JPH09303899A - 空気調和装置 - Google Patents

空気調和装置

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JPH09303899A
JPH09303899A JP8114565A JP11456596A JPH09303899A JP H09303899 A JPH09303899 A JP H09303899A JP 8114565 A JP8114565 A JP 8114565A JP 11456596 A JP11456596 A JP 11456596A JP H09303899 A JPH09303899 A JP H09303899A
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JP
Japan
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electric expansion
pressure reducing
expansion valve
refrigerant
reducing device
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Pending
Application number
JP8114565A
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English (en)
Inventor
Hiromi Kawaguchi
博己 川口
Satoshi Hori
智 堀
Takeaki Miyashita
雄明 宮下
Akiyoshi Taga
明義 多賀
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Hitachi Ltd
Hitachi Shimizu Engineering Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Shimizu Engineering Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/385Dispositions with two or more expansion means arranged in parallel on a refrigerant line leading to the same evaporator

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】電気式膨脹弁の容量あるいは使用員数を減ら
し、冷房運転時と暖房運転時で異なる冷媒循環量に合わ
せて、適正な流量範囲を制御する電気式膨脹弁の使用を
可能とする。 【解決手段】空気調和装置の冷凍サイクルの冷媒流路に
配置される減圧装置5を、電気式膨脹弁5bと、この電
気式膨脹弁5bに並列に接続された逆止弁5aとを組み
合わせて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は空気調和装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、空気調和装置で、室内設定温度,
外気温度条件,電源周波数等の種々の条件に合わせて冷
凍サイクルの減圧量を調整する場合、例えば特開平5−2
48712号公報に記載のように、電気信号で制御される電
気式膨脹弁が使用されている。また、空気調和装置の大
型化に伴い、1個の電気式膨脹弁では容量が不足するた
め、複数個の電気式膨脹弁を冷凍サイクルに並列に接続
して使用する場合が多い。
【0003】また、特開平1−134167 号公報に記載のよ
うに、電気信号で制御される電気式膨脹弁と絞り装置を
並列に使用することもある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】電気式膨脹弁は高価な
ため、電気式膨脹弁を使用する空気調和装置は、電気式
膨脹弁の価格の影響を受け、高価なものになるという問
題があった。
【0005】また、冷房運転と暖房運転の冷凍サイクル
における冷媒循環量は、一般的には、冷房運転時の冷媒
循環量が大となる。よって、冷房運転時を基準として、
電気式膨脹弁を選定するため電気式膨脹弁の大型化、ま
たは複数個の使用が必要となる。これに対し、電気式膨
脹弁に安価な減圧装置(例えばキャピラリチューブ)を並
列に接続する場合もあるが、冷房運転と暖房運転の冷媒
循環量の差を電気式膨脹弁にて補うため、広範囲な流量
調整機能が必要となるという問題があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明は圧縮機,凝縮器,減圧装置,蒸発器及びア
キュムレータを順に冷媒配管により接続された冷凍サイ
クルを含んで構成された空気調和装置で、減圧装置とし
て、電気式膨脹弁に冷房運転時に冷媒が流れる向きに逆
止弁を並列に接続,組み合わせたものを用いることを特
徴とする。減圧装置として、前記逆止弁とキャピラリチ
ューブもしくはオリフィスもしくはベンチュリ管を直列
に接続したものを電気式膨脹弁に並列に接続,組み合わ
せた形式のものを用いてもよい。減圧装置として、前記
逆止弁とキャピラリチューブもしくはオリフィスもしく
はベンチュリ管を直列に接続したものを並列に接続、さ
らに逆止弁にキャピラリチューブもしくはオリフィスも
しくはベンチュリ管を直列に接続したものを電気式膨脹
弁に前記逆止弁と逆向きに並列に接続,組み合わせた形
式のものを用いてもよい。
【0007】電気式膨脹弁に並列に接続される逆止弁、
もしくは逆止弁とキャピラリチューブもしくはオリフィ
スもしくはベンチュリ管を直列に接続したものの絞り度
は、当該サイクルで必要な最大絞り度の値以上とする。
また、開度を最大にした電気式膨脹弁とそれに並列に接
続される逆止弁、もしくは逆止弁とキャピラリチューブ
もしくはオリフィスもしくはベンチュリ管を直列に接続
したものを合わせた減圧装置の絞り度は、このサイクル
で必要な最小絞り度の値以下とする。最大絞り度とは許
容最小流量で所定の減圧を行う絞り度であり、最小絞り
度とは許容最大流量で所定の減圧を行う絞り度である。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を、図1な
いし図8を参照して説明する。
【0009】図1は本発明の実施例である空気調和装置
の冷凍サイクル系統図である。図示の冷凍サイクルは、
圧縮機1を含む室内機と、この室内機に冷媒配管7で接
続された室外機とからなっている。室内機,室外機それ
ぞれを構成する機器相互の間も冷媒配管で接続されてい
る。
【0010】室内機は冷媒蒸気を圧縮する圧縮機1と、
圧縮機1の吐出口にその第1の接続ポートAを接続して
配置された四方弁2と、四方弁2の第2の接続ポートB
に一端を接続された室内熱交換器6と、室内熱交換器6
の他端にその一端を接続された第2の減圧装置5と、室
内熱交換器6に室内空気を送風する室内送風機9と、入
り側を四方弁の第3の接続ポートCに接続し出側を圧縮
機1の吸い込み側に接続したアキュムレータ10と、を
含んで構成されている。第2の減圧装置5は、室内熱交
換器6に向かう方向の流れを通し反対方向の流れを通さ
ない逆止弁5aと、この逆止弁5aと並列に接続された
電気式膨脹弁5bで構成されている。電気式膨脹弁5b
は、電気信号で与えられる要求開度に応じてその開度を
変化させるようにした膨脹弁である。
【0011】室外機は、四方弁2の第4の接続ポートD
に冷媒配管7で一端を接続された室外熱交換器3と、こ
の室外熱交換器3に外気を送風する室外送風機8と、室
外熱交換器3の他端にその一端を接続された第1の減圧
装置4と、を含んで構成され、この第1の減圧装置4の
他端は、冷媒配管7Aを介して室内機の第2の減圧装置
5の他端に接続されている。第1の減圧装置4は、室外
熱交換器3に向かう方向の流れを通し反対方向の流れを
通さない逆止弁4bと、逆止弁4bに並列に接続された
キャピラリチューブ4aで構成されている。
【0012】次に本実施例の動作について説明する。
【0013】冷房運転時には、四方弁2は、その接続ポ
ートAとD,BとCがそれぞれ内部で連通する状態に操
作される。図の実線の矢印が冷房運転時の冷媒の流れの
方向を示す。圧縮機1から吐出された高温,高圧の冷媒
蒸気は四方弁2の接続ポートA,Dを経て室外熱交換器
3に流入し、室外熱交換器8によって送風される室外空
気に熱を放出する。室外空気に熱を放出した冷媒は凝縮
液化して液冷媒となり、第1の減圧装置4に流入する。
第1の減圧装置4は、図示のように、逆止弁4bとキャ
ピラリチューブ4aが互いに並列に接続されて構成され
ているが、逆止弁4bは室外熱交換器3の側から流入し
てくる流れを通さないから、第1の減圧装置4に流入し
てきた液冷媒はキャピラリチューブ4aを通って減圧さ
れ、気液混合の二相流となる。
【0014】気液混合の二相流となった冷媒は冷媒配管
7Aを経て室内機に導かれ、第2の減圧装置5に流入す
る。第2の減圧装置5に流入した冷媒は、電気式膨脹弁
5bと逆止弁5aに分流され、一方は電気式膨脹弁5b
で減圧されて低温低圧の冷媒となり、他方は逆止弁5a
で減圧されて低温低圧の冷媒となる。低温低圧になった
冷媒は再び合流して室内熱交換器6に流入し、室内側送
風機9によって送風される室内空気と熱交換する。室内
空気との熱交換で室内空気を冷却して冷房を行った冷媒
は、室内空気の熱で蒸発して冷媒蒸気となり、四方弁2
の接続ポートB,Cを経てアキュムレータに入り、次い
で圧縮機1に戻る。
【0015】暖房運転時には、四方弁2は、その接続ポ
ートAとB,CとDがそれぞれ内部で連通する状態に操
作される。図の破線の矢印が暖房運転時の冷媒の流れの
方向を示す。圧縮機1から吐出された高温,高圧の冷媒
蒸気は四方弁2の接続ポートA,Bを経て室内熱交換器
6に流入し、室内側送風機9によって送風される室内空
気に熱を放出して暖房を行う。室内空気に熱を放出した
冷媒は凝縮液化して液冷媒となり、第2の減圧装置5に
流入する。第2の減圧装置5は、図示のように、逆止弁
5aと電気式膨脹弁5bが互いに並列に接続されて構成
されているが、逆止弁5aは室内熱交換器6の側から流
入してくる流れを通さないから、第2の減圧装置5に流
入してきた液冷媒は電気式膨脹弁5bを通って減圧され
て低温低圧の二相流冷媒となる。低温低圧となった冷媒
は、冷媒配管7Aを経て第1の減圧装置に導かれ、逆止
弁4bを通って室外熱交換器3に入る。室外熱交換器3
に入った冷媒は、室外側送風機8によって送風される室
外空気と熱交換し、室外空気から熱を奪って蒸発し冷媒
蒸気となる。冷媒蒸気となった冷媒は、冷媒配管7,四
方弁2の接続ポートD,Cを経てアキュムレータに入
り、次いで圧縮機1に戻る。
【0016】このように、冷房運転時には室外熱交換器
3が凝縮器として働き、室内熱交換器6が蒸発器として
働く。また暖房運転時には、冷房運転時と逆に室内熱交
換器6が凝縮器として働き、室外側熱交換器3が蒸発器
として働く。
【0017】図2は第2の減圧装置5を電気式膨脹弁5
bのみで構成する場合の冷房運転時の電気式膨脹弁5b
の開度と第2の減圧装置を通る冷媒流量との関係と実際
の電気式膨脹弁の使用範囲を示す説明図であり、図3は
第2の減圧装置5を電気式膨脹弁5bのみで構成する場
合の暖房運転時の電気式膨脹弁5bの開度と第2の減圧
装置を通る冷媒流量との関係と実際の電気式膨脹弁の使
用範囲を示す説明図である。図2及び図3に示すよう
に、第2の減圧装置を電気式膨脹弁5bのみで構成する
と、冷房運転時と暖房運転時は同様に冷媒流量を0から
最大値まで制御することができる。しかし、空気調和装
置の減圧装置で実際の電気式膨脹弁の使用範囲は、0か
ら全開の全範囲ではなく、また冷房運転時と暖房運転時
とでは異なる。例えば、図2に示すように冷房運転時に
は冷媒流量が多いため、実際の電気式膨脹弁の使用範囲
をPAからP1までとすると、暖房運転時は、図3に示す
ように冷房運転時に対し必要な冷媒流量は少ないため、
BからPCまでのように電気式膨脹弁の使用範囲の低開
度の領域となる。よって電気式膨脹弁はこれらの使用範
囲を全て制御可能な容量としなければならない。また、
本実施例のようなチャージレスサイクル(冷房運転時の
接続配管7A内の冷媒を気液二相流とし接続配管7,7
Aの長さによる冷媒の追加を不要とした省冷媒サイク
ル)では、冷房運転時の電気式膨脹弁の入口側の冷媒は
気液二層のため、必要冷媒量を流すためにはさらに大き
な開度が必要となる。本実施例では、図4に示すよう
に、冷房運転時には逆止弁5aにより冷房運転時の最小
流量vA を、逆止弁5aと電気式膨脹弁5bの両方で使
用範囲の最大冷媒流量v1 を、それぞれ流すようにして
ある。また図5に示すように、暖房運転時には、電気式
膨脹弁5bにより0から暖房運転時の使用範囲の最大流
量vC までを流すようにしてある。したがって、電気式
膨脹弁5bの容量制御範囲を(vAまたはv1−vC)減少
させると共に、電気式膨脹弁の容量または使用員数を減
らすことができる。
【0018】図6に第2の減圧装置の他の構成例を示
す。図示の例は、図2に示した構成で、逆止弁5aに直
列にキャピラリチューブ5cを接続した。この構成によ
れば、冷房運転時に第2の減圧装置を通る冷媒流量の最
小流量vA をキャピラリチューブ5cにより、より正確
に制御することができる。本構成例では、逆止弁5aに
直列にキャピラリチューブ5cを接続しているが、キャ
ピラリチューブ5cに代えてオリフィスまたはベンチュ
リ管を用いても同様の効果が得られる。
【0019】図7に第2の減圧装置の更に他の構成例を
示す。図示の例は、図6に示した構成例で、電気式膨脹
弁5bに第1の減圧装置4に向かう方向の流れを通し反
対方向の流れを通さない逆止弁5dを並列に接続し、こ
の逆止弁5dにキャピラリチューブ5eを直列に接続し
た。この構成例によれば、冷房運転時に第2の減圧装置
を通る冷媒流量の最小流量vA をキャピラリチューブ5
cにより、より正確に制御することができ、また、図8
に示すように、暖房運転時に第2の減圧装置を通る冷媒
流量の最小流量vD をキャピラリチューブ5eにより、
より正確に制御することができ、暖房運転時の電気式膨
脹弁の容量を(vC−vD)に減少することができる。し
たがって、電気式膨脹弁5bの容量制御範囲を(vA
たはv1−vC+vD)減少させると共に、電気式膨脹弁
の容量あるいは使用員数を減らすことができる。本構成
例では、逆止弁5aに直列にキャピラリチューブ5cを
接続しているが、キャピラリチューブ5cに代えてオリ
フィスまたはベンチュリ管を用いても同様の効果が得ら
れる。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、電気式膨脹弁の容量あ
るいは使用員数を減らすこと、冷房運転時と暖房運転時
で異なる冷媒循環量に合わせて、適正な流量範囲を制御
する電気式膨脹弁の使用を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の空気調和装置の冷凍サイクル
を示す系統図。
【図2】従来の空気調和装置の冷房運転時の減圧装置の
冷媒流量と電気式膨脹弁の開度の関係と実際の電気式膨
脹弁の使用範囲を示す説明図。
【図3】従来の空気調和装置の暖房運転時の減圧装置の
冷媒流量と電気式膨脹弁の開度の関係と実際の電気式膨
脹弁の使用範囲を示す説明図。
【図4】図1に示す実施例における冷房運転時の減圧装
置の冷媒流量と電気式膨脹弁の開度の関係を示す特性
図。
【図5】図1に示す実施例における暖房運転時の減圧装
置の冷媒流量と電気式膨脹弁の開度の関係を示す特性
図。
【図6】図1に示す減圧装置の他の例を示す回路図。
【図7】図1に示す減圧装置のさらに他の例を示す回路
図。
【図8】図7に示す減圧装置の暖房運転時の冷媒流量と
電気式膨脹弁の開度の関係を示す特性図。
【符号の説明】
1…圧縮機、2…四方弁、3…室外側熱交換器、4…第
1の減圧装置、4a…キャピラリチューブ、4b,5a
…逆止弁、5…第2の減圧装置、5b…電気式膨脹弁、
6…室内側熱交換器、7,7A…冷媒配管、8…室外側
送風機、9…室内側送風機。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮下 雄明 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 多賀 明義 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所空調システム事業部内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧縮機,凝縮器,減圧装置,蒸発器及びア
    キュムレータを順に冷媒配管により接続した冷凍サイク
    ルを含んで構成される空気調和装置において、前記減圧
    装置として、電気式膨脹弁と逆止弁を並列に接続,組み
    合わせたものを用いることを特徴とする空気調和装置。
  2. 【請求項2】圧縮機,凝縮器,減圧装置,蒸発器及びア
    キュムレータを順に冷媒配管により接続した冷凍サイク
    ルを含んで構成される空気調和装置において、前記減圧
    装置として、キャピラリチューブ、オリフィス、ベンチ
    ュリー管の少なくともいずれかと逆止弁とを直列に接続
    した減圧手段と、この減圧手段に並列に接続した電気式
    膨脹弁とを組み合わせたものを用いることを特徴とする
    空気調和装置。
  3. 【請求項3】圧縮機,凝縮器,減圧装置,蒸発器及びア
    キュムレータを順に冷媒配管により接続した冷凍サイク
    ルを含んで構成される空気調和装置において、前記減圧
    装置として、第1のキャピラリチューブ、オリフィス、
    ベンチュリー管の少なくともいずれかと第1の逆止弁と
    を直列に接続した第1の減圧手段と、この第1の減圧手
    段に並列に接続した第1の電気式膨脹弁とを組み合わ
    せ、さらに第2のキャピラリチューブ、オリフィス、ベ
    ンチュリー管の少なくともいずれかと第2の逆止弁とを
    直列に接続した第2の減圧手段と、この第2の減圧手段
    に並列に接続した第2の電気式膨脹弁とを組み合わせ、
    前記第1の逆止弁と第2の逆止弁の方向を逆向きとした
    ことを特徴とする空気調和装置。
JP8114565A 1996-05-09 1996-05-09 空気調和装置 Pending JPH09303899A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007183091A (ja) * 2005-12-29 2007-07-19 Lg Electronics Inc 空気調和機及びその冷媒制御方法
US20230048724A1 (en) * 2020-01-30 2023-02-16 Hanon Systems Combination valve unit and vehicle heat pump system

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