(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、室外熱交換器、室外膨張弁、室内膨張弁および室内熱交換器を備えたヒートポンプ式空気調和機において、
上記圧縮機の吐出管と吸込管とを連通可能にしたバイパス手段と、
運転停止時に、上記室外膨張弁および上記室内膨張弁を全閉にした後、上記バイパス手段を全開にして、上記室外熱交換器及び室内熱交換器の内部に液冷媒を封じ込める制御手段と、
を備えたことを特徴とするヒートポンプ式空気調和機。
【請求項２】
上記バイパス手段が開閉弁を有したことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式空気調和機。
【請求項３】
上記バイパス手段が開閉弁とこの開閉弁に直列に接続されたキャピラリーチューブとを有したことを特徴とする請求項１記載のヒートポンプ式空気調和機。
【請求項４】
冷媒として、高沸点冷媒と低沸点冷媒からなる非共沸混合冷媒を用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のヒートポンプ式空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば高沸点冷媒と低沸点冷媒からなる非共沸混合冷媒を用いるヒートポンプ式空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、圧縮機、室外熱交換器、室外膨張弁、室内膨張弁および室内熱交換器を備えたヒートポンプ式空気調和機が知られている。この種のものでは、圧縮機の吸込管にアキュムレータを接続し、このアキュームレータに液冷媒を貯えて、圧縮機への液バックを防止するのが一般的である。
【０００３】
しかしながら、冷媒として、高沸点冷媒と低沸点冷媒とからなる非共沸混合冷媒を用いる場合、これがアキュムレータに入ると、低沸点冷媒から気化して圧縮機に吸い込まれ、高沸点冷媒がアキュムレータの内部に多く残存するという問題がある。こうなると、冷媒回路において低沸点冷媒の液量が多くなって、非共沸混合冷媒の高沸点冷媒と低沸点冷媒との比率が所定値に対して変動し、所定の冷媒能力を発揮できなくなるおそれがある。
【０００４】
これを解消するために、従来、上述のアキュムレータを設けずに、上記室外膨張弁および上記室内膨張弁を制御して、上記圧縮機への液バックを防止するようにした技術が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術は、空気調和機の運転中や起動時における、圧縮機への液バックを防止することができるが、運転停止時の液バックを防止することができないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、空気調和機の運転停止時の液バックを防止できるようにした、ヒートポンプ式空気調和機を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、圧縮機、室外熱交換器、室外膨張弁、室内膨張弁および室内熱交換器を備えたヒートポンプ式空気調和機において、上記圧縮機の吐出管と吸込管とを連通可能にしたバイパス手段と、運転停止時に、上記室外膨張弁および上記室内膨張弁を全閉にした後、上記バイパス手段を全開にして、上記室外熱交換器及び室内熱交換器の内部に液冷媒を封じ込める制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のものにおいて、上記バイパス手段が開閉弁を有したことを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１記載のものにおいて、上記バイパス手段が開閉弁とこの開閉弁に直列に接続されたキャピラリーチューブとを有したことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載のものにおいて、冷媒として、高沸点冷媒と低沸点冷媒からなる非共沸混合冷媒を用いることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の一実施形態を詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態にかかるヒートポンプ式空気調和機の回路図である。この実施形態にかかる空気調和機は、冷媒回路を循環する冷媒として高沸点冷媒と低沸点冷媒からなる非共沸混合冷媒を用いている。この非共沸混合冷媒としては、例えば、Ｒ１３４ａ（化学式；ＣＨ2 ＦＣＦ3 ）、Ｒ１２５（化学式；Ｃ2 ＨＦ5 ）、Ｒ３２（化学式；ＣＨ2 Ｆ2 ）の混合冷媒が用いられる。
【００１３】
なお、一般に、Ｒ１３４ａの沸点は−２６℃であり、Ｒ１２５の沸点が−４８℃であり、Ｒ３２の沸点は−５２℃である。
【００１４】
図１に示す冷媒回路には、圧縮機３、室内熱交換器５、室内膨張弁７、レシーバタンク１７、室外膨張弁１０、室外熱交換器９、流路切換え弁としての四方弁１１とが、この順序で配置されている。
【００１５】
本実施形態では、一般的に上記圧縮機３の吸込管３Ａに接続されるべき、アキュムレータが省略されている。
【００１６】
上記圧縮機３の吐出管３Ｂと吸込管３Ａとの間にはバイパス管５１が接続され、このバイパス管５１にはキャピラリーチューブ５３と開閉弁５５とが直列に接続されている。これらはバイパス手段を構成する。
【００１７】
そして、この空気調和機の運転停止時に、上記室外膨張弁１０および上記室内膨張弁７を全閉するとともに、上記開閉弁５５を全開して、高圧側と低圧側とを均圧させる制御手段５７が設けられている。
【００１８】
室外熱交換器９は、冷房時に凝縮器として暖房時に蒸発器としてそれぞれ作用するものであり、室内熱交換器５は、冷房時に蒸発器として暖房時に凝縮器としてそれぞれ作用するものである。
【００１９】
四方弁１１は、冷房運転時には破線で示すように冷媒を流すように位置し、暖房運転時には実線に示すように位置される。このように四方弁を切換えることにより冷房と暖房時の冷媒流路が切換えられる。
【００２０】
次に、上記実施形態の動作を説明する。
【００２１】
暖房運転時には、図１中に実線矢印で示すように、圧縮機３、室内熱交換器５、室内膨張弁７、レシーバタンク１７、室外膨張弁１０、室外熱交換器９、四方弁１１の順序で冷媒が循環される。
【００２２】
室外膨張弁１０から室外熱交換器９に導入された冷媒は、室外熱交換器９が蒸発器として作用するため、気化して外気から熱を汲み上げる。
【００２３】
本実施形態では、圧縮機３の吸込管３Ａに、液冷媒を貯えるためのアキュムレータが付設されていないため、この圧縮機３への冷媒は、ほぼ完全に気化してから送り込まなければならない。
【００２４】
そこで、暖房運転時には、室外膨張弁１０の弁開度が絞られ、室外熱交換器９への冷媒流入量が制御される。この制御は制御手段５７が司る。これにより、冷媒は、室外熱交換器９でほぼ完全に気化して、圧縮機３に送り込まれるため、アキュムレータ無しの状態でも、液バックが防止される。
【００２５】
一方、冷房運転時には、図１中に点線矢印で示すように、圧縮機３、室外熱交換器９、室外膨張弁１０、レシーバタンク１７、室内膨張弁７、室内熱交換器５、四方弁１１の順序で冷媒が循環される。
【００２６】
室内膨張弁７から室内熱交換器５に導入された冷媒は、室内熱交換器５が蒸発器として作用するため、気化して外気から熱を汲み上げる。
【００２７】
この場合には、室内膨張弁７の弁開度が絞られ、室内熱交換器５への冷媒流入量が制御される。この制御は制御手段５７が司る。これにより、冷媒は、室内熱交換器５でほぼ完全に気化して、圧縮機３に送り込まれるため、アキュムレータ無しの状態でも、液バックが防止される。
【００２８】
本実施形態では、以下の制御によって、アキュムレータ無しの状態で、運転停止時における液バックが防止される。
【００２９】
すなわち、冷房運転中に、その運転を停止した場合、まず、制御手段５７によって、室外膨張弁１０および室内膨張弁７が全閉される。これにより、室外熱交換器９で凝縮された液冷媒は、室外熱交換器９の内部等に封じ込まれ、室内熱交換器５で蒸発する直前の液冷媒は、室内熱交換器５の内部に封じ込まれる。
【００３０】
ただし、このままの状態を放置すると、運転停止直後に、冷媒回路内の高圧側と低圧側とがほぼ均圧されるまでの間、圧縮機３の吸込管３Ａ内の低圧によって吸い上げられるように、室内熱交換器５の内部に封じ込められるべき液冷媒が、圧縮機３側へ移動する。この事態が発生すれば、圧縮機３の吸込管３Ａにアキュムレータが無い限り、圧縮機３への液バックを防止できない。
【００３１】
本実施形態では、この事態を回避するため、運転停止直後に、制御手段５７によって、開閉弁５５が全開される。
【００３２】
すると、圧縮機３の吐出管３Ｂと吸込管３Ａとの間が、強制的に均圧される。これによれば、室内熱交換器５内の液冷媒が、圧縮機３側へ移動することがなく、そのまま、室内熱交換器５内に封じ込められるため、アキュムレータが無い状態でも、圧縮機３への液バックが防止される。
【００３３】
暖房運転中に、その運転を停止した場合には、制御手段５７によって、室外膨張弁１０および室内膨張弁７が全閉される。これにより、室内熱交換器５で凝縮された液冷媒は、室内熱交換器５の内部等に封じ込まれ、室外熱交換器９で蒸発する直前の液冷媒は、室外熱交換器９の内部に封じ込まれる。
【００３４】
また、運転停止直後に、制御手段５７によって、開閉弁５５が全開される。すると、圧縮機３の吐出管３Ｂと吸込管３Ａとの間が、強制的に均圧される。これによれば、室外熱交換器９内の液冷媒が、圧縮機３側へ移動することがなく、そのまま、室外熱交換器９内に封じ込められるため、アキュムレータが無い状態でも、圧縮機３への液バックが防止される。
【００３５】
本実施形態では、アキュムレータが不要になるため、コストダウンが図られるとともに、室外機の小型化が図られる。また、上記バイパス手段は、開閉弁５５のほかにキャピラリーチューブ５３を直列に有するため、このキャピラリーチューブ５３の抵抗を適宜設定しておけば、この空気調和機の運転中に開閉弁５５を開くことにより、圧縮機３の吐出冷媒の一部が、吸込管３Ａに戻されるため、圧縮機３の能力調整が可能になる等の効果を奏する。
【００３６】
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものでないことは明らかである。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、アキュムレータ無しの状態で、運転停止時における圧縮機への液バックを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のヒートポンプ式空気調和機の実施形態を示す冷媒回路図である。
【符号の説明】
３  圧縮機
３Ａ  吸込管
３Ｂ  吐出管
５  室内熱交換器
９  室外熱交換器
１１  四方弁
１７  レシーバタンク
５１  バイパス管
５３  キャピラリーチューブ
５５  開閉弁
５７  制御手段
【図１】
0003744773.tif 000002