JPH04273954A - 冷凍サイクルの冷媒量調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気調和機の冷凍サイ
クルに係り、特に冷凍サイクル内の冷媒循環量を適正に
保つことができる冷凍サイクルの冷媒量調整装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】空気調和機の冷凍サイクルは、図３に示
すように圧縮機１，四方弁２，室外熱交換器３，膨張弁
などの減圧装置４，室内熱交換器５を順次接続してなり
、冷房時は圧縮機１からの高温高圧冷媒ガスを室外熱交
換器３に流して凝縮させ、減圧装置４で減圧し、室内熱
交換器５で蒸発させて室内冷房を行った後、圧縮機１に
戻し、暖房時は四方弁２の切り替えで冷房時と逆に高温
高圧冷媒ガスを室内熱交換器５に流し、そこで凝縮させ
て室内を暖房し、減圧装置４で減圧した後、室外熱交換
器３で蒸発させて圧縮機に戻すようにしている。

【０００３】この冷凍サイクルにおいて、減圧装置は圧
縮機１の吸込み温度でその開度が制御され、吸込温度が
高いときはその開度を開くよう、また吸込温度が低いと
きは開度を絞るように制御している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この冷
凍サイクル内に封入する冷媒量が過多状態であるとき、
凝縮側の熱交換器に液冷媒が溜りやすくなり、その熱交
換器の放熱性能が低下し、圧縮機１の消費電力の増加や
冷凍能力（冷暖房能力）の低下などの問題が生じる。ま
たさらに最悪の状態では蒸発側熱交換器での冷媒蒸発が
十分に行われず、圧縮機の液バックが生じ、圧縮機の故
障を引き起こす原因ともなる。

【０００５】またスプリット形などの分離型冷凍サイク
ルの場合には、冷媒の封入量は室内機と室外機とを接続
する接続配管長さの据付状況によって変りやすく、適正
な冷媒封入量とすることが難しく、冷媒の追加や放出な
どの調整が必要となり、その据付工事の悪化を招く問題
がある。

【０００６】また冷媒封入量が適切でも、冷暖房運転の
状況に応じてはサイクル内の循環冷媒が不足したり過多
となる場合があり、必ずしも減圧装置の開度制御だけで
は負荷に対応した運転ができない問題がある。

【０００７】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、冷凍サイクル内の冷媒循環量を適切に保つことがで
きる冷凍サイクルの冷媒量調整装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、圧縮機、室外熱交換器、減圧装置、室内熱
交換器を順次接続した冷凍サイクルにおいて、室外熱交
換器と室内熱交換器の間に二つのサイクル側減圧装置を
直列に接続し、他方圧縮機の吐出側と吸込側間をパイパ
ス通路で接続すると共にそのバイパス通路に二つのバイ
パス側減圧装置を直列に接続し、これらサイクル側とバ
イパス側の減圧装置の中間点を液タンクで連通したもの
である。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、運転状況に応じてサイクル
側の二つの減圧装置の開度を調整することで、サイクル
側の減圧装置間とバイパス側の減圧装置間の圧力差を調
整でき、これにより液タンクに溜まった冷媒液を冷凍サ
イクルに戻したり或いは冷凍サイクル内の冷媒を液タン
クに貯溜して、冷凍サイクルを実質的に流れる冷媒循環
量を最適に調整できる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。

【００１１】図１において、１は圧縮機、２は四方弁，
３は室外熱交換器，４ａ，４ｂは二つ直列接続された電
子膨張弁などからなるサイクル側第１及び第２減圧装置
，４は室内熱交換器で、これらは順次接続されて冷凍サ
イクルが構成される。

【００１２】圧縮機１の吐出側と吸込側とはバイパス通
路６で接続されると共にそのバイパス通路６にキャピラ
リーチューブなどからなる二つのバイパス側第１及び第
２減圧装置７ａ，７ｂが直列に接続される。

【００１３】このサイクル側第１及び第２減圧装置４ａ
，４ｂの中間点Ａとバイパス側第１及び第２減圧装置７
ａ，７ｂの中間点Ｂとは連通パイプ８で接続され、その
パイプ８に液タンク９が接続される。この液タンク９は
、略垂直に起立されて設けられ、底部が中間点Ａ側に接
続され、上部が中間点Ｂ側に接続される。

【００１４】この冷凍サイクルには各箇所の冷媒温度を
検出するセンサが設けられる。すなわち圧縮機１の吸込
側配管には吸込温度センサ１０が設けられ、また室外熱
交換器３には、室外熱交中間温度センサ１１が設けられ
、またその熱交換器３の冷房時の出口側には、出口温度
センサ１２が設けられる。さらに室内熱交換器５には室
内熱交中間温度センサ１３が設けられ、また暖房時の出
口側に出口温度センサ１４が設けられる。

【００１５】液タンク９には、液面レベル検出センサ１
５が設けられる。

【００１６】これらセンサ１０，１１，１２，１３，１
４，１５の検出値は制御装置１６に入力され、その検出
値に応じてサイクル側第１及び第２減圧装置４ａ，４ｂ
の弁開度が制御されるようになっている。

【００１７】次に本実施例の作用を説明する。

【００１８】冷房運転時、圧縮機１からの高温高圧冷媒
ガスは四方弁２を介して室外熱交換器３に流れ、そこで
凝縮され、サイクル側第１及び第２減圧装置４ａ，４ｂ
で減圧され、室内熱交換器５で蒸発されて室内の冷房を
行った後、四方弁２を介して圧縮機１に戻される。また
暖房運転時、四方弁２の切り替えで冷房時と逆に高温高
圧冷媒ガスが室内熱交換器５に流れ、そこで凝縮されて
室内を暖房した後、サイクル側第２及び第１減圧装置４
ｂ，４ａで減圧された後、室外熱交換器３に流れ、そこ
で蒸発されて圧縮機１に戻るようになっている。

【００１９】この冷暖房運転時、圧縮機１から高温高圧
冷媒ガスの一部は、バイパス通路６に流れバイパス側第
１及び第２減圧装置７ａ，７ｂを通って圧縮機１に戻る
が、このバイパス側第１及び第２減圧装置７ａ，７ｂの
中間点Ｂとサイクル側第１及び第２減圧装置４ａ，４ｂ
の中間点Ａ間圧力差により、すなわち中間点Ａの圧力が
中間点Ｂより高い時は、液タンク９内に冷房時はサイク
ル側第１減圧装置４ａから、暖房時はサイクル側第２減
圧装置４ｂからの冷媒液が流入して貯溜され、また中間
点Ａの圧力が中間点Ｂの圧力より低い時は液タンク９内
の冷媒液が蒸発器（冷房時は室内熱交換器５，暖房時は
室外熱交換器３）に流れ、冷凍サイクル内の冷媒循環量
が調整される。

【００２０】この冷凍サイクル内の冷媒循環量の調整は
、制御装置１６が、センサー１０，１１，１２，１３，
１４の検出値よりサイクル側第１及び第２減圧装置４ａ
，４ｂの開度を調節することで行う。すなわち、制御装
置１６は、センサー１０，１１，１２，１３，１４の検
出値より冷凍サイクル内でのアンダークールの大小とス
ーパーヒートの大小を検出し、それに応じてサイクル側
第１及び第２減圧装置４ａ，４ｂの開度を調節する。先
ずアンダークールは、冷房時室外熱交中間温度センサ１
１と出口温度センサ１２の温度差より、また暖房時室内
熱交中間温度センサ１３と出口温度センサ１４の温度差
より求める。またスーパーヒートは、冷房時吸込温度セ
ンサ１０と出口温度センサ１４（又は室外熱交中間温度
センサ１１）の温度差、暖房時吸込温度センサ１０と出
口温度センサ１４（又は室内熱交中間温度センサ１３）
の温度差より求める。

【００２１】このアンダークールが大きい時は冷媒循環
量が多いとして液タンク９内に液を溜め、また小さい時
は液タンク９内の冷媒液を冷凍サイクルに戻すようにサ
イクル側第１及び第２減圧装置４ａ，４ｂの開度を調節
し、またスーパーヒートが大きい時は、その第１及び第
２減圧装置４ａ，４ｂの開度を開きまた小さいときはサ
イクル側第１及び第２減圧装置４ａ，４ｂの開度を絞る
ように調節する。また液タンク９内の冷媒液は、液面レ
ベル検出センサ１５で検出され、タンク９内の冷媒液が
満液又は空の時、制御装置１６は圧縮機１の運転を停止
する。

【００２２】次にこの制御装置１６を図２のフローチャ
ートを基にさらに詳しく説明する。

【００２３】先ずこのフローチャートは冷房運転時の例
を示したもので、冷房運転が開始されると、アンダーク
ールが設定範囲より大きいか小さいかを判断２０し、大
きければ、第１減圧装置４ａを開方向に、また第２減圧
装置４ｂを閉方向に開度調整２１を行う。この開度調整
により中間点Ａの圧力が中間点Ｂの圧力より高くなり、
第１減圧装置４ａから凝縮液冷媒が液タンク９に溜めら
れるため、アンダークールが適正になるよう調整される
。また判断２０でアンダークールが設定より小さければ
、第１減圧装置４ａを閉方向に、また第２減圧装置４ｂ
を開方向に開度調整２２を行う。この開度調整により中
間点Ａの圧力が中間点Ｂの圧力より低くなりタンク９内
の液冷媒が第２減圧装置４ｂを介してサイクル側に供給
されることとなりアンダークールが適正になるよう調整
される。

【００２４】次にアンダークールが適正であれば、次に
スーパーヒートが設定範囲より大きいか小さいかを判断
２３し、大きければ、過熱状態を防止すべく第１及び第
２減圧装置４ａ，４ｂを共に開方向に開度を開いて減圧
度を低くしてスーパーヒートを適正値まで下げる調整２
４を行い、またスーパーヒートが小さければ、液バック
を防止すべく、第１及び第２減圧装置４ａ，４ｂを共に
閉方向に開度を絞ってスーパーヒートを適正値まで上げ
る調整２５を行う。またスーパーヒートが適正であれば
次に液面レベルの判断２６を行い、タンク内が満液や空
の時は圧縮機を停止するなどの異常停止処理２７を行う
。

【００２５】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、冷凍サイ
クルに二つの減圧装置を設け、他方圧縮機の吐出側と吸
込側間に二つのバイパス側減圧装置を接続し、これらサ
イクル側とバイパス側の減圧装置の中間点を液タンクで
連通することで、バイパス側の減圧装置の開度を調整し
て液タンクに溜まった冷媒液を冷凍サイクルに戻したり
或いは冷凍サイクル内の冷媒を液タンクに貯溜して、冷
凍サイクルを実質的に流れる冷媒循環量を最適に調整で
きる。従って（１）　アンダークール過多となり凝縮側
の性能が低下し、消費電力の増大、冷凍能力の低下と言
った問題がなくなる。（２）　冷媒過多時に圧縮機に液
冷媒が戻り故障を起こす危険がなくなる。（３）　施工
時に冷媒の追加・放出などの調整が不要となり工事性が
改善される。 （４）　異なる形態の室内ユニットを接続する場合に冷
媒量、絞りなどを自己調整するため、開発にかかる負荷
が低減できる。（５）　異なる空調条件でも常に最適な
制御を行える等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す冷凍サイクル図である
。

【図２】本発明のフローチャートを示す図である。

【図３】従来の冷凍サイクルを示す図である。

【符号の説明】

１　　圧縮機 ２　　四方弁 ３　　室外熱交換器 ４ａ，４ｂ　　サイクル側減圧装置 ５　　室内熱交換器 ７ａ，７ｂ　　バイパス側減圧装置 ９　　液タンク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　圧縮機、室外熱交換器、減圧装置、室
   内熱交換器を順次接続した冷凍サイクルにおいて、室外
   熱交換器と室内熱交換器の間に二つのサイクル側減圧装
   置を直列に接続し、他方圧縮機の吐出側と吸込側間をパ
   イパス通路で接続すると共にそのバイパス通路に二つの
   バイパス側減圧装置を直列に接続し、これらサイクル側
   とバイパス側の減圧装置の中間点を液タンクで連通した
   ことを特徴とする冷凍サイクルの冷媒量調整装置。