JP2007113796A - Air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷房運転と除湿運転が可能な空気調和装置に関する。 The present invention relates to an air conditioner capable of cooling operation and dehumidifying operation.
空気調和装置には、除湿冷房運転と除湿暖房運転が切り替え可能に構成された除湿専用型の再熱除湿エアコンと言われるものがある。この空気調和装置の室内機は、除湿用熱交換器と、減圧装置と、冷媒の貯溜器と、放熱用熱交換器とを直列に配置したものがある(例えば、特許文献1参照)。貯溜器は、放熱用熱交換器から減圧装置に送り込まれる液冷媒のうちで余剰な液冷媒を蓄えるもので、冷媒が過剰圧にならないようにするために設けられている。除湿冷房運転時には、ガス冷媒が放熱用熱交換器で放熱して液化する。液化した冷媒は、貯溜器に殆ど留まることなく放熱用熱交換器に流入し、ここで若干放熱する。除湿用熱交換器で除湿された空気は、僅かに加熱されるだけで室内に吹き出す。
しかしながら、この種の空気調和装置では、冷房運転時でも放熱用熱交換器における放熱がゼロにはならないため、冷房運転時の効率が悪かった。また、空気調和装置の能力を大きくするためには、液冷媒が流れる配管の管径を大きくすれば良いが、冷房運転時と除湿運転(再熱除湿運転)時のそれぞれにおける最適な冷媒量の差が大きくなり、空気調和装置全体としての効率が低下するという問題があった。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、効率良く冷房運転と再熱除湿運転が可能にすることを主な目的とする。
However, in this type of air conditioner, the heat dissipation in the heat exchanger for heat dissipation does not become zero even during the cooling operation, so the efficiency during the cooling operation is poor. In order to increase the capacity of the air conditioner, the pipe diameter of the pipe through which the liquid refrigerant flows may be increased. However, the optimum refrigerant amount in each of the cooling operation and the dehumidifying operation (reheat dehumidifying operation) can be obtained. There is a problem that the difference becomes large and the efficiency of the entire air conditioner decreases.
The present invention has been made in view of such circumstances, and a main object thereof is to enable efficient cooling operation and reheat dehumidification operation.
上記の課題を解決する本発明は、室内機に第一熱交換器と第二熱交換器とを気流の流れる方向に沿って順番に設け、前記第一熱交換器から前記第二熱交換器に冷媒が流れる経路中に減圧装置を設けると共に、前記減圧装置をバイパスする回路を設け、この回路に冷媒の貯溜器と二方弁とを第一熱交換器側から順番に設けたことを特徴とする空気調和装置とした。
この空気調和装置では、冷房時に二方弁を開いて、貯溜器及び減圧装置のそれぞれを通って冷媒を第一熱交換器から第二熱交換器に流入させる。再熱除湿時に二方弁を閉じて、貯溜器に余剰な冷媒を溜め込み、その他の冷媒を減圧装置で減圧させた後、第二熱交換器に流入させる。
The present invention that solves the above-described problems provides an indoor unit with a first heat exchanger and a second heat exchanger in order along the flow direction of the air flow, from the first heat exchanger to the second heat exchanger. And a circuit for bypassing the pressure reducing device is provided in the path through which the refrigerant flows, and a refrigerant reservoir and a two-way valve are provided in this circuit in order from the first heat exchanger side. It was set as the air conditioning apparatus.
In this air conditioner, the two-way valve is opened during cooling, and the refrigerant flows from the first heat exchanger to the second heat exchanger through each of the reservoir and the pressure reducing device. At the time of reheat dehumidification, the two-way valve is closed, excess refrigerant is stored in the reservoir, and the other refrigerant is decompressed by the decompression device, and then flows into the second heat exchanger.
本発明によれば、第一熱交換器から第二熱交換器に至るまでの経路中に減圧装置をバイパスする経路を設け、この経路中に貯溜器を設けたので、冷媒の一部を第二熱交換器に供給しながら、冷媒を貯溜器に溜めることが可能になる。したがって、空気調和装置の運転モードに合わせて冷媒の循環量を室内機側で変化させることができ、運転モードに依らずに効率の良い運転が可能になる。 According to the present invention, the path from the first heat exchanger to the second heat exchanger is provided with a path that bypasses the decompression device, and the reservoir is provided in the path, so that a part of the refrigerant is While supplying the two heat exchangers, the refrigerant can be stored in the reservoir. Therefore, the circulation amount of the refrigerant can be changed on the indoor unit side in accordance with the operation mode of the air conditioner, and efficient operation is possible regardless of the operation mode.
発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図1に空気調和装置の概略構成を示す。空気調和装置1は、室外機2と室内機3とが配管4,5で接続された構成を有している。
室外機2は、圧縮機10の吐出口に接続された吐出配管11が室外熱交換器12の流入口に接続されている。室外熱交換器12の流出口には、配管4が接続されており、配管4はその経路中に第一減圧装置13が設けられた後に室内機3に導かれている。
The best mode for carrying out the invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of the air conditioner. The air conditioner 1 has a configuration in which an outdoor unit 2 and an indoor unit 3 are connected by pipes 4 and 5.
In the outdoor unit 2, the
室内機3は、第一熱交換器21と第二熱交換器22とを有し、第一、第二熱交換器21,22が送風ファン23の形成する気流の経路(図中に矢印Aで示す)中に、第二熱交換器22、第一熱交換器21の順番に略平行に配置されている。第一、第二熱交換器21,22の容量は、略等しい。第一熱交換器21の上部には、冷媒の流入口21Aが設けられており、この流入口21Aに配管4が接続されている。第一熱交換器21の流出口21Bは下部に設けられており、ここには配管24が接続されている。
The indoor unit 3 includes a
配管24は、上向きに引き回された後に分岐部25が形成されている。分岐部25は、上向きに凸となるように略U字状に湾曲している。分岐部25は、配管24と一体に構成されても良いし、別の配管を接続させても良い。分岐部25の下向きに折り返された端部25Aは、貯溜器26に上方から引き込まれている。貯溜器26は、所定量の冷媒を内部に溜めることができるタンクであり、各熱交換器21,22を通過して室内に吹き出される気流の経路A中に配置されている。貯溜器26の下端からは、配管27が延びており、この配管27は二方弁28が設けられた後に、第二熱交換器22の下部に形成された流入口22Aに接続されている。二方弁28は、各熱交換器21,22を通過して室内に吹き出される気流の経路Aから外れた位置に配置されている。なお、図1においては、気流の経路Aに直交する左右方向にはずれた位置に配置されているが、気流の経路Aの上側や、下側に配置しても良い。
The
分岐部25の中央、つまり最も高い位置には、配管29が接続されている。配管29は、分岐部25から上方に略垂直に延びた後に、下方に向けて引き回され、第二減圧装置30が設けられた後に配管27に、二方弁28より第二熱交換器22側で接続されている。なお、第二減圧装置30は、気流の経路A中に配置しても良いが、気流の経路Aの外に配置することが好ましい。なお、配管29を通る経路は、後述するように常に開放されており、貯溜器26側の経路が配管29の経路をバイパスする回路となる。
A
第二熱交換器22は、上部に冷媒の流出口22Bが設けられており、ここに配管5が接続されている。配管5は、室外機2に導かれ、気液分離装置31に上方から挿入されている。気液分離装置31からは吸入配管32が延びている。吸入配管32は、圧縮機10の吸入口に接続されている。圧縮機10、第一減圧装置13、二方弁28、第2減圧装置30は、制御装置40によって制御されている。
The
この実施の形態の作用について説明する。
冷房運転を行う際には、図1に矢印Bで示すように冷媒を循環させる。すなわち、制御装置40は、第一減圧装置13を予め定められた所定開度に設定する。さらに、二方弁28を開いて、第二減圧装置30を全開にする。圧縮機10を運転させると、圧縮機10から吐出される高圧のガス冷媒が室外熱交換器12に流入する。第一減圧装置13が所定開度に設定されているので、室外熱交換器12ではガス冷媒が凝縮して液冷媒となる。これによって、第一減圧装置13で減圧された二相冷媒が室内機3に流入する。室内機3では、第一熱交換器21の上部に二相冷媒が流入し、送風ファン23で送気される気流と熱交換を行って蒸発しながら下方に向かって流れる。この二相冷媒は、配管24を通って分岐部25で端部25A側と配管29に分岐する。分岐部25は略U字状になっているので、二相冷媒であっても流動抵抗が少なくなっており、スムーズに通過することができる。
The operation of this embodiment will be described.
When performing the cooling operation, the refrigerant is circulated as shown by an arrow B in FIG. That is, the
貯溜器26では、二方弁28が開いているので、冷媒は溜まることなく第二熱交換器22に流入する。貯溜器26は、気流の経路Aの下流側に配置されているので、貯溜器26が蒸発器として機能する。つまり、貯溜器26を流れる液冷媒が、貯溜器26の周囲を流れる空気と熱交換して一部が気化しながら、配管27に流出する。一方、配管29では、第二減圧装置30が全開しているので、冷媒は大きく減圧されることなく流れ、配管27を流れる冷媒と合流して第二熱交換器22に流入する。第二熱交換器22では、二相冷媒が熱交換によって蒸発し、飽和冷媒又はガス冷媒が形成される。送風ファン23から送気される空気は、第一、第二熱交換器21,22で冷却されて、室内に吹き出される。第二熱交換器22から流出する冷媒は、配管5を通って室外機2に導かれ、気液分離装置31を通って各圧縮機10に吸入される。そして、再び圧縮されて吐出配管11に吐出される。
In the
再熱除湿運転を行う際には、図1に矢印Cで示すように冷媒を循環させる。すなわち、制御装置40は、第一減圧装置13を全開にする。さらに、二方弁28を閉じて、第二減圧装置30を予め定められた所定の開度に設定する。圧縮機10を運転させると、高圧のガス冷媒が室外熱交換器12に流入する。第一減圧装置13は全開なので、室外熱交換器12及び第一熱交換器21によって高圧のガス冷媒から液冷媒が形成される。この際に、第一熱交換器21の周囲に放熱が行われる。第一熱交換器21の下部から流出する高圧の液冷媒は、分岐部25において端部25A側と配管29とに分流する。端部25Aを流れる液冷媒は、貯溜器26に流入する、二方弁28が閉じているので、貯溜器26に液冷媒が溜まる。配管29を流れる液冷媒は第二減圧装置30で減圧されつつ、第二熱交換器22に流入し、熱交換によって気化する。この際の吸熱によって周囲の空気が除湿冷却される。第二熱交換器22で除湿冷却された空気は、送風ファン23によって第一熱交換器21の周囲に導かれ、第一熱交換器21の放熱によって暖められて、除湿空気として室内に吹き出される。第二熱交換器22から流出する冷媒は、室外機2の圧縮機10に吸入されて、再び圧縮、吐出される。
When performing the reheat dehumidifying operation, the refrigerant is circulated as shown by an arrow C in FIG. That is, the
冷媒の一部が貯溜器26に溜まることで再熱除湿運転時に空気調和装置1を循環する冷媒量が減る。貯溜器26の容積は、冷房運転に最適な冷媒量と、再熱除湿運転に最適な冷媒量との差に略相当する大きさになっている。再熱除湿運転から冷房運転に切り替わったときには、二方弁28が開くので、貯溜器26に溜まっている液冷媒が第二室外熱交換器22に供給され、空気調和装置1を循環する冷媒量が増加する。
Since a part of the refrigerant is accumulated in the
この実施の形態によれば、貯溜器26と第二減圧装置30とを並列に接続し、貯溜器26側に二方弁28を設けて第二減圧装置30の経路に対するバイパス回路とし、冷房運転時と再熱除湿運転時とで冷媒の経路を異なるように構成したので、2つの熱交換器21,22を共に蒸発器として用いる冷房運転が可能になる。また、再熱除湿運転時には、二方弁28を閉じることで余剰となる冷媒を貯溜器26に溜めて冷媒の循環量を減少させることができるので、冷房運転と再熱除湿運転のそれぞれにおいて最適な冷媒量で効率良く運転することが可能になる。
第一熱交換器21の下部から第二熱交換器22に冷媒が流れるようにしたので、第一熱交換器21で液冷媒が形成されるときに、液冷媒を速やかに第二熱交換器22に向けて流出させることが可能になり、第一熱交換器21内に液冷媒が滞溜しなくなる。このため、第一熱交換器21における熱交換の効率を高く維持することができる。
According to this embodiment, the
Since the refrigerant flows from the lower part of the
第一熱交換器21から延びる配管24に上向きに凸となる分岐部25を設けたので、二相冷媒を通過させる際の流動抵抗を最低限に抑えつつ、ガス冷媒と液冷媒とを速やかに分離することが可能になる。したがって、再熱除湿運転時に、余剰となる液冷媒を貯溜器26に速やかに回収できる。
室内に吹き出す気流の経路A中に貯溜器26を晒すように配置したので、冷房運転時に貯溜器26を蒸発器として使用することが可能になり、冷房効率をさらに向上させることができる。二方弁28は、気流の経路A外に配置したので、第一、第二熱交換器21,22に生じる結露水に二方弁28が晒されないようになる。
Since the
Since the
ここで、分岐部の変形例を図2に示す。図2に示す分岐部50は、第一熱交換器21から延びる配管24が分岐配管51に略垂直に接続された略T字形になっている。分岐配管51は、斜めに傾斜しており、下方に延びる端部51Aには、貯溜器26が接続される。上方に延びる端部51Bには第二減圧装置30が接続される。この分岐部50に二相冷媒を流すと、配管24を流れる二相冷媒が分岐配管51の内壁に衝突するようになり、液冷媒とガス冷媒とを分離し易くなる。冷房運転から再熱除湿運転に切り替えた直後は、定常運転になるまで分岐配管51に二相冷媒が流れる。この際に、分岐配管51において液冷媒とガス冷媒とが分離され、液冷媒は貯溜器26に溜まる。ガス冷媒は第二減圧装置30を通って第二熱交換器22に供給される。これによって、再熱除湿に直接には寄与しない液冷媒で、余剰となる冷媒が貯溜器26に回収されるようになる。即ち、運転切り替え後の貯溜器26への液冷媒の貯溜が速やかに行われ、再熱除湿運転に適切な冷媒量での運転に至るまでの移行時間を短縮できる。
Here, the modification of a branch part is shown in FIG. 2 has a substantially T-shape in which a
なお、本発明は、前記の実施の形態に限定されずに広く応用することが可能である。
例えば、貯溜器26は、第二熱交換器22と、第一熱交換器21の間で、気流の経路A中に配置しても良い。また、室外機2の構成や数は、図示したものに限定されない。
第一、第二減圧装置13,30は、圧力を制御可能な構成であれば如何なる構成でも良い。二方弁28は、開閉弁など流路の切り替えが可能な弁であれば如何なる弁でも良い。
Note that the present invention can be widely applied without being limited to the above-described embodiment.
For example, the
The first and second
1 空気調和装置
21 第一熱交換器
21B 流出口
22 第二熱交換器
24 配管
25,50 分岐部
25A 端部
26 貯溜器
28 二方弁
29 配管
30 第二減圧装置(減圧装置)
51 分岐配管
51A 端部(下方に延びる端部)
51B 端部(上方に延びる端部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
51 branch piping 51A end (end extending downward)
51B end (end that extends upward)
Claims (4)
The reservoir is disposed on the downstream side of the airflow with respect to the first and second heat exchangers, and the two-way valve is provided at a position deviated from the path of the airflow passing through the first and second heat exchangers. The air conditioning apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein
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