JP2019158308A - Refrigeration cycle device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷凍サイクル装置に関する。 The present invention relates to a refrigeration cycle apparatus.
圧縮機、凝縮器、膨張弁、および蒸発器を備える冷凍サイクル装置において、膨張弁を通過した低圧の気液二相冷媒をガス単相と液単相に分離して、ガス単相冷媒または高乾き度の冷媒を圧縮機の吸入配管にバイパスさせ、液単相冷媒または低乾き度の冷媒を蒸発器に流通させる気液分離器を備えたものが知られている。 In a refrigeration cycle apparatus including a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator, a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant that has passed through the expansion valve is separated into a gas single-phase and a liquid single-phase, There has been known one provided with a gas-liquid separator for bypassing the dryness refrigerant to the suction pipe of the compressor and allowing the liquid single-phase refrigerant or the low dryness refrigerant to flow to the evaporator.
しかしながら、室外熱交換器と室内熱交換器とを備え、流路切換え弁によって冷房運転と暖房運転とを切り替えることができる空気調和機では、冷房運転と暖房運転とが切り替わった際に流路方向が逆転するため、冷房運転または暖房運転のいずれかにおいて気液分離器を経てから膨張弁に流通することになる。このような場合には、気液分離器は、機能しないという課題があった。 However, in an air conditioner that includes an outdoor heat exchanger and an indoor heat exchanger and can be switched between a cooling operation and a heating operation by a flow path switching valve, the flow direction is changed when the cooling operation and the heating operation are switched. Therefore, the refrigerant flows through the gas-liquid separator in either the cooling operation or the heating operation and then flows to the expansion valve. In such a case, the gas-liquid separator has a problem that it does not function.
このような課題に対して、特開2013−120028号広報には、冷媒の双方向流れに対応した気液分離器が開示されている。この気液分離器によれば、冷房運転と暖房運転との切り替えによって、流路方向が切り替わっても気液分離が可能となる。 In response to such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-120028 discloses a gas-liquid separator that supports bidirectional flow of refrigerant. According to this gas-liquid separator, gas-liquid separation is possible even when the flow path direction is switched by switching between the cooling operation and the heating operation.
しかしながら、この気液分離器では気液分離器を挟むように膨張弁が二つ必要となり、気液分離器を通過した液単相冷媒が再び膨張弁を通過することになる。その結果、圧力が損失し、再び気液二相冷媒に戻るといった課題がある。 However, in this gas-liquid separator, two expansion valves are required so as to sandwich the gas-liquid separator, and the liquid single-phase refrigerant that has passed through the gas-liquid separator again passes through the expansion valve. As a result, there is a problem that the pressure is lost and the gas-liquid two-phase refrigerant is returned again.
特許文献1(特開2013−120028号公報)に記載の装置では、気液分離器を通過した液単相冷媒が再び膨張弁を通過することになる。その結果、冷媒の圧力が減少し、液単相冷媒が再び気液二相冷媒に戻ることになるため、運転効率が悪い。 In the apparatus described in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-120028), the liquid single-phase refrigerant that has passed through the gas-liquid separator again passes through the expansion valve. As a result, the pressure of the refrigerant decreases, and the liquid single-phase refrigerant returns to the gas-liquid two-phase refrigerant again, resulting in poor operating efficiency.
それゆえに、本発明の目的は、気液分離器を通過した液単相冷媒が再び膨張弁を通過することがない冷凍サイクル装置を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a refrigeration cycle apparatus in which the liquid single-phase refrigerant that has passed through the gas-liquid separator does not pass through the expansion valve again.
本発明のある局面の冷凍サイクル装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を熱交換させる第1熱交換器および第2熱交換器と、冷媒を膨張させる膨張弁と、膨張弁から流出した低圧の気液二相冷媒を飽和ガスと飽和液に分離し、または凝縮器として作用する第1熱交換器または第2熱交換器で過冷却された液冷媒を貯める気液分離器と、気液分離器で分離された飽和ガスを圧縮機の吸入配管へ導通させるバイパス配管と、圧縮機の出力と第1熱交換器とが接続され、かつ第2熱交換器と圧縮機の入力とが接続されるようにする第1状態と、圧縮機の出力と第2熱交換器とが接続され、かつ第1熱交換器と圧縮機の入力とが接続されるようにする第2状態との切替えが可能な第1切替弁と、第1熱交換器と膨張弁とが接続され、かつ気液分離器と第2熱交換器とが接続されるようにする第3状態と、第2熱交換器と膨張弁とが接続され、かつ気液分離器と第1熱交換器とが接続されるようにする第4状態との切替えが可能な第2切替弁とを備える。 A refrigeration cycle apparatus according to an aspect of the present invention flows from a compressor that compresses a refrigerant, a first heat exchanger and a second heat exchanger that exchange heat of the refrigerant, an expansion valve that expands the refrigerant, and an expansion valve. A gas-liquid separator for separating the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant into a saturated gas and a saturated liquid, or storing the liquid refrigerant supercooled by the first heat exchanger or the second heat exchanger acting as a condenser; A bypass pipe for conducting saturated gas separated by the liquid separator to the suction pipe of the compressor, an output of the compressor and the first heat exchanger are connected, and a second heat exchanger and the input of the compressor are connected. A first state to be connected, and a second state in which the output of the compressor and the second heat exchanger are connected, and the first heat exchanger and the input of the compressor are connected. A switchable first switching valve, a first heat exchanger and an expansion valve are connected, and a gas-liquid separator The third state in which the second heat exchanger is connected, the second heat exchanger and the expansion valve are connected, and the gas-liquid separator and the first heat exchanger are connected. A second switching valve capable of switching to the fourth state.
本発明の別の局面の冷凍サイクル装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を熱交換させる第1熱交換器および第2熱交換器と、冷媒を膨張させる膨張弁と、膨張弁から流出した低圧の気液二相冷媒を飽和ガスと飽和液に分離する気液分離器と、気液分離器で分離された飽和ガスを圧縮機の吸入配管へ導通させるバイパス配管と、第1モードにおいて、圧縮機の出力と第1熱交換器とが接続され、かつ第2熱交換器と圧縮機の入力とが接続されるようにするとともに、第1熱交換器と膨張弁とが接続され、かつ気液分離器と第2熱交換器とが接続されるようにし、第2モードにおいて、圧縮機の出力と第2熱交換器とが接続され、かつ第1熱交換器と圧縮機の入力とが接続されるようにするとともに、第2熱交換器と膨張弁とが接続され、かつ気液分離器と第1熱交換器とが接続されるようにする八方弁とを備える。 A refrigeration cycle apparatus according to another aspect of the present invention includes a compressor that compresses a refrigerant, a first heat exchanger and a second heat exchanger that exchange heat of the refrigerant, an expansion valve that expands the refrigerant, and an outflow from the expansion valve. A gas-liquid separator that separates the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant into a saturated gas and a saturated liquid; a bypass pipe that conducts the saturated gas separated by the gas-liquid separator to a suction pipe of the compressor; The output of the compressor and the first heat exchanger are connected, and the second heat exchanger and the input of the compressor are connected, and the first heat exchanger and the expansion valve are connected, And the gas-liquid separator and the second heat exchanger are connected, and in the second mode, the output of the compressor and the second heat exchanger are connected, and the input of the first heat exchanger and the compressor And the second heat exchanger and the expansion valve are connected, and And a Happo valve and liquid separator and the first heat exchanger is to be connected.
本発明のある局面によれば、第2切替弁が、第1熱交換器と膨張弁とが接続され、かつ気液分離器と第2熱交換器とが接続されるようにする第3状態と、第2熱交換器と膨張弁とが接続され、かつ気液分離器と第1熱交換器とが接続されるようにする第4状態とを切替える。 According to an aspect of the present invention, the second switching valve has a third state in which the first heat exchanger and the expansion valve are connected and the gas-liquid separator and the second heat exchanger are connected. And a fourth state in which the second heat exchanger and the expansion valve are connected and the gas-liquid separator and the first heat exchanger are connected.
本発明の別の局面によれば、八方弁が、第1モードにおいて、圧縮機の出力と第1熱交換器とが接続され、かつ第2熱交換器と圧縮機の入力とが接続されるようにするとともに、第1熱交換器と膨張弁とが接続され、かつ気液分離器と第2熱交換器とが接続されるようにし、第2モードにおいて、圧縮機の出力と第2熱交換器とが接続され、かつ第1熱交換器と圧縮機の入力とが接続されるようにするとともに、第2熱交換器と膨張弁とが接続され、かつ気液分離器と第1熱交換器とが接続されるようにする。 According to another aspect of the present invention, in the first mode, in the first mode, the output of the compressor and the first heat exchanger are connected, and the second heat exchanger and the input of the compressor are connected. In addition, the first heat exchanger and the expansion valve are connected, and the gas-liquid separator and the second heat exchanger are connected. In the second mode, the output of the compressor and the second heat The exchanger is connected, the first heat exchanger and the input of the compressor are connected, the second heat exchanger and the expansion valve are connected, and the gas-liquid separator and the first heat Ensure that the switch is connected.
上記2つの構成によれば、気液分離器を通過した液単相冷媒が再び膨張弁を通過することがないため、高効率な運転が可能となる。 According to the above two configurations, since the liquid single-phase refrigerant that has passed through the gas-liquid separator does not pass through the expansion valve again, highly efficient operation is possible.
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則として繰り返さない。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated in principle.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1の冷凍サイクル装置100および第1モードにおける冷媒の流れを表わす図である。図2は、実施の形態1の冷凍サイクル装置100および第2モードにおける冷媒の流れを表わす図である。図3は、実施の形態1の冷凍サイクル装置100および第3モードにおける冷媒の流れを表わす図である。図4は、実施の形態1の冷凍サイクル装置100および第4モードにおける冷媒の流れを表わす図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating the refrigerant flow in the
図1〜図4に示されるように、冷凍サイクル装置100は、空気調和機であって、圧縮機1、第1切替弁2、第1熱交換器3、第2切替弁4、膨張弁5、気液分離器6、第2熱交換器7、バイパス配管21、およびキャピラリーチューブ8を備える。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
第2熱交換器7は、室内機90に含まれる。圧縮機1、第1切替弁2、第1熱交換器3、第2切替弁4、膨張弁5、気液分離器6、バイパス配管21、およびキャピラリーチューブ8は、室外機80に含まれる。
The second heat exchanger 7 is included in the
図1〜図4において、第1熱交換器3および第2熱交換器7内の網掛け部分は冷媒の液相割合を表わす。
1-4, the shaded portions in the
圧縮機1は、冷媒を圧縮する。
第1熱交換器3は、室外熱交換器であって、冷媒を熱交換させる。
The
The
第2熱交換器7は、室内熱交換器であって、冷媒を熱交換させる。
膨張弁5は、冷媒を膨張させる。
The second heat exchanger 7 is an indoor heat exchanger and exchanges heat between the refrigerants.
The
気液分離器6は、膨張弁5から流出した低圧の気液二相冷媒を飽和ガスと飽和液に分離する、あるいは、凝縮器として作用する第1熱交換器3または第2熱交換器7で過冷却された液冷媒を貯める。
The gas-
バイパス配管21は、気液分離器6で分離された飽和ガスを圧縮機1の吸入配管へ導通させる。
The
図5は、第1〜第4モードにおける第1切替弁2と、第2切替弁4の状態を表わす図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating the states of the
第1モードにおいては、第1切替弁2は、状態Aに設定され、第2切替弁4は、状態Cに設定される。第2モードにおいては、第1切替弁2は、状態Bに設定され、第2切替弁4は、状態Dに設定される。第3モードにおいては、第1切替弁2は、状態Aに設定され、第2切替弁4は、状態Dに設定される。第4モードにおいては、第1切替弁2は、状態Bに設定され、第2切替弁4は、状態Cに設定される。
In the first mode, the
第1切替弁2の状態Aでは、圧縮機1の出力と第1熱交換器3とが接続され、かつ第2熱交換器7と圧縮機1の入力とが接続される。第1切替弁2の状態Bでは、圧縮機1の出力と第2熱交換器7とが接続され、かつ第1熱交換器3と圧縮機1の入力とが接続される。
In the state A of the
第2切替弁4の状態Cでは、第1熱交換器3と膨張弁5とが接続され、かつ気液分離器6と第2熱交換器7とが接続される。第2切替弁4の状態Dでは、第2熱交換器7と膨張弁5とが接続され、かつ気液分離器6と第1熱交換器3とが接続される。
In the state C of the
以下では、図1および図2に示される冷凍サイクル装置100の第1モードおよび第2モードの動作について説明する。
Hereinafter, operations in the first mode and the second mode of the
第1モードは、冷房運転時に設定され、第2モードは、暖房運転時に設定される。
図1に示すように、第1モード(冷房運転時)には、圧縮機1から吐出された冷媒が第1熱交換器3の方向に流れ、かつ第2熱交換器7から流出された冷媒が圧縮機1の方向に流れる。
The first mode is set during the cooling operation, and the second mode is set during the heating operation.
As shown in FIG. 1, the refrigerant discharged from the
図1に示すように、第1モード(冷房運転時)には、気液分離器6で分離された飽和液が第2熱交換器7の方向に流れ、かつ第1熱交換器3から流出された冷媒が膨張弁5の方向へ流れる。
As shown in FIG. 1, in the first mode (during cooling operation), the saturated liquid separated by the gas-
図2に示すように、第2モード(暖房運転時)には、圧縮機1から吐出された冷媒が第2熱交換器7の方向に流れ、かつ第1熱交換器3から流出された冷媒が圧縮機1の方向に流れる。
As shown in FIG. 2, the refrigerant discharged from the
図2に示すように、第2モード(暖房運転時)には、気液分離器6で分離された飽和液が第1熱交換器3の方向に流れ、かつ第2熱交換器7から流出された冷媒が膨張弁5の方向へ流れる。
As shown in FIG. 2, in the second mode (during heating operation), the saturated liquid separated by the gas-
第1モード(冷房運転時)には、冷媒は、圧縮機1、第1切替弁2、第1熱交換器3、第2切替弁4、膨張弁5、気液分離器6、第2切替弁4、第2熱交換器7、第1切替弁2を経て、圧縮機1に戻る。
In the first mode (during cooling operation), the refrigerant is the
第2モード(暖房運転時)には、冷媒は、圧縮機1、第1切替弁2、第2熱交換器7、第2切替弁4、膨張弁5、気液分離器6、第2切替弁4、第1熱交換器3、第1切替弁2を経て、圧縮機1に戻る。
In the second mode (during heating operation), the refrigerant is the
図1および図2に示すように、気液分離器6は、膨張弁5で減圧された気液二相冷媒を飽和ガスと飽和液に分離する。飽和ガスはキャピラリーチューブ8を通り、圧縮機1の吸入配管にバイパスされる。一方、気液分離器6で分離された飽和液は、第2切替弁4によって、蒸発器として機能する第1熱交換器3または第2熱交換器7へ流入する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the gas-
図6は、気液分離器を備えない冷凍サイクル装置の動作および気液分離器を備える冷凍サイクル装置の動作を表わすモリエリ線図である。 FIG. 6 is a Mollier diagram illustrating the operation of the refrigeration cycle apparatus that does not include the gas-liquid separator and the operation of the refrigeration cycle apparatus that includes the gas-liquid separator.
上記冷凍サイクル装置100の奏する効果を図6に示すモリエル線図を用いて説明する。気液分離器を有さない冷凍サイクル装置内を流れる冷媒は、圧縮機の吸入状態の点Aを起点としてAB間で圧縮、BC間で凝縮、CD間で膨張、DA間で蒸発する。
The effect which the said refrigerating-
DA間の蒸発過程では、凝縮過程より冷媒の密度が小さいため流速が速くなり、それに伴い冷媒の圧力損失が大きくなる。この圧力低下は、点Aの冷媒密度の低下を招くとともに、循環流量とAB間のエンタルピー差の積で求められる圧縮機消費電力の増加を招く。その結果、効率が悪化する。 In the evaporation process between the DAs, the density of the refrigerant is smaller than that in the condensation process, so that the flow rate increases, and the pressure loss of the refrigerant increases accordingly. This pressure drop leads to a decrease in refrigerant density at point A and an increase in compressor power consumption determined by the product of the circulatory flow rate and the enthalpy difference between AB. As a result, efficiency deteriorates.
一方、気液分離器を備えた冷凍サイクル装置では、蒸発器入口の点Dが飽和液D′と飽和ガスE′とに分離される。そして飽和液D′を蒸発器に流通させ、蒸発に寄与しない飽和ガスE′を蒸発器に流さないことで、伝熱性能を落とさないようにすることができるとともに、蒸発器に流れる冷媒の流速を遅く、すなわち圧力損失を小さくすることができる。このとき圧縮過程は、A′−B′となるため、気液分離器を有さないA−Bよりエンタルピー差が小さくなり高効率な運転が可能となる。 On the other hand, in the refrigeration cycle apparatus provided with the gas-liquid separator, the point D at the evaporator inlet is separated into the saturated liquid D ′ and the saturated gas E ′. Then, the saturated liquid D ′ is allowed to flow through the evaporator, and the saturated gas E ′ that does not contribute to evaporation is not allowed to flow through the evaporator, so that the heat transfer performance can be prevented from being lowered, and the flow rate of the refrigerant flowing through the evaporator The pressure loss can be reduced. At this time, since the compression process is A'-B ', the enthalpy difference is smaller than that of AB without the gas-liquid separator, and high-efficiency operation is possible.
また、蒸発器入口の冷媒を飽和液またはそれに近い乾き度にすることができるため、第1熱交換器3または第2熱交換器7の入口の伝熱管流路が分配構造となっている場合でも均等に流れやすくなる。
In addition, since the refrigerant at the evaporator inlet can be a saturated liquid or a dryness close to it, the heat transfer pipe flow path at the inlet of the
ここで、通常の気液分離器を備えた冷凍サイクル装置では、膨張弁と気液分離器の間の流れ方向が冷房運転と暖房運転で逆転するため、冷房運転または暖房運転のどちらか一方のみ気液分離が可能となる。 Here, in the refrigeration cycle apparatus equipped with a normal gas-liquid separator, the flow direction between the expansion valve and the gas-liquid separator is reversed between the cooling operation and the heating operation, so only one of the cooling operation or the heating operation is performed. Gas-liquid separation is possible.
しかしながら、実施の形態1に係る冷凍サイクル装置100では、第1切替弁2によって冷房運転、暖房運転が切り替えられた場合でも膨張弁から気液分離器に至る経路を選択できるため、冷房運転、暖房運転いずれにおいても膨張弁5を経て気液分離器6を通るように第2切替弁4を制御すれば、運転状態に関わらず気液分離をさせて液単相またはそれに近い乾き度の冷媒を蒸発器として機能する熱交換器に流入させることができる。
However, in the
したがって、冷凍サイクル装置100では、冷房運転、暖房運転いずれにおいても高効率な運転が可能となる。
Therefore, the
実施の形態2.
以下では、図3および図4に示される冷凍サイクル装置100の第3モードおよび第4モードの動作について説明する。
Hereinafter, operations in the third mode and the fourth mode of the
図3に示すように、第3モードには、圧縮機1から吐出された冷媒が第1熱交換器3の方向に流れ、かつ第2熱交換器7から流出された冷媒が圧縮機1の方向に流れる。
As shown in FIG. 3, in the third mode, the refrigerant discharged from the
図3に示すように、第3モードには、第1熱交換器3から流出された冷媒が気液分離器6に流れ、かつ膨張弁5からの冷媒が第2熱交換器7へ流れる。
As shown in FIG. 3, in the third mode, the refrigerant that has flowed out of the
図4に示すように、第4モードには、圧縮機1から吐出された冷媒が第2熱交換器7の方向に流れ、かつ第1熱交換器3から流出された冷媒が圧縮機1の方向に流れる。
As shown in FIG. 4, in the fourth mode, the refrigerant discharged from the
図4に示すように、第4モードには、第2熱交換器7から流出された冷媒が気液分離器6に流れ、かつ膨張弁5からの冷媒が第1熱交換器3へ流れる。
As shown in FIG. 4, in the fourth mode, the refrigerant that has flowed out of the second heat exchanger 7 flows to the gas-
第3モードには、冷媒は、圧縮機1、第1切替弁2、第1熱交換器3、第2切替弁4、気液分離器6、膨張弁5、第2切替弁4、第2熱交換器7、第1切替弁2を経て、圧縮機1に戻る。
In the third mode, the refrigerant is the
第4モードには、冷媒は、圧縮機1、第1切替弁2、第2熱交換器7、第2切替弁4、気液分離器6、膨張弁5、第2切替弁4、第1熱交換器3、第1切替弁2を経て、圧縮機1に戻る。
In the fourth mode, the refrigerant is the
第3モードおよび第4モードでは、第2切替弁4の方向が気液分離器6から膨張弁5に至るように設定されるので、気液分離器6は、凝縮器で過冷却された液冷媒を貯める容器として作用する。
In the third mode and the fourth mode, since the direction of the
実施の形態3.
実施の形態3に係る冷凍サイクル装置100は、第1切替弁2と第2切替弁4とを個別に制御する。
The
第1切替弁2に動作指令、すなわち冷房運転と暖房運転とを切り替える指令が出された際に、まず、第2切替弁4が気液分離器6から膨張弁5に至るように切り替えられ、一定定時間経過後に、第1切替弁2が切り替えられる。
When an operation command, that is, a command to switch between cooling operation and heating operation is issued to the
第1モード(冷房運転中)または第2モード(暖房運転中)に第2切替弁4のみが気液分離器6から膨張弁5に至るように切り替えたときは、凝縮器内の過冷却液冷媒が気液分離器6にも溜まるようになるため、凝縮器内の液冷媒量が減少していく。ここで、冷房運転中には、第1熱交換器3が凝縮器であり、暖房運転中には、第2熱交換器7が凝縮器である。このとき、凝縮器内の液冷媒がある程度減少する一定時間経過した後に、第1切替弁2を切り替えることで、急激に液冷媒が圧縮機1の吸入に戻り液圧縮となることを抑制することができる。
When only the
これは、暖房運転時に第1切替弁2を切り替えて、室外熱交換器の霜を溶かす除霜運転時において特に有効である。
This is particularly effective during the defrosting operation in which the
図7は、実施の形態3の冷凍サイクル装置100の動作手順を表わす図である。
ステップS101において、第1モード(冷房運転中)の場合、処理がステップS102に進む。冷房運転中には、第1切替弁2が状態Aに設定され、第2切替弁4が状態Cに設定されている。第1切替弁2の状態Aでは、圧縮機1の出力と第1熱交換器3とが接続され、かつ第2熱交換器7と圧縮機1の入力とが接続される。第2切替弁4の状態Cでは、第1熱交換器3と膨張弁5とが接続され、かつ気液分離器6と第2熱交換器7とが接続される。
FIG. 7 is a diagram illustrating an operation procedure of the
In step S101, in the first mode (during cooling operation), the process proceeds to step S102. During the cooling operation, the
ステップS102において、暖房運転への切替指示が入力された場合、処理がステップS103に進む。 In step S102, when a switching instruction to heating operation is input, the process proceeds to step S103.
ステップS103において、第2切替弁4が状態Dに設定される。これによって、冷凍サイクル装置100は、第3モードに設定される。
In step S103, the
ステップS104において、一定時間経過後、処理がステップS105に進む。
ステップS105において、第1切替弁2が状態Bに設定される。これによって、冷凍サイクル装置100は、第2モード(暖房運転中)に設定される。
In step S104, after a predetermined time has elapsed, the process proceeds to step S105.
In step S105, the
ステップS106において、第2モード(暖房運転中)の場合、処理がステップS107に進む。暖房運転中には、第1切替弁2が状態Bに設定され、第2切替弁4が状態Dに設定されている。第1切替弁2の状態Bでは、圧縮機1の出力と第2熱交換器7とが接続され、かつ第1熱交換器3と圧縮機1の入力とが接続される。第2切替弁4の状態Dでは、第2熱交換器7と膨張弁5とが接続され、かつ気液分離器6と第1熱交換器3とが接続される。
In step S106, in the second mode (during heating operation), the process proceeds to step S107. During the heating operation, the
ステップS107において、冷房運転への切替指示が入力された場合、処理がステップS108に進む。 If an instruction to switch to cooling operation is input in step S107, the process proceeds to step S108.
ステップS108において、第2切替弁4が状態Cに設定される。これによって、冷凍サイクル装置100は、第4モードに設定される。
In step S108, the
ステップS109において、一定時間経過後、処理がステップS110に進む。
ステップS110において、第1切替弁2が状態Aに設定される。これによって、冷凍サイクル装置100は、第1モード(冷房運転中)に設定される。
In step S109, after a predetermined time has elapsed, the process proceeds to step S110.
In step S110, the
実施の形態4.
実施の形態4に係る冷凍サイクル装置104は、実施の形態3と同様に、第1切替弁2と第2切替弁4とを個別に制御する。
The
図8は、実施の形態4の冷凍サイクル装置100を表わす図である。
実施の形態4の冷凍サイクル装置100は、温度センサ61,62,63,64を備える。
FIG. 8 shows
The
温度センサ61は、第1熱交換器3が凝縮器として機能するときに、第1熱交換器3の伝熱管中間温度を計測する。温度センサ62は、第1熱交換器3が凝縮器として機能するときに、第1熱交換器3の伝熱管出口温度を計測する。温度センサ61は、第2熱交換器7が凝縮器として機能するときに、第2熱交換器7の伝熱管中間温度を計測する。温度センサ62は、第2熱交換器7が凝縮器として機能するときに、第2熱交換器7の伝熱管出口温度を計測する。
The temperature sensor 61 measures the intermediate temperature of the heat transfer tube of the
凝縮器として機能する熱交換器の伝熱管中間温度T1と、凝縮器として機能する熱交換器の伝熱管出口温度T2との温度差ΔTが検知される。 A temperature difference ΔT between the heat exchanger tube intermediate temperature T1 of the heat exchanger functioning as a condenser and the heat exchanger tube outlet temperature T2 of the heat exchanger functioning as a condenser is detected.
第1切替弁2に動作指令、すなわち冷房運転と暖房運転を切り替える指令が出された際に、まず第2切替弁4が気液分離器6から膨張弁5に至るように切り替えられる。その後温度差ΔTが閾値以下となった後、第1切替弁2が切り替えられる。
When an operation command, that is, a command for switching between cooling operation and heating operation is issued to the
温度差ΔTは、凝縮器で凝縮した冷媒の過冷却度に相当する。実施の形態3と同様、気液分離器6を第2切替弁4のみ気液分離器6から膨張弁5に至るように切り替えた場合、凝縮器内の液冷媒量が減少していくため過冷却度ΔTが小さくなる。
The temperature difference ΔT corresponds to the degree of supercooling of the refrigerant condensed by the condenser. As in the third embodiment, when only the
図9は、実施の形態4の冷凍サイクル装置100の動作手順を表わす図である。
ステップS101において、第1モード(冷房運転中)の場合、処理がステップS102に進む。冷房運転中には、第1切替弁2が状態Aに設定され、第2切替弁4が状態Cに設定されている。第1切替弁2の状態Aでは、圧縮機1の出力と第1熱交換器3とが接続され、かつ第2熱交換器7と圧縮機1の入力とが接続される。第2切替弁4の状態Cでは、第1熱交換器3と膨張弁5とが接続され、かつ気液分離器6と第2熱交換器7とが接続される。
FIG. 9 is a diagram illustrating an operation procedure of the
In step S101, in the first mode (during cooling operation), the process proceeds to step S102. During the cooling operation, the
ステップS102において、暖房運転への切替指示が入力された場合、処理がステップS103に進む。 In step S102, when a switching instruction to heating operation is input, the process proceeds to step S103.
ステップS103において、第2切替弁4が状態Dに設定される。これによって、冷凍サイクル装置100は、第3モードに設定される。
In step S103, the
ステップS204において、温度センサ61が、凝縮器として機能する第1熱交換器3の伝熱管中間温度T1を計測する。温度センサ62は、凝縮器として機能する第1熱交換器3の伝熱管出口温度T2を計測する。温度差ΔT(=T1−T2)が閾値TH1以下となったときに、処理がステップS105に進む。
In step S204, the temperature sensor 61 measures the heat transfer tube intermediate temperature T1 of the
ステップS105において、第1切替弁2が状態Bに設定される。これによって、冷凍サイクル装置100は、第2モード(暖房運転中)に設定される。
In step S105, the
ステップS106において、第2モード(暖房運転中)の場合、処理がステップS107に進む。暖房運転中には、第1切替弁2が状態Bに設定され、第2切替弁4が状態Dに設定されている。第1切替弁2の状態Bでは、圧縮機1の出力と第2熱交換器7とが接続され、かつ第1熱交換器3と圧縮機1の入力とが接続される。第2切替弁4の状態Dでは、第2熱交換器7と膨張弁5とが接続され、かつ気液分離器6と第1熱交換器3とが接続される。
In step S106, in the second mode (during heating operation), the process proceeds to step S107. During the heating operation, the
ステップS107において、冷房運転への切替指示が入力された場合、処理がステップS108に進む。 If an instruction to switch to cooling operation is input in step S107, the process proceeds to step S108.
ステップS108において、第2切替弁4が状態Cに設定される。これによって、冷凍サイクル装置100は、第4モードに設定される。
In step S108, the
ステップS209において、温度センサ63が、凝縮器として機能する第2熱交換器7の伝熱管中間温度T1を計測する。温度センサ64は、凝縮器として機能する第2熱交換器7の伝熱管出口温度T2を計測する。温度差ΔT(=T1−T2)が閾値TH1以下となったときに、処理がステップS110に進む。
In step S209, the
ステップS110において、第1切替弁2が状態Aに設定される。これによって、冷凍サイクル装置100は、第1モード(冷房運転中)に設定される。
In step S110, the
本実施の形態では、過冷却度ΔTを検知し、第2切替弁4を気液分離器6から膨張弁5に至るように切り替え、ΔTが閾値以下となったのちに第1切替弁2を切り替えるため、実施の形態4よりも確実に、第1切替弁2を切り替えることによる液圧縮を抑制することができる。
In the present embodiment, the degree of supercooling ΔT is detected, the
実施の形態5.
図10は、実施の形態5の冷凍サイクル装置100を表わす図である。
FIG. 10 shows a
図10の冷凍サイクル装置100が、図1の冷凍サイクル装置100と相違する点は、キャピラリーチューブ8を圧力調整弁9に置き換えた点である。
The
キャピラリーチューブ8を圧力調整弁9に置き換えることによって、圧縮機1にバイパスする冷媒流量を任意に調節することが可能となる。その結果、冷凍サイクル装置の更なる性能改善が望める。
By replacing the capillary tube 8 with the pressure regulating valve 9, it is possible to arbitrarily adjust the refrigerant flow rate bypassed to the
実施の形態6.
図11は、実施の形態6の冷凍サイクル装置100を表わす図である。
FIG. 11 shows a
本実施の形態は、冷凍サイクル装置100は、第1モードと第2モードとで動作するが、第3モードと第4モードでは動作しない。
In the present embodiment, the
実施の形態6に係る冷凍サイクル装置100は、第1切替弁2と第2切替弁4とが一体構造された八方弁30を備える。
A
図12(a)は、第1モードにおける八方弁30の状態を表わす図である。図12(b)は、第2モードにおける八方弁30の状態を表わす図である。
FIG. 12A shows the state of the eight-
図12(a)および(b)における点a〜hは、図11における冷凍サイクル装置100との接続箇所を表わす。八方弁30は、ロータリー構造を有する。八方弁30の中央の円盤が90度回転することによって、冷房運転と暖房運転とを切り替えることができる。
Points a to h in FIGS. 12A and 12B represent connection points with the
本実施の形態では冷房運転と暖房運転が切り替わっても、常に膨張弁5を経て気液分離器6を通ることになる。
In this embodiment, even if the cooling operation and the heating operation are switched, the gas-
図13に示すように、逆止弁を4つ用いることで冷媒の流路方向を一定にするブリッジ回路20を備えた冷凍サイクル装置は公知であるが、配管の溶接箇所が多い、多くのスペースを必要とする、逆止弁でのチャタリングや圧力損失が生ずる、といった課題がある。
As shown in FIG. 13, a refrigeration cycle apparatus having a
しかしながら、冷凍サイクル装置100では八方弁30を用いることで、比較的単純な構成で圧力損失を抑えながら冷媒の流路方向を一定にできる。
However, by using the eight-
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 圧縮機、2 第1切替弁、3 第1熱交換器、4 第2切替弁、5 膨張弁、6 気液分離器、7 第2熱交換器、8 キャピラリーチューブ、9 圧力調整弁、21 バイパス配管、30 八方弁、61,62,63,64 温度センサ、80 室外機、90 室内機、100 冷凍サイクル装置。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記冷媒を熱交換させる第1熱交換器および第2熱交換器と、
前記冷媒を膨張させる膨張弁と、
前記膨張弁から流出した低圧の気液二相冷媒を飽和ガスと飽和液に分離し、または凝縮器として作用する前記第1熱交換器または前記第2熱交換器で過冷却された液冷媒を貯める気液分離器と、
前記気液分離器で分離された飽和ガスを前記圧縮機の吸入配管へ導通させるバイパス配管と、
前記圧縮機の出力と前記第1熱交換器とが接続され、かつ前記第2熱交換器と前記圧縮機の入力とが接続されるようにする第1状態と、前記圧縮機の出力と前記第2熱交換器とが接続され、かつ前記第1熱交換器と前記圧縮機の入力とが接続されるようにする第2状態との切替が可能な第1切替弁と、
前記第1熱交換器と前記膨張弁とが接続され、かつ前記気液分離器と前記第2熱交換器とが接続されるようにする第3状態と、前記第2熱交換器と前記膨張弁とが接続され、かつ前記気液分離器と前記第1熱交換器とが接続されるようにする第4状態との切替が可能な第2切替弁とを備えた、冷凍サイクル装置。 A compressor for compressing the refrigerant;
A first heat exchanger and a second heat exchanger for exchanging heat of the refrigerant;
An expansion valve for expanding the refrigerant;
The low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant flowing out from the expansion valve is separated into a saturated gas and a saturated liquid, or the liquid refrigerant supercooled by the first heat exchanger or the second heat exchanger acting as a condenser is used. A gas-liquid separator to store,
A bypass pipe for conducting the saturated gas separated by the gas-liquid separator to the suction pipe of the compressor;
A first state in which the output of the compressor and the first heat exchanger are connected, and the second heat exchanger and the input of the compressor are connected; and the output of the compressor and the A first switching valve connected to a second heat exchanger and capable of switching to a second state in which the first heat exchanger and an input of the compressor are connected;
A third state in which the first heat exchanger and the expansion valve are connected and the gas-liquid separator and the second heat exchanger are connected; and the second heat exchanger and the expansion A refrigeration cycle apparatus comprising a second switching valve connected to a valve and capable of switching to a fourth state in which the gas-liquid separator and the first heat exchanger are connected.
第2モードにおいて、前記第1切替弁が前記第2状態に設定され、前記第2切替弁が前記第4状態に設定され、
第3モードにおいて、前記第1切替弁が前記第1状態に設定され、前記第2切替弁が前記第4状態に設定され、
第4モードにおいて、前記第1切替弁が前記第1状態に設定され、前記第2切替弁が前記第3状態に設定される、請求項1記載の冷凍サイクル装置。 In the first mode, the first switching valve is set to the first state, the second switching valve is set to the third state,
In the second mode, the first switching valve is set to the second state, the second switching valve is set to the fourth state,
In the third mode, the first switching valve is set to the first state, the second switching valve is set to the fourth state,
The refrigeration cycle apparatus according to claim 1, wherein in the fourth mode, the first switching valve is set to the first state, and the second switching valve is set to the third state.
前記冷媒を熱交換させる第1熱交換器および第2熱交換器と、
前記冷媒を膨張させる膨張弁と、
前記膨張弁から流出した低圧の気液二相冷媒を飽和ガスと飽和液に分離する気液分離器と、
前記気液分離器で分離された飽和ガスを前記圧縮機の吸入配管へ導通させるバイパス配管と、
第1モードにおいて、前記圧縮機の出力と前記第1熱交換器とが接続され、かつ前記第2熱交換器と前記圧縮機の入力とが接続されるようにするとともに、前記第1熱交換器と前記膨張弁とが接続され、かつ前記気液分離器と前記第2熱交換器とが接続されるようにし、第2モードにおいて、前記圧縮機の出力と前記第2熱交換器とが接続され、かつ前記第1熱交換器と前記圧縮機の入力とが接続されるようにするとともに、前記第2熱交換器と前記膨張弁とが接続され、かつ前記気液分離器と前記第1熱交換器とが接続されるようにする八方弁とを備えた冷凍サイクル装置。
A compressor for compressing the refrigerant;
A first heat exchanger and a second heat exchanger for exchanging heat of the refrigerant;
An expansion valve for expanding the refrigerant;
A gas-liquid separator that separates the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant flowing out of the expansion valve into a saturated gas and a saturated liquid;
A bypass pipe for conducting the saturated gas separated by the gas-liquid separator to the suction pipe of the compressor;
In the first mode, the output of the compressor and the first heat exchanger are connected, and the second heat exchanger and the input of the compressor are connected, and the first heat exchange And the expansion valve are connected, and the gas-liquid separator and the second heat exchanger are connected, and in the second mode, the output of the compressor and the second heat exchanger are And the first heat exchanger and the input of the compressor are connected, the second heat exchanger and the expansion valve are connected, and the gas-liquid separator and the first 1 A refrigeration cycle apparatus including an eight-way valve that is connected to a heat exchanger.
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