WO2017061010A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

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pressure
compressor
heat exchanger
refrigeration cycle
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正紘 伊藤
拓也 伊藤
靖 大越
和之 石田
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三菱電機株式会社
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    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration cycle apparatus that can be operated by switching between a cooling mode and a heating mode.
  • the refrigerant circulates in the flow path in the order of the condenser, the decompression device, the evaporator, and the compressor.
  • the refrigerant is liquefied in a heat exchanger that functions as a condenser.
  • the liquefied refrigerant (liquid refrigerant) is depressurized when passing through the expansion valve.
  • the decompressed refrigerant is vaporized in a heat exchanger that functions as an evaporator.
  • the vaporized refrigerant gas refrigerant
  • Inhalation of liquid refrigerant into the compressor may cause compressor failure.
  • the suction of liquid refrigerant into the compressor may reduce the operating efficiency of the refrigeration cycle.
  • the heat exchange capacity of the heat source side heat exchanger is changed to the use side heat exchange in consideration of the load required in the cooling mode and the heating mode. May be larger than the heat exchange capacity of the vessel. In that case, the amount of refrigerant required in the heating mode in which the heat source side heat exchanger functions as an evaporator is greater than the amount of refrigerant required in the cooling mode or defrost mode in which the heat source side heat exchanger functions as a condenser. Less.
  • an accumulator gas-liquid separator
  • the refrigerant recovery operation is not performed after completion of the defrosting mode, or the suction of the liquid refrigerant to the compressor in the subsequent heating mode can be suppressed by performing the refrigerant recovery operation for a short time.
  • the refrigeration cycle apparatus will also become large. For example, because the space on the rooftop or dedicated site where the refrigeration cycle apparatus is installed is limited, it is not preferable to increase the size of the accumulator.
  • the refrigeration cycle apparatus can be downsized. In this case, since the gas-liquid separation ability by the accumulator is lowered, it is necessary to recover the refrigerant amount by performing the refrigerant recovery operation stably for a longer time than before.
  • the purpose of the defrost mode is to dissolve frost generated near the heat source side heat exchanger in heating operation.
  • the heat source side heat exchanger functions as a condenser to generate heat and melt frost.
  • it is not necessary to exchange heat between the refrigerant and air. Therefore, it is normal not to operate the blower.
  • the refrigerant recovery operation is forcibly stopped, the refrigerant may not be recovered sufficiently. As a result, in the subsequent heating mode, the possibility that liquid refrigerant will be sucked into the compressor increases.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a refrigeration cycle apparatus that can be miniaturized.
  • a refrigeration cycle apparatus includes a first heat exchanger, a second heat exchanger, a compressor, a decompression device, a flow path switching device, a blower, a refrigerant tank circuit, and a control device.
  • the second heat exchanger has a smaller capacity than the first heat exchanger.
  • the refrigerant circulates in the first circulation direction in the order of the first heat exchanger, the decompression device, the second heat exchanger, and the compressor, or in the second circulation direction opposite to the first circulation direction. It is comprised so that the flow path may be formed.
  • the blower is configured to blow air to the first heat exchanger.
  • the refrigerant tank circuit includes a refrigerant tank and is connected to the flow path.
  • the control device is configured to switch operation modes including a heating mode and a defrosting mode.
  • the control device is configured to control the flow channel switching device so as to form a flow channel through which the refrigerant circulates in the second circulation direction in the heating mode.
  • the control device controls the flow path switching device so as to form a flow path through which the refrigerant circulates in the first circulation direction, and controls the refrigerant tank circuit to add the refrigerant from the refrigerant tank to the flow path.
  • the control device When switching the operation mode from the defrosting mode to the heating mode, the control device performs a refrigerant recovery operation of recovering the refrigerant in the refrigerant tank while circulating the refrigerant in the first circulation direction, and operates the blower during the refrigerant recovery operation.
  • the refrigerant recovery operation can be performed for a longer time than before by operating the blower during the refrigerant recovery operation to suppress the increase in the pressure of the high-pressure side refrigerant. Therefore, the amount of refrigerant recovered can be increased. As a result, the accumulator can be eliminated or downsized, and the refrigeration cycle apparatus can be downsized.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows a mode that several air-cooling type heat pump chillers 100 provided with the refrigerating-cycle apparatus by Embodiment 1 are connected. It is the figure which showed together the circuit block diagram of the refrigerating-cycle apparatus by Embodiment 1, and the functional block diagram of a control apparatus. It is a circuit block diagram which shows the state of the air_conditioning
  • FIG. It is a circuit block diagram of a refrigerating cycle device, and is a figure showing the state of the 1st refrigerant discharge operation of defrost mode. It is a circuit block diagram of a refrigerating cycle device, and is a figure showing the state of the 2nd refrigerant discharge operation of defrost mode. It is a circuit block diagram of a refrigeration cycle apparatus, and is a figure which shows the state of the refrigerant
  • FIG. 4 is a flowchart for illustrating feedback control performed by the control device during the refrigerant recovery operation in the first embodiment. It is a flowchart in case the object which performs feedback control during a refrigerant
  • FIG. 1 is a perspective view showing a state in which a plurality of air-cooled heat pump chillers 100 including the refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 1 are connected. As shown in FIG. 1, in the air-cooled heat pump chiller 100, a Y-type structure is adopted as shown by a dotted line in order to secure an air suction space and a maintenance space.
  • FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration diagram of the refrigeration cycle apparatus 1 according to the first embodiment and a functional block diagram of the control apparatus 20 together.
  • the refrigeration cycle apparatus 1 includes a compressor 2, a flow path switching device 3 provided on the discharge side of the compressor 2, a first heat exchanger 4, and a first decompression device 5.
  • the second heat exchanger 6 and the accumulator 7 have a refrigeration circuit connected by piping.
  • a refrigerant accompanying a phase change such as carbon dioxide or R410A circulates.
  • the refrigeration cycle apparatus 1 exemplified in Embodiment 1 heats or cools the water flowing through the water circuit 16 by the second heat exchanger 6.
  • the water flowing through the water circuit 16 is used for indoor air conditioning, for example.
  • Compressor 2 sucks and compresses low-pressure refrigerant and discharges it as high-pressure refrigerant.
  • the compressor 2 is an inverter compressor, for example, having a variable refrigerant discharge capacity.
  • the amount of refrigerant circulating in the refrigeration cycle apparatus 1 is controlled by adjusting the discharge capacity of the compressor 2.
  • the first decompression device 5 decompresses the high-pressure refrigerant.
  • a device including a valve body whose opening degree can be adjusted for example, an electronically controlled expansion valve can be used.
  • the flow path switching device 3 connects the discharge side of the compressor 2 to the first heat exchanger 4 and connects the suction side of the compressor 2 to the second heat exchanger 6 so that the refrigerant discharged from the compressor 2 To the first heat exchanger 4 is formed.
  • the flow path switching device 3 connects the discharge side of the compressor 2 to the second heat exchanger 6 and connects the suction side of the compressor 2 to the first heat exchanger 4 so that the refrigerant discharged from the compressor 2
  • a second flow path is formed to flow through the second heat exchanger 6.
  • the channel switching device 3 selectively performs an operation for forming the first channel and an operation for forming the second channel.
  • the flow path switching device 3 is a device having a valve body provided in a pipe through which the refrigerant flows, and switching the flow path of the refrigerant as described above by switching the open / close state of the valve body.
  • the flow path switching device 3 is also called a four-way valve.
  • the first heat exchanger 4 is a refrigerant-air heat exchanger having a flow path through which refrigerant flows. In the 1st heat exchanger 4, heat exchange is performed between the refrigerant
  • a blower 11 is provided in the vicinity of the first heat exchanger 4, and heat exchange in the first heat exchanger 4 is promoted by the air from the blower 11.
  • the blower 11 includes a fan 111 and a motor 112 that rotates the fan 111.
  • the blower 11 is a blower whose rotational speed is variable, for example. The amount of heat absorbed by the refrigerant in the first heat exchanger 4 is adjusted by adjusting the rotational speed of the motor 112.
  • the second heat exchanger 6 is a refrigerant-water heat exchanger having a flow path through which refrigerant flows and a flow path through which water in the water circuit 16 flows. In the second heat exchanger 6, heat exchange is performed between the refrigerant and water.
  • the refrigeration cycle apparatus 1 can be operated by switching between cooling and heating.
  • the flow path switching device 3 connects the discharge side of the compressor 2 to the first heat exchanger 4, and passes the first flow path through which the refrigerant discharged from the compressor 2 flows to the first heat exchanger 4.
  • the refrigerant circulates in the first flow path in the first circulation direction in the order of the first heat exchanger 4, the first pressure reducing device 5, the second heat exchanger 6, and the compressor 2.
  • the first heat exchanger 4 functions as a condenser
  • the second heat exchanger 6 functions as an evaporator.
  • the flow path switching device 3 connects the discharge side of the compressor 2 to the second heat exchanger 6, and passes the second flow path through which the refrigerant discharged from the compressor 2 flows to the second heat exchanger 6.
  • the refrigerant circulates through the second flow path in the second circulation direction opposite to the first circulation direction.
  • the first heat exchanger 4 functions as an evaporator
  • the second heat exchanger 6 functions as a condenser.
  • the first heat exchanger 4 functions as a heat source side heat exchanger.
  • the second heat exchanger 6 functions as a use side heat exchanger. Considering the load required in the cooling mode and heating mode, the heat exchange capacity of the second heat exchanger 6 is smaller than the heat exchange capacity of the first heat exchanger 4.
  • the accumulator 7 is a container that stores refrigerant therein, and is installed on the suction side of the compressor 2.
  • a pipe through which the refrigerant flows is connected to the upper part of the accumulator 7, and a pipe from which the refrigerant flows out is connected to the lower part, and the refrigerant is gas-liquid separated in the accumulator 7. The gas refrigerant separated from the gas and liquid is sucked into the compressor 2.
  • the suction part of the compressor 2 is provided with a suction pressure sensor 8 for detecting the pressure Pin of the refrigerant sucked into the compressor 2, that is, the low-pressure side refrigerant.
  • the suction pressure sensor 8 is provided at a position where the pressure Pin of the low-pressure side refrigerant can be detected, and the position of the suction pressure sensor 8 illustrated is an example.
  • the discharge part of the compressor 2 is provided with a first discharge pressure sensor 9 that detects the pressure Pout of the refrigerant discharged from the compressor 2, that is, the high-pressure side refrigerant.
  • the first discharge pressure sensor 9 is provided at a position where the pressure Pout of the refrigerant on the high-pressure side can be detected, and the position of the first discharge pressure sensor 9 illustrated is an example.
  • the suction portion of the compressor 2 is provided with a suction temperature sensor 10 that detects the temperature of the refrigerant sucked into the compressor 2, that is, the low-pressure side refrigerant.
  • the suction temperature sensor 10 is provided at a position where the temperature of the refrigerant on the low pressure side can be detected, and the position of the suction temperature sensor 10 shown in the figure is an example.
  • the suction temperature sensor 10 is provided, for example, in a lower part of the shell of the compressor 2 or a pipe on the inlet side of the accumulator 7.
  • the refrigeration cycle apparatus 1 is provided with a refrigerant tank circuit 12.
  • the refrigerant tank circuit 12 is a circuit that connects between the first heat exchanger 4 and the first pressure reducing device 5 and between the first pressure reducing device 5 and the second heat exchanger 6.
  • the refrigerant tank circuit 12 is a circuit provided in parallel with the first decompression device 5.
  • a second decompression device 13, a refrigerant tank 14, and a valve 15 are connected in series to the refrigerant tank circuit 12 in order from the side closer to the first heat exchanger 4.
  • the compressor 2, the first heat exchanger 4, the first pressure reducing device 5, and the second heat exchanger 6 except the refrigerant tank circuit 12 are connected among the circuits constituting the refrigeration cycle apparatus 1.
  • Such a circuit may be referred to as a main circuit.
  • the second decompression device 13 decompresses the high-pressure refrigerant.
  • a device having a valve body whose opening degree can be adjusted for example, an electronically controlled expansion valve can be used.
  • the refrigerant tank 14 is a container that stores refrigerant therein.
  • the valve 15 has a valve body provided in a pipe constituting the refrigerant tank circuit 12, and switches between a conduction state and a non-conduction state of the refrigerant by switching an open / close state of the valve body.
  • the control device 20 controls the refrigeration cycle device 1 in an integrated manner.
  • the control device 20 receives the pressure Pin detected by the suction pressure sensor 8, the pressure Pout detected by the first discharge pressure sensor 9, and the temperature detected by the suction temperature sensor 10.
  • the control device 20 controls the compressor 2, the flow path switching device 3, the first decompression device 5, the second decompression device 13, the valve 15, and the blower 11.
  • the control device 20 includes a low-pressure saturation temperature detection unit 21, a high-pressure saturation temperature detection unit 22, a superheat degree detection unit 23, and a liquid amount detection unit 24 as functional blocks.
  • the control device 20 includes a memory 26.
  • the low-pressure saturation temperature detection unit 21 calculates the low-pressure on the suction side of the compressor 2 from the conversion table of the pressure Pin of the low-pressure refrigerant detected by the suction pressure sensor 8 and the saturation temperature stored in the memory 26 under various pressures. The low-pressure saturation temperature that is the saturation temperature of the refrigerant is detected.
  • the high pressure saturation temperature detection unit 22 calculates the discharge side of the compressor 2 from the conversion table of the pressure Pout of the high pressure refrigerant detected by the first discharge pressure sensor 9 and the saturation temperature stored in the memory 26 under various pressures. The high-pressure saturation temperature that is the saturation temperature of the high-pressure refrigerant is detected.
  • the superheat degree detection unit 23 calculates the suction side refrigerant from the conversion table of the refrigerant pressure on the suction side of the compressor 2 detected by the suction pressure sensor 8 and the saturation temperature under various pressures stored in the memory 26. Detect saturation temperature. Further, the superheat degree detection unit 23 detects the superheat degree of the suction portion of the compressor 2 by obtaining the difference between the detected saturation temperature and the refrigerant temperature of the suction portion of the compressor 2 detected by the suction temperature sensor 10. To do.
  • the liquid amount detector 24 is based on the superheat degree of the suction part of the compressor 2 detected by the superheat degree detector 23 and the reference superheat degree when the refrigerant tank 14 stored in the memory 26 is full. Thus, the amount of liquid in the refrigerant tank 14 is detected.
  • the control device 20 includes a CPU (also referred to as a central processing unit, a central processing device, a processing device, a processing device, a microprocessor, a microcomputer, or a processor) that executes a program stored in the memory 26.
  • a CPU also referred to as a central processing unit, a central processing device, a processing device, a processing device, a microprocessor, a microcomputer, or a processor
  • each function executed by the control device 20 is realized by software, firmware, or a combination of software and firmware.
  • Software and firmware are described as programs and stored in the memory 26.
  • the CPU implements each function of the control device 20 by reading and executing the program stored in the memory 26.
  • the memory 26 is a nonvolatile or volatile semiconductor memory such as a RAM, a ROM, a flash memory, an EPROM, or an EEPROM.
  • a part of the low-pressure saturation temperature detection unit 21, the high-pressure saturation temperature detection unit 22, the superheat degree detection unit 23, and the liquid amount detection unit 24 of the control device 20 is realized by dedicated hardware, and part of the software or It may be realized by firmware.
  • firmware When implemented by hardware, for example, a single circuit, a composite circuit, an ASIC, an FPGA, or a combination of these is used.
  • FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing a cooling mode state of the refrigeration cycle apparatus 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing a heating mode state of the refrigeration cycle apparatus 1 according to the first embodiment.
  • the path through which the refrigerant flows is indicated by a thick line, and the direction in which the refrigerant flows is indicated by an arrow.
  • ⁇ Cooling mode> With reference to FIG. 3, the flow of the refrigerant in the cooling mode will be described.
  • the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 2 flows into the first heat exchanger 4 via the flow path switching device 3.
  • the high-temperature and high-pressure refrigerant undergoes heat exchange with the air blown from the blower 11 in the first heat exchanger 4, so that the temperature decreases and flows out of the first heat exchanger 4.
  • the refrigerant that has flowed out of the first heat exchanger 4 is depressurized by the first decompression device 5 and flows into the second heat exchanger 6 as a low-temperature and low-pressure refrigerant.
  • the low-temperature and low-pressure refrigerant exchanges heat with the water flowing through the water circuit 16 in the second heat exchanger 6, so that the temperature rises and flows out from the second heat exchanger 6.
  • the refrigerant that has flowed out of the second heat exchanger 6 flows into the accumulator 7 via the flow path switching device 3 and is separated into gas and liquid in the accumulator 7.
  • the gas refrigerant in the accumulator 7 is sucked into the compressor 2.
  • the water flowing through the water circuit 16 is cooled by the refrigerant flowing through the second heat exchanger 6 that is the use side heat exchanger.
  • This cooled water is used for indoor cooling, for example.
  • the optimum refrigerant amount at the rated operation in the cooling mode is larger than the optimum refrigerant amount at the rated operation in the heating mode. For this reason, in the cooling mode, no refrigerant is stored in the refrigerant tank 14, and the entire amount of refrigerant circulates in the refrigeration cycle apparatus 1. In the cooling mode, the second pressure reducing device 13 and the valve 15 are fully closed or nearly fully closed, and the refrigerant does not flow into and out of the refrigerant tank circuit 12.
  • ⁇ Heating mode> With reference to FIG. 4, the flow of the refrigerant in the heating mode will be described.
  • the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 2 flows into the second heat exchanger 6 via the flow path switching device 3.
  • the high-temperature and high-pressure refrigerant undergoes heat exchange with the water flowing through the water circuit 16 in the second heat exchanger 6, and thus falls in temperature and flows out from the second heat exchanger 6.
  • the refrigerant that has flowed out of the second heat exchanger 6 is decompressed by the first decompression device 5 and flows into the first heat exchanger 4 as a low-temperature and low-pressure refrigerant.
  • the low-temperature and low-pressure refrigerant rises in temperature and flows out of the first heat exchanger 4 by exchanging heat with the air blown from the blower 11 in the first heat exchanger 4.
  • the refrigerant that has flowed out of the first heat exchanger 4 flows into the accumulator 7 through the flow path switching device 3, and is separated into gas and liquid in the accumulator 7.
  • the gas refrigerant in the accumulator 7 is sucked into the compressor 2.
  • the water flowing through the water circuit 16 is heated by the refrigerant flowing through the second heat exchanger 6 that is the use-side heat exchanger, and the heated water is used, for example, for room heating.
  • the second decompression device 13 In the heating mode, the second decompression device 13 is in a fully closed state or nearly closed, and the valve 15 is in a fully open state.
  • the optimum refrigerant amount at the rated operation in the heating mode is smaller than the optimum refrigerant amount at the rated operation in the cooling mode. For this reason, surplus refrigerant when operating in the heating mode is stored in the refrigerant tank 14, and the amount of refrigerant circulating in the main circuit in the heating mode is smaller than the amount of refrigerant circulating in the main circuit in the cooling mode.
  • the control device 20 controls the degree of superheat of the first decompression device 5. More specifically, the superheat degree detection unit 23 of the control device 20 detects the superheat degree of the refrigerant on the outlet side of the heat exchanger functioning as a condenser, that is, on the suction side of the compressor 2. The control device 20 controls the opening degree of the first decompression device 5 so that the detected degree of superheat approaches the target value.
  • ⁇ Defrost mode> When operating in the heating mode, frost may adhere to the outer surface of the piping of the first heat exchanger 4 functioning as an evaporator. Therefore, in order to melt the attached frost, the refrigeration cycle apparatus 1 operates in the defrost mode.
  • the flow path switching device 3 circulates the refrigerant in the second circulation direction in the second circulation direction by connecting the discharge side of the compressor 2 to the first heat exchanger 4 as in the cooling mode. .
  • the high-temperature refrigerant discharged from the compressor 2 flows into the first heat exchanger 4 and melts frost.
  • the defrosting mode since the low-temperature refrigerant flows into the second heat exchanger 6 that is the use side heat exchanger, it is desirable to complete the defrosting in as short a time as possible.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining the flow of the defrosting mode according to the first embodiment.
  • step S ⁇ b> 1 one of the second decompression device 13 and the valve 15 is opened to release the refrigerant in the refrigerant tank 14. And proceed to step S2.
  • the refrigerant discharged from the compressor 2 is allowed to flow to the first heat exchanger 4.
  • control device 20 determines whether or not the high-pressure saturation temperature is equal to or higher than a threshold value. When the high-pressure saturation temperature is lower (NO in S2), control device 20 returns the process to S1 because defrosting is not completed. If the high-pressure saturation temperature is equal to or higher than the threshold (YES in S2), control device 20 proceeds to step S3 assuming that the defrosting is completed.
  • control device 20 performs a refrigerant recovery operation in which both the second decompression device 13 and the valve 15 are opened to recover the refrigerant into the refrigerant tank 14.
  • the control device 20 ends the process after the refrigerant recovery is completed, and returns the operation mode of the refrigeration cycle apparatus 1 to the heating mode.
  • the purpose of the defrost mode is to melt frost generated in the vicinity of the first heat exchanger 4 in the heating operation.
  • the first heat exchanger 4 is caused to function as a condenser to generate heat and melt frost.
  • the fan 111 of the blower 11 is not rotated.
  • the pressure on the discharge side (high pressure side) of the compressor 2 may increase. If the pressure rises too much, the possibility of failure increases, and the refrigerant recovery operation must be forcibly stopped.
  • the driving frequency in the defrost mode is set to a constant value in the refrigerant recovery operation performed after the end of the defrost mode, there is a possibility that the pressure on the low pressure side decreases and the temperature of the refrigerant decreases. As a result, the temperature of the water flowing through the water circuit 16 decreases and the possibility of freezing increases. When the pressure on the low-pressure side decreases too much, the refrigerant recovery operation must be forcibly stopped.
  • the refrigerant recovery operation is forcibly stopped, the refrigerant may not be recovered sufficiently. As a result, in the subsequent heating mode, the possibility that liquid refrigerant will be sucked into the compressor increases.
  • the control device 20 controls the pressure on the high-pressure side by feedback-controlling the air flow rate of the blower 11 while monitoring the pressure on the high-pressure side.
  • the high pressure side target pressure value P2 is approximated. That is, in Embodiment 1, the control device 20 rotates the fan 111 of the blower 11 during the refrigerant recovery operation. Further, the control device 20 controls the driving frequency of the compressor 2 while monitoring the pressure on the low pressure side, thereby bringing the low pressure side pressure closer to the low pressure side target pressure value P1. By performing such feedback control, the refrigerant recovery operation can be stably continued.
  • FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation of each component of the refrigeration cycle apparatus 1 in the defrost mode.
  • the state of “flow path switching device” in FIG. 6 indicates which of the first heat exchanger 4 and the second heat exchanger 6 the discharge part of the compressor 2 is connected to.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the transition of the high-pressure saturation temperature and the low-pressure saturation temperature in the defrosting mode. In the graph of FIG. 7, the horizontal axis indicates the elapsed time.
  • FIG. 8 is a circuit configuration diagram of the refrigeration cycle apparatus 1 and shows a state of the first refrigerant discharge operation in the defrost mode.
  • FIG. 9 is a circuit configuration diagram of the refrigeration cycle apparatus 1 and shows a state of the second refrigerant discharge operation in the defrost mode.
  • FIG. 10 is a circuit configuration diagram of the refrigeration cycle apparatus 1 and shows a state of the refrigerant recovery operation in the defrost mode.
  • FIG. 11 is a flowchart for illustrating feedback control performed by control device 20 during the refrigerant recovery operation in the first embodiment. The operation in the defrosting mode of the first embodiment will be described along FIG. 6 with reference to FIGS. 7 to 11 as appropriate.
  • the compressor 2 operates at a driving frequency determined based on the air conditioning load in the heating mode.
  • the flow path switching device 3 connects the discharge side of the compressor 2 to the second heat exchanger 6.
  • the first pressure reducing device 5 has an opening degree whose superheat degree is controlled.
  • the second decompression device 13 of the refrigerant tank circuit 12 is in a state of being fully closed or nearly fully closed.
  • the valve 15 is in an open state.
  • the second decompression device 13 and the valve 15 are not limited to the example of FIG. 6 as long as the refrigerant tank 14 can be maintained in a full state in the heating mode.
  • the refrigeration cycle apparatus 1 in the heating mode is as shown in FIG.
  • the refrigeration cycle apparatus 1 performs the first refrigerant discharge operation.
  • the flow path switching device 3 connects the discharge side of the compressor 2 to the first heat exchanger 4, and the second decompression device 13 is controlled to be in an open state and the valve 15 is controlled to be in a closed state.
  • the opening of the second decompression device 13 may be fully open, or may be slightly lower than the fully open in order to suppress the suction of the liquid refrigerant into the compressor 2.
  • the 1st decompression device 5 controls superheat degree also during a defrost mode.
  • the compressor 2 increases the drive frequency in order to increase the defrosting capability, but the capability control of the compressor 2 is not limited in the present invention.
  • the high pressure and the low pressure are reversed in accordance with the flow path switching of the flow path switching device 3, so that the high pressure saturation temperature is low.
  • the low-pressure saturation temperature also decreases as the high-pressure saturation temperature decreases, but the water circuit 16 that flows through the second heat exchanger 6 by the action of the heating mode before the start of the defrosting mode is performed. Since the water temperature is high, a low differential pressure state is established. For this reason, as indicated by point B, the degree of superheat of the suction portion of the compressor 2 is large.
  • the refrigerant tank 14 is connected to the high-pressure side of the main circuit by closing the valve 15 of the refrigerant tank circuit 12 and opening the second decompression device 13.
  • the main circuit is immediately after the low pressure and the high pressure are reversed, and the refrigerant tank 14 connected to the high pressure side in the heating mode until immediately before is in a relatively high pressure state. Released.
  • the suction side superheat degree of the compressor 2 rapidly decreases.
  • the high-pressure saturation temperature rises to the frost melting temperature (0 ° C.) with the progress of the first refrigerant discharge operation.
  • the refrigerant stored in the refrigerant tank 14 also circulates through the main circuit, so that the defrosting capacity of the refrigeration cycle apparatus 1 increases.
  • the control device 20 has completed the discharge of the refrigerant in the refrigerant tank 14. And the first refrigerant discharge operation ends. As shown in FIG. 6, the control device 20 closes the second decompression device 13 when the first refrigerant discharge operation is completed.
  • the suction of the liquid refrigerant to the compressor is suppressed compared to the case of releasing the refrigerant to the low pressure side.
  • the pressure in the refrigerant tank 14 becomes equal to the pressure on the high pressure side, the refrigerant may remain in the refrigerant tank 14. Therefore, in order to further increase the defrosting capability, a second refrigerant discharge operation for discharging the refrigerant remaining in the refrigerant tank 14 is executed.
  • the second pressure reducing device 13 is controlled to be in a closed state and the valve 15 is controlled to be in an open state.
  • the compressor 2 is maintained at a high drive frequency, but in the present invention, the capacity control of the compressor 2 is not limited. Moreover, the superheat degree control with respect to the 1st decompression device 5 is continued.
  • the refrigerant tank 14 is connected to the low pressure side of the main circuit by opening the valve 15 of the refrigerant tank circuit 12 and closing the second decompression device 13. Due to the pressure difference between the refrigerant tank 14 and the downstream side of the valve 15 (downstream side of the first decompression device 5), the refrigerant remaining in the refrigerant tank 14 is released.
  • the control device 20 releases the refrigerant in the refrigerant tank 14. It determines with having completed and complete
  • the control device 20 closes the valve 15.
  • ⁇ Defrost mode-Defrost continuous operation When the release of the refrigerant from the refrigerant tank 14 is completed, the defrosting continuation operation is executed. As shown in FIG. 6, in the defrosting continuation operation, the second pressure reducing device 13 and the valve 15 are controlled to be closed. The compressor 2 and the first pressure reducing device 5 are continuously controlled in the second refrigerant discharge operation.
  • the melting of the frost attached to the first heat exchanger 4 proceeds, and the high-pressure saturation temperature and the low-pressure saturation temperature rise as shown in FIG. Then, as indicated by a point G2 in FIG. 6, when the high-pressure saturation temperature reaches a target temperature value T2 that is a defrosting end determination threshold value, the control device 20 determines that the defrosting is completed and continues the defrosting. End driving. It may be determined that the defrosting is completed when the low-pressure saturation temperature reaches the target temperature value T1.
  • the target temperature values T1 and T2 are saturation temperatures corresponding to the low pressure side target pressure value P1 and the high pressure side target pressure value P2, respectively.
  • the refrigerant in the refrigerant tank 14 can be circulated in the main circuit to improve the defrosting capability.
  • a refrigerant recovery operation is performed in which the refrigerant that is excessive in the heating mode is recovered in the refrigerant tank 14.
  • an upper limit temperature value Tmax is a high-pressure saturation temperature corresponding to the upper limit pressure value Pmax.
  • the lower limit temperature value Tmin is a low pressure saturation temperature corresponding to the lower limit pressure value Pmin.
  • the second pressure reducing device 13 and the valve 15 are controlled to be in the open state.
  • the flow path switching device 3 maintains a state where the discharge side of the compressor 2 is connected to the first heat exchanger 4.
  • the superheat control for the first pressure reducing device 5 is continued.
  • the blower 11 is feedback-controlled so that the high-pressure saturation temperature approaches the target temperature value T2.
  • the compressor 2 is feedback controlled so that the low-pressure saturation temperature approaches the target temperature value T1.
  • the refrigerant flowing from the first heat exchanger 4 branches on the upstream side of the first decompression device 5. Then, the pressure is reduced by the second pressure reducing device 13 to become a liquid refrigerant and stored in the refrigerant tank 14. Of the circulating refrigerant, gas refrigerant mainly flows out of the refrigerant tank 14 and flows toward the second heat exchanger 6 through the valve 15.
  • step S31 the control device 20 determines whether or not the refrigerant recovery operation should be stopped.
  • the refrigerant recovery operation should be stopped, for example, when the high-pressure side pressure Pout reaches the upper limit pressure value Pmax (point J2 in FIG. 7) or when the low-pressure side pressure Pin reaches the lower limit pressure value Pmin. (Point J1 in FIG. 7). If the refrigerant recovery operation should be stopped (YES in S31), control device 20 ends the refrigerant recovery operation. When the refrigerant recovery operation can be continued (NO in S31), control device 20 performs feedback control of compressor 2 (steps S32 and S33) and feedback control of blower 11 (steps S34 and S35) in parallel.
  • the control device 20 determines whether or not the absolute value of the difference between the low-pressure side pressure Pin and the low-pressure side target pressure value P1 is smaller than the threshold value V1 in S32. When the absolute value of the difference between pressure Pin and low-pressure side target pressure value P1 is smaller than threshold value V1 (YES in S32), control device 20 waits for the feedback control of blower 11 to end. If the absolute value of the difference between pressure Pin and low-pressure side target pressure value P1 is equal to or greater than threshold value V1 (NO in S32), control device 20 advances the process to step S33. In S33, the control device 20 controls the drive frequency of the compressor 2 so that the absolute value of the difference between the pressure Pin and the low-pressure side target pressure value P1 is smaller than the threshold value V1, and then ends the feedback control of the blower 11 Wait for.
  • the control device 20 determines whether or not the absolute value of the difference between the high pressure side pressure Pout and the high pressure side target pressure value P2 is smaller than the threshold value V2 in S34. When the absolute value of the difference between pressure Pout and high-pressure-side target pressure value P2 is smaller than threshold value V2 (YES in S34), control device 20 waits for the feedback control of compressor 2 to end. When the absolute value of the difference between high-pressure side pressure Pout and high-pressure side target pressure value P2 is greater than or equal to threshold value V2 (NO in S34), control device 20 advances the process to step S35.
  • control device 20 controls the rotational speed of the fan 111 so that the absolute value of the difference between the pressure Pout and the high-pressure side target pressure value P2 is smaller than the threshold value V2, and then ends the feedback control of the blower 11. Then, the end of feedback control of the compressor 2 is awaited.
  • the control apparatus 20 advances a process to step S36, when the feedback control of the compressor 2 and the air blower 11 is complete
  • the control device 20 determines whether or not the refrigerant recovery is completed. Whether the refrigerant recovery is completed is determined by whether or not the amount of refrigerant in the refrigerant tank is equal to or greater than a threshold value. How to detect the amount of refrigerant in the refrigerant tank will be described later.
  • control device 20 ends the refrigerant recovery operation.
  • control device 20 returns the process to S31 and repeats the above-described process.
  • the liquid refrigerant flows into the downstream side of the second heat exchanger 6, and thus the compressor 2 as shown in the period from the point H to the point I in FIG.
  • the intake side superheat degree begins to decrease.
  • the control device 20 indicates that the refrigerant tank 14 is in a full state. That is, it is determined that the refrigerant recovery operation is completed, and the refrigerant recovery operation is terminated.
  • FIG. 6 shows an example in which the defrosting continuous operation is performed between the refrigerant discharge operation and the refrigerant recovery operation.
  • all frost may melt during the refrigerant discharge operation.
  • the control device 20 rotates the fan 111 while monitoring the high-pressure side pressure Pout, thereby bringing the pressure Pout close to the high-pressure side target pressure value P2.
  • feedback control is performed.
  • an increase in the pressure of the high-pressure side refrigerant can be suppressed. Therefore, the refrigerant recovery operation can be performed for a longer time than before, and the refrigerant recovery amount can be increased.
  • the accumulator 7 can be reduced in size, and the refrigeration cycle apparatus 1 can be reduced in size.
  • the control device 20 controls the driving frequency of the compressor 2 while monitoring the low-pressure side pressure Pin during the refrigerant recovery operation, thereby reducing the pressure Pin to the low-pressure side target pressure value P1.
  • Feedback control is performed so that By performing such feedback control, it is possible to suppress a decrease in the temperature of the refrigerant on the low pressure side. Therefore, the refrigerant recovery operation can be performed for a longer time than before, and the refrigerant recovery amount can be increased. As a result, the accumulator 7 can be reduced in size, and the refrigeration cycle apparatus 1 can be reduced in size.
  • the accumulator 7 can be further downsized, and the refrigeration cycle apparatus 1 can be further downsized.
  • Embodiment 1 since the fan 111 is rotated to blow air to the first heat exchanger 4 during the refrigerant recovery operation, water in which frost is dissolved can be blown off in the defrost mode. As a result, the operating efficiency of the refrigeration cycle apparatus 1 in the heating mode performed after the refrigerant recovery operation can be increased.
  • the second embodiment differs from the first embodiment in that the target for feedback control during the refrigerant recovery operation is one of the compressor 2 and the blower 11. That is, in the second embodiment, FIG. 11 shown in FIG. 11 in the first embodiment is replaced with the flowchart shown in FIG. 12 or FIG. Since the other points are the same as those of the first embodiment, description thereof will not be repeated.
  • FIG. 12 is a flowchart in the case where the target of feedback control during the refrigerant recovery operation is the compressor 2. As shown in FIG. 12, control device 20 performs feedback control (steps S32 and S33) of compressor 2 when the refrigerant recovery operation is continued (NO in S31).
  • the refrigerant recovery operation During the refrigerant recovery operation, feedback control is performed so that the pressure Pin approaches the low-pressure side target pressure value P1 by controlling the driving frequency of the compressor 2 while monitoring the low-pressure side pressure Pin.
  • feedback control By performing such feedback control, it is possible to suppress a decrease in the temperature of the refrigerant on the low pressure side. Therefore, the refrigerant recovery operation can be performed for a longer time than before, and the refrigerant recovery amount can be increased.
  • the accumulator 7 can be downsized, and the refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 2 can be downsized.
  • FIG. 13 is a flowchart in the case where the target for feedback control during the refrigerant recovery operation is the blower 11. As shown in FIG. 13, control device 20 performs feedback control (steps S34 and S35) of blower 11 when the refrigerant recovery operation should be continued (NO in S31).
  • the control device 20 performs feedback control so that the pressure Pout approaches the high pressure side target pressure value P2 by rotating the fan 111 while monitoring the high pressure side pressure Pout during the refrigerant recovery operation.
  • feedback control an increase in the pressure of the high-pressure side refrigerant can be suppressed. Therefore, the refrigerant recovery operation can be performed for a longer time than before, and the refrigerant recovery amount can be increased.
  • the accumulator 7 can be eliminated or downsized, and the refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 2 can be downsized.
  • the fan 111 is rotated to blow air to the first heat exchanger 4 during the refrigerant recovery operation, so that frost has melted in the defrost mode. Water can be blown away. As a result, the operating efficiency of the refrigeration cycle apparatus in the heating mode can be increased.
  • Example of refrigerant tank liquid amount detection As a means for detecting the amount of liquid refrigerant in the refrigerant tank 14, in addition to detection based on the suction side superheat degree of the compressor 2, there are the following means.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a circuit configuration diagram of a refrigeration cycle apparatus 1A according to a modification of the first and second embodiments and a functional block diagram of the control apparatus 20A.
  • the refrigeration cycle apparatus 1 ⁇ / b> A according to the modification further includes a liquid amount detection device 17.
  • the control device 20A further includes a liquid amount detection unit 24 and a supercooling degree detection unit 25.
  • the liquid amount detection unit 24 detects the amount of liquid refrigerant in the refrigerant tank 14 based on information input from the liquid amount detection device 17.
  • the supercooling degree detection unit 25 is based on a conversion table of refrigerant pressure on the discharge side of the first heat exchanger 4 detected by the second discharge pressure sensor 18 and saturation temperature under various pressures stored in the memory 26. The saturation temperature of the refrigerant on the discharge side is detected. The supercooling degree detection unit 25 obtains the difference between the detected saturation temperature and the refrigerant temperature of the discharge unit of the first heat exchanger 4 detected by the discharge temperature sensor 19, thereby discharging the first heat exchanger 4. The degree of supercooling of the part is detected.
  • the liquid amount detection unit 24 counts the elapsed time of the refrigerant recovery operation (either the first refrigerant recovery operation or the second refrigerant recovery operation or both) based on the measurement time input from the timer. When the elapsed time of the refrigerant recovery operation reaches the threshold value, the liquid amount detection unit 24 determines that the inside of the refrigerant tank 14 is full.
  • the threshold value of the elapsed time of the refrigerant recovery operation can be obtained, for example, by an actual machine experiment or simulation.
  • liquid level detection device 17 is a liquid level sensor that detects a liquid level.
  • a specific example of the liquid level sensor is a float sensor provided in the refrigerant tank 14.
  • Another specific example of the liquid level sensor is an ultrasonic sensor.
  • Another specific example of the liquid level sensor is a temperature sensor such as a thermal resistance detector installed in the height direction on the side surface of the refrigerant tank 14, and the liquid level sensor is based on the difference between detection values of the multiple temperature sensors. Is detected.
  • the specific example of a liquid level sensor is not limited to what was enumerated here.
  • (1-3) Sound Collection Sensor Another example of the liquid amount detection device 17 is a sound collection sensor provided in the valve 15.
  • the liquid amount detection unit 24 determines whether or not the inside of the refrigerant tank 14 is full based on the sound pressure level (dB) input from the sound collection sensor.
  • the refrigerant that passes through the valve 15 at the start of the refrigerant recovery operation is a gas refrigerant.
  • the liquid refrigerant is stored in the refrigerant tank 14.
  • the refrigerant tank 14 becomes full, the liquid refrigerant flowing out of the refrigerant tank 14 passes through the valve 15.
  • the value of the sound pressure level (dB) differs between when the gas refrigerant passes through the valve 15 and when the liquid refrigerant passes.
  • the sound pressure level (dB) when the liquid refrigerant passes is lower than the sound pressure level (dB) when the gas refrigerant passes.
  • the liquid amount detection unit 24 can determine whether or not the refrigerant tank 14 is full based on whether or not the sound pressure level (dB) input from the sound collection sensor has decreased to a threshold value.
  • the refrigeration cycle apparatus may include a gas vent pipe for discharging the gas refrigerant from the refrigerant tank 14.
  • a gas vent pipe may be provided from the refrigerant tank 14 to the main circuit side of the second decompression device 13.

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Abstract

本発明に係る冷凍サイクル装置が備える制御装置は、運転モードを除霜モードから暖房モードへ切り替える場合、冷媒回収運転を行なう。制御装置は、冷媒回収運転の間、圧縮機の吐出側(高圧側)の圧力(Pout)を監視しながら送風機のファンを回転させることにより、高圧側の圧力(Pout)を高圧側目標圧力値(P2)に近づけるようにフィードバック制御(S34,S35)を行なうように構成される。制御装置は、冷媒回収運転の間、圧縮機の吸入側(低圧側)の圧力(Pin)を監視しながら圧縮機の駆動周波数を制御することにより、低圧側の圧力(Pin)を低圧側目標圧力値(P1)に近づけるようにフィードバック制御(S32,S33)を行なう。

Description

冷凍サイクル装置
 本発明は、冷房モードと暖房モードとを切り替えて運転することのできる冷凍サイクル装置に関する。
 従来、気液分離器を圧縮機の吸入側に設け、蒸発した冷媒が気液分離器で気液分離された後、圧縮機に吸い込まれて再び圧縮されるように構成されたチリングユニットが提案されている(たとえば、特許第5401563号公報(特許文献1)参照)。
特許第5401563号公報
 冷凍サイクル装置において、冷媒は、凝縮器、減圧装置、蒸発器、および圧縮機の順に流路を循環する。冷媒は、凝縮器として機能する熱交換器において液化される。液化された冷媒(液冷媒)は、膨張弁を通過する際に減圧される。減圧された冷媒は、蒸発器として機能する熱交換器において気化される。気化された冷媒(ガス冷媒)は、圧縮機に吸入される。
 液冷媒の圧縮機への吸入は、圧縮機の故障を招く可能性がある。液冷媒の圧縮機への吸入は、冷凍サイクルの運転効率を低下させる可能性がある。液冷媒が圧縮機に吸入されないように、蒸発器の出口側、つまり圧縮機の吸入側の過熱度を目標値に近づけるように減圧装置を過熱度制御する冷凍サイクル装置もある。
 暖房モードと冷房モードとを切り替えて運転することができる冷凍サイクル装置では、冷房モードと暖房モードとで要求される負荷を考慮して、熱源側熱交換器の熱交換容量を、利用側熱交換器の熱交換容量よりも大きくすることがある。その場合、熱源側熱交換器が蒸発器として機能する暖房モードで必要とされる冷媒量は、熱源側熱交換器が凝縮器として機能する冷房モードまたは除霜モードで必要とされる冷媒量よりも少なくなる。そのため、運転モードを、冷房モードまたは除霜モードから、暖房モードに切り替える場合、冷媒を回収せずに暖房モードに移行すると、蒸発器で冷媒を十分に気化しきれなくなり、液冷媒の圧縮機への吸入の可能性が高まる。
 特許文献1に記載のチリングユニットでは、圧縮機の吸入側にアキュムレータ(気液分離器)を設けることで、液冷媒の圧縮機への吸入を抑制している。
 アキュムレータの容積が大きい場合、アキュムレータによって冷媒の気液分離が十分に行なわれる。そのため、除霜モードの終了後に冷媒回収運転を行なわないか、または短時間の冷媒回収運転を行なうことによってその後の暖房モードにおける液冷媒の圧縮機への吸入を抑制することができる。
 しかし、アキュムレータの容積が大きいと、冷凍サイクル装置も大型化してしまう。冷凍サイクル装置が設置されるたとえば屋上、または専用敷地のスペースは限られているので、アキュムレータの大型化は好ましくない。
 アキュムレータを小型化すれば、冷凍サイクル装置を小型化することができる。この場合、アキュムレータによる気液分離能力は低くなるため、冷媒回収運転を従来よりも長く安定的に行なって、多くの冷媒量を回収する必要がある。
 除霜モードの目的は、暖房運転において熱源側熱交換器の付近に生じた霜を溶解させることである。除霜モードにおいては、熱源側熱交換器を凝縮器として機能させて熱を発生させて、霜を溶解させる。除霜モードにおいては冷媒と空気との熱交換を行なう必要がない。そのため、送風機を稼働させないのが通常である。
 除霜モードの完了後に、除霜モードと同様に送風機を稼働させることなく冷媒回収運転を行なうと、圧縮機の吐出側(高圧側)の圧力が上昇してしまう。冷媒回収運転中に高圧側の圧力が上昇し過ぎた場合、冷凍サイクル装置の保護のため、冷媒回収運運転を強制的に中止する必要がある。
 冷媒回収運転を強制的に中止した場合、冷媒の回収が十分に行なわれていない可能性がある。その結果、その後の暖房モードにおいて液冷媒の圧縮機への吸入が生じる可能性が高まる。
 本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、小型化が可能な冷凍サイクル装置を提供することである。
 本発明に係る冷凍サイクル装置は、第1熱交換器と、第2熱交換器と、圧縮機と、減圧装置と、流路切替装置と、送風機と、冷媒タンク回路と、制御装置とを備える。第2熱交換器は、第1熱交換器よりも小さい容量を有する。流路切替装置は、第1熱交換器、減圧装置、第2熱交換器、および圧縮機の順の第1循環方向、または第1循環方向とは逆回りの第2循環方向に冷媒が循環する流路を形成するように構成される。送風機は、第1熱交換器に送風するように構成される。冷媒タンク回路は、冷媒タンクを含み、流路に接続されている。制御装置は、暖房モードおよび除霜モードを含む運転モードを切り替えるように構成される。制御装置は、暖房モードにおいては第2循環方向に冷媒が循環する流路を形成するように流路切替装置を制御するように構成される。制御装置は、除霜モードにおいては第1循環方向に冷媒が循環する流路を形成するように流路切替装置を制御するとともに冷媒タンクから冷媒を流路に追加するよう冷媒タンク回路を制御するように構成される。制御装置は、運転モードを除霜モードから暖房モードへ切り替える場合、冷媒を第1循環方向に循環させながら冷媒タンクに回収する冷媒回収運転を行ない、冷媒回収運転を行なっている間に送風機を稼働させるように構成される。
 本発明によれば、冷媒回収運転中に送風機を稼働させて高圧側の冷媒の圧力の上昇を抑制することにより、冷媒回収運転を従来よりも長い時間行なうことができる。そのため、冷媒の回収量を増やすことができる。その結果、アキュムレータを不要とする、あるいは小型化することができ、冷凍サイクル装置を小型化することができる。
実施の形態1による冷凍サイクル装置を備える空冷式ヒートポンプチラー100が複数連結されている様子を示す斜視図である。 実施の形態1による冷凍サイクル装置の回路構成図および制御装置の機能ブロック図を併せて示した図である。 冷凍サイクル装置の冷房モードの状態を示す回路構成図である。 冷凍サイクル装置の暖房モードの状態を示す回路構成図である。 除霜モードの流れを説明するフローチャートである。 冷凍サイクル装置の各構成の除霜モードにおける動作を説明するタイミングチャートである。 実施の形態1における除霜モードの高圧飽和温度および低圧飽和温度の推移を説明する図である。 冷凍サイクル装置の回路構成図であり、除霜モードの第1冷媒放出運転の状態を示す図である。 冷凍サイクル装置の回路構成図であり、除霜モードの第2冷媒放出運転の状態を示す図である。 冷凍サイクル装置の回路構成図であり、除霜モードの冷媒回収運転の状態を示す図である。 実施の形態1において冷媒回収運転中に制御装置によって行なわれるフィードバック制御を説明するためのフローチャートである。 冷媒回収運転中にフィードバック制御を行なう対象が圧縮機である場合のフローチャートである。 冷媒回収運転中にフィードバック制御を行なう対象が送風機である場合のフローチャートである。 実施の形態1の変形例に係る冷凍サイクル装置の回路構成図および制御装置の機能ブロック図を併せて示した図である。 ガス抜き配管が設けられた実施の形態による冷凍サイクル装置の回路構成図である。
 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
 [実施の形態1]
 <冷凍サイクル装置の構成>
 図1は、実施の形態1による冷凍サイクル装置を備える空冷式ヒートポンプチラー100が複数連結されている様子を示す斜視図である。図1に示されるように、空冷式ヒートポンプチラー100においては、空気吸い込みスペースおよびメンテナンススペースを確保するため、点線で示すようにY型構造が採用されている。
 図2は、実施の形態1による冷凍サイクル装置1の回路構成図および制御装置20の機能ブロック図を併せて示した図である。図2に示されるように、冷凍サイクル装置1は、圧縮機2と、圧縮機2の吐出側に設けられた流路切替装置3と、第1熱交換器4と、第1減圧装置5と、第2熱交換器6と、アキュムレータ7とが配管で接続された冷凍回路を有する。この冷凍回路の内部には、二酸化炭素やR410A等の相変化を伴う冷媒が循環する。実施の形態1で例示する冷凍サイクル装置1は、第2熱交換器6によって水回路16を流れる水を加熱または冷却する。水回路16を流れる水は、たとえば室内の空調に利用される。
 圧縮機2は、低圧冷媒を吸入して圧縮し、高圧冷媒として吐出する。圧縮機2は、冷媒の吐出容量が可変な、たとえばインバータ圧縮機である。冷凍サイクル装置1内を循環する冷媒量は、圧縮機2の吐出容量を調整することにより制御される。
 第1減圧装置5は、高圧冷媒を減圧する。第1減圧装置5としては、開度を調整可能な弁体を備えた装置、たとえば電子制御式膨張弁を用いることができる。
 流路切替装置3は、圧縮機2の吐出側を第1熱交換器4に接続するとともに圧縮機2の吸入側を第2熱交換器6に接続して、圧縮機2から吐出された冷媒を第1熱交換器4に流す第1流路を形成する。流路切替装置3は、圧縮機2の吐出側を第2熱交換器6に接続するとともに圧縮機2の吸入側を第1熱交換器4に接続して、圧縮機2から吐出された冷媒を第2熱交換器6に流す第2流路を形成する。流路切替装置3は、第1流路を形成する動作と第2流路を形成する動作とを選択的に行なう。流路切替装置3は、冷媒が流れる配管に設けられた弁体を有し、この弁体の開閉状態を切り替えることによって上述のような冷媒の流路の切り替えを行なう装置である。流路切替装置3は、四方弁とも呼ばれる。
 第1熱交換器4は、冷媒が流れる流路を有する冷媒-空気熱交換器である。第1熱交換器4では、流路を流れる冷媒と、流路の外部の空気との間で熱交換が行われる。第1熱交換器4の近傍には送風機11が設けられており、送風機11からの空気によって第1熱交換器4における熱交換が促進される。送風機11は、ファン111と、ファン111を回転させるモータ112とを含む。送風機11は、たとえば回転速度が可変の送風機である。第1熱交換器4における冷媒の吸熱量は、モータ112の回転速度を調整することにより調整される。
 第2熱交換器6は、冷媒が流れる流路と水回路16の水が流れる流路とを有する冷媒-水熱交換器である。第2熱交換器6では、冷媒と水との間で熱交換が行われる。
 冷凍サイクル装置1は、冷房と暖房とを切り替えて運転することができる。冷房モードでは、流路切替装置3は、圧縮機2の吐出側を第1熱交換器4に接続して圧縮機2から吐出された冷媒を第1熱交換器4に流す第1流路を形成する。冷媒は、第1熱交換器4、第1減圧装置5、第2熱交換器6、および圧縮機2の順の第1循環方向に第1流路を循環する。第1熱交換器4は、凝縮器として機能するとともに第2熱交換器6は蒸発器として機能する。
 暖房モードでは、流路切替装置3は、圧縮機2の吐出側を第2熱交換器6に接続して圧縮機2から吐出された冷媒を第2熱交換器6に流す第2流路を形成する。冷媒は、第1循環方向とは逆向きの第2循環方向に第2流路を循環する。第1熱交換器4は、蒸発器として機能するとともに第2熱交換器6は凝縮器として機能する。第1熱交換器4は、熱源側熱交換器として機能する。第2熱交換器6は、利用側熱交換器として機能する。冷房モードと暖房モードで要求される負荷を考慮し、第2熱交換器6の熱交換容量は、第1熱交換器4の熱交換容量よりも小さい。
 アキュムレータ7は、内部に冷媒を貯留する容器であり、圧縮機2の吸入側に設置されている。アキュムレータ7の上部には冷媒が流入する配管が接続され、下部には冷媒が流出する配管が接続されており、アキュムレータ7内において冷媒が気液分離される。気液分離されたガス冷媒は、圧縮機2に吸入される。
 圧縮機2の吸入部には、圧縮機2に吸入される冷媒、すなわち低圧側の冷媒の圧力Pinを検出する吸入圧力センサ8が設けられている。吸入圧力センサ8は、低圧側の冷媒の圧力Pinを検出することのできる位置に設けられ、図示された吸入圧力センサ8の位置は一例である。
 圧縮機2の吐出部には、圧縮機2から吐出される冷媒、すなわち高圧側の冷媒の圧力Poutを検出する第1吐出圧力センサ9が設けられている。第1吐出圧力センサ9は、高圧側の冷媒の圧力Poutを検出することのできる位置に設けられ、図示された第1吐出圧力センサ9の位置は一例である。
 圧縮機2の吸入部には、圧縮機2に吸入される冷媒、すなわち低圧側の冷媒の温度を検出する吸入温度センサ10が設けられている。吸入温度センサ10は、低圧側の冷媒の温度を検出することのできる位置に設けられ、図示された吸入温度センサ10の位置は一例である。吸入温度センサ10は、たとえば、圧縮機2のシェルの下部、またはアキュムレータ7の入口側の配管に設けられる。
 冷凍サイクル装置1には、冷媒タンク回路12が設けられている。冷媒タンク回路12は、第1熱交換器4および第1減圧装置5の間と、第1減圧装置5および第2熱交換器6の間とを接続する回路である。冷媒タンク回路12は、第1減圧装置5と並列に設けられた回路である。冷媒タンク回路12には、第1熱交換器4に近い側から順に、第2減圧装置13と、冷媒タンク14と、弁15とが、直列に接続されている。なお、説明の便宜上、冷凍サイクル装置1を構成する回路のうち、冷媒タンク回路12を除く、圧縮機2、第1熱交換器4、第1減圧装置5、および第2熱交換器6が接続された回路を、メイン回路と称することがある。
 第2減圧装置13は、高圧冷媒を減圧する。第2減圧装置13としては、開度を調整可能な弁体を備えた装置、たとえば電子制御式膨張弁を用いることができる。
 冷媒タンク14は、内部に冷媒を貯留する容器である。
 弁15は、冷媒タンク回路12を構成する配管に設けられた弁体を有し、この弁体の開閉状態を切り替えることによって冷媒の導通状態と非導通状態とを切り替える。
 制御装置20は、冷凍サイクル装置1を統合的に制御する。制御装置20は、吸入圧力センサ8の検出した圧力Pin、第1吐出圧力センサ9が検出した圧力Pout、および吸入温度センサ10の検出した温度を受ける。制御装置20は、圧縮機2、流路切替装置3、第1減圧装置5、第2減圧装置13、弁15、および送風機11を制御する。
 制御装置20は、機能ブロックとして、低圧飽和温度検出部21、高圧飽和温度検出部22、過熱度検出部23、および液量検出部24を有する。また、制御装置20は、メモリ26を有する。
 低圧飽和温度検出部21は、吸入圧力センサ8により検出される低圧冷媒の圧力Pinと、メモリ26に格納された各種の圧力下での飽和温度の換算表から、圧縮機2の吸入側の低圧冷媒の飽和温度である低圧飽和温度を検出する。
 高圧飽和温度検出部22は、第1吐出圧力センサ9により検出される高圧冷媒の圧力Poutと、メモリ26に格納された各種の圧力下での飽和温度の換算表から、圧縮機2の吐出側の高圧冷媒の飽和温度である高圧飽和温度を検出する。
 過熱度検出部23は、吸入圧力センサ8により検出される圧縮機2の吸入側の冷媒圧力と、メモリ26に格納された各種の圧力下での飽和温度の換算表から、吸入側の冷媒の飽和温度を検出する。さらに過熱度検出部23は、検出した飽和温度と、吸入温度センサ10により検出される圧縮機2の吸入部の冷媒温度との差を求めることにより、圧縮機2の吸入部の過熱度を検出する。
 液量検出部24は、過熱度検出部23により検出される圧縮機2の吸入部の過熱度と、メモリ26に格納されている冷媒タンク14が満液状態のときの基準過熱度とに基づいて、冷媒タンク14内の液量を検出する。
 制御装置20は、メモリ26に格納されるプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう)を含む。
 制御装置20がCPUの場合、制御装置20が実行する各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアやファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ26に格納される。CPUは、メモリ26に格納されたプログラムを読み出して実行することにより、制御装置20の各機能を実現する。ここで、メモリ26は、たとえば、RAM、ROM、フラッシュメモリ、EPROM、EEPROM等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリである。
 制御装置20の低圧飽和温度検出部21、高圧飽和温度検出部22、過熱度検出部23、および液量検出部24について、これらの一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。ハードウェアで実現する場合には、たとえば、単一回路、複合回路、ASIC、FPGA、またはこれらを組み合わせたものが用いられる。
 図3は、実施の形態1による冷凍サイクル装置1の冷房モードの状態を示す回路構成図である。図4は、実施の形態1による冷凍サイクル装置1の暖房モードの状態を示す回路構成図である。図3、図4では、冷媒の流れる経路を太線で示すとともに、冷媒の流れる方向を矢印で示している。
 <冷房モード>
 図3を参照して、冷房モードのときの冷媒の流れを説明する。圧縮機2から吐出された高温高圧の冷媒は、流路切替装置3を介して第1熱交換器4に流入する。高温高圧の冷媒は、第1熱交換器4において送風機11から送風される空気と熱交換することによって、温度低下して第1熱交換器4から流出する。第1熱交換器4から流出した冷媒は、第1減圧装置5で減圧され、低温低圧の冷媒となって第2熱交換器6に流入する。低温低圧の冷媒は、第2熱交換器6において水回路16を流れる水と熱交換することによって、温度上昇して第2熱交換器6から流出する。第2熱交換器6を流出した冷媒は、流路切替装置3を介してアキュムレータ7に流入し、アキュムレータ7内において気液分離される。アキュムレータ7内のガス冷媒は、圧縮機2に吸入される。
 冷房モードでは、利用側熱交換器である第2熱交換器6を流れる冷媒によって水回路16を流れる水が冷却される。この冷却された水がたとえば室内の冷房に用いられる。
 冷房モードでの定格運転のときの最適な冷媒量は、暖房モードでの定格運転のときの最適な冷媒量よりも多い。このため、冷房モードのときには、冷媒タンク14内には冷媒が貯められておらず、冷媒の全量が冷凍サイクル装置1内を循環するように構成されている。冷房モードのときには、第2減圧装置13および弁15は全閉または全閉に近い状態であり、冷媒タンク回路12内には冷媒が流入出しない。
 <暖房モード>
 図4を参照して、暖房モードのときの冷媒の流れを説明する。圧縮機2から吐出された高温高圧の冷媒は、流路切替装置3を介して第2熱交換器6に流入する。高温高圧の冷媒は、第2熱交換器6において水回路16を流れる水と熱交換することによって、温度低下して第2熱交換器6から流出する。第2熱交換器6から流出した冷媒は、第1減圧装置5で減圧され、低温低圧の冷媒となって第1熱交換器4に流入する。低温低圧の冷媒は、第1熱交換器4において送風機11から送風される空気と熱交換することによって、温度上昇して第1熱交換器4から流出する。第1熱交換器4を流出した冷媒は、流路切替装置3を介してアキュムレータ7に流入し、アキュムレータ7内において気液分離される。アキュムレータ7内のガス冷媒は、圧縮機2に吸入される。
 暖房モードでは、利用側熱交換器である第2熱交換器6を流れる冷媒によって水回路16を流れる水を加熱し、この加熱された水がたとえば室内の暖房に用いられる。
 暖房モードのときには、第2減圧装置13は全閉または全閉に近い状態であり、弁15は全開状態になっている。暖房モードでの定格運転のときの最適な冷媒量は、冷房モードでの定格運転のときの最適な冷媒量よりも少ない。このため、暖房モードで運転するときの余剰冷媒は、冷媒タンク14に貯められており、暖房モードでメイン回路を循環する冷媒量は、冷房モードでメイン回路を循環する冷媒量よりも少ない。
 上述の冷房モードおよび暖房モードの双方において、制御装置20は、第1減圧装置5を過熱度制御する。より具体的には、制御装置20の過熱度検出部23は、凝縮器として機能する熱交換器の出口側、つまり圧縮機2の吸入側の冷媒の過熱度を検出する。制御装置20は、検出された過熱度が目標値に近づくように第1減圧装置5の開度を制御する。
 <除霜モード>
 暖房モードで運転している際には、蒸発器として機能する第1熱交換器4の配管の外面に霜が付着することがある。そのため、付着した霜を溶かすために冷凍サイクル装置1は除霜モードで運転を行なう。除霜モードのときには、冷房モードと同様に、流路切替装置3は圧縮機2の吐出側を第1熱交換器4に接続することにより冷媒を第2循環方向に第2流路を循環させる。圧縮機2から吐出された高温冷媒は、第1熱交換器4に流入して霜を溶かす。除霜モードでは、利用側熱交換器である第2熱交換器6に低温の冷媒が流入するため、なるべく短時間で除霜を完了させることが望ましい。
 上述のように冷房モードと暖房モードとでは、最適な冷媒量が異なるため、暖房モードのときには余剰な冷媒を冷媒タンク14に貯留して冷凍サイクル装置1を運転する。
 図5は、実施の形態1による除霜モードの流れを説明するフローチャートである。図5に示されるように、制御装置20は、除霜モードを開始すると、ステップS1において、第2減圧装置13と弁15の一方を開いて冷媒タンク14内の冷媒を放出する冷媒放出運転を行ない、処理をステップS2へ進める。冷媒放出運転の際、圧縮機2から吐出された冷媒を第1熱交換器4に流している。
 制御装置20は、S2において、高圧飽和温度が閾値以上か否かを判定する。高圧飽和温度が未満である場合(S2においてNO)、制御装置20は、除霜が未完であるとして処理をS1へ戻す。高圧飽和温度が閾値以上である場合(S2においてYES)、制御装置20は、除霜が完了したものとして処理をステップS3に進める。
 制御装置20は、S3において、第2減圧装置13と弁15の両方を開いて冷媒タンク14内に冷媒を回収する冷媒回収運転を行なう。制御装置20は、冷媒回収完了後に処理を終了して冷凍サイクル装置1の運転モードを暖房モードに復帰させる。
 除霜モードの目的は、暖房運転において第1熱交換器4の付近に生じた霜を溶解させることである。除霜モードにおいては、第1熱交換器4を凝縮器として機能させて熱を発生させて、霜を溶解させる。除霜モードにおいては冷媒と空気との熱交換を行なう必要がない。送風機11のファン111を回転させないのが通常である。
 除霜モードの完了後にファン111を回転させずに冷媒回収運転を行なうと、圧縮機2の吐出側(高圧側)の圧力が上昇してしまう可能性がある。圧力が上昇し過ぎると故障の可能性が高まるため、冷媒回収運運転を強制的に中止しなければならなくなる。
 また、除霜モードの終了後に行なわれる冷媒回収運転において除霜モードにおける駆動周波数を一定の値としていると、低圧側の圧力が低下して冷媒の温度が低下する可能性がある。その結果、水回路16を流れる水の温度が低下して凍結の可能性が高まる。低圧側の圧力が低下し過ぎた場合、冷媒回収運転を強制的に中止しなければならない。
 冷媒回収運転を強制的に中止した場合、冷媒の回収が十分に行なわれていない可能性がある。その結果、その後の暖房モードにおいて液冷媒の圧縮機への吸入が生じる可能性が高まる。
 このような問題に鑑み、実施の形態1においては、冷媒回収運転の間、制御装置20は、高圧側の圧力を監視しながら送風機11の送風量をフィードバック制御することにより、高圧側の圧力を高圧側目標圧力値P2に近づけるようにする。すなわち、実施の形態1においては、制御装置20は、冷媒回収運転中に送風機11のファン111を回転させる。また、制御装置20は、低圧側の圧力を監視しながら圧縮機2の駆動周波数をフィードバック制御することにより、低圧側の圧力を低圧側目標圧力値P1に近づけるようにする。このようなフィードバック制御を行なうことにより、冷媒回収運転を安定的に継続することができる。
 図6は、冷凍サイクル装置1の各構成の除霜モードにおける動作を説明するタイミングチャートである。図6における「流路切替装置」の状態は、圧縮機2の吐出部を第1熱交換器4および第2熱交換器6のいずれに接続するかを示している。図7は、除霜モードの高圧飽和温度および低圧飽和温度の推移を説明する図である。図7のグラフにおいて横軸は経過時間を示している。図8は、冷凍サイクル装置1の回路構成図であり、除霜モードの第1冷媒放出運転の状態を示す図である。図9は、冷凍サイクル装置1の回路構成図であり、除霜モードの第2冷媒放出運転の状態を示す図である。図10は、冷凍サイクル装置1の回路構成図であり、除霜モードの冷媒回収運転の状態を示す図である。図11は、実施の形態1において冷媒回収運転中に制御装置20によって行なわれるフィードバック制御を説明するためのフローチャートである。図7~図11を適宜参照しつつ、図6に沿って実施の形態1の除霜モードの動作を説明する。
 図6に示されるように、圧縮機2は、暖房モードのときには空調負荷に基づいて決められる駆動周波数で運転する。流路切替装置3は、圧縮機2の吐出側を第2熱交換器6に接続する。第1減圧装置5は、過熱度制御された開度である。冷媒タンク回路12の第2減圧装置13は、全閉または全閉に近い状態である。弁15は、開状態である。第2減圧装置13および弁15は、暖房モードのときに冷媒タンク14内を満液状態に維持できる状態であればよく、図6の例に限定されない。暖房モードのときの冷凍サイクル装置1は、図4に示したとおりである。
 <除霜モード-第1冷媒放出運転>
 除霜モードを開始すると、まず、冷凍サイクル装置1は、第1冷媒放出運転を行なう。第1冷媒放出運転では、流路切替装置3は圧縮機2の吐出側を第1熱交換器4に接続し、第2減圧装置13は開状態、弁15は閉状態に制御される。第2減圧装置13の開度は、全開としてもよいし、また圧縮機2への液冷媒の吸入を抑制するために全開よりもやや低い開度としてもよい。なお、第1減圧装置5は、除霜モードの間も過熱度制御される。圧縮機2は、図6の例では、除霜能力を上げるために駆動周波数を高めているが、本発明においては圧縮機2の能力制御は限定されない。
 図7の点A2に示されるように、第1冷媒放出運転を開始すると、流路切替装置3の流路切り替えに伴って高低圧が反転するため、高圧飽和温度は低い状態である。図7の点A1に示されるように、低圧飽和温度も高圧飽和温度の低下に伴って低下するが、除霜モード開始前の暖房モードの作用で第2熱交換器6を流れる水回路16の水温が高いため、低差圧状態となる。このため、点Bに示されるように、圧縮機2の吸入部の過熱度は大きい状態である。
 図8に示されるように、冷媒タンク回路12の弁15を閉じて第2減圧装置13を開くことにより、メイン回路の高圧側に冷媒タンク14が接続される。メイン回路は、低圧と高圧とが反転した直後であり、また、直前まで暖房モードの高圧側に接続されていた冷媒タンク14内は相対的に高圧状態であるため、冷媒タンク14から液冷媒が放出される。そうすると、図7の点Bから点Cの期間に示されるように、圧縮機2の吸入側過熱度は急減していく。また、図7の点D2に示されるように、第1冷媒放出運転の経過に伴い、高圧飽和温度は霜の融解温度(0℃)まで上昇する。冷媒タンク14に貯められていた冷媒もメイン回路を循環することにより、冷凍サイクル装置1の除霜能力が高まっていく。
 図7の点Eに示されるように、圧縮機2の吸入側過熱度が、液放出終了判定閾値である閾値SH1まで低下すると、制御装置20は、冷媒タンク14内の冷媒の放出が完了したと判定し、第1冷媒放出運転を終了する。図6に示されるように、制御装置20は、第1冷媒放出運転を終了すると、第2減圧装置13を閉状態にする。
 <除霜モード-第2冷媒放出運転>
 第1冷媒放出運転において冷媒タンク14はメイン回路の高圧側に冷媒を放出するため、低圧側に冷媒を放出する場合と比べて液冷媒の圧縮機への吸入は抑制される。しかし、冷媒タンク14内の圧力と高圧側の圧力とが等しくなると、冷媒タンク14内に冷媒が残留し得る。そこで、さらに除霜能力を高めるため、冷媒タンク14内に残留する冷媒を放出するための第2冷媒放出運転を実行する。
 図6に示されるように、第2冷媒放出運転では、第2減圧装置13は閉状態、弁15は開状態に制御される。なお、圧縮機2は、図6の例では、駆動周波数が高い状態が維持されているが、本発明においては圧縮機2の能力制御は限定されない。また、第1減圧装置5に対する過熱度制御は継続される。
 図9に示されるように、冷媒タンク回路12の弁15を開くとともに第2減圧装置13を閉じたことにより、冷媒タンク14はメイン回路の低圧側に接続される。冷媒タンク14内と弁15の下流側(第1減圧装置5の下流側)との圧力差により、冷媒タンク14内に残留していた冷媒が放出される。
 図7に示されるように、第2冷媒放出運転が開始されると、冷媒タンク14内に残留していた冷媒が放出され、圧縮機2の吸入側過熱度が低下していく。そして、図7の点Fに示されるように、圧縮機2の吸入側過熱度が、液放出終了判定閾値である閾値SH2まで低下すると、制御装置20は、冷媒タンク14内の冷媒の放出が完了したと判定し、第2冷媒放出運転を終了する。制御装置20は、第2冷媒放出運転を終了すると、弁15を閉状態にする。
 <除霜モード-除霜継続運転>
 冷媒タンク14からの冷媒の放出が終了すると、除霜継続運転が実行される。図6に示されるように、除霜継続運転では、第2減圧装置13および弁15は閉状態に制御される。圧縮機2および第1減圧装置5は、第2冷媒放出運転における制御が継続される。
 除霜モードでの運転により、第1熱交換器4に付着した霜の融解が進み、図7に示されるように高圧飽和温度および低圧飽和温度が上昇する。そして、図6の点G2に示されるように、高圧飽和温度が、除霜終了判定閾値である目標温度値T2に到達すると、制御装置20は、除霜が完了したと判定し、除霜継続運転を終了する。低圧飽和温度が目標温度値T1に到達したことをもって除霜が完了したと判定しても構わない。目標温度値T1,T2は、それぞれ低圧側目標圧力値P1,高圧側目標圧力値P2に対応する飽和温度である。
 <除霜モード-冷媒回収運転>
 除霜モードでは冷媒タンク14内の冷媒をメイン回路において循環させて除霜能力を向上させることができる。除霜モードから暖房モードに復帰するときには、暖房モードで余剰となる冷媒を冷媒タンク14に回収する冷媒回収運転が行なわれる。
 実施の形態1においては、冷媒回収運転中に高圧側の圧力Poutが上限圧力値Pmaxに達した場合、冷凍サイクル装置1の故障を防止するため、制御装置20は、冷媒回収運転を中止する。また、冷媒回収運転中に低圧側の圧力Pinが下限圧力値Pminに達した場合、制御装置20は、水回路16を流れる水の凍結を防止するため、冷媒回収運転を中止する。図7において、上限温度値Tmaxは、上限圧力値Pmaxに対応する高圧飽和温度である。下限温度値Tminは、下限圧力値Pminに対応する低圧飽和温度である。
 図6に示されるように、冷媒回収運転では、第2減圧装置13および弁15は開状態に制御される。流路切替装置3は、圧縮機2の吐出側を第1熱交換器4に接続した状態を維持する。第1減圧装置5に対する過熱度制御は継続される。送風機11は高圧飽和温度が目標温度値T2に近づくようにフィードバック制御される。圧縮機2は低圧飽和温度が目標温度値T1に近づくようにフィードバック制御される。
 図10に示されるように、冷媒タンク回路12の第2減圧装置13および弁15を開いたことにより、第1熱交換器4から流れてきた冷媒は、第1減圧装置5の上流側において分岐されて第2減圧装置13で減圧されて液冷媒となり、冷媒タンク14内に貯まる。循環する冷媒のうち主にガス冷媒は、冷媒タンク14から流出して弁15を介して第2熱交換器6に向かって流れる。
 冷媒回収運転が開始されると、制御装置20によって図11に示されるフィードバック制御が開始される。制御装置20は、ステップS31において、冷媒回収運転を中止すべきか否か判定する。冷媒回収運転を中止すべき場合としては、たとえば、高圧側の圧力Poutが上限圧力値Pmaxに達した場合(図7の点J2)、あるいは低圧側の圧力Pinが下限圧力値Pminに達した場合(図7の点J1)を挙げることができる。冷媒回収運転を中止すべき場合(S31にてYES)、制御装置20は冷媒回収運転を終了する。冷媒回収運転が継続可能な場合(S31にてNO)、制御装置20は、圧縮機2のフィードバック制御(ステップS32とS33)および送風機11のフィードバック制御(ステップS34とS35)を並列に行なう。
 制御装置20は、S32において低圧側の圧力Pinと低圧側目標圧力値P1との差の絶対値が閾値V1よりも小さいか否かを判定する。圧力Pinと低圧側目標圧力値P1との差の絶対値が閾値V1よりも小さい場合(S32にてYES)、制御装置20は、送風機11のフィードバック制御の終了を待つ。圧力Pinと低圧側目標圧力値P1との差の絶対値が閾値V1以上の場合(S32にてNO)、制御装置20は、処理をステップS33に進める。制御装置20は、S33において、圧力Pinと低圧側目標圧力値P1との差の絶対値が閾値V1よりも小さくなるように圧縮機2の駆動周波数を制御した後、送風機11のフィードバック制御の終了を待つ。
 制御装置20は、S34において高圧側の圧力Poutと高圧側目標圧力値P2との差の絶対値が閾値V2よりも小さいか否かを判定する。圧力Poutと高圧側目標圧力値P2との差の絶対値が閾値V2よりも小さい場合(S34にてYES)、制御装置20は、圧縮機2のフィードバック制御の終了を待つ。高圧側の圧力Poutと高圧側目標圧力値P2との差の絶対値が閾値V2以上の場合(S34にてNO)、制御装置20は、処理をステップS35に進める。制御装置20は、S35において、圧力Poutと高圧側目標圧力値P2との差の絶対値が閾値V2よりも小さくなるようにファン111の回転速度を制御した後、送風機11のフィードバック制御を終了し、圧縮機2のフィードバック制御の終了を待つ。
 制御装置20は、圧縮機2および送風機11のフィードバック制御が終了した場合、処理をステップS36に進める。制御装置20は、S36において、冷媒回収が完了したか否かを判定する。冷媒回収が完了したかは冷媒タンク内の冷媒量が閾値以上であるか否かで判定する。冷媒タンク内の冷媒量をどのように検出するかは後に説明する。冷媒回収が完了した場合(S36においてYES)、制御装置20は冷媒回収運転を終了する。冷媒回収が完了していない場合(S36においてNO)、制御装置20は処理をS31に戻し、上述した処理を繰り返す。
 冷媒回収運転によって冷媒タンク14内が満液状態になると、第2熱交換器6の下流側に液冷媒が流入するため、図7の点Hから点Iの期間に示されるように圧縮機2の吸入側過熱度が低下し始める。この現象を利用し、図7の点Iに示されるように圧縮機2の吸入側過熱度が、回収完了判定閾値である閾値SH3まで低下すると、制御装置20は、冷媒タンク14が満液状態、すなわち冷媒回収運転が完了したと判定し、冷媒回収運転を終了する。
 なお、図6では、冷媒放出運転と冷媒回収運転との間で除霜継続運転を行なう例を示した。第1熱交換器4の着霜量によっては、冷媒放出運転の最中にすべての霜が融解することもある。冷媒放出運転の最中に高圧飽和温度が除霜終了判定閾値である目標温度値T2に到達したことを検出すると、制御装置20は、冷媒放出運転を停止して冷媒回収運転に移行する。
 <暖房モードの再開>
 図6に示されるように、除霜モードが終了すると、暖房モードが再開される。除霜モードのときに利用側熱交換器である第2熱交換器6が冷却されていたため、一般には暖房モードを再開したときには圧縮機2は運転能力が高い状態で運転される。流路切替装置3は、圧縮機2の吐出側を第2熱交換器6に接続する。第1減圧装置5に対する過熱度制御は継続される。冷媒タンク回路12の第2減圧装置13は、全閉または全閉に近い状態の開度であり、弁15は開状態である。
 以上のように実施の形態1においては、制御装置20は、冷媒回収運転の間、高圧側の圧力Poutを監視しながらファン111を回転させることにより、圧力Poutを高圧側目標圧力値P2に近づけるようにフィードバック制御を行なう。このようなフィードバック制御を行なうことにより、高圧側の冷媒の圧力の上昇を抑制することができる。そのため、冷媒回収運転を従来よりも長い時間行なうことができ、冷媒の回収量を増やすことができる。その結果、アキュムレータ7を小型化することができ、冷凍サイクル装置1を小型化することができる。
 また、実施の形態1においては、制御装置20は、冷媒回収運転の間、低圧側の圧力Pinを監視しながら圧縮機2の駆動周波数を制御することにより、圧力Pinを低圧側目標圧力値P1に近づけるようにフィードバック制御を行なう。このようなフィードバック制御を行なうことにより、低圧側の冷媒の温度の低下を抑制することができる。そのため、冷媒回収運転を従来よりも長い時間行なうことができ、冷媒の回収量を増やすことができる。その結果、アキュムレータ7を小型化することができ、冷凍サイクル装置1を小型化することができる。
 さらに、実施の形態1によれば、冷媒回収運転の間、冷媒回収運転中に圧縮機2および送風機11双方のフィードバック制御を行なうことにより、余剰冷媒を十分に回収するまで冷媒回収運転を安定的に継続することができる。その結果、アキュムレータ7をさらに小型化することができ、冷凍サイクル装置1をさらに小型化することができる。
 さらに、実施の形態1によれば、ファン111を回転させることにより冷媒回収運転中に第1熱交換器4に送風するため、除霜モードにおいて霜が溶解した水を吹き飛ばすことができる。その結果、冷媒回収運転後に行なわれる暖房モードにおける冷凍サイクル装置1の運転効率を上げることができる。
 [実施の形態2]
 実施の形態1においては、冷媒回収運転中に圧縮機2および送風機11双方のフィードバック制御を行なう場合について説明した。冷媒回収運転中にフィードバック制御を行なうのは圧縮機2および送風機11のいずれか一方であっても構わない。実施の形態2においては、冷媒回収運転中にフィードバック制御を行なうのが圧縮機2および送風機11のいずれか一方である場合について説明する。
 実施の形態2が実施の形態1と異なる点は、冷媒回収運転中にフィードバック制御を行なう対象が圧縮機2および送風機11のいずれか一方であるという点である。すなわち、実施の形態2では、実施の形態1における図11に示される図11が、図12または図13に示されるフローチャートに置き換わる。それ以外の点については実施の形態1と同様であるため説明を繰り返さない。
 図12は、冷媒回収運転中にフィードバック制御を行なう対象が圧縮機2である場合のフローチャートである。図12に示されるように、制御装置20は、冷媒回収運転を継続する場合(S31においてNO)、圧縮機2のフィードバック制御(ステップS32とS33)を行なう。
 冷媒回収運転の間、低圧側の圧力Pinを監視しながら圧縮機2の駆動周波数を制御することにより、圧力Pinを低圧側目標圧力値P1に近づけるようにフィードバック制御を行なう。このようなフィードバック制御を行なうことにより、低圧側の冷媒の温度の低下を抑制することができる。そのため、冷媒回収運転を従来よりも長い時間行なうことができ、冷媒の回収量を増やすことができる。その結果、アキュムレータ7を小型化することができ、実施の形態2による冷凍サイクル装置を小型化することができる。
 図13は、冷媒回収運転中にフィードバック制御を行なう対象が送風機11である場合のフローチャートである。図13に示されるように、制御装置20は、冷媒回収運転を継続すべき場合(S31においてNO)、送風機11のフィードバック制御(ステップS34とS35)を行なう。
 制御装置20は、冷媒回収運転の間、高圧側の圧力Poutを監視しながらファン111を回転させることにより、圧力Poutを高圧側目標圧力値P2に近づけるようにフィードバック制御を行なう。このようなフィードバック制御を行なうことにより、高圧側の冷媒の圧力の上昇を抑制することができる。そのため、冷媒回収運転を従来よりも長い時間行なうことができ、冷媒の回収量を増やすことができる。その結果、アキュムレータ7を不要とする、あるいは小型化することができ、実施の形態2による冷凍サイクル装置を小型化することができる。
 さらに、冷媒回収運転中にフィードバック制御を行なう対象が送風機11である場合、ファン111を回転させることにより冷媒回収運転中に第1熱交換器4に送風するため、除霜モードにおいて霜が溶解した水を吹き飛ばすことができる。その結果、暖房モードにおける冷凍サイクル装置の運転効率を上げることができる。
 [変形例]
 (1)冷媒タンク液量検出の例
 冷媒タンク14内の液冷媒量を検出する手段としては、圧縮機2の吸入側過熱度に基づいて検出するほか、以下のような手段がある。
 図14は、実施の形態1および2の変形例に係る冷凍サイクル装置1Aの回路構成図および制御装置20Aの機能ブロック図を併せて示した図である。変形例による冷凍サイクル装置1Aは、液量検出装置17をさらに備える。また、制御装置20Aは、液量検出部24と過冷却度検出部25とをさらに含む。
 液量検出部24は、液量検出装置17から入力される情報に基づいて、冷媒タンク14内の液冷媒の量を検出する。
 過冷却度検出部25は、第2吐出圧力センサ18により検出される第1熱交換器4の吐出側の冷媒圧力と、メモリ26に格納された各種の圧力下での飽和温度の換算表から、吐出側の冷媒の飽和温度を検出する。過冷却度検出部25は、検出した飽和温度と、吐出温度センサ19により検出される第1熱交換器4の吐出部の冷媒温度との差を求めることにより、第1熱交換器4の吐出部の過冷却度を検出する。
 (1-1)タイマ
 液量検出装置17の一例は、タイマである。液量検出部24は、タイマから入力される計測時間に基づいて冷媒回収運転(第1冷媒回収運転と第2冷媒回収運転のいずれかまたは両方)の経過時間をカウントする。液量検出部24は、冷媒回収運転の経過時間が閾値に到達すると、冷媒タンク14内が満液状態になったと判定する。冷媒回収運転の経過時間の閾値は、たとえば実機実験またはシミュレーションにより求めておくことができる。
 (1-2)液面センサ
 液量検出装置17の他の一例は、液面レベルを検知する液面センサである。液面センサの具体例は、冷媒タンク14の内部に設けられるフロートセンサである。液面センサの他の具体例は、超音波センサである。液面センサの他の具体例は、冷媒タンク14の側面に高さ方向に複数設置された熱抵抗検知器等の温度センサであって、複数の温度センサの検出値の差に基づいて液面を検出する。なお、液面センサの具体例は、ここに列挙したものに限定されない。
 (1-3)集音センサ
 液量検出装置17の他の一例は、弁15に設けられた集音センサである。液量検出部24は、集音センサから入力される音圧レベル(dB)に基づいて、冷媒タンク14内が満液状態であるか否かを判定する。
 冷媒回収運転を開始した時点では、冷媒タンク14内には液冷媒がほとんど貯まっていない。そのため、冷媒回収運転を開始した時点で弁15を通過する冷媒はガス冷媒である。冷媒回収運転を継続すると、冷媒タンク14内に液冷媒が貯まっていく。冷媒タンク14が満液状態になると、冷媒タンク14から流出した液冷媒が弁15を通過するようになる。弁15をガス冷媒が通過するときと、液冷媒が通過するときとでは、音圧レベル(dB)の値が異なる。液冷媒が通過するときの音圧レベル(dB)はガス冷媒が通過するときの音圧レベル(dB)よりも低い。液量検出部24は、集音センサから入力される音圧レベル(dB)が閾値まで低下したか否かにより、冷媒タンク14が満液状態になったか否かを判定することができる。
 (1-4)過冷却度
 冷媒回収運転によって冷媒タンク14内が満液状態になると、第1熱交換器の吐出側過冷却度が低下し始める。この現象を利用し、吐出側過冷却度が回収完了判定閾値まで低下したときに、制御装置20は、冷媒タンク14が満液状態となったこと、すなわち冷媒回収運転が完了したと判定することができる。
 (2)ガス抜き配管の有無
 実施の形態による冷凍サイクル装置は、冷媒タンク14からガス冷媒を排出するためのガス抜き配管を備えていても構わない。たとえば、図15に示される冷凍サイクル装置1Bのように、冷媒タンク14から第2減圧装置13のメイン回路側へガス抜き配管が設けられていても構わない。このような構成とすることにより、冷媒回収運転において気液二相冷媒が冷媒タンク14に流入する場合であっても満液回収が可能になる。
 今回開示された各実施の形態は、適宜組合わせて実施することも予定されている。今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
 1,1A,1B 冷凍サイクル装置、2 圧縮機、3 流路切替装置、4 第1熱交換器、5 第1減圧装置、6 第2熱交換器、7 アキュムレータ、8 吸入圧力センサ、9 第1吐出圧力センサ、10 吸入温度センサ、11 送風機、12 冷媒タンク回路、13 第2減圧装置、14 冷媒タンク、15 弁、16 水回路、17 液量検出装置、18 第2吐出圧力センサ、19 吐出温度センサ、20,20A 制御装置、21 低圧飽和温度検出部、22 高圧飽和温度検出部、23 過熱度検出部、24 冷媒タンク液量検出部、25 過冷却度検出部、26 メモリ、100 空冷式ヒートポンプチラー、111 ファン、112 モータ、P1 低圧側目標圧力値、P2 高圧側目標圧力値、Pmax 上限圧力値、Pmin 下限圧力値、Pin,Pout 圧力、V1,V2 閾値。

Claims (10)

  1.  第1熱交換器と、
     前記第1熱交換器よりも小さい容量を有する第2熱交換器と、
     圧縮機と、
     減圧装置と、
     前記第1熱交換器、前記減圧装置、前記第2熱交換器、および前記圧縮機の順の第1循環方向、または前記第1循環方向とは逆回りの第2循環方向に冷媒が循環する流路を形成するように構成される流路切替装置と、
     前記第1熱交換器に送風するように構成される送風機と、
     前記流路に接続された、冷媒タンクを含む冷媒タンク回路と、
     暖房モードおよび除霜モードを含む運転モードを切り替えるように構成される制御装置とを備え、
     前記制御装置は、前記暖房モードにおいては前記第2循環方向に冷媒が循環する流路を形成するように前記流路切替装置を制御し、前記除霜モードにおいては前記第1循環方向に冷媒が循環する流路を形成するように前記流路切替装置を制御するとともに前記冷媒タンクから冷媒を前記流路に追加するよう前記冷媒タンク回路を制御するように構成され、
     前記制御装置は、前記運転モードを前記除霜モードから前記暖房モードへ切り替える場合、冷媒を前記第1循環方向に循環させながら前記冷媒タンクに回収する冷媒回収運転を行ない、前記冷媒回収運転を行なっている間に前記送風機を稼働させるように構成される、冷凍サイクル装置。
  2.  前記制御装置は、前記冷媒回収運転を行なっている間に前記圧縮機の吐出側の冷媒の圧力と第1目標圧力値との差の第1絶対値が、第1閾値を超えた場合、前記第1絶対値が前記第1閾値よりも小さくなるように前記送風機の送風量を制御するように構成される、請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
  3.  前記制御装置は、前記冷媒回収運転を行なっている間に前記圧縮機の吸入側の冷媒の圧力と第2目標圧力値との差の第2絶対値が第2閾値を超えた場合、前記第2絶対値が前記第2閾値よりも小さくなるように前記圧縮機の駆動周波数を制御するように構成される、請求項2に記載の冷凍サイクル装置。
  4.  前記制御装置は、前記冷媒回収運転を行なっている間に前記圧縮機の吐出側の圧力が上限圧力値に達した場合または前記圧縮機の吸入側の冷媒の圧力が下限値に達した場合、前記冷媒回収運転を中止するように構成される、請求項3に記載の冷凍サイクル装置。
  5.  前記制御装置は、前記第1熱交換器の吐出側の過冷却度に基づいて検出された前記冷媒タンク内の冷媒量に基づいて、前記冷媒回収運転を終了するように構成される、請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
  6.  前記制御装置は、前記圧縮機の吸入側の過熱度に基づいて検出された前記冷媒タンク内の冷媒量に基づいて、前記冷媒回収運転を終了するように構成される、請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
  7.  前記冷媒タンクの冷媒量を検知する液量検出装置を備え、
     前記制御装置は、前記液量検出装置によって検出された前記冷媒タンク内の冷媒量に基づいて、前記冷媒回収運転を終了するように構成される、請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
  8.  前記液量検出装置は、タイマを備え、
     前記制御装置は、前記タイマの計測時間に基づいて前記冷媒タンク内の冷媒量を検出するように構成される、請求項7に記載の冷凍サイクル装置。
  9.  前記液量検出装置は、前記冷媒タンクの液面レベルを検知する液面センサを備え、
     前記制御装置は、前記液面センサが検出した検出値に基づいて前記冷媒タンク内の冷媒量を検出するように構成される、請求項7に記載の冷凍サイクル装置。
  10.  前記液量検出装置は、前記冷媒タンクに取り付けられるように構成される集音センサを備え、
     前記制御装置は、前記集音センサが検出した音圧レベルに基づいて前記冷媒タンク内の冷媒量を検出するように構成される、請求項7に記載の冷凍サイクル装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017040464A (ja) * 2014-09-03 2017-02-23 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. 冷媒量検知装置
JPWO2017068642A1 (ja) * 2015-10-20 2018-05-10 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置
JPWO2017061009A1 (ja) * 2015-10-08 2018-06-07 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置
JP2021055941A (ja) * 2019-09-30 2021-04-08 ダイキン工業株式会社 冷凍装置

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107923680B (zh) * 2015-08-28 2020-06-30 三菱电机株式会社 制冷循环装置
CN108933502B (zh) * 2018-09-11 2020-04-10 许昌学院 一种虚拟同步发电***
JP6949253B2 (ja) * 2018-12-06 2021-10-13 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置
CN112682920B (zh) * 2019-10-17 2022-05-17 广东美的制冷设备有限公司 冷媒回收方法、多联机***及计算机可读存储介质
CN110940039B (zh) * 2019-12-16 2020-10-27 宁波奥克斯电气股份有限公司 一种高温收液、多联机冷媒回收方法、装置及多联机***
JP7482438B2 (ja) * 2020-02-28 2024-05-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 冷凍装置
CN111795522A (zh) * 2020-03-27 2020-10-20 浙江中广电器股份有限公司 一种除霜结束控制方法、处理器、空气能热泵热水***
WO2022149187A1 (ja) * 2021-01-05 2022-07-14 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09138016A (ja) * 1995-11-15 1997-05-27 Matsushita Refrig Co Ltd ヒートポンプ式空気調和機
JPH1089780A (ja) * 1996-09-13 1998-04-10 Mitsubishi Electric Corp 冷凍システム装置
JPH11201572A (ja) * 1998-01-13 1999-07-30 Matsushita Refrig Co Ltd 多室冷暖房装置
JP2010190545A (ja) * 2009-02-20 2010-09-02 Sanyo Electric Co Ltd 冷凍装置
WO2011010473A1 (ja) * 2009-07-22 2011-01-27 三菱電機株式会社 ヒートポンプ装置
JP2013113498A (ja) * 2011-11-29 2013-06-10 Hitachi Appliances Inc 空気調和機
JP2014152943A (ja) * 2013-02-05 2014-08-25 Daikin Ind Ltd 空気調和装置
JP2015087071A (ja) * 2013-10-31 2015-05-07 株式会社富士通ゼネラル 空気調和機
WO2015064172A1 (ja) * 2013-10-31 2015-05-07 シャープ株式会社 空気調和機

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54154853A (en) * 1978-05-26 1979-12-06 Sanyo Electric Co Ltd Freezer
JPS604039Y2 (ja) * 1979-09-27 1985-02-04 ダイキン工業株式会社 空気調和機
JPS5650971A (en) 1979-10-01 1981-05-08 Toray Ind Inc Coating composition
US4901245A (en) * 1987-12-01 1990-02-13 Moore Technologies, Inc. Nonintrusive acoustic liquid level sensor
JPH03191264A (ja) * 1989-12-19 1991-08-21 Mitsubishi Electric Corp 空気調和装置
JP2666660B2 (ja) * 1992-07-09 1997-10-22 ダイキン工業株式会社 空気調和装置の運転制御装置
JP3655681B2 (ja) * 1995-06-23 2005-06-02 三菱電機株式会社 冷媒循環システム
US5782101A (en) * 1997-02-27 1998-07-21 Carrier Corporation Heat pump operating in the heating mode refrigerant pressure control
CN1149366C (zh) * 1999-10-18 2004-05-12 大金工业株式会社 冷冻设备
JP4078812B2 (ja) * 2000-04-26 2008-04-23 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置
JP2002106960A (ja) * 2000-09-28 2002-04-10 Sanyo Electric Co Ltd ヒートポンプ給湯機
US7752855B2 (en) * 2004-06-11 2010-07-13 Daikin Industries, Ltd. Air conditioner with refrigerant quantity judging mode
CN100365432C (zh) * 2005-10-11 2008-01-30 汪柏年 一种基于超声波或声波连续声场鉴相原理的位移/距离测量方法及其装置
JP2007139225A (ja) * 2005-11-15 2007-06-07 Hitachi Ltd 冷凍装置
JP4974714B2 (ja) * 2007-03-09 2012-07-11 三菱電機株式会社 給湯器
JP2008224008A (ja) * 2007-03-15 2008-09-25 Iseki & Co Ltd トラクタの変速制御装置
US8079226B2 (en) * 2007-12-20 2011-12-20 Spx Corporation Method for accurately recharging A/C systems
JP5157580B2 (ja) * 2008-03-28 2013-03-06 ダイキン工業株式会社 冷凍装置
JP4975052B2 (ja) * 2009-03-30 2012-07-11 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置
KR101388844B1 (ko) 2010-02-15 2014-04-23 도시바 캐리어 가부시키가이샤 칠링 유닛
JP5595140B2 (ja) * 2010-06-24 2014-09-24 三菱重工業株式会社 ヒートポンプ式給湯・空調装置
JP5627350B2 (ja) * 2010-08-31 2014-11-19 三洋電機株式会社 容量制御式スクリュー冷凍装置の運転制御方法
JP2012207826A (ja) * 2011-03-29 2012-10-25 Fujitsu General Ltd 冷凍サイクル装置
JP5855129B2 (ja) * 2011-12-12 2016-02-09 三菱電機株式会社 室外機及び空気調和装置
JP6148001B2 (ja) * 2012-12-14 2017-06-14 シャープ株式会社 空気調和機
JP6036356B2 (ja) * 2013-02-04 2016-11-30 ダイキン工業株式会社 冷凍装置
US9772124B2 (en) 2013-03-13 2017-09-26 Nortek Air Solutions Canada, Inc. Heat pump defrosting system and method
JP6141425B2 (ja) * 2013-05-24 2017-06-07 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置
JP6524670B2 (ja) * 2015-01-19 2019-06-05 ダイキン工業株式会社 空気調和装置
WO2016139783A1 (ja) * 2015-03-04 2016-09-09 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置
EP3315875B1 (en) * 2015-06-24 2019-02-13 Mitsubishi Electric Corporation Heat source apparatus
WO2017022101A1 (ja) * 2015-08-05 2017-02-09 三菱電機株式会社 チリングユニット
CN107923680B (zh) * 2015-08-28 2020-06-30 三菱电机株式会社 制冷循环装置
JP6433602B2 (ja) * 2015-10-07 2018-12-05 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置
EP3361184B1 (en) * 2015-10-08 2020-05-06 Mitsubishi Electric Corporation Refrigeration cycle device

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09138016A (ja) * 1995-11-15 1997-05-27 Matsushita Refrig Co Ltd ヒートポンプ式空気調和機
JPH1089780A (ja) * 1996-09-13 1998-04-10 Mitsubishi Electric Corp 冷凍システム装置
JPH11201572A (ja) * 1998-01-13 1999-07-30 Matsushita Refrig Co Ltd 多室冷暖房装置
JP2010190545A (ja) * 2009-02-20 2010-09-02 Sanyo Electric Co Ltd 冷凍装置
WO2011010473A1 (ja) * 2009-07-22 2011-01-27 三菱電機株式会社 ヒートポンプ装置
JP2013113498A (ja) * 2011-11-29 2013-06-10 Hitachi Appliances Inc 空気調和機
JP2014152943A (ja) * 2013-02-05 2014-08-25 Daikin Ind Ltd 空気調和装置
JP2015087071A (ja) * 2013-10-31 2015-05-07 株式会社富士通ゼネラル 空気調和機
WO2015064172A1 (ja) * 2013-10-31 2015-05-07 シャープ株式会社 空気調和機

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017040464A (ja) * 2014-09-03 2017-02-23 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. 冷媒量検知装置
JPWO2017061009A1 (ja) * 2015-10-08 2018-06-07 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置
JPWO2017068642A1 (ja) * 2015-10-20 2018-05-10 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置
JP2021055941A (ja) * 2019-09-30 2021-04-08 ダイキン工業株式会社 冷凍装置
WO2021065118A1 (ja) * 2019-09-30 2021-04-08 ダイキン工業株式会社 冷凍装置
CN114341571A (zh) * 2019-09-30 2022-04-12 大金工业株式会社 制冷装置
US11512876B2 (en) 2019-09-30 2022-11-29 Daikin Industries, Ltd. Refrigeration apparatus

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