JP2005016815A

JP2005016815A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2005016815A
Application number: JP2003181106A
Authority: JP
Inventors: Yoshimi Watanabe; 義実渡邉
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2003-06-25
Filing date: 2003-06-25
Publication date: 2005-01-20
Also published as: KR20050001386A; KR100572645B1

Abstract

【課題】インジェクションガスの流量増加によって能力を向上させた空気調和機を提供すること。
【解決手段】エンジン６１によって駆動する圧縮機１１から吐出された冷媒を室外熱交換器１５と室内熱交換器３５とを介して循環させ、その冷媒の熱交換作用によって冷房運転及び暖房運転とを行うものであって、圧縮機１１にインジェクションガスを返流するバイパスライン５１，５２が、暖房運転時に室内熱交換器３５から室外熱交換器１５へ液冷媒が流れる液ライン４５に対して直接又は／及び間接的に接続され、そのバイパスライン５１，５２に送り込まれた液冷媒を当該ライン上に設けられた熱交換器２６によって蒸発させて気化し、その気化したインジェクションガスを圧縮機１１へと返流させるようにした空気調和機１。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷媒圧縮用のコンプレッサの駆動により冷媒を循環させて冷暖房を行う空気調和機に関し、特にシステム排熱（例えばコンプレッサをエンジンで駆動させる場合には、そのエンジン排熱）を利用して液冷媒を気化してインジェクションガスを得て空調能力を向上させる空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機では、例えば暖房運転の場合、圧縮機からのガス冷媒を室内熱交換器から室外熱交換器へと循環させることによって行われる。このとき、外気温が低いと十分な暖房能力を得ることが難しくなる。そのため、室内熱交換器へと流れる液冷媒中に混入するガス冷媒を分離し、その分離したガス冷媒を圧縮機に返流させるガスインジェクションが行われる。これによりガス冷媒は圧縮機で圧縮されて、再度室内熱交換器に供給されることになって全体的な暖房能力が向上する。
【０００３】
こうしたガスインジェクションを行う空気調和機については、例えば特開平１１−１４２００１号公報に記載がある。この空気調和機では、室内熱交換器と室外熱交換器との間の液管中に気液分離器を介装し、この気液分離器と圧縮機の吸込側との間に開閉弁よりなるバイパス弁をバイパス配管に設けている。
そして、気液分離器内ではガス冷媒と液冷媒とが上下に分離し、バイパス弁を開弁すると圧縮機からの吸引力が気液分離器内に作用し、気液分離器の上壁近傍に開口するバイパス配管を通して上部側のガス冷媒が吸い出され、圧縮機へと帰還される。なお、同公報に記載された空気調和機は、特に気液分離器内の液冷媒の液面高さが高くなって、インジェクションガス中に液冷媒の混入防止を目的としたものである。液冷媒が圧縮機に吸い込まれると液圧縮が生じてしまい、これが継続されると圧縮機の破損につながり、信頼性が低下するからである。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１４２００１号公報（第２−４頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の空気調和機では高負荷要求に応じて空調能力を向上させるため、気液分離器で分離したガス冷媒を圧縮機に返流させるガスインジェクションが行われている。その際、圧縮機の信頼性を維持するため液の混入を防止する必要があり、インジェクションガスにもガス冷媒が使用され、液冷媒を積極的に排除する考え方が一般であった。
しかしながら、ガス冷媒を圧縮機に返流させるだけではバイパス配管を流れるインジェクションガスの流量に限界があり、空気調和機の大幅な能力向上が望めなかった。一方で、これまで以上に流量を確保しようとすれば配管の径を大きくするなど、空気調和機自体が大型化する問題があった。
【０００６】
そこで本発明は、かかる課題を解決すべく、インジェクションガスの流量増加によって能力を向上させた空気調和機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の空気調和機は、エンジンによって駆動する圧縮機から吐出された冷媒を室外熱交換器と室内熱交換器とを介して循環させ、その冷媒の熱交換作用によって冷房運転及び暖房運転とを行うものであって、前記圧縮機にインジェクションガスを返流するバイパスラインが、暖房運転時に前記室内熱交換器から前記室外熱交換器へ液冷媒が流れる液ラインに対して直接又は／及び間接的に接続され、そのバイパスラインに送り込まれた液冷媒を当該ライン上に設けられた熱交換器によって蒸発させて気化し、その気化したインジェクションガスを前記圧縮機へと返流させるようにしたものであることを特徴とする。
【０００８】
そして、バイパスラインを液ラインに接続する実施態様としては、次のような構成であることが望ましい。
例えば、ガス冷媒と液冷媒とを分離するレシーバタンクが前記液ラインに設けられ、前記バイパスラインがレシーバタンクの液層部分に接続されたものであること。
また、ガス冷媒と液冷媒とを分離するレシーバタンクが前記液ラインに設けられ、前記バイパスラインがレシーバタンクのガス層と前記液ラインとに、それぞれ開閉弁を介して接続されたものであること。
【０００９】
こうした構成からなる本発明の空気調和機によれば、液冷媒をバイパスラインに流し、熱交換器によって気化してインジェクションガスを得るようにしたので、ガス冷媒をそのままインジェクションガスとして返流させていた従来にものに比べてインジェクションガスの流量をかせぐことができる。そのため、圧縮機へ大流量のインジェクションガスを返流することができ、これによって圧縮機では大きな動力が得られ、暖房能力を向上させることが可能になる。
また、レシーバタンクを設けて間接的に接続すれば、そこからガス冷媒（インジェクションガス）を抜き取って圧縮機へ返流するガスインジェクションを併用するこもでき、冷房時の高負荷要求にも対応することができる。
【００１０】
また、本発明の空気調和機は、前記バイパスライン上に設けられた熱交換器が、前記エンジンから熱量を得て高温になった冷却水を流すことにより液冷媒を蒸発させてインジェクションガスを得るようにしたものであることが望ましい。
よって、本発明の空気調和機によれば、液冷媒を気化したインジェクションガスの返流により暖房空調能力を向上させる場合に、液冷媒からインジェクションガスを得る過程でエンジン排熱を利用するので、エンジン排熱の回収効率が良くなる。
【００１１】
また、本発明の空気調和機は、前記バイパスラインには、前記熱交換器の前記圧縮機側に気液分離器を有することが望ましい。
よって、本発明の空気調和機によれば、液冷媒を気化したインジェクションガスを返流させる場合や、ガス冷媒をそのままインジェクションガスとして返流する場合に、そのインジェクションガスから液を分離することにより圧縮機への液の返流を防止するので、圧縮機の破損による信頼性の低下を防止できる。
【００１２】
更に、本発明の空気調和機は、循環して前記圧縮機へ帰還する冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離して収容する気液分離収容器と、前記圧縮機とを接続した共通ラインを有し、前記バイパスラインの前記圧縮機側をその共通ラインに接続し、その共通ラインに設けられた開閉弁の開閉によってインジェクション操作とリデュース操作とに運転を切り換えるようにしたものであることを特徴とする。
よって、本発明の空気調和機によれば、インジェクション操作とリデュース操作との両方を可能にしたことで、従来はエンジン性能（回転数制御範囲）による狭い範囲でしか負荷要求に対応できなかったが、圧縮機に対する冷媒の流量調整を行うことにより、広い範囲の負荷要求にリニアに対応することができるようになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る空気調和機の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図１は、第１実施形態の空気調和機について、その冷媒循環ラインを示したブロック図である。
空気調和機１は、室内の冷房または暖房を行うものであり、室外機１０と室内機３０とから構成されている。その一方の室外機１０は、燃料ガスの燃焼によって駆動する駆動部としてガスエンジン６１、ガスエンジン６１によって駆動しアキュムレータ１２のガス状の冷媒を吸入して圧縮するコンプレッサ１１、ガス状の冷媒（ガス冷媒）と液状の冷媒（液冷媒）とを分離した状態で収容するアキュムレータ１２、および空調のために冷媒の熱交換を行う熱交換器としての室外熱交換器１５などから構成されている。そして他方の室内機３０は、空調のために冷媒の熱交換を行う熱交換器としての室内熱交換器３５、および冷媒を膨張させる膨張弁３２などから構成されている。
【００１４】
本実施形態の空気調和機１では、室外機１０に設けられたコンプレッサ１１にはスクロール回転式の可変容量型が採用され、ガスエンジン６１が駆動源としてタイミングベルトなどの動力伝達部材を介して連結されている。そして、コンプレッサ１１には、アキュムレータ１２からの冷媒を圧縮室に吸い込むための吸入ポート１１ｂと、その圧縮室で圧縮された高圧の冷媒を吐出するための吐出ポート１１ａが形成されている。コンプレッサ１１とアキュムレータ１２とは、吸入ライン４１によって吸入ポート１１ｂと吸出しポート１２ｂが接続される他、共通ライン５３によって共通ポート１１ｃとリデュースポート１２ｃも接続されている。
【００１５】
また、空気調和機１は、室外熱交換器１５と室内熱交換器３５とを接続するライン４５には、ガス冷媒と液冷媒とをそれぞれ気液分離するレシーバタンク１７が配管され、室外熱交換器１５側にはガス層部分が、室内熱交換器３５側には液層部分がそれぞれ接続されている。そして本実施形態では、このレシーバタンク１７に対してバイパスライン５１が、特に液冷媒で満たされている液層部分に接続されている。レシーバタンク１７に接続されたバイパスライン５１には、電子膨張弁２５が配管され、熱交換器２６へと接続されている。熱交換器２６は、二重管熱交換器２２などと同様にガスエンジン６１を冷却するための冷却水が流れるようになっており、エンジン排熱を利用して液冷媒を蒸発させ、インジェクションガスを得るようにしたものである。
【００１６】
更に、この熱交換器２６の二次側に接続されたバイパスライン５２には気液分離用のアキュムレータ２７が設けられ、液を排除したインジェクションガスがコンプレッサ１１へ送られるよう構成されている。なお、このアキュムレータ２７は、液冷媒を全てガス化できなかった場合に有効に機能するものであるため、熱交換器２６で液冷媒を全てガス化できる場合にはこれを除いた構成としてもよい。また、室内機１０にはこのアキュムレータ２７以外にアキュムレータ１２が設置されているが、前者が請求項５に記載する気液分離器に相当し、後者が請求項６に記載する気液分離収容器に相当するものである。
【００１７】
そして、そのアキュムレータ２７に接続されたバイパスライン５２は、逆止弁２８を介してインジェクションガスをコンプレッサ１１に返流するための共通ライン５３に接続され、共通ライン５３は、コンプレッサ１１の共通ポート１１ｃに接続されている。
【００１８】
ところで従来は、前述したようにレシーバタンク１７で気液分離したガス冷媒をインジェクションガスとしてコンプレッサへ返流するようにしていた。しかし、本実施形態では、液冷媒を熱交換器２６へ送り込んで気化することによってインジェクションガスを得るようにしている。そして、その液冷媒を気化させるのための熱源としては、空気調和機のシステム排熱、特にコンプレッサ１１をガスエンジン６１で駆動させるようにした本実施形態の空気調和機１では、エンジン排熱を利用するように構成されている。図４は、そうしたエンジン排熱を利用した液冷媒のガス化システム回路図である。
【００１９】
エンジン排熱はガスエンジン６１を冷却するための冷却水から取るようにしており、そのための冷却水回路に組み込まれている。この冷却水回路には、冷却水をガスエンジン６１へ送って循環させるためのポンプ６０を有し、その二次側にガスエンジン６１及び排気熱交換器６２が接続されている。こうしてポンプ６０によって送られる冷却水は、ガスエンジン６１からの熱量に加え、排気熱交換器６２によって排気ガスからも熱量を得ることができるようになっている。そして、排気熱交換器６２の二次側には３方弁６３が配管され、熱交換器２６とラジエタ６４とに切り換えて冷却水を流せるようになっている。ポンプ６０の一次側にはサーモバルブ６５が配管され、ポンプ６０側とガスエンジン６１及び排気熱交換器６２を飛び越えた３方弁６３側とに切換可能に接続されている。なお、こうした冷媒のガス化システムは、図示しないが室外熱交換器１５や二重管熱交換器２２も熱交換器２６とも同様に接続されている。
【００２０】
ところで、本実施形態の空気調和機１では、バイパスライン５２が接続された共通ライン５３は、コンプレッサ１１の共通ポート１１ｃとアキュムレータ１２のリデュースポート１２ｃに接続され、インジェクション操作とリデュース操作との両方が可能な構成になっている。すなわち、空調要求負荷が高い時にはインジェクション操作によってコンプレッサ１１に供給する単位時間当たりの冷媒流量を増加させ、逆に空調要求負荷が低い時にはリデュース操作によってコンプレッサ１１内の余剰冷媒をアキュムレータに戻す構成となっている。そして、その共通ライン５３には、インジェクション操作とリデュース操作との切り換えのための電子膨張弁２９が設けられている。
【００２１】
インジェクション操作及びリデュース操作を行うようにしたのは、エンジン性能を補って、空気調和機１が低負荷から高負荷の広い範囲で対応できるように能力幅を持たせるようにするためである。例えば、空気調和機１では駆動手段としてガスエンジン６１を使用しているため、その最低回転数（アイドリング回転数）は限られているが、リデュース操作によってエンジン６１では運転できない低負荷出力を可能にしている。
ところで、この空気調和機１は、こうしたインジェクション操作とリデュース操作とを切り換えるための電子膨張弁２９など各種機器は、不図示の制御装置によって動作が制御されるようになっている。
【００２２】
次に、空気調和機１について、室内を冷房するときの作用を説明する。燃料ガスによってガスエンジン６１が駆動すると、コンプレッサ１１が駆動し、アキュムレータ１２のガス冷媒がその吸出しポート１２ｂから吸入ライン４１を経てコンプレッサ１１に吸い込まれ、その圧縮室で圧縮される。圧縮によって高温高圧となったガス冷媒は、コンプレッサ１１の吐出ポート１１ａから吐出される。吐出されたガス冷媒は、ライン４２を通ってオイルセパレータ１３に至り、そこでオイルが分離されて純粋なガス冷媒が得られる。そうしたガス冷媒は、流路切換弁である四方弁１４の第１ポート１４ａからライン４３へと流れ、室外熱交換器１５へと送られる。
【００２３】
高温・高圧のガス冷媒は、室外熱交換器１５において放熱によって冷却され、凝縮することにより高温の液体になる。その後、液冷媒はライン４４を流れて電子膨張弁１６にて減圧されるが、そこでは状態が高圧から低圧になることで２相冷媒となり、レシーバタンク１７においてガス冷媒と液冷媒とに分離して収容される。蒸発潜熱を充分有している液冷媒は、レシーバタンク１７から更にフィルタドライヤ１８、ボールバルブ１９、ライン４５、そしてストレーナ３１を経て膨張弁３２を通り、その膨張弁３２で減圧させることにより低温となる。
【００２４】
従って、低温・低圧の２相冷媒となってストレーナ３３から室内熱交換器３５へと送られた冷媒は、ここで蒸発するときに空気側から熱を吸収して冷気を発生させて室内を冷却する。その後、低温・低圧のガス冷媒は、ライン４６、ボールバルブ２０からライン４７を通り、四方弁１４へと流れる。四方弁１４では、第３ポート１４ｃから入って第２ポート１４ｂへと出て、更に二重管熱交換器２２へと流れる。冷房運転の場合、二重管熱交換器２２は機能していないため冷媒は吸熱せずそのまま通り過ぎる。そして、ライン４８を経てアキュムレータ１２へ帰還ポート１２ａから入って帰還する。こうして帰還した冷媒は、アキュムレータ１２内で液冷媒とガス冷媒とに分離された状態で収容され、再び吸入されてコンプレッサ１１へと送られる。
【００２５】
次に、空気調和機１について、室内を暖房するときの作用を説明する。燃料ガスによりガスエンジン６１が駆動すると、コンプレッサ１１が駆動し、アキュムレータ１２内のガス状の冷媒が吸出しポート１２ｂから吸入ライン４１を通ってコンプレッサ１１に吸入され、その圧縮室で圧縮される。圧縮されて高温高圧となった冷媒は、コンプレッサ１１の吐出ポート１１ａから吐出され、ライン４２からオイルセパレータ１３へと送り込まれる。オイルセパレータ１３でオイルが分離された純粋なガス冷媒は、四方弁１４の第３ポート１４ｃからライン４７を通って室内熱交換器３５へと送られる。暖房時には、この室内熱交換器３５が凝縮機として機能し、高温・高圧のガス冷媒が高温の液体になる。従って、室内熱交換器３５では、冷媒が熱交換されて室内に熱を放出して室内が加熱される。
【００２６】
室内熱交換器３５を通って減圧され気液２相状態の冷媒は、ストレーナ３３から膨張弁３２を経て、更にストレーナ３１からライン４５へと送られる。そして、ボールバルブ１９、フィルタドライヤ２１およびレシーバタンク１７へと送られる。レシーバタンク１７のガス層部分にはライン４４が接続されているため、ガス冷媒は、そのライン４４を通って室外熱交換器１５へと送られる。その後、ガス冷媒は、四方弁１４では第１ポート１４ａから入って第２ポート１４ｂへと出て二重管熱交換器２２からライン４８を通り、帰還ポート１２ａからアキュムレータ１２へと帰還する。このとき室内熱交換器３５と二重管熱交換器２２とには、エンジンの冷却水が流されており、ガス冷媒が冷却水から熱を奪うことによってガス化を促進させてアキュムレータ１２へ帰還させている。こうして帰還した冷媒は、アキュムレータ１２において液冷媒とガス冷媒とに分離された状態で収容され、再び吸引されてコンプレッサ１１へと送られる。
【００２７】
このように冷房又は暖房運転が行われる場合、本実施形態の空気調和機１では、高負荷要求があるとコンプレッサ１１に対してインジェクションガスを返流させることによる能力アップが実行される。図１に示した空気調和機１では特に暖房能力の向上を目的として構成されている。そこで、暖房運転時に高負荷要求があった場合には、バイパスライン５１上の電子膨張弁２５が開けられ、共通ライン５３上の電子膨張弁２９は閉じたままでインジェクション操作が行われる。
【００２８】
電子膨張弁２５が開けられると、レシーバタンク１７内の液冷媒は、バイパスライン５１へと流れ、電子膨張弁２５を通って熱交換器２６へと送られる。そして、熱交換器２６にはエンジン排熱をによって高温になった冷却水が流れている。すなわち、図４に示すように、ガスエンジン６１及び排気熱交換器６２を流れた冷却水がそこで熱量を得ることにより温度が例えば７０〜８０℃程度になり、そうした冷却水が３方弁６３の切り換えによって熱交換器２６へと送り込まれている。
【００２９】
従って、熱交換器２６を通って流れる液冷媒は、高温の冷却水から熱を奪って蒸発し、気化してインジェクションガスとなる。こうして熱交換器２６によって液冷媒から得られたインジェクションガスは、アキュムレータ２７へと流れて液冷媒とガス冷媒とに分離される。そして、液を排除したインジェクションガスのみがバイパスライン５２を通って共通ライン５３へ流れ、共通ポート１１ｃからコンプレッサ１１へと返流される。従って、コンプレッサ１１の吐出ポート１１ａからは、単位時間当たりの流量を増加させた冷媒が吐出されて高負荷運転が行われることになる。
【００３０】
一方、低負荷要求があった場合には、バイパスライン５１上の電子膨張弁２５が閉じられ、反対に共通ライン５３上の電子膨張弁２９が開けられてリデュース操作が行われる。すなわち、コンプレッサ１１内の余剰冷媒が共通ポート１１ｃから共通ライン５３に流れ出てアキュムレータ１２へと戻される。従って、コンプレッサ１１の吐出ポート１１ａからは、単位時間当たりの流量を低減させた冷媒が吐出されて低負荷運転が行われることになる。
【００３１】
こうして本実施形態の空気調和機１では、レシーバタンク１７から密度の高い液冷媒を抜いてインジェクションガスを得るようにしたので、ガス冷媒をそのままインジェクションガスとして返流させていた従来のものに比べてインジェクションガスの流量をかせぐことができるようになった。そのため、コンプレッサ１１へ大流量のインジェクションガスを返流することができ、これによってコンプレッサ１１から大きな動力が得られ、暖房能力を向上させることが可能になった。
また、本実施形態の空気調和機１では、こうしてインジェクションガスの返流により暖房空調能力をアップさせる場合、液冷媒からインジェクションガスを得る過程でエンジン排熱を利用するようにしたので、エンジン排熱の回収効率も良くなった。
【００３２】
また、本実施形態の空気調和機１では、インジェクション操作とリデュース操作との両方を可能としたので、空調能力の高低幅を広げ、負荷要求にリニアに対応することができるようになった。すなわち、図５に示すように、従来の空気調和機では、ガスエンジン６１の性能（回転数制御範囲）によって実線で示す範囲でしか負荷要求に対応できなかったが、インジェクション操作及びリデュース操作によって制御能力幅を広げ、負荷要求範囲を広げることができた。特に、暖房運転時におけるインジェクション範囲は、前述したように従来のガスインジェクションに比べて大幅に向上している。
【００３３】
次に、空気調和機の第２実施形態について説明する。図２は、第２実施形態の空気調和機について、その冷媒循環ラインを示したブロック図である。本実施形態の空気調和機２は、第１実施形態と同様に室内の冷房または暖房を行うものであり、室外機７０と室内機３０とから構成されているが、その構成は前記第１実施形態の空気調和機１と多くの構成を共通にしているため、同じ構成には同じ符号付して詳細な説明を省略する。
【００３４】
本実施形態の特徴は、インジェクション操作において、冷房運転の時にレシーバタンク１７からガス冷媒を抜き取り、暖房運転の時にはライン４５から直接液冷媒を抜き取るようにした点にある。そのための構成として、ライン４５とバイパスライン５１を電磁弁７２を介して接続し、レシーバタンク１７にはガス層分に電磁弁７１を介してバイパスライン５１が接続されている。
そこで、冷房運転時には、ガス冷媒が室外熱交換器１５において凝縮され、レシーバタンク１７内でガス冷媒と液冷媒とに分離される。そのうちの液冷媒はライン４５を流れて室内機３０の室内熱交換器３５へと送られ、ここで冷媒が蒸発するときに空気側から熱を吸収して冷気を発生させて室内を冷却する。
【００３５】
そして、こうした冷房時に高負荷要求があった場合には、電磁弁７２は閉じた状態で電磁弁７１が開けられる。すると、レシーバタンク内１７内のガス冷媒が、バイパスライン５１，５２及び共通ライン５３を流れてコンプレッサ１１へ返流するガスインジェクションが行われる。なお、冷房時にはエンジン排熱によって冷媒を暖める必要がないため、熱交換器２６には冷却水が流されることなく熱交換は行われていない。すなわち、図４に示す冷却水回路では、ポンプ１２によって送られる冷却水は、ガスエンジン６１及び排気熱交換器６２を通った後、３方弁６３の切り換えによりラジエータ６４へと流れてそこで熱が放散される。
【００３６】
次に、空気調和機２を暖房運転する場合には、前記第１実施形態の空気調和機１と同様に、室内熱交換器３５が凝縮機として機能し、高温・高圧のガス冷媒が高温の液体になって冷媒が熱交換され、それにより室内に熱が放出して室内が加熱される。そして、高負荷要求があった場合には、電磁弁７１は閉じた状態で電磁弁７２が開けられる。すると、室内熱交換器３５からライン４５を通って流れた冷媒がバイパスライン５１へと送られ、熱交換器２６では高温の冷却水から熱を奪って気化し、インジェクションガスとなってコンプレッサ１１へと返流される。
【００３７】
従って、本実施形態の空気調和機２では、前記第１実施形態と同様に暖房能力の向上に加え、冷房時のガスインジェクションによって冷房能力を向上させることが可能となった。
また、前記第１実施形態と同様に、インジェクションガスの返流により暖房空調能力をアップさせる場合に、液冷媒からインジェクションガスを得る過程でエンジン排熱を利用するので、エンジン排熱の回収効率も良くなった。更に、インジェクション操作とリデュース操作との両方が可能であるため、空調能力の高低幅を広げ、負荷要求にリニアに対応することができるようになった（図５参照）。
【００３８】
次に、空気調和機の第３実施形態について説明する。図３は、第３実施形態の空気調和機について、その冷媒循環ラインを示したブロック図である。本実施形態の空気調和機３は、第１及び第２実施形態と同様に室内の冷房または暖房を行うものであり、室外機８０と室内機３０とから構成されているが、その構成は前記第１実施形態の空気調和機１と多くの構成を共通にしているため、同じ構成には同じ符号付して詳細な説明は省略する。
【００３９】
本実施形態の特徴は、インジェクション操作において、前記第１実施形態と同様に液冷媒からインジェクションガスを得て、暖房能力の向上を図ったものである。そして、前記第１実施形態ではレシーバタンク１７を備えていたが、本実施形態では、ライン４５に直接バイパスライン５１が接続されている。
そこで、空気調和機２を暖房運転する場合であって高負荷要求があったときは、室内熱交換器３５によって凝縮された高温の液冷媒がライン４５に流れ、そこから電磁弁７２が開けられたバイパスライン５１へと送られ、熱交換器２６において高温の冷却水から熱を奪って気化し、インジェクションガスとなってコンプレッサ１１へと返流される。
【００４０】
従って、本実施形態の空気調和機３では、前記第１実施形態と同様に暖房能力を向上させることが可能となった。そして、特にレシーバタンク１７を除くことにより、構成の簡素化やコスト低下の効果を得ている。
また、前記第１及び第２実施形態と同様に、インジェクションガスの返流により暖房空調能力をアップさせる場合に、液冷媒からインジェクションガスを得る過程でエンジン排熱を利用するので、エンジン排熱の回収効率も良くなった。更に、インジェクション操作とリデュース操作との両方が可能であるため、空調能力の高低幅を広げ、負荷要求にリニアに対応することができるようになった（図５参照）。
【００４１】
以上、本発明に係る空気調和機の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなくその趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は、圧縮機にインジェクションガスを返流するバイパスラインを、暖房運転時に室内熱交換器から前記熱交換器へ液冷媒が流れる液ラインに対して直接又は／及び間接的に接続し、そのバイパスラインに送り込まれた液冷媒を当該ライン上に設けられた熱交換器によって蒸発させて気化し、その気化したインジェクションガスを前記圧縮機へと返流させるよう構成したので、インジェクションガスの流量増加によって能力を向上させた空気調和機を提供することが可能になった。
【００４３】
また、本発明は、バイパスライン上に設けた熱交換器にエンジンから熱量を得て高温になった冷却水を流して液冷媒を蒸発させてインジェクションガスを得るよう構成したので、暖房空調能力をアップさせる場合に液冷媒からインジェクションガスを得る過程でエンジン排熱を利用することで、エンジン排熱の回収効率を良くした空気調和機を提供することが可能になった。
【００４４】
更に、本発明は、アキュムレータと圧縮機とを共通ラインで接続し、バイパスラインの圧縮機側をその共通ラインに接続し、共通ラインに設けられた開閉弁の開閉によってインジェクション操作とリデュース操作とに運転を切り換えるように構成したので、圧縮機に対する冷媒の流量調整を行うことにより、広い範囲での負荷要求にリニアに対応できる空気調和機を提供することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の空気調和機について、その冷媒循環ラインを示したブロック図である。
【図２】第２実施形態の空気調和機について、その冷媒循環ラインを示したブロック図である。
【図３】第３実施形態の空気調和機について、その冷媒循環ラインを示したブロック図である。
【図４】エンジン排熱を利用した液冷媒のガス化システム回路図である。
【図５】実施形態の空気調和機における空調要求負荷と制御能力幅との関係をグラフにして示した図である。
【符号の説明】
１空気調和機
１０室外機
１１コンプレッサ
１２アキュムレータ
１５室外熱交換器
１７レシーバタンク
２６熱交換器
２７アキュムレータ
３０室外機
３５室内熱交換器
４１共通ライン
５１，５２バイパスライン
６１ガスエンジン

Claims

エンジンによって駆動する圧縮機から吐出された冷媒を室外熱交換器と室内熱交換器とを介して循環させ、その冷媒の熱交換作用によって冷房運転及び暖房運転とを行う空気調和機において、
前記圧縮機にインジェクションガスを返流するバイパスラインが、暖房運転時に前記室内熱交換器から前記室外熱交換器へ液冷媒が流れる液ラインに対して直接又は／及び間接的に接続され、そのバイパスラインに送り込まれた液冷媒を当該ライン上に設けられた熱交換器によって蒸発させて気化し、その気化したインジェクションガスを前記圧縮機へと返流させるようにしたものであることを特徴とする空気調和機。
請求項１に記載する空気調和機において、
ガス冷媒と液冷媒とを分離するレシーバタンクが前記液ラインに設けられ、前記バイパスラインがレシーバタンクの液層部分に接続されたものであることを特徴とする空気調和機。
請求項１に記載する空気調和機において、
ガス冷媒と液冷媒とを分離するレシーバタンクが前記液ラインに設けられ、前記バイパスラインがレシーバタンクのガス層と前記液ラインとに、それぞれ開閉弁を介して接続されたものであることを特徴とする空気調和機。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載する空気調和機において、
前記バイパスライン上に設けられた熱交換器は、前記エンジンから熱量を得て高温になった冷却水を流すことにより液冷媒を蒸発させてインジェクションガスを得るようにしたものであることを特徴とする空気調和機。
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載する空気調和機において、
前記バイパスラインには、前記熱交換器の前記圧縮機側に気液分離器を有することを特徴とする空気調和機。
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載する空気調和機において、
循環して前記圧縮機へ帰還する冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離して収容する気液分離収容器と、前記圧縮機とを接続した共通ラインを有し、
前記バイパスラインの前記圧縮機側をその共通ラインに接続し、その共通ラインに設けられた開閉弁の開閉によってインジェクション操作とリデュース操作とに運転を切り換えるようにしたものであることを特徴とする空気調和器。