JP6584342B2 - 除湿乾燥装置 - Google Patents
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Description
装置が知られている。本発明の背景技術として、特許文献1がある。
特許文献1には、「冷凍サイクルを循環する冷媒のうち余剰液冷媒を溜める液溜め手段を備え、第1、第2室内熱交換器のうち一方を凝縮器、他方を蒸発器として動作させる再熱除湿運転可能にした」ことが記載されている。
第2の本発明の除湿乾燥装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機からの高圧冷媒ガスを凝縮する凝縮器と、凝縮器からの高温高圧の液冷媒を減圧させる減圧装置と、減圧装置からの低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸発器と、それらを冷媒配管で順次接続した第1の冷凍サイクルと、前記圧縮機と前記凝縮器との間で前記冷媒配管を分岐させたバイパス管を前記冷媒配管で前記圧縮機、第3開閉装置及び前記蒸発器を接続して構成される第2の冷凍サイクルと、送風機と、前記第1および前記第2の冷凍サイクルと前記送風機とを制御する制御部と、第一の熱交換器と、第二の熱交換器と、圧縮機を有する室内機と、第三の熱交換器を備える室外機とを備え、前記第一の熱交換器を凝縮器、前記第二の熱交換器を蒸発器として機能させる再熱除湿運転の機能を有し、前記第三の熱交換器を凝縮器、前記第二の熱交換器を蒸発器として機能させる冷却運転の機能を有し、前記室内機と前記室外機とを接続するガス配管および液配管と、前記室内機内のガス配管に設けられる第1開閉装置を備え、前記室内機は前記減圧装置を備え、前記第三の熱交換器と前記液配管に設けられる開閉装置との間に位置する室内機側冷媒配管から、前記減圧装置の二次側をバイパスさせるバイパス管と、前記バイパス管に設けられる冷媒回収用開閉装置とを備え、前記再熱除湿運転中の前記減圧装置の弁開度、または冷凍サイクル配管温度、または運転圧力により冷媒過不足を検出する手段を有し、前記再熱除湿運転中に冷媒の不足を検出した場合、前記冷媒回収用開閉装置を開くとともに、前記減圧装置の弁開度を制御し、当該再熱除湿運転中の前記室内機の冷媒量を増加させ、 前記再熱除湿運転中に冷媒過多を検出した場合、一定時間前記冷却運転へ切り換えて、また前記減圧装置の弁開度を直前の開度より小さく制御し、前記室内機側の冷媒を前記室外機側に送っている。
本発明は、室内機と室外機とが分離構造で、再熱除湿運転機能を有した除湿乾燥装置Jの冷媒制御方法に係る。
除湿乾燥装置Jは、余分な液(液冷媒)溜め手段を必要とせず、各モードを適正な冷媒量で運転できる装置である。
図1は、本発明に係る実施形態1の除湿乾燥装置の冷凍サイクルの構成例を示す図である。
実施形態1の除湿乾燥装置Jは、圧縮機3、室外凝縮器6、室内凝縮器4、減圧装置10、および室内蒸発器5が冷媒配管30で接続される冷凍サイクルが構成される。減圧装置10は、本例では膨張弁を用いている。
室内の室内機1で、冷却運転と再熱除湿運転が行われる。
除湿乾燥装置Jでは、冷凍サイクル上に冷媒の流れを開閉する開閉装置7〜9、例えば電磁弁が設けられる。
電磁弁等の開閉装置7〜9を開閉することで冷却運転または再熱除湿運転を行える。
以下、冷媒の貯留方法について説明する。
まず、凝縮器に室外凝縮器6を使用する室内機1の冷却運転の動作について説明する。
図2は、除湿乾燥装置の冷却運転時の冷媒の流れを示す図である。
室内機1の冷却運転では、室内蒸発器5で液冷媒が蒸発することで室内の空気が蒸発潜熱で冷却される。室内の空気は、送風機19により室内蒸発器5に送られ冷却される。
冷媒は、図2の矢印のように、ガス配管12a、液配管12b、冷媒配管30内を循環する。
次に、凝縮器に室内凝縮器4を使用する再熱除湿運転の動作について説明する
図3は、除湿乾燥装置の再熱除湿運転時の冷媒の流れを示す図である。
室内機1の再熱除湿運転では、室内の空気が送風機19により室内蒸発器5を通過する。室内蒸発器5では液冷媒が蒸発して室内の空気を冷却して露点以下の温度として結露させ、低湿度の空気とする。そして、送風機19により低湿度の空気が室内凝縮器4に送られる。室内凝縮器4は、ガス冷媒が凝縮する際の凝縮熱で低湿度の空気を温め、高温低湿度の空気として室内に供給される。
なお、開閉装置8および開閉装置9は必ずしも室内機1内に設ける必要はなく、室外機2の外側のガス配管12aおよび液配管12bに設けてもよい。
まず、冷却運転で起動する(図4のステップS1)。図2に示すように、開閉装置7は閉じ、開閉装置8、9を開く冷却運転で起動される。
なお、ステップS2の「所定時間経過?」による再熱除湿運転への切り替えの判断は、必ずしも所定時間が経過したか否かの判定ではなく、冷却運転が定常状態になったことを示す冷凍サイクルの温度または圧力により行なっても構わない。例えば、室内蒸発器5の入側または出側の温度や、圧縮機3の吸込み圧力等で行ってもよい。
所定時間を経過した場合(ステップS2でYes)、図3に示すように、開閉装置7は開き、開閉装置8、9は閉じる再熱除湿運転に切り替え(ステップS3)、起動運転を終了する。
前記の通り、再熱除湿運転を起動した場合、室内機1の内部の冷媒量は不足している可能性があるため、室外機2から必要量の冷媒を回収する下記の冷媒回収手段を設けている。
図5は、冷媒回収手段の一例を示すサイクル図である。
液配管12bの二次側(出側)の位置と減圧装置10の二次側(出側)とを接続するバイパス管30pを設ける。そして、バイパス管30p上には冷媒回収用の開閉装置(例えば電磁弁)13が設けられている。バイパス管30pと開閉装置13を用いた冷媒回収方法について、以下説明する。
除湿乾燥装置Jには、コントローラ101および各種センサが設けられている。
コントローラ101は、マイクロコンピュータ、周辺回路等で構成される。コントローラ101は、開閉装置7、8、9、13や減圧装置10の制御等の除湿乾燥装置Jの全体を集中的に制御する制御装置である。
コントローラ101には、冷媒回収に関して、減圧装置制御部102、冷媒不足判定部103、冷媒回収制御部104を備えている。
図7は、冷媒回収動作のフローチャートである。
除湿乾燥装置Jにおいて、減圧装置10の開度は、例えば室内蒸発器5の出口(二次側)における冷媒過熱度が予め設定されている目標値になるように制御されている。そのため、運転中の冷媒量が不足している状態では、冷凍サイクル内の冷媒循環量が減少するため、室内蒸発器5出口の冷媒過熱度は大きくなる。
よって、冷媒不足判定部103では、図7のS11に示すように、減圧装置10の開度が所定開度より大きか否かを判定することで、冷媒が不足しているか否かを判定する。所定開度とは、冷媒不足を判定するための予め求められた減圧装置10の開度の設定値である。
なお、冷媒不足の判定は、必ずしも減圧装置(10)の開度を使用する必要はなく、運転圧力、運転圧力と周囲空気温度、運転圧力と冷凍サイクル温度等に代えることも可能である。
減圧装置10の開度が所定開度より大きく冷媒不足と判断した場合の場合(S11でYes)、ステップS12に移行し、室外機2の圧力2p(図5参照)が室内機1の低圧圧力1p(図5参照)より大きいか否かを判定し、冷媒回収方法を決定する。
冷媒回収開始後は、図7のS15に示すように減圧装置10の開度が、冷媒の量が適正であることを示す下限所定開度より大きく上限所定開度より小さい適正範囲にあるか否か判定する(図7のS15)。
一方、冷媒の量が適正範囲にある場合(S15でYes)、ステップS13、S14による冷媒回収を終了する。
所定時間とは、冷媒が回収できる所定時間を予め求め、当該所定時間が経過したか否かで冷媒の回収が終了したか否かを判定する。
運転圧力とは、冷媒量が適正である運転圧力範囲を予め求め、実際の運転圧力が当該運転圧力範囲にあるか否かで冷媒の回収が終了したか否かを判定する。
これら一連の動作を実施することで、再熱除湿運転時の室内機1側の冷媒量を適正に調整することが可能となる。
図8は、変形例1の運転圧力による冷媒不足検出のフローチャートである。
変形例1は、再熱除湿運転時の冷媒不足の検出(図7のS11)を 運転圧力で行う例(図8のS21)である。
除湿乾燥装置Jにおいて、冷媒不足を変形例1の運転圧力により判断する場合について説明する。
例えば、図5に示すように、圧縮機3から室内凝縮器4の間に冷媒圧力を検出可能な圧力センサspを設ける。そして、圧縮機3から吐出される高圧ガス状態の冷媒圧力を検出する。
変形例1によれば、圧縮機3から吐出される冷媒圧力を検出することで、再熱除湿運転の冷媒が不足しているか否かを判定できる。
変形例2は、冷媒の不足の検出(図7のS11)を冷凍サイクルの温度で行う例である。
図9は、変形例2の冷凍サイクル温度による冷媒不足検出のフローチャートである。
除湿乾燥装置Jにおいて、冷媒不足を変形例2の冷凍サイクルの温度により判断する場合について説明する。
吐出冷媒温度<判定温度の場合 (図9のS31でYes)、冷媒不足であると判定される。なお、 吐出冷媒温度<判定温度 でないの場合(図9のS31でNo)、ステップS31での監視を継続する。
図10は、実施形態2の除湿乾燥装置の冷凍サイクル構成例を示す図である。
実施形態1では、開閉装置7、8、9により冷却運転と再熱除湿運転を切り替える冷凍サイクルの構成を示した。
実施形態2では、冷媒切り替え手段(例えば四方弁)20によって、冷却運転と再熱除湿運転を切り替える冷凍サイクルの冷媒貯留方法の例を示す。
その他の構成は、実施形態1と同様であるから、同様な構成要素には同一の符号を付して示し、詳細な説明は省略する。
再熱除湿運転の際に閉塞装置8を閉じることで、再熱除湿運転時に生じる余剰冷媒を室外機2の側へ貯留できる。
図11は、実施形態3の除湿乾燥装置の冷凍サイクルの構成例を示す図である。
実施形態3の除湿乾燥装置3Jは、図1に示す実施形態1の除湿乾燥装置3Jから開閉装置9を削除した構成である。
その他の構成は、実施形態1と同様であるから、同様な構成要素には同一の符号を付して示し、詳細な説明は省略する。
また、室外高温、かつ室内低温等の逆止弁11a部の冷媒圧力≦逆止弁11b部の冷媒圧力となる一部の条件においては、圧力差により徐々に室外機2から室内機1へ冷媒が移動する。そこで、一定時間ごとに減圧装置10を所定開度まで絞り、冷却運転に切り替えることで再度室外機2へ冷媒を移動することが可能である。
これにより、ユニットのサイズ拡大やコスト増加を抑えて、再熱運転時に冷凍サイクル内の冷媒量を適正に制御して効果的な運転を行える。そのため、大きな再熱量を得られる除湿乾燥装置3Jを提供することができる。
1.前記実施形態1等では、様々な構成を説明したが、各構成を適宜組み合わせて構成してもよい。
2 室外機
3 圧縮機
4 室内凝縮器(凝縮器、第一の熱交換器)
5 室内蒸発器(蒸発器、第二の熱交換器)
6 室外凝縮器(第三の熱交換器)
7 開閉装置(第三開閉装置)
8 開閉装置(第一開閉装置)
9 開閉装置(第二開閉装置)
10 減圧装置
12a 室内外接続ガス配管(ガス配管)
12b 室内外接続液配管(液配管)
13 開閉装置(冷媒回収用開閉装置)
19 送風機
30 冷媒配管
30p バイパス管
101 コントローラ(制御部)
102 減圧装置制御部(検出手段)
103 冷媒不足判定部(検出手段)
104 冷媒回収制御部(検出手段)
J、2J、3J 除湿乾燥装置
Claims (2)
- 冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機からの高圧冷媒ガスを凝縮する凝縮器と、凝縮器からの高温高圧の液冷媒を減圧させる減圧装置と、減圧装置からの低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸発器と、それらを冷媒配管で順次接続した第1の冷凍サイクルと、
前記圧縮機と前記凝縮器との間で前記冷媒配管を分岐させたバイパス管を前記冷媒配管で前記圧縮機、第3開閉装置及び前記蒸発器を接続して構成される第2の冷凍サイクルと、
送風機と、
前記第1および前記第2の冷凍サイクルと前記送風機とを制御する制御部とを備え、
第一の熱交換器と、第二の熱交換器と、前記圧縮機を備える室内機と、第三の熱交換器を備える室外機とにより構成され、
前記第一の熱交換器を凝縮器、前記第二の熱交換器を蒸発器として機能させる再熱除湿運転の機能と、
前記第三の熱交換器を凝縮器、前記第二の熱交換器を蒸発器として機能させる冷却運転の機能とを有し、
前記室内機と前記室外機とを接続するガス配管および液配管と、
前記ガス配管と前記液配管のそれぞれに設けられる第1開閉装置と第2開閉装置とを備え、
前記室内機は前記減圧装置を備え、
前記第三の熱交換器と前記液配管に設けられる開閉装置との間に位置する室内機側冷媒配管に接続され、前記減圧装置の二次側をバイパスさせるバイパス管と、
前記バイパス管に設けられる冷媒回収用開閉装置と、
前記再熱除湿運転中の前記減圧装置の弁開度、または冷凍サイクル配管温度、または運転圧力により冷媒不足を検出する検出手段とを備え、
前記再熱除湿運転中の前記冷媒の不足を検出した場合、前記冷媒回収用開閉装置を開くとともに、前記減圧装置の弁開度を直前の開度より小さく制御し、前記室外機側の冷媒を前記室内機側に回収する
ことを特徴とする除湿乾燥装置。 - 冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機からの高圧冷媒ガスを凝縮する凝縮器と、凝縮器からの高温高圧の液冷媒を減圧させる減圧装置と、減圧装置からの低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸発器と、それらを冷媒配管で順次接続した第1の冷凍サイクルと、
前記圧縮機と前記凝縮器との間で前記冷媒配管を分岐させたバイパス管を前記冷媒配管で前記圧縮機、第3開閉装置及び前記蒸発器を接続して構成される第2の冷凍サイクルと、
送風機と、
前記第1および前記第2の冷凍サイクルと前記送風機とを制御する制御部と、
第一の熱交換器と、第二の熱交換器と、圧縮機を有する室内機と、
第三の熱交換器を備える室外機とを備え、
前記第一の熱交換器を凝縮器、前記第二の熱交換器を蒸発器として機能させる再熱除湿運転の機能を有し、
前記第三の熱交換器を凝縮器、前記第二の熱交換器を蒸発器として機能させる冷却運転の機能を有し、
前記室内機と前記室外機とを接続するガス配管および液配管と、
前記室内機内のガス配管に設けられる第1開閉装置を備え、
前記室内機は前記減圧装置を備え、
前記第三の熱交換器と前記液配管に設けられる開閉装置との間に位置する室内機側冷媒配管から、前記減圧装置の二次側をバイパスさせるバイパス管と、
前記バイパス管に設けられる冷媒回収用開閉装置とを備え、
前記再熱除湿運転中の前記減圧装置の弁開度、または冷凍サイクル配管温度、または運転圧力により冷媒過不足を検出する手段を有し、
前記再熱除湿運転中に冷媒の不足を検出した場合、前記冷媒回収用開閉装置を開くとともに、前記減圧装置の弁開度を制御し、当該再熱除湿運転中の前記室内機の冷媒量を増加させ、
前記再熱除湿運転中に冷媒過多を検出した場合、一定時間前記冷却運転へ切り換えて、また前記減圧装置の弁開度を直前の開度より小さく制御し、前記室内機側の冷媒を前記室外機側に送る
ことを特徴とする除湿乾燥装置。
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JP2016030580A JP6584342B2 (ja) | 2016-02-22 | 2016-02-22 | 除湿乾燥装置 |
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