JP4661725B2 - Refrigeration equipment - Google Patents
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Description
本発明は、冷媒の循環方向が切換可能な冷凍サイクルを行う冷凍装置に関し、特に冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離する気液分離器を備えた冷凍装置に係るものである。 The present invention relates to a refrigeration apparatus that performs a refrigeration cycle in which the circulation direction of refrigerant can be switched, and particularly relates to a refrigeration apparatus that includes a gas-liquid separator that separates refrigerant into gas refrigerant and liquid refrigerant.
従来より、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷凍装置は、室内の冷房や暖房を行う空気調和装置等に広く適用されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, refrigeration apparatuses that perform a refrigeration cycle by circulating a refrigerant have been widely applied to air conditioning apparatuses that perform indoor cooling and heating.
特許文献１には、この種の冷凍装置として、冷房運転と暖房運転とが切換可能な空気調和装置が開示されている。
図７に示すように、この空気調和装置（60）は、冷媒が充填される冷媒回路（61）を備えている。冷媒回路（61）には、圧縮機（62）と室外熱交換器（63）と室内熱交換器（64）と膨張弁（65）と四路切換弁（66）とが設けられている。また、冷媒回路（10）には、冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離するための気液分離器（70）が設けられている。この気液分離器（70）は、４つの逆止弁（71,72,73,74）が設けられたブリッジ回路と、分離後のガス冷媒を圧縮機（62）の吸入側に送るためのガスインジェクション配管（75）を備えている。 As shown in FIG. 7, the air conditioner (60) includes a refrigerant circuit (61) filled with a refrigerant. The refrigerant circuit (61) is provided with a compressor (62), an outdoor heat exchanger (63), an indoor heat exchanger (64), an expansion valve (65), and a four-way switching valve (66). The refrigerant circuit (10) is provided with a gas-liquid separator (70) for separating the refrigerant into a gas refrigerant and a liquid refrigerant. This gas-liquid separator (70) has a bridge circuit provided with four check valves (71, 72, 73, 74) and a gas refrigerant after separation to send to the suction side of the compressor (62). Gas injection piping (75) is provided.
この空気調和装置（60）では、四路切換弁（66）の設定が切り換えられることで、冷媒の循環方向が可逆となっており、以下に説明するような冷房運転と暖房運転とが可能となっている。 In this air conditioner (60), the setting of the four-way switching valve (66) is switched, so that the circulation direction of the refrigerant is reversible, and cooling operation and heating operation as described below are possible. It has become.
冷房運転では、四路切換弁（66）が図７の実線で示す状態に設定される。圧縮機（62）の吐出冷媒は、室外熱交換器（63）で凝縮（放熱）し、ブリッジ回路の第１逆止弁（71）及び膨張弁（65）を通過する。膨張弁（65）で減圧して気液二相状態となった冷媒は、気液分離器（70）に送られる。この気液分離器（70）では、冷媒がガス冷媒と液冷媒とに分離する。気液分離器（70）内の液冷媒は、第３逆止弁（73）を通過してから室内熱交換器（64）で蒸発する。つまり、室内熱交換器（64）では、冷媒で室内空気を冷却する冷却動作が行われ、室内の冷房がなされる。室内熱交換器（64）を流出した冷媒は、圧縮機（62）に吸入される。また、上述の気液分離器（70）では、分離後のガス冷媒がガスインジェクション配管（75）を介して圧縮機（62）の吸入側に送られる。つまり、この空気調和装置（60）の冷房運転では、ガス冷媒を圧縮機（62）へ吸入させる、いわゆるガスインジェクション動作が行われる。 In the cooling operation, the four-way switching valve (66) is set to the state shown by the solid line in FIG. The refrigerant discharged from the compressor (62) is condensed (radiated) by the outdoor heat exchanger (63) and passes through the first check valve (71) and the expansion valve (65) of the bridge circuit. The refrigerant that has been decompressed by the expansion valve (65) and is in a gas-liquid two-phase state is sent to the gas-liquid separator (70). In the gas-liquid separator (70), the refrigerant is separated into a gas refrigerant and a liquid refrigerant. The liquid refrigerant in the gas-liquid separator (70) evaporates in the indoor heat exchanger (64) after passing through the third check valve (73). That is, in the indoor heat exchanger (64), a cooling operation for cooling the indoor air with the refrigerant is performed to cool the room. The refrigerant that has flowed out of the indoor heat exchanger (64) is sucked into the compressor (62). In the gas-liquid separator (70), the separated gas refrigerant is sent to the suction side of the compressor (62) through the gas injection pipe (75). That is, in the cooling operation of the air conditioner (60), a so-called gas injection operation is performed in which the gas refrigerant is sucked into the compressor (62).
一方、暖房運転では、四路切換弁（66）が図７の破線に示す状態に設定される。圧縮機（62）の吐出冷媒は、室内熱交換器（64）で凝縮（放熱）する。つまり、室内熱交換器（64）では、冷媒で室内を加熱する加熱動作が行われ、室内の暖房がなされる。室内熱交換器（64）を流出した冷媒は、第２逆止弁（72）及び膨張弁（65）を通過する。膨張弁（65）で減圧して気液二相状態となった冷媒は、気液分離器（70）内に送られる。気液分離器（70）では、冷媒がガス冷媒と液冷媒とに分離する。気液分離器（70）内の液冷媒は、第４逆止弁（74）を通過してから室外熱交換器（63）で蒸発する。室外熱交換器（63）を流出した冷媒は、圧縮機（62）に吸入される。また、この空気調和装置（60）の暖房運転では、上述の冷房運転と同様、気液分離器（70）内のガス冷媒を圧縮機（62）の吸入側に導入させる、ガスインジェクション動作が行われる。
特許文献１に開示されているような空気調和装置では、利用側熱交換器となる室内熱交換器の冷却動作時と加熱動作時の双方において、上述したガスインジェクション動作を行えるように、気液分離器にブリッジ回路を設けるようにしている。しかしながら、この構成では、ブリッジ回路に４つの逆止弁を設ける必要があり、部品点数が増大すると共に冷媒回路の構成が複雑となる。また、このように４つの逆止弁を設けると、冷媒の循環方向の切換に伴う逆止弁の弁体の動きに伴い、ブリッジ回路の周辺における騒音が大きくなる虞もある。
In an air conditioner as disclosed in
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷媒の循環方向が切換可能な冷凍装置において、気液分離器の構成を簡素化しながら、利用側熱交換器の冷却動作時と加熱動作時の双方でガスインジェクション動作を行えるようにすることである。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to cool the utilization side heat exchanger while simplifying the configuration of the gas-liquid separator in the refrigeration apparatus in which the circulation direction of the refrigerant can be switched. It is to be able to perform the gas injection operation both at the time and during the heating operation.
第１の発明は、圧縮機（11）と熱源側熱交換器（12）と利用側熱交換器（13）と気液分離器（20）とが設けられる冷媒回路（10）を備え、該冷媒回路（10）では、冷媒の循環方向が切り換わることにより、上記利用側熱交換器（13）で冷却動作と加熱動作とが可能となっている冷凍装置を前提としている。そして、この冷凍装置の気液分離器（20）は、冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離する容器本体（21）と、一端が容器本体（21）のガス貯留部（21a）と接続し他端が上記圧縮機（11）の吸入側と繋がるガスインジェクション配管（22）と、上記容器本体（21）を熱源側熱交換器（12）と繋ぐための第１配管部材（41）と、上記容器本体（21）を利用側熱交換器（13）と繋ぐための第２配管部材（42）とを備え、
上記第１及び第２配管部材（41,42）は、一端が上記容器本体（21）のガス貯留部（21a）とそれぞれ接続する流入管（24,25）と、該各流入管（24,25）からそれぞれ分岐して上記容器本体（21）の液貯留部（21b）と接続する流出管（26,27）と、該流出管（26,27）に設けられて液貯留部（21b）から流入管（24,25）側への冷媒の流れのみを許容する逆止弁（28,29）をそれぞれ有することを特徴とするものである。
A first invention includes a refrigerant circuit (10) provided with a compressor (11), a heat source side heat exchanger (12), a use side heat exchanger (13), and a gas-liquid separator (20), The refrigerant circuit (10) is premised on a refrigeration apparatus in which the use side heat exchanger (13) can perform a cooling operation and a heating operation by switching the refrigerant circulation direction. The gas-liquid separator (20) of the refrigeration apparatus has a container body (21) for separating the refrigerant into a gas refrigerant and a liquid refrigerant, and one end connected to the gas storage section (21a) of the container body (21). A gas injection pipe (22) whose other end is connected to the suction side of the compressor (11), a first pipe member (41) for connecting the container body (21) to the heat source side heat exchanger (12), A second piping member (42) for connecting the container body (21) to the use side heat exchanger (13);
The first and second piping members (41, 42) have inflow pipes (24, 25) each having one end connected to the gas reservoir (21a) of the container body (21), and the respective inflow pipes (24, 24). 25), an outflow pipe (26, 27) branched from each of the container main bodies (21) and connected to the liquid storage section (21b), and the liquid storage section (21b) provided in the outflow pipe (26, 27) And a check valve (28, 29) that only allows the flow of the refrigerant from the inlet to the inlet pipe (24, 25) side.
第１の発明では、冷凍装置に蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる冷媒回路（10）が設けられる。冷媒回路（10）では、冷媒の循環方向が切り換わることで、利用側熱交換器（13）で冷却動作又は加熱動作が行われる。また、冷媒回路（10）には気液分離器（20）が設けられ、利用側熱交換器（13）の冷却動作時と加熱動作時の双方において、以下のようにしてガスインジェクション動作を行えるようにしている。 In the first invention, the refrigeration apparatus is provided with a refrigerant circuit (10) in which a vapor compression refrigeration cycle is performed. In the refrigerant circuit (10), a cooling operation or a heating operation is performed in the use side heat exchanger (13) by switching the circulation direction of the refrigerant. In addition, the refrigerant circuit (10) is provided with a gas-liquid separator (20), and the gas injection operation can be performed as follows in both the cooling operation and the heating operation of the use side heat exchanger (13). I am doing so.
利用側熱交換器（13）で冷却動作を行う冷凍サイクルでは、まず圧縮機（11）の吐出冷媒が熱源側熱交換器（12）で放熱（凝縮）する。熱源側熱交換器（12）で凝縮した冷媒は、第１配管部材（41）の第１の流入管（24）を流れ、気液分離器（20）の容器本体（21）内に流入する。容器本体（21）では、気液二相状態の冷媒がガス冷媒と液冷媒とに分離する。ガス冷媒は容器本体（21）内のガス貯留部（21a）に溜まり込み、液冷媒は容器本体（21）内の液貯留部（21b）に溜まり込む。なお、上記第１の流入管（24）には、第１の流出管（26）が分岐して接続されているが、第１の流出管（26）には、第１の流入管（24）側から容器本体（21）への冷媒の流れを禁止する第１の逆止弁（28）が設けられている。このため、第１の流入管（24）を流れる冷媒が、第１の流出管（26）を介して液貯留部（21b）内に流入してしまうことはない。 In the refrigeration cycle in which the cooling operation is performed by the use side heat exchanger (13), the refrigerant discharged from the compressor (11) is first radiated (condensed) by the heat source side heat exchanger (12). The refrigerant condensed in the heat source side heat exchanger (12) flows through the first inflow pipe (24) of the first piping member (41) and flows into the container main body (21) of the gas-liquid separator (20). . In the container body (21), the gas-liquid two-phase refrigerant is separated into a gas refrigerant and a liquid refrigerant. The gas refrigerant accumulates in the gas reservoir (21a) in the container body (21), and the liquid refrigerant accumulates in the liquid reservoir (21b) in the container body (21). The first inflow pipe (24) is branched and connected to the first outflow pipe (26), but the first outflow pipe (26) is connected to the first inflow pipe (24). ) Side is provided with a first check valve (28) for prohibiting the flow of refrigerant from the container body (21). For this reason, the refrigerant flowing through the first inflow pipe (24) does not flow into the liquid reservoir (21b) through the first outflow pipe (26).
容器本体（21）の液貯留部（21b）に貯まった液冷媒は、第２の配管部材（42）の第２の流出管（27）を流れて第２の逆止弁（29）を通過した後、第２の流入管（25）を介して利用側熱交換器（13）に送られる。利用側熱交換器（13）では、例えば室内空気から吸熱した冷媒が蒸発し、上記冷却動作が行われる。利用側熱交換器（13）で蒸発した冷媒は、圧縮機（11）に吸入される。 The liquid refrigerant stored in the liquid storage part (21b) of the container body (21) flows through the second outflow pipe (27) of the second piping member (42) and passes through the second check valve (29). Then, it is sent to the use side heat exchanger (13) through the second inflow pipe (25). In the use-side heat exchanger (13), for example, the refrigerant that has absorbed heat from room air evaporates, and the above cooling operation is performed. The refrigerant evaporated in the use side heat exchanger (13) is sucked into the compressor (11).
容器本体（21）のガス貯留部（21a）内に溜まったガス冷媒は、ガスインジェクション配管（22）を介して圧縮機（11）に吸入される。その結果、利用側熱交換器（13）の冷却動作時において、ガスインジェクション動作が行われる。このようにガス貯留部（21a）に貯まったガス冷媒は、ガスインジェクション配管（22）側に吸入されるので、このガス冷媒が、第２の流入管（25）へ流入することもほとんどない。 The gas refrigerant accumulated in the gas reservoir (21a) of the container body (21) is sucked into the compressor (11) through the gas injection pipe (22). As a result, the gas injection operation is performed during the cooling operation of the use side heat exchanger (13). Since the gas refrigerant stored in the gas storage part (21a) is sucked into the gas injection pipe (22), the gas refrigerant hardly flows into the second inflow pipe (25).
一方、利用側熱交換器（13）で加熱動作を行う冷凍サイクルでは、まず圧縮機（11）の吐出冷媒が利用側熱交換器（13）へ送られる。利用側熱交換器（13）では、例えば冷媒が室内空気へ放熱し、上記加熱動作が行われる。利用側熱交換器（13）で放熱した冷媒は、第２の流入管（25）を流れ、気液分離器（20）の容器本体（21）内に流入する。容器本体（21）では、気液二相状態の冷媒がガス冷媒と液冷媒とに分離する。ガス冷媒は容器本体（21）内のガス貯留部（21a）に溜まり込み、液冷媒は容器本体（21）内の液貯留部（21b）に溜まり込む。なお、上記第２の流入管（25）には、第２の流出管（27）が分岐して接続されているが、第２の流出管（27）には、第２の流入管（25）側から容器本体（21）への冷媒の流れを禁止する第２の逆止弁（29）が設けられている。このため、第２の流入管（25）を流れる冷媒が、第２の流出管（27）を介して液貯留部（21b）内に流入してしまうことはない。 On the other hand, in the refrigeration cycle in which the heating operation is performed by the use side heat exchanger (13), the refrigerant discharged from the compressor (11) is first sent to the use side heat exchanger (13). In the use side heat exchanger (13), for example, the refrigerant radiates heat to the room air, and the above heating operation is performed. The refrigerant radiated by the use side heat exchanger (13) flows through the second inflow pipe (25) and flows into the container main body (21) of the gas-liquid separator (20). In the container body (21), the gas-liquid two-phase refrigerant is separated into a gas refrigerant and a liquid refrigerant. The gas refrigerant accumulates in the gas reservoir (21a) in the container body (21), and the liquid refrigerant accumulates in the liquid reservoir (21b) in the container body (21). The second outflow pipe (25) is branched and connected to the second inflow pipe (25), but the second outflow pipe (27) is connected to the second inflow pipe (25). ) Side is provided with a second check valve (29) for prohibiting the flow of refrigerant from the container main body (21). For this reason, the refrigerant flowing through the second inflow pipe (25) does not flow into the liquid storage section (21b) through the second outflow pipe (27).
容器本体（21）の液貯留部（21b）に貯まった液冷媒は、第１の流出管（26）を流れて第１の逆止弁（28）を通過した後、第１の流入管（24）を介して熱源側熱交換器（12）に送られる。この冷媒は、熱源側熱交換器（12）で蒸発した後、圧縮機（11）に吸入される。 The liquid refrigerant stored in the liquid storage part (21b) of the container body (21) flows through the first outflow pipe (26), passes through the first check valve (28), and then passes through the first inflow pipe ( 24) to the heat source side heat exchanger (12). The refrigerant is sucked into the compressor (11) after evaporating in the heat source side heat exchanger (12).
容器本体（21）のガス貯留部（21a）内に溜まったガス冷媒は、ガスインジェクション配管（22）を介して圧縮機（11）に吸入される。その結果、利用側熱交換器（13）の加熱動作時において、ガスインジェクション動作が行われる。このようにガス貯留部（21a）に貯まったガス冷媒は、ガスインジェクション配管（22）側に吸入されるので、このガス冷媒が、第１の流入管（24）に流入することもほとんどない。 The gas refrigerant accumulated in the gas reservoir (21a) of the container body (21) is sucked into the compressor (11) through the gas injection pipe (22). As a result, the gas injection operation is performed during the heating operation of the use side heat exchanger (13). Since the gas refrigerant stored in the gas reservoir (21a) is sucked into the gas injection pipe (22), the gas refrigerant hardly flows into the first inflow pipe (24).
第２の発明は、第１の発明の冷凍装置において、上記容器本体（21）と各流入管（24,25）の接続位置が、各流入管（24,25）からの各流出管（26,27）との分岐位置よりも高い位置にあることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the refrigeration apparatus of the first aspect, the connection position of the container body (21) and the inflow pipes (24, 25) is set to the outflow pipes (26, 26) from the inflow pipes (24, 25). , 27) and a position higher than the branch position.
第２の発明では、各流入管（24,45）からの各流出管（26,27）の分岐位置よりも、気液分離器（20）と各流入管（24,25）の接続位置の方が高く設定される。このようにすると、例えば上述の冷却動作時において、液貯留部（21b）から第２の流出管（27）を介して第２の流入管（25）に流出した液冷媒が、第２の流入管（25）における分岐位置から容器本体（21）の接続位置までの間の配管内に溜まり込むことになる。その結果、第２の流入管（25）内には、ガス貯留部（21a）との接続位置から第２流出管（27）との分岐位置までの間の配管内に液冷媒による液シールが形成される。このため、ガス貯留部（21a）内のガス冷媒が第２の流入管（25）を介して利用側熱交換器（13）側へ送り込まれるのを回避できる。 In the second invention, the connection position of the gas-liquid separator (20) and each inflow pipe (24,25) is more than the branch position of each outflow pipe (26,27) from each inflow pipe (24,45). Is set higher. If it does in this way, the liquid refrigerant which flowed out to the 2nd inflow pipe (25) from the liquid storage part (21b) via the 2nd outflow pipe (27), for example at the time of the above-mentioned cooling operation will be in the 2nd inflow. It collects in the pipe between the branch position in the pipe (25) and the connection position of the container body (21). As a result, in the second inflow pipe (25), there is a liquid seal with liquid refrigerant in the pipe from the connection position with the gas reservoir (21a) to the branch position with the second outflow pipe (27). It is formed. For this reason, it can avoid that the gas refrigerant in a gas storage part (21a) is sent into the utilization side heat exchanger (13) side via a 2nd inflow pipe (25).
同様に、上述の加熱動作時の第１の流入管（24）では、ガス貯留部（21a）との接続位置から第１流出管（26）との分岐位置までの間の配管内に液冷媒による液シールが形成される。このため、ガス貯留部（21a）内のガス冷媒が第１の流入管（24）を介して利用側熱交換器（13）側へ送り込まれるのを回避できる。 Similarly, in the 1st inflow pipe (24) at the time of the above-mentioned heating operation, it is liquid refrigerant in piping between a connection position with a gas storage part (21a) and a branch position with the 1st outflow pipe (26). A liquid seal is formed. For this reason, it can avoid sending the gas refrigerant in a gas storage part (21a) to the utilization side heat exchanger (13) side via a 1st inflow pipe (24).
第３の発明は、第１又は第２の発明の冷凍装置において、上記ガスインジェクション配管（22）には、気液分離器（20）から圧縮機（11）の吸入側へ向かう冷媒を減圧するための絞り機構（23）が設けられていることを特徴とするものである。 According to a third invention, in the refrigeration apparatus according to the first or second invention, the gas injection pipe (22) depressurizes the refrigerant from the gas-liquid separator (20) toward the suction side of the compressor (11). For this purpose, an aperture mechanism (23) is provided.
第３の発明では、ガスインジェクション配管（22）に絞り機構（23）が設けられる。絞り機構（23）は、上述のガスインジェクション動作時において、ガス貯留部（21a）からガスインジェクション配管（22）を介して圧縮機（11）に吸入させる冷媒の量を規制する。その結果、容器本体（21）内に溜まった冷媒が過剰にガスインジェクション配管（22）側へ吸引されてしまうことを回避でき、液貯留部（21b）に貯まった冷媒を確実に各流出管（26,27）側へ送ることができる。 In the third invention, the throttle mechanism (23) is provided in the gas injection pipe (22). The throttle mechanism (23) regulates the amount of refrigerant sucked into the compressor (11) from the gas storage part (21a) via the gas injection pipe (22) during the gas injection operation described above. As a result, it is possible to prevent the refrigerant accumulated in the container main body (21) from being excessively sucked into the gas injection pipe (22), and to reliably store the refrigerant accumulated in the liquid storage section (21b). 26, 27) can be sent.
第４の発明は、第１又は第２の発明の冷凍装置において、上記熱源側熱交換器（12）と上記気液分離器（20）の間に第１膨張弁（15）が設けられ、上記利用側熱交換器（13）と上記気液分離器（20）の間に第２膨張弁（16）が設けられていることを特徴とするものである。 According to a fourth invention, in the refrigeration apparatus of the first or second invention, a first expansion valve (15) is provided between the heat source side heat exchanger (12) and the gas-liquid separator (20), A second expansion valve (16) is provided between the use side heat exchanger (13) and the gas-liquid separator (20).
第４の発明では、各熱交換器（12,13）と気液分離器（20）の間にそれぞれ膨張弁（15,16）が設けられる。このため、冷却動作時においては、熱源側熱交換器（12）で放熱した後の冷媒を第１膨張弁（15）で減圧して気液二相状態とし、この冷媒を気液分離器（20）でガス冷媒と液冷媒とに分離することができる。 In the fourth invention, the expansion valves (15, 16) are provided between the heat exchangers (12, 13) and the gas-liquid separator (20), respectively. For this reason, during the cooling operation, the refrigerant after radiating heat from the heat source side heat exchanger (12) is decompressed by the first expansion valve (15) to be in a gas-liquid two-phase state. 20) can be separated into gas refrigerant and liquid refrigerant.
また、加熱動作時においては、利用側熱交換器（13）で放熱した後の冷媒を第２膨張弁（16）で減圧して気液に相状態とし、この冷媒を気液分離器（20）でガス冷媒と液冷媒とに分離することができる。 In addition, during the heating operation, the refrigerant after radiating heat from the use side heat exchanger (13) is decompressed by the second expansion valve (16) to form a gas-liquid phase, and the refrigerant is separated from the gas-liquid separator (20 ) Can be separated into a gas refrigerant and a liquid refrigerant.
第５の発明は、第４の発明において、上記利用側熱交換器（13）の冷却動作時には、上記第１膨張弁（15）で冷媒を減圧する一方、上記第２膨張弁（16）が全開状態となり、上記利用側熱交換器（13）の加熱動作時には、上記第１膨張弁（15）が全開状態となり、上記第２膨張弁（16）で冷媒を減圧することを特徴とするものである。 According to a fifth invention, in the fourth invention, during the cooling operation of the use side heat exchanger (13), the refrigerant is decompressed by the first expansion valve (15), while the second expansion valve (16) The first expansion valve (15) is fully opened during the heating operation of the use side heat exchanger (13), and the refrigerant is decompressed by the second expansion valve (16). It is.
第５の発明では、冷却動作時において、熱源側熱交換器（12）で放熱した後の冷媒が第１膨張弁（15）により所定圧力まで減圧されて気液二相状態となる。この冷媒は、容器本体（21）内でガス冷媒と液冷媒とに分離される。液貯留部（21b）に貯まった液冷媒は、全開状態の第２膨張弁（16）をそのまま通過して利用側熱交換器（13）で蒸発する。 In 5th invention, at the time of cooling operation, the refrigerant | coolant after thermally radiating with the heat source side heat exchanger (12) is pressure-reduced to a predetermined pressure by the 1st expansion valve (15), and will be in a gas-liquid two-phase state. This refrigerant is separated into a gas refrigerant and a liquid refrigerant in the container body (21). The liquid refrigerant stored in the liquid storage part (21b) passes through the fully opened second expansion valve (16) as it is and evaporates in the use side heat exchanger (13).
一方、加熱動作時においては、利用側熱交換器（13）で放熱した後の冷媒が第２膨張弁（16）により所定圧力まで減圧されて気液二相状態となる。この冷媒は、容器本体（21）内でガス冷媒と液冷媒とに分離される。液貯留部（21b）に貯まった液冷媒は、全開状態の第１膨張弁（15）をそのまま通過して熱源側熱交換器（12）で蒸発する。 On the other hand, at the time of heating operation, the refrigerant after radiating heat from the use side heat exchanger (13) is decompressed to a predetermined pressure by the second expansion valve (16) to be in a gas-liquid two-phase state. This refrigerant is separated into a gas refrigerant and a liquid refrigerant in the container body (21). The liquid refrigerant stored in the liquid storage part (21b) passes through the fully opened first expansion valve (15) as it is and evaporates in the heat source side heat exchanger (12).
本発明では、容器本体（21）に２本の流入管（24,25）と２本の流出管（26,27）とを接続し、流出管（26,27）にそれぞれ逆止弁（28,29）を設けて気液分離器（20）を構成し、利用側熱交換器（13）の冷却動作と加熱動作との双方でガスインジェクション動作を行えるようにしている。即ち、従来の気液分離器では、ブリッジ回路に４つの逆止弁を設けていたのに対し、本発明によれば、２つの逆止弁（28,29）を設けるだけで、冷却動作と加熱動作のそれぞれについてガスインジェクション動作を行うことができる。従って、本発明によれば、従来のものよりも逆止弁を２つ減らすことができ、気液分離器（20）の簡素化を図ることができる。また、このように逆止弁の個数を削減すると、逆止弁の弁体の動きに伴う騒音の低減を図ることもできる。 In the present invention, two inflow pipes (24, 25) and two outflow pipes (26, 27) are connected to the container body (21), and check valves (28, 28) are respectively connected to the outflow pipes (26, 27). 29) is provided to configure the gas-liquid separator (20) so that the gas injection operation can be performed in both the cooling operation and the heating operation of the use side heat exchanger (13). That is, in the conventional gas-liquid separator, four check valves are provided in the bridge circuit, but according to the present invention, the cooling operation can be performed only by providing two check valves (28, 29). A gas injection operation can be performed for each heating operation. Therefore, according to the present invention, the number of check valves can be reduced by two compared to the conventional one, and the gas-liquid separator (20) can be simplified. Further, if the number of check valves is reduced in this way, noise associated with the movement of the check valve can be reduced.
また、上記第２の発明では、容器本体（21）と各流入管（24,25）の接続位置を、各流入管（24,25）と各流出管（26,27）の分岐位置よりも高く設定している。このため、本発明によれば、流入管（24,25）における上記分岐位置から上記接続位置までの間の配管内に液冷媒を溜めて液シールを形成することができるので、ガス貯留部（21a）のガス冷媒が、流入管（24,25）を介して利用側熱交換器（13）や熱源側熱交換器（12）へ流れてしまうのを防止できる。即ち、本発明によれば、容器本体（21）内で分離した液冷媒だけを確実に利用側熱交換器（13）や熱源側熱交換器（12）へ送ることができるので、ガスインジェクションの効果を充分に発揮させることができる。
In the second aspect of the invention, the connection position of the container body (21) and each inflow pipe (24,25) is set to be more than the branch position of each inflow pipe (24,25) and each outflow pipe (26,27). It is set high. For this reason, according to the present invention, the liquid refrigerant can be stored in the pipe between the branch position and the connection position in the inflow pipe (24, 25) to form a liquid seal. It is possible to prevent the
また、上記第３の発明では、ガスインジェクション配管（22）に絞り機構（23）を設け、ガス貯留部（21a）からガスインジェクション配管（22）へ吸引される冷媒量を規制するようにしている。このため、容器本体（21）内の冷媒がガスインジェクション配管（22）側へ過剰に吸引されることを防止でき、利用側熱交換器（13）や熱源側熱交換器（12）へ確実に液冷媒を送り込むことができる。 In the third aspect of the invention, the throttle mechanism (23) is provided in the gas injection pipe (22) to regulate the amount of refrigerant sucked from the gas storage part (21a) to the gas injection pipe (22). . For this reason, it is possible to prevent the refrigerant in the container body (21) from being excessively sucked into the gas injection pipe (22) side, and reliably to the use side heat exchanger (13) and the heat source side heat exchanger (12). Liquid refrigerant can be fed.
更に、上記第４の発明では、熱源側熱交換器（12）と気液分離器（20）の間に第１膨張弁（15）を設けている。このため、利用側熱交換器（13）の冷却動作時において、熱源側熱交換器（12）で放熱した冷媒を第１膨張弁（15）で減圧することで、この冷媒を確実に気液二相状態とすることができる。従って、この冷却動作時において、気液分離器（20）で冷媒を確実にガス冷媒と液冷媒とに分離することができる。また、第４の発明では、利用側熱交換器（13）と気液分離器（20）の間に第２膨張弁（16）を設けている。このため、利用側熱交換器（13）の加熱動作時において、利用側熱交換器（13）で放熱した冷媒を第２膨張弁（16）で減圧することで、この冷媒を確実に気液二相状態とすることができる。従って、この加熱動作時においても、気液分離器（20）で冷媒を確実にガス冷媒と液冷媒とに分離することができる。 Further, in the fourth aspect of the invention, the first expansion valve (15) is provided between the heat source side heat exchanger (12) and the gas-liquid separator (20). For this reason, during the cooling operation of the use side heat exchanger (13), the refrigerant radiated by the heat source side heat exchanger (12) is decompressed by the first expansion valve (15), so that the refrigerant is surely gas-liquid. It can be in a two-phase state. Accordingly, during this cooling operation, the gas-liquid separator (20) can reliably separate the refrigerant into the gas refrigerant and the liquid refrigerant. In the fourth invention, the second expansion valve (16) is provided between the use side heat exchanger (13) and the gas-liquid separator (20). For this reason, during the heating operation of the usage-side heat exchanger (13), the refrigerant radiated by the usage-side heat exchanger (13) is decompressed by the second expansion valve (16), so that the refrigerant is reliably gas-liquid. It can be in a two-phase state. Accordingly, even during the heating operation, the gas-liquid separator (20) can reliably separate the refrigerant into the gas refrigerant and the liquid refrigerant.
特に、上記第５の発明では、冷却動作時に第２膨張弁（16）を全開状態としている。このため、この冷却動作時において、気液分離器（20）で分離した液冷媒を確実に利用側熱交換器（13）へ送ることができる。また、第５の発明では、加熱動作時に第１膨張弁（15）を全開状態としている。このため、この加熱動作時において、気液分離器（20）で分離した液冷媒を確実に熱源側熱交換器（12）へ送ることができる。 In particular, in the fifth aspect, the second expansion valve (16) is fully opened during the cooling operation. For this reason, at the time of this cooling operation, the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator (20) can be reliably sent to the use side heat exchanger (13). In the fifth invention, the first expansion valve (15) is fully opened during the heating operation. For this reason, at the time of this heating operation, the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator (20) can be reliably sent to the heat source side heat exchanger (12).
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明の実施形態に係る冷凍装置は、室内の空調を行う空気調和装置（1）を構成するものである。この空気調和装置（1）は、室内の冷房と暖房とを切り換えて行うように構成されている。 The refrigeration apparatus according to the embodiment of the present invention constitutes an air conditioner (1) that performs indoor air conditioning. This air conditioner (1) is configured to perform switching between indoor cooling and heating.
図１に示すように、空気調和装置（1）は、冷媒が充填される冷媒回路（10）を備えている。冷媒回路（10）では、冷媒が循環することで蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。この冷媒回路（10）には、圧縮機（11）と室外熱交換器（12）と室内熱交換器（13）とが設けられている。 As shown in FIG. 1, the air conditioner (1) includes a refrigerant circuit (10) filled with a refrigerant. In the refrigerant circuit (10), a refrigerant is circulated to perform a vapor compression refrigeration cycle. The refrigerant circuit (10) is provided with a compressor (11), an outdoor heat exchanger (12), and an indoor heat exchanger (13).
上記圧縮機（11）は、例えばスクロール型の圧縮機で構成されている。圧縮機（11）には、吐出管（11a）と吸入管（11b）とが接続されている。上記室外熱交換器（12）は、室外空間に配置されている。室外熱交換器（12）は、例えばフィンアンドチューブ式の熱交換器で構成されている。室外熱交換器（12）、本発明の熱源側熱交換器を構成し、その内部を流れる冷媒と室外空気とを熱交換させる。上記室内熱交換器（13）は、室内空間に配置されている。室内熱交換器（13）は、例えばフィンアンドチューブ式の熱交換器で構成されている。室内熱交換器（13）は、本発明の利用側熱交換器を構成し、その内部を流れる冷媒と室内空気とを熱交換させる。 The compressor (11) is constituted by, for example, a scroll type compressor. A discharge pipe (11a) and a suction pipe (11b) are connected to the compressor (11). The outdoor heat exchanger (12) is disposed in the outdoor space. The outdoor heat exchanger (12) is composed of, for example, a fin-and-tube heat exchanger. The outdoor heat exchanger (12) constitutes the heat source side heat exchanger of the present invention, and heat is exchanged between the refrigerant flowing inside and the outdoor air. The indoor heat exchanger (13) is disposed in the indoor space. The indoor heat exchanger (13) is composed of, for example, a fin-and-tube heat exchanger. An indoor heat exchanger (13) comprises the utilization side heat exchanger of this invention, and heat-exchanges the refrigerant | coolant which flows through the inside, and indoor air.
また、冷媒回路（10）には、四路切換弁（14）が設けられている。四路切換弁（14）は、第１から第４までの４つのポートを備えている。四路切換弁（14）では、第１ポートが室外熱交換器（12）と繋がり、第２ポートが圧縮機（11）の吸入管（11b）と繋がり、第３ポートが圧縮機（11）の吐出管（11a）と繋がり、第４ポートが室内熱交換器（13）と繋がっている。四路切換弁（14）は、第１ポートと第３ポートとを連通させると同時に第２ポートと第４ポートとを連通させる第１状態（図１の実線の状態）と、第１ポートと第２ポートとを連通させると同時に第３ポートと第４ポートとを連通させる第２状態（図１の破線の状態）とに切換可能となっている。四路切換弁（14）は、冷媒回路（10）の冷媒の循環方向を切り換えるための冷媒流路切換手段を構成している。 The refrigerant circuit (10) is provided with a four-way switching valve (14). The four-way switching valve (14) has four ports from first to fourth. In the four-way selector valve (14), the first port is connected to the outdoor heat exchanger (12), the second port is connected to the suction pipe (11b) of the compressor (11), and the third port is connected to the compressor (11). And the fourth port is connected to the indoor heat exchanger (13). The four-way switching valve (14) communicates the first port with the third port and at the same time communicates the second port with the fourth port (solid line state in FIG. 1), The second port can be switched to a second state (a state indicated by a broken line in FIG. 1) in which the third port and the fourth port are simultaneously communicated with each other. The four-way switching valve (14) constitutes refrigerant flow switching means for switching the refrigerant circulation direction in the refrigerant circuit (10).
更に、冷媒回路（10）には、第１膨張弁（15）と第２膨張弁（16）と気液分離器（20）とが設けられている。第１膨張弁（15）は、上記室外熱交換器（12）と気液分離器（20）の間の配管に設けられている。第１膨張弁（15）は、室外熱交換器（12）で凝縮（放熱）した冷媒を減圧する第１の減圧手段を構成している。第２膨張弁（16）は、室内熱交換器（13）と気液分離器（20）の間の配管に設けられている。第２膨張弁（16）は、室内熱交換器（13）で凝縮（放熱）した冷媒を減圧する第２の減圧手段を構成している。これら第１膨張弁（15）及び第２膨張弁（16）は、それぞれ開度が調節可能な電子膨張弁で構成されている。 Further, the refrigerant circuit (10) is provided with a first expansion valve (15), a second expansion valve (16), and a gas-liquid separator (20). The first expansion valve (15) is provided in a pipe between the outdoor heat exchanger (12) and the gas-liquid separator (20). The first expansion valve (15) constitutes a first decompression means for decompressing the refrigerant condensed (heat radiation) in the outdoor heat exchanger (12). The second expansion valve (16) is provided in a pipe between the indoor heat exchanger (13) and the gas-liquid separator (20). The second expansion valve (16) constitutes a second decompression means for decompressing the refrigerant condensed (heat dissipated) in the indoor heat exchanger (13). Each of the first expansion valve (15) and the second expansion valve (16) is an electronic expansion valve whose opening degree can be adjusted.
図１及び図２に示すように、上記気液分離器（20）は、円筒状の密閉型の容器本体（21）とガスインジェクション配管（22）とを備えている。容器本体（21）は、その内部空間において、気液二相状態の冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離させるように構成されている。そして、容器本体（21）には、その上部側にガス冷媒が溜まり込むガス貯留部（21a）が形成され、その下部側に液冷媒が溜まり込む液貯留部（21b）が形成されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the gas-liquid separator (20) includes a cylindrical sealed container body (21) and a gas injection pipe (22). The container body (21) is configured to separate the gas-liquid two-phase refrigerant into a gas refrigerant and a liquid refrigerant in the internal space. The container body (21) is formed with a gas storage part (21a) in which gas refrigerant is stored on the upper side, and a liquid storage part (21b) in which liquid refrigerant is stored on the lower side.
上記ガスインジェクション配管（22）は、その一端が容器本体（21）のガス貯留部（21a）と接続している。一方、ガスインジェクション配管（22）の他端は、圧縮機（11）の吸入管（11b）と繋がっている。ガスインジェクション配管（22）は、ガス貯留部（21a）に貯まったガス冷媒を圧縮機（11）の吸入側に送るためのものである。ガスインジェクション配管（22）には、流量調整弁（23）が設けられている。この流量調整弁（23）は、ガスインジェクション配管（22）を流れる冷媒に抵抗を付与する、本発明の絞り機構を構成している。 One end of the gas injection pipe (22) is connected to the gas storage part (21a) of the container body (21). On the other hand, the other end of the gas injection pipe (22) is connected to the suction pipe (11b) of the compressor (11). The gas injection pipe (22) is for sending the gas refrigerant stored in the gas storage part (21a) to the suction side of the compressor (11). The gas injection pipe (22) is provided with a flow rate adjustment valve (23). The flow rate adjusting valve (23) constitutes a throttle mechanism of the present invention that provides resistance to the refrigerant flowing through the gas injection pipe (22).
上記気液分離器（20）は、上記容器本体（21）を熱源側熱交換器（12）と繋ぐための第１配管部材（41）と、上記容器本体（21）を利用側熱交換器（13）と繋ぐための第２配管部材42（）とを備えている。第１配管部材（41）及び第２配管部材（42）は、流入管（24,25）と、これらの流入管（24,25）に対応する流出管（26,27）とをそれぞれ備えている。具体的には、気液分離器（20）は、一端が容器本体（21）のガス貯留部（21a）とそれぞれ接続する第１流入管（24）及び第２流入管（25）を備えている。第１流入管（24）の他端は、上記室外熱交換器（12）と繋がっている。第２流入管（25）の他端は、上記室内熱交換器（13）と繋がっている。また、気液分離器（20）は、一端が容器本体（21）の液貯留部（21b）とそれぞれ接続する第１流出管（26）及び第２流出管（27）とを備えている。第１流出管（26）の他端は、第１流入管（24）から分岐するように接続されている。第２流出管（27）の他端は、第２流入管（25）から分岐するように接続されている。 The gas-liquid separator (20) includes a first piping member (41) for connecting the container body (21) to a heat source side heat exchanger (12), and a container side heat exchanger for connecting the container body (21). And a second piping member 42 () for connecting to (13). The first piping member (41) and the second piping member (42) respectively include an inflow pipe (24, 25) and an outflow pipe (26, 27) corresponding to the inflow pipe (24, 25). Yes. Specifically, the gas-liquid separator (20) includes a first inflow pipe (24) and a second inflow pipe (25), one end of which is connected to the gas reservoir (21a) of the container body (21). Yes. The other end of the first inflow pipe (24) is connected to the outdoor heat exchanger (12). The other end of the second inflow pipe (25) is connected to the indoor heat exchanger (13). The gas-liquid separator (20) includes a first outflow pipe (26) and a second outflow pipe (27), one end of which is connected to the liquid storage part (21b) of the container body (21). The other end of the first outflow pipe (26) is connected to branch from the first inflow pipe (24). The other end of the second outflow pipe (27) is connected to branch from the second inflow pipe (25).
また、第１流出管（26）には、第１逆止弁（28）が設けられ、第２流出管（27）には、第２逆止弁（29）が設けられている。第１逆止弁（28）は、容器本体（21）の液貯留部（21b）から第１流入管（24）側への冷媒の流れのみを許容し、その逆方向の冷媒の流れを禁止するように構成されている。第２逆止弁（29）は、容器本体（21）の液貯留部（21b）から第２流入管（25）側への冷媒の流れのみを許容し、その逆方向の冷媒の流れを禁止するように構成されている。 The first outflow pipe (26) is provided with a first check valve (28), and the second outflow pipe (27) is provided with a second check valve (29). The first check valve (28) allows only the refrigerant flow from the liquid reservoir (21b) of the container body (21) to the first inflow pipe (24), and prohibits the refrigerant flow in the reverse direction. Is configured to do. The second check valve (29) allows only the refrigerant flow from the liquid storage part (21b) of the container body (21) to the second inflow pipe (25), and prohibits the refrigerant flow in the reverse direction. Is configured to do.
図２に示すように、第１流入管（24）と第２流入管（25）とは、容器本体（21）との接続位置が同じ高さに設定されている。また、第１流入管（24）から分岐する第１流出管（26）の分岐位置と、第２流入管（25）から分岐する第２流出管（27）の分岐位置とは、同じ高さに設定されてる。そして、上記容器本体（21）と各流入管（24,25）との接続位置は、上記各流入管（24,25）からの各流出管（26,27）の分岐位置よりも高い位置となっている。 As shown in FIG. 2, the connection position of the first inflow pipe (24) and the second inflow pipe (25) with the container body (21) is set to the same height. The branch position of the first outflow pipe (26) branched from the first inflow pipe (24) and the branch position of the second outflow pipe (27) branched from the second inflow pipe (25) are the same height. It is set to. And the connection position of the said container main body (21) and each inflow pipe (24,25) is higher than the branch position of each outflow pipe (26,27) from each said inflow pipe (24,25), and It has become.
−運転動作−
次に、本発明に係る実施形態の空気調和装置（1）の運転動作について説明する。空気調和装置（1）の冷媒回路（10）では、上記四路切換弁（14）の設定に応じて、冷媒の循環方向が切り換わる。その結果、この空気調和装置（1）では、室内熱交換器（13）で冷却動作を行う冷房運転と、室内熱交換器（13）で加熱動作を行う暖房運転とが切換可能となっている。
-Driving action-
Next, the operation of the air conditioner (1) according to the embodiment of the present invention will be described. In the refrigerant circuit (10) of the air conditioner (1), the refrigerant circulation direction is switched according to the setting of the four-way switching valve (14). As a result, in this air conditioner (1), it is possible to switch between a cooling operation in which the cooling operation is performed in the indoor heat exchanger (13) and a heating operation in which the heating operation is performed in the indoor heat exchanger (13). .
〈冷房運転〉
冷房運転では、四路切換弁（14）が図３に示す状態に設定される。また、冷房運転では、第１膨張弁（15）の開度が適宜調節され、第２膨張弁（16）が全開状態となる。更に、冷房運転では、ガスインジェクション配管（22）の流量調整弁（23）の開度が適宜調節される。
<Cooling operation>
In the cooling operation, the four-way switching valve (14) is set to the state shown in FIG. In the cooling operation, the opening degree of the first expansion valve (15) is adjusted as appropriate, and the second expansion valve (16) is fully opened. Further, in the cooling operation, the opening degree of the flow rate adjustment valve (23) of the gas injection pipe (22) is appropriately adjusted.
圧縮機（11）で圧縮された冷媒は、吐出管（11a）より吐出され、室外熱交換器（12）を流れる。室外熱交換器（12）では、高圧のガス冷媒が室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器（12）で凝縮した後の高圧の液冷媒は、第１膨張弁（15）で低圧まで減圧されて気液二相状態となり、気液分離器（20）へ送られる。 The refrigerant compressed by the compressor (11) is discharged from the discharge pipe (11a) and flows through the outdoor heat exchanger (12). In the outdoor heat exchanger (12), the high-pressure gas refrigerant dissipates heat to the outdoor air and condenses. The high-pressure liquid refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger (12) is decompressed to a low pressure by the first expansion valve (15) to be in a gas-liquid two-phase state and sent to the gas-liquid separator (20).
図４に示すように、気液分離器（20）では、気液二相状態の冷媒が、第１流入管（24）を介して容器本体（21）内へ流入する。容器本体（21）内では、冷媒がガス冷媒と液冷媒とに分離される。容器本体（21）の液貯留部（21b）に貯まった液冷媒は、第２流出管（27）より容器本体（21）の外部へ排出される。 As shown in FIG. 4, in the gas-liquid separator (20), the gas-liquid two-phase refrigerant flows into the container body (21) through the first inflow pipe (24). In the container body (21), the refrigerant is separated into a gas refrigerant and a liquid refrigerant. The liquid refrigerant stored in the liquid storage part (21b) of the container body (21) is discharged from the second outlet pipe (27) to the outside of the container body (21).
第２流出管（27）内の液冷媒は、第２流入管（25）を介して室内熱交換器（13）側へ送り込まれる。ここで、第２流入管（25）では、第２流出管（27）が分岐する分岐位置から容器本体（21）の接続位置までの間の配管内に、液冷媒の一部が入り込むことになる（図４参照）。そして、この配管内に貯まり込む液冷媒の液面の高さが容器本体（21）の液貯留部（21b）の液面高さとほぼ等しくなる。その結果、第２流入管（25）内には、いわゆる液シールが形成されることになるので、容器本体（21）内に溜まったガス冷媒が、第２流入管（25）を介して室内熱交換器（13）側へ送られるのが阻止される。 The liquid refrigerant in the second outflow pipe (27) is sent to the indoor heat exchanger (13) side through the second inflow pipe (25). Here, in the second inflow pipe (25), a part of the liquid refrigerant enters the pipe between the branch position where the second outflow pipe (27) branches and the connection position of the container body (21). (See FIG. 4). The liquid level of the liquid refrigerant stored in the pipe is substantially equal to the liquid level of the liquid storage part (21b) of the container body (21). As a result, a so-called liquid seal is formed in the second inflow pipe (25), so that the gas refrigerant accumulated in the container body (21) passes through the second inflow pipe (25) into the room. It is blocked from being sent to the heat exchanger (13) side.
第２流入管（25）を流れる低圧の液冷媒は、全開状態の第２膨張弁（16）をそのまま通過して、室内熱交換器（13）を流れる。室内熱交換器（13）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。その結果、室内熱交換器（13）を流れる冷媒で空気が冷却される、冷却動作が行われ、室内の冷房がなされる。室内熱交換器（13）で蒸発した冷媒は、圧縮機（11）の吸入側に送られる。 The low-pressure liquid refrigerant flowing through the second inflow pipe (25) passes through the fully opened second expansion valve (16) as it is and flows through the indoor heat exchanger (13). In the indoor heat exchanger (13), the refrigerant absorbs heat from the indoor air and evaporates. As a result, a cooling operation is performed in which air is cooled by the refrigerant flowing through the indoor heat exchanger (13), thereby cooling the room. The refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (13) is sent to the suction side of the compressor (11).
一方、上記容器本体（21）のガス貯留部（21a）に溜まり込んだガス冷媒は、ガスインジェクション配管（22）に吸引され、流量調整弁（23）を通過して圧縮機（11）の吸入側に送られる。圧縮機（11）の吸入管（11b）では、室内熱交換器（13）で蒸発したガス冷媒と、ガスインジェクション配管（22）を介して気液分離器（20）から導入されたガス冷媒とが合流する。合流後の冷媒は、圧縮機（11）に吸入され、高温高圧ガスとなるまで圧縮される。 On the other hand, the gas refrigerant accumulated in the gas reservoir (21a) of the container body (21) is sucked into the gas injection pipe (22), passes through the flow rate adjustment valve (23), and is sucked into the compressor (11). Sent to the side. In the suction pipe (11b) of the compressor (11), the gas refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (13) and the gas refrigerant introduced from the gas-liquid separator (20) through the gas injection pipe (22) Join. The combined refrigerant is sucked into the compressor (11) and compressed until it becomes a high-temperature and high-pressure gas.
〈暖房運転〉
暖房運転では、四路切換弁（14）が図５に示す状態に設定される。また、暖房運転では、第１膨張弁（15）が全開状態となり、第２膨張弁（16）の開度が適宜調節される。更に、暖房運転では、ガスインジェクション配管（22）の流量調整弁（23）の開度が適宜調節される。
<Heating operation>
In the heating operation, the four-way selector valve (14) is set to the state shown in FIG. In the heating operation, the first expansion valve (15) is fully opened, and the opening degree of the second expansion valve (16) is appropriately adjusted. Further, in the heating operation, the opening degree of the flow rate adjustment valve (23) of the gas injection pipe (22) is appropriately adjusted.
圧縮機（11）で圧縮された冷媒は、吐出管（11a）より吐出され、室内熱交換器（13）を流れる。室内熱交換器（13）では、高圧のガス冷媒が室内空気へ放熱して凝縮する。その結果、室内熱交換器（13）を流れる冷媒で空気が加熱される、加熱動作が行われ、室内の暖房がなされる。室内熱交換器（13）で凝縮した後の高圧の液冷媒は、第２膨張弁（16）で低圧まで減圧されて気液二相状態となり、気液分離器（20）へ送られる。 The refrigerant compressed by the compressor (11) is discharged from the discharge pipe (11a) and flows through the indoor heat exchanger (13). In the indoor heat exchanger (13), the high-pressure gas refrigerant dissipates heat to the indoor air and condenses. As a result, a heating operation is performed in which air is heated by the refrigerant flowing through the indoor heat exchanger (13), and the room is heated. The high-pressure liquid refrigerant after being condensed in the indoor heat exchanger (13) is depressurized to a low pressure by the second expansion valve (16) to be in a gas-liquid two-phase state and sent to the gas-liquid separator (20).
図６に示すように、気液分離器（20）では、気液二相状態の冷媒が、第２流入管（25）を介して容器本体（21）内へ流入する。容器本体（21）内では、冷媒がガス冷媒と液冷媒とに分離される。容器本体（21）の液貯留部（21b）に貯まった液冷媒は、第１流出管（26）より容器本体（21）の外部へ排出される。 As shown in FIG. 6, in the gas-liquid separator (20), the gas-liquid two-phase refrigerant flows into the container body (21) through the second inflow pipe (25). In the container body (21), the refrigerant is separated into a gas refrigerant and a liquid refrigerant. The liquid refrigerant stored in the liquid storage part (21b) of the container body (21) is discharged from the first outflow pipe (26) to the outside of the container body (21).
第１流出管（26）内の液冷媒は、第１流入管（24）を介して室外熱交換器（12）側へ送り込まれる。ここで、第１流入管（24）では、第１流出管（26）が分岐する分岐位置から容器本体（21）の接続位置までの間の配管内に、液冷媒の一部が入り込むことになる（図６参照）。そして、この配管内に貯まり込む液冷媒の液面の高さが容器本体（21）の液貯留部（21b）の液面高さとほぼ等しくなる。その結果、第１流入管（24）内には、いわゆる液シールが形成されることになるので、容器本体（21）内に溜まったガス冷媒が、第１流入管（24）を介して第２流出管（27）に入り込んでしまうのが阻止される。 The liquid refrigerant in the first outflow pipe (26) is sent to the outdoor heat exchanger (12) side through the first inflow pipe (24). Here, in the first inflow pipe (24), part of the liquid refrigerant enters the pipe between the branch position where the first outflow pipe (26) branches and the connection position of the container body (21). (See FIG. 6). The liquid level of the liquid refrigerant stored in the pipe is substantially equal to the liquid level of the liquid storage part (21b) of the container body (21). As a result, a so-called liquid seal is formed in the first inflow pipe (24), so that the gas refrigerant accumulated in the container body (21) passes through the first inflow pipe (24). 2 The entry into the outflow pipe (27) is prevented.
第１流入管（24）を流れる低圧の液冷媒は、全開状態の第１膨張弁（15）をそのまま通過して、室外熱交換器（12）を流れる。室外熱交換器（12）では、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（12）で蒸発した冷媒は、圧縮機（11）の吸入側に送られる。 The low-pressure liquid refrigerant flowing through the first inflow pipe (24) passes through the fully opened first expansion valve (15) as it is and flows through the outdoor heat exchanger (12). In the outdoor heat exchanger (12), the refrigerant absorbs heat from the outdoor air and evaporates. The refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger (12) is sent to the suction side of the compressor (11).
一方、上記容器本体（21）のガス貯留部（21a）に溜まり込んだガス冷媒は、ガスインジェクション配管（22）に吸引され、流量調整弁（23）を通過して圧縮機（11）の吸入側に送られる。圧縮機（11）の吸入管（11b）では、室外熱交換器（12）で蒸発したガス冷媒と、ガスインジェクション配管（22）を介して気液分離器（20）から導入されたガス冷媒とが合流する。合流後の冷媒は、圧縮機（11）に吸入され、高温高圧ガスとなるまで圧縮される。 On the other hand, the gas refrigerant accumulated in the gas reservoir (21a) of the container body (21) is sucked into the gas injection pipe (22), passes through the flow rate adjustment valve (23), and is sucked into the compressor (11). Sent to the side. In the suction pipe (11b) of the compressor (11), the gas refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger (12) and the gas refrigerant introduced from the gas-liquid separator (20) through the gas injection pipe (22) Join. The combined refrigerant is sucked into the compressor (11) and compressed until it becomes a high-temperature and high-pressure gas.
−実施形態の効果−
上記実施形態では、気液分離器（20）の容器本体（21）に２本の流入管（24,25）と２本の流出管（26,27）とを接続し、上述した冷房運転と暖房運転との双方でガスインジェクション動作を行えるようにしている。即ち、従来の気液分離器では、ブリッジ回路に４つの逆止弁を設けていたのに対し、上記実施形態の気液分離器では、２つの逆止弁（28,29）を設けるだけで、冷房運転と暖房運転のそれぞれについてガスインジェクション動作を行うことができる。従って、上記実施形態によれば、従来のものよりも逆止弁を２つ削減することができ、気液分離器（20）の簡素化を図ることができる。また、このように逆止弁の個数を削減すると、逆止弁の弁体の動きに伴う騒音の低減を図ることもできる。
-Effect of the embodiment-
In the above embodiment, two inflow pipes (24, 25) and two outflow pipes (26, 27) are connected to the container body (21) of the gas-liquid separator (20), and the cooling operation described above is performed. The gas injection operation can be performed both in the heating operation. That is, in the conventional gas-liquid separator, four check valves are provided in the bridge circuit, whereas in the gas-liquid separator of the above embodiment, only two check valves (28, 29) are provided. The gas injection operation can be performed for each of the cooling operation and the heating operation. Therefore, according to the said embodiment, two check valves can be reduced rather than the conventional one, and simplification of a gas-liquid separator (20) can be achieved. Further, if the number of check valves is reduced in this way, noise associated with the movement of the check valve can be reduced.
また、上記実施形態では、例えば図４や図６に示すように、各流入管（24,25）と容器本体（21）の接続位置を、各流入管（24,25）と各流出管（26,27）の分岐位置よりも高く設定している。このため、流入管（24,25）における上記分岐位置から上記接続位置までの間の配管内に液冷媒を溜めて液シールを形成することができるので、ガス貯留部（21a）のガス冷媒が、流入管（24,25）を介して室内熱交換器（13）や室外熱交換器（12）へ流れてしまうのを防止できる。即ち、上記実施形態によれば、容器本体（21）内で分離した液冷媒だけを確実に室内熱交換器（13）や室外熱交換器（12）へ送ることができるので、ガスインジェクションの効果を充分に発揮させることができる。 Moreover, in the said embodiment, as shown, for example in FIG.4 or FIG.6, each inflow pipe (24,25) and each outflow pipe (24,25) and each outflow pipe ( 26, 27) is set higher than the branch position. For this reason, since liquid refrigerant can be stored in the pipe between the branch position and the connection position in the inflow pipe (24, 25) to form a liquid seal, the gas refrigerant in the gas storage section (21a) It is possible to prevent the air from flowing into the indoor heat exchanger (13) and the outdoor heat exchanger (12) through the inflow pipes (24, 25). That is, according to the above embodiment, only the liquid refrigerant separated in the container main body (21) can be reliably sent to the indoor heat exchanger (13) and the outdoor heat exchanger (12). Can be fully exhibited.
また、上記実施形態では、ガスインジェクション配管（22）に流量調整弁（23）を設けるようにしている。このため、この流量調整弁（23）の開度を絞ることにより、ガス貯留部（21a）からガスインジェクション配管（22）内に吸引される冷媒量を規制することができる。従って、容器本体（21）内の冷媒が過剰にガスインジェクション配管（22）側に送られることにより、室内熱交換器（13）や室外熱交換器（12）へ送られる液冷媒量が減少してしまうのを未然に回避できる。 Moreover, in the said embodiment, the flow volume adjustment valve (23) is provided in gas injection piping (22). For this reason, the amount of refrigerant sucked into the gas injection pipe (22) from the gas reservoir (21a) can be regulated by reducing the opening of the flow rate adjusting valve (23). Therefore, the amount of liquid refrigerant sent to the indoor heat exchanger (13) and the outdoor heat exchanger (12) is reduced by excessively sending the refrigerant in the container body (21) to the gas injection pipe (22) side. Can be avoided in advance.
更に、上記実施形態によれば、冷房運転時において第２膨張弁（16）を全開状態とすることで、液貯留部（21b）から室内熱交換器（13）までの間の抵抗を削減し、液冷媒を確実に室内熱交換器（13）側へ送り込むことができる。また、暖房運転時において第１膨張弁（15）を全開状態とすることで、液貯留部（21b）から室外熱交換器（12）までの間の抵抗を削減し、液冷媒を確実に室外熱交換器（12）側へ送り込むことができる。 Furthermore, according to the above embodiment, the resistance between the liquid reservoir (21b) and the indoor heat exchanger (13) can be reduced by fully opening the second expansion valve (16) during the cooling operation. The liquid refrigerant can be reliably sent to the indoor heat exchanger (13) side. In addition, by opening the first expansion valve (15) during heating operation, the resistance from the liquid reservoir (21b) to the outdoor heat exchanger (12) is reduced, and the liquid refrigerant is reliably discharged outdoors. Can be sent to the heat exchanger (12) side.
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
<< Other Embodiments >>
About the said embodiment, it is good also as the following structures.
上記実施形態では、ガスインジェクション配管（22）に絞り機構としての流量調整弁（23）を設けるようにしている。しかしながら、流量調整弁に代わってキャピラリーチューブ等の他の絞り機構を設けるようにしても良い。また、気液分離器からの液冷媒が流れる低圧側の冷媒経路の圧力損失が小さい場合は、ガスインジェクション配管（22）に絞り機構を設けないようにしても良い。 In the above embodiment, the gas injection pipe (22) is provided with the flow rate adjusting valve (23) as a throttle mechanism. However, another throttle mechanism such as a capillary tube may be provided in place of the flow rate adjustment valve. Further, when the pressure loss in the low-pressure side refrigerant path through which the liquid refrigerant from the gas-liquid separator flows is small, the throttle mechanism may not be provided in the gas injection pipe (22).
上記実施形態では、第１膨張弁（15）や第２膨張弁（16）で冷媒を減圧し、低圧の冷媒を気液分離器（20）に送るようにしている。しかしながら、気液分離器（20）に中間圧の冷媒を送り、分離後の中間圧のガス冷媒をガスインジェクション配管（22）を介して圧縮機（11）の圧縮途中に吸入させるようにしても良い。 In the above embodiment, the refrigerant is decompressed by the first expansion valve (15) and the second expansion valve (16), and the low-pressure refrigerant is sent to the gas-liquid separator (20). However, an intermediate-pressure refrigerant is sent to the gas-liquid separator (20), and the separated intermediate-pressure gas refrigerant is sucked in the middle of compression of the compressor (11) via the gas injection pipe (22). good.
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or its use.
以上説明したように、本発明は、冷媒の循環方向が切換可能な冷凍サイクルを行うと共に、冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離する気液分離器を備えた冷凍装置に関し有用である。 As described above, the present invention is useful for a refrigeration apparatus including a gas-liquid separator that performs a refrigeration cycle in which the circulation direction of the refrigerant can be switched and separates the refrigerant into a gas refrigerant and a liquid refrigerant.
1 空気調和装置（冷凍装置）
10 冷媒回路
11 圧縮機
12 室外熱交換器（熱源側熱交換器）
13 室内熱交換器（利用側熱交換器）
15 第１膨張弁
16 第２膨張弁
20 気液分離器
21 中空容器
21a ガス貯留部
21b 液貯留部
22 ガスインジェクション配管
23 流量調整弁（絞り機構）
24 第１流入管
25 第２流入管
26 第１流出管
27 第２流出管
28 第１逆止弁
29 第２逆止弁
1 Air conditioner (refrigeration equipment)
10 Refrigerant circuit
11 Compressor
12 Outdoor heat exchanger (heat source side heat exchanger)
13 Indoor heat exchanger (use side heat exchanger)
15 First expansion valve
16 Second expansion valve
20 Gas-liquid separator
21 Hollow container
21a Gas reservoir
21b Liquid reservoir
22 Gas injection piping
23 Flow control valve (throttle mechanism)
24 1st inlet pipe
25 Second inlet pipe
26 First outflow pipe
27 Second outflow pipe
28 First check valve
29 Second check valve
Claims (5)
上記気液分離器（20）は、冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離する容器本体（21）と、一端が容器本体（21）のガス貯留部（21a）と接続し他端が上記圧縮機（11）の吸入側と繋がるガスインジェクション配管（22）と、上記容器本体（21）を熱源側熱交換器（12）と繋ぐための第１配管部材（41）と、上記容器本体（21）を利用側熱交換器（13）と繋ぐための第２配管部材（42）とを備え、
上記第１及び第２配管部材（41,42）は、一端が上記容器本体（21）のガス貯留部（21a）とそれぞれ接続する流入管（24,25）と、該各流入管（24,25）からそれぞれ分岐して上記容器本体（21）の液貯留部（21b）と接続する流出管（26,27）と、該流出管（26,27）に設けられて液貯留部（21b）から流入管（24,25）側への冷媒の流れのみを許容する逆止弁（28,29）をそれぞれ有することを特徴とする冷凍装置。 The refrigerant circuit (10) includes a compressor (11), a heat source side heat exchanger (12), a use side heat exchanger (13), and a gas-liquid separator (20). , A refrigeration apparatus in which a cooling operation and a heating operation are possible in the use side heat exchanger (13) by switching the circulation direction of the refrigerant,
The gas-liquid separator (20) has a container body (21) that separates the refrigerant into a gas refrigerant and a liquid refrigerant, one end connected to the gas reservoir (21a) of the container body (21), and the other end compressed as described above. A gas injection pipe (22) connected to the suction side of the machine (11), a first pipe member (41) for connecting the container body (21) to the heat source side heat exchanger (12), and the container body (21 ) With a second piping member (42) for connecting the use side heat exchanger (13) with
The first and second piping members (41, 42) have inflow pipes (24, 25) each having one end connected to the gas reservoir (21a) of the container body (21), and the respective inflow pipes (24, 24). 25), an outflow pipe (26, 27) branched from each of the container main bodies (21) and connected to the liquid storage section (21b), and the liquid storage section (21b) provided in the outflow pipe (26, 27) A refrigerating apparatus having check valves (28, 29) each allowing only the flow of refrigerant from the inlet to the inlet pipe (24, 25) side.
上記容器本体（21）と各流入管（24,25）の接続位置が、各流入管（24,25）からの各流出管（26,27）の分岐位置よりも高い位置にあることを特徴とする冷凍装置。 In claim 1,
The connection position of the container body (21) and each inflow pipe (24,25) is higher than the branch position of each outflow pipe (26,27) from each inflow pipe (24,25) Refrigeration equipment.
上記ガスインジェクション配管（22）には、気液分離器（20）から圧縮機（11）の吸入側へ向かう冷媒を減圧するための絞り機構（23）が設けられていることを特徴とする冷凍装置。 In claim 1 or 2,
The gas injection pipe (22) is provided with a throttle mechanism (23) for depressurizing the refrigerant from the gas-liquid separator (20) toward the suction side of the compressor (11). apparatus.
上記熱源側熱交換器（12）と上記気液分離器（20）の間に第１膨張弁（15）が設けられ、
上記利用側熱交換器（13）と上記気液分離器（20）の間に第２膨張弁（16）が設けられていることを特徴とする冷凍装置。 In claim 1 or 2,
A first expansion valve (15) is provided between the heat source side heat exchanger (12) and the gas-liquid separator (20);
A refrigerating apparatus, wherein a second expansion valve (16) is provided between the use side heat exchanger (13) and the gas-liquid separator (20).
上記利用側熱交換器（13）の冷却動作時には、上記第１膨張弁（15）で冷媒を減圧する一方、上記第２膨張弁（16）が全開状態となり、
上記利用側熱交換器（13）の加熱動作時には、上記第１膨張弁（15）が全開状態となり、上記第２膨張弁（16）で冷媒を減圧することを特徴とする冷凍装置。 In claim 4,
During the cooling operation of the use side heat exchanger (13), the refrigerant is decompressed by the first expansion valve (15), while the second expansion valve (16) is fully opened,
During the heating operation of the use side heat exchanger (13), the first expansion valve (15) is fully opened, and the refrigerant is decompressed by the second expansion valve (16).
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