JP2010112657A - Air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、CO2冷媒を用い、蒸気圧縮式冷凍サイクル運転によって室内の冷暖房を行なう空気調和装置に関する。 The present invention relates to an air conditioner that uses a CO 2 refrigerant and performs indoor air conditioning by vapor compression refrigeration cycle operation.
現地配管工事が必要な空気調和装置では、据付時に、配管内へ水分が過剰に混入することがあり、飽和水分濃度が低い冷媒(例えば、CO2冷媒)を使用している場合、その水分が凍結して配管を閉塞させることがある。このため、冷媒回路にドライヤを接続して水分を吸着させる方法が提案されている(特許文献1参照)。特許文献1に係る発明では、冷房運転時および暖房運転時ともにドライヤに液冷媒が供給されるように、毎日所定時間に冷媒をドライヤが接続されたバイパスに流して、所定期間経過後に冷媒を冷媒回路に戻している。 In an air conditioner that requires local piping work, moisture may be excessively mixed into the piping during installation, and if a refrigerant with a low saturated moisture concentration (for example, CO2 refrigerant) is used, the moisture freezes. The piping may be blocked. For this reason, a method for adsorbing moisture by connecting a dryer to the refrigerant circuit has been proposed (see Patent Document 1). In the invention according to Patent Document 1, the refrigerant is allowed to flow through a bypass connected to the dryer every predetermined time every day so that the liquid refrigerant is supplied to the dryer during both the cooling operation and the heating operation. Returning to the circuit.
仮に、双方向流れ仕様のドライヤが採用されれば、特許文献1に係る発明のような複雑な制御をする必要はないが、CO2冷媒に適した高耐圧の双方向流れ仕様のドライヤとなるのでコスト増となる。また、一方向流れ仕様のドライヤとブリッジ回路を組み合わせることによって、冷房運転時および暖房運転時ともにドライヤへ液冷媒が供給されるようになるが、冷媒回路が複雑になりさらにコスト増となる。
本発明の課題は、複雑なブリッジ回路を使用することなく、一方向流れ仕様のドライヤを用いて、冷房運転時および暖房運転時ともにドライヤへ液冷媒が供給される空気調和装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an air conditioner in which liquid refrigerant is supplied to a dryer during cooling operation and heating operation using a one-way flow specification dryer without using a complicated bridge circuit. is there.
第1発明に係る空気調和装置は、圧縮機、凝縮器、減圧器、及び蒸発器の順にCO2冷媒を循環させて冷房運転、又は暖房運転を行う空気調和装置であって、高圧側冷媒配管と低圧側冷媒配管とをドライヤを介して連絡するバイパスを備えている。高圧側冷媒配管は、凝縮器と減圧器とを連絡している。低圧側冷媒配管は、圧縮機と蒸発器とを連絡している。 An air conditioner according to a first aspect of the present invention is an air conditioner that performs a cooling operation or a heating operation by circulating a CO2 refrigerant in the order of a compressor, a condenser, a decompressor, and an evaporator. A bypass is provided that communicates with the low-pressure refrigerant piping through a dryer. The high-pressure side refrigerant pipe communicates the condenser and the decompressor. The low-pressure side refrigerant pipe communicates the compressor and the evaporator.
この空気調和装置では、冷房運転と暖房運転とが切り替わっても、冷媒がドライヤを通過する方向は変化しない。その結果、ドライヤとして、一方向流れ仕様のドライヤが採用され、コスト低減になる。 In this air conditioner, even if the cooling operation and the heating operation are switched, the direction in which the refrigerant passes through the dryer does not change. As a result, a dryer with a one-way flow specification is adopted as the dryer, which reduces costs.
第2発明に係る空気調和装置は、第1発明に係る空気調和装置であって、凝縮器と減圧器との間に接続される過冷却熱交換器をさらに備えている。バイパスは、冷房運転時に過冷却熱交換器の下流側となる位置から分岐している。 An air conditioner according to a second aspect of the present invention is the air conditioner according to the first aspect of the present invention, further comprising a supercooling heat exchanger connected between the condenser and the decompressor. The bypass branches off from a position on the downstream side of the supercooling heat exchanger during the cooling operation.
この空気調和装置では、冷房運転時、CO2冷媒は、過冷却熱交換器で過冷却され、その一部がドライヤに入る。ドライヤを通過するCO2冷媒は液になっているで、2相流の冷媒流入によるドライヤのコアの破粋が防止される。さらに、過冷却熱交換器で温度低下したCO2冷媒がドライヤを通過するので、ドライヤの温度が低下し、ドライヤの水分吸着力が向上する。 In this air conditioner, during the cooling operation, the CO2 refrigerant is supercooled by the supercooling heat exchanger, and a part thereof enters the dryer. Since the CO2 refrigerant passing through the dryer is in liquid form, the core of the dryer due to the two-phase refrigerant inflow is prevented. Furthermore, since the CO2 refrigerant whose temperature has been lowered by the supercooling heat exchanger passes through the dryer, the temperature of the dryer is lowered and the moisture adsorption power of the dryer is improved.
第3発明に係る空気調和装置は、第2発明に係る空気調和装置であって、バイパスが、ドライヤの下流側に、減圧機構として機能するバイパス減圧弁を有している。過冷却熱交換器は、凝縮器から減圧器に向う高圧のCO2冷媒と、バイパス減圧弁で減圧された低圧のCO2冷媒との間で熱交換を行わせる。 An air conditioner according to a third aspect of the present invention is the air conditioner according to the second aspect of the present invention, wherein the bypass has a bypass pressure reducing valve that functions as a pressure reducing mechanism on the downstream side of the dryer. The supercooling heat exchanger exchanges heat between the high-pressure CO2 refrigerant that travels from the condenser to the decompressor and the low-pressure CO2 refrigerant that is decompressed by the bypass decompression valve.
仮に、ドライヤがバイパス減圧弁の下流側にあった場合、過冷却熱交換器で液になったCO2冷媒が2相流となってドライヤを通過するので、ドライヤのコアを破粋させてしまう。しかし、この空気調和装置では、ドライヤはバイパス減圧弁の上流側にあり、CO2冷媒は液のままドライヤを通過するので、2相流の冷媒流入によるドライヤのコアの破粋が防止される。 If the dryer is on the downstream side of the bypass pressure reducing valve, the CO2 refrigerant liquefied by the supercooling heat exchanger becomes a two-phase flow and passes through the dryer, thus causing the core of the dryer to be excreted. However, in this air conditioner, the dryer is on the upstream side of the bypass pressure reducing valve, and the CO2 refrigerant passes through the dryer in a liquid state, so that the core of the dryer due to the two-phase refrigerant inflow is prevented.
第4発明に係る空気調和装置は、第1発明に係る空気調和装置であって、レシーバをさらに備えている。レシーバは、パイパスの分岐点と、少なくとも暖房運転時に機能する減圧器との間に接続される。冷房運転時、減圧器は、凝縮器からレシーバへ向うCO2冷媒を減圧する。 An air conditioner according to a fourth aspect is the air conditioner according to the first aspect, further comprising a receiver. The receiver is connected between a bypass point of the bypass and a decompressor that functions at least during heating operation. During the cooling operation, the decompressor depressurizes the CO2 refrigerant from the condenser to the receiver.
この空気調和装置では、冷房運転時にCO2冷媒の凝縮圧力が臨界圧力を越えていた場合、凝縮器を出たCO2冷媒は室外膨張弁35で減圧され、且つガス成分はレシーバで分離されるので、ドライヤを通過するCO2冷媒は液になって密度が大きくなり、ドライヤによる乾燥効率が向上する。また、CO2冷媒は減圧器で減圧されるので、ドライヤに作用する圧力が低下し、ドライヤの耐久性が向上する。
In this air conditioner, if the condensation pressure of the CO2 refrigerant exceeds the critical pressure during the cooling operation, the CO2 refrigerant that has exited the condenser is decompressed by the
第1発明に係る空気調和装置では、一方向流れ仕様のドライヤが採用されるので、コスト低減になる。 In the air conditioner according to the first aspect of the present invention, a one-way flow specification dryer is adopted, which reduces costs.
第2発明に係る空気調和装置では、ドライヤを通過するCO2冷媒は液になっているで、2相流の冷媒流入によるドライヤのコアの破粋が防止される。さらに、ドライヤの温度が低下し、ドライヤの水分吸着力が向上する。 In the air conditioner according to the second aspect of the present invention, the CO2 refrigerant passing through the dryer is in liquid form, so that the core of the dryer due to the two-phase refrigerant inflow is prevented. Further, the temperature of the dryer is lowered, and the moisture adsorption power of the dryer is improved.
第3発明に係る空気調和装置では、CO2冷媒は液のままドライヤを通過するので、2相流の冷媒流入によるドライヤのコアの破粋が防止される。 In the air conditioner according to the third aspect of the invention, the CO2 refrigerant passes through the dryer as a liquid, so that the core of the dryer due to inflow of the two-phase refrigerant is prevented.
第4発明に係る空気調和装置では、ドライヤを通過するCO2冷媒は液になって密度が大きくなり、ドライヤによる乾燥効率が向上する。また、CO2冷媒は室外膨張弁で減圧されるので、ドライヤに作用する圧力が低下し、ドライヤの耐久性が向上する。 In the air conditioner according to the fourth aspect of the invention, the CO2 refrigerant passing through the dryer becomes liquid and increases in density, and drying efficiency by the dryer is improved. Further, since the CO2 refrigerant is depressurized by the outdoor expansion valve, the pressure acting on the dryer is reduced, and the durability of the dryer is improved.
以下図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The following embodiments are specific examples of the present invention and do not limit the technical scope of the present invention.
<空気調和装置の構成>
図1は、本発明の一実施形態に係る空気調和装置の概略構成図である。図1において、空気調和装置1は、主として、熱源ユニットとしての室外ユニット2と、それに並列に接続される利用ユニットとしての室内ユニット4と、室外ユニット2及び室内ユニット4を制御する制御部6とを備えている。冷媒回路10は、室外ユニット2と、室内ユニット4と、冷媒連絡配管とが接続されることによって構成される。冷媒回路10を循環する冷媒はCO2冷媒であり、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転によって、ビル等の室内の冷暖房を行なう。
<Configuration of air conditioner>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air-conditioning apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, an air conditioner 1 mainly includes an outdoor unit 2 as a heat source unit, an
<室内ユニット>
室内ユニット4は、ビル等の室内の天井に埋め込みや吊り下げによって、又は、室内の壁面に壁掛けによって設置されており、室内膨張弁41と室内熱交換器42とを有している。室内膨張弁41は、電動膨張弁であり、室内熱交換器42の液側に接続される。室内熱交換器42は、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、冷房運転時には冷媒の蒸発器となって室内空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の凝縮器となって室内空気を加熱する。
<Indoor unit>
The
<室外ユニット>
室外ユニット2は、ビル等の室外に設置されており、圧縮機21、四路切換弁22、室外熱交換器23、室外膨張弁35、過冷却熱交換器36、レシーバ38及びバイパス60を有している。圧縮機21は、回転数制御によって容量を変更できるインバータ圧縮機である。
<Outdoor unit>
The outdoor unit 2 is installed outside a building or the like, and has a
四路切換弁22は、冷媒の流れの方向を切り換える弁である。冷房運転時には、圧縮機21の吐出側と室外熱交換器23のガス側とを連絡し、室内熱交換器42のガス側と圧縮機21の吸入側とを連絡する(図1の四路切換弁22の実線を参照)。また、暖房運転時には、圧縮機21の吐出側と室内熱交換器42のガス側とを連絡し、圧縮機21の吸入側と室外熱交換器23のガス側とを連絡する(図1の四路切換弁22の破線を参照)。
The four-
室外熱交換器23は、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、冷房運転時には冷媒の凝縮器となり、暖房運転時には冷媒の蒸発器となる。
The
室外膨張弁35は、電動膨張弁であり、室外側の冷媒回路10内を流れる冷媒の圧力や流量等の調節を行うために、室外熱交換器23と室内膨張弁41との間に接続される。過冷却熱交換器36は、室外熱交換器23と室内膨張弁41との間を流れる冷媒を冷却するために設けられている。
The
レシーバ38は、室外膨張弁35と過冷却熱交換器36との間に接続されており、液冷媒を一時的に貯え、室外熱交換器23(又は室内熱交換器42)内の冷媒量の変化を吸収する。
The
バイパス60は、過冷却熱交換器36の冷却源として設けられている。バイパス60は、過冷却熱交換器36と室内膨張弁41との間を流れる冷媒の一部を分岐し圧縮機21の吸入側に戻す。バイパス60には、冷媒を減圧するためのバイパス膨張弁61が設けられている。その結果、室外熱交換器23と室内膨張弁41との間を流れる冷媒は、過冷却熱交換器36において、バイパス膨張弁61で減圧された冷媒によって冷却される。また、バイパス膨張弁61の上流側には、ドライヤ62が設けられている。ドライヤ62は、バイパス60に流入する冷媒から水分を吸着する。
The bypass 60 is provided as a cooling source for the
<空気調和装置の動作>
冷房運転時は、四路切換弁22が図1の実線で示される状態となり、圧縮機21の吐出側が室外熱交換器23のガス側に連絡され、かつ、圧縮機21の吸入側が室内熱交換器42のガス側に連絡された状態となる。室外膨張弁35は、冷媒を中間圧にまで減圧できるように開度調節される。中間圧とは、冷媒回路10における高圧側圧力と低圧側圧力との中間値をいう。
<Operation of air conditioner>
During the cooling operation, the four-
圧縮機21が起動されると、圧縮機21から吐出された高温・高圧の冷媒が室外熱交換器23に導入され、室外熱交換器23で室外空気と熱交換する。冷媒は、室外熱交換器23を出て室外膨張弁35で中間圧に減圧される。
When the
中間圧にまで減圧された冷媒は気液混合状態となってレシーバ38に入る。レシーバ38では液冷媒とガス冷媒とが分離され、液冷媒のみが過冷却熱交換器36に入り冷却されて中高温で中間圧の液冷媒となる。過冷却熱交換器36を出た液冷媒は、室内膨張弁41に向う途中で一部がバイパス60に分岐し、その他は室内膨張弁41に入る。
The refrigerant depressurized to the intermediate pressure enters the
バイパス60に分岐した液冷媒は、ドライヤ62に入り吸着触媒と接触し水分除去される。この液冷媒は、バイパス膨張弁61で減圧され、過冷却熱交換器36に入る。液冷媒は、過冷却熱交換器36でレシーバ38から出てきた冷媒と熱交換して蒸発しガス冷媒となって圧縮機21に吸入される。
The liquid refrigerant branched into the bypass 60 enters the
他方、室内膨張弁41に到達した液冷媒は、室内膨張弁41で減圧され、低温・低圧となって室内熱交換器42に入る。この冷媒は、室内熱交換器42で室内空気と熱交換しガス冷媒となり、再び圧縮機21に吸入される。
On the other hand, the liquid refrigerant that has reached the
暖房運転時は、四路切換弁22が図1の破線で示される状態となり、圧縮機21の吐出側が室内熱交換器42のガス側に連絡され、圧縮機21の吸入側が室外熱交換器23のガス側に連絡される。室外膨張弁35は、所定の蒸発圧力まで減圧するように開度調節される。また、室内膨張弁41は開状態にされる。
During the heating operation, the four-
圧縮機21が起動されると、圧縮機21より吐出された高温・高圧の冷媒が室内熱交換器42に導入され、室内空気と熱交換する。冷媒は室内熱交換器42を出て一部はバイパス60へ分岐し、その他は過冷却熱交換器36へ入る。
When the
バイパス60へ分岐した冷媒は、ドライヤ62に入り吸着触媒と接触し水分除去される。この冷媒は、バイパス膨張弁61で減圧され、過冷却熱交換器36に入る。そして、この冷媒は、過冷却熱交換器36でバイパス60へ分岐しなかった冷媒と熱交換して蒸発しガス冷媒となって圧縮機21に吸入される。
The refrigerant branched to the bypass 60 enters the
他方、バイパス60に分岐しなかった冷媒は、過冷却熱交換器36で冷却され気液混合状態となり、レシーバ38で液冷媒とガス冷媒とが分離され、液冷媒のみが室外膨張弁35に向う。室外膨張弁35に到達した液冷媒は、室外膨張弁35で減圧され、低温・低圧となって、室外熱交換器23に入る。この冷媒は、室外熱交換器23で室外空気と熱交換しガス冷媒となり、再び圧縮機21に吸入される。
On the other hand, the refrigerant that has not branched to the bypass 60 is cooled by the supercooling
<特徴>
(1)
空気調和装置1は、高圧側冷媒配管と低圧側冷媒配管とをドライヤ62を介して連絡するバイパス60を備えており、冷房運転と暖房運転とが切り替わっても、冷媒がドライヤ62を通過する方向は変化しないので、ドライヤ62として、一方向流れ仕様が採用され、コスト低減になる。
<Features>
(1)
The air conditioner 1 includes a bypass 60 that connects the high-pressure side refrigerant pipe and the low-pressure side refrigerant pipe via the
(2)
空気調和装置1は、室外熱交換器23と室外膨張弁35との間に接続される過冷却熱交換器36をさらに備えており、バイパス60は、冷房運転時に過冷却熱交換器36の下流側となる位置から分岐している。冷房運転時、CO2冷媒は、過冷却熱交換器36で過冷却され、その一部がドライヤ62に入る。また、ドライヤ62の下流側にはバイパス膨張弁61が設けられている。ドライヤ62を通過するCO2冷媒は液になっているで、2相流の冷媒流入によるドライヤ62のコアの破粋が防止される。さらに、過冷却熱交換器36で温度低下したCO2冷媒がドライヤ62を通過するので、ドライヤ62の温度が低下し、ドライヤ62の水分吸着力が向上する。
(2)
The air conditioner 1 further includes a
(3)
空気調和装置1では、レシーバ38が、パイパス60の分岐点と少なくとも暖房運転時に機能する室外膨張弁35との間に接続されている。冷房運転時、室外膨張弁35は、室外熱交換器23からレシーバ38へ向うCO2冷媒を減圧する。CO2冷媒の高圧側圧力が臨界圧力を越えていた場合、室外熱交換器23を出たCO2冷媒は室外膨張弁35で減圧され、且つガス成分はレシーバ38で分離されるので、ドライヤ62を通過するCO2冷媒の密度が大きくなり、ドライヤ62による乾燥効率が向上する。また、ドライヤ62に作用する圧力が低下し、ドライヤの耐久性が向上する。
(3)
In the air conditioner 1, the
また、超臨界状態のCO2冷媒は溶解作用の高い溶媒と成り得るので、超臨界状態のCO2冷媒がドライヤ62を頻繁に通過する場合、ドライヤ62の吸着材および吸着材を支える支持部材に悪影響を及ぼす可能性がある。しかし、本実施形態に係る空気調和装置1では、CO2冷媒がドライヤ62を通過するときは超臨界状態ではないので、ドライヤ62の吸着材および吸着材を支える支持部材に悪影響を及ぼすという懸念が解消される。
Also, since the CO2 refrigerant in the supercritical state can be a solvent having a high dissolving action, when the CO2 refrigerant in the supercritical state frequently passes through the
以上のように、本発明によれば、据付時に配管内へ水分が過剰に混入する可能性のある空気調和装置に有用である。 As described above, according to the present invention, it is useful for an air conditioner in which moisture may be excessively mixed into a pipe during installation.
1 空気調和装置
21 圧縮機
23 室外熱交換器
35 室外膨張弁(減圧器)
36 過冷却器
38 レシーバ
41 室内膨張弁(減圧器)
42 室内熱交換器
60 バイパス
61 バイパス膨張弁(バイパス減圧器)
62 ドライヤ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
36
42 Indoor heat exchanger 60
62 Dryer
Claims (4)
前記凝縮器(23,42)と前記減圧器(41,35)とを連絡する高圧側冷媒配管と、前記圧縮機(21)と前記蒸発器(42,23)とを連絡する低圧側冷媒配管とを、ドライヤ(62)を介して連絡するバイパス(60)を備えた、
空気調和装置(1)。 An air conditioner that performs cooling operation or heating operation by circulating CO2 refrigerant in the order of the compressor (21), the condenser (23, 42), the decompressor (41, 35), and the evaporator (42, 23). There,
A high-pressure side refrigerant pipe connecting the condenser (23, 42) and the decompressor (41, 35), and a low-pressure side refrigerant pipe connecting the compressor (21) and the evaporator (42, 23). With a bypass (60) communicating through a dryer (62),
Air conditioner (1).
前記バイパス(60)は、前記冷房運転時に前記過冷却熱交換器(36)の下流側となる位置から分岐している、
請求項1に記載の空気調和装置(1)。 A supercooling heat exchanger (36) connected between the condenser (23, 42) and the decompressor (41, 35);
The bypass (60) branches off from a position on the downstream side of the supercooling heat exchanger (36) during the cooling operation.
The air conditioner (1) according to claim 1.
前記過冷却熱交換器(36)は、前記凝縮器(23,42)から前記減圧器(41,35)に向う高圧の前記CO2冷媒と、前記バイパス減圧弁(61)で減圧された低圧の前記CO2冷媒との間で熱交換を行わせる、
請求項2に記載の空気調和装置(1)。 The bypass (60) has a bypass pressure reducing valve (61) functioning as a pressure reducing mechanism on the downstream side of the dryer (62),
The supercooling heat exchanger (36) includes the high-pressure CO2 refrigerant from the condenser (23, 42) to the decompressor (41, 35) and the low-pressure decompressed by the bypass decompression valve (61). Heat exchange with the CO2 refrigerant;
The air conditioner (1) according to claim 2.
前記冷房運転時、前記減圧器(35)は、前記凝縮器(23)から前記レシーバ(38)へ向う前記CO2冷媒を減圧する、
請求項1に記載の空気調和装置(1)。 A receiver (38) connected between a branch point of the bypass (60) and the pressure reducer (35) that functions at least during the heating operation;
During the cooling operation, the decompressor (35) decompresses the CO2 refrigerant from the condenser (23) toward the receiver (38).
The air conditioner (1) according to claim 1.
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