JP2010032106A - Air conditioner - Google Patents
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Abstract
【課題】
室内熱交換器配管途中に除湿弁を兼ね備えた空気調和機において、室内熱交換器の配管内冷媒圧力損失を低減し、冷房運転時の室内熱交換性能を向上させ、エネルギー効率の高い空気調和機を提供する。
【解決手段】
除湿弁8通過後に第2室内熱交換器10に流入する際に、複数冷媒流路に分流する構成をなす空気調和機において、除湿弁8出口冷媒配管と第2室内熱交換器10の冷媒流入口に至る冷媒配管途中に、気液分離器11を設け、分離したガス冷媒を流量調整弁13を介して第2室内熱交換器の冷媒出口配管に合流するようにバイパス配管14を設け、圧縮機1の回転数に応じて流量調整弁13の開度を調節することで、室内熱交換器6内を流れる冷媒の圧力損失を低減し、冷房性能を向上させる。
【選択図】図1【Task】
In an air conditioner that also has a dehumidification valve in the middle of the indoor heat exchanger piping, the refrigerant pressure loss in the piping of the indoor heat exchanger is reduced, the indoor heat exchange performance during cooling operation is improved, and the energy efficient air conditioner I will provide a.
[Solution]
In the air conditioner configured to divert to a plurality of refrigerant flow paths when flowing into the second indoor heat exchanger 10 after passing through the dehumidifying valve 8, the refrigerant flow in the dehumidifying valve 8 outlet refrigerant pipe and the second indoor heat exchanger 10 A gas-liquid separator 11 is provided in the middle of the refrigerant pipe leading to the inlet, and a bypass pipe 14 is provided so that the separated gas refrigerant is merged with the refrigerant outlet pipe of the second indoor heat exchanger via the flow rate adjustment valve 13, and compressed. By adjusting the opening degree of the flow rate adjustment valve 13 according to the rotation speed of the machine 1, the pressure loss of the refrigerant flowing in the indoor heat exchanger 6 is reduced, and the cooling performance is improved.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、ヒートポンプ式空気調和機において、除湿運転時に同一室内機内に凝縮器と蒸発器の両方を設置することにより、除湿しながら室内機吹き出し空気温度を調節できる機構を備えた室内熱交換器に係り、特に冷房運転時の性能を向上させるのに好適な室内熱交換器を具備した空気調和機に関する。 The present invention relates to an indoor heat exchanger having a mechanism capable of adjusting the temperature of air blown from an indoor unit while dehumidifying by installing both a condenser and an evaporator in the same indoor unit during a dehumidifying operation in a heat pump air conditioner In particular, the present invention relates to an air conditioner including an indoor heat exchanger suitable for improving performance during cooling operation.
一般家庭で多く使用されている空気調和機としては、室内機と室外機が別体で構成されており、室内機内には空気と冷媒を熱交換させるための熱交換器と空気を送り出す送風機が設置されており、室外機内には空気と冷媒を熱交換させるための熱交換器と送風機、冷媒を循環させる圧縮機および冷媒を減圧する減圧機等が設置されている。これらの室内機と室外機の間に接続配管を用いて冷媒流路を接続することで、室内機と室外機の間を冷媒が行き来して冷凍サイクルが成り立っている。 As an air conditioner that is often used in general households, an indoor unit and an outdoor unit are configured separately, and a heat exchanger for exchanging heat between the air and the refrigerant and a blower that sends out air are contained in the indoor unit. In the outdoor unit, a heat exchanger and a blower for exchanging heat between the air and the refrigerant, a compressor for circulating the refrigerant, a decompressor for depressurizing the refrigerant, and the like are installed. By connecting the refrigerant flow path between the indoor unit and the outdoor unit using a connection pipe, the refrigerant goes back and forth between the indoor unit and the outdoor unit to establish a refrigeration cycle.
この構成の空気調和機において、冷媒流路切替え弁等により冷媒の流れ方向を変えることにより冷房運転,暖房運転および除湿運転を行っており、これらの各運転条件に関して省エネルギー化を図るための研究が盛んに行われている。 In the air conditioner with this configuration, cooling operation, heating operation, and dehumidification operation are performed by changing the flow direction of the refrigerant using a refrigerant flow switching valve or the like, and research has been conducted to save energy with respect to each of these operating conditions. It is actively done.
省エネルギー化の有効な手段としては、室内熱交換器の大型化や室内ファンの高風量化,配管内の冷媒圧力損失低減等があり、特に冷房能力の大きいタイプの空気調和機に関しては配管内冷媒の圧力損失を低減することで熱交換器を大型化することなく、性能を向上させる工夫がなされている。 Effective means for energy saving include increasing the size of indoor heat exchangers, increasing the air volume of indoor fans, reducing refrigerant pressure loss in pipes, etc. Especially for air conditioners with large cooling capacity, refrigerant in pipes A device has been devised to improve the performance without increasing the size of the heat exchanger by reducing the pressure loss.
ところで、空気調和機による除湿方法としてはいくつかの方式があり、弱冷房運転により除湿する方法や室内機内にヒータを設置し冷房運転時にヒータ通電することにより吹き出し空気温度を下げずに除湿する方法、また、室内熱交換器の配管途中に冷媒を減圧するための除湿弁を備え、除湿運転時に室内熱交換器を凝縮器と蒸発器に分割し運転することにより、ヒータ等を設置することなく吐出空気温度を調節することのできる除湿方式等がある。 By the way, there are several methods for dehumidification by an air conditioner, such as a method of dehumidification by weak cooling operation or a method of dehumidification without lowering the blowing air temperature by installing a heater in the indoor unit and energizing the heater during cooling operation. In addition, a dehumidification valve for decompressing the refrigerant is provided in the middle of the piping of the indoor heat exchanger, and the indoor heat exchanger is divided into a condenser and an evaporator during the dehumidifying operation, so that a heater or the like is not installed. There is a dehumidification method that can adjust the discharge air temperature.
これらの除湿方式に着目すると、近年除湿方式としては室内熱交換器配管途中に除湿弁を設けた除湿方式が多くなってきており、この除湿弁を具備した室内熱交換器構成での性能向上を図る研究が多くなされている。 Focusing on these dehumidification methods, dehumidification methods with a dehumidification valve provided in the middle of indoor heat exchanger piping have increased in recent years as dehumidification methods, and the performance improvement with indoor heat exchanger configurations equipped with this dehumidification valve has increased. A lot of research has been done.
冷媒流路配管内の冷媒の圧力損失を低減させる方式の有効な手段としては、冷媒流路を複数に分流させ、配管内の冷媒流速を低減させる方式が有効であるが、冷媒を分流させる際に生じる各冷媒流路の流量バランスを工夫する必要がある。 As an effective means of reducing the pressure loss of the refrigerant in the refrigerant flow pipe, a method of diverting the refrigerant flow path into a plurality of parts and reducing the refrigerant flow velocity in the pipe is effective. It is necessary to devise the flow rate balance of each refrigerant flow path that occurs in the system.
蒸発器内の冷媒圧力損失を小さくすると共に熱交換性能にほとんど寄与しないガス成分を熱交換器出口にバイパスさせ、性能を向上させる方式として、熱交換器に気液分離器を備えた構成で性能向上を図るものがある(例えば、特許文献1参照)。この特許では、熱交換器の入口から出口に至る冷媒配管途中に気液分離器を設け、前述したようにガス成分を抽出して熱交換器出口配管にバイパスさせることにより、蒸発器としての性能を向上させる方式をとっている。 As a system to improve the performance by reducing the refrigerant pressure loss in the evaporator and bypassing the gas component that hardly contributes to the heat exchange performance at the outlet of the heat exchanger, the performance is achieved with a gas-liquid separator in the heat exchanger There are some which improve (for example, refer to patent documents 1). In this patent, a gas-liquid separator is provided in the middle of the refrigerant pipe from the inlet to the outlet of the heat exchanger, and as described above, the gas component is extracted and bypassed to the heat exchanger outlet pipe, so that the performance as an evaporator is obtained. The method to improve is taken.
しかしながら、特許文献1では、ガスバイパス配管に逆止弁を設けて、冷媒が逆に流れる状態、すなわち凝縮器として作用させた時の冷媒バイパスについての工夫はなされており、また一定の冷媒循環量、あるいは特定の冷媒の状態では熱交換器を有効に作用させることができるが、冷媒循環量や冷媒の状態が変わった場合の工夫がなされておらず、運転条件によっては液ガス混合でバイパスしてしまう場合や、ガスバイパス量が十分に確保することができなくなると共に各冷媒流路に分流する時に分流割合のアンバランスが生じ、性能が悪化する可能性がある。
However, in
そこで本発明は課題を考慮したものであり、圧縮機,四方弁,室内熱交換器,膨張弁,室外熱交換器等を備え、おのおのを冷媒配管等で接続して冷媒回路を形成し、冷媒を循環させることにより、冷房,暖房及び除湿運転を行うことのできる空気調和機で、前記室内熱交換器は冷媒流路配管の途中に弁を絞ることにより冷媒を減圧することのできる除湿弁を設け、冷房運転時の冷媒流方向にて前記除湿弁上流側の室内熱交換器は第1室内熱交換器、下流側の室内熱交換器は第2室内熱交換器という具合に前記除湿弁を挟んで2つに分割され、前記除湿弁にて減圧することにより、一方を凝縮器、他方を蒸発器とすることのできる空気調和機で、請求項1では前記除湿弁上流側の前記第1室内熱交換器の冷媒流路配列は、前記第1室内熱交換器の冷媒出口部に至るまでの間に、少なくとも2流路以上に分流する構成をなし、冷媒が前記除湿弁通過時は1流路に合流し、除湿弁通過後に前記第2室内熱交換器に流入する際に、再度複数流路に分流する構成をなす空気調和機において、前記除湿弁出口冷媒配管と前記第2室内熱交換器冷媒流入口に至る冷媒流路配管途中に、気液分離器を設け、分離したガス冷媒を流量調整弁を介して前記第2室内熱交換器の冷媒出口配管に合流するようにバイパス配管を設け、前記圧縮機の回転数に応じて流量調整弁の開度を調整する制御を備えたことを特徴とする空気調和機とする。
In view of this, the present invention has been made in consideration of the problems, and includes a compressor, a four-way valve, an indoor heat exchanger, an expansion valve, an outdoor heat exchanger, and the like, each connected by a refrigerant pipe or the like to form a refrigerant circuit. The air conditioner is capable of cooling, heating and dehumidifying operation by circulating the air, and the indoor heat exchanger has a dehumidifying valve capable of depressurizing the refrigerant by restricting the valve in the middle of the refrigerant flow pipe. The dehumidifying valve is installed in the refrigerant flow direction during the cooling operation, such that the indoor heat exchanger upstream of the dehumidifying valve is a first indoor heat exchanger, the downstream indoor heat exchanger is a second indoor heat exchanger, and so on. An air conditioner that is divided into two and is depressurized by the dehumidifying valve so that one is a condenser and the other is an evaporator. In
また、請求項2では、前記第2室内熱交換器の冷媒流路配管径を前記第1室内熱交換器の冷媒流路配管径よりも細径化するとともに、細径管を使用した場合の圧力損失が前記第1室内熱交換器と同じ冷媒流路配管径を使用した場合に対して小さくなるように、冷媒流路の分流数を設定したことを特徴とする。
Further, in
請求項3では、前記した発明に加え、冷房運転時の冷媒の流れ方向で気液分離を作用させた場合、前記気液分離器に接続する配管を
(流入配管の断面積)≒(ガス冷媒流出配管の断面積)+(液冷媒流出配管の断面積)
(ガス冷媒流出配管の断面積)<(液冷媒流出配管の断面積)
の条件を満たす気液分離器を有することを特徴とする。
In
(Cross sectional area of gas refrigerant outflow pipe) <(Cross sectional area of liquid refrigerant outflow pipe)
It has the gas-liquid separator which satisfy | fills these conditions.
請求項4では、前記した発明に加え、前記気液分離器から流出する概ね液冷媒となった冷媒を複数流路に分流する際に、前記第2室内熱交換器での各冷媒流路の熱交換能力、すなわち風速分布等を考慮し、各流路の熱交換器出口温度が概ね等しい冷媒温度になるように、複数流路に分流する際の各流路の入口配管径を異径に設定したことを特徴とする。 In the fourth aspect, in addition to the above-described invention, when the refrigerant, which is substantially liquid refrigerant flowing out from the gas-liquid separator, is divided into a plurality of flow paths, each refrigerant flow path in the second indoor heat exchanger is Considering the heat exchange capacity, that is, the wind speed distribution, etc., the inlet pipe diameter of each flow path is different from each other so that the heat exchanger outlet temperature of each flow path becomes approximately the same refrigerant temperature. It is characterized by setting.
請求項5では、前記気液分離器から流出する概ね液冷媒となった冷媒を複数流路に分流する際に、前記第2室内熱交換器での各冷媒流路の熱交換能力、すなわち風速分布等を考慮し、各流路の熱交換器出口温度が概ね等しい冷媒温度になるように、各冷媒流路の入口から出口までの冷媒配管長さを設定したことを特徴とする。 In claim 5, when the refrigerant that has become substantially liquid refrigerant flowing out of the gas-liquid separator is divided into a plurality of flow paths, the heat exchange capacity of each refrigerant flow path in the second indoor heat exchanger, that is, the wind speed In consideration of the distribution and the like, the length of the refrigerant pipe from the inlet to the outlet of each refrigerant flow path is set so that the heat exchanger outlet temperature of each flow path becomes approximately the same refrigerant temperature.
請求項6では、気液分離器の形状を円柱形状とし、少なくともその内径を約35mm以上に設定したことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, the gas-liquid separator has a cylindrical shape, and at least its inner diameter is set to about 35 mm or more.
本発明にかかる請求項1記載の効果としては、圧縮機,四方弁,室内熱交換器,膨張弁,室外熱交換器等を備え、おのおのを冷媒配管等で接続して冷媒回路を形成し、冷媒を循環させることにより、冷房,暖房及び除湿運転を行うことのできる空気調和機で、前記室内熱交換器は冷媒流路配管の途中に弁を絞ることにより冷媒を減圧することのできる除湿弁を設け、冷房運転時の冷媒流方向にて前記除湿弁上流側の室内熱交換器は第1室内熱交換器、下流側の室内熱交換器は第2室内熱交換器という具合に前記除湿弁を挟んで2つに分割され、前記除湿弁にて減圧することにより、一方を凝縮器、他方を蒸発器とすることのできる空気調和機で、前記除湿弁上流側の前記第1室内熱交換器の冷媒流路配列は、前記第1室内熱交換器の冷媒出口部に至るまでの間に、少なくとも2流路以上に分流する構成をなし、冷媒が前記除湿弁通過時は1流路に合流し、除湿弁通過後に前記第2室内熱交換器に流入する際に、再度複数流路に分流する構成をなす空気調和機において、前記除湿弁出口冷媒配管と前記第2室内熱交換器冷媒流入口に至る冷媒配管途中に、気液分離器を設け、分離したガス冷媒を流量調整弁を介して前記第2室内熱交換器の冷媒出口配管に合流するようにバイパス配管を設け、前記圧縮機の回転数に応じて流量調整弁の開度を調整する制御を備えることにより、除湿弁通過後に複数流路に分流させる場合、前記除湿弁の冷媒下流側に設置した前記気液分離器で、液冷媒とガス冷媒を流量調整弁で適宜分離させ、ガス冷媒をバイパスすることで、従来生じていた気液混合冷媒状態で複数パスに分流させるときの冷媒分配のアンバランスを解消することができ、かつ、蒸発器として熱交換性能にほとんど寄与しないガス成分をバイパスし、蒸発器としての性能を向上させることができる。
As an effect of
また、請求項2の効果としては、前記第2室内熱交換器の冷媒流路配管径を前記第1室内熱交換器の冷媒流路配管径よりも細径化するとともに、細径管を使用した場合の圧力損失が前記第1室内熱交換器と同じ冷媒流路配管径を使用した場合に対して小さくなるように、冷媒流路の分流数を設定することにより、熱交換器として細径管を使用することでの管内の冷媒の濡れぶち長さが増加することによる配管内の伝熱性能向上と、複数に分流させることにより蒸発器として作用させた場合の圧力損失を低減することができ、熱交換器を凝縮器として使った場合も含めて総合的に評価した場合、熱交換器の性能を向上させることができる。 According to the second aspect of the present invention, the diameter of the refrigerant passage pipe of the second indoor heat exchanger is made smaller than the diameter of the refrigerant passage pipe of the first indoor heat exchanger, and a small diameter pipe is used. By setting the number of diversions of the refrigerant flow path so that the pressure loss in the case of using the same refrigerant flow path pipe diameter as that of the first indoor heat exchanger is reduced, the diameter of the heat exchanger is small. By using the pipe, we can improve the heat transfer performance in the pipe by increasing the wet splash length of the refrigerant in the pipe, and reduce the pressure loss when acting as an evaporator by dividing the pipe into multiple pipes. If the heat exchanger is comprehensively evaluated including the case where the heat exchanger is used as a condenser, the performance of the heat exchanger can be improved.
また請求項3の効果としては、冷房運転時の冷媒の流れ方向で気液分離を作用させた場合、前記気液分離器に接続する配管を
(流入配管の断面積)≒(ガス冷媒流出配管の断面積)+(液冷媒流出配管の断面積)
(ガス冷媒流出配管の断面積)<(液冷媒流出配管の断面積)
の条件を満たす気液分離器を有することで、二相流で流入する冷媒がガス冷媒と液冷媒に分離し易くなり、熱交換器としての性能を促進することができる。
According to the third aspect of the present invention, when gas-liquid separation is applied in the refrigerant flow direction during cooling operation, the pipe connected to the gas-liquid separator is (cross-sectional area of the inflow pipe) ≈ (gas refrigerant outflow pipe) Cross-sectional area) + (cross-sectional area of liquid refrigerant outflow piping)
(Cross sectional area of gas refrigerant outflow pipe) <(Cross sectional area of liquid refrigerant outflow pipe)
By having the gas-liquid separator that satisfies the above condition, the refrigerant flowing in the two-phase flow can be easily separated into the gas refrigerant and the liquid refrigerant, and the performance as a heat exchanger can be promoted.
また、請求項4の効果として前記気液分離器から流出する概ね液冷媒となった冷媒を複数流路に分流する際に、前記第2室内熱交換器での各冷媒流路の熱交換能力、すなわち風速分布等を考慮し、各流路の熱交換器出口温度が概ね等しい冷媒温度になるように、複数流路に分流する際の各流路の入口配管径を異径に設定することで分流割合を調節でき、各冷媒流路に分流した後の熱交換割合を最適に設定することができる。
In addition, as an effect of
また、請求項5の効果として、前記気液分離器から流出する概ね液冷媒となった冷媒を複数流路に分流する際に、前記第2室内熱交換器での各冷媒流路の熱交換能力、すなわち風速分布等を考慮し、各流路の熱交換器出口温度が概ね等しい冷媒温度になるように、各冷媒流路の入口から出口までの冷媒配管長さを設定することで、請求項4で得られた効果と同様の効果が得られる。
According to the fifth aspect of the present invention, when the refrigerant that has become substantially liquid refrigerant flowing out of the gas-liquid separator is divided into a plurality of flow paths, heat exchange of each refrigerant flow path in the second indoor heat exchanger is performed. By considering the capacity, that is, the wind speed distribution, etc., the refrigerant pipe length from the inlet to the outlet of each refrigerant flow path is set so that the heat exchanger outlet temperature of each flow path becomes substantially the same refrigerant temperature. The same effect as that obtained in
また、請求項6の効果として、前記気液分離器は円柱の形状を成し、少なくともその内径を約35mm以上に設定することにより、気液二相流で気液分離器に流入する冷媒をガス冷媒と液冷媒に分離させるときの分離性能を向上させることができ、気液分離器を有する空気調和機の性能を向上させることができる。
Further, as an effect of
圧縮機,四方弁,室内熱交換器,膨張弁,室外熱交換器等を備え、おのおのを冷媒配管等で接続して冷媒回路を形成し、冷媒を循環させることにより、冷房,暖房及び除湿運転を行うことのできる空気調和機で、前記室内熱交換器は冷媒流路配管の途中に弁を絞ることにより冷媒を減圧することのできる除湿弁を設け、冷房運転時の冷媒流方向にて前記除湿弁上流側の室内熱交換器は第1室内熱交換器、下流側の室内熱交換器は第2室内熱交換器という具合に前記除湿弁を挟んで2つに分割され、前記除湿弁にて減圧することにより、一方を凝縮器、他方を蒸発器とすることのできる空気調和機で、前記除湿弁上流側の前記第1室内熱交換器の冷媒流路配列は、前記第1室内熱交換器の冷媒出口部に至るまでの間に、少なくとも2流路以上に分流する構成をなし、冷媒が前記除湿弁通過時は1流路に合流し、除湿弁通過後に前記第2室内熱交換器に流入する際に、再度複数流路に分流する構成をなす空気調和機において、前記除湿弁出口冷媒配管と前記第2室内熱交換器冷媒流入口に至る冷媒配管途中に、気液分離器を設け、分離したガス冷媒を流量調整弁を介して前記第2室内熱交換器の冷媒出口配管に合流するようにバイパス配管を設け、前記圧縮機の回転数に応じて流量調整弁の開度を調整する制御を備えることにより、室内熱交換器を蒸発器として使用した場合に適宜ガス冷媒をバイパスすることで伝熱性能を向上でき、かつ、前記第2室内熱交換器に流入する際の冷媒の状態を概ね液冷媒にすることで冷媒分配性能を向上させることができ、冷媒の圧力損失を低減することができるため、特に冷房性能を向上させるという目的を実現した。 Equipped with a compressor, four-way valve, indoor heat exchanger, expansion valve, outdoor heat exchanger, etc., connected to each other by refrigerant piping, etc. to form a refrigerant circuit and circulate the refrigerant for cooling, heating and dehumidifying operation The indoor heat exchanger is provided with a dehumidifying valve that can depressurize the refrigerant by restricting the valve in the middle of the refrigerant flow pipe, and in the refrigerant flow direction during cooling operation. The indoor heat exchanger on the upstream side of the dehumidifying valve is divided into two parts with the dehumidifying valve sandwiched between the first indoor heat exchanger, the downstream indoor heat exchanger is called the second indoor heat exchanger, and so on. The refrigerant flow arrangement of the first indoor heat exchanger on the upstream side of the dehumidification valve is an air conditioner in which one side can be a condenser and the other side is an evaporator. There are at least two flow paths before reaching the refrigerant outlet of the exchanger. The air conditioner is configured to flow, and when the refrigerant passes through the dehumidifying valve, it merges into one flow path, and when it flows into the second indoor heat exchanger after passing through the dehumidifying valve, it is divided again into a plurality of flow paths. In the machine, a gas-liquid separator is provided in the middle of the refrigerant pipe reaching the dehumidifying valve outlet refrigerant pipe and the second indoor heat exchanger refrigerant inlet, and the separated gas refrigerant is supplied to the second indoor heat via a flow rate adjusting valve. An indoor heat exchanger was used as an evaporator by providing a bypass pipe so as to merge with the refrigerant outlet pipe of the exchanger and adjusting the opening of the flow rate adjustment valve in accordance with the rotational speed of the compressor. In this case, the heat transfer performance can be improved by appropriately bypassing the gas refrigerant, and the refrigerant distribution performance can be improved by substantially changing the state of the refrigerant when flowing into the second indoor heat exchanger to a liquid refrigerant. To reduce refrigerant pressure loss. Since it is, to achieve a goal of particularly improving the cooling performance.
図1は本発明に係る空気調和機のサイクル構成図である。冷房運転時の冷媒の流れで説明すると、圧縮機1にて高温・高圧ガスにされた冷媒は四方弁2を介して室外熱交換器3に流入し、室外熱交換器3において室外送風ファン4により送られる空気と熱交換し液冷媒に凝縮され、膨張弁5により低温・低圧二相流冷媒になる。そして,低温・低圧となった二相流冷媒は室内熱交換器6に流入し、室内送風ファン7により送られる空気と熱交換した後、四方弁2を介して再び圧縮機1に戻る。
FIG. 1 is a cycle configuration diagram of an air conditioner according to the present invention. If it demonstrates with the flow of the refrigerant | coolant at the time of air_conditionaing | cooling operation, the refrigerant | coolant made into high temperature and high pressure gas in the
ここで、室内熱交換器6は、除湿運転の際に冷媒を減圧することのできる除湿弁8により第1室内熱交換器9と第2室内熱交換器10に分割されており、除湿運転時には除湿弁8を絞ることで、除湿弁8を挟んで冷媒の流れ方向に対して上流側である第1室内熱交換器9は凝縮器となり、下流側の第2室内熱交換器10は蒸発器となる。
Here, the
このとき室内熱交換器6内では、除湿弁8の冷媒下流側に気液分離器11を設置すると共に、気液分離器11の冷媒下流側に位置する第2室内熱交換器10を冷媒配管でつなぎ、さらに気液分離器11から室内熱交換器6の出口配管12を流量調整弁13を介してバイパスする回路14を設置する構成とする。
At this time, in the
このような構成の空気調和機において、冷房運転時に圧縮機回転数により流量調整弁の開度を調整することで冷媒は除湿弁8を通過後、気液分離器11に流入し内部で液冷媒とガス冷媒に分離される。その後、概ね液状態となった冷媒は第2室内熱交換器10の入口近傍でパスA方向とパスB方向に分岐し、第2室内熱交換器10に流入し熱交換を行いながら出口配管12に至る。一方、気液分離器11にて分離したガス冷媒はバイパス回路14により第2室内熱交換器10に流入することなく、流量調整弁13を介して室内熱交換器出口配管12に導かれる。
In the air conditioner having such a configuration, the refrigerant flows into the gas-
このような経路を設けることにより、次の性能向上効果が得られる。(1)熱交換性能の低いガス冷媒の変わりに液冷媒を第2室内熱交換器10に流入することによる性能向上。(2)流速の速いガス冷媒をバイパスすることにより、図2のモリエル線図に示すように実線で示す通常のサイクルに対して、気液分離器を作用させることで破線で示すようなサイクル形態、すなわち、蒸発過程における冷媒圧力損失の低減。(3)第2室内熱交換器10にて分流する冷媒のパスバランスの最適化を図ることができる。ただし、圧縮機1の回転数が高回転のときは気液分離性能が低下し液ガス混合冷媒がバイパスするため、流量調整弁13を閉じ気味に設定することで、性能を低下させることなく第2室内熱交換器10を有効に使うことができる。あるいは、この流量調整弁13の最適開度を調節するために、例えば圧縮機冷媒吐出温度センサ15をつけ、流量調整弁13を徐々に開いていき、急激に圧縮機冷媒吐出温度が低下した場合は液冷媒もバイパスしているものとみなし、流量調整弁13の開度を閉じていく制御を取り入れることでガスバイパス量を最適にし、性能向上を図ることができる。
By providing such a path, the following performance improvement effect can be obtained. (1) Performance improvement by flowing liquid refrigerant into the second
また、暖房運転時は気液分離の効果が得られないことから、流量調整弁を閉じて冷媒がバイパスしないようにする。 Further, since the effect of gas-liquid separation cannot be obtained during heating operation, the flow rate adjustment valve is closed to prevent the refrigerant from bypassing.
図3は本発明にかかる第2の実施例であり、第2室内熱交換器10の冷媒流路配管径を第1熱交換器9の配管径d1よりも細径化d2にするとともに、細径管径d2を使用した場合の圧力損失ΔP2が従来管d1の圧力損失ΔP1よりも小さくなるように冷媒分流数を設定する。
FIG. 3 shows a second embodiment according to the present invention, wherein the refrigerant passage pipe diameter of the second
具体的に数値で評価すると例えば、
第1熱交換器と同じ配管 直径d1=7mm、冷媒パス数を2パスとし、圧力損失をΔP1
細径管 直径d2=5mm、冷媒パス数を4パスとし、圧力損失をΔP2
にした場合のケースを概算してみる、代表的な圧力損失は以下の式により導くこととする。
When specifically evaluating with numerical values, for example,
Same piping as the first heat exchanger Diameter d 1 = 7mm, 2 refrigerant paths, pressure loss ΔP1
Small pipe diameter d 2 = 5mm, 4 refrigerant paths, pressure loss ΔP2
Approximate the case of the case, the typical pressure loss will be derived by the following formula.
ΔP=(128μ(l/冷媒パス数)×(Q/冷媒パス数))/(πd4) 〔Pa〕
d:配管直径〔m〕
μ:粘性係数〔Pa・s〕
l:配管長さ〔m〕(→パス数に依存)
Q:流量〔m3/s〕(→パス数に依存)
上記の計算式において、流量Q〔m3/s〕,配管長さl〔m〕,粘性係数μ〔Pa・s〕は固定の数値とすると、
ΔP1=(128μ(l/2×Q/2))/(π(7×10-3)4) 〔Pa〕
ΔP2=(128μ(l/4×Q/4))/(π(5×10-3)4) 〔Pa〕
ΔP2/ΔP1=(1/4×1/4)/(1/2×1/2)/(54/74)=0.96
となる。したがって、第1熱交換器配管径の2パスに対して細径管の4パスの圧力損失は約4%低減できる試算となるため、この場合の細径管のパス数は4パス以上に設定することで圧力損失を低減できる。また、細径管を使用した場合、管内の液冷媒と管壁の接触面積(濡れぶち長さ)が増加することによる配管内の伝熱性能向上が期待できる。
ΔP = (128μ (l / refrigerant pass number) × (Q / number refrigerant path)) / (πd 4) [Pa]
d: Pipe diameter [m]
μ: Viscosity coefficient [Pa · s]
l: Pipe length [m] (→ Depends on the number of passes)
Q: Flow rate [m 3 / s] (→ depends on the number of passes)
In the above formula, if the flow rate Q [m 3 / s], the pipe length l [m], and the viscosity coefficient μ [Pa · s] are fixed values,
ΔP1 = (128 μ (l / 2 × Q / 2)) / (π (7 × 10 −3 ) 4 ) [Pa]
ΔP2 = (128 μ (l / 4 × Q / 4)) / (π (5 × 10 −3 ) 4 ) [Pa]
ΔP2 / ΔP1 = (1/4 × 1/4) / (1/2 × 1/2) / (5 4/7 4) = 0.96
It becomes. Therefore, since the pressure loss of the 4-pass of the small-diameter pipe can be reduced by about 4% with respect to the 2-path of the first heat exchanger pipe diameter, the number of passes of the small-diameter pipe in this case is set to 4 or more. By doing so, pressure loss can be reduced. Moreover, when a small diameter pipe | tube is used, the heat transfer performance improvement in piping can be anticipated by the increase in the contact area (wetting edge length) of the liquid refrigerant in a pipe | tube, and a pipe wall.
図4は気液分離器11について、気液分離を作用させた時に
(流入配管18の断面積)≒(ガス冷媒流出配管19aの断面積)+(液冷媒流出配
管19の断面積)
(ガス冷媒流出配管19aの断面積)<(液冷媒流出配管19の断面積)
の条件を満たすと共に、流量調整弁13でガス冷媒の流出割合を最適にした場合に、冷媒配管19から流出する冷媒を概ね液冷媒にすることができ、蒸発器としての性能を向上させることができる。例えば、流入配管18の直径をφ9.52にした場合、液冷媒流出配管19をφ7とガス冷媒配管19aをφ6.35にすることで前記の条件を満たすことができる。
FIG. 4 shows the gas-
(Cross sectional area of gas
When the flow
図4は本発明に係る第4の実施例を表した図であり、気液分離器から流出する概ね液冷媒となった冷媒配管を多パスに分流する際に第2室内熱交換器10での各パスの熱交換割合に応じて、多パスに分流する際の各パスの配管径を調節することにより熱交換器を有効に使用することができる。例えば第2室内熱交換器10に流入する空気の風速分布20が図4のようになっている場合、空気側の風速の遅いパスA,パスDの分岐管出口径21を細くし、空気側の風速の速いパスB,パスCの分岐管出口径22を太くすることで冷媒の分流比を調節し室内熱交換器6の配管出口12近傍において、各パスとも概ね等しい温度に設定することにより熱交換器を有効に使用することができる。
FIG. 4 is a diagram showing a fourth embodiment according to the present invention. In the second
図6は本発明に係る第5の実施例を表した図であり、気液分離器から流出する概ね液冷媒となった冷媒配管を多パスに分流する際に第2室内熱交換器10での各パスの熱交換割合に応じて、各パスの冷媒流路配管長さを調節することにより、熱交換器を有効に使用することができる。
FIG. 6 is a view showing a fifth embodiment according to the present invention. In the second
例えば図6のように第2室内熱交換器10に流入する空気の風速分布20があった場合、空気側の風速の遅いパスA,パスDの分流後の配管長さを長くし、風速の速いパスB,パスCの配管長さを短くするようにし、各パスの入口から出口までの配管長さを適切に調節することで室内熱交換器10の各パスの熱交換を有効に促進することができる。
For example, when there is a
図7は本発明に係る気液分離器11の内径と性能(COP向上割合)の関係を表した実験結果である。本実験では気液分離器の内径をパラメータにして、性能を測定した結果を表したものであり、本実験結果から気液分離器11の内径を概ねφ35mm以上にすることで性能向上を図ることができる。また、気液分離器11の内径がφ48mm程度で性能が収束しているため、気液分離器11の径Dはφ35mm≦D≦φ48mmにすることで必要以上に内径を大きくすることなく、性能向上を図ることができる。
FIG. 7 shows the experimental results showing the relationship between the inner diameter and the performance (COP improvement ratio) of the gas-
1 圧縮機
2 四方弁
3 室外熱交換器
4 室外送風ファン
5 膨張弁
6 室内熱交換器
7 室内送風ファン
8 除湿弁
9 第1室内熱交換器
10 第2室内熱交換器
11 気液分離器
12 出口配管
13 流量調整弁
14 バイパス回路
15 圧縮機吐出冷媒温度センサ
16 従来管
17 細径管
18 流入配管
19 液冷媒流出配管
19a ガスバイパス流出配管
20 風速分布
21 パスA,Dの分岐管出口径
22 パスB,Cの分岐管出口径
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記室内熱交換器は冷媒流路配管の途中に弁を絞ることにより冷媒を減圧する除湿弁を備え、前記除湿弁を挟んで、冷房運転時の冷媒流方向にて、前記除湿弁の上流側の室内熱交換器が第1室内熱交換器、前記除湿弁の下流側の室内熱交換器が第2室内熱交換器として分割され、前記除湿弁にて減圧することにより、第1室内熱交換器を凝縮器、第2室内熱交換器を蒸発器とし、
前記第1室内熱交換器の冷媒流路は、前記第1室内熱交換器の冷媒出口部に至るまでの間に複数流路に分流し、冷媒の前記除湿弁通過時は1流路に合流し、前記除湿弁通過後は前記第2室内熱交換器に流入する際に再度複数流路に分流し、
前記除湿弁出口冷媒配管と前記第2室内熱交換器冷媒入口に至る冷媒流路配管途中に気液分離器を設け、分離したガス冷媒を流量調整弁を介して前記第2室内熱交換器の冷媒出口配管に合流するようにバイパス配管を設け、
前記圧縮機の回転数に応じて前記流量調整弁の開度を調整することを特徴とする空気調和機。 An air conditioner that performs cooling, heating, and dehumidifying operations by circulating a refrigerant in a refrigerant circuit formed by connecting a compressor, a four-way valve, an indoor heat exchanger, an expansion valve, and an outdoor heat exchanger with refrigerant piping. In
The indoor heat exchanger includes a dehumidifying valve that depressurizes the refrigerant by constricting the valve in the middle of the refrigerant flow pipe, and sandwiches the dehumidifying valve and is located upstream of the dehumidifying valve in a refrigerant flow direction during cooling operation. The indoor heat exchanger is divided into a first indoor heat exchanger, an indoor heat exchanger downstream of the dehumidifying valve is divided as a second indoor heat exchanger, and the dehumidifying valve depressurizes the first indoor heat exchanger. The condenser is the condenser, the second indoor heat exchanger is the evaporator,
The refrigerant flow path of the first indoor heat exchanger is divided into a plurality of flow paths until reaching the refrigerant outlet of the first indoor heat exchanger, and merges into one flow path when the refrigerant passes through the dehumidification valve. And after passing through the dehumidifying valve, when it flows into the second indoor heat exchanger, it is divided into a plurality of flow paths again,
A gas-liquid separator is provided in the middle of the refrigerant flow pipe leading to the dehumidifying valve outlet refrigerant pipe and the second indoor heat exchanger refrigerant inlet, and the separated gas refrigerant is supplied to the second indoor heat exchanger via a flow rate adjusting valve. Provide bypass piping to join the refrigerant outlet piping,
An air conditioner that adjusts an opening degree of the flow rate adjusting valve in accordance with a rotation speed of the compressor.
前記室内熱交換器は冷媒流路配管の途中に弁を絞ることにより冷媒を減圧する除湿弁を備え、前記除湿弁を挟んで、冷房運転時の冷媒流方向にて、前記除湿弁の上流側の室内熱交換器が第1室内熱交換器、前記除湿弁の下流側の室内熱交換器が第2室内熱交換器として分割され、前記除湿弁にて減圧することにより、第1室内熱交換器を凝縮器、第2室内熱交換器を蒸発器とし、
前記第2室内熱交換器の冷媒流路配管径を前記第1室内熱交換器の冷媒流路配管径よりも細径化するとともに、前記第2室内熱交換器の圧力損失が前記第1室内熱交換器と同じ冷媒流路配管径を使用した場合に対して小さくなるように冷媒流路の分流数を設定したことを特徴とする空気調和機。 An air conditioner that performs cooling, heating, and dehumidifying operations by circulating a refrigerant in a refrigerant circuit formed by connecting a compressor, a four-way valve, an indoor heat exchanger, an expansion valve, and an outdoor heat exchanger with refrigerant piping. In
The indoor heat exchanger includes a dehumidifying valve that depressurizes the refrigerant by constricting the valve in the middle of the refrigerant flow pipe, and sandwiches the dehumidifying valve and is located upstream of the dehumidifying valve in a refrigerant flow direction during cooling operation. The indoor heat exchanger is divided into a first indoor heat exchanger, an indoor heat exchanger downstream of the dehumidifying valve is divided as a second indoor heat exchanger, and the dehumidifying valve depressurizes the first indoor heat exchanger. The condenser is the condenser, the second indoor heat exchanger is the evaporator,
The refrigerant passage pipe diameter of the second indoor heat exchanger is made smaller than the refrigerant passage pipe diameter of the first indoor heat exchanger, and the pressure loss of the second indoor heat exchanger causes the first indoor heat exchanger to An air conditioner characterized in that the number of flow branches of the refrigerant flow path is set to be smaller than that when the same refrigerant flow path pipe diameter as that of the heat exchanger is used.
(流入配管の断面積)≒(ガス冷媒流出配管の断面積)+(液冷媒流出配管の断面積)
(ガス冷媒流出配管の断面積)<(液冷媒流出配管の断面積)
の条件を満たす気液分離器を有することを特徴とする空気調和機。 In Claim 1 or 2, when gas-liquid separation is applied in the flow direction of the refrigerant during cooling operation, a pipe connected to the gas-liquid separator is
(Cross sectional area of inflow piping) ≒ (Cross sectional area of gas refrigerant outflow piping) + (Cross sectional area of liquid refrigerant outflow piping)
(Cross sectional area of gas refrigerant outflow pipe) <(Cross sectional area of liquid refrigerant outflow pipe)
An air conditioner comprising a gas-liquid separator that satisfies the following conditions.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2008194271A JP2010032106A (en) | 2008-07-29 | 2008-07-29 | Air conditioner |
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| JP2010032106A true JP2010032106A (en) | 2010-02-12 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104634000A (en) * | 2013-11-14 | 2015-05-20 | 美的集团股份有限公司 | Heat exchanger assembly, heat exchange system and air conditioner |
| JP2017044435A (en) * | 2015-08-28 | 2017-03-02 | ジョンソンコントロールズ ヒタチ エア コンディショニング テクノロジー(ホンコン)リミテッド | Air conditioner |
| CN111503724A (en) * | 2020-04-26 | 2020-08-07 | 青岛海尔空调器有限总公司 | Air conditioner, air conditioner control system and method |
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2008
- 2008-07-29 JP JP2008194271A patent/JP2010032106A/en not_active Withdrawn
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| JP2017044435A (en) * | 2015-08-28 | 2017-03-02 | ジョンソンコントロールズ ヒタチ エア コンディショニング テクノロジー(ホンコン)リミテッド | Air conditioner |
| CN111503724A (en) * | 2020-04-26 | 2020-08-07 | 青岛海尔空调器有限总公司 | Air conditioner, air conditioner control system and method |
| CN111503724B (en) * | 2020-04-26 | 2024-02-23 | 青岛海尔空调器有限总公司 | Air conditioner, air conditioner control system and method |
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