JP3823706B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍サイクルにより室内機の吹出空気を加熱するサイクル加熱除湿運転が可能な空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
日本のように湿度の高いところでは快適で省電力な除湿運転に対するニーズが大きい。このニーズに応じるため、特開平７−１３９８４８号公報（文献１）に記載されている空気調和装置に、サイクル再熱除湿機能を備えたものが知られている。このサイクル再熱除湿は冷房サイクルによって再熱除湿を行うもので、圧縮機、室外熱交換器、電動膨張弁、室内熱交換器を順次配管によって接続し、室内熱交換器を除湿運転時に絞り作用を行う除湿絞り装置（除湿弁ともいう）を介して二分割した冷凍サイクルとする。除湿運転時に、電動膨張弁を開き、除湿弁を閉じて絞り作用をさせるようにする。この状態で、冷媒を冷房サイクルと同じ方向に、圧縮機、室外熱交換器、絞り作用をしない電動膨張弁、再熱器となる室内熱交換器、除湿弁、冷却器となる室内熱交換器を経て圧縮機に戻る経路で流すことで、湿った室内の吸込空気を冷却・除湿すると同時に加熱して低湿度で室温と同等温度のカラッとした空気にして吹き出すようにしたものである。
【０００３】
他方、冷房サイクルと同様の冷媒流れ方向によるサイクル再熱除湿では再熱能力が不足気味となるため、暖房サイクルと同様の冷媒流れ方向によるサイクル再熱除湿が特開昭５４−４７３５３号公報（文献２）に記載されている。圧縮機、室内熱交換器、電動膨張弁、室外熱交換器を順次配管によって接続し、室内熱交換器を除湿運転時に絞り作用を行う除湿絞り装置（除湿弁ともいう）を介して二分割した冷凍サイクルとする。除湿運転時に、電動膨張弁を開き、除湿弁を閉じて絞り作用をさせるようにする。この状態で、冷媒を暖房サイクルと同じ方向に、圧縮機、再熱器となる室内熱交換器、除湿弁、冷却器となる室内熱交換器、絞り作用をしない電動膨張弁、室外熱交換器を経て圧縮機に戻る経路で流すことで、再熱能力を大きくして除湿を行うようにしたものである。
【０００４】
ところで、冷房運転及び暖房運転を行う一般的なヒートポンプサイクルにおいて、性能向上を図るために、特開平１０−３２５６２２号公報（文献３）に記載されているような、ガスインジェクションサイクルが知られている。ガスインジェクションサイクルは、冷凍サイクルにおいて、凝縮器と蒸発器との間の配管経路上に、絞り装置を二個用いその間に気液分離器を設け、凝縮後の液冷媒を上流側の絞り装置で多少絞って中間圧力とした後、一部の冷媒をガス化して気液分離器に導き気液を分離し、この後、ガス冷媒は中間圧力で圧縮機のシリンダ内に噴射し、液冷媒は更に下流側の絞り装置で絞ってから蒸発器に流すようにしたものである。
【０００５】
東芝レビュー ３４巻４号（１９７９）「高暖房能力・高効率ヒートポンプ式ルームエアコンディショナ」（文献４）に示されているように、冷房運転時および暖房運転時共にＣＯＰ(成績係数（能力／消費電力）)の向上が可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
最近のエアコンは年間通して使える本格空調機として認知されつつあり、このためには快適除湿、高暖房能力および年間を通しての省エネを実現する必要がある。このうち特に省エネに関しては、地球温暖化防止やエアコンの一家複数台設置に伴い、今後ともますます重要になる方向にある。
このため、空気調和機として、前述の文献１若しくは文献２に記載されたサイクル除湿を備えていること、及び文献３若しくは文献４に記述されたガスインジェクション回路を備えた冷凍サイクルとする必要がある。
【０００７】
しかしながら、空気調和機の冷凍サイクル中にサイクル再熱除湿及びガスインジェクション回路を備えようとした場合、次に説明する問題があることが分かった。
【０００８】
最近の空気調和機は、冷媒としてオゾン層破壊係数がゼロであるＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）冷媒を使うようになってきているが、このＨＦＣ冷媒は塩素原子を含んでいないことから潤滑性が悪くなっており、圧縮機の信頼性に十分配慮する必要がある。
ここでサイクル再熱除湿及びガスインジェクション回路を備えた冷凍サイクルを想定する。すなわち、冷凍サイクルを、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、第１の電動膨張弁、気液分離器、第２の電動膨張弁、第１の室内熱交換器、除湿弁、第２の室内熱交換器を順次配管によって接続し、気液分離器と圧縮機の圧縮過程となっている作動室とを配管によって接続したものとする。
【０００９】
このような冷凍サイクルにおいて、冷房サイクルによるサイクル再熱除湿を行わせると、圧縮機内に液冷媒が噴射される液インジェクションになってしまう場合があることが分かった。この場合、液冷媒は潤滑油を溶解させる作用があることから、液インジェクションが激しくなると圧縮機摺動部の潤滑油を溶解して洗い流し、場合によっては摺動部の摩耗を引き起こし、圧縮機の信頼性を劣化させることになる。
【００１０】
液インジェクションを防止するために、第１の電動膨張弁及び第２の電動膨張弁を絞ると、今度は再熱器として作用している第１の室内熱交換器が十分暖まらず室温を低下させずに除湿することができなくなるという問題がある。
【００１１】
また、暖房サイクルによるサイクル再熱除湿を行わせると、室内熱交換器をショートサーキットしてしまい能率が低下するといった問題がある。
【００１２】
また、上記文献３及び文献４には、冷凍サイクルの立上り時（起動時）、除霜運転時、及び冷媒回収運転時についてのインジェクション弁について何ら配慮されていない。
【００１３】
本発明の目的は、ガスインジェクション回路を備えつつ、サイクル再熱除湿が行える冷凍サイクルを備える空気調和機を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、圧縮機、室外熱交換器、第一の絞り装置、気液分離器、第二の絞り装置、第一室内熱交換器、除湿絞り装置、第二室内熱交換器を順次配管により接続し、この気液分離器と圧縮機とをインジェクション弁を介して配管接続し、前記気液分離器内の上側のガス冷媒を前記インジェクション弁を介して前記圧縮機にガスインジェクションする空気調和機において、冷媒を塩素を含まない冷媒とし、冷媒の流れ方向を冷房時と同じ流れ方向とした除湿運転時、前記第一の絞り装置及び前記第二の絞り装置を開き、前記インジェクション弁を閉じるようにすることにより達成される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施の形態であり、冷房運転、暖房運転及びサイクル再熱（加熱）除湿運転が行え、さらにガスインジェクションが行えるようにした冷凍サイクルの構成を示す図である。
【００２２】
図１において、１はインバータによって内蔵された電動機の回転数制御のような能力制御が可能で、圧縮過程となる作動室にインジェクションポートを備えた圧縮機、２は冷房運転、暖房運転、除湿運転に応じて冷媒の流れ方向を切換える四方弁に代表される運転切換弁、３は冷房運転及び冷房サイクルを利用したサイクル再熱除湿運転時に凝縮器となる室外熱交換器、４及び６は主に冷房運転及び暖房運転の時に絞り作用を行うと同時に流通抵抗の少ない全開状態が可能な可変絞りでありそれぞれ第一絞り装置及び第二絞り装置、５は気液分離器、７及び９は除湿運転時に絞り作用を行う除湿絞り装置８（除湿弁）を介して二分割されたそれぞれ第一室内熱交換器及び第二室内熱交換器であり、これらが配管によって環状に接続されている。また、気液分離器８の上部とインジェクション圧縮機１はインジェクション配管１１によって接続され、さらにインジェクション配管１１には、流れを遮断することのできるインジェクション弁１０が設けられている。また、１２は室外送風ファン、１３は室内送風ファンである。
【００２３】
表１に、図１に示した冷凍サイクルにおける種々の運転と各運転における各弁の動作状態を示す。以下、図１と表１を用いて、種々の運転状態を説明する。
【００２４】
【表１】

【００２５】
冷房運転時には、第一絞り装置４及び第二絞り装置６を適正に絞り、除湿絞り装置８及びインジェクション弁１０を開き、冷媒を実線矢印のように流す。これにより、室外熱交換器３を出た凝縮冷媒は第一絞り装置４で減圧されたあと気液分離器５に入るため、気液分離器５内の冷媒は、凝縮圧力と蒸発圧力の間の中間圧力になると同時に気液混合冷媒となる。この気液混合冷媒は、気液分離器５内で上側がガス、下側が液に分離される。
【００２６】
そして、このガス冷媒は気液分離器５の上端に接続されたインジェクション配管１１を通って圧縮機１にガスインジェクションされ、液冷媒はさらに第二絞り装置６で絞られたあと蒸発器となる第一室内熱交換器７から第二室内熱交換器９に入る。このガスインジェクションサイクルにより、冷房性能すなわち冷房時のＣＯＰ（能力／消費電力）が向上する。
【００２７】
また暖房運転時でも、第一絞り装置４及び第二絞り装置６を適当に絞り、除湿絞り装置８及びインジェクション弁１０を開き、運転切換弁２を切換えて、冷媒を波線矢印のように流す。これにより、第二室内熱交換器９から第一室内熱交換器７を出た凝縮冷媒は第二絞り装置６で減圧されたあと気液分離器５に入るため、気液分離器５内の冷媒は、凝縮圧力と蒸発圧力の間の中間圧力になると同時に気液混合冷媒となる。この気液混合冷媒は、気液分離器５内で上側がガス、下側が液に分離される。
【００２８】
そして、このガス冷媒はインジェクション配管１１を通って圧縮機１にガスインジェクションされ、液冷媒は第一絞り装置４でさらに絞られたあと蒸発器となる室外熱交換器３に入る。このガスインジェクションサイクルにより、暖房性能すなわち暖房時のＣＯＰ（能力／消費電力）が向上する。
【００２９】
ところで、ガスインジェクションにより冷房運転あるいは暖房運転でのＣＯＰが向上するのは、気液分離器５内の圧力が圧縮機１内の圧力より十分高く（圧縮機１における冷媒の吸込圧力より十分高く）、気液分離器５から圧縮機１へガスインジェクションが実際に行われる場合である。また、圧縮機１内の圧力は、スクロール、ロータリ若しくはレシプロ等の圧縮機構部を駆動する電動機の回転角度に応じて変化する。
【００３０】
ここで、冷房あるいは暖房の負荷が比較的大きく、これに見合って圧縮機１が中能力から高能力で運転（回転数制御圧縮機では中速回転から高速回転で運転）している場合には、圧縮機１の（冷媒の）吸込圧力が十分低く吐出圧力が十分高くなり、この結果、気液分離器５内の（冷媒の）圧力を圧縮機１の吸込圧力に比べて十分高くでき、圧縮機１へ十分な量のガスインジェクションを行うことができ、ＣＯＰを向上することができる。
【００３１】
しかし、負荷が小さく圧縮機１が低能力で運転（回転数制御圧縮機では低速回転で運転）している場合には、圧縮機１の吸込圧力が上がり吐出圧力が下がるため、気液分離器５内の圧力を圧縮機１内の圧力に比べて十分高くならず、圧縮機１のある前半の回転角度範囲では気液分離器５内の圧力が圧縮室１内の圧力より高く気液分離器５から圧縮機１へのガスインジェクションが行われるが、ある後半の回転角度範囲では、圧縮機１内の圧力が気液分離器５内の圧力より高くなり圧縮機１から気液分離器５へガス冷媒が逆流することになる。そして、場合によっては逆流の量のほうが多くなり、この場合にはＣＯＰが低下してしまう。
【００３２】
以上より、前述の冷房運転及び暖房運転においては、圧縮機１が中能力から高能力で運転（回転数制御圧縮機では中速回転から高速回転で運転）している場合には、インジェクション弁１０を開いて、圧縮機１へのガスインジェクションを行うように運転する。
【００３３】
一方、圧縮機１が低能力で運転（回転数制御圧縮機では低速回転で運転）している場合には、インジェクション弁１０を閉じて、気液分離器５への逆流が生じないように運転する。このうちインジェクション弁１０を閉じて低能力の冷房運転を行う場合には、気液分離器５内に液冷媒が多量に溜まらないように、下流側の絞り装置を開き、上流側の絞り装置を適正に絞って冷凍サイクルを制御する。また低能力の暖房運転を行う場合には、一方の絞り装置を適正に絞り、他方の絞り装置を開にする。この場合、冷房運転に比べて暖房運転での必要冷媒量が少ない場合には、気液分離器５内に液冷媒を溜めるために上流側の絞り装置を開き、下流側の絞り装置を適正に絞って運転する。
次に除湿運転を説明する。除湿運転では冷房サイクルでのサイクル加熱除湿運転（以下冷房サイクル加熱除湿運転と呼ぶ）と暖房サイクルでのサイクル加熱除湿運転（以下暖房サイクル加熱除湿運転と呼ぶ）がある。
【００３４】
冷房サイクル加熱除湿運転では、第一絞り装置４及び第二絞り装置６を流通抵抗が問題にならない全開状態にし、除湿絞り装置８を絞り、冷媒を冷房運転と同じ方向の一点鎖線のように流す。
【００３５】
圧縮機１から吐出された高温高圧ガス冷媒は、第一絞り装置４及び第二絞り装置６でほとんど減圧されずに流れ、室外熱交換器３及び第一室内熱交換器７で凝縮され、さらに除湿絞り装置８で減圧されたあと第二室内熱交換器９で蒸発する。
この結果、室内送風ファン１３により、吸込まれた室内空気は第一室内熱交換器７で加熱されると同時に第二室内熱交換器９により冷却・除湿され、吸込空気が低湿度で室温と同等温度のカラッとした空気になって吹き出される快適な除湿運転を行う。
【００３６】
この場合、気液分離器５内の冷媒は、圧力が高く（圧縮機吐出部でのガス冷媒の圧力に近い）液冷媒の多い状態となっており、インジェクション弁１０を開にしておくと、この液冷媒がインジェクション配管１１を通って圧縮機１に液インジェクションされ、液インジェクション量が多いと圧縮機の信頼性を損なうことになる。
【００３７】
従って、冷房サイクル加熱除湿運転時には、インジェクション弁１０を閉じて圧縮機へのインジェクションを遮断することにより、液インジェクションを防止して圧縮機の信頼性を確保することができる。
【００３８】
また更には、外気温が比較的高く冷房能力を高めたい時には、前述の冷房サイクル加熱除湿運転において、更に第一絞り装置４あるいは第二絞り装置６を適当に絞った冷却能力強化の冷房サイクル加熱除湿運転とすることにより、より冷房気味の除湿運転が可能となる。この場合、第一絞り装置４あるいは第二絞り装置６の絞り量を少なくすると、第一室内熱交換器７が凝縮器になるが、その加熱能力が小さくなるため、吹出空気温度が下がり、より冷房気味の除湿運転となる。また第一絞り装置４あるいは第二絞り装置６の絞り量を多くすると、第一室内熱交換器７の加熱能力がほとんど無くなるか、さらには（第二室内熱交換器９より蒸発温度の高い）蒸発器となり、より一層冷房気味の除湿運転となる。
【００３９】
こうした冷却能力強化の冷房サイクル加熱除湿運転においても、気液分離器５内は圧力が高く液冷媒の多い状態となっている場合が多く、インジェクション弁１０を開にしておくと、液インジェクションが生じ、この量が多い場合には圧縮機の信頼性を損なうことになる。従って、冷却能力を強化した冷房サイクル加熱除湿運転時にも、インジェクション弁１０を閉じて圧縮機へのインジェクションを遮断し、液インジェクションを防止して圧縮機の信頼性を確保するようにする。
【００４０】
次に暖房サイクル加熱除湿運転について説明する。この運転では、第一絞り装置４及び第二絞り装置６を流通抵抗が問題にならない全開状態にし、除湿絞り装置８を絞り、冷媒を暖房運転と同じ方向の二点鎖線のように流す。
【００４１】
圧縮機１から吐出された高温高圧ガス冷媒は、凝縮器となる第二室内熱交換器９で凝縮したあと除湿絞り装置８によって減圧され、さらに第二絞り装置６及び第一絞り装置４でほとんど減圧されないことから、第一室内熱交換器７及び室外熱交換器３が蒸発器となりここで蒸発する。この結果、室内送風ファン１３により吸込まれた室内空気は第二室内熱交換器９で加熱されると同時に第一室内熱交換器７で冷却・除湿され、吸込空気が低湿度で室温と同等温度のカラッとした空気になって吹き出される快適な除湿運転を行う。
【００４２】
また、この場合は、室外熱交換器３も蒸発器となって外気から吸熱し、この熱も凝縮器となる第二室内熱交換器９から放熱されるため、第二室内熱交換器９での放熱能力は第一室内熱交換器７での冷却能力に比べてはるかに多くなる。この結果、前述の冷房サイクル加熱除湿運転に比べて加熱能力を大幅に増大で、外気温が低い時でも暖房気味の除湿運転を行うことができる。
【００４３】
またさらに外気温が低い時には、前述の暖房サイクル加熱除湿運転において、更に第一絞り装置４あるいは第２絞り装置６を適当に絞った加熱能力強化の暖房サイクル加熱除湿運転とすることにより、室外熱交換器３の温度を外気より低くして外気から吸熱し、暖房気味の除湿運転を行うことができる。
【００４４】
ここで、暖房サイクル加熱除湿運転では、気液分離器５内の圧力は圧縮機１の吸込圧力に近い低い圧力となり、インジェクション配管１１を通って圧縮機１から気液分離器５への冷媒の逆流が発生し、性能低下を引き起こす。また加熱能力強化の暖房サイクル加熱除湿運転では、気液分離器５内の圧力は、暖房サイクル加熱除湿運転に比べて、第二絞り装置６による絞り分と室外熱交換器３での圧力損失を加えた程度だけ圧縮機１の吸込圧力より高くなるが、それでも圧縮機１内の圧力に比べて十分高くならず、インジェクション配管１１を通って圧縮機１から気液分離器５への冷媒の逆流が発生し、性能低下を引き起こす。
【００４５】
従って、暖房サイクル加熱除湿運転及び加熱能力を強化した暖房サイクル加熱除湿運転の場合とも、圧縮機１から気液分離器５への冷媒の逆流による性能低下を防ぐために、インジェクション弁１０を閉じて運転する。
【００４６】
以上は主に安定運転での各弁の動作状態とサイクルの状態を述べてものであるが、運転状態とし
ては、冷房、暖房、除湿の各場合での運転開始時や圧縮機能力急変時等の時の立上り運転や、低外気温時での暖房運転で室外熱交換器３に霜が着いた時に行う霜を溶かす除霜運転がある。以下これらの過渡的な運転での各弁の制御方法と冷凍サイクルの状態を説明する。
【００４７】
冷房及び暖房での立上り運転では、一般的に、冷凍サイクルの応答性を速くするために第一及び第二絞り装置４、６を比較的開いた状態に制御する。この場合には、第一及び第二の絞り装置４、６により冷凍サイクルの状態を十分精度良く制御できず、気液分離器５内の液冷媒量が増え、液インジェクションが起こる場合がある。そこで冷房及び暖房の立上り運転時にはインジェクション弁１０を閉じて運転し、液インジェクションを防いで圧縮機の信頼性を確保するようにする。またこの場合のインジェクション弁１０を閉じておく時間はタイマーで設定したり、あるいは圧縮機１からの吐出冷媒温度や圧縮機表面温度や圧縮機吐出パイプ温度の何れかあるいは複数を検出して、これらの温度がある設定値になるかあるいはこれらの温度の変化速度がある一定値以下になる迄の時間として設定する。また更にはこの立上り運転時には気液分離器５内の液冷媒量を安定運転時のガスインジェクション状態と同様に少なくし更に絞り制御を容易にするために、下流側の絞り装置を全開にし、上流側の絞り装置により絞り状態を制御するようにする。
【００４８】
また除湿運転での立上り運転では、先の安定運転の所で述べたように、第一及び第二の絞り装置で十分な冷凍サイクル状態の制御を行わないため、インジェクション弁１０を閉じて液インジェクションを防ぎ、圧縮機１の信頼性を確保する。
【００４９】
次に除霜運転の場合を説明する。図１のサイクル構成においては、暖房運転から除霜運転に切換る時に、運転切換弁２を暖房サイクルから冷房サイクルになるように切換え、室外熱交換器３が凝縮器になるようにして室外熱交換器に付いた霜を溶かす逆サイクル除霜を行う。この逆サイクル除霜では、室外熱交換器３に付いた霜をできるだけ速く溶かすために、第一および第二の絞り装置４、６を開くかあるいは多少絞り、除湿絞り装置８を開いた状態にし、更に圧縮機１をできるだけ高能力運転状態にする（回転数制御圧縮機では圧縮機回転数をできるだけ高速回転にする）。この状態では、第一および第二の絞り装置４、６で冷凍サイクルを十分に制度良く制御できないため、気液分離器５内に液冷媒が多くたまり液インジェクションになる場合がある。
【００５０】
そこで逆サイクル除霜運転の時には、インジェクション弁１０を閉じてインジェクションを行わないようにし、圧縮機の信頼性を確保する。
【００５１】
また除霜運転には、図２において、流路の開閉を行うバイパス用二方弁１４を介して、運転切換弁２の第二室内熱交換器９への出口側配管から室外熱交換器３の入口側配管にかけてバイパス管１５を設けた図２の冷凍サイクル構成とし、暖房サイクルのままで、バイパス用二方弁１４を開いて第二室内熱交換器９に行く高温高圧のガス冷媒の一部を破線矢印のように室外熱交換器３にバイパスさせて、室外熱交換器３についた霜を溶かすバイパス除霜方式がある。
【００５２】
この除霜方式でも、室外熱交換器３に付いた霜をできるだけ速く溶かすように第一及び第二の絞り装置４、６の絞り量を少なくして、圧縮機をできるだけ高能力状態で運転するが、第一および第二の絞り装置４、６で冷凍サイクルを十分には制御できないため、場合によっては気液分離器５内が高圧になり、液冷媒が多く溜まって液インジェクションになる場合がある。
【００５３】
従って、バイパス除霜方式の場合でも、除霜運転の時には、インジェクション弁１０を閉じてインジェクションを行わないようにして、圧縮機の信頼性を確保する。なお図２において、図１と同一番号を付けたものは同一部分を示し、これまでに述べた除霜運転以外の運転では、バイパス用二方弁１４は閉とし図１と同様の動作・サイクル状態とする。また図２においては、バイパス管１５の一端を室外熱交換器３と第一絞り装置４の間に接続したが、これに限らず、室外熱交換器３と第一室内熱交換器の間であればどこでも良く、この場合にも同様の作用・効果が得られる。
【００５４】
次に、これまでの図１に対する説明では、インジェクション弁１０として主に開閉のみ行うもの想定して説明してきたが、インジェクション量を制御できるを弁を使用することが出来る。この場合、冷房サイクル加熱除湿運転および各運転での立上り運転や除霜運転においては、インジェクション弁１０を適正に絞ることにより液インジェクションを防止してガスインジェクションになるように運転し、圧縮機の信頼性を確保すると共にガスインジェクションによる性能向上も行うことができる。また冷房及び暖房の安定運転においても、液インジェクションが起こりそうな場合には、インジェクション弁１０を適当に絞ることによりガスインジェクション状態にでき、圧縮機１の信頼性を確保することができる。
【００５５】
なおインジェクション弁１０としては、流路の開閉のみを行うものとして二方弁が、流量を変えられるものとしてモータ等により弁開度を広い範囲で制御できる電動式の膨張弁や流量制御弁が考えられる。さらにインジェクション弁１０としては、省エネの点から、弁の作動を行う時だけ通電し、その後は無通電でも通電時（動作後）の状態を保持しておく弁が望ましい。こうした弁として、ラッチ式の二方弁や電動式の膨張弁や流量制御弁があり、これらを使うことにより、より省エネ状態でガスインジェクションをおこなうことができる。
【００５６】
またこれまでに説明した絞り装置４、６としても絞り量を広い範囲で制御できる電動膨張弁が有効であり、これを使うことにより広い能力範囲においてサイクルを最適状態に保つことができ、特に広い外気温度に応じて能力を広範囲に変える必要のある暖房運転において効果が大きい。
【００５７】
さらにこれまでの能力可変圧縮機としてはインバータ制御の回転数制御圧縮機が有効であり、この使用により各運転において能力を広い範囲で変えることができ、特に能力可変範囲の広い暖房運転において効果が大きい。
【００５８】
またさらに、図１及び図２においては、室内吸込空気流が第一室内熱交換器７、第二室内熱交換器９に対して並列に流れるようになっている。しかし室内熱交換器の分割方法はこれに限らず、第一室内熱交換器７、第二室内熱交換器９を除湿絞り装置を８介して風上側と風下側に分割しても良く（図示省略）、これによっても快適な除湿運転を行える。
【００５９】
ところで、セパレートタイプの空気調和機においては、移設や修理等において室内機と室外機を分離して取り外す時、冷媒が大気中にもれるのを防ぐ為に冷媒を室外機に一旦回収する運転を行う。この場合の冷凍サイクルの構成と動作を図３を用いて説明する。図３は、図１の冷凍サイクル構成において、更に第二絞り装置６と第一室内熱交換器７を結ぶ配管中に設けられた第一サービスバルブ１６と第二室内熱交換器９と運転切換弁２を結ぶ配管中に設けられた第二サービスバルブ１７を追加した構成を持ち、これらのサービスバルブ１６、１７は一般的に室外機側に設けられる。
【００６０】
図３において、表２に示すように冷媒回収運転時には、除湿絞り装置８を開き、第一サービスバルブ１６を閉じ、第二サービスバルブ１７を開いて、冷媒を冷房運転と同じように実線矢印の方向に流し、室内熱交換器７、９内及び接続配管内の冷媒を室外熱交換器３内に回収する。このあと第二サービスバルブ１７を閉じ、室内機と室外機を結ぶ配管をはずして分離する。
【００６１】
【表２】

【００６２】
この冷媒回収運転において、気液分離器５の内部が高圧になる場合には、インジェクション弁１０が開いているとガスインジェクションあるいは液インジェクションが起こり、インジェクションされた冷媒が圧縮機１内で吸込側にもれ、低圧側すなわち室内熱交換器７、９内の真空度が十分に上がらず、冷媒を室外熱交換器３内に十分回収できなくなる場合がある。従って、この冷媒回収運転時にはインジェクション弁１０を閉じ、気液分離器５から圧縮機１の吸込側へもれこむ冷媒を無くし、低圧側の真空度を上げるようにして十分な冷媒回収を行う。また図３のサービスバルブを付けた冷凍サイクル構成及び冷媒回収運転は、図２においても適用出来る。
【００６３】
ここで、図１から図３の冷凍サイクルを用いてこれまでに述べてきた各運転のうち、冷房及び暖房での立上り運転、除霜運転、及び冷媒回収運転における第一及び第二絞り装置４、６及びインジェクション弁１０の動作は、室内熱交換器を除湿絞り装置８を介して二分割しないでサイクル加熱運転を行わない通常のインジェクション冷凍サイクルにおいても（この場合、表１、２において除湿絞り装置が無く、その制御は不要）、同様に行うことができ、圧縮機の信頼性を確保する等同様の効果を得ることができる。
【００６４】
またこれまで図１から図３においては、運転切換弁２のある冷房運転及び暖房運転を行える冷凍サイクルを用いて説明してきたが、これに限らず、運転切換弁２が無く冷房運転を行う冷凍サイクルの場合（図示省略）にも、冷房運転及び冷房サイクル加熱除湿運転に対して、各弁をこれまでに述べたのと同様に制御して、圧縮機の信頼性を確保した同様の運転を行うことができる。
【００６５】
さらにまた、これまで説明した技術は、冷媒の種類には関係無く、Ｒ２２等のＨＣＦＣ系冷媒、Ｒ４１０Ａ等のＨＦＣ系冷媒、更には自然冷媒を使用した場合にも適用でき、同様な効果が得られる。
【００６６】
また、サイクル再熱除湿として冷房サイクルを利用したもの及び暖房サイクルを利用したものの両者を切換可能な空気調和装置を説明したが、何れか一方のみの除湿運転可能な空気調和装置であっても、前述のガスインジェクション弁の制御は同様である。
【００６７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、少なくとも圧縮機、室外熱交換器、冷暖房運転用の絞り装置、室内熱交換器を具備した冷凍サイクルを、圧縮機をインジェクション可能にし、冷暖房運転用の絞り装置を二個としその間に気液分離器を設け、さらにインジェクション弁を介して圧縮機と気液分離器を接続してガスインジェクションが出来るような構成にし、更には室内熱交換器を除湿運転用の絞り装置を介して二つに分割して冷凍サイクルで室内の吸込空気を冷却・除湿すると同時に加熱するサイクル加熱除湿運転が可能な構成にした。
【００６８】
そして冷房及び暖房の中能力から高能力運転においてはインジェクション弁を開いたり適正に絞ったりしてガスインジェクションを行い、低能力運転においてはインジェクション弁を閉じてインジェクションを止めて運転する。またサイクル加熱除湿、冷房、暖房における立上り運転、及び除霜運転においては、インジェクション弁を閉じたり適正に絞ったりして、圧縮機へ液インジェクションが起こらないようにする。
【００６９】
この結果、冷房・暖房・サイクル加熱除湿の各運転に対し、安定運転時および過渡運転時を含め、圧縮機の信頼性を確保した状態で、ガスインジェクションによる性能（ＣＯＰ）向上を実現した空気調和機を提供できる。
【００７０】
更には移設や修理等の時に冷媒を室外熱交換器に回収する場合、インジェクション弁を閉じることにより室内熱交換器や接続配管の中の真空度を高くして、冷媒を室外熱交換器内に十分回収可能な空気調和機を提供できる。
【００７１】
【発明の効果】
以上本発明によれば、ガスインジェクション回路を備えつつ、サイクル再熱除湿が行える冷凍サイクルを備える空気調和機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態である冷凍サイクルの構成を示す図である。
【図２】図１における他の実施の形態である冷凍サイクルの構成を示す図である。
【図３】図１における更に他の実施の形態である冷凍サイクルの構成を示す図である。
【符号の説明】
１…圧縮機、２…運転切換弁、３…室外熱交換器、４…第一絞り装置、５…気液分離器、６…第二絞り装置、７…第一室内熱交換器、８…除湿絞り装置、９…第二室内熱交換器、１０…インジェクション弁、１１…インジェクション配管、１２…室外送風ファン、１３…室内送風ファン、１４…バイパス用二方弁、１５…バイパス管、１６…第一サービスバルブ、１７…第二サービスバルブ。

Claims (1)

1. 圧縮機、室外熱交換器、第一の絞り装置、気液分離器、第二の絞り装置、第一室内熱交換器、除湿絞り装置、第二室内熱交換器を順次配管により接続し、この気液分離器と圧縮機とをインジェクション弁を介して配管接続し、前記気液分離器内の上側のガス冷媒を前記インジェクション弁を介して前記圧縮機にガスインジェクションする空気調和機において、冷媒を塩素を含まない冷媒とし、冷媒の流れ方向を冷房時と同じ流れ方向とした除湿運転時、前記第一の絞り装置及び前記第二の絞り装置を開き、前記インジェクション弁を閉じるようにした空気調和機。

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