JP2004251555A

JP2004251555A - 空気調和装置

Info

Publication number: JP2004251555A
Application number: JP2003042851A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Shin; 正廣新; Shigeto Yamaguchi; 成人山口
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-02-20
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2004-09-09

Abstract

【課題】圧縮機からの吐出冷媒が四方弁をバイパスする冷凍サイクルにおいて低圧力損失かつ低熱損失の分岐部を有した空気調和機を提供するするものである。
【解決手段】圧縮機１０で圧縮された高温高圧冷媒は四方弁２０をバイパスさせ、且つバイパス管９３Ａ方向に冷媒の主流をコントロールするような分岐管を設置することで、四方弁２０を流れずに、また圧力損失・熱損失が少なく、スムースにバイパス管９３Ａだけに流れることになる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機からの吐出冷媒が四方弁をバイパスするバイパス回路を備えた空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の冷暖房可能な一般的な空気調和機は冷凍サイクル中に四方弁を設け、この四方弁の切り換えによって、冷房運転と暖房運転を行っている。
【０００３】
従来、一般的に用いられている四方弁では、１つの弁体の中で高温高圧の冷媒ガスと低温低圧の冷媒ガスが流通する冷媒通路が存在するために、弁体を通じて熱交換を行ってしまい、大きな熱損失となってしまう。
【０００４】
一方、従来において提案されているように、四方弁を用いることなく、複数の開閉弁や三方弁を組み合わせる方法によれば、上記のような熱損失は生じないが、現存する開閉弁（二方弁）や三方弁は構造上四方弁にくらべると圧力損失が大きいという問題を有している。
【０００５】
従って、四方弁を用いつつ、四方弁の内部で生じる熱損失を少なくすることが重要である。
【０００６】
なお、四方弁を用いつつ、四方弁の内部で生じる熱損失を少なくするものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００７】
これは、圧縮機の吐出側と四方弁との間に三方弁を設けることによって、冷房運転時に圧縮機から吐出される冷媒を四方弁を通すことなく室外熱交換器に送るものである。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭５６−６６６６０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般に三方弁はその構成上、開閉弁（二方弁）と比較すると圧力損失が大きい。
【００１０】
また、四方弁の高圧側通路を遮断して冷媒を四方弁に通すことなく、熱交換器に送る冷凍サイクルの高圧側通路中の冷媒にとっては配管の分岐部や曲げ部での熱損失や圧力損失による性能低下が課題とされてきた。
【００１１】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、圧縮機からの吐出冷媒が四方弁をバイパスする冷凍サイクルにおいて低圧力損失かつ低熱損失の分岐部を有した空気調和機を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の本発明の空気調和機は圧縮機、室内熱交換器、絞り装置、及び室外熱交換器を四方弁を介して配管で接続し、前記四方弁は暖房運転モードで前記圧縮機から前記室内熱交換器につながる冷媒通路を遮断する構成とし、前記冷媒通路と並列にバイパス管を設けると共に前記バイパス管に開閉弁を設け、暖房運転時に前記バイパス管に冷媒を流す空気調和機において前記バイパス管と前記室内熱交換器につながる冷媒通路が合流する箇所に前記バイパス管からの冷媒が主流になる様な分岐管を設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
さらに、請求項２記載の本発明の空気調和機は圧縮機、室内熱交換器、絞り装置、及び室外熱交換器を四方弁を介して配管で接続し、前記四方弁は暖房運転モードで前記圧縮機から前記室内熱交換器につながる冷媒通路を遮断する構成とし、前記冷媒通路と並列にバイパス管を設けると共に前記バイパス管に開閉弁を設け、暖房運転時に前記バイパス管に冷媒を流す空気調和機において前記圧縮機の吐出管と前記バイパス管が合流する箇所に前記バイパス管へ流れる冷媒が主流になる様な分岐管を設けたことを特徴とするとするものである。
【００１４】
上記分岐管によって、バイパスされた高温高圧冷媒は圧力損失の影響を防止することが出来、またバイパス時に起こる四方弁中に滞留する液冷媒との熱損失も最小限にすることもできる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態の冷房運転時の冷凍サイクル図である。
【００１７】
図２は暖房運転時の冷凍サイクル図である。
【００１８】
図のように、圧縮機１０、四方弁２０、室外熱交換器３０、絞り装置４０、室内熱交換器５０をそれぞれ介して環状に接続している。ここで圧縮機１０、四方弁２０、室外熱交換器３０、絞り装置４０は室外機Ａに設けられ、室内熱交換器５０は室内機Ｂに設けられている。
【００１９】
室外機Ａと室外機Ｂとは、液側接続配管６１Ｃとガス側接続配管６２Ｃとで接続されている。液側接続配管６１Ｃは液側室外バルブ８１と液側室内バルブ８２によって接続され、ガス側接続配管６２Ｃはガス側室外バルブ８３とガス側室内バルブ８４によって接続されている。
【００２０】
また、液側配管６１Ａは室外熱交換器３０と絞り装置４０とを接続し、液側配管６１Ｂは絞り装置４０と液側室外バルブ８１とを接続している。ガス側配管６２Ａは、四方弁２０と室外熱交換器３０とを接続し、ガス側配管６２Ｂは、四方弁２０とガス側室外バルブ８３とを接続し、ガス側配管６２Ｄは圧縮機１０の吐出口と四方弁２０とを接続し、ガス側配管６２Ｅは四方弁２０と圧縮機１０の吸入口とを接続している。なお、ガス側配管６２Ｅにはアキュームレータ７０が接続している。
【００２１】
なお図１に示す四方弁２０中の冷媒通路２１はガス側配管６２Ｄとガス側配管６２Ａとを連通する通路、冷媒通路２４はガス側配管６２Ｂとガス側配管６２Ｅとを連通する通路である。このように、四方弁２０が冷媒通路２１と冷媒通路２４を形成するような状態が冷房運転モードである。
【００２２】
また図２に示す四方弁２０中の冷媒通路２３はガス側配管６２Ａとガス側配管６２Ｅとを連通する通路である。ここで図２に示す四方弁２０中の冷媒通路２２は弁体によってガス側配管６２Ｂとガス側配管６２Ｄとを遮断している。このように四方弁２０が冷媒通路２３を形成するような状態が暖房運転モードである。
【００２３】
同図に示すように、バイパス管９３Ａは遮断された冷媒通路２２と並列に設けられている。すなわち、バイパス管９３Ａの一端は、分岐管１００Ａでガス側配管６２Ｄと接続され、他端は分岐管１００Ｂでガス側配管６２Ｂと接続されている。このバイパス管９３Ａには、開閉弁９３Ｂが設けられている。
【００２４】
冷房運転と暖房運転との切り換えは、四方弁２０を切り換えて冷媒の流れを変えることにより行う。冷房運転時には、室外熱交換器３０は凝縮器として、室内熱交換器５０は蒸発器として機能する。また暖房運転時には室外熱交換器３０は蒸発器として、室内熱交換器５０は凝縮器として機能する。
【００２５】
以下に開閉弁の開閉動作と冷媒の流れについて説明する。
【００２６】
まず冷房運転における冷媒流れについて図１を用いて説明する。冷房運転時には、開閉弁９３Ｂは閉状態とする。
【００２７】
圧縮機１０で圧縮された高温高圧冷媒は分岐管１００Ａを通って四方弁２０の冷媒通路２１、ガス側配管６２Ａを流れて室外熱交換器３０に導かれる。そして室外熱交換器３０で凝縮した冷媒は、液側配管６１Ａを通って室内熱交換器５０に導かれる。この室内熱交換器５０で蒸発した冷媒は、ガス側接続配管６２Ｃ、ガス側配管６２Ｂ、分岐管１００Ｂ、四方弁２０の冷媒通路２４、ガス側配管６２Ｅを通って圧縮機１０の吸入口に吸入される。
【００２８】
次に暖房運転における冷媒流れについて図２を用いて説明する。
【００２９】
暖房運転の開始時には、まず開閉弁９３Ｂを開とする。このように開閉弁９３Ｂを開状態に動作させた状態で四方弁２０を暖房運転モードに切り換える。
【００３０】
圧縮機１０で圧縮された高圧高温冷媒は、バイパス管方向を主流とするような分岐管１００Ａとバイパス管９３Ａと、バイパス管９３Ａから室内熱交換器５０へ主流とするような分岐管１００Ｂを流れることにより、各分岐管での圧力損失を最小限にすることができ、その後ガス側配管６２Ｂ、ガス側接続配管６２Ｃを流れて室内熱交換器５０に導かれる。またこのとき、四方弁２０から室内熱交換器５０への冷媒流れは阻止されおり、分岐管１００Ａから四方弁２０を介して分岐管１００Ｂまでに冷媒が滞留する可能性があるが、冷媒の主流方向がバイパス管９３Ａ側に各分岐管が設置させれているために熱損失の影響も少ない。その後この室内熱交換器５０で凝縮した冷媒は液側接続配管６１Ｃ、液側配管６１Ｂを通って絞り装置４０に導かれる。そして絞り装置４０で減圧された冷媒は、液側配管６１Ａを通って、室外熱交換器３０に導かれる。この室外熱交換器３０で蒸発した冷媒は、ガス側配管６２Ａ、四方弁２０の冷媒通路２３、ガス側配管６２Ｅを通って圧縮機１０の吸入口に吸入される。
【００３１】
このように、圧縮機１０で圧縮された高温高圧冷媒は四方弁２０をバイパスさせ、且つバイパス管９３Ａ方向に冷媒の主流をコントロールするような分岐管を設置することで、四方弁２０を流れずに、また圧力損失・熱損失が少なく、スムースにバイパス管９３Ａだけに流れることになる。
【００３２】
【発明の効果】
上記から明らかなように、本発明は、圧縮機、室内熱交換器、絞り装置、及び室外熱交換器を四方弁を介して配管で接続し、前記四方弁は暖房運転モードで前記圧縮機から前記室内熱交換器につながる冷媒通路を遮断する構成とし、前記冷媒通路と並列にバイパス管を設けると共に前記バイパス管に開閉弁を設け、暖房運転時に前記バイパス管に冷媒を流す空気調和機において前記バイパス管と前記室内熱交換器につながる冷媒通路が合流する箇所に前記バイパス管からの冷媒が主流になる様な分岐管を設けたことを特徴とする冷凍サイクルで、この構成によれば、暖房運転時に圧縮機から吐出される高温冷媒は四方弁をバイパスさせ、且つバイパス管方向に冷媒の主流をコントロールするような分岐管を設置することで、四方弁２０を流れずに、また圧力損失・熱損失が少なく、スムースにバイパス管９３Ａだけに流れることになる。
【００３３】
その結果、四方弁を介して低温の冷媒に熱を奪われることがないため、室内熱交換器での凝縮能力が低下することが少なく、また暖房運転時に圧縮機に吸入される低温の冷媒は、四方弁を介して高温の冷媒から熱を与えられることがないので、圧縮機効率を低下させることをすくなくすることができる。という効果を奏し、更に前記圧縮機の吐出管と前記バイパス管が合流する箇所に前記バイパス管へ流れる冷媒が主流になる様な分岐管を設けると効果は向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す空気調和装置の冷房運転状態を示す冷凍サイクル図
【図２】本発明の第１の実施形態を示す空気調和装置の暖房運転状態を示す冷凍サイクル図
【図３】従来の空気調和装置の冷凍サイクル図
【符号の説明】
１０圧縮機
２０四方弁
３０室外熱交換器
４０絞り装置
５０室内熱交換器
９３Ａバイパス管
９３Ｂ開閉弁
１００Ａ分岐管
１００Ｂ分岐管

Claims

圧縮機、室内熱交換器、絞り装置、及び室外熱交換器を四方弁を介して配管で接続し、前記四方弁は暖房運転モードで前記圧縮機から前記室内熱交換器につながる冷媒通路を遮断する構成とし、前記冷媒通路と並列にバイパス管を設けると共に前記バイパス管に開閉弁を設け、暖房運転時に前記バイパス管に冷媒を流す空気調和機において、前記バイパス管と前記室内熱交換器につながる冷媒通路が合流する箇所に前記バイパス管からの冷媒が主流になる様な分岐管を設けたことを特徴とする空気調和機。
前記圧縮機の吐出管と前記バイパス管が合流する箇所に前記バイパス管へ流れる冷媒が主流になる様な分岐管を設けたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。