JP2001317832A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】液冷媒のフラッシュを防止することにより、所
定の空調能力を安定して発揮させると共に、ヘッダの設
置における制約を緩和する。 【解決手段】圧縮機（１２）と、室外熱交換器（１４）
と、受液器（１６）と、複数の室内膨張弁（１９）と、
複数の室内熱交換器（２０）とが接続され、少なくとも
冷凍サイクル運転を行う冷媒回路（２１）を備えてい
る。各室内熱交換器（２０）が互いに並列に接続される
と共に、各室内膨張弁（１９）が室内熱交換器（２０）
と対になるように設けられている。冷媒回路（２１）に
おける受液器（１６）と液側ヘッダ（２２）との間に
は、減圧前の高圧冷媒を過冷却する過冷却熱交換器（１
７）が設けられている。過冷却熱交換器（１７）は、受
液器（１６）から室内膨張弁（１９）に流れる高圧冷媒
と、室内熱交換器（２０）から圧縮機（１２）に流れる
冷媒とを熱交換させて、高圧冷媒を過冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和装置に関
し、特に、液冷媒のフラッシュ防止対策に係るものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば、特開平１０−１８５
３３３号公報に開示されているように、１台の室外ユニ
ットに対し複数台の室内ユニットが互いに並列に接続さ
れたマルチタイプの空気調和装置が広く用いられてい
る。そして、上記室外ユニットと室内ユニットとは、液
側配管及びガス側配管により接続されている。更に、上
記液側配管及びガス側配管は、ヘッダによって複数の室
内通路に分岐され、複数の各室内ユニットが互いに並列
に接続されるように各室内通路に設けられている。

【０００３】一方、上記液側配管には液冷媒を一時貯め
る受液器を備えて、冷媒循環量の変動に対応するように
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記空
気調和装置において、冷媒を凝縮器により過冷却するよ
うにしているものがあるが、液冷媒が受液器に貯溜され
ると、飽和液の状態となるため、受液器を流出した液冷
媒の一部が受液器以降の液側配管内においてフラッシュ
することがある。液冷媒がフラッシュすると、流動抵抗
が増大し、液冷媒が流れにくくなる。そして、冷媒循環
量が減少すると、凝縮器における過冷却度が大きくなる
ため、液冷媒のフラッシュが抑制される。これにより、
流動抵抗が減少し、今度は液冷媒が流れやすくなる。こ
のような現象が繰り返されることにより、複数の室内ユ
ニットの間で冷媒の偏流が発生する。冷媒の偏流が発生
すると、室内ユニットが所定の空調能力を発揮すること
ができなくなる。つまり、冷媒の偏流によって、各室内
ユニットが発揮する空調能力に差が生ずる。

【０００５】特に、ヘッダの形状や分岐方向が液冷媒の
フラッシュの大きな要因となるため、配管施工について
制約がかかり、手間が余計にかかるという問題点があ
る。

【０００６】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、液冷媒のフラッシュを防止することにより、所
定の空調能力を安定して発揮させると共に、ヘッダの設
置における制約を緩和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】本発明は、過冷却熱交換
器（１７）を設けることにより、液冷媒を過冷却してフ
ラッシュを防止するようにしたものである。

【０００８】具体的に、第１の解決手段は、圧縮機（１
２）と、熱源側熱交換器（１４）と、受液器（１６）
と、複数の膨張機構（１９）と、複数の利用側熱交換器
（２０）とが冷媒配管（１１）によって接続されて成
り、少なくとも冷凍サイクル運転を行う冷媒回路（２
１）を備え、上記各利用側熱交換器（２０）が互いに並
列に接続されると共に、上記各膨張機構（１９）が利用
側熱交換器（２０）と対になるように設けられている空
気調和装置を前提としている。上記冷媒回路（２１）に
おける受液器（１６）と、膨張機構（１９）に対する冷
媒配管（１１）の分岐部（２２）との間には、減圧前の
高圧冷媒を過冷却状態にまで冷却する過冷却手段（５
０）が設けられている。

【０００９】また、第２の解決手段は、第１の解決手段
において、過冷却手段（５０）は、受液器（１６）から
膨張機構（１９）に流れる高圧冷媒と、利用側熱交換器
（２０）から圧縮機（１２）に流れる冷媒とを熱交換さ
せる過冷却熱交換器（１７）を備えている。

【００１０】また、第３の解決手段は、第１の解決手段
において、過冷却手段（５０）は、受液器（１６）から
膨張機構（１９）に流れる高圧冷媒と、該高圧冷媒の一
部を分流して減圧させた低圧冷媒とを熱交換させる過冷
却熱交換器（１７）を備えている。

【００１１】また、第４の解決手段は、第２の解決手段
において、冷媒回路（２１）における熱源側熱交換器
（１４）と受液器（１６）との間には、高圧冷媒と、該
高圧冷媒の一部を分流して減圧させた低圧冷媒とを熱交
換させて受液器（１６）に流れる高圧冷媒を降圧させる
降圧熱交換器（２８）が設けられている。

【００１２】また、第５の解決手段は、第１の解決手段
において、過冷却手段（５０）は、受液器（１６）から
膨張機構（１９）に流れる高圧冷媒と、利用側熱交換器
（２０）から圧縮機（１２）に流れる冷媒及び上記高圧
冷媒の一部を分流して減圧させた低圧冷媒を混合した冷
媒とを熱交換させる過冷却熱交換器（１７）を備えてい
る。

【００１３】すなわち、上記第１の解決手段では、冷媒
回路（２１）における冷媒配管（１１）の分岐部（２
２）の手前に過冷却手段（５０）を設けているので、受
液器（１６）を流出した飽和状態の高圧冷媒が、上記過
冷却手段（５０）により過冷却される。従って、上記分
岐部（２２）には過冷却された液冷媒が流れるので、圧
力損失等によっても、液冷媒のフラッシュが抑制され、
必要に応じて各利用側熱交換器（２０）に液冷媒が分配
される。

【００１４】また、上記第２の解決手段では、過冷却熱
交換器（１７）において、受液器（１６）から分岐部
（２２）に流れる高圧冷媒を、利用側熱交換器（２０）
から圧縮機（１２）に流れる湿り状態の冷媒の蒸発によ
って冷却する。

【００１５】また、上記第３の解決手段では、受液器
（１６）を流出した高圧冷媒の一部が分流して減圧し、
過冷却熱交換器（１７）において、受液器（１６）から
分岐部（２２）に流れる高圧冷媒を、上記減圧された冷
媒の蒸発によって冷却する。

【００１６】また、上記第４の解決手段では、熱源側熱
交換器（１４）を流出した高圧冷媒の一部が分流して減
圧し、降圧熱交換器（２８）において、熱源側熱交換器
（１４）を流出した高圧冷媒を上記減圧された低圧冷媒
の蒸発によって冷却する。その後、高圧冷媒が過冷却熱
交換器（１７）で過冷却される。

【００１７】また、上記第５の解決手段では、過冷却熱
交換器（１７）において、受液器（１６）を流出した高
圧冷媒を、利用側熱交換器（２０）から圧縮機（１２）
に流れる冷媒と受液器（１６）を流出した高圧冷媒から
分流して減圧された冷媒とを混合した冷媒の蒸発によっ
て過冷却する。

【００１８】

【発明の効果】従って、上記第１の解決手段によれば、
分岐部（２２）に過冷却された液冷媒が流れるため、圧
力損失による液冷媒のフラッシュを防止することができ
る。この結果、複数の利用側熱交換器（２０）の間で冷
媒の偏流が防止され、必要に応じた液冷媒を各利用側熱
交換器（２０）に流すことができるので、各利用側熱交
換器（２０）の発揮する能力が安定する。

【００１９】この結果、分岐部（２２）の形状や分岐方
向に対する制約が緩和され、特に配管施工における制約
がなくなり、配管施工時の手間を大幅に省くことができ
る。

【００２０】また、上記第２の解決手段によれば、利用
側熱交換器（２０）から圧縮機（１２）に流れる冷媒を
高圧冷媒の過冷却に利用するようにしたため、冷媒回路
（２１）を特に複雑にすることなく、液冷媒のフラッシ
ュを防止することができる。

【００２１】また、上記第３の解決手段によれば、高圧
冷媒の一部を分流して減圧し、高圧冷媒を過冷却するた
め、より確実に液冷媒のフラッシュを防止することがで
きる。

【００２２】一方、利用側熱交換器（２０）に流れる冷
媒流量が減少するため、利用側熱交換器（２０）を流れ
る際の圧力損失及び利用側熱交換器（２０）から圧縮機
（１２）に流れる間の圧力損失が小さくなる。この結
果、成績係数が向上する。

【００２３】また、上記第４の解決手段によれば、熱源
側熱交換器（１４）から流出する高圧冷媒を降圧熱交換
器（２８）で凝縮させるので、熱源側熱交換器（１４）
において高圧冷媒を飽和液の状態にする必要がなくな
る。つまり、熱源側熱交換器（１４）では、全冷媒を液
化する必要がないため、熱源側熱交換器（１４）に入る
冷媒温度と例えば、室外空気との温度差を小さくしても
必要な凝縮熱量を確保することができる。従って、高圧
圧力を低下させることができるので、圧縮機（１２）の
負荷を低減することができる。

【００２４】また、上記第５の解決手段によれば、利用
側熱交換器（２０）から圧縮機（１２）に流れる冷媒と
受液器（１６）を流出した高圧冷媒から分流して減圧さ
れた冷媒とを混合した冷媒を高圧冷媒の過冷却に利用す
るため、高圧冷媒の過冷却度を大きくすることができ
る。さらに、過冷却熱交換器（２０）において、高圧冷
媒の凝縮機能を持たすこともできる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。本実施形態は、本発明に係る
空気調和装置をマルチタイプの空気調和装置に適用した
ものである。

【００２６】＜発明の実施の形態１＞図１に示すよう
に、本実施形態に係る空気調和装置（１）は、１台の室
外ユニット（２）と、互いに並列に接続された複数台
（本実施形態では３台）の室内ユニット（３）とを備え
ている。上記室外ユニット（２）と各室内ユニット
（３）とは、液側又はガス側の冷媒配管（１１）によっ
て接続されている。

【００２７】上記室外ユニット（２）は、圧縮機（１
２）と、四路切換弁（１３）と、熱源側熱交換器である
室外熱交換器（１４）と、室外膨張弁（１５）と、受液
器（１６）と、過冷却手段（５０）の過冷却熱交換器
（１７）と、アキュムレータ（１８）とを備えている。

【００２８】上記室内ユニット（３）は、膨張機構であ
る室内膨張弁（１９）と、利用側熱交換器である室内熱
交換器（２０）とを備えている。

【００２９】上記圧縮機（１２）、四路切換弁（１
３）、室外熱交換器（１４）、室外膨張弁（１５）、受
液器（１６）、室内膨張弁（１９）、室内熱交換器（２
０）及びアキュムレータ（１８）が液側又はガス側の冷
媒配管（１１）により配管接続され、冷媒回路（２１）
が形成されている。

【００３０】上記液側の冷媒配管（１１）は、室外熱交
換器（１４）から延びる１本の主液管（３４）と、分岐
部である液側ヘッダ（２２）と、複数の分岐液管（２
４）とにより構成されている。一方、上記ガス側の冷媒
配管（１１）は、圧縮機（１２）から四路切換弁（１
３）を介して延びる１本の主ガス管（３５）と、分岐部
であるガス側ヘッダ（２３）と、複数の分岐ガス管（２
５）とにより構成されている。

【００３１】そして、上記分岐液管（２４）の一端が液
側ヘッダ（２２）に、他端が室内熱交換器（２０）に接
続される一方、上記分岐ガス管（２５）の一端がガス側
ヘッダ（２３）に、他端が室内熱交換器（２０）に接続
され、各室内熱交換器（２０）が互いに並列に接続され
ている。

【００３２】また、上記各室内膨張弁（１９）は、各分
岐液管（２４）に設けられて、各室内熱交換器（２０）
と対になっている。

【００３３】上記室外熱交換器（１４）は、いわゆるク
ロスフィン型の熱交換器により構成され、冷媒と室外空
気とを熱交換させる。上記室外四路切換弁（１３）は、
切り換えによって冷媒の循環方向が反転し、冷凍サイク
ル動作とヒートポンプサイクル動作とが切り換えられ
る。

【００３４】上記受液器（１６）は、主液管（３４）に
設けられ、凝縮した高圧冷媒を一時貯溜するように構成
されている。

【００３５】上記冷媒回路（２１）には、過冷却手段
（５０）が設けられている。該過冷却手段（５０）は、
過冷却熱交換器（１７）を備えている。該過冷却熱交換
器（１７）は、受液器（１６）と液側ヘッダ（２２）と
の間の主液管（３４）に設けられ、いわゆるプレート式
熱交換器により構成されており、１次側通路（１７ａ）
と２次側通路（１７ｂ）とが形成されている。

【００３６】上記１次側通路（１７ａ）の一端が主液管
（３４）を介して受液器（１６）に接続され、他端が主
液管（３４）を介して液側ヘッダ（２２）に接続されて
いる。上記２次側通路（１７ｂ）の一端が主ガス管（３
５）を介してアキュムレータ（１８）に接続され、他端
が主ガス管（３５）を介して四路切換弁（１３）に接続
されている。そして、上記過冷却熱交換器（１７）は、
１次側通路（１７ａ）を流れる高圧冷媒と２次側通路
（１７ｂ）を流れる低圧冷媒とが対向して流れるように
構成されている。

【００３７】上記過冷却熱交換器（１７）は、冷房運転
時には、受液器（１６）から室内膨張弁（１９）に流れ
る高圧冷媒を、室内熱交換器（２０）から圧縮機（１
２）に流れる冷媒によって過冷却する。また、暖房運転
時には、室内膨張弁（１９）から受液器（１６）に流れ
る冷媒を室外熱交換器（１４）から圧縮機（１２）に流
れる冷媒によって過冷却する。

【００３８】液側ヘッダ（２２）及びガス側ヘッダ（２
３）は、図３及び図４に示すように、主管（４１）と３
本の副管（４２）とによって構成されている。上記主管
（４１）は一端が閉塞した直管状に構成され、該主管
（４１）には、主液管（３４）又は主ガス管（３５）が
接続されている。上記各副管（４２）は、主管（４１）
の軸方向に等間隔に並んで主管（４１）に接続されてい
る。該各副管（４２）は、それぞれが平行に主管（４
１）の下方に延びる鉛直部（４３）と、屈曲部（４４）
を介して主管（４１）の側方に延びる水平部（４５）と
により構成されている。そして、各副管（４２）の水平
部（４５）は、各分岐液管（２４）又は各分岐ガス管
（２５）にそれぞれ接続されている。

【００３９】尚、上記室内熱交換器（２０）は、いわゆ
るクロスフィン型の熱交換器により構成され、冷媒と室
内空気とを熱交換させる。

【００４０】上記アキュムレータ（１８）は、過冷却熱
交換器（１７）を流出して圧縮機（１２）に吸入される
ガス冷媒に含まれる液粒を分離する。

【００４１】−運転動作− 上記空気調和装置（１）の運転動作について図１及び図
２を参照しながら説明する。図２中の実線で示す線図
は、本実施形態にかかる空気調和装置（１）の冷房運転
時における冷凍サイクルをモリエル線図（圧力−エンタ
ルピ線図）上に表したものである。図２に付した符号
は、図１にも示している。

【００４２】尚、図２中の破線で示す線図は、過冷却熱
交換器（１７）を設置していない場合の冷房運転時の冷
凍サイクルのモリエル線図を示している。

【００４３】冷房運転時には、四路切換弁（１３）が図
１中の実線側に切り換わる。そして、冷媒が以下の通
り、冷媒回路（２１）を循環する。

【００４４】まず、点Ａの状態の冷媒が圧縮機（１２）
に吸入され、点Ｂまで圧縮されて吐出される。点Ｂの冷
媒は、室外熱交換器（１４）に流れ、室外空気と熱交換
して放熱し、凝縮して点Ｃの状態となる。点Ｃの冷媒
は、受液器（１６）に貯溜されて飽和液の状態である点
Ｄの状態となる。点Ｄの高圧冷媒は、受液器（１６）を
流出して過冷却熱交換器（１７）の１次側通路（１７
ａ）に流入する。この過冷却熱交換器（１７）におい
て、点Ｄの冷媒は、圧縮機（１２）に吸入される前の冷
媒により過冷却され、点Ｅの過冷却状態となって過冷却
熱交換器（１７）を流出する。

【００４５】点Ｅの冷媒は、液側ヘッダ（２２）を通過
して各分岐液管（２４）に分かれ、室内膨張弁（１９）
により減圧され、点Ｆの状態となって室内熱交換器（２
０）に流れる。点Ｆの冷媒は、室内熱交換器（２０）に
おいて、室内空気を冷却すると共に蒸発して点Ｇの湿り
状態となる。点Ｇの冷媒は、湿り飽和蒸気であり、過冷
却熱交換器（１７）の２次側通路（１７ｂ）に流入す
る。この過冷却熱交換器（１７）において、点Ｇの冷媒
は、１次側通路（１７ａ）を流れる液冷媒を冷却して蒸
発し、飽和蒸気となり、点Ａの状態となって圧縮機（１
２）に戻り、この循環が繰り返される。

【００４６】暖房運転時には、四路切換弁（１３）が図
１中の破線側に切り換わる。圧縮機（１２）から吐出さ
れた冷媒が四路切換弁（１３）を通過した後、室内熱交
換器（２０）において、室内空気を暖房すると共に凝縮
する。室内熱交換器（２０）を流出した冷媒は、主液管
（３４）に合流し、過冷却熱交換器（１７）の１次側通
路（１７ａ）に流入し、圧縮機（１２）に吸入される冷
媒により過冷却される。

【００４７】過冷却熱交換器（１７）を流出した冷媒
は、室外膨張弁（１５）によって減圧され、室外熱交換
器（１４）において、室外空気と熱交換して蒸発する。
この蒸発した冷媒は、過冷却熱交換器（１７）の２次側
通路（１７ｂ）に流入し、１次側通路（１７ａ）を流れ
る液冷媒を冷却すると共に飽和蒸気となって、圧縮機
（１２）に戻り、この循環が繰り返される。

【００４８】上記冷房運転時において、液側ヘッダ（２
２）には、過冷却熱交換器（１７）において十分に過冷
却された液冷媒が流れ込むため、上記液側ヘッダ（２
２）の屈曲部（４４）を通過する際又は主管（４１）か
ら副管（４２）に分岐する際に液冷媒がフラッシュする
ことがない。従って、各室内熱交換器（２０）を流れる
冷媒の偏流が生じることがなく、必要に応じた冷媒が各
室内熱交換器（２０）に分配される。

【００４９】従来は配管施工に際し、液側ヘッダ（２
２）を流れる液冷媒のフラッシュを防止するために、例
えば、図４に示すように、副管（４２）の水平部（４
５）が水平方向（４６）に一致するように設置する等、
設置方向を厳しく制限していた。しかし、液側ヘッダ
（２２）には、十分に過冷却された液冷媒が流れるた
め、冷媒のフラッシュを考慮する必要がなく、液側ヘッ
ダ（２２）の設置方向に対する制約が緩和され、設置時
の手間を大幅に省くことができる。

【００５０】尚、ガス側ヘッダ（２３）には、湿り飽和
蒸気の冷媒が流れるため、上記のような制約を課すこと
がなく、設置することができる。

【００５１】−実施形態１の効果− 本実施形態１によれば、以下のような効果が発揮され
る。

【００５２】冷房運転時において、液側ヘッダ（２２）
には過冷却された液冷媒が流れるため、圧力損失による
液冷媒のフラッシュを防止することができる。この結
果、複数の室内熱交換器（２０）の間で冷媒の偏流が防
止され、必要に応じた液冷媒を各室内熱交換器（２０）
に流すことができるので、各室内熱交換器（２０）の発
揮する能力が安定する。

【００５３】一方、液側ヘッダ（２２）の形状や分岐方
向に対する制約が緩和され、特に配管施工における制約
がなくなり、配管施工時の手間を大幅に省くことができ
る。

【００５４】更に、室内熱交換器（２０）から圧縮機
（１２）に流れる冷媒を高圧冷媒の過冷却に利用するよ
うにしたため、冷媒回路（２１）を特に複雑にすること
なく、液冷媒のフラッシュを防止することができる。

【００５５】＜発明の実施の形態２＞本発明の実施形態
２は、図５に示すように、高圧冷媒の一部を分流して減
圧し、この減圧させた低圧冷媒により、高圧冷媒を過冷
却するようにしたものである。

【００５６】主液管（３４）には、過冷却通路（２６）
が接続されている。該過冷却通路（２６）は、高圧冷媒
の一部を分流して減圧し、この減圧した低圧冷媒により
高圧冷媒を過冷却熱交換器（１７）において過冷却する
ためのものである。

【００５７】つまり、過冷却手段（５０）は、過冷却熱
交換器（１７）と、過冷却通路（２６）とにより構成さ
れ、該過冷却通路（２６）は流入路（２６ａ）と流出路
（２６ｂ）とにより構成されている。

【００５８】上記過冷却熱交換器（１７）の一次側通路
（１７ａ）は実施形態１と同様に、主液管（３４）に接
続されている。

【００５９】一方、上記過冷却通路（２６）の流入路
（２６ａ）は、過冷却膨張弁（２７）が設けられ、一端
が受液器（１６）と過冷却熱交換器（１７）の間の主液
管（３４）に接続され、他端が過冷却熱交換器（１７）
の２次側通路（１７ｂ）に接続されている。

【００６０】上記過冷却通路（２６）の流出路（２６
ｂ）の一端は、過冷却熱交換器（１７）の２次側通路
（１７ｂ）に接続され、他端が四路切換弁（１３）とア
キュムレータ（１８）の間の主ガス管（３５）に接続さ
れている。

【００６１】そして、１次側通路（１７ａ）を流れる高
圧冷媒と２次側通路（１７ｂ）を流れる低圧冷媒とが対
向して流れるように接続されている。

【００６２】−運転動作− 上記空気調和装置（１）の運転動作について図５及び図
６を参照しながら説明する。図６中の実線で示す線図
は、本実施形態にかかる空気調和装置（１）の冷房運転
時における冷凍サイクルをモリエル線図（圧力−エンタ
ルピ線図）上に表したものである。図６に付した符号
は、図５にもそれぞれ示している。

【００６３】尚、図６中の破線で示す線図は、過冷却熱
交換器（１７）を設置していない場合の冷房運転時の冷
凍サイクルのモリエル線図を示している。

【００６４】冷房運転時には、四路切換弁（１３）が図
５中の実線側に切り換わる。そして、冷媒が以下の通
り、冷媒回路（２１）を循環する。

【００６５】まず、点Ａの状態の冷媒が圧縮機（１２）
に吸入され、点Ｂまで圧縮されて吐出される。点Ｂの冷
媒は、室外熱交換器（１４）に流れ、室外空気と熱交換
して放熱し、凝縮して点Ｃの状態となる。点Ｃの冷媒
は、受液器（１６）に貯溜されて飽和液の状態である点
Ｄの状態となる。受液器（１６）を流出した点Ｄの高圧
冷媒の一部は過冷却通路（２６）の流入路（２６ａ）に
分流して、過冷却膨張弁（２７）により減圧されて、点
Ｈの状態の低圧冷媒となる。一方、一部が過冷却通路
（２６）の流入路（２６ａ）に分流した後の点Ｄの高圧
冷媒は過冷却熱交換器（１７）の１次側通路（１７ａ）
に流入し、上記減圧された低圧冷媒により過冷却されて
点Ｅの状態となる。

【００６６】過冷却された点Ｅの冷媒は、液側ヘッダ
（２２）を通過して各分岐液管（２４）に分かれ、室内
膨張弁（１９）により減圧されて点Ｆの状態となる。点
Ｆの冷媒は室内熱交換器（２０）において、室内空気を
冷却すると共に蒸発して点Ａの状態となって、圧縮機
（１２）に吸入される。

【００６７】一方、点Ｈの冷媒は、過冷却熱交換器（１
７）において、１次側通路（１７ａ）を流れる高圧冷媒
と熱交換して点Ａの状態となり、室内熱交換器（２０）
を流出した冷媒と合流する。

【００６８】暖房運転時には、四路切換弁（１３）が図
１中の破線側に切り換わる。圧縮機（１２）から吐出さ
れた冷媒は、四路切換弁（１３）を通過した後、室内熱
交換器（２０）において、室内空気を暖房すると共に凝
縮する。そして、室内熱交換器（２０）を流出した冷媒
は、主液管（３４）に合流し、過冷却熱交換器（１７）
の１次側通路（１７ａ）に流入し、高圧冷媒の一部が分
流して減圧された低圧冷媒により過冷却される。

【００６９】過冷却熱交換器（１７）を流出した冷媒の
一部が分流して、過冷却通路（２６）を流れ、過冷却膨
張弁（２７）により減圧されて、低圧冷媒となる。そし
て、この低圧冷媒は、過冷却熱交換器（１７）の２次側
通路（１７ｂ）において、１次側通路（１７ａ）を流れ
る高圧冷媒を過冷却して蒸発する。

【００７０】一方、過冷却熱交換器（１７）を流出し、
一部が分流した後の冷媒は、室外膨張弁（１５）によっ
て減圧され、室外熱交換器（１４）において、室外空気
と熱交換して蒸発する。そして、室外熱交換器（１４）
を流出した冷媒は、過冷却熱交換器（１７）の２次側通
路（１７ｂ）を流出したガス冷媒と合流し、圧縮機（１
２）に吸入される。

【００７１】−実施形態２の効果− 本実施形態２によれば、以下のような効果が発揮され
る。

【００７２】高圧冷媒の一部を分流して減圧し、高圧冷
媒を過冷却するため、冷房運転時において、より確実に
液冷媒のフラッシュを防止することができる。

【００７３】一方、室内熱交換器（２０）に流れる冷媒
流量が減少するため、室内熱交換器（２０）を流れる際
の圧力損失及び室内熱交換器（２０）から圧縮機（１
２）に流れる間の圧力損失が小さくなる。この結果、成
績係数が向上する。

【００７４】その他の構成、作用及び効果は実施形態１
と同様である。

【００７５】＜発明の実施の形態３＞本発明の実施形態
３は、図７に示すように、実施形態１の空気調和装置
（１）において、冷媒回路（２１）に降圧手段（５１）
を設けたものである。

【００７６】該降圧手段（５１）は、降圧熱交換器（２
８）と降圧通路（２９）とにより構成されている。

【００７７】上記降圧熱交換器（２８）は、室外膨張弁
（１５）と受液器（１６）との間の主液管（３４）に設
けられている。そして、上記降圧熱交換器（２８）は、
いわゆるプレート式熱交換器により構成され、１次側通
路（２８ａ）と２次側通路（２８ｂ）とが形成されてい
る。

【００７８】上記降圧通路（２９）は、高圧冷媒の一部
を分流して減圧し、この減圧した低圧冷媒と高圧冷媒と
を降圧熱交換器（２８）において熱交換させるためのも
のである。上記降圧通路（２９）は流入路（２９ａ）と
流出路（２９ｂ）とにより構成されている。

【００７９】上記降圧熱交換器（２８）の１次側通路
（２８ａ）の一端が主液管（３４）を介して室外膨張弁
（１５）に接続され、他端が主液管（３４）を介して受
液器（１６）に接続されている。

【００８０】一方、上記降圧通路（２９）の流入路（２
９ａ）には、降圧膨張弁（３０）が設けられ、一端が室
外膨張弁（１５）と降圧熱交換器（２８）の間の主液管
（３４）に、他端が降圧熱交換器（２８）の２次側通路
（２８ｂ）に接続されている。

【００８１】上記降圧通路（２９）の流出路（２９ｂ）
の一端は、降圧熱交換器（２８）の２次側通路（２８
ｂ）に接続され、他端は、過冷却熱交換器（１７）とア
キュームレータ（１８）との間の主ガス管（３５）に接
続されている。

【００８２】上記降圧熱交換器（２８）は、１次側通路
（２８ａ）を流れる高圧冷媒と２次側通路（２８ｂ）を
流れる低圧冷媒とが対向して流れるように構成されてい
る。

【００８３】−運転動作− 上記空気調和装置（１）の運転動作について図７及び図
８を参照しながら説明する。図８中の実線で示す線図
は、本実施形態にかかる空気調和装置（１）の冷房運転
時における冷凍サイクルをモリエル線図（圧力−エンタ
ルピ線図）上に表したものである。図８に付した符号
は、図７にも示している。

【００８４】尚、図８中の破線で示す線図は、過冷却熱
交換器（１７）を設置していない場合の冷房運転時の冷
凍サイクルのモリエル線図を示している。

【００８５】冷房運転時には、四路切換弁（１３）が図
７中の実線側に切り換わる。そして、冷媒が以下の通
り、冷媒回路（２１）を循環する。

【００８６】まず、点Ａの状態の冷媒が圧縮機（１２）
に吸入され、点Ｂまで圧縮されて吐出される。点Ｂの冷
媒は、室外熱交換器（１４）に流れ、室外空気と熱交換
して放熱すると共に凝縮し、点Ｉの状態となる。点Ｉの
冷媒の乾き度は、例えば０．２である。

【００８７】点Ｉの冷媒の一部が降圧通路（２９）の流
入路（２９ａ）に分流し、降圧膨張弁（３０）により減
圧されて、点Ｈの状態の低圧冷媒となる。点Ｈの冷媒
は、降圧熱交換器（２８）の２次側通路（２８ｂ）にお
いて、１次側通路（２８ａ）を流れる高圧冷媒を凝縮さ
せると共に蒸発して、点Ａの状態となる。

【００８８】一方、一部が降圧通路（２９）の流入路
（２９ａ）に分流した後の点Ｉの冷媒は、降圧熱交換器
（２８）において上記低圧冷媒によって凝縮し、点Ｃの
状態となって受液器（１６）に流れる。点Ｃの冷媒は、
受液器（１６）に貯溜されて点Ｄの飽和液の状態とな
り、過冷却熱交換器（１７）の１次側通路（１７ａ）に
流入する。過冷却熱交換器（１７）において、点Ｄの冷
媒は、圧縮機（１２）に吸入される冷媒により過冷却さ
れ、点Ｅの状態となる。

【００８９】過冷却された点Ｅの冷媒は、液側ヘッダ
（２２）を通過して各分岐液管（２４）に分かれ、室内
膨張弁（１９）により減圧されて点Ｆの状態となる。点
Ｆの冷媒は、室内熱交換器（２０）において、室内空気
を冷却すると共に蒸発して点Ｇの状態となる。点Ｇの冷
媒は、過冷却熱交換器（１７）において、１次側通路
（１７ａ）を流れる降圧冷媒を過冷却すると共に蒸発し
て飽和蒸気となり、点Ａの状態となる。そして、降圧熱
交換器（２８）の２次側通路（２８ｂ）から流出した冷
媒と合流し、圧縮機（１２）に吸入される。

【００９０】暖房運転時には、四路切換弁（１３）が図
７中の破線側に切り換わる。圧縮機（１２）から吐出さ
れた冷媒は、四路切換弁（１３）を通過した後、室内熱
交換器（２０）において、室内空気を暖房すると共に凝
縮する。そして、室内熱交換器（２０）を流出した冷媒
は、主液管（３４）に合流し、過冷却熱交換器（１７）
の１次側通路（１７ａ）に流入し、圧縮機（１２）に吸
入される冷媒により過冷却される。

【００９１】過冷却熱交換器（１７）を流出した高圧冷
媒は、降圧熱交換器（２８）の一次側通路（２８ａ）に
流入し、高圧冷媒の一部が分流して減圧された低圧冷媒
により過冷却される。

【００９２】降圧熱交換器（２８）を流出した冷媒の一
部が分流して、降圧通路（２９）の流入路（２９ａ）を
流れ、降圧膨張弁（３０）により減圧されて、低圧冷媒
となる。そして、この低圧冷媒は、降圧熱交換器（２
８）の２次側通路（２８ｂ）において、１次側通路（２
８ａ）を流れる高圧冷媒を過冷却して蒸発する。

【００９３】一方、降圧熱交換器（２８）を流出し、一
部が分流した後の冷媒は、室外膨張弁（１５）により減
圧され、室外熱交換器（１４）において室外空気と熱交
換して蒸発し、湿り状態となる。この湿り蒸気の冷媒
は、過冷却熱交換器（１７）において、高圧冷媒を過冷
却して蒸発し、降圧熱交換器（２８）の２次側通路（２
８ｂ）から流出してきたガス冷媒と合流し、圧縮機（１
２）に戻る。

【００９４】−実施形態３の効果− 本実施形態３によれば、以下のような効果が発揮され
る。

【００９５】冷房運転時において、室外熱交換器（１
４）の冷媒圧力を低下させることができるので、圧縮機
（１２）の吐出側の冷媒圧力を低下させることができ
る。従って、圧縮機（１２）の負荷を低減することがで
きる。

【００９６】その他の構成、作用及び効果は実施形態１
と同様である。

【００９７】＜発明の実施の形態４＞本発明の実施形態
４は、図９に示すように、実施形態１と実施形態２とを
組み合わせたものであり、高圧冷媒を減圧させた低圧冷
媒と圧縮機（１２）の吸入冷媒とを混合した冷媒により
高圧冷媒を過冷却するようにしたものである。

【００９８】つまり、本実施形態は、実施形態１の冷媒
回路（２１）に減圧通路（３１）を接続したものであ
る。該減圧通路（３１）の一端は、受液器（１６）と過
冷却熱交換器（１７）との間の主液管（３４）に接続さ
れ、他端が過冷却熱交換器（１７）と四路切換弁（１
３）との間の主ガス管（３５）に接続されている。減圧
通路（３１）には、減圧弁（３２）が設置されている。

【００９９】−運転動作− 上記空気調和装置（１）の運転動作について図９及び図
１０を参照しながら説明する。図１０中の実線で示す線
図は、本実施形態にかかる空気調和装置（１）の冷房運
転時における冷凍サイクルをモリエル線図（圧力−エン
タルピ線図）上に表したものである。図１０に付した符
号は、図９にも示している。

【０１００】尚、図１０中の破線で示す線図は、過冷却
熱交換器（１７）を設置していない場合の冷房運転時の
冷凍サイクルのモリエル線図を示している。

【０１０１】冷房運転時には、四路切換弁（１３）が図
９中の実線側に切り換わる。そして、冷媒が以下の通
り、冷媒回路（２１）を循環する。

【０１０２】まず、点Ａの状態の冷媒が圧縮機（１２）
に吸入され、点Ｂまで圧縮されて吐出される。点Ｂの冷
媒は、室外熱交換器（１４）に流れ、室外空気と熱交換
して放熱して、凝縮し点Ｃの状態となる。点Ｃの冷媒
は、受液器（１６）に貯溜されて飽和液の状態である点
Ｄの状態となる。受液器（１６）を流出した点Ｄの冷媒
の一部が減圧通路（３１）に分流して、減圧弁（３２）
により減圧されて、点Ｈの湿り状態の低圧冷媒となる。
一方、一部が減圧通路（３１）に分流した後の点Ｄの冷
媒は過冷却熱交換器（１７）の１次側通路（１７ａ）に
流入し、上記減圧弁（３２）により減圧された低圧冷媒
と、圧縮機（１２）に吸入される前の冷媒とを混合した
冷媒により過冷却され、点Ｅの状態となる。

【０１０３】点Ｅの冷媒は、液側ヘッダ（２２）を通過
して各分岐液管（２４）に分かれ、室内膨張弁（１９）
により減圧されて点Ｆの状態となる。点Ｆの冷媒は室内
熱交換器（２０）において、室内空気を冷却すると共に
蒸発して点Ｇの湿り状態となる。点Ｇの冷媒は、減圧弁
（３２）により減圧された低圧冷媒と合流し、過冷却熱
交換器（１７）において、１次側通路（１７ａ）を流れ
る高圧冷媒を過冷却すると共に蒸発し、点Ａの状態とな
って圧縮機（１２）に吸入される。

【０１０４】暖房運転時には、四路切換弁（１３）が図
９中の破線側に切り換わる。圧縮機（１２）から吐出さ
れた冷媒は、四路切換弁（１３）を通過した後、室内熱
交換器（２０）において、室内空気を暖房すると共に凝
縮する。そして、室内熱交換器（２０）を流出した冷媒
は、主液管（３４）に合流し、過冷却熱交換器（１７）
の１次側通路（１７ａ）に流入する。この冷媒は、過冷
却熱交換器（１７）において、減圧弁（３２）により減
圧された低圧冷媒と圧縮機（１２）に吸入される冷媒と
を混合した冷媒により過冷却される。

【０１０５】過冷却熱交換器（１７）を流出した冷媒
は、室外膨張弁（１５）によって減圧され、室外熱交換
器（１４）において室外空気と熱交換して蒸発し、湿り
状態となる。この湿り状態の冷媒は、減圧弁（３２）に
より減圧された低圧冷媒と合流して、過冷却熱交換器
（１７）において、高圧冷媒を過冷却すると共に、飽和
蒸気となって圧縮機（１２）に戻る。

【０１０６】−実施形態４の効果− 本実施形態４によれば、以下のような効果が発揮され
る。

【０１０７】室内熱交換器（２０）から圧縮機（１２）
に流れる冷媒と受液器（１６）を流出した高圧冷媒から
分流して減圧された液冷媒とを混合した冷媒を高圧冷媒
の過冷却に利用するため、高圧冷媒の過冷却度をより大
きくすることができる。

【０１０８】その他の構成、作用及び効果は実施形態１
と同様である。

【０１０９】＜発明のその他の実施の形態＞本発明の分
岐部は、上記実施形態の液側ヘッダに代えて、二股ジョ
イントを使用してもよい。

【０１１０】また、本発明の過冷却熱交換器は、２重管
熱交換器としてもよい。

【０１１１】また、実施形態２における過冷却膨張弁に
代えて、キャピラリチューブ等の膨張機構を用いてもよ
い。

【０１１２】また、実施形態２における過冷却通路の流
出路の他端は、四路切換弁とアキュームレータとの間の
主ガス管に接続するのではなく、アキュームレータに直
接接続してもよい。

【０１１３】また、実施形態３における降圧熱交換器
は、２重管熱交換器としてもよい。

【０１１４】また、実施形態３における降圧膨張弁に代
えて、キャピラリチューブ等の膨張機構を用いてもよ
い。

【０１１５】また、実施形態３における降圧通路の流出
路の他端は、過冷却熱交換器とアキュームレータとの間
の主ガス管に接続するのではなく、アキュームレータに
直接接続してもよい。

【０１１６】また、実施形態４における減圧弁に代え
て、キャピラリチューブ等の膨張機構を用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１を示す空気調和装置の冷媒回路の概
略図である。

【図２】実施形態１の空気調和装置の冷房運転時の冷凍
サイクルを示すモリエル線図である。

【図３】液側ヘッダの概略斜視図である。

【図４】液側ヘッダの概略正面図である。

【図５】実施形態２を示す空気調和装置の冷媒回路の概
略図である。

【図６】実施形態２の空気調和装置の冷房運転時の冷凍
サイクルを示すモリエル線図である。

【図７】実施形態３を示す空気調和装置の冷媒回路の概
略図である。

【図８】実施形態３の空気調和装置の冷房運転時の冷凍
サイクルを示すモリエル線図である。

【図９】実施形態４を示す空気調和装置の冷媒回路の概
略図である。

【図１０】実施形態４の空気調和装置の冷房運転時の冷
凍サイクルを示すモリエル線図である。

【符号の説明】

（１１） 冷媒配管 （１２） 圧縮機 （１４） 室外熱交換器 （１６） 受液器 （１７） 過冷却熱交換器 （１９） 室内膨張弁 （２０） 室内熱交換器 （２１） 冷媒回路 （２２） 液側ヘッダ （２８） 降圧熱交換器 （５０） 過冷却手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機（１２）と、熱源側熱交換器（１
   ４）と、受液器（１６）と、複数の膨張機構（１９）
   と、複数の利用側熱交換器（２０）とが冷媒配管（１
   １）によって接続されて成り、少なくとも冷凍サイクル
   運転を行う冷媒回路（２１）を備え、 上記各利用側熱交換器（２０）は、互いに並列に接続さ
   れると共に、上記各膨張機構（１９）が利用側熱交換器
   （２０）と対になるように設けられている空気調和装置
   において、 上記冷媒回路（２１）における受液器（１６）と、膨張
   機構（１９）に対する冷媒配管（１１）の分岐部（２
   ２）との間には、減圧前の高圧冷媒を過冷却状態にまで
   冷却する過冷却手段（５０）が設けられていることを特
   徴とする空気調和装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の空気調和装置において、 過冷却手段（５０）は、受液器（１６）から膨張機構
   （１９）に流れる高圧冷媒と、利用側熱交換器（２０）
   から圧縮機（１２）に流れる冷媒とを熱交換させる過冷
   却熱交換器（１７）を備えていることを特徴とする空気
   調和装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載の空気調和装置において、 過冷却手段（５０）は、受液器（１６）から膨張機構
   （１９）に流れる高圧冷媒と、該高圧冷媒の一部を分流
   して減圧させた低圧冷媒とを熱交換させる過冷却熱交換
   器（１７）を備えていることを特徴とする空気調和装
   置。
4. 【請求項４】請求項２に記載の空気調和装置において、 冷媒回路（２１）における熱源側熱交換器（１４）と受
   液器（１６）との間には、高圧冷媒と、該高圧冷媒の一
   部を分流して減圧させた低圧冷媒とを熱交換させて受液
   器（１６）に流れる高圧冷媒を凝縮させる降圧熱交換器
   （２８）が設けられていることを特徴とする空気調和装
   置。
5. 【請求項５】請求項１に記載の空気調和装置において、 過冷却手段（５０）は、受液器（１６）から膨張機構
   （１９）に流れる高圧冷媒と、利用側熱交換器（２０）
   から圧縮機（１２）に流れる冷媒及び上記高圧冷媒の一
   部を分流して減圧させた低圧冷媒を混合した冷媒とを熱
   交換させる過冷却熱交換器（１７）を備えていることを
   特徴とする空気調和装置。