JP2002156161A - 空気調和装置 - Google Patents
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- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/17—Control issues by controlling the pressure of the condenser
Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷却能力を高めることができる空気調和装置
を提供すること。 【解決手段】 ガスクーラ（放熱器）２と、エバポレー
タ（蒸発器）４と、エバポレータ４を通過した冷媒を圧
縮してガスクーラ２に送り出す圧縮機１とを備え、冷媒
として二酸化炭素を用いた空気調和装置において、ガス
クーラ２とエバポレータ４との間に絞り弁（第１の絞り
手段）８及び絞り弁（第２の絞り手段）９が設けられ、
これら絞り弁８，９の間に、ガスクーラ２からエバポレ
ータ４に送られる冷媒を冷却する熱交換器１１が設けら
れていることを特徴とする。
を提供すること。 【解決手段】 ガスクーラ（放熱器）２と、エバポレー
タ（蒸発器）４と、エバポレータ４を通過した冷媒を圧
縮してガスクーラ２に送り出す圧縮機１とを備え、冷媒
として二酸化炭素を用いた空気調和装置において、ガス
クーラ２とエバポレータ４との間に絞り弁（第１の絞り
手段）８及び絞り弁（第２の絞り手段）９が設けられ、
これら絞り弁８，９の間に、ガスクーラ２からエバポレ
ータ４に送られる冷媒を冷却する熱交換器１１が設けら
れていることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷媒としてＣＯ2
を利用する空気調和装置に関する。
を利用する空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球環境の保全に対する関心が高
まっているが、車両用空調装置の冷媒として従来用いら
れているＲ１３４ａといった代替フロンは、地球温暖化
に対して影響を与えることが懸念されている。このた
め、このような代替フロン冷媒等に代わる物質として、
元来自然界に存在する物質、いわゆる自然冷媒を用いた
車両用空調装置の研究が行われている。このような自然
冷媒の候補として、二酸化炭素（ＣＯ2）が注目されて
いる。このＣＯ2は、地球温暖化に対する寄与が代替フ
ロンよりもはるかに小さいだけでなく、可燃性がないう
え、基本的には人体に無害である。
まっているが、車両用空調装置の冷媒として従来用いら
れているＲ１３４ａといった代替フロンは、地球温暖化
に対して影響を与えることが懸念されている。このた
め、このような代替フロン冷媒等に代わる物質として、
元来自然界に存在する物質、いわゆる自然冷媒を用いた
車両用空調装置の研究が行われている。このような自然
冷媒の候補として、二酸化炭素（ＣＯ2）が注目されて
いる。このＣＯ2は、地球温暖化に対する寄与が代替フ
ロンよりもはるかに小さいだけでなく、可燃性がないう
え、基本的には人体に無害である。
【０００３】このような背景から、二酸化炭素を使用し
た蒸気圧縮式冷凍サイクル（以下、ＣＯ2冷凍サイクル
と略す）が提案されている。このようなＣＯ2冷凍サイ
クルにおいては、気相状態のＣＯ2を圧縮する圧縮機、
圧縮機で圧縮されたＣＯ2を外気等との間で熱交換して
冷却するガスクーラ（放熱器）、冷却器として機能する
エバポレータ（蒸発器）、減圧器（絞り装置）を備えて
いる。このＣＯ2冷凍サイクルの作動は、フロンを冷媒
として使用した従来の蒸気圧縮式冷凍サイクルと同様で
ある。すなわち、図６（ＣＯ2モリエル線図）のＡ−Ｂ
−Ｃ−Ｄ−Ａで示されるように、圧縮機で気相状態のＣ
Ｏ2を圧縮し（Ａ−Ｂ）、この高温圧縮の気相状態のＣ
Ｏ2を放熱器（ガスクーラ）にて冷却する（Ｂ−Ｃ）。
そして、減圧器（絞り装置）により減圧して（Ｃ−
Ｄ）、気液相状態となったＣＯ2を冷却器（エバポレー
タ）で蒸発させて（Ｄ−Ａ）、蒸発潜熱を空気等の外部
流体から奪って外部流体を冷却する。
た蒸気圧縮式冷凍サイクル（以下、ＣＯ2冷凍サイクル
と略す）が提案されている。このようなＣＯ2冷凍サイ
クルにおいては、気相状態のＣＯ2を圧縮する圧縮機、
圧縮機で圧縮されたＣＯ2を外気等との間で熱交換して
冷却するガスクーラ（放熱器）、冷却器として機能する
エバポレータ（蒸発器）、減圧器（絞り装置）を備えて
いる。このＣＯ2冷凍サイクルの作動は、フロンを冷媒
として使用した従来の蒸気圧縮式冷凍サイクルと同様で
ある。すなわち、図６（ＣＯ2モリエル線図）のＡ−Ｂ
−Ｃ−Ｄ−Ａで示されるように、圧縮機で気相状態のＣ
Ｏ2を圧縮し（Ａ−Ｂ）、この高温圧縮の気相状態のＣ
Ｏ2を放熱器（ガスクーラ）にて冷却する（Ｂ−Ｃ）。
そして、減圧器（絞り装置）により減圧して（Ｃ−
Ｄ）、気液相状態となったＣＯ2を冷却器（エバポレー
タ）で蒸発させて（Ｄ−Ａ）、蒸発潜熱を空気等の外部
流体から奪って外部流体を冷却する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＣＯ2
の臨界温度は約３１℃と従来の冷媒であるフロンの臨界
温度と比べて低いので、夏場等外気温の高いときには、
放熱器でのＣＯ2の温度がＣＯ2の臨界点温度よりも高く
なってしまう。つまり、放熱器出口側においてＣＯ2は
凝縮しない（線分ＢＣが飽和液線ＳＬと交差しない）。
したがって、冷却器において十分なエンタルピ差ΔＩを
確保することができず、冷凍能力が劣るという問題があ
った。
の臨界温度は約３１℃と従来の冷媒であるフロンの臨界
温度と比べて低いので、夏場等外気温の高いときには、
放熱器でのＣＯ2の温度がＣＯ2の臨界点温度よりも高く
なってしまう。つまり、放熱器出口側においてＣＯ2は
凝縮しない（線分ＢＣが飽和液線ＳＬと交差しない）。
したがって、冷却器において十分なエンタルピ差ΔＩを
確保することができず、冷凍能力が劣るという問題があ
った。
【０００５】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、冷却能力を高めることができる空気調和装置を提
供することを目的としている。
ので、冷却能力を高めることができる空気調和装置を提
供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、放熱器と、蒸発器と、前記蒸発器を通過した冷媒を
圧縮して前記放熱器に送り出す圧縮機とを備え、冷媒と
して二酸化炭素を用いた空気調和装置において、前記放
熱器と蒸発器との間に第１の絞り手段及び第２の絞り手
段が設けられ、これら第１の絞り手段と第２の絞り手段
との間に、前記放熱器から蒸発器に送られる冷媒を冷却
する熱交換器が設けられていることを特徴とする。
は、放熱器と、蒸発器と、前記蒸発器を通過した冷媒を
圧縮して前記放熱器に送り出す圧縮機とを備え、冷媒と
して二酸化炭素を用いた空気調和装置において、前記放
熱器と蒸発器との間に第１の絞り手段及び第２の絞り手
段が設けられ、これら第１の絞り手段と第２の絞り手段
との間に、前記放熱器から蒸発器に送られる冷媒を冷却
する熱交換器が設けられていることを特徴とする。
【０００７】この空気調和装置においては、冷媒は第２
の絞り手段に送られる前に熱交換器によって冷却され
る。よって、第２の絞り手段に送られる冷媒を確実に液
化することができるとともに、蒸発器入口でのエンタル
ピーをより低下させることができる。蒸発器入口でのエ
ンタルピーを低下させると、図２に示すようにΔＩ（Ｄ
−Ａ）が大きくなり、成績係数ＣＯＰ＝ΔＩ／ΔＬが向
上する。また、第１の絞り手段と第２の絞り手段との間
に熱交換器を設けることで、この熱交換器がバッファの
役割をなすとともに、第２の絞り手段に対する第１の絞
り手段の影響を与えにくくなり、干渉を防ぐ。
の絞り手段に送られる前に熱交換器によって冷却され
る。よって、第２の絞り手段に送られる冷媒を確実に液
化することができるとともに、蒸発器入口でのエンタル
ピーをより低下させることができる。蒸発器入口でのエ
ンタルピーを低下させると、図２に示すようにΔＩ（Ｄ
−Ａ）が大きくなり、成績係数ＣＯＰ＝ΔＩ／ΔＬが向
上する。また、第１の絞り手段と第２の絞り手段との間
に熱交換器を設けることで、この熱交換器がバッファの
役割をなすとともに、第２の絞り手段に対する第１の絞
り手段の影響を与えにくくなり、干渉を防ぐ。
【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の空気調和装置において、前記熱交換器と前記第２の絞
り手段との間で冷媒が分岐されるとともに、該分岐され
た冷媒を絞る第３の絞り手段が設けられ、該第３の絞り
手段により絞られた冷媒は、前記熱交換器において前記
放熱器から蒸発器に送られる冷媒との間で熱交換される
とともに、前記圧縮機の入口側に送られることを特徴と
する。
の空気調和装置において、前記熱交換器と前記第２の絞
り手段との間で冷媒が分岐されるとともに、該分岐され
た冷媒を絞る第３の絞り手段が設けられ、該第３の絞り
手段により絞られた冷媒は、前記熱交換器において前記
放熱器から蒸発器に送られる冷媒との間で熱交換される
とともに、前記圧縮機の入口側に送られることを特徴と
する。
【０００９】この空気調和装置においては、熱交換器か
ら前記第２の絞り手段に送られる冷媒の一部は、第３の
絞り手段を通過することにより温度が低下される。この
冷媒と、放熱器から蒸発器に送られる冷媒との間で熱交
換が行われることにより、冷却が行われる。
ら前記第２の絞り手段に送られる冷媒の一部は、第３の
絞り手段を通過することにより温度が低下される。この
冷媒と、放熱器から蒸発器に送られる冷媒との間で熱交
換が行われることにより、冷却が行われる。
【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の空気調和装置において、前記熱交換器から前記圧縮機
入口側に送られる前記冷媒を絞る第４の絞り手段が設け
られていることを特徴とする。
の空気調和装置において、前記熱交換器から前記圧縮機
入口側に送られる前記冷媒を絞る第４の絞り手段が設け
られていることを特徴とする。
【００１１】この空気調和装置においては、圧縮機入口
で冷媒が合流する前に第４の絞り手段によって冷媒が絞
られることにより、冷媒圧力のレベル調整が行われる。
で冷媒が合流する前に第４の絞り手段によって冷媒が絞
られることにより、冷媒圧力のレベル調整が行われる。
【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の空気調和装置において、前記圧縮機は、直列に２個設
けられ、前記熱交換器と前記第２の絞り手段との間で冷
媒が分岐されるとともに、該分岐された冷媒を絞る第３
の絞り手段が設けられ、該第３の絞り手段により絞られ
た冷媒は、前記熱交換器において前記放熱器から蒸発器
に送られる冷媒との間で熱交換されるとともに、前記２
個の圧縮機のうち、下流側の圧縮機の入口側に送られる
ことを特徴とする。
の空気調和装置において、前記圧縮機は、直列に２個設
けられ、前記熱交換器と前記第２の絞り手段との間で冷
媒が分岐されるとともに、該分岐された冷媒を絞る第３
の絞り手段が設けられ、該第３の絞り手段により絞られ
た冷媒は、前記熱交換器において前記放熱器から蒸発器
に送られる冷媒との間で熱交換されるとともに、前記２
個の圧縮機のうち、下流側の圧縮機の入口側に送られる
ことを特徴とする。
【００１３】この空気調和装置においては、第３の絞り
手段で絞られた低温の冷媒が下流側の圧縮機の入口側に
混入することで、下流側の圧縮機に流入する冷媒温度が
低下する。これにより、下流側の圧縮機における圧縮効
率が向上する。
手段で絞られた低温の冷媒が下流側の圧縮機の入口側に
混入することで、下流側の圧縮機に流入する冷媒温度が
低下する。これにより、下流側の圧縮機における圧縮効
率が向上する。
【００１４】請求項５に記載の発明は、放熱器と、蒸発
器と、前記蒸発器を通過した冷媒を圧縮して前記放熱器
に送り出す圧縮機とを備え、冷媒として二酸化炭素を用
いた空気調和装置において、前記放熱器と蒸発器との間
に第１の絞り手段及び第２の絞り手段が設けられ、これ
ら第１の絞り手段と第２の絞り手段との間に、前記放熱
器から蒸発器に送られる冷媒と、前記蒸発器を吐出した
冷媒とを熱交換する熱交換器が設けられていることを特
徴とする。
器と、前記蒸発器を通過した冷媒を圧縮して前記放熱器
に送り出す圧縮機とを備え、冷媒として二酸化炭素を用
いた空気調和装置において、前記放熱器と蒸発器との間
に第１の絞り手段及び第２の絞り手段が設けられ、これ
ら第１の絞り手段と第２の絞り手段との間に、前記放熱
器から蒸発器に送られる冷媒と、前記蒸発器を吐出した
冷媒とを熱交換する熱交換器が設けられていることを特
徴とする。
【００１５】この空気調和装置においては、熱交換器が
インタークーラーの役割をなす。また、第１の絞り手段
と第２の絞り手段との間に熱交換器を設けることで、こ
の熱交換器がバッファの役割をなすとともに、第２の絞
り手段に対する第１の絞り手段の影響を与えにくくな
り、干渉を防ぐ。
インタークーラーの役割をなす。また、第１の絞り手段
と第２の絞り手段との間に熱交換器を設けることで、こ
の熱交換器がバッファの役割をなすとともに、第２の絞
り手段に対する第１の絞り手段の影響を与えにくくな
り、干渉を防ぐ。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る空気調和装置
の第１実施形態を、図面に基づいて説明する。図１に示
す空気調和装置は、たとえば車両用空調装置に適用され
るＣＯ2冷凍サイクルであり、図中の符号１は気相状態
のＣＯ2を圧縮する圧縮機である。圧縮機１は、図示し
ない駆動源（たとえば内燃機関エンジン等）から駆動力
を得て駆動する。符号の２は圧縮機１で圧縮されたＣＯ
2を外気等との間で熱交換して冷却するガスクーラ（放
熱器）である。
の第１実施形態を、図面に基づいて説明する。図１に示
す空気調和装置は、たとえば車両用空調装置に適用され
るＣＯ2冷凍サイクルであり、図中の符号１は気相状態
のＣＯ2を圧縮する圧縮機である。圧縮機１は、図示し
ない駆動源（たとえば内燃機関エンジン等）から駆動力
を得て駆動する。符号の２は圧縮機１で圧縮されたＣＯ
2を外気等との間で熱交換して冷却するガスクーラ（放
熱器）である。
【００１７】図中の符号４は、車室内の空気冷却手段
（冷却器）として機能するエバポレータ（蒸発器）で、
気液２相状態のＣＯ2はエバポレータ４内で気化（蒸
発）する際に、車室内空気から蒸発潜熱を奪って車室内
空気を冷却する。そして、圧縮機１、ガスクーラ２、エ
バポレータ４は、それぞれが配管６によって接続され
て、閉回路（ＣＯ2冷凍サイクル）を形成している。
（冷却器）として機能するエバポレータ（蒸発器）で、
気液２相状態のＣＯ2はエバポレータ４内で気化（蒸
発）する際に、車室内空気から蒸発潜熱を奪って車室内
空気を冷却する。そして、圧縮機１、ガスクーラ２、エ
バポレータ４は、それぞれが配管６によって接続され
て、閉回路（ＣＯ2冷凍サイクル）を形成している。
【００１８】ガスクーラ２とエバポレータ４との間の配
管６には、絞り弁８（第１の絞り手段）及び絞り弁９
（第２の絞り手段）が介装されている。さらに、絞り弁
８と絞り弁９との間に、エコノマイザー１０が介装され
ている。エコノマイザー１０はガスクーラ２からエバポ
レータ４に送られる冷媒を冷却する熱交換器１１を備え
ている。前記熱交換器１１と絞り弁９との間の配管６に
は分岐管１２が分岐している。この分岐管１２には、エ
コノマイザー１０が備える絞り（第３の絞り手段）１３
が介装されており、さらにその下流で熱交換器１１を通
過するようになっている。これにより、ガスクーラ２か
らエバポレータ４に送られる冷媒は、絞り１３により絞
られた冷媒によって冷却されるようになっている。分岐
管１３の終端は圧縮機１の冷媒入口側にて配管６と接続
されている。
管６には、絞り弁８（第１の絞り手段）及び絞り弁９
（第２の絞り手段）が介装されている。さらに、絞り弁
８と絞り弁９との間に、エコノマイザー１０が介装され
ている。エコノマイザー１０はガスクーラ２からエバポ
レータ４に送られる冷媒を冷却する熱交換器１１を備え
ている。前記熱交換器１１と絞り弁９との間の配管６に
は分岐管１２が分岐している。この分岐管１２には、エ
コノマイザー１０が備える絞り（第３の絞り手段）１３
が介装されており、さらにその下流で熱交換器１１を通
過するようになっている。これにより、ガスクーラ２か
らエバポレータ４に送られる冷媒は、絞り１３により絞
られた冷媒によって冷却されるようになっている。分岐
管１３の終端は圧縮機１の冷媒入口側にて配管６と接続
されている。
【００１９】このように構成された空気調和装置におい
て、冷媒の流れを図２のp-h（圧力−エンタルピー）線
図とともに示す。まず、冷媒は気相状態で圧縮機１にお
いて圧縮される（Ａ−Ｂ）。この高温高圧の気相状態の
冷媒をガスクーラ２にて冷却し（Ｂ−Ｃ）、次いで、絞
り弁８により減圧する（Ｃ−Ｅ）。気液平衡状態となっ
た冷媒は、エコノマイザー１０を通過する際に冷却さ
れ、液化する（Ｅ−Ｆ）。エコノマイザー１０内では、
冷媒の一部は分岐管１２に流入し、絞り１３で低温低圧
とされて熱交換器１１にて配管６内の冷媒の冷却に用い
られる。分岐管１２に流入しなかった残りの冷媒は、絞
り弁９を通過し（Ｆ−Ｇ）、エバポレータ４で吸熱、気
化した後、再び圧縮機１に流入する（Ｇ−Ａ）。
て、冷媒の流れを図２のp-h（圧力−エンタルピー）線
図とともに示す。まず、冷媒は気相状態で圧縮機１にお
いて圧縮される（Ａ−Ｂ）。この高温高圧の気相状態の
冷媒をガスクーラ２にて冷却し（Ｂ−Ｃ）、次いで、絞
り弁８により減圧する（Ｃ−Ｅ）。気液平衡状態となっ
た冷媒は、エコノマイザー１０を通過する際に冷却さ
れ、液化する（Ｅ−Ｆ）。エコノマイザー１０内では、
冷媒の一部は分岐管１２に流入し、絞り１３で低温低圧
とされて熱交換器１１にて配管６内の冷媒の冷却に用い
られる。分岐管１２に流入しなかった残りの冷媒は、絞
り弁９を通過し（Ｆ−Ｇ）、エバポレータ４で吸熱、気
化した後、再び圧縮機１に流入する（Ｇ−Ａ）。
【００２０】このように、本例の空気調和装置において
は、冷媒は絞り弁９に送られる前にエコノマイザー１０
によって冷却される。これにより、絞り弁９に送られる
冷媒を確実に液化することができ、エバポレータ４入口
でのエンタルピーをより低下させることができる。した
がって、図２と図６とを比較するとわかるようにΔＩが
増大するから、成績係数ＣＯＰ＝ΔＩ／ΔＬが向上し、
外気温が高い場合でも効率の良い運転を行うことができ
る。また、絞り弁８と絞り弁９との間に熱交換器１１を
設けることで、この熱交換器１１がバッファの役割をな
すとともに、絞り弁９に対する絞り弁８の影響を与えに
くくなり、干渉を防ぐことができる。したがって、絞り
弁８で高圧制御、絞り弁９でエバポレータ４出口の低圧
制御を行う場合、安定した２変数制御システムを実現す
ることができる。
は、冷媒は絞り弁９に送られる前にエコノマイザー１０
によって冷却される。これにより、絞り弁９に送られる
冷媒を確実に液化することができ、エバポレータ４入口
でのエンタルピーをより低下させることができる。した
がって、図２と図６とを比較するとわかるようにΔＩが
増大するから、成績係数ＣＯＰ＝ΔＩ／ΔＬが向上し、
外気温が高い場合でも効率の良い運転を行うことができ
る。また、絞り弁８と絞り弁９との間に熱交換器１１を
設けることで、この熱交換器１１がバッファの役割をな
すとともに、絞り弁９に対する絞り弁８の影響を与えに
くくなり、干渉を防ぐことができる。したがって、絞り
弁８で高圧制御、絞り弁９でエバポレータ４出口の低圧
制御を行う場合、安定した２変数制御システムを実現す
ることができる。
【００２１】なお、図３に示すように、分岐管１２に
は、熱交換器１１より下流側に、更に第４の絞り手段１
５を設けても良い。この場合、分岐管１２内の冷媒が圧
縮機１入口で配管６内の冷媒と合流する前に第４の絞り
手段によって冷媒が絞られることにより、冷媒圧力のレ
ベル調整が行われる。
は、熱交換器１１より下流側に、更に第４の絞り手段１
５を設けても良い。この場合、分岐管１２内の冷媒が圧
縮機１入口で配管６内の冷媒と合流する前に第４の絞り
手段によって冷媒が絞られることにより、冷媒圧力のレ
ベル調整が行われる。
【００２２】次に、本発明の第２の実施形態について図
４を用いて説明する。なお、上記第１実施形態と同一の
構成については同一の符号を用い、その説明を省略す
る。図４において、符号１９ａ，１９ｂは、それぞれ冷
媒を圧縮する圧縮機であり、配管６に直列に介装されて
いる。これら圧縮機１９ａ，１９ｂの間に前記分岐管１
２の終端が接続しており、分岐管１２内の冷媒が下流側
の圧縮機１９ｂの入口側にて配管６内の冷媒と合流する
ようになっている。
４を用いて説明する。なお、上記第１実施形態と同一の
構成については同一の符号を用い、その説明を省略す
る。図４において、符号１９ａ，１９ｂは、それぞれ冷
媒を圧縮する圧縮機であり、配管６に直列に介装されて
いる。これら圧縮機１９ａ，１９ｂの間に前記分岐管１
２の終端が接続しており、分岐管１２内の冷媒が下流側
の圧縮機１９ｂの入口側にて配管６内の冷媒と合流する
ようになっている。
【００２３】このように構成された空気調和装置におい
ては、絞り１３で絞られた低温の冷媒が下流側の圧縮機
１９ｂの入口側に混入することで、下流側の圧縮機１９
ｂに流入する冷媒温度が低下する。これにより、下流側
の圧縮機１９ｂでは圧縮仕事を小さくすることができ
る。すなわち、図２において、ΔＬが減少し、成績係数
ＣＯＰ＝ΔＩ／ΔＬが向上し、圧縮効率の向上を実現す
ることができる。
ては、絞り１３で絞られた低温の冷媒が下流側の圧縮機
１９ｂの入口側に混入することで、下流側の圧縮機１９
ｂに流入する冷媒温度が低下する。これにより、下流側
の圧縮機１９ｂでは圧縮仕事を小さくすることができ
る。すなわち、図２において、ΔＬが減少し、成績係数
ＣＯＰ＝ΔＩ／ΔＬが向上し、圧縮効率の向上を実現す
ることができる。
【００２４】次に、本発明の第３の実施形態について図
５を用いて説明する。なお、上記第１実施形態と同一の
構成については同一の符号を用い、その説明を省略す
る。図５において、符号２１はインタークーラーであ
り、ガスクーラー２を通過した低温低圧の液体冷媒とエ
バポレータ４を通過した高温高圧の気体冷媒との間で熱
交換を行う向流型熱交換器である。この空気調和装置に
おいては、インタークーラー２１は、能力増大要件に対
する応答速度を改善するとともに、絞り弁９に対するバ
ッファの役割をなす。すなわち、絞り弁８を通過して気
液平衡となった冷媒が一度熱交換器２１に溜められるこ
とにより、絞り弁９に液冷媒のみを送ることができる。
さらに、絞り弁８と絞り弁９との干渉を防ぐことができ
る。したがって、絞り弁８で高圧制御、絞り弁９でエバ
ポレータ４出口の低圧制御を行う場合、安定した２変数
制御システムを実現することができる。
５を用いて説明する。なお、上記第１実施形態と同一の
構成については同一の符号を用い、その説明を省略す
る。図５において、符号２１はインタークーラーであ
り、ガスクーラー２を通過した低温低圧の液体冷媒とエ
バポレータ４を通過した高温高圧の気体冷媒との間で熱
交換を行う向流型熱交換器である。この空気調和装置に
おいては、インタークーラー２１は、能力増大要件に対
する応答速度を改善するとともに、絞り弁９に対するバ
ッファの役割をなす。すなわち、絞り弁８を通過して気
液平衡となった冷媒が一度熱交換器２１に溜められるこ
とにより、絞り弁９に液冷媒のみを送ることができる。
さらに、絞り弁８と絞り弁９との干渉を防ぐことができ
る。したがって、絞り弁８で高圧制御、絞り弁９でエバ
ポレータ４出口の低圧制御を行う場合、安定した２変数
制御システムを実現することができる。
【００２５】なお、本発明は上述した各実施形態に限定
されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で設
計変更可能であることは言うまでもない。
されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で設
計変更可能であることは言うまでもない。
【００２６】
【発明の効果】上述した本発明によれば、以下の効果を
得ることができる。請求項１に記載の発明によれば、第
１の絞り手段と第２の絞り手段との間に熱交換器を設け
ることで、蒸発器入口でのエンタルピーをより低下させ
ることができるため、外気温が高い場合でも、効率の良
い運転を行うことができる。また、この熱交換器がバッ
ファの役割をなすとともに、第２の絞り手段に対する第
１の絞り手段の影響を与えにくくなり、干渉を防ぐこと
ができるため、安定した運転を行うことができる。請求
項２に記載の発明によれば、熱交換器から前記第２の絞
り手段に送られる冷媒の一部は、第３の絞り手段を通過
することにより温度が低下されるため、熱交換器におい
て、放熱器から蒸発器に送られる冷媒を冷却させること
ができる。請求項３に記載の発明によれば、圧縮機入口
で冷媒が合流する前に第４の絞り手段によって冷媒を絞
ることにより、冷媒圧力のレベル調整を行うことができ
る。請求項４に記載の発明によれば、圧縮機が２個設け
られ、第３の絞り手段で絞られた低温の冷媒が下流側の
圧縮機の入口側に混入されることで、下流側の圧縮機に
おける圧縮効率を向上させることができる。請求項５に
記載の発明によれば、熱交換器において、放熱器から蒸
発器に送られる冷媒と、蒸発器を吐出した冷媒との間で
熱交換を行うことにより、熱交換器はインタークーラー
の役割をなすことができる。そして、この熱交換器がバ
ッファの役割をなすとともに、第２の絞り手段に対する
第１の絞り手段の影響を与えにくくなり、干渉を防ぐこ
とができるため、安定した運転を行うことができる。
得ることができる。請求項１に記載の発明によれば、第
１の絞り手段と第２の絞り手段との間に熱交換器を設け
ることで、蒸発器入口でのエンタルピーをより低下させ
ることができるため、外気温が高い場合でも、効率の良
い運転を行うことができる。また、この熱交換器がバッ
ファの役割をなすとともに、第２の絞り手段に対する第
１の絞り手段の影響を与えにくくなり、干渉を防ぐこと
ができるため、安定した運転を行うことができる。請求
項２に記載の発明によれば、熱交換器から前記第２の絞
り手段に送られる冷媒の一部は、第３の絞り手段を通過
することにより温度が低下されるため、熱交換器におい
て、放熱器から蒸発器に送られる冷媒を冷却させること
ができる。請求項３に記載の発明によれば、圧縮機入口
で冷媒が合流する前に第４の絞り手段によって冷媒を絞
ることにより、冷媒圧力のレベル調整を行うことができ
る。請求項４に記載の発明によれば、圧縮機が２個設け
られ、第３の絞り手段で絞られた低温の冷媒が下流側の
圧縮機の入口側に混入されることで、下流側の圧縮機に
おける圧縮効率を向上させることができる。請求項５に
記載の発明によれば、熱交換器において、放熱器から蒸
発器に送られる冷媒と、蒸発器を吐出した冷媒との間で
熱交換を行うことにより、熱交換器はインタークーラー
の役割をなすことができる。そして、この熱交換器がバ
ッファの役割をなすとともに、第２の絞り手段に対する
第１の絞り手段の影響を与えにくくなり、干渉を防ぐこ
とができるため、安定した運転を行うことができる。
【図１】 本発明の第１実施形態として示した空気調和
装置の構成例を示す図である。
装置の構成例を示す図である。
【図２】 同空気調和装置における冷媒サイクルを示し
た図である。
た図である。
【図３】 第１実施形態の変形例として示した空気調和
装置の構成例を示す図である。
装置の構成例を示す図である。
【図４】 本発明の第２実施形態として示した空気調和
装置の構成例を示す図である。
装置の構成例を示す図である。
【図５】 本発明の第３実施形態として示した空気調和
装置の構成例を示す図である。
装置の構成例を示す図である。
【図６】 従来の空気調和装置における冷媒サイクルを
示した図である。
示した図である。
１ 圧縮機 ２ ガスクーラ（放熱器） ４ エバポレータ（蒸発器） ８ 絞り弁（第１の絞り手段） ９ 絞り弁（第２の絞り手段） １１ 熱交換器 １３ 絞り（第３の絞り手段） １５ 第４の絞り手段 １９ａ，１９ｂ 圧縮機 ２１ インタークーラー（熱交換器）
Claims (5)
- 【請求項１】 放熱器と、蒸発器と、前記蒸発器を通過
した冷媒を圧縮して前記放熱器に送り出す圧縮機とを備
え、冷媒として二酸化炭素を用いた空気調和装置におい
て、 前記放熱器と蒸発器との間に第１の絞り手段及び第２の
絞り手段が設けられ、これら第１の絞り手段と第２の絞
り手段との間に、前記放熱器から蒸発器に送られる冷媒
を冷却する熱交換器が設けられていることを特徴とする
空気調和装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の空気調和装置におい
て、 前記熱交換器と前記第２の絞り手段との間で冷媒が分岐
されるとともに、該分岐された冷媒を絞る第３の絞り手
段が設けられ、該第３の絞り手段により絞られた冷媒
は、前記熱交換器において前記放熱器から蒸発器に送ら
れる冷媒との間で熱交換されるとともに、前記圧縮機の
入口側に送られることを特徴とする空気調和装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の空気調和装置におい
て、 前記熱交換器から前記圧縮機入口側に送られる前記冷媒
を絞る第４の絞り手段が設けられていることを特徴とす
る空気調和装置。 - 【請求項４】 請求項１に記載の空気調和装置におい
て、 前記圧縮機は、直列に２個設けられ、 前記熱交換器と前記第２の絞り手段との間で冷媒が分岐
されるとともに、該分岐された冷媒を絞る第３の絞り手
段が設けられ、該第３の絞り手段により絞られた冷媒
は、前記熱交換器において前記放熱器から蒸発器に送ら
れる冷媒との間で熱交換されるとともに、前記２個の圧
縮機のうち、下流側の圧縮機の入口側に送られることを
特徴とする空気調和装置。 - 【請求項５】 放熱器と、蒸発器と、前記蒸発器を通過
した冷媒を圧縮して前記放熱器に送り出す圧縮機とを備
え、冷媒として二酸化炭素を用いた空気調和装置におい
て、 前記放熱器と蒸発器との間に第１の絞り手段及び第２の
絞り手段が設けられ、これら第１の絞り手段と第２の絞
り手段との間に、前記放熱器から蒸発器に送られる冷媒
と、前記蒸発器を吐出した冷媒とを熱交換する熱交換器
が設けられていることを特徴とする空気調和装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000349562A JP2002156161A (ja) | 2000-11-16 | 2000-11-16 | 空気調和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000349562A JP2002156161A (ja) | 2000-11-16 | 2000-11-16 | 空気調和装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002156161A true JP2002156161A (ja) | 2002-05-31 |
Family
ID=18822944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000349562A Pending JP2002156161A (ja) | 2000-11-16 | 2000-11-16 | 空気調和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002156161A (ja) |
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-
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- 2000-11-16 JP JP2000349562A patent/JP2002156161A/ja active Pending
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