JP2004226025A

JP2004226025A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2004226025A
Application number: JP2003015714A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Funada; 和也船田
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2003-01-24
Filing date: 2003-01-24
Publication date: 2004-08-12

Abstract

【課題】高外気温時の冷房運転の際、冷媒回路を流れる冷媒量を減少させずに、冷凍能力の低下を防止することができる空気調和機を提供する。
【解決手段】圧縮機１と、四方弁２と、室外側熱交換器３と、膨張弁４と、室内側熱交換器５と、アキュームレータ６とを順次接続して冷媒回路を構成してなる空気調和機において、前記膨張弁４と並列に、リリーフバルブ７と絞り機構８とを備えたバイパス路９を設け、冷房運転時に前記膨張弁４の両端間の圧力差が所定値以上となった場合、前記リリーフバルブ７を開放し、高圧液冷媒の一部を前記絞り機構８を通して低圧側にバイパスさせるよう制御できるようにした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機に係わり、より詳細には、高外気温時での冷房運転の際、室外側熱交換器の冷媒の凝縮量の減少を抑え、冷凍能力の低下を防止できる冷媒回路の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空気調和機は、図２（Ａ）で示すように、圧縮機１、四方弁２、室外側熱交換器３、膨張弁４及び室内側熱交換器５を順次接続して冷媒回路を構成していた。冷房運転時に、前記圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒は、前記四方弁２を介して前記室外側熱交換器３に流入し、同室外側熱交換器３の周囲を流れる空気に熱を放出して凝縮する。凝縮した冷媒は前記膨張弁４を通過することにより膨張して低温低圧となり前記室内側熱交換器５に流入し、同室内側熱交換器５で熱を吸収して蒸発し、蒸発した冷媒は前記四方弁２を介して前記圧縮機１に還流するようになっている。
【０００３】
しかしながら、例えば中東地域のように、外気温度が４０℃を越える環境で上記した空気調和機を運転した場合には、前記室外側熱交換器３の周囲には高温の空気が流れるため、同室外側熱交換器３で熱交換効率が低下し冷媒の凝縮量が減少する。これにより、高圧の気相冷媒が前記室内側熱交換器５と前記四方弁２を介して前記圧縮機１に還流し、同圧縮機１内での圧力が上昇する。圧力が一定以上に上昇すると、高圧シェルタイプの前記圧縮機１に損傷が発生する恐れがあるため、吐出配管側に設けられた圧力センサ２２が作動して所定時間、前記圧縮機１を停止するようになっている。
【０００４】
また、前記圧縮機１内での圧力上昇を防止する手段として、図２（Ｂ）で示すように、前記室外側熱交換器３の下流側と、前記圧縮機１との間に、キャピラリチューブ２１を備えたインジェクション管路２０を設け、前記室外側熱交換器３から流出した液相冷媒を前記インジェクション管路２０により前記圧縮機１に還流させ、同圧縮機１を冷却するとともに、圧力の異常な上昇を防止するようになっている。
【０００５】
しかしながら、上記した前記圧力センサ２２により前記圧縮機１を停止させる方法は、冷房運転が中断することにより使用者に不快感を与えることとなり、また前記インジェクション管路２０を設けると、比較的低温時での冷房運転の際、液相冷媒が直接に前記圧縮機１に流入するため、液圧縮により前記圧縮機１に損傷が発生する恐れがあった。
【０００６】
そこで、出願番号２００２−１４５５９５号で開示されているように、前記膨張弁４と並列に、リリーフバルブを備えたバイパス路を設け、冷房運転時に前記膨張弁４の両端間の圧力差が所定値以上となった場合、前記リリーフバルブを開放し、高圧液冷媒の一部を低圧側にバイパスさせるようにしたものがあった。
【０００７】
これにより、前記圧縮機で発生する振動の影響を前記バイパス路が受けずにすみ、同バイパス路およびこれが接続された配管への亀裂の発生を防止できる効果を奏していたが、例えば前記リリーフバルブを備えた前記バイパス路に、更に絞り機構を設けた構成にすることにより、冷媒回路を循環する冷媒量を減らさずに冷凍能力の低下を防止できるようにし、また、前記リリーフバルブで流量調整をしないかわりに、前記絞り機構の流量抵抗を変えることで、一種類のリリーフバルブで広範囲な空気調和機の能力レンジをカバーできるようにすることが望まれていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑み、高外気温時の冷房運転の際、冷媒回路を流れる冷媒量を減少させずに、冷凍能力の低下を防止することができる空気調和機を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、圧縮機と、四方弁と、室外側熱交換器と、膨張弁と、室内側熱交換器と、アキュームレータとを順次接続して冷媒回路を構成してなる空気調和機において、
前記膨張弁と並列に、リリーフバルブと絞り機構とを備えたバイパス路を設け、冷房運転時に前記膨張弁の両端間の圧力差が所定値以上となった場合、前記リリーフバルブを開放し、高圧液冷媒の一部を前記絞り機構を通して低圧側にバイパスさせるよう制御してなる構成となっている。
【００１０】
また、前記絞り機構が、冷房運転時に前記リリーフバルブの下流側となる前記バイパス路に設けられてなる構成となっている。
【００１１】
また、前記絞り機構がキャピラリチューブからなる構成となっている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいた実施例として詳細に説明する。
図１は本発明による空気調和機の実施例を示す冷媒回路図である。
図で示すように、圧縮機１と四方弁２と室外側熱交換器３と膨張弁４と室内側熱交換器５とアキュームレータ６とを順次接続する一方、前記膨張弁４の両側間に、並列にリリーフバルブ７と絞り機構８とを備えたバイパス路９を設けた冷媒回路が構成されている。
【００１３】
なお、前記膨張弁４と前記室内側熱交換器５との間には二方弁１０が、前記室内側熱交換器５と前記四方弁２との間には三方弁１１が夫々設けられ、室外機と室内機とが配管接続されている。
【００１４】
次に、上記した冷媒回路の冷媒の流れについて説明する。
冷房運転時に、冷媒は図１で示す実線の矢印の方向に流れ、前記圧縮機１から吐き出された高温高圧の冷媒は、前記四方弁２を介して前記室外側熱交換器３に流入し、同室外側熱交換器３で熱を放出して凝縮する。
【００１５】
凝縮した冷媒は前記膨張弁４を通過して低温低圧となり前記室内側熱交換器５に流入し、同室内側熱交換器５で熱を吸収して蒸発し、蒸発した冷媒は前記四方弁２を介して前記圧縮機１に還流するようになっている。
【００１６】
前記バイパス路９に接続されたリリーフバルブ７は、通常の冷暖房運転時は閉鎖されているが、冷房運転時に前記膨張弁４の両側間の圧力差、すなわち前記室外側熱交換器３を出た高圧液冷媒と、前記膨張弁４を通過した後の低圧二相冷媒の圧力差が所定値以上になると、内蔵したスプリングの作動により自動的に開放されるようになっている。
【００１７】
高外気温での冷房運転時には、前記室外側熱交換器３の周囲に高温の空気が流れ、前記室外側熱交換器３での熱交換効率が低下することにより、前記室外側熱交換器３の圧力が上昇するが、前記膨張弁４の両側間の圧力差が所定値以上になると、上記したように前記リリーフバルブ７が開放される。
【００１８】
前記リリーフバルブ７が開放されると、前記室外側熱交換器３をでた高圧液冷媒が前記リリーフバルブ７と前記絞り機構８とを通過し、低圧二相冷媒にリリースされるため、冷媒回路を循環する冷媒量を漏らさずに冷凍能力の低下を防止することができる。
【００１９】
また、前記リリーフバルブ７では流量調整をしないため、前記絞り機構８の流量抵抗を変えるだけで一種類のリリーフバルブで全ての空気調和機の能力レンジをカバーできる。
【００２０】
なお、前記絞り機構８は、流量を一定で減量するキャピラリチューブからなる構成であって、冷房運転時の前記リリーフバルブ７の下流側に設けられている。または、前記絞り機構８は、高圧を利用して流量を制御する流量制御弁からなる構成にしてもよい。
【００２１】
また、前記バイパス路９の一端を、前記膨張弁４と前記二方弁１０との接続配管に接続することにより、前記圧縮機１で発生する振動の影響を前記バイパス路９が受けずにすみ、同バイパス路９およびこれが接続された配管への亀裂の発生を防止できるようになっている。
【００２２】
以上説明したように、前記膨張弁４の両側間に、並列に前記リリーフバルブ７と前記絞り機構８（キャピラリチューブ）を備えたバイパス路９を設けて冷媒回路を構成し、高外気温での冷房運転時に前記膨張弁４の両側間の圧力差が所定値以上となった場合、前記リリーフバルブ７を開放し、高圧液冷媒の一部を前記絞り機構８（キャピラリチューブ）を通過させ、低圧側にバイパスさせることにより、冷媒回路を循環する冷媒量を減らさずに、冷凍能力の低下を防止することができると共に、前記バイパス路９の一端を、前記膨張弁４と前記二方弁１０との接続配管に接続することにより、前記圧縮機１で発生する振動の影響を前記バイパス路９が受けずにすみ、同バイパス路９およびこれを接続した配管への亀裂の発生を防止できる空気調和機となる。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、前記膨張弁の両側間に、前記リリーフバルブと前記絞り機構とを備えたバイパス路を設けた冷媒回路を構成し、高外気温での冷房運転時に前記膨張弁の両側間両側間の圧力差が所定値以上となった場合、前記リリーフバルブを開放し、高圧液冷媒の一部を前記絞り機構を通過させ、低圧側である前記バイパス路にバイパスさせることにより、前記リリーフバルブで冷媒循環量を調節できる。そのため一種類のリリーフバルブで、小型から大型までの全ての能力レンジの空気調和機に適用できる。
【００２４】
また、前記リリーフバルブで流量を調整すると騒音（笛吹音）が発生しやすいが、本発明では絞り機構（一定量をコンスタントに流量調整するキャピラリチューブ）で流量調整をするため、騒音の発生を抑制することができる。
【００２５】
更にバイパス路の一端を、前記膨張弁と二方弁との配管に接続することにより、圧縮機で発生する振動の影響を前記バイパス路が受けずにすみ、同バイパス路およびこれを接続した配管への亀裂の発生を防止できる空気調和機となる。
【００２６】
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による空気調和機の冷媒回路図である。
【図２】
従来例による空気調和機の冷媒回路図で、（Ａ）は第一例を示し、（Ｂ）は第
二例を示す。
【符号の説明】
１圧縮機
２四方弁
３室外側熱交換器
４膨張弁
５室内側熱交換器
６アキュームレータ
７リリーフバルブ
８絞り機構（キャピラリチューブ）
９バイパス路
１０二方弁
１１三方弁

Claims

圧縮機と、四方弁と、室外側熱交換器と、膨張弁と、室内側熱交換器と、アキュームレータとを順次接続して冷媒回路を構成してなる空気調和機において、
前記膨張弁と並列に、リリーフバルブと絞り機構とを備えたバイパス路を設け、冷房運転時に前記膨張弁の両端間の圧力差が所定値以上となった場合、前記リリーフバルブを開放し、高圧液冷媒の一部を前記絞り機構を通して低圧側にバイパスさせるよう制御してなることを特徴とする空気調和機。
前記絞り機構が、冷房運転時に前記リリーフバルブの下流側となる前記バイパス路に設けられてなることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
前記絞り機構がキャピラリチューブからなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気調和機。