JPH06241592A - 多室空調型ヒートポンプシステム及び同システム用レシーバ - Google Patents
多室空調型ヒートポンプシステム及び同システム用レシーバInfo
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- JPH06241592A JPH06241592A JP5056520A JP5652093A JPH06241592A JP H06241592 A JPH06241592 A JP H06241592A JP 5056520 A JP5056520 A JP 5056520A JP 5652093 A JP5652093 A JP 5652093A JP H06241592 A JPH06241592 A JP H06241592A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/13—Economisers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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- F25B2400/23—Separators
Landscapes
- Air Conditioning Control Device (AREA)
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 冷媒の分配性を高めると共に、圧力損失を低
減する。 【構成】 冷房時において、電子膨張弁４の下流に気液
分離機能を備えたレシーバ３を配置し、分離された気相
冷媒を室内機を通さずにレシーバ３からコンプレッサ１
に戻すためのバイパス路９を設け、室内機の熱交換器６
を通った後の冷媒の過熱度に応じて電子膨張弁４の開度
を制御するようにした。 【効果】 液相の冷媒のみを室内機に供給することがで
きて冷媒の分配性が向上する。また、室内機とその前後
の配管に流れる冷媒の量が少なくなるため圧力損失を低
減でき、比体積の大きな代替フロンの使用が容易とな
る。
減する。 【構成】 冷房時において、電子膨張弁４の下流に気液
分離機能を備えたレシーバ３を配置し、分離された気相
冷媒を室内機を通さずにレシーバ３からコンプレッサ１
に戻すためのバイパス路９を設け、室内機の熱交換器６
を通った後の冷媒の過熱度に応じて電子膨張弁４の開度
を制御するようにした。 【効果】 液相の冷媒のみを室内機に供給することがで
きて冷媒の分配性が向上する。また、室内機とその前後
の配管に流れる冷媒の量が少なくなるため圧力損失を低
減でき、比体積の大きな代替フロンの使用が容易とな
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、１台の室外機に複数
の室内機を接続し、同時に３〜４室程度の複数の部屋の
空調を行うように構成されたいわゆる多室空調型ヒート
ポンプシステムに関するものである。
の室内機を接続し、同時に３〜４室程度の複数の部屋の
空調を行うように構成されたいわゆる多室空調型ヒート
ポンプシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図９は、この種のシステムの冷房時にお
ける一般的な冷媒回路の基本構成を示したものであり、
冷媒回路はコンプレッサ１から室外機の熱交換器２、レ
シーバ３、電子膨張弁４、複数のキャピラリ５及び室内
機の熱交換器６、の順に冷媒が流れてコンプレッサ１に
戻るように構成してある。電子膨張弁４はコントローラ
７によりステップモータ４ａを駆動されてその開度が制
御されるものであり、開度は、熱交換器６を通った後の
冷媒の温度を温度センサ８で検出し、これから算出され
る冷媒の過熱度に応じて制御される。キャピラリ５は各
熱交換器６の容量に応じて冷媒を分配する分配機構を兼
ねており、各熱交換器６への冷媒分配率はキャピラリ５
の径によってあらかじめ設定されている。
ける一般的な冷媒回路の基本構成を示したものであり、
冷媒回路はコンプレッサ１から室外機の熱交換器２、レ
シーバ３、電子膨張弁４、複数のキャピラリ５及び室内
機の熱交換器６、の順に冷媒が流れてコンプレッサ１に
戻るように構成してある。電子膨張弁４はコントローラ
７によりステップモータ４ａを駆動されてその開度が制
御されるものであり、開度は、熱交換器６を通った後の
冷媒の温度を温度センサ８で検出し、これから算出され
る冷媒の過熱度に応じて制御される。キャピラリ５は各
熱交換器６の容量に応じて冷媒を分配する分配機構を兼
ねており、各熱交換器６への冷媒分配率はキャピラリ５
の径によってあらかじめ設定されている。
【０００３】図１０はこのような冷媒回路におけるＰ−
ｈ線図であり、図中のａ〜ｆの各点はそれぞれ図９中の
同じ符号の箇所における冷媒の状態に対応している。
ｈ線図であり、図中のａ〜ｆの各点はそれぞれ図９中の
同じ符号の箇所における冷媒の状態に対応している。
【０００４】冷房時には室外機の熱交換器２は凝縮器、
室内機の熱交換器６は蒸発器として作動しているが、電
子膨張弁４の下流のｃの部分では冷媒は圧力の低下に伴
って一部がガス化して気相と液相が併存する２相状態と
なっている。従来のシステムでは、この気相の存在のた
めにキャピラリ５による冷媒の分配に偏りが生じ、各室
内機の能力が不均等になりやすくなるという問題があ
り、システムを安定して動作させることが困難になる可
能性があった。
室内機の熱交換器６は蒸発器として作動しているが、電
子膨張弁４の下流のｃの部分では冷媒は圧力の低下に伴
って一部がガス化して気相と液相が併存する２相状態と
なっている。従来のシステムでは、この気相の存在のた
めにキャピラリ５による冷媒の分配に偏りが生じ、各室
内機の能力が不均等になりやすくなるという問題があ
り、システムを安定して動作させることが困難になる可
能性があった。
【０００５】また、地球環境保全のために冷媒として例
えばＨＦＣ１３４ａのような代替フロンの使用が検討さ
れているが、この代替フロンは従来のフロンと比べて比
体積が大きい。このため、上述のように気液２相状態の
冷媒をキャピラリ５から室内機の熱交換器６に送り込む
と従来よりも圧力損失が大きくなり、また室内機からコ
ンプレッサ１までの配管は５〜６ｍ以上とかなり長いの
が普通であるため、この配管部分での圧力損失も相当大
きくなり、結果として冷房性能が低下するという問題点
がある。
えばＨＦＣ１３４ａのような代替フロンの使用が検討さ
れているが、この代替フロンは従来のフロンと比べて比
体積が大きい。このため、上述のように気液２相状態の
冷媒をキャピラリ５から室内機の熱交換器６に送り込む
と従来よりも圧力損失が大きくなり、また室内機からコ
ンプレッサ１までの配管は５〜６ｍ以上とかなり長いの
が普通であるため、この配管部分での圧力損失も相当大
きくなり、結果として冷房性能が低下するという問題点
がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この発明はこれらの問
題に着目し、冷媒の分配性を高めると共に、圧力損失を
高めることなく代替フロンの使用を可能とすることを課
題としてなされたものである。
題に着目し、冷媒の分配性を高めると共に、圧力損失を
高めることなく代替フロンの使用を可能とすることを課
題としてなされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
めに、この出願の多室空調型ヒートポンプシステムで
は、冷房時において、コンプレッサから吐出された冷媒
が室外機の熱交換器、電子膨張弁、気液分離機能を備え
たレシーバ、キャピラリ、室内機の熱交換器、の順に流
れてコンプレッサに戻るように冷媒回路を構成すると共
に、分離された気相冷媒を室内機を通さずにレシーバか
らコンプレッサに戻すためのバイパス路を設け、室内機
の熱交換器を通った後の冷媒の過熱度に応じて電子膨張
弁の開度を制御するようにしている。
めに、この出願の多室空調型ヒートポンプシステムで
は、冷房時において、コンプレッサから吐出された冷媒
が室外機の熱交換器、電子膨張弁、気液分離機能を備え
たレシーバ、キャピラリ、室内機の熱交換器、の順に流
れてコンプレッサに戻るように冷媒回路を構成すると共
に、分離された気相冷媒を室内機を通さずにレシーバか
らコンプレッサに戻すためのバイパス路を設け、室内機
の熱交換器を通った後の冷媒の過熱度に応じて電子膨張
弁の開度を制御するようにしている。
【０００８】上記の電子膨張弁の開度制御は次のように
行われる。すなわち、制御対象である室内機、レシーバ
及び配管系について、運転条件と各機材の特性値との関
係を表す伝達関数をあらかじめ求めておき、運転条件に
応じて所望の冷媒過熱度を得るべく上記伝達関数に基づ
いて電子膨張弁の開度を決定するのである。
行われる。すなわち、制御対象である室内機、レシーバ
及び配管系について、運転条件と各機材の特性値との関
係を表す伝達関数をあらかじめ求めておき、運転条件に
応じて所望の冷媒過熱度を得るべく上記伝達関数に基づ
いて電子膨張弁の開度を決定するのである。
【０００９】また、このシステムに用いられるレシーバ
は、通路面積の小さい連絡穴を備えた中間隔壁を容器本
体の内部に設け、冷媒の入口と液相冷媒の出口とを中間
隔壁より下側の容器本体底部に位置させると共に、気相
冷媒の出口を中間隔壁より上側の容器本体上部に位置さ
せている。また冷媒の入口と液相冷媒の出口の間に迂回
用仕切り板を配置することにより、入口と出口間の実質
的な距離が大きく、且つ上部が容器本体内に開放してい
る冷媒流路を形成している。
は、通路面積の小さい連絡穴を備えた中間隔壁を容器本
体の内部に設け、冷媒の入口と液相冷媒の出口とを中間
隔壁より下側の容器本体底部に位置させると共に、気相
冷媒の出口を中間隔壁より上側の容器本体上部に位置さ
せている。また冷媒の入口と液相冷媒の出口の間に迂回
用仕切り板を配置することにより、入口と出口間の実質
的な距離が大きく、且つ上部が容器本体内に開放してい
る冷媒流路を形成している。
【００１０】図１はこの発明における冷房時の冷媒回路
の基本構成を図９に対応させて示した図、図２はそのＰ
−ｈ線図である。図１では図９と基本的に同じ部分は同
一の符号で示してあり、また図２中のａ〜ｆの各点は図
１中の同じ符号の箇所における冷媒の状態に対応してい
る。図１から明らかなように、この発明ではコンプレッ
サ１から室外機の熱交換器２、電子膨張弁４、レシーバ
３、複数のキャピラリ５及び室内機の熱交換器６、の順
に冷媒が流れてコンプレッサ１に戻るように冷媒回路を
構成し、更にキャピラリ９ａを備えたバイパス路９がレ
シーバ３とコンプレッサ１の吸入側との間に設けられて
いる。
の基本構成を図９に対応させて示した図、図２はそのＰ
−ｈ線図である。図１では図９と基本的に同じ部分は同
一の符号で示してあり、また図２中のａ〜ｆの各点は図
１中の同じ符号の箇所における冷媒の状態に対応してい
る。図１から明らかなように、この発明ではコンプレッ
サ１から室外機の熱交換器２、電子膨張弁４、レシーバ
３、複数のキャピラリ５及び室内機の熱交換器６、の順
に冷媒が流れてコンプレッサ１に戻るように冷媒回路を
構成し、更にキャピラリ９ａを備えたバイパス路９がレ
シーバ３とコンプレッサ１の吸入側との間に設けられて
いる。
【００１１】すなわち、従来は暖房と冷房のいずれの場
合にもレシーバ３を電子膨張弁４の上流に位置させるた
めに、多くの逆止弁を用いて複雑な冷媒回路を構成して
いたのに対して、この発明ではレシーバ３と電子膨張弁
４の順序が冷房時に従来と逆になっているのであり、コ
ントローラ７による電子膨張弁４の開度制御は、運転条
件に応じて所望の冷媒過熱度を得るべく、あらかじめ求
められた伝達関数に基づいて従来よりも高精度に行われ
る。また、レシーバ３は従来と同じものではなく、この
発明に適するような改良が施されたものであることが望
ましい。
合にもレシーバ３を電子膨張弁４の上流に位置させるた
めに、多くの逆止弁を用いて複雑な冷媒回路を構成して
いたのに対して、この発明ではレシーバ３と電子膨張弁
４の順序が冷房時に従来と逆になっているのであり、コ
ントローラ７による電子膨張弁４の開度制御は、運転条
件に応じて所望の冷媒過熱度を得るべく、あらかじめ求
められた伝達関数に基づいて従来よりも高精度に行われ
る。また、レシーバ３は従来と同じものではなく、この
発明に適するような改良が施されたものであることが望
ましい。
【００１２】
【作用】電子膨張弁とキャピラリの間に気液分離機能を
備えたレシーバが配置され、気相冷媒はレシーバで分離
されてバイパス路を経てコンプレッサに戻るため、キャ
ピラリへは液相冷媒のみが送り込まれるようになって分
配性が向上し、各室内機に所定量の冷媒が設定通りに分
配される。また、液相の冷媒よりも容積が大きい気相冷
媒が室内機に送られないので、圧力損失を増加させない
で代替フロンを使用することが容易になる。なお、気相
冷媒は冷房に寄与しないので冷房性能は低下しない。
備えたレシーバが配置され、気相冷媒はレシーバで分離
されてバイパス路を経てコンプレッサに戻るため、キャ
ピラリへは液相冷媒のみが送り込まれるようになって分
配性が向上し、各室内機に所定量の冷媒が設定通りに分
配される。また、液相の冷媒よりも容積が大きい気相冷
媒が室内機に送られないので、圧力損失を増加させない
で代替フロンを使用することが容易になる。なお、気相
冷媒は冷房に寄与しないので冷房性能は低下しない。
【００１３】また、容器本体の内部に通路面積の小さい
連絡穴を備えた中間隔壁を設けたレシーバは、動的には
中間隔壁より下側の部分が小容量の容器本体として作動
し、静的には全体が大容量の容器本体として作動する。
このため、電子膨張弁の開閉に伴う冷媒流量の急激な変
動に対してはレスポンスよく作動して電子膨張弁のより
厳密な開度制御が可能となる一方、比較的緩やかな液相
冷媒のレベル変動も十分に吸収される。
連絡穴を備えた中間隔壁を設けたレシーバは、動的には
中間隔壁より下側の部分が小容量の容器本体として作動
し、静的には全体が大容量の容器本体として作動する。
このため、電子膨張弁の開閉に伴う冷媒流量の急激な変
動に対してはレスポンスよく作動して電子膨張弁のより
厳密な開度制御が可能となる一方、比較的緩やかな液相
冷媒のレベル変動も十分に吸収される。
【００１４】また、冷媒の入口と出口間の実質的な距離
が大きく、且つ上部が容器本体内に開放している冷媒流
路を形成したレシーバは、冷媒が冷媒流路を移動してい
る時間が長くなってガス化した気相冷媒が十分に分離さ
れる。
が大きく、且つ上部が容器本体内に開放している冷媒流
路を形成したレシーバは、冷媒が冷媒流路を移動してい
る時間が長くなってガス化した気相冷媒が十分に分離さ
れる。
【００１５】
【実施例】図３は具体的な一実施例の冷媒回路図であ
る。鎖線の左側は室外機側を、右側は室内機側をそれぞ
れ示しており、１１は室外ファン、１２は四方弁、１３
はアキュムレータ、１４は各熱交換器６への冷媒管路に
設けた開閉弁、１５は温度センサ、１６は圧力センサで
ある。制御目標である吸入ラインの冷媒過熱度は「温度
センサ８による吸入冷媒温度−吸入冷媒飽和温度」で与
えられ、吸入冷媒飽和温度は圧力センサ１６による検出
圧力あるいは温度センサ１５による検出温度からの換算
で求めることができる。なお、四方弁１２によって冷媒
の流れが冷房あるいは暖房に切り替えられるようになっ
ており、図は冷房状態を示している。
る。鎖線の左側は室外機側を、右側は室内機側をそれぞ
れ示しており、１１は室外ファン、１２は四方弁、１３
はアキュムレータ、１４は各熱交換器６への冷媒管路に
設けた開閉弁、１５は温度センサ、１６は圧力センサで
ある。制御目標である吸入ラインの冷媒過熱度は「温度
センサ８による吸入冷媒温度−吸入冷媒飽和温度」で与
えられ、吸入冷媒飽和温度は圧力センサ１６による検出
圧力あるいは温度センサ１５による検出温度からの換算
で求めることができる。なお、四方弁１２によって冷媒
の流れが冷房あるいは暖房に切り替えられるようになっ
ており、図は冷房状態を示している。
【００１６】図３においてコンプレッサ１が運転される
と、冷媒は液相の状態で熱交換器２に送られて冷却さ
れ、電子膨張弁４の開閉に応じてレシーバ３に送られ
る。このレシーバ３で冷媒は気相と液相に分離され、液
相の冷媒のみがキャピラリ５に送られて所定の分配率で
各熱交換器６に供給されるが、気相の冷媒、すなわちフ
ラッシュガスはバイパス路９を経てコンプレッサ１の吸
入側に戻される。なお、レシーバ３で分離された後の気
相と液相の量は、重量比でレシーバ３に流入する冷媒の
約２０〜３０％が気相、残りの約７０〜８０％が液相で
ある。
と、冷媒は液相の状態で熱交換器２に送られて冷却さ
れ、電子膨張弁４の開閉に応じてレシーバ３に送られ
る。このレシーバ３で冷媒は気相と液相に分離され、液
相の冷媒のみがキャピラリ５に送られて所定の分配率で
各熱交換器６に供給されるが、気相の冷媒、すなわちフ
ラッシュガスはバイパス路９を経てコンプレッサ１の吸
入側に戻される。なお、レシーバ３で分離された後の気
相と液相の量は、重量比でレシーバ３に流入する冷媒の
約２０〜３０％が気相、残りの約７０〜８０％が液相で
ある。
【００１７】このように、キャピラリ５へは液相冷媒の
みが送り込まれるようになって分配性が向上し、各室内
機は所定の能力で運転される。また、全体の７０〜８０
％の液相冷媒のみが室内機に送られ、体積では約５０〜
６５％となるので、それだけ圧力損失が低減される。
みが送り込まれるようになって分配性が向上し、各室内
機は所定の能力で運転される。また、全体の７０〜８０
％の液相冷媒のみが室内機に送られ、体積では約５０〜
６５％となるので、それだけ圧力損失が低減される。
【００１８】この場合のＰ−ｈ線図は図２に示すように
なっており、冷房に寄与しないフラッシュガスは破線で
示すようにｃ点からｆ点に直接戻るが、液相冷媒は実線
のようにエンタルピーの小さいｄ点まで移動した後、ｅ
点を経てｆ点まで戻っている。ここで、図１０と図２は
いずれも前述した代替フロンＨＦＣ１３４ａを使用した
場合の線図であって、両者を比較するとｄ点〜ｅ点の距
離は図２の方が大きく、冷房効果が向上することが示さ
れている。
なっており、冷房に寄与しないフラッシュガスは破線で
示すようにｃ点からｆ点に直接戻るが、液相冷媒は実線
のようにエンタルピーの小さいｄ点まで移動した後、ｅ
点を経てｆ点まで戻っている。ここで、図１０と図２は
いずれも前述した代替フロンＨＦＣ１３４ａを使用した
場合の線図であって、両者を比較するとｄ点〜ｅ点の距
離は図２の方が大きく、冷房効果が向上することが示さ
れている。
【００１９】発明者の研究によれば、図９に示す従来の
冷媒回路の場合には、従来から使用されているフロンＨ
ＣＦＣ２２に代えて代替フロンＨＦＣ１３４ａを使用す
ると冷房性能が低下するが、この発明の冷媒回路を採用
すれば代替フロンＨＦＣ１３４ａを使用しても従来とほ
ぼ同等の性能を得ることが可能であった。具体的な数値
を例示すれば、冷房装置の性能を示す特性の一つである
ＣＯＰ(冷房能力／コンプレッサ動力)は、フロンＨＣＦ
Ｃ２２を使用した従来例が２．３９、その冷媒を代替フ
ロンＨＦＣ１３４ａに代えた場合が２．０８であるのに
対して、この発明によれば代替フロンＨＦＣ１３４ａを
使用しても２．３４となり、従来とほぼ同等の性能が得
られている。
冷媒回路の場合には、従来から使用されているフロンＨ
ＣＦＣ２２に代えて代替フロンＨＦＣ１３４ａを使用す
ると冷房性能が低下するが、この発明の冷媒回路を採用
すれば代替フロンＨＦＣ１３４ａを使用しても従来とほ
ぼ同等の性能を得ることが可能であった。具体的な数値
を例示すれば、冷房装置の性能を示す特性の一つである
ＣＯＰ(冷房能力／コンプレッサ動力)は、フロンＨＣＦ
Ｃ２２を使用した従来例が２．３９、その冷媒を代替フ
ロンＨＦＣ１３４ａに代えた場合が２．０８であるのに
対して、この発明によれば代替フロンＨＦＣ１３４ａを
使用しても２．３４となり、従来とほぼ同等の性能が得
られている。
【００２０】また、この発明によれば冷房時と暖房時で
電子膨張弁４とレシーバ３の接続を変える必要がないの
で、逆止弁等を多く使用した複雑な冷媒回路が不要とな
り、大幅なコスト低減も可能となる。更に、レシーバ３
が電子膨張弁４の下流にあるために、電子膨張弁４を冷
媒が通過する時の通過音がレシーバ３で遮断されて室内
機に伝わらず、運転音が静かになるという効果も得られ
る。
電子膨張弁４とレシーバ３の接続を変える必要がないの
で、逆止弁等を多く使用した複雑な冷媒回路が不要とな
り、大幅なコスト低減も可能となる。更に、レシーバ３
が電子膨張弁４の下流にあるために、電子膨張弁４を冷
媒が通過する時の通過音がレシーバ３で遮断されて室内
機に伝わらず、運転音が静かになるという効果も得られ
る。
【００２１】図４及び図５は電子膨張弁４の開度制御の
手順を例示したフローチャートである。まず、ステップ
Ｓ１では所定の時間Ｔ１の経過後、コンプレッサ１の回
転数Ｎｃと吸入圧Ｐｓを検出して冷媒流量Ｇｒを計算
し、更に電子膨張弁４のパルスを検出することにより、
現在の運転条件を検出する。
手順を例示したフローチャートである。まず、ステップ
Ｓ１では所定の時間Ｔ１の経過後、コンプレッサ１の回
転数Ｎｃと吸入圧Ｐｓを検出して冷媒流量Ｇｒを計算
し、更に電子膨張弁４のパルスを検出することにより、
現在の運転条件を検出する。
【００２２】次のステップＳ２は、検出された運転条件
に応じた計算を各機材の伝達関数に基づいて行うステッ
プであり、電子膨張弁の冷媒流量ゲインＫｅｘ２、レシ
ーバの冷媒流量に対する応答時定数、すなわち遅れＴｒ
ｅ、配管の冷媒流量に対する応答ムダ時間Ｌｐｉ、蒸発
器の圧力ゲインＫｅｖ１及び遅れＴｅｖ１、蒸発器の出
口温度ゲインＫｅｖ２、遅れＴｅｖ２、ムダ時間Ｌｅｖ
２がそれぞれ計算される。これらの計算には、使用され
る機材、すなわち電子膨張弁、配管、レシーバ、熱交換
器等の動特性値を事前の実験によって求めた実験式が用
いられる。
に応じた計算を各機材の伝達関数に基づいて行うステッ
プであり、電子膨張弁の冷媒流量ゲインＫｅｘ２、レシ
ーバの冷媒流量に対する応答時定数、すなわち遅れＴｒ
ｅ、配管の冷媒流量に対する応答ムダ時間Ｌｐｉ、蒸発
器の圧力ゲインＫｅｖ１及び遅れＴｅｖ１、蒸発器の出
口温度ゲインＫｅｖ２、遅れＴｅｖ２、ムダ時間Ｌｅｖ
２がそれぞれ計算される。これらの計算には、使用され
る機材、すなわち電子膨張弁、配管、レシーバ、熱交換
器等の動特性値を事前の実験によって求めた実験式が用
いられる。
【００２３】ここで、蒸発器の圧力ゲインＫｅｖ１は冷
媒流量／低圧側容積に対する出口圧力変化／冷媒流量変
化の関係を、蒸発器の遅れＴｅｖ１は出口圧力時定数、
すなわち冷媒流量／低圧側容積に対する出口圧力時定数
の関係をそれぞれ意味している。また、蒸発器の出口温
度ゲインＫｅｖ２は冷媒流量／（過熱度×被冷却流体熱
容量）に対する出口温度変化量／冷媒流量変化量の関係
を、出口温度遅れＴｅｖ２は冷却質量速度に対する時定
数の関係を、出口温度ムダ時間Ｌｅｖ２は冷却質量速度
に対するムダ時間／伝熱管長の関係をそれぞれ意味して
いる。
媒流量／低圧側容積に対する出口圧力変化／冷媒流量変
化の関係を、蒸発器の遅れＴｅｖ１は出口圧力時定数、
すなわち冷媒流量／低圧側容積に対する出口圧力時定数
の関係をそれぞれ意味している。また、蒸発器の出口温
度ゲインＫｅｖ２は冷媒流量／（過熱度×被冷却流体熱
容量）に対する出口温度変化量／冷媒流量変化量の関係
を、出口温度遅れＴｅｖ２は冷却質量速度に対する時定
数の関係を、出口温度ムダ時間Ｌｅｖ２は冷却質量速度
に対するムダ時間／伝熱管長の関係をそれぞれ意味して
いる。
【００２４】ステップＳ３では、以上の計算結果を用い
て蒸発器の蒸発温度ゲインＫｔｅと出口温度ゲインＫｅ
ｖｏが計算される。そしてステップＳ４で両者を比較
し、その大小に応じてシステム特性値、すなわちゲイン
要素Ｋ、遅れ時間Ｔ及びムダ時間Ｌがそれぞれ計算さ
れ、ステップＳ５で電子膨張弁制御定数Ｋｐ、Ｔｉ及び
Ｔｄが計算される。
て蒸発器の蒸発温度ゲインＫｔｅと出口温度ゲインＫｅ
ｖｏが計算される。そしてステップＳ４で両者を比較
し、その大小に応じてシステム特性値、すなわちゲイン
要素Ｋ、遅れ時間Ｔ及びムダ時間Ｌがそれぞれ計算さ
れ、ステップＳ５で電子膨張弁制御定数Ｋｐ、Ｔｉ及び
Ｔｄが計算される。
【００２５】次のステップＳ６では、所定の時間Ｔ２の
経過後、蒸発器出口温度から冷媒蒸発温度を減算して冷
媒の過熱度ＳＨを検出し、これから電子膨張弁の制御出
力が計算される。そして所定の時間Ｔ３の経過後、制御
パルスが出力されて電子膨張弁の開度が変更されるので
ある。
経過後、蒸発器出口温度から冷媒蒸発温度を減算して冷
媒の過熱度ＳＨを検出し、これから電子膨張弁の制御出
力が計算される。そして所定の時間Ｔ３の経過後、制御
パルスが出力されて電子膨張弁の開度が変更されるので
ある。
【００２６】次に、上述のようなこの発明の冷媒回路に
使用するのに適したレシーバ３の実施例について述べ
る。
使用するのに適したレシーバ３の実施例について述べ
る。
【００２７】図６は通路面積の小さい連絡穴を備えた中
間隔壁を容器本体の内部に設けたものである。図におい
て３１は円筒状の容器本体、３２は電子膨張弁４に接続
されて冷媒の入口となる冷媒配管、３３はキャピラリ５
に接続されて冷媒の出口となる冷媒配管、３４はバイパ
ス路９に接続される冷媒配管、３５は中間隔壁である。
冷媒配管３２の開口部３２ａと冷媒配管３３の開口部３
３ａはそれぞれ容器本体３１の底部に位置しており、冷
媒配管３４の開口部３４ａは容器本体３１の上部に位置
している。
間隔壁を容器本体の内部に設けたものである。図におい
て３１は円筒状の容器本体、３２は電子膨張弁４に接続
されて冷媒の入口となる冷媒配管、３３はキャピラリ５
に接続されて冷媒の出口となる冷媒配管、３４はバイパ
ス路９に接続される冷媒配管、３５は中間隔壁である。
冷媒配管３２の開口部３２ａと冷媒配管３３の開口部３
３ａはそれぞれ容器本体３１の底部に位置しており、冷
媒配管３４の開口部３４ａは容器本体３１の上部に位置
している。
【００２８】また、中間隔壁３５は容器本体３１を上下
に２分するように下からほぼ１／３の高さに設けられ、
その中央部に小径の連絡穴３５ａが形成してある。な
お、３６は容器本体３１の底部の開口部３２ａと開口部
３３ａの間に設けられた波立ち防止用の仕切り板であ
る。
に２分するように下からほぼ１／３の高さに設けられ、
その中央部に小径の連絡穴３５ａが形成してある。な
お、３６は容器本体３１の底部の開口部３２ａと開口部
３３ａの間に設けられた波立ち防止用の仕切り板であ
る。
【００２９】上記の構造のレシーバ３では、冷媒が気液
２相流となって冷媒配管３２の開口部３２ａから容器本
体３１に供給されると、その比重の差からガス状の冷媒
が分離して中間隔壁３５の連絡穴３５ａを通って上昇す
る。従って、液相冷媒のみが冷媒配管３３から下流のキ
ャピラリ５に送り出され、気相となった冷媒は冷媒配管
３４から吸い出されてアキュムレータ１３に送られる。
２相流となって冷媒配管３２の開口部３２ａから容器本
体３１に供給されると、その比重の差からガス状の冷媒
が分離して中間隔壁３５の連絡穴３５ａを通って上昇す
る。従って、液相冷媒のみが冷媒配管３３から下流のキ
ャピラリ５に送り出され、気相となった冷媒は冷媒配管
３４から吸い出されてアキュムレータ１３に送られる。
【００３０】ここで電子膨張弁４の開閉に伴って冷媒流
量が急激に変動すると、連絡穴３５ａが小径で通過抵抗
が大きいために動的には連絡穴３５ａが塞がれた状態と
等価になる。このため、レシーバ３は中間隔壁３５から
下の小さな容量を持つものと同様にレスポンスよく作動
し、コントローラ７による制御信号の遅れが防止されて
電子膨張弁４の開度制御を適正に行うことが可能とな
る。一方、比較的緩やかな変動に対しては連絡穴３５ａ
の通過抵抗はごく小さいために、容量の大きな容器本体
３１全体がレシーバとして作動し、液相冷媒のレベル変
動が吸収される。このように、良好なレスポンスを得る
ためには容量が小さく、液相冷媒のレベル変動の吸収に
は容量が大きいことが望ましいという相反する要求を同
時に満たすことができるのである。
量が急激に変動すると、連絡穴３５ａが小径で通過抵抗
が大きいために動的には連絡穴３５ａが塞がれた状態と
等価になる。このため、レシーバ３は中間隔壁３５から
下の小さな容量を持つものと同様にレスポンスよく作動
し、コントローラ７による制御信号の遅れが防止されて
電子膨張弁４の開度制御を適正に行うことが可能とな
る。一方、比較的緩やかな変動に対しては連絡穴３５ａ
の通過抵抗はごく小さいために、容量の大きな容器本体
３１全体がレシーバとして作動し、液相冷媒のレベル変
動が吸収される。このように、良好なレスポンスを得る
ためには容量が小さく、液相冷媒のレベル変動の吸収に
は容量が大きいことが望ましいという相反する要求を同
時に満たすことができるのである。
【００３１】上記の実施例はこの発明に必要となる良好
なレスポンスを得るためのものであるが、図７及び図８
はこの発明に必要なもう一つの要件である気液分離を良
好なものとするための実施例であり、レシーバに迂回用
仕切り板を設けて冷媒流路の実質的な長さを大きくした
ものである。
なレスポンスを得るためのものであるが、図７及び図８
はこの発明に必要なもう一つの要件である気液分離を良
好なものとするための実施例であり、レシーバに迂回用
仕切り板を設けて冷媒流路の実質的な長さを大きくした
ものである。
【００３２】図７において、３６は平板状の迂回用仕切
り板、３７は冷媒流路であり、容器本体３１の底部に開
口している冷媒配管３２の開口部３２ａと冷媒配管３３
の開口部３３ａの間に複数個の迂回用仕切り板３６を平
行に配置し、端部の通過部３６ａを交互に設けることに
よって折れ曲がった形状の冷媒流路３７を形成してあ
る。迂回用仕切り板３６は例えば容器本体３１の半分程
度の高さとなっており、冷媒流路３７の上部は容器本体
３１の内部に直接開放している。従って、気液２相流と
なった冷媒が冷媒配管３２の開口部３２ａから容器本体
３１に供給されると、折れ曲がって長くなった冷媒流路
３７を冷媒が矢印のように通過している間に気相と液相
の分離が十分に行われる。
り板、３７は冷媒流路であり、容器本体３１の底部に開
口している冷媒配管３２の開口部３２ａと冷媒配管３３
の開口部３３ａの間に複数個の迂回用仕切り板３６を平
行に配置し、端部の通過部３６ａを交互に設けることに
よって折れ曲がった形状の冷媒流路３７を形成してあ
る。迂回用仕切り板３６は例えば容器本体３１の半分程
度の高さとなっており、冷媒流路３７の上部は容器本体
３１の内部に直接開放している。従って、気液２相流と
なった冷媒が冷媒配管３２の開口部３２ａから容器本体
３１に供給されると、折れ曲がって長くなった冷媒流路
３７を冷媒が矢印のように通過している間に気相と液相
の分離が十分に行われる。
【００３３】また、図８において３８は円筒状の迂回用
仕切り板、３９は冷媒流路であり、迂回用仕切り板３８
は容器本体３１の底部に開口した冷媒配管３２の開口部
３２ａと冷媒配管３３の開口部３３ａをそれぞれ囲むよ
うに配置してある。これらの各迂回用仕切り板３８の下
部には容器本体３１の壁面に面する側に通過穴３８ａを
形成してあり、これによって開口部３２ａを出てから通
過穴３８ａを通り、容器本体３１の壁面に沿って約半周
した後、他方の通過穴３８ａを通って開口部３３ａに至
る冷媒流路３９が形成されている。すなわち、冷媒流路
３９は開口部３２ａと３３ａ間の直線距離と比べて大幅
に長くなっており、冷媒が冷媒流路３９を通っている間
に気相と液相の分離が十分に行われるのである。
仕切り板、３９は冷媒流路であり、迂回用仕切り板３８
は容器本体３１の底部に開口した冷媒配管３２の開口部
３２ａと冷媒配管３３の開口部３３ａをそれぞれ囲むよ
うに配置してある。これらの各迂回用仕切り板３８の下
部には容器本体３１の壁面に面する側に通過穴３８ａを
形成してあり、これによって開口部３２ａを出てから通
過穴３８ａを通り、容器本体３１の壁面に沿って約半周
した後、他方の通過穴３８ａを通って開口部３３ａに至
る冷媒流路３９が形成されている。すなわち、冷媒流路
３９は開口部３２ａと３３ａ間の直線距離と比べて大幅
に長くなっており、冷媒が冷媒流路３９を通っている間
に気相と液相の分離が十分に行われるのである。
【００３４】なお、図７と図８の実施例は一例であり、
実質的な距離が大きく且つ上部が容器本体内に開放して
いる冷媒流路は図示以外の適宜の構造によって形成する
ことが可能である。また、図６の実施例と図７及び図８
の実施例は単独ではなく両者を組み合わせて実施しても
よい。
実質的な距離が大きく且つ上部が容器本体内に開放して
いる冷媒流路は図示以外の適宜の構造によって形成する
ことが可能である。また、図６の実施例と図７及び図８
の実施例は単独ではなく両者を組み合わせて実施しても
よい。
【００３５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明の多室空調型ヒートポンプシステムは、冷房時におい
て、コンプレッサから吐出された冷媒が室外機の熱交換
器、電子膨張弁、気液分離機能を備えたレシーバ、キャ
ピラリ、室内機の熱交換器、の順に流れてコンプレッサ
に戻るように冷媒回路を構成すると共に、分離された気
相冷媒を室内機を通さずにレシーバからコンプレッサに
戻すためのバイパス路を設け、室内機の熱交換器を通っ
た後の冷媒の過熱度に応じて電子膨張弁の開度を制御す
るようにしたものである。
明の多室空調型ヒートポンプシステムは、冷房時におい
て、コンプレッサから吐出された冷媒が室外機の熱交換
器、電子膨張弁、気液分離機能を備えたレシーバ、キャ
ピラリ、室内機の熱交換器、の順に流れてコンプレッサ
に戻るように冷媒回路を構成すると共に、分離された気
相冷媒を室内機を通さずにレシーバからコンプレッサに
戻すためのバイパス路を設け、室内機の熱交換器を通っ
た後の冷媒の過熱度に応じて電子膨張弁の開度を制御す
るようにしたものである。
【００３６】従って、気相冷媒すなわちフラッシュガス
が含まれていない液相の冷媒のみを室内機に供給するこ
とができて、複数の室内機に対する冷媒の分配性が向上
し、安定した冷房運転を行うことができる。また、室内
機とその前後の配管に流れる冷媒の量が少なくなるため
圧力損失を低減することができ、体積の大きな代替フロ
ンを使用しても性能の良いシステムを得ることが容易と
なる。また、冷房時と暖房時で電子膨張弁とレシーバの
接続を変える必要がないので、逆止弁等を多く使用した
複雑な構成の冷媒回路が不要となり、大幅なコスト低減
も可能となる。更に、レシーバが電子膨張弁の下流にあ
るために、電子膨張弁を冷媒が通過する時の通過音がレ
シーバで遮断されて室内機に伝わらず、運転音が静かに
なるという効果も得られる。
が含まれていない液相の冷媒のみを室内機に供給するこ
とができて、複数の室内機に対する冷媒の分配性が向上
し、安定した冷房運転を行うことができる。また、室内
機とその前後の配管に流れる冷媒の量が少なくなるため
圧力損失を低減することができ、体積の大きな代替フロ
ンを使用しても性能の良いシステムを得ることが容易と
なる。また、冷房時と暖房時で電子膨張弁とレシーバの
接続を変える必要がないので、逆止弁等を多く使用した
複雑な構成の冷媒回路が不要となり、大幅なコスト低減
も可能となる。更に、レシーバが電子膨張弁の下流にあ
るために、電子膨張弁を冷媒が通過する時の通過音がレ
シーバで遮断されて室内機に伝わらず、運転音が静かに
なるという効果も得られる。
【００３７】また、この発明のレシーバは、通路面積の
小さい連絡穴を備えた中間隔壁を容器本体の内部に設
け、冷媒の入口と液相冷媒の出口とを中間隔壁より下側
の容器本体底部に位置させると共に、気相冷媒の出口を
中間隔壁より上側の容器本体上部に位置させたものであ
り、良好なレスポンスを得るためには容量が小さく、液
相冷媒のレベル変動の吸収には容量が大きいことが望ま
しいという相反する要求を同時に満たし、この出願にお
ける多室空調型ヒートポンプシステムの発明に適したレ
シーバを得ることができる。
小さい連絡穴を備えた中間隔壁を容器本体の内部に設
け、冷媒の入口と液相冷媒の出口とを中間隔壁より下側
の容器本体底部に位置させると共に、気相冷媒の出口を
中間隔壁より上側の容器本体上部に位置させたものであ
り、良好なレスポンスを得るためには容量が小さく、液
相冷媒のレベル変動の吸収には容量が大きいことが望ま
しいという相反する要求を同時に満たし、この出願にお
ける多室空調型ヒートポンプシステムの発明に適したレ
シーバを得ることができる。
【００３８】また、冷媒の入口と液相冷媒の出口の間に
迂回用仕切り板を配置することにより、入口と出口間の
実質的な距離が大きく、且つ上部が容器本体内に開放し
ている冷媒流路を形成したレシーバにおいては、気液２
相流となっている冷媒の気相と液相の分離を十分に行う
ことができ、この出願における多室空調型ヒートポンプ
システムの発明に適したレシーバを得ることができる。
迂回用仕切り板を配置することにより、入口と出口間の
実質的な距離が大きく、且つ上部が容器本体内に開放し
ている冷媒流路を形成したレシーバにおいては、気液２
相流となっている冷媒の気相と液相の分離を十分に行う
ことができ、この出願における多室空調型ヒートポンプ
システムの発明に適したレシーバを得ることができる。
【図１】この発明の冷媒回路の基本構成を示す図であ
る。
る。
【図２】同冷媒回路のＰ−ｈ線図である。
【図３】この発明の一実施例における冷媒回路の概略図
である。
である。
【図４】同実施例の制御手順を示すフローチャートであ
る。
る。
【図５】同じく実施例の制御手順を示すフローチャート
である。
である。
【図６】この発明のレシーバの一実施例の構成を示す平
面図及び縦断面図である。
面図及び縦断面図である。
【図７】レシーバの他の実施例の構成を示す平面図及び
縦断面図である。
縦断面図である。
【図８】レシーバの更に他の実施例の構成を示す平面図
及び縦断面図である。
及び縦断面図である。
【図９】従来例の冷媒回路の基本構成を示す図である。
【図１０】従来例の冷媒回路のＰ−ｈ線図である。
１ コンプレッサ ２ 室外機の熱交換器 ３ レシーバ ４ 電子膨張弁 ５ キャピラリ ６ 室内機の熱交換器 ７ コントローラ ８ 温度センサ ９ バイパス路 ３１ 容器本体 ３２，３３，３４ 冷媒配管 ３５ 中間隔壁 ３５ａ 連絡穴 ３６，３８ 迂回用仕切り板 ３７，３９ 冷媒流路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２５Ｂ 41/00 Ｃ 9335−3Ｌ
Claims (4)
- 【請求項１】 １台の室外機に複数の室内機が接続され
ているヒートポンプシステムであって、冷房時におい
て、コンプレッサから吐出された冷媒が室外機の熱交換
器、電子膨張弁、気液分離機能を備えたレシーバ、キャ
ピラリ、室内機の熱交換器、の順に流れてコンプレッサ
に戻るように冷媒回路を構成すると共に、分離された気
相冷媒を室内機を通さずにレシーバからコンプレッサに
戻すためのバイパス路を設け、室内機の熱交換器を通っ
た後の冷媒の過熱度に応じて上記電子膨張弁の開度を制
御するようにしたことを特徴とする多室空調型ヒートポ
ンプシステム。 - 【請求項２】 制御対象である室内機、レシーバ及び配
管系について、運転条件と各機材の特性値との関係を表
す伝達関数をあらかじめ求め、運転条件に応じて所望の
冷媒過熱度を得るべく上記伝達関数に基づいて電子膨張
弁の開度を決定する請求項１記載の多室空調型ヒートポ
ンプシステム。 - 【請求項３】 通路面積の小さい連絡穴を備えた中間隔
壁を容器本体の内部に設け、冷媒の入口と液相冷媒の出
口とを中間隔壁より下側の容器本体底部に位置させると
共に、気相冷媒の出口を中間隔壁より上側の容器本体上
部に位置させたことを特徴とする多室空調型ヒートポン
プシステム用レシーバ。 - 【請求項４】 冷媒の入口と液相冷媒の出口の間に迂回
用仕切り板を配置することにより、入口と出口間の実質
的な距離が大きく、且つ上部が容器本体内に開放してい
る冷媒流路を形成したことを特徴とする多室空調型ヒー
トポンプシステム用レシーバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5056520A JPH06241592A (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | 多室空調型ヒートポンプシステム及び同システム用レシーバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5056520A JPH06241592A (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | 多室空調型ヒートポンプシステム及び同システム用レシーバ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06241592A true JPH06241592A (ja) | 1994-08-30 |
Family
ID=13029397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5056520A Pending JPH06241592A (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | 多室空調型ヒートポンプシステム及び同システム用レシーバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06241592A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100522882B1 (ko) * | 2003-01-22 | 2005-10-24 | 위니아만도 주식회사 | 다중모세관 구조의 냉매팽창장치 |
| KR101155701B1 (ko) * | 2010-02-25 | 2012-06-12 | 엘지전자 주식회사 | 유체 감속장치를 구비한 이코노마이저 및 이것을 구비한 다단압축 냉동장치 |
| CN103375870A (zh) * | 2012-04-16 | 2013-10-30 | 珠海格力电器股份有限公司 | 用于变流量空调***的制冷能力智能调节方法 |
| WO2020179777A1 (ja) * | 2019-03-05 | 2020-09-10 | 株式会社不二工機 | 冷媒容器 |
| US20220011029A1 (en) * | 2020-07-13 | 2022-01-13 | Lg Electronics Inc. | Air conditioner |
| WO2022239521A1 (ja) * | 2021-05-12 | 2022-11-17 | 株式会社デンソー | 冷凍サイクル装置 |
-
1993
- 1993-02-22 JP JP5056520A patent/JPH06241592A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100522882B1 (ko) * | 2003-01-22 | 2005-10-24 | 위니아만도 주식회사 | 다중모세관 구조의 냉매팽창장치 |
| KR101155701B1 (ko) * | 2010-02-25 | 2012-06-12 | 엘지전자 주식회사 | 유체 감속장치를 구비한 이코노마이저 및 이것을 구비한 다단압축 냉동장치 |
| CN103375870A (zh) * | 2012-04-16 | 2013-10-30 | 珠海格力电器股份有限公司 | 用于变流量空调***的制冷能力智能调节方法 |
| CN103375870B (zh) * | 2012-04-16 | 2015-12-16 | 珠海格力电器股份有限公司 | 用于变流量空调***的制冷能力智能调节方法 |
| WO2020179777A1 (ja) * | 2019-03-05 | 2020-09-10 | 株式会社不二工機 | 冷媒容器 |
| JPWO2020179777A1 (ja) * | 2019-03-05 | 2021-12-23 | 株式会社不二工機 | 冷媒容器 |
| US20220011029A1 (en) * | 2020-07-13 | 2022-01-13 | Lg Electronics Inc. | Air conditioner |
| CN113932501A (zh) * | 2020-07-13 | 2022-01-14 | Lg电子株式会社 | 空调 |
| EP3940317A1 (en) * | 2020-07-13 | 2022-01-19 | LG Electronics Inc. | Air conditioner |
| US11698212B2 (en) | 2020-07-13 | 2023-07-11 | Lg Electronics Inc. | Air conditioner |
| WO2022239521A1 (ja) * | 2021-05-12 | 2022-11-17 | 株式会社デンソー | 冷凍サイクル装置 |
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