JP2001349622A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷房・暖房運転時ともにリキッド効果の高い
リキッドインジェクション回路を有する空気調和装置を
提供する。 【解決手段】 圧縮機５と室外熱交換器７とレシーバタ
ンク１２と膨張弁８、１４と室内熱交換器９等とを環状
に接続して構成された冷媒回路と、レシーバタンク１２
の冷媒を前記圧縮機５へ注入させるリキッドインジェク
ション回路とを備え、レシーバタンク１２には冷媒の出
入口管２４ａ、２４ｂを有したヒートポンプ式の空気調
和装置において、前記リキッドインジェクション回路を
構成するインジェクション管路１６の冷媒取出管１８の
開口部２６をレシーバタンクに設けた前記冷媒の出入口
管２４ａ、２４ｂの開口部２５ａ、２５ｂより低い位置
に設けた。

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、特にリキッドインジェクション回路を有する空気調
和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来の空気調和装置におけるリキ
ッドインジェクション回路を有する冷媒回路図の一例で
ある。１は室外機を示しており、この室外機１はサービ
スバルブ２、冷媒配管１５を通じて複数の室内機３、３
につながれている。

【０００３】室外機１にはアキュームレータ４が収納さ
れ、このアキュームレータ４に２台の圧縮機５、５が並
列につながれ、さらにこれら圧縮機５、５に四方弁６、
室外熱交換器７、暖房用電子膨張弁８およびレシーバタ
ンク１２等の機器が冷媒管１３にてつながれている。

【０００４】室内機３には冷房用電子膨張弁１４、室内
熱交換器９等の機器が冷媒管１３にて順につながれてい
る。

【０００５】これらの室外機１の機器および室内機３の
機器が冷媒管１５を介して環状に接続されることにより
空気調和装置の冷凍サイクルを構成している。

【０００６】また、室外機１内にはレシーバタンク１２
の液冷媒の一部を圧縮機５、５の吸込側に注入するリキ
ッドインジェクション回路を有しており、この回路には
インジェクション管路１６および電子開閉弁１７が設け
られている。インジェクション管路１６の一端はレシー
バタンク１２とサービスバルブ２との間の高圧管につな
げられて冷媒の取出口となり、その他端は分岐されて、
アキュームレータ４と各圧縮機５、５との間にある吸込
管２１、２１にそれぞれつながれている。

【０００７】レシーバタンク１２は立形円筒状の圧力容
器であり、レシーバタンク１２の下部側面には同じ高さ
位置に２つの貫通孔２０ａ、２０ｂが形成され、それら
の貫通孔２０ａ、２０ｂを通して冷媒管２２ａ、２２ｂ
がレシーバタンク１２内に挿入され、冷媒管２２ａ、２
２ｂの外周と貫通孔２０ａ、２０ｂとがそれぞれ気密に
嵌合接続されている。レシーバタンク１２内では冷媒管
２２ａ、２２ｂが下方に折曲形成され、それぞれの冷媒
管２２ａ、２２ｂの先端が同じ高さ位置で開口してい
る。一方の冷媒管２２ａの他端は、室外熱交換器７に接
続され、他方の冷媒管２２ｂの他端は、サービスバルブ
２を介して室内熱交換器９に接続されている。

【０００８】リキッドインジェクション回路において、
冷房運転時には圧縮機５、５から吐出された冷媒が四方
弁６を経由して、室外熱交換器７に流入し、該室外熱交
換器７で放熱し液化された冷媒は、レシーバタンク１２
に流れ込んで溜まる。この溜まった液冷媒が冷媒管２２
ｂの先端から取り出され大部分は室内熱交換器３側に送
出される一方、一部の液冷媒は、インジェクション管路
１６を経て吸込管２１、２１に注入され、圧縮機５、５
の吐出温度を低減させる。

【０００９】図４はｐ−ｈ（圧力とエンタルピー）線図
上に冷凍サイクルの冷媒状態を示した図である。レシー
バタンク１２内には室外熱交換器７で凝縮した後の飽和
液状態（図上Ｓ点）の液冷媒が溜まっており、この液冷
媒が冷媒管２２ｂから取り出され圧縮機５、５の吸込管
２１に供給されるので、Ｓ点から実線矢印で示すよう
に、リキッドインジェクション回路による十分なリキッ
ド効果（冷媒による圧縮機の吐出温度低減の効果）が得
られる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、暖房運転時に
は冷媒の流れが冷房運転時とは逆になり、圧縮機５から
吐出された冷媒は、四方弁６を通って室内熱交換器９に
流入し、室内熱交換器９で凝縮された後、冷媒配管１
５、冷媒管１３、２２ｂを通ってレシーバタンク１２に
流入するため、レシーバタンク１２内にはやや圧力が低
下し膨張した後の液冷媒が流入する。

【００１１】暖房運転時のレシーバタンク１２内には、
図５のｐ−ｈ線図上のＴ点に示すように、二相域状態の
液冷媒が流入し、フラッシュガス分を含むやや乾き度の
高い状態（図上Ｔ点）で滞留する。このような状態でレ
シーバタンク１２に流入する前の冷媒の一部が冷媒管１
３から取り出されインジェクション管路１６に流れるの
で、暖房運転時には冷房運転時に比べ、Ｔ点からの実線
矢印で示すように、リキッド効果が低くなるという問題
があった。

【００１２】本発明は上述のような従来の問題点を解消
したものであり、冷房・暖房運転時ともにリキッド効果
の高いリキッドインジェクション回路を有する空気調和
装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、圧縮機と凝縮器とレシーバタン
クと減圧装置と蒸発器等とを環状に接続し構成された冷
媒回路と、レシーバタンクの冷媒を前記圧縮機へ注入す
るリキッドインジェクション回路とを備え、レシーバタ
ンクには冷媒の入口管および出口管を有したヒートポン
プ式の空気調和装置において、前記リキッドインジェク
ション回路を構成するインジェクション管路の冷媒取出
管の開口部をレシーバタンクに設けた前記冷媒の入口管
の開口部および出口管の開口部より低い位置に設けたこ
とを特徴とする。

【００１４】請求項２の発明は、請求項１記載の空気調
和装置において、前記空気調和装置は複数の蒸発器およ
び／または複数の圧縮機を有する冷媒回路で構成された
空気調和装置であることを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態におけ
るリキッドインジェクション回路を有するマルチ式の空
気調和装置の冷媒回路図である。なお、図３と同一の構
成要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【００１６】図１において、１は室外機を示しており、
この室外機１には冷媒配管１５を介して２台の室内機
３、３がつながれている。

【００１７】この室外機１に収納されたアキュームレー
タ４、並列に配設された２台の圧縮機５、５、四方弁
６、室外熱交換器７、暖房用電子膨張弁８およびレシー
バタンク１２等の機器が冷媒管１３にて順につながれ、
さらに室内機３に収納された冷房用電子膨張弁１４、室
内熱交換器９等の機器が冷媒管１３にて順につながれ、
環状に接続されることによってヒートポンプ式の冷凍サ
イクルを構成している。

【００１８】また、室外機１内にはリキッドインジェク
ション回路を構成するインジェクション管路１６が設け
られ、その管路１６には電子開閉弁１７が設けられてい
る。この管路１６の一端はレシーバタンク１２につなが
れ、その他端は分岐されて、それぞれの圧縮機５、５の
吸込管２１、２１につながれている。

【００１９】なお、１９は逆止弁であり、２台の圧縮機
５、５の１台だけを運転する場合、停止している圧縮機
５に冷媒が逆流しないようにするためのものである。

【００２０】図２は本発明のレシーバタンクの要部断面
図である。レシーバタンク１２は立形円筒状の圧力容器
であり、レシーバタンク１２の下部側面には、ほぼ同じ
高さ位置の円周上に等間隔で３つの貫通孔２３ａ、２３
ｂ、２３ｃが形成されている。２つの貫通孔２３ａ、２
３ｂにはそれぞれ冷媒管２４ａ、２４ｂが挿入され、冷
媒管２４ａ、２４ｂの外周と貫通孔２３ａ、２３ｂとが
それぞれ気密に嵌合接続されている。これら２本の冷媒
管２４ａ、２４ｂはレシーバタンク１２内では下方に垂
直に折曲形成され、それぞれの先端の開口部２５ｂ、２
５ａの位置が同じ高さで下方に開口している。一方の冷
媒管２４ａ（以下冷房入口管という）の他端は、室外熱
交換器７に接続されており、他方の冷媒管２４ｂ（以下
冷房出口管という）の他端は、サービスバルブ２を介し
て室内熱交換器９に接続されている。冷房運転時、冷房
入口管２４ａを通してレシーバタンク１２に冷媒が流入
し、冷房出口管２４ｂを通して冷媒が流出する。逆に、
暖房運転時には冷房出口管２４ｂを通して冷媒が流入
し、冷房入口管２４ａを通して冷媒が流出する。

【００２１】レシーバタンク１２の中央の貫通孔２３ｃ
には、リキッドインジェクション用液冷媒を取り出すた
めの冷媒管１８（以下冷媒取出管という）が挿入されて
いる。この冷媒取出管１８はその外周と貫通孔２３ｃと
が気密に嵌合接続され、レシーバタンク１２内で下方に
折曲形成されている。その開口部２６は冷房入口管２４
ａおよび冷房出口管２４ｂの先端部２５ａ、２５ｂより
下の位置で開口している。

【００２２】つぎに、この実施形態における冷媒の流れ
を説明する。冷房運転時には、圧縮機５、５から吐出さ
れる冷媒は、四方弁６を通り、室外熱交換器７で凝縮さ
れ、全開になっている暖房用電子膨張弁８を通り、冷房
入口管２４ａからレシーバタンク１２に流入する。この
冷媒がレシーバタンク１２に溜り、冷房出口管２４ｂか
ら流出してサービスバルブ２を介して室内機３、３に流
入し、弁開度の制御された冷房用電子膨張弁１４、１４
により減圧されて室内熱交換器９、９に流入する。そこ
で室内熱交換器９、９の回りの空気と熱交換（熱吸収）
した後、アキュームレータ４、圧縮機５、５の吸込管２
１、２１を通じて圧縮機５、５に戻る。

【００２３】一方、インジェクション管路１６におい
て、電子開閉弁１７が開放されたときレシーバタンク１
２内の圧力は、圧縮機５、５の吸込管２１、２１の圧力
より高いため、レシーバタンク１２に溜まった液冷媒が
冷媒取出管１８からインジェクション管路１６を経由し
て吸入管２１に放出される。レシーバタンク１２内には
室外熱交換器７で凝縮した直後の飽和液状態の液冷媒が
溜まっており、この液冷媒が吸込管２１、２１に注入す
るので、リキッドインジェクション回路による十分なリ
キッド効果をもたらす。

【００２４】また、暖房運転時、圧縮機５、５から吐出
される冷媒は、四方弁６を通り、サービスバルブ２を通
して室内機３、３に流入し、室内熱交換器９、９で凝縮
して回りの空気と熱交換（熱放出）した後、冷房用電子
膨張弁１４、１４を通り、サービスバルブ２を通って室
外機１に流れ、レシーバタンク１２の冷房出口管２４ｂ
からレシーバタンク１２内へ流入する。この液冷媒がレ
シーバタンク１２内に溜まり、冷房入口管２４ａから流
出した後、弁開度の制御された暖房用電子膨張弁８によ
り減圧されて室外熱交換器７に流入し、アキュームレー
タ４、圧縮機５、５の吸込管２１、２１を通って圧縮機
５、５に戻る。

【００２５】このような冷媒の循環において、レシーバ
タンク１２内には少し膨張した後のフラッシュガス分を
多く含んだ液冷媒が流入して溜まる。このフラッシュガ
ス分を多く含んだ液冷媒は、レシーバタンク１２内の液
面近くに集まりやすく、その下方にはフラッシュガス分
の少ない液冷媒が溜まりやすい。冷媒取出管１８の開口
部２６の位置が冷房入口管２４ａおよび冷房出口管２４
ｂの開口部２５ａ、２５ｂより下にあるため、よりフラ
ッシュガス分の少ない液冷媒が冷媒取出管１８の開口部
２６から取り出されるようになっている。一方、インジ
ェクション管路１６において、必要に応じて電子開閉弁
１７が開放されたとき、レシーバタンク１２内の液冷媒
は、冷媒取出管１８を経由してインジェクション管路１
６を通って圧縮機５、５の吸込管２１、２１に注入され
ることにより、圧縮機５、５の吐出温度低減の効果を高
めることができる。

【００２６】このように本実施形態において、従来、暖
房運転時リキッドインジェクション回路のインジェクシ
ョン管路１６には、フラッシュガス分を含むやや乾き度
の高い状態の液冷媒を流していたが、冷媒取出管１８の
開口部２６を冷房入口管２４ａ、冷房出口管２４ｂの開
口部２５ａ、２５ｂより下に設けたことにより、よりフ
ラッシュガス分の少ない液冷媒を取り出すことができ、
暖房運転時におけるリキッドインジェクション効果を冷
房運転時と同程度に高めることができる。これにより、
冷房・暖房運転時共にリキッド効果の高いリキッドイン
ジェクション回路を形成することができる。

【００２７】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はない。冷凍
サイクルの圧縮機や室内機は２台に限定されず、１台と
か３台以上の冷凍サイクルでも良い。また、冷媒の種類
については特に説明していないが、Ｒ２２、４０７Ｃ等
限定されるものではない。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
圧縮機と凝縮器とレシーバタンクと減圧装置と蒸発器等
とを環状に接続し構成された冷媒回路と、レシーバタン
クの液冷媒を圧縮機へ注入するリキッドインジェクショ
ン回路を備え、レシーバタンクには冷媒の入口管および
出口管を有したヒートポンプ式の空気調和装置におい
て、リキッドインジェクション回路を構成するインジェ
クション管路の冷媒取出管の開口部をレシーバタンク内
の冷媒の入口管開口部および出口管開口部より低い位置
に設けたことにより、よりフラッシュガス分の少ない液
冷媒をリキッドインジェクション回路に取り出すことが
でき、リキッド効果の高いリキッドインジェクション回
路を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態におけるリキッドインジェ
クション回路を有するマルチ式の空気調和装置の冷媒回
路図である。

【図２】本発明の一実施形態によるレシーバタンクの要
部断面図である。

【図３】従来の空気調和装置におけるリキッドインジェ
クション回路を有する冷媒回路図である。

【図４】図３の冷媒回路の冷房運転時においてレシーバ
タンク内に流入する冷媒状態をｐ−ｈ（圧力とエンタル
ピー）線図上に示した図である。

【図５】図３の冷媒回路の暖房運転時においてレシーバ
タンク内に流入する冷媒状態をｐ−ｈ線図上に示した図
である。

【符号の説明】

１ 室外機 ２ サービスバルブ ３ 室内機 ４ アキュームレータ ５ 圧縮機 ６ 四方弁 ７ 室外熱交換器 ８ 暖房用電子膨張弁（減圧装置） ９ 室内熱交換器 １２ レシーバタンク １３ 冷媒管 １４ 冷房用電子膨張弁（減圧装置） １５ 冷媒配管 １６ インジェクション管路 １７ 電子開閉弁 １８ 冷媒取出管 ２１ 吸込管 ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ 貫通孔 ２４ａ 冷房入口管 ２４ｂ 冷房出口管 ２５ａ 冷房入口管の開口部 ２５ｂ 冷房出口管の開口部 ２６ 冷媒取出管の開口部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機と凝縮器とレシーバタンクと減圧
   装置と蒸発器等とを環状に接続し構成された冷媒回路
   と、レシーバタンクの冷媒を前記圧縮機へ注入するリキ
   ッドインジェクション回路とを備え、レシーバタンクに
   は冷媒の入口管および出口管を有したヒートポンプ式の
   空気調和装置において、 前記リキッドインジェクション回路を構成するインジェ
   クション管路の冷媒取出管の開口部をレシーバタンクに
   設けた前記冷媒の入口管の開口部および出口管の開口部
   より低い位置に設けたことを特徴とする空気調和装置。
2. 【請求項２】 前記空気調和装置は複数の蒸発器および
   ／または複数の圧縮機を有する冷媒回路で構成された空
   気調和装置であることを特徴とする請求項１記載の空気
   調和装置。