JP2010002075A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒に混入した水分が凍結して氷粒子が発生した場合に、フィルタが氷粒子によって閉塞することを防止した空気調和装置を提供する。
【解決手段】空気調和装置１では、冷媒回路１０の低圧側に、異物除去用のフィルタ３５４が取り付けられている。フィルタの網の開き目Ａは、８０μｍより大きく、１６０μｍより小さい。その結果、冷媒に混入した水分が凍結して氷粒子が発生した場合でも、氷粒子は、フィルタ３５４の表面上に過剰に蓄積しないので、フィルタ３５４が氷粒子で閉塞することはなく、且つ、冷媒回路１０にとって有害な、粒子径１６０μｍ以上のごみ及び錆等の金属粉を除去することもできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転によって、ビル等の室内の冷暖房を行なう空気調和装置に関する。

現地配管工事が必要な空気調和装置において、据付時に、配管内へ水分が混入することがあり、水分を除去するために冷媒回路にドライヤを接続している空気調和装置が広く普及している（例えば、特許文献１参照）。一方、出願人の実験によれば、配管内へ混入する水分が一定量以下ならば、ドライヤ等の水分除去機器が設けられていない場合でも、空気調和装置への悪影響が無いことが確認されている。

しかしながら、通常、空気調和装置には、ごみや錆を除去する目的で、圧縮機の吸込口手前及び膨張弁手前にフィルタが設けられており、冷媒の温度が水の氷結温度を下回ったときには、その水分が凍結して氷粒子となり、フィルタがその氷粒子を捕獲することによって、閉塞する可能性がある。したがって、ドライヤ等の水分除去装置を設けない場合には、氷粒子によってフィルタが閉塞しないようにする必要がある。
特開平１０−２５３１７９号公報

本発明の課題は、冷媒に混入した水分が凍結して氷粒子が発生した場合に、フィルタが氷粒子によって閉塞することを防止した空気調和装置を提供することにある。

第１発明に係る空気調和装置は、蒸気圧縮式の冷媒回路の低圧側に、異物除去用のフィルタが取り付けられている空気調和装置であって、フィルタの網の開き目が、冷媒に含まれる水分が凍結して生じる氷粒子により閉塞しない大きさに設定されている。

冷媒に含まれる水分が蒸発温度の低下によって氷結したとき、本来、冷媒に含まれるゴミ等を除去する目的で設置されているフィルタの網が、氷粒子によって閉塞する可能性がある。この空気調和装置では、フィルタの網の開き目が、氷粒子が過剰に蓄積しない大きさに設定されているので、氷粒子によるフィルタの閉塞が防止される。

第２発明に係る空気調和装置は、第１発明に係る空気調和装置であって、フィルタの網の開き目が、８０μｍより大きい。

この空気調和装置では、フィルタの網の開き目を８０μｍより大きく設定しているので、氷粒子が過剰にフィルタ表面に付着することによるフィルタの閉塞は防止される。

第３発明に係る空気調和装置は、第２発明に係る空気調和装置であって、フィルタの網の開き目が、１６０μｍより小さい。

この空気調和装置では、冷媒に含まれる鉄粉などの異物は、ほとんどが１６０μｍ以上であり、フィルタによって捕捉されるので、冷媒回路の各機器が異物によって損傷することは防止される。

第１発明に係る空気調和装置では、フィルタの網の開き目が、氷粒子による閉塞が生じない大きさに設定されているので、氷粒子によるフィルタの閉塞が防止される。

第２発明に係る空気調和装置では、フィルタの網の開き目を８０μｍより大きく設定しているので、冷媒に含まれる水分が凍結して生じる氷粒子は、フィルタ表面に過剰に付着することがないので、氷粒子によるフィルタの閉塞は防止される。

第３発明に係る空気調和装置では、冷媒に含まれる鉄粉などの異物は、ほとんどが１６０μｍ以上であり、フィルタによって捕捉されるので、冷媒回路の各機器が異物によって損傷することは防止される。

以下図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

＜室内ユニット＞
室内ユニット４は、ビル等の室内の天井に埋め込みや吊り下げによって、又は、室内の壁面に壁掛けによって設置されており、室内膨張弁４１と室内熱交換器４２とを有している。室内膨張弁４１は、電動膨張弁であり、室内熱交換器４２の液側に接続される。室内熱交換器４２は、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、冷房運転時には冷媒の蒸発器となって室内空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の凝縮器となって室内空気を加熱する。

＜室外ユニット＞
室外ユニット２は、ビル等の室外に設置されており、圧縮機２１、四路切換弁２２、室外熱交換器２３、及び室外膨張弁３５を有している。圧縮機２１は、回転数制御によって容量を変更できるインバータ圧縮機である。

四路切換弁２２は、冷媒の流れの方向を切り換える弁である。冷房運転時には、圧縮機２１の吐出側と室外熱交換器２３のガス側とを連絡し、室内熱交換器４２のガス側と圧縮機２１の吸入側とを連絡する（図１の四路切換弁２２の実線を参照）。また、暖房運転時には、圧縮機２１の吐出側と室内熱交換器４２のガス側とを連絡し、圧縮機２１の吸入側と室外熱交換器２３のガス側とを連絡する（図１の四路切換弁２２の破線を参照）。

室外熱交換器２３は、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、冷房運転時には冷媒の凝縮器となり、暖房運転時には冷媒の蒸発器となる。

室外膨張弁３５は、電動膨張弁であり、室外側の冷媒回路１０内を流れる冷媒の圧力や流量等の調節を行うために、室外熱交換器２３と室内膨張弁４１との間に接続される。

（フィルタ装置）
フィルタ装置３５０は、冷媒とともに流れてくるごみや錆などの金属粉を、圧縮機２１に吸込まれる前に除去する目的で、圧縮機２１の吸込口上流側に配置されている。

図２は、フィルタ装置３５０の斜視図である。図２において、フィルタ装置３５０は、円筒状の容器３５１、容器３５１の内部へ冷媒を導く冷媒導入管３５２、容器３５１の外部へ冷媒を導く冷媒出口管３５３、容器３５１の内部を冷媒の流れ方向と交差するように仕切るフィルタ３５４と有している。フィルタ３５４は、冷媒に混じって通過しようとするごみや錆などの金属粉を捕獲する。

図３は、フィルタの開き目を示す平面図である。図３において、フィルタ３５４の開き目Ａは、フィルタ３５４の網を構成している線３５４ａと線３５４ａとの間に存在する空間の長さである。通常、冷媒回路１０にとって有害な、粒子径１６０μｍ以上のごみ及び錆等の金属粉を除去するためには、開き目Ａが約１５４μｍである、平織り１００メッシュ、又はそれより細めのフィルタが必要とされている。

一方、フィルタのメッシュ数値を大きくし過ぎた場合、つまり、開き目Ａを小さくし過ぎた場合、冷媒の温度が低下したときにフィルタ３５４が氷粒子で閉塞する可能性があることが、出願人によって確認されている。実験によれば、冷媒回路１０に冷凍機油の変質等で悪影響を及ぼさない程度の水分量が冷媒回路１０内の冷媒に混入して拡散している場合、フィルタ３５４の開き目を小さくし過ぎた場合、フィルタ３５４に付着した氷粒子によるフィルタ３５４の閉塞や変形が確認された。

本実施形態のフィルタ３５４としては、氷粒子を通過させ、ごみや錆などの金属粉を捕獲することができる、８０μｍ＜開き目Ａ＜１６０μｍの条件を満たすフィルタが採用される。

＜空気調和装置の動作＞
（冷房運転）
冷房運転時は、四路切換弁２２が図１の実線で示される状態となり、圧縮機２１の吐出側が室外熱交換器２３のガス側に連絡され、かつ、圧縮機２１の吸入側が室内熱交換器４２のガス側に連絡された状態となる。室外膨張弁３５は開状態にされている。

その状態で、圧縮機２１が起動されると、圧縮機２１から吐出された高温・高圧のガス冷媒が室外熱交換器２３に導入される。ガス冷媒は、室外熱交換器２３で室外空気と熱交換して凝縮し高温高圧の液冷媒となり室内膨張弁４１に向う。高温高圧の液冷媒は、室内膨張弁４１で減圧されて低温・低圧の気液二相冷媒となり、室内熱交換器４２に入る。この気液二相冷媒は、室内熱交換器４２で室内空気と熱交換しガス冷媒となり、再び圧縮機２１に吸入される。

（暖房運転）
暖房運転時は、四路切換弁２２が図１の破線で示される状態となり、圧縮機２１の吐出側が室内熱交換器４２のガス側に連絡され、圧縮機２１の吸入側が室外熱交換器２３のガス側に連絡される。室外膨張弁３５は、室外熱交換器２３へ向う冷媒を室外熱交換器２３において蒸発させることが可能な蒸発圧力まで減圧するため、開度調節される。また、室内膨張弁４１は開状態にされる。

その状態で、圧縮機２１が起動されると、圧縮機２１より吐出された高温・高圧のガス冷媒が室内熱交換器４２に導入される。ガス冷媒は、室内熱交換器４２で室内空気と熱交換して凝縮し高温高圧の液冷媒となる。室内熱交換器４２を出た液冷媒は、室外膨張弁３５で減圧されて低温・低圧の気液二相冷媒となり、室外熱交換器２３に入る。この気液二相冷媒は、室外熱交換器２３で室外空気と熱交換しガス冷媒となり、再び圧縮機２１に吸入される。

なお、暖房運転時に、冷媒回路１０の低圧側を流れる冷媒の温度が水の氷結温度を下回り、冷媒に混入した水分が凍結して氷粒子が発生した場合でも、氷粒子は、フィルタ３５４を通過することができるので、フィルタ３５４が氷粒子で閉塞することはない。

＜特徴＞
空気調和装置１では、冷媒回路１０の低圧側に、ごみや錆などの金属粉を除去するフィルタ３５４が設けられている。フィルタ３５４には、８０μｍ＜開き目Ａ＜１６０μｍの条件を満たすフィルタが採用されている。

以上のように、本発明によれば、据付時に配管内へ水分が混入し運転時にその水分か凍結する可能性のある空気調和装置に対して有用である。

本発明の一実施形態に係る空気調和装置の概略構成図。 本実施形態に係る空気調和装置のフィルタ装置の斜視図。 フィルタの開き目を示す平面図。

符号の説明

１ 空気調和装置
１０ 冷媒回路
３５４ フィルタ

Claims (3)

1. 蒸気圧縮式の冷媒回路（１０）の低圧側に、異物除去用のフィルタ（３５４）が取り付けられている空気調和装置であって、
   前記フィルタ（３５４）の網の開き目は、前記冷媒に含まれる水分が凍結して生じる氷粒子による閉塞が生じない大きさに設定されている、
   空気調和装置（１）。
2. 前記フィルタ（３５４）の網の開き目が、８０μｍより大きい、
   請求項１に記載の空気調和装置（１）。
3. 前記フィルタ（３５４）の網の開き目が、１６０μｍより小さい、
   請求項２に記載の空気調和装置（１）。

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