JP2017161193A - Air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、室外ユニットと複数台の室内ユニットを有し、複数台の室内ユニットを冷房もしくは暖房を実施可能とする空気調和装置に関するものである。 The present invention relates to an air conditioner having an outdoor unit and a plurality of indoor units, and capable of cooling or heating the plurality of indoor units.
室外ユニットと複数台の室内ユニットを有し、複数台の室内ユニットを冷房もしくは暖房を実施可能とするＲ３２冷媒使用の空気調和装置が存在する。室内ユニットには、室内熱交換器と、室内膨張弁とが備わっている。
室外ユニットには、圧縮機と、室外熱交換器と、室外熱交換器に設けられた室外膨張弁と、冷媒の流路方向を切り替えることができる切替弁と、ガス冷媒と液冷媒を分離する気液分離器と、室内熱交換器と室外熱交換器を接続する主管からバイパスするバイパス調整弁を備えたバイパス管と、主管を流れる冷媒とバイパス管を流れる冷媒を熱交換させる過冷却熱交換器と、が備わっている。
There is an air conditioner using an R32 refrigerant that has an outdoor unit and a plurality of indoor units, and that can cool or heat the plurality of indoor units. The indoor unit includes an indoor heat exchanger and an indoor expansion valve.
The outdoor unit includes a compressor, an outdoor heat exchanger, an outdoor expansion valve provided in the outdoor heat exchanger, a switching valve that can switch a flow path direction of the refrigerant, and a gas refrigerant and a liquid refrigerant. A gas-liquid separator, a bypass pipe provided with a bypass adjustment valve that bypasses the main pipe connecting the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger, and supercooling heat exchange that exchanges heat between the refrigerant flowing through the main pipe and the refrigerant flowing through the bypass pipe With a bowl.
室外ユニットと室内ユニットはユニット間配管により接続される。ユニット間配管は、室内ユニットの室内熱交換器と、室外ユニットの圧縮機の冷媒吸込管とに接続されたガス管と、室内ユニットの室内膨張弁と、室外ユニットの室外膨張弁とに接続された液管とを有して構成される。
上記構成の空気調和装置において、Ｒ３２を使う場合、Ｒ４１０Ａを使う場合と比べて圧縮機の吐出温度が高くなる課題があった。
The outdoor unit and the indoor unit are connected by inter-unit piping. The inter-unit piping is connected to the indoor heat exchanger of the indoor unit, the gas pipe connected to the refrigerant suction pipe of the compressor of the outdoor unit, the indoor expansion valve of the indoor unit, and the outdoor expansion valve of the outdoor unit. And a liquid pipe.
In the air conditioning apparatus having the above configuration, when R32 is used, there is a problem that the discharge temperature of the compressor becomes higher than when R410A is used.
この課題を解決するため、特許文献１が提案されている。特許文献１の構成を図４に示す。
特許文献１には、圧縮機１１１、第１の切替弁１１２、室外熱交換器１１３、室外膨張弁１１４、気液分離器１１６、及び、気液分離器１１６と液管接続口１１７との間の主管１２１を流れる冷媒と主管１２１より分岐するバイパス調整弁１２２を備えたバイパス管１２３を流れる冷媒とを熱交換させる過冷却熱交換器１１５、が設けられた室外ユニット１１０と、室内熱交換器１３２ａ、１３２ｂ、及び、室内膨張弁１３１ａ、１３１ｂを備えた互いに並列に接続された少なくとも１台の室内ユニット１３０ａ、１３０ｂと、で冷媒回路が構成された空気調和装置１００が開示されている。
In order to solve this problem, Patent Document 1 is proposed. The configuration of Patent Document 1 is shown in FIG.
In Patent Document 1, the
圧縮機１１１には、圧縮機１１１の内部へ冷媒を注入するインジェクション管１４３が設けられており、バイパス管１２３を流れるフラッシュガス冷媒を圧縮機１１１に導くフラッシュガスインジェクション回路１４１と、気液分離器１１６内のガス冷媒を圧縮機１１１に導くガスインジェクション回路１４２との、２つのインジェクション回路がインジェクション管１４３と接続されている。
ガスインジェクション回路１４２には、気液分離器１１６からのガス冷媒の流量を調整するガス冷媒調整弁１４４が備えられている。
The
The
圧縮機１１１の吐出温度が設定値を超えると、フラッシュガスインジェクション回路１４１を利用し、フラッシュガスインジェクション回路１４１を流れる冷媒が湿りガス（フラッシュガス）となるように、吐出温度に基づいてバイパス調整弁１２２が調整される。フラッシュガスは、図４の実線の白矢印で示されるように、フラッシュガスインジェクション回路１４１を介して、インジェクション管１４３から圧縮機１１１の内部へ注入され、圧縮過程中の冷媒が冷却され、圧縮機１１１の吐出温度低減が図られる。
When the discharge temperature of the
また、室外ユニット１１０の液管内圧力が閾値を下回った場合には、フラッシュガスインジェクション回路１４１を流れる冷媒をフラッシュガスにするためにバイパス調整弁１２２の開度を小さくすると、圧縮機１１１の内部への冷媒流量が確保できなくなるため、ガスインジェクション回路１４２を利用する。ガス冷媒調整弁１４４を調整することで、図４の破線の白矢印で示されるように、気液分離器１１６内に溜まっているガス冷媒がガスインジェクション回路１４２を介して、インジェクション管１４３から圧縮機１１１の内部へ注入され、圧縮過程中の冷媒が冷却され、圧縮機１１１の吐出温度低減が図られる。
Further, when the pressure in the liquid pipe of the
この動作により、主管１２１から分岐したバイパス管１２３を流れる冷媒の圧力が低く、過冷却熱交換器１１５で過熱しても圧縮機１１１の内部へ流す流量あるいは乾き度が確保できないような場合にも、気液分離器１１６内のガス冷媒を圧縮機１１１の内部へ流すことによって、圧縮過程中の冷媒が冷却され、吐出温度を低減でき、圧縮機の運転信頼性を向上させることができるとしている。
Even when the pressure of the refrigerant flowing through the
しかしながら、上記従来技術においては、特に外気温度が氷点下となる低外気暖房では、低外気温度の空気と冷媒が熱交換することになり、蒸発温度が低下し、蒸発圧力が低下する。蒸発圧力の低下により圧縮機吸入密度が小さくなるため、暖房能力を確保するために圧縮機運転周波数を増大させる必要がある。周波数が増大することで、圧縮比が大きくなり、圧縮機から吐出される冷媒の温度が過度に上昇し、圧縮機の信頼性が低下してしまうため、運転周波数を低く抑えなければならない。
しかし、圧縮機を低周波数運転させると、暖房能力不足の恐れがあり、使用者の快適性が損なわれるという課題がある。
However, in the above prior art, especially in low outside air heating where the outside air temperature is below freezing point, the air at a low outside air temperature and the refrigerant exchange heat, so that the evaporation temperature is lowered and the evaporation pressure is lowered. Since the compressor suction density decreases due to a decrease in the evaporation pressure, it is necessary to increase the compressor operating frequency in order to ensure heating capacity. As the frequency increases, the compression ratio increases, the temperature of the refrigerant discharged from the compressor increases excessively, and the reliability of the compressor decreases, so the operating frequency must be kept low.
However, when the compressor is operated at a low frequency, there is a fear that the heating capacity is insufficient, and the user's comfort is impaired.
本発明は、上記課題を解決するものであり、吐出温度を低減しつつ、使用者の快適性を向上させることができる空気調和装置を提供することを目的とする。 This invention solves the said subject, and it aims at providing the air conditioning apparatus which can improve a user's comfort, reducing discharge temperature.
上記課題を解決するために、本発明の空気調和装置は、バイパス調整弁を備えたバイパス管内を流れる冷媒を、圧縮機の第１の中間口に注入する第１のインジェクション回路と、気液分離器から開閉弁および減圧機構を備えたガス冷媒取出し管内を流れるガス冷媒を、圧縮機の第２の中間口に注入する第２のインジェクション回路とを設ける空気調和装置である。
これによって、高吐出温度時にバイパス調整弁と、開閉弁とを開状態とすることで、バイパス管内を流れ過冷却熱交換器で熱交換されたフラッシュガス冷媒が第１のインジェクション回路を介して第１の中間口から、ガス冷媒取出し管内を流れるガス冷媒が第２のインジェクション回路を介して第２の中間口から、圧縮機の圧縮過程中に異なる冷媒圧力で注入されることになる。
In order to solve the above-described problems, an air conditioner of the present invention includes a first injection circuit that injects a refrigerant flowing in a bypass pipe having a bypass adjustment valve into a first intermediate port of the compressor, and a gas-liquid separation. It is an air conditioner provided with a second injection circuit for injecting a gas refrigerant flowing in a gas refrigerant take-out pipe provided with an open / close valve and a pressure reducing mechanism from a container into a second intermediate port of the compressor.
Thus, by opening the bypass adjustment valve and the on-off valve at a high discharge temperature, the flash gas refrigerant flowing through the bypass pipe and heat-exchanged by the supercooling heat exchanger passes through the first injection circuit. From one intermediate port, the gas refrigerant flowing in the gas refrigerant take-out pipe is injected from the second intermediate port through the second injection circuit at different refrigerant pressures during the compression process of the compressor.
本発明の空気調和装置では、特に高吐出温度となりやすい低外気暖房において、圧縮過程中の冷媒を乾き度の大きいインジェクション冷媒で段階的に冷却することができるため、圧縮機の運転周波数を低下させることなく、吐出温度を低減しつつ、使用者の快適性を向上させることができる。
また、第１のインジェクション回路、第２のインジェクション回路から圧縮機の内部に注入される冷媒の液圧縮の抑制によって、圧縮機の弁やシリンダーに過度の過重がかかることによる寿命の低下の恐れがなくなり、圧縮機の運転信頼性を向上させることができる。
また、室外熱交換器が蒸発器として機能する場合において、蒸発器内を循環する冷媒量が減少し、蒸発器内での圧力損失が低減するため、圧縮機の吸込圧力が上昇することとなり、圧縮機の負荷を抑制でき、圧縮機の運転入力を低減させることができる。
In the air conditioner of the present invention, particularly in low outside air heating, which tends to be a high discharge temperature, the refrigerant during the compression process can be cooled step by step with the injection refrigerant having a high dryness, so that the operating frequency of the compressor is lowered. Therefore, it is possible to improve the comfort of the user while reducing the discharge temperature.
In addition, the suppression of liquid compression of the refrigerant injected from the first injection circuit and the second injection circuit into the compressor may reduce the life due to excessive overloading of the compressor valve and cylinder. Thus, the operation reliability of the compressor can be improved.
Further, when the outdoor heat exchanger functions as an evaporator, the amount of refrigerant circulating in the evaporator is reduced, and the pressure loss in the evaporator is reduced, so that the suction pressure of the compressor is increased. The load on the compressor can be suppressed, and the operation input of the compressor can be reduced.
第１の発明は、圧縮機と、室外熱交換器と、ガス冷媒と液冷媒とを分離する気液分離器と、前記室外熱交換器と前記気液分離器との間の主管と、前記主管より分岐し、前記圧縮機につながるバイパス管と、前記バイパス管内を流れるフラッシュガス冷媒を前記圧縮機に注入する第１のインジェクション回路と、前記気液分離器から流れるガス冷媒を前記圧縮機に注入する第２のインジェクション回路と、を有することを特徴とする空気調和装置である。 The first invention includes a compressor, an outdoor heat exchanger, a gas-liquid separator that separates a gas refrigerant and a liquid refrigerant, a main pipe between the outdoor heat exchanger and the gas-liquid separator, A bypass pipe branched from the main pipe and connected to the compressor, a first injection circuit for injecting flash gas refrigerant flowing through the bypass pipe into the compressor, and a gas refrigerant flowing from the gas-liquid separator to the compressor An air conditioner having a second injection circuit for injection.
これにより、高吐出温度時に、バイパス管内を流れるフラッシュガス冷媒が第１のインジェクション回路を介して、気液分離器から流れるガス冷媒が第２のインジェクション回路を介して、圧縮機の圧縮過程中に異なる冷媒圧力で注入されることになる。 Thus, at a high discharge temperature, the flash gas refrigerant flowing in the bypass pipe passes through the first injection circuit, and the gas refrigerant flowing from the gas-liquid separator passes through the second injection circuit during the compression process of the compressor. It will be injected at different refrigerant pressures.
よって、圧縮過程中の冷媒を乾き度の大きいインジェクション冷媒で段階的に冷却することができるため、圧縮機運転周波数低下による能力不足となることなく、吐出温度を低減しつつ、使用者の快適性を向上させることができる。
また、第１のインジェクション回路、第２のインジェクション回路から圧縮機の内部に注入される冷媒の液圧縮の抑制によって、圧縮機の弁やシリンダーに過度の過重がかかることによる寿命の低下の恐れがなくなる。よって、圧縮機の運転信頼性を向上させることができる。
また、室外熱交換器が蒸発器として機能する場合において、蒸発器内を循環する冷媒量が減少し、蒸発器内での圧力損失が低減するため、圧縮機の吸込圧力が上昇することとなる。よって、圧縮機の負荷を抑制でき、圧縮機の運転入力を低減させることができる。
Therefore, the refrigerant in the compression process can be cooled step by step with an injection refrigerant having a high degree of dryness. Can be improved.
In addition, the suppression of liquid compression of the refrigerant injected from the first injection circuit and the second injection circuit into the compressor may reduce the life due to excessive overloading of the compressor valve and cylinder. Disappear. Therefore, the operation reliability of the compressor can be improved.
Further, when the outdoor heat exchanger functions as an evaporator, the amount of refrigerant circulating in the evaporator is reduced and the pressure loss in the evaporator is reduced, so that the suction pressure of the compressor is increased. . Therefore, the load of the compressor can be suppressed and the operation input of the compressor can be reduced.
第２の発明は、第２のインジェクション回路を流れる冷媒圧力を、第１のインジェクション回路を流れる冷媒圧力よりも高圧とすることを特徴とした空気調和装置である。
これにより、過冷却熱交換器の主管内を流れる冷媒圧力と、バイパス管内を流れる冷媒圧力との差が大きくなり、冷媒温度差が大きくなる。過冷却熱交換器を大型化することなく、バイパス管を流れる冷媒をフラッシュガス状態とすることが可能となる。
よって、乾き度の大きい低温冷媒を圧縮機の内部へ注入でき、液圧縮による圧縮機異常停止をすることがないため、吐出温度を低減しつつ、使用者の快適性を向上させることができる。
A second invention is an air conditioner characterized in that the refrigerant pressure flowing through the second injection circuit is higher than the refrigerant pressure flowing through the first injection circuit.
Thereby, the difference between the refrigerant pressure flowing in the main pipe of the supercooling heat exchanger and the refrigerant pressure flowing in the bypass pipe increases, and the refrigerant temperature difference increases. The refrigerant flowing through the bypass pipe can be brought into a flash gas state without increasing the size of the supercooling heat exchanger.
Therefore, a low-temperature refrigerant having a high degree of dryness can be injected into the compressor and the compressor does not stop abnormally due to liquid compression, so that the user's comfort can be improved while reducing the discharge temperature.
さらに、過冷却熱交換器の小型化により、過冷却熱交換器内の圧力損失が低減するため、過冷却熱交換器のバイパス管内を流れるフラッシュガス冷媒減圧幅が小さくなる。よって、圧縮機の負荷の増加を抑制でき、圧縮機の運転入力を低減させることができる。
また、気液分離器内のガス冷媒の減圧幅を小さくして直接圧縮機に注入することが可能となる。よって、圧縮機の負荷を抑制でき、圧縮機の運転入力を低減させることができる。
Furthermore, since the pressure loss in the supercooling heat exchanger is reduced by downsizing the supercooling heat exchanger, the pressure reduction width of the flash gas refrigerant flowing in the bypass pipe of the supercooling heat exchanger is reduced. Therefore, an increase in the load on the compressor can be suppressed, and the operation input of the compressor can be reduced.
Moreover, it becomes possible to directly inject into the compressor by reducing the pressure reduction width of the gas refrigerant in the gas-liquid separator. Therefore, the load of the compressor can be suppressed and the operation input of the compressor can be reduced.
第３の発明は、圧縮機は、第１のインジェクション回路に接続される第１の中間口と、第２のインジェクション回路が接続される第２の中間口と、を備えることを特徴とした空気調和装置である。
これにより、第１のインジェクション回路を介して注入されるフラッシュガス冷媒と、第２のインジェクション回路を介して注入されるガス冷媒とが、圧縮機の圧縮過程中に異なる冷媒圧力で注入されることになる。
よって、圧縮過程中の冷媒を乾き度の大きいインジェクション冷媒で段階的に冷却することができるため、圧縮機運転周波数低下による能力不足となることなく、吐出温度を低減しつつ、使用者の快適性を向上させることができる。
According to a third aspect of the invention, the compressor includes a first intermediate port connected to the first injection circuit, and a second intermediate port connected to the second injection circuit. It is a harmony device.
As a result, the flash gas refrigerant injected through the first injection circuit and the gas refrigerant injected through the second injection circuit are injected at different refrigerant pressures during the compression process of the compressor. become.
Therefore, the refrigerant in the compression process can be cooled step by step with an injection refrigerant having a high degree of dryness. Can be improved.
第４の発明は、室外熱交換器を蒸発器とする暖房運転時に、気液分離器の流入側を室内ユニット側に連通させ、室外熱交換器を凝縮器とする冷房運転時に、室外熱交換器の流出側と気液分離器の流入側とを連通させる切替弁を備えたことを特徴とした空気調和装置である。
これにより、気液分離器の内部空間上部のガス冷媒が第２のインジェクション回路を介して圧縮機の内部に注入され、主管から分岐しバイパス管内を流れ、過冷却熱交換器にて主管内を流れる冷媒と熱交換されたフラッシュガス冷媒が第１のインジェクション回路を介して圧縮機の内部に注入される。
よって、ユニット間配管の液管、ガス管が長くなることで低圧側冷媒圧力損失が増大し、圧縮比が大きくなり吐出温度が過度に上昇するような冷房運転においても、切替弁を切替えることで、圧縮過程中の冷媒を乾き度の大きいインジェクション冷媒で段階的に冷却することができ、圧縮機運転周波数低下による能力不足となることなく、吐出温度を低減しつつ、使用者の快適性を向上させることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, during the heating operation using the outdoor heat exchanger as an evaporator, the inflow side of the gas-liquid separator is communicated with the indoor unit side, and during the cooling operation using the outdoor heat exchanger as a condenser, outdoor heat exchange is performed. It is an air conditioner provided with the switching valve which connects the outflow side of a vessel and the inflow side of a gas-liquid separator.
As a result, the gas refrigerant in the upper part of the internal space of the gas-liquid separator is injected into the compressor via the second injection circuit, branches from the main pipe, flows through the bypass pipe, and passes through the main pipe by the supercooling heat exchanger. The flash gas refrigerant heat-exchanged with the flowing refrigerant is injected into the compressor through the first injection circuit.
Therefore, the switching valve can be switched even in the cooling operation where the liquid and gas pipes of the inter-unit piping increase, resulting in an increase in the low-pressure refrigerant pressure loss, an increase in the compression ratio, and an excessive increase in the discharge temperature. The refrigerant in the compression process can be cooled step by step with an injection refrigerant with a high degree of dryness, reducing the discharge temperature and improving the user's comfort without lowering the capacity due to a decrease in the compressor operating frequency Can be made.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施形態によって、本発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１Ａの冷媒回路図である。
空気調和装置１Ａは、室外ユニット１０と、複数の室内ユニット３０ａ、３０ｂと、室外ユニット１０と室内ユニット３０ａ、３０ｂとを接続するユニット間配管と、を備える。空気調和装置１Ａは、室外ユニット１０と、複数の室内ユニット３０ａ、３０ｂと、をユニット間配管で接続することで冷媒回路が構成されたＲ３２冷媒を使用する空気調和装置である。ユニット間配管は、液管５とガス管６とを備えて構成される。室内ユニット３０ａ、３０ｂは、液管５、ガス管６に対し、並列に接続される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of an air-
The
室外ユニット１０は、圧縮機１１と、第１の切替弁１２と、室外熱交換器１３と、室外膨張弁１４と、過冷却熱交換器１５と、気液分離器１６と、液管接続口１７と、ガス管接続口１８と、第１のインジェクション回路１９と、第２のインジェクション回路２０とを備えている。
圧縮機１１は、インジェクション圧縮機であり、低圧側に設けられた第１の中間口１１ａと、高圧側に設けられた第２の中間口１１ｂとを有している。圧縮機１１は、第１の中間口１１ａ、及び、第２の中間口１１ｂを介して、圧縮過程中に異なる冷媒圧力で冷媒を注入可能に構成されている。
第１の切替弁１２は、圧縮機１１の吐出側を、室外熱交換器１３、及びガス管接続口１８の一方に接続するように切替え接続可能である。
The
The
The
過冷却熱交換器１５は、室外熱交換器１３と気液分離器１６との間の主管２１を流れる冷媒と、主管２１より分岐するバイパス調整弁２２を備えたバイパス管２３を流れる冷媒とを熱交換させる。
気液分離器１６には、開閉弁２４と減圧機構２５を有しガス冷媒を抽出するガス冷媒取出し管２６が接続されている。
第１のインジェクション回路１９は、第１の中間口１１ａとバイパス管２３とを、第２のインジェクション回路２０は、第２の中間口１１ｂとガス冷媒取出し管２６とを接続している。
The supercooling
The gas-
The
液管５の一端は室外ユニット１０の液管接続口１７に、ガス管６の一端は室外ユニット１０のガス管接続口１８に接続され、液管５の他端は、室内膨張弁３１ａ、３１ｂに、ガス管６の他端は、室内熱交換器３２ａ、３２ｂに接続される。
室内ユニット３０ａ、３０ｂは、それぞれ室内膨張弁３１ａ、３１ｂと、室内熱交換器３２ａ、３２ｂとを備える。
One end of the
The
以下、各運転動作について説明する。
室内ユニット３０ａ、３０ｂを冷房する場合には、室外膨張弁１４、室内膨張弁３１ａ、３１ｂを開状態とし、バイパス調整弁２２、開閉弁２４を閉状態とする。また、圧縮機１１の吐出側と室外熱交換器１３が接続されるように第１の切替弁１２を切り替える。
この状態では、圧縮機１１、第１の切替弁１２、室外熱交換器１３、室外膨張弁１４、過冷却熱交換器１５、気液分離器１６、液管接続口１７、室内膨張弁３１ａ、３１ｂ、室内熱交換器３２ａ、３２ｂ、ガス管接続口１８、第１の切替弁１２、および、圧縮機１１が順に連通する。
Hereinafter, each driving operation will be described.
When the
In this state, the
これにより、図１において、実線の矢印で示されるように、圧縮機１１から吐出された冷媒は、室外熱交換器１３で放熱して凝縮し、液管５を介して室内ユニット３０ａ、３０ｂへと供給される。室内熱交換器３２ａ、３２ｂで吸熱し蒸発した冷媒は、ガス管６を介して室外ユニット１０へ戻ってきて、圧縮機１１に戻り、冷媒回路を循環する。
Thereby, as shown by the solid line arrow in FIG. 1, the refrigerant discharged from the
室内ユニット３０ａ、３０ｂを暖房する場合には、室外膨張弁１４、室内膨張弁３１ａ、３１ｂを開状態とし、バイパス調整弁２２、開閉弁２４を閉状態とする。また、圧縮機１１の吐出側とガス管接続口１８とが接続されるように第１の切替弁１２を切り替える。
この状態では、圧縮機１１、第１の切替弁１２、ガス管接続口１８、室内熱交換器３２ａ、３２ｂ、室内膨張弁３１ａ、３１ｂ、液管接続口１７、気液分離器１６、過冷却熱交換器１５、室外膨張弁１４、室外熱交換器１３、第１の切替弁１２、および、圧縮機１１が順に連通する。
When the
In this state, the
これにより、図１において、破線の矢印で示されるように、圧縮機１１から吐出された冷媒は、ガス管６を介して室内ユニット３０ａ、３０ｂへと供給される。室内熱交換器３２ａ、３２ｂで放熱して凝縮した冷媒は、液管５を介して室外ユニット１０に戻り、室外熱交換器１３で吸熱して蒸発し、圧縮機１１に戻り、冷媒回路を循環する。
Accordingly, in FIG. 1, the refrigerant discharged from the
図２は、暖房運転時の吐出温度抑制運転状態の冷媒回路図である。
吐出温度が過度に上昇しやすい低外気暖房時において、吐出温度が閾値（例：１００℃）を超えた場合には、吐出温度抑制運転を行う。
吐出温度抑制運転時には、室外膨張弁１４、室内膨張弁３１ａ、３１ｂ、バイパス調整弁２２、開閉弁２４を開状態とする。また、圧縮機１１の吐出側とガス管接続口１８とが接続されるように第１の切替弁１２を切り替える。
FIG. 2 is a refrigerant circuit diagram in a discharge temperature suppression operation state during heating operation.
When the discharge temperature exceeds a threshold value (for example, 100 ° C.) at the time of low outside air heating where the discharge temperature tends to rise excessively, the discharge temperature suppression operation is performed.
During the discharge temperature suppression operation, the
この状態では、圧縮機１１、第１の切替弁１２、ガス管接続口１８、室内熱交換器３２ａ、３２ｂ、室内膨張弁３１ａ、３１ｂ、液管接続口１７、気液分離器１６、過冷却熱交換器１５、室外膨張弁１４、室外熱交換器１３、第１の切替弁１２、および、圧縮機１１が順に連通する。
また、バイパス管２３と第１の中間口１１ａとが、ガス冷媒取出し管２６と第２の中間口１１ｂとがそれぞれ連通する。
In this state, the
Further, the
これにより、図２において、破線の矢印で示されるように、圧縮機１１から吐出された冷媒は、ガス管６を介して室内ユニット３０ａ、３０ｂへと供給される。室内熱交換器３２ａ、３２ｂで放熱して凝縮した冷媒は、液管５を介して室外ユニット１０に戻り、室外熱交換器１３で吸熱して蒸発し、圧縮機１１に戻り、冷媒回路を循環する。
また、図２において、実線の白矢印で示されるように、気液分離器１６の内部空間上部のガス冷媒が第２のインジェクション回路２０を介して圧縮機１１の内部に注入される。また、主管２１から分岐しバイパス管２３内を流れ、過冷却熱交換器１５にて主管２１内を流れる冷媒と熱交換されたフラッシュガス冷媒が第１のインジェクション回路１９を介して圧縮機１１の内部に注入される。
As a result, the refrigerant discharged from the
In FIG. 2, the gas refrigerant in the upper part of the internal space of the gas-
本実施の形態では、高吐出温度時に、バイパス管２３内を流れ過冷却熱交換器１５で熱交換されたフラッシュガス冷媒が、第１のインジェクション回路１９を介して第１の中間口１１ａから、圧縮機１１に注入される。また、ガス冷媒取出し管２６内を流れるガス冷媒が、第２のインジェクション回路２０を介して第２の中間口１１ｂから、圧縮機１１に注入される。このように、過冷却熱交換器１５で熱交換されたフラッシュガス冷媒と、気液分離器１６で分離されたガス冷媒とが、圧縮過程中に異なる冷媒圧力で注入される。
これにより、圧縮過程中の冷媒を乾き度の大きいインジェクション冷媒で段階的に冷却することができるため、圧縮機１１の運転周波数低下による能力不足となることなく、吐出温度を低減しつつ、使用者の快適性を向上させることができる。
In the present embodiment, the flash gas refrigerant flowing through the
As a result, since the refrigerant in the compression process can be cooled step by step with the injection refrigerant having a high dryness, the user can reduce the discharge temperature without reducing the capacity due to a decrease in the operating frequency of the
また、第１のインジェクション回路１９、第２のインジェクション回路２０から圧縮機１１の内部に注入される冷媒の液圧縮の抑制によって、圧縮機１１の弁やシリンダーに過度の過重がかかることによる寿命の低下の恐れがなくなる。よって、圧縮機１１の運転信頼性を向上させることができる。
また、室外熱交換器１３が蒸発器として機能する場合において、蒸発器内を循環する冷媒量が減少し、蒸発器内での圧力損失が低減するため、圧縮機１１の吸込圧力が上昇することとなる。よって、圧縮機１１の負荷を抑制でき、圧縮機１１の運転入力を低減させることができる。
Further, by suppressing liquid compression of the refrigerant injected into the
Further, when the
なお、第２のインジェクション回路２０を流れる冷媒圧力は、第１のインジェクション回路１９を流れる冷媒圧力よりも高圧となるようにする。
これにより、過冷却熱交換器１５の主管２１内を流れる冷媒圧力と、バイパス管２３内を流れる冷媒圧力との差が大きくなり、冷媒温度差が大きくなる。過冷却熱交換器１５を大型化することなく、バイパス管２３内を流れる冷媒をフラッシュガス状態とすることが可能となる。
よって、乾き度の大きい低温冷媒を圧縮機１１の内部へ注入でき、液圧縮による圧縮機１１が異常停止することがないため、吐出温度を低減しつつ、使用者の快適性を向上させることができる。
The refrigerant pressure flowing through the
As a result, the difference between the refrigerant pressure flowing in the
Therefore, a low-temperature refrigerant having a high degree of dryness can be injected into the
さらに、過冷却熱交換器１５の小型化により、過冷却熱交換器１５内の圧力損失が低減するため、過冷却熱交換器１５のバイパス管２３内を流れるフラッシュガス冷媒減圧幅が小さくなる。よって、圧縮機１１の負荷の増加を抑制でき、圧縮機１１の運転入力を低減させることができる。
また、気液分離器１６内のガス冷媒の減圧幅を小さくして直接圧縮機１１に注入することが可能となる。よって、圧縮機１１の負荷を抑制でき、圧縮機１１の運転入力を低減させることができる。
Furthermore, since the pressure loss in the
In addition, the pressure reduction width of the gas refrigerant in the gas-
以上の説明から明らかなように、本実施の形態においては、空気調和装置１Ａは、圧縮機１１と、室外熱交換器１３と、ガス冷媒と液冷媒とを分離する気液分離器１６と、室外熱交換器１３と気液分離器１６との間の主管２１と、主管２１より分岐し、圧縮機１１につながるバイパス管２３と、バイパス管２３内を流れるフラッシュガス冷媒を圧縮機１１に注入する第１のインジェクション回路１９と、気液分離器１６から流れるガス冷媒を圧縮機１１に注入する第２のインジェクション回路２０と、を有する。
As is apparent from the above description, in the present embodiment, the
この構成によれば、高吐出温度時に、バイパス管２３内を流れ過冷却熱交換器１５で熱交換されたフラッシュガス冷媒が第１のインジェクション回路１９を介して圧縮機１１に注入されるとともに、気液分離器１６で分離されたガス冷媒が第２のインジェクション回路２０を介して圧縮機１１に注入される。第１のインジェクション回路１９を介して圧縮機１１に注入されるフラッシュガス冷媒と、冷媒が第２のインジェクション回路２０を介して圧縮機１１に注入されるガス冷媒とは、圧縮過程中に異なる冷媒圧力で圧縮機１１に注入される。
According to this configuration, at a high discharge temperature, the flash gas refrigerant flowing in the
これにより、圧縮過程中の冷媒を乾き度の大きいインジェクション冷媒で段階的に冷却することができるため、圧縮機１１の運転周波数低下による能力不足となることなく、吐出温度を低減しつつ、使用者の快適性を向上させることができる。
また、第１のインジェクション回路１９、第２のインジェクション回路２０から圧機機１１の内部に注入される冷媒の液圧縮の抑制によって、圧縮機１１の弁やシリンダーに過度の過重がかかることによる寿命の低下の恐れがなくなる。よって、圧縮機１１の運転信頼性を向上させることができる。
また、室外熱交換器１３が蒸発器として機能する場合において、蒸発器内を循環する冷媒量が減少し、蒸発器内での圧力損失が低減するため、圧縮機１１の吸込圧力が上昇することとなる。よって、圧縮機１１の負荷を抑制でき、圧縮機１１の運転入力を低減させることができる。
As a result, since the refrigerant in the compression process can be cooled step by step with the injection refrigerant having a high dryness, the user can reduce the discharge temperature without reducing the capacity due to a decrease in the operating frequency of the
Further, by suppressing liquid compression of the refrigerant injected from the
Further, when the
図３は、第１の実施の形態の変形例における空気調和装置１Ｂの、吐出温度上昇抑制運転状態の冷媒回路図である。なお、この変形例の説明において、上述した実施形態と同様の構成については、図中に同一の符号を付してその説明を省略する。
変形例では、室外膨張弁１４と、液管接続口１７との間に第２の切替弁２７を備える。第２の切替弁２７は、気液分離器１６の流入側を、室外膨張弁１４、及び液管接続口１７の一方に接続するように切替え接続可能である。
FIG. 3 is a refrigerant circuit diagram of the
In the modification, a
室内ユニット３０ａ、３０ｂを冷房する場合には、室外膨張弁１４、室内膨張弁３１ａ、３１ｂを開状態とし、バイパス調整弁２２、開閉弁２４を閉状態とする。また、圧縮機１１の吐出側と室外熱交換器１３が接続されるように第１の切替弁１２を、室外膨張弁１４と気液分離器１６とが接続されるように第２の切替弁２７を切り替える。
この状態では、圧縮機１１、第１の切替弁１２、室外熱交換器１３、室外膨張弁１４、第２の切替弁２７、気液分離器１６、過冷却熱交換器１５、第２の切替弁２７、液管接続口１７、室内膨張弁３１ａ、３１ｂ、室内熱交換器３２ａ、３２ｂ、ガス管接続口１８、第１の切替弁１２、および、圧縮機１１が順に連通する。
When the
In this state, the
これにより、図３において、実線の矢印で示されるように、圧縮機１１から吐出された冷媒は、室外熱交換器１３で放熱して凝縮し、液管５を介して室内ユニット３０ａ、３０ｂへと供給される。室内熱交換器３２ａ、３２ｂで吸熱し蒸発した冷媒は、ガス管６を介して室外ユニット１０へ戻ってきて、圧縮機１１に戻り、冷媒回路を循環する。
3, the refrigerant discharged from the
室内ユニット３０ａ、３０ｂを暖房する場合には、室外膨張弁１４、室内膨張弁３１ａ、３１ｂを開状態とし、バイパス調整弁２２、開閉弁２４を閉状態とする。また、圧縮機１１の吐出側とガス管接続口１８とが接続されるように第１の切替弁１２を、液管接続口１７と気液分離器１６とが接続されるように第２の切替弁２７を切り替える。
この状態では、圧縮機１１、第１の切替弁１２、ガス管接続口１８、室内熱交換器３２ａ、３２ｂ、室内膨張弁３１ａ、３１ｂ、液管接続口１７、第２の切替弁２７、気液分離器１６、過冷却熱交換器１５、第２の切替弁２７、室外膨張弁１４、室外熱交換器１３、第１の切替弁１２、および、圧縮機１１が順に連通する。
When the
In this state, the
これにより、図３において、破線の矢印で示されるように、圧縮機１１から吐出された冷媒は、ガス管６を介して室内ユニット３０ａ、３０ｂへと供給される。室内熱交換器３２ａ、３２ｂで放熱して凝縮した冷媒は、液管５を介して室外ユニット１０に戻り、室外熱交換器１３で吸熱して蒸発し、圧縮機１１に戻り、冷媒回路を循環する。
Accordingly, in FIG. 3, the refrigerant discharged from the
暖房時に吐出温度抑制運転を行う場合には、室外膨張弁１４、室内膨張弁３１ａ、３１ｂ、バイパス調整弁２２、開閉弁２４を開状態とする。また、圧縮機１１の吐出側とガス管接続口１８とが接続されるように第１の切替弁１２を切り替え、液管接続口１７と気液分離器１６が接続されるように第２の切替弁２７を切り替える。
この状態では、圧縮機１１、第１の切替弁１２、ガス管接続口１８、室内熱交換器３２ａ、３２ｂ、室内膨張弁３１ａ、３１ｂ、液管接続口１７、第２の切替弁２７、気液分離器１６、過冷却熱交換器１５、第２の切替弁２７、室外膨張弁１４、室外熱交換器１３、第１の切替弁１２、および、圧縮機１１が順に連通する。
When the discharge temperature suppression operation is performed during heating, the
In this state, the
また、バイパス管２３と第１の中間口１１ａとが、ガス冷媒取出し管２６と第２の中間口１１ｂとがそれぞれ連通する。
これにより、図３において、破線の矢印で示されるように、圧縮機１１から吐出された冷媒は、ガス管６を介して室内ユニット３０ａ、３０ｂへと供給される。室内熱交換器３２ａ、３２ｂで放熱して凝縮した冷媒は、液管５を介して室外ユニット１０に戻り、室外熱交換器１３で吸熱して蒸発し、圧縮機１１に戻り、冷媒回路を循環する。
Further, the
Accordingly, in FIG. 3, the refrigerant discharged from the
また、図３において、実線の白矢印で示されるように、気液分離器１６の内部空間上部のガス冷媒が第２のインジェクション回路２０を介して圧縮機１１の内部に注入される。また、主管２１から分岐しバイパス管２３を流れ、過冷却熱交換器１５にて主管２１を流れる冷媒と熱交換されたフラッシュガス冷媒が第１のインジェクション回路１９を介して圧縮機１１の内部に注入される。
In FIG. 3, the gas refrigerant in the upper part of the internal space of the gas-
冷房時に吐出温度抑制運転を行う場合には、室外膨張弁１４、室内膨張弁３１ａ、３１ｂ、バイパス調整弁２２、開閉弁２４を開状態とする。また、圧縮機１１の吐出側と室外熱交換器１３が接続されるように第１の切替弁１２を切り替え、室外膨張弁１４と気液分離器１６とが接続されるように第２の切替弁２７を切り替える。
この状態では、圧縮機１１、第１の切替弁１２、室外熱交換器１３、室外膨張弁１４、第２の切替弁２７、気液分離器１６、過冷却熱交換器１５、第２の切替弁２７、液管接続口１７、室内膨張弁３１ａ、３１ｂ、室内熱交換器３２ａ、３２ｂ、ガス管接続口１８、第１の切替弁１２、および、圧縮機１１が順に連通する。
When the discharge temperature suppression operation is performed during cooling, the
In this state, the
また、バイパス管２３と第１の中間口１１ａとが、ガス冷媒取出し管２６と第２の中間口１１ｂとがそれぞれ連通する。
これにより、図３において、実線の矢印で示されるように、圧縮機１１から吐出された冷媒は、室外熱交換器１３で放熱して凝縮し、液管５を介して室内ユニット３０ａ、３０ｂへと供給される。室内熱交換器３２ａ、３２ｂで吸熱し蒸発した冷媒は、ガス管６を介して室外ユニット１０へ戻ってきて、圧縮機１１に戻り、冷媒回路を循環する。
Further, the
3, the refrigerant discharged from the
また、図３において、実線の白矢印で示されるように、気液分離器１６の内部空間上部のガス冷媒が第２のインジェクション回路２０を介して圧縮機１１の内部に注入され、主管２１から分岐しバイパス管２３内を流れ、過冷却熱交換器１５にて主管２１内を流れる冷媒と熱交換されたフラッシュガス冷媒が第１のインジェクション回路１９を介して圧縮機１１の内部に注入される。
In FIG. 3, as indicated by the solid white arrow, the gas refrigerant in the upper part of the internal space of the gas-
以上の説明から明らかなように、本実施の形態の変形例においては、室外熱交換器１３を蒸発器とする暖房運転時に、気液分離器１６の流入側を室内ユニット３０ａ、３０ｂ側に連通させ、室外熱交換器１３を凝縮器とする冷房運転時に、室外熱交換器１３の流出側と気液分離器１６の流入側とを連通させる第２の切替弁２７を備えた空気調和装置である。
As is apparent from the above description, in the modification of the present embodiment, the inflow side of the gas-
この構成によれば、この変形例では、気液分離器１６の内部空間上部のガス冷媒が第２のインジェクション回路２０を介して圧縮機１１の内部に注入され、主管２１から分岐しバイパス管２３内を流れ、過冷却熱交換器１５にて主管２１内を流れる冷媒と熱交換されたフラッシュガス冷媒が第１のインジェクション回路１９を介して圧縮機１１の内部に注入される。
よって、ユニット間配管の液管５、ガス管６が長くなることで低圧側冷媒圧力損失が増大し、圧縮比が大きくなり吐出温度が過度に上昇するような冷房運転においても、第２の切替弁２７を切替えることで、上述の本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
According to this configuration, in this modification, the gas refrigerant in the upper part of the internal space of the gas-
Therefore, the second switching is performed even in the cooling operation in which the
以上のように、本発明は、室外熱交換器を備える室外ユニットと複数台の室内ユニットを有し、冷房もしくは暖房可能とするＲ３２冷媒を用いた空気調和装置の吐出温度を低減しつつ、使用者の快適性を向上させるもので、冷凍機、チラー、給湯空調複合装置、温水暖房機等の用途に適用できる。 As described above, the present invention has an outdoor unit including an outdoor heat exchanger and a plurality of indoor units, and is used while reducing the discharge temperature of an air conditioner using an R32 refrigerant that can be cooled or heated. It can be applied to applications such as refrigerators, chillers, hot water supply / air-conditioning complex devices, and hot water heaters.
１Ａ、１Ｂ 空気調和装置
５ 液管
６ ガス管
１０ 室外ユニット
１１ 圧縮機
１１ａ 第１の中間口
１１ｂ 第２の中間口
１２ 第１の切替弁
１３ 室外熱交換器
１４ 室外膨張弁
１５ 過冷却熱交換器
１６ 気液分離器
１７ 液管接続口
１８ ガス管接続口
１９ 第１のインジェクション回路
２０ 第２のインジェクション回路
２１ 主管
２２ バイパス調整弁
２３ バイパス管
２４ 開閉弁
２５ 減圧機構
２６ ガス冷媒取出し管
２７ 第２の切替弁
３０ａ、３０ｂ 室内ユニット
３１ａ、３１ｂ 室内膨張弁
３２ａ、３２ｂ 室内熱交換器
４１ フラッシュガスインジェクション回路
４２ ガスインジェクション回路
４３ インジェクション管
４４ ガス冷媒調整弁
1A,
Claims (4)
室外熱交換器と、
ガス冷媒と液冷媒とを分離する気液分離器と、
前記室外熱交換器と前記気液分離器との間の主管と、
前記主管より分岐し、前記圧縮機につながるバイパス管と、
前記バイパス管内を流れるフラッシュガス冷媒を前記圧縮機に注入する第１のインジェクション回路と、
前記気液分離器から流れるガス冷媒を前記圧縮機に注入する第２のインジェクション回路と、
を有することを特徴とする空気調和装置。 A compressor,
An outdoor heat exchanger,
A gas-liquid separator for separating a gas refrigerant and a liquid refrigerant;
A main pipe between the outdoor heat exchanger and the gas-liquid separator;
A bypass pipe branched from the main pipe and connected to the compressor;
A first injection circuit for injecting a flash gas refrigerant flowing in the bypass pipe into the compressor;
A second injection circuit for injecting gas refrigerant flowing from the gas-liquid separator into the compressor;
An air conditioner characterized by comprising:
During the heating operation using the outdoor heat exchanger as an evaporator, the inflow side of the gas-liquid separator is connected to the indoor unit side, and during the cooling operation using the outdoor heat exchanger as a condenser, the outdoor heat exchanger The air conditioning apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a switching valve that communicates an outflow side with an inflow side of the gas-liquid separator.
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