(57)【要約】【課題】冷房時における運転効率を向上できるとともに、冷媒回収時における冷媒回収所要時間を短縮できる空気調和装置を得る。【解決手段】圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、流量制御手段４、気液分離器５、第１開閉弁６、室内熱交換器８、第２開閉弁１０を冷媒配管１１で順に接続した空気調和装置において、冷房時に前記気液分離器５における冷媒蒸気の少なくとも一部を前記圧縮機２の吸入側に戻すバイパス配管１２を設けるとともに、気液分離器５からの冷媒入口および圧縮機１への冷媒出口を持つ冷媒流路を有する圧力制御手段２０をバイパス配管１２に設け、圧力制御手段２０は、冷媒入口と冷媒出口との圧力差が所定の設定値を超えた場合に冷媒流路を閉じ、設定値以下の場合に冷媒流路を開くようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、四方弁、室外熱交換器、流量制御手段、気液分離器、第１開閉弁、室内熱交換器、第２開閉弁を冷媒配管で順に接続した空気調和装置において、冷房時に前記気液分離器における冷媒蒸気の少なくとも一部を前記圧縮機の吸入側に戻すバイパス配管を設けるとともに、前記気液分離器からの冷媒入口および前記圧縮機への冷媒出口を持つ冷媒流路を有する圧力制御手段を前記バイパス配管に設け、前記圧力制御手段は、前記冷媒入口と前記冷媒出口との圧力差が所定の設定値を超えた場合に前記冷媒流路を閉じ、設定値以下の場合に前記冷媒流路を開くように動作することを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記バイパス配管に流量制御手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
冷媒流路を有する弁座と、冷媒入口と冷媒出口との圧力差を受けることによりばねに抗して移動され前記弁座の冷媒流路を閉じる方向に駆動される弁体とで構成された圧力制御弁からなる圧力制御手段を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空気調和装置、特に、四方弁により冷暖房の切換えを行う空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和装置は、従来から、図１に示すこの発明による実施の形態の構成と同様に、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、流量制御手段、気液分離器、第１開閉弁、第１延長配管、室内熱交換器、第２延長配管、第２開閉弁を冷媒配管で順に接続されて、冷媒回路が構成されている。
そして、従来技術においては、図１に示す構成においてバイパス配管１２に設けられた圧力制御手段２０の代わりに逆止弁を設け、気液分離器から、室内熱交換器をバイパスするような方向にのみ冷媒が流れるようにした空気調和装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
冷房時には、気液分離器から冷媒蒸気がバイパス配管を流れ、冷媒液または冷媒蒸気との混合流体が室内熱交換器へ供給される。暖房時には、逆止弁が閉じバイパス配管を冷媒が流れない。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２４３２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の空気調和装置では、室外熱交換器または室内熱交換器、またはその両方を取り外す場合に、第１開閉弁を閉じ、第２開閉弁を開いて、第１開閉弁から、第１延長配管、室内熱交換器、第２延長配管、第２開閉弁にいたる経路に存在する冷媒を圧縮機によって吸引し、室外熱交換器へ送り、そこに回収する場合に、室外熱交換器に溜まった冷媒が室外熱交換器から気液分離器、バイパス配管を通り圧縮機に戻るために、冷媒の回収に要する時間が長くなる問題がある。
【０００５】
この発明は、冷房時における運転効率を向上できるとともに、冷媒回収時における冷媒回収所要時間を短縮できる空気調和装置を得ようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る空気調和装置では、冷房時に前記気液分離器における冷媒蒸気の少なくとも一部を前記圧縮機の吸入側に戻すバイパス配管を設けるとともに、前記気液分離器からの冷媒入口および前記圧縮機への冷媒出口を持つ冷媒流路を有する圧力制御手段を前記バイパス配管に設け、前記圧力制御手段は、前記冷媒入口と前記冷媒出口との圧力差が所定の設定値を超えた場合に前記冷媒流路を閉じ、設定値以下の場合に前記冷媒流路を開くようにしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、冷房時における運転効率を向上できるとともに、冷媒回収時における冷媒回収所要時間を短縮できる空気調和装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
この発明による実施の形態１を図１について説明する。図１は実施の形態１における空気調和装置の構成を示す冷媒回路図である。
【０００９】
図において、圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、流量制御手段４、気液分離器５、第１開閉弁６、第１延長配管７、室内熱交換器８、第２延長配管９、第２開閉弁１０を冷媒配管１１で順に接続されている。
そして、一方を気液分離器５に接続し他方を圧縮機１の吸入配管１３に接続したバイパス配管１２が設けられ、このバイパス配管１２には、気液分離器５からの冷媒入口ＲＡと圧縮機１への冷媒出口ＲＢを持つ冷媒流路を有し、冷媒入口ＲＡと出口ＲＢとの圧力差が設定値を超えた場合に閉じ、設定値以下の場合に開く圧力制御手段２０が設けられている。
【００１０】
次に、冷媒の流れを図によって説明する。
まず、冷房時には、圧縮機１の吸入配管１３の低温低圧の冷媒蒸気は、圧縮機１によって圧縮され高温高圧の冷媒蒸気となって吐出される。その冷媒は、四方弁２によって室外熱交換器３に送られ、そこで空気などと熱交換して凝縮し高圧の冷媒液になる。その冷媒液は、流量制御手段４によって減圧され、低温低圧の気液二相状態に変化し、気液分離器５に流入する。この時、圧力制御手段２０の出入口の圧力はともに低圧で圧力差が設定値以下であり、圧力制御手段２０は開いている。
したがって、気液分離器５で一部または全部が分離された冷媒蒸気は、バイパス配管１２を通り、圧縮機１に戻る。一方、気液分離器５内の残りの冷媒は、第１延長配管７を流れ、室内熱交換器８に供給され、そこで空気などと熱交換して蒸発し、低温低圧の冷媒蒸気になり、第２延長配管９、第２開閉弁１０、四方弁２を通り圧縮機１に戻る。この時、第１開閉弁６、第２開閉弁１０は、ともに開いている。
【００１１】
暖房時には、圧縮機１の吸入配管１３の低温低圧の冷媒蒸気は、圧縮機１によって圧縮され高温高圧の冷媒蒸気となって吐出される。その冷媒は、四方弁２によって、第２開閉弁１０、第２延長配管９を通り、室内熱交換器８へ送られ、そこで空気などと熱交換して凝縮し高圧の冷媒液になる。この冷媒液は、第１延長配管７、第１開閉弁６を通り、気液分離器５に流入する。この時、気液分離器５の内部の冷媒の圧力は高圧である。一方、圧縮機１の吸入側の冷媒配管１１の冷媒の圧力は高圧であるため、圧力制御手段２０の出入口の圧力差は設定値よりも大きく、圧力制御手段２０は閉じている。
したがって、気液分離器５の内部の冷媒はバイパス配管１２に流入することなく、流量制御手段４に送られ、そこで減圧されて、低温低圧の気液二相状態に変化し、室外熱交換器３で空気などと熱交換して蒸発して四方弁２を通り、圧縮機１に戻る。このときも、冷房時と同様に第１開閉弁６、第２開閉弁１０は開いている。
【００１２】
室外熱交換器３または室内熱交換器８、またはその両方を取り外す際に必要になる冷媒回収時には、第１開閉弁６を閉じ、第２開閉弁１０を開いて、圧縮機１を運転することによって、第１開閉弁６から、第１延長配管７、室内熱交換器８、第２延長配管９、第２開閉弁１０にいたる経路に存在する冷媒は、四方弁２を通り、圧縮機１に吸引され、その後、四方弁１を通り室外熱交換器３から第１開閉弁６にいたる経路内に蓄えられる。その際、気液分離器５は高圧であり、圧力制御手段２０の前後の圧力差は設定値よりも大きく、圧力制御手段２０は閉じた状態である。したがって、蓄えられた冷媒がバイパス配管１２を通り、再び圧縮機１に戻ることはない。
【００１３】
この構成によれば、冷房運転時には、冷媒蒸気の一部または全部が気液分離器５で分離されてバイパス配管１２を流れるために室内熱交換器８を流れる際に生じる冷媒の圧力損失を低減でき、冷房時の効率を向上できる。さらに、冷媒を回収する際には圧力制御手段２０が閉じバイパス配管１２を冷媒が流れないため、室外熱交換器３へ冷媒を回収する際に要する時間を短縮できる。  
【００１４】
この発明による実施の形態１によれば、圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、流量制御手段４、気液分離器５、第１開閉弁６、室内熱交換器８、第２開閉弁１０を冷媒配管１１で順に接続した空気調和装置において、冷房時に前記気液分離器５における冷媒蒸気の少なくとも一部を前記圧縮機２の吸入側に戻すバイパス配管１２を設けるとともに、前記気液分離器５からの冷媒入口ＲＡおよび前記圧縮機への冷媒出口ＲＢを持つ冷媒流路を有する圧力制御手段２０を前記バイパス配管１２に設け、前記圧力制御手段２０は、前記冷媒入口ＲＡと前記冷媒出口ＲＢとの圧力差が所定の設定値を超えた場合に前記冷媒流路を閉じ、設定値以下の場合に前記冷媒流路を開くように動作するので、冷房時における運転効率を向上できるとともに、冷媒回収時における冷媒回収所要時間を短縮できる空気調和装置を得ることができる。
【００１５】
実施の形態２．
この発明による実施の形態２を図２について説明する。図２は実施の形態１における空気調和装置の構成を示す冷媒回路図である。
この実施の形態２において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１の構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００１６】
図において、圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、流量制御手段４、気液分離器５、第１開閉弁６、第１延長配管７、室内熱交換器８、第２延長配管９、第２開閉弁１０を冷媒配管１１で順に接続している。以上は図１に示す実施の形態１と同様のものである。
そして、一方を気液分離器５に接続し他方を圧縮機１の吸入配管１３に接続したバイパス配管１２、およびそのバイパス配管１２に、入口と出口との圧力差が設定値を超えた場合に閉じ、設定値以下の場合に開く圧力制御手段２０、および例えば毛細管などの第２流量制御手段３０が設けられている。
【００１７】
次に、冷媒の流れを図によって説明する。暖房時と冷媒を回収する際には、実施の形態１と全く同様なので、説明を省略する。
冷房時には、圧縮機１の吸入配管１３の低温低圧の冷媒蒸気は、圧縮機１によって圧縮され高温高圧の冷媒蒸気となって吐出される。その冷媒は、四方弁２によって室外熱交換器３に送られ、そこで空気などと熱交換して凝縮し高圧の冷媒液になる。その冷媒液は、流量制御手段４によって減圧され、低温低圧の気液二相状態に変化し、気液分離器５に流入する。この時、圧力制御手段２０の前後の圧力はともに低圧で圧力差が設定値以下であり、圧力制御手段２０は開いている。
したがって、気液分離器５で一部または全部が分離された冷媒蒸気は、バイパス配管１２、第２流量制御手段３０を通り、圧縮機１に戻る。一方、気液分離器５の内部の残りの冷媒は、第１延長配管７を流れ、室内熱交換器８に供給され、そこで空気などと熱交換して蒸発し、低温低圧の冷媒蒸気になり、第２延長配管９、第２開閉弁１０、四方弁２を通り圧縮機１に戻る。この時、第１開閉弁６、第２開閉弁１０は、ともに開いている。
【００１８】
この構成によれば、気液分離器５から冷媒蒸気とともに冷媒液がバイパス配管１２へ流入しないようにバイパス配管１２の流量を第２流量制御手段３０によって制御でき、実施の形態１の効果とともに冷房時の性能を更に向上できる。
【００１９】
この発明による実施の形態２によれば、実施の形態１における構成において、前記バイパス配管１２に毛細管などの流量制御手段３０を設けたので、冷房時における運転効率を更に向上できるとともに、冷媒回収時における冷媒回収所要時間を短縮できる空気調和装置を得ることができる。
【００２０】
実施の形態３．
この発明による実施の形態３を図３について説明する。図３は実施の形態３における圧力制御手段２０の構成を示す側断面図である。
この実施の形態２において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１または実施の形態２における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００２１】
実施の形態１および実施の形態２における空気調和装置の冷媒回路に適用される圧力制御手段２０の具体的構成を図３に示す。
図３において、圧力制御弁４５は、気液分離器５からの冷媒入口ＲＡおよび圧縮機１への冷媒出口ＲＢを持つ冷媒流路ＲＰを有し、冷媒流路ＲＰの一部を構成する冷媒流路４０ａを持つ弁座４０、および、冷媒流路４０ａを閉塞し冷媒の流れを遮断する弁体４１、ならびに、弁座４０と弁体４１の間に配置したばね４２、および、弁体４１のガイド４３を収納している。
【００２２】
次に、動作について説明する。
圧力制御弁の前後の圧力差が設定値以下の場合には、ばね４２が伸び弁座４０と弁体４１が離れ、冷媒が流れる。一方、圧力差が設定値以上の場合には、弁座４０と弁体４１が接触するまでばね４２が縮み、冷媒の流れを遮断する。
【００２３】
上記の構成の圧力制御手段によれば、圧力制御手段を構成する部品の数を少なくでき、信頼性が向上するとともに、ばね４２の特性を変えるだけで圧力制御手段が開閉する際の圧力の設定値を容易に変えることができる。
【００２４】
この発明による実施の形態３によれば、実施の形態１または実施の形態２における構成において、圧力制御手段２０として、冷媒流路４０ａを有する弁座４０と、冷媒入口ＲＡと冷媒出口ＲＢとの圧力差を受けることによりコイルばね４２に抗して移動され、前記弁座４０の冷媒流路４０ａを閉じる方向に駆動される弁体４１とで構成された圧力制御弁４５を用いたので、冷房時における運転効率を向上できるとともに、冷媒回収時における冷媒回収所要時間を短縮でき、しかも、圧力制御手段を構成する部品の数を少なくでき、信頼性が向上するとともに、ばね４２の特性を変えるだけで圧力制御手段が開閉する際の圧力の設定値を容易に変えることができる空気調和装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明による実施の形態１における空気調和装置の構成を示す冷媒回路図である。
【図２】この発明による実施の形態２における空気調和装置の構成を示す冷媒回路図である。
【図３】この発明による実施の形態３における圧力制御手段の構成を示す側断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  圧縮機、２  四方弁、３  室外熱交換器、４  流量制御手段、５  気液分離器、６  第１開閉弁、７  第１延長配管、８  室内熱交換器、９  第２延長配管、１０  第２開閉弁、１１  冷媒配管、１２  バイパス配管、１３  吸入配管、１４  逆止弁、２０  圧力制御弁、３０  第２流量制御手段、４０  弁座、４１  弁体、４２  ばね、４３  ガイド、４５  圧力制御弁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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