CN108139118A - 制冷循环装置 - Google Patents

Abstract

本发明的制冷循环装置所具备的控制装置在将运转模式从除霜模式向制热模式切换的情况下，进行制冷剂回收运转。控制装置构成为，在制冷剂回收运转的期间监视压缩机的排出侧(高压侧)的压力(Pout)并且使鼓风机的风扇旋转，从而进行反馈控制(S34、S35)以使高压侧的压力(Pout)接近于高压侧目标压力值(P2)。控制装置构成为，在制冷剂回收运转的期间监视压缩机的吸入侧(低压侧)的压力(Pin)并且控制压缩机的驱动频率，从而进行反馈控制(S32、S33)以使低压侧的压力(Pin)接近于低压侧目标压力值(P1)。

Description

制冷循环装置

技术领域

本发明涉及一种能够切换制冷模式和制热模式地运转的制冷循环装置。

背景技术

以往，提出了如下这样构成的冷却单元：将气液分离器设置于压缩机的吸入侧，蒸发的制冷剂在气液分离器进行了气液分离之后，被吸入到压缩机而再次被压缩(例如，参照日本特许第5401563号公报(专利文献1))。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第5401563号公报

发明内容

发明要解决的问题

在制冷循环装置中，制冷剂按照冷凝器、减压装置、蒸发器以及压缩机的顺序在流路中循环。制冷剂在作为冷凝器发挥功能的热交换器中被液化。液化的制冷剂(液体制冷剂)在通过膨胀阀时进行减压。减压后的制冷剂在作为蒸发器发挥功能的热交换器中被气化。气化的制冷剂(气体制冷剂)被吸入到压缩机。

液体制冷剂向压缩机的吸入有可能导致压缩机的故障。液体制冷剂向压缩机的吸入有可能使制冷循环的运转效率降低。为了避免液体制冷剂被吸入到压缩机，也存在对减压装置进行过热度控制以使蒸发器的出口侧、即压缩机的吸入侧的过热度接近于目标值的制冷循环装置。

在能够切换制热模式和制冷模式地运转的制冷循环装置中，考虑制冷模式和制热模式下所要求的负荷，有时使热源侧热交换器的热交换容量比利用侧热交换器的热交换容量大。在该情况下，热源侧热交换器作为蒸发器发挥功能的制热模式下所需要的制冷剂量比热源侧热交换器作为冷凝器发挥功能的制冷模式或者除霜模式下所需要的制冷剂量少。因此，若在将运转模式从制冷模式或者除霜模式切换为制热模式的情况下，不回收制冷剂就向制热模式转移，则在蒸发器中不能完全将制冷剂充分地气化，液体制冷剂向压缩机吸入的可能性变高。

在专利文献1所记载的冷却单元中，通过在压缩机的吸入侧设置储液器(气液分离器)，抑制了液体制冷剂向压缩机的吸入。

在储液器的容积较大的情况下，利用储液器充分地进行制冷剂的气液分离。因此，在除霜模式结束后不进行制冷剂回收运转或者进行短时间的制冷剂回收运转，从而能够抑制之后的制热模式下的液体制冷剂向压缩机吸入。

然而，若储液器的容积较大，则制冷循环装置也会大型化。由于设置制冷循环装置的例如屋顶或者专用场地的空间受限，因此储液器的大型化并不优选。

若使储液器小型化，则能够使制冷循环装置小型化。在该情况下，利用储液器所产生的气液分离能力变低，因此需要比以往长时间稳定地进行制冷剂回收运转来回收大量制冷剂量。

除霜模式的目的是使在制热运转中在热源侧热交换器的附近产生的霜融解。在除霜模式下，使热源侧热交换器作为冷凝器发挥功能而产生热，使霜融解。在除霜模式下不需要进行制冷剂与空气的热交换。因此，通常不使鼓风机运转。

若在除霜模式完成后，与除霜模式同样地不使鼓风机运转地进行制冷剂回收运转，则压缩机的排出侧(高压侧)的压力会上升。在制冷剂回收运转中高压侧的压力过度上升的情况下，为了保护制冷循环装置，需要强制地中止制冷剂回收运转。

在强制地中止制冷剂回收运转的情况下，有可能没有充分地进行制冷剂的回收。其结果，在之后的制热模式下发生液体制冷剂向压缩机吸入的可能性变高。

本发明是为了解决上述这样的课题而完成的，其目的在于提供一种能够小型化的制冷循环装置。

用于解决问题的方案

本发明的制冷循环装置具备第1热交换器、第2热交换器、压缩机、减压装置、流路切换装置、鼓风机、制冷剂罐回路以及控制装置。第2热交换器具有比第1热交换器的容量小的容量。流路切换装置构成为形成使制冷剂向按照第1热交换器、减压装置、第2热交换器以及压缩机的顺序的第1循环方向或者与第1循环方向相反的第2循环方向循环的流路。鼓风机构成为向第1热交换器送风。制冷剂罐回路包括制冷剂罐，并连接于流路。控制装置构成为对包括制热模式和除霜模式的运转模式进行切换。控制装置构成为，在制热模式下以形成使制冷剂向第2循环方向循环的流路的方式控制流路切换装置。控制装置构成为，在除霜模式下以形成使制冷剂向第1循环方向循环的流路的方式控制流路切换装置，并且以从制冷剂罐向流路追加制冷剂的方式控制制冷剂罐回路。控制装置构成为，在将运转模式从除霜模式向制热模式切换的情况下，进行使制冷剂向第1循环方向循环并且回收到制冷剂罐的制冷剂回收运转，在进行制冷剂回收运转的期间使鼓风机运转。

发明的效果

根据本发明，在制冷剂回收运转中使鼓风机运转而抑制高压侧的制冷剂的压力的上升，从而能够比以往长时间地进行制冷剂回收运转。因此，能够增加制冷剂的回收量。其结果，能够不需要储液器或者使储液器小型化，从而能够使制冷循环装置小型化。

附图说明

图1是表示连结多个具备实施方式1的制冷循环装置的空冷式热泵冷热水机组100的情形的立体图。

图2是一并表示实施方式1的制冷循环装置的回路结构图和控制装置的功能框图的图。

图3是表示制冷循环装置的制冷模式的状态的回路结构图。

图4是表示制冷循环装置的制热模式的状态的回路结构图。

图5是说明除霜模式的流动的流程图。

图6是说明制冷循环装置的各结构的除霜模式下的动作的时序图。

图7是说明实施方式1的除霜模式的高压饱和温度和低压饱和温度的推移的图。

图8是制冷循环装置的回路结构图，是表示除霜模式的第1制冷剂放出运转的状态的图。

图9是制冷循环装置的回路结构图，是表示除霜模式的第2制冷剂放出运转的状态的图。

图10是制冷循环装置的回路结构图，是表示除霜模式的制冷剂回收运转的状态的图。

图11是用于说明在实施方式1中制冷剂回收运转中利用控制装置进行的反馈控制的流程图。

图12是在制冷剂回收运转中进行反馈控制的对象为压缩机的情况的流程图。

图13是在制冷剂回收运转中进行反馈控制的对象为鼓风机的情况的流程图。

图14是一并表示实施方式1的变形例的制冷循环装置的回路结构图和控制装置的功能框图的图。

图15是设有排气配管的实施方式的制冷循环装置的回路结构图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。需要说明的是，对图中相同的或者相当的部分标注相同的附图标记，不重复进行说明。

[实施方式1]

<制冷循环装置的结构>

图1是表示连结多个具备实施方式1的制冷循环装置的空冷式热泵冷热水机组100的情形的立体图。如图1所示，在空冷式热泵冷热水机组100中，为了确保空气吸入空间和维护空间，如用虚线所示那样采用Y型构造。

图2是一并表示实施方式1的制冷循环装置1的回路结构图和控制装置20的功能框图的图。如图2所示，制冷循环装置1具有利用配管连接压缩机2、设置于压缩机2的排出侧的流路切换装置3、第1热交换器4、第1减压装置5、第2热交换器6以及储液器7而成的制冷回路。二氧化碳、R410A等伴随有相变的制冷剂在该制冷回路的内部循环。在实施方式1中例示的制冷循环装置1利用第2热交换器6对在水回路16中流动的水进行加热或者冷却。在水回路16中流动的水例如利用于室内的空调。

压缩机2吸入低压制冷剂并进行压缩，使其成为高压制冷剂而排出。压缩机2是制冷剂的排出容量可变的例如变频压缩机。在制冷循环装置1内循环的制冷剂量通过调整压缩机2的排出容量来进行控制。

第1减压装置5用于对高压制冷剂进行减压。作为第1减压装置5，能够使用具备能够调整开度的阀芯的装置、例如电子控制式膨胀阀。

流路切换装置3将压缩机2的排出侧与第1热交换器4连接，并且将压缩机2的吸入侧与第2热交换器6连接，形成使从压缩机2排出的制冷剂向第1热交换器4流动的第1流路。流路切换装置3将压缩机2的排出侧与第2热交换器6连接，并且将压缩机2的吸入侧与第1热交换器4连接，形成使从压缩机2排出的制冷剂向第2热交换器6流动的第2流路。流路切换装置3选择性地进行形成第1流路的动作和形成第2流路的动作。流路切换装置3是具有设置于供制冷剂流动的配管的阀芯并通过切换该阀芯的开闭状态来进行上述这样的制冷剂的流路的切换的装置。流路切换装置3也被称为四通阀。

第1热交换器4是具有供制冷剂流动的流路的制冷剂-空气热交换器。在第1热交换器4中，在流路中流动的制冷剂与流路的外部的空气之间进行热交换。在第1热交换器4的附近设有鼓风机11，利用来自鼓风机11的空气促进第1热交换器4中的热交换。鼓风机11包括风扇111和使风扇111旋转的马达112。鼓风机11是例如旋转速度可变的鼓风机。第1热交换器4中的制冷剂的吸热量通过调整马达112的旋转速度来进行调整。

第2热交换器6是具有供制冷剂流动的流路和供水回路16的水流动的流路的制冷剂-水热交换器。在第2热交换器6中，在制冷剂与水之间进行热交换。

制冷循环装置1能够切换制冷和制热地运转。在制冷模式下，流路切换装置3将压缩机2的排出侧与第1热交换器4连接而形成使从压缩机2排出的制冷剂向第1热交换器4流动的第1流路。制冷剂向按照第1热交换器4、第1减压装置5、第2热交换器6以及压缩机2的顺序的第1循环方向在第1流路中循环。第1热交换器4作为冷凝器发挥功能，并且第2热交换器6作为蒸发器发挥功能。

在制热模式下，流路切换装置3将压缩机2的排出侧与第2热交换器6连接而形成使从压缩机2排出的制冷剂向第2热交换器6流动的第2流路。制冷剂向与第1循环方向反向的第2循环方向在第2流路中循环。第1热交换器4作为蒸发器发挥功能，并且第2热交换器6作为冷凝器发挥功能。第1热交换器4作为热源侧热交换器发挥功能。第2热交换器6作为利用侧热交换器发挥功能。考虑制冷模式和制热模式下所要求的负荷，第2热交换器6的热交换容量比第1热交换器4的热交换容量小。

储液器7是在内部贮存制冷剂的容器，设置于压缩机2的吸入侧。在储液器7的上部连接有供制冷剂流入的配管，在下部连接有供制冷剂流出的配管，制冷剂在储液器7内发生气液分离。气液分离后的气体制冷剂吸入到压缩机2。

在压缩机2的吸入部设有用于检测被吸入到压缩机2的制冷剂、即低压侧的制冷剂的压力Pin的吸入压力传感器8。吸入压力传感器8设置在能够检测到低压侧的制冷剂的压力Pin的位置，图示的吸入压力传感器8的位置为一例。

在压缩机2的排出部设有用于检测从压缩机2排出的制冷剂、即高压侧的制冷剂的压力Pout的第1排出压力传感器9。第1排出压力传感器9设置在能够检测到高压侧的制冷剂的压力Pout的位置，图示的第1排出压力传感器9的位置为一例。

在压缩机2的吸入部设有用于检测被吸入到压缩机2的制冷剂、即低压侧的制冷剂的温度的吸入温度传感器10。吸入温度传感器10设置在能够检测到低压侧的制冷剂的温度的位置，图示的吸入温度传感器10的位置为一例。吸入温度传感器10例如设置于压缩机2的外壳的下部，或者储液器7的入口侧的配管。

在制冷循环装置1设有制冷剂罐回路12。制冷剂罐回路12是将第1热交换器4和第1减压装置5之间与第1减压装置5和第2热交换器6之间连接起来的回路。制冷剂罐回路12是与第1减压装置5并列设置的回路。在制冷剂罐回路12中，从靠近第1热交换器4的一侧起依次串联连接有第2减压装置13、制冷剂罐14以及阀15。需要说明的是，为了便于说明，有时将构成制冷循环装置1的回路中的、除制冷剂罐回路12之外的连接有压缩机2、第1热交换器4、第1减压装置5以及第2热交换器6的回路称为主回路。

第2减压装置13用于对高压制冷剂进行减压。作为第2减压装置13，能够使用具备能够调整开度的阀芯的装置、例如电子控制式膨胀阀。

制冷剂罐14是在内部贮存制冷剂的容器。

阀15具有设置于构成制冷剂罐回路12的配管的阀芯，通过切换该阀芯的开闭状态来切换制冷剂的导通状态和非导通状态。

控制装置20综合控制制冷循环装置1。控制装置20接收吸入压力传感器8所检测到的压力Pin、第1排出压力传感器9所检测到的压力Pout以及吸入温度传感器10所检测到的温度。控制装置20控制压缩机2、流路切换装置3、第1减压装置5、第2减压装置13、阀15以及鼓风机11。

控制装置20具有低压饱和温度检测部21、高压饱和温度检测部22、过热度检测部23以及液量检测部24作为功能块。另外，控制装置20具有存储器26。

低压饱和温度检测部21根据由吸入压力传感器8检测到的低压制冷剂的压力Pin和存储于存储器26的各种压力下的饱和温度的换算表来检测作为压缩机2的吸入侧的低压制冷剂的饱和温度的低压饱和温度。

高压饱和温度检测部22根据由第1排出压力传感器9检测到的高压制冷剂的压力Pout和存储于存储器26的各种压力下的饱和温度的换算表来检测作为压缩机2的排出侧的高压制冷剂的饱和温度的高压饱和温度。

过热度检测部23根据由吸入压力传感器8检测到的压缩机2的吸入侧的制冷剂压力和存储于存储器26的各种压力下的饱和温度的换算表来检测吸入侧的制冷剂的饱和温度。并且过热度检测部23通过求出检测到的饱和温度与由吸入温度传感器10检测到的压缩机2的吸入部的制冷剂温度之差来检测压缩机2的吸入部的过热度。

液量检测部24基于由过热度检测部23检测到的压缩机2的吸入部的过热度和存储于存储器26的制冷剂罐14为满液状态时的基准过热度来检测制冷剂罐14内的液量。

控制装置20包括用于执行存储于存储器26的程序的CPU(也称为CentralProcessing Unit、中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微型计算机、处理器)。

在控制装置20为CPU的情况下，控制装置20所执行的各功能通过软件、固件、或者软件与固件的组合来实现。软件和固件被写为程序，存储于存储器26。CPU通过读取并执行存储于存储器26的程序来实现控制装置20的各功能。此处，存储器26例如是RAM、ROM、闪速存储器、EPROM、EEPROM等非易失性或者易失性的半导体存储器。

关于控制装置20的低压饱和温度检测部21、高压饱和温度检测部22、过热度检测部23以及液量检测部24，也可以通过专用的硬件实现它们的一部分，通过软件或者固件实现一部分。在通过硬件实现的情况下，例如可使用单一电路、复合电路、ASIC、FPGA、或者它们的组合。

图3是表示实施方式1的制冷循环装置1的制冷模式的状态的回路结构图。图4是表示实施方式1的制冷循环装置1的制热模式的状态的回路结构图。在图3、图4中，用粗线表示制冷剂流动的路径，并且，用箭头表示制冷剂流动的方向。

<制冷模式>

参照图3，说明制冷模式时的制冷剂的流动。从压缩机2排出的高温高压的制冷剂经由流路切换装置3向第1热交换器4流入。高温高压的制冷剂在第1热交换器4中与从鼓风机11送来的空气进行热交换，从而温度降低而从第1热交换器4流出。从第1热交换器4流出的制冷剂在第1减压装置5进行减压，成为低温低压的制冷剂而向第2热交换器6流入。低温低压的制冷剂在第2热交换器6中与在水回路16中流动的水进行热交换，从而温度上升而从第2热交换器6流出。从第2热交换器6流出的制冷剂经由流路切换装置3向储液器7流入，在储液器7内发生气液分离。储液器7内的气体制冷剂吸入到压缩机2。

在制冷模式下，利用在作为利用侧热交换器的第2热交换器6中流动的制冷剂对在水回路16中流动的水进行冷却。该冷却后的水例如用于室内的制冷。

制冷模式下的额定运转时的最佳的制冷剂量比制热模式下的额定运转时的最佳的制冷剂量多。因此，在制冷模式时，构成为在制冷剂罐14内不贮存制冷剂，制冷剂的总量在制冷循环装置1内循环。在制冷模式时，第2减压装置13和阀15为全闭或者接近于全闭的状态，制冷剂不流入到制冷剂罐回路12内且不从制冷剂罐回路12流出。

<制热模式>

参照图4，说明制热模式时的制冷剂的流动。从压缩机2排出的高温高压的制冷剂经由流路切换装置3向第2热交换器6流入。高温高压的制冷剂在第2热交换器6中与在水回路16中流动的水进行热交换，从而温度降低而从第2热交换器6流出。从第2热交换器6流出的制冷剂在第1减压装置5进行减压，成为低温低压的制冷剂而向第1热交换器4流入。低温低压的制冷剂在第1热交换器4中与从鼓风机11送来的空气进行热交换，从而温度上升而从第1热交换器4流出。从第1热交换器4流出的制冷剂经由流路切换装置3向储液器7流入，在储液器7内发生气液分离。储液器7内的气体制冷剂吸入到压缩机2。

在制热模式下，利用在作为利用侧热交换器的第2热交换器6中流动的制冷剂对在水回路16中流动的水进行加热，该加热后的水例如用于室内的制热。

在制热模式时，第2减压装置13成为全闭或者接近于全闭的状态，阀15成为全开状态。制热模式下的额定运转时的最佳的制冷剂量比制冷模式下的额定运转时的最佳的制冷剂量少。因此，在制热模式下运转时的剩余制冷剂贮存于制冷剂罐14，制热模式下在主回路中循环的制冷剂量比制冷模式下在主回路中循环的制冷剂量少。

在上述的制冷模式和制热模式这两者中，控制装置20对第1减压装置5进行过热度控制。更具体而言，控制装置20的过热度检测部23检测作为冷凝器发挥功能的热交换器的出口侧、即压缩机2的吸入侧的制冷剂的过热度。控制装置20对第1减压装置5的开度进行控制，以使检测到的过热度接近于目标值。

<除霜模式>

在以制热模式运转时，有时在作为蒸发器发挥功能的第1热交换器4的配管的外表面附着有霜。因此，为了使附着的霜融化，制冷循环装置1以除霜模式进行运转。在除霜模式时，与制冷模式同样地，流路切换装置3通过将压缩机2的排出侧与第1热交换器4连接而使制冷剂向第2循环方向在第2流路中循环。从压缩机2排出的高温制冷剂向第1热交换器4流入而使霜融化。在除霜模式下，低温的制冷剂向作为利用侧热交换器的第2热交换器6流入，因此期望的是在尽量短的时间内完成除霜。

如上述那样，在制冷模式和制热模式下，最佳的制冷剂量不同，因此在制热模式时将剩余的制冷剂贮存于制冷剂罐14地使制冷循环装置1运转。

图5是说明实施方式1的除霜模式的流动的流程图。如图5所示，控制装置20在开始除霜模式时，在步骤S1中进行将第2减压装置13和阀15中的一者打开而放出制冷剂罐14内的制冷剂的制冷剂放出运转，并使处理前进至步骤S2。在制冷剂放出运转时，使从压缩机2排出的制冷剂向第1热交换器4流动。

控制装置20在S2中判断高压饱和温度是否为阈值以上。在高压饱和温度小于阈值的情况下(在S2中为否)，控制装置20判断为除霜未完成，使处理返回S1。在高压饱和温度为阈值以上的情况下(在S2中为是)，控制装置20判断为除霜完成，使处理前进至步骤S3。

控制装置20在S3中进行将第2减压装置13和阀15这两者打开而向制冷剂罐14内回收制冷剂的制冷剂回收运转。控制装置20在制冷剂回收完成后结束处理并使制冷循环装置1的运转模式恢复为制热模式。

除霜模式的目的是使在制热运转中在第1热交换器4的附近产生的霜融解。在除霜模式下，使第1热交换器4作为冷凝器发挥功能而产生热，使霜融解。在除霜模式下不需要进行制冷剂与空气的热交换。通常不使鼓风机11的风扇111旋转。

若在除霜模式完成后不使风扇111旋转地进行制冷剂回收运转，则压缩机2的排出侧(高压侧)的压力可能会上升。若压力过度上升，则故障的可能性变高，因此必须强制地中止制冷剂回收运转。

另外，若在除霜模式结束后进行的制冷剂回收运转中，将除霜模式下的驱动频率设为恒定的值，则低压侧的压力可能会降低而使制冷剂的温度降低。其结果，在水回路16中流动的水的温度降低而冷冻的可能性变高。在低压侧的压力过度降低的情况下，必须强制地中止制冷剂回收运转。

在强制地中止制冷剂回收运转的情况下，有可能没有充分地进行制冷剂的回收。其结果，在之后的制热模式下发生液体制冷剂向压缩机吸入的可能性变高。

鉴于这样的问题，在实施方式1中，在制冷剂回收运转的期间，控制装置20监视高压侧的压力并且对鼓风机11的送风量进行反馈控制，从而使高压侧的压力接近于高压侧目标压力值P2。即，在实施方式1中，控制装置20在制冷剂回收运转中使鼓风机11的风扇111旋转。另外，控制装置20监视低压侧的压力并且对压缩机2的驱动频率进行反馈控制，从而使低压侧的压力接近于低压侧目标压力值P1。通过进行这样的反馈控制，能够稳定地继续进行制冷剂回收运转。

图6是说明制冷循环装置1的各结构的除霜模式下的动作的时序图。图6中的“流路切换装置”的状态表示将压缩机2的排出部与第1热交换器4和第2热交换器6中的哪一个连接。图7是说明除霜模式的高压饱和温度和低压饱和温度的推移的图。在图7的图表中，横轴表示经过时间。图8是制冷循环装置1的回路结构图，是表示除霜模式的第1制冷剂放出运转的状态的图。图9是制冷循环装置1的回路结构图，是表示除霜模式的第2制冷剂放出运转的状态的图。图10是制冷循环装置1的回路结构图，是表示除霜模式的制冷剂回收运转的状态的图。图11是用于说明在实施方式1中制冷剂回收运转中利用控制装置20进行的反馈控制的流程图。适当参照图7～图11，按照图6说明实施方式1的除霜模式的动作。

如图6所示，压缩机2在制热模式时以基于空调负荷确定的驱动频率运转。流路切换装置3将压缩机2的排出侧与第2热交换器6连接。第1减压装置5是进行了过热度控制的开度。制冷剂罐回路12的第2减压装置13为全闭或者接近于全闭的状态。阀15为开状态。第2减压装置13和阀15为在制热模式时能够将制冷剂罐14内维持为满液状态的状态即可，不限定于图6的例子。制热模式时的制冷循环装置1如图4所示。

<除霜模式-第1制冷剂放出运转>

在开始除霜模式时，首先，制冷循环装置1进行第1制冷剂放出运转。在第1制冷剂放出运转中，流路切换装置3将压缩机2的排出侧与第1热交换器4连接，第2减压装置13被控制为开状态，阀15被控制为闭状态。第2减压装置13的开度既可以设为全开，另外，也可以为了抑制液体制冷剂向压缩机2的吸入而设为比全开稍微低的开度。需要说明的是，第1减压装置5在除霜模式的期间也进行过热度控制。压缩机2在图6的例子中为了提高除霜能力而提高驱动频率，但在本发明中压缩机2的能力控制没有限定。

如图7的点A2所示，在开始第1制冷剂放出运转时，随着流路切换装置3的流路切换，高低压反转，因此高压饱和温度为较低的状态。如图7的点A1所示，低压饱和温度也随着高压饱和温度的降低而降低，但在除霜模式开始前的制热模式的作用下，在第2热交换器6中流动的水回路16的水温较高，因此成为低压差状态。因此，如点B所示，压缩机2的吸入部的过热度为较大的状态。

如图8所示，关闭制冷剂罐回路12的阀15并打开第2减压装置13，从而制冷剂罐14与主回路的高压侧连接。主回路处于低压和高压刚刚反转之后的状态，另外直到临反转前为止一直与制热模式的高压侧连接的制冷剂罐14内为相对高压的状态，因此液体制冷剂从制冷剂罐14放出。这样的话，如图7的点B到点C的期间所示，压缩机2的吸入侧过热度急剧减小。另外，如图7的点D2所示，随着第1制冷剂放出运转的经过，高压饱和温度上升至霜的融解温度(0℃)。贮存于制冷剂罐14的制冷剂也在主回路中循环，从而制冷循环装置1的除霜能力提高。

如图7的点E所示，在压缩机2的吸入侧过热度降低至作为液体放出结束判断阈值的阈值SH1时，控制装置20判断为制冷剂罐14内的制冷剂的放出完成，结束第1制冷剂放出运转。如图6所示，控制装置20在结束第1制冷剂放出运转时使第2减压装置13为闭状态。

<除霜模式-第2制冷剂放出运转>

在第1制冷剂放出运转中，制冷剂罐14向主回路的高压侧放出制冷剂，因此与向低压侧放出制冷剂的情况相比，液体制冷剂向压缩机的吸入被抑制。然而，在制冷剂罐14内的压力与高压侧的压力相等时，制冷剂可能残留在制冷剂罐14内。因此，为了进一步提高除霜能力，执行用于放出残留于制冷剂罐14内的制冷剂的第2制冷剂放出运转。

如图6所示，在第2制冷剂放出运转中，第2减压装置13被控制为闭状态，阀15被控制为开状态。需要说明的是，压缩机2在图6的例子中维持驱动频率较高的状态，但在本发明中压缩机2的能力控制没有限定。另外，继续进行对第1减压装置5的过热度控制。

如图9所示，打开制冷剂罐回路12的阀15，并且关闭第2减压装置13，从而制冷剂罐14与主回路的低压侧连接。在制冷剂罐14内与阀15的下游侧(第1减压装置5的下游侧)之间的压力差的作用下，残留于制冷剂罐14内的制冷剂被放出。

如图7所示，在第2制冷剂放出运转开始时，残留于制冷剂罐14内的制冷剂被放出，压缩机2的吸入侧过热度开始降低。而且，如图7的点F所示，压缩机2的吸入侧过热度在降低至作为液体放出结束判断阈值的阈值SH2时，控制装置20判断为制冷剂罐14内的制冷剂的放出完成，结束第2制冷剂放出运转。控制装置20在结束第2制冷剂放出运转时使阀15为闭状态。

<除霜模式-除霜继续运转>

在制冷剂从制冷剂罐14的放出结束时，执行除霜继续运转。如图6所示，在除霜继续运转中，第2减压装置13和阀15被控制为闭状态。压缩机2和第1减压装置5继续进行第2制冷剂放出运转的控制。

通过除霜模式下的运转，附着于第1热交换器4的霜逐渐融解，如图7所示，高压饱和温度和低压饱和温度上升。而且，如图6的点G2所示，在高压饱和温度达到作为除霜结束判断阈值的目标温度值T2时，控制装置20判断为除霜完成，结束除霜继续运转。也可以以低压饱和温度达到了目标温度值T1来判断为除霜完成。目标温度值T1、T2分别是与低压侧目标压力值P1、高压侧目标压力值P2对应的饱和温度。

<除霜模式-制冷剂回收运转>

在除霜模式下，能够使制冷剂罐14内的制冷剂在主回路中循环而提高除霜能力。在要从除霜模式恢复为制热模式时，进行将制热模式下会剩余的制冷剂回收到制冷剂罐14的制冷剂回收运转。

在实施方式1中，在制冷剂回收运转中高压侧的压力Pout达到了上限压力值Pmax的情况下，为了防止制冷循环装置1的故障，控制装置20中止制冷剂回收运转。另外，在制冷剂回收运转中低压侧的压力Pin达到了下限压力值Pmin的情况下，控制装置20为了防止在水回路16中流动的水的冷冻而中止制冷剂回收运转。在图7中，上限温度值Tmax是与上限压力值Pmax对应的高压饱和温度。下限温度值Tmin是与下限压力值Pmin对应的低压饱和温度。

如图6所示，在制冷剂回收运转中，第2减压装置13和阀15被控制为开状态。流路切换装置3维持将压缩机2的排出侧与第1热交换器4连接的状态。继续进行对第1减压装置5的过热度控制。鼓风机11被进行反馈控制，以使高压饱和温度接近于目标温度值T2。压缩机2被进行反馈控制，以使低压饱和温度接近于目标温度值T1。

如图10所示，打开制冷剂罐回路12的第2减压装置13和阀15，从而从第1热交换器4流出的制冷剂在第1减压装置5的上游侧分支而在第2减压装置13中减压，成为液体制冷剂，贮存于制冷剂罐14内。循环的制冷剂中的主要是气体制冷剂从制冷剂罐14流出而经由阀15向第2热交换器6流动。

在制冷剂回收运转开始时，利用控制装置20开始图11所示的反馈控制。控制装置20在步骤S31中判断是否应中止制冷剂回收运转。作为应中止制冷剂回收运转的情况，例如能够列举出高压侧的压力Pout达到了上限压力值Pmax的情况(图7的点J2)或者低压侧的压力Pin达到了下限压力值Pmin的情况(图7的点J1)。在应中止制冷剂回收运转的情况下(在S31中为是)，控制装置20结束制冷剂回收运转。在制冷剂回收运转能够继续的情况下(在S31中为否)，控制装置20并行进行压缩机2的反馈控制(步骤S32和S33)和鼓风机11的反馈控制(步骤S34和S35)。

控制装置20在S32中判断低压侧的压力Pin与低压侧目标压力值P1之差的绝对值是否比阈值V1小。在压力Pin与低压侧目标压力值P1之差的绝对值比阈值V1小的情况下(在S32中为是)，控制装置20等待鼓风机11的反馈控制的结束。在压力Pin与低压侧目标压力值P1之差的绝对值为阈值V1以上的情况下(在S32中为否)，控制装置20使处理前进至步骤S33。控制装置20在S33中控制压缩机2的驱动频率以使压力Pin与低压侧目标压力值P1之差的绝对值比阈值V1小之后，等待鼓风机11的反馈控制的结束。

控制装置20在S34中判断高压侧的压力Pout与高压侧目标压力值P2之差的绝对值是否比阈值V2小。在压力Pout与高压侧目标压力值P2之差的绝对值比阈值V2小的情况下(在S34中为是)，控制装置20等待压缩机2的反馈控制的结束。在高压侧的压力Pout与高压侧目标压力值P2之差的绝对值为阈值V2以上的情况下(在S34中为否)，控制装置20使处理前进至步骤S35。控制装置20在S35中控制风扇111的旋转速度以使压力Pout与高压侧目标压力值P2之差的绝对值比阈值V2小之后，结束鼓风机11的反馈控制，等待压缩机2的反馈控制的结束。

控制装置20在压缩机2和鼓风机11的反馈控制结束的情况下，使处理前进至步骤S36。控制装置20在S36中判断制冷剂回收是否完成。制冷剂回收是否完成通过制冷剂罐内的制冷剂量是否为阈值以上来判断。如何检测制冷剂罐内的制冷剂量将在之后说明。在制冷剂回收完成的情况下(在S36中为是)，控制装置20结束制冷剂回收运转。在制冷剂回收未完成的情况下(在S36中为否)，控制装置20使处理返回至S31，反复上述的处理。

在通过制冷剂回收运转而使制冷剂罐14内成为满液状态时，液体制冷剂流入第2热交换器6的下游侧，因此如图7的点H到点I的期间所示，压缩机2的吸入侧过热度开始降低。利用该现象，如图7的点I所示，在压缩机2的吸入侧过热度降低至作为回收完成判断阈值的阈值SH3时，控制装置20判断为制冷剂罐14处于满液状态，即制冷剂回收运转完成，结束制冷剂回收运转。

需要说明的是，在图6中，示出了在制冷剂放出运转与制冷剂回收运转之间进行除霜继续运转的例子。根据第1热交换器4的结霜量，有时正在制冷剂放出运转中所有霜就都融解。若正在制冷剂放出运转中检测到高压饱和温度达到了作为除霜结束判断阈值的目标温度值T2，则控制装置20停止制冷剂放出运转而转移至制冷剂回收运转。

<制热模式的重新开始>

如图6所示，在除霜模式结束时，制热模式重新开始。在除霜模式时，作为利用侧热交换器的第2热交换器6被冷却，因此一般在将制热模式重新开始时，压缩机2以运转能力较高的状态运转。流路切换装置3将压缩机2的排出侧与第2热交换器6连接。继续进行对第1减压装置5的过热度控制。制冷剂罐回路12的第2减压装置13为全闭或者接近于全闭的状态的开度，阀15为开状态。

如以上这样，在实施方式1中，控制装置20在制冷剂回收运转的期间监视高压侧的压力Pout并且使风扇111旋转，从而进行反馈控制以使压力Pout接近于高压侧目标压力值P2。通过进行这样的反馈控制，能够抑制高压侧的制冷剂的压力的上升。因此，能够比以往长时间地进行制冷剂回收运转，能够增加制冷剂的回收量。其结果，能够使储液器7小型化，能够使制冷循环装置1小型化。

另外，在实施方式1中，控制装置20在制冷剂回收运转的期间监视低压侧的压力Pin并且控制压缩机2的驱动频率，从而进行反馈控制以使压力Pin接近于低压侧目标压力值P1。通过进行这样的反馈控制，能够抑制低压侧的制冷剂的温度的降低。因此，能够比以往长时间地进行制冷剂回收运转，能够增加制冷剂的回收量。其结果，能够使储液器7小型化，能够使制冷循环装置1小型化。

并且，根据实施方式1，在制冷剂回收运转的期间，在制冷剂回收运转中进行压缩机2和鼓风机11这两者的反馈控制，从而能够稳定地继续进行制冷剂回收运转直到将剩余制冷剂充分地回收。其结果，能够使储液器7更加小型化，能够使制冷循环装置1更加小型化。

并且，根据实施方式1，通过使风扇111旋转而在制冷剂回收运转中向第1热交换器4送风，因此能够在除霜模式下吹走霜融解而成的水。其结果，能够提高在制冷剂回收运转后进行的制热模式下的制冷循环装置1的运转效率。

[实施方式2]

在实施方式1中，对在制冷剂回收运转中进行压缩机2和鼓风机11这两者的反馈控制的情况进行了说明。在制冷剂回收运转中进行反馈控制的是压缩机2和鼓风机11中的任一者都可以。在实施方式2中，对在制冷剂回收运转中进行反馈控制的是压缩机2和鼓风机11中的任一者的情况进行说明。

实施方式2与实施方式1不同的点是在制冷剂回收运转中进行反馈控制的对象为压缩机2和鼓风机11中的任一者这一点。即，在实施方式2中，将实施方式1的图11所示的图11置换为图12或者图13所示的流程图。关于除此以外的点，由于与实施方式1同样，因此不重复说明。

图12是在制冷剂回收运转中进行反馈控制的对象为压缩机2的情况的流程图。如图12所示，控制装置20在继续制冷剂回收运转的情况下(在S31中为否)，进行压缩机2的反馈控制(步骤S32和S33)。

在制冷剂回收运转的期间监视低压侧的压力Pin并且控制压缩机2的驱动频率，从而进行反馈控制以使压力Pin接近于低压侧目标压力值P1。通过进行这样的反馈控制，能够抑制低压侧的制冷剂的温度的降低。因此，能够比以往长时间地进行制冷剂回收运转，能够增加制冷剂的回收量。其结果，能够使储液器7小型化，能够使实施方式2的制冷循环装置小型化。

图13是在制冷剂回收运转中进行反馈控制的对象为鼓风机11的情况的流程图。如图13所示，控制装置20在应继续进行制冷剂回收运转的情况下(在S31中为否)，进行鼓风机11的反馈控制(步骤S34和S35)。

控制装置20在制冷剂回收运转的期间监视高压侧的压力Pout并且使风扇111旋转，从而进行反馈控制以使压力Pout接近于高压侧目标压力值P2。通过进行这样的反馈控制，能够抑制高压侧的制冷剂的压力的上升。因此，能够比以往长时间地进行制冷剂回收运转，能够增加制冷剂的回收量。其结果，能够不需要储液器7或者使其小型化，能够使实施方式2的制冷循环装置小型化。

并且，在制冷剂回收运转中进行反馈控制的对象为鼓风机11的情况下，通过使风扇111旋转而在制冷剂回收运转中向第1热交换器4送风，因此能够在除霜模式下吹走霜融解而成的水。其结果，能够提高制热模式下的制冷循环装置的运转效率。

[变形例]

(1)制冷剂罐液量检测的例子

作为检测制冷剂罐14内的液体制冷剂量的手段，除了基于压缩机2的吸入侧过热度进行检测之外，还有以下这样的手段。

图14是一并表示实施方式1及2的变形例的制冷循环装置1A的回路结构图和控制装置20A的功能框图的图。变形例的制冷循环装置1A还具备液量检测装置17。另外，控制装置20A还包括液量检测部24和过冷度检测部25。

液量检测部24基于从液量检测装置17输入的信息来检测制冷剂罐14内的液体制冷剂的量。

过冷度检测部25根据由第2排出压力传感器18检测到的第1热交换器4的排出侧的制冷剂压力和存储于存储器26的各种压力下的饱和温度的换算表来检测排出侧的制冷剂的饱和温度。过冷度检测部25通过求出检测到的饱和温度与由排出温度传感器19检测到的第1热交换器4的排出部的制冷剂温度之差，来检测第1热交换器4的排出部的过冷度。

(1-1)计时器

液量检测装置17的一例是计时器。液量检测部24基于从计时器输入的测量时间对制冷剂回收运转(第1制冷剂回收运转和第2制冷剂回收运转中的任一者或者两者)的经过时间进行计数。液量检测部24在制冷剂回收运转的经过时间达到阈值时判断为制冷剂罐14内成为满液状态。制冷剂回收运转的经过时间的阈值能够通过例如实机实验或者模拟预先求出。

(1-2)液面传感器

液量检测装置17的另一例是检测液面水平的液面传感器。液面传感器的具体例是设置于制冷剂罐14的内部的浮子传感器。液面传感器的其他的具体例是超声波传感器。液面传感器的其他的具体例是在制冷剂罐14的侧面沿高度方向设有多个的热阻检测器等温度传感器，基于多个温度传感器的检测值之差来检测液面。需要说明的是，液面传感器的具体例不限定于在此列举的传感器。

(1-3)集音传感器

液量检测装置17的另一例是设置于阀15的集音传感器。液量检测部24基于从集音传感器输入的声压级(dB)来判断制冷剂罐14内是否为满液状态。

在开始制冷剂回收运转的时刻，在制冷剂罐14内几乎没有贮存液体制冷剂。因此，在开始制冷剂回收运转的时刻，通过阀15的制冷剂是气体制冷剂。在继续进行制冷剂回收运转时，在制冷剂罐14内开始贮存液体制冷剂。在制冷剂罐14成为满液状态时，从制冷剂罐14流出的液体制冷剂会通过阀15。在气体制冷剂通过阀15时和液体制冷剂通过阀15时，声压级(dB)的值不同。液体制冷剂通过时的声压级(dB)比气体制冷剂通过时的声压级(dB)低。液量检测部24能够根据从集音传感器输入的声压级(dB)是否降低至阈值，来判断制冷剂罐14是否成为满液状态。

(1-4)过冷度

在通过制冷剂回收运转而使制冷剂罐14内成为满液状态时，第1热交换器的排出侧过冷度开始降低。利用该现象，在排出侧过冷度降低至回收完成判断阈值时，控制装置20能够判断制冷剂罐14成为满液状态，即制冷剂回收运转完成。

(2)排气配管的有无

实施方式的制冷循环装置也可以具备用于从制冷剂罐14排出气体制冷剂的排气配管。例如，也可以如图15所示的制冷循环装置1B那样，从制冷剂罐14向第2减压装置13的主回路侧设置排气配管。通过采用这样的结构，即使在制冷剂回收运转中气液两相制冷剂流入到制冷剂罐14的情况下，也能够满液回收。

本次公开的各实施方式也预定适当组合地实施。应认为，本次公开的实施方式在所有方面是例示而非限制性的。本发明的范围由权利要求书而非上述的说明表示，意在包含与权利要求书等同的意思和范围内的所有变更。

附图标记说明

1、1A、1B：制冷循环装置，2：压缩机，3：流路切换装置，4：第1热交换器，5：第1减压装置，6：第2热交换器，7：储液器，8：吸入压力传感器，9：第1排出压力传感器，10：吸入温度传感器，11：鼓风机，12：制冷剂罐回路，13：第2减压装置，14：制冷剂罐，15：阀，16：水回路，17：液量检测装置，18：第2排出压力传感器，19：排出温度传感器，20、20A：控制装置，21：低压饱和温度检测部，22：高压饱和温度检测部，23：过热度检测部，24：制冷剂罐液量检测部，25：过冷度检测部，26：存储器，100：空冷式热泵冷热水机组，111：风扇，112：马达，P1：低压侧目标压力值，P2：高压侧目标压力值，Pmax：上限压力值，Pmin：下限压力值，Pin、Pout：压力，V1、V2：阈值。

Claims (10)

1.一种制冷循环装置，其中，所述制冷循环装置具备：

第1热交换器；

第2热交换器，其具有比所述第1热交换器的容量小的容量；

压缩机；

减压装置；

流路切换装置，其构成为形成使制冷剂向按照所述第1热交换器、所述减压装置、所述第2热交换器以及所述压缩机的顺序的第1循环方向或者与所述第1循环方向相反的第2循环方向循环的流路；

鼓风机，其构成为向所述第1热交换器送风；

制冷剂罐回路，其连接于所述流路，包括制冷剂罐；以及

控制装置，其构成为对包括制热模式和除霜模式在内的运转模式进行切换，

所述控制装置构成为，在所述制热模式下以形成使制冷剂向所述第2循环方向循环的流路的方式控制所述流路切换装置，在所述除霜模式下以形成使制冷剂向所述第1循环方向循环的流路的方式控制所述流路切换装置，并且以从所述制冷剂罐向所述流路追加制冷剂的方式控制所述制冷剂罐回路，

所述控制装置构成为，在将所述运转模式从所述除霜模式向所述制热模式切换的情况下，进行使制冷剂向所述第1循环方向循环并且回收到所述制冷剂罐的制冷剂回收运转，在进行所述制冷剂回收运转的期间使所述鼓风机运转。

2.根据权利要求1所述的制冷循环装置，其中，所述控制装置构成为，在进行所述制冷剂回收运转的期间所述压缩机的排出侧的制冷剂的压力与第1目标压力值之差的第1绝对值超过第1阈值的情况下，控制所述鼓风机的送风量，以使所述第1绝对值比所述第1阈值小。

3.根据权利要求2所述的制冷循环装置，其中，所述控制装置构成为，在进行所述制冷剂回收运转的期间所述压缩机的吸入侧的制冷剂的压力与第2目标压力值之差的第2绝对值超过第2阈值的情况下，控制所述压缩机的驱动频率，以使所述第2绝对值比所述第2阈值小。

4.根据权利要求3所述的制冷循环装置，其中，所述控制装置构成为，在进行所述制冷剂回收运转的期间所述压缩机的排出侧的压力达到了上限压力值的情况或者所述压缩机的吸入侧的制冷剂的压力达到了下限值的情况下，中止所述制冷剂回收运转。

5.根据权利要求1所述的制冷循环装置，其中，所述控制装置构成为，基于根据所述第1热交换器的排出侧的过冷度检测到的所述制冷剂罐内的制冷剂量，结束所述制冷剂回收运转。

6.根据权利要求1所述的制冷循环装置，其中，所述控制装置构成为，基于根据所述压缩机的吸入侧的过热度检测到的所述制冷剂罐内的制冷剂量，结束所述制冷剂回收运转。

7.根据权利要求1所述的制冷循环装置，其中，所述制冷循环装置具备用于检测所述制冷剂罐的制冷剂量的液量检测装置，

所述控制装置构成为，基于由所述液量检测装置检测到的所述制冷剂罐内的制冷剂量，结束所述制冷剂回收运转。

8.根据权利要求7所述的制冷循环装置，其中，所述液量检测装置具备计时器，

所述控制装置构成为，基于所述计时器的测量时间来检测所述制冷剂罐内的制冷剂量。

9.根据权利要求7所述的制冷循环装置，其中，所述液量检测装置具备用于检测所述制冷剂罐的液面水平的液面传感器，

所述控制装置构成为，基于所述液面传感器所检测到的检测值来检测所述制冷剂罐内的制冷剂量。

10.根据权利要求7所述的制冷循环装置，其中，所述液量检测装置具备构成为安装于所述制冷剂罐的集音传感器，

所述控制装置构成为，基于所述集音传感器所检测到的声压级来检测所述制冷剂罐内的制冷剂量。