JP2014119220A - 冷凍装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】R32冷媒を使う空気調和装置10は、圧縮機20、凝縮器及び蒸発器としての室外熱交換器30及び室内熱交換器50、室外膨張弁41、室内膨張弁42、第1インジェクション流路65、第2インジェクション流路67、及び制御部90を備える。第1インジェクション流路は、凝縮器から蒸発器に向かって流れる冷媒の一部を、気相あるいは気液二相状態で圧縮機へと導く。第2インジェクション流路は、凝縮器から蒸発器に向かって流れる冷媒の一部を、液相状態で圧縮機の吸入流路27へと導く。制御部は、第1インジェクション流路に冷媒を流す第1インジェクション制御と、第2インジェクション流路に冷媒を流す第2インジェクション制御と、を切り替える。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の一実施形態に係る冷凍装置である空気調和装置10の冷媒配管系統を示す図である。空気調和装置10は、冷媒配管方式の分散型の空気調和装置であって、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって建物内の各室を冷暖房する。空気調和装置10は、熱源ユニットとしての室外ユニット11と、多数の利用ユニットとしての室内ユニット12と、室外ユニット11と室内ユニット12とを接続する冷媒連絡管としての液冷媒連絡管13およびガス冷媒連絡管14とを備えている。すなわち、図1に示す空気調和装置10の冷媒回路は、室外ユニット11と、室内ユニット12と、冷媒連絡管13,14とが接続されることによって構成されている。
(2−1)室内ユニット
室内ユニット12は、各室の天井あるいは側壁に設置されており、冷媒連絡管13,14を介して室外ユニット11に接続されている。室内ユニット12は、主として、減圧器である室内膨張弁42と、利用側熱交換器としての室内熱交換器50とを有している。
室外ユニット11は、室内ユニット12が配備される各室が存在する建物の外あるいは建物の地下室などに設置され、冷媒連絡管13,14を介して室内ユニット12に接続されている。室外ユニット11は、主として、圧縮機20と、四路切換弁15と、室外熱交換器30と、室外膨張弁41と、ブリッジ回路70と、高圧レシーバ80と、第1インジェクション用電動弁63と、インジェクション用熱交換器64と、第2インジェクション用電動弁68と、アキュムレータ28と、液側閉鎖弁17と、ガス側閉鎖弁18と、を有している。
冷媒連絡管13,14は、室外ユニット11および室内ユニット12を設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒配管である。
空気調和装置10の各種運転制御を行う制御手段としての制御部90は、図1に示すように伝送線93を介して結ばれる室外制御部91および室内制御部92によって構成されている。制御部90は、図2に示すように、上述の各種センサ95,96,・・・の検出信号を受け、これらの検出信号等に基づいて各種機器20,35,41,55,63,68,・・・を制御する。
次に、本実施形態に係る空気調和装置10の動作について説明する。なお、以下に説明する各種運転における制御は、運転制御手段として機能する制御部90によって行われる。
冷房運転時は、四路切換弁15が図1の実線で示される状態、すなわち、圧縮機20からの吐出ガス冷媒が室外熱交換器30に流れ、かつ、吸入流路27がガス側閉鎖弁18に接続された状態となる。室外膨張弁41は全開状態に、室内膨張弁42は、開度調節されるようになる。なお、閉鎖弁17,18は開状態である。
暖房運転時は、四路切換弁15が図1の破線で示される状態、すなわち、圧縮機20の吐出側の冷媒配管29がガス側閉鎖弁18に接続され、かつ、吸入流路27が室外熱交換器30に接続された状態となる。室外膨張弁41および室内膨張弁42は、開度調節されるようになっている。なお、閉鎖弁17,18は開状態である。
制御部90の機能部の1つであるインジェクション制御部90cは、冷房運転や暖房運転のときに、圧縮機20の吐出温度Tdiの低下や運転能力の向上を目的として、中間インジェクションあるいは吸入インジェクションを行う。
(4−1)
本実施形態に係る空気調和装置10は、冷媒としてR32を使う冷凍装置としての空気調和装置10である。空気調和装置10は、圧縮機20と、凝縮器又は蒸発器としての室外熱交換器30及び室内熱交換器50、膨張機構としての室外膨張弁41及び室内膨張弁42と、第1インジェクション流路としての第1インジェクション流路65と、第2インジェクション流路としての第2インジェクション流路67と、制御部90と、を備える。圧縮機20は、吸入流路27から低圧の冷媒を吸入し、冷媒の圧縮を行って高圧の冷媒を吐出する。凝縮器としての室外熱交換器30(冷房時)又は室内熱交換器50(暖房時)は、圧縮機20から吐出された高圧の冷媒を凝縮させる。膨張機構としての室外膨張弁41及び室内膨張弁42は、凝縮器としての室外熱交換器30又は室内熱交換器50を出た高圧冷媒を膨張させる。蒸発器としての室内熱交換器50(冷房時)又は室外熱交換器30(暖房時)は、膨張機構(室外膨張弁41、室内膨張弁42)で膨張した冷媒を蒸発させる。第1インジェクション流路65は、凝縮器から蒸発器に向かって(冷房時は室外熱交換器30から室内熱交換器50へ、暖房時は室内熱交換器50から室外熱交換器30へ)流れる冷媒の一部を、気相あるいは気液二相状態で圧縮機20へと導く。第2インジェクション流路67は、凝縮器から蒸発器に向かって流れる冷媒の一部を、液相状態で吸入流路27へと導く。制御部90は、第1インジェクション流路65に冷媒を流す第1インジェクション制御と、第2インジェクション流路67に冷媒を流す第2インジェクション制御と、を切り替える。
本実施形態に係る空気調和装置10では、制御部90は、圧縮機20の回転数に基づいて、第1インジェクション制御と、第2インジェクション制御と、を切り替える。
本実施形態に係る空気調和装置10では、制御部90は、回転数が回転数閾値よりも小さいときに、第1インジェクション制御を第2インジェクション制御に切り替える。
本実施形態に係る空気調和装置10では、制御部90は、第1インジェクション制御と、第2インジェクション制御と、第1インジェクション流路65にも第2インジェクション流路67にも冷媒が流れない非インジェクション制御と、を切り替える。制御部90は、圧縮機20の吐出温度Tdiが温度閾値としての第1上限値よりも小さいときに、非インジェクション制御に切り替える。
本実施形態に係る空気調和装置10では、分岐流路としての分岐管62と、開度調整弁としての第1インジェクション用電動弁63と、インジェクション用熱交換器64と、を備える。分岐管62は、凝縮器(室外熱交換器30又は室内熱交換器50)と蒸発器(室内熱交換器50又は室外熱交換器30)を結ぶメイン冷媒流路11aから分岐する。第1インジェクション用電動弁63は、分岐管62に設けられ、開度調整が可能である。インジェクション用熱交換器64は、メイン冷媒流路11aを流れる冷媒と、分岐管62の第1インジェクション用電動弁63を通過した冷媒とを熱交換させる。第1インジェクション流路65は、分岐管62を流れインジェクション用熱交換器64を出た気相あるいは気液二相の冷媒を、圧縮機20へと導く。
本実施形態に係る空気調和装置10では、吸入流路27には、気液分離器としてのアキュムレータ28が設けられる。第2インジェクション流路67から吸入流路27へと導かれる液相の冷媒は、圧縮機20とアキュムレータ28との間に供給される。
以下に本実施形態の変形例を示す。なお、複数の変形例を適宜組み合わせてもよい。
上記実施形態の空気調和装置10では、第1インジェクション流路65に、メイン冷媒流路11aから分岐させた分岐管62から中間インジェクション用の冷媒を供給する構成を採っている。これに代えて、空気調和装置110のように(図4参照)、メイン冷媒流路111aに設けられた高圧レシーバ180に溜まる冷媒のガス成分をバイパス流路182で取り出し、そのバイパス流路182から第1インジェクション流路65にインジェクション用の冷媒を供給する構成を採ることもできる。
上記実施形態では、圧縮機20の回転数が回転数閾値以上であれば、吐出温度Tdiと第1上限値との大小関係によらず中間インジェクションが行われるが、これに限定されるものではなく、吐出温度Tdiが第1上限値より小さい場合(図3のステップS3の場合)には中間インジェクションを行わず、非インジェクション制御が実行されるものであってもよい。
上記実施形態では、第2インジェクション制御時(吸入インジェクション時に)、アキュムレータ28の下流側に液相の冷媒がインジェクションされるが、これに限定されるものではなく、図5の空気調和装置210のように、アキュムレータ28の上流側に液相の冷媒がインジェクションされてもよい。
上記実施形態では、吸入流路27にアキュムレータ28が設けられているが、これに限定されるものではなく、アキュムレータ28が設けられなくてもよい。
11a メイン冷媒流路(メイン流路)
20 圧縮機
27 吸入流路
28 アキュムレータ(気液分離器)
30 室外熱交換器(凝縮器,蒸発器)
41 室外膨張弁(膨張機構)
42 室内膨張弁(膨張機構)
50 室内熱交換器(蒸発器,凝縮器)
62 分岐管(分岐流路)
63 第1インジェクション用電動弁(開度調整弁)
64 インジェクション用熱交換器
65 第1インジェクション流路
67,167,267 第2インジェクション流路
90 制御部
Claims (6)
- 冷媒としてR32を使う冷凍装置において、
吸入流路(27)から低圧の冷媒を吸入し、冷媒の圧縮を行って高圧の冷媒を吐出する、圧縮機(20)と、
前記圧縮機から吐出された高圧の冷媒を凝縮させる、凝縮器(30,50)と、
前記凝縮器を出た高圧冷媒を膨張させる、膨張機構(41,42)と、
前記膨張機構で膨張した冷媒を蒸発させる、蒸発器(50,30)と、
前記凝縮器から前記蒸発器に向かって流れる冷媒の一部を、気相あるいは気液二相状態で前記圧縮機へと導く、第1インジェクション流路(65)と、
前記凝縮器から前記蒸発器に向かって流れる冷媒の一部を、液相状態で前記吸入流路へと導く、第2インジェクション流路(67,167,267)と、
前記第1インジェクション流路に冷媒を流す第1インジェクション制御と、前記第2インジェクション流路に冷媒を流す第2インジェクション制御と、を切り替える制御部(90)と、
を備えた冷凍装置(10,110,210)。 - 前記制御部は、前記圧縮機の回転数に基づいて、前記第1インジェクション制御と、前記第2インジェクション制御と、を切り替える
請求項1に記載の冷凍装置。 - 前記制御部は、前記回転数が回転数閾値よりも小さいときに、前記第1インジェクション制御を前記第2インジェクション制御に切り替える、
請求項2に記載の冷凍装置。 - 前記制御部は、前記第1インジェクション制御と、前記第2インジェクション制御と、前記第1インジェクション流路にも前記第2インジェクション流路にも冷媒が流れない非インジェクション制御と、を切り替え、
前記圧縮機の吐出温度が温度閾値よりも小さいときに、非インジェクション制御に切り替える、
請求項3に記載の冷凍装置。 - 前記凝縮器と前記蒸発器を結ぶメイン流路(11a)から分岐する分岐流路(62)と、
前記分岐流路に設けられ、開度調整が可能な、開度調整弁(63)と、
前記メイン流路を流れる冷媒と、前記分岐流路の前記開度調整弁を通過した冷媒とを熱交換させる、インジェクション用熱交換器(64)と、
を更に備え、
前記第1インジェクション流路は、前記分岐流路を流れ前記インジェクション用熱交換器を出た気相あるいは気液二相の冷媒を、前記圧縮機へと導く、
請求項1から4のいずれかに記載の冷凍装置(10,210)。 - 前記吸入流路には、気液分離器(28)が設けられ、
前記第2インジェクション流路から前記吸入流路へと導かれる液相の冷媒は、前記圧縮機と前記気液分離器との間に供給される、
請求項1から5のいずれかに記載の冷凍装置(10,110)。
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