JPH06137690A

JPH06137690A - 空気調和機

Info

Publication number: JPH06137690A
Application number: JP28788092A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takenaka; 寛竹中; Minetoshi Izushi; 峰敏出石; Makoto Nagai; 誠長井; Toshiharu Sasaki; 俊治佐々木; Atsuyasu Kobayashi; 敦泰小林; Shinya Okabe; 信也岡部; Masahiro Ito; 将弘伊藤
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Shimizu Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Shimizu Engineering Co Ltd
Priority date: 1992-10-26
Filing date: 1992-10-26
Publication date: 1994-05-20

Abstract

(57)【要約】【目的】リキッドタンクを省略でき、しかもトータル
冷媒量を低減し、冷凍サイクル内の温度，圧力の安定化
を図り得る空気調和機を提供すること。【構成】圧縮機２と四方弁３と室外熱交換器４と室外
減圧装置とアキュムレータ５とを備えた室外ユニット１
と、室内熱交換器９と室内減圧装置とを備えた室内ユニ
ット１１とを、ガス配管と液配管とを介して閉ループ状
に接続した空気調和機において、前記室外減圧装置と室
内減圧装置の少なくとも一方を電子膨張弁とし、この電
子膨張弁を、サーミスタ１３で検知された圧縮機２の吐
出ガス温度に基づいて電子膨張弁の開度を制御する膨張
弁制御装置１２に接続して構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、室外ユニットと室内ユ
ニットとを閉ループ状に接続した空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の空気調和機では、特開昭６３−１
３５７４８号公報に記載のように、室内熱交換器と室外
熱交換器の間にリキッドタンクを、またリキッドタンク
の前後に電子膨張弁を配設し、電子膨張弁の開度を膨張
弁コントローラによって制御することによって、リキッ
ドタンク内の冷媒の乾き度を制御することにより、液冷
媒とガス冷媒の体積を変化させ、冷凍サイクルの冷媒量
を適正に調節するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術は、冷凍
サイクル内にリキッドタンクを配設し、その前後に電子
膨張弁を配設しているため、原価高になる問題があり、
またトータル冷媒量が多いため、冷凍サイクル内の温
度，圧力の安定化の面でも問題があった。

【０００４】本発明の目的は、リキッドタンクを省略で
き、しかもトータル冷媒量を低減し、冷凍サイクル内の
温度，圧力の安定化を図り得る空気調和機を提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は圧縮機と四方弁と室外熱交換器と室外減圧
装置とアキュムレータとを備えた室外ユニットと、室内
熱交換器と室内減圧装置とを備えた室内ユニットとを、
ガス配管と液配管とを介して閉ループ状に接続してなる
空気調和機において、前記室外減圧装置と室内減圧装置
の少なくとも一方を電子膨張弁とするとともに、前記電
子膨張弁を、圧縮機の吐出ガス温度によって電子膨張弁
の開度を制御する膨張弁制御装置に接続したものであ
る。

【０００６】

【作用】本発明では、室内外ユニットに減圧装置を設
け、そのうちの少なくとも一方を電子膨張弁とすること
により液配管内の冷媒を２相化し、圧縮機の吐出ガスの
検出温度に基づいて膨張弁制御装置により電子膨張弁の
開度を制御することによって、液配管内の冷媒の乾き度
を調整することが可能となる。

【０００７】その結果、液配管内の冷媒の２相化によ
り、トータル冷媒量の低減を図ることができる。また、
冷暖房時における必要冷媒封入量差を液配管内で吸収す
ることによって、各運転パターンでの冷凍サイクル温度
の安定化を図ることができる。さらに、外気低温での暖
房運転開始時、室内減圧装置を絞り、吐出圧力を上昇さ
せ、圧縮機の入力を増大させることにより、サイクル温
度の立ち上がりを早くすることができる。さらにまた、
冷媒過少運転時、電子膨張弁の開度を開くことによりサ
イクル温度の上昇防止を図ることができる。

【０００８】そして、液配管内の冷媒を２相化し、膨張
弁制御装置により電子膨張弁の開度を制御することによ
り、蒸発器側への冷媒量を調整するようにしているの
で、リキッドタンクを省略し、冷媒サイクルの小型化，
低価格化を図ることができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。

【００１０】図１は本発明の第１の実施例を示す系統図
である。

【００１１】この第１の実施例では、室外ユニット１と
室内ユニット１１とを備えている。

【００１２】前記室外ユニット１は、圧縮機２と、四方
弁３と、蒸発器である室外熱交換器４と、アキュムレー
タ５と、室外減圧装置６とを接続して構成されている。
前記室外減圧装置６は、キャピラリチューブ６ａ，６ｂ
と、逆止弁６ｃとを有して構成されている。

【００１３】前記室内ユニット１１は、室内熱交換器９
と、室内減圧装置である電子膨張弁１０とを接続して構
成されている。前記電子膨張弁１０は、膨張弁制御装置
１２に接続されている。また、この膨張弁制御装置１２
には、前記圧縮機２の吐出ガス配管に設けられたサーミ
スタ１３が接続されている。そして、膨張弁制御装置１
２はサーミスタ１３で検知された吐出ガス温度に基づい
て電子膨張弁１０の開度を制御するように構成されてい
る。

【００１４】前記室外ユニット１と室内ユニット１１と
は、液配管７とガス配管８とにより閉ループ状に接続さ
れている。

【００１５】次に、この第１の実施例の空気調和機の動
作について、図１および図４により説明する。

【００１６】冷房運転時、圧縮機２から吐出される高温
・高圧のガスは、室外熱交換器４で凝縮され、液化した
後、キャピラリチューブ６ａ，６ｂおよび逆止弁６ｃを
備えた室外減圧装置６で減圧され、図４に示すように、
乾き度０．１〜０．２の２相冷媒となる。この２相冷媒
は、液配管７を通り、さらに電子膨張弁１０で断熱膨張
し、低圧・低温の２相冷媒となり、室内熱交換器９で蒸
発する。このとき、蒸発器である室外熱交換器４への冷
媒量を調整するため、圧縮機２の吐出ガス配管に設けら
れたサーミスタ１３により検知した吐出ガス温度を膨張
弁制御装置１２に取り込み、サイクル温度が安定するよ
うに電子膨張弁１０の開度を演算し、電子膨張弁１０を
所定の開度に開く。サーミスタ１３が検知した吐出ガス
温度が低い場合、電子膨張弁１０の開度を小さくし、液
配管７内の冷媒乾き度を小さくして液配管７内に保有す
る液冷媒量を多くし、循環する有効冷媒量を減らし、電
子膨張弁１０を出たあと、蒸発器出口で冷媒乾き度を大
きくするか過熱させ、サイクル温度の低下を防止する。
一方、冷凍サイクル温度が高い場合には、サーミスタ１
３で検知した吐出ガス温度を膨張弁制御装置１２に取り
込み、開度を演算した後、電子膨張弁１０の開度を開
き、液配管７内の冷媒乾き度を大きくして、循環する有
効冷媒量を増やし、冷凍サイクル温度の上昇を防止す
る。

【００１７】また、暖房運転時、圧縮機２から吐出され
た高温・高圧のガス冷媒は室内熱交換器９で凝縮された
後、電子膨張弁１０により減圧され、図４に示すよう
に、乾き度０〜０．１の液リッチな２相冷媒となり、液
配管７を通った後、キャピラリチューブ６ａで断熱膨張
し、低温・低圧の２相冷媒となって室外熱交換器４で蒸
発する。このとき、冷房運転の場合と同様、サーミスタ
１３により検知した吐出ガス温度によってサイクル温度
が安定するように電子膨張弁１０の開度を制御する。暖
房運転の場合、冷暖の封入量差が生じることによってサ
イクル温度が低下するため、液配管７内に冷媒が溜まる
ようにキャピラリチューブ６ｂを選定するとともに、電
子膨張弁１０の開度を調整し、液配管７内で冷暖の封入
量差を吸収し、サイクル温度の安定化を図る。また、暖
房過負荷運転等、吐出圧力が高くなる場合、ある所定圧
力を超えたときに、電子膨張弁１０の開度を全開にし
て、室内熱交換器９の出口での過冷却度を小さくして吐
出圧力を下げ、サイクル圧力の安定化を図る。

【００１８】ついで、図２は本発明の第２の実施例を示
す系統図である。

【００１９】この第２の実施例では、室内減圧装置１４
はキャピラリチューブ１４ａ，１４ｂおよび逆止弁１４
ｃで構成され、室外減圧装置には電子膨張弁１５が用い
られている。この電子膨張弁１５は、膨張弁制御装置１
２に接続されている。

【００２０】この第２の実施例の他の構成については、
前記第１の実施例と同様である。

【００２１】そして、この第２の実施例では冷房運転時
には、凝縮された液冷媒を電子膨張弁１５で減圧して図
４に示すような２相冷媒とし、キャピラリチューブ１４
ａで断熱膨張させ、低温・低圧の２相冷媒としている。
このとき、サイクル温度の調整は電子膨張弁１５による
液配管７内の冷媒乾き度の調整により可能となる。

【００２２】一方、暖房運転時は凝縮された液冷媒をキ
ャピラリチューブ１４ｂで減圧して図４に示すような液
リッチな２相冷媒とし、電子膨張弁１５によって断熱膨
張させ、低温・低圧の２相冷媒としている。このとき、
キャピラリチューブ１４ｂは液配管７内の冷媒を２相化
できるよう仕様を選定することが必要となるが、冷暖の
封入量差を考慮し、キャピラリチューブ１４ｂを絞り過
ぎないように選定することが必要である。

【００２３】さらに、図３は本発明の第３の実施例を示
す系統図である。

【００２４】この第３の実施例では、室外減圧装置には
電子膨張弁１５が用いられ、室内減圧装置には電子膨張
弁１０が用いられている。また、両電子膨張弁１０，１
５は膨張弁制御装置１２に接続されている。

【００２５】この第３の実施例の他の構成については、
前記第１の実施例と同様である。

【００２６】しかして、この第３の実施例では冷房運転
時には、凝縮された液冷媒を室外ユニット１の電子膨張
弁１５により減圧して図４に示すような２相冷媒とし、
液配管７を通って来た２相冷媒はさらに室内ユニット１
１の電子膨張弁１０によって断熱膨張され、低温・低圧
の２相冷媒となる。このとき、サーミスタ１３により検
知した吐出ガス温度を膨張弁制御装置１２に取り込んで
電子膨張弁１０，１５の開度を演算し、運転パターンに
従い室内，室外ユニット１１，１の電子膨張弁１５，１
０を所定の開度に開き、安定運転を行う。通常の冷房運
転時には、室外ユニット１の電子膨張弁１５は液冷媒を
２相化するのに必要な開度で固定され、サイクル温度の
調整は室内ユニット１１の電子膨張弁１０の開度により
制御される。

【００２７】一方、冷媒ガス抜け等のサイクル温度上昇
時には、まず室内ユニット１１の電子膨張弁１０の開度
を開き、サイクル温度の低下を図る。さらに、温度を低
下させるためには、室内ユニット１１の電子膨張弁１０
を全開にし、室外ユニット１の電子膨張弁１５を絞り、
液配管７の冷媒乾き度を大きくし、循環する有効冷媒量
を増加させ、サイクル温度の低下を図ることが可能とな
る。逆に、外気低温等、サイクル温度の低下時には室外
ユニット１の電子膨張弁１５を開き、室内ユニット１１
の電子膨張弁１０を絞り、液配管７内の冷媒乾き度を小
さくし、液冷媒を液配管７で保有することによってサイ
クル温度の上昇を図ることが可能となる。また、暖房過
負荷運転時には、室内ユニット１１の電子膨張弁１０の
開度を開き、室外ユニット１の電子膨張弁１５の開度を
絞り、液配管７内の乾き度を小さくして液冷媒を保有す
ることにより、吐出圧力の低下を図り、サイクル圧力を
安定化させることが可能となる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、室外減圧
装置と室内減圧装置の少なくとも一方を電子膨張弁とす
るとともに、前記電子膨張弁を、圧縮機の吐出ガス温度
によって電子膨張弁の開度を制御する膨張弁制御装置に
接続しており、冷凍サイクル内の液配管の冷媒を２相化
することにより、液配管中の冷媒量を半減することがで
きるため、トータル冷媒量を低減することが可能とな
る。したがって、低温運転および空気調和機のＯＮ−Ｏ
ＦＦ運転による圧縮機への液戻り運転を防止することが
でき、製品の信頼性を向上させることができる。また、
冷媒量を低減することにより、現地での配管長による冷
媒追加を不要とする、いわゆるチャージレス室外機にお
いて、工場出荷時に封入する冷媒量を減らすことができ
るため、原価の低減を図ることが可能となる。さらに、
最長配管での冷媒量の低減により、アキュムレータ等の
余剰冷媒保有容器の容量を小さくすることができるた
め、材料費の低減を図ることが可能となる。さらにま
た、最長配管冷媒量の低減により、最長配管長の延長が
可能となる。

【００２９】また、減圧装置として電子膨張弁を用いた
ことにより、液配管内の冷媒乾き度を調整することがで
きるため、各運転パターンでの冷凍サイクルの安定化を
図ることが可能となる。したがって、暖房運転時、室
内，室外熱交換器の容量差より生じる冷暖必要封入量差
を液配管中の冷媒乾き度を小さくすることによって液配
管中に吸収させることができ、冷凍サイクル温度の低下
を防止することができる。

【００３０】さらに、低温運転時およびサイクルのＯＮ
−ＯＦＦ運転時のような圧縮機への液戻り運転において
電子膨張弁の開度を制御し、液配管内の冷媒乾き度を調
整し、液配管内の冷媒量を適正化することによってサイ
クル温度の低下を防止することができる。

【００３１】さらに、減圧装置に電子膨張弁を用い、冷
凍サイクル内の液配管の冷媒を２相化することにより、
リキッドタンクを省略することが可能であり、冷凍サイ
クルの小型化，低価格化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す系統図である。

【図２】本発明の第２の実施例を示す系統図である。

【図３】本発明の第３の実施例を示す系統図である。

【図４】冷房運転時および暖房運転時の液配管内の冷媒
状態を示す図である。

【符号の説明】

１…室外ユニット、２…圧縮機、３…四方弁、４…室外
熱交換器、５…アキュムレータ、６…キャピラリチュー
ブを用いた室外減圧装置、７…液配管、８…ガス配管、
９…室内熱交換器、１０…室内減圧装置である電子膨張
弁、１１…室内ユニット、１２…膨張弁制御装置、１３
…サーミスタ、１４…キャピラリチューブを用いた室内
減圧装置、１５…室外減圧装置である電子膨張弁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長井誠静岡県清水市村松390番地株式会社日立製作所清水工場内 (72)発明者佐々木俊治静岡県清水市村松390番地株式会社日立製作所清水工場内 (72)発明者小林敦泰静岡県清水市村松390番地日立清水エンジニアリング株式会社内 (72)発明者岡部信也静岡県清水市村松390番地株式会社日立製作所清水工場内 (72)発明者伊藤将弘静岡県清水市村松390番地株式会社日立製作所清水工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機と四方弁と室外熱交換器と室外減
圧装置とアキュムレータとを備えた室外ユニットと、室
内熱交換器と室内減圧装置とを備えた室内ユニットと
を、ガス配管と液配管とを介して閉ループ状に接続して
なる空気調和機において、前記室外減圧装置と室内減圧
装置の少なくとも一方を電子膨張弁とするとともに、前
記電子膨張弁を、圧縮機の吐出ガス温度によって電子膨
張弁の開度を制御する膨張弁制御装置に接続したことを
特徴とする空気調和機。