JP2009014268A - 空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 1台の室外ユニット2に対して、室内ユニット7A,7Bが複数台並列に接続されるとともに、冷凍サイクル3の圧縮機21への冷媒吸入配管ライン33Eにアキュームレータ30が設けられる空気調和装置1において、冷凍サイクル3中に冷媒が過剰に充填されていることを検知する冷媒オーバーチャージ検知部53と、冷媒オーバーチャージ検知部53が、冷媒のオーバーチャージを検知したとき、冷凍サイクル3中の膨張弁29(25A,25B,72)の開度を増大して冷媒吸入配管ライン33Eに戻る冷媒の過熱度を低下させ、冷凍サイクル3中の余剰冷媒をアキュームレータ30に移動させて溜め込む余剰冷媒回収部54と、を備える。
【選択図】 図1
Description
また、特許文献2には、冷凍サイクルの運転を停止することなく、冷媒量を判定し、冷媒量の過剰分、不足分を表示することにより、冷媒の充填作業や点検作業を容易化するようにしたものが提案されている。
一方、特許文献2には、冷媒量を判定の結果、過不足があればそれを表示し、作業者が適正冷媒量となるまで、冷媒の追加充填および冷媒の抜き取り作業を行うことが記載されている。しかし、冷媒が過剰に充填されていた場合に、その状態で如何にして空気調和装置を正常に運転するかについては全く記載されていない。
すなわち、本発明にかかる空気調和装置は、圧縮機と、冷房時は凝縮器、暖房時は蒸発器として機能する室外熱交換器とを備える室外ユニットに対して、冷房時は蒸発器、暖房時は凝縮器として機能する室内熱交換器を備える室内ユニットが複数台並列に接続されるとともに、前記圧縮機と、前記室外熱交換器と、複数台の前記室内熱交換器とを含んで構成される冷凍サイクルの前記圧縮機への冷媒吸入配管ラインにアキュームレータが設けられる空気調和装置において、前記冷凍サイクル中に冷媒が過剰に充填されていることを検知する冷媒オーバーチャージ検知部と、前記冷媒オーバーチャージ検知部が、冷媒のオーバーチャージを検知したとき、前記冷凍サイクル中の膨張弁の開度を増大して前記冷媒吸入配管ラインに戻る前記冷媒の過熱度を低下させ、前記冷凍サイクル中の余剰冷媒を前記アキュームレータに移動させて溜め込む余剰冷媒回収部と、を備えることを特徴とする。
本発明では、上記(1)ないし(5)の少なくとも1つをセンサの検出値や上記機器への制御指令値から冷媒オーバーチャージ検知部により検知し、その検出値に基づいて冷媒がオーバーチャージか否かを判定する。そして、冷媒がオーバーチャージの場合、余剰冷媒を順次アキュームレータに移動させて溜め込む。この結果、冷凍サイクルを循環する冷媒の循環量が適正循環量とされ、簡易に冷媒のオーバーチャージ状態を解消することができる。従って、冷媒がオーバーチャージにもかかわらず、空気調和装置を正常に運転することができる。
本発明によれば、室内機不暖回避制御が所定時間以上作動している場合に、冷媒オーバーチャージ検知部が冷媒のオーバーチャージを検知したとき、余剰冷媒回収部により膨張弁の開度が増大される。これにより、冷媒吸入配管ラインに戻ってくる冷媒の過熱度が低下され、いわゆる液バック状態となり、上記の溜まり込み冷媒を含めて余剰冷媒を順次アキュームレータに移動させ、溜め込むことができる。従って、不暖房室内ユニットの不暖房状態および冷媒のオーバーチャージ状態を解消して、冷凍サイクルを循環する冷媒の循環量を適正循環量とし、空気調和装置を正常に運転することができる。
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について、図1および図2を用いて説明する。
図1には、本実施形態に係るマルチタイプの空気調和装置1の冷凍サイクル図が示されている。空気調和装置1は、1台の室外ユニット2と、室外ユニット2から導出されるガス側配管4および液側配管5と、このガス側配管4および液側配管5間に分岐器6を介して並列に接続される複数台の室内ユニット7A,7Bと、から構成される。
圧縮機21により圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、吐出配管33Aに吐出され、油分離器22で冷媒中に含まれる潤滑油が分離された後、四方切換弁23によりガス配管32B側に循環され、室外熱交換器24A,24Bで室外ファン35A,35Bにより送風される外気と熱交換されて凝縮液化される。この液冷媒は、暖房用の第2膨張弁25A,25Bを通過し、過冷却コイル26A,26Bを経てレシーバ27に一旦貯留され、循環量が調整される。レシーバ27からの液冷媒は、液配管33Cを経て過冷却熱交換器28を通過する過程で、過冷却用分岐配管33Fに一部分流され、過冷却用の第3膨張弁(EEVSC)29で断熱膨張された冷媒と熱交換されて冷却され、所定の過冷却度が付与された後、液側操作弁32を経て室外ユニット2から液側配管5へと導出される。液側配管5に導出された液冷媒は、分岐器6により各室内ユニット7A,7Bの分岐液配管5A,5Bへと分流される。
圧縮機21により圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、吐出配管33Aに吐出され、油分離器22で冷媒中に含まれる潤滑油が分離された後、四方切換弁23によりガス配管33D側に循環される。この冷媒は、ガス側操作弁31、ガス側配管4を経て室外ユニット2から導出され、更に、分岐器6、室内側の分岐ガス配管4A,4Bを経て室内ユニット7A,7Bに導入される。室内ユニット7A,7Bに導入された高温高圧の冷媒ガスは、室内熱交換器71で室内ファン73によって循環される室内空気と熱交換され、室内空気は加熱されて室内の暖房に供される。ここで凝縮液化された液冷媒は、冷房用の第1膨張弁(EEVC)72、分岐液配管5A,5Bを経て分岐器6に至り、他の室内ユニットからの冷媒と合流された後、液側配管5を経て室外ユニット2に戻る。なお、暖房時、室内ユニット7A,7Bでは、凝縮器として機能する室内熱交換器71の出口における冷媒の過冷却度が一定値となるよう、冷房用の第1膨張弁(EEVC)72の開度が制御される。
(冷房時;次の条件を満足した場合)
(A1)冷房運転時
(B1)高圧異常により異常停止した後の自動復帰時
(C1)高圧異常で異常停止したときの室内ユニットの運転容量が、室外ユニット2の容量の50%以下であった場合
(暖房時;次の全てを満足した場合)
(A2)暖房運転
(B2)不暖回避制御が、例えば5分以上作動している場合
(C2)暖房時のガスロー対策制御が作動していない場合
マルチタイプの空気調和装置1では、様々な機種、容量の室内ユニット7A,7Bが接続されることは前述したとおりである。このように、1つの室外ユニット2に異容量の室内ユニット7A,7Bが接続される場合、当該室内ユニットの膨張弁72は、固定制御とされる。このとき、冷媒の偏流が発生して冷媒が溜まり込み、不暖房となることがあるので、その対策として室内機不暖回避制御が採用されている。不暖回避制御は、室外ユニット2側から当該室内ユニット7A,7Bに膨張弁72の開度指令を出して冷媒の溜まり込みを回避するものである。以下に、その制御内容を図2に示されるフローチャートを用いて説明する。
なお、上記の不暖回避制御は、コントローラ51に設けられている不暖回避制御部52により実行される。
(1)冷房時または暖房時に凝縮器として機能する室外熱交換器24A,24B(冷房時)または室内熱交換器71(暖房時)の出口における冷媒過冷却度を、それぞれの熱交換器の出口に設けられている熱交換器温度センサ(出口;Thi−R2)42、および熱交換器温度センサ(出口;Tho−R1,Tho−R2)43A,43B等を用い、その検出値42a、43a,43bから検出する。この冷媒過冷却度42a、43a,43bは、冷凍サイクル3中に冷媒が過剰に充填されていると、凝縮器内に液冷媒が溜まり込むため、増大傾向となる。
(3)冷凍サイクル3の高圧圧力を、吐出配管33Aに設けられている高圧圧力センサ44を用い、その検出値44aから検出する。この高圧圧力44aは、冷凍サイクル3中に冷媒が過剰に充填されていると、上昇傾向となる。
(5)レシーバ27の冷媒液面高さを、レシーバ27に設けられている液面センサ45を用い、その検出値45aから検出する。この冷媒液面高さ45aは、冷凍サイクル3中に冷媒が過剰に充填されていると、上昇傾向となる。
なお、上記の各センサ42,43A,43B,44,45や制御指令値72a,21aは、既設のセンサや既に実施されている制御の指令値をそのまま利用することができる。
冷凍サイクル3中に冷媒がオーバーチャージされていると、上記したオーバーチャージ対策制御開始条件下において、凝縮器として機能する室外熱交換器24A,24B(冷房時)または室内熱交換器71(暖房時)の出口における冷媒過冷却度42a,43a,43b、冷媒過冷却度を制御している第1膨張弁(EEVC)72の開度72a、冷凍サイクル3中の高圧圧力44a、高圧圧力を制御している圧縮機21の回転数21a、レシーバ27の冷媒液面高さ45a等の検出値に基づいて、冷媒オーバーチャージ検知部53が冷媒のオーバーチャージ状態を検知する。
(冷房時)
(a1)圧縮機21が停止した場合
(b1)冷房起動制御終了以降に、冷房高圧保護制御が、例えば5分間継続して作動していない
(c1)高圧異常による異常停止が、例えば60分継続して発生していない
(d1)起動している圧縮機21のハウジング底部に設けられているドーム下温度センサ47の検出値47aが設定過熱温度(SHT;例えば20℃)以下を、例えば10秒間継続した場合
(a2)圧縮機21が停止した場合
(b2)不暖回避制御が作動していない
(c2)起動している圧縮機21のハウジング底部に設けられているドーム下温度センサ47の検出値47aが設定過熱温度(SHT;例えば20℃)以下を、例えば10秒間継続した場合
(d2)デフロスト制御時
(e2)暖房時のガスロー対策制御が作動した場合
また、暖房時には、室内ユニット7A,7Bで凝縮液化された冷媒が液側配管5内を循環される間に圧損によって一部フラッシュするが、過冷却用熱交換器28で再び過冷却され、レシーバ27の入口部分では液相とされるため、レシーバ27にも液冷媒を移動させることができる。従って、レシーバ27本来の冷媒循環量を調整する機能を発揮させることができる。
次に、本発明の第2実施形態について、説明する。
本実施形態は、上記した第1実施形態に対して、余剰冷媒をアキュームレータ30に移動させるために開度制御される膨張弁が異なる。その他の点については第1実施形態と同様であるので、説明は省略する。
本実施形態においては、冷媒のオーバーチャージ状態を解消するために開度制御される膨張弁として、過冷却用の第3膨張弁(EEVSC)29に代え、室内ユニット7A,7Bに設けられている冷房用の第1膨張弁(EEVC)72が用いられる。そして、冷房時において、冷媒オーバーチャージ検知部53が冷媒のオーバーチャージを検知すると、余剰冷媒回収部54により第1膨張弁(EEVC)72の開度が増大制御されるように構成される。
次に、本発明の第3実施形態について、説明する。
本実施形態は、上記した第1および第2実施形態に対して、余剰冷媒をアキュームレータ30に移動させるために開度制御される膨張弁が異なる。その他の点については第1実施形態と同様であるので、説明は省略する。
本実施形態においては、冷媒のオーバーチャージ状態を解消するために制御される膨張弁として、過冷却用の第3膨張弁(EEVSC)29および冷房用の第1膨張弁(EEVC)72に代え、室外ユニット2に設けられている暖房用の第2膨張弁(EEVH)25A,25Bが用いられる。そして、暖房時において、冷媒オーバーチャージ検知部53が冷媒のオーバーチャージを検知すると、余剰冷媒回収部54によって第2膨張弁(EEVH)25A,25Bの開度が増大制御されるように構成される。
2 室外ユニット
3 冷凍サイクル
7A,7B 室内ユニット
21 圧縮機
24A,24B室外熱交換器
25A,25B 室外膨張弁(EEVH;第2膨張弁)
27 レシーバ
28 過冷却熱交換器
29 過冷却用膨張弁(EEVSC;第3膨張弁)
30 アキュームレータ
33E 吸入配管
33F 分岐配管
52 不暖回避制御部
53 冷媒オーバーチャージ検知部
54 余剰冷媒回収部
71 室内熱交換器
72 室内膨張弁(EEVC;第1膨張弁)
Claims (8)
- 圧縮機と、冷房時は凝縮器、暖房時は蒸発器として機能する室外熱交換器とを備える室外ユニットに対して、冷房時は蒸発器、暖房時は凝縮器として機能する室内熱交換器を備える室内ユニットが複数台並列に接続されるとともに、
前記圧縮機と、前記室外熱交換器と、複数台の前記室内熱交換器とを含んで構成される冷凍サイクルの前記圧縮機への冷媒吸入配管ラインにアキュームレータが設けられる空気調和装置において、
前記冷凍サイクル中に冷媒が過剰に充填されていることを検知する冷媒オーバーチャージ検知部と、
前記冷媒オーバーチャージ検知部が、冷媒のオーバーチャージを検知したとき、前記冷凍サイクル中の膨張弁の開度を増大して前記冷媒吸入配管ラインに戻る前記冷媒の過熱度を低下させ、前記冷凍サイクル中の余剰冷媒を前記アキュームレータに移動させて溜め込む余剰冷媒回収部と、を備えることを特徴とする空気調和装置。 - 前記冷媒オーバーチャージ検知部は、凝縮器として機能する際の前記室外熱交換器出口または前記室内熱交換器出口の冷媒過冷却度、該冷媒過冷却度を制御している前記冷凍サイクル中の第1膨張弁の開度、前記冷凍サイクル中の高圧圧力、該高圧圧力を制御している前記圧縮機の回転数、前記冷凍サイクル中に設けられるレシーバの冷媒液面高さ、のいずれか1つまたは複数の検出値に基づいて、冷媒のオーバーチャージを検知することを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。
- 前記膨張弁は、前記冷凍サイクルの液配管ラインに設けられる過冷却熱交換器に、該液配管ラインから液冷媒の一部を分岐して流通させ、そのガス化冷媒を前記アキュームレータ入口側の冷媒吸入配管ラインにバイパスさせる分岐配管ラインに設けられる過冷却用の第3膨張弁とされることを特徴とする請求項1または2に記載の空気調和装置。
- 前記膨張弁は、前記冷凍サイクル中において前記室内ユニット側に設けられる冷房用の第1膨張弁とされることを特徴とする請求項1または2に記載の空気調和装置。
- 冷房時に、冷媒がオーバーチャージの場合、前記余剰冷媒回収部により開度が増大される前記膨張弁は、前記第3膨張弁および前記第1膨張弁とされることを特徴とする請求項3または4に記載の空気調和装置。
- 前記膨張弁は、前記冷凍サイクル中において前記室外ユニット側に設けられる暖房用の第2膨張弁とされることを特徴とする請求項1または2に記載の空気調和装置。
- 暖房時に、冷媒がオーバーチャージの場合、前記余剰冷媒回収部により開度が増大される前記膨張弁は、前記第3膨張弁と前記第2膨張弁とされることを特徴とする請求項3または6に記載の空気調和装置。
- 暖房時において、室内機不暖回避制御が所定時間以上作動している場合に、前記冷媒オーバーチャージ検知部が、冷媒のオーバーチャージを検知したとき、前記膨張弁の開度を増大させ、前記冷凍サイクル中の余剰冷媒を前記アキュームレータに移動させることを特徴とする請求項1ないし7記載の空気調和装置。
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