JP2003028518A - 空気調和機 - Google Patents
空気調和機Info
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- JP2003028518A JP2003028518A JP2001219031A JP2001219031A JP2003028518A JP 2003028518 A JP2003028518 A JP 2003028518A JP 2001219031 A JP2001219031 A JP 2001219031A JP 2001219031 A JP2001219031 A JP 2001219031A JP 2003028518 A JP2003028518 A JP 2003028518A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 室外熱交換器の熱交換効率を改善して能力を
大幅に向上した空気調和機を提供すること。 【解決手段】 冷媒に非共沸混合冷媒を使用した冷凍サ
イクルを構成する室外熱交換器３の冷媒管の中間位置
（Ａ）に、気液分離器６ａと同気液分離器の分離した液
体冷媒を前記室外熱交換器と第１膨張弁４との間に合流
させるバイパス管６ｃとでなるバイパス回路６を設け、
前記室外熱交換器の出口に、第２膨張弁７を設け、前記
バイパス管に第３膨張弁６ｂを設け、吐出冷媒の温度が
一定の温度となるように前記第１膨張弁の開度を調節す
ることにより、前記冷媒管の中間位置の冷媒の状態を一
定にする空気調和機において、前記中間位置を高沸点冷
媒の状態が気体、低沸点冷媒が液体となる位置とし、前
記第３膨張弁の開度を調節することにより、前記気液分
離器内に低沸点冷媒を溜め、冷凍サイクル内を高沸点冷
媒をリッチにして循環させるようにした。
大幅に向上した空気調和機を提供すること。 【解決手段】 冷媒に非共沸混合冷媒を使用した冷凍サ
イクルを構成する室外熱交換器３の冷媒管の中間位置
（Ａ）に、気液分離器６ａと同気液分離器の分離した液
体冷媒を前記室外熱交換器と第１膨張弁４との間に合流
させるバイパス管６ｃとでなるバイパス回路６を設け、
前記室外熱交換器の出口に、第２膨張弁７を設け、前記
バイパス管に第３膨張弁６ｂを設け、吐出冷媒の温度が
一定の温度となるように前記第１膨張弁の開度を調節す
ることにより、前記冷媒管の中間位置の冷媒の状態を一
定にする空気調和機において、前記中間位置を高沸点冷
媒の状態が気体、低沸点冷媒が液体となる位置とし、前
記第３膨張弁の開度を調節することにより、前記気液分
離器内に低沸点冷媒を溜め、冷凍サイクル内を高沸点冷
媒をリッチにして循環させるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機に係
り、特に非共沸混合冷媒を使用した冷凍サイクルに関す
る。
り、特に非共沸混合冷媒を使用した冷凍サイクルに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、空気調和機は、図５に示すよう
に、圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、第１膨張弁
４、室内熱交換器５を経て前記圧縮機１に順次配管する
冷凍サイクルを有している。この冷凍サイクルに使用す
る冷媒に、低沸点冷媒と高沸点冷媒を混合した非共沸混
合冷媒を使用した場合、図３のモリエル線図の実線およ
び図４の室外熱交換器の温度分布図の破線で示すよう
に、圧縮機１により圧縮された高圧高温の冷媒が室外熱
交換器３を通過するにつれて外気に凝縮熱を奪われ順次
温度を下げながら凝縮され液冷媒となる。室外熱交換器
３の冷媒管には、冷媒の状態が、高沸点冷媒が２相また
は液体となり、低沸点冷媒が気体のままの状態の２相状
態の中間位置（Ａ点）がある。冷媒がこの中間位置（Ａ
点）からさらに室外熱交換器３を通過して行くと、低沸
点冷媒も液体となる。そして、この液冷媒が第１膨張弁
４にて減圧され、霧状となり、室内熱交換器５で室内空
気と熱交換して蒸発熱を奪い蒸発して再び気体冷媒とな
り圧縮機に循環される。しかし、前記室外熱交換器３の
冷媒管の中間位置（Ａ点）を過ぎても上記２相状態で室
外熱交換器３の冷媒管内を流れるため、図４の室外熱交
換器の温度分布図の破線で示すように、室外熱交換器３
の中間位置（Ａ点）と出口との間に温度勾配を持ち、室
外熱交換器３の熱交換効率が低下し、空気調和機の能力
を低下してしまうという問題があった。そこで、特願２
０００−３５２８６４に示すように、冷媒に非共沸混合
冷媒を使用し、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、第１膨
張弁、室内熱交換器を経て前記圧縮機に順次配管して冷
凍サイクルを構成し、前記室外熱交換器の冷媒管の中間
位置に、液体冷媒を分離する気液分離器と同気液分離器
の分離した液体冷媒を前記室外熱交換器と前記第１膨張
弁との間に合流させるバイパス管とでなるバイパス回路
を設け、前記室外熱交換器の出口に、前記バイパス管の
合流側の圧力を下げることにより同バイパス管からの液
冷媒を流れ易くする第２膨張弁を設け、前記バイパス管
に、同バイパス管に流れる液冷媒の流量を調節して凝縮
効率を制御する第３膨張弁を設け、前記圧縮機からの吐
出冷媒の温度を検出し、同吐出冷媒の温度が一定の温度
となるように前記第１膨張弁の開度を調節することによ
り、前記冷媒管の中間位置における冷媒の状態を一定に
するようにし、前記中間位置を高沸点冷媒の状態が気体
のままで、低沸点冷媒が２相または液体となる位置と
し、前記室外熱交換器の冷媒管の中間位置から出口まで
に温度勾配を無くし、熱交換効率を向上させた空気調和
機を提供するようにした。しかし、この構成では、前記
冷凍サイクル内に、高沸点冷媒と低沸点冷媒とが混在し
て循環するため、前記中間位置を過ぎても冷媒が２相ま
たは気体である状態となり、室外熱交換器の熱交換効率
が低下し、空気調和機の能力を低下してしまうという問
題があった。
に、圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、第１膨張弁
４、室内熱交換器５を経て前記圧縮機１に順次配管する
冷凍サイクルを有している。この冷凍サイクルに使用す
る冷媒に、低沸点冷媒と高沸点冷媒を混合した非共沸混
合冷媒を使用した場合、図３のモリエル線図の実線およ
び図４の室外熱交換器の温度分布図の破線で示すよう
に、圧縮機１により圧縮された高圧高温の冷媒が室外熱
交換器３を通過するにつれて外気に凝縮熱を奪われ順次
温度を下げながら凝縮され液冷媒となる。室外熱交換器
３の冷媒管には、冷媒の状態が、高沸点冷媒が２相また
は液体となり、低沸点冷媒が気体のままの状態の２相状
態の中間位置（Ａ点）がある。冷媒がこの中間位置（Ａ
点）からさらに室外熱交換器３を通過して行くと、低沸
点冷媒も液体となる。そして、この液冷媒が第１膨張弁
４にて減圧され、霧状となり、室内熱交換器５で室内空
気と熱交換して蒸発熱を奪い蒸発して再び気体冷媒とな
り圧縮機に循環される。しかし、前記室外熱交換器３の
冷媒管の中間位置（Ａ点）を過ぎても上記２相状態で室
外熱交換器３の冷媒管内を流れるため、図４の室外熱交
換器の温度分布図の破線で示すように、室外熱交換器３
の中間位置（Ａ点）と出口との間に温度勾配を持ち、室
外熱交換器３の熱交換効率が低下し、空気調和機の能力
を低下してしまうという問題があった。そこで、特願２
０００−３５２８６４に示すように、冷媒に非共沸混合
冷媒を使用し、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、第１膨
張弁、室内熱交換器を経て前記圧縮機に順次配管して冷
凍サイクルを構成し、前記室外熱交換器の冷媒管の中間
位置に、液体冷媒を分離する気液分離器と同気液分離器
の分離した液体冷媒を前記室外熱交換器と前記第１膨張
弁との間に合流させるバイパス管とでなるバイパス回路
を設け、前記室外熱交換器の出口に、前記バイパス管の
合流側の圧力を下げることにより同バイパス管からの液
冷媒を流れ易くする第２膨張弁を設け、前記バイパス管
に、同バイパス管に流れる液冷媒の流量を調節して凝縮
効率を制御する第３膨張弁を設け、前記圧縮機からの吐
出冷媒の温度を検出し、同吐出冷媒の温度が一定の温度
となるように前記第１膨張弁の開度を調節することによ
り、前記冷媒管の中間位置における冷媒の状態を一定に
するようにし、前記中間位置を高沸点冷媒の状態が気体
のままで、低沸点冷媒が２相または液体となる位置と
し、前記室外熱交換器の冷媒管の中間位置から出口まで
に温度勾配を無くし、熱交換効率を向上させた空気調和
機を提供するようにした。しかし、この構成では、前記
冷凍サイクル内に、高沸点冷媒と低沸点冷媒とが混在し
て循環するため、前記中間位置を過ぎても冷媒が２相ま
たは気体である状態となり、室外熱交換器の熱交換効率
が低下し、空気調和機の能力を低下してしまうという問
題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上述べた問
題点を解決し、室外熱交換器の熱交換効率を改善して能
力を大幅に向上した空気調和機を提供することを目的と
している。
題点を解決し、室外熱交換器の熱交換効率を改善して能
力を大幅に向上した空気調和機を提供することを目的と
している。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するため、冷媒に非共沸混合冷媒を使用し、圧縮機、
四方弁、室外熱交換器、第１膨張弁、室内熱交換器を経
て前記圧縮機に順次配管して冷凍サイクルを構成し、前
記室外熱交換器の冷媒管の中間位置に、液体冷媒を分離
する気液分離器と同気液分離器の分離した液体冷媒を前
記室外熱交換器と前記第１膨張弁との間に合流させるバ
イパス管とでなるバイパス回路を設け、前記室外熱交換
器の出口に、前記バイパス管の合流側の圧力を下げるこ
とにより同バイパス管からの液冷媒を流れ易くする第２
膨張弁を設け、前記バイパス管に、同バイパス管に流れ
る液冷媒の流量を調節して凝縮効率を制御する第３膨張
弁を設け、前記圧縮機からの吐出冷媒の温度を検出し、
同吐出冷媒の温度が一定の温度となるように前記第１膨
張弁の開度を調節することにより、前記冷媒管の中間位
置における冷媒の状態を一定にするようにしてなる空気
調和機において、前記中間位置を高沸点冷媒の状態が気
体のままで、低沸点冷媒が液体となる位置とし、前記第
３膨張弁を全閉にすることにより、前記気液分離器内に
低沸点冷媒を溜め、冷凍サイクル内を高沸点冷媒をリッ
チにした状態で循環させることができるようにした空気
調和機としている。
決するため、冷媒に非共沸混合冷媒を使用し、圧縮機、
四方弁、室外熱交換器、第１膨張弁、室内熱交換器を経
て前記圧縮機に順次配管して冷凍サイクルを構成し、前
記室外熱交換器の冷媒管の中間位置に、液体冷媒を分離
する気液分離器と同気液分離器の分離した液体冷媒を前
記室外熱交換器と前記第１膨張弁との間に合流させるバ
イパス管とでなるバイパス回路を設け、前記室外熱交換
器の出口に、前記バイパス管の合流側の圧力を下げるこ
とにより同バイパス管からの液冷媒を流れ易くする第２
膨張弁を設け、前記バイパス管に、同バイパス管に流れ
る液冷媒の流量を調節して凝縮効率を制御する第３膨張
弁を設け、前記圧縮機からの吐出冷媒の温度を検出し、
同吐出冷媒の温度が一定の温度となるように前記第１膨
張弁の開度を調節することにより、前記冷媒管の中間位
置における冷媒の状態を一定にするようにしてなる空気
調和機において、前記中間位置を高沸点冷媒の状態が気
体のままで、低沸点冷媒が液体となる位置とし、前記第
３膨張弁を全閉にすることにより、前記気液分離器内に
低沸点冷媒を溜め、冷凍サイクル内を高沸点冷媒をリッ
チにした状態で循環させることができるようにした空気
調和機としている。
【０００５】前記室外熱交換器の風上側に、外気温度を
検出する外気温度センサを設け、同外気温度センサの検
出する外気温度と、前記吐出冷媒の温度とにより、前記
第１膨張弁の開度を調節することにより、前記冷媒循環
組成を細かく制御できるようにした空気調和機としてい
る。
検出する外気温度センサを設け、同外気温度センサの検
出する外気温度と、前記吐出冷媒の温度とにより、前記
第１膨張弁の開度を調節することにより、前記冷媒循環
組成を細かく制御できるようにした空気調和機としてい
る。
【０００６】前記室外熱交換器の出口温度を検出する凝
縮温度検出器を設け、前記第３膨張弁の開度を、前記吐
出冷媒の温度と室外熱交換器の出口温度との差により調
節するようにした空気調和機としている。
縮温度検出器を設け、前記第３膨張弁の開度を、前記吐
出冷媒の温度と室外熱交換器の出口温度との差により調
節するようにした空気調和機としている。
【０００７】前記気液分離器の容器内上部に前記室外熱
交換器の冷媒管の中間位置の出口及び入口が接続され、
下部に前記バイパス管が接続されてなる空気調和機とし
ている。
交換器の冷媒管の中間位置の出口及び入口が接続され、
下部に前記バイパス管が接続されてなる空気調和機とし
ている。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明によ
る空気調和機を詳細に説明する。図１は本発明による空
気調和機の一実施例の冷凍サイクルを示す冷媒回路図、
図２は同本発明による空気調和機の一実施例を示すバイ
パス回路を説明する要部回路構成図である。図１に示す
ように、圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、第１膨
張弁４、室内熱交換器５を経て前記圧縮機１に順次配管
する冷凍サイクルを有している。この冷凍サイクルに使
用する冷媒には、Ｒ３２及びＲ１２５の低沸点冷媒とＲ
１３４ａの高沸点冷媒を混合したＲ４０７Ｃ非共沸混合
冷媒を使用している。前記室外熱交換器３の中間位置
（Ａ点）から同室外熱交換器３と第１膨張弁４との間に
合流するバイパス回路６が設けられている。前記室外熱
交換器３の冷媒出口には、前記バイパス回路６の合流側
の圧力を下げることにより同バイパス回路６からの液体
冷媒を下流側に流れ易くする第２膨張弁７が設けられて
いる。
る空気調和機を詳細に説明する。図１は本発明による空
気調和機の一実施例の冷凍サイクルを示す冷媒回路図、
図２は同本発明による空気調和機の一実施例を示すバイ
パス回路を説明する要部回路構成図である。図１に示す
ように、圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、第１膨
張弁４、室内熱交換器５を経て前記圧縮機１に順次配管
する冷凍サイクルを有している。この冷凍サイクルに使
用する冷媒には、Ｒ３２及びＲ１２５の低沸点冷媒とＲ
１３４ａの高沸点冷媒を混合したＲ４０７Ｃ非共沸混合
冷媒を使用している。前記室外熱交換器３の中間位置
（Ａ点）から同室外熱交換器３と第１膨張弁４との間に
合流するバイパス回路６が設けられている。前記室外熱
交換器３の冷媒出口には、前記バイパス回路６の合流側
の圧力を下げることにより同バイパス回路６からの液体
冷媒を下流側に流れ易くする第２膨張弁７が設けられて
いる。
【０００９】このバイパス回路６は、図２に示すよう
に、前記室外熱交換器３の中間位置（Ａ点）の２相冷媒
から液体冷媒を分離する気液分離器６ａと、同気液分離
器６ａの分離した液体冷媒の流量を調節して凝縮効率を
制御する第３膨張弁６ｂと、同液体冷媒を前記室外熱交
換器３と前記第１膨張弁４との間に合流させるバイパス
管６ｃとで構成されている。前記気液分離器６ａは銅等
の熱伝導率の高い材料で形成している。そして、前記室
外熱交換器３の中間位置（Ａ点）の出口Ａｏ及び入口Ａ
ｉは前記気液分離器６ａの容器の上部に開口配置され、
同出口Ａｏより流出される２相冷媒のうちの気体冷媒を
入口Ａｉに流入し、下部に溜まった液体冷媒を下部に設
けた液体冷媒出口から第３膨張弁６ｂに流すようにして
いる。また、前記圧縮機１の吐出側には吐出冷媒の温度
を検出する吐出温度検出器８が設けられている。また、
前記室外熱交換器３の冷媒出口３ａには凝縮された冷媒
の温度を検出するサーミスタ等でなる凝縮温度検出器９
が設けられており、同室外熱交換器３の風上側には外気
温度を検出する外気温度検出器１０が設けられている。
に、前記室外熱交換器３の中間位置（Ａ点）の２相冷媒
から液体冷媒を分離する気液分離器６ａと、同気液分離
器６ａの分離した液体冷媒の流量を調節して凝縮効率を
制御する第３膨張弁６ｂと、同液体冷媒を前記室外熱交
換器３と前記第１膨張弁４との間に合流させるバイパス
管６ｃとで構成されている。前記気液分離器６ａは銅等
の熱伝導率の高い材料で形成している。そして、前記室
外熱交換器３の中間位置（Ａ点）の出口Ａｏ及び入口Ａ
ｉは前記気液分離器６ａの容器の上部に開口配置され、
同出口Ａｏより流出される２相冷媒のうちの気体冷媒を
入口Ａｉに流入し、下部に溜まった液体冷媒を下部に設
けた液体冷媒出口から第３膨張弁６ｂに流すようにして
いる。また、前記圧縮機１の吐出側には吐出冷媒の温度
を検出する吐出温度検出器８が設けられている。また、
前記室外熱交換器３の冷媒出口３ａには凝縮された冷媒
の温度を検出するサーミスタ等でなる凝縮温度検出器９
が設けられており、同室外熱交換器３の風上側には外気
温度を検出する外気温度検出器１０が設けられている。
【００１０】以上の構成において、つぎにその動作を説
明する。図３は非共沸混合冷媒を使用した冷凍サイクル
におけるモリエル線図、図４は同室外熱交換器３の温度
分布図である。図３の実線で示すように、圧縮機１によ
り圧縮された高圧高温の冷媒は室外熱交換器３を通過す
るにつれて外気により凝縮熱を奪われ、エンタルピを上
げ、低沸点冷媒（Ｒ３２，Ｒ１２５等）は凝縮温度が高
いため液体となり、高沸点冷媒（Ｒ１３４ａ等）は凝縮
温度が低いため気体のままの状態となって２相状態とな
る。つまり、高沸点冷媒より低沸点冷媒の方が早く液化
する。室外熱交換器３の冷媒管の中間位置（Ａ点）は、
一定の条件で、上述のように、冷媒の状態が、低沸点冷
媒が完全に液体となり、高沸点冷媒が気体のままの状態
となる位置である。この一定の条件を満足させるため、
前記吐出温度検出器７の検出する吐出冷媒の温度が一定
温度となるように、前記第１膨張弁４の開度を調節して
いる。例えば、吐出冷媒の温度が一定温度より上がると
第１膨張弁４を所定の開度まで閉じて吐出冷媒の温度を
下げ、一定温度より下がると第１膨張弁４を所定の開度
まで開放して吐出冷媒の温度が一定温度になるようにし
ている。そして、外気温度が通常温度の場合において
は、前記気液分離器６ａにより分離された低沸点冷媒で
構成される液体冷媒は、第３膨張弁６ｂによりその流量
を調節され、前記室外熱交換器３により凝縮され第２膨
張弁７を介して減圧された高沸点冷媒で構成する液体冷
媒と合流する。また、本発明においては、冷媒の循環組
成を変化させることにより、外気温度の変化に対応させ
ることができるようにしている。即ち、前記外気温度検
出器１０により検出する外気温度と前記吐出温度検出器
８により検出される吐出冷媒の温度が上昇した時には、
前記第３膨張弁６ｂを全閉し、前記第１膨張弁４を閉じ
る方向に変化させることにより、前記気液分離器６ａ中
に高温高圧の低沸点冷媒（Ｒ３２，Ｒ１２５）の溜める
量を増加させ、循環する冷媒組成を低温低圧の高沸点冷
媒（Ｒ１３４ａ等）がリッチな状態とする。このように
して、前記室外熱交換器３の冷媒管の中間位置（Ａ点）
以降に前記気液分離器６ａにより分離された高沸点冷媒
のみで構成される気体冷媒を流通して凝縮するようにし
ている。これにより、外気温度が上昇しても室外熱交換
器３の熱交換効率を飛躍的に向上させることができる。
明する。図３は非共沸混合冷媒を使用した冷凍サイクル
におけるモリエル線図、図４は同室外熱交換器３の温度
分布図である。図３の実線で示すように、圧縮機１によ
り圧縮された高圧高温の冷媒は室外熱交換器３を通過す
るにつれて外気により凝縮熱を奪われ、エンタルピを上
げ、低沸点冷媒（Ｒ３２，Ｒ１２５等）は凝縮温度が高
いため液体となり、高沸点冷媒（Ｒ１３４ａ等）は凝縮
温度が低いため気体のままの状態となって２相状態とな
る。つまり、高沸点冷媒より低沸点冷媒の方が早く液化
する。室外熱交換器３の冷媒管の中間位置（Ａ点）は、
一定の条件で、上述のように、冷媒の状態が、低沸点冷
媒が完全に液体となり、高沸点冷媒が気体のままの状態
となる位置である。この一定の条件を満足させるため、
前記吐出温度検出器７の検出する吐出冷媒の温度が一定
温度となるように、前記第１膨張弁４の開度を調節して
いる。例えば、吐出冷媒の温度が一定温度より上がると
第１膨張弁４を所定の開度まで閉じて吐出冷媒の温度を
下げ、一定温度より下がると第１膨張弁４を所定の開度
まで開放して吐出冷媒の温度が一定温度になるようにし
ている。そして、外気温度が通常温度の場合において
は、前記気液分離器６ａにより分離された低沸点冷媒で
構成される液体冷媒は、第３膨張弁６ｂによりその流量
を調節され、前記室外熱交換器３により凝縮され第２膨
張弁７を介して減圧された高沸点冷媒で構成する液体冷
媒と合流する。また、本発明においては、冷媒の循環組
成を変化させることにより、外気温度の変化に対応させ
ることができるようにしている。即ち、前記外気温度検
出器１０により検出する外気温度と前記吐出温度検出器
８により検出される吐出冷媒の温度が上昇した時には、
前記第３膨張弁６ｂを全閉し、前記第１膨張弁４を閉じ
る方向に変化させることにより、前記気液分離器６ａ中
に高温高圧の低沸点冷媒（Ｒ３２，Ｒ１２５）の溜める
量を増加させ、循環する冷媒組成を低温低圧の高沸点冷
媒（Ｒ１３４ａ等）がリッチな状態とする。このように
して、前記室外熱交換器３の冷媒管の中間位置（Ａ点）
以降に前記気液分離器６ａにより分離された高沸点冷媒
のみで構成される気体冷媒を流通して凝縮するようにし
ている。これにより、外気温度が上昇しても室外熱交換
器３の熱交換効率を飛躍的に向上させることができる。
【００１１】前記第３膨張弁６ｂは前記凝縮温度検出器
９の検出する温度と前記吐出温度検出器７の検出する吐
出冷媒の温度との差により、その開度を調節する。例え
ば、圧縮機１からの吐出冷媒の温度は上述したように前
記第１膨張弁４の開度を調節して一定とされるので、凝
縮温度検出器９の検出する温度が下がると前記第３膨張
弁６ｂの開度を上げて液体冷媒の流量を増やし、上がる
と開度を下げて液体冷媒の流量を減らすように調節し、
液体冷媒が室外熱交換器３の中間位置（Ａ点）以降に流
れないようにしている。このようにして室外熱交換器３
で効率よく凝縮された液体冷媒は第１膨張弁４で減圧さ
れ、霧状となり、室内熱交換器５で室内空気から蒸発熱
を奪って、気体冷媒となり、圧縮器１に循環される。
９の検出する温度と前記吐出温度検出器７の検出する吐
出冷媒の温度との差により、その開度を調節する。例え
ば、圧縮機１からの吐出冷媒の温度は上述したように前
記第１膨張弁４の開度を調節して一定とされるので、凝
縮温度検出器９の検出する温度が下がると前記第３膨張
弁６ｂの開度を上げて液体冷媒の流量を増やし、上がる
と開度を下げて液体冷媒の流量を減らすように調節し、
液体冷媒が室外熱交換器３の中間位置（Ａ点）以降に流
れないようにしている。このようにして室外熱交換器３
で効率よく凝縮された液体冷媒は第１膨張弁４で減圧さ
れ、霧状となり、室内熱交換器５で室内空気から蒸発熱
を奪って、気体冷媒となり、圧縮器１に循環される。
【００１２】以上は、室外熱交換器が凝縮器として作動
する場合について、説明したが、室内熱交換器が凝縮器
として作動する場合は、図１に示すように、室内熱交換
器の中間位置を前記室外熱交換器の中間位置として見な
せば、同様に上述した発明の技術が適用できることは言
うまでもなく、明かである。この場合、蒸発器として作
動する熱交換器に接続される第２膨張弁を開放し、熱交
換器の中間位置に設けた気液分離器に接続される第３膨
張弁を閉じるようにする。
する場合について、説明したが、室内熱交換器が凝縮器
として作動する場合は、図１に示すように、室内熱交換
器の中間位置を前記室外熱交換器の中間位置として見な
せば、同様に上述した発明の技術が適用できることは言
うまでもなく、明かである。この場合、蒸発器として作
動する熱交換器に接続される第２膨張弁を開放し、熱交
換器の中間位置に設けた気液分離器に接続される第３膨
張弁を閉じるようにする。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による空気
調和機によれば、冷媒に非共沸混合冷媒を使用し、圧縮
機、四方弁、室外熱交換器、第１膨張弁、室内熱交換器
を経て前記圧縮機に順次配管して冷凍サイクルを構成
し、前記室外熱交換器の冷媒管の中間位置に、液体冷媒
を分離する気液分離器と同気液分離器の分離した液体冷
媒を前記室外熱交換器と前記第１膨張弁との間に合流さ
せるバイパス管とでなるバイパス回路を設け、前記室外
熱交換器の出口に、前記バイパス管の合流側の圧力を下
げることにより同バイパス管からの液冷媒を流れ易くす
る第２膨張弁を設け、前記バイパス管に、同バイパス管
に流れる液冷媒の流量を調節して凝縮効率を制御する第
３膨張弁を設け、前記圧縮機からの吐出冷媒の温度を検
出し、同吐出冷媒の温度が一定の温度となるように前記
第１膨張弁の開度を調節することにより、前記冷媒管の
中間位置における冷媒の状態を一定にするようにしてな
る空気調和機において、前記中間位置を高沸点冷媒の状
態が気体のままで、低沸点冷媒が液体となる位置とし、
前記第３膨張弁を全閉にすることにより、前記気液分離
器内に低沸点冷媒を溜め、冷凍サイクル内を高沸点冷媒
をリッチにした状態で循環させることができるようにし
たので、室外熱交換器の入口側で凝縮して液体冷媒とな
った高沸点の冷媒を前記気液分離器で分離してバイパス
させ、同時に分離した気体冷媒のままの低沸点冷媒のみ
を室外熱交換器の出口側に流して凝縮させることによ
り、室外熱交換器の中間点から出口までの熱交換効率を
向上させ、全体的な熱交換効率を向上させ、さらに、冷
凍サイクル内を循環する冷媒の組成を変化させることに
より、外気温度の上昇及び、低下による熱交換効率の低
下がなく、全体の効率を飛躍的に向上させた空気調和機
を提供することができる。
調和機によれば、冷媒に非共沸混合冷媒を使用し、圧縮
機、四方弁、室外熱交換器、第１膨張弁、室内熱交換器
を経て前記圧縮機に順次配管して冷凍サイクルを構成
し、前記室外熱交換器の冷媒管の中間位置に、液体冷媒
を分離する気液分離器と同気液分離器の分離した液体冷
媒を前記室外熱交換器と前記第１膨張弁との間に合流さ
せるバイパス管とでなるバイパス回路を設け、前記室外
熱交換器の出口に、前記バイパス管の合流側の圧力を下
げることにより同バイパス管からの液冷媒を流れ易くす
る第２膨張弁を設け、前記バイパス管に、同バイパス管
に流れる液冷媒の流量を調節して凝縮効率を制御する第
３膨張弁を設け、前記圧縮機からの吐出冷媒の温度を検
出し、同吐出冷媒の温度が一定の温度となるように前記
第１膨張弁の開度を調節することにより、前記冷媒管の
中間位置における冷媒の状態を一定にするようにしてな
る空気調和機において、前記中間位置を高沸点冷媒の状
態が気体のままで、低沸点冷媒が液体となる位置とし、
前記第３膨張弁を全閉にすることにより、前記気液分離
器内に低沸点冷媒を溜め、冷凍サイクル内を高沸点冷媒
をリッチにした状態で循環させることができるようにし
たので、室外熱交換器の入口側で凝縮して液体冷媒とな
った高沸点の冷媒を前記気液分離器で分離してバイパス
させ、同時に分離した気体冷媒のままの低沸点冷媒のみ
を室外熱交換器の出口側に流して凝縮させることによ
り、室外熱交換器の中間点から出口までの熱交換効率を
向上させ、全体的な熱交換効率を向上させ、さらに、冷
凍サイクル内を循環する冷媒の組成を変化させることに
より、外気温度の上昇及び、低下による熱交換効率の低
下がなく、全体の効率を飛躍的に向上させた空気調和機
を提供することができる。
【図１】本発明による空気調和機の一実施例の冷凍サイ
クルを示す冷媒回路図である。
クルを示す冷媒回路図である。
【図２】本発明による空気調和機の一実施例を示すバイ
パス回路を説明する要部回路構成図である。
パス回路を説明する要部回路構成図である。
【図３】非共沸混合冷媒を使用した冷凍サイクルにおけ
るモリエル線図である。
るモリエル線図である。
【図４】非共沸混合冷媒を使用した冷凍サイクルの室外
熱交換器の温度分布図である。
熱交換器の温度分布図である。
【図５】従来の空気調和機の冷凍サイクルを示す冷媒回
路図である。
路図である。
１ 圧縮機
２ 四方弁
３ 室外熱交換器
４ 第１膨張弁
５ 室内熱交換器
６ バイパス回路
６ａ 気液分離器
６ｂ 第３膨張弁
６ｃ バイパス管
７ 第２膨張弁
８ 吐出温度検出器
９ 凝縮温度検出器
１０ 外気温度検出器
Claims (4)
- 【請求項１】 冷媒に非共沸混合冷媒を使用し、圧縮
機、四方弁、室外熱交換器、第１膨張弁、室内熱交換器
を経て前記圧縮機に順次配管して冷凍サイクルを構成
し、前記室外熱交換器の冷媒管の中間位置に、液体冷媒
を分離する気液分離器と同気液分離器の分離した液体冷
媒を前記室外熱交換器と前記第１膨張弁との間に合流さ
せるバイパス管とでなるバイパス回路を設け、前記室外
熱交換器の出口に、前記バイパス管の合流側の圧力を下
げることにより同バイパス管からの液冷媒を流れ易くす
る第２膨張弁を設け、前記バイパス管に、同バイパス管
に流れる液冷媒の流量を調節して凝縮効率を制御する第
３膨張弁を設け、前記圧縮機からの吐出冷媒の温度を検
出し、同吐出冷媒の温度が一定の温度となるように前記
第１膨張弁の開度を調節することにより、前記冷媒管の
中間位置における冷媒の状態を一定にするようにしてな
る空気調和機において、 前記中間位置を高沸点冷媒の状態が気体のままで、低沸
点冷媒が液体となる位置とし、 前記第３膨張弁を全閉にすることにより、前記気液分離
器内に低沸点冷媒を溜め、冷凍サイクル内を高沸点冷媒
をリッチにした状態で循環させることができるようにし
たことを特徴とする空気調和機。 - 【請求項２】 前記室外熱交換器の風上側に、外気温度
を検出する外気温度センサを設け、同外気温度センサの
検出する外気温度と、前記吐出冷媒の温度とにより、前
記第１膨張弁の開度を調節することにより、前記冷媒循
環組成を細かく制御できるようにしたことを特徴とする
請求項１記載の空気調和機。 - 【請求項３】 前記室外熱交換器の出口温度を検出する
凝縮温度検出器を設け、前記第３膨張弁の開度を、前記
吐出冷媒の温度と室外熱交換器の出口温度との差により
調節するようにしたことを特徴とする請求項１記載の空
気調和機。 - 【請求項４】 前記気液分離器の容器内上部に前記室外
熱交換器の冷媒管の中間位置の出口及び入口が接続さ
れ、下部に前記バイパス管が接続されてなることを特徴
とする請求項１記載の空気調和機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001219031A JP2003028518A (ja) | 2001-07-19 | 2001-07-19 | 空気調和機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001219031A JP2003028518A (ja) | 2001-07-19 | 2001-07-19 | 空気調和機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003028518A true JP2003028518A (ja) | 2003-01-29 |
Family
ID=19053106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001219031A Pending JP2003028518A (ja) | 2001-07-19 | 2001-07-19 | 空気調和機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003028518A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011112327A (ja) * | 2009-11-30 | 2011-06-09 | Panasonic Corp | 冷暖房装置および冷凍装置 |
| WO2018025305A1 (ja) * | 2016-08-01 | 2018-02-08 | 三菱電機株式会社 | 空気調和機 |
| JP2018021721A (ja) * | 2016-08-04 | 2018-02-08 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | 冷凍装置及びその制御方法 |
| CN110538480A (zh) * | 2019-09-25 | 2019-12-06 | 上海电气集团股份有限公司 | 一种冷凝系统及冷凝方法 |
| CN113237243A (zh) * | 2021-04-26 | 2021-08-10 | 澳柯玛股份有限公司 | 一种制冷系统及其制冷方法 |
| CN114992920A (zh) * | 2022-04-22 | 2022-09-02 | 美的集团武汉暖通设备有限公司 | 气液分离器、空调器及其控制方法、存储介质 |
-
2001
- 2001-07-19 JP JP2001219031A patent/JP2003028518A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011112327A (ja) * | 2009-11-30 | 2011-06-09 | Panasonic Corp | 冷暖房装置および冷凍装置 |
| WO2018025305A1 (ja) * | 2016-08-01 | 2018-02-08 | 三菱電機株式会社 | 空気調和機 |
| JPWO2018025305A1 (ja) * | 2016-08-01 | 2019-03-22 | 三菱電機株式会社 | 空気調和機 |
| JP2018021721A (ja) * | 2016-08-04 | 2018-02-08 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | 冷凍装置及びその制御方法 |
| CN110538480A (zh) * | 2019-09-25 | 2019-12-06 | 上海电气集团股份有限公司 | 一种冷凝系统及冷凝方法 |
| CN113237243A (zh) * | 2021-04-26 | 2021-08-10 | 澳柯玛股份有限公司 | 一种制冷系统及其制冷方法 |
| CN114992920A (zh) * | 2022-04-22 | 2022-09-02 | 美的集团武汉暖通设备有限公司 | 气液分离器、空调器及其控制方法、存储介质 |
| CN114992920B (zh) * | 2022-04-22 | 2023-11-28 | 美的集团武汉暖通设备有限公司 | 气液分离器、空调器及其控制方法、存储介质 |
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