JP2008064436A - 冷凍装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本願発明に係る冷凍装置1,101は、圧縮機構11、放熱器13、第1膨張機構15、受液器16、第2膨張機構17,33a,33b、蒸発器31,31a,31b、圧力検知部21、温度検知部22、および制御部23を備える。圧力検知部は、圧縮機構の冷媒吐出側と第1膨張機構の冷媒流入側の間に設けられる。温度検知部は、放熱器の出口側と第1膨張機構の冷媒流入側との間に設けられる。制御部は、圧力検知部によって検知される圧力と温度検知部によって検知される温度とを利用して第1膨張機構から流出した冷媒の状態が飽和状態になるように第1膨張機構を制御する。
【選択図】図1
Description
本発明の実施の形態に係る空気調和装置1の概略冷媒回路2を図1に示す。
室内ユニット30は、主に、室内熱交換器31および室内ファン32等を有している。
室外ユニット10は、主に、圧縮機11、四路切換弁12、室外熱交換器13、第1電動膨張弁15、受液器16、第2電動膨張弁17、室外ファン26、制御装置23、高圧圧力センサ21、温度センサ22、および中間圧圧力センサ24等を有している。
空気調和装置1の運転動作について、図1を用いて説明する。この空気調和装置1は、上述したように冷房運転および暖房運転を行うことが可能である。
冷房運転時は、四路切換弁12が図1の実線で示される状態、すなわち、圧縮機11の吐出側が室外熱交換器13の高温側に接続され、かつ、圧縮機11の吸入側が第2閉鎖弁19に接続された状態となる。また、このとき、第1閉鎖弁18および第2閉鎖弁19は開状態とされる。
暖房運転時は、四路切換弁12が図1の破線で示される状態、すなわち、圧縮機11の吐出側が第2閉鎖弁19に接続され、かつ、圧縮機11の吸入側が室外熱交換器13のガス側に接続された状態となっている。また、このとき、第1閉鎖弁18および第2閉鎖弁19は開状態とされる。
(1)
本実施の形態に係る空気調和装置1では、制御装置23が高圧圧力センサ21、温度センサ22、第1電動膨張弁15、および第2電動膨張弁17等に通信接続されており、温度センサ22から送られてくる温度情報や高圧圧力センサ21から送られてくる高圧圧力情報に基づいて第1電動膨張弁15から流出する冷媒が飽和状態となるように第1電動膨張弁15および第2電動膨張弁17の開度が制御される。このため、この空気調和装置1では、第1電動膨張弁15から流出する冷媒からガス冷媒がほとんど発生しない。したがって、この空気調和装置1では、安定した受液器16の冷媒液面制御が可能となる。
本実施の形態に係る空気調和装置1では、例えば、予め、第1電動膨張弁15と第2電動膨張弁17の総開度を圧縮機11の吸入管における過熱度を変数として関数化しておくか或いはその総開度と過熱度との関係を表した制御テーブルを作成する等した上で、第1電動膨張弁15と第2電動膨張弁17の開度比を高圧圧力と第1電動膨張弁入口温度とを変数として関数化しておくこと等が考えられる。このため、この空気調和装置1では、圧縮機11の吸入口付近での冷媒の過熱度などを考慮しつつ安定した受液器16の冷媒液面制御が可能となる。
(A)
先の実施の形態では、本願発明が1台の室外ユニット10に対して1台の室内ユニット30が設けられるセパレート式の空気調和装置1に応用されたが、本願発明は図3に示される1台の室外ユニットに対して複数台の室内ユニットが設けられるマルチ式の空気調和装置101に応用されてもよい。なお、図3において、先の実施の形態に係る空気調和装置1の構成部品と同じ部品については同一の符号を用いている。また、図3において、符号102は冷媒回路を示し、符号110は室外ユニットを示し、符号130a,130bは室内ユニットを示し、符号31a,31bは室内熱交換器を示し、符号32a,32bは室内ファンを示し、符号33a,33bは第2電動膨張弁を示し、符号34a,34bは室内制御装置を示し、符号141,142は連絡配管を示している。なお、かかる場合、制御装置23は、室内制御装置34a,34bを介して第2電動膨張弁33a,33bを制御する。また、本変形例では第2電動膨張弁33a,33bが室内ユニット130a,130bに収容されたが、第2電動膨張弁33a,33bが室外ユニット110に収容されてもかまわない。
先の実施の形態に係る空気調和装置1では、特に言及していなかったが、受液器16と第2電動膨張弁17との間に過冷却熱交換器(内部熱交換器であってもよい)を設けてもよい。なお、かかる場合、モリエ線図上の冷凍サイクルは図4に示されるようになる。図4において、A→Bは圧縮行程を示し、B→Cは第1冷却行程を示し、C→Dは第1膨張行程を示し、D→Fは第2冷却行程(過冷却熱交換器による冷却)を示し、F→Eは第2膨張行程を示し、E→Aは蒸発行程を示している。
先の実施の形態に係る空気調和装置1では、第1電動膨張弁15や、受液器16、第2電動膨張弁17などが室外ユニット10に配置されていたが、これらの配置は特に限定されない。例えば、第2電動膨張弁17が室内ユニット30に配置されていてもよい。
先の実施の形態に係る空気調和装置1では、冷媒の減圧手段として電動膨張弁が採用されたが、これに代えて、膨張機などが採用されてもよい。
先の実施の形態に係る空気調和装置1では、特に言及していなかったが、受液器16と圧縮機11の吸入管と接続しガス抜き回路を形成してもよい。かかる場合、ガス抜き回路に電動膨張弁や電磁弁などを設けておくのが好ましい。
先の実施の形態に係る空気調和装置1では、制御装置23が中間圧圧力センサ24が示す値が算出された目標飽和圧力と一致するように1電動膨張弁15と第2電動膨張弁17の開度を適宜調節したが、制御装置23が、その目標飽和圧力から目標圧力上限値と目標圧力下限値を求め、中間圧圧力センサ24が示す値がその目標圧力上限値以下、目標圧力下限値以上となるように1電動膨張弁15と第2電動膨張弁17の開度を調節するようにしてもよい。
先の実施の形態に係る空気調和装置1では中間圧圧力センサ24が設けられたが、中間圧圧力センサ24を取り除いてもよい。かかる場合、例えば、予め、第1電動膨張弁15と第2電動膨張弁17の総開度を圧縮機11の吸入管における過熱度を変数として関数化しておくか或いはその総開度と過熱度との関係を表した制御テーブルを作成する等した上で、第1電動膨張弁15と第2電動膨張弁17の開度比を高圧圧力と第1電動膨張弁入口温度とを変数として関数化しておくこと等が考えられる。このようにすれば、第1電動膨張弁15と第2電動膨張弁17の開度は一義的に決定できる。
先の実施の形態では、特に言及しなかったが、本発明は二段圧縮でも適用可能である。
先の実施の形態に係る空気調和装置1では中間圧圧力センサ24が設けられたが、高圧圧力および第1電動膨張弁15の入口温度が決まっている場合には中間圧圧力センサ24を取り除いてもよい。かかる場合、第1電動膨張弁15の冷媒流出側と第2電動膨張弁17の冷媒流入側との間に温度センサを設け、飽和温度を測定するようにすればよい。
先の実施の形態に係る空気調和装置1では中間圧圧力センサ24が設けられたが、室内熱交換器31の出口側と圧縮機11の吸入側との間に低圧圧力センサを設け、第1電動膨張弁15の入口付近(室外熱交換器13の低温側(あるいは液側)の口の近傍でもよい)に温度センサを設ける場合には中間圧圧力センサ24を取り除いてもよい。かかる場合、第1電動膨張弁15および第2電動膨張弁17の開度−差圧特性を利用して中間圧を予測する。
先の実施の形態に係る空気調和装置1では、特に言及していなかったが、室外熱交換器13の低温側(あるいは液側)と温度センサ22との間に冷媒冷却用熱交換器(内部熱交換器であってもよい)を設けてもよい。かかる場合、第1電動膨張弁15から流出する冷媒が臨界点近傍の状態となることを防止することができる。したがって、この空気調和装置1では、安定した受液器の液面制御を行うことができる。
11 圧縮機(圧縮機構)
13 室外熱交換器(放熱器)
15 第1電動膨張弁(第1膨張機構)
16 受液器
17,33a,33b 第2電動膨張弁(第2膨張機構)
21 高圧圧力センサ(圧力検知部)
22 温度センサ(温度検知部)
23 制御装置
31,31a,31b 室内熱交換器(蒸発器)
Claims (5)
- 冷媒を圧縮するための圧縮機構(11)と、
前記圧縮機構の冷媒吐出側に接続される放熱器(13)と、
前記放熱器の出口側に接続される第1膨張機構(15)と、
前記第1膨張機構の冷媒流出側に接続される受液器(16)と、
前記受液器の出口側に接続される第2膨張機構(17,33a,33b)と、
前記第2膨張機構の冷媒流出側に接続されると共に前記圧縮機構の冷媒吸入側に接続される蒸発器(31,31a,31b)と、
前記圧縮機構の冷媒吐出側と前記第1膨張機構の冷媒流入側の間に設けられる圧力検知部(21)と、
前記放熱器の出口側と前記第1膨張機構の冷媒流入側との間に設けられる温度検知部(22)と、
前記圧力検知部によって検知される圧力と前記温度検知部によって検知される温度とを利用して前記第1膨張機構から流出した冷媒の状態が飽和状態になるように前記第1膨張機構を制御する制御部(23)と、
を備える、冷凍装置(1,101)。 - 前記制御部は、前記圧力と前記温度とから飽和圧力を算出し、前記第1膨張機構から流出した冷媒の圧力が前記飽和圧力となるように前記第1膨張機構を制御する、
請求項1に記載の冷凍装置。 - 前記制御部は、前記圧力と前記温度とからエンタルピーを算出し、前記エンタルピーに対応する飽和圧力を算出する、
請求項2に記載の冷凍装置。 - 前記制御部は、前記第1膨張機構から流出した冷媒の圧力が前記飽和圧力よりも大きい圧力上限値以下、前記飽和圧力よりも小さい圧力下限値以上となるように前記第1膨張機構を制御する、
請求項2または3に記載の冷凍装置。 - 前記第1膨張機構は、第1膨張弁であり、
前記第2膨張機構は、第2膨張弁であり、
前記制御部は、前記第1膨張弁の開度と前記第2膨張弁の開度の配分を制御する、
請求項1から4のいずれかに記載の冷凍装置。
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