JP2009257743A - 冷凍装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】冷媒連絡管における圧力損失を抑えると共に、据え付け作業時における加工を容易にできることが可能な冷凍装置を提供する。
【解決手段】空気調和装置1は、熱源側ユニット20aと、利用側ユニット20bと、冷媒連絡管30Aとを備える。冷媒連絡管30Aは、熱源側ユニット20a及び利用側ユニット20bを接続することによって冷媒回路10を構成する。冷媒連絡管30Aは、液冷媒連絡管L1及びガス冷媒連絡管G2,G3を有する。ガス冷媒連絡管G2,G3は、複数本設けられている、及び/またはフレキシブル配管で形成されている。
【選択図】図17
【解決手段】空気調和装置1は、熱源側ユニット20aと、利用側ユニット20bと、冷媒連絡管30Aとを備える。冷媒連絡管30Aは、熱源側ユニット20a及び利用側ユニット20bを接続することによって冷媒回路10を構成する。冷媒連絡管30Aは、液冷媒連絡管L1及びガス冷媒連絡管G2,G3を有する。ガス冷媒連絡管G2,G3は、複数本設けられている、及び/またはフレキシブル配管で形成されている。
【選択図】図17
Description
本発明は、冷凍装置に関する。
冷凍装置には、熱源側ユニットと利用側ユニットとで構成される空気調和装置がある。熱源側ユニットと利用側ユニットとは、例えば特許文献1(特開2007−292429号公報)に示すように、冷媒連絡管で接続されている。
ところで、図1に示すように、冷媒連絡管930は、1本の液冷媒連絡管932と1本のガス冷媒連絡管933とを有しており、これらの管932,933が外管931によってひとまとまりにされることで構成されている。ガス冷媒連絡管933は、液冷媒連絡管932に比して管径が大きい。液冷媒連絡管932は、例えばφ6.35であるとすると、ガス冷媒連絡管933は、φ12.7やφ15.9である。
しかしながら、ガス冷媒連絡管933の管径が大きいほど据付作業時での曲げ加工が困難となってしまう他、ガス冷媒連絡管933が曲げ加工によって扁平したり、座屈したりして、品質が低下するおそれがある。また、管径が大きいほど配管穴を大きく設ける必要があり、設置するうえで制約をうけやすい。更に、上記冷媒連絡管930において、比較的低圧な冷媒(具体的には、比体積が非常に大きい冷媒)を採用すると、ガス冷媒連絡管933では、圧力損失が顕著となってしまうため、従来では、ガス冷媒連絡管933やユニット内配管の管径を大きくすることで対応する他になかった。
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、冷媒連絡管における圧力損失を抑えると共に、据え付け作業時における加工を容易にできることが可能な冷凍装置を提供することにある。
第1発明の冷凍装置は、熱源側ユニットと、利用側ユニットと、冷媒連絡管とを備える。冷媒連絡管は、熱源側ユニット及び利用側ユニットを接続することによって冷媒回路を構成する。冷媒連絡管は、液冷媒連絡管及びガス冷媒連絡管を有する。そして、ガス冷媒連絡管は、複数本設けられている、及び/またはフレキシブル配管で形成されている。
この冷凍装置によると、従来1本であったガス冷媒連絡管が、複数本設けられることで、ガス冷媒連絡管の1本当たりの管径を小さくすることができる。また、ガス冷媒連絡管は、フレキシブル配管で形成されることができる。従って、複数本のガス冷媒連絡管の全体的な断面積は従来とあまり変化がないために、ガス冷媒の圧力損失を防ぐと共に、管径が小さいこと及びフレキシブル配管であることから、冷凍装置の据え付け作業時における曲げ加工を容易に施すことができる。
第2発明の冷凍装置は、第1発明に係る冷凍装置であって、ガス冷媒連絡管は、複数本設けられている。そして、液冷媒連絡管とガス冷媒連絡管とは、管径が略同一である。
この冷凍装置によると、ガス冷媒連絡管及び液冷媒連絡管の各管径が同一であることにより、製造コストを低減させることができる。
第3発明の冷凍装置は、第1発明または第2発明に係る冷凍装置であって、液冷媒連絡管とガス冷媒連絡管とは、管径が略同一である。そして、液冷媒連絡管には、液冷媒用であることを示す表示が設けられている、及び/またはガス冷媒連絡管には、ガス冷媒用であることを示す表示が設けられている。
ガス冷媒連絡管と液冷媒連絡管とが管径が略同一であると、冷凍装置を現地にて取り付ける施工時において、例えば、本来であればガス冷媒連絡管を接続するべきところに誤って液冷媒連絡管を接続してしまうといったことが生じる恐れがある。しかし、この冷凍装置では、ガス冷媒連絡管と液冷媒連絡管とが管径が同一である場合には、液冷媒連絡管及びガス冷媒連絡管の少なくとも一方には、液冷媒用であることを示す表示またはガス冷媒用であることを示す表示が設けられている。これにより、冷凍装置を現地にて取り付ける作業を行う作業者は、どの連絡管がガス冷媒用または液冷媒用であるかを、容易に確認することができるため、連絡管が誤って接続されてしまうことを防止することができる。
第4発明の冷凍装置は、第1発明〜第3発明のいずれかに係る冷凍装置であって、ガス冷媒連絡管は、複数本設けられている。利用側ユニットは、利用側熱交換器を有している。複数のガス冷媒連絡管それぞれは、合流せずに利用側熱交換器の複数のパスに繋がっている。
この冷凍装置によると、複数本のガス冷媒連絡管が合流して利用側熱交換器に繋がる場合に比して、ガス冷媒の圧力損失が低減されるようになる。
第5発明の冷凍装置は、熱源側ユニットと、利用側ユニットと、冷媒連絡管とを備える。冷媒連絡管は、熱源側ユニット及び利用側ユニットを接続することによって、冷媒回路を構成する。冷媒連絡管は、液冷媒連絡管及びガス冷媒連絡管を有する。そして、液冷媒連絡管及びガス冷媒連絡管は、管径が略同一である。
従来のように、ガス冷媒連絡管及び液冷媒連絡管として、異なる管径の配管を利用すると、コストがかかってしまうといった問題点もあった。しかし、この冷凍装置によると、ガス冷媒連絡管及び液冷媒連絡管は、管径が略同一であるため、ガス冷媒連絡管での圧力損失を低減しつつ、連絡管の曲げ加工を向上できると共に、ガス冷媒用の連絡管及び液冷媒用の連絡管を別々に製造する必要がなく、製造コストを削減することができる。
第6発明の冷凍装置は、第5発明に係る冷凍装置であって、冷媒回路の設計圧力が3MPa以下である。
この冷凍装置では、設計圧力が3MPa以下となっている。このため、耐圧性向上のために配管等の材料や厚みを大きくする必要がない。また、冷媒が例えば低圧冷媒であることで、3MPa以下の設計圧力であっても、効率の良い運転が行われる。従って、効率を良好に保ったまま、ガス冷媒連絡管での圧力損失の低減、連絡管の曲げ加工の向上、及び製造コストの削減を行うことができる。
第7発明の冷凍装置は、第6発明に係る冷凍装置であって、冷媒回路を流れる冷媒は、分子式:C3HmFn(但し、m=1〜5、n=1〜5、かつ、m+n=6)で示され、かつ、分子構造中に二重結合を1個有する冷媒からなる単一冷媒、または、この冷媒を含む混合冷媒である。
上記冷媒は、いわゆる低圧冷媒である。低圧冷媒が利用されるとしても、設計圧力が3MPa以下であるため、ガス冷媒連絡管の管径及び液冷媒連絡管の管径が略同一の大きさであるとしても、運転の効率には影響が及ぼされることはない。従って、効果的に、ガス冷媒連絡管での圧力損失の低減、連絡管の曲げ加工の向上、及び製造コストの削減を行うことができる。
第1発明の冷凍装置によると、ガス冷媒の圧力損失を防ぐと共に、管径が小さいこと及びフレキシブル配管であることから、冷凍装置の据え付け作業時における曲げ加工を容易に施すことができる。
第2発明の冷凍装置によると、製造コストを低減させることができる。
第3発明の冷凍装置によると、冷凍装置を現地にて取り付ける作業を行う作業者は、どの連絡管がガス冷媒用または液冷媒用であるかを、容易に確認することができるため、連絡管が誤って接続されてしまうことを防止することができる。
第4発明の冷凍装置によると、ガス冷媒連絡管が合流して利用側熱交換器に繋がる場合に比して、ガス冷媒の圧力損失が低減されるようになる。
第5発明の冷凍装置によると、ガス冷媒連絡管での圧力損失を低減しつつ、連絡管の曲げ加工を向上できると共に、ガス冷媒用の連絡管及び液冷媒用の連絡管を別々に製造する必要がなく、製造コストを削減することができる。
第6発明の冷凍装置によると、効率を良好に保ったまま、ガス冷媒連絡管での圧力損失の低減、連絡管の曲げ加工の向上、及び製造コストの削減を行うことができる。
第7発明の冷凍装置によると、効果的に、ガス冷媒連絡管での圧力損失の低減、連絡管の曲げ加工の向上、及び製造コストの削減を行うことができる。
以下、本発明に係る冷凍装置の一実施形態について、図面を用いて詳述する。
<1>概要
図2は、本発明に係る冷凍装置が採用された空気調和装置1の外観図である。図2の空気調和装置1は、熱源側ユニット20aと、利用側ユニット20bと、冷媒接続管30とを備える。熱源側ユニット20aは、室外等の被空調空間以外の空間に設置され、利用側ユニット20bは、室内等である被空間対象の壁面や天井等に設置される。熱源側ユニット20aは、主として、後述する圧縮機2や熱源側熱交換器4、膨張弁5を有しており、利用側ユニット20bは、主として、後述する利用側熱交換器6を有している。冷媒接続管30は、熱源側ユニット20aと利用側ユニット20bとを接続することで、以下に示す冷媒回路10を構成している。
図2は、本発明に係る冷凍装置が採用された空気調和装置1の外観図である。図2の空気調和装置1は、熱源側ユニット20aと、利用側ユニット20bと、冷媒接続管30とを備える。熱源側ユニット20aは、室外等の被空調空間以外の空間に設置され、利用側ユニット20bは、室内等である被空間対象の壁面や天井等に設置される。熱源側ユニット20aは、主として、後述する圧縮機2や熱源側熱交換器4、膨張弁5を有しており、利用側ユニット20bは、主として、後述する利用側熱交換器6を有している。冷媒接続管30は、熱源側ユニット20aと利用側ユニット20bとを接続することで、以下に示す冷媒回路10を構成している。
本発明に係る空気調和装置1では、冷媒接続管30において特徴的な構成を有しているが、冷媒接続管30については後述する。
<2>冷媒サイクルの例
ここで、冷媒回路10における冷凍サイクルの例を示す。なお、以下に示す冷凍サイクルは、本発明が適用される冷凍サイクルの例を示すものであって、本発明の適用可能な冷凍サイクルを以下の冷凍サイクルに限定するものではない。
ここで、冷媒回路10における冷凍サイクルの例を示す。なお、以下に示す冷凍サイクルは、本発明が適用される冷凍サイクルの例を示すものであって、本発明の適用可能な冷凍サイクルを以下の冷凍サイクルに限定するものではない。
<2−A>冷房適用冷凍サイクル
図3に、冷媒回路10の一例として、冷房専用冷凍サイクルを行う空気調和装置1の有する冷媒回路10Aの例を示す。冷媒回路10Aは、圧縮機2、凝縮器として機能する熱源側熱交換器4、膨張弁5、蒸発器として機能する利用側熱交換器6がこの順で接続されて構成されており、内部を冷媒が循環することで冷凍サイクルを行う。この圧縮機2は、モータ2aによって駆動される。
図3に、冷媒回路10の一例として、冷房専用冷凍サイクルを行う空気調和装置1の有する冷媒回路10Aの例を示す。冷媒回路10Aは、圧縮機2、凝縮器として機能する熱源側熱交換器4、膨張弁5、蒸発器として機能する利用側熱交換器6がこの順で接続されて構成されており、内部を冷媒が循環することで冷凍サイクルを行う。この圧縮機2は、モータ2aによって駆動される。
尚、本発明に係る冷媒回路10Aにおいては、特に限定されることはなく、例えばR−410Aや、R−407、R−134aなどの冷媒の他、比較的低圧の冷媒を用いることもできる。
ここで、上記低圧冷媒としては、HFO−1234yf(2,3,3,3−テトラフルオロ−1−プロペン)からなる冷媒の他、分子式:C3HmFn(但し、m=1〜5、n=1〜5、かつ、m+n=6)で示され、かつ、分子構造中に二重結合を1個有する冷媒からなる単一冷媒が挙げられる。当該単一冷媒の具体例としては、HFO−1225ye(1,2,3,3,3−ペンタフルオロ−1−プロペン、化学式:CF3―CF=CHF)、HFO−1234ze(1,3,3,3−テトラフルオロ−1−プロペン、化学式:CF3−CH=CHF)、HFO−1234ye(1,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロペン、化学式:CHF2−CF=CHF)、HFO−1243zf(3,3,3−トリフルオロ−1−プロペン、化学式:CF3−CH=CH2)、1,2,2−トリフルオロ−1−プロペン(化学式:CH3−CF=CF2)、2−フルオロ−1−プロペン(化学式:CH3−CF=CH2)等が挙げられる。
また、冷媒回路10Aには、上記単一冷媒を含む混合冷媒が使用されてもよい。このような混合冷媒の例としては、例えば、HFO−1234yf(2,3,3,3−テトラフルオロ−1−プロペン)とHFC−32(ジフルオロメタン)との混合冷媒があげられる。ここで、この混合冷媒の組成としては、HFO−1234yfの割合が70質量%以上94質量%以下でHFC−32の割合が6質量%以上30質量%以下がよく、好ましくは、HFO−1234yfの割合が77質量%以上87質量%以下でHFC−32の割合が13質量%以上23質量%以下がよく、さらに好ましくは、HFO−1234yfの割合が77質量%以上79質量%以下でHFC−32の割合が21質量%以上23質量%以下(例えば、78質量%のHFO−1234yfと22質量%のHFC−32との混合冷媒)がよい。また、HFO−1234yf(2,3,3,3−テトラフルオロ−1−プロペン)とHFC−125(ペンタフルオロエタン)との混合冷媒がある。ここで、この混合冷媒の組成としては、HFO−1234yfの割合が90質量%以下でHFC−125の割合が10質量%以上がよく、好ましくは、HFO−1234yfの割合が80質量%以上90質量%以下でHFC−125の割合が10質量%以上20質量%以下がよい。また、他のHFC系冷媒、例えば、HFC−134(1,1,2,2−テトラフルオロエタン)、HFC−134a(1,1,1,2−テトラフルオロエタン)、HFC−143a(1,1,1−トリフルオロエタン)、HFC−152a(1,1−ジフルオロエタン)、HFC−161(フルオロエタン)、HFC−227ea(1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン)、HFC−236ea(1,1,1,2,3,3−ヘキサフルオロプロパン)、HFC−236fa(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン)、HFC−365mfc(1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン)等との混合冷媒を使用してもよい。また、HFC系冷媒ではなく、炭化水素系等のその他の冷媒、例えば、メタン、エタン、プロパン、プロペン、ブタン、イソブタン、ペンタン、2−メチルブタン、シクロペンタン、ジメチルエーテル、ビス−トリフルオロメチル−サルファイド、二酸化炭素、ヘリウム等との混合冷媒を使用してもよい。
さらに、本発明に係る冷媒回路10Aには、分子式:C3HmFn(但し、m=1〜5、n=1〜5、かつ、m+n=6)で示され、かつ、分子構造中に二重結合を1個有する冷媒同士の混合冷媒が使用されたり、分子式:C3HmFn(但し、m=1〜5、n=1〜5、かつ、m+n=6)で示され、かつ、分子構造中に二重結合を1個有する冷媒、及び、上述のHFC系冷媒や炭化水素系等のその他の冷媒のうち、分子式:C3HmFn(但し、m=1〜5、n=1〜5、かつ、m+n=6)で示され、かつ、分子構造中に二重結合を1個有する冷媒を少なくとも1成分以上含む3成分以上からなる混合冷媒が使用されてもよい。当該混合冷媒の具体例としては、例えば、HFO−1234yfとHFC−32とHFC−125との混合冷媒(例えば、52重量%のHFO−1234yfと23質量%のHFC−32と25重量%のHFC−125との混合冷媒)がある。
以上の冷媒が充填された冷媒回路10Aにおいては、圧縮機2から吐出された冷媒が凝縮器(熱源側熱交換器4)において凝縮され液冷媒となり、液冷媒が膨張弁5で減圧されて蒸発器(利用側熱交換器6)を経てガス冷媒となり、再び圧縮機2に戻ることで、冷凍サイクルが実行される。
なお、図4に、冷媒回路10Aにおいて、単一冷媒としてHFO−1234yf(2,3,3,3−テトラフルオロ−1−プロペン)を用いて冷凍サイクルを行った場合のp−h線図を示す。また、図5に、冷媒回路10Aにおいて、単一冷媒としてHFO−1234yf(2,3,3,3−テトラフルオロ−1−プロペン)を用いて冷凍サイクルを行った場合のT−s線図を示す。
冷房専用冷凍サイクルでは、図3において冷媒回路10A中に点A〜Dで示した部分を、A→B→C→D→Aの順で冷媒が循環している。なお、図4および図5の各線図においても、A→B→C→D→Aの順で冷媒が循環している点は同様である。
これらの図4および図5で示される冷媒の挙動は、冷房専用冷凍サイクルで用いた場合の一例であり、各点A,B,C,Dは、図3に示す冷房専用冷凍サイクルにおけるポイントを示している。なお、他の冷媒回路を示す図においても各ポイントA,B,C,D・・・の表記がなされているが、これは同じ状態を示すものではなく別異のものであり、それぞれの冷媒回路を前提としたポイントを示すものである。
<2−B>暖房専用冷凍サイクル
図6に、冷媒回路10の一例として、暖房専用冷凍サイクルを行う空気調和装置1の有する冷媒回路10Bの例を示す。ここで用いられる冷媒としては、冷房専用冷凍サイクルと同様、例えばR−410AやR−407等の冷媒の他、上記の単一冷媒や混合冷媒等を用いることができる。図6では、圧縮機2の吐出側が、凝縮器として機能する利用側熱交換器6に接続されている。また、蒸発器として機能する熱源側熱交換器4において蒸発した冷媒は、圧縮機2に吸入される。
図6に、冷媒回路10の一例として、暖房専用冷凍サイクルを行う空気調和装置1の有する冷媒回路10Bの例を示す。ここで用いられる冷媒としては、冷房専用冷凍サイクルと同様、例えばR−410AやR−407等の冷媒の他、上記の単一冷媒や混合冷媒等を用いることができる。図6では、圧縮機2の吐出側が、凝縮器として機能する利用側熱交換器6に接続されている。また、蒸発器として機能する熱源側熱交換器4において蒸発した冷媒は、圧縮機2に吸入される。
なお、冷媒回路10Bには、熱源側熱交換器4の近傍における温度を検知可能な温度センサ4aが設けられており、冷媒回路10Bを運転制御する制御部4bが設けられている。この制御部4bは、温度センサ4aが検知する温度が冷媒の大気圧相当温度以下になった場合に、冷媒回路10Bにおける運転を停止させる制御を行う。これにより、熱源側熱交換器4への着霜が生じる事態を回避することができる。
<2−C>冷暖切換冷凍サイクル
図7に、冷媒回路10の一例として、冷暖切換冷凍サイクルを行う空気調和装置1の有する冷媒回路10Cの例を示す。ここで用いられる冷媒としては、冷房専用冷凍サイクルと同様、例えばR−410AやR−407等の冷媒の他、上記の単一冷媒や混合冷媒等を用いることができる。図7では、圧縮機2の吐出側、吸入側、凝縮器及び蒸発器として機能する熱源側熱交換器4、同じく凝縮器及び蒸発器として機能する利用側熱交換器6の4つの接続対象を切り換える、四路切換弁3が設けられている。他の構成は、上述した冷媒回路10Aと同様である。
図7に、冷媒回路10の一例として、冷暖切換冷凍サイクルを行う空気調和装置1の有する冷媒回路10Cの例を示す。ここで用いられる冷媒としては、冷房専用冷凍サイクルと同様、例えばR−410AやR−407等の冷媒の他、上記の単一冷媒や混合冷媒等を用いることができる。図7では、圧縮機2の吐出側、吸入側、凝縮器及び蒸発器として機能する熱源側熱交換器4、同じく凝縮器及び蒸発器として機能する利用側熱交換器6の4つの接続対象を切り換える、四路切換弁3が設けられている。他の構成は、上述した冷媒回路10Aと同様である。
図7に示す四路切換弁3では、冷房運転が行われる際の接続状態を実線で、暖房運転が行われる際の接続状態を点線で示している。
<2−D>アキュムレータ冷凍サイクル
図8に、冷媒回路10の一例として、アキュムレータ冷凍サイクルを行う空気調和装置1の有する冷媒回路10Dの例を示す。ここで用いられる冷媒としては、冷房専用冷凍サイクルと同様、例えばR−410AやR−407等の冷媒の他、上記の単一冷媒や混合冷媒等を用いることができる。図8では、四路切換弁3から圧縮機2の吸入側に至るまでの間に、アキュムレータ7が設けられている。このアキュムレータ冷凍サイクルでは、圧縮機2において液圧縮が生じるおそれを低減させている。他の構成は、上述した冷媒回路10Cと同様である。
図8に、冷媒回路10の一例として、アキュムレータ冷凍サイクルを行う空気調和装置1の有する冷媒回路10Dの例を示す。ここで用いられる冷媒としては、冷房専用冷凍サイクルと同様、例えばR−410AやR−407等の冷媒の他、上記の単一冷媒や混合冷媒等を用いることができる。図8では、四路切換弁3から圧縮機2の吸入側に至るまでの間に、アキュムレータ7が設けられている。このアキュムレータ冷凍サイクルでは、圧縮機2において液圧縮が生じるおそれを低減させている。他の構成は、上述した冷媒回路10Cと同様である。
<2−E>レシーバ冷凍サイクル
図9に、冷媒回路10の一例として、レシーバ冷凍サイクルを行う空気調和装置1の有する冷媒回路10Eの例を示す。ここで用いられる冷媒としては、冷房専用冷凍サイクルと同様、例えばR−410AやR−407等の冷媒の他、上記の単一冷媒や混合冷媒等を用いることができる。図9では、凝縮器及び蒸発器として機能する熱源側熱交換器4と、膨張弁5との間に、レシーバ8が設けられている。このレシーバ冷凍サイクルでは、冷媒回路10Dの周囲の負荷変動に応じた循環冷媒量の変化をレシーバ8において吸収することができる。他の構成は、上述した冷媒回路10Aと同様である。
図9に、冷媒回路10の一例として、レシーバ冷凍サイクルを行う空気調和装置1の有する冷媒回路10Eの例を示す。ここで用いられる冷媒としては、冷房専用冷凍サイクルと同様、例えばR−410AやR−407等の冷媒の他、上記の単一冷媒や混合冷媒等を用いることができる。図9では、凝縮器及び蒸発器として機能する熱源側熱交換器4と、膨張弁5との間に、レシーバ8が設けられている。このレシーバ冷凍サイクルでは、冷媒回路10Dの周囲の負荷変動に応じた循環冷媒量の変化をレシーバ8において吸収することができる。他の構成は、上述した冷媒回路10Aと同様である。
<2−F>液ガス熱交換器冷凍サイクル
図10に、冷媒回路10の一例として、液ガス熱交換器冷凍サイクルを行う空気調和装置1の有する冷媒回路10Fの例を示す。ここで用いられる冷媒としては、冷房専用冷凍サイクルと同様、例えばR−410AやR−407等の冷媒の他、上記の単一冷媒や混合冷媒等を用いることができる。図10では、凝縮器として機能する熱源側熱交換器4から膨張弁5までの間の液冷媒が通過する部分と、利用側熱交換器6から圧縮機2の吸入側までのガス冷媒が通過する部分と、の間で熱交換を行わせる液ガス熱交換器9aを有する液ガス熱交換回路9が設けられている。ここでは、液冷媒の循環量を増大させて冷凍能力を向上させ、圧縮機2の吸入冷媒に適度の過熱をつけさせることで液圧縮を回避することが可能になる。他の構成は、上述した冷媒回路10Aと同様である。
図10に、冷媒回路10の一例として、液ガス熱交換器冷凍サイクルを行う空気調和装置1の有する冷媒回路10Fの例を示す。ここで用いられる冷媒としては、冷房専用冷凍サイクルと同様、例えばR−410AやR−407等の冷媒の他、上記の単一冷媒や混合冷媒等を用いることができる。図10では、凝縮器として機能する熱源側熱交換器4から膨張弁5までの間の液冷媒が通過する部分と、利用側熱交換器6から圧縮機2の吸入側までのガス冷媒が通過する部分と、の間で熱交換を行わせる液ガス熱交換器9aを有する液ガス熱交換回路9が設けられている。ここでは、液冷媒の循環量を増大させて冷凍能力を向上させ、圧縮機2の吸入冷媒に適度の過熱をつけさせることで液圧縮を回避することが可能になる。他の構成は、上述した冷媒回路10Aと同様である。
<2−G>過冷却冷凍サイクル
図11に、冷媒回路10の一例として、過冷却冷凍サイクルを行う空気調和装置1の有する冷媒回路10Gの例を示す。ここで用いられる冷媒としては、冷房専用冷凍サイクルと同様、例えばR−410AやR−407等の冷媒の他、上記の単一冷媒や混合冷媒等を用いることができる。図11では、膨張弁5において減圧された冷媒の一部を分岐させて圧縮機2の吸入側に戻す過冷却回路11が設けられている。この過冷却回路11は、分岐した冷媒を減圧させる過冷却膨張弁11bが設けられている。そして、過冷却回路11は、分岐して過冷却膨張弁11bによって減圧された冷媒と、分岐することなく利用側熱交換器6(蒸発器として機能する)に向かう冷媒との間で熱交換させる過冷却熱交換器11aを有している。このように利用側熱交換器6に向かう冷媒のエンタルピをさらに低減させることができるため、成績係数(COP)を向上させることができる。他の構成は、上述した冷媒回路10Cと同様である。
図11に、冷媒回路10の一例として、過冷却冷凍サイクルを行う空気調和装置1の有する冷媒回路10Gの例を示す。ここで用いられる冷媒としては、冷房専用冷凍サイクルと同様、例えばR−410AやR−407等の冷媒の他、上記の単一冷媒や混合冷媒等を用いることができる。図11では、膨張弁5において減圧された冷媒の一部を分岐させて圧縮機2の吸入側に戻す過冷却回路11が設けられている。この過冷却回路11は、分岐した冷媒を減圧させる過冷却膨張弁11bが設けられている。そして、過冷却回路11は、分岐して過冷却膨張弁11bによって減圧された冷媒と、分岐することなく利用側熱交換器6(蒸発器として機能する)に向かう冷媒との間で熱交換させる過冷却熱交換器11aを有している。このように利用側熱交換器6に向かう冷媒のエンタルピをさらに低減させることができるため、成績係数(COP)を向上させることができる。他の構成は、上述した冷媒回路10Cと同様である。
<2−H>油分離冷凍サイクル
図12に、冷媒回路10の一例として、油分離冷凍サイクルを行う空気調和装置1の有する冷媒回路10Hの例を示す。ここで用いられる冷媒としては、冷房専用冷凍サイクルと同様、例えばR−410AやR−407等の冷媒の他、上記の単一冷媒や混合冷媒等を用いることができる。図12では、圧縮機2の吐出側から四路切換弁3に至るまでの間から分岐した回路を圧縮機2の吸入側に戻す油分離回路12が設けられている。この油分離回路12は、吐出冷媒から冷凍機油を分離する油分離器12a、油分離器12aにおいて回収した冷凍機油を通過させるフィルタ12b、減圧させるキャピラリーチューブ12cが設けられている。これにより、吐出冷媒の温度が上昇することによる冷凍機油の枯渇を避けることができる。他の構成は、上述した冷媒回路10Cと同様である。
図12に、冷媒回路10の一例として、油分離冷凍サイクルを行う空気調和装置1の有する冷媒回路10Hの例を示す。ここで用いられる冷媒としては、冷房専用冷凍サイクルと同様、例えばR−410AやR−407等の冷媒の他、上記の単一冷媒や混合冷媒等を用いることができる。図12では、圧縮機2の吐出側から四路切換弁3に至るまでの間から分岐した回路を圧縮機2の吸入側に戻す油分離回路12が設けられている。この油分離回路12は、吐出冷媒から冷凍機油を分離する油分離器12a、油分離器12aにおいて回収した冷凍機油を通過させるフィルタ12b、減圧させるキャピラリーチューブ12cが設けられている。これにより、吐出冷媒の温度が上昇することによる冷凍機油の枯渇を避けることができる。他の構成は、上述した冷媒回路10Cと同様である。
<2−I>ホットガスバイパス冷凍サイクル
図13に、冷媒回路10の一例として、ホットガスバイパス冷凍サイクルを行う空気調和装置1の有する冷媒回路10Iの例を示す。ここで用いられる冷媒としては、冷房専用冷凍サイクルと同様、例えばR−410AやR−407等の冷媒の他、上記の単一冷媒や混合冷媒等を用いることができる。この冷媒回路10Iには、冷媒回路10Iにおいて、圧縮機2から吐出されたガス冷媒の一部を、膨張弁5を通過して利用側熱交換器6に向かう冷媒に混合させるホットガスバイパス回路13が設けられている。このホットガスバイパス回路13は、圧縮機2から吐出された冷媒のバイパス量を調節できるホットガスバイパス膨張弁13aが設けられている。このホットガスバイパス膨張弁13aによって流量を調節することで、利用側熱交換器6(蒸発器として機能する)における負荷減少時であっても、圧縮機2が吸い込む冷媒の状態を安定化させることができる。他の構成は、上述した冷媒回路10Cと同様である。
図13に、冷媒回路10の一例として、ホットガスバイパス冷凍サイクルを行う空気調和装置1の有する冷媒回路10Iの例を示す。ここで用いられる冷媒としては、冷房専用冷凍サイクルと同様、例えばR−410AやR−407等の冷媒の他、上記の単一冷媒や混合冷媒等を用いることができる。この冷媒回路10Iには、冷媒回路10Iにおいて、圧縮機2から吐出されたガス冷媒の一部を、膨張弁5を通過して利用側熱交換器6に向かう冷媒に混合させるホットガスバイパス回路13が設けられている。このホットガスバイパス回路13は、圧縮機2から吐出された冷媒のバイパス量を調節できるホットガスバイパス膨張弁13aが設けられている。このホットガスバイパス膨張弁13aによって流量を調節することで、利用側熱交換器6(蒸発器として機能する)における負荷減少時であっても、圧縮機2が吸い込む冷媒の状態を安定化させることができる。他の構成は、上述した冷媒回路10Cと同様である。
<2−J>二段圧縮冷凍サイクル
図14に、冷媒回路10の一例として、二段圧縮冷凍サイクルを行う空気調和装置1の有する冷媒回路10Jの例を示す。ここで用いられる冷媒としては、冷房専用冷凍サイクルと同様、例えばR−410AやR−407等の冷媒の他、上記の単一冷媒や混合冷媒等を用いることができる。この冷媒回路10Jには、圧縮機2として二段圧縮タイプの圧縮機を用いて、冷媒を2段階に圧縮させる二段圧縮回路14が設けられている。この二段圧縮回路14は、低段圧縮機、低段圧縮機から吐出された冷媒を冷却させる中間冷却器14a、中間冷却器14aを流れ出た冷媒が溜まるレシーバ14b、熱源側熱交換器4(凝縮器として機能する)で凝縮されてレシーバ14bに向かう冷媒を減圧させる膨張弁5a、レシーバ14bに溜まったガス冷媒を吸入して圧縮する高段圧縮機、および、レシーバ14bから利用側熱交換器6(蒸発器として機能する)に向かう冷媒を減圧させる膨張弁5bが設けられている。この中間冷却器1aで冷却された冷媒は、レシーバ14bに溜まる。また、熱源側熱交換器4で凝縮された冷媒であって、膨張弁5aで減圧された冷媒も、レシーバ14bに溜まり、中間冷却器14aで冷却された冷媒と混ざる。そして、レシーバ14b内のガス冷媒は、高段圧縮機に吸入されるが、この吸入冷媒は冷却されているため、高段吐出管の過剰な温度上昇を防止でき、冷凍機油の劣化や枯渇を防ぐことができる。また、一段当たりの圧力比を小さくできる。他の構成は、上述した冷媒回路10Cと同様である。
図14に、冷媒回路10の一例として、二段圧縮冷凍サイクルを行う空気調和装置1の有する冷媒回路10Jの例を示す。ここで用いられる冷媒としては、冷房専用冷凍サイクルと同様、例えばR−410AやR−407等の冷媒の他、上記の単一冷媒や混合冷媒等を用いることができる。この冷媒回路10Jには、圧縮機2として二段圧縮タイプの圧縮機を用いて、冷媒を2段階に圧縮させる二段圧縮回路14が設けられている。この二段圧縮回路14は、低段圧縮機、低段圧縮機から吐出された冷媒を冷却させる中間冷却器14a、中間冷却器14aを流れ出た冷媒が溜まるレシーバ14b、熱源側熱交換器4(凝縮器として機能する)で凝縮されてレシーバ14bに向かう冷媒を減圧させる膨張弁5a、レシーバ14bに溜まったガス冷媒を吸入して圧縮する高段圧縮機、および、レシーバ14bから利用側熱交換器6(蒸発器として機能する)に向かう冷媒を減圧させる膨張弁5bが設けられている。この中間冷却器1aで冷却された冷媒は、レシーバ14bに溜まる。また、熱源側熱交換器4で凝縮された冷媒であって、膨張弁5aで減圧された冷媒も、レシーバ14bに溜まり、中間冷却器14aで冷却された冷媒と混ざる。そして、レシーバ14b内のガス冷媒は、高段圧縮機に吸入されるが、この吸入冷媒は冷却されているため、高段吐出管の過剰な温度上昇を防止でき、冷凍機油の劣化や枯渇を防ぐことができる。また、一段当たりの圧力比を小さくできる。他の構成は、上述した冷媒回路10Cと同様である。
<2−K>マルチ冷凍サイクル
図15に、冷媒回路10の一例として、マルチ冷凍サイクルを行う空気調和装置1の有する冷媒回路10Kの例を示す。ここで用いられる冷媒としては、冷房専用冷凍サイクルと同様、例えばR−410AやR−407等の冷媒の他、上記の単一冷媒や混合冷媒等を用いることができる。この冷媒回路10Kには、利用側熱交換器6が複数台、並列に設置されているマルチ冷媒回路15が設けられている。他の構成は、上述した冷媒回路10Cと同様である。
図15に、冷媒回路10の一例として、マルチ冷凍サイクルを行う空気調和装置1の有する冷媒回路10Kの例を示す。ここで用いられる冷媒としては、冷房専用冷凍サイクルと同様、例えばR−410AやR−407等の冷媒の他、上記の単一冷媒や混合冷媒等を用いることができる。この冷媒回路10Kには、利用側熱交換器6が複数台、並列に設置されているマルチ冷媒回路15が設けられている。他の構成は、上述した冷媒回路10Cと同様である。
<2−L>蒸気バイパス冷凍サイクル
図16に、冷媒回路10の一例として、蒸気冷凍サイクルを行う空気調和装置1の有する冷媒回路10Lの例を示す。ここで用いられる冷媒としては、冷房専用冷凍サイクルと同様、例えばR−410AやR−407等の冷媒の他、上記の単一冷媒や混合冷媒等を用いることができる。この冷媒回路10Lには、利用側熱交換器6(凝縮器として機能する)で凝縮され膨張弁5において減圧された冷媒であって熱源側熱交換器4(蒸発器として機能する)に流入前の冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離するアキュムレータ17b、このアキュムレータ17b内の冷媒のうちガス冷媒を除いた液冷媒のみを蒸発させる熱源側熱交換器4、アキュムレータ17b内の冷媒のうちガス冷媒を減圧させる膨張弁17a、および、膨張弁17aで減圧された冷媒の流れについて圧縮機2の吸入側に向かう流れのみを許容する逆止弁17cが設けられた蒸気バイパス回路17が設けられている。ここでは、熱源側熱交換器4に流入する冷媒からガス冷媒を除いているので、熱源側熱交換器4において空気等との熱交換に寄与しないガス冷媒を少なくさせることができ、上記冷媒を採用した場合に特に問題となる熱源側熱交換器4内における圧力損失を低減させることができる。他の構成は、上述した冷媒回路10Cと同様である。
図16に、冷媒回路10の一例として、蒸気冷凍サイクルを行う空気調和装置1の有する冷媒回路10Lの例を示す。ここで用いられる冷媒としては、冷房専用冷凍サイクルと同様、例えばR−410AやR−407等の冷媒の他、上記の単一冷媒や混合冷媒等を用いることができる。この冷媒回路10Lには、利用側熱交換器6(凝縮器として機能する)で凝縮され膨張弁5において減圧された冷媒であって熱源側熱交換器4(蒸発器として機能する)に流入前の冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離するアキュムレータ17b、このアキュムレータ17b内の冷媒のうちガス冷媒を除いた液冷媒のみを蒸発させる熱源側熱交換器4、アキュムレータ17b内の冷媒のうちガス冷媒を減圧させる膨張弁17a、および、膨張弁17aで減圧された冷媒の流れについて圧縮機2の吸入側に向かう流れのみを許容する逆止弁17cが設けられた蒸気バイパス回路17が設けられている。ここでは、熱源側熱交換器4に流入する冷媒からガス冷媒を除いているので、熱源側熱交換器4において空気等との熱交換に寄与しないガス冷媒を少なくさせることができ、上記冷媒を採用した場合に特に問題となる熱源側熱交換器4内における圧力損失を低減させることができる。他の構成は、上述した冷媒回路10Cと同様である。
なお、この蒸気バイパス回路17は、これ以外にも、例えば、熱源側熱交換器4の途中において、蒸発した冷媒による圧力損失が顕著になる部分に上述のアキュムレータ17bと同様の構成のものを配置し、熱源側熱交換器4の途中からガス冷媒を抜き出す構成としてもよい。この場合には、熱源側熱交換器4内で蒸発した後のガス冷媒をも抜き出すことができ、熱源側熱交換器4内における圧力損失をより効果的に低減させることができる。
<第1実施形態>
(1)冷媒接続管の構成
次に、本発明の第1実施形態に係る冷媒接続管30について説明する。以下に述べる冷媒接続管30は、空気調和装置1が、冷凍サイクルの例として上述した(2−A)〜(2−L)のいずれの冷凍サイクルで運転を行う場合においても適用することができる。また、以下では、本実施形態に係る冷媒連絡管30を「冷媒連絡管30A」と表す。
(1)冷媒接続管の構成
次に、本発明の第1実施形態に係る冷媒接続管30について説明する。以下に述べる冷媒接続管30は、空気調和装置1が、冷凍サイクルの例として上述した(2−A)〜(2−L)のいずれの冷凍サイクルで運転を行う場合においても適用することができる。また、以下では、本実施形態に係る冷媒連絡管30を「冷媒連絡管30A」と表す。
図17に示すように、冷媒接続管30Aは、外管31と、2本のガス冷媒連絡管G1,G2と、1本の液冷媒連絡管L1とを有する。ガス冷媒連絡管G1,G2及び液冷媒連絡管L1は、それぞれ断面が円形状であって、ガス冷媒連絡管G1,G2の各管径はφ9.52、液冷媒連絡管L1の管径はφ6.35である。ガス冷媒連絡管G1,G2は、共に銅等の金属で形成されている。
そして、ガス冷媒連絡管G1,G2は、それぞれフレキシブル配管で形成されており、曲げ加工を容易に施すことができる。例えば、各ガス冷媒連絡管G1,G2の周面は、図18に示すように蛇腹状となっており、伸縮可能となっている。これにより、ガス冷媒連絡管G1,G2は曲げ加工し易くなっている。尚、本実施形態に係る液冷媒連絡管L1は、管径が比較的小さいため、ガス冷媒連絡管G1,G2のように蛇腹状とはなっていない。
尚、上述した冷媒連絡管30Aにおける構造は、利用側ユニット20bと熱源側ユニット20aとを接続する冷媒連絡管30Aの他、利用側熱交換器6に対して圧縮機2が接続されている側の配管や、膨張弁5と利用側熱交換器6との間の配管等に対しても採用することができる。
また、各ガス冷媒連絡管G1,G2は、図19(a)に示すように、複数本のガス冷媒連絡管G1’,G2’が一旦合流して利用側熱交換器6’における複数のパスP1’,P2’に繋がっているのではなく(図19(a)のガス冷媒連絡管G1’,G2’)、図19(b)に示すように、利用側熱交換器6の各パスP1,P2に直接繋がっている。
(2)効果
(A)
本実施形態に係る空気調和装置1によると、従来1本であったガス冷媒連絡管は、2本設けられている(ガス冷媒連絡管G1,G2)。これにより、ガス冷媒連絡管G1,G2の1本当たりの管径を小さくすることができる。更には、ガス冷媒連絡管G1,G2は、それぞれフレキシブル配管で形成されている。従って、2本のガス冷媒連絡管G1,G2の全体的な断面積は従来とあまり変化がないために、ガス冷媒の圧力損失を防ぐと共に、管径が小さいこと及びフレキシブル配管であることから、空気調和装置1の据え付け作業時における曲げ加工を容易に施すことができる。
(A)
本実施形態に係る空気調和装置1によると、従来1本であったガス冷媒連絡管は、2本設けられている(ガス冷媒連絡管G1,G2)。これにより、ガス冷媒連絡管G1,G2の1本当たりの管径を小さくすることができる。更には、ガス冷媒連絡管G1,G2は、それぞれフレキシブル配管で形成されている。従って、2本のガス冷媒連絡管G1,G2の全体的な断面積は従来とあまり変化がないために、ガス冷媒の圧力損失を防ぐと共に、管径が小さいこと及びフレキシブル配管であることから、空気調和装置1の据え付け作業時における曲げ加工を容易に施すことができる。
(B)
また、本実施形態では、図19(a)に示すように、複数本のガス冷媒連絡管G1’,G2’が一旦合流して利用側熱交換器6に繋がるのではなく、図19(b)に示すように、各ガス冷媒連絡管G1,G2が利用側熱交換器6の各パスP1,P2に直接繋がっている。これにより、ガス冷媒連絡管G1,G2が合流する場合に比してガス冷媒の圧力損失が低減されるようになる。
また、本実施形態では、図19(a)に示すように、複数本のガス冷媒連絡管G1’,G2’が一旦合流して利用側熱交換器6に繋がるのではなく、図19(b)に示すように、各ガス冷媒連絡管G1,G2が利用側熱交換器6の各パスP1,P2に直接繋がっている。これにより、ガス冷媒連絡管G1,G2が合流する場合に比してガス冷媒の圧力損失が低減されるようになる。
(3)変形例
(a)
上述した実施形態では、ガス冷媒連絡管G1,G2が2本であると共に、それぞれがフレキシブル配管で形成されている場合について説明した。しかし、ガス冷媒連絡管は、2本設けられているが(図18)、フレキシブル配管で形成されていなくともよい。
(a)
上述した実施形態では、ガス冷媒連絡管G1,G2が2本であると共に、それぞれがフレキシブル配管で形成されている場合について説明した。しかし、ガス冷媒連絡管は、2本設けられているが(図18)、フレキシブル配管で形成されていなくともよい。
(b)
また、ガス冷媒連絡管G1,G2の本数は、複数本であればよく、2本に限定されない。例えば、ガス冷媒連絡管は、図20に示すように3本であってもよい。図20に係る冷媒連絡管30Bは、外管31と、1本の断面円形状の液冷媒連絡管L2と、3本の断面円形状のガス冷媒連絡管G3,G4,G5とを有している。ここでは、液冷媒連絡管L2は、他の3本のガス冷媒連絡管G3〜G5が互いに接するようにして外管31内に配置された場合に、余った位置に配置される。ここで、例えば、液冷媒連絡管L2の管径はφ6.35であり、各ガス冷媒連絡管G1〜G3の管径はφ9.52とすることができる。
また、ガス冷媒連絡管G1,G2の本数は、複数本であればよく、2本に限定されない。例えば、ガス冷媒連絡管は、図20に示すように3本であってもよい。図20に係る冷媒連絡管30Bは、外管31と、1本の断面円形状の液冷媒連絡管L2と、3本の断面円形状のガス冷媒連絡管G3,G4,G5とを有している。ここでは、液冷媒連絡管L2は、他の3本のガス冷媒連絡管G3〜G5が互いに接するようにして外管31内に配置された場合に、余った位置に配置される。ここで、例えば、液冷媒連絡管L2の管径はφ6.35であり、各ガス冷媒連絡管G1〜G3の管径はφ9.52とすることができる。
また、例えばガス冷媒連絡管及び液冷媒連絡管が共に2本ずつ設けられているように、ガス冷媒連絡管のみが複数本ではなく、更に液冷媒連絡管も複数本であってもよい。
(c)
また、図21に係る冷媒連絡管30Cに示すように、ガス冷媒連絡管G6及び液冷媒連絡管L3はそれぞれ1本であるが、図19と同様、ガス冷媒連絡管G6がフレキシブル配管で形成されていてもよい。この場合、1本のガス冷媒連絡管G6は、その管径が液冷媒連絡管L3よりも大きい。具体的には、液冷媒連絡管L3の管径はφ6.35、ガス冷媒連絡管G6の管径は、φ12.7やφ15.9であることができる。液冷媒連絡管L3の管径は、それぞれφ9.52であることができる。
また、図21に係る冷媒連絡管30Cに示すように、ガス冷媒連絡管G6及び液冷媒連絡管L3はそれぞれ1本であるが、図19と同様、ガス冷媒連絡管G6がフレキシブル配管で形成されていてもよい。この場合、1本のガス冷媒連絡管G6は、その管径が液冷媒連絡管L3よりも大きい。具体的には、液冷媒連絡管L3の管径はφ6.35、ガス冷媒連絡管G6の管径は、φ12.7やφ15.9であることができる。液冷媒連絡管L3の管径は、それぞれφ9.52であることができる。
このように、ガス冷媒の圧力損失を従来よりも抑えるべく、ガス冷媒連絡管G6の管径を液冷媒連絡管L3の管径よりも大きくすると、かえってガス冷媒連絡管G6の曲げ加工が困難となるが、ガス冷媒連絡管G6はフレキシブル配管で形成されているため、ガス冷媒の圧力損失を抑えると共にガス冷媒連絡管G6の曲げ加工が容易になる。
(d)
また、上記第1実施形態では、ガス冷媒連絡管G1,G2の管径が液冷媒連絡管L1の管径よりも大きい場合について説明した。しかし、複数本のガス冷媒連絡管の各管径は、液冷媒連絡管の管径と略同一であってもよい。図22は、図17と同様にガス冷媒連絡管G7,G8が2本かつ液冷媒連絡管L4が1本設けられているが、各ガス冷媒連絡管G7,G8の管径が液冷媒連絡管L4の管径と略同一である冷媒連絡管30Dを示している。尚、図22に係るガス冷媒連絡管G7,G8及び液冷媒連絡管30Dの管径は、それぞれφ9.52であることができる。
また、上記第1実施形態では、ガス冷媒連絡管G1,G2の管径が液冷媒連絡管L1の管径よりも大きい場合について説明した。しかし、複数本のガス冷媒連絡管の各管径は、液冷媒連絡管の管径と略同一であってもよい。図22は、図17と同様にガス冷媒連絡管G7,G8が2本かつ液冷媒連絡管L4が1本設けられているが、各ガス冷媒連絡管G7,G8の管径が液冷媒連絡管L4の管径と略同一である冷媒連絡管30Dを示している。尚、図22に係るガス冷媒連絡管G7,G8及び液冷媒連絡管30Dの管径は、それぞれφ9.52であることができる。
このように、ガス冷媒連絡管G7,G8及び液冷媒連絡管L4の各管径が同一であることにより、製造コストを低減させることができる。
しかしながら、ガス冷媒連絡管G7,G8と液冷媒連絡管L4とが管径が同一であると、空気調和装置1を現地にて取り付ける施工時において、例えば、本来であればガス冷媒連絡管G7,G8を接続するべきところに誤って液冷媒連絡管L4を接続してしまうといったことが生じる恐れがある。そこで、ガス冷媒連絡管G7,G8と液冷媒連絡管L4とが管径が同一である場合には、図23に示すように、液冷媒連絡管L4には、液冷媒用であることを示す第1表示di1を設けると共に、ガス冷媒連絡管G7,G8には、ガス冷媒用であることを示す第2表示di2を設けると良い。具体的には、第1表示di1は、ガス冷媒連絡管G7,G8の外表面の一部分を例えば赤色で塗ることで、ガス冷媒用であることを示すものである。一方、第2表示di2は、液冷媒連絡管L4の外表面の一部分を第1表示di1とは異なる色(例えば、水色)で塗ることで、液冷媒用であることを示すものである。これにより、空気調和装置1を現地にて取り付ける作業を行う作業者は、どの連絡管がガス冷媒用または液冷媒用であるかを、容易に確認することができるため、連絡管が誤って接続されてしまうことを防止することができる。
尚、上記第1表示di1及び第2表示di2のうちいずれかが、ガス冷媒連絡管G7,G8及び液冷媒連絡管L4に設けられていても良い。冷媒連絡管30Dの外管31内に含まれる管は、ガス冷媒用の連絡管または液冷媒用の連絡管の2種類しかないため、いずれか一方にのみ上記第1表示di1または第2表示di2がなされているとしても、作業者は、どの連絡管がガス冷媒用または液冷媒用であるのかといった判断を容易に行うことができるからである。
(e)
また、ガス冷媒連絡管G1,G2が更に多い場合の冷媒連絡管の例としては、図24に示す冷媒連絡管30Eが挙げられる。冷媒連絡管30Eは、外管31と、1本の断面円形状の液冷媒連絡管L5と、5本の断面円形状のガス冷媒連絡管G9,G10,G11,G12,G13とで構成されている。ここでは、断面形状が相対的に一番大きいガス冷媒連絡管G13が中央に位置し、液冷媒連絡管L5と他の4つのガス冷媒連絡管G9〜G12は同一の管径であり、ガス冷媒連絡管G13の周囲に接するように配置されている。ここで、例えば、液冷媒連絡管L5の管径はφ6.35であり、ガス冷媒連絡管G9〜G12の管径はφ6.35、ガス冷媒連絡管G13の管径はφ9.52とすることができる。
また、ガス冷媒連絡管G1,G2が更に多い場合の冷媒連絡管の例としては、図24に示す冷媒連絡管30Eが挙げられる。冷媒連絡管30Eは、外管31と、1本の断面円形状の液冷媒連絡管L5と、5本の断面円形状のガス冷媒連絡管G9,G10,G11,G12,G13とで構成されている。ここでは、断面形状が相対的に一番大きいガス冷媒連絡管G13が中央に位置し、液冷媒連絡管L5と他の4つのガス冷媒連絡管G9〜G12は同一の管径であり、ガス冷媒連絡管G13の周囲に接するように配置されている。ここで、例えば、液冷媒連絡管L5の管径はφ6.35であり、ガス冷媒連絡管G9〜G12の管径はφ6.35、ガス冷媒連絡管G13の管径はφ9.52とすることができる。
(f)
また、上記第1実施形態では、ガス冷媒連絡管G1,G2が金属によってフレキシブル配管に形成されていると説明した。しかし、ガス冷媒連絡管G1,G2の材質は、金属でなくともよい。フレキシブルであれば、ガス冷媒連絡管G1,G2は、例えば樹脂で形成されていてもよい。
また、上記第1実施形態では、ガス冷媒連絡管G1,G2が金属によってフレキシブル配管に形成されていると説明した。しかし、ガス冷媒連絡管G1,G2の材質は、金属でなくともよい。フレキシブルであれば、ガス冷媒連絡管G1,G2は、例えば樹脂で形成されていてもよい。
特に、冷媒として、例えば、HFO−1234yf(2,3,3,3−テトラフルオロ−1−プロペン)からなる冷媒のように、比較的低圧の冷媒が用いられる場合であれば、ガス冷媒連絡管G1,G2にかかる圧力もR−410A等といった冷媒よりも低いため、ガス冷媒連絡管G1,G2は、耐圧の点から鑑みても、金属製にかえて樹脂製であることができる。これにより、ガス冷媒連絡管G1,G2として用いるフレキシブル配管のコストは、比較的安価となる。
<第2実施形態>
(1)冷媒接続管の構成
次に、本発明の第2実施形態に係る冷媒接続管130Aについて説明する。尚、冷媒接続管130Aは、上記実施形態と同様、冷凍サイクルの例として上述した(2−A)〜(2−L)のいずれの冷凍サイクルにおいても適用することができる。
(1)冷媒接続管の構成
次に、本発明の第2実施形態に係る冷媒接続管130Aについて説明する。尚、冷媒接続管130Aは、上記実施形態と同様、冷凍サイクルの例として上述した(2−A)〜(2−L)のいずれの冷凍サイクルにおいても適用することができる。
図25に示すように、冷媒接続管130Aは、外管131と、1本のガス冷媒連絡管G101と、1本の液冷媒連絡管L101とを有する。ガス冷媒連絡管G101及び液冷媒連絡管L101それぞれは断面が円形状であって、ガス冷媒連絡管G101及び液冷媒連絡管L101の管径は略同一である。具体的に、ガス冷媒連絡管G101及び液冷媒連絡管L101の各管径はφ12.7である。ガス冷媒連絡管G101及び液冷媒連絡管L101は、共に銅等の金属で形成されている。
つまり、一般的な空気調和装置における冷媒連絡管では、ガス冷媒連絡管よりも液冷媒連絡管の方が管径が小さくなっているが、本実施形態に係る冷媒連絡管130Aでは、液冷媒連絡管L101の管径の断面積が従来に比して大きくなり、ガス冷媒連絡管G101と略同一となっている。これにより、ガス冷媒連絡管での圧力損失を低減しつつ、連絡管の曲げ加工を向上できると共に、ガス冷媒用の連絡管と液冷媒用の連絡管とを別々に製造する必要がなく、製造コストを削減することができる。
ここで、本実施形態に係る冷媒について簡単に説明する。上記第1実施形態では、R−410Aや低圧冷媒等、どのような冷媒が冷凍サイクルにて利用されてもよいと説明したが、本実施形態では、上記第1実施形態にて説明したHFO−1234yf(2,3,3,3−テトラフルオロ−1−プロペン)の単一冷媒や該単一冷媒を含む混合冷媒等といった低圧冷媒を用いることが好ましい。そして、このような低圧冷媒を用いる際には、冷媒回路10の設計圧力を3MPa以下とする。設計圧力は、2.6MPa以下がより好ましい。これにより、耐圧性向上のために配管等の材料や厚みを大きくする必要がない。また、冷媒が低圧冷媒であるため、3MPa以下の設計圧力であっても、効率の良い運転が行われる。従って、効率を良好に保ったまま、ガス冷媒連絡管での圧力損失の低減、連絡管の曲げ加工の向上、及び製造コストを削減することができる。
尚、上述した冷媒連絡管130Aにおける構造は、第1実施形態と同様、利用側ユニット20bと熱源側ユニット20aとを接続する冷媒連絡管130Aの他、利用側熱交換器6に対して圧縮機2が接続されている側の配管や、膨張弁5と利用側熱交換器6との間の配管等に対しても採用することができる。
(2)効果
(A)
本実施形態では、冷媒連絡管130Aのガス冷媒連絡管G101及び液冷媒連絡管L101は、管径が略同一である。従って、ガス冷媒連絡管G101での圧力損失を低減しつつ、連絡管の曲げ加工を向上できると共に、ガス冷媒用の連絡管及び液冷媒用の連絡管を別々に製造する必要がなく、製造コストを削減することができる。
(A)
本実施形態では、冷媒連絡管130Aのガス冷媒連絡管G101及び液冷媒連絡管L101は、管径が略同一である。従って、ガス冷媒連絡管G101での圧力損失を低減しつつ、連絡管の曲げ加工を向上できると共に、ガス冷媒用の連絡管及び液冷媒用の連絡管を別々に製造する必要がなく、製造コストを削減することができる。
(B)
また、本実施形態では、設計圧力が3MPa以下となっている。このため、耐圧性向上のために配管等の材料や厚みを大きくする必要がない。また、冷媒が低圧冷媒であるため、3MPa以下の設計圧力であっても、効率の良い運転が行われる。従って、効率を良好に保ったまま、ガス冷媒連絡管G101での圧力損失の低減、連絡管の曲げ加工の向上、及び製造コストの削減を行うことができる。
また、本実施形態では、設計圧力が3MPa以下となっている。このため、耐圧性向上のために配管等の材料や厚みを大きくする必要がない。また、冷媒が低圧冷媒であるため、3MPa以下の設計圧力であっても、効率の良い運転が行われる。従って、効率を良好に保ったまま、ガス冷媒連絡管G101での圧力損失の低減、連絡管の曲げ加工の向上、及び製造コストの削減を行うことができる。
(C)
特に、本実施形態においては、冷媒回路10を流れる冷媒として、分子式:C3HmFn(但し、m=1〜5、n=1〜5、かつ、m+n=6)で示され、かつ、分子構造中に二重結合を1個有する冷媒からなる単一冷媒、または、この冷媒を含む混合冷媒が利用される。上記単一冷媒及び混合冷媒は低圧冷媒である。このような低圧冷媒が利用されるとしても、設計圧力が3MPa以下であるため、ガス冷媒連絡管G101の管径及び液冷媒連絡管L101の管径が略同一の大きさであるとしても、運転の効率には影響が及ぼされることはない。従って、効果的に、ガス冷媒連絡管での圧力損失の低減、連絡管の曲げ加工の向上、及び製造コストの削減を行うことができる。
特に、本実施形態においては、冷媒回路10を流れる冷媒として、分子式:C3HmFn(但し、m=1〜5、n=1〜5、かつ、m+n=6)で示され、かつ、分子構造中に二重結合を1個有する冷媒からなる単一冷媒、または、この冷媒を含む混合冷媒が利用される。上記単一冷媒及び混合冷媒は低圧冷媒である。このような低圧冷媒が利用されるとしても、設計圧力が3MPa以下であるため、ガス冷媒連絡管G101の管径及び液冷媒連絡管L101の管径が略同一の大きさであるとしても、運転の効率には影響が及ぼされることはない。従って、効果的に、ガス冷媒連絡管での圧力損失の低減、連絡管の曲げ加工の向上、及び製造コストの削減を行うことができる。
(3)変形例
(a)
上述した実施形態では、ガス冷媒連絡管G101及び液冷媒連絡管L101の各管径が略同一であると説明した。しかし、連絡管の各管径が同一であると、空気調和装置1を現地にて取り付ける施工時において、例えば、本来であればガス冷媒連絡管G101を接続するべきところに誤って液冷媒連絡管L101を接続してしまうといったことが生じる恐れがある。そこで、上記第1実施形態で示した図23のように、液冷媒連絡管L101には、液冷媒用であることを示す第1表示を設け、ガス冷媒連絡管G101には、ガス冷媒用であることを示す第2表示を設けると良い。これにより、空気調和装置1を現地にて取り付ける作業を行う作業者は、どの連絡管がガス冷媒用または液冷媒用であるかを、容易に確認することができるため、連絡管が誤って接続されてしまうことを防止することができる。
(a)
上述した実施形態では、ガス冷媒連絡管G101及び液冷媒連絡管L101の各管径が略同一であると説明した。しかし、連絡管の各管径が同一であると、空気調和装置1を現地にて取り付ける施工時において、例えば、本来であればガス冷媒連絡管G101を接続するべきところに誤って液冷媒連絡管L101を接続してしまうといったことが生じる恐れがある。そこで、上記第1実施形態で示した図23のように、液冷媒連絡管L101には、液冷媒用であることを示す第1表示を設け、ガス冷媒連絡管G101には、ガス冷媒用であることを示す第2表示を設けると良い。これにより、空気調和装置1を現地にて取り付ける作業を行う作業者は、どの連絡管がガス冷媒用または液冷媒用であるかを、容易に確認することができるため、連絡管が誤って接続されてしまうことを防止することができる。
尚、ガス冷媒用であることを示す表示及び液冷媒用であることを示す表示のうち、いずれかがガス冷媒連絡管G101及び液冷媒連絡管L101に設けられていても良い。冷媒連絡管の外管131内部に含まれる管は、ガス冷媒用または液冷媒用の2種類しかないため、いずれか一方にのみ上記表示がなされているとしても、作業者は、どの連絡管がガス冷媒用または液冷媒用であるのかといった判断を容易に行うことができるからである。
(b)
また、上述した実施形態に係るガス冷媒連絡管G101及び液冷媒連絡管L101は、第1実施形態に係るガス冷媒連絡管G101のように、共にフレキシブル配管で形成されていてもよい。これにより、空気調和装置1の施工時におけるガス冷媒連絡管G101及び液冷媒連絡管L101の曲げ加工は、容易に行われるようになる。
また、上述した実施形態に係るガス冷媒連絡管G101及び液冷媒連絡管L101は、第1実施形態に係るガス冷媒連絡管G101のように、共にフレキシブル配管で形成されていてもよい。これにより、空気調和装置1の施工時におけるガス冷媒連絡管G101及び液冷媒連絡管L101の曲げ加工は、容易に行われるようになる。
(c)
また、上述した実施形態では、ガス冷媒連絡管G101及び液冷媒連絡管L101が、共に金属で形成されていると説明した。しかし、ガス冷媒連絡管G101及び液冷媒連絡管L101は、金属以外の材料で形成されていてもよい。その他の材料としは、例えば樹脂が挙げられる。
また、上述した実施形態では、ガス冷媒連絡管G101及び液冷媒連絡管L101が、共に金属で形成されていると説明した。しかし、ガス冷媒連絡管G101及び液冷媒連絡管L101は、金属以外の材料で形成されていてもよい。その他の材料としは、例えば樹脂が挙げられる。
(d)
また、上述した実施形態では、ガス冷媒連絡管G101及び液冷媒連絡管L101の各管径が略同一であればよいため、ガス冷媒連絡管G101及び液冷媒連絡管L101は、それぞれ1本ずつでなくともよい。図26は、一例として、ガス冷媒連絡管及び液冷媒連絡管が共に2本ずつである冷媒連絡管130Bを示している。具体的には、図26の冷媒連絡管130Bは、外管131と、2本のガス冷媒連絡管G102,G103と、2本の液冷媒連絡管L102,103とを有している。
また、上述した実施形態では、ガス冷媒連絡管G101及び液冷媒連絡管L101の各管径が略同一であればよいため、ガス冷媒連絡管G101及び液冷媒連絡管L101は、それぞれ1本ずつでなくともよい。図26は、一例として、ガス冷媒連絡管及び液冷媒連絡管が共に2本ずつである冷媒連絡管130Bを示している。具体的には、図26の冷媒連絡管130Bは、外管131と、2本のガス冷媒連絡管G102,G103と、2本の液冷媒連絡管L102,103とを有している。
本発明を利用すれば、冷媒連絡管における圧力損失を抑えると共に、据え付け作業時における加工を容易にできることができるため、特に、空気調和装置等の冷凍装置に適用することができる。
1 空気調和装置
2 圧縮機
3 四路切換弁
4 熱源側熱交換器
5 膨張弁
6 利用側熱交換器
10 冷凍回路
30,130 冷媒連絡管
G1〜G13,101〜103 ガス冷媒連絡管
L1〜L5,101〜103 液冷媒連絡管
2 圧縮機
3 四路切換弁
4 熱源側熱交換器
5 膨張弁
6 利用側熱交換器
10 冷凍回路
30,130 冷媒連絡管
G1〜G13,101〜103 ガス冷媒連絡管
L1〜L5,101〜103 液冷媒連絡管
Claims (7)
- 熱源側ユニット(20a)と、
利用側ユニット(20b)と、
前記熱源側ユニット(20a)及び前記利用側ユニット(20b)を接続することによって冷媒回路(10)を構成する冷媒連絡管(30)と、
を備え、
前記冷媒連絡管(30)は、液冷媒連絡管(L1)及びガス冷媒連絡管(G1,G2)を有し、
前記ガス冷媒連絡管(G1,G2)は、複数本設けられている、及び/またはフレキシブル配管で形成されている、
冷凍装置。 - 前記ガス冷媒連絡管(G1,G2)は、複数本設けられており、
前記液冷媒連絡管(L1)とガス冷媒連絡管(G1,G2)とは、管径が略同一である、
請求項1に記載の冷凍装置。 - 前記液冷媒連絡管(L1)とガス冷媒連絡管(G1,G2)とは、管径が略同一であり、
前記液冷媒連絡管(L1)には、液冷媒用であることを示す表示(di1)が設けられている、及び/または前記ガス冷媒連絡管(G1,G2)には、ガス冷媒用であることを示す表示(di2)が設けられている、
請求項1または2に記載の冷凍装置。 - 前記ガス冷媒連絡管(G1,G2)は、複数本設けられており、
前記利用側ユニット(20b)は、利用側熱交換器(6)を有しており、
複数の前記ガス冷媒連絡管(G1,G2)それぞれは、合流せずに前記利用側熱交換器(6)の複数のパス(P1,P2)に繋がっている、
請求項1〜3のいずれかに記載の冷凍装置。 - 熱源側ユニット(20a)と、
利用側ユニット(20b)と、
前記熱源側ユニット(20a)及び前記利用側ユニット(20b)を接続することによって冷媒回路(10)を構成する冷媒連絡管(130)と、
を備え、
前記冷媒連絡管(130)は、液冷媒連絡管(L101)及びガス冷媒連絡管(G101)を有し、
前記液冷媒連絡管(L101)及び前記ガス冷媒連絡管(G101)は、管径が略同一である、
冷凍装置。 - 前記冷媒回路(10)の設計圧力が3MPa以下である、
請求項5に記載の冷凍装置。 - 前記冷媒回路(10)を流れる冷媒は、分子式:C3HmFn(但し、m=1〜5、n=1〜5、かつ、m+n=6)で示され、かつ、分子構造中に二重結合を1個有する冷媒からなる単一冷媒、または、前記冷媒を含む混合冷媒である、
請求項6に記載の冷凍装置。
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