JP6591071B2 - 空気調和装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明に係る空気調和装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置100を示す回路図である。この図1に基づいて、空気調和装置100について説明する。図1に示すように、空気調和装置100は、熱源機Aと、複数の室内機B、C、Dと、中継機Eと、制御部70とを備えている。なお、本実施の形態1では、1台の熱源機Aに3台の室内機B、C、Dが接続された場合について例示するが、熱源機Aの台数は、2台以上でもよい。また、室内機の台数は、3台以上でもよい。
熱源機Aは、容量可変の圧縮機1、熱源機Aでの冷媒流通方向を切り替える流路切替弁2、蒸発器又は凝縮器として機能する熱源側熱交換ユニット3、流路切替弁2を介して圧縮機1の吸入側に接続されているアキュムレータ4、冷媒の流通方向を制限する熱源側流路調整ユニット40を備えている。熱源機Aは、室内機B、C、Dに温熱又は冷熱を供給する機能を有している。なお、流路切替弁2は、四方弁である場合について例示しているが、二方弁又は三方弁等を組み合わせることによって構成されてもよい。
室内機B、C、Dは、凝縮器又は蒸発器として機能する室内側熱交換器5及び第1の流量制御装置9を備え、熱源機Aから供給される温熱又は冷熱によって、室内等の空調対象空間を冷房又は暖房する機能を有している。第1の流量制御装置9は、冷房時において、室内側熱交換器5の出口側のスーパーヒート量によって制御されている。また、第1の流量制御装置9は、暖房時において、室内側熱交換器5の出口側のサブクール量によって制御されている。
中継機Eは、第1の分岐部10、第2の流量制御装置13、第2の分岐部11、気液分離装置12、熱交換部8、第3の流量制御装置15を備えている。中継機Eは、熱源機Aと室内機B、C、Dとの間に介在し、室内機B、C、Dからの要求に応じて熱源機Aから供給される冷媒の流れを切り替え、熱源機Aから供給される冷媒を複数の室内機B、C、Dに分配する機能を有している。
空気調和装置100は、配管の内部に冷媒が充填されている。冷媒は、例えば二酸化炭素(CO2)、炭化水素、ヘリウム等の自然冷媒、HFC410A、HFC407C、HFC404A等の塩素を含有しないフロン代替冷媒、既存の製品に使用されるR22、R134a等のフロン系冷媒等が使用される。なお、HFC407Cは、HFCのR32、R125、R134aが、それぞれ23wt%、25wt%、52wt%の比率で混合されている非共沸混合冷媒である。また、空気調和装置100の配管の内部に、冷媒ではなく熱媒体が充填されていてもよい。熱媒体は、例えば水、ブライン等である。
制御部70は、空気調和装置100のシステム全体を制御するものである。具体的には、制御部70は、ガス管温度検出センサ53、液管温度検出センサ54、液流出圧力検出センサ25、下流側液流出圧力検出センサ26、合流圧力検出センサ56及び吐出圧力検出センサ18から受信した検出情報及びリモコン(図示せず)からの指示に基づいて、圧縮機1の駆動周波数、熱源側送風機20及び室内側熱交換器5に設けられている送風機(図示せず)の回転数、流路切替弁2の切り替え、第1の電磁開閉弁44、第2の電磁開閉弁45、第3の電磁開閉弁46、第4の電磁開閉弁47、第5の電磁開閉弁48、第1の冷房用電磁弁31a、第2の冷房用電磁弁31b及び暖房用電磁弁30の開閉、第1の流量制御装置9、第2の流量制御装置13、第3の流量制御装置15の開度等を制御する。
図3は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置100の全冷房運転時の状態を示す回路図である。先ず、全冷房運転について説明する。空気調和装置100において、室内機B、C、Dの全てが冷房運転を行っている。図3に示すように、圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替弁2を通り、熱源側熱交換ユニット3において送風量可変の熱源側送風機20によって送風される空気と熱交換されて凝縮液化される。この冷媒は、その後、第3の逆止弁32、第2の接続配管7、気液分離装置12、第2の流量制御装置13の順に流通し、更に第2の分岐部11、液枝管7b、7c、7dを通過し、室内機B、C、Dに流入する。
図4は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置100の全暖房運転時の状態を示す回路図である。次に、全暖房運転について説明する。空気調和装置100において、室内機B、C、Dの全てが暖房運転を行っている。図4に示すように、圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替弁2を通り、第5の逆止弁34、第2の接続配管7、気液分離装置12、第1の分岐部10の暖房用電磁弁30、ガス枝管6b、6c、6dの順に通り、室内機B、C、Dに流入する。室内機B、C、Dに流入した冷媒は、室内空気と熱交換して凝縮液化する。その際、室内が暖房される。そして、この状態となった冷媒は、各室内側熱交換器5の出口側のサブクール量によって制御された第1の流量制御装置9を通る。
図5は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置100の冷房主体運転時の状態を示す回路図である。次に、冷房主体運転について説明する。空気調和装置100において、室内機B、Cから冷房要求があり、室内機Dから暖房要求がある。図5に示すように、圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替弁2を経て熱源側熱交換ユニット3に流入し、送風量可変の熱源側送風機20によって送風される空気と熱交換されて二相の高温高圧状態となる。
図6は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置100の暖房主体運転時の状態を示す回路図である。次に、暖房主体運転について説明する。空気調和装置100において、室内機B、Cから暖房要求があり、室内機Dから冷房要求がある。図6に示すように、圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替弁2、第5の逆止弁34、第2の接続配管7を通って中継機Eへ送られ、気液分離装置12を通る。気液分離装置12を通った冷媒は、第1の分岐部10の暖房用電磁弁30、ガス枝管6b、6cの順に通り、暖房しようとする室内機B、Cに流入し、室内側熱交換器5で室内空気と熱交換して凝縮液化される。その際、室内機B、Cによって、各室内が暖房される。凝縮液化した冷媒は、室内機C、Dの各室内側熱交換器5の出口側のサブクール量によって制御された第1の流量制御装置9を通り、少し減圧されて第2の分岐部11に流入する。
次に、除霜運転について説明する。空気調和装置100において、全暖房運転又は暖房主体運転が行われると、第1の熱源側熱交換器41又は第2の熱源側熱交換器42に霜が付着する場合がある。第1の熱源側熱交換器41又は第2の熱源側熱交換器42に付着した霜を除去するため、除霜運転が行われる。
図7は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置100の除霜運転時の第1状態を示す回路図である。次に、除霜運転の第1状態について説明する。除霜運転が行われる際、第2の流量制御装置13及び第3の流量制御装置15に流れる冷媒が流動音を発生する場合がある。第1状態は、第2の流量制御装置13及び第3の流量制御装置15に流れる冷媒が流動音を発生しない場合の状態である。図7に示すように、圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替弁2を通り、熱源側熱交換ユニット3において第1の熱源側熱交換器41又は第2の熱源側熱交換器42に流入し、第1の熱源側熱交換器41又は第2の熱源側熱交換器42に付着した霜を溶かす。そして、冷媒は、第1の熱源側熱交換器41又は第2の熱源側熱交換器42において、空気と熱交換されて凝縮液化される。この冷媒は、その後、第3の逆止弁32、第2の接続配管7、気液分離装置12の順に流れる。
図8は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置100の除霜運転時の第2状態を示す回路図である。次に、除霜運転の第2状態について説明する。除霜運転が行われる際、第2の流量制御装置13及び第3の流量制御装置15に流れる冷媒が流動音を発生する場合がある。第2状態は、第2の流量制御装置13及び第3の流量制御装置15に流れる冷媒が流動音を発生する場合の状態である。図8に示すように、圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替弁2を通り、熱源側熱交換ユニット3において第1の熱源側熱交換器41又は第2の熱源側熱交換器42に流入し、第1の熱源側熱交換器41又は第2の熱源側熱交換器42に付着した霜を溶かす。そして、冷媒は、第1の熱源側熱交換器41又は第2の熱源側熱交換器42において、空気と熱交換されて凝縮液化される。この冷媒は、その後、第3の逆止弁32、第2の接続配管7、気液分離装置12の順に流れる。
図13は、本発明の実施の形態1の第1変形例に係る空気調和装置100の動作を示すフローチャートである。次に、本実施の形態1の第1変形例について説明する。第1変形例では、図10のステップST3における動作が、実施の形態1と相違し、判断手段72は、冷房用電磁弁31の一方の圧力と冷房用電磁弁31の他方の圧力との差に基づいて、冷媒の流動音が発生するか否かを判断するものである。
図14は、本発明の実施の形態1の第2変形例に係る空気調和装置100の動作を示すフローチャートである。次に、本実施の形態1の第2変形例について説明する。第2変形例では、図10のステップST3における動作が、実施の形態1と相違し、判断手段72は、暖房運転している室内機が有する室内側熱交換器5の出口側のサブクール値に基づいて、冷媒の流動音が発生するか否かを判断するものである。
図15は、本発明の実施の形態1の第3変形例に係る空気調和装置100の動作を示すフローチャートである。次に、本実施の形態1の第3変形例について説明する。第3変形例では、図10のステップST3における動作が、実施の形態1と相違し、判断手段72は、暖房運転している室内機が有する室内側熱交換器5が停止してから停止閾値時間が経過したか否かによって、冷媒の流動音が発生するか否かを判断するものである。
Claims (13)
- 圧縮機、流路切替弁及び熱源側熱交換器を有する熱源機と、
それぞれ第1の流量制御装置及び室内側熱交換器を有し、冷房運転又は暖房運転する複数の室内機と、
第1の接続配管及び第2の接続配管によって前記熱源機に接続され、複数のガス枝管及び複数の液枝管によって複数の前記室内機にそれぞれ接続され、前記熱源機から供給される冷媒を複数の前記室内機に分配する中継機と、
前記中継機の動作を制御する制御部と、を備え、
前記中継機は、
前記液枝管と前記第2の接続配管との間に流れる冷媒の状態を検出する液状態検出部と、
流入する冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離するものであって、流入側が前記第2の接続配管に接続され、ガス流出側が前記ガス枝管に接続され、液流出側が前記液枝管及び前記第1の接続配管に接続された気液分離装置と、
前記気液分離装置の液流出側に設けられ、暖房運転時に閉止され、冷房運転時に開放され、冷媒の流量を調整する第2の流量制御装置と、
前記第2の流量制御装置の下流側に設けられ、冷媒の流量を調整する第3の流量制御装置と、
一方が前記ガス枝管に接続され、他方が前記第1の接続配管に接続され、冷房運転時に開放され、暖房運転時に閉止される複数の冷房用電磁弁と、
一方が前記ガス枝管に接続され、他方が前記気液分離装置のガス流出側に接続され、暖房運転時に開放され、冷房運転時に閉止される暖房用電磁弁と、を有し、
前記制御部は、
前記熱源機が暖房運転から除霜運転に切り替えたとき、前記流路切替弁を切り替え、前記暖房用電磁弁を閉止し、前記第2の流量制御装置を開放する弁制御手段と、
前記第2の流量制御装置に冷媒が流通する際に、前記液状態検出部によって検出された冷媒の状態に基づいて、前記第2の流量制御装置又は前記第3の流量制御装置に流れる冷媒が流動音を発生するか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段によって前記第2の流量制御装置又は前記第3の流量制御装置に流れる冷媒が流動音を発生すると判断された場合、前記暖房用電磁弁及び前記冷房用電磁弁を順次開放するように前記弁制御手段を制御するタイミング制御手段と、を有し、
前記タイミング制御手段は、
複数の前記冷房用電磁弁のうち、Cv値が小さい冷房用電磁弁を先に開放するように前記弁制御手段を制御する
空気調和装置。 - 前記ガス枝管に流れる冷媒の状態を検出するガス状態検出部を更に備え、
前記判断手段は、
前記暖房用電磁弁に冷媒が流通する際に、前記ガス状態検出部によって検出された冷媒の状態に基づいて、前記暖房用電磁弁に流れる冷媒が流動音を発生するか否かを判断する機能を有する
請求項1記載の空気調和装置。 - 前記タイミング制御手段は、
前記判断手段によって前記暖房用電磁弁に流れる冷媒が流動音を発生しないと判断された場合、前記暖房用電磁弁を開放し、時間閾値が経過したとき、前記冷房用電磁弁を開放するように前記弁制御手段を制御する
請求項2記載の空気調和装置。 - 前記冷房用電磁弁は、互いに並列に接続された複数の冷房用電磁弁であり、
前記タイミング制御手段は、
前記判断手段によって前記暖房用電磁弁に流れる冷媒が流動音を発生しないと判断された場合、前記暖房用電磁弁を開放し、時間閾値が経過したとき、複数の前記冷房用電磁弁を開放するように前記弁制御手段を制御する
請求項3記載の空気調和装置。 - 前記タイミング制御手段は、
前記判断手段によって前記暖房用電磁弁に流れる冷媒が流動音を発生すると判断された場合、前記暖房用電磁弁を閉止すると共に前記冷房用電磁弁を開放し、時間閾値が経過したとき、前記暖房用電磁弁を開放するように前記弁制御手段を制御する
請求項2記載の空気調和装置。 - 前記タイミング制御手段は、
それぞれの前記ガス枝管に接続された前記暖房用電磁弁を順次開放するように前記弁制御手段を制御する
請求項5記載の空気調和装置。 - 前記タイミング制御手段は、
前記判断手段によって前記暖房用電磁弁に流れる冷媒が流動音を発生すると判断された場合、前記暖房用電磁弁を開放すると共に前記冷房用電磁弁を閉止し、時間閾値が経過したとき、前記冷房用電磁弁を開放するように前記弁制御手段を制御する
請求項2記載の空気調和装置。 - 前記冷房用電磁弁は、互いに並列に接続された複数の冷房用電磁弁であり、
前記タイミング制御手段は、
前記判断手段によって前記暖房用電磁弁に流れる冷媒が流動音を発生すると判断された場合、前記暖房用電磁弁を開放すると共に前記冷房用電磁弁のうち一つを開放し、時間閾値が経過したとき、閉止された前記冷房用電磁弁のうち一つを開放するように前記弁制御手段を制御する
請求項2記載の空気調和装置。 - 前記弁制御手段は、
それぞれの前記ガス枝管に接続された前記冷房用電磁弁を順次開放するように前記弁制御手段を制御する
請求項7又は8記載の空気調和装置。 - 前記ガス状態検出部は、
前記液枝管と前記第1の接続配管とが接続された部分に流通する冷媒の圧力を検出する合流圧力検出センサと、
前記気液分離装置の液流出側の冷媒の圧力を検出する液流出圧力検出センサと、を有し、
前記判断手段は、
前記合流圧力検出センサ及び前記液流出圧力検出センサによって検出された冷媒の圧力差が閾値以上の場合、前記冷房用電磁弁に流れる冷媒が流動音を発生すると判断するものである
請求項2〜9のいずれか1項に記載の空気調和装置。 - 前記ガス状態検出部は、
前記気液分離装置の液流出側の冷媒の圧力を検出する液流出圧力検出センサと、
前記液枝管に流通する冷媒の温度を検出する液管温度検出センサと、を有し、
前記判断手段は、
前記液流出圧力検出センサによって検出された冷媒の圧力に対応する冷媒の温度と、前記液管温度検出センサによって検出された冷媒の温度とに基づいて演算された前記室内側熱交換器の出口側のサブクール値が、サブクール閾値以上である場合、前記冷房用電磁弁に流れる冷媒が流動音を発生すると判断するものである
請求項2〜10のいずれか1項に記載の空気調和装置。 - 前記ガス状態検出部は、
前記液枝管と前記第1の接続配管とが接続された部分に流通する冷媒の圧力を検出する合流圧力検出センサと、
前記ガス枝管に流通する冷媒の温度を検出するガス管温度検出センサと、を有し、
前記判断手段は、
前記合流圧力検出センサによって検出された冷媒の圧力と、前記ガス管温度検出センサによって検出された冷媒の温度に対応する冷媒の圧力との差が、圧力差閾値以上である場合、前記冷房用電磁弁に流れる冷媒が流動音を発生すると判断するものである
請求項2〜11のいずれか1項に記載の空気調和装置。 - 前記判断手段は、
暖房運転している前記室内機が有する前記室内側熱交換器が停止してから停止閾値時間が経過するまでの間、前記冷房用電磁弁に流れる冷媒が流動音を発生すると判断するものである
請求項1〜12のいずれか1項に記載の空気調和装置。
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