の位置において、第２配管２３と接続されている。このため、第１凝縮器１１からバイパス配管２１へ、液状冷媒がさらに流れやすくなっている。したがって、第１凝縮器１１へ液状冷媒が寝込むことをさらに抑制でき、空気調和装置１００の冷房能力をさらに向上させることができる。
【００４６】
また、本実施の形態１に係る凝縮器１０は、第１凝縮器１１及び第２凝縮器１２を備えている。そして、第２凝縮器１２は第１凝縮器１１の上方に配置され、第２凝縮器１２の第２流出口１２ａはレシーバ４の第１流入口４ａよりも高い位置に配置されている。このため、第２凝縮器１２からレシーバ４へ液状冷媒が流れやすくなり、第２凝縮器１２に冷媒が寝込むことを抑制できる。したがって、空気調和装置１００の冷房能力をさらに向上させることができる。
【００４７】
また、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、第２配管２３に逆止弁３１を備えている。このため、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、第１凝縮器１１へ液状冷媒が寝込むことをさらに抑制でき、冷房能力をさらに向上させることもできる。詳しくは、第２配管２３が逆止弁３１を備えていない場合、第１凝縮器１１の第１流出口１１ａから流出しようとする液状冷媒には、第１流出口１１ａから流出することを阻害する方向に液ヘッドρｇｈ分の圧力がかかり、第１流出口１１ａから流出しづらくなる。なお、ρは液状冷媒の密度であり、ｇは重力加速度である。一方、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、第２配管２３に逆止弁３１を備えているので、第１凝縮器１１の第１流出口１１ａから流出しようとする液状冷媒に液ヘッドρｇｈ分の圧力がかかることを防止できる。したがって、第２配管２３に逆止弁３１を備えることにより、第１凝縮器１１へ液状冷媒が寝込むことをさらに抑制でき、空気調和装置１００の冷房能力をさらに向上させることができる。
【００４８】
レシーバ４に流入した液状冷媒は、必要分がレシーバ４から流出し、余剰分がレシーバ４内に貯留される。レシーバ４から流出した液状冷媒は、バイパス配管２１を通ってレシーバ４を迂回した液状冷媒と合流した後、過冷却熱交換器６へ流入する。過冷却熱交換器６へ流入した液状冷媒は、過冷却熱交換器６で冷却されて過冷却度が増大した後、過冷却熱交換器６から流出する。過冷却熱交換器６から流出した液状冷媒は、バイパス配管２５及び逆止弁３３を通って停止中のポンプ５を迂回し、膨張弁２へ流入する。膨張弁２へ流入した液状冷媒は、膨張して気液二相冷媒となり、蒸発器３へ流入する。蒸発器３へ流入した気液二相冷媒は、室内空気から吸熱して蒸発し、ガス状冷媒となる。このガス状冷媒は、蒸発器３から流出した後に圧縮機１に吸入され、再び圧縮される。
【００４９】
次に、空気調和装置１００のポンプサイクル時の動作を説明する。
上述のように、ポンプサイクルは、蒸発器３の熱交換対象である室内空気の温度が凝縮器１０の熱交換対象である室外空気の温度より高い場合等に実行される。ポンプサイクル時、ポンプ５が駆動し、圧縮機１は停止する。ポンプ５から吐出された液状冷媒は、膨張弁２を通過して、蒸発器３に流入する。蒸発器３へ流入した液状冷媒は、室内空気から吸熱して蒸発し、ガス状冷媒となる。このガス状冷媒は、バイパス配管２４及び逆止弁３３を通って停止中の圧縮機１を迂回し、第１凝縮器１１及び第２凝縮器１２に流入する。第２凝縮器１２に流入したガス状冷媒は、室外空気に冷却されることにより凝縮して液状冷媒となり、第２流出口１２ａから流出する。第２凝縮器１２の第２流出口１２ａから流出した液状冷媒の全ては、第１配管２２を通ってレシーバ４に流入する。
【００５０】
第１凝縮器１１に流入したガス状冷媒は、室外空気に冷却されることにより凝縮して液状冷媒となり、第１流出口１１ａから流出する。第１凝縮器１１の第１流出口１１ａから流出した液状冷媒の一部は、第２配管２３及び第１配管２２を通ってレシーバ４に流入する。また、第１凝縮器１１の第１流出口１１ａから流出した液状冷媒の残りの一部は、第２配管２３及びバイパス配管２１を通ることにより、レシーバ４を迂回して過冷却熱交換器６に流入する。上述のように、バイパス配管２１によって第１凝縮器１１から流出した液状冷媒の一部がレシーバ４を迂回することにより、バイパス配管２１を備えていない従来の空気調和装置と比べ、第１凝縮器１１に液状冷媒が寝込むことを抑制でき、第１凝縮器１１に寝込む液状冷媒の量を低減できる。このため、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、バイパス配管２１を備えていない従来の空気調和装置と比べ、冷房能力を向上することができる。
【００５１】
なお、本実施の形態１では、バイパス配管２１の第１端部２１ａは、第１凝縮器１１の第１流出口１１ａの高さ以下の位置において、第２配管２３と接続されている。このため、上述のように、第１凝縮器１１へ液状冷媒が寝込むことをさらに抑制でき、空気調和装置１００の冷房能力をさらに向上させることができる。
【００５２】
また、本実施の形態１に係る凝縮器１０は第１凝縮器１１及び第２凝縮器１２を備えている。そして、第２凝縮器１２は第１凝縮器１１の上方に配置され、第２凝縮器１２の第２流出口１２ａはレシーバ４の第１流入口４ａよりも高い位置に配置されている。このため、上述のように、第２凝縮器１２に冷媒が寝込むことを抑制でき、空気調和装置１００の冷房能力をさらに向上させることができる。
【００５３】
また、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、第２配管２３に逆止弁３１を備えている。このため、上述のように、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、第１凝縮器１１の第１流出口１１ａから流出しようとする液状冷媒に液ヘッドρｇｈ分の圧力がかかることを防止できる。したがって、第２配管２３に逆止弁３１を備えることにより、第１凝縮器１１へ液状冷媒が寝込むことをさらに抑制でき、空気調和装置１００の冷房能力をさらに向上させることができる。
【００５４】
レシーバ４に流入した液状冷媒は、必要分がレシーバ４から流出し、余剰分がレシーバ４内に貯留される。レシーバ４から流出した液状冷媒は、バイパス配管２１を通ってレシーバ４を迂回した液状冷媒と合流した後、過冷却熱交換器６へ流入する。過冷却熱交換器６へ流入した液状冷媒は、過冷却熱交換器６で冷却されて過冷却度が増大した後、過冷却熱交換器６から流出する。過冷却熱交換器６から流出した液状冷媒は、ポンプ５に吸入され、ポンプ５から再び吐出される。
【００５５】
次に、空気調和装置１００における圧縮サイクルからポンプサイクルへの切り替え動作について説明する。
空気調和装置１００の動作状態を圧縮サイクルからポンプサイクルに切り替える場合、圧縮機１を停止した後、ポンプ５を起動することとなる。この際、ポンプ５を起動するには、ポンプ５の吸入口に液状冷媒が供給されていなければならない。
【００５６】
圧縮機１を停止すると、冷媒循環回路１０１では、圧縮サイクル時に高圧になっていた範囲から、圧縮サイクル時に低圧になっていた範囲に冷媒が流れ込む。圧縮サイクル時に高圧になっていた範囲とは、圧縮機１の吐出口から膨張弁２の冷媒の流入口までの範囲である。圧縮サイクル時に低圧になっていた範囲とは、膨張弁２の冷媒の流出口から圧縮機１の吸入口の範囲である。すなわち、圧縮機１を停止すると、ポンプ５の吸入口側に存在していた液状冷媒が、蒸発器３へ流れ込む。このため、圧縮機１を停止してしばらくは、ポンプ５の吸入口に液状冷媒が供給されておらず、ポンプ５を起動することができない。
【００５７】
したがって、圧縮機１を停止した後、ポンプ５を起動できる状態になるまでは、自然対流により、冷媒循環回路１０１内を冷媒が流れることとなる。詳しくは、蒸発器３に流入した液状冷媒は、蒸発してガス状冷媒となり、蒸発器３から流出する。蒸発器３から流出したガス状冷媒は、バイパス配管２４及び逆止弁３３を通って停止中の圧縮機１を迂回し、第１凝縮器１１及び第２凝縮器１２に流入する。第１凝縮器１１及び第２凝縮器１２に流入したガス状冷媒は、凝縮して液状冷媒となる。この液状冷媒がポンプ５の吸入口に到達することにより、ポンプ５を起動できるようになる。
【００５８】
ここで、バイパス配管２１を備えていない従来の空気調和装置においては、第１凝縮器１１の第１流出口１１ａから流出した液状冷媒の全てが、レシーバ４に流入することとなる。この際、第１凝縮器１１から流出した液状冷媒がレシーバ４に流入するためには、上述のように、第１凝縮器１１の第１流出口１１ａから第１配管２２までの高さｈ分だけ上昇して流れなければならない。つまり、第１凝縮器１１から流出した液状冷媒がレシーバ４に流入するためには、第２接続箇所２３ｂの位置まで上昇して流れなければならない。そして、第１凝縮器１１から流出した液状冷媒が自然対流によって第２接続箇所２３ｂの位置まで上昇するには、第１凝縮器１１内に、第２接続箇所２３ｂよりも高い位置まで液状冷媒が蓄えられる必要がある。このため、バイパス配管２１を備えていない従来の空気調和装置は、レシーバ４に液状冷媒が蓄えられるのに時間がかかる。すなわち、バイパス配管２１を備えていない従来の空気調和装置は、レシーバ４から液状冷媒が流出し、この液状冷媒がポンプ５の吸入口に液状冷媒が到達するまでに時間がかかる。このため、バイパス配管２１を備えていない従来の空気調和装置は、圧縮サイクルからポンプサイクルに切り替えた際、ポンプ５が起動するまでの時間が長くなってしまう。
【００５９】
一方、本実施の形態１に係る空気調和装置１００においては、第１凝縮器１１から流出した液状冷媒は、バイパス配管２１を流れることができる。すなわち、バイパス配管２１に液状冷媒が流れることにより、レシーバ４を迂回して、第１凝縮器１１から流出した液状冷媒をレシーバ４の下流側に流すことができる。このため、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、圧縮サイクルからポンプサイクルに切り替えた際、液状冷媒をポンプ５の吸入口に供給するまでの時間を従来よりも短縮でき、ポンプ５が起動するまでの時間を従来よりも短縮することができる。
【００６０】
本実施の形態１の最後に、空気調和装置１００に好適な凝縮器１０の一例を紹介する。上述のように、凝縮器１０に液状冷媒が寝込むことを抑制することにより、空気調和装置１００の冷房能力を向上させることができる。凝縮器１０を以下のような構成とすることで、凝縮器１０に液状冷媒が寝込むことをより抑制でき、空気調和装置１００の冷房能力をより向上させることができる。
【００６１】
図３は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の凝縮器の一例を示す図である。なお、図３（ａ）は、凝縮器１０を側方から観察した図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＱ部拡大図である。
【００６２】
図３に示す凝縮器１０は、複数の伝熱フィン１７と、内部に冷媒が流れる複数の伝熱管１３とを備えた伝熱フィンチューブ型の熱交換器となっている。複数の伝熱フィン１７は、規定の間隔を空けて並べられている。図３の場合、複数の伝熱フィン１７は、紙面直交方向に、規定の間隔を空けて並べられている。また、伝熱フィン１７のそれぞれは、上下方向に長い略長方形状をしており、短手方向に第１端部１７ａ及び第２端部１７ｂを有している。複数の伝熱管１３は、伝熱フィン１７のそれぞれを貫通している。図３の場合、伝熱管１３のそれぞれは、紙面直交方向に、伝熱フィン１７のそれぞれを貫通している。すなわち、図３の場合、伝熱管１３のそれぞれは、紙面直交方向に延びるように配置されている。
【００６３】
また、伝熱管１３のそれぞれは、図３（ｂ）のように配置されている。すなわち、伝熱管１３のそれぞれは、伝熱フィン１７の短手方向つまり横方向に、複数の列に分けて配置されている。図３（ｂ）の場合、伝熱管１３のそれぞれは、横方向に４列に分けられている。また、各列には、上下方向に規定の間隔を空けて複数の伝熱管１３が並べられている。
【００６４】
また、凝縮器１０は、２つの伝熱管１３を接続する接続配管１４、接続配管１５及び接続配管１６を備えている。接続配管１４は、例えばＵ字状配管であり、隣接する列の伝熱管１３の一方の端部同士を接続する配管である。図３の場合、接続配管１４は、隣接する列の伝熱管１３の紙面裏側の端部同士を接続する配管である。接続配管１４は、伝熱管１３と一体形成されていてもよいし、伝熱管１３とは別体で形成されていてもよい。接続配管１４が伝熱管１３と別体で形成されている場合、接続配管１４と伝熱管１３とは、ろう付け等で接続される。
【００６５】
接続配管１５は、例えばＵ字状配管であり、隣接する列の伝熱管１３の他方の端部同士を接続する配管である。図３の場合、接続配管１５は、隣接する列の伝熱管１３の紙面表側の端部同士を接続する配管である。接続配管１５は、伝熱管１３と一体形成されていてもよいし、伝熱管１３とは別体で形成されていてもよい。接続配管１５が伝熱管１３と別体で形成されている場合、接続配管１５と伝熱管１３とは、ろう付け等で接続される。
【００６６】
接続配管１６は、例えばＵ字状配管であり、最も第１端部１７ａ側の列の伝熱管１３と、最も第２端部１７ｂ側の列の伝熱管１３とを接続する配管である。接続配管１６は、伝熱管１３と一体形成されていてもよいし、伝熱管１３とは別体で形成されていてもよい。接続配管１６が伝熱管１３と別体で形成されている場合、接続配管１５と伝熱管１３とは、ろう付け等で接続される。
【００６７】
このように構成された凝縮器１０には、複数の伝熱管１３が接続配管１４、接続配管１５及び接続配管１６に接続されることにより、図３（ｂ）に黒塗り矢印で示すような流路１８が形成される。
【００６８】
詳しくは、最も第１端部１７ａ側の列の伝熱管１３のうちの少なくとも１つは、凝縮器１０の図示せぬ分岐ヘッダーに接続され、該分岐ヘッダーから冷媒が流入する。このような伝熱管１３の１つを伝熱管１３１とする。また、最も第２端部１７ｂ側の列の伝熱管１３のうちの少なくとも１つは、凝縮器１０の図示せぬ合流ヘッダーに接続され、該合流ヘッダーに冷媒を流出する。このような伝熱管１３の１つを伝熱管１３ｎとする。なお、図３に示す凝縮器１０の冷媒の流出口は、図示せぬ合流ヘッダーに設けられている。
【００６９】
上述の伝熱管１３１は、該伝熱管１３１よりも一列だけ第２端部１７ｂ側の列の伝熱管１３であって伝熱管１３１よりも一段下方に配置された伝熱管１３に、接続配管１４で接続されている。図３（ｂ）では、伝熱管１３１と接続配管１４で接続された伝熱管１３を伝熱管１３２として示している。この伝熱管１３２は、該伝熱管１３２よりも一列だけ第２端部１７ｂ側の列の伝熱管１３であって伝熱管１３２よりも一段下方に配置された伝熱管１３に、接続配管１５で接続されている。図３（ｂ）では、伝熱管１３２と接続配管１５で接続された伝熱管１３を伝熱管１３３として示している。
【００７０】
この伝熱管１３３は、最も第２端部１７ｂ側の列の伝熱管１３であって伝熱管１３３よりも一段下方に配置された伝熱管１３に、接続配管１４で接続されている。図３（ｂ）では、伝熱管１３３と接続配管１４で接続された伝熱管１３を伝熱管１３４として示している。この伝熱管１３４は、最も第１端部１７ａ側の列の伝熱管１３であって伝熱管１３４よりも下方に配置された伝熱管１３に、接続配管１６で接続されている。図３（ｂ）では、伝熱管１３４と接続配管１６で接続された伝熱管１３を伝熱管１３５として示している。なお、図３（ｂ）に示す凝縮器１０の範囲には、３つの流路１８が形成されている。このため、伝熱管１３５は、伝熱管１３１よりも３段下方に配置された伝熱管１３となっている。
【００７１】
伝熱管１３１から伝熱管１３ｎまで、上述のように接続配管１４、接続配管１５及び接続配管１６で伝熱管１３を接続していくことにより、流路１８が形成される。この流路１８は、伝熱フィン１７の長手方向が鉛直方向に沿うように凝縮器１０を設置した際、該流路１８を流れる冷媒の流れ方向において、上流側から下流側へ向かって水平な又は下方に傾く状態となっている。このため、図３に示す凝縮器１０は、流路１８内において上昇して冷媒が流れる箇所がなく、流路１８を冷媒が滑らかに流れることができるので、内部に液状冷媒が寝込むことをより抑制できる。
【００７２】
また、図３（ｂ）に示すように、接続配管１６と水平方向との角度がαとなっている。この接続配管１６は、流路１８のうち、第２端部１７ｂから第１端部１７ａへ流れる箇所を構成する。このため、伝熱フィン１７の長手方向が鉛直方向に対して第２端部１７ｂ側へ傾くように凝縮器１０を設置した場合でも、伝熱フィン１７の長手方向と鉛直方向との間の角度がα以下であれば、流路１８は、該流路１８を流れる冷媒の流れ方向において、上流側から下流側へ向かって水平な又は下方に傾く状態となる。このため、図３に示す凝縮器１０は、伝熱フィン１７の長手方向が鉛直方向に対して第２端部１７ｂ側へ傾くように凝縮器１０を設置した場合でも、流路１８内において上昇して冷媒が流れる箇所がなく、流路１８を冷媒が滑らかに流れることができるので、内部に液状冷媒が寝込むことをより抑制できる。
【００７３】
また、図３（ｂ）に示すように、接続配管１４と水平方向との角度がβとなっている。同様に、接続配管１５と水平方向との角度がβとなっている。これら接続配管１４及び接続配管１５は、流路１８のうち、第１端部１７ａから第２端部１７ｂへ流れる箇所を構成する。このため、伝熱フィン１７の長手方向が鉛直方向に対して第１端部１７ａ側へ傾くように凝縮器１０を設置した場合でも、伝熱フィン１７の長手方向と鉛直方向との間の角度がβ以下であれば、流路１８は、該流路１８を流れる冷媒の流れ方向において、上流側から下流側へ向かって水平な又は下方に傾く状態となる。このため、図３に示す凝縮器１０は、伝熱フィン１７の長手方向が鉛直方向に対して第１端部１７ａ側へ傾くように凝縮器１０を設置した場合でも、流路１８内において上昇して冷媒が流れる箇所がなく、流路１８を冷媒が滑らかに流れることができるので、内部に液状冷媒が寝込むことをより抑制できる。
【００７４】
以上、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、内部を冷媒が循環する冷媒循環回路１０１を備えている。冷媒循環回路１０１は、圧縮機１、凝縮器１０、膨張弁２、蒸発器３、凝縮器１０と膨張弁２との間に接続されて余剰冷媒を貯留するレシーバ４、及びレシーバ４と膨張弁２との間に接続されるポンプ５を有している。空気調和装置１００は、圧縮機１を駆動し、ポンプ５を停止して冷媒循環回路１０１に冷媒を循環させる圧縮サイクルと、ポンプ５を駆動し、圧縮機１を停止して冷媒循環回路１０１に冷媒を循環させるポンプサイクルと、を実行する。レシーバ４は、該レシーバ４へ冷媒を流入させる流入口である第１流入口４ａを備えている。凝縮器１０は、該凝縮器１０から冷媒を流出させる流出口である第１流出口１１ａを、レシーバ４の第１流入口４ａよりも低い位置に備えている。冷媒循環回路１０１は、バイパス配管２１を備えている。バイパス配管２１の冷媒流入側の端部である第１端部２１ａは、レシーバ４の第１流入口４ａよりも低い位置において、凝縮器１０の第１流出口１１ａとレシーバ４の第１流入口４ａとの間に接続される。バイパス配管２１の冷媒流出側の端部である第２端部２１ｂは、レシーバ４とポンプ５との間に接続される。
【００７５】
本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、バイパス配管２１により、レシーバ４を迂回して、凝縮器１０から流出した液状冷媒をポンプ５に供給することができる。このため、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、動作状態を圧縮サイクルからポンプサイクルに切り替えた際、液状冷媒をポンプ５の吸入口に供給するまでの時間を従来よりも短縮でき、ポンプ５が起動するまでの時間を従来よりも短縮することができる。
【００７６】
なお、発明者らは、本実施の形態１に係る冷媒循環回路１０１を備えた実機を用い、バイパス配管２１を設けた場合とバイパス配管２１を設けなかった場合とで、圧縮サイクルからポンプサイクルへの切り替え後にポンプ５が起動するまでの時間を比較した。比較に用いた実機では、バイパス配管２１を設けた場合、バイパス配管２１を設けなかった場合と比較して、圧縮サイクルからポンプサイクルへの切り替え後にポンプ５が起動するまでの時間が３０秒短縮した。
【００７７】
また、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、バイパス配管２１を備えているので、上述のように、圧縮サイクル時及びポンプサイクル時の双方において、凝縮器１０へ液状冷媒が寝込むことを従来よりも抑制でき、冷房能力を従来よりも向上できる。
【００７８】
なお、発明者らは、本実施の形態１に係る冷媒循環回路１０１を備えた実機を用い、バイパス配管２１を設けた場合とバイパス配管２１を設けなかった場合とで、冷房能力を比較した。比較に用いた実機では、バイパス配管２１を設けた場合、バイパス配管２１を設けなかった場合と比較して、圧縮サイクル時及びポンプサイクル時の双方において冷房能力が２％向上した。
【００７９】
実施の形態２．
実施の形態１で示した冷媒循環回路１０１は、一例である。冷媒循環回路１０１が上述したバイパス配管２１を有していれば、空気調和装置１００に求められる冷房能力等に応じて、冷媒循環回路１０１の構成を適宜変更してもよい。本実施の形態２では、冷媒循環回路１０１の変形例を１つ紹介する。なお、本実施の形態２において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、実施の形態１と同一の機能及び構成については同一の符号を用いて述べることとする。
【００８０】
図４は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の室外機の内部を側方から観察した図である。
本実施の形態２に係る空気調和装置１００は、凝縮器１０及び過冷却熱交換器６の熱交換能力を増大するため、凝縮器１０及び過冷却熱交換器６を２つずつ備えている。詳しくは、凝縮器１０、過冷却熱交換器６、レシーバ４及びバイパス配管２１を１つの組とする。この場合、空気調和装置１００の冷媒循環回路１０１は、凝縮器１０、過冷却熱交換器６、レシーバ４及びバイパス配管２１の組を２つ備えている。各組は、圧縮機１の吐出口とポンプ５の吸入口との間に、並列に接続されている。
【００８１】
なお、本実施の形態２に係る凝縮器１０は、第１凝縮器１１及び第２凝縮器１２を備えている。すなわち、本実施の形態２に係る冷媒循環回路１０１は、２つの第１凝縮器１１と、２つの第２凝縮器１２とを備えている。２つの第１凝縮器１１は、圧縮機１の吐出口に対して並列に接続されている。第２凝縮器１２は、圧縮機１の吐出口に対して並列に接続されている。
【００８２】
本実施の形態２に係る空気調和装置１００は、各組にバイパス配管２１を備えている。このため、本実施の形態２に係る空気調和装置１００は、各組において、レシーバ４を迂回して、凝縮器１０から流出した液状冷媒の一部をポンプ５に供給することができる。したがって、本実施の形態２に係る空気調和装置１００は、各組がバイパス配管２１を備えていない場合と比較して、動作状態を圧縮サイクルからポンプサイクルに切り替えた際にポンプ５が起動するまでの時間を短縮することができる。また、本実施の形態２に係る空気調和装置１００は、各組がバイパス配管２１を備えていない場合と比較して、圧縮サイクル時及びポンプサイクル時の双方において冷房能力を向上できる。
【符号の説明】
【００８３】
１  圧縮機、２  膨張弁、３  蒸発器、４  レシーバ、４ａ  第１流入口、５  ポンプ、６  過冷却熱交換器、１０  凝縮器、１１  第１凝縮器、１１ａ  第１流出口、１２  第２凝縮器、１２ａ  第２流出口、１３（１３１〜１３ｎ）  伝熱管、１４  接続配管、１５  接続配管、１６  接続配管、１７  伝熱フィン、１７ａ  第１端部、１７ｂ  第２端部、１８  流路、２１  バイパス配管、２１ａ  第１端部、２１ｂ  第２端部、２２  第１配管、２３  第２配管、２３ａ  第１接続箇所、２３ｂ  第２接続箇所、２４  バイパス配管、２５  バイパス配管、３１  逆止弁、３２  逆止弁、３３  逆止弁、３４  膨張弁、３５  膨張弁、１００  空気調和装置、１０１  冷媒循環回路、１０２  配管、１０３  配管、１１０  室外機、１１１  筐体、１１２  吸込口、１１３  吹出口、１１４  送風機、１２０  室内機。
【図１】
2019146099.tif 000003
【図２】
2019146099.tif 000004
【図３】
2019146099.tif 000005
【図４】
2019146099.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】令和2年4月28日(2020.4.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器、前記凝縮器と前記膨張弁との間に接続されて余剰冷媒を貯留するレシーバ、及び前記レシーバと前記膨張弁との間に接続されるポンプを有し、内部を冷媒が循環する冷媒循環回路を備え、前記圧縮機を駆動し、前記ポンプを停止して前記冷媒循環回路に冷媒を循環させる圧縮サイクルと、前記ポンプを駆動し、前記圧縮機を停止して前記冷媒循環回路に冷媒を循環させるポンプサイクルと、を実行する空気調和装置であって、前記レシーバは、該レシーバへ冷媒を流入させる流入口である第１流入口を備え、前記凝縮器は、第１凝縮器と、前記圧縮機と前記レシーバとの間で前記第１凝縮器と並列に接続され、前記第１凝縮器の上方に配置された第２凝縮器と、を備え、前記第１凝縮器は、該第１凝縮器から冷媒を流出させる流出口である第１流出口を、前記第１流入口よりも低い位置に備え、前記第２凝縮器は、該第２凝縮器から冷媒を流出させる流出口である第２流出口を、前記レシーバの前記第１流入口よりも高い位置に備え、前記冷媒循環回路は、冷媒流入側の端部である第１端部が前記第１流出口と前記第１流入口との間に接続され、冷媒流出側の端部である第２端部が前記レシーバと前記ポンプとの間に接続されるバイパス配管を備えている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器、前記凝縮器と前記膨張弁との間に接続されて余剰冷媒を貯留するレシーバ、及び前記レシーバと前記膨張弁との間に接続されるポンプを有し、内部を冷媒が循環する冷媒循環回路を備え、
前記圧縮機を駆動し、前記ポンプを停止して前記冷媒循環回路に冷媒を循環させる圧縮サイクルと、前記ポンプを駆動し、前記圧縮機を停止して前記冷媒循環回路に冷媒を循環させるポンプサイクルと、を実行する空気調和装置であって、
前記レシーバは、該レシーバへ冷媒を流入させる流入口である第１流入口を備え、
前記凝縮器は、
第１凝縮器と、
前記圧縮機と前記レシーバとの間で前記第１凝縮器と並列に接続され、前記第１凝縮器の上方に配置された第２凝縮器と、
を備え、
前記第１凝縮器は、該第１凝縮器から冷媒を流出させる流出口である第１流出口を、前記第１流入口よりも低い位置に備え、
前記第２凝縮器は、該第２凝縮器から冷媒を流出させる流出口である第２流出口を、前記レシーバの前記第１流入口よりも高い位置に備え、
前記冷媒循環回路は、
冷媒流入側の端部である第１端部が前記第１流出口と前記第１流入口との間に接続され、冷媒流出側の端部である第２端部が前記レシーバと前記ポンプとの間に接続されるバイパス配管を備えた空気調和装置。
【請求項２】
前記バイパス配管の前記第１端部は、前記第１凝縮器の前記第１流出口の高さ以下の位置において前記第１流出口と前記第１流入口との間に接続されている請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
前記冷媒循環回路は、
前記第２凝縮器の前記第２流出口と前記レシーバの前記第１流入口とを接続する第１配管と、
一端が前記第１凝縮器の前記第１流出口と接続され、他端が前記第１配管と接続される第２配管と、
を備え、
前記バイパス配管の前記第１端部は、前記第２配管に接続されており、
前記第２配管において、該第２配管と前記バイパス配管との接続箇所を第１接続箇所とし、該第２配管と前記第１配管との接続箇所を第２接続箇所とした場合、
前記第２配管は、前記第１接続箇所と前記第２接続箇所との間に、前記第２接続箇所から前記第１接続箇所へ向かう冷媒の流れを規制する逆止弁を備えた請求項１または２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記冷媒循環回路は、前記レシーバと前記ポンプとの間に設けられる過冷却熱交換器を備えた請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記バイパス配管の前記第２端部は、前記レシーバと前記過冷却熱交換器との間に接続される請求項４に記載の空気調和装置。
【請求項６】
前記過冷却熱交換器は、前記凝縮器の下方に配置されている請求項４または５に記載の空気調和装置。
【請求項７】
前記凝縮器及び前記過冷却熱交換器は、規定の間隔を空けて並べられた複数の伝熱フィンと、前記複数の伝熱フィンを貫通し、内部に冷媒が流れる複数の伝熱管と、を備えたフィンチューブ型の熱交換器であり、
前記凝縮器の前記複数の伝熱管と前記過冷却熱交換器の前記複数の伝熱管とは、共通の伝熱フィンを貫通している請求項４〜６のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項８】
前記凝縮器に形成された冷媒が流れる流路は、該流路を流れる冷媒の流れ方向において、上流側から下流側へ向かって水平な又は下方に傾く状態となっている請求項１〜７のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【国際調査報告】
2019146099.tif 000007
2019146099.tif 000008
2019146099.tif 000009
2019146099.tif 000010