WO2019138493A1 - 空気調和装置 - Google Patents

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WO2019138493A1
WO2019138493A1 PCT/JP2018/000465 JP2018000465W WO2019138493A1 WO 2019138493 A1 WO2019138493 A1 WO 2019138493A1 JP 2018000465 W JP2018000465 W JP 2018000465W WO 2019138493 A1 WO2019138493 A1 WO 2019138493A1
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WO
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pipe
compressor
refrigerant
suction
branch portion
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/000465
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English (en)
French (fr)
Inventor
裕奨 井戸
友博 永野
裕右 小山
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to PCT/JP2018/000465 priority patent/WO2019138493A1/ja
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/06—Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/26—Refrigerant piping
    • F24F1/30—Refrigerant piping for use inside the separate outdoor units
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle

Definitions

  • the present invention relates to an air conditioner capable of switching between compression cycle operation and pump cycle operation.
  • the compression cycle operation is an operation cycle that drives the compressor to circulate the refrigerant.
  • the pump cycle operation is an operation cycle of driving the refrigerant pump to circulate the refrigerant.
  • the compression cycle circuit is configured by a compressor, an evaporator, a condenser, an expansion valve, and a refrigerant pipe.
  • the pump cycle circuit is constituted by a refrigerant pump, an expansion valve functioning as a pressure reducing valve, a refrigerant pipe, a bypass pipe partially branched, and a branch three-way valve. Switching between the compression cycle operation and the pump cycle operation is performed by switching the flow path of the three-way valve.
  • the air conditioner described in Patent Document 1 is provided with a three-way valve that switches between compression cycle operation and pump cycle operation, the pressure loss when the refrigerant passes through the three-way valve in compression cycle operation increases. There was a problem.
  • the air conditioner described in Patent Document 1 when the three-way valve is not provided, when the refrigerant in the two-phase state flows out from the evaporator in the pump cycle operation, the liquid in the pipe on the suction side of the compressor or in the compressor There is a problem that the refrigerant stagnates.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and reduces the pressure loss of the refrigerant in the compression cycle operation, and in the pipe on the suction side of the compressor or in the compressor in the pump cycle operation.
  • An object of the present invention is to provide an air conditioner that can suppress the stagnation of liquid refrigerant.
  • An air conditioner includes a compressor, an evaporator, a condenser, and a pump, and the compressor, the condenser, the pump, and the evaporator are sequentially connected by piping.
  • Air that can be operated by switching between the compression cycle operation in which the refrigerant circulates through the compressor, the condenser and the evaporator, and the pump cycle operation in which the refrigerant circulates through the pump, the evaporator, and the condenser
  • the outlet pipe connected to the outlet side of the evaporator includes a suction pipe connected to the suction side of the compressor, and a pipe bypassing the compressor. And branched into a bypass pipe joining the discharge pipe connected to the discharge side of the compressor, and at least a part of the suction pipe being the outlet pipe being the suction pipe and the bypass pipe Bifurcated into In which is positioned above the branching portion.
  • the configuration is such that the compression cycle operation and the pump cycle operation are switched without providing a three-way valve at the branch portion of the suction pipe and the bypass pipe. Therefore, during the compression cycle operation, the pressure loss of the refrigerant can be suppressed to a low level. Furthermore, at least a portion of the suction pipe is located above the branch portion. Therefore, even if the two-phase refrigerant is led to the branch portion during the pump cycle operation, the liquid refrigerant is prevented from being led to the suction pipe, and the liquid refrigerant is contained in the pipe on the suction side of the compressor or inside the compressor. It can suppress staying.
  • FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of an air conditioner according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the air conditioner 1 includes a control unit 2, an indoor unit 10, an outdoor unit 20, a gas refrigerant extension pipe 101, and a liquid refrigerant extension pipe 102.
  • the control unit 2 controls the air conditioner 1 as a whole.
  • the control unit 2 may be a dedicated hardware or a CPU (Central Processing Unit) that executes a program stored in the memory.
  • the CPU is also referred to as a central processing unit, a processing unit, an arithmetic unit, or a processor.
  • the gas refrigerant extension pipe 101 and the liquid refrigerant extension pipe 102 are refrigerant extension pipes connecting the indoor unit 10 and the outdoor unit 20.
  • the air conditioner 1 is provided with an indoor temperature sensor (not shown) that detects the temperature of the room in which the indoor unit 10 is installed, and an outdoor air temperature sensor (not shown) that detects the temperature of the outdoor air. The detection results of the indoor temperature sensor and the outside air temperature sensor are input to the control unit 2.
  • a compressor 11, an evaporator 12, an expansion valve 13, a check valve 14, and an indoor blower 15 are accommodated inside the outdoor unit 20 .
  • a condenser 21, a receiver 22, a supercooling heat exchanger 23, a pump 24, a check valve 25, and an outdoor blower 26 are accommodated inside the outdoor unit 20 .
  • the compressor 11, the condenser 21, the receiver 22, the subcooling heat exchanger 23, the pump 24, the expansion valve 13, and the evaporator 12 are sequentially connected by piping to form a refrigerant circuit 100.
  • thin arrows indicate the flow of the refrigerant in the refrigerant circuit 100.
  • the outdoor unit 20 is installed at a position higher than the indoor unit 10.
  • the compressor 11 sucks in the refrigerant flowing through the refrigerant circuit 100, compresses the refrigerant, and discharges the refrigerant in a high temperature and high pressure state.
  • the evaporator 12 is constituted of, for example, a fin-and-tube heat exchanger having a plurality of heat transfer tubes and a plurality of fins.
  • the expansion valve 13 decompresses and expands the refrigerant flowing through the refrigerant circuit 100.
  • the expansion valve 13 is configured of, for example, an electronic expansion valve.
  • the condenser 21 is configured of, for example, a fin-and-tube heat exchanger having a plurality of heat transfer tubes and a plurality of fins.
  • the receiver 22 is a container for storing the surplus refrigerant.
  • the receiver 22 may be omitted.
  • the subcooling heat exchanger 23 is configured by, for example, a fin-and-tube heat exchanger having a plurality of heat transfer tubes and a plurality of fins.
  • the outlet pipe 30 connected to the outlet side of the evaporator 12 of the indoor unit 10 branches into a suction pipe 40 and a bypass pipe 50 at a branch portion 31.
  • the suction pipe 40 is a pipe connected to the suction side of the compressor 11.
  • the bypass pipe 50 is a pipe that bypasses the compressor 11 and merges with the discharge pipe 60 connected to the discharge side of the compressor 11 at the merging portion 61.
  • the check valve 14 is provided in the bypass pipe 50, and allows the flow of the refrigerant from the branch portion 31 to the junction 61 and prevents the flow of the refrigerant from the junction 61 to the branch 31.
  • the outlet pipe 70 connected to the outlet side of the subcooling heat exchanger 23 of the outdoor unit 20 is branched into a suction pipe 72 and a bypass pipe 73 at a branch portion 71.
  • the suction pipe 72 is a pipe connected to the suction side of the pump 24.
  • the bypass pipe 73 is a pipe that bypasses the pump 24 and merges with the outlet pipe 74 connected to the outlet side of the pump 24 at the merging portion 75.
  • the check valve 25 is provided in the bypass pipe 73, and allows the flow of the refrigerant from the branch portion 71 to the junction portion 75, and prevents the flow of the refrigerant from the junction portion 75 to the branch portion 71.
  • the air conditioner 1 can be operated by switching between the compression cycle operation and the pump cycle operation under the control of the control unit 2.
  • the control unit 2 switches to the compression cycle operation when the room temperature detected by the room temperature sensor (not shown) is lower than the outside temperature detected by the outside air temperature sensor (not shown). Further, the control unit 2 switches to the pump cycle operation when the room temperature detected by the room temperature sensor is higher than the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor.
  • FIG. 2 is a diagram showing a piping configuration of the indoor unit according to Embodiment 1 of the present invention.
  • thin arrows indicate the inflow and outflow directions of the refrigerant with respect to the indoor unit 10
  • white thick arrows indicate the inflow and outflow directions of the air to the indoor unit 10.
  • the evaporator 12 is disposed obliquely.
  • the compressor 11 is disposed below the evaporator 12.
  • the indoor blower 15 is installed below the housing of the indoor unit 10. When the indoor blower 15 operates, the air in the room where the indoor unit 10 is installed is sucked into the casing of the indoor unit 10 through the suction port 10A, passes through the evaporator 12, and is indoor unit through the blowout port 10B. It is blown out from the inside of the 10 cases into the room.
  • the pipe 103 is connected to the liquid refrigerant extension pipe 102 described above via a valve (not shown).
  • the expansion valve 13 and the evaporator 12 are sequentially connected by the pipe 103.
  • An outlet pipe 30 connected to the outlet side of the evaporator 12 is in communication with the branch portion 31.
  • the outlet pipe 30 extends downward from the evaporator 12 and is bent at one point between the evaporator 12 and the branch 31.
  • the outlet pipe 30 branches into a suction pipe 40 and a bypass pipe 50 at a branch portion 31 to which a laterally extending portion is connected.
  • the suction pipe 40 includes a first pipe 41 and a second pipe 42.
  • the first pipe 41 extends above the branch portion 31.
  • the second pipe 42 is continuous with the first pipe 41 and extends in a direction intersecting the first pipe 41.
  • the first pipe 41 extends upward from the branch portion 31, and the second pipe 42 is connected to the suction side of the compressor 11. That is, in the first embodiment, the suction pipe 40 branched at the branch portion 31 is bent at one place and connected to the suction side of the compressor 11.
  • the first pipe 41 and the second pipe 42 are located above the branch portion 31 and suppress the flow of liquid refrigerant into the compressor 11 when the two-phase refrigerant flows to the branch portion 31. It constitutes a piping trap structure.
  • the bypass pipe 50 is located below the second pipe 42 of the suction pipe 40.
  • the bypass piping 50 includes a first horizontal pipe 51, a first vertical pipe 52, a second horizontal pipe 53, a second vertical pipe 54, and a third horizontal pipe 55.
  • the first horizontal pipe 51 extends laterally from the branch portion 31.
  • the first vertical pipe 52 is continuous with the first horizontal pipe 51 and extends upward.
  • the first vertical pipe 52 is continuous with the second horizontal pipe 53 at an end opposite to the end continuous with the first horizontal pipe 51.
  • the second horizontal pipe 53 extends in the lateral direction, and is continuous with the second vertical pipe 54 at an end opposite to the end continuous with the first vertical pipe 52.
  • the second vertical pipe 54 extends downward, and is continuous with the third horizontal pipe 55 at an end opposite to the end continuous with the second horizontal pipe 53.
  • the third horizontal pipe 55 extends in the lateral direction, and merges with the discharge pipe 60 at the merging portion 61.
  • the discharge pipe 60 is connected to the gas refrigerant extension pipe 101 described above via a valve (not shown).
  • the check valve 14 is provided on the first vertical pipe 52 of the bypass pipe 50.
  • the check valve 14 is, for example, of the type having a spherical valve.
  • the refrigerant flows upward from the end continuous with the first horizontal pipe 51, the refrigerant pushes up the spherical valve of the check valve 14 and flows upward.
  • the refrigerant flows downward from the end continuous with the second horizontal pipe 53 in the first vertical pipe 52, the refrigerant pushes the spherical valve downward, and the refrigerant Downward flow is prevented.
  • the compression cycle operation in the cooling operation will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the operation is switched to the compression cycle operation.
  • the high temperature and high pressure gas refrigerant discharged from the compressor 11 is led to the condenser 21 accommodated in the outdoor unit 20 through the gas refrigerant extension pipe 101.
  • the gas refrigerant led to the condenser 21 exchanges heat with the outside air fed by the outdoor blower 26 and becomes a liquid refrigerant.
  • the amount of refrigerant in the liquid refrigerant flowing out of the condenser 21 is adjusted by the receiver 22.
  • the receiver 22 is for storing surplus liquid refrigerant generated in the refrigerant circuit 100.
  • the liquid refrigerant whose refrigerant amount has been adjusted by the receiver 22 is led to the subcooling heat exchanger 23.
  • the liquid refrigerant introduced to the subcooling heat exchanger 23 exchanges heat with the outside air, is condensed, and flows out of the subcooling heat exchanger 23.
  • the pump 24 is stopped during the compression cycle operation. Therefore, most of the liquid refrigerant flowing out of the subcooling heat exchanger 23 is led to the bypass pipe 73 at the branch portion 71 and passes through the check valve 25.
  • the liquid refrigerant that has passed through the check valve 25 is led to the liquid refrigerant extension pipe 102 and returns to the indoor unit 10.
  • the liquid refrigerant returned to the indoor unit 10 is led to the pipe 103 shown in FIG. 2 and is decompressed by the expansion valve 13 to become a low temperature and low pressure two-phase refrigerant, and flows into the evaporator 12.
  • the two-phase refrigerant exchanges heat with the room air fed by the indoor fan 15, turns into a low-temperature low-pressure gas refrigerant, and flows out of the evaporator 12.
  • the gas refrigerant flowing out of the evaporator 12 is led to the outlet pipe 30 and reaches the branch portion 31.
  • the compressor 11 since the compressor 11 is operating, the gas refrigerant does not flow to the bypass pipe 50 but is guided to the suction pipe 40 and sucked into the compressor 11. That is, the gas refrigerant ascends through the first pipe 41, is guided to the second pipe 42, and is sucked into the compressor 11.
  • the liquid refrigerant led to the indoor unit 10 is led to the pipe 103 shown in FIG. 2, passes through the expansion valve 13 and flows into the evaporator 12.
  • the liquid refrigerant exchanges heat with the indoor air fed by the indoor blower 15 to become a gas refrigerant. That is, the degree of superheat of the refrigerant at the outlet of the evaporator 12 becomes larger than zero.
  • the gas refrigerant flowing out of the evaporator 12 is led to the outlet pipe 30 and reaches the branch portion 31. Since the compressor 11 is stopped in the pump cycle operation, the suction force for suctioning the compressor 11 does not act on the gas refrigerant that has reached the branch portion 31.
  • the gas refrigerant flowing out of the evaporator 12 is led to the bypass pipe 50 at the branch portion 31. Then, the gas refrigerant flows from the first horizontal pipe 51 to the first vertical pipe 52, passes through the check valve 14, flows sequentially through the second horizontal pipe 53, the second vertical pipe 54, and the third horizontal pipe 55, and merges. The part 61 is reached. The gas refrigerant that has reached the merging portion 61 is led to the discharge pipe 60 and flows out of the indoor unit 10.
  • the gas refrigerant flowing out of the indoor unit 10 returns to the outdoor unit 20 via the gas refrigerant extension pipe 101.
  • the gas refrigerant returned to the outdoor unit 20 is led to the condenser 21.
  • the gas refrigerant exchanges heat with the outside air fed by the outdoor fan 26, and becomes a liquid refrigerant.
  • the amount of refrigerant in the liquid refrigerant that has exchanged heat with the outside air in the condenser 21 is adjusted in the receiver 22.
  • the liquid refrigerant whose refrigerant amount has been adjusted by the receiver 22 is led to the subcooling heat exchanger 23.
  • the liquid refrigerant introduced to the subcooling heat exchanger 23 exchanges heat with the outside air and is condensed.
  • the liquid refrigerant condensed in the subcooling heat exchanger 23 returns to the pump 24.
  • the outdoor unit 20 is installed at a higher position than the indoor unit 10, and the liquid refrigerant extension pipe 102 is inclined downward from the outdoor unit 20 toward the indoor unit 10. ing. Accordingly, gravity can be used for the flow of liquid refrigerant during pump cycle operation. As a result, the power of the pump 24 can be reduced. Even if the indoor unit 10 is installed at a position higher than the outdoor unit 20, the pump cycle operation is possible.
  • the control of the flow of the refrigerant accompanying the switching between the compression cycle operation and the pump cycle operation is realized by the pipe structure at the rear stage of the branch portion 31, so that the three-way valve is unnecessary. Therefore, the pressure loss of the refrigerant during the compression cycle operation can be suppressed to a low level, and the compressor input can be reduced by, for example, 10%.
  • the liquid refrigerant is discharged from the outlet of the evaporator 12 due to the movement or disturbance of each actuator such as the indoor blower 15, the pump 24, or the outdoor blower 26.
  • the two-phase refrigerant containing it may flow out.
  • the two-phase refrigerant including the liquid refrigerant is led to the branch portion 31.
  • the refrigerant is operated at a low degree of superheat at the outlet of the evaporator 12, the possibility of the two-phase refrigerant flowing out of the evaporator 12 increases.
  • the first pipe 41 of the suction pipe 40 extends upward from the branch portion 31, and the suction pipe 40 has the above-described pipe trap structure. Therefore, even if the two-phase refrigerant is introduced to the branch portion 31, the liquid refrigerant having a density higher than that of the gas refrigerant rises in the first pipe 41 and is prevented from flowing into the compressor 11 through the second pipe 42. As a result, it is possible to suppress so-called stagnation in which the liquid refrigerant flows into and stagnates in the pipe on the suction side of the compressor 11 or in the compressor 11.
  • bypass pipe 50 is located below the second pipe 42 of the suction pipe 40 connected to the suction side of the compressor 11. Therefore, even if the two-phase refrigerant is led to the branch portion 31 as described above, the liquid refrigerant is likely to flow to the bypass pipe 50 side and to be hard to flow into the compressor 11. Therefore, the stagnation of the liquid refrigerant of the compressor 11 can be suppressed more effectively.
  • the liquid refrigerant is suppressed from flowing into the inside of compressor 11, so the refrigerant at the outlet of evaporator 12 It is possible to operate by setting the degree of superheat small. As a result, the refrigerant circulation amount can be increased, and the cooling capacity can be increased by, for example, 2%.
  • FIG. 3 is a diagram showing a piping configuration of the indoor unit according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the same members as the members accommodated in the indoor unit 10 of the first embodiment are given the same reference numerals.
  • the piping structure in the indoor unit 210 of the second embodiment will be described with reference to FIG.
  • the indoor blower 15 is installed below the housing of the indoor unit 210. The air in the room where the indoor unit 210 is installed is sucked into the housing of the indoor unit 210 through the suction port 210A by the indoor blower 15, passes through the evaporator 12, and passes through the blowout port 210B. It is blown out into the room from inside the case.
  • the outlet pipe 230 extends laterally from the evaporator 12 and is bent at three points between the evaporator 12 and the branch portion 31.
  • the outlet pipe 230 is branched into a suction pipe 240 and a bypass pipe 250 at a branch portion 31 to which a portion extending upward is connected.
  • the suction pipe 240 includes a first pipe 241, a second pipe 242, a third pipe 243, and a horizontal pipe 244.
  • the first pipe 241 extends above the branch portion 31.
  • the second pipe 242 is continuous with the first pipe 241 and extends in a direction intersecting the first pipe 241.
  • the third pipe 243 is continuous with the second pipe 242 and extends downward.
  • the horizontal pipe 244 extends laterally and is connected to the suction side of the compressor 11.
  • the third pipe 243 communicates with the suction side of the compressor 11 via the horizontal pipe 244.
  • the first pipe 241, the second pipe 242, and the third pipe 243 form a pipe trap structure in the suction pipe 240.
  • the bypass pipe 250 includes a first vertical pipe 251, a first horizontal pipe 252, a second vertical pipe 253, and a second horizontal pipe 254.
  • the first vertical pipe 251 extends upward from the branch portion 31.
  • the first horizontal pipe 252 is continuous with the first vertical pipe 251 and extends in the lateral direction.
  • the second vertical pipe 253 is continuous with the second horizontal pipe 254 at an end opposite to the end continuous with the first horizontal pipe 252.
  • the second horizontal pipe 254 extends in the lateral direction, and merges with the discharge pipe 60 at the merging portion 61.
  • the check valve 14 is provided in the first vertical pipe 251 of the bypass pipe 50.
  • the bypass pipe 250 is located below the second pipe 242 of the suction pipe 240.
  • the piping may be configured such that both the suction piping 240 and the bypass piping 250 extend upward. Also in this case, as in the second embodiment, the three-way valve is not provided in the branch portion 31 and the bypass piping 250 is disposed below the second pipe 242 of the suction piping 240, thereby the above-described first embodiment. An effect similar to the effect can be obtained.
  • FIG. 4 is a diagram showing a piping configuration of the indoor unit according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the same members as the members accommodated in the indoor unit 10 of the first embodiment and the indoor unit 210 of the second embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • the indoor blower 15 is installed below the housing of the indoor unit 310. The air in the room where the indoor unit 310 is installed is sucked into the housing of the indoor unit 310 through the suction port 310A by the indoor blower 15, passes through the evaporator 12, and is discharged through the blowout port 310B. It is blown out into the room from inside the case.
  • the outlet pipe 330 extends downward from the evaporator 12, and branches into the suction pipe 340 and the bypass pipe 350 at the branch portion 31 without bending.
  • the suction pipe 340 includes a fourth pipe 341, a first pipe 342, a second pipe 343, a third pipe 344, and a horizontal pipe 345.
  • the fourth pipe 341 obliquely extends downward from the branch portion 31.
  • the first pipe 342 is continuous with the fourth pipe 341, and is in communication with the branch portion 31 via the fourth pipe 341.
  • the first pipe 342 extends above the branch portion 31.
  • the first pipe 342 is continuous with the second pipe 343 at an end opposite to the end continuous with the fourth pipe 341.
  • the second pipe 343 extends in a direction intersecting with the first pipe 342 and is continuous with the third pipe 344 at the end opposite to the end continuous with the first pipe 342.
  • the third pipe 344 extends downward and is continuous with the horizontal pipe 345 at the end opposite to the end continuous with the second pipe 343.
  • the horizontal pipe 345 extends in the lateral direction and is connected to the suction side of the compressor 11.
  • the third pipe 344 is in communication with the suction side of the compressor 11 via the horizontal pipe 345.
  • the bypass piping 350 includes a first vertical pipe 351, a first horizontal pipe 352, a second vertical pipe 353, a second horizontal pipe 354, a third vertical pipe 355, and a third horizontal pipe 356.
  • the first vertical pipe 351 extends downward from the branch portion 31.
  • the first vertical pipe 351 is continuous with the first horizontal pipe 352.
  • the first horizontal pipe 352 extends in the lateral direction, and is continuous with the second vertical pipe 353 at the end opposite to the end continuous with the first horizontal pipe 352.
  • the second vertical pipe 353 extends upward, and is continuous with the second horizontal pipe 354 at the end opposite to the end continuous with the first horizontal pipe 352.
  • the second horizontal pipe 354 extends in the lateral direction, and is continuous with the third vertical pipe 355 at the end opposite to the end continuous with the second vertical pipe 353.
  • the third vertical pipe 355 extends downward, and is continuous with the third horizontal pipe 356 at the end opposite to the end continuous with the second horizontal pipe 354.
  • the third horizontal pipe 356 extends in the lateral direction, and merges with the discharge pipe 60 at the merging portion 61.
  • the check valve 14 is provided in a second vertical pipe 353 of the bypass pipe 350.
  • the bypass pipe 350 is located below the second pipe 343 of the suction pipe 340.
  • the bypass pipe 350 is located below the branch portion 31.
  • the same effect as the above-described effect of the first embodiment can be obtained by arranging the bypass pipe 350 below the second pipe 343 of the suction pipe 340 without providing the three-way valve in the branch portion 31. You can get
  • a fourth pipe 341 that obliquely extends downward is provided between the first pipe 342 and the branch portion 31. Therefore, the length in the vertical direction of the first pipe 342 can be set longer. As a result, when the two-phase refrigerant flows to the branch portion 31 during the pump cycle operation, the liquid refrigerant can be more effectively prevented from rising in the first pipe 342 and being led to the second pipe 343 and thereafter. . That is, the inflow and retention of the liquid refrigerant into the compressor 11 can be suppressed more effectively.
  • FIG. 5 is a diagram showing a piping configuration of the indoor unit according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the same members as those accommodated in the indoor unit 10 of the first embodiment, the indoor unit 210 of the second embodiment, and the indoor unit 310 of the third embodiment are designated by the same reference numerals.
  • the indoor blower 15 is installed below the housing of the indoor unit 410. The air in the room where the indoor unit 410 is installed is sucked into the housing of the indoor unit 410 through the suction port 410A by the indoor blower 15, passes through the evaporator 12, and is discharged through the blowout port 410B. It is blown out into the room from inside the case.
  • the outlet pipe 430 extends laterally from the evaporator 12 and is bent at two points between the evaporator 12 and the branch portion 31.
  • the outlet pipe 430 is branched into a suction pipe 440 and a bypass pipe 450 at a branch portion 31 to which a laterally extending portion is connected.
  • the suction pipe 440 includes a first pipe 441, a second pipe 442, a third pipe 443, and a horizontal pipe 444.
  • the first pipe 441 extends upward from the branch portion 31.
  • the first pipe 441 is continuous with the second pipe 442.
  • the second pipe 442 extends in a direction intersecting with the first pipe 441 and is continuous with the third pipe 443 at the end opposite to the end continuous with the first pipe 441.
  • the third pipe 443 extends downward, and is continuous with the horizontal pipe 444 at the end opposite to the end continuous with the second pipe 442.
  • the horizontal pipe 444 extends laterally and is connected to the suction side of the compressor 11.
  • the third pipe 443 communicates with the suction side of the compressor 11 via the horizontal pipe 444.
  • the bypass piping 450 includes a first horizontal pipe 451, a downfalling pipe 452, and a second horizontal pipe 453.
  • the first horizontal pipe 451 extends laterally from the branch portion 31.
  • the first horizontal pipe 451 is continuous with the downfalling pipe 452.
  • the downfalling pipe 452 extends downward, and is continuous with the second horizontal pipe 453 at the end opposite to the end continuous with the first horizontal pipe 451.
  • the second horizontal pipe 453 extends in the lateral direction, and merges with the discharge pipe 60 at the merging portion 61.
  • a check valve 16 is provided in the downcomer pipe 452 of the bypass pipe 450.
  • As the check valve 16 for example, one in which a plate-like valve is supported by a hinge is used.
  • the bypass pipe 450 is located below the second pipe 442 of the suction pipe 440. Furthermore, the entire bypass pipe 450 is located below the branch portion 31.
  • the same effect as the above-described effect of the first embodiment can be obtained by arranging the bypass pipe 450 below the second pipe 442 of the suction pipe 440 without providing the three-way valve in the branch portion 31. You can get
  • the bypass pipe 450 since the bypass pipe 450 is located below the branch portion 31, even if the two-phase refrigerant flows to the branch portion 31 during the pump cycle operation, the liquid refrigerant easily flow toward the bypass pipe 450. Therefore, the liquid refrigerant can be more effectively suppressed from rising up the first pipe 441 and being led to the second pipe 442 and thereafter. That is, the inflow and retention of the liquid refrigerant into the compressor 11 can be suppressed more effectively.
  • FIG. 6 is a view showing a first modified example of the piping configuration of the indoor unit according to Embodiment 4 of the present invention.
  • members similar to the members accommodated in the indoor unit 10 of the first embodiment, the indoor unit 210 of the second embodiment, the indoor unit 310 of the third embodiment, and the indoor unit 410 of the fourth embodiment. Have the same reference numerals.
  • the air in the room where the indoor unit 510 is installed is sucked into the housing of the indoor unit 510 via the suction port 510A by the indoor blower 15, passes through the evaporator 12, and passes through the outlet 510B. It is blown out into the room from inside the case.
  • the outlet pipe 530 extends laterally from the evaporator 12, and is branched into the suction pipe 540 and the bypass pipe 550 at the branch portion 31 without bending between the evaporator 12 and the branch portion 31. ing.
  • the outlet pipe 530 extends, for example, in the horizontal direction.
  • the suction piping 540 includes a horizontal pipe 541, a first pipe 542, a second pipe 543, a third pipe 544, and a horizontal pipe 545.
  • the horizontal pipe 541 extends laterally from the branch portion 31.
  • the horizontal pipe 541 is continuous with the first pipe 542.
  • the first pipe 542 is in communication with the branch portion 31 via the horizontal pipe 541 and extends upward. That is, the first pipe 542 extends above the branch portion 31.
  • the first pipe 542 is continuous with the second pipe 543.
  • the second pipe 543 extends in a direction intersecting with the first pipe 542 and is continuous with the third pipe 544 at the end opposite to the end continuous with the first pipe 542.
  • the third pipe 544 extends downward, and is continuous with the horizontal pipe 545 at an end opposite to the end continuous with the second pipe 543.
  • the horizontal pipe 545 extends laterally and is connected to the suction side of the compressor 11.
  • the third pipe 544 is in communication with the suction side of the compressor 11 via the horizontal pipe 545.
  • the bypass piping 550 includes a first vertical pipe 551, a first horizontal pipe 552, a second vertical pipe 553, a second horizontal pipe 554, a third vertical pipe 555, and a third horizontal pipe 556.
  • the first vertical pipe 551 is a downfall pipe extending downward from the branch portion 31.
  • the first vertical pipe 551 is continuous with the first horizontal pipe 552.
  • the first horizontal pipe 552 extends in the lateral direction, and is continuous with the second vertical pipe 553 at the end opposite to the end continuous with the first vertical pipe 551.
  • the second vertical pipe 553 extends upward, and is continuous with the second horizontal pipe 554 at the end opposite to the end continuous with the first horizontal pipe 552.
  • the second horizontal pipe 554 extends in the lateral direction, and is continuous with the third vertical pipe 555 at an end opposite to the end continuous with the second vertical pipe 553.
  • the third vertical pipe 555 extends downward, and is continuous with the third horizontal pipe 556 at the end opposite to the end continuous with the second horizontal pipe 554.
  • the third horizontal pipe 556 extends in the lateral direction, and merges with the discharge pipe 60 at the merging portion 61.
  • the check valve 14 is provided to the second vertical pipe 553 of the bypass pipe 550.
  • the bypass pipe 550 is located below the second pipe 543 of the suction pipe 540.
  • the entire bypass pipe 550 is located below the branch portion 31.
  • bypass pipe 550 is located below the branch portion 31, so that the same effect as the pipe structure of the fourth embodiment shown in FIG. 5 can be obtained.
  • FIG. 7 is a diagram showing a second modification of the piping configuration of the indoor unit according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the indoor fan 15 sucks the air in the room where the indoor unit 610 is installed into the housing of the indoor unit 610 through the suction port 610A, passes through the evaporator 12, and passes through the blowout port 610B. It is blown out into the room from inside the case.
  • the suction pipe 640 of the second modification includes a first pipe 642, a second pipe 643, a third pipe 644, and a horizontal pipe 645.
  • the first pipe 642 corresponds to the first pipe 542 of the first modification
  • the second pipe 643 corresponds to the second pipe 543 of the first modification
  • the third pipe 644 corresponds to the first of the first modification
  • the horizontal pipe 645 corresponds to the horizontal pipe 545 of the first modification.
  • the difference between the second modification and the first modification is that the first pipe 642 extends upward from the branch portion 31. That is, the difference from the first modification is that the first pipe 642 of the suction pipe 640 and the first vertical pipe 551 of the bypass pipe 550 are branched in the vertical direction in the branch portion 31.
  • the other configuration is the same as that of the first modification.
  • the first pipe 642 of the suction pipe 640 and the first vertical pipe 551 of the bypass pipe 550 are branched up and down, and the two-phase refrigerant is branched during the pump cycle operation. Separation of the liquid refrigerant and the gas refrigerant when flowing to the section 31 is performed more effectively. Therefore, even if the two-phase refrigerant flows into the branch portion 31 during the pump cycle operation, the liquid refrigerant is more effectively suppressed from flowing into the first pipe 642, and the liquid refrigerant into the compressor 11 can be reduced. Inflow and retention can be suppressed more effectively.

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Abstract

空気調和装置は、圧縮機と、蒸発器と、凝縮器と、ポンプとを備え、圧縮機と、凝縮器と、ポンプと、蒸発器が順次、配管で接続されている。空気調和装置は、冷媒が圧縮機と凝縮器と蒸発器を循環する圧縮サイクル運転と、冷媒がポンプと蒸発器と凝縮器を循環するポンプサイクル運転とを切り替えて運転可能である。蒸発器の出口側に接続されている出口管は、圧縮機の吸入側に接続されている吸入配管と、圧縮機をバイパスするバイパス配管であって、圧縮機の吐出側に接続されている吐出管と合流しているバイパス配管とに分岐している。吸入配管の少なくとも一部は、出口管が吸入配管とバイパス配管とに分岐される分岐部よりも上方に位置している。

Description

空気調和装置
　本発明は、圧縮サイクル運転とポンプサイクル運転を切り替え可能な空気調和装置に関するものである。
　従来、運転サイクルを圧縮サイクル運転とポンプサイクル運転とで切り替え可能な空気調和装置が知られている。圧縮サイクル運転は、圧縮機を駆動して冷媒を循環させる運転サイクルである。ポンプサイクル運転は、冷媒ポンプを駆動して冷媒を循環させる運転サイクルである。
　例えば、特許文献１に記載の空調機においては、圧縮サイクル回路は、圧縮機、蒸発器、凝縮器、膨張弁、及び冷媒配管により構成されている。また、ポンプサイクル回路は、冷媒ポンプ、減圧弁として機能する膨張弁、冷媒配管、一部分岐するバイパス配管、及び分岐用三方弁により構成されている。圧縮サイクル運転とポンプサイクル運転との切り替えは、三方弁の流路切り替えにより行われる。
特開２０１２－６７９４５号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の空調機は、圧縮サイクル運転とポンプサイクル運転とを切り替える三方弁を設けているため、圧縮サイクル運転において冷媒が三方弁を通過する際の圧力損失が増加する、という問題点があった。一方、特許文献１に記載の空調機において、三方弁を設けない場合、ポンプサイクル運転において蒸発器から二相状態の冷媒が流出すると、圧縮機の吸入側の配管内又は圧縮機の内部に液冷媒が滞留してしまう、という問題点があった。
　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、圧縮サイクル運転における冷媒の圧力損失を低減し、ポンプサイクル運転において圧縮機の吸入側の配管内又は圧縮機の内部に液冷媒が滞留することを抑制できる空気調和装置を提供することを目的とする。
　本発明に係る空気調和装置は、圧縮機と、蒸発器と、凝縮器と、ポンプとを備え、前記圧縮機と、前記凝縮器と、前記ポンプと、前記蒸発器が順次、配管で接続されており、冷媒が前記圧縮機と前記凝縮器と前記蒸発器を循環する圧縮サイクル運転と、冷媒が前記ポンプと前記蒸発器と前記凝縮器を循環するポンプサイクル運転とを切り替えて運転可能な空気調和装置であって、前記配管の構成において、前記蒸発器の出口側に接続されている出口管は、前記圧縮機の吸入側に接続されている吸入配管と、前記圧縮機をバイパスする配管であって、前記圧縮機の吐出側に接続されている吐出管と合流しているバイパス配管とに分岐しており、前記吸入配管の少なくとも一部は、前記出口管が前記吸入配管と前記バイパス配管とに分岐される分岐部よりも上方に位置しているものである。
　本発明に係る空気調和装置によると、吸入配管とバイパス配管の分岐部に三方弁を設けずに圧縮サイクル運転とポンプサイクル運転を切り替える構成とした。従って、圧縮サイクル運転時、冷媒の圧力損失を小さく抑えることができる。さらに、吸入配管の少なくとも一部を分岐部よりも上方に位置させている。従って、ポンプサイクル運転時、分岐部に二相冷媒が導かれたとしても、液冷媒が吸入配管へ導かれることが抑制され、圧縮機の吸入側の配管内又は圧縮機の内部に液冷媒が滞留することを抑制できる。
本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の冷媒回路図である。 本発明の実施の形態１に係る室内機の配管構成を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る室内機の配管構成を示す図である。 本発明の実施の形態３に係る室内機の配管構成を示す図である。 本発明の実施の形態４に係る室内機の配管構成を示す図である。 本発明の実施の形態４に係る室内機の配管構成の第１の変形例を示す図である。 本発明の実施の形態４に係る室内機の配管構成の第２の変形例を示す図である。
　以下に、本発明における空気調和装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の図面においては各構成部材の大きさ及び形状は実際の装置とは異なる場合がある。
実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の冷媒回路図である。空気調和装置１は、制御部２と、室内機１０と、室外機２０と、ガス冷媒延長配管１０１と、液冷媒延長配管１０２を有している。制御部２は、空気調和装置１を全体的に制御する。制御部２は、専用のハードウエアであっても、メモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）であってもよい。尚、ＣＰＵは、中央処理装置、処理装置、演算装置、又はプロセッサともいう。
　ガス冷媒延長配管１０１及び液冷媒延長配管１０２は、室内機１０と室外機２０を接続する冷媒延長配管である。また、空気調和装置１には、室内機１０が設置されている室内の温度を検知する不図示の室内温度センサと、外気の温度を検知する不図示の外気温度センサが設けられている。室内温度センサ及び外気温度センサの検知結果は、制御部２に入力される。
　室内機１０の内部には、圧縮機１１と、蒸発器１２と、膨張弁１３と、逆止弁１４と、室内送風機１５が収容されている。室外機２０の内部には、凝縮器２１と、レシーバ２２と、過冷却熱交換器２３と、ポンプ２４と、逆止弁２５と、室外送風機２６が収容されている。圧縮機１１、凝縮器２１、レシーバ２２、過冷却熱交換器２３、ポンプ２４、膨張弁１３、及び蒸発器１２は、順次、配管で接続されており、冷媒回路１００を形成している。図１において、細矢印は冷媒回路１００における冷媒の流れを示している。尚、本実施の形態１において、室外機２０は、室内機１０よりも高い位置に設置される。
　圧縮機１１は、冷媒回路１００を流れる冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温高圧の状態にして吐出する。蒸発器１２は、例えば、複数の伝熱管と複数のフィンとを有するフィンアンドチューブ型熱交換器により構成される。膨張弁１３は、冷媒回路１００を流れる冷媒を減圧して膨張させるものである。膨張弁１３は、例えば、電子式膨張弁により構成される。凝縮器２１は、例えば、複数の伝熱管と複数のフィンとを有するフィンアンドチューブ型熱交換器により構成される。レシーバ２２は、余剰冷媒を貯留する容器である。尚、レシーバ２２を省略した構成としてもよい。過冷却熱交換器２３は、例えば、複数の伝熱管と複数のフィンとを有するフィンアンドチューブ型熱交換器により構成される。
　冷媒回路１００を形成している配管構造において、室内機１０の蒸発器１２の出口側に接続された出口管３０は、分岐部３１で、吸入配管４０とバイパス配管５０とに分岐している。吸入配管４０は、圧縮機１１の吸入側に接続されている配管である。バイパス配管５０は、圧縮機１１をバイパスする配管であり、圧縮機１１の吐出側に接続されている吐出管６０と、合流部６１で合流している。逆止弁１４は、バイパス配管５０に設けられており、分岐部３１から合流部６１への冷媒の流れを許容し、合流部６１から分岐部３１への冷媒の流れを防止する。
　冷媒回路１００を形成している配管構造において、室外機２０の過冷却熱交換器２３の出口側に接続された出口管７０は、分岐部７１で、吸入配管７２とバイパス配管７３とに分岐している。吸入配管７２は、ポンプ２４の吸入側に接続されている配管である。バイパス配管７３は、ポンプ２４をバイパスする配管であり、ポンプ２４の出口側に接続されている出口管７４と、合流部７５で合流している。逆止弁２５は、バイパス配管７３に設けられており、分岐部７１から合流部７５への冷媒の流れを許容し、合流部７５から分岐部７１への冷媒の流れを防止する。
　空気調和装置１は、制御部２の制御により、圧縮サイクル運転とポンプサイクル運転とを切り替えて運転可能になっている。制御部２は、上述の不図示の室内温度センサで検知される室内温度が、上述の不図示の外気温度センサで検知される外気温以下のとき、圧縮サイクル運転に切り替える。また、制御部２は、室内温度センサで検知される室内温度が、外気温度センサで検知される外気温より高いとき、ポンプサイクル運転に切り替える。
　図２は、本発明の実施の形態１に係る室内機の配管構成を示す図である。図２において、細矢印は室内機１０に対する冷媒の流入出の方向を示し、白抜きの太矢印は、室内機１０に対する空気の流入出の方向を示している。室内機１０において、蒸発器１２は斜めに配置されている。圧縮機１１は、蒸発器１２よりも下方に配置されている。室内送風機１５は、室内機１０の筐体の下方に設置されている。室内送風機１５が作動すると、室内機１０が設置されている室内の空気は、吸込口１０Ａを介して室内機１０の筐体内に吸い込まれ、蒸発器１２を通り、吹出口１０Ｂを介して室内機１０の筐体内から室内へ吹き出される。
　配管１０３は、不図示のバルブを介して、上述の液冷媒延長配管１０２と接続されている。配管１０３により、膨張弁１３と蒸発器１２が順次、接続されている。蒸発器１２の出口側に接続されている出口管３０は、分岐部３１に連通している。出口管３０は、蒸発器１２から下方に延びており、蒸発器１２と分岐部３１との間において、１箇所で曲げられている。そして、出口管３０は、横方向に延びている部分が接続している分岐部３１で、吸入配管４０とバイパス配管５０に分岐している。
　吸入配管４０は、第１管４１と第２管４２とを含んでいる。第１管４１は、分岐部３１よりも上方に延びている。第２管４２は、第１管４１と連続しており、第１管４１と交差する方向に延びている。本実施の形態１では、第１管４１は分岐部３１から上方に延びており、第２管４２は圧縮機１１の吸入側に接続されている。すなわち、本実施の形態１において、分岐部３１で分岐している吸入配管４０は、１箇所で曲げられて圧縮機１１の吸入側に接続されている。換言すると、第１管４１及び第２管４２は、分岐部３１よりも上方に位置し、分岐部３１へ二相冷媒が流通した際に、圧縮機１１内への液冷媒の流入を抑制する配管トラップ構造を構成している。
　バイパス配管５０は、吸入配管４０の第２管４２よりも下方向に位置している。バイパス配管５０は、第１横管５１と、第１縦管５２と、第２横管５３と、第２縦管５４と、第３横管５５とを含んでいる。第１横管５１は、分岐部３１から横方向に延びている。第１縦管５２は第１横管５１に連続し、上方向に延びている。第１縦管５２は第１横管５１に連続している端部と反対側の端部において、第２横管５３に連続している。第２横管５３は横方向に延びており、第１縦管５２と連続している端部と反対側の端部において、第２縦管５４に連続している。第２縦管５４は下方向に延びており、第２横管５３と連続している端部と反対側の端部において、第３横管５５に連続している。第３横管５５は横方向に延びており、合流部６１において、吐出管６０と合流している。
　吐出管６０は、不図示のバルブを介して、上述のガス冷媒延長配管１０１と接続されている。
　逆止弁１４は、バイパス配管５０の第１縦管５２に設けられている。逆止弁１４は、例えば球状の弁を有するタイプのものである。第１縦管５２において、第１横管５１と連続している端部から上方に向かって冷媒が流れるとき、冷媒は、逆止弁１４の球状の弁を押し上げて、上方へ流れる。一方、第１縦管５２において、第２横管５３と連続している端部から下方に向かって冷媒が流れるとき、冷媒が球状の弁を下方向へ向かって押圧することになり、冷媒の下方向への流れが防止される。
　図１及び図２を参照しながら、冷房運転における圧縮サイクル運転について説明する。制御部２の制御によりポンプ２４が停止し、圧縮機１１が作動を開始すると、圧縮サイクル運転に切り替えられる。圧縮サイクル運転において、圧縮機１１から吐出した高温高圧のガス冷媒は、ガス冷媒延長配管１０１を通って室外機２０に収容されている凝縮器２１へ導かれる。凝縮器２１へ導かれたガス冷媒は、室外送風機２６により送り込まれる外気と熱交換し、液冷媒となる。凝縮器２１から流出する液冷媒は、レシーバ２２にて冷媒量が調整される。レシーバ２２は、冷媒回路１００内に発生する余剰液冷媒を貯留するためのものである。レシーバ２２で冷媒量が調整された液冷媒は、過冷却熱交換器２３へ導かれる。過冷却熱交換器２３へ導かれた液冷媒は、外気と熱交換し凝縮され、過冷却熱交換器２３から流出する。上述のように、圧縮サイクル運転時、ポンプ２４は停止している。従って、過冷却熱交換器２３から流出した液冷媒の大部分は、分岐部７１においてバイパス配管７３へ導かれ、逆止弁２５を通過する。逆止弁２５を通過した液冷媒は、液冷媒延長配管１０２に導かれて室内機１０に戻る。
　室内機１０に戻った液冷媒は、図２に示す配管１０３に導かれ、膨張弁１３にて減圧され、低温低圧の二相冷媒となり、蒸発器１２に流入する。蒸発器１２において、二相冷媒は、室内送風機１５により送り込まれる室内空気と熱交換し、低温低圧のガス冷媒となり、蒸発器１２から流出する。蒸発器１２から流出したガス冷媒は、出口管３０に導かれて分岐部３１に到達する。圧縮サイクル運転において、圧縮機１１は作動しているため、ガス冷媒はバイパス配管５０へは流れず、吸入配管４０に導かれて圧縮機１１へ吸入される。すなわち、ガス冷媒は第１管４１を上昇し、第２管４２に導かれて圧縮機１１に吸入される。
　図１及び図２を参照しながら、冷房運転におけるポンプサイクル運転について説明する。制御部２の制御により圧縮機１１が停止し、ポンプ２４が作動を開始すると、ポンプサイクル運転に切り替えられる。ポンプサイクル運転において、ポンプ２４から吐出された液冷媒は、液冷媒延長配管１０２により室内機１０へ導かれる。
　室内機１０に導かれた液冷媒は、図２に示す配管１０３に導かれ、膨張弁１３を通過して蒸発器１２に流入する。蒸発器１２において、液冷媒は、室内送風機１５により送り込まれる室内空気と熱交換し、ガス冷媒となる。すなわち、蒸発器１２の出口における冷媒の過熱度が０よりも大きくなる。蒸発器１２から流出したガス冷媒は、出口管３０に導かれ、分岐部３１に到達する。ポンプサイクル運転において圧縮機１１は停止しているため、分岐部３１に到達したガス冷媒に対し、圧縮機１１へ吸引する吸引力は作用しない。従って、蒸発器１２から流出したガス冷媒の大部分は分岐部３１においてバイパス配管５０へ導かれる。そして、ガス冷媒は第１横管５１から第１縦管５２へ流れ、逆止弁１４を通過し、第２横管５３、第２縦管５４、第３横管５５を順に流れて、合流部６１に到達する。合流部６１に到達したガス冷媒は、吐出管６０に導かれて、室内機１０の外へ流出する。
　再び図１を参照すると、室内機１０から流出したガス冷媒は、ガス冷媒延長配管１０１を介して室外機２０へ戻る。室外機２０に戻ったガス冷媒は、凝縮器２１へ導かれる。凝縮器２１において、ガス冷媒は、室外送風機２６により送り込まれる外気と熱交換し、液冷媒となる。凝縮器２１で外気と熱交換した液冷媒は、レシーバ２２にて冷媒量が調整される。レシーバ２２で冷媒量が調整された液冷媒は、過冷却熱交換器２３へ導かれる。過冷却熱交換器２３へ導かれた液冷媒は、外気と熱交換し凝縮される。過冷却熱交換器２３で凝縮された液冷媒は、ポンプ２４へ戻る。
　上述のように、本実施の形態１では、室外機２０は室内機１０よりも高い位置に設置されており、液冷媒延長配管１０２は、室外機２０から室内機１０へ向けて下向きに傾斜している。従って、ポンプサイクル運転時、液冷媒の流れに重力を利用することができる。その結果、ポンプ２４の動力を低減することができる。尚、室内機１０を室外機２０よりも高い位置に設置しても、ポンプサイクル運転は可能である。
　本実施の形態１の効果について説明する。本実施の形態１では、圧縮サイクル運転とポンプサイクル運転との切り替えに伴う冷媒の流れの制御を、分岐部３１の後段の配管構造で実現しているため、三方弁が不要となっている。従って、圧縮サイクル運転時の冷媒の圧力損失を小さく抑えることができ、圧縮機入力を例えば１０％低下させることができる。
　また、上述のポンプサイクル運転で空気調和装置１が運転しているとき、室内送風機１５、ポンプ２４、又は室外送風機２６等の各アクチュエータの動き、若しくは外乱により、蒸発器１２の出口から液冷媒を含む二相冷媒が流出する場合がある。その結果、液冷媒を含む二相冷媒が分岐部３１へ導かれる可能性がある。特に、蒸発器１２の出口における冷媒の過熱度を小さく設定して運転した場合には、蒸発器１２から二相冷媒が流出する可能性が高くなる。
　本実施の形態１によれば、吸入配管４０の第１管４１は分岐部３１から上方に延びており、吸入配管４０は上述の配管トラップ構造を有している。従って、分岐部３１に二相冷媒が導かれたとしても、ガス冷媒より密度の大きい液冷媒が第１管４１を上昇し、第２管４２を経て圧縮機１１へ流れ込むことが抑制される。その結果、圧縮機１１の吸入側の配管内又は圧縮機１１の内部に液冷媒に流れ込み滞留してしまう、いわゆる寝込みを抑制することができる。
　さらに、バイパス配管５０は、圧縮機１１の吸入側に接続している吸入配管４０の第２管４２よりも下方に位置している。従って、上述のように分岐部３１に二相冷媒が導かれたとしても、液冷媒は、バイパス配管５０側に流れやすく、圧縮機１１に流入しにくくなっている。従って、圧縮機１１の液冷媒の寝込みをより効果的に抑制することができる。
　さらに、本実施の形態１では、ポンプサイクル運転時に二相冷媒が分岐部３１に到達しても、液冷媒が圧縮機１１の内部に流れ込むことが抑制されるため、蒸発器１２の出口の冷媒過熱度を小さく設定して運転することができる。その結果、冷媒循環量を増やすことができ、冷房能力を例えば２％上昇させることができる。
実施の形態２．
　図３は、本発明の実施の形態２に係る室内機の配管構成を示す図である。図３において、実施の形態１の室内機１０に収容されている部材と同様の部材には同一の符号が付されている。図３を参照しながら、本実施の形態２の室内機２１０における配管構造について説明する。室内機２１０においても、室内送風機１５は、室内機２１０の筐体の下方に設置されている。室内送風機１５により、室内機２１０が設置されている室内の空気は、吸込口２１０Ａを介して室内機２１０の筐体内に吸い込まれ、蒸発器１２を通り、吹出口２１０Ｂを介して室内機２１０の筐体内から室内へ吹き出される。室内機２１０において、出口管２３０は、蒸発器１２から横方向に延びており、蒸発器１２と分岐部３１との間において、３箇所で曲げられている。そして、出口管２３０は、上方向に延びている部分が接続している分岐部３１で、吸入配管２４０とバイパス配管２５０に分岐している。
　吸入配管２４０は、第１管２４１と、第２管２４２と、第３管２４３と、横管２４４とを含んでいる。第１管２４１は、分岐部３１よりも上方に延びている。第２管２４２は、第１管２４１と連続しており、第１管２４１と交差する方向に延びている。第３管２４３は、第２管２４２と連続し、下方向に延びている。横管２４４は横方向に延びており、圧縮機１１の吸入側に接続されている。第３管２４３は横管２４４を介して圧縮機１１の吸入側と連通している。本実施の形態２では、第１管２４１、第２管２４２、及び第３管２４３により、吸入配管２４０において配管トラップ構造が形成されている。
　バイパス配管２５０は、第１縦管２５１と、第１横管２５２と、第２縦管２５３と、第２横管２５４とを含んでいる。第１縦管２５１は、分岐部３１から上方向に延びている。第１横管２５２は第１縦管２５１に連続し、横方向に延びている。第２縦管２５３は、第１横管２５２に連続している端部と反対側の端部において、第２横管２５４に連続している。第２横管２５４は横方向に延びており、合流部６１において吐出管６０と合流している。逆止弁１４は、バイパス配管５０の第１縦管２５１に設けられている。バイパス配管２５０は、吸入配管２４０の第２管２４２よりも下方に位置している。
　室内機２１０の形状、若しくは室内機２１０内のスペースの制約により、吸入配管２４０とバイパス配管２５０が共に上方向に延びるよう、配管が構成される場合がある。この場合も、本実施の形態２のように、分岐部３１に三方弁を設けず、バイパス配管２５０を吸入配管２４０の第２管２４２より下方に配置することにより、実施の形態１の上述の効果と同様の効果を得ることができる。
実施の形態３．
　図４は、本発明の実施の形態３に係る室内機の配管構成を示す図である。図４において、実施の形態１の室内機１０及び実施の形態２の室内機２１０に収容されている部材と同様の部材には同一の符号が付されている。室内機３１０においても、室内送風機１５は、室内機３１０の筐体の下方に設置されている。室内送風機１５により、室内機３１０が設置されている室内の空気は、吸込口３１０Ａを介して室内機３１０の筐体内に吸い込まれ、蒸発器１２を通り、吹出口３１０Ｂを介して室内機３１０の筐体内から室内へ吹き出される。図４を参照しながら、本実施の形態３の室内機３１０における配管構造について説明する。室内機３１０において、出口管３３０は蒸発器１２から下方向に延びており、一度も曲がることなく、分岐部３１において、吸入配管３４０とバイパス配管３５０に分岐している。
　吸入配管３４０は、第４管３４１と、第１管３４２と、第２管３４３と、第３管３４４と、横管３４５とを含んでいる。第４管３４１は、分岐部３１から下方向に向かって斜めに延びている。第１管３４２は第４管３４１と連続しており、第４管３４１を介して分岐部３１と連通している。第１管３４２は、分岐部３１よりも上方に延びている。第１管３４２は、第４管３４１と連続している端部と反対側の端部において、第２管３４３と連続している。第２管３４３は第１管３４２と交差する方向に延びており、第１管３４２と連続している端部と反対側の端部において、第３管３４４と連続している。第３管３４４は、下方に延びており、第２管３４３と連続している端部と反対側の端部において、横管３４５と連続している。横管３４５は横方向に延びており、圧縮機１１の吸入側に接続されている。第３管３４４は横管３４５を介して圧縮機１１の吸入側と連通している。
　バイパス配管３５０は、第１縦管３５１と、第１横管３５２と、第２縦管３５３と、第２横管３５４と、第３縦管３５５と、第３横管３５６とを含んでいる。第１縦管３５１は、分岐部３１から下方向に延びている。第１縦管３５１は第１横管３５２と連続している。第１横管３５２は横方向に延びており、第１横管３５２と連続している端部と反対側の端部において、第２縦管３５３と連続している。第２縦管３５３は上方向に延びており、第１横管３５２と連続している端部と反対側の端部において、第２横管３５４と連続している。第２横管３５４は横方向に延びており、第２縦管３５３と連続している端部と反対側の端部において第３縦管３５５と連続している。第３縦管３５５は下方向に延びており、第２横管３５４と連続している端部と反対側の端部において第３横管３５６と連続している。第３横管３５６は横方向に延びており、合流部６１において吐出管６０と合流している。逆止弁１４は、バイパス配管３５０の第２縦管３５３に設けられている。バイパス配管３５０は、吸入配管３４０の第２管３４３よりも下方に位置している。バイパス配管３５０は、分岐部３１よりも下方に位置している。
　本実施の形態３においても、分岐部３１に三方弁を設けず、バイパス配管３５０を吸入配管３４０の第２管３４３より下方に配置することにより、実施の形態１の上述の効果と同様の効果を得ることができる。
　さらに、本実施の形態３では、吸入配管３４０において、第１管３４２と分岐部３１の間に、下方向へ斜めに延びる第４管３４１が設けられている。従って、第１管３４２の上下方向の長さをより長く設定することができる。その結果、ポンプサイクル運転時に二相冷媒が分岐部３１に流れてきた場合、液冷媒が第１管３４２を上昇し、第２管３４３以降に導かれることをより効果的に防止することができる。すなわち、液冷媒の圧縮機１１の内部への流入及び滞留をより効果的に抑制することができる。
実施の形態４．
　図５は、本発明の実施の形態４に係る室内機の配管構成を示す図である。図５において、実施の形態１の室内機１０、実施の形態２の室内機２１０、及び実施の形態３の室内機３１０に収容されている部材と同様の部材には同一の符号が付されている。室内機４１０においても、室内送風機１５は、室内機４１０の筐体の下方に設置されている。室内送風機１５により、室内機４１０が設置されている室内の空気は、吸込口４１０Ａを介して室内機４１０の筐体内に吸い込まれ、蒸発器１２を通り、吹出口４１０Ｂを介して室内機４１０の筐体内から室内へ吹き出される。図５を参照しながら、本実施の形態４の室内機４１０における配管構造について説明する。室内機４１０において、出口管４３０は、蒸発器１２から横方向に延びており、蒸発器１２と分岐部３１との間において、２箇所で曲げられている。そして、出口管４３０は、横方向に延びている部分が接続している分岐部３１で、吸入配管４４０とバイパス配管４５０に分岐している。
　吸入配管４４０は、第１管４４１と、第２管４４２と、第３管４４３と、横管４４４とを含んでいる。第１管４４１は、分岐部３１から上方向に延びている。第１管４４１は第２管４４２と連続している。第２管４４２は第１管４４１と交差する方向に延びており、第１管４４１と連続している端部と反対側の端部で第３管４４３と連続している。第３管４４３は下方向に延びており、第２管４４２と連続している端部と反対側の端部で横管４４４と連続している。横管４４４は横方向に延びており、圧縮機１１の吸入側に接続されている。第３管４４３は横管４４４を介して圧縮機１１の吸入側と連通している。
　バイパス配管４５０は、第１横管４５１と、下降管４５２と、第２横管４５３とを含んでいる。第１横管４５１は、分岐部３１から横方向に延びている。第１横管４５１は下降管４５２と連続している。下降管４５２は下方向に延びており、第１横管４５１と連続している端部と反対側の端部において、第２横管４５３と連続している。第２横管４５３は横方向に延びており、合流部６１において吐出管６０と合流している。バイパス配管４５０の下降管４５２には、逆止弁１６が設けられている。逆止弁１６には、例えば、板状の弁を蝶番で支持したものが用いられる。逆止弁１６は、下降管４５２において、第１横管４５１と連続する端部から下方に向かって冷媒が流れるとき、冷媒が下方へ流れ、第２横管４５３と連続する端部から上方に向かって冷媒が流れるとき、冷媒の上方向への流れが防止されるよう、構成されている。バイパス配管４５０は、吸入配管４４０の第２管４４２よりも下方に位置している。さらに、バイパス配管４５０は、全体が分岐部３１より下方に位置している。
　本実施の形態４においても、分岐部３１に三方弁を設けず、バイパス配管４５０を吸入配管４４０の第２管４４２より下方に配置することにより、実施の形態１の上述の効果と同様の効果を得ることができる。
　さらに、本実施の形態４によれば、バイパス配管４５０は、分岐部３１よりも下方に位置しているため、ポンプサイクル運転時、二相冷媒が分岐部３１に流れてきたとしても、液冷媒がバイパス配管４５０の方に流れやすくなっている。従って、液冷媒が第１管４４１を上昇し、第２管４４２以降に導かれることをより効果的に抑制することができる。すなわち、液冷媒の圧縮機１１の内部への流入及び滞留をより効果的に抑制することができる。
　図６は、本発明の実施の形態４に係る室内機の配管構成の第１の変形例を示す図である。図６において、実施の形態１の室内機１０、実施の形態２の室内機２１０、実施の形態３の室内機３１０、及び実施の形態４の室内機４１０に収容されている部材と同様の部材には同一の符号が付されている。室内送風機１５により、室内機５１０が設置されている室内の空気は、吸込口５１０Ａを介して室内機５１０の筐体内に吸い込まれ、蒸発器１２を通り、吹出口５１０Ｂを介して室内機５１０の筐体内から室内へ吹き出される。室内機５１０において、出口管５３０は、蒸発器１２から横方向に延びており、蒸発器１２と分岐部３１との間で曲がること無く、分岐部３１で吸入配管５４０とバイパス配管５５０に分岐している。出口管５３０は、例えば水平方向に延びている。
　吸入配管５４０は、横管５４１と、第１管５４２と、第２管５４３と、第３管５４４と、横管５４５とを含んでいる。横管５４１は、分岐部３１から横方向に延びている。横管５４１は第１管５４２と連続している。第１管５４２は横管５４１を介して分岐部３１に連通しており、上方向に延びている。すなわち、第１管５４２は分岐部３１よりも上方に延びている。第１管５４２は第２管５４３と連続している。第２管５４３は第１管５４２と交差する方向に延びており、第１管５４２と連続している端部と反対側の端部において第３管５４４と連続している。第３管５４４は下方向に延びており、第２管５４３と連続している端部と反対側の端部において横管５４５と連続している。横管５４５は横方向に延びており、圧縮機１１の吸入側に接続されている。第３管５４４は横管５４５を介して圧縮機１１の吸入側と連通している。
　バイパス配管５５０は、第１縦管５５１と、第１横管５５２と、第２縦管５５３と、第２横管５５４と、第３縦管５５５と、第３横管５５６とを含んでいる。第１縦管５５１は、分岐部３１から下方に延びる、下降管である。第１縦管５５１は第１横管５５２と連続している。第１横管５５２は横方向に延びており、第１縦管５５１と連続している端部と反対側の端部において、第２縦管５５３と連続している。第２縦管５５３は上方向に延びており、第１横管５５２と連続している端部と反対側の端部において、第２横管５５４と連続している。第２横管５５４は横方向に延びており、第２縦管５５３と連続している端部と反対側の端部において、第３縦管５５５と連続している。第３縦管５５５は下方向に延びており、第２横管５５４と連続している端部と反対側の端部において、第３横管５５６と連続している。第３横管５５６は横方向に延びており、合流部６１において吐出管６０と合流している。逆止弁１４は、バイパス配管５５０の第２縦管５５３に設けられている。バイパス配管５５０は、吸入配管５４０の第２管５４３よりも下方に位置している。バイパス配管５５０は、全体が分岐部３１より下方に位置している。
　本第１の変形例においても、バイパス配管５５０は、分岐部３１よりも下方に位置しているため、図５に示す実施の形態４の配管構造と同様の効果を得ることができる。
　図７は、本発明の実施の形態４に係る室内機の配管構成の第２の変形例を示す図である。図７において、実施の形態４の第１の変形例と同様の部材には同一の符号が付されている。室内送風機１５により、室内機６１０が設置されている室内の空気は、吸込口６１０Ａを介して室内機６１０の筐体内に吸い込まれ、蒸発器１２を通り、吹出口６１０Ｂを介して室内機６１０の筐体内から室内へ吹き出される。本第２の変形例の吸入配管６４０は、第１管６４２と、第２管６４３と、第３管６４４と、横管６４５とを含んでいる。第１管６４２は第１の変形例の第１管５４２に相当し、第２管６４３は第１の変形例の第２管５４３に相当し、第３管６４４は第１の変形例の第３管５４４に相当し、横管６４５は第１の変形例の横管５４５に相当する。本第２の変形例と第１の変形例との相違点は、第１管６４２が分岐部３１から上方向に延びている点である。すなわち、分岐部３１において、吸入配管６４０の第１管６４２とバイパス配管５５０の第１縦管５５１が上下に分岐している点が、第１の変形例との相違点である。その他の構成は、第１の変形例と同様である。
　本第２の変形例においては、分岐部３１において、吸入配管６４０の第１管６４２とバイパス配管５５０の第１縦管５５１が上下に分岐しており、ポンプサイクル運転時、二相冷媒が分岐部３１に流れてきた場合の液冷媒とガス冷媒の分離がより効果的に行われる。従って、ポンプサイクル運転時、二相冷媒が分岐部３１に流れてきたとしても、液冷媒が第１管６４２に流れ込むことが、より効果的に抑制され、液冷媒の圧縮機１１の内部への流入及び滞留を、より効果的に抑制することができる。
　１　空気調和装置、２　制御部、１０　室内機、１０Ａ　吸込口、１０Ｂ　吹出口、１１　圧縮機、１２　蒸発器、１３　膨張弁、１４　逆止弁、１５　室内送風機、１６　逆止弁、２０　室外機、２１　凝縮器、２２　レシーバ、２３　過冷却熱交換器、２４　ポンプ、２５　逆止弁、２６　室外送風機、３０　出口管、３１　分岐部、４０　吸入配管、４１　第１管、４２　第２管、５０　バイパス配管、５１　第１横管、５２　第１縦管、５３　第２横管、５４　第２縦管、５５　第３横管、６０　吐出管、６１　合流部、７０　出口管、７１　分岐部、７２　吸入配管、７３　バイパス配管、７４　出口管、７５　合流部、１００　冷媒回路、１０１　ガス冷媒延長配管、１０２　液冷媒延長配管、１０３　配管、２１０　室内機、２１０Ａ　吸込口、２１０Ｂ　吹出口、２３０　出口管、２４０　吸入配管、２４１　第１管、２４２　第２管、２４３　第３管、２４４　横管、２５０　バイパス配管、２５１　第１縦管、２５２　第１横管、２５３　第２縦管、２５４　第２横管、３１０　室内機、３１０Ａ　吸込口、３１０Ｂ　吹出口、３３０　出口管、３４０　吸入配管、３４１　第４管、３４２　第１管、３４３　第２管、３４４　第３管、３４５　横管、３５０　バイパス配管、３５１　第１縦管、３５２　第１横管、３５３　第２縦管、３５４　第２横管、３５５　第３縦管、３５６　第３横管、４１０　室内機、４３０　出口管、４４０　吸入配管、４４１　第１管、４４２　第２管、４４３　第３管、４４４　横管、４５０　バイパス配管、４５１　第１横管、４５２　下降管、４５３　第２横管、５１０　室内機、５３０　出口管、５４０　吸入配管、５４１　横管、５４２　第１管、５４３　第２管、５４４　第３管、５４５　横管、５５０　バイパス配管、５５１　第１縦管、５５２　第１横管、５５３　第２縦管、５５４　第２横管、５５５　第３縦管、５５６　第３横管、６１０　室内機、６１０Ａ　吸込口、６１０Ｂ　吹出口、６４０　吸入配管、６４２　第１配管。

Claims (11)

  1. 　圧縮機と、蒸発器と、凝縮器と、ポンプとを備え、前記圧縮機と、前記凝縮器と、前記ポンプと、前記蒸発器が順次、配管で接続されており、冷媒が前記圧縮機と前記凝縮器と前記蒸発器を循環する圧縮サイクル運転と、冷媒が前記ポンプと前記蒸発器と前記凝縮器を循環するポンプサイクル運転とを切り替えて運転可能な空気調和装置であって、
    　前記配管の構成において、前記蒸発器の出口側に接続されている出口管は、前記圧縮機の吸入側に接続されている吸入配管と、前記圧縮機をバイパスする配管であって、前記圧縮機の吐出側に接続されている吐出管と合流しているバイパス配管とに分岐しており、
    　前記吸入配管の少なくとも一部は、前記出口管が前記吸入配管と前記バイパス配管とに分岐される分岐部よりも上方に位置している空気調和装置。
  2. 　前記吸入配管は、
    　前記分岐部と連通し、前記分岐部よりも上方に延びる第１管と、
    　前記第１管と連続し、前記第１管と交差する方向に延びる第２管とを含む請求項１に記載の空気調和装置。
  3. 　前記第１管は前記分岐部から上方に延びている請求項２に記載の空気調和装置。
  4. 　前記第２管は前記圧縮機の前記吸入側に接続されている請求項２又は３に記載の空気調和装置。
  5. 　前記吸入配管は、前記第２管と連続し、下方向に延び、前記圧縮機の前記吸入側と連通している第３管を含む請求項２に記載の空気調和装置。
  6. 　前記吸入配管は、前記分岐部から下方に延び、前記第１管と連続する第４管を含む請求項２に記載の空気調和装置。
  7. 　前記バイパス配管は、前記第２管よりも下方に位置している請求項２～６のいずれか一項に記載の空気調和装置。
  8. 　前記バイパス配管は、前記分岐部よりも下方に位置している請求項７に記載の空気調和装置。
  9. 　前記バイパス配管は、前記分岐部と連通し、下方向へ延びている下降管を含む請求項８に記載の空気調和装置。
  10. 　前記下降管は前記分岐部から下方向へ延びている請求項９に記載の空気調和装置。
  11. 　前記バイパス配管には、前記分岐部から前記バイパス配管が前記吐出管と合流している合流部への冷媒の流れを許容し、前記合流部から前記分岐部への冷媒の流れを防止する逆止弁が設けられている請求項１～１０のいずれか一項に記載の空気調和装置。
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