JP2008039332A - マルチ型ヒートポンプ式空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】 ブリッジ回路を確実に動作させ、冷房時、暖房時共に二重管熱交回路およびガスインジェクション回路を正常に機能させることができるマルチ型ヒートポンプ式空気調和機を提供することを目的とする。
【解決手段】 マルチ型ヒートポンプ式空気調和機１であって、冷媒液管に接続されたブリッジ回路４０の他の２接続点４２Ｅ，４２Ｆ間に接続される整流配管４３に、レシーバ５０と、レシーバ５０の出口側にて分流された冷媒により二重管熱交換器２１を介して冷媒液管４Ｄまたは整流配管４３内を流れる冷媒に過冷却を付与する二重管熱交回路２０と、レシーバ５０を経たガス冷媒を圧縮機５の中間圧室に注入するガスインジェクション回路３０と、を設け、整流配管４３には、該整流配管４３内を流れる冷媒を中間圧に制御する電子膨張弁５１が設けられる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、冷房時、暖房時共に過冷却およびガスインジェクションが行える二重管熱交回路およびガスインジェクション回路を備えたマルチ型ヒートポンプ式空気調和機に関するものである。

空気調和機等の冷凍サイクルにおいて、凝縮器で凝縮液化された冷媒の一部を二重管熱交換器に分流させ、この冷媒を二重管熱交換器で蒸発させることにより主冷媒回路を流れる液冷媒を冷却し、過冷却を付与して冷凍能力を向上される二重管熱交回路を設けることが知られている。
また、凝縮器と蒸発器との間の冷媒回路から抽出した中間圧の冷媒ガスを圧縮機の中間圧室に注入することにより、圧縮機入力を低減させ、冷凍サイクルの効率（成績係数；ＣＯＰ）を向上させるガスインジェクション回路を設けることが知られている。

さらに、冷房運転および暖房運転が可能なヒートポンプ式空気調和機において、室外熱交換器と室内熱交換器間を接続する液冷媒回路中にブリッジ回路を設けることにより、冷房時、暖房時共に過冷却およびガスインジェクションを可能とする二重管熱交回路およびガスインジェクション回路を設けたものが特許文献１により提案されている。

特開２０００−２７４８５９号公報

しかしながら、上記した特許文献１の技術をマルチ型ヒートポンプ式空気調和機に適用した場合、以下のような問題がある。
つまり、マルチ型ヒートポンプ式空気調和機では、一般に室外ユニットと室内ユニット間の距離が長く、また、設置場所間の高低差も大きくなることが多く、特に、ビル用のマルチ型ヒートポンプ式空気調和機の場合その傾向が強い。このため、冷媒配管が長配管となるとともにヘッド差が大きくなり、圧力損失も大きくなる。また、室内ユニットの運転台数によって冷媒の循環パターンや高圧圧力が大きく変動する。これにより、冷房時、暖房時共に過冷却およびガスインジェクションを可能とするために設けられるブリッジ回路において、ブリッジ回路を構成する逆止弁等の弁を動作させる差圧が確保できなくなる場合が生じ、ブリッジ回路の切り換え動作が不安定となる問題がある。また、定常運転時においても、低Ｈｚで運転している場合には、冷媒循環量が小さく圧力損失も小さい。その結果、逆止弁前後で十分な最低圧力差を確保できず、同様の問題を生じる可能性がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ブリッジ回路を確実に動作させ、冷房時、暖房時共に二重管熱交回路およびガスインジェクション回路を正常に機能させることができるマルチ型ヒートポンプ式空気調和機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のマルチ型ヒートポンプ式空気調和機は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるマルチ型ヒートポンプ式空気調和機は、圧縮機と、四方切換弁と、室外熱交換器と、それらの間を接続する室外冷媒配管と、前記四方切換弁から室内側に延長される冷媒ガス管と、前記室外熱交換器から室内側に延長される冷媒液管とを備えた室外ユニットと、室内熱交換器と室内側電子膨張弁とを備え、前記室外ユニットから延長される前記冷媒ガス管と前記冷媒液管との間に各々室内冷媒配管を介して並列に接続される複数台の室内ユニットと、前記冷媒液管に設けられ、該冷媒液管中の冷媒の流れを冷房時、暖房時共に一方向の流れに整流するブリッジ回路と、前記冷媒液管に接続された前記ブリッジ回路の他の２接続点間に接続される整流配管に設けられるレシーバと、前記レシーバの出口にて分流された冷媒により二重管熱交換器を介して前記冷媒液管または前記整流配管内を流れる冷媒に過冷却を付与する二重管熱交回路と、前記レシーバを経たガス冷媒を前記圧縮機の中間圧室に注入するガスインジェクション回路と、を備え、前記整流配管には、該整流配管内を流れる冷媒を中間圧に制御する電子膨張弁が設けられることを特徴とする。

室外ユニットの冷媒液管にブリッジ回路が接続されるとともに、このブリッジ回路の他の２接続点間に接続される整流配管にレシーバ、二重管熱交回路およびガスインジェクション回路が設けられ、冷房時、暖房時共に過冷却およびガスインジェクションが行えるマルチ型ヒートポンプ式空気調和機においては、室外ユニットと室内ユニット間の長配管や順ヘッドによる圧力損失、あるいは室内ユニットの運転台数による冷媒循環パターンや高圧圧力の変動等により、ブリッジ回路を構成する弁の動作が不安定になるおそれがある。また、定常運転時においても、低Ｈｚで運転している場合には、冷媒循環量が小さく圧力損失も小さい。その結果、逆止弁前後で十分な最低圧力差を確保できず、同様の問題を生じる可能性がある。
しかし、本発明によれば、ブリッジ回路の他の２接続点間に接続される整流配管に、該整流配管内を流れる冷媒を中間圧に制御する電子膨張弁が設けられるので、ブリッジ回路において常に適正な差圧を確保することができる。このため、ブリッジ回路を構成する弁を確実に動作させることができる。従って、二重管熱交回路およびガスインジェクション回路を正常に機能させ、冷凍能力の向上および効率（成績係数）の向上を図ることができる。

さらに、本発明のマルチ型ヒートポンプ式空気調和機は、上記のマルチ型ヒートポンプ式空気調和機において、前記ブリッジ回路は、４個の逆止弁により構成されることを特徴とする。

本発明によれば、ブリッジ回路が４個の逆止弁により構成されるので、特別な弁制御手段を必要とせず、しかも安価な弁を使用することができる。従って、構成の簡素化とコスト低減を図ることができる。また、ブリッジ回路において必要な差圧が確保されているため、逆止弁による回路切り換え動作を確実に行わせることができる。

さらに、本発明のマルチ型ヒートポンプ式空気調和機は、上述のいずれかのマルチ型ヒートポンプ式空気調和機において、前記ガスインジェクション回路により前記中間圧室に注入されるガスインジェクション量が、前記圧縮機から吐出される冷媒ガスの過熱度により制御されることを特徴とする。

本発明によれば、ガスインジェクション回路により中間圧室に注入されるガスインジェクション量が圧縮機から吐出される冷媒ガスの過熱度により制御されるので、ガスインジェクション量を過不足なく、適正に制御することができる。従って、過度に冷媒がインジェクションされることによる液圧縮やインジェクション量が不足することによる効率低下を防止することができる。なお、圧縮機から吐出される冷媒ガスの過熱度検出には、一般に冷凍サイクルにおける圧縮機からの吐出配管系に設置されている既存の高圧センサと吐出管温度センサを利用すればよく、新たにセンサを追設する必要はない。

さらに、本発明のマルチ型ヒートポンプ式空気調和機は、上述のいずれかのマルチ型ヒートポンプ式空気調和機において、前記二重管熱交回路における前記二重管熱交換器の出口側ガス回路が、前記ガスインジェクション回路とされ、前記中間圧室に接続されることを特徴とする。

本発明によれば、二重管熱交回路における二重管熱交換器の出口側ガス回路が、ガスインジェクション回路とされ、中間圧室に接続されるので、二重管熱交換器で液冷媒を過冷却することにより蒸発された冷媒ガスをそのまま圧縮機にガスインジェクションすることができる。従って、１つの回路を過冷却とガスインジェクションとに共用することができ、ガスインジェクション回路の構成を簡便化することができる。

さらに、本発明のマルチ型ヒートポンプ式空気調和機は、上記のマルチ型ヒートポンプ式空気調和機において、前記ガスインジェクション回路により前記中間圧室に注入されるガスインジェクション量が、前記二重管熱交回路に設けられている電子膨張弁により制御されることを特徴とする。

本発明によれば、ガスインジェクション回路により中間圧室に注入されるガスインジェクション量が二重管熱交回路に設けられている電子膨張弁により制御されるので、二重管熱交回路に設けられ、通常は整流液管から二重管熱交換器に分流される冷媒量をコントロールしている電子膨張弁を、同時にガスインジェクション量の制御に用いることができる。従って、ガスインジェクション量を制御する弁を別個に設ける必要がなく、ガスインジェクション回路を簡便に、かつ安価に構成することができる。

さらに、本発明のマルチ型ヒートポンプ式空気調和機は、上記のマルチ型ヒートポンプ式空気調和機において、前記電子膨張弁は、前記圧縮機から吐出される冷媒ガスの過熱度により制御されることを特徴とする。

本発明によれば、電子膨張弁が圧縮機から吐出される冷媒ガスの過熱度により制御されるので、二重管熱交回路による過冷却度制御およびガスインジェクション回路によるガスインジェクション制御を各々適正に行わせることができる。従って、二重管熱交換器で蒸発し切れなかった過度の冷媒が圧縮機にインジェクションされて液圧縮を起したり、蒸発器への冷媒量が減少されて能力低下を起したり、インジェクション量が不足して効率が低下したりするのを防止することができる。

さらに、本発明のマルチ型ヒートポンプ式空気調和機は、上述のいずれかのマルチ型ヒートポンプ式空気調和機において、前記レシーバが気液分離型とされ、そのガス領域に前記ガスインジェクション回路が接続されることを特徴とする。

本発明によれば、レシーバが気液分離型とされ、そのガス領域にガスインジェクション回路が接続されるので、冷房時、暖房時共にレシーバにより気液分離された後のガス冷媒のみを抽出して中間圧室にガスインジェクションすることができる。従って、ガスインジェクション回路から圧縮機への液バックおよびそれに伴う液圧縮を確実に防止することができる。

さらに、本発明のマルチ型ヒートポンプ式空気調和機は、上記のマルチ型ヒートポンプ式空気調和機において、前記ガスインジェクション回路に、ガスインジェクション量を制御する制御弁が設けられることを特徴とする。

本発明によれば、ガスインジェクション回路に、ガスインジェクション量を制御する制御弁が設けられるので、ガスインジェクション量を過不足なく、適正に制御することができる。従って、過度なインジェクションを回避することができるとともに、インジェクション不足による効率（成績係数）の低下を防止することができる。

さらに、本発明のマルチ型ヒートポンプ式空気調和機は、上記のマルチ型ヒートポンプ式空気調和機において、前記制御弁は、前記圧縮機から吐出される冷媒ガスの過熱度により制御されることを特徴とする。

本発明によれば、制御弁が圧縮機から吐出される冷媒ガスの過熱度により制御されるので、ガスインジェクション量を常に適正量にコントロールすることができる。従って、冷凍サイクルのガスインジェクションによる効率（成績係数）向上効果を最大限享受することができる。

本発明によれば、冷房時、暖房時共に過冷却およびガスインジェクションを可能とするためのブリッジ回路において、該ブリッジ回路を構成する弁の動作に必要な差圧を確実に確保できるため、ブリッジ回路を安定的に動作させることができる。従って、マルチ型ヒートポンプ式空気調和機において、二重管熱交回路およびガスインジェクション回路を正常に機能させ、冷凍能力および効率（成績係数）を向上させることができる。

以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１ないし図４を用いて説明する。
図１に、本実施形態にかかるマルチ型ヒートポンプ式空気調和機１の冷媒回路図が示されている。
マルチ型ヒートポンプ式空気調和機１は、１台の室外ユニット２に対して室内ユニット３Ａ，３Ｂが複数台並列に接続された構成とされる。なお、本実施形態では、室内ユニット３Ａ，３Ｂが２台図示されているが、室内ユニットの接続台数については、特に制限されるものではなく、多い場合には数十台が接続される。

室外ユニット２は、インバータ駆動の圧縮機５と、圧縮機５に接続されている吐出配管４Ａに設けられるオイルセパレータ６と、オイルセパレータ６からの吐出配管４Ｂが第１ポート７Ａに接続される四方切換弁７と、四方切換弁７の第２ポート７Ｂに冷媒配管４Ｃを介して接続される室外熱交換器８と、室外熱交換器８と一体に設けられる過冷却コイル９と、過冷却コイル９から室内ユニット３Ａ，３Ｂ側へと延長される冷媒液管４Ｄと、四方切換弁７の第３ポート７Ｃから室内ユニット３Ａ，３Ｂ側へと延長される冷媒ガス管４Ｅと、四方切換弁７の第４ポート７Ｄに吸入配管４Ｆを介して接続されるとともに、圧縮機５に吸入配管４Ｇを介して接続されるアキュームレータ１０とを備え、これらが上記の如く配管４Ａないし４Ｇにより接続され、室外側冷媒回路を構成している。

なお、オイルセパレータ６において冷媒中から分離された油は、油戻し回路６Ａを介して圧縮機５に戻されるようになっている。また、アキュームレータ１０において気液分離された液分は、戻り回路１０Ａを介して微量ずつ圧縮機５の吸入配管４Ｇに戻されるようになっている。さらに、冷媒液管４Ｄには、液側操作弁１１が設けられ、また、冷媒ガス管４Ｅには、ガス側操作弁１２が設けられる。

室内ユニット３Ａ，３Ｂは、各々室内熱交換器１４と、室内側電子膨張弁１５と、これらの間を接続する室内側冷媒配管１６とを備え、室外ユニット２から延長される冷媒液管４Ｄと冷媒ガス管４Ｅとの間に、各々ガス側分枝器１３Ａ，１３Ｂおよび液側分枝器１３Ｃ，１３Ｄを介して並列に接続される。
なお、室外ユニット２から延長される冷媒液管４Ｄおよび冷媒ガス管４Ｅは、１００ｍ以上の長配管となる場合がある。

以上がマルチ型ヒートポンプ式空気調和機１の基本的な冷媒回路である。
本実施形態においては、さらに、冷房時および暖房時共に、冷媒の過冷却およびガスインジェクションを可能とするため、以下の通り二重管熱交回路２０およびガスインジェクション回路３０を組み込んでいる。
二重管熱交回路２０およびガスインジェクション回路３０を組み込むため、冷媒液管４Ｄにブリッジ回路４０が設けられる。このブリッジ回路４０は、第１および第２逆止弁４１Ａ，４１Ｂの直列接続回路４２Ａと、第３および第４逆止弁４１Ｃ，４１Ｄの直列接続回路４２Ｂとが並列に接続された回路であり、直列接続回路４２Ａと直列接続回路４２Ｂの接続点４２Ｃ，４２Ｄが各々冷媒液管４Ｄに接続される。第１逆止弁４１Ａと第２逆止弁４１Ｂは、それらの接続点４２Ｅに向って順方向となるように接続され、また、第３逆止弁４１Ｃと第４逆止弁４１Ｄは、それらの接続点４２Ｆに向って順方向となるように接続される。

ブリッジ回路４０の接続点４２Ｅと接続点４２Ｆとの間には、冷媒の流れを冷房時、暖房時共に一方向の流れに整流する整流配管４３が接続される。この整流配管４３には、液冷媒を貯留するレシーバ５０と、二重管熱交回路２０を構成する二重管構造の二重管熱交換器２１と、整流配管４３内を流れる冷媒を中間圧に制御する電子膨張弁５１とが冷媒流れ方向に沿って順次に設けられる。

二重管熱交回路２０は、二重管熱交換器２１と、レシーバ５０の出口において整流配管４３から液冷媒の一部を分流して二重管熱交換器２１の内管２１Ａに導く分流管２２と、該分流管２２に設けられる電子膨張弁（ＥＥＶＳＣ）２３とから構成される。この二重管熱交回路２０は、分流管２２に分流された冷媒を電子膨張弁２３で減圧し、この冷媒を二重管熱交換器２１の内管２１Ａ内で蒸発させることにより、二重管熱交換器２１の外管側を流れる冷媒主流を冷却して過冷却を付与するものである。

ガスインジェクション回路３０は、一端が上記二重管熱交換器２１の内管２１Ａの出口側に接続されるとともに、他端が圧縮機５の中間圧室（図示省略）に接続された構成とされ、二重管熱交換器２１で蒸発された冷媒ガスをそのまま圧縮途中の中間圧状態にある圧縮室に注入（インジェクション）するものである。

上記二重管熱交回路２０およびガスインジェクション回路３０側へと分流され、圧縮機５の中間圧室にインジェクションされる冷媒の量は、電子膨張弁（ＥＥＶＳＣ）２３により制御される。
電子膨張弁（ＥＥＶＳＣ）２３は、吐出配管４Ａに設けられている吐出管温度センサ５２と、吐出配管４Ｂに設けられている高圧センサ５３と、冷媒圧縮機５の外殻底面に設けられているドーム温度センサ５４とからの入力信号に基づき、コントローラ５５を介して後述する図４に示す制御フローチャートに従って制御されるようになっている。
なお、上記各センサ５２，５３，５４は、一般に冷凍サイクルに設けられているものであり、それを利用すればよく、新たにセンサを設ける必要はない。

つぎに、本実施形態にかかるマルチ型ヒートポンプ式空気調和機１の作用について説明する。
まず、冷房運転について説明する。冷房時、四方切換弁７は、第１ポート７Ａと第２ポート７Ｂ、第３ポート７Ｃと第４ポート７Ｄとが各々連通された状態に切換えられる。これによって、圧縮機５により圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、吐出配管４Ａ、オイルセパレータ６、吐出配管４Ｂ、四方切換弁７、冷媒配管４Ｃを経て室外熱交換器８に流入される。この冷媒は、室外熱交換器８で外気と熱交換され、外気に放熱して凝縮液化されるとともに、過冷却コイル９で過冷却が付けられる。液化された冷媒は、冷媒液管４Ｄを経てブリッジ回路４０に至り、直列接続回路４２Ａの逆止弁４１Ａを通過して接続点４２Ｅから整流配管４３内を一方向に流れ、レシーバ５０に流入し、そこで一時貯留される。

レシーバ５０から流出される冷媒は、二重管熱交回路２０の二重管熱交換器２１を通過する間に冷却され、さらに過冷却が付与される。この過冷却は、レシーバ５０の出口で分流管２２に分流された冷媒が、電子膨張弁（ＥＥＶＳＣ）で減圧され、二重管熱交換器２１の内管２１Ａにおいて、その外管側を流れる主流冷媒から吸熱して蒸発されることにより行われる。このような冷媒の過冷却により、冷凍能力が向上されることは当業者において知られているところである。
また、二重管熱交換器２１の内管２１Ａで蒸発された冷媒は、その出口からガスインジェクション回路３０を経て圧縮機５の中間圧室にインジェクションされる。このガスインジェクションにより圧縮機入力が低減され、冷凍サイクルの効率（成績係数：ＣＯＰ）が向上されることも当業者において知られているところである。

上記により過冷却が付与された冷媒は、整流配管４３に設けられている電子膨張弁５１により絞られて中間圧とされ、ブリッジ回路４０の接続点４２Ｆから直列接続回路４２Ｂの逆止弁４１Ｄを経て接続点４２Ｄから冷媒液管４Ｄに戻る。
冷媒液管４Ｄを室内ユニット３Ａ，３Ｂ側へと流れた冷媒は、液側分岐器１３Ｃ，１３Ｄを介して運転中の室内ユニット３Ａ，３Ｂの室内側冷媒配管１６へと分岐され、室内側電子膨張弁１５で減圧された後、室内熱交換器１４に流入される。

室内熱交換器１４に流入された冷媒は、室内熱交換器１４へと循環される室内空気と熱交換され、室内空気を冷却することによって、これが冷房に供される。
室内熱交換器１４で室内空気を冷却することにより蒸発された冷媒は、ガス側分岐器１３Ａ，１３Ｂを介して冷媒ガス管４Ｅへと合流され、再び室外ユニット２に戻り、四方切換弁７、吸入配管４Ｆ、アキュームレータ１０、吸入配管４Ｇを経て圧縮機５に吸入される。この冷媒循環サイクルを繰り返すことによって、冷房運転が行われる。
図２に、上記冷房サイクル時のモリエル線図が示されている。モリエル線図上の（ａ）ないし（ｌ）は、図１の冷凍サイクル上の（ａ）ないし（ｌ）における冷媒の状態を表している。

以上の冷房運転の間、二重管熱交回路２０およびガスインジェクション回路３０への冷媒の流れは、電子膨張弁（ＥＥＶＳＣ）２３により、以下のように制御される。図４には、その制御フローチャートが示されている。
電子膨張弁２３は、マルチ型ヒートポンプ式空気調和機１の起動時には閉じられている。マルチ型ヒートポンプ式空気調和機１の起動後、例えば３〜５分（冷媒の循環が安定するまでの時間）経過すると、電子膨張弁２３に、例えば１００パルス相当の初期開度が与えられる。これによって、電子膨張弁２３は、いったん初期開度とされた後、圧縮機５から吐出される冷媒の吐出過熱度ＴｄＳＨが目標値の、例えば２０ｄｅｇとなるように開度が制御される。

吐出過熱度ＴｄＳＨは、吐出管温度センサ５２により検出される吐出冷媒ガスの温度Ｔｄと、高圧センサ５３により検出された圧力値から求められる冷媒の飽和温度Ｔｄｓｔとから、Ｔｄ−Ｔｄｓｔとしてコントローラ５５により算出される。この吐出過熱度ＴｄＳＨを基に、吐出過熱度ＴｄＳＨが、例えば２０ｄｅｇ以下の場合、電子膨張弁２３は閉じる方向へと制御され、逆に吐出過熱度ＴｄＳＨが２０ｄｅｇ以上の場合には、電子膨張弁２３は開く方向へと制御される。ここで、吐出過熱度ＴｄＳＨが２０ｄｅｇ以上に高くなるということは、ガスインジェクション量が不足していることを示し、効率が低下することとなるため、ガスインジェクション量を増やす方向に電子膨張弁２３が開度調整される。一方、吐出過熱度ＴｄＳＨが２０ｄｅｇ以下に低下するということは、ガスインジェクション量が過剰気味になっていることを示し、液バックの可能性があることから、ガスインジェクション量を減らす方向に電子膨張弁２３が開度調整されることとなる。

また、この間において、吐出管温度センサ５２により検出された温度Ｔｄが、例えば１１５℃を越えた場合、吐出過熱度ＴｄＳＨの目標値を、２０ｄｅｇから最小値の例えば１３ｄｅｇまで段階的に低下させる保護制御を行う。同様に、ドーム温度センサ５４により検出された圧縮機５の外殻底面の温度が、例えば１５℃以下の場合は、吐出過熱度ＴｄＳＨの目標値を、２０ｄｅｇから最大値の例えば３０ｄｅｇまで段階的に上昇させる保護制御を行う。このような保護制御により、主に圧縮機５を保護し、その破損や故障発生を防止するようにしている。

続いて、暖房運転について説明する。暖房時、四方切換弁７は、第１ポート７Ａと第３ポート７Ｃ、第２ポート７Ｂと第４ポート７Ｄとが各々連通される状態に切換えられる。これによって、圧縮機５により圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、吐出配管４Ａ、オイルセパレータ６、吐出配管４Ｂ、四方切換弁７、冷媒ガス管４Ｅ、ガス側分岐器１３Ａ，１３Ｂ、室内側冷媒配管１６を経て各室内ユニット３Ａ，３Ｂに流入される。室内ユニット３Ａ，３Ｂに流入された冷媒は、室内熱交換器１４において図示省略のファンにより循環される室内空気と熱交換され、室内空気を加熱する。この室内空気は暖房に供される。

室内熱交換器１４で室内空気に放熱することにより凝縮液化された冷媒は、室内側電子膨張弁１５を通過し、液側分岐器１３Ｃ，１３Ｄを経て冷媒液管４Ｄに合流された後、再び室外ユニット２に戻る。室外ユニット２に戻った冷媒は、ブリッジ回路４０に至り、直列接続回路４２Ａの逆止弁４１Ｂを通過して接続点４２Ｅから整流配管４３内を一方向に流れ、レシーバ５０に流入し、そこで一時貯留される。
レシーバ５０から流出された冷媒は、上述した冷房運転の場合と同様に、二重管熱交回路２０により過冷却が付与されるとともに、ガスインジェクション回路３０により一部冷媒ガスが圧縮機５の中間圧室にインジェクションされ、過冷却付与による冷凍能力向上および圧縮機入力低減による効率向上が図られる。

上記により過冷却が付与された冷媒は、整流配管４３に設けられている電子膨張弁５１により絞られて中間圧とされ、ブリッジ回路４０の接続点４２Ｆから直列接続回路４２Ｂの逆止弁４１Ｃを経て接続点４２Ｃから冷媒液管４Ｄに戻る。
冷媒液管４Ｄに戻った冷媒は、過冷却コイル９を経て室外熱交換器８に流入し、外気から吸熱して蒸発される。その後、冷媒配管４Ｃ、四方切換弁７、吸入配管４Ｆ、アキュームレータ１０、吸入配管４Ｇを経て圧縮機５に吸入される。この冷媒循環サイクルを繰り返すことによって、暖房運転が行われる。

図３に、上記暖房サイクル時のモリエル線図が示されている。モリエル線図上の（ａ）ないし（ｌ）は、図１の冷凍サイクル上の（ａ）ないし（ｌ）における冷媒の状態を表している。
以上の暖房運転時においても、二重管熱交回路２０およびガスインジェクション回路３０への冷媒の流れは、電子膨張弁（ＥＥＶＳＣ）２３により、上述した冷房運転の場合と同様に制御される。

しかして、本実施形態によると、以下の効果を奏する。
室外ユニット２の冷媒液管４Ｄにブリッジ回路４０が接続され、このブリッジ回路４０の他の２接続点４２Ｅ，４２Ｆ間に接続される整流配管４３にレシーバ５０、二重管熱交回路２０およびガスインジェクション回路３０を設け、冷房時、暖房時共に過冷却およびガスインジェクションが行えるようにしたマルチ型ヒートポンプ式空気調和機１において、上記整流配管４３に電子膨張弁５１を設け、この整流配管４３内を流れる冷媒を中間圧に制御するようにしているため、ブリッジ回路４０において常に適正な差圧を確保することができる。この差圧の確保により、ブリッジ回路４０を構成する逆止弁４１Ａないし４１Ｄを確実に動作させ、ブリッジ回路４０の回路切り換えを行わせることができる。従って、冷房時、暖房時共に、二重管熱交回路２０およびガスインジェクション回路３０を正常に機能させ、冷凍能力ならびに効率（成績係数）を向上させることができる。

また、ブリッジ回路４０を４個の逆止弁４１Ａないし４１Ｄにより構成できるため、ブリッジ回路４０のコストを安くすることができるとともに、弁の制御手段を不要とすることができる。従って、ブリッジ回路４０の簡素化とコスト低減を図ることができる。
また、二重管熱交回路２０に分流され、二重管熱交換器２１の内管２１Ａで蒸発された冷媒を、そのままガスインジェクション回路３０を介して圧縮機５の中間圧室にインジェクションするようにしているため、１つの回路を二重管熱交回路２０とガスインジェクション回路３０とに共用することができる。同様に、二重管熱交回路２０に設けられる１個の電子膨張弁２３により、二重管熱交回路２０に分流される冷媒の量およびガスインジェクション量をコントロールすることができるため、ガスインジェクション量を制御する弁を別個に設ける必要がなく、ガスインジェクション回路３０を簡便に、かつ安価に構成することができる。

また、圧縮機５から吐出される冷媒の過熱度を検出し、その過熱度が目標値となるように電子膨張弁（ＥＥＶＳＣ）２３の開度を制御しているため、二重管熱交回路２０による冷媒の過冷却度制御およびガスインジェクション回路３０によるガスインジェクション制御を各々適正に制御することができる。従って、二重管熱交換器２１で蒸発し切れなかった冷媒が圧縮機５に過度にインジェクションされて液圧縮を起したり、蒸発器側への冷媒供給量が減少されて能力低下を起したり、インジェクション量が不足して効率が低下したりするのを防止することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図５ないし図７を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１実施形態に対して、室外側電子膨張弁１７、二重管熱交回路６０、ガスインジェクション回路７０、およびレシーバ８０の構成が異なっている。その他の点については第１実施形態と同様であるので、説明は省略する。
図５に、本実施形態にかかるマルチ型ヒートポンプ式空気調和機１の冷媒回路図が示されている。本実施形態において、冷媒液管４Ｄの過冷却コイル９と冷媒ブリッジ回路４０との間に暖房用の室外側電子膨張弁１７が設けられる。また、整流配管４３には、該配管４３中を流れる冷媒を中間圧に制御する電子膨張弁５１Ａが設けられるとともに、該電子膨張弁５１Ａの下流側に気液分離機能を有するレシーバ８０が設けられる。このレシーバ８０は、レシーバ容器に接続される整流配管４３が容器内周に沿う方向に接続され、冷媒が流入される際の遠心力を利用して気液を分離するタイプのレシーバであり、よく知られた構造のものである。整流配管４３はレシーバ８０の底部からブリッジ回路４０の接続点４２Ｆへと接続される。

また、二重管熱交回路６０を構成する二重管熱交換器６１は、ブリッジ回路４０の接続点４２接続されている冷媒液管４Ｄに設けられる。この二重管熱交換器６１の内管６１Ａには、一端がレシーバ８０の底部に接続された分流管６２の他端が接続される。この分流管６２には、電子膨張弁（ＥＥＶＳＣ）６３が設けられる。また、内管６１Ａの他端は、ガス管６４を介してアキュームレータ１０の上流側で吸入配管４Ｆに接続される。この場合、電子膨張弁（ＥＥＶＳＣ）６３は、ガス管６４に設けられている温度センサ６５の検出値に基づきコントローラ６６により制御されることとなる。

また、ガスインジェクション回路７０は、一端がレシーバ８０の容器内上部のガス領域に接続され、他端は冷媒圧縮機５の中間圧室に接続された構成とされる。ガスインジェクション回路７０には、制御弁７１が設けられる。この制御弁７１は、吐出管温度センサ５２により検出される冷媒温度Ｔｄと、高圧センサ５３により検出される圧力値から求められる冷媒飽和温度Ｔｄｓｔとから、Ｔｄ−Ｔｄｓｔとしてコントローラ６６により算出される吐出過熱度ＴｄＳＨに基づき制御される。制御弁７１によるガスインジェクション量の制御は、上述した図４に示されている電子膨張弁（ＥＥＶＳＣ）２３の制御フローと同様であるので、ここでの説明は省略する。
図６および図７に、本実施形態にかかるマルチ型ヒートポンプ式空気調和機１の冷房サイクル時および暖房サイクル時のモリエル線図が示されている。モリエル線図上の（ａ）ないし（ｌ）は、図５の冷凍サイクル上の（ａ）ないし（ｌ）における冷媒の状態を表している。

上記したように、本実施形態においては、二重管熱交回路６０とガスインジェクション回路７０とが各々独立して設けられ、液冷媒の過冷却度およびガスインジェクション量も各々個別に制御されることとなる。
そして、これらの二重管熱交回路６０およびガスインジェクション回路７０は、冷房時、暖房時共に、正常に機能され、冷凍能力ならびに効率（成績係数）を向上させることができる。すなわち、ブリッジ回路４０の整流配管４３に設けられている電子膨張弁５１Ａにより、この整流配管４３内を流れる冷媒が中間圧に制御されることとなるため、ブリッジ回路４０内において常に適正な差圧を確保することができる。これによって、ブリッジ回路４０を構成する逆止弁４１Ａないし４１Ｄを確実に動作させ、ブリッジ回路４０の回路を切り換えることができ、冷房時、暖房時共に、二重管熱交回路６０およびガスインジェクション回路７０を正常に機能させることができる。

従って、本実施形態によっても、上記した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、本実施形態の場合、気液分離機能を有するレシーバ８０を用い、冷房時、暖房時共にレシーバ８０により気液分離された後のガス冷媒のみを抽出して圧縮機５の中間圧室にインジェクションするようにしているため、ガスインジェクション回路７０を経て液冷媒が圧縮機５に液バックするおそれがなく、液バックに伴う液圧縮を確実に防止することができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について、図８を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１および第２実施形態に対して、ブリッジ回路４０の構成が異なっている。その他の点については第１および第２実施形態と同様であるので、説明は省略する。
ブリッジ回路４０は、第１および第２実施形態のように、４個の逆止弁４１Ａないし４１Ｄをブリッジ接続した回路の他、図８（Ａ）の示すように、１個の四方切換弁９１を用いたブリッジ回路４０Ａ、図８（Ｂ）に示すように、２個の三方弁９２Ａ，９２Ｂを用いたブリッジ回路４０Ｂ、および図８（Ｃ）に示すように、４個の電磁開閉弁９３Ａないし９３Ｄを用いたブリッジ回路４０Ｃ等によって代替することができる。

上記のブリッジ回路４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃを用いることによっても、冷房時、暖房時共に、冷媒流れ方向を一方向に整流し、冷媒の過冷却およびガスインジェクションを行わせることができる。
なお、これらのブリッジ回路４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃを用いた場合には、各弁９１，９２Ａ，９２Ｂ，９３Ａないし９３Ｄを動作させる制御回路が必要になるとともに、弁自体の価格が高くなることは避けられないが、弁を強制的に動作させることができるため、ブリッジ回路の切り換えをより安定化させることができる。

本発明の第１実施形態に係るマルチ型ヒートポンプ式空気調和機の冷媒回路図である。 図１に示すマルチ型ヒートポンプ式空気調和機の冷房運転時のモリエル線図である。 図１に示すマルチ型ヒートポンプ式空気調和機の暖房運転時のモリエル線図である。 図１に示すマルチ型ヒートポンプ式空気調和機の電子膨張弁（ＥＥＶＳＣ）の制御フローチャート図である。 本発明の第２実施形態に係るマルチ型ヒートポンプ式空気調和機の冷媒回路図である。 図５に示すマルチ型ヒートポンプ式空気調和機の冷房運転時のモリエル線図である。 図１に示すマルチ型ヒートポンプ式空気調和機の暖房運転時のモリエル線図である。 本発明の第３実施形態に係るマルチ型ヒートポンプ式空気調和機のブリッジ回路の各々異なる構成図（Ａ）ないし（Ｃ）である。

符号の説明

１ マルチ型ヒートポンプ式空気調和機
２ 室外ユニット
３Ａ，３Ｂ 室内ユニット
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｆ，４Ｇ 冷媒配管
４Ｄ 冷媒液管
４Ｅ 冷媒ガス管
５ 圧縮機
７ 四方切換弁
８ 室外熱交換器
１４ 室内熱交換器
１５ 室内側電子膨張弁
１６ 室内側冷媒配管
２０，６０ 二重管熱交回路
２１，６１ 二重管熱交換器
２３，６３ 電子膨張弁（ＥＥＶＳＣ）
３０，７０ ガスインジェクション回路
４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ ブリッジ回路
４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ 逆止弁
４２Ｅ，４２Ｆ 接続点
４３ 整流配管
５０，８０ レシーバ
５１，５１Ａ 電子膨張弁
７１ 制御弁
９１ 四方切換弁
９２Ａ，９２Ｂ 三方切換弁
９３Ａ，９３Ｂ，９３Ｃ，９３Ｄ 電磁開閉弁

Claims (9)

1. 圧縮機と、四方切換弁と、室外熱交換器と、それらの間を接続する室外冷媒配管と、前記四方切換弁から室内側に延長される冷媒ガス管と、前記室外熱交換器から室内側に延長される冷媒液管とを備えた室外ユニットと、
   室内熱交換器と室内側電子膨張弁とを備え、前記室外ユニットから延長される前記冷媒ガス管と前記冷媒液管との間に各々室内冷媒配管を介して並列に接続される複数台の室内ユニットと、
   前記冷媒液管に設けられ、該冷媒液管中の冷媒の流れを冷房時、暖房時共に一方向の流れに整流するブリッジ回路と、
   前記冷媒液管に接続された前記ブリッジ回路の他の２接続点間に接続される整流配管に設けられるレシーバと、
   前記レシーバの出口にて分流された冷媒により二重管熱交換器を介して前記冷媒液管または前記整流配管内を流れる冷媒に過冷却を付与する二重管熱交回路と、
   前記レシーバを経たガス冷媒を前記圧縮機の中間圧室に注入するガスインジェクション回路と、を備え、
   前記整流配管には、該整流配管内を流れる冷媒を中間圧に制御する電子膨張弁が設けられることを特徴とするマルチ型ヒートポンプ式空気調和機。
2. 前記ブリッジ回路は、４個の逆止弁により構成されることを特徴とする請求項１に記載のマルチ型ヒートポンプ式空気調和機。
3. 前記ガスインジェクション回路により前記中間圧室に注入されるガスインジェクション量が、前記圧縮機から吐出される冷媒ガスの過熱度により制御されることを特徴とする請求項１または２に記載のマルチ型ヒートポンプ式空気調和機。
4. 前記二重管熱交回路における前記二重管熱交換器の出口側ガス回路が、前記ガスインジェクション回路とされ、前記中間圧室に接続されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のマルチ型ヒートポンプ式空気調和機。
5. 前記ガスインジェクション回路により前記中間圧室に注入されるガスインジェクション量が、前記二重管熱交回路に設けられている電子膨張弁により制御されることを特徴とする請求項４に記載のマルチ型ヒートポンプ式空気調和機。
6. 前記エコノマイザ用電子膨張弁は、前記圧縮機から吐出される冷媒ガスの過熱度により制御されることを特徴とする請求項５に記載のマルチ型ヒートポンプ式空気調和機。
7. 前記レシーバが気液分離型とされ、そのガス領域に前記ガスインジェクション回路が接続されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のマルチ型ヒートポンプ式空気調和機。
8. 前記ガスインジェクション回路に、ガスインジェクション量を制御する制御弁が設けられることを特徴とする請求項７に記載のマルチ型ヒートポンプ式空気調和機。
9. 前記制御弁は、前記圧縮機から吐出される冷媒ガスの過熱度により制御されることを特徴とする請求項８に記載のマルチ型ヒートポンプ式空気調和機。
   

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