JPH0232547B2

JPH0232547B2 -

Info

Publication number: JPH0232547B2
Application number: JP58107655A
Authority: JP
Inventors: Akira Atsumi; Kensaku Kokuni; Takao Chiaki; Kazuo Yoshioka; Hirokyo Terada
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1983-06-17
Filing date: 1983-06-17
Publication date: 1990-07-20
Also published as: KR850000647A; DE3422391C2; DE3422391A1; KR890000348B1; JPS60262A; US4551983A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は冷凍サイクルの冷媒制御に関するもの
である。

〔発明の背景〕

第１図に示されるような気液分離器４用いて構
成されるガスインジエクシヨンサイクル、例えば
実開昭49−111252においては、負荷が変動して高
低圧の圧力差が小さくなつた場合、気液分離器４
に流入する冷媒乾き度が小さくなることゝ、第２
減圧器５を流れる冷媒流量が減少するために気液
分離器４内の液面高さ４ａが上昇し、ガスインジ
エクシヨン回路７に冷媒液が混入する。このため
圧縮機１に冷媒液がインジエクシヨンされ、圧縮
機入力が増加するばかりでなく、信頼性も低下す
る。一方第２減圧器５を流れる冷媒流量が減少す
るために蒸発器６の出口冷媒は過熱度が大きい状
態となり、冷房あるいは暖房能力が低下してしま
う。また空調機の設置条件として、圧縮機１、凝
縮器２、第１減圧器３、気液分離器４等が組込ま
れた室外ユニツトが階下に、第２減圧器５、蒸発
器６等が組込まれた室内ユニツトが階上に設置さ
れ、これらユニツト間を接続する配管が長い場合
には、第２減圧器５入口圧力が接続配管での圧力
損失のために低くなり、冷媒流量が減少する。ガ
スインジエクシヨンサイクルでは、気液分離器４
出口冷媒液が飽和状態であるため、圧力損失によ
り気泡が混入して圧力損失増加の傾向が著しい。
したがつてこの場合も気液分離器４内の液面高さ
が上昇してガスインジエクシヨン回路から冷媒液
が圧縮機に注入されるとゝもに蒸発器６を流れる
冷媒流量が減少して冷房能力が著しく低下する。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、ガスインジエクシヨン回路か
ら圧縮機の圧縮室に液冷媒が流入することを防止
することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するための本発明の特徴は、圧
縮機、凝縮器、第１減圧器、気液分離器、第２減
圧器および蒸発器を配管にて接続し、気液分離器
の気相部から圧縮機の圧縮室へガスインジエクシ
ヨン回路を設けた冷凍サイクルにおいて、前記気
液分離器におけるガスインジエクシヨン回路の開
口部位置と第２減圧器に接続する液通路の開口部
位置との間に一端が接続され、他端が圧縮器吸入
側に接続される液冷媒抽出回路と、この液冷媒抽
出回路に設けられた減圧器と、前記液通路におけ
る気液分離器と第２減圧器間の液冷媒と前記液冷
媒抽出回路における減圧器より下流側の冷媒とを
熱交換させる熱交換手段とを備えたことにある。

上記液冷媒抽出回路による液冷媒の抽出により
気液分離器内の液面を適正レベルに制御し異常上
昇を防止する。本発明では特に、抽出した冷媒を
利用して気液分離器出口液冷媒を過冷却している
ので、第２減圧器を流通する冷媒はガスを含まな
い液冷媒のみになるから流通量が増加し、それに
よつて気液分離器内の液面の上昇を確実に押える
ことができる。

〔実施例〕

第２図〜第６図はそれぞれ、ガスインジエクシ
ヨン回路から圧縮機の圧縮室へ液冷媒が流入する
のを防止するために当初考えられた例である。各
図において、第１図と同一部分は同一符号で表わ
す。

第２図は、気液分離器４の中間高さに液冷媒抽
出回路１０を設け、これを圧縮器吸入側配管１１
に減圧器８を介して接続したものである。そし
て、第２減圧器５の入口圧力が充分高く、上記気
液分離器４内の液面高さが通常の運転では、減圧
器８を流れる冷媒は上記であるため、その流量は
極めて小さい。負荷の低下等により第２減圧器５
の入口圧力が低下して気液分離器４内の液面高さ
が上昇してくると、気液分離器４から減圧器８に
流れる冷媒は液状態となるため、その流量は上記
の場合と比較して数倍に増加する。したがつて減
圧器８にて低圧圧力に減圧された冷媒は圧縮機に
吸入され、気液分離器４内の液面高さは上昇しに
くく、蒸発器出口冷媒加熱度も大きくならない。

このように負荷変動あるいは高低差があつても
気液分離器４内液面高さは制御され、蒸発器出口
冷媒加熱度もほぼ同程度に保たれる。

第３図は、液冷媒抽出回路１０の先端を蒸発器
６の入口配管６ａに接続した例である。この場合
には蒸発器６内に流入する冷媒量が増加し、熱の
汲み上げ量が増加する。

第４図は、液冷媒抽出回路を複数１０ａと１０
ｂを設けた例で、液冷媒抽出回路１０ａと１０ｂ
はそれぞれ減圧器８ａ，８ｂを介して配管１２に
接続され、気液分離器４への接続レベルを変えて
接続してある。これによれば液面制御の精度を向
上させることができる。

第５図は、液冷媒、抽出回路１０に膨脹弁２０
を介して蒸発器６の入口側に接続し、上記膨脹弁
２０の感温筒２１を蒸発器６の出口側配管６ｂに
接続した例である。これによれば蒸発器６の出口
側冷媒ガスの過熱度を精度よく制御することがで
きる。

第６図は、減圧器としてフロート弁３０を気液
分離器４内に設け、該フロート弁３０の弁部に配
管３１を接続した例である。これによれば直接冷
媒液面を検知して液面レベルを制御するから精度
がよい。

しかし、上述した第２図〜第６図の例のもので
も、室内ユニツトと室内ユニツトを接続する配管
が長い場合には、圧力損失のために気泡が混入し
て圧力損失増加を防止できず、気液分離器内液面
高さの上昇を十分に抑えることはできない。さら
に、前記圧力損失のために十分な液冷媒を蒸発器
へ送ることもできない。

次に、本発明の実施例を第７図〜第９図により
説明する。各図において、第１図〜第６図と同一
符号を付した部分は同一部分である。

第７図は、抽出した液冷媒を減圧膨脹させた冷
却熱量により気液分離器４の出口液冷媒を過冷却
するようにした例である。９は過冷却用熱交換器
で、気液分離器４の液出口側と第２減圧器５との
間の液通路１３と熱交換状に設けられており、該
熱交換器９を出た冷却冷媒は配管１４により圧縮
機１の吸入側に接続されている。これによれば減
圧器８で減圧された冷媒は気液分離器４を出た液
冷媒を過冷却するので、第２減圧器５を流通する
冷媒は完全な液のみとなり、第２減圧器５を流通
する冷媒は増加する。そして、上記の気液分離器
４内の液はスムースに流出するので、気液分離器
４内の液面の上昇を防止するための助けをする働
きをする。また、過冷却によつて気液分離器４と
蒸発器６の間の液配管が長い場合でもフラツシユ
ガスの発生がなく充分な液冷媒を蒸発器へ送るこ
とができる。

本実施例では、減圧器８としてキヤピラリーチ
ユーブを用いた例を図示しているが、減圧器８と
して膨張弁を使用してもよい。さらに、上記第４
図の例に示したように、複数個の減圧器によつて
構成してもよい。

第８図は、過冷却用熱交換器９をアキユムレー
タ４０内に設け、液冷媒抽出回路１０を上記アキ
ユムレータ４０に接続した例である。上記過冷却
用熱交換器９は上記アキユムレータ４０の液溜り
部４１に設けられており、配管４２と４３により
上記気液分離器４の液相部４ｂと、第２減圧器５
に接続されている。本実施例によれば、気液分離
器４からの出口液冷媒はアキユームレータ４０内
の液冷媒によつて過冷却される。また、アキユー
ムレータ４０内の液冷媒は加熱されるので、圧縮
機１への液戻り量も減少でき、信頼性をより向上
できる。

第９図は、ヒートポンプサイクルに本発明を適
用した冷凍サイクル系統図を示すものである。

５０は四方弁で、圧縮機１の吐出側、室外側熱
交換器５１、室内側熱交換器５２およびアキユム
レータ４０にそれぞれ流路を切換え可能に接続さ
れている。５３は冷房時流通する逆止弁で、暖房
用第２減圧器５４と並列に接続されている。５５
は暖房時流通する逆止弁で、冷房用第２減圧器５
６と並列に接続されている。５７は冷房用第１減
圧器、５８は暖房用第１減圧器で両者は直列に接
続されており、該両減圧器５７と５８の間の配管
５９から配管６０により電磁弁６１を介して気液
分離器７０の気相部７１に接続されている。７２
は液相部で、該液相部７２からは配管７３によ
り、上記アキユムレータ４０内に設けた過冷却用
熱交換器８０に接続されており、該過冷却用熱交
換器８０の出口側は配管７４により逆止弁９０と
９１に接続した配管９２に接続されている。そし
て、逆止弁９０は配管９３により暖房用第２減圧
器５４の入口側配管に接続され、逆止弁９１は配
管９４により冷房用第２減圧器５６の入口側に接
続されている。１００はガスインジエクシヨン回
路で、片方を圧縮機１の圧縮室に接続され、他方
は気液分離器７０の気相部に接続されている。１
０１は液冷媒抽出回路で、減圧器８を介して片方
を気液分離器７０の中央部に接続し、他方をアキ
ユムレータ４０の入口配管系路に接続している。

而して、冷房運転の場合は、四方弁の切換えに
より実線方向に冷媒を流し、暖房運転の場合は点
線方向に冷媒を流す。

そして、ガスインジエクシヨンする運転の場合
は、冷媒は冷房用第１減圧器５７、配管５９，６
０、電磁弁６１、気液分離器７０、配管７３、過
冷却用熱交換器８０、配管７４，９２、逆止弁９
１、配管９４の方向に流れた後、冷房用第２減圧
器５６で減圧膨脹して室内熱交換器５２内に流入
し冷房作用を行なう。この運転過程において、気
液分離器７０内の液面７５が上昇してくると、液
冷媒抽出回路１０１から減圧器８を介してアキユ
ムレータ４０内に流出させて気液分離器７０内の
液面を安定させる。ガスインジエクシヨンをしな
い運転の場合は電磁弁６１は閉じられるので、気
液分離器７０内には冷媒は流入しない。したがつ
て、液面の上昇もない。ガスインジエクシヨンを
しない運転の場合には、冷媒は冷房用第１減圧器
５７、配管５９、暖房用第１減圧器５８を直列に
流れる。

上記過冷却用熱交換器は例えば二重管式熱交換
器などのものでもよい。また、圧縮機はレシプロ
型、ロータリ型、スクロール型あるいはスクリユ
ー型のものでも良いことは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、気液分
離器から抽出した冷媒を減圧器で減圧し、この減
圧膨張された冷媒を利用して気液分離器からの出
口液冷媒を過冷却するようにしているので、室内
ユニツトと室外ユニツトを接続する配管が長い場
合や、前記ユニツト間に高低差がある場合でも、
第２減圧器を流通する冷媒はガスを含まない液冷
媒のみになるから、第２減圧器を流れる冷媒量は
増加し、気液分離器から液冷媒がスムースに流出
するので、気液分離器内の液面上昇を十分に抑え
ることができると共に、常に十分な量の冷媒を蒸
発器へ送ることができる。したがつて本発明によ
れば、ガスインジエクシヨン回路から圧縮器の圧
縮室に液冷媒が流入するのを確実に防止できる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来機の冷凍サイクル系統図、第２図
〜第６図はそれぞれ第１図の従来例を改良した冷
凍サイクル系統図、第７図〜第９図はそれぞれ本
発明の実施例を示す冷凍サイクル系統図である。１……圧縮機、２……凝縮器、３……第１減圧
器、４……気液分離器、５……第２減圧器、６…
…蒸発器、７……ガスインジエクシヨン回路、８
……減圧器、９……過冷却用熱交換器、１０……
液冷媒抽出回路、２０……膨脹弁、２１……感温
筒、３０……フロート弁、４０……アキユムレー
タ、５０……四方弁、５１……室外熱交換器、５
２……室内熱交換器、５３，５５，９０，９１…
…逆止弁、５４……暖房用第２減圧器、５６……
冷房用第２減圧器、５７……冷房用第１減圧器、
５８……暖房用第１減圧器、６１……電磁弁、７
０……気液分離器、８０……過冷却用熱交換器、
１００……インジエクシヨン回路、１０１……液
冷媒抽出回路。

Claims

【特許請求の範囲】１圧縮機、凝縮器、第１減圧器、気液分離器、
第２減圧器および蒸発器を配管にて接続し、気液
分離器の気相部から圧縮機の圧縮室へガスインジ
エクシヨン回路を設けた冷凍サイクルにおいて、
前記気液分離器におけるガスインジエクシヨン回
路の開口部位置と第２減圧器に接続する液通路の
開口部位置との間に一端が接続され、他端が圧縮
器吸入側に接続される液冷媒抽出回路と、この液
冷媒抽出回路に設けられた減圧器と、前記液通路
における気液分離器と第２減圧器間の液冷媒と前
記液冷媒抽出回路における減圧器より下流側の冷
媒とを熱交換させる熱交換手段とを備えたことを
特徴とする冷凍サイクル。２特許請求の範囲第１項において、液冷媒抽出
回路に設けられた前記減圧器はキヤピラリーチユ
ーブであり、かつ前記熱交換手段は気液分離器出
口液冷媒とキヤピラリーチユーブを介して減圧し
て抽出したガス冷媒との熱交換を行う過冷却用熱
交換器である冷凍サイクル。３特許請求の範囲第１項において、前記液冷媒
抽出回路を圧縮機の吸入側に設けたアキユームレ
ータの入口側に接続し、気液分離器出口液冷媒を
上記アキユームレータ内で過冷却させるようにし
て前記熱交換手段を構成したことを特徴とする冷
凍サイクル。