JPH0571834A

JPH0571834A - 空気調和装置

Info

Publication number: JPH0571834A
Application number: JP23190191A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Nakajima; 宏之中島; Masahiro Yoshida; 昌弘吉田
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1991-09-11
Filing date: 1991-09-11
Publication date: 1993-03-23
Anticipated expiration: 2016-02-13
Also published as: JP3134388B2

Abstract

(57)【要約】【目的】設置場所の条件等で冷媒配管が極端に長くなる
ような空気調和装置の円滑な運転を確保する。【構成】圧縮機１、凝縮器３、膨張弁５及び蒸発器６を
冷媒配管８で順次接続し、凝縮器３出口側の液冷媒配管
８ｂに圧縮機１と連動して作動する冷媒用ポンプＰを介
設する。また、他の構成として、開閉弁１１を介してポ
ンプＰをバイパスするバイパス路を設け、運転制御手段
５０により、圧力検出手段Ｓｐで検出される膨張弁５入
口の冷媒圧力が一定値以下になるとポンプＰを運転する
一方、開閉制御手段５１により、ポンプＰの作動時には
開閉弁１１を閉じ、ポンプＰの停止時には開閉弁１１を
開くよう制御する。これらにより、冷媒配管８が極端に
長いようなときや運転条件の変化で液冷媒の圧力が低下
するようなときにも、膨張弁５入口側の冷媒圧力を適正
に維持し、蒸発器の能力を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気調和装置の冷媒回
路の液ラインにおける冷媒圧力の維持対策に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば実公平１―２７０１８
号公報に開示される如く、室外ユニットに室外熱交換器
及び暖房用キャピラリチュ―ブを設け、室内ユニットに
圧縮機，室内熱交換器及び冷房用アキュムレ―タを設
け、室外ユニットを上方に室内ユニットを下方にするよ
う高度差をもたせて配置することにより、ヘッド差の分
だけ液ラインにおける冷媒の高圧側圧力と低圧側圧力間
の圧力差を維持しようとする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】ところで、空気調和装
置において、室外ユニットと室内ユニットとの間を接続
する連絡配管が非常に長い場合がある。かかる場合、連
絡配管における圧力損失が非常に大きくなるが、圧力損
失が所定値を越えるとフラッシュガスを生じて圧力損失
が益々大きくなる。その結果、蒸発器側の膨張弁直前の
圧力が低下して、膨張弁への冷媒流量が低減するので、
蒸発器の能力が低減したり、蒸発圧力が低下する等種々
の問題を生じる。

【０００４】その場合、対策として配管径を大きくする
ことも考えられるが、そうすると液配管をシールさせる
ために必要な冷媒量が増大し、圧縮機の信頼性を低下さ
せるとともに、連絡配管のコストも増大する。

【０００５】以上のような問題により、現在の技術で
は、室内外ユニット間の連絡配管の長さは最大１００m
程度が限度であるとされている。

【０００６】ここで、具体的な冷媒圧力の変化について
考察する。まず、図６のモリエル線図に基づき、冷媒回
路における冷媒の循環と冷媒状態の変化との関係につい
て述べるに、状態点（ａ）の冷媒が圧縮機に吸入され、
圧縮されて状態点（ｂ）の冷媒となって吐出され、凝縮
器入口で状態点（ｃ）まで圧力が低下した冷媒となった
後、凝縮器で凝縮，液化されて、凝縮器出口側では状態
点（ｄ）の冷媒となる。そして、蒸発器の膨張弁入口で
は状態点（ｅ）まで圧力が低下し、膨張弁により蒸発器
入口では状態点（ｆ）まで減圧され、蒸発器で蒸発する
ことにより状態点（ａ）の冷媒となって圧縮機に戻るこ
とになる。

【０００７】次に、通常運転では、蒸発圧力Ｐｅは約５
（kg／cm²）であり、凝縮圧力Ｐｃは約１８（kg／c
m²）であって、液連絡配管の管径は流速１〜２（ｍ／s
ec ）となるように設定されるので、連絡配管の圧力損
失ΔＰｉは１ｍ当り約０．０５（kg／cm²）程度であ
る。しかし、連絡配管の長さが１００ｍの場合、圧力損
失ΔＰｉが（５＋α）（kg／cm²）（αは定数）とな
り、定数α分だけさらに増大する。この定数αは、配管
途中でフラッシュガスが生じてそれによる圧力損失ΔＰ
f が大きくなると、ある条件下では４（kg／cm²）程度
にもなる。すなわち、圧力損失は合計９（kg／cm²）と
なるので、膨張弁の差圧が小さくなり、冷媒流量が低下
することになる。

【０００８】そこで、上記公報の空気調和装置のよう
に、設置場所に高低差を設けることで冷媒圧力を維持す
ることも考えられるが、場所の制約等で、必ずしも高低
差を設けられないことがある。

【０００９】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、液ラインにおける冷媒圧力を上昇さ
せる手段を講ずることにより、空気調和装置の室内外熱
交換器が極端に遠く離れたような条件下でも、長い連絡
配管の配設を可能とすることにある。

【００１０】

【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）、凝縮器（３）、膨張弁（５）及び蒸
発器（６）を冷媒配管（８）で順次接続してなる冷媒回
路（９）を備えた空気調和装置を対象とする。そして、
空気調和装置の上記凝縮器（３）出口側の液冷媒配管
（８ｂ）に、上記圧縮機（１）と連動して作動する冷媒
用ポンプ（Ｐ）を介設する構成としたものである。

【００１１】請求項２の発明の講じた手段は、図３に示
すように、圧縮機（１）、凝縮器（３）、膨張弁（５）
及び蒸発器（６）を冷媒配管（８）で順次接続してなる
冷媒回路（９）を備えた空気調和装置を対象とする。そ
して、空気調和装置に、上記凝縮器（３）出口側の液冷
媒配管（８ｂ）に介設される冷媒用ポンプ（Ｐ）と、該
ポンプ（Ｐ）をバイパスして設けられた冷媒回路（９）
のバイパス路（１０）と、該バイパス路（１０）を開閉
する開閉弁（１１）とを設ける構成としたものである。

【００１２】請求項３の発明の講じた手段は、図４に示
すように、圧縮機（１）、凝縮器（３）、膨張弁（５）
及び蒸発器（６）を冷媒配管（８）で順次接続してなる
冷媒回路（９）を備えた空気調和装置を対象とする。そ
して、空気調和装置に、上記凝縮器（３）出口側の液冷
媒配管（８ｂ）に介設されるポンプ（Ｐ）と、該ポンプ
（Ｐ）をバイパスして設けられた冷媒回路（９）のバイ
パス路（１０）と、該バイパス路（１０）を開閉する開
閉弁（１１）と、上記膨張弁（５）入口側の液冷媒配管
（８ｂ）における冷媒圧力を検出する圧力検出手段（Ｓ
ｐ）と、該圧力検出手段（Ｓｐ）の出力を受け、冷媒圧
力が一定値以下のときに上記ポンプ（Ｐ）を運転するよ
う制御する運転制御手段（５０）と、上記ポンプ（Ｐ）
の作動時には上記開閉弁（１１）を閉じ、ポンプ（Ｐ）
の停止時には開閉弁（１１）を開くよう制御する開閉制
御手段（５１）とを設ける構成としたものである。

【００１３】

【作用】以上の構成により、請求項１の発明では、液冷
媒配管（８ｂ）の凝縮器（３）出口側に圧縮機（１）と
連動して作動するポンプ（Ｐ）が設けられているので、
空気調和装置の設置場所の状態等で長い連絡配管が必要
となるようなときにも、液冷媒配管（８ｂ）中における
冷媒圧力の圧力損失分だけ上流側で圧力が高められ、液
冷媒配管（８ｂ）でフラッシュガスを生じることなく、
膨張弁（５）入口側の冷媒圧力が必要圧力に維持され
る。したがって、蒸発器（６）の能力が適正に保持され
ることになる。

【００１４】請求項２の発明では、ポンプ（Ｐ）の作動
時にはバイパス路（１０）の開閉弁（１１）が閉じら
れ、ポンプ（Ｐ）の停止時には開閉弁（１１）が開けら
れるので、凝縮器（３）側の熱交換媒体温度が高く凝縮
圧力が特に高いような条件下では、ポンプ（Ｐ）を停止
させて空気調和装置を運転しても膨張弁（５）直前の冷
媒圧力が適正に維持される。

【００１５】請求項３の発明では、運転状態の変化で、
膨張弁（５）入口側の圧力が圧力損失等のために低下し
て、圧力検出手段（Ｓｐ）で検出される冷媒圧力が一定
値以下に低下すると、運転制御手段（５０）により、ポ
ンプ（Ｐ）を運転するよう制御されるとともに、開閉制
御手段（５１）により、ポンプ（Ｐ）の作動時にはバイ
パス路（１０）の開閉弁（１１）を閉じるよう制御され
るので、凝縮器（３）出口における液冷媒の圧力が上昇
し、それに伴い膨張弁（５）入口側の冷媒圧力が適正に
維持される。したがって、膨張弁（５）の差圧不足やフ
ラッシュガスの発生が解消され、蒸発器（６）の蒸発能
力が確保されることになる。

【００１６】

【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。

【００１７】まず、請求項１の発明に係る実施例１につ
いて説明する。図１は実施例１に係る冷房専用空気調和
装置の冷媒配管系統を示し、室内ユニット（Ｘ）におい
て、（１）は圧縮機、（５）は室内電動膨張弁、（６）
は室内ファン（６ａ）を付設し、蒸発器として機能する
室内熱交換器、（７）は吸入冷媒中の液冷媒を除去する
ためのアキュムレ―タである。また、室外ユニット
（Ｙ）において、（３）は室外ファン（３ａ）を付設
し、凝縮器として機能する室外熱交換器である。上記各
機器は冷媒配管（８）により順次接続されて、閉回路の
冷媒回路（９）を形成しており、冷媒回路（９）内を冷
媒が循環することにより、室外熱交換器（３）で室外空
気との熱交換により得た冷熱を室内熱交換器（６）で室
内空気に付与するように構成されている。なお、（８
ａ）はガス冷媒配管、（８ｂ）は液冷媒配管である。

【００１８】ここで、上記室外熱交換器（３）の出口側
の液冷媒配管（８ｂ）には、上記圧縮機（１）と連動し
て運転される冷媒用ポンプ（Ｐ）が介設されている。

【００１９】次に、空気調和装置の運転時における冷媒
回路（９）の作動について図２のモリエル線図を参照し
ながら説明する。圧縮機（１）に吸入された状態点
（Ａ）の冷媒は圧縮機（１）から吐出されると状態点
（Ｂ）のガス冷媒となり、状態点（Ｃ）まで圧力降下し
て室外熱交換器（３）に入り、室外熱交換器（３）で凝
縮されて状態点（Ｄ）の液冷媒となる。この時、ポンプ
（Ｐ）の作動により、液冷媒配管（８ｂ）における圧力
損失ΔＰｉに応じた所定圧力ΔＰａだけ加圧され、状態
点（Ｅ）の冷媒となって、室内側に送られる。そして、
液冷媒配管（８ｂ）における圧力損失により状態点
（Ｆ）まで圧力降下して室内電動膨張弁（５）に流入
し、室内電動膨張弁（５）で状態点（Ｇ）まで減圧され
た後、室内熱交換器（６）で蒸発し、状態点（Ａ）の冷
媒となって圧縮機（１）に吸入される。

【００２０】したがって、上記実施例１では、空気調和
装置の運転時、ポンプ（Ｐ）が圧縮機（１）と連動して
運転するよう制御されるので、液ラインの高圧側圧力が
あらかじめ所定圧力だけ上昇する。この圧力上昇によ
り、液冷媒配管（８ｂ）内での圧力損失が補われること
で、フラッシュガスの発生が防止され、室内電動膨張弁
（５）入口における冷媒圧力が適正に維持されるので、
必要な冷房能力が得られることになる。すなわち、空気
調和装置の設置場所によっては、室内外ユニットを遠く
離して設置しなければならないこともあり、極端に長い
連絡配管が必要となるが、かかる場合にも、蒸発能力を
損ねることなく空気調和装置の運転が円滑に行われるこ
とになる。

【００２１】次に、請求項２の発明に係る実施例２につ
いて説明する。図３は実施例２に係る空気調和装置の冷
媒配管系統を示し、上記図１の構成に加えて、ポンプ
（Ｐ）をバイパスするバイパス路（１０）が設けられて
いて、このバイパス路（１０）には、バイパス路（１
０）を開閉する開閉弁（１１）が介設されている。そし
て、該開閉弁（１１）は、、ポンプ（Ｐ）が作動してい
るときには閉じ、ポンプ（Ｐ）が停止しているときには
開くようになされている。

【００２２】したがって、上記実施例１では、ポンプ
（Ｐ）をバイパスするバイパス路（１０）と、該バイパ
ス路（１０）を開閉する開閉弁（１１）とが設けられ、
ポンプ（Ｐ）の作動時には開閉弁（１１）が閉じられ、
ポンプ（Ｐ）の停止時には開閉弁（１１）が開かれるの
で、特に外気温度が高くて室外熱交換器（３）の凝縮圧
力が高く、ポンプ（Ｐ）を運転しなくても室内電動膨張
弁（５）入口側の冷媒圧力を十分高く維持できるような
場合、ポンプ（Ｐ）を停止させることにより、バイパス
路（１０）から液冷媒を室内熱交換器（６）側に流通さ
せて、室内電動膨張弁（５）直前の冷媒圧力を適正に維
持することができる。

【００２３】次に請求項３の発明に係る実施例３につい
て説明する。図４は実施例３に係る空気調和装置の冷媒
配管系統を示し、上記実施例１における図１の構成に加
えて、室内電動膨張弁（５）入口側の液冷媒配管（８
ｂ）には冷媒圧力を検出する圧力検出手段としての圧力
センサ（Ｓｐ）が配置されていて、この圧力センサ（Ｓ
ｐ）は信号線により請求項３の発明にいう運転制御手段
としてのコントローラ（５０）に接続されており、圧力
センサ（Ｓｐ）で検出される冷媒圧力に応じてポンプ
（Ｐ）の運転を制御するようになされている。そして、
コントローラ（５０）内には、請求項３の発明にいう開
閉制御手段としての開閉制御回路（５１）が配設されて
いて、この開閉制御回路（５１）により開閉弁（１１）
の開閉を制御するようになされている。

【００２４】したがって、上記実施例３では、コントロ
ーラ（５０）により、圧力センサ（Ｓｐ）で検出される
膨張弁（５）直前の冷媒圧力が一定値以下のときにポン
プ（Ｐ）を運転するよう制御されるとともに、開閉制御
手段（５１）により、ポンプ（Ｐ）の作動時には開閉弁
（１１）を閉じ、ポンプ（Ｐ）の停止時には開閉弁（１
１）を開くように制御される。すなわち、運転状態の変
化等で膨張弁（５）直前の冷媒圧力が低下すると、液冷
媒中にフラッシュガスが生じたり、膨張弁（５）の差圧
が十分取れなかったりするので、室内熱交換器（６）の
冷房能力がほとんどなくなる虞れがあるが、液冷媒配管
（８ｂ）の上流側で冷媒圧力が高められるので、冷媒圧
力が適正に維持され、室内熱交換器（６）の冷房能力が
確保されることになる。

【００２５】なお、上記実施例２では膨張弁（５）直前
の冷媒圧力の低下に応じてポンプ（Ｐ）を運転するよう
にしたが、温度が上昇していることで過冷却度が小さく
なりフラッシュガスが発生していると判断して、ポンプ
（Ｐ）を運転するようにしてもよい。

【００２６】また、上記各実施例では、冷房運転専用の
空気調和装置について説明したが、本発明はかかる実施
例に限定されるものではなく、室内熱交換器を凝縮器と
する暖房専用装置や、冷暖の切換え可能に構成された空
気調和装置についても適用しうる。

【００２７】図５は、上記実施例４に係る空気調和装置
の冷媒配管系統を示し、上記実施例１における図１の構
成に加えて、冷媒回路（９）には、冷媒サイクルを冷暖
切換える四路切換弁（２）と、暖房用の室外電動膨張弁
（４）とが設けられていて、さらに、各電動膨張弁
（４），（５）をバイパスする第１，第２バイパス路
（２０），（２１）が設けられ、この各バイパス路（２
０），（２１）にそれぞれ第１，第２ポンプ（Ｐ１）が
介設されている。

【００２８】そして、冷房運転時には第１ポンプ（Ｐ
１）を、暖房運転時には第２ポンプ（Ｐ２）を圧縮機
（１）と連動して作動させるようになされている。つま
り、凝縮器出口側に対応する側のポンプ（Ｐ１又はＰ
２）を作動させることにより、冷暖房運転いずれにおい
ても、上記実施例１と同様の効果を得ることができる。

【００２９】さらに、上記図５において、圧力センサ等
を配置して、各ポンプ（Ｐ１），（Ｐ２）を冷媒圧力等
の低下に応じて運転するよう制御することにより、冷暖
房運転いずれにおいても上記実施例３と同様の効果を得
ることができる。

【００３０】

【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、空気調和装置の冷媒回路の凝縮器出口側の液冷
媒配管に、圧縮機と連動して運転される冷媒用ポンプを
介設したので、室内外熱交換器を遠く離して設置しなけ
ればならないような条件下で、極端に長い連絡配管を介
して冷媒回路を構成しても、膨張弁直前の冷媒圧力を適
正に維持することができ、蒸発器の能力を確保すること
ができる。

【００３１】請求項２の発明によれば、空気調和装置の
冷媒回路の凝縮器出口側の液冷媒配管に冷媒用ポンプを
介設するとともに、ポンプをバイパスするバイパス路を
設け、バイパス路にポンプの作動時に閉じ停止時に開く
開閉弁を設けたので、凝縮器側の熱交換媒体温度が高
く、凝縮圧力が特に高いような条件下では、ポンプを停
止させて膨張弁直前の冷媒圧力を適正に維持することが
できる。

【００３２】請求項３の発明によれば、空気調和装置の
冷媒回路の凝縮器出口側の液冷媒配管に冷媒用ポンプを
介設し、開閉弁を介してポンプをバイパスするバイパス
路を設けるとともに、膨張弁入口側の冷媒圧力が一定値
以下に低下するとポンプを運転する一方、バイパス路の
開閉弁をポンプに作動時には閉じポンプの停止時には開
くようにしたので、運転状態の変化で膨張弁入口側の冷
媒圧力が低下したときにも、凝縮器出口における液冷媒
の圧力を上昇させることにより、膨張弁の差圧不足やフ
ラッシュガスの発生を解消させて、蒸発器の蒸発能力を
確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１に係る空気調和装置の冷媒配管系統図
である。

【図２】実施例１における冷媒回路の冷媒状態の変化を
示すモリエル線図である。

【図３】実施例２における空気調和装置の冷媒配管系統
図である。

【図４】実施例３における空気調和装置の冷媒配管系統
図である。

【図５】実施例４における空気調和装置の冷媒配管系統
図である。

【図６】従来の空気調和装置の冷媒回路における冷媒状
態の変化を示すモリエル線図である。

【符号の説明】

１圧縮機３室外熱交換器（凝縮器）５室内電動膨張弁６室内熱交換器（蒸発器）８冷媒配管８ｂ液冷媒配管９冷媒回路１０バイパス路１１開閉弁５０コントローラ（運転制御手段５１開閉制御回路（開閉制御手段）ＰポンプＳｐ圧力センサ（圧力検出手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機（１）、凝縮器（３）、膨張弁
（５）及び蒸発器（６）を冷媒配管（８）で順次接続し
てなる冷媒回路（９）を備えた空気調和装置において、上記凝縮器（３）出口側の液冷媒配管（８ｂ）に、上記
圧縮機（１）と連動して作動する冷媒用ポンプ（Ｐ）を
介設したことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】圧縮機（１）、凝縮器（３）、膨張弁
（５）及び蒸発器（６）を冷媒配管（８）で順次接続し
てなる冷媒回路（９）を備えた空気調和装置において、上記凝縮器（３）出口側の液冷媒配管（８ｂ）に介設さ
れる冷媒用ポンプ（Ｐ）と、該ポンプ（Ｐ）をバイパス
して設けられた冷媒回路（９）のバイパス路（１０）
と、該バイパス路（１０）を開閉する開閉弁（１１）と
を備えたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項３】圧縮機（１）、凝縮器（３）、膨張弁
（５）及び蒸発器（６）を冷媒配管（８）で順次接続し
てなる冷媒回路（９）を備えた空気調和装置において、上記凝縮器（３）出口側の液冷媒配管（８ｂ）に介設さ
れるポンプ（Ｐ）と、該ポンプ（Ｐ）をバイパスして設
けられた冷媒回路（９）のバイパス路（１０）と、該バ
イパス路（１０）を開閉する開閉弁（１１）と、上記膨
張弁（５）入口側の液冷媒配管（８ｂ）における冷媒圧
力を検出する圧力検出手段（Ｓｐ）と、該圧力検出手段
（Ｓｐ）の出力を受け、冷媒圧力が一定値以下のときに
上記ポンプ（Ｐ）を運転するよう制御する運転制御手段
（５０）と、上記ポンプ（Ｐ）の作動時には上記開閉弁
（１１）を閉じ、ポンプ（Ｐ）の停止時には開閉弁（１
１）を開くよう制御する開閉制御手段（５１）とを備え
たことを特徴とする空気調和装置。