JP7476423B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Description
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態に係る冷凍サイクル装置1の冷凍サイクルを概略的に示す回路図である。冷凍サイクル装置1は、冷却モードもしくは加熱モード、あるいは両モードでそれぞれ運転が可能であり、例えば空気調和機、水冷式熱源機、空冷式ヒートポンプチリングユニット、コンデンシングユニットなどとして適用可能である。
凝縮器3は、圧縮機2から吐出された高温・高圧の気相冷媒を空気などとの熱交換により凝縮し、高圧の液相冷媒に変化させる。
主流路膨張弁4は、凝縮器3で凝縮され、後述するように過冷却熱交換器8において熱交換された高圧の液相冷媒を減圧させ、低圧の気液二相冷媒に変化させる。
蒸発器5は、主流路膨張弁4を通過した気液二相冷媒を空気などとの熱交換により蒸発させ、低温・低圧の気相冷媒に変化させる。
分岐路膨張弁7は、分岐路61を流れる高圧の液相冷媒を減圧させ、低圧の気液二相冷媒に変化させる。また、分岐路膨張弁7は、その開度に応じて分岐路61を流れる該冷媒の流量を調整する。
これに対し、運転停止条件が成立する場合、制御部9は、冷凍サイクル装置1の運転を停止する(S110)。
すなわち、冷凍サイクル装置1が運転されている間、一連のハイブリッドインジェクション処理が繰り返される。そして、冷凍サイクル装置1が運転停止されると、一連のハイブリッドインジェクション処理も終了する。
図6は、本実施形態に係る冷凍サイクル装置1bの冷凍サイクルを概略的に示す回路図である。図6に示すように、冷凍サイクル装置1bは、冷凍サイクル装置1の主たる要素と同様に、圧縮機2、凝縮器3、膨張弁(以下、第1の主流路膨張弁という)4、蒸発器5、四方弁(図示省略)、第1の検出部(吐出温度センサ)21、第2の検出部(吐出圧センサ)22、第3の検出部(吸込圧センサ)23、制御部9などを備えている。加えて、冷凍サイクル装置1bは、膨張弁(以下、第2の主流路膨張弁という)10、気液分離器11を備えている。これらは、冷媒が循環する冷媒配管(主流路)6で接続されている。
その際、図2に示すS106において、過熱度が第2の目標値となるように分岐路膨張弁7の開度を調整する過熱度制御(ガスインジェクション)を行う際、制御部9は開閉弁12を開閉(一例として全開)する。制御部9は、例えばインジェクション流路62において合流点63を通過する前後の冷媒の温度差により過熱度を算出する。合流点63を通過する前の冷媒温度は、例えば合流点の上流でインジェクション流路62の配管内に検出素子が配置された温度センサ(図示省略)によって検出される。合流点63を通過した後前の冷媒温度は、例えば合流点の下流でインジェクション流路62の配管内に検出素子が配置された温度センサ(図示省略)によって検出される。
Claims (7)
- 冷媒が循環する主流路と、
前記主流路へ前記冷媒を吐出する圧縮機と、
前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、
前記冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記凝縮器から前記蒸発器へ流れる前記冷媒の一部を前記凝縮器の下流で前記主流路から分流させる分岐路と、
前記分岐路を流れる前記冷媒の流量を調整する膨張弁と、
前記膨張弁を通過して前記分岐路を流れる前記冷媒と前記凝縮器の下流で前記主流路を流れる前記冷媒とで熱交換を行う過冷却熱交換器と、
前記過冷却熱交換器から流出する分流側の前記冷媒を前記圧縮機に注入するインジェクション流路と、
前記膨張弁の開度を調整するための判定条件を判定し、前記膨張弁の開度を目標値に応じて調整する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記判定条件の成否に応じて、前記圧縮機からの前記冷媒の吐出温度に対する第1の目標値もしくは前記インジェクション流路を流れる前記冷媒の過熱度に対する第2の目標値のいずれかを前記目標値とし、
前記判定条件として、前記膨張弁の開度が所定開度以下であるか否かを判定する第1の判定条件、前記第1の目標値と前記吐出温度との差が所定差以上であるか否かもしくは前記吐出温度が前記第1の目標値よりも小さい所定閾値以下であるか否かを判定する第2の判定条件、前記圧縮機からの前記冷媒の吐出圧と前記圧縮機への前記冷媒の吸込圧により算出される圧縮比に対して、前記圧縮機の回転数が所定回転数以下であるか否かを判定する第3の判定条件のうちの少なくとも一つを判定し、
前記第1の判定条件、前記第2の判定条件、前記第3の判定条件の少なくとも一つが成立する場合、前記過熱度が前記第2の目標値となるように前記膨張弁の開度を調整する過熱度制御を行い、
前記第1の判定条件、前記第2の判定条件、前記第3の判定条件のいずれも成立しない場合、前記吐出温度が前記第1の目標値となるように前記膨張弁の開度を調整する吐出温度制御を行う
冷凍サイクル装置。 - 前記第1の判定条件において、前記所定開度は、前記膨張弁の最大開度の10%である
請求項1に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記過熱度制御における前記膨張弁の開度の上限値は、前記吐出温度制御における前記膨張弁の開度の上限値よりも小さい
請求項1に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記過熱度制御における前記膨張弁の開度の上限値は、前記吐出温度制御における前記膨張弁の開度の上限値の50%以下である
請求項3に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記膨張弁が全閉よりも大きな開度で流量がゼロとなる弁構造を有する場合、前記過熱度制御における前記膨張弁の開度の下限値は、前記膨張弁を流れる前記冷媒の流量がゼロより大きな開度である
請求項1に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記圧縮機は、ロータリ圧縮機構を備える
請求項1に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記過冷却熱交換器に代えて、前記分岐路で分流されずに前記主流路を流れる前記冷媒を気液分離する気液分離器を備えるとともに、
前記気液分離器で分離された気相冷媒と前記膨張弁を通過して前記分岐路を流れる前記冷媒とを合流させて前記圧縮機に注入するインジェクション流路と、
前記インジェクション流路において、前記膨張弁を通過して前記分岐路を流れる前記冷媒に対し、前記気液分離器で分離された気相冷媒を合流させるか否かを切り換える開閉弁と、を備える
請求項1から6のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
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