JP2008196843A - Refrigerating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷凍装置に関し、特に、冷凍サイクルの高圧が冷媒の臨界圧力以上となるものに係る。 The present invention relates to a refrigeration apparatus that performs a vapor compression refrigeration cycle, and particularly relates to a refrigeration cycle in which the high pressure of the refrigeration cycle is equal to or higher than the critical pressure of the refrigerant.
従来より、閉回路内で冷媒を循環させて蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷凍装置が知られており、空調機等として広く利用されている。この種の冷凍装置としては、例えば特許文献１に開示されているように、冷凍サイクルの高圧を冷媒の臨界圧力以上に設定したものが知られている。この冷凍装置は、スクロール型の流体機械により構成される膨張機を冷媒の膨張機構として備えている。そして、この膨張機と圧縮機を軸によって連結し、膨張機で得られた動力を圧縮機の駆動に利用してＣＯＰ（成績係数）の向上を図っている。 Conventionally, refrigeration apparatuses that perform a vapor compression refrigeration cycle by circulating a refrigerant in a closed circuit are known and widely used as air conditioners and the like. As this type of refrigeration apparatus, for example, as disclosed in Patent Document 1, a refrigeration cycle in which the high pressure of the refrigeration cycle is set to be equal to or higher than the critical pressure of the refrigerant is known. This refrigeration apparatus includes an expander constituted by a scroll type fluid machine as a refrigerant expansion mechanism. The expander and the compressor are connected by a shaft, and the power obtained by the expander is used for driving the compressor to improve COP (coefficient of performance).
一方、冷凍装置により構成される空調機としては、特許文献２に開示されているように、いわゆるマルチ型のものが知られている。このマルチ型の空調機において、冷媒回路には複数の室内熱交換器が並列に設けられている。また、この空調機の冷媒回路では、各室内熱交換器に対応して膨張弁が１つずつ設けられており、膨張機は設けられていない。冷房運転時において、上記空調機は、室外熱交換器で凝縮した高圧冷媒を分流し、分流後の高圧冷媒をそれぞれ膨張弁で減圧した後に室内熱交換器へ送り込んでいる。そして、各膨張弁の開度を個別に調節することで、各室内熱交換器に対して適切な量の冷媒を供給している。
しかしながら、上記の膨張機で動力回収を行う冷凍装置において、冷媒回路に複数の利用側熱交換器を並列に接続した場合には、各利用側熱交換器に対して適切な量の冷媒を供給するのが困難となる。 However, in the refrigeration system that recovers power with the above expander, when a plurality of usage side heat exchangers are connected in parallel to the refrigerant circuit, an appropriate amount of refrigerant is supplied to each usage side heat exchanger. It becomes difficult to do.
この問題点について説明する。上記冷凍装置では、膨張機で回収した動力を圧縮機の駆動に利用する関係上、膨張機を圧縮機の近傍に設ける必要がある。それ故、利用側熱交換器で冷媒を蒸発させて対象物の冷却を行う場合、１つの膨張機から流出した低圧冷媒を各利用側熱交換器へ分配することとなる。つまり、上記冷凍装置では、膨張後の低圧冷媒を各利用側熱交換器へ分配する構成しか採り得ない。このため、上記冷凍装置では、膨張機を持たない冷凍装置とは異なり、各利用側熱交換器に対応して膨張弁を１つずつ設ける構成は採り得ない。従って、膨張機を備える上記冷凍装置では、各利用側熱交換器に対応する膨張弁の開度調節によって各利用側熱交換器への冷媒供給量を制御することが不可能となる。 This problem will be described. In the refrigeration apparatus, it is necessary to provide the expander in the vicinity of the compressor because the power recovered by the expander is used for driving the compressor. Therefore, when the object is cooled by evaporating the refrigerant with the use side heat exchanger, the low-pressure refrigerant flowing out from one expander is distributed to each use side heat exchanger. That is, the refrigeration apparatus can only adopt a configuration in which the low-pressure refrigerant after expansion is distributed to each use side heat exchanger. For this reason, unlike the refrigeration apparatus which does not have an expander, the said refrigeration apparatus cannot take the structure which provides one expansion valve corresponding to each utilization side heat exchanger. Therefore, in the refrigeration apparatus provided with the expander, it is impossible to control the refrigerant supply amount to each use side heat exchanger by adjusting the opening degree of the expansion valve corresponding to each use side heat exchanger.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、冷媒回路に膨張機と複数の利用側熱交換器が設けられた冷凍装置において、各利用側熱交換器へ適切な量の冷媒を供給可能とし、各利用側熱交換器における対象物の冷却を確実に行うことにある。 This invention is made | formed in view of this point, The place made into the objective is to each utilization side heat exchanger in the refrigeration apparatus provided with the expander and the some utilization side heat exchanger in the refrigerant circuit. An appropriate amount of refrigerant can be supplied, and the object in each usage-side heat exchanger is reliably cooled.
本発明が講じた第１の解決手段は、室外ユニット（64）に収容された室外回路（14）と、複数の室内ユニット（61,62,63）に一つずつ収容された室内回路（11,12,13）とを連絡配管（15,16）で接続することによって構成された冷媒回路（10）を備え、高圧が冷媒の臨界圧力以上となる冷凍サイクルを上記冷媒回路（10）で冷媒を循環させることによって行う空気調和装置を対象としている。そして、上記冷媒回路（10）では、複数の室内回路（11,12,13）が互いに並列接続され、上記各室内回路（11,12,13）には、室内熱交換器（41,42,43）と、該室内熱交換器（41,42,43）での冷媒流量を調節するための利用側制御弁（51,52,53）とが設けられ、上記室外回路（14）には、室外熱交換器（44）と、圧縮機（21）と、冷媒の膨張によって動力を発生させる膨張機（22）とが設けられる一方、上記冷媒回路（10）は、上記室外熱交換器（44）が放熱器となって上記室内熱交換器（41,42,43）が蒸発器となる冷房運転と、上記室内熱交換器（41,42,43）が放熱器となって上記室外熱交換器（44）が蒸発器となる暖房運転とを切り換え可能に構成されており、上記冷房運転と上記暖房運転の何れにおいても上記膨張機（22）では冷媒が膨張して低圧冷媒となり、該膨張機（22）から流出した低圧冷媒が上記室外熱交換器（44）と上記室内熱交換器（41,42,43）のうち蒸発器となっている方へ供給されるものである。 The first solution provided by the present invention includes an outdoor circuit (14) accommodated in the outdoor unit (64) and an indoor circuit (11, 11) accommodated in each of the plurality of indoor units (61, 62, 63). , 12, 13) are connected to each other by connecting pipes (15, 16), and a refrigeration cycle in which the high pressure is equal to or higher than the critical pressure of the refrigerant is provided in the refrigerant circuit (10). It is intended for an air conditioner that is operated by circulating air . In the refrigerant circuit (10), a plurality of indoor circuits (11, 12, 13) are connected in parallel to each other, and each indoor circuit (11, 12, 13) has an indoor heat exchanger (41, 42, 43) and a use side control valve (51, 52, 53) for adjusting the refrigerant flow rate in the indoor heat exchanger (41, 42, 43), and the outdoor circuit (14) An outdoor heat exchanger (44), a compressor (21), and an expander (22) that generates power by expansion of the refrigerant are provided, while the refrigerant circuit (10) includes the outdoor heat exchanger (44). ) Becomes a radiator and the indoor heat exchanger (41, 42, 43) becomes an evaporator, and the indoor heat exchanger (41, 42, 43) becomes a radiator and the outdoor heat exchange. The heater (44) is configured to be capable of switching between heating operation as an evaporator, and in both the cooling operation and the heating operation, the refrigerant expands into the low-pressure refrigerant in the expander (22). Low-pressure refrigerant flowing out Zhang (22) is intended to be supplied to those who have become an evaporator out of the outdoor heat exchanger (44) and the indoor heat exchanger (41, 42, 43).
本発明が講じた第２の解決手段は、上記第１の解決手段において、上記室外回路（14）には、上記膨張機（22）から流出した低圧冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離する気液分離器（32）が設けられており、上記冷房運転と上記暖房運転の何れにおいても、上記気液分離器（32）の低圧液冷媒が上記室外熱交換器（44）と上記室内熱交換器（41,42,43）のうち蒸発器となっている方へ供給されるものである。 According to a second solving means of the present invention, in the first solving means, the outdoor circuit (14) separates the low-pressure refrigerant flowing out of the expander (22) into liquid refrigerant and gas refrigerant. A gas-liquid separator (32) is provided, and the low-pressure liquid refrigerant of the gas-liquid separator (32) is supplied to the outdoor heat exchanger (44) and the indoor heat in both the cooling operation and the heating operation. Of the exchangers (41, 42, 43), they are supplied to the evaporator .
本発明が講じた第３の解決手段は、上記第２の解決手段において、気液分離器（32）の低圧ガス冷媒を圧縮機（21）へ供給するためのガス管路（33）と、上記ガス管路（33）におけるガス冷媒の流れを制御するためのガス制御弁（34）とを備えるものである。 The third solution provided by the present invention is the gas solution (33) for supplying the low-pressure gas refrigerant of the gas-liquid separator (32) to the compressor (21) in the second solution, A gas control valve (34) for controlling the flow of the gas refrigerant in the gas pipe (33).
−作用−
上記第１の解決手段では、冷媒回路（10）内で冷媒を循環させることにより、冷凍サイクルが行われる。具体的に、冷媒回路（10）の圧縮機（21）では、吸入された冷媒がその臨界圧力以上にまで圧縮される。圧縮機（21）から吐出された高圧冷媒は、放熱した後に膨張してその圧力が低下する。減圧後の低圧冷媒は、吸熱して蒸発した後に圧縮機（21）へ吸入されて再び圧縮される。
-Action-
In the first solution, the refrigeration cycle is performed by circulating the refrigerant in the refrigerant circuit (10). Specifically, in the compressor (21) of the refrigerant circuit (10), the sucked refrigerant is compressed to the critical pressure or higher. The high-pressure refrigerant discharged from the compressor (21) expands after radiating heat, and its pressure decreases. The decompressed low-pressure refrigerant absorbs heat and evaporates, and then is sucked into the compressor (21) and compressed again.
第１の解決手段の冷媒回路（10）には、１つの膨張機（22）が冷媒の膨張機構として設けられる。従って、冷凍サイクルにおける冷媒の膨張は、この膨張機（22）で行われる。ただし、冷媒の膨張機構は、膨張機（22）のみで構成される必要はなく、例えば膨張機（22）と膨張弁とを直列に接続して冷媒の膨張機構を構成してもよい。 In the refrigerant circuit (10) of the first solving means, one expander (22) is provided as a refrigerant expansion mechanism. Therefore, the expansion of the refrigerant in the refrigeration cycle is performed by the expander (22). However, the refrigerant expansion mechanism does not have to be configured only by the expander (22). For example, the refrigerant expansion mechanism may be configured by connecting the expander (22) and an expansion valve in series.
また、本解決手段の冷媒回路（10）には、複数の室内熱交換器（41,42,43）が並列に設けられている。また、この冷媒回路（10）には、それぞれの室内熱交換器（41,42,43）に対応して利用側制御弁（51,52,53）が１つずつ設けられている。つまり、冷媒回路（10）には、室内熱交換器（41,42,43）と同数の利用側制御弁（51,52,53）が設けられている。 The refrigerant circuit (10) of the present solution is provided with a plurality of indoor heat exchangers (41, 42, 43) in parallel. The refrigerant circuit (10) is provided with one use side control valve (51, 52, 53) corresponding to each indoor heat exchanger (41, 42, 43). That is, the refrigerant circuit (10) is provided with the same number of use side control valves (51, 52, 53) as the indoor heat exchanger (41, 42, 43).
第１の解決手段の空気調和装置は、冷房運転を行う。この冷房運転時において、冷媒回路（10）では、膨張機（22）から流出した低圧冷媒が各室内熱交換器（41,42,43）へ分配される。その際、各利用側制御弁（51,52,53）の開度を個別に制御することで、各室内熱交換器（41,42,43）へ流入する冷媒量が個別に調節される。各室内熱交換器（41,42,43）において、送り込まれた低圧冷媒は、空気等の対象物から吸熱して蒸発する。このようにして、各室内熱交換器（41,42,43）では、対象物の冷却が行われる。 The air conditioner of the first solving means performs a cooling operation . During this cooling operation , in the refrigerant circuit (10), the low-pressure refrigerant flowing out of the expander (22 ) is distributed to the indoor heat exchangers (41, 42, 43). At this time, the amount of refrigerant flowing into each indoor heat exchanger (41, 42, 43) is individually adjusted by individually controlling the opening degree of each use side control valve (51, 52, 53). In each indoor heat exchanger (41, 42, 43), the sent low-pressure refrigerant absorbs heat from an object such as air and evaporates. In this way, the object is cooled in each indoor heat exchanger (41, 42, 43).
また、第１の解決手段の空気調和装置は、暖房運転を行う。この暖房運転時において、冷媒回路（10）では、圧縮機（21）から吐出された高圧冷媒が各室内熱交換器（41,42,43）へ分配される。そして、各室内熱交換器（41,42,43）では、高圧冷媒が空気等の対象物へ放熱し、対象物の加熱が行われる。各室内熱交換器（41,42,43）で放熱した冷媒は、膨張機（22）で膨張して低圧冷媒となり、その後に室外熱交換器（44）へ送られる。室外熱交換器（44）では、冷媒が室外空気等から吸熱して蒸発する。 Moreover, the air conditioning apparatus of the first solving means performs a heating operation. During the heating operation, in the refrigerant circuit (10), the high-pressure refrigerant discharged from the compressor (21) is distributed to the indoor heat exchangers (41, 42, 43). In each indoor heat exchanger (41, 42, 43), the high-pressure refrigerant radiates heat to the object such as air , and the object is heated. The refrigerant that has dissipated heat in each of the indoor heat exchangers (41, 42, 43) is expanded by the expander (22) to become a low-pressure refrigerant, and is then sent to the outdoor heat exchanger (44). In the outdoor heat exchanger (44), the refrigerant absorbs heat from the outdoor air and evaporates.
上記第２の解決手段では、冷媒回路（10）に気液分離器（32）が設けられる。この冷媒回路（10）において、膨張機（22）から流出した気液二相状態の低圧冷媒は、気液分離器（32）へ送り込まれて液冷媒とガス冷媒とに分離される。冷房運転時において、蒸発器として動作する各室内熱交換器（41,42,43）へは、気液分離器（32）からの低圧液冷媒が供給される。つまり、冷房運転時に室内熱交換器（41,42,43）へ向けて冷媒が流れる配管では、単相の液冷媒だけが流通する。また、暖房運転時において、蒸発器として動作する室外熱交換器（44）へは、気液分離器（32）からの低圧液冷媒が供給される。 In the second solution means, the gas-liquid separator (32) is provided in the refrigerant circuit (10). In the refrigerant circuit (10), low-pressure refrigerant flowing out gas-liquid two-phase state from the expander (22) is separated is fed into the gas-liquid separator (32) into liquid refrigerant and gas refrigerant. During the cooling operation , the low-pressure liquid refrigerant from the gas-liquid separator (32) is supplied to each indoor heat exchanger (41, 42, 43) operating as an evaporator . That is, only a single-phase liquid refrigerant flows in the pipe through which the refrigerant flows toward the indoor heat exchanger (41, 42, 43) during the cooling operation . Further, during the heating operation, the low-pressure liquid refrigerant from the gas-liquid separator (32) is supplied to the outdoor heat exchanger (44) operating as an evaporator.
上記第３の解決手段では、気液分離器（32）にガス管路（33）が接続される。気液分離器（32）の低圧ガス冷媒は、ガス管路（33）を通って圧縮機（21）の吸入側へ送られる。このガス管路（33）には、ガス制御弁（34）が設けられる。ガス管路（33）におけるガス冷媒の流れは、このガス制御弁（34）によって制御される。例えば、連通状態と遮断状態とが切り換わる開閉弁をガス制御弁（34）として用いれば、ガス管路（33）におけるガス冷媒の流れが断続される。また、開度を連続的に変更可能な調節弁をガス制御弁（34）として用いれば、ガス管路（33）におけるガス冷媒の流量が調節される。 In the third solution, the gas pipe (33) is connected to the gas-liquid separator (32). The low-pressure gas refrigerant in the gas-liquid separator (32) is sent to the suction side of the compressor (21) through the gas pipe (33). The gas pipe (33) is provided with a gas control valve (34). The flow of the gas refrigerant in the gas pipe (33) is controlled by the gas control valve (34). For example, if an on-off valve that switches between a communication state and a cutoff state is used as the gas control valve (34), the flow of the gas refrigerant in the gas line (33) is interrupted. Moreover, if the control valve which can change an opening degree continuously is used as a gas control valve (34), the flow volume of the gas refrigerant in a gas pipe line (33) will be adjusted.
本発明では、複数の室内熱交換器（41,42,43）が並列接続された冷媒回路（10）において、利用側制御弁（51,52,53）を各室内熱交換器（41,42,43）に対応して１つずつ設けている。このため、膨張機（22）を通過した後の低圧冷媒を各室内熱交換器（41,42,43）へ分配せざるを得ない空気調和装置においても、各利用側制御弁（51,52,53）の開度をそれぞれ調節することにより、各室内熱交換器（41,42,43）へ流入する冷媒量を個別に制御できる。 In the present invention, in the refrigerant circuit (10) in which a plurality of indoor heat exchangers (41, 42, 43) are connected in parallel, the use side control valve (51, 52, 53) is connected to each indoor heat exchanger (41, 42). , 43) one by one. For this reason, even in the air conditioner that must distribute the low-pressure refrigerant after passing through the expander (22) to each indoor heat exchanger (41, 42, 43), each use side control valve (51, 52) , 53) can be adjusted individually to control the amount of refrigerant flowing into each indoor heat exchanger (41, 42, 43).
従って、本発明によれば、膨張機（22）と複数の室内熱交換器（41,42,43）を備える空気調和装置においても、各室内熱交換器（41,42,43）への冷媒供給量を適切に制御でき、各室内熱交換器（41,42,43）における対象物の冷却を確実に行うことが可能となる。 Therefore, according to the present invention, in the air conditioner including the expander (22) and the plurality of indoor heat exchangers (41, 42, 43), the refrigerant to each indoor heat exchanger (41, 42, 43) The supply amount can be appropriately controlled, and the object in each indoor heat exchanger (41, 42, 43) can be reliably cooled.
特に、上記第２の解決手段によれば、気液分離器（32）において低圧冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離し、低圧液冷媒だけを各室内熱交換器（41,42,43）へ分配することができる。つまり、利用側制御弁（51,52,53）による流量制御をしにくい気液二相状態の冷媒ではなく、利用側制御弁（51,52,53）による流量制御が容易な単相の液冷媒を各室内熱交換器（41,42,43）へ送ることが可能となる。従って、本解決手段によれば、利用側制御弁（51,52,53）の開度制御により、室内熱交換器（41,42,43）への冷媒供給量を一層適切に制御することができる。 In particular, according to the second solution, the low-pressure refrigerant is separated into the liquid refrigerant and the gas refrigerant in the gas-liquid separator (32), and only the low-pressure liquid refrigerant is supplied to each indoor heat exchanger (41, 42, 43). Can be distributed to In other words, it is not a gas-liquid two-phase refrigerant that is difficult to control the flow rate by the use side control valve (51, 52, 53), but a single-phase liquid that can be easily controlled by the use side control valve (51, 52, 53). The refrigerant can be sent to each indoor heat exchanger (41, 42, 43). Therefore, according to this solution, the refrigerant supply amount to the indoor heat exchanger (41, 42, 43) can be more appropriately controlled by controlling the opening of the use side control valve (51, 52, 53). it can.
更に、上記第２の解決手段によれば、配管内を冷媒が流れる際に発生する騒音（いわゆる冷媒通過音）を低減することができる。つまり、液冷媒とガス冷媒が混在する気液二相状態の冷媒を配管内で流すと、配管内における冷媒流の乱れが大きくなり、ジュルジュルという感じの不快な音が発生してユーザーに不快感を与えるおそれがある。これに対し、本解決手段では、冷却動作時に室内熱交換器（41,42,43）へ冷媒を送るための配管内において、単相の液冷媒だけが流通する。従って、本解決手段によれば、単相の液冷媒を流すことで配管内における流れの乱れを小さくでき、冷媒通過音を確実に低減することができる。 Furthermore, according to the second solution means, noise (so-called refrigerant passing sound) generated when the refrigerant flows in the pipe can be reduced. In other words, if a gas-liquid two-phase refrigerant that contains a mixture of liquid refrigerant and gas refrigerant is flowed in the pipe, the refrigerant flow in the pipe becomes more turbulent and an unpleasant sound, such as a jerk, is generated. There is a risk of giving. On the other hand, in this solution, only a single-phase liquid refrigerant flows in the pipe for sending the refrigerant to the indoor heat exchanger (41, 42, 43) during the cooling operation. Therefore, according to this solution, the flow disturbance in the piping can be reduced by flowing the single-phase liquid refrigerant, and the refrigerant passing sound can be reliably reduced.
また、上記第３の解決手段によれば、ガス管路（33）を通じて低圧ガス冷媒を気液分離器（32）から排出することができる。更に、ガス制御弁（34）を操作することにより、気液分離器（32）から流出する低圧ガス冷媒の流量を調節でき、これによって気液分離器（32）における液冷媒の液面を所定の位置に保持することが可能となる。従って、本解決手段によれば、気液分離器（32）に貯留する液冷媒量を確保することができ、室内熱交換器（41,42,43）に対して確実に低圧液冷媒だけを供給することが可能となる。 Further, according to the third solution, the low-pressure gas refrigerant can be discharged from the gas-liquid separator (32) through the gas pipe (33). Further, by operating the gas control valve (34), the flow rate of the low-pressure gas refrigerant flowing out from the gas-liquid separator (32) can be adjusted, thereby the liquid level of the liquid refrigerant in the gas-liquid separator (32) is set to a predetermined level. It becomes possible to hold in the position. Therefore, according to this solution, the amount of liquid refrigerant stored in the gas-liquid separator (32) can be secured, and only the low-pressure liquid refrigerant is reliably supplied to the indoor heat exchanger (41, 42, 43). It becomes possible to supply.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１に示すように、本実施形態は、本発明に係る空気調和装置により構成された空調機である。この空調機は、冷媒回路（10）で冷媒を循環させ、冷房運転と暖房運転を切り換えて行うように構成されている。また、この空調機は、１つの室外ユニット（64）と３つの室内ユニット（61,62,63）を備え、いわゆるマルチ型に構成されている。ただし、この室内ユニットの台数は、単なる例示である。 As shown in FIG. 1, the present embodiment is an air conditioner configured by an air conditioner according to the present invention. This air conditioner is configured to circulate refrigerant in the refrigerant circuit (10) and switch between cooling operation and heating operation. The air conditioner includes one outdoor unit (64) and three indoor units (61, 62, 63), and is configured as a so-called multi-type. However, the number of indoor units is merely an example.
上記冷媒回路（10）は、３つの室内回路（11,12,13）と、１つの室外回路（14）とを備えている。また、冷媒回路（10）には、二酸化炭素（ＣＯ２）が冷媒として充填されている。この冷媒回路（10）において、３つの室内回路（11,12,13）は、第１連絡管（15）及び第２連絡管（16）を介し、１つの室外回路（14）に対して並列に接続されている。 The refrigerant circuit (10) includes three indoor circuits (11, 12, 13) and one outdoor circuit (14). The refrigerant circuit (10) is filled with carbon dioxide (CO 2 ) as a refrigerant. In this refrigerant circuit (10), the three indoor circuits (11, 12, 13) are parallel to one outdoor circuit (14) via the first communication pipe (15) and the second communication pipe (16). It is connected to the.
上記室内回路（11,12,13）は、各室内ユニット（61,62,63）に１つずつ収納されている。また、各室内回路（11,12,13）は、利用側熱交換器である室内熱交換器（41,42,43）と、利用側制御弁である流量調節弁（51,52,53）とを直列に接続して構成されている。各室内ユニット（61,62,63）には、図示しないが、室内ファンがそれぞれ設置されている。 The indoor circuits (11, 12, 13) are housed one by one in each indoor unit (61, 62, 63). Each indoor circuit (11, 12, 13) includes an indoor heat exchanger (41, 42, 43) that is a use side heat exchanger and a flow rate control valve (51, 52, 53) that is a use side control valve. Are connected in series. Although not shown, each indoor unit (61, 62, 63) is provided with an indoor fan.
具体的に、第１室内回路（11）は、第１室内熱交換器（41）と第１流量調節弁（51）とを直列に接続して構成され、第１室内ユニット（61）に収納されている。第２室内回路（12）は、第２室内熱交換器（42）と第２流量調節弁（52）とを直列に接続して構成され、第２室内ユニット（62）に収納されている。第３室内回路（13）は、第３室内熱交換器（43）と第３流量調節弁（53）とを直列に接続して構成され、第３室内ユニット（63）に収納されている。 Specifically, the first indoor circuit (11) is configured by connecting a first indoor heat exchanger (41) and a first flow control valve (51) in series, and is housed in the first indoor unit (61). Has been. The second indoor circuit (12) is configured by connecting a second indoor heat exchanger (42) and a second flow rate control valve (52) in series, and is housed in the second indoor unit (62). The third indoor circuit (13) is configured by connecting a third indoor heat exchanger (43) and a third flow rate control valve (53) in series, and is housed in the third indoor unit (63).
各室内熱交換器（41,42,43）は、いわゆるクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器により構成されている。各室内熱交換器（41,42,43）へは、図外の室内ファンによって室内空気が供給される。各室内熱交換器（41,42,43）では、供給された室内空気と冷媒回路（10）の冷媒との熱交換が行われる。 Each indoor heat exchanger (41, 42, 43) is configured by a so-called cross fin type fin-and-tube heat exchanger. Room air is supplied to each indoor heat exchanger (41, 42, 43) by an indoor fan (not shown). In each indoor heat exchanger (41, 42, 43), heat exchange is performed between the supplied indoor air and the refrigerant in the refrigerant circuit (10).
上記室外回路（14）は、室外ユニット（64）に収納されている。この室外回路（14）には、室外熱交換器（44）、第１四路切換弁（25）、第２四路切換弁（26）、圧縮機（21）、膨張機（22）、電動膨張弁（23）、レシーバタンク（31）、及び気液分離器（32）が設けられている。室外回路（14）では、膨張機（22）と電動膨張弁（23）が直列に配置されており、これらが冷媒の膨張機構を構成している。室外ユニット（64）には、図示しないが、室外ファンが設置されている。 The outdoor circuit (14) is housed in the outdoor unit (64). The outdoor circuit (14) includes an outdoor heat exchanger (44), a first four-way switching valve (25), a second four-way switching valve (26), a compressor (21), an expander (22), an electric motor An expansion valve (23), a receiver tank (31), and a gas-liquid separator (32) are provided. In the outdoor circuit (14), the expander (22) and the electric expansion valve (23) are arranged in series, and these constitute an expansion mechanism for the refrigerant. Although not shown, the outdoor unit (64) is provided with an outdoor fan.
また、上記室外回路（14）には、第１閉鎖弁（17）及び第２閉鎖弁（18）が設けられている。第１閉鎖弁（17）は、第２四路切換弁（26）の第１のポートに配管接続されている。第２閉鎖弁（18）は、第１四路切換弁（25）の第１のポートに配管接続されている。更に、この室外回路（14）には、バイパス管路（35）とガス管路（33）とが設けられている。 The outdoor circuit (14) is provided with a first closing valve (17) and a second closing valve (18). The first closing valve (17) is connected by piping to the first port of the second four-way switching valve (26). The second closing valve (18) is connected by piping to the first port of the first four-way switching valve (25). Further, the outdoor circuit (14) is provided with a bypass pipe (35) and a gas pipe (33).
上記室外熱交換器（44）は、いわゆるクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器により構成されている。室外熱交換器（44）へは、図外の室外ファンによって室外空気が供給される。室外熱交換器（44）では、供給された室外空気と冷媒回路（10）の冷媒との熱交換が行われる。室外回路（14）において、室外熱交換器（44）は、その一端が第１四路切換弁（25）の第２のポートに配管接続され、その他端が第２四路切換弁（26）の第２のポートに配管接続されている。 The outdoor heat exchanger (44) is a so-called cross fin type fin-and-tube heat exchanger. Outdoor air is supplied to the outdoor heat exchanger (44) by an outdoor fan (not shown). In the outdoor heat exchanger (44), heat exchange between the supplied outdoor air and the refrigerant in the refrigerant circuit (10) is performed. In the outdoor circuit (14), one end of the outdoor heat exchanger (44) is connected to the second port of the first four-way selector valve (25), and the other end is the second four-way selector valve (26). The second port is connected by piping.
上記圧縮機（21）は、ローリングピストン型の流体機械により構成されている。この圧縮機（21）は、吸入した冷媒（ＣＯ２）をその臨界圧力以上にまで圧縮する。室外回路（14）において、圧縮機（21）は、その吐出側が第１四路切換弁（25）の第３のポートに配管接続され、その吸入側が第１四路切換弁（25）の第４のポートに配管接続されている。 The compressor (21) is a rolling piston type fluid machine. The compressor (21) compresses the sucked refrigerant (CO 2 ) to the critical pressure or higher. In the outdoor circuit (14), the compressor (21) has a discharge side connected to the third port of the first four-way switching valve (25) and a suction side connected to the third port of the first four-way switching valve (25). 4 is connected to the port.
上記電動膨張弁（23）は、パルスモータ等で弁体を回転させることによって、その開度を変更できるように構成されている。室外回路（14）において、電動膨張弁（23）は、その流入側が第２四路切換弁（26）の第３のポートに配管接続され、その流出側がレシーバタンク（31）に配管接続されている。 The said electric expansion valve (23) is comprised so that the opening degree can be changed by rotating a valve body with a pulse motor etc. FIG. In the outdoor circuit (14), the electric expansion valve (23) has an inflow side connected to the third port of the second four-way switching valve (26) and an outflow side connected to the receiver tank (31). Yes.
上記レシーバタンク（31）は、縦長で円筒状の密閉容器であって、中間圧冷媒を貯留するための容器部材を構成している。室外回路（14）において、レシーバタンク（31）は、電動膨張弁（23）と膨張機（22）の間に配置されている。そして、上記冷媒回路（10）では、膨張機（22）の上流側に電動膨張弁（23）が設けられている。 The receiver tank (31) is a vertically long and cylindrical sealed container, and constitutes a container member for storing intermediate pressure refrigerant. In the outdoor circuit (14), the receiver tank (31) is disposed between the electric expansion valve (23) and the expander (22). In the refrigerant circuit (10), an electric expansion valve (23) is provided on the upstream side of the expander (22).
上記膨張機（22）は、スクロール型の流体機械により構成されている。室外回路（14）において、膨張機（22）は、その流入側がレシーバタンク（31）の下部に配管接続され、その流出側が気液分離器（32）の下部に配管接続されている。尚、膨張機（22）を構成する流体機械は、スクロール型に限らず、例えばスクリュー型、歯車型、ルーツ型のものであってもよい。 The expander (22) is a scroll type fluid machine. In the outdoor circuit (14), the expander (22) has an inflow side connected to the lower part of the receiver tank (31) and an outflow side connected to the lower part of the gas-liquid separator (32). The fluid machine constituting the expander (22) is not limited to the scroll type, and may be, for example, a screw type, a gear type, or a roots type.
上記気液分離器（32）は、縦長で円筒状の密閉容器により構成されている。また、気液分離器（32）の内部には、フロートスイッチ（37）が設置されている。気液分離器（32）において、内部へ導入された気液二相状態の低圧冷媒は、下部に貯留する液冷媒と、上部に貯留するガス冷媒とに分離される。この気液分離器（32）は、その底部が第２四路切換弁（26）の第４のポートに配管接続されている。 The gas-liquid separator (32) is a vertically long and cylindrical sealed container. A float switch (37) is installed inside the gas-liquid separator (32). In the gas-liquid separator (32), the gas-liquid two-phase low-pressure refrigerant introduced into the interior is separated into a liquid refrigerant stored in the lower part and a gas refrigerant stored in the upper part. The gas-liquid separator (32) has a bottom connected to the fourth port of the second four-way selector valve (26) by piping.
上述のように、第１四路切換弁（25）は、第１のポートが第２閉鎖弁（18）と、第２のポートが室外熱交換器（44）と、第３のポートが圧縮機（21）の吐出側と、第４のポートが圧縮機（21）の吸入側とそれぞれ接続されている。この第１四路切換弁（25）は、第１のポートが第３のポートと連通し且つ第２のポートが第４のポートと連通する状態（図１に実線で示す状態）と、第１のポートが第４のポートと連通し且つ第２のポートが第３のポートと連通する状態（図１に破線で示す状態）とに切り換わるように構成されている。 As described above, the first four-way switching valve (25) has a first port that is the second closing valve (18), a second port that is the outdoor heat exchanger (44), and a third port that is compressed. The discharge side of the machine (21) and the fourth port are connected to the suction side of the compressor (21), respectively. The first four-way selector valve (25) includes a state in which the first port communicates with the third port and the second port communicates with the fourth port (state indicated by a solid line in FIG. 1), The first port communicates with the fourth port and the second port communicates with the third port (state indicated by a broken line in FIG. 1).
一方、第２四路切換弁（26）は、第１のポートが第１閉鎖弁（17）と、第２のポートが室外熱交換器（44）と、第３のポートが電動膨張弁（23）と、第４のポートが気液分離器（32）とそれぞれ接続されている。この第１四路切換弁（25）は、第１のポートが第３のポートと連通し且つ第２のポートが第４のポートと連通する状態（図１に実線で示す状態）と、第１のポートが第４のポートと連通し且つ第２のポートが第３のポートと連通する状態（図１に破線で示す状態）とに切り換わるように構成されている。 On the other hand, in the second four-way selector valve (26), the first port is the first closing valve (17), the second port is the outdoor heat exchanger (44), and the third port is the electric expansion valve ( 23) and the fourth port are connected to the gas-liquid separator (32), respectively. The first four-way selector valve (25) includes a state in which the first port communicates with the third port and the second port communicates with the fourth port (state indicated by a solid line in FIG. 1), The first port communicates with the fourth port and the second port communicates with the third port (state indicated by a broken line in FIG. 1).
本実施形態において、上記圧縮機（21）の駆動軸には、上記膨張機（22）と圧縮機モータ（24）とが連結されている。この圧縮機（21）は、膨張機（22）での冷媒の膨張により得られた動力と、圧縮機モータ（24）へ通電することにより得られた動力との両方によって回転駆動される。上記圧縮機モータ（24）には、図外のインバータから所定周波数の交流電力が供給されている。そして、上記圧縮機（21）は、圧縮機モータ（24）へ供給される電力の周波数を変更することで、その容量が可変に構成されている。また、圧縮機（21）と膨張機（22）とは、常に同じ回転速度で回転する。 In the present embodiment, the expander (22) and the compressor motor (24) are connected to the drive shaft of the compressor (21). The compressor (21) is rotationally driven by both power obtained by expansion of the refrigerant in the expander (22) and power obtained by energizing the compressor motor (24). The compressor motor (24) is supplied with AC power having a predetermined frequency from an inverter (not shown). And the capacity | capacitance of the said compressor (21) is comprised by changing the frequency of the electric power supplied to a compressor motor (24). Further, the compressor (21) and the expander (22) always rotate at the same rotational speed.
上記バイパス管路（35）は、その一端が第２四路切換弁（26）の第３のポートと電動膨張弁（23）との間に接続され、その他端が気液分離器（32）の上部に接続されている。つまり、電動膨張弁（23）と膨張機（22）とによって構成される膨張機構の流入側と流出側とは、バイパス管路（35）によって連通可能となっている。 One end of the bypass pipe (35) is connected between the third port of the second four-way selector valve (26) and the electric expansion valve (23), and the other end is a gas-liquid separator (32). Connected to the top of the. That is, the inflow side and the outflow side of the expansion mechanism constituted by the electric expansion valve (23) and the expander (22) can communicate with each other by the bypass pipe (35).
上記バイパス管路（35）には、バイパス弁（36）が設けられている。このバイパス弁（36）は、上記電動膨張弁（23）と同様に、パルスモータ等で弁体を回転させることによって、その開度を変更できるように構成されている。バイパス弁（36）の開度を変更すると、バイパス管路（35）を流れる冷媒の流量が変化する。また、バイパス弁（36）を全閉するとバイパス管路（35）が遮断状態となり、冷媒回路（10）で循環する冷媒の全てが膨張機（22）を通過する。 The bypass pipe (35) is provided with a bypass valve (36). Similar to the electric expansion valve (23), the bypass valve (36) is configured such that its opening degree can be changed by rotating the valve body with a pulse motor or the like. When the opening degree of the bypass valve (36) is changed, the flow rate of the refrigerant flowing through the bypass pipe (35) changes. When the bypass valve (36) is fully closed, the bypass pipe (35) is cut off, and all of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit (10) passes through the expander (22).
上記ガス管路（33）は、その一端が気液分離器（32）の上端部に接続され、その他端が第１四路切換弁（25）の第４のポートと圧縮機（21）の吸入側との間に接続されている。このガス管路（33）には、電磁弁により構成されるガス制御弁（34）が設けられている。ガス制御弁（34）は、フロートスイッチ（37）の状態に応じて開閉される。具体的に、ガス制御弁（34）は、気液分離器（32）内の液面が所定位置よりも低くなると開かれ、気液分離器（32）内の液面が所定位置に達すると閉じられる。尚、ガス制御弁（34）として開度可変の電動弁を用い、気液分離器（32）内の液面高さに応じて開度制御を行うようにしてもよい。 The gas pipe (33) has one end connected to the upper end of the gas-liquid separator (32) and the other end connected to the fourth port of the first four-way selector valve (25) and the compressor (21). Connected to the suction side. The gas pipe (33) is provided with a gas control valve (34) constituted by an electromagnetic valve. The gas control valve (34) is opened and closed according to the state of the float switch (37). Specifically, the gas control valve (34) is opened when the liquid level in the gas-liquid separator (32) becomes lower than a predetermined position, and when the liquid level in the gas-liquid separator (32) reaches a predetermined position. Closed. It should be noted that an electric valve having a variable opening degree may be used as the gas control valve (34) and the opening degree control may be performed in accordance with the liquid level in the gas-liquid separator (32).
上述のように、３つの室内回路（11,12,13）と１つの室外回路（14）とは、第１連絡管（15）及び第２連絡管（16）によって接続されている。第１連絡管（15）は、その一端が第１閉鎖弁（17）に接続されている。また、第１連絡管（15）は、他端側で３つに分岐されて、各室内回路（11,12,13）における流量調節弁（51,52,53）側の端部に接続されている。第２連絡管（16）は、その一端が第２閉鎖弁（18）に接続されている。また、第２連絡管（16）は、他端側で３つに分岐されて、各室内回路（11,12,13）における室内熱交換器（41,42,43）側の端部に接続されている。 As described above, the three indoor circuits (11, 12, 13) and the one outdoor circuit (14) are connected by the first communication pipe (15) and the second communication pipe (16). One end of the first communication pipe (15) is connected to the first closing valve (17). Further, the first communication pipe (15) is branched into three at the other end side, and is connected to the end portion on the flow rate control valve (51, 52, 53) side in each indoor circuit (11, 12, 13). ing. One end of the second communication pipe (16) is connected to the second closing valve (18). The second connecting pipe (16) is branched into three at the other end, and connected to the end of each indoor circuit (11, 12, 13) on the indoor heat exchanger (41, 42, 43) side. Has been.
−運転動作−
《暖房運転》
上記空調機の暖房運転時の動作について説明する。
-Driving action-
《Heating operation》
The operation during the heating operation of the air conditioner will be described.
暖房運転時において、第１四路切換弁（25）及び第２四路切換弁（26）は、図１に実線で示す状態に切り換えられ、各流量調節弁（51,52,53）の開度が個別に調節されると共に、ガス制御弁（34）が閉状態に保持される。また、通常の暖房運転時には、電動膨張弁（23）の開度が適宜調節され、バイパス弁（36）が全閉される。 During the heating operation, the first four-way switching valve (25) and the second four-way switching valve (26) are switched to the state shown by the solid line in FIG. 1, and the flow rate control valves (51, 52, 53) are opened. The degree is individually adjusted and the gas control valve (34) is kept closed. Further, during normal heating operation, the opening degree of the electric expansion valve (23) is appropriately adjusted, and the bypass valve (36) is fully closed.
この状態で圧縮機（21）を駆動すると、冷媒回路（10）で冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる。その際、室内熱交換器（41,42,43）が放熱器として機能し、室外熱交換器（44）が蒸発器として機能する。 When the compressor (21) is driven in this state, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (10) to perform a refrigeration cycle. At that time, the indoor heat exchanger (41, 42, 43) functions as a radiator, and the outdoor heat exchanger (44) functions as an evaporator.
具体的に、圧縮機（21）からは、圧縮されて臨界圧力よりも高圧となった高圧冷媒が吐出される。この高圧冷媒は、第１四路切換弁（25）を通過して第２連絡管（16）へ流入し、各室内回路（11,12,13）へ分配される。その際、各室内回路（11,12,13）に対しては、流量調節弁（51,52,53）の開度に応じた量の冷媒が供給される。 Specifically, the compressor (21) discharges high-pressure refrigerant that has been compressed to a pressure higher than the critical pressure. The high-pressure refrigerant passes through the first four-way switching valve (25), flows into the second communication pipe (16), and is distributed to the indoor circuits (11, 12, 13). In that case, the refrigerant | coolant of the quantity according to the opening degree of the flow control valve (51,52,53) is supplied with respect to each indoor circuit (11,12,13).
各室内回路（11,12,13）へ分配された高圧冷媒は、それぞれ室内熱交換器（41,42,43）へ導入されて室内空気と熱交換を行う。この熱交換により、高圧冷媒は室内空気に対して放熱し、室内空気が加熱される。各室内熱交換器（41,42,43）で放熱した冷媒は、第１連絡管（15）へ流入して合流し、その後に室外回路（14）へ送り返される。一方、室内熱交換器（41,42,43）において加熱された室内空気は、調和空気として室内へ供給される。 The high-pressure refrigerant distributed to the indoor circuits (11, 12, 13) is introduced into the indoor heat exchangers (41, 42, 43) to exchange heat with room air. By this heat exchange, the high-pressure refrigerant radiates heat to the room air, and the room air is heated. The refrigerant that has dissipated heat in each indoor heat exchanger (41, 42, 43) flows into the first connecting pipe (15), joins, and is then sent back to the outdoor circuit (14). On the other hand, the indoor air heated in the indoor heat exchanger (41, 42, 43) is supplied into the room as conditioned air.
第１連絡管（15）から室外回路（14）へ流入した冷媒は、第２四路切換弁（26）を通過して電動膨張弁（23）へ送られる。電動膨張弁（23）では、流入した冷媒が減圧されて中間圧冷媒となる。中間圧冷媒は、その臨界圧力よりも低圧で気液二相状態となっている。気液二相状態の中間圧冷媒は、レシーバタンク（31）へ一旦流入し、その後に膨張機（22）へ送られる。膨張機（22）では、中間圧冷媒が膨張して低圧冷媒となる。 The refrigerant flowing into the outdoor circuit (14) from the first communication pipe (15) passes through the second four-way switching valve (26) and is sent to the electric expansion valve (23). In the electric expansion valve (23), the refrigerant flowing in is depressurized and becomes an intermediate pressure refrigerant. The intermediate pressure refrigerant is in a gas-liquid two-phase state at a pressure lower than the critical pressure. The intermediate-pressure refrigerant in the gas-liquid two-phase state once flows into the receiver tank (31) and then is sent to the expander (22). In the expander (22), the intermediate pressure refrigerant expands to become a low pressure refrigerant.
膨張機（22）から送り出された低圧冷媒は、気液分離器（32）へ流入する。その後、低圧冷媒は、気液分離器（32）の底部から流出し、第２四路切換弁（26）を通過して室外熱交換器（44）へ導入される。 The low-pressure refrigerant sent out from the expander (22) flows into the gas-liquid separator (32). Thereafter, the low-pressure refrigerant flows out from the bottom of the gas-liquid separator (32), passes through the second four-way switching valve (26), and is introduced into the outdoor heat exchanger (44).
室外熱交換器（44）では、導入された低圧冷媒が室外空気と熱交換を行う。この熱交換により、低圧冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（44）で蒸発した冷媒は、第１四路切換弁（25）を通って圧縮機（21）へ送られる。圧縮機（21）に吸入された冷媒は、圧縮されて高圧冷媒となり、再び圧縮機（21）から吐出される。 In the outdoor heat exchanger (44), the introduced low-pressure refrigerant exchanges heat with outdoor air. By this heat exchange, the low-pressure refrigerant absorbs heat from the outdoor air and evaporates. The refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger (44) is sent to the compressor (21) through the first four-way switching valve (25). The refrigerant sucked into the compressor (21) is compressed to become a high-pressure refrigerant and is discharged from the compressor (21) again.
《冷房運転》
上記空調機の冷房運転時の動作について説明する。この冷房運転時には、冷却動作が行われる。
《Cooling operation》
The operation during the cooling operation of the air conditioner will be described. During this cooling operation, a cooling operation is performed.
冷房運転時において、第１四路切換弁（25）及び第２四路切換弁（26）は、図１に破線で示す状態に切り換えられ、各流量調節弁（51,52,53）の開度が個別に調節されると共に、ガス制御弁（34）がフロートスイッチ（37）の状態に応じて開閉される。また、冷房運転時には、電動膨張弁（23）が全開され、バイパス弁（36）の開度が適宜調節される。 During the cooling operation, the first four-way switching valve (25) and the second four-way switching valve (26) are switched to the state indicated by the broken line in FIG. 1, and the flow control valves (51, 52, 53) are opened. The gas control valve (34) is opened and closed according to the state of the float switch (37) while the degrees are individually adjusted. Further, during the cooling operation, the electric expansion valve (23) is fully opened, and the opening degree of the bypass valve (36) is appropriately adjusted.
この状態で圧縮機（21）を駆動すると、冷媒回路（10）で冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる。その際、室外熱交換器（44）が放熱器として機能し、室内熱交換器（41,42,43）が蒸発器として機能する。 When the compressor (21) is driven in this state, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (10) to perform a refrigeration cycle. At that time, the outdoor heat exchanger (44) functions as a radiator, and the indoor heat exchangers (41, 42, 43) function as an evaporator.
具体的に、圧縮機（21）からは、圧縮されて臨界圧力よりも高圧となった高圧冷媒が吐出される。この高圧冷媒は、第１四路切換弁（25）を通過して室外熱交換器（44）へ送られる。室外熱交換器（44）へ導入された高圧冷媒は、室外空気と熱交換を行い、室外空気に対して放熱する。 Specifically, the compressor (21) discharges high-pressure refrigerant that has been compressed to a pressure higher than the critical pressure. This high-pressure refrigerant passes through the first four-way switching valve (25) and is sent to the outdoor heat exchanger (44). The high-pressure refrigerant introduced into the outdoor heat exchanger (44) exchanges heat with the outdoor air and dissipates heat to the outdoor air.
室外熱交換器（44）で放熱した冷媒は、第２四路切換弁（26）を通過した後に二手に分流され、その一方が電動膨張弁（23）へ送られて、残りがバイパス管路（35）へ流入する。 The refrigerant that has dissipated heat in the outdoor heat exchanger (44) passes through the second four-way switching valve (26) and then is divided into two hands, one of which is sent to the electric expansion valve (23), and the rest is a bypass line. Flows into (35).
電動膨張弁（23）へ送られた冷媒は、全開状態の電動膨張弁（23）とレシーバタンク（31）とを順に通過し、膨張機（22）へ導入される。膨張機（22）へ流入した冷媒は、膨張して圧力及びエンタルピが低下して低圧冷媒となる。この低圧冷媒は、膨張機（22）から気液分離器（32）へ送り込まれる。 The refrigerant sent to the electric expansion valve (23) sequentially passes through the fully opened electric expansion valve (23) and the receiver tank (31), and is introduced into the expander (22). The refrigerant that has flowed into the expander (22) expands to reduce the pressure and enthalpy and become a low-pressure refrigerant. This low-pressure refrigerant is sent from the expander (22) to the gas-liquid separator (32).
一方、バイパス管路（35）へ流入した冷媒は、バイパス弁（36）を通過する際に減圧され、その圧力が低下して低圧冷媒となる。この低圧冷媒は、気液分離器（32）へ送り込まれる。 On the other hand, the refrigerant flowing into the bypass pipe (35) is depressurized when passing through the bypass valve (36), and the pressure is reduced to become a low-pressure refrigerant. This low-pressure refrigerant is sent to the gas-liquid separator (32).
気液分離器（32）へは、膨張機（22）からの低圧冷媒と、バイパス管路（35）からの低圧冷媒とが導入される。これらの低圧冷媒は、何れも気液二相状態で気液分離器（32）へ送り込まれる。気液分離器（32）において、気液二相状態の低圧冷媒は、低圧液冷媒と低圧ガス冷媒とに分離される。分離された低圧液冷媒は、気液分離器（32）の底部から流出する。一方、分離された低圧ガス冷媒は、ガス制御弁（34）を開くことにより、ガス管路（33）を通じて気液分離器（32）から排出される。 The low pressure refrigerant from the expander (22) and the low pressure refrigerant from the bypass line (35) are introduced into the gas-liquid separator (32). These low-pressure refrigerants are all sent to the gas-liquid separator (32) in a gas-liquid two-phase state. In the gas-liquid separator (32), the gas-liquid two-phase low-pressure refrigerant is separated into a low-pressure liquid refrigerant and a low-pressure gas refrigerant. The separated low-pressure liquid refrigerant flows out from the bottom of the gas-liquid separator (32). On the other hand, the separated low-pressure gas refrigerant is discharged from the gas-liquid separator (32) through the gas pipe (33) by opening the gas control valve (34).
気液分離器（32）からの低圧ガス冷媒の排出は、気液分離器（32）内の液冷媒の液面高さをある程度に保持するために行われる。そして、気液分離器（32）内の液面高さを保ち、気液分離器（32）の底部から確実に液冷媒だけを流出させるようにしている。 The discharge of the low-pressure gas refrigerant from the gas-liquid separator (32) is performed in order to maintain the liquid level height of the liquid refrigerant in the gas-liquid separator (32) to some extent. And the liquid level in the gas-liquid separator (32) is maintained, and only the liquid refrigerant is surely discharged from the bottom of the gas-liquid separator (32).
気液分離器（32）から流出した低圧液冷媒は、第２四路切換弁（26）を通過して第１連絡管（15）へ流入し、各室内回路（11,12,13）へ分配される。その際、各室内回路（11,12,13）に対しては、流量調節弁（51,52,53）の開度に応じた量の低圧液冷媒が供給される。また、室外から室内へと延びる第１連絡管（15）の内部では、単相の液冷媒だけが流通する。 The low-pressure liquid refrigerant that has flowed out of the gas-liquid separator (32) passes through the second four-way selector valve (26) and flows into the first connecting pipe (15) to the indoor circuits (11, 12, 13). Distributed. At that time, low pressure liquid refrigerant is supplied to each indoor circuit (11, 12, 13) in an amount corresponding to the opening degree of the flow control valve (51, 52, 53). Further, only the single-phase liquid refrigerant flows in the first connecting pipe (15) extending from the outdoor to the indoor.
各室内回路（11,12,13）へ分配された低圧液冷媒は、それぞれ室内熱交換器（41,42,43）へ導入されて室内空気と熱交換を行う。この熱交換により、低圧液冷媒は室内空気から吸熱して蒸発し、室内空気が冷却される。各室内熱交換器（41,42,43）で吸熱した冷媒は、第２連絡管（16）へ流入して合流し、その後に室外回路（14）へ送り返される。一方、室内熱交換器（41,42,43）において冷却された室内空気は、調和空気として室内へ供給される。 The low-pressure liquid refrigerant distributed to the indoor circuits (11, 12, 13) is introduced into the indoor heat exchangers (41, 42, 43) to exchange heat with the indoor air. By this heat exchange, the low-pressure liquid refrigerant absorbs heat from the room air and evaporates, and the room air is cooled. The refrigerant that has absorbed heat in each of the indoor heat exchangers (41, 42, 43) flows into the second connecting pipe (16), joins, and is then sent back to the outdoor circuit (14). On the other hand, the indoor air cooled in the indoor heat exchanger (41, 42, 43) is supplied into the room as conditioned air.
第２連絡管（16）から室外回路（14）へ流入した冷媒は、第１四路切換弁（25）を通って圧縮機（21）へ送られる。圧縮機（21）に吸入された冷媒は、圧縮されて高圧冷媒となり、再び圧縮機（21）から吐出される。 The refrigerant flowing into the outdoor circuit (14) from the second communication pipe (16) is sent to the compressor (21) through the first four-way switching valve (25). The refrigerant sucked into the compressor (21) is compressed to become a high-pressure refrigerant and is discharged from the compressor (21) again.
尚、冷房運転時には、その時の運転条件によってバイパス弁（36）が全閉される場合もある。この場合、室外熱交換器（44）で放熱した冷媒は、その全てが全開状態の電動膨張弁（23）と膨張機（22）とを通過し、膨張機（22）のみにおいて膨張して低圧冷媒となる。 In the cooling operation, the bypass valve (36) may be fully closed depending on the operation conditions at that time. In this case, the refrigerant radiated by the outdoor heat exchanger (44) passes through the fully-expanded electric expansion valve (23) and the expander (22), expands only in the expander (22), and has a low pressure. Becomes a refrigerant.
−実施形態の効果−
本実施形態では、複数の室内熱交換器（41,42,43）が並列接続された冷媒回路（10）において、流量調節弁（51,52,53）を各室内熱交換器（41,42,43）に対応して１つずつ設けている。このため、膨張機（22）を通過した後の低圧冷媒を各室内熱交換器（41,42,43）へ分配せざるを得ない本実施形態の空調機においても、各流量調節弁（51,52,53）の開度をそれぞれ調節することにより、各室内熱交換器（41,42,43）へ流入する冷媒量を個別に制御できる。
-Effect of the embodiment-
In the present embodiment, in the refrigerant circuit (10) in which a plurality of indoor heat exchangers (41, 42, 43) are connected in parallel, the flow control valves (51, 52, 53) are connected to the indoor heat exchangers (41, 42). , 43) one by one. For this reason, also in the air conditioner of this embodiment which has to distribute the low-pressure refrigerant after passing through the expander (22) to each indoor heat exchanger (41, 42, 43), each flow control valve (51 , 52, 53) can be individually controlled by adjusting the opening degree of each of the indoor heat exchangers (41, 42, 43).
従って、本実施形態によれば、膨張機（22）と複数の室内熱交換器（41,42,43）を備える空調機においても、各室内熱交換器（41,42,43）への冷媒供給量を適切に制御でき、各室内ユニット（61,62,63）が設置された室内の空調を的確に行うことができる。また、流量調節弁（51,52,53）の開度を個別に制御することで、室内ユニット（61,62,63）で発揮される空調能力を別々に制御することが可能となる。 Therefore, according to this embodiment, in the air conditioner including the expander (22) and the plurality of indoor heat exchangers (41, 42, 43), the refrigerant to each indoor heat exchanger (41, 42, 43) The supply amount can be appropriately controlled, and air conditioning in the room in which each indoor unit (61, 62, 63) is installed can be performed accurately. In addition, by individually controlling the opening degree of the flow rate control valves (51, 52, 53), it is possible to separately control the air conditioning capability exhibited by the indoor units (61, 62, 63).
また、本実施形態では、気液分離器（32）において低圧冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離し、低圧液冷媒だけを各室内熱交換器（41,42,43）へ分配している。つまり、流量調節弁（51,52,53）による流量制御をしにくい気液二相状態の冷媒ではなく、流量調節弁（51,52,53）による流量制御が容易な単相の液冷媒を各室内熱交換器（41,42,43）へ送ることが可能となる。従って、本実施形態によれば、流量調節弁（51,52,53）の開度制御により、室内熱交換器（41,42,43）への冷媒供給量を一層適切に制御することができる。 In the present embodiment, the low-pressure refrigerant is separated into liquid refrigerant and gas refrigerant in the gas-liquid separator (32), and only the low-pressure liquid refrigerant is distributed to the indoor heat exchangers (41, 42, 43). . In other words, instead of a gas-liquid two-phase refrigerant that is difficult to control the flow rate with the flow control valve (51, 52, 53), a single-phase liquid refrigerant that is easy to control with the flow control valve (51, 52, 53) is used. It becomes possible to send to each indoor heat exchanger (41, 42, 43). Therefore, according to the present embodiment, the refrigerant supply amount to the indoor heat exchanger (41, 42, 43) can be more appropriately controlled by controlling the opening degree of the flow rate control valve (51, 52, 53). .
また、本実施形態によれば、配管内を冷媒が流れる際に発生する騒音（いわゆる冷媒通過音）を低減することができる。つまり、液冷媒とガス冷媒が混在する気液二相状態の冷媒を配管内で流すと、配管内における冷媒流の乱れが大きくなり、ジュルジュルという感じの不快な音が発生してユーザーに不快感を与えるおそれがある。これに対し、本実施形態では、冷房運転時に室内熱交換器（41,42,43）へ冷媒を送るための第１連絡管（15）において、単相の液冷媒だけが流通する。従って、本実施形態によれば、単相の液冷媒を流すことで第１連絡管（15）内における流れの乱れを小さくでき、冷媒通過音を確実に低減することができる。 Moreover, according to this embodiment, the noise (so-called refrigerant passing sound) generated when the refrigerant flows in the pipe can be reduced. In other words, if a gas-liquid two-phase refrigerant that contains a mixture of liquid refrigerant and gas refrigerant is flowed in the pipe, the refrigerant flow in the pipe becomes more turbulent and an unpleasant sound, such as a jerk, is generated. There is a risk of giving. In contrast, in the present embodiment, only the single-phase liquid refrigerant flows in the first connection pipe (15) for sending the refrigerant to the indoor heat exchanger (41, 42, 43) during the cooling operation. Therefore, according to the present embodiment, the flow disturbance in the first communication pipe (15) can be reduced by flowing the single-phase liquid refrigerant, and the refrigerant passing sound can be reliably reduced.
また、本実施形態によれば、ガス制御弁（34）を操作することによって気液分離器（32）から低圧ガス冷媒を排出することができ、これによって気液分離器（32）における液冷媒の液面を所定の高さに保持することが可能となる。この結果、気液分離器（32）における液冷媒の貯留量を確保して冷房運転時に第１連絡管（15）内で単相の液冷媒だけを確実に流すことができ、冷媒通過音を一層確実に低減することができる。 Further, according to the present embodiment, the low-pressure gas refrigerant can be discharged from the gas-liquid separator (32) by operating the gas control valve (34), whereby the liquid refrigerant in the gas-liquid separator (32). It becomes possible to hold the liquid level at a predetermined height. As a result, the amount of liquid refrigerant stored in the gas-liquid separator (32) can be secured, and only the single-phase liquid refrigerant can flow reliably in the first communication pipe (15) during the cooling operation. This can be reduced more reliably.
−実施形態の変形例−
上記実施形態では、本発明に係る冷凍装置により、冷房と暖房を切り換えて行う空調機を構成したが、これに代えて、冷房のみを行う空調機を構成してもよい。図２に示すように、この場合における空調機の冷媒回路（10）では、第１四路切換弁（25）及び第２四路切換弁（26）が省略されている。そして、この冷媒回路（10）では、圧縮機（21）の吐出側と電動膨張弁（23）の流入側とが室外熱交換器（44）に直接接続され、気液分離器（32）の底部が第１閉鎖弁（17）に直接接続され、圧縮機（21）の吸入側が第２閉鎖弁（18）に直接接続される。
-Modification of the embodiment-
In the above embodiment, an air conditioner that switches between cooling and heating is configured by the refrigeration apparatus according to the present invention, but instead, an air conditioner that performs only cooling may be configured. As shown in FIG. 2, in the refrigerant circuit (10) of the air conditioner in this case, the first four-way switching valve (25) and the second four-way switching valve (26) are omitted. In this refrigerant circuit (10), the discharge side of the compressor (21) and the inflow side of the electric expansion valve (23) are directly connected to the outdoor heat exchanger (44), and the gas-liquid separator (32) The bottom is directly connected to the first closing valve (17), and the suction side of the compressor (21) is directly connected to the second closing valve (18).
また、ここでは上記実施形態の変形例として冷房専用の空調機を示したが、室内ユニット（61,62,63）に代えて冷蔵用のショーケースや冷蔵庫等を接続し、庫内空気を冷却するために本発明の冷凍装置を用いてもよい。 In addition, here, a cooling-only air conditioner is shown as a modification of the above embodiment, but instead of indoor units (61, 62, 63), a refrigerated showcase, a refrigerator, or the like is connected to cool the internal air. For this purpose, the refrigeration apparatus of the present invention may be used.
以上説明したように、本発明は、高圧が冷媒の臨界圧力以上となる冷凍サイクルを行う冷凍装置について有用である。 As described above, the present invention is useful for a refrigeration apparatus that performs a refrigeration cycle in which the high pressure is equal to or higher than the critical pressure of the refrigerant.
10 冷媒回路
21 圧縮機
22 膨張機
32 気液分離器
33 ガス管路
34 ガス制御弁
41 第１室内熱交換器（室内熱交換器）
42 第２室内熱交換器（室内熱交換器）
43 第３室内熱交換器（室内熱交換器）
51 第１流量調節弁（利用側制御弁）
52 第２流量調節弁（利用側制御弁）
53 第３流量調節弁（利用側制御弁）
10 Refrigerant circuit
21 Compressor
22 Expander
32 Gas-liquid separator
33 Gas pipeline
34 Gas control valve
41 1st indoor heat exchanger ( indoor heat exchanger)
42 2nd indoor heat exchanger ( indoor heat exchanger)
43 3rd indoor heat exchanger ( indoor heat exchanger)
51 1st flow control valve (use side control valve)
52 Second flow control valve (use side control valve)
53 Third flow control valve (use side control valve)
Claims (4)
上記冷媒回路（10）に冷媒の膨張機構として設けられる１つの膨張機（22）と、
上記冷媒回路（10）において互いに並列接続される複数の利用側熱交換器（41,42,43）と、
上記利用側熱交換器（41,42,43）での冷媒流量を個別に調節するために各利用側熱交換器（41,42,43）に対応して１つずつ設けられる利用側制御弁（51,52,53）とを備え、
上記冷媒回路（10）において低圧冷媒が利用側熱交換器（41,42,43）へ供給されて蒸発する冷却動作を少なくとも行う冷凍装置。 A refrigeration apparatus comprising a refrigerant circuit (10) filled with a refrigerant, and performing a refrigeration cycle by compressing the refrigerant to a pressure equal to or higher than the critical pressure of the refrigerant with a compressor (21) of the refrigerant circuit (10),
One expander (22) provided as an expansion mechanism for the refrigerant in the refrigerant circuit (10);
A plurality of usage-side heat exchangers (41, 42, 43) connected in parallel to each other in the refrigerant circuit (10);
One use side control valve provided for each use side heat exchanger (41, 42, 43) in order to individually adjust the refrigerant flow rate in the use side heat exchanger (41, 42, 43). (51, 52, 53)
A refrigeration apparatus that performs at least a cooling operation in which the low-pressure refrigerant is supplied to the use-side heat exchanger (41, 42, 43) and evaporated in the refrigerant circuit (10).
冷媒回路（10）における低圧冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離する気液分離器（32）を備え、
冷却動作時には上記気液分離器（32）から利用側熱交換器（41,42,43）へ低圧液冷媒が供給される冷凍装置。 The refrigeration apparatus according to claim 1, wherein
A gas-liquid separator (32) for separating the low-pressure refrigerant in the refrigerant circuit (10) into liquid refrigerant and gas refrigerant;
A refrigeration system in which low-pressure liquid refrigerant is supplied from the gas-liquid separator (32) to the use-side heat exchanger (41, 42, 43) during the cooling operation.
気液分離器（32）の低圧ガス冷媒を圧縮機（21）へ供給するためのガス管路（33）と、
上記ガス管路（33）におけるガス冷媒の流れを制御するためのガス制御弁（34）と
を備えている冷凍装置。 The refrigeration apparatus according to claim 2,
A gas line (33) for supplying the low-pressure gas refrigerant of the gas-liquid separator (32) to the compressor (21);
A refrigeration apparatus comprising a gas control valve (34) for controlling the flow of gas refrigerant in the gas pipe (33).
冷媒回路（10）には二酸化炭素が冷媒として充填されている冷凍装置。 The refrigeration apparatus according to claim 1, 2, or 3,
A refrigeration system in which the refrigerant circuit (10) is filled with carbon dioxide as a refrigerant.
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