(57)【要約】【課題】運転再開時にも冷凍能力を確保できる冷凍サイクル装置の提供。【解決手段】空気調和機１０は、圧縮機１１と、凝縮器１２と、減圧部１３と、蒸発器１４と、圧縮機１１から凝縮器１２を経由して減圧部１３へと延びる凝縮器経由路１５と、凝縮器１２を経由しないで凝縮器１２よりも上流と凝縮器１２よりも下流とを結ぶ凝縮器バイパス経路１６と、凝縮器バイパス経路１６と凝縮器経由路１５とが合流する箇所に位置し、凝縮器経由路１５から流入する冷媒の圧力に応じて、凝縮器経由路１５から減圧部１３へと冷媒が流れる第１流路Ｆ１と、凝縮器バイパス経路１６から減圧部１３へと冷媒が流れる第２流路Ｆ２とのいずれか一方を設定する圧力調整弁１７と、を備える。凝縮器経由路１５には、圧力調整弁１７を経由しないで圧力調整弁１７よりも上流から圧力調整弁１７よりも下流へと冷媒が流れる圧力調整弁バイパス経路１８が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機から吐出された冷媒が流入する凝縮器と、
前記凝縮器を経た冷媒が流入する減圧部と、
前記減圧部を経た冷媒が流入する蒸発器と、
前記圧縮機から前記凝縮器を経由して前記減圧部へと延びる凝縮器経由路と、
前記凝縮器を経由しないで前記凝縮器よりも上流と前記凝縮器よりも下流とを結ぶ凝縮器バイパス経路と、
前記凝縮器バイパス経路と前記凝縮器経由路とが合流する箇所に位置し、前記凝縮器経由路から流入する冷媒の圧力に応じて、前記凝縮器経由路から前記減圧部へと冷媒が流れる第１流路と、前記凝縮器バイパス経路から前記減圧部へと冷媒が流れる第２流路とのいずれか一方を設定する圧力調整弁と、を備え、
前記凝縮器経由路には、
前記圧力調整弁を経由しないで前記圧力調整弁よりも上流から前記圧力調整弁よりも下流へと冷媒が流れる圧力調整弁バイパス経路が設けられている、
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記圧力調整弁は、
前記凝縮器経由路から流入する冷媒の圧力が所定の基準圧力に対して高ければ前記第１流路を設定し、
前記凝縮器経由路から流入する冷媒の圧力が前記基準圧力に対して低ければ前記第２流路を設定し、
前記第２流路が設定されている間に、
前記圧縮機から吐出された冷媒の一部が、
前記凝縮器を経由し、前記圧力調整弁バイパス経路を通じて前記圧力調整弁よりも下流へと流れ出る、
ことを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記圧力調整弁は、
前記凝縮器経由路から流入する冷媒の圧力が所定の基準圧力に対して高ければ前記第１流路を設定し、
前記凝縮器経由路から流入する冷媒の圧力が前記基準圧力に対して低ければ前記第２流路を設定し、
運転停止時に前記凝縮器の出口側で溜まっていた液冷媒が、
起動後に前記第２流路が設定されている間に、
前記圧力調整弁バイパス経路を通じて前記圧力調整弁よりも下流へと流れ出る、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記圧力調整弁バイパス経路を開閉する電磁弁を備える、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記凝縮器バイパス経路上で冷媒の圧力を検知する圧力センサを備え、
前記電磁弁は、
前記圧力センサにより検知された検知圧力が所定の圧力に対して低ければ開かれ、
前記検知圧力が前記所定の圧力に対して高ければ閉じられる、
ことを特徴とする請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記凝縮器を流れている冷媒に生じた温度差を検知する温度差検知部、および前記蒸発器を流れている冷媒に生じた温度差を検知する温度差検知部の少なくとも一方を備え、
前記電磁弁は、
前記温度差検知部により検知された検知温度差が所定の温度差に対して小さければ開かれ、
前記検知温度差が前記所定の温度差に対して大きければ閉じられる、
ことを特徴とする請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記凝縮器から流出して前記蒸発器へと流入するまでの任意の位置で冷媒の温度を検知する温度センサを備え、
前記温度センサが前記凝縮器から前記圧力調整弁までの区間に備えられている場合には、
前記電磁弁は、
前記温度センサにより検知された検知温度が所定の温度に対して低ければ開かれ、
前記検知温度が前記所定の温度に対して高ければ閉じられ、
前記温度センサが前記圧力調整弁から前記蒸発器までの区間に備えられている場合には、
前記電磁弁は、
前記温度センサにより検知された検知温度が所定の温度に対して高ければ開かれ、
前記検知温度が前記所定の温度に対して低ければ閉じられる、
ことを特徴とする請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記圧縮機、前記凝縮器、および前記圧力調整弁を有する室外機と、
前記減圧部および前記蒸発器を有する室内機と、を備え、
前記圧力調整弁バイパス経路は、
前記室外機から前記室内機へと延び、前記減圧部よりも上流に接続される、
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記圧力調整弁から流れ出た冷媒を貯留するレシーバを備え、
前記圧力調整弁バイパス経路は、
前記レシーバよりも下流に接続される、
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
前記蒸発器を経た冷媒の一部を用いて、前記減圧部へと流入する冷媒を過冷却する過冷却用熱交換器を備え、
前記圧力調整弁バイパス経路は、
前記過冷却用熱交換器よりも下流に接続される、
ことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１１】
前記圧力調整弁バイパス経路は、
前記圧力調整弁よりも上流に接続される始端と、
前記圧力調整弁よりも下流に接続され、前記始端よりも低い位置にある終端と、を有する、
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１２】
前記圧力調整弁バイパス経路は、
前記圧力調整弁よりも上流と前記圧力調整弁よりも下流とを並列に結ぶ２つの経路を有し、
２つの前記経路の各々に電磁弁が設けられている、
ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１３】
前記圧力調整弁バイパス経路を流れる冷媒の流量を調整可能な流量調整弁を備える、
ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１４】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機から吐出された冷媒が流入する凝縮器と、
前記凝縮器を経た冷媒が流入する減圧部と、
前記減圧部を経た冷媒が流入する蒸発器と、
前記圧縮機から前記凝縮器を経由して前記減圧部へと延びる凝縮器経由路と、
前記凝縮器を経由しないで前記凝縮器よりも上流と前記凝縮器よりも下流とを結ぶ凝縮器バイパス経路と、
前記凝縮器バイパス経路を流れる冷媒の流量を調整可能な流量調整弁と、を備える、
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクルを利用した空気調和機等の装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１５（ａ）に示すように、空気調和機の冷媒回路に、凝縮器１を迂回して圧縮機２の吐出側と凝縮器１の出口側とを結ぶバイパス経路３と、そのバイパス経路３と凝縮器１の出口側との合流部に位置する圧力調整弁４とが備えられる場合がある（例えば、特許文献１）。
三方弁である圧力調整弁４は、内蔵するバネ板等により凝縮器１の出口側の冷媒圧力（凝縮圧力）に応じてバイパス経路３の終端および凝縮器１の出口側を機械的に開閉することで、凝縮器１における冷媒流量を制御する。
圧力調整弁４は、凝縮圧力が所定の基準圧力を下回るときはバイパス経路３を開放し、凝縮器１の出口側を閉塞して、圧縮機２から吐出された高温高圧の冷媒を圧力調整弁４に流入させる。そうすると、凝縮器１に流入する冷媒の流量が減少するので、凝縮圧力が上昇する。そうして凝縮圧力が基準圧力に到達すると、圧力調整弁４は、バイパス経路３を閉鎖し、凝縮器１の出口側を開放する。
【０００３】
バイパス経路３および圧力調整弁４が備えられていると、外気温の低下により凝縮圧力が低下しても、凝縮器１を迂回させることで膨張弁５の入口側の圧力を維持できるので、低温時にも冷凍能力を確保することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−０４８９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
空気調和機の運転を停止していると、凝縮器１の出口側や、圧縮機２の吸入側に設けられたアキュムレータ６等に液冷媒が滞留する。
そのように冷媒回路の一部に液冷媒が滞留した状態で空気調和機を起動すると、冷媒回路を循環する冷媒量が適正量に対して不足しているため、凝縮圧力が低い。そのため、圧力調整弁４によりバイパス経路３が開放され、凝縮器１の出口側は閉鎖されている。凝縮器１の出口側が閉鎖されているので、凝縮器１への冷媒の流入はその後停止し、圧縮機２から吐出された冷媒の全量がバイパス経路３を流れる。
そして、運転継続による温度上昇により、アキュムレータ６から冷媒回路へと液冷媒が放出されることによって循環冷媒量の不足が解消されると、圧縮機からの吐出冷媒の圧力が上昇し、それに伴って凝縮圧力が上昇し、圧力調整弁４によりバイパス経路３が閉鎖される。すると、圧縮機２からの吐出冷媒の全量が凝縮器１を流れる通常運転へと移行する。
【０００６】
ところが、外気温が低いと、室外機に組み込まれた凝縮器１やアキュムレータ６に溜まった液冷媒の温度も低いので、起動後、液冷媒がなかなか蒸発しない。そうすると、凝縮圧力が低い状態が続くため、圧力調整弁４が切り替わらず、凝縮器１を迂回した状態で運転が継続される。このとき、図１５（ｂ）に示すように、圧縮機２からの吐出冷媒が凝縮器１を通らずに気相のまま蒸発器７に供給されるガスサイクルＧＳで運転が行われる。ガスサイクルＧＳは冷媒の相変化を伴わないため、効率が低い。
以上より、本発明は、運転再開時にも冷凍能力を確保できる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の冷凍サイクル装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機から吐出された冷媒が流入する凝縮器と、凝縮器を経た冷媒が流入する減圧部と、減圧部を経た冷媒が流入する蒸発器と、圧縮機から凝縮器を経由して減圧部へと延びる凝縮器経由路と、凝縮器を経由しないで凝縮器よりも上流と凝縮器よりも下流とを結ぶ凝縮器バイパス経路と、凝縮器バイパス経路と凝縮器経由路とが合流する箇所に位置し、凝縮器経由路から流入する冷媒の圧力に応じて、凝縮器経由路から減圧部へと冷媒が流れる第１流路と、凝縮器バイパス経路から減圧部へと冷媒が流れる第２流路とのいずれか一方を設定する圧力調整弁と、を備える。
そして、本発明は、凝縮器経由路に、圧力調整弁を経由しないで圧力調整弁よりも上流から圧力調整弁１７よりも下流へと冷媒が流れる圧力調整弁バイパス経路１８が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明における圧力調整弁は、凝縮器経由路から流入する冷媒の圧力が所定の基準圧力に対して高ければ第１流路を設定し、凝縮器経由路から流入する冷媒の圧力が基準圧力に対して低ければ第２流路を設定する。
本発明では、圧力調整弁に第２流路が設定されていても、圧縮機から吐出された冷媒の一部が、凝縮器を経由し、圧力調整弁バイパス経路を通じて圧力調整弁よりも下流へと流れ出る。
そのため、運転停止時に凝縮器の出口側で溜まっていた液冷媒が、起動後に第２流路が設定されている間に、圧力調整弁バイパス経路を通じて冷媒回路へと排出される。
【０００９】
本発明では、圧力調整弁バイパス経路が設けられていることにより、圧力調整弁に第２流路が設定されていても、冷媒が凝縮器を流れる経路が残されている。そのため、外気温が低いときでも、凝縮器の出口側に溜まった液冷媒が速やかに冷媒回路内に放出されて循環冷媒量が適正量にまで回復する。それによって圧力調整弁が第１流路に切り替わり、圧縮機から吐出された冷媒の全量が凝縮器を流れる通常運転へと移行する。
本発明によれば、起動後、冷媒の相変化を伴う冷凍サイクルを維持しつつ、早期に通常運転へと移行することができるので、点検や整備のために停止した後の運転再開時にも十分な冷凍能力を確保することができる。
【００１０】
本発明の冷凍サイクル装置は、圧力調整弁バイパス経路を開閉する電磁弁を備えることが好ましい。
その場合、冷媒の状態を検知するセンサを備え、センサにより検知された値に基づいて電磁弁が開閉されることが好ましい。
例えば、凝縮器バイパス経路上で冷媒の圧力を検知する圧力センサを備えていれば、電磁弁は、圧力センサにより検知された検知圧力が所定の圧力に対して低ければ開かれ、検知圧力が所定の圧力に対して高ければ閉じられることが好ましい。
【００１１】
また、凝縮器を流れている冷媒に生じた温度差を検知する温度差検知部、および蒸発器を流れている冷媒に生じた温度差を検知する温度差検知部の少なくとも一方を備えていれば、電磁弁は、温度差検知部により検知された検知温度差が所定の温度差に対して小さければ開かれ、検知温度差が所定の温度差に対して大きければ閉じられることが好ましい。
【００１２】
そして、凝縮器から流出して蒸発器へと流入するまでの任意の位置で冷媒の温度を検知する温度センサを凝縮器から圧力調整弁までの区間に備えていれば、電磁弁は、温度センサにより検知された検知温度が所定の温度に対して低ければ開かれ、検知温度が所定の温度に対して高ければ閉じられることが好ましい。
また、凝縮器から流出して蒸発器へと流入するまでの任意の位置で冷媒の温度を検知する温度センサを圧力調整弁から蒸発器までの区間に備えていれば、電磁弁は、温度センサにより検知された検知温度が所定の温度に対して高ければ開かれ、検知温度が所定の温度に対して低ければ閉じられることが好ましい。
【００１３】
本発明において、圧力調整弁バイパス流路を冷媒が十分に流れるために必要な圧力調整弁バイパス経路の始端と終端との圧力差を確保することが望まれる。
したがって、例えば、本発明の冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、および圧力調整弁を有する室外機と、減圧部および蒸発器を有する室内機と、を備え、圧力調整弁バイパス経路は、室外機から室内機へと延び、減圧部よりも上流に接続されることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の冷凍サイクル装置が圧力調整弁から流れ出た冷媒を貯留するレシーバを備えている場合には、圧力調整弁バイパス経路は、レシーバよりも下流に接続されることが好ましい。
そして、本発明の冷凍サイクル装置が、減圧部へと流入する冷媒を蒸発器を経た冷媒の一部を用いて過冷却する過冷却用熱交換器を備えている場合には、圧力調整弁バイパス経路は、過冷却用熱交換器よりも下流に接続されることが好ましい。
【００１５】
あるいは、圧力調整弁バイパス経路に、圧力調整弁よりも上流に接続される始端と、圧力調整弁よりも下流に接続され、始端よりも低い位置にある終端と、を与えることにより、始端と終端との圧力差を確保することができる。
【００１６】
本発明の冷凍サイクル装置において、圧力調整弁バイパス経路は、圧力調整弁よりも上流と圧力調整弁よりも下流とを並列に結ぶ２つの経路を有し、２つの経路の各々に電磁弁が設けられていることが好ましい。
それに代えて、圧力調整弁バイパス経路を流れる冷媒の流量を調整可能な流量調整弁を備えることも好ましい。
【００１７】
本発明の冷凍サイクル装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機から吐出された冷媒が流入する凝縮器と、凝縮器を経た冷媒が流入する減圧部と、減圧部を経た冷媒が流入する蒸発器と、圧縮機から凝縮器を経由して減圧部へと延びる凝縮器経由路と、凝縮器を経由しないで凝縮器よりも上流と凝縮器よりも下流とを結ぶ凝縮器バイパス経路と、凝縮器バイパス経路を流れる冷媒の流量を調整可能な流量調整弁と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、外気温が低いときに起動する際には、圧縮機から吐出された冷媒の一部が凝縮器バイパス経路にも流れるように所定の開度に流量調整弁を設定することにより、上述した圧力調整弁および圧力調整弁バイパス流路を備える冷凍サイクル装置と同様に、通常運転に早期に復帰することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、運転再開時にも冷凍能力を確保できる冷凍サイクル装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態に係る空気調和機の冷媒回路を示す図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、圧力調整弁バイパス経路を備えていない場合の運転再開時の運転状況を示す図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、圧力調整弁バイパス経路を備えている場合の運転状況を示す図である。
【図４】第１実施形態の変形例に係る空気調和機の冷媒回路を示す図である。
【図５】第２実施形態に係る空気調和機の冷媒回路を示す図である。
【図６】第２実施形態の変形例に係る空気調和機の冷媒回路を示す図である。
【図７】第２実施形態の変形例に係る空気調和機の冷媒回路を示す図である。
【図８】第２実施形態の変形例に係る空気調和機の冷媒回路を示す図である。
【図９】第３実施形態に係る空気調和機の冷媒回路を示す図である。
【図１０】第４実施形態に係る空気調和機の冷媒回路を示す図である。
【図１１】第５実施形態に係る空気調和機の冷媒回路を示す図である。
【図１２】第６実施形態に係る空気調和機の冷媒回路を示す図である。
【図１３】第７実施形態に係る空気調和機の冷媒回路を示す図である。
【図１４】第８実施形態に係る空気調和機の冷媒回路を示す図である。
【図１５】圧力調整弁を備えた従来の冷媒回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
図１に示す第１実施形態の冷凍サイクル装置は、冷媒回路１００を備え、冷媒回路１００においてヒートポンプ作用により熱を搬送する。かかる冷凍サイクル装置は、空気調和機１０として構成されている。
空気調和機１０は、圧縮機１１と、凝縮器１２と、減圧部１３と、蒸発器１４と、凝縮器経由路１５と、凝縮器バイパス経路１６と、圧力調整弁１７と、圧力調整弁バイパス経路１８と、圧力調整弁１７よりも下流の経路２６とを備えている。空気調和機１０の各要素間は配管により接続されている。
空気調和機１０の冷媒回路１００には、適正量の冷媒が封入されており、破線の矢印で示す向きに冷媒が循環する。
【００２１】
空気調和機１０は、冷媒の圧縮、凝縮、減圧、および蒸発の過程を含む冷凍サイクルによって室内の空気を冷却する。室内にはコンピュータ装置が設置されている。コンピュータ装置は常時作動しており、作動に伴い発熱する。空気調和機１０によりコンピュータ室が冷却されることで、コンピュータ装置が許容温度以下に維持される。
【００２２】
空気調和機１０は、室外に設置される室外機１０Ａと、室内に設置される室内機１０Ｂとを備えている。
室外機１０Ａは、圧縮機１１と、凝縮器１２と、外部から吸い込んだ外気を凝縮器１２に向けて送風する図示しないファンとを有する。
室内機１０Ｂは、減圧部１３と、蒸発器１４と、室内から吸い込んだ空気を蒸発器１４に当てながら室内に向けて吹き出す図示しないファンとを有する。
【００２３】
圧縮機１１は、冷媒を圧縮し、高温高圧の冷媒を吐出する。
凝縮器１２は、圧縮機１１から吐出された冷媒を外気との熱交換により凝縮させる。
減圧部１３は、凝縮器１２を経て流入した冷媒を減圧する。減圧部１３として、キャピラリーチューブ等の絞りや膨張弁を用いることができる。
蒸発器１４は、減圧された冷媒を室内空気との熱交換により蒸発させる。
【００２４】
冷媒回路１００には、凝縮器１２を経由する凝縮器経由路１５と、凝縮器１２を経由しない凝縮器バイパス経路１６とが設定されている。凝縮器経由路１５と凝縮器バイパス経路１６とが合流する箇所に、圧力調整弁１７が設けられている。
【００２５】
凝縮器経由路１５は、圧縮機１１から凝縮器１２を経由して減圧部１３へと延びている。
凝縮器バイパス経路１６は、凝縮器１２を経由しないで、凝縮器１２の入口側（上流側）と凝縮器１２の出口側（下流側）とを結んでいる。
【００２６】
圧力調整弁１７は、凝縮器経由路１５から流入する冷媒の圧力に応じて、第１流路Ｆ１と、第２流路Ｆ２とのいずれか一方を設定する。
圧力調整弁１７は、凝縮器経由路１５から冷媒が流入する第１ポート１７１と、凝縮器バイパス経路１６から冷媒が流入する第２ポート１７２と、減圧部１３へと冷媒が流出する第３ポート１７３とを有する三方弁である。
凝縮器経由路１５から第１ポート１７１に流入する冷媒の圧力は、凝縮圧力と同等である。
凝縮圧力は、冷媒蒸気が凝縮器１２により凝縮するときの飽和蒸気圧である。
以下では、凝縮器経由路１５から第１ポート１７１に流入する冷媒の圧力のことを「凝縮圧力」と称する。
圧力調整弁１７は、第１ポート１７１に流入する冷媒の圧力に応じて、内蔵するバネ板により第１ポート１７１および第２ポート１７２を機械的に開閉し、それによって第１流路Ｆ１と第２流路Ｆ２とを切り替えることで、凝縮圧力が基準圧力を下回らないように制御する。
【００２７】
凝縮圧力は、通常、バネ板を変位させる所定の基準圧力に対して高く維持されているが、室外の外気温の低下による影響を受けて、それよりも低下する場合がある。
圧力調整弁１７は、凝縮圧力が基準圧力に対して高ければ、第１ポート１７１を開放し、かつ第２ポート１７２を閉鎖する。このとき、第１ポート１７１から第３ポート１７３にかけて第１流路Ｆ１が開通する。そして、圧縮機１１から吐出されて凝縮器１２を流れた冷媒が、第１流路Ｆ１を通り、減圧部１３へと流れる。
【００２８】
一方、凝縮圧力が基準圧力に対して低ければ、第１ポート１７１を閉鎖し、かつ第２ポート１７２を開放する。このとき、第２ポート１７２から第３ポート１７３にかけて第２流路Ｆ２が開通する。すると、圧縮機１１から吐出された冷媒が凝縮器バイパス経路１６に流入し、第２流路Ｆ２を通り減圧部１３へと流れる。
凝縮器バイパス経路１６を通じて凝縮器１２を迂回することで、減圧部１３の入口側の圧力が維持されるので、外気温の低下により凝縮圧力が低下しても、冷凍能力を確保することができる。
圧力調整弁１７が第２流路Ｆ２に切り替わると、凝縮器バイパス経路１６を冷媒が流れるので、凝縮器経由路１５に流入する冷媒の流量が減少する。それによって凝縮圧力が上昇し、基準圧力に到達すると、圧力調整弁１７は、第１流路Ｆ１に切り替わる。
【００２９】
以上の通り、圧力調整弁１７および凝縮器バイパス経路１６が設けられていると、外気温が低下する時間帯や冬期を含めて、年間を通じて空気調和機１０の冷凍能力を安定して確保することができる。
【００３０】
ところで、電源設備の点検や整備の際には、圧縮機１１への通電を停止する。そうして空気調和機１０の運転が停止されると、凝縮器１２の出口等に液冷媒が滞留する。
外気温が低いと、凝縮器１２に溜まった液冷媒の温度も低いので、運転再開のため圧縮機１１を起動しても、液冷媒が蒸発し難い。ガス冷媒と比べて密度が大きい液冷媒が冷媒回路１００の一部に滞留していると、冷媒回路１００を循環する冷媒の量が適正量に対して不足する。これに起因して、圧縮機１１が起動されていても凝縮圧力が基準圧力に対して低い状態が続くと、圧力調整弁１７が第２流路Ｆ２のまま切り替わらない。
圧力調整弁１７が第２流路Ｆ２に切り替わっているときに、もし、圧縮機１１から吐出された冷媒の全量が凝縮器バイパス経路１６を流れるとすれば、図２（ａ）に示すように、圧縮機１１からの吐出冷媒が凝縮器１２を通らずに気相のまま蒸発器１４へと供給されるガスサイクルＧＳで運転が継続される。ガスサイクルＧＳは、冷媒が相変化を伴わないため、効率が低い。そのままガスサイクルＧＳで運転が継続されるため、圧力調整弁１７が第１流路Ｆ１に切り替わって一般の冷凍サイクル運転（図２（ｂ））に復帰するまでの間、コンピュータ室が十分に冷却されない。圧力調整弁１７は、滞留した液冷媒の多くが蒸発して冷媒回路１００へと放出されると、凝縮圧力が基準圧力に達するので第１流路Ｆ１に切り替わるが、それまでには長時間を要する。
【００３１】
本実施形態の空気調和機１０は、起動時にも十分な冷凍能力を確保するため、図１に示すように、凝縮器経由路１５に圧力調整弁バイパス経路１８が設けられていることを特徴とする。
圧力調整弁バイパス経路１８は、圧力調整弁１７を経由しないで、圧力調整弁１７よりも上流側と圧力調整弁１７よりも下流側とを結んでいる。圧力調整弁バイパス経路１８は減圧部１３よりも上流に接続されている。
この圧力調整弁バイパス経路１８を介して、凝縮器経由路１５は圧力調整弁１７よりも下流へと連通している。
つまり、圧力調整弁１７が第２流路Ｆ２に切り替わっていて、第１ポート１７１が閉鎖されていたとしても、凝縮器経由路１５から圧力調整弁バイパス経路１８を通じて冷媒が圧力調整弁１７よりも下流へと流れ出る経路が存在する。
【００３２】
そのため、空気調和機１０の起動後、圧力調整弁１７が第２流路Ｆ２に切り替わっている状態でも、凝縮器１２の出口側に溜まっていた液冷媒が、早々に、圧力調整弁バイパス経路１８を通じて圧力調整弁１７よりも下流側へと排出される。排出された液冷媒が冷媒回路１００内に放出され、その分だけ圧縮機１１により吐出される冷媒圧力が上昇することで、冷媒回路１００を循環する冷媒量が増加する。
しかも、圧縮機１１から吐出された高温冷媒の一部が凝縮器経由路１５を流れるので、凝縮器１２が温められ、凝縮器１２の出口側に溜まった液冷媒が蒸発する。それによっても、冷媒回路１００内の循環冷媒量が増加し、適正量にまで早期に回復する。
凝縮器１２の出口側以外でも、冷媒回路１００上の図示しないアキュムレータ等に溜まっていた液冷媒が、循環冷媒量の増加に伴う圧力変化や温度変化により冷媒回路１００内に放出される。
【００３３】
圧力調整弁１７が第２流路Ｆ２に切り替わっていると、図３（ａ）に示すように、圧縮機１１から吐出された冷媒の一部が一点鎖線で示すように凝縮器バイパス経路１６を流れるとともに、残りの冷媒が実線で示すように凝縮器経由路１５を流れる。それらの冷媒は混合し、減圧部１３により気液二相の状態となって蒸発器１４へと流れる。圧力調整弁バイパス経路１８は減圧部１３よりも上流に接続されているので、気液二相の冷媒が蒸発器１４へと供給される。それによって蒸発器１４の機能が復帰する。図３（ａ）に示す状態の冷媒回路１００において、冷媒の相変化を伴う冷凍サイクルが維持されている。
その後、滞留していた液冷媒の放出により循環冷媒量が回復されると、圧力調整弁１７が第１流路Ｆ１に切り替わるので、図３（ｂ）に示すように、圧縮機１１から吐出された冷媒の全量が凝縮器１２を流れる通常運転へと移行する。
【００３４】
本実施形態では、圧力調整弁バイパス経路１８が設けられていることにより、圧力調整弁１７が第２流路Ｆ２に切り替わっていても、冷媒が凝縮器１２を流れる経路が残されている。そのため、外気温が低いときでも、凝縮器１２の出口側やアキュムレータ等、冷媒回路１００の一部に溜まった液冷媒が速やかに冷媒回路１００内に放出されて循環冷媒量が適正量にまで回復する。したがって、起動直後こそ、ガスサイクルＧＳで運転されたとしても、通常運転へと迅速に移行する。もし圧力調整弁バイパス経路１８を介して冷媒が冷媒回路１００内に放出されなければ、ガスサイクルＧＳのまま、通常運転へと移行するまでに例えば数時間を要するのに対し、大幅に短い時間、例えば数分で通常運転へと移行する。
本実施形態の空気調和機１０によれば、点検や整備のために停止した後の運転再開時を含め、運転中に亘り十分な冷凍能力を確保することができるので、コンピュータ装置の発熱による温度上昇を抑制してコンピュータ装置の正常動作を担保することができる。
【００３５】
〔第１実施形態の変形例〕
圧力調整弁バイパス経路１８は、図４に示すように、凝縮器１２の出口側と、凝縮器バイパス経路１６上の圧力調整弁１７付近とを結んでいてもよい。図４の圧力調整弁バイパス経路１８も、第１実施形態の圧力調整弁バイパス経路１８（図１）と同様に、圧力調整弁１７よりも上流から圧力調整弁１７よりも下流へと冷媒が流れる。図４に示す変形例によっても、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００３６】
〔第２実施形態〕
次に、図５を参照し、本発明の第２実施形態について説明する。
第２実施形態以降では、第１実施形態と相違する事項を中心に説明する。第１実施形態と同様の構成には同じ符号を付している。
第２実施形態の空気調和機１０は、圧力調整弁バイパス経路１８を開閉する電磁弁１９と、凝縮器経由路１５上で冷媒の圧力を検知する圧力センサ２０とを備えている。
【００３７】
圧力センサ２０は、本実施形態では凝縮器１２の出口側で冷媒圧力を検知する。圧力センサ２０により検知される圧力は、凝縮器１２により冷媒蒸気が凝縮するときの飽和蒸気圧（凝縮圧力）と同等である。
外気温の低下により、室外機１０Ａに組み込まれている凝縮器１２や圧縮機１１の温度が低下すると、圧力センサ２０により検知される圧力が低下する。
圧力センサ２０による検知圧力に応じて電磁弁１９に指令が送られる。検知圧力が所定の圧力に対して高ければ閉指令により電磁弁１９を閉じ、検知圧力が所定の圧力に対して低ければ開指令により電磁弁１９を開くことができる。
【００３８】
圧力センサ２０は、凝縮器１２の出口側に限らず、図５に破線で示すように、凝縮器１２の入口側や、圧縮機１１の吐出側に設けられていてもよい。
凝縮器経由路１５上の複数箇所に設置された圧力センサ２０によりそれぞれ圧力を検知し、それらの検知圧力の平均等を用いて、電磁弁１９に指令を与えることもできる。
【００３９】
検知圧力が所定の圧力に対して高いときは、圧力調整弁１７が第１流路Ｆ１に切り替わる。このとき凝縮器経由路１５は第１流路Ｆ１を介して圧力調整弁１７よりも下流に連通しているので、圧力調整弁バイパス経路１８は必要ない。このとき、圧力調整弁バイパス経路１８が開放されていると、凝縮器１２から流れ出た冷媒が、圧力調整弁１７に流れるとともに、圧力調整弁バイパス経路１８にも流れる。
そのため、検知圧力が所定の圧力に対して高いときには電磁弁１９を閉じて、圧力調整弁バイパス経路１８を閉鎖すると、凝縮器１２の出口側で冷媒の流れが２つに分かれることによる圧力損失を避けることができる。
【００４０】
〔第２実施形態の変形例〕
上述した圧力センサ２０に代えて、図６（ａ）あるいは図６（ｂ）に示すように温度センサ２１を用いて、凝縮器１２を流れている冷媒に生じた温度差を検知するようにしてもよい。
図６（ａ）では、凝縮器１２の配管のベント部と凝縮器１２の出口部とにそれぞれ温度センサ２１が設けられている。
図６（ｂ）では、凝縮器１２の入口部と凝縮器１２の出口部とにそれぞれ温度センサ２１が設けられている。
図示を省略するが、凝縮器１２の入口部と配管のベント部とにそれぞれ温度センサ２１を設けることもできる。
【００４１】
外気温の低下により凝縮圧力が低下すると、冷媒回路１００を流れるために必要な冷媒の圧力差が小さくなり冷媒が流れ難くなる。その結果、凝縮器１２を流れる冷媒に生じる温度差が小さくなる。
したがって、所定の温度差に対して、温度センサ２１，２１により検知された温度差が小さければ電磁弁１９を開き、所定の温度差に対して検知温度差が大きければ電磁弁１９を閉じることができる。
【００４２】
凝縮圧力の低下により冷媒が流れ難くなると、蒸発器１４を流れる冷媒に生じる温度差も小さくなるので、図７（ａ）あるいは図７（ｂ）に示すように、蒸発器１４を流れている冷媒に生じた温度差を温度センサ２２を用いて検知するようにしてもよい。
図７（ａ）では、蒸発器１４の配管のベント部と蒸発器１４の出口部とにそれぞれ温度センサ２１が設けられている。
図７（ｂ）では、蒸発器１４の入口部と蒸発器１４の出口部とにそれぞれ温度センサ２１が設けられている。
図示を省略するが、蒸発器１４の入口部と配管のベント部とにそれぞれ温度センサ２１を設けることもできる。
図６に示す形態と図７に示す形態とを組み合わせ、凝縮器１２を流れる冷媒に生じる温度差と蒸発器１４に流れる冷媒に生じる温度差との双方を検知し、それらの検知温度差に基づいて電磁弁１９を開閉することもできる。
【００４３】
また、図８（ａ）に示すように、冷媒の温度を検知する温度センサ２２を設けることもできる。
温度センサ２２は、凝縮器１２から圧力調整弁１７までの区間に設けられている。
外気温が低下すると、凝縮器１２から流れ出る冷媒の温度が低下する。
したがって、温度センサ２２により検知された温度が所定温度に対して低ければ電磁弁１９を開き、検知温度が所定温度に対して高ければ電磁弁１９を閉じることができる。
【００４４】
あるいは、図８（ｂ）に示すように、圧力調整弁１７から蒸発器１４までの区間に温度センサ２２を設けることもできる。温度センサ２２は、減圧部１３と蒸発器１４との間に設けられていてもよい。
外気温の低下により凝縮圧力が低下して冷媒が流れ難くなると、凝縮器１２による冷媒の温度低下が小さいため、凝縮器バイパス経路１６と凝縮器経由路１５との合流箇所に位置する圧力調整弁１７よりも下流では、冷媒の温度が上昇する。
したがって、温度センサ２２により検知された温度が所定温度に対して高ければ電磁弁１９を開き、検知温度が所定温度に対して低ければ電磁弁１９を閉じることができる。
【００４５】
温度センサ２１や温度センサ２２は圧力センサ２０に比べて安価であるため、図６〜図８に示す形態によれば、空気調和機１０のコストを抑えることができる。
【００４６】
〔第３実施形態〕
次に、図９を参照し、本発明の第３実施形態について説明する。
第１実施形態（図２）では、圧力調整弁バイパス経路１８が室外機１０Ａに収められているのに対し、第３実施形態では、圧力調整弁バイパス経路１８が室外機１０Ａから室内機１０Ｂへと延び、室内機１０Ｂ内で減圧部１３よりも上流に接続されている。
そのため、第３実施形態では、圧力調整弁バイパス経路１８が第１実施形態（図１）と比べて長い。
【００４７】
圧力調整弁バイパス経路１８が長いことにより、圧力調整弁バイパス経路１８の始端１８Ａおよび終端１８Ｂにおける圧力差が第１実施形態と比べて大きい。そのため、一定流量で冷媒が流れるために必要な流路断面積が小さいので、圧力調整弁バイパス経路１８に、第１実施形態と比べて小さい径の安価なダクトを用いることができる。それによって空気調和機１０のコストを抑えることができる。
【００４８】
第３実施形態において、電磁弁１９および圧力センサ２０は設けられていなくてもよい。
以降の第４実施形態〜第６実施形態においても同様である。
【００４９】
〔第４実施形態〕
次に、図１０を参照し、本発明の第４実施形態について説明する。
第４実施形態の空気調和機１０は、圧力調整弁１７よりも下流に、冷媒を貯留するレシーバ２３を備えている。レシーバ２３は室外機１０Ａに組み込まれていても室内機１０Ｂに組み込まれていてもよい。
圧力調整弁バイパス経路１８は、圧力調整弁１７よりも上流に接続される始端１８Ａと、レシーバ２３よりも下流で、かつ減圧部１３よりも上流に接続される終端１８Ｂとを有している。
【００５０】
レシーバ２３内を通過することで、冷媒の圧力は通過前と比べて低くなる。このため、終端１８Ｂがレシーバ２３よりも上流に接続される場合と比べて、終端１８Ｂにおける冷媒圧力が低い。
したがって、圧力調整弁バイパス経路１８の始端１８Ａと終端１８Ｂとの圧力差を大きく確保することができるので、第４実施形態によっても、圧力調整弁バイパス経路１８の小径化によりコストを抑えることができる。
【００５１】
〔第５実施形態〕
次に、図１１を参照し、本発明の第５実施形態について説明する。
第５実施形態の空気調和機１０は、減圧部１３へと流入する冷媒を過冷却する過冷却用熱交換器２４を備えている。
過冷却用熱交換器２４は、圧力調整弁１７から冷媒が流入する細管２４１と、蒸発器１４を経た冷媒の一部が配管２４３を通じて流入する経路２４２とを備えている。
過冷却用熱交換器２４は、経路２４２を流れる冷媒と、細管２４１を流れる冷媒との間の熱交換により過冷却された冷媒を減圧部１３へと供給する。
過冷却用熱交換器２４として、細管２４１と、細管２４１の外周に配置される経路２４２とを備えた二重管熱交換器を用いることができる。
【００５２】
圧力調整弁バイパス経路１８の終端１８Ｂは、過冷却用熱交換器２４よりも下流で、かつ減圧部１３よりも上流に接続されている。
過冷却用熱交換器２４を通過することで、冷媒の圧力は通過前と比べて低くなる。このため、終端１８Ｂが過冷却用熱交換器２４よりも上流に接続される場合と比べて、終端１８Ｂにおける冷媒圧力が低い。
したがって、圧力調整弁バイパス経路１８の始端１８Ａと終端１８Ｂとの圧力差を大きく確保することができるので、第５実施形態によっても、圧力調整弁バイパス経路１８の小径化によりコストを抑えることができる。
【００５３】
〔第６実施形態〕
次に、図１２を参照し、本発明の第６実施形態について説明する。
圧力調整弁バイパス経路１８の始端１８Ａと、終端１８Ｂとの各々の鉛直方向の位置を比較すると、始端１８Ａの位置は相対的に高く、終端１８Ｂの位置は相対的に低い。
始端１８Ａおよび終端１８Ｂの高低差に基づいて、始端１８Ａと終端１８Ｂとの圧力差を大きく確保することができるので、圧力調整弁バイパス経路１８の小径化によりコストを抑えることができる。
【００５４】
〔第７実施形態〕
次に、図１３（ａ）を参照し、本発明の第７実施形態について説明する。
圧力調整弁バイパス経路１８は、圧力調整弁１７よりも上流と圧力調整弁１７よりも下流とを並列に結ぶ第１経路１８１および第２経路１８２を備えている。
これらの経路１８１，１８２は流路断面積が相違しており、第１経路１８１の流路断面積は相対的に大きく、第２経路１８２の流路断面積は相対的に小さい。
第１経路１８１および第２経路１８２の各々には、電磁弁１９が設けられている。
【００５５】
それらの電磁弁１９にそれぞれ送られる指令に基づいて、第１経路１８１および第２経路１８２を開閉することにより、第１経路１８１および第２経路１８２のいずれか一方のみあるいは双方を開通させることができる。つまり、圧力調整弁バイパス経路１８に必要な流量に見合う適切な経路を選択することが可能である。
【００５６】
また、圧力調整弁１７が第２流路Ｆ２と第１流路Ｆ１とに切り替わることに伴って圧力調整弁バイパス経路１８を開閉する際に、第１経路１８１に対して流路断面積の小さい第２経路１８２を先行して開閉することで、圧力調整弁バイパス経路１８を流れる冷媒の流量を段階的に変化させることができる。そのため、急激な流量の変化による弁の破損等を未然に防いで信頼性を向上させることができる。
【００５７】
圧力調整弁バイパス経路１８が３つ以上の経路を備えていてもよい。
圧力調整弁バイパス経路１８の複数の経路の各々の流路断面積は、同じであってもよい。その場合も、同時に開通させる経路の数に応じて圧力調整弁バイパス経路１８の流量を変化させることができる。
【００５８】
圧力調整弁バイパス経路１８に複数の経路１８１，１８２を与える代わりに、図１３（ｂ）に示すように、圧力調整弁バイパス経路１８に流量調整弁２５を設けることもできる。
流量調整弁２５により、圧力調整弁バイパス経路１８を流れる冷媒の流量が調整されることで、複数の経路１８１，１８２を備える場合と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
〔第８実施形態〕
次に、図１４を参照し、本発明の第８実施形態について説明する。
第１〜第７実施形態とは異なり、第８実施形態の空気調和機３０は圧力調整弁１７および圧力調整弁バイパス経路１８を備えていない。
その代わりに、空気調和機３０は、凝縮器バイパス経路１６を流れる冷媒の流量を調整可能な流量調整弁３１を備えている。
【００６０】
流量調整弁３１は、圧力センサ２０による検知圧力に応じて送られる指令に基づいて開度が変更される。
流量調整弁３１の開度が変更されることで、凝縮器バイパス経路１６を流れる冷媒の流量が調整される結果、凝縮器経由路１５を流れる冷媒の流量も調整される。
【００６１】
本実施形態の空気調和機３０は、流量調整弁３１の開度変更により、例えば次のように制御することができる。
外気温が低く、圧力センサ２０により検知された圧力が所定の圧力に対して高ければ、流量調整弁３１を相対的に大きい開度に設定する。これによって凝縮器バイパス経路１６を流れる冷媒の流量が増加するので、凝縮器経由路１５を流れる冷媒の流量は減少する。
また、圧力センサ２０により検知された圧力が所定の圧力に対して低ければ、流量調整弁３１を閉じる。そうすると、圧縮機１１から吐出された冷媒の全量が凝縮器経由路１５を流れる通常運転へと移行する。
【００６２】
外気温が低いときに空気調和機３０の運転を一旦停止し、再起動する際には、圧縮機１１から吐出された冷媒の一部が凝縮器バイパス経路１６にも流れるように流量調整弁３１を所定の開度に設定することが好ましい。それにより、第１実施形態で説明したのと同様に、通常運転に早期に復帰することができる。
【００６３】
本実施形態によれば、凝縮器バイパス経路１６に流量調整弁３１を設けてその開度を設定するだけで、上述した圧力調整弁１７および圧力調整弁バイパス経路１８と同等の機能を簡素に実現することができる。
【００６４】
圧力センサ２０に代えて、温度センサ２１，２１や温度センサ２２を使用することもできる。それらにより検知された値に基づいて、流量調整弁３１の開度を設定すればよい。
【００６５】
上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１０      空気調和機
１０Ａ    室外機
１０Ｂ    室内機
１１      圧縮機
１２      凝縮器
１３      減圧部
１４      蒸発器
１５      凝縮器経由路
１６      凝縮器バイパス経路
１７      圧力調整弁
１８      圧力調整弁バイパス経路
１８Ａ    始端
１８Ｂ    終端
１９      電磁弁
２０      圧力センサ
２１      温度センサ（温度差検知部）
２２      温度センサ
２３      レシーバ
２４      過冷却用熱交換器
２５      流量調整弁
２６      経路
３０      空気調和機
３１      流量調整弁
１００    冷媒回路
１７１    第１ポート
１７２    第２ポート
１７３    第３ポート
１８１    第１経路
１８２    第２経路
２４１    細管
２４２    経路
２４３    細管
Ｆ１      流路
Ｆ２      流路
ＧＳ      ガスサイクル
【図１】
2016205729.tif 000003
【図２】
2016205729.tif 000004
【図３】
2016205729.tif 000005
【図４】
2016205729.tif 000006
【図５】
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【図６】
2016205729.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
2016205729.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2016205729.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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