JP2871166B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧縮機の中間圧部に冷
媒をインジェクションするようにした空気調和装置の改
良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開昭５９―１１５９
４７号公報に開示される如く、圧縮機、凝縮器、膨張弁
及び蒸発器を順次接続し、冷暖房サイクルの切換え可能
に構成されてなる冷媒回路を備えた空気調和装置におい
て、冷媒回路の液管の常時膨張弁上流側となる一部位か
ら圧縮機の中間圧部に冷媒をバイパスさせるインジェク
ションバイパス路を設けるとともに、該バイパス路に冷
媒を加熱する冷媒加熱器を設けることにより、冷媒を気
化して圧縮機にバイパスさせ、低外気時の暖房能力、特
に暖房運転開始時における立ち上がり能力を向上させる
ようにしたものは公知の技術である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のものでは、下記のような問題があった。

【０００４】すなわち、圧縮機にインジェクションされ
る冷媒の流量は、インジェクションバイパス路の圧縮機
内の配管長や、配管径、インジェクションポ―トの径や
位置などの圧縮機の形状の他、圧縮機への入口圧力，吸
入圧力等の運転条件によって決定される。そして、一般
に冷媒のインジェクション量は高低差圧に依存し、高低
差圧が大きいと圧縮機への冷媒のインジェクション量は
増大し、高低差圧が小さいと圧縮機への冷媒のインジェ
クション量は減少する。

【０００５】しかるに、空気調和装置の暖房運転中にお
けるデフロスト運転時には、通常運転時よりも高圧が低
いので、高低差圧が小さく冷媒のインジェクション量は
減少する一方、インジェクションバイパス路の加熱器
（通常電気ヒ―タが使用される）による冷媒の加熱能力
は通常略一定であることから、上記のように室内温度や
室外温度によってインジェクションバイパス量が変化す
ると、インジェクションされる冷媒の温度が変化するこ
とになる。したがって、上述のように冷媒のインジェク
ション量が少ないデフロスト運転時には、冷媒や電気ヒ
―タが過熱する虞れがあり、この冷媒の過熱により冷媒
の分解や冷凍機の潤滑油の変質等が生じ、一方、電気ヒ
―タの過熱により電気ヒ―タの断線や熱膨張が生じて、
信頼性が低下するという問題があった。

【０００６】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、冷媒加熱器とは別にインジェクショ
ンバイパス路の冷媒加熱器を通過する冷媒量を増大させ
る手段を講ずることにより、冷媒の分解等の事故を防止
しながらデフロスト運転時間の短縮を図ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明の講じた手段は、図１に示すよう
に、圧縮機（１）、室外熱交換器（３）、膨張弁（４）
及び室内熱交換器（５）を順次接続し、かつ冷暖房サイ
クルの切換え可能に構成されてなる冷媒回路（７）を備
えた空気調和装置を前提とする。

【０００８】そして、空気調和装置に、上記冷媒回路
（７）の液管の一部位（Ｐ）から圧縮機（１）の中間圧
部に冷媒をバイパスさせるためのインジェクションバイ
パス路（１０）と、該インジェクションバイパス路（１
０）が分岐する液管の一部位（Ｐ）が冷暖房サイクルの
いずれにおいても上記膨張弁（４）の上流側になるよう
冷媒の流れを整流する整流機構（３０）と、上記インジ
ェクションバイパス路（１０）を流れる冷媒を加熱する
冷媒加熱器（１２）と、上記インジェクションバイパス
路（１０）の冷媒加熱器（１２）下流側の一部位（Ｒ）
と吸入管（６ａ）の一部位（Ｑ）と接続する連通管（２
０）と、該連通管（２０）の管路を開閉する開閉弁（２
１）とを設ける構成としたものである。

【０００９】請求項２の発明の講じた手段は、図２に示
すように、圧縮機（１）、室外熱交換器（３）、室外膨
張機構（４ａ）、室内膨張機構（４ｂ）及び室内熱交換
器（５）を順次接続し、かつ冷暖房サイクルの切換え可
能に構成されてなる冷媒回路（７）を備えた空気調和装
置を前提とする。

【００１０】そして、空気調和装置に、上記冷媒回路
（７）の室外膨張機構（４ａ）−室内膨張機構（４ｂ）
間の液管から圧縮機（１）の中間圧部に冷媒をバイパス
させるためのインジェクションバイパス路（１０）と、
該インジェクションバイパス路（１０）を流れる冷媒を
加熱する冷媒加熱器（１２）と、上記インジェクション
バイパス路（１０）の冷媒加熱器（１２）下流側の一部
位（Ｒ）と吸入管（６ａ）の一部位（Ｑ）と接続する連
通管（２０）と、該連通管（２０）の管路を開閉する開
閉弁（２１）とを設ける構成としたものである。

【００１１】

【作用】以上の構成により、請求項１の発明では、空気
調和装置の暖房運転中のデフロスト運転時、冷媒回路
（７）が冷房サイクル側に切換えられ、圧縮機（１）か
らの吐出冷媒が室外熱交換器（３）で凝縮，液化された
後、液ラインの一部位（Ｐ）で分岐し、一部は膨張弁
（４）で膨張され、室内熱交換器（５）で蒸発するよう
流れる一方、残部はインジェクションバイパス路（１
０）を介して圧縮機（１）の中間圧部に吸入されるよう
循環し、室外熱交換器（３）の着霜が融解される。

【００１２】そのとき、インジェクションバイパス路
（１０）の冷媒加熱器（１２）下流側の一部位（Ｒ）と
吸入管（６ａ）の一部位（Ｑ）とを接続する連通管（２
０）が設けられ、連通管（２０）に開閉弁（２１）が介
設されているので、開閉弁（２１）を開くことにより、
圧縮機（１）の中間圧部だけでなく低圧部側に冷媒がバ
イパスされる。したがって、高低差圧の小さいデフロス
ト運転時にも、インジェクションバイパス路（１０）の
冷媒加熱器（１２）を通過する冷媒量が確保され、冷媒
加熱器（１２）や冷媒の過熱が防止されるとともに、全
体として室外熱交換器（３）を流れる冷媒量が増大する
ので、デフロスト運転時間が短縮されることになる。

【００１３】請求項２の発明では、暖房運転中のデフロ
スト運転時に、連通管（２０）の開閉弁（２１）を開く
ことにより、上記請求項１の発明と同様の作用が得られ
るとともに、２つの膨張機構（４ａ），（４ｂ）を設け
たことで整流機構（３０）が不要となり、請求項１の発
明と比べてより構成が簡素化される。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面に基づ
き説明する。

【００１５】図１は本発明の第１実施例に係る空気調和
装置の冷媒配管系統を示し、該空気調和装置は、圧縮機
（１）と、暖房運転時には図中実線のごとく、冷房運転
時には図中破線のごとく切換わる四路切換弁（２）と、
冷房運転時には凝縮器として、暖房運転時には蒸発器と
して機能する室外熱交換器（３）と、冷媒を減圧して膨
張させる膨張弁（４）と、冷房運転時には蒸発器とし
て、暖房運転時には凝縮器として機能する室内熱交換器
（５）とを冷媒配管（６）で順次接続してなる冷媒回路
（７）を備えている。

【００１６】そして、上記冷媒回路（７）の液管の一部
位（Ｐ）と圧縮機（１）の中間圧部とを接続するインジ
ェクションバイパス路（１０）が設けられている。ここ
で、該インジェクションバイパス路（１０）が分岐する
液管の一部位（Ｐ）は、４つの逆止弁（Ｖ１）〜（Ｖ
４）をブリッジ状に組み合わせてなる整流機構（３０）
によって、冷暖房サイクルのいずれにおいても膨張弁
（４）の上流側となるようになされている。また、上記
インジェクションバイパス路（１０）には、該バイパス
路（１０）を流通する冷媒を加熱するための冷媒加熱器
（１２）が介設されていて、液管からバイパスされた冷
媒を冷媒加熱器（１２）で加熱することにより、冷媒を
蒸発させて圧縮機（１）の中間圧部にインジェクション
するようになされている。

【００１７】さらに、本発明の特徴として、上記インジ
ェクションバイパス路（１０）の冷媒加熱器（１２）下
流側の一部位（Ｒ）と圧縮機（１）の吸入管（６ａ）の
一部位（Ｑ）とを接続する連通管（２０）が開閉弁（２
１）を介して設けられており、開閉弁（２１）が開かれ
たときには、インジェクションバイパス路（１０）の冷
媒加熱器（１２）下流側の一部位（Ｒ）から連通管（２
０）を介して冷媒を圧縮機（１）の吸入管（６ａ）にバ
イパスするようになされている。

【００１８】したがって、上記第１実施例では、暖房運
転時、上記四路切換弁（２）が図中実線側に切換わり、
圧縮機（１）から吐出された冷媒が、図中の実線矢印に
示すように、室内熱交換器（５）で凝縮，液化された
後、液ラインの一部位（Ｐ）で分岐し、一部は膨張弁
（４）で膨張され、室外熱交換器（３）で蒸発するよう
流れる一方、残部はインジェクションバイパス路（１
０）を介して圧縮機（１）の中間圧部に吸入されるよう
循環する。つまり、室外空気との熱交換により得た暖熱
を室内空気に付与するよう熱移動が行われる。そして、
暖房運転中に蒸発器となる室外熱交換器（３）が着霜す
ると、着霜を解除すべく逆サイクルデフロスト運転が行
われる。すなわち、四路切換弁（２）が冷房サイクル側
（図中の破線側）に切換えられ、圧縮機（１）からの吐
出冷媒が、図中の破線矢印に示すように、室外熱交換器
（３）で凝縮，液化された後、液ラインの一部位（Ｐ）
で分岐し、一部は膨張弁（４）で膨張され、室内熱交換
器（５）で蒸発するよう流れる一方、残部はインジェク
ションバイパス路（１０）を介して圧縮機（１）の中間
圧部に吸入されるよう循環する。

【００１９】そのとき、デフロスト運転時には、通常運
転時よりも高圧が低いことから高低差圧が小さいので、
インジェクションバイパス路（１０）から圧縮機（１）
への冷媒のインジェクション量が低減し、冷媒加熱器
（１２）で加熱される冷媒の温度が過上昇し、上述のよ
うに冷媒の分解等の事故を生じる虞れがある。ここで、
上記第１実施例では、デフロスト運転時には連通管（２
０）の開閉弁（２１）が開かれるので、圧縮機（１）の
中間圧部だけでなく低圧部側に冷媒がバイパスされる。
したがって、インジェクションバイパス路（１０）の入
口側圧力と出口側圧力との差圧が増大することになっ
て、冷媒回路（７）の液管の一部位（Ｐ）からインジェ
クションバイパス路（１０）側にバイパスされる冷媒量
が増大し、冷媒加熱器（１２）を通過する冷媒量が増大
して冷媒加熱器（１２）や冷媒の過熱が防止される。よ
って、信頼性が向上するとともに、室外熱交換器（３）
を流れる冷媒量が増大するので、室外熱交換器（３）に
おける熱交換量が増大し、デフロスト運転時間の短縮を
図ることができるのである。

【００２０】次に、請求項２の発明に係る第２実施例に
ついて説明する。図２は第２実施例における空気調和装
置の冷媒配管系統を示し、本実施例では、冷媒回路
（７）の液ラインに室外膨張機構としての室外膨張弁
（４ａ）と室内膨張機構としての室内膨張弁（４ｂ）と
が設けられており、液管の室外膨張弁（４ａ）−室内膨
張弁（４ｂ）間の一部位（Ｐ）から圧縮機（１）の中間
圧部まで冷媒をインジェクションするインジェクション
バイパス路（１０）が設けられている。なお、第１実施
例における整流機構（３０）は設けられておらず、その
他の構成は上記第１実施例と同じである。

【００２１】したがって、上記第２実施例では、上記第
１実施例と同様に、暖房運転中のデフロスト運転時に、
開閉弁（２１）が開かれ、インジェクションバイパス路
（１０）側への冷媒のバイパス量が増大するので、冷媒
の過熱が防止される。そして、本実施例では、２つの膨
張弁（４ａ），（４ｂ）を設けたことで整流機構（３
０）が不要となり、上記第１実施例と比べより構成が簡
素化される利点がある。

【００２２】なお、上記実施例では各膨張機構として室
外膨張弁（４ａ）及び室内膨張弁（４ｂ）を設けたが、
その代わりにキャピラリチュ―ブと逆止弁とを並列に配
置したものを室外及び室内に設けてもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、圧縮機、室内熱交換器、膨張弁及び室外熱交換
器を順次接続し、かつ冷暖房サイクルの切換え可能に構
成された冷媒回路を備えた空気調和装置において、整流
機構により冷暖房サイクルのいずれにおいても膨張弁上
流側となる液管の一部位から圧縮機の中間圧部に冷媒を
インジェクションするインジェクションバイパス路を設
け、インジェクションバイパス路に冷媒加熱器を介設す
るとともに、インジェクションバイパス路の冷媒加熱器
下流側の一部位と吸入管とを開閉弁を介して接続したの
で、高低差圧の小さいデフロスト運転時にも冷媒のイン
ジェクション量を増大させて冷媒加熱器や冷媒の過熱を
防止することができ、よって、信頼性の向上とデフロス
ト運転時間の短縮とを図ることができる。

【００２４】請求項２の発明によれば、圧縮機、室外熱
交換器、室外膨張機構、室内膨張機構及び室内熱交換器
を順次接続し、かつ冷暖房サイクルの切換え可能に構成
された冷媒回路を備えた空気調和装置において、液管の
室外膨張機構−室内膨張機構間の一部位から圧縮機の中
間圧部に冷媒をインジェクションするインジェクション
バイパス路を設け、インジェクションバイパス路に冷媒
加熱器を介設するとともに、インジェクションバイパス
路の冷媒加熱器下流側の一部位と吸入管とを開閉弁を介
して接続したので、構成の簡素化を図りつつ上記請求項
１の発明と同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る空気調和装置の冷媒配管系統
図である。

【図２】第２実施例の変形例に係る空気調和装置の冷媒
配管系統図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ３ 室外熱交換器 ４ 膨張弁（膨張機構） ５ 室内熱交換器 ７ 冷媒回路 １０ インジェクションバイパス路 １２ 冷媒加熱器 ２０ 連通管 ２１ 開閉弁 ３０ 整流機構

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機（１）、室外熱交換器（３）、膨
   張弁（４）及び室内熱交換器（５）を順次接続し、かつ
   冷暖房サイクルの切換え可能に構成されてなる冷媒回路
   （７）を備えた空気調和装置において、上記冷媒回路
   （７）の液管の一部位（Ｐ）から圧縮機（１）の中間圧
   部に冷媒をバイパスさせるためのインジェクションバイ
   パス路（１０）と、該インジェクションバイパス路（１
   ０）が分岐する液管の一部位（Ｐ）が冷暖房サイクルの
   いずれにおいても上記膨張弁（４）の上流側になるよう
   冷媒の流れを整流する整流機構（３０）と、上記インジ
   ェクションバイパス路（１０）を流れる冷媒を加熱する
   冷媒加熱器（１２）と、上記インジェクションバイパス
   路（１０）の冷媒加熱器（１２）下流側の一部位（Ｒ）
   と吸入管（６ａ）の一部位（Ｑ）とを接続する連通管
   （２０）と、該連通管（２０）の管路を開閉する開閉弁
   （２１）とを備えたことを特徴とする空気調和装置。
2. 【請求項２】 圧縮機（１）、室外熱交換器（３）、室
   外膨張機構（４ａ）、室内膨張機構（４ｂ）及び室内熱
   交換器（５）を順次接続し、かつ冷暖房サイクルの切換
   え可能に構成されてなる冷媒回路（７）を備えた空気調
   和装置において、上記冷媒回路（７）の室外膨張機構
   （４ａ）−室内膨張機構（４ｂ）間の液管から圧縮機
   （１）の中間圧部に冷媒をバイパスさせるためのインジ
   ェクションバイパス路（１０）と、該インジェクション
   バイパス路（１０）を流れる冷媒を加熱する冷媒加熱器
   （１２）と、上記インジェクションバイパス路（１０）
   の冷媒加熱器（１２）下流側の一部位（Ｒ）と吸入管
   （６ａ）の一部位（Ｑ）とを接続する連通管（２０）
   と、該連通管（２０）の管路を開閉する開閉弁（２１）
   とを備えたことを特徴とする空気調和装置。