JPWO2015132959A1

JPWO2015132959A1 - 空気調和装置

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Publication number: JPWO2015132959A1
Application number: JP2015510529A
Authority: JP
Inventors: 航祐田中; 牧野　浩招; 浩招牧野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-03-07
Filing date: 2014-03-07
Publication date: 2017-03-30
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Abstract

冷媒回路に充填する冷媒量を増加させることなく冷凍能力の低下を抑制するとともに、ポンプダウン運転時には好適に冷媒を貯留することができる空気調和装置を得る。膨張弁７と利用側熱交換器６との間の配管に設けられた第１開閉弁１１と、膨張弁７と第１開閉弁１１との間の配管を分岐し、圧縮機３の吸入側の配管に接続するバイパス回路２０と、バイパス回路２０を流通した冷媒を貯留する冷媒貯留手段と、を備え、第１開閉弁１１が閉状態で、圧縮機３を運転させるポンプダウン運転において、熱源側熱交換器９を流出した冷媒がバイパス回路２０に流入し、該冷媒が冷媒貯留手段に貯留される。

Description

本発明は、圧縮機、熱源側熱交換器、膨張弁、及び利用側熱交換器が配管で接続され、冷媒が循環する冷媒回路を備えた空気調和装置に関する。

特許文献１に記載の冷凍装置は、熱源側ユニットと利用側ユニットと制御部とを備える。熱源側ユニットは、圧縮機、熱源側熱交換器、膨張弁、大径管、液冷媒側閉鎖弁及びガス冷媒側閉鎖弁を有し、これらが冷媒配管で結ばれる。利用側ユニットは、利用側熱交換器を有し、利用側熱交換器は、一端が液冷媒連絡配管を介して液冷媒側閉鎖弁と結ばれ、他端がガス冷媒連絡配管を介してガス冷媒側閉鎖弁と結ばれる。制御部は、冷媒を熱源側ユニットに集めるポンプダウン運転を実行する。この冷凍装置では、ポンプダウン運転において、熱源側熱交換器と液冷媒側閉鎖弁との間に設けた大径管に、冷媒を貯留している。

特許第５２１２５３７号公報（請求項１）

特許文献１に記載の技術のように、ポンプダウン運転における冷媒の貯留を考慮して、熱源側熱交換器（凝縮器）の出口に大径管を配置した場合、次のような課題がある。
即ち、冷房運転に凝縮器として作用する熱源側熱交換器の出口に大径管を配置しているので、ポンプダウン運転時だけではなく冷房運転時にも大径管に冷媒が貯留されてしまう。このため、冷媒回路を循環する冷媒量が減少して冷凍能力が低下してしまうという課題がある。
一方、大径管に冷媒が貯留される冷媒量を考慮して冷媒の充填量を増加させると、これに伴い製造コストが増加してしまうという課題がある。また、冷媒回路に充填する冷媒量を多くすると、冷媒の漏洩時における環境への影響が大きくなってしまうという課題がある。特に、微燃性（Ｒ３２，ＨＦＯ１２３４ｙｆ，ＨＦＯ１２３４ｚｅ等）及び可燃性（ＨＣ）の冷媒を適用する場合には、冷媒回路へ充填できる許容冷媒量がＩＥＣ規格（国際電気標準規格）によって制約されており、充填冷媒量を多くすることができないため、上記の課題は顕著となる。

本発明は、上記のような課題を背景になされたもので、冷媒回路に充填する冷媒量を増加させることなく冷凍能力の低下を抑制するとともに、ポンプダウン運転時には好適に冷媒を貯留することができる空気調和装置を得ることを目的とする。

本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、熱源側熱交換器、膨張弁、及び利用側熱交換器が配管で接続され、冷媒が循環する冷媒回路を備えた空気調和装置であって、前記膨張弁と前記利用側熱交換器との間の前記配管に設けられた第１開閉弁と、前記膨張弁と前記第１開閉弁との間の前記配管、又は前記熱源側熱交換器と前記膨張弁との間の前記配管を分岐し、前記圧縮機の吸入側の前記配管に接続するバイパス回路と、前記バイパス回路を流通した前記冷媒を貯留する冷媒貯留手段と、を備え、前記第１開閉弁が閉状態で、前記圧縮機を運転させるポンプダウン運転において、前記熱源側熱交換器を流出した前記冷媒が前記バイパス回路に流入し、該冷媒が前記冷媒貯留手段に貯留されるものである。

本発明は、冷媒回路に充填する冷媒量を増加させることなく冷凍能力の低下を抑制するとともに、ポンプダウン運転時には好適に冷媒を貯留することができる。

実施の形態１に係る空気調和装置１００の冷媒回路図である。実施の形態１に係る空気調和装置１００のポンプダウン運転時のｐ−ｈ線図である。実施の形態２に係る空気調和装置１００の冷媒回路図である。実施の形態２に係る空気調和装置１００のポンプダウン運転時のｐ−ｈ線図である。実施の形態３に係る空気調和装置１００の冷媒回路図である。実施の形態３に係る空気調和装置１００の冷房運転時のｐ−ｈ線図である。実施の形態４に係る空気調和装置１００の冷媒回路図である。実施の形態４に係る空気調和装置１００の暖房運転時のｐ−ｈ線図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る空気調和装置１００の冷媒回路図である。
図１に示すように、空気調和装置１００は、室外機１と室内機２とを備え、室外機１と室内機２とが液配管８及びガス配管５で接続されている。

室外機１は、圧縮機３、四方弁４、熱源側熱交換器９、膨張弁７、熱源側熱交換器９に空気を送風する熱源側送風機９１、空気調和装置１００を構成する各部の動作を制御する制御装置４０を備えている。
室内機２は、利用側熱交換器６、及び利用側熱交換器６に空気を送風する利用側送風機６１を備えている。
空気調和装置１００は、圧縮機３、四方弁４、熱源側熱交換器９、膨張弁７、利用側熱交換器６が、順次配管で接続されて冷媒が循環する冷媒回路を形成する。

室外機１は更に、膨張弁７と第１開閉弁１１との間の配管を分岐し、圧縮機３の吸入側の配管に接続するバイパス回路２０を備えている。バイパス回路２０には、第１バイパス開閉弁２１、第２バイパス開閉弁２２、冷媒を貯留する容器３０が設けられている。

圧縮機３は、例えばインバータにより回転数が制御され容量制御されるタイプである。
膨張弁７は、例えば開度が可変に制御される電子膨張弁である。
熱源側熱交換器９は、熱源側送風機９１によって送風される外気と熱交換する。
利用側熱交換器６は、利用側送風機６１によって送風される室内空気と熱交換する。

第１バイパス開閉弁２１は、バイパス回路２０の冷媒の流入側（膨張弁７と第１開閉弁１１との間の配管側）に設けられている。
第２バイパス開閉弁２２は、バイパス回路２０の冷媒の流出側（圧縮機３の吸入側の配管側）に設けられている。
第１バイパス開閉弁２１及び第２バイパス開閉弁２２は、バイパス回路２０の冷媒の流路を開閉する開閉弁である。
容器３０は、冷媒を貯留する容器である。
なお、容器３０は、本発明における「冷媒貯留手段」に相当する。

ガス配管５及び液配管８は、室外機１と室内機２とを接続する接続配管である。第１開閉弁１１及び第２開閉弁１２は、それぞれ、液配管８及びガス配管５に接続されている。液配管８は、室内機２の利用側熱交換器６と室外機１の第１開閉弁１１との間を接続している。ガス配管５は、室内機２の利用側熱交換器６と室外機１の第２開閉弁１２との間を接続している。

なお、第１開閉弁１１、第２開閉弁１２、第１バイパス開閉弁２１、及び第２バイパス開閉弁２２は、手動で開け閉めする手動弁でも良いし、制御装置４０によって開閉の状態が制御される電磁弁でも良い。

室外機１は更に、吐出温度センサー４１と、吐出圧力センサー５１と、吸入圧力センサー５２とを備えている。
吐出温度センサー４１は、圧縮機３から吐出された冷媒の温度を検出する。
吐出圧力センサー５１は、圧縮機３から吐出された冷媒の圧力を検出する。
吸入圧力センサー５２は、圧縮機３へ吸入される冷媒の圧力を検出する。
なお、冷媒回路を循環する冷媒の圧力は、圧縮機３の吸入側が最も低く、圧縮機３の吐出側が最も高い。よって、以下の説明では、圧縮機３の吸入側の圧力を低圧、圧縮機３の吐出側の圧力を高圧と言う。

空気調和装置１００の冷凍サイクル（冷媒回路）に使用する冷媒として、微燃性（Ｒ３２，ＨＦＯ１２３４ｙｆ，ＨＦＯ１２３４ｚｅ等）及び可燃性（ＨＣ）の冷媒を用いるものとする。
混合冷媒を生成させるために混合させる物質としては、例えば、テトラフルオロプロペン（２，３，３，３−テトラフルオロプロペンであるＨＦＯ１２３４ｙｆ、１，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペンであるＨＦＯ１２３４ｚｅ等）、ジフルオロメタン（ＨＦＣ３２）等が用いられるが、これらに限るものではなく、ＨＣ２９０（プロパン）等を混合させてもよく、冷凍サイクル（冷媒回路）の冷媒として使用できる熱性能を有する物質であれば、どのようなものを用いてもよく、どのような混合比としてもよい。
なお、本発明において使用する冷媒は上記の冷媒に限定されない。例えば、Ｒ４１０Ａ等の冷媒を使用しても良い。

このように構成された空気調和装置１００は、四方弁４の切り換えにより冷房運転又は暖房運転が可能となっている。また、空気調和装置１００は、室内機２内の冷媒を室外機１に回収するポンプダウン運転を行うことが可能である。
なお、空気調和装置１００は少なくとも冷房運転及びポンプダウン運転が可能であれば良い。よって、四方弁４は必ずしも必須の構成ではなく、省略可能である。

次に、空気調和装置１００の冷凍サイクルの運転動作について図１を参照して説明する。図１において、実線が冷房時の流れを示し、点線が暖房時の流れを示している。

（冷房運転）
まず、通常運転における冷房運転について説明する。
冷房運転時において、四方弁４は冷房側（実線で示す状態）に切り換えられる。また、第１開閉弁１１、第２開閉弁１２、第２バイパス開閉弁２２は、開状態である。第１バイパス開閉弁２１は閉状態である。
この状態で圧縮機３から高圧高温のガス冷媒が吐出されると、その高圧高温のガス冷媒は、四方弁４を介して熱源側熱交換器９に流入し、室外空気との熱交換により放熱することで高圧液冷媒となり流出する。熱源側熱交換器９から流出した高圧液冷媒は、膨張弁７に流入し、低圧の二相冷媒となる。

膨張弁７を流出した低圧二相冷媒は、液配管８を通過して室内機２へ流入し、利用側熱交換器６で室内空気と熱交換して蒸発し、低圧ガス冷媒となって流出する。利用側熱交換器６を流出した低圧ガス冷媒は、ガス配管５を通過して室外機１へ流入し、四方弁４を介して、圧縮機３へ戻る。
なお、冷房運転時、第１バイパス開閉弁２１は閉状態のため、バイパス回路２０に冷媒が流入することはない。また、第２バイパス開閉弁２２を開状態にすることで、容器３０の液封を防止できる。

（暖房運転）
次に、通常運転における暖房運転について説明する。
暖房運転時において、四方弁４は暖房側（点線で示す状態）に切り換えられる。また、第１開閉弁１１、第２開閉弁１２、第２バイパス開閉弁２２は、開状態である。第１バイパス開閉弁２１は閉状態である。
この状態で圧縮機３から高圧高温のガス冷媒が吐出されると、その高圧高温のガス冷媒は、四方弁４及びガス配管５を介して室内機２の利用側熱交換器６に流入し、室内空気との熱交換により放熱することで高圧液冷媒となり流出する。利用側熱交換器６から流出した高圧液冷媒は、液配管８を通過して膨張弁７に流入し、低圧の二相冷媒となる。

膨張弁７を流出した低圧二相冷媒は、熱源側熱交換器９に流入し、室外空気との熱交換により蒸発することで低圧ガス冷媒となって流出する。熱源側熱交換器９を流出した低圧ガス冷媒は、四方弁４を介して、圧縮機３へ戻る。
なお、暖房運転時、第１バイパス開閉弁２１は閉状態のため、バイパス回路２０に冷媒が流入することはない。また、第２バイパス開閉弁２２を開状態にすることで、容器３０の液封を防止できる。

（ポンプダウン運転）
次に、ポンプダウン運転について説明する。

図２は、実施の形態１に係る空気調和装置１００のポンプダウン運転時のｐ−ｈ線図である。図２の横軸は冷媒の比エンタルピを示し、縦軸は圧力を示す。また、図５内の点ａ〜点ｃは、図１に示す位置における冷媒状態を示す。
ポンプダウン運転時において、四方弁４は冷房側（実線で示す状態）に切り換えられる。また、第２開閉弁１２、第１バイパス開閉弁２１は開状態である。第１開閉弁１１、第２バイパス開閉弁２２は、閉状態である。更に、制御装置４０は、膨張弁７の開度を全開にする。また、制御装置４０は、熱源側送風機９１及び利用側送風機６１を運転させる。

この状態で圧縮機３が起動されると、低圧のガス冷媒（状態ａ）が圧縮機３で圧縮され高温高圧のガス冷媒（状態ｂ）となって吐出される。圧縮機３から吐出された高圧高温のガス冷媒は、四方弁４を介して熱源側熱交換器９に流入し、室外空気との熱交換により放熱することで高圧液冷媒（状態ｃ）となり流出する。熱源側熱交換器９から流出した高圧液冷媒は、膨張弁７を通過して、バイパス回路２０へ流入する。
バイパス回路２０へ流入した高圧液冷媒（状態ｃ）は、第１バイパス開閉弁２１を通過して、容器３０へ流入する。第２バイパス開閉弁２２は閉状態であるので、バイパス回路２０に流入した高圧液冷媒（状態ｃ）は、容器３０内に貯留される。
利用側熱交換器６、液配管８、及びガス配管５内の冷媒は、圧縮機３の運転によって吸引され、圧縮機３から吐出されたあと、上記動作によって、容器３０内に貯留される。

このようなポンプダウン運転により、室内機２内の冷媒が室外機１側に回収される。ポンプダウン運転のあと、第２開閉弁１２が閉じられ、例えば室内機２の取り外しなどが行われる。

以上のように本実施の形態１においては、ポンプダウン運転時に、熱源側熱交換器９を流出した冷媒をバイパス回路２０に流入させ、この冷媒を容器３０に貯留させる。
このため、ポンプダウン運転時には好適に冷媒を室外機１へ回収することができる。また、熱源側熱交換器９（凝縮器）の出口側に大径管等の貯留容器を設ける必要が無く、冷媒回路に充填する冷媒量を増加させることなく冷凍能力の低下を抑制することができる。
また、冷媒回路へ充填する冷媒量を低減することができるので、製造コストの増加を抑制し、冷媒の漏洩時における環境への影響を低減することができる。

（変形例）
なお、上記の説明では、バイパス回路２０は、膨張弁７と第１開閉弁１１との間の配管を分岐し、圧縮機３の吸入側の配管に接続する場合を説明したが、熱源側熱交換器９と膨張弁７との間の配管を分岐しても良い。このような構成においても、上記と同様の動作を行うことで同様の効果を得ることができる。

実施の形態２．
本実施の形態２では実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

図３は、実施の形態２に係る空気調和装置１００の冷媒回路図である。
図３に示すように、実施の形態２に係る空気調和装置１００は、圧縮機３の吸入側に、余剰冷媒を溜めるアキュムレータ１０が設けられている。バイパス回路２０は、アキュムレータ１０の吸入側の配管に接続されている。
また、バイパス回路２０には、第３バイパス開閉弁２３を設けている。なお、本実施の形態２では、第１バイパス開閉弁２１、第２バイパス開閉弁２２、及び容器３０を設けていない。
第３バイパス開閉弁２３は、バイパス回路２０の流路を開閉するとともに、通過する冷媒を膨張（減圧）させる機能を有している。例えば、第３バイパス開閉弁２３の下流側（アキュムレータ１０側）におけるバイパス回路２０の配管径を上流側よりも細くすることで、第３バイパス開閉弁２３を通過する冷媒を膨張させる。なお、第３バイパス開閉弁２３の構成は、これに限定されない。例えば、第３バイパス開閉弁２３として、開度が可変に制御される電子膨張弁を用いても良い。また、二方弁とキャピラリーチューブとを直列に接続しても良い。つまり、バイパス回路２０における冷媒の流れを開閉でき、通過する冷媒を膨張（減圧）させる構成であれば、任意の構成を用いることができる。
なお、第３バイパス開閉弁２３は、本発明における「第２膨張弁」に相当する。

次に、本実施の形態２における空気調和装置１００の運転動作について、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

（冷房運転、暖房運転）
冷房運転時、及び暖房運転において、第３バイパス開閉弁２３は閉状態である。
この状態で、上記実施の形態１と同様の動作により、冷房運転、暖房運転が行われる。第３バイパス開閉弁２３は閉状態のため、バイパス回路２０に冷媒が流入することはない。
なお、蒸発器から湿りガス冷媒（二相冷媒）が流出された場合、アキュムレータ１０によって、ガス冷媒と液相冷媒とに分離され、ガス冷媒が圧縮機３へ吸入される。

図４は、実施の形態２に係る空気調和装置１００のポンプダウン運転時のｐ−ｈ線図である。図４の横軸は冷媒の比エンタルピを示し、縦軸は圧力を示す。また、図４内の点ａ〜点ｅは、図３に示す位置における冷媒状態を示す。
ポンプダウン運転時において、四方弁４は冷房側（実線で示す状態）に切り換えられる。また、第２開閉弁１２、第３バイパス開閉弁２３は開状態である。第１開閉弁１１は、閉状態である。更に、制御装置４０は、膨張弁７の開度を全開にする。また、制御装置４０は、熱源側送風機９１及び利用側送風機６１を運転させる。
なお、本実施の形態２では、熱源側送風機９１を停止又は送風量を低下させ、熱源側熱交換器９の熱交換量を少なくしても良い。

この状態で圧縮機３が起動されると、低圧のガス冷媒（状態ａ）が圧縮機３で圧縮され高温高圧のガス冷媒（状態ｂ）となって吐出される。圧縮機３から吐出された高圧高温のガス冷媒は、四方弁４を介して熱源側熱交換器９に流入し、室外空気との熱交換により放熱することで高圧二相冷媒（状態ｃ）となり流出する。熱源側熱交換器９から流出した高圧二相冷媒は、膨張弁７を通過して、バイパス回路２０へ流入する。
バイパス回路２０へ流入した高圧液冷媒（状態ｃ）は、第３バイパス開閉弁２３を通過する際に膨張（減圧）され、低圧の二相冷媒（状態ｄ）となる。この低圧の二相冷媒は、バイパス回路２０からアキュムレータ１０へ流入し、ガス冷媒（状態ａ）と液冷媒（状態ｅ）とに分離される。アキュムレータ１０内のガス冷媒は、圧縮機３へ吸入される。一方、液冷媒はアキュムレータ１０内に貯留される。
利用側熱交換器６、液配管８、及びガス配管５内の冷媒は、圧縮機３の運転によって吸引され、アキュムレータ１０へ流入し、ガス冷媒と液冷媒とに分離され、液冷媒がアキュムレータ１０に貯留される。

以上のように本実施の形態２においては、バイパス回路２０に第３バイパス開閉弁２３を設け、バイパス回路２０へ流入した冷媒を膨張（減圧）し、この冷媒をアキュムレータ１０に貯留させる。
このため、上記実施の形態１の効果に加えて以下の効果がある。即ち、アキュムレータ１０に貯留される冷媒は、膨張（減圧）された低圧の液冷媒（図４のＴ_ＡＣＣ参照）である。このため、高圧の冷媒（図４のＴ_Ｃ参照）を貯留する場合と比較して、冷媒の温度が低くなり、冷媒密度を大きくすることができる。よって、ポンプダウン運転において冷媒を貯留する冷媒貯留手段（アキュムレータ１０）の容量をより小さくすることができる。

実施の形態３．
本実施の形態３では実施の形態２との相違点を中心に説明し、実施の形態２と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

図５は、実施の形態３に係る空気調和装置１００の冷媒回路図である。
図５に示すように、実施の形態３に係る空気調和装置１００は、上記実施の形態２の構成に加え、気液分離器３２を更に備えている。
気液分離器３２は、膨張弁７と第１開閉弁１１との間の配管に設けられている。気液分離器３２は、流入した冷媒を、ガス冷媒と液相冷媒とに分離する。
バイパス回路２０は、気液分離器３２のガス側の接続口と圧縮機３の吸入側の配管とを接続する。

次に、本実施の形態３における空気調和装置１００の運転動作について、実施の形態２との相違点を中心に説明する。

（冷房運転）
図６は、実施の形態３に係る空気調和装置１００の冷房運転時のｐ−ｈ線図である。図６の横軸は冷媒の比エンタルピを示し、縦軸は圧力を示す。また、図６内の点ａ〜点ｆは、図５に示す位置における冷媒状態を示す。
なお、図示の都合上、図６の状態ｅと状態ａとに圧力差を生じさせるように図示しているが、実際には、冷媒流路における圧力損失による低下程度である。

冷房運転時において、四方弁４は冷房側（実線で示す状態）に切り換えられる。また、第１開閉弁１１、第２開閉弁１２、第３バイパス開閉弁２３は、開状態である。
この状態で圧縮機３が起動されると、低圧のガス冷媒（状態ａ）が圧縮機３で圧縮され高温高圧のガス冷媒（状態ｂ）となって吐出される。圧縮機３から吐出された高圧高温のガス冷媒は、四方弁４を介して熱源側熱交換器９に流入し、室外空気との熱交換により放熱することで高圧液冷媒（状態ｃ）となり流出する。熱源側熱交換器９から流出した高圧液冷媒は、膨張弁７に流入し、低圧の二相冷媒（状態ｄ）となる。

膨張弁７を流出した低圧二相冷媒は、気液分離器３２へ流入し、ガス冷媒（状態ｆ）と液冷媒（状態ｅ）とに分離される。気液分離器３２からバイパス回路２０へ流入したガス冷媒は、第３バイパス開閉弁２３を通過してアキュムレータ１０へ流入する。
一方、気液分離器３２によって分離された液冷媒（状態ｅ）は、液配管８を通過して室内機２へ流入し、利用側熱交換器６で室内空気と熱交換して蒸発し、低圧ガス冷媒となって流出する。利用側熱交換器６を流出した低圧ガス冷媒は、ガス配管５を通過して室外機１へ流入し、四方弁４、アキュムレータ１０を介して、圧縮機３へ戻る。

（暖房運転）
暖房運転において、第３バイパス開閉弁２３は閉状態である。
この状態で、上記実施の形態２と同様の動作により、暖房運転が行われる。第３バイパス開閉弁２３は閉状態のため、バイパス回路２０に冷媒が流入することはない。

（ポンプダウン運転）
ポンプダウン運転時において、第３バイパス開閉弁２３は開状態である。
この状態で、上記実施の形態２と同様の動作により、ポンプダウン運転が行われる。

以上のように本実施の形態３においては、冷房運転において、気液分離器３２で分離されたガス状態の冷媒が、バイパス回路２０に流入する。
このため、上記実施の形態１、２の効果に加えて以下の効果がある。即ち、冷房運転時において、気液分離器３２で分離したガス冷媒をバイパス回路２０へ流入させるので、蒸発器として作用する利用側熱交換器６に流入する冷媒の乾き度が低下し、冷媒の圧力損失を低減することができる。また、熱交換への寄与が小さいガス冷媒をバイパスすることで、冷凍性能を向上することができる。よって、冷房運転時における省エネルギー性を向上することができる。

（変形例）
なお、上記の説明では、実施の形態２の構成に加え、気液分離器３２を備える構成を説明したが、実施の形態１の構成に加えて気液分離器３２を備える構成としても良い。このような構成においても、冷房運転時に、第１バイパス開閉弁２１及び第２バイパス開閉弁２２を開状態にすることで、気液分離器３２によって分離された低圧のガス冷媒を、容器３０を通過させて、圧縮機３の吸入側へ合流させることができる。このような構成においても、同様の効果を得ることができる。

実施の形態４．
本実施の形態４では実施の形態２との相違点を中心に説明し、実施の形態２と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

図７は、実施の形態４に係る空気調和装置１００の冷媒回路図である。
図７に示すように、実施の形態４に係る空気調和装置１００は、上記実施の形態２の構成に加え、気液分離器３２を更に備えている。
気液分離器３２は、熱源側熱交換器９と膨張弁７との間の配管に設けられている。気液分離器３２は、流入した冷媒を、ガス冷媒と液相冷媒とに分離する。
バイパス回路２０は、気液分離器３２のガス側の接続口と圧縮機３の吸入側の配管とを接続する。

（冷房運転）
冷房運転において、第３バイパス開閉弁２３は閉状態である。
この状態で、上記実施の形態２と同様の動作により、冷房運転が行われる。第３バイパス開閉弁２３は閉状態のため、バイパス回路２０に冷媒が流入することはない。

（暖房運転）
図８は、実施の形態４に係る空気調和装置１００の暖房運転時のｐ−ｈ線図である。図８の横軸は冷媒の比エンタルピを示し、縦軸は圧力を示す。また、図８内の点ａ〜点ｆは、図７に示す位置における冷媒状態を示す。
なお、図示の都合上、図８の状態ｃと状態ａとに圧力差を生じさせるように図示しているが、実際には、冷媒流路における圧力損失による低下程度である。

暖房運転時において、四方弁４は暖房側（点線で示す状態）に切り換えられる。また、第１開閉弁１１、第２開閉弁１２、第３バイパス開閉弁２３は、開状態である。
この状態で圧縮機３が起動されると、低圧のガス冷媒（状態ａ）が圧縮機３で圧縮され高温高圧のガス冷媒（状態ｂ）となって吐出される。圧縮機３から吐出された高圧高温のガス冷媒は、四方弁４及びガス配管５を介して室内機２の利用側熱交換器６に流入し、室内空気との熱交換により放熱することで高圧液冷媒（状態ｅ）となり流出する。利用側熱交換器６から流出した高圧液冷媒は、液配管８を通過して膨張弁７に流入し、低圧の二相冷媒（状態ｄ）となる。

膨張弁７を流出した低圧二相冷媒は、気液分離器３２へ流入し、ガス冷媒（状態ｆ）と液冷媒（状態ｃ）とに分離される。気液分離器３２からバイパス回路２０へ流入したガス冷媒は、第３バイパス開閉弁２３を通過してアキュムレータ１０へ流入する。
一方、気液分離器３２によって分離された液冷媒（状態ｃ）は、熱源側熱交換器９に流入し、室外空気との熱交換により蒸発することで低圧ガス冷媒（状態ｆ）となって流出する。熱源側熱交換器９を流出した低圧ガス冷媒は、四方弁４を介して、圧縮機３へ戻る。

以上のように本実施の形態４においては、暖房運転において、気液分離器３２で分離されたガス状態の冷媒が、バイパス回路２０に流入する。
このため、上記実施の形態１、２の効果に加えて以下の効果がある。即ち、暖房運転時において、気液分離器３２で分離したガス冷媒をバイパス回路２０へ流入させるので、蒸発器として作用する熱源側熱交換器９に流入する冷媒の乾き度が低下し、冷媒の圧力損失を低減することができる。また、熱交換への寄与が小さいガス冷媒をバイパスすることで、冷凍性能を向上することができる。よって、暖房運転時における省エネルギー性を向上することができる。

（変形例）
なお、上記の説明では、実施の形態２の構成に加え、気液分離器３２を備える構成を説明したが、実施の形態１の構成に加えて気液分離器３２を備える構成としても良い。このような構成においても、暖房運転時に、第１バイパス開閉弁２１及び第２バイパス開閉弁２２を開状態にすることで、気液分離器３２によって分離された低圧のガス冷媒を、容器３０を通過させて、圧縮機３の吸入側へ合流させることができる。このような構成においても、同様の効果を得ることができる。

１室外機、２室内機、３圧縮機、４四方弁、５ガス配管、６利用側熱交換器、７膨張弁、８液配管、９熱源側熱交換器、１０アキュムレータ、１１第１開閉弁、１２第２開閉弁、２０バイパス回路、２１第１バイパス開閉弁、２２第２バイパス開閉弁、２３第３バイパス開閉弁、３０容器、３２気液分離器、４０制御装置、４１吐出温度センサー、５１吐出圧力センサー、５２吸入圧力センサー、６１利用側送風機、９１熱源側送風機、１００空気調和装置。

本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、熱源側熱交換器、膨張弁、及び利用側熱交換器が順に接続され、冷媒が循環する冷媒回路を備えた空気調和装置であって、前記膨張弁と前記利用側熱交換器との間に設けられた第１開閉弁と、前記膨張弁と前記第１開閉弁との間、又は前記熱源側熱交換器と前記膨張弁との間から分岐し、前記圧縮機の吸入側に接続するバイパス回路と、前記バイパス回路の途中に設けられた第２膨張弁と、前記バイパス回路を流通した前記冷媒を貯留する冷媒貯留手段と、を備え、前記冷媒貯留手段は、前記圧縮機の吸入側に設けられたアキュムレータによって構成され、前記バイパス回路は、前記アキュムレータの吸入側と前記利用側熱交換器との間に接続され、前記第１開閉弁が閉状態で、前記圧縮機を運転させるポンプダウン運転において、前記熱源側熱交換器を流出した前記冷媒が前記バイパス回路に流入し、前記バイパス回路へ流入した前記冷媒が前記第２膨張弁で膨張され、該冷媒が前記アキュムレータへ流入し、前記アキュムレータに流入した前記冷媒が前記アキュムレータに貯留されるものである。

本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、熱源側熱交換器、膨張弁、及び利用側熱交換器が順に接続され、冷媒が循環する冷媒回路を備えた空気調和装置であって、前記膨張弁と前記利用側熱交換器との間に設けられた第１開閉弁と、前記膨張弁と前記第１開閉弁との間、又は前記熱源側熱交換器と前記膨張弁との間から分岐し、前記圧縮機の吸入側に接続するバイパス回路と、前記バイパス回路の前記冷媒の流入側に設けられた第１バイパス開閉弁と、前記バイパス回路を流通した前記冷媒を貯留する冷媒貯留手段と、前記バイパス回路の前記冷媒の流出側に設けられた第２バイパス開閉弁と、を備え、前記冷媒貯留手段は、前記冷媒を貯留する容器によって構成され、前記第１バイパス開閉弁と前記第２バイパス開閉弁との間の前記バイパス回路に設けられ、前記第１開閉弁が閉状態、前記第１バイパス開閉弁が開状態、前記第２バイパス開閉弁が閉状態で、前記圧縮機を運転させるポンプダウン運転において、前記熱源側熱交換器を流出した前記冷媒が前記バイパス回路に流入し、前記バイパス回路に流入した前記冷媒が前記容器に貯留されるものである。

Claims

圧縮機、熱源側熱交換器、膨張弁、及び利用側熱交換器が配管で接続され、冷媒が循環する冷媒回路を備えた空気調和装置であって、
前記膨張弁と前記利用側熱交換器との間の前記配管に設けられた第１開閉弁と、
前記膨張弁と前記第１開閉弁との間の前記配管、又は前記熱源側熱交換器と前記膨張弁との間の前記配管を分岐し、前記圧縮機の吸入側の前記配管に接続するバイパス回路と、
前記バイパス回路を流通した前記冷媒を貯留する冷媒貯留手段と、
を備え、
前記第１開閉弁が閉状態で、前記圧縮機を運転させるポンプダウン運転において、
前記熱源側熱交換器を流出した前記冷媒が前記バイパス回路に流入し、該冷媒が前記冷媒貯留手段に貯留される
空気調和装置。
前記バイパス回路の前記冷媒の流入側に設けられた第１バイパス開閉弁と、
前記バイパス回路の前記冷媒の流出側に設けられた第２バイパス開閉弁と、
を更に備え、
前記冷媒貯留手段は、前記冷媒を貯留する容器によって構成され、前記第１バイパス開閉弁と前記第２バイパス開閉弁との間の前記バイパス回路に設けられ、
前記第１バイパス開閉弁が開状態、前記第２バイパス開閉弁が閉状態で前記ポンプダウン運転が実行され、
前記バイパス回路に流入した前記冷媒が前記容器に貯留される
請求項１に記載の空気調和装置。
前記バイパス回路に設けられた第２膨張弁を、更に備え、
前記冷媒貯留手段は、前記圧縮機の吸入側に設けられたアキュムレータによって構成され、
前記バイパス回路は、前記アキュムレータの吸入側と前記利用側熱交換器との間の前記配管に接続され、
前記ポンプダウン運転において、
前記バイパス回路へ流入した前記冷媒が前記第２膨張弁で膨張され、該冷媒が前記アキュムレータへ流入し、
前記アキュムレータに流入した前記冷媒が貯留される
請求項１に記載の空気調和装置。
前記膨張弁と前記第１開閉弁との間の前記配管に設けられた気液分離器を、更に備え、
前記バイパス回路は、前記気液分離器のガス側と前記圧縮機の吸入側の前記配管とを接続し、
前記熱源側熱交換器が凝縮器として作用し、前記利用側熱交換器が蒸発器として作用する冷房運転において、
前記気液分離器で分離されたガス状態の前記冷媒が、前記バイパス回路に流入する
請求項１〜３の何れか一項に記載の空気調和装置。
前記熱源側熱交換器と前記膨張弁との間の前記配管に設けられた気液分離器を、更に備え、
前記バイパス回路は、前記気液分離器のガス側と前記圧縮機の吸入側の前記配管とを接続し、
前記熱源側熱交換器が蒸発器として作用し、前記利用側熱交換器が凝縮器として作用する暖房運転において、
前記気液分離器で分離されたガス状態の前記冷媒が、前記バイパス回路に流入する
請求項１〜３の何れか一項に記載の空気調和装置。