JP2011127785A - 冷凍装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】熱交換器に対して同一方向から流入する冷媒の状態が異なる場合であっても偏流を抑制することが可能な冷凍装置を提供する。
【解決手段】冷暖切換可能な冷媒回路10を備える空気調和装置100であって、冷媒回路10は、冷房時と暖房時とで室外熱交換器2を流れる冷媒流れ方向が共通化されている。室外ファン12は、冷暖いずれの運転状態でも、室外熱交換器2を流れる冷媒と対向する方向に空気流れを形成させる。室外熱交換器2は、熱交換器本体25と、ヘッダ21と、分流器61とを有している。ヘッダ21は、冷房運転時に、熱交換器本体25に向けて冷媒を分配して送ることができる。分流器61は、暖房運転時に、熱交換器本体25に向けて液ガス混合状態の冷媒を分配して送ることができる。
【選択図】図1
【解決手段】冷暖切換可能な冷媒回路10を備える空気調和装置100であって、冷媒回路10は、冷房時と暖房時とで室外熱交換器2を流れる冷媒流れ方向が共通化されている。室外ファン12は、冷暖いずれの運転状態でも、室外熱交換器2を流れる冷媒と対向する方向に空気流れを形成させる。室外熱交換器2は、熱交換器本体25と、ヘッダ21と、分流器61とを有している。ヘッダ21は、冷房運転時に、熱交換器本体25に向けて冷媒を分配して送ることができる。分流器61は、暖房運転時に、熱交換器本体25に向けて液ガス混合状態の冷媒を分配して送ることができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、冷凍装置に関する。
例えば、特許文献1(特開平7−190528号公報)に記載されているように、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行うことができる冷凍装置において、冷房運転時においても暖房運転時においても熱交換器に対する冷媒流入方向が同じになるように逆止弁を有するブリッジ回路を設けた冷媒回路が提案されている。
上述の特許文献1(特開平7−190528号公報)に記載されているような冷凍装置では、熱交換器が冷媒の蒸発器として機能する場合の流入冷媒の状態は気液二相状態となっており、熱交換器が冷媒の凝縮器として機能する場合の流入冷媒の状態はガス状態となっている。このため、気液二相状態で熱交換器に流入させる場合には、熱交換器に流入する冷媒の状態を均等にすることが難しく、液成分が多い領域とガス成分が多い領域とに偏ってしまうおそれがある。
本発明の課題は、熱交換器に対して同一方向から流入する冷媒の状態が異なる場合であっても偏流を抑制す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、冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷凍装置であって、第1熱交換器、第2熱交換器、冷媒回路、および、流体流し部を備えている。冷媒回路は、第1運転と第2運転とを切り換えることが可能な切換機構を有している。第1運転では、第1熱交換器を冷媒の放熱器として機能させつつ、第2熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させる。第2運転では、第1熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させつつ、第2熱交換器を冷媒の放熱器として機能させる。冷媒回路は、第1運転時に第1熱交換器に流れる冷媒の向きと、第2運転時に第1熱交換器に流れる冷媒の向きと、が同じになるように設けられている。流体流し部は、第1運転時および第2運転時において第1熱交換器を流れる冷媒流れ方向に対向する向きに流体を流す。第1熱交換器は、熱交換器本体と、ヘッダと、分流器とを有している。熱交換器本体は、複数の熱交換流路を含んでいる。ヘッダは、第1運転時に、複数の熱交換流路に向けて冷媒を分配して送ることができる。分流器は、第2運転時に、複数の熱交換流路に向けて液ガス混合状態の冷媒を分配して送ることができる。
この冷凍装置は、第1運転時だけでなく第2運転時においても、第1熱交換器において、冷媒の流れる向きと流体が流れる向きとを対向させることができるため、第1熱交換器の性能を向上させることが可能になる。そして、第1熱交換器に対して同一方向から流入する冷媒の状態が第1運転時と第2運転時とで異なる場合であっても、液ガス混合状態の冷媒の隔たりを少なくして第1熱交換器に流入する冷媒の偏流を小さく抑えることが可能になる。
第2発明の冷凍装置は、第1発明の冷凍装置において、ヘッダは、複数の熱交換流路に向けて延びている複数の連絡管を有している。分流器は、複数の熱交換流路に向けて延びている複数の流量調節流路を有している。流量調節流路の内径は、連絡管の内径よりも小さい。
この冷凍装置は、第2運転時に第1熱交換器に送る冷媒が気液二相状態であったとしても、流量調節流路の内径が連絡管の内径よりも小さいため、偏流をより効果的に低減させることが可能になる。
第3発明の冷凍装置は、第2発明の冷凍装置において、複数の流量調節流路は、複数の連絡管の途中にそれぞれ接続されている。
この冷凍装置は、簡易な構造によって偏流を抑制させることが可能になる。
第4発明の冷凍装置は、第2発明または第3発明のいずれかの冷凍装置において、複数の連絡管は、複数の熱交換流路の最下端以上の高さ位置に配置されている。
この冷凍装置は、液状態の冷媒がヘッダの内部に溜まってしまうことを抑制させることが可能になる。
第5発明の冷凍装置は、第4発明の冷凍装置において、冷媒逃がし回路をさらに備えている。ヘッダは、複数の連絡管の入口側同士を接続する共通部分を有している。冷媒逃がし回路は、共通部分の下端から水平もしくは下方に向けて延びており冷媒回路の少なくとも一部に接続されている。
この冷凍装置は、ヘッダの共通部分に冷媒が溜まりそうな状況が生じても、冷媒逃がし回路を用いて冷媒の滞留を回避させることが可能になる。
第6発明の冷凍装置は、第1発明から第5発明のいずれかの冷凍装置において、冷媒回路は、第2運転時に分流器に向けて流れる冷媒を減圧させることが可能な第2減圧機構を有している。
この冷凍装置は、第2減圧機構によって冷媒が気液二相状態に分けられる場合であっても、第2運転時における第1熱交換器内の偏流を抑制させることが可能となる。
第7発明の冷凍装置は、第6発明の冷凍装置において、第1減圧機構と、冷媒を圧縮させる圧縮機構と、をさらに備えている。冷媒回路は、第1配管〜第8配管、第2逆止機構および第3逆止機構を有している。第1配管は、圧縮機構から切換機構まで延びている。第2配管は、切換機構から第1熱交換器の入口側まで延びている。第2逆止機構は、第2配管に設けられ、切換機構から第1熱交換器の入口側に向かう冷媒流れのみを許容する。第3配管は、第1熱交換器の出口側から第1減圧機構まで延びている。第3逆止機構は、第3配管に設けられ、第1熱交換器の出口側から第1減圧機構に向かう冷媒流れのみを許容する。第4配管は、第1減圧機構から第2熱交換器まで延びている。第5配管は、第2熱交換器から切換機構まで延びている。第6配管は、切換機構から圧縮機構まで延びている。第7配管は、第3配管のうち第3逆止機構と第1減圧機構との間の逆止下流側分岐部分から分岐して、第1熱交換器の入口側まで延びており、第2減圧機構を含んでいる。第8配管は、第3配管のうち第1熱交換器の出口側と第3逆止機構との間の逆止上流側分岐部分から分岐して、第2配管のうち切換機構と第2逆止機構との間の合流分岐部分まで延びており、合流分岐部分側に向かう冷媒流れのみを許容する第4逆止機構を含んでいる。
この冷凍装置は、簡易な冷媒回路によって第1熱交換器における冷媒流れ方向を第1運転と第2運転とで共通化させることが可能になる。
第8発明の冷凍装置は、第1発明から第7発明のいずれかの冷凍装置において、第1熱交換器は室外熱交換器であり、第2熱交換器は室内熱交換器である。
この冷凍装置は、第1熱交換器を流れる冷媒流れ方向が第1運転と第2運転とで共通化されている場合においても、室外熱交換器を流れる冷媒を暖めた流体の温度もしくは室外熱交換器を流れる冷媒を冷やした流体の温度について自由度がある場合には、第1熱交換器の出口を通過する冷媒温度の調節が容易になる。例えば、室内熱交換器については、吹き出し温度が設定温度等に制限されている場合があるが、室外熱交換器はそのような制限がない場合には、第1熱交換器としての室外熱交換器の出口を通過する冷媒温度の調節が容易になる。
第1発明の冷凍装置では、第1熱交換器の性能を向上させつつ、第1熱交換器に流入する冷媒の偏流を小さく抑えることが可能になる。
第2発明の冷凍装置では、偏流をより効果的に低減させることが可能になる。
第3発明の冷凍装置では、簡易な構造によって偏流を抑制させることが可能になる。
第4発明の冷凍装置では、液状態の冷媒がヘッダの内部に溜まってしまうことを抑制させることが可能になる。
第5発明の冷凍装置では、ヘッダにおける冷媒の滞留を回避させることが可能になる。
第6発明の冷凍装置では、減圧機構によって冷媒が気液二相状態に分けられる場合であっても、第2運転時における第1熱交換器内の偏流を抑制させることが可能となる。
第7発明の冷凍装置では、簡易な冷媒回路によって第1熱交換器における冷媒流れ方向を第1運転と第2運転とで共通化させることが可能になる。
第8発明の冷凍装置では、第1熱交換器の出口を通過する冷媒温度の調節が容易になる。
<1>
<1−1>空気調和装置の概略構成
図1に、本発明の一実施形態が採用された空気調和装置100およびその冷媒回路10の概略構成図を示す。なお、この図1に示された冷媒回路10は、冷房運転時の状態を示している。
<1−1>空気調和装置の概略構成
図1に、本発明の一実施形態が採用された空気調和装置100およびその冷媒回路10の概略構成図を示す。なお、この図1に示された冷媒回路10は、冷房運転時の状態を示している。
空気調和装置100は、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行うことが可能な冷媒回路10と、室外ファン12、室外ファンモータ12m、室内ファン14および室内ファンモータ14mを備えている。
冷媒回路10は、圧縮機1、室内熱交換器2、室内膨張弁3、室外熱交換器4、四路切換弁5、室外膨張弁6、暖房時第2逆止弁7、暖房時第1逆止弁8、冷房時逆止弁9および冷媒配管A〜L等を有している。
圧縮機1の吐出側は、冷媒配管Aを介して、四路切換弁5のポートの1つに接続されている。また、四路切換弁5のポートの1つは、冷媒配管Bを介して分岐点Xに接続されている。分岐点Xは、冷媒配管Cを介して室外熱交換器2の一部に接続されている。冷媒配管Cは、分岐点Xから室外熱交換器2の一部に向かう冷媒流れのみを許容する逆止弁7が設けられている。室外熱交換器2の他の部分は、冷媒配管Dを介して、分岐点Yに接続されている。分岐点Yは、冷媒配管Eを介して分岐点Zに接続されている。冷媒配管Eには、分岐点Yから分岐点Zに向かう冷媒流れのみを許容する逆止弁8が設けられている。分岐点Zは、冷媒配管Fを介して、室内膨張弁3に接続されている。室内膨張弁3は、冷媒配管Gを介して室内熱交換器4の一部に接続されている。室内熱交換器4の他の部分は、冷媒配管Hを介して四路切換弁5のポートの1つに接続されている。四路切換弁5のポートの1つは、冷媒配管Iを介して圧縮機1の吸入側に接続されている。
分岐点Xは、冷媒配管Lを介して分岐点Yと接続されている。冷媒配管Lは、分岐点Yから分岐点Xに向かう冷媒流れのみを許容する逆止弁9が設けられている。
分岐点Zは、冷媒配管Jを介して室外膨張弁6と接続されている。室外膨張弁6は、冷媒配管Kを介して分流器61と接続されている。分流器61からは、キャピラリチューブ62が、室外熱交換器2の冷媒配管C側まで延びている。
<1−2>室外熱交換器周辺の概略構成
図2は、室外熱交換器2、分流器61およびキャピラリチューブ62a〜e等の配置関係を示す概略構成図である。
図2は、室外熱交換器2、分流器61およびキャピラリチューブ62a〜e等の配置関係を示す概略構成図である。
室外熱交換器2は、室外熱交換器本体25、ヘッダ21を有している。室外熱交換器本体25は、分流された冷媒をそれぞれ通過させるための複数の熱交換流路25a〜eを有している。ヘッダ21は、共通部分22と複数の連絡管23a〜eを有している。共通部分22には、冷媒配管Cを介して冷媒が流入する。複数の連絡管23a〜eは、それぞれ共通部分22の各所から、室外熱交換器本体25まで延びている。複数の連絡管23a〜eのそれぞれは、共通部分と、複数の熱交換流路25a〜eのそれぞれを、各々が接続している。このヘッダ21は、複数の熱交換流路25a〜eの最下端以上の高さ位置に配置されている。具体的には、ヘッダ21の複数の連絡管23a〜eのうちの最下端である連絡管23aの下端部分は、複数の熱交換流路25a〜eのうちの最下端である熱交換流路25aの下端部分の高さ位置以上の高さに配置されている。なお、連絡管23a〜eのうちの最下端のものは、共通部分22の下端から下方に伸びるようにして設けられている。
分流器61は、冷媒配管Kを介して流れてきた冷媒を分流して、キャピラリチューブ62a〜eに送る。キャピラリチューブ62a〜eは、それぞれ、分流器61からヘッダ21の複数の連絡管23a〜eの途中を接続している。なお、キャピラリチューブ62a〜eの各内径は、ヘッダ21の連絡管23a〜eの各内径よりも小さくなっている。
なお、室外熱交換器2から延びる冷媒配管Dは、室外熱交換器本体25の複数の熱交換流路25a〜eのうちの最上端よりも高く配置されている部分を有している。これは、後述するように、冷媒回路10が暖房運転される場合には、室外熱交換器2は冷媒の加熱器として機能するが、冷媒や運転状況によっては冷媒の蒸発器として機能する。そして、室外熱交換器2から流れ出る冷媒は、主としてガス状態となって冷媒配管D、冷媒配管L、冷媒配管B、冷媒配管Iを通過して圧縮機1に吸入されることになる。このように、本実施形態の冷媒回路10では、従来の冷媒回路と異なり、室外熱交換器2の冷媒配管D側は液状態の冷媒だけでなくガス状態の冷媒も通過しうるため、従来の冷媒回路のように室外熱交換器2のガス冷媒出口側だけを高く位置づけるだけでは、暖房運転時に蒸発しきれなかった液状態冷媒が圧縮機1まで到達して液圧縮が生じるおそれがある。これに対して、本実施形態の冷媒回路10では、冷媒配管Dには複数の熱交換流路25a〜eのうちの最上端よりも高く配置されている部分が設けられているため、暖房運転時においてガス冷媒を通じる場合においても、圧縮機1での液圧縮の発生を抑制できている。
<1−3>冷房運転
冷媒回路10が冷房運転を行う場合には、四路切換弁5が冷媒配管Aと冷媒配管Bとを接続して冷媒配管Hと冷媒配管Iとを接続し、室外膨張弁6を全閉状態にする。これにより、室外熱交換器2は冷媒の放熱器として機能して冷媒を凝縮等させ、室内熱交換器4は冷媒の加熱器として機能して冷媒を蒸発等させる。
冷媒回路10が冷房運転を行う場合には、四路切換弁5が冷媒配管Aと冷媒配管Bとを接続して冷媒配管Hと冷媒配管Iとを接続し、室外膨張弁6を全閉状態にする。これにより、室外熱交換器2は冷媒の放熱器として機能して冷媒を凝縮等させ、室内熱交換器4は冷媒の加熱器として機能して冷媒を蒸発等させる。
冷房運転では、圧縮機1から吐出された冷媒は、図1の点線部分では流れずに実線部分を流れ、冷媒配管A、四路切換弁5、冷媒配管B、分岐点X、冷媒配管C、室外熱交換器2、冷媒配管D、分岐点Y、冷媒配管E、分岐点Z、冷媒配管F、室内膨張弁3、冷媒配管G、室内熱交換器4、冷媒配管H、四路切換弁5、冷媒配管Iの順に流れ、圧縮機1に吸入される。
冷媒の状態については、圧縮機1をガス状態で吐出され、室外熱交換器2において凝縮された後、液状態の冷媒が室内膨張弁3において減圧されて気液二相状態となり、室内熱交換器4で蒸発された後、ガス状態の冷媒が圧縮機1に吸入される。
このように流れるのは、分岐点Xから冷媒配管Lに向かおうとする冷媒流れが逆止弁9で遮られ、室外膨張弁6が全閉されていることから冷媒配管Jおよび冷媒配管Kに冷媒が流れないためである。
ここでは、冷房運転が行われている状態において、室外熱交換器2に流れる冷媒の向きと、室外熱交換器2に対して室外ファン12から送られる空気流れとは、概ね対向している。このような対向流における室外熱交換器2での冷媒の温度変化と、室外熱交換器2に送られる空気の温度変化との関係を図3のグラフに示す。このような対向流形式の熱交換によって、室外熱交換器2を通過する冷媒をより効率的に冷却させることができている。運転条件が所定条件を満たせば、室外ファン12から送られて室外熱交換器2を通過した空気流れの温度よりも、より低い温度まで冷媒を冷却させることも可能になる。
<1−4>暖房運転
冷媒回路10が冷房運転を行う場合には、四路切換弁5が冷媒配管Aと冷媒配管Hとを接続して冷媒配管Bと冷媒配管Iとを接続し、室外膨張弁6を開きつつ開度調節制御を行う。これにより、室内熱交換器4は冷媒の放熱器として機能して冷媒を凝縮等させ、室外熱交換器2は冷媒の加熱器として機能して冷媒を蒸発等させる。
冷媒回路10が冷房運転を行う場合には、四路切換弁5が冷媒配管Aと冷媒配管Hとを接続して冷媒配管Bと冷媒配管Iとを接続し、室外膨張弁6を開きつつ開度調節制御を行う。これにより、室内熱交換器4は冷媒の放熱器として機能して冷媒を凝縮等させ、室外熱交換器2は冷媒の加熱器として機能して冷媒を蒸発等させる。
暖房運転では、圧縮機1から吐出された冷媒は、図4の点線部分では流れずに実線部分を流れ、冷媒配管A、四路切換弁5、冷媒配管H、室内熱交換器4、冷媒配管G、室内膨張弁3、冷媒配管F、分岐点Z、冷媒配管J、室外膨張弁6、冷媒配管K、分流器61、複数のキャピラリチューブ62、室外熱交換器2、冷媒配管D、分岐点Y、冷媒配管L、分岐点X、冷媒配管B、四路切換弁5、冷媒配管Iの順に流れ、圧縮機1に吸入される。
冷媒の状態については、圧縮機1をガス状態で吐出され、室内熱交換器4において凝縮された後、全開状態に制御されている室内膨張弁3を通過し、液状態の冷媒が室外膨張弁6において減圧されることで気液二相状態となり、室外熱交換器2で蒸発された後、ガス状態の冷媒が圧縮機1に吸入される。
このように流れるのは、次の機能による。すなわち、分岐点Zから冷媒配管Eに向かおうとする冷媒流れが逆止弁8で遮られる。そして、室外膨張弁6が開かれていることから、冷媒配管Jおよび冷媒配管Kに冷媒が流れる。ここで、室外熱交換器2から冷媒配管Cに向かおうとする冷媒流れが逆止弁7で遮られる。冷媒配管Dから分岐点Yを介して冷媒配管Eおよび分岐点Z側に向かおうとする冷媒流れは、冷媒圧力が高くなる方向には冷媒が流れることができないため、流れが遮られ、分岐点Yから冷媒配管Lに向けて流れる。分岐点Xから冷媒配管C側に向けて流れようとする冷媒も同様に、冷媒圧力が高くなる方向には冷媒が流れることができないため、流れが遮られ、分岐点Xから冷媒配管Bに向けてながれる。このようにして、暖房運転の冷媒流れが実現される。
ここでは、暖房運転が行われている状態において、室外熱交換器2に流れる冷媒の向きと、室外熱交換器2に対して室外ファン12から送られる空気流れとは、上記冷房運転時と同様に、概ね対向している。このような対向流における室外熱交換器2での冷媒の温度変化と、室外熱交換器2に送られる空気の温度変化との関係を図5のグラフに示す。このような対向流形式の熱交換によって、室外熱交換器2を通過する冷媒をより効率的に加熱させることができている。運転条件が所定条件を満たせば、室外ファン12から送られて室外熱交換器2を通過した空気流れの温度よりも、より高い温度まで冷媒を加熱させることも可能になる。
<1−5>本実施形態の特徴
(1)
従来の冷房運転と暖房運転とを切り換えて行うことができる空気調和装置では、室外熱交換器を流れる冷媒の向きは、冷房運転時と暖房運転時とで異なっている。このため、暖房運転もしくは冷房運転の少なくともいずれかで、室外熱交換器を流れる冷媒の向きと室外熱交換器に送られる空気流れの向きとが、対向流ではなくて、並行流となる。このように、並行流となる場合には、図11に示すように、室外熱交換器の性能を良好にすることができない。
(1)
従来の冷房運転と暖房運転とを切り換えて行うことができる空気調和装置では、室外熱交換器を流れる冷媒の向きは、冷房運転時と暖房運転時とで異なっている。このため、暖房運転もしくは冷房運転の少なくともいずれかで、室外熱交換器を流れる冷媒の向きと室外熱交換器に送られる空気流れの向きとが、対向流ではなくて、並行流となる。このように、並行流となる場合には、図11に示すように、室外熱交換器の性能を良好にすることができない。
これに対して、本実施形態の空気調和装置100の冷媒回路10では、室外熱交換器2を流れる冷媒と、室外熱交換器2に送られる空気流れ方向とが、冷房運転時においても暖房運転時においても、いずれも対向流とさせることができる。これにより、冷房運転時においても暖房運転時においても、いずれの運転時においても室外熱交換器2の能力を良好にすることができる。
そして、本実施形態の空気調和装置100の冷媒回路10では、室外熱交換器2に流入させる冷媒を、冷房運転時においては、ガス冷媒をヘッダ21の共通部分22から連絡管23a〜eに送る際に分流することができる。また、暖房運転時においては、分流器61で分流した気液二相状態の冷媒を連絡管23a〜eよりも内径が細いキャピラリチューブ62a〜eを介して偏流を抑えながら各連絡管23a〜eのそれぞれに送ることができる。このため、冷房運転においても暖房運転においても室外熱交換器2における対向流が実現される回路であっても、室外熱交換器2に流入する冷媒の偏流を、冷房運転および暖房運転のいずれにおいても抑制させることができている。
さらに、室外熱交換器2の冷媒配管D側の出口側において、従来のような分流器やキャピラリチューブが設けられていないため、暖房運転時に冷媒配管D側をガス冷媒が通過させた場合であっても、大きな圧力損失を受けることなく運転することができる。
(2)
従来のヘッダ921は、例えば、図12に示すように、共通部分922、複数の連絡管923a〜lを有している。そして、このようなヘッダ921に、本実施形態の冷媒回路10を適用しようとすると、暖房運転時には、キャピラリチューブを介して最下端の連絡管923aに気液二相状態の冷媒が流れ込み、共通部分922の下端部921xに液冷媒が溜まり込んでしまうおそれがある。
従来のヘッダ921は、例えば、図12に示すように、共通部分922、複数の連絡管923a〜lを有している。そして、このようなヘッダ921に、本実施形態の冷媒回路10を適用しようとすると、暖房運転時には、キャピラリチューブを介して最下端の連絡管923aに気液二相状態の冷媒が流れ込み、共通部分922の下端部921xに液冷媒が溜まり込んでしまうおそれがある。
これに対して、本実施形態の空気調和装置100の冷媒回路10では、室外熱交換器2のヘッダ21の共通部分22の最下端からさらに下方に向けて連絡管23aが延びている。このため、暖房運転時に、キャピラリチューブ62aを介して気液二相状態の冷媒が連絡管23aに流入したとしても、共通部分22内に液冷媒が溜まることを回避させることができている。
<2>他の実施形態
(A)
上記実施形態では、ヘッダ21の共通部分22から下方に伸びた連絡管23aが採用されている場合を例に挙げて説明した。
(A)
上記実施形態では、ヘッダ21の共通部分22から下方に伸びた連絡管23aが採用されている場合を例に挙げて説明した。
しかし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、図6に示す室外熱交換器202の連絡管223aのように、共通部分22の下端から室外熱交換器本体25側に近づくにつれて下方に向かうようにして傾斜した構造としてもよい。これにより、暖房運転時に、キャピラリチューブ62aを介して連絡管223aに流入した液冷媒が、共通部分22に溜まり込むことをより確実に抑えることができる。
(B)
上記実施形態では、ヘッダ21の共通部分22から下方に伸びた連絡管23aが採用されている場合を例に挙げて説明した。
上記実施形態では、ヘッダ21の共通部分22から下方に伸びた連絡管23aが採用されている場合を例に挙げて説明した。
しかし、本発明は、これに限られるものではなく、例えば、図7に示す室外熱交換器302の連絡管323aのように、連絡管323aの下端と、共通部分22の下端と、複数の熱交換流路25a〜eのうちの最下端と、が水平方向(もしくは略水平方向)に並んで配置された構造としてもよい。この場合であっても、連絡管323aや共通部分22に冷媒が流れ込んだとしても、熱交換流路25a〜eに向けて抵抗なく送り出すことができるため、共通部分22に溜まり込むことをより確実に抑えることができる。
(C)
上記実施形態では、ヘッダ21の共通部分22に流入した冷媒の全てを室外熱交換器本体25側に送る冷媒回路10を例に挙げて説明した。
上記実施形態では、ヘッダ21の共通部分22に流入した冷媒の全てを室外熱交換器本体25側に送る冷媒回路10を例に挙げて説明した。
しかし、本発明は、これに限られるものではなく、図8、図9に示すように、室外熱交換器402のヘッダ21の共通部分22の下端Pから下方もしくは水平方向に向けて延びた後、他の部分に接続される冷媒逃がし回路Pxを有する冷媒回路410を備えた空気調和装置400としてもよい。この冷媒逃がし回路Pxの接続先は、例えば、図8に示すように、冷媒配管Cとすることができる。
この場合には、図9に示すように、室外熱交換器402の連絡管423aが熱交換器本体25側に向かうにつれて下方に傾斜させる構造を採用する等して、暖房運転時にキャピラリチューブ62aから流れてきた気液二相冷媒をより確実に熱交換器本体25に流入させることが好ましい。
なお、冷媒の意図しないバイパス流れを抑制させるためには、共通部分22の下端Pから延びる冷媒逃がし回路Pxは、連絡管423a等よりも内径が細いことが好ましい。
(D)
上記実施形態では、室内熱交換器4と室外熱交換器2とが一対一に設けられた冷媒回路10を例に挙げて説明した。
上記実施形態では、室内熱交換器4と室外熱交換器2とが一対一に設けられた冷媒回路10を例に挙げて説明した。
しかし、本発明は、これに限られるものではなく、例えば、図10に示すように、室内熱交換器504ならびに室内膨張弁503がさらに設けられた冷媒回路510、室内ファン514および室内ファンモータ514mを備えた空気調和装置500としてもよい。
この冷媒回路510では、冷媒配管Fから分岐した冷媒回路Sが室内膨張弁503まで延びている。冷媒配管Tは、室内膨張弁503と室内熱交換器504とを接続している。冷媒配管Uは、室内熱交換器504と、冷媒配管Hとを接続している。
この冷媒回路510では、室内熱交換器4、504毎に、それぞれ室内膨張弁3、503が設けられているため、いずれかのみを利用する場合や、各室内熱交換器4、504をいずれも利用する場合であっても流量に差を設ける場合等、各室内熱交換器4、504の能力を調節することが可能になる。
(E)
上記実施形態では、空気調和装置100において用いられる冷媒回路10について例に挙げて説明した。
上記実施形態では、空気調和装置100において用いられる冷媒回路10について例に挙げて説明した。
しかし、本発明は、これに限られるものではなく、例えば、室外熱交換器2の外側には、空気を流す代わりに、水や他の熱媒体等の流体を流す場合であっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、対象空間の空気温度を調節する空気調和装置に限られず、給湯システム等を含めた一般的な冷凍装置として利用してもよい。
本発明の冷凍装置は、熱交換器に対して同一方向から流入する冷媒の状態が異なる場合であっても偏流を抑制することが可能なため、熱交換器に流入させる冷媒の状態が異なるような運転が採用される冷凍装置において特に有用である。
1 圧縮機(圧縮機構)
2 室内熱交換器(第1熱交換器)
3 室内膨張弁(第1減圧機構)
4 室外熱交換器(第2熱交換器)
5 四路切換弁(切換機構)
6 室外膨張弁(第2減圧機構)
7 暖房時第2逆止弁(第2逆止機構)
8 暖房時第1逆止弁(第3逆止機構)
9 冷房時逆止弁(第4逆止機構)
10 冷媒回路
12 室外ファン(流体流し部)
14 室内ファン
21 ヘッダ
22 共通部分
23a〜e 複数の連絡管
Px 冷媒逃がし回路
25 室外熱交換器本体(熱交換器本体)
25a〜e 複数の熱交換流路
61 分流器
62a〜e 複数のキャピラリチューブ(複数の流量調節流路)
100、500、600 空気調和装置(冷凍装置)
2 室内熱交換器(第1熱交換器)
3 室内膨張弁(第1減圧機構)
4 室外熱交換器(第2熱交換器)
5 四路切換弁(切換機構)
6 室外膨張弁(第2減圧機構)
7 暖房時第2逆止弁(第2逆止機構)
8 暖房時第1逆止弁(第3逆止機構)
9 冷房時逆止弁(第4逆止機構)
10 冷媒回路
12 室外ファン(流体流し部)
14 室内ファン
21 ヘッダ
22 共通部分
23a〜e 複数の連絡管
Px 冷媒逃がし回路
25 室外熱交換器本体(熱交換器本体)
25a〜e 複数の熱交換流路
61 分流器
62a〜e 複数のキャピラリチューブ(複数の流量調節流路)
100、500、600 空気調和装置(冷凍装置)
Claims (8)
- 冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷凍装置(100)であって、
第1熱交換器(2)と、
第2熱交換器(4)と、
前記第1熱交換器(2)を冷媒の放熱器として機能させつつ前記第2熱交換器(4)を冷媒の蒸発器として機能させる第1運転と、前記第1熱交換器(2)を冷媒の蒸発器として機能させつつ前記第2熱交換器(4)を冷媒の放熱器として機能させる第2運転と、を切り換えることが可能な切換機構(5)を有し、前記第1運転時に前記第1熱交換器(2)に流れる冷媒の向きと前記第2運転時に前記第1熱交換器(2)に流れる冷媒の向きとが同じになるように設けられた冷媒回路(10)と、
前記第1運転時および前記第2運転時において前記第1熱交換器(2)を流れる冷媒流れ方向に対向する向きに流体を流す流体流し部(12)と、
を備え、
前記第1熱交換器(2)は、
複数の熱交換流路(25a〜e)を含む熱交換器本体(25)と、
前記第1運転時に、前記複数の熱交換流路(25a〜e)に向けて冷媒を分配して送るためのヘッダ(21)と、
前記第2運転時に、前記複数の熱交換流路(25a〜e)に向けて液ガス混合状態の冷媒を分配して送るための分流器(61)と、
を有している、
冷凍装置(100、400、500)。 - 前記ヘッダ(21)は、前記複数の熱交換流路(25a〜e)に向けて延びている複数の連絡管(23a〜e)を有し、
前記分流器(61)は、前記複数の熱交換流路(25a〜e)に向けて延びている複数の流量調節流路(62a〜e)を有し、
前記流量調節流路(62a〜e)の内径は、前記連絡管(23a〜e)の内径よりも小さい、
請求項1に記載の冷凍装置(100、400、500)。 - 前記複数の流量調節流路(62a〜e)は、前記複数の連絡管(23a〜e)の途中にそれぞれ接続されている、
請求項2に記載の冷凍装置(100、400、500)。 - 前記複数の連絡管(23a〜e)は、前記複数の熱交換流路(25a〜e)の最下端以上の高さ位置に配置されている、
請求項2または3に記載の冷凍装置(100、400、500)。 - 前記ヘッダ(21)は、前記複数の連絡管(23a〜e)の入口側同士を接続する共通部分(22)を有しており、
前記共通部分(22)の下端から水平もしくは下方に向けて延びており前記冷媒回路(10)の少なくとも一部に接続された冷媒逃がし回路(Px)をさらに備えた、
請求項2または3に記載の冷凍装置(100、400、500)。 - 前記冷媒回路(10)は、前記第2運転時に前記分流器(61)に向けて流れる冷媒を減圧させることが可能な第2減圧機構(6)を有している、
請求項1から5のいずれか1項に記載の冷凍装置(100、400、500)。 - 第1減圧機構(3)と、冷媒を圧縮させる圧縮機構(1)と、をさらに備え、
前記冷媒回路(10)は、
前記圧縮機構(1)から前記切換機構(5)まで延びる第1配管(A)と、
前記切換機構(5)から前記第1熱交換器(2)の入口側まで延びる第2配管(B、C)と、
前記第2配管(C)に設けられ、前記切換機構(5)から前記第1熱交換器(2)の入口側に向かう冷媒流れのみを許容する第2逆止機構(7)と、
前記第1熱交換器(2)の出口側から前記第1減圧機構(3)まで延びる第3配管(D、E、F)と、
前記第3配管(D、E、F)に設けられ、前記第1熱交換器(2)の出口側から前記第1減圧機構(3)に向かう冷媒流れのみを許容する第3逆止機構(8)と、
前記第1減圧機構(3)から前記第2熱交換器(4)まで延びる第4配管(G)と、
前記第2熱交換器(4)から前記切換機構(5)まで延びる第5配管(H)と、
前記切換機構(5)から前記圧縮機構(1)まで延びる第6配管(I)と、
前記第3配管(D、E,F)のうち前記第3逆止機構(8)と前記第1減圧機構(3)との間の逆止下流側分岐部分(Z)から分岐して、前記第1熱交換器(2)の入口側まで延びており前記第2減圧機構(6)を含む第7配管(J、K)と、
前記第3配管(D、E、F)のうち前記第1熱交換器(2)の出口側と前記第3逆止機構(8)との間の逆止上流側分岐部分(Y)から分岐して、前記第2配管(B、C)のうち前記切換機構(5)と前記第2逆止機構(7)との間の合流分岐部分(X)まで延びており、前記合流分岐部分(X)側に向かう冷媒流れのみを許容する第4逆止機構(9)を含む第8配管(L)と、
を有している、
請求項6に記載の冷凍装置(100、400、500)。 - 前記第1熱交換器は室外熱交換器(2)であり、前記第2熱交換器は室内熱交換器(4)である、
請求項1から7のいずれか1項に記載の冷凍装置(100、400、500)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009284022A JP2011127785A (ja) | 2009-12-15 | 2009-12-15 | 冷凍装置 |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109416204A (zh) * | 2016-06-30 | 2019-03-01 | 大金工业株式会社 | 空调机 |
US10508862B2 (en) | 2013-03-15 | 2019-12-17 | Carrier Corporation | Heat exchanger for air-cooled chiller |
CN113439188A (zh) * | 2019-02-27 | 2021-09-24 | 三菱电机株式会社 | 空调装置 |
KR20210136371A (ko) * | 2020-05-07 | 2021-11-17 | (주) 지명 | 상시 대향류가 가능한 히트 펌프 |
-
2009
- 2009-12-15 JP JP2009284022A patent/JP2011127785A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US10508862B2 (en) | 2013-03-15 | 2019-12-17 | Carrier Corporation | Heat exchanger for air-cooled chiller |
CN109416204A (zh) * | 2016-06-30 | 2019-03-01 | 大金工业株式会社 | 空调机 |
CN113439188A (zh) * | 2019-02-27 | 2021-09-24 | 三菱电机株式会社 | 空调装置 |
CN113439188B (zh) * | 2019-02-27 | 2022-11-18 | 三菱电机株式会社 | 空调装置 |
KR20210136371A (ko) * | 2020-05-07 | 2021-11-17 | (주) 지명 | 상시 대향류가 가능한 히트 펌프 |
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