CN105143786A - 空调机 - Google Patents

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Abstract

本发明以在R32单一或含有70质量％以上R32的混合制冷剂被封入在冷冻循环流转的制冷剂的空调机中，通过抑制制热运转时室内膨胀阀中的制冷剂流动音来谋求提高舒适性为目的。为此，在本发明中，通过使用液体配管以及气体配管，连接具备压缩机以及室外热交换器的室外机和具备室内热交换器、室内膨胀阀的室内机来构成冷冻循环，在R32单一或含有70质量％以上R32的混合制冷剂被封入在该冷冻循环流转的制冷剂的空调机中，其特征在于，在制热运转时进行由所述室外膨胀阀进行的节流控制，且进行由所述室内膨胀阀进行的节流控制。

Description

空调机
技术领域
本发明涉及空调机的控制方法，尤其是适合制冷剂采用了R32时的制热运转时的制冷剂流动音的抑制的控制方法。
背景技术
作为本技术领域的背景技术，有专利第3956589号公报(专利文献1)。该公报记载了HFC类制冷剂的R32由于压缩机的排出侧的制冷剂温度比作为以往的制冷剂的R410A高10～15℃，所以，为了抑制这种情况，使压缩机入口的制冷剂干度在0.65以上，且在0.85以下。另外，专利第3435626号公报(专利文献2)记载了，为了抑制从膨胀阀产生的制冷剂流动音，在流入膨胀阀前设置由锐孔和锥形构成的流速调整构件。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：专利第3956589号公报
专利文献2：专利第3435626号公报
发明内容
发明所要解决的课题
空调机通过将作为蒸发器发挥作用的热交换器出口控制在饱和气体附近，能够提高冷冻循环的运转效率。这里，作为地球暖化系数比较低的制冷剂的R32，压缩机的排出侧的制冷剂温度比作为以往的制冷剂的R410A高10～15℃。在采用R32的情况下，为了降低排出侧的制冷剂温度，考虑将压缩机的入口侧的制冷剂干度控制成比R410A小。若为了使压缩机的入口侧的制冷剂干度小，而在制热运转时使作为蒸发器发挥作用的室外热交换器的出口侧的制冷剂在潮湿状态下运转，则蒸发器内保有的制冷剂量变多。这样一来，由于作为冷凝器发挥作用的室内热交换器的出口侧的过冷却度不足，成为气液二相状态，所以，存在从室内机产生因气液二相状态而造成的制冷剂流动音这样的问题。
因此，本发明的目的是在R32单一或含有70质量％以上R32的混合制冷剂被封入在冷冻循环流转的制冷剂的空调机中，通过抑制制热运转时室内膨胀阀中的制冷剂流动音来谋求提高舒适性。
用于解决课题的手段
本申请为了解决上述课题，其特征在于，“是一种空调机，所述空调机通过使用液体配管以及气体配管，连接具备压缩机以及室外热交换器的室外机和具备室内热交换器、室内膨胀阀的室内机，构成冷冻循环，R32单一或含有70质量％以上R32的混合制冷剂被封入在该冷冻循环流转的制冷剂，在制热运转时，进行由所述室外膨胀阀进行的节流控制，且进行由所述室内膨胀阀进行的节流控制”。
发明效果
根据本发明，在R32单一或含有70质量％以上R32的混合制冷剂被封入在冷冻循环流转的制冷剂的空调机中，可通过抑制制热运转时室内膨胀阀中的制冷剂流动音来谋求提高舒适性。
附图说明
图1是空调机的冷冻循环结构图的例子。
图2是因抑制制热运转时的压缩机排出温度而产生的冷凝器出口状态变化的说明图。
图3是制热运转时的室内膨胀阀前的制冷剂流动样式的说明图。
图4是通过本实施例的室内膨胀阀控制来进行抑制制热运转时的制冷剂流动音的动作的说明。
具体实施方式
下面，使用附图，对本发明的实施例进行说明。
实施例1
图1是本实施例的多室空调机的冷冻循环结构图的一例。室外机100由室外热交换器101、室外风扇102、室外膨胀阀103、压缩机104、蓄能器105、四通阀106、排出温度传感器107、排出压力传感器108构成。室内机200由室内热交换器201、室内风扇202、室内膨胀阀203、制冷剂液体侧温度传感器204构成。室外机100和室内机200由液体配管121和气体配管122连接。
接着，说明动作。
制冷运转时，从压缩机104排出的高温的气体制冷剂在四通阀106穿过，向室外热交换器101输送。进入到室外热交换器101的高温的气体制冷剂与由室外风扇102输送的室外空气进行热交换并冷凝，成为液体制冷剂。此后，在通过室外膨胀阀103后，经液体配管121向室内机200输送。输送到室内机200的制冷剂由室内膨胀阀203减压，进入室内热交换器201。由室内热交换器201与由室内风扇202输送的室内空气进行热交换并蒸发，成为气体制冷剂。此时，从室内机200向室内输送冷风，进行制冷。从室内机200出来的气体制冷剂经气体配管122向室外机100输送。进入室外机100的气体制冷剂穿过四通阀106进入蓄能器105。蓄能器105作为在液体制冷剂过渡性地返回时储存液体制冷剂的缓冲罐发挥作用，防止因液体制冷剂返回压缩机104造成的液体压缩。一般时，气体制冷剂从蓄能器105进入压缩机104并被压缩。
制热运转时，从压缩机104排出的高温的气体制冷剂穿过四通阀106向气体配管122输送。进入到气体配管122的高温的气体制冷剂向室内机200输送。进入到室内机200的高温的气体制冷剂由室内热交换器201与由室内风扇202输送的室内空气进行热交换并冷凝，成为液体制冷剂，在室内膨胀阀203穿过，从室内机200出来。通过室内空气由室内热交换器200与高温制冷剂进行热交换来进行制热。从室内机200出来的液体制冷剂在此后经液体配管121向室外机100流动。进入到室外机100的液体制冷剂在通过室外膨胀阀103时被减压，进入室外热交换器101。由室外热交换器101与由室外风扇102输送的室外空气进行热交换并蒸发，成为气体制冷剂。气体制冷剂在四通阀106穿过，进入蓄能器105。在蓄能器105中，大量液体制冷剂过渡性地通过时作为缓冲罐发挥作用，防止压缩机因液体压缩而损伤。一般时，气体制冷剂从蓄能器105进入压缩机104并被压缩。
在制热运转时，由室内机200的制冷剂液体侧温度传感器204检测从室内热交换器201出来的制冷剂温度。另外，由室外机100的排出压力传感器108检测压缩机104的排出压力。从压缩机104的出口侧到室内热交换器201的出口侧，由于制冷剂是高压状态，所以，压力损失比较小。据此，室内热交换器201的出口侧的过冷却度能够利用下面的(1)式推定。
SC＝Tsat(Pd)-TL-C…(1)
这里，SC(K)是室内热交换器出口过冷却度，Tsat()是压力的饱和温度，Pd是压缩机排出压力(MPa)，TL是室内热交换器出口温度(℃)，C是有关制冷剂压力损失的校正系数。
另外，在算出为SC≦0(K)的情况下，能够在室内热交换器201的出口侧判定为气液二相状态。
图2是使用了R32制冷剂的空调机中的因抑制制热运转时的压缩机104的排出温度而产生的冷凝器的出口侧的状态变化的说明图。
在单一或以70％以上的比例使用制冷剂R32的空调机中，由于制冷剂物理性质的影响，与使用制冷剂R410A的情况相比，具有排出温度变高的趋势。尤其是，作为排出温度容易变高的条件，列举压缩机104的压力比容易变大的外气低温下的制热运转。
图2是表示制热的低温下的运转状态的莫里尔线图，用实线表示的运转状态作为压缩机104的吸入侧的制冷剂的状态表示以带有稍许(2～3K)过热度SH(K)的状态进行运转的状态。在这样的运转状态下，存在压缩机104的排出温度Td1超过压缩机104的可靠性上的允许上限温度(例如，120℃)的情况。为此，希望通过使室外膨胀阀103的开度变大，来使压缩机104的吸入侧的制冷剂成为潮湿状态(吸入干度Xs)，使压缩机104的排出温度降低到Td2(例如，100℃)。据此，防止产生压缩机104内的冷冻机油、高分子材料的劣化以及稀土类磁铁减磁等压缩机104的可靠性降低的情况。
这里，若使压缩机104的吸入侧制冷剂的吸入干度Xs过剩地降低，则由于产生冷冻机油因制冷剂的稀释而造成的粘度降低，所以，压缩机104内部的滑动部的润滑不充分，因此，希望压缩机104的吸入干度为Xs＞0.85。另外，这里吸入干度是制冷剂气体质量流量除以制冷剂全部质量流量的值，是吸入干度≒制冷剂气体质量流量/制冷剂全部质量流量，制冷剂中的冷冻机油是除外的物质。因此，吸入干度为Xs＞0.85的制冷剂被吸入压缩机104。
这里，若使压缩机104的吸入干度Xs降低，则在位于其上游侧的蓄能器105、作为蒸发器发挥作用的室外热交换器101的出口侧，也成为干度低的状态。为此，蓄能器105和室外热交换器101的内部保有的制冷剂量增加。这样一来，由于循环内的全部制冷剂量不变，所以，作为冷凝器发挥作用的室内热交换器201内的制冷剂保有量减少，如图2的Xco所示，室内热交换器201的出口侧的制冷剂状态为气液二相状态的干度Xco(例如，Xco＝0.01～0.1)。在室内热交换器201的出口侧设置室内膨胀阀203，因所通过的制冷剂状态而产生制冷剂流动音，作为来自空调机的室内机200的异音，产生针对室内人的不舒服感。
图3是垂直上升流中的流型判定图(Heiwitt-Roberts线图)(出自：气液二相流手册第10页日本机会学会编1989年)。该图3为了推定制热运转时的室内膨胀阀203的入口侧的配管部的制冷剂流动样式而使用。图3的横轴表示的是液体制冷剂的表观动量ρL(jL)2，这里，ρL是液体制冷剂密度(kg/m3)。jL(m/s)是液体制冷剂充满全部截面积流动的液体制冷剂的表观流速。图3的纵轴表示的是气体制冷剂的表观动量ρG(jG)2，这里，ρG是气体制冷剂密度(kg/m3)，jG(m/s)是气体制冷剂充满全部截面积流动的气体制冷剂的表观流速。
另外，图3中区域被分割的是段塞流、搅状流、环状流等流动样式的类型，通过验证进入哪个区域，能够推定大致的流动样式。作为例子，若将制热运转时的状态记入线图来看，则在配管内径为10.7mm时，能够用●表示，为7.93mm时用△表示，为5.0mm时用◆表示。另外，知道了状态因干度Xco的值而变化，在Xco＝0.01时，为段塞流或气泡流，在Xco＝0.1以上时，向环状流转化。尤其感到制冷剂流动音不舒服的是气体的块间歇地在膨胀阀通过的段塞流或搅状流的区域，为了总是避开该区域，希望例如成为气泡流的区域。
根据图3，可以认为若使配管内径变细，则成为右上侧的区域，因此，成为气泡流的区域。但是，在进行压缩机104的容量控制的情况下，制冷剂流转量并非为一定，因此，难以像这样使配管内径变细而降低制冷剂流动音。另外，在使用了制冷剂R410A的空调机和使用了制冷剂R32的空调机中，在共用室内机时，若配管内径没有改变，则与制冷剂R410A相比制冷剂R32更能够使制冷剂流量变少。据此，由于制冷剂流速变小，所以，更容易成为段塞流、搅状流的区域，存在产生以室内热交换器201的出口侧成为二相区域为起因的制冷剂流动音的可能性。
因此，在本实施例的空调机中，是实施图4所示的室内膨胀阀控制。
图4是通过本实施例的室内膨胀阀203的控制来进行抑制制热运转时的制冷剂流动音的动作说明图。若为了抑制排出温度，而将吸入干度Xs例如控制在0.9左右，则像前述那样，室内热交换器201的出口侧的制冷剂成为气液二相状态(干度Xco＝0.01～0.1左右)，但是，此时，由于室内膨胀阀203被控制为大致全开状态，所以，其减压量小到ΔPexpi，被设置在作为蒸发器发挥作用的室外热交换器101前的室外膨胀阀103中的减压量ΔPexpo被控制得大。此时的液体配管121的干度为XLp。
与此相对，在本实施例的空调器中，若使用前述的室内热交换器201的出口侧的过冷却度的演算式(1)，判定为过冷却度是零，则进行控制，对室内膨胀阀203进行节流。据此，因为因室内膨胀阀203而产生的减压量大到ΔPexpi’，所以，使干度大到液体配管的干度XLp’。据此，能够使液体配管121的制冷剂保有量降低，且增加不足的室内热交换器201的制冷剂保有量。由此，室内热交换器201的出口侧的制冷剂状态能够将过冷却度SC确保到2～3K以上，成为液体状态。因此，可防止在室内膨胀阀203产生的不舒服的制冷剂流动音的产生。另外，在使用了制冷剂R410A的空调机和使用了制冷剂R32的空调机中，即使在室内机从使用了制冷剂R410A的室内机共用来使用的情况下，也就是共用室内机时配管内径没有改变的情况下，根据本实施例的控制方法，也可以降低不舒服的制冷剂流动音。
符号说明
100：空调机的室外机；101：室外热交换器；102：室外风扇；103：室外膨胀阀；104：压缩机；105：蓄能器；106：四通阀；107：排出温度传感器；108：排出压力传感器；121：液体配管；122：气体配管；200：室内机；201：室内热交换器；202：室内风扇；203：室内膨胀阀；204：制冷剂液体侧温度传感器。

Claims (4)

1.一种空调机，所述空调机通过使用液体配管以及气体配管，连接具备压缩机以及室外热交换器的室外机和具备室内热交换器、室内膨胀阀的室内机，构成冷冻循环，
R32单一或含有70质量％以上R32的混合制冷剂被封入在该冷冻循环流转的制冷剂，其特征在于，
在制热运转时，进行由所述室外膨胀阀进行的节流控制，且进行由所述室内膨胀阀进行的节流控制。
2.如权利要求1所述的空调机，其特征在于，
在制热运转时，在所述室内热交换器的出口侧的过冷却度成为设定值以下的情况下，进行由所述室外膨胀阀进行的节流控制，且进一步进行由所述室内膨胀阀进行的节流控制。
3.如权利要求1或2所述的空调机，其特征在于，
吸入干度Xs大于0.85的制冷剂被吸入所述压缩机。
4.如权利要求1或2所述的空调机，其特征在于，
所述室内机从使用了制冷剂R410A的室内机共用来使用。
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