CN108885028A - 制冷循环装置 - Google Patents
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Abstract
制冷循环装置具备制冷剂回路、控制装置、收容压缩机及热源侧热交换器的热源单元、收容负载侧热交换器的负载单元,热源单元与负载单元之间经由作为制冷剂配管的一部分的液相配管及气相配管连接,控制装置具备第一运转模式和从压缩机流出的油的流量比第一运转模式少的第二运转模式,并基于液相配管及气相配管中的至少一方的配管内容积和外部空气温度,切换第一运转模式及第二运转模式。
Description
技术领域
本发明涉及经由液相配管及气相配管将热源单元与负载单元连接的制冷循环装置。
背景技术
在专利文献1中记载有具备室外机、多台室内机、制冷剂回路、油回收运转部的空气调节装置。油回收运转部在规定的时机将各室内机设为回液倾向运转,进行对滞留于制冷剂回路的润滑油进行回收的油回收运转,当在室外机侧检测到回液时,结束油回收运转。油回收运转部具备:制冷剂配管长度检测部,所述制冷剂配管长度检测部检测各室内机的制冷剂配管长度;制冷剂配管长度存储部,所述制冷剂配管长度存储部存储由制冷剂配管长度检测部检测到的制冷剂配管长度;以及油回收控制部,所述油回收控制部基于存储于制冷剂配管长度存储部的各室内机的制冷剂配管长度,在油回收运转时变更油回收运转的运转时间。
在专利文献1的空气调节装置中,即使制冷剂配管长度在各室内机中不同,通过基于各室内机的制冷剂配管长度变更油回收运转时的油回收运转的运转时间,也能够确保适当的油回收运转时间,并对滞留于各室内机及其制冷剂回路的润滑油进行回收。因此,积存在制冷剂配管长度长的室内机及其制冷剂回路中的润滑油也能够回收到压缩机侧。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-96019号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而,在专利文献1的空气调节装置中,由于在压缩机起动时没有进行避免将油向制冷剂回路带出的控制,所以存在如下课题:无法抑制起动时的压缩机中的油枯竭。
本发明为了解决上述课题而作出,其目的在于提供一种能够有效地抑制压缩机中的油枯竭的制冷循环装置。
用于解决课题的方案
本发明的制冷循环装置具备:制冷剂回路,所述制冷剂回路将压缩机、热源侧热交换器、减压装置及负载侧热交换器经由制冷剂配管连接并使制冷剂循环;控制装置,所述控制装置至少控制所述压缩机;热源单元,所述热源单元收容所述压缩机及所述热源侧热交换器;以及负载单元,所述负载单元收容所述负载侧热交换器,所述热源单元与所述负载单元之间经由作为所述制冷剂配管的一部分的液相配管及气相配管连接,所述控制装置具备第一运转模式和从所述压缩机流出的油的流量比所述第一运转模式少的第二运转模式,并构成为基于所述液相配管及所述气相配管中的至少一方的配管内容积和外部空气温度,切换所述第一运转模式及所述第二运转模式。
发明效果
根据本发明,由于能够基于液相配管及气相配管中的至少一方的配管内容积和外部空气温度,适当地切换第一运转模式及第二运转模式,所以能够有效地抑制压缩机中的油枯竭。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的制冷循环装置100的结构的制冷剂回路图。
图2是示出一般的制冷循环装置中的延长配管的配管长度与冷冻机油的适当油量的关系的坐标图。
图3是示出利用本发明的实施方式1的制冷循环装置100的控制装置30执行的处理的流程的一例的流程图。
图4是示出利用本发明的实施方式1的制冷循环装置100的控制装置30执行的处理的流程的另一例的流程图。
图5是示出利用本发明的实施方式1的变形例1-1的制冷循环装置100的控制装置30执行的处理的流程的一例的流程图。
图6是示出利用本发明的实施方式1的变形例1-1的制冷循环装置100的控制装置30执行的处理的流程的另一例的流程图。
图7是示出本发明的实施方式1的变形例1-2的制冷循环装置100的结构的制冷剂回路图。
图8是示出利用本发明的实施方式1的变形例1-2的制冷循环装置100的控制装置30执行的处理的流程的一例的流程图。
图9是示出利用本发明的实施方式1的变形例1-2的制冷循环装置100的控制装置30执行的处理的流程的另一例的流程图。
图10是示出本发明的实施方式2的制冷循环装置100的结构的制冷剂回路图。
图11是示出利用本发明的实施方式2的制冷循环装置100的控制装置30执行的处理的流程的一例的流程图。
图12是示出本发明的实施方式3的制冷循环装置100的结构的制冷剂回路图。
图13是示出利用本发明的实施方式3的制冷循环装置100的控制装置30执行的处理的流程的一例的流程图。
图14是示出本发明的实施方式3的变形例3-1的制冷循环装置100的结构的制冷剂回路图。
图15是示出利用本发明的实施方式3的变形例3-1的制冷循环装置100的控制装置30执行的处理的流程的一例的流程图。
图16是示出本发明的实施方式4的制冷循环装置100的结构的制冷剂回路图。
图17是示出利用本发明的实施方式4的制冷循环装置100的控制装置30执行的处理的流程的一例的流程图。
具体实施方式
实施方式1.
对本发明的实施方式1的制冷循环装置进行说明。图1是示出本实施方式的制冷循环装置100的结构的制冷剂回路图。此外,在包括图1在内的以下的附图中,各结构构件的尺寸的关系、形状等有时与实际的情况不同。
如图1所示,制冷循环装置100具有使制冷剂循环的制冷剂回路10。制冷剂回路10具有将压缩机11、热源侧热交换器12、减压装置13及负载侧热交换器14经由制冷剂配管依次连接成环状的结构。另外,制冷循环装置100具有:热源单元40,所述热源单元40收容压缩机11、热源侧热交换器12及减压装置13;以及负载单元50,所述负载单元50收容负载侧热交换器14。热源单元40例如设置在室外,负载单元50例如设置在室内。
热源单元40与负载单元50之间经由作为制冷剂配管的一部分的液相配管21及气相配管22连接。液相配管21是在热源单元40与负载单元50之间主要使液体制冷剂或二相制冷剂流通的配管。气相配管22是在热源单元40与负载单元50之间主要使气体制冷剂流通的配管。液相配管21及气相配管22有时称为延长配管、连接配管或联络配管等。
液相配管21及气相配管22具有与安装制冷循环装置100时的热源单元40与负载单元50之间的距离相应的规定的配管长度。即,实际的液相配管21及气相配管22的配管长度在安装制冷循环装置100之前的阶段(例如,产品出厂阶段)还未确定。液相配管21的配管长度与气相配管22的配管长度为相同程度。另外,液相配管21及气相配管22各自的管内径根据制冷循环装置100的规格而被指定。即,液相配管21及气相配管22各自的管内径在安装制冷循环装置100之前的阶段确定。
压缩机11是对吸入的低压制冷剂进行压缩而将其作为高压制冷剂排出的流体机械。压缩机11的驱动频率由后述的控制装置30可变地控制。热源侧热交换器12是作为散热器(例如,冷凝器)发挥功能的高压侧的热交换器。在热源侧热交换器12中,进行在内部流通的制冷剂与外部流体(例如,由送风风扇供给的室外空气)的热交换。减压装置13对高压制冷剂进行减压而使其成为低压制冷剂。作为减压装置13,例如使用能够调节开度的电子式线性膨胀阀等。减压装置13的开度由后述的控制装置30控制。负载侧热交换器14是作为蒸发器发挥功能的低压侧的热交换器。在负载侧热交换器14中,进行在内部流通的制冷剂与外部流体(例如,由送风风扇输送的室内空气)的热交换。
此外,在图1中,例示了热源侧热交换器12作为散热器发挥功能且负载侧热交换器14作为蒸发器发挥功能的制冷剂回路10,但制冷剂回路10也可以是热源侧热交换器12作为蒸发器发挥功能且负载侧热交换器14作为散热器发挥功能的结构。另外,制冷剂回路10也可以具备切换制冷剂的流路的四通阀。在该情况下,通过利用四通阀来切换制冷剂的流路,从而能够实现制冷运转和制热运转这双方,在制冷运转中,热源侧热交换器12作为散热器发挥功能且负载侧热交换器14作为蒸发器发挥功能,在制热运转中,热源侧热交换器12作为蒸发器发挥功能且负载侧热交换器14作为散热器发挥功能。
在热源单元40设置有对液相配管21的热源单元40侧即液相配管21的入口部处的制冷剂的温度进行检测的制冷剂温度传感器31。制冷剂温度传感器31例如对从热源单元40流出并流入液相配管21的制冷剂的温度进行检测。也可以设置对液相配管21的热源单元40侧的制冷剂的压力进行检测的制冷剂压力传感器来代替制冷剂温度传感器31。从制冷剂温度传感器31或制冷剂压力传感器向后述的控制装置30输出检测信号。
另外,在热源单元40设置有检测外部空气温度的外部空气温度传感器33。外部空气温度传感器33例如在利用送风风扇供给的室外空气的流动中配置于比热源侧热交换器12靠上游侧的位置。从外部空气温度传感器33向后述的控制装置30输出检测信号。
在负载单元50设置有对液相配管21的负载单元50侧即液相配管21的出口部处的制冷剂的温度进行检测的制冷剂温度传感器32。制冷剂温度传感器32例如对从液相配管21流出并流入负载单元50的制冷剂的温度进行检测。也可以设置对液相配管21的负载单元50侧的制冷剂的压力进行检测的制冷剂压力传感器来代替制冷剂温度传感器32。从制冷剂温度传感器32或制冷剂压力传感器向后述的控制装置30输出检测信号。
控制装置30具有微型计算机(以下,有时称为“微机”),所述微型计算机具备CPU、ROM、RAM、I/O端口、计时器等。控制装置30基于来自各种传感器类的检测信号等,控制包括压缩机11及减压装置13的制冷循环装置100整体的动作。控制装置30可以设置于热源单元40,也可以设置于负载单元50。另外,控制装置30可以具备设置于热源单元40的热源侧控制部和设置于负载单元50并能够与热源侧控制部进行数据通信的负载侧控制部。
接着,说明制冷循环装置100的制冷剂回路10的动作的例子。在此,本例的制冷剂在热源侧热交换器12冷凝。从压缩机11排出的高温高压的气体制冷剂首先流入热源侧热交换器12。在热源侧热交换器12中,进行在内部流通的制冷剂与外部流体(例如,室外空气)的热交换,将制冷剂的冷凝潜热向外部流体散热。由此,流入热源侧热交换器12的气体制冷剂冷凝而成为高压的液体制冷剂。从热源侧热交换器12流出的高压的液体制冷剂流入减压装置13,被减压而成为低压的二相制冷剂。从减压装置13流出的低压的二相制冷剂经由液相配管21流入负载单元50内的负载侧热交换器14。在负载侧热交换器14中,进行在内部流通的制冷剂与外部流体(例如,室内空气)的热交换,从外部流体吸收制冷剂的蒸发潜热。由此,流入负载侧热交换器14的制冷剂蒸发而成为低压的气体制冷剂或二相制冷剂。另外,外部流体由制冷剂的吸热作用冷却。从负载侧热交换器14流出的低压的气体制冷剂或二相制冷剂经由气相配管22吸入到热源单元40内的压缩机11。吸入到压缩机11的制冷剂被压缩而成为高温高压的气体制冷剂。在制冷循环装置100的制冷剂回路10中,连续地反复进行以上的循环。
接着,说明被封入到制冷循环装置100的压缩机11中的冷冻机油。以下,有时将冷冻机油简称为“油”,有时将冷冻机油的量简称为“油量”。封入到压缩机11中的冷冻机油的一部分与制冷剂一起从压缩机11流出,一边在制冷剂回路10的各构成元件中滞留,一边在规定的返油时间再次返回到压缩机11。返油时间是从压缩机11带出的油一边在制冷剂回路10的各构成元件中滞留一边逐渐流动直至再次流入压缩机11为止的时间。在压缩机11停止时,在制冷剂回路10的各构成元件中滞留的油保持该状态不变地继续滞留,当压缩机11起动时,在返油时间以内返回到压缩机11。在从压缩机11带出大量的油且返油时间长而返回到压缩机11的油量少的情况下,由于压缩机11内的油的减少而产生油枯竭。另外,当在起动时积留在压缩机11内的油中的液体制冷剂大量存在的情况下,或者在大量的液体制冷剂流入压缩机11的情况下,压缩机11内的油的浓度下降,从而产生油枯竭。而且,在从压缩机11流出并滞留于制冷剂回路10的各构成元件中的油量随着时间经过而增加这样的情况下,返回到压缩机11的油减少而产生油枯竭。
图2是示出一般的制冷循环装置中的延长配管(液相配管或气相配管)的配管长度与冷冻机油的适当油量的关系的坐标图。在此,适当油量是在作为对象的运转条件下能够确保压缩机的可靠性且制冷循环装置的性能成为最大的油量。如图2所示,延长配管的配管长度越长,则适当油量越多。即,延长配管相对较长时的适当油量比延长配管相对较短时的适当油量多。例如,将延长配管的配管长度为L1时的适当油量设为v1,将延长配管的配管长度为比L1长的L2(L1<L2)时的适当油量设为v2时,油量v2比油量v1多(v1<v2)。
适当油量不仅根据延长配管的配管长度而不同,还根据运转条件、设置条件及环境条件等各种条件而不同。适当油量增多的条件的例子如下所述。以下的条件也相当于容易产生油枯竭的条件。
运转条件:
·压缩机的起动时及除霜运转结束时
设置条件:
●制冷剂配管的配管长度长
·在热源侧热交换器及负载侧热交换器各自的设置位置存在高低差(例如,作为冷凝器发挥功能的热交换器的设置高度比作为蒸发器发挥功能的热交换器的设置高度高)
环境条件:
·外部空气温度低(由于在压缩机内的油中积留大量的液体制冷剂)
反之,适当油量减少的条件的例子如下所述。以下的条件也相当于难以产生油枯竭的条件。
运转条件:
·制冷循环稳定地动作的稳定运转时
设置条件:
·制冷剂配管的配管长度短
环境条件:
·外部空气温度高
为了确保压缩机的可靠性,只要与在制冷循环装置中设想的条件中的适当油量变得最多的条件相对应地将大量的冷冻机油封入压缩机即可。然而,在该情况下,当在上述条件以外的条件下使用制冷循环装置时,冷冻机油的量会比适当油量多。例如,在制冷循环装置中容许的延长配管的配管长度最长为L2,将油量v2的冷冻机油封入压缩机。在该情况下,在实际安装的制冷循环装置中,在延长配管的配管长度为L1时,冷冻机油成为过填充,油量(v2-v1)的冷冻机油成为剩余油。当冷冻机油成为过填充时,由于从压缩机向制冷剂回路带出的油量增加,所以制冷循环装置的性能下降。
另一方面,为了使制冷循环装置的性能最大化,只要与适当油量变得最少的条件相对应地将少量的冷冻机油封入压缩机即可。然而,在该情况下,当在上述的条件以外的条件下使用制冷循环装置时,冷冻机油的量比适当油量少。由此,由于油不足而使得压缩机内的油枯竭,压缩机的可靠性下降。在为了避免油的枯竭而进行使压缩机的起动频率减少的控制的情况下,由于会产生压缩机的性能下降、从起动到目标能力达成为止的时间的长期化,所以舒适性等制冷循环装置的性能会下降。
在本实施方式中,通过根据条件进行适当的控制,从而兼顾制冷循环装置的性能的提高和压缩机的油枯竭的避免。
图3是示出利用本实施方式的制冷循环装置100的控制装置30执行的处理的流程的一例的流程图。
在图3的步骤S1中,算出液相配管的配管长度为规定配管长度的情况下的液相配管的压力损失。步骤S1在第一学习运转中执行。
第一学习运转例如在安装制冷循环装置100之前(例如,产品出厂前)使用第一学习运转用的液相配管及气相配管在将热源单元40与负载单元50连接的状态下进行。第一学习运转用的液相配管及气相配管的配管长度均为在不需要追加填充制冷剂的无填充配管长度的范围内预先决定的规定配管长度。另外,第一学习运转用的液相配管及气相配管的管内径分别按照制冷循环装置100的规格而指定。即,第一学习运转用的液相配管及气相配管各自的配管内容积能够基于规定配管长度及各自的管内径算出。
在此,在制冷运转时,由于液相配管的压力损失比制热运转时大,所以容易算出液相配管的压力损失。因此,在制冷循环装置100具有能够切换制冷运转及制热运转的结构的情况下,在第一学习运转中可以进行制冷运转(例如,制冷标准运转)。
第一学习运转用的液相配管的压力损失基于由制冷剂温度传感器31检测的制冷剂配管的入口部处的制冷剂温度和由制冷剂温度传感器32检测的制冷剂配管的出口部处的制冷剂温度来算出。另外,第一学习运转用的液相配管的压力损失ΔP与第一学习运转用的液相配管的配管内容积的关系能够使用以下所示的范宁(Fanning)公式示出。
ΔP=λ(L/D)(γV2/2)
(λ:管摩擦系数,D:管内径,L:配管长度,γ:管内气体密度,V:管内流速)
如上所述,在步骤S1中,在液相配管的配管长度为规定配管长度的情况下,可以得到液相配管的压力损失与液相配管及气相配管的配管内容积的关系。
接着,在步骤S2中,算出制冷循环装置100出厂并实际安装之后的液相配管21的压力损失。步骤S2在第二学习运转中执行。
第二学习运转例如在实际安装制冷循环装置100之后在与第一学习运转同样的运转条件下进行。第二学习运转是用于存储制冷循环装置100的实际的设置条件的运转。液相配管21的压力损失例如基于由制冷剂温度传感器31检测的液相配管21的入口部处的制冷剂温度和由制冷剂温度传感器32检测的液相配管21的出口部处的制冷剂温度来算出。
接着,在步骤S3中,推定安装制冷循环装置100之后的实际的配管内容积。液相配管21的实际的配管内容积能够基于第一学习运转用的液相配管的压力损失与第一学习运转用的液相配管的配管内容积的关系、和算出的实际的液相配管21的压力损失来推定。由于液相配管21及气相配管22的配管长度为相同程度,所以气相配管22的实际的配管内容积能够基于推定的液相配管21的配管内容积来推定。推定的配管内容积在后述的步骤S5中用作推定值。此外,在负载单元50的台数为多台的情况下,按照各负载单元50推定配管内容积,将其中的最大的配管内容积用作推定值。
步骤S4以后的步骤例如在第二学习运转结束之后的制冷循环装置100的起动时及运转期间反复执行。
在步骤S4中,取得由外部空气温度传感器33检测到的外部空气温度。
接着,在步骤S5中,判定在步骤S3中推定的推定值即配管内容积(液相配管21的配管内容积及气相配管22的配管内容积中的至少一方)是否小于阈值容积。在推定值为液相配管21的配管内容积的情况下,作为阈值容积,例如可以使用第一学习运转用的液相配管的配管内容积。在推定值为气相配管22的配管内容积的情况下,作为阈值容积,例如可以使用第一学习运转用的气相配管的配管内容积。在判定为推定的配管内容积小于阈值容积的情况下进入步骤S7,在判定为推定的配管内容积为阈值容积以上的情况下进入步骤S6。
在步骤S6中,判定外部空气温度是否小于预先设定的阈值温度。在判定为外部空气温度小于阈值温度的情况下进入步骤S8,在判定为外部空气温度为阈值温度以上的情况下进入步骤S7。
在步骤S7中,进行通常运转(以第一运转模式进行的运转的一例)。即,在配管内容积小于阈值容积的情况下,或者在外部空气温度为阈值温度以上的情况下,进行制冷循环装置100的通常运转。在此,通常运转是指以制冷循环装置100的性能、从起动到目标能力达成为止的运转开始时间的缩短为优先来控制压缩机11的频率及减压装置13的开度的运转。在通常运转中,由于性能、舒适性优先,所以在通常运转中可能会产生由油枯竭等引起的压缩机11的可靠性下降。
在步骤S8中,进行油枯竭避免运转(以第二运转模式进行的运转的一例)。即,在配管内容积为阈值容积以上且外部空气温度小于阈值的情况下,进行制冷循环装置100的油枯竭避免运转。在此,油枯竭避免运转是与通常运转相比抑制油从压缩机11流出的运转。即,在油枯竭避免运转的执行期间,油从压缩机11向制冷剂回路10流出的流量与通常运转的执行期间相比减少。油枯竭避免运转的具体例根据压缩机11的类型、制冷剂回路10的结构等而各种各样。例如,在压缩机11的频率越低越抑制油从压缩机11流出的情况下,在油枯竭避免运转中,以比通常运转低的频率驱动压缩机11。油枯竭避免运转主要在压缩机11的起动时及除霜运转结束时进行。在油枯竭避免运转中,由于油枯竭的避免优先,所以可能会产生性能、舒适性的下降。此外,油枯竭避免运转也可以通过在压缩机11的起动时使油大量地流入压缩机11来进行,或者通过使在压缩机11内积留的液体制冷剂从压缩机11流出来进行,或者通过使向压缩机11流入的液体制冷剂减少来进行。
另外,制冷循环装置100能够进行油回收运转(以第三运转模式进行的运转的一例)。在此,油回收运转是对滞留在压缩机11以外的制冷剂回路10中的油进行回收而使其返回到压缩机11的运转。例如通过使压缩机的频率比通常运转暂时性地增加来使制冷剂的流量增加,从而进行油回收运转。油回收运转例如以几小时1次的执行频率,每1次进行规定的执行时间。
在本实施方式中,基于液相配管21及气相配管22中的至少一方的配管内容积,使油回收运转的执行频率或执行时间变化。图4是示出利用本实施方式的制冷循环装置100的控制装置30执行的处理的流程的另一例的流程图。图3所示的处理与图4所示的处理能够相互组合地执行。
关于图4的步骤S11~S13,由于与图3的步骤S1~S3相同,所以省略说明。
在图4的步骤S14中,与图3的步骤S5同样地,判定推定的配管内容积(液相配管21的配管内容积及气相配管22的配管内容积中的至少一方)是否小于阈值容积。在判定为配管内容积小于阈值容积的情况下进入步骤S15,在判定为配管内容积为阈值容积以上的情况下进入步骤S16。
在步骤S15中,进行使油回收运转的执行频率或执行时间减少的控制。即,在配管内容积小于阈值容积的情况下,与配管内容积为阈值容积以上的情况相比,油回收运转的执行频率或执行时间减少。
在步骤S16中,进行使油回收运转的执行频率或执行时间增加的控制。即,在配管内容积为阈值容积以上的情况下,与配管内容积小于阈值容积的情况相比,油回收运转的执行频率或执行时间增加。
根据本实施方式,在配管内容积大的情况(例如,液相配管21及气相配管22为长条的情况)、负载单元50的台数为多台的情况或者外部空气温度低的情况等满足容易产生油枯竭的条件的情况下,能够进行油枯竭避免运转。另外,在满足容易产生油枯竭的条件的情况下,能够使油回收运转的执行频率或执行时间增加。因此,能够有效地抑制压缩机11中的油枯竭,能够提高压缩机11的可靠性。
另外,根据本实施方式,在配管内容积小的情况(例如,液相配管21及气相配管22为短条的情况)或者外部空气温度高的情况等满足难以产生油枯竭的条件的情况下,能够进行通常运转而不进行油枯竭避免运转。另外,在满足难以产生油枯竭的条件的情况下,能够使油回收运转的执行频率或执行时间减少。因此,能够实现制冷循环装置100的性能的提高及运转开始时间的缩短,能够提高舒适性。
另外,根据本实施方式,在负载单元50的台数为多台的情况下,由于能够抑制由与配管内容积最大的延长配管连接的负载侧热交换器14中的油的滞留引起的油枯竭,所以能够提高压缩机11的可靠性。
如以上说明的那样,本实施方式的制冷循环装置100具备:制冷剂回路10,所述制冷剂回路10将压缩机11、热源侧热交换器12、减压装置13及负载侧热交换器14经由制冷剂配管连接,并使制冷剂循环;控制装置30,所述控制装置30至少控制压缩机11;热源单元40,所述热源单元40收容压缩机11及热源侧热交换器12;负载单元50,所述负载单元50收容负载侧热交换器14。热源单元40与负载单元50之间经由作为制冷剂配管的一部分的液相配管21及气相配管22连接。控制装置30具备第一运转模式(例如,进行通常运转的运转模式)和从压缩机11流出的油的流量比第一运转模式少的第二运转模式(例如,进行油枯竭避免运转的运转模式)作为至少控制压缩机11的运转模式。控制装置30构成为基于液相配管21及气相配管22中的至少一方的配管内容积和外部空气温度,切换第一运转模式及第二运转模式。
根据该结构,能够基于液相配管21及气相配管22中的至少一方的配管内容积和外部空气温度,适当地切换第一运转模式及第二运转模式。因此,能够有效地抑制压缩机11中的油枯竭,能够提高压缩机11的可靠性。例如,在液相配管21及气相配管22的配管内容积大或外部空气温度低等情况下,通过执行第二运转模式,能够有效地抑制压缩机11中的油枯竭。另一方面,在液相配管21及气相配管22的配管内容积小或外部空气温度高等情况下,通过执行第一运转模式,能够实现制冷循环装置100的性能的提高及运转开始时间的缩短,能够提高舒适性。
另外,在本实施方式的制冷循环装置100中,也可以是,控制装置30构成为基于液相配管21的热源单元40侧的制冷剂的温度或压力和液相配管21的负载单元50侧的制冷剂的温度或压力来算出液相配管21的压力损失,或者基于气相配管22的热源单元40侧的制冷剂的温度或压力和气相配管22的负载单元50侧的制冷剂的温度或压力来算出气相配管22的压力损失,并基于算出的液相配管21或气相配管22的压力损失、及液相配管或气相配管(例如,第一学习运转用的液相配管或气相配管)的配管长度为规定配管长度的情况下的压力损失与配管内容积的关系,推定液相配管21及气相配管22中的至少一方的实际的配管内容积。
另外,在本实施方式的制冷循环装置100中,也可以是,控制装置30构成为在液相配管21及气相配管22中的至少一方的配管内容积小于阈值容积的情况下,或者在外部空气温度为阈值温度以上的情况下,执行第一运转模式,在液相配管21及气相配管22中的至少一方的配管内容积为阈值容积以上且外部空气温度小于阈值温度的情况下,执行第二运转模式。
另外,在本实施方式的制冷循环装置100中,也可以是,控制装置30还具备使滞留于制冷剂回路10的油返回到压缩机11的第三运转模式(例如,进行油回收运转的运转模式),在液相配管21及气相配管22中的至少一方的配管内容积小于阈值容积的情况下,与液相配管21及气相配管22中的至少一方的配管内容积为阈值容积以上的情况相比,使第三运转模式的执行频率或执行时间减少。
变形例1-1.
对本实施方式的变形例1-1进行说明。在本变形例中,基于液相配管21的入口部及出口部的水头差,推定热源侧热交换器12与负载侧热交换器14的高低差(或热源单元40与负载单元50的高低差)。关于制冷剂回路10的结构,与图1所示的结构相同。
图5是示出利用本变形例的制冷循环装置100的控制装置30执行的处理的流程的一例的流程图。
在图5的步骤S21中,算出液相配管的配管长度为规定配管长度(例如,无填充配管长度的范围内的配管长度)且热源侧热交换器12与负载侧热交换器14的高低差为规定高低差(例如,±0m)的情况下的液相配管的水头差。
在此,将热源侧热交换器12与负载侧热交换器14的高低差设为表示热源侧热交换器12的设置高度相对于负载侧热交换器14的设置高度的值(即,从热源侧热交换器12的设置高度减去负载侧热交换器14的设置高度得到的值)。即,在热源侧热交换器12的设置高度比负载侧热交换器14的设置高度高的情况下,高低差成为正值。另一方面,在热源侧热交换器12的设置高度比负载侧热交换器14的设置高度低的情况下,高低差成为负值。
为了方便起见,高低差的正负设定为高低差越大则越容易产生油枯竭。在制冷循环装置100具有能够切换制冷运转及制热运转的结构的情况下,在制热运转时,从压缩机11排出的气体制冷剂流入负载侧热交换器14。在负载侧热交换器14设置于比压缩机11低的位置的情况下,由于与气体制冷剂一起从压缩机11排出的油难以返回到压缩机11,所以容易产生油枯竭。压缩机11设置在与热源侧热交换器12相同程度的高度。因此,在热源侧热交换器12的设置高度比负载侧热交换器14的设置高度高的情况下(高低差为正值的情况下),容易产生油枯竭。反之,在热源侧热交换器12的设置高度比负载侧热交换器14的设置高度低的情况下(高低差为负值的情况下),难以产生油枯竭。即,通过按上述方式设定高低差的正负,从而高低差越大越容易产生压缩机11的油枯竭。同样地,将液相配管的水头差设为表示热源单元40侧相对于负载单元50侧的高度的值。
步骤S21在安装制冷循环装置100之前(例如,产品出厂前)进行。例如,在将热源单元40和负载单元50设置成为规定高低差并用规定配管长度的液相配管及气相配管(学习用的液相配管及气相配管)将热源单元40与负载单元50连接并且使压缩机11停止的状态下进行步骤S21。在使压缩机11停止的状态下,制冷剂回路内的制冷剂从高度高的地方向低的地方流动。因此,在热源单元40侧与负载单元50侧存在高低差的情况下,在液相配管的热源单元40侧与负载单元50侧产生压力差。在步骤S21中,在该状态下,基于制冷剂温度传感器31的检测温度和制冷剂温度传感器32的检测温度,算出液相配管的热源单元40侧与负载单元50侧的水头差。
在制冷循环装置100出厂并实际安装之后,在使压缩机11停止的状态下进行步骤S22。在步骤S22中,基于制冷剂温度传感器31的检测温度和制冷剂温度传感器32的检测温度,算出安装制冷循环装置100之后的实际的液相配管21的水头差。
接着,在步骤S23中,推定安装制冷循环装置100之后的实际的液相配管21及气相配管22的配管内容积、及实际的热源侧热交换器12与负载侧热交换器14的高低差。实际的液相配管21的配管内容积、及实际的热源侧热交换器12与负载侧热交换器14的高低差可以基于液相配管的配管长度及高低差分别为规定配管长度及规定高低差时的配管内容积及高低差与水头差的关系、及算出的实际的液相配管21的水头差来推定。实际的气相配管22的配管内容积可以基于推定的液相配管21的配管内容积来推定。此外,在负载单元50的台数为多台的情况下,按照各负载单元50推定配管内容积及高低差,将其中的最大的配管内容积及高低差用作推定值。
步骤S24以后的步骤例如在制冷循环装置100的起动时及运转期间反复执行。
在步骤S24中,取得由外部空气温度传感器33检测到的外部空气温度。
接着,在步骤S25中,判定是否推定的配管内容积小于阈值容积且推定的高低差小于阈值高低差。与步骤S5同样地,作为阈值容积,例如可以使用规定配管长度的液相配管及气相配管的配管内容积。另外,阈值高低差例如可以设为规定高低差或±0m。在判定为推定的配管内容积小于阈值容积且推定的高低差小于阈值高低差的情况下进入步骤S27。在判定为推定的配管内容积为阈值容积以上的情况下或者在判定为推定的高低差为阈值高低差以上的情况下进入步骤S26。
在步骤S26中,判定外部空气温度是否小于预先设定的阈值温度。在判定为外部空气温度小于阈值温度的情况下进入步骤S28,在判定为外部空气温度为阈值温度以上的情况下进入步骤S27。
在步骤S27中,进行通常运转(以第一运转模式进行的运转的一例)。即,在配管内容积小于阈值容积且高低差小于阈值高低差的情况下,或者在外部空气温度为阈值温度以上的情况下,进行制冷循环装置100的通常运转。
在步骤S28中,进行油枯竭避免运转(以第二运转模式进行的运转的一例)。即,在配管内容积为阈值容积以上或者高低差为阈值高低差以上且外部空气温度小于阈值的情况下,进行制冷循环装置100的油枯竭避免运转。
图6是示出利用本变形例的制冷循环装置100的控制装置30执行的处理的流程的另一例的流程图。图5所示的处理与图6所示的处理可以相互组合地执行。关于图6的步骤S31~S33,由于与图5的步骤S21~S23相同,所以省略说明。
在图6的步骤S34中,与图5的步骤S25同样地,判定是否推定的配管内容积小于阈值容积且推定的高低差小于阈值高低差。在判定为配管内容积小于阈值容积且高低差小于阈值高低差的情况下进入步骤S35。另一方面,在判定为配管内容积为阈值容积以上或者高低差为阈值高低差以上的情况下进入步骤S36。
在步骤S35中,进行使油回收运转的执行频率或执行时间减少的控制。即,在配管内容积小于阈值容积且高低差小于阈值高低差的情况下,油回收运转的执行频率或执行时间减少。
在步骤S36中,进行使油回收运转的执行频率或执行时间增加的控制。即,在配管内容积为阈值容积以上或者高低差为阈值高低差以上的情况下,油回收运转的执行频率或执行时间增加。
如以上说明的那样,在本变形例的制冷循环装置100中,相对于负载侧热交换器14的设置高度的热源侧热交换器12的设置高度设为热源侧热交换器12及负载侧热交换器14的高低差时,控制装置30还构成为基于热源侧热交换器12及负载侧热交换器14的高低差来切换第一运转模式及第二运转模式。
另外,在本变形例的制冷循环装置100中,控制装置30还具备使滞留于制冷剂回路10的油返回到压缩机11的第三运转模式(例如,进行油回收运转的运转模式),并构成为在热源侧热交换器12及负载侧热交换器14的高低差小于阈值高低差的情况下,与热源侧热交换器12及负载侧热交换器14的高低差为阈值高低差以上的情况相比,使第三运转模式的执行频率或执行时间减少。
根据本变形例,除了已述的本实施方式的效果之外,还能得到以下的效果。即,根据本变形例,在热源侧热交换器12与负载侧热交换器14的高低差大的情况下,能够有效地抑制油枯竭。因此,能够提高压缩机11的可靠性。
另外,根据本变形例,在热源侧热交换器12与负载侧热交换器14的高低差小的情况下,能够使油回收运转的执行频率或执行时间减少。因此,能够实现制冷循环装置100的性能的提高及运转开始时间的缩短,能够提高舒适性。
变形例1-2.
对本实施方式的变形例1-2进行说明。在本变形例中,基于热源侧热交换器12及负载侧热交换器14的位置信息,推定液相配管21及气相配管22的配管内容积、及热源侧热交换器12与负载侧热交换器14的高低差。
图7是示出本变形例的制冷循环装置100的结构的制冷剂回路图。如图7所示,在热源侧热交换器12安装有GPS接收机34(位置检测部的一例)。GPS接收机34检测热源侧热交换器12的三维位置,并将热源侧热交换器12的三维位置信息向控制装置30输出。在负载侧热交换器14安装有GPS接收机35(位置检测部的一例)。GPS接收机35检测负载侧热交换器14的三维位置,并将负载侧热交换器14的三维位置信息向控制装置30输出。GPS接收机34、35可以分别安装于热源单元40及负载单元50。
图8是示出利用本变形例的制冷循环装置100的控制装置30执行的处理的流程的一例的流程图。
在图8的步骤S41中,取得液相配管的配管长度为规定配管长度(例如,无填充配管长度的范围内的配管长度)且热源侧热交换器12与负载侧热交换器14的高低差为规定高低差(例如,±0m)的情况下的热源侧热交换器12及负载侧热交换器14的位置信息。与图5的步骤S21同样地,步骤S41在安装制冷循环装置100之前(例如,产品出厂前)进行。例如,在将热源单元40和负载单元50设置成规定高低差并利用规定配管长度的液相配管及气相配管将热源单元40与负载单元50连接的状态下进行步骤S41。
液相配管的配管长度为规定配管长度的情况下的液相配管及气相配管的配管内容积使用液相配管及气相配管各自的管内径和规定配管长度算出。由此,在步骤S41中,可以得到液相配管的配管长度为规定配管长度的情况下的液相配管及气相配管的配管内容积与热源侧热交换器12及负载侧热交换器14的位置信息的关系。另外,在步骤S41中,可以得到热源侧热交换器12与负载侧热交换器14的高低差、与热源侧热交换器12及负载侧热交换器14的位置信息的关系。
步骤S42在制冷循环装置100出厂并实际安装之后进行。在步骤S42中,取得安装制冷循环装置100之后的实际的热源侧热交换器12及负载侧热交换器14的位置信息。
接着,在步骤S43中,推定安装制冷循环装置100之后的实际的液相配管21及气相配管22的配管内容积、及实际的热源侧热交换器12与负载侧热交换器14的高低差。实际的液相配管21的配管内容积、及实际的热源侧热交换器12与负载侧热交换器14的高低差可以基于液相配管的配管长度及高低差分别为规定配管长度及规定高低差时的配管内容积及高低差与热源侧热交换器12及负载侧热交换器14的位置信息的关系、和实际的热源侧热交换器12及负载侧热交换器14的位置信息来推定。实际的气相配管22的配管内容积可以基于推定的液相配管21的配管内容积来推定。此外,在负载单元50的台数为多台的情况下,按照各负载单元50推定配管内容积及高低差,将其中的最大的配管内容积及高低差用作推定值。
步骤S44以后的步骤例如在制冷循环装置100的起动时及运转期间反复执行。
在步骤S44中,取得由外部空气温度传感器33检测到的外部空气温度。
接着,在步骤S45中,判定是否推定的配管内容积小于阈值容积且推定的高低差小于阈值高低差。与步骤S5同样地,作为阈值容积,例如可以使用规定配管长度的液相配管及气相配管的配管内容积。另外,阈值高低差例如可以设为规定高低差或±0m。在判定为推定的配管内容积小于阈值容积且推定的高低差小于阈值高低差的情况下进入步骤S47。在判定为推定的配管内容积为阈值容积以上的情况下,或者在判定为推定的高低差为阈值高低差以上的情况下,进入步骤S46。
在步骤S46中,判定外部空气温度是否小于预先设定的阈值温度。在判定为外部空气温度小于阈值温度的情况下进入步骤S48,在判定为外部空气温度为阈值温度以上的情况下进入步骤S47。
在步骤S47中,进行通常运转(以第一运转模式进行的运转的一例)。即,在配管内容积小于阈值容积且高低差小于阈值高低差的情况下,或者在外部空气温度为阈值温度以上的情况下,进行制冷循环装置100的通常运转。
在步骤S48中,进行油枯竭避免运转(以第二运转模式进行的运转的一例)。即,在配管内容积为阈值容积以上或者高低差为阈值高低差以上,且外部空气温度小于阈值的情况下,进行制冷循环装置100的油枯竭避免运转。
图9是示出利用本变形例的制冷循环装置100的控制装置30执行的处理的流程的另一例的流程图。图8所示的处理与图9所示的处理可以相互组合地执行。图9的步骤S51~S53与图8的步骤S41~S43相同,图9的步骤S54~S56与图6的步骤S34~S36相同。
如以上说明的那样,本变形例的制冷循环装置100还具备检测热源侧热交换器12及负载侧热交换器14的位置的位置检测部(例如,GPS接收机34、35)。控制装置30构成为基于热源侧热交换器12及负载侧热交换器14的位置信息、及液相配管或气相配管的配管长度为规定配管长度的情况下的热源侧热交换器及负载侧热交换器的位置信息与配管内容积的关系,推定液相配管21及气相配管22中的至少一方的实际的配管内容积。
根据本变形例,除了已述的本实施方式的效果之外,还能得到以下的效果。即,根据本变形例,不用进行学习运转就能够推定液相配管21及气相配管22的配管内容积、和热源侧热交换器12与负载侧热交换器14的高低差。因此,能够缩短制冷循环装置100的安装时间。
实施方式2.
对本发明的实施方式2的制冷循环装置进行说明。图10是示出本实施方式的制冷循环装置100的结构的制冷剂回路图。此外,对具有与实施方式1相同的功能及作用的构成元件标注相同的附图标记并省略其说明。
如图10所示,本实施方式的制冷循环装置100除了与实施方式1的制冷循环装置100相同的结构之外,还具有油分离器15、返油管16及返油调整阀17。
油分离器15在制冷剂回路10中设置于压缩机11的排出侧。油分离器15将从压缩机11排出的流体分离成气体制冷剂和油,使气体制冷剂向制冷剂回路10的例如热源侧热交换器12侧流出,并且使油或油浓度高的混合液从油流出口流出。
返油管16是不经由压缩机11而将油分离器15的油流出口与压缩机11的吸入侧之间连接的配管。从油分离器15的油流出口流出的油或混合液通过返油管16返回到压缩机11。
返油调整阀17设置于返油管16。返油调整阀17的开度由控制装置30控制。通过控制返油调整阀17的开度,调整在返油管16中通过并从油分离器15返回到压缩机11的吸入侧的油或混合液的流量。
图11是示出利用本实施方式的制冷循环装置100的控制装置30执行的处理的流程的一例的流程图。
在图11的步骤S61中,例如利用与实施方式1相同的步骤,推定安装制冷循环装置100之后的实际的液相配管21及气相配管22的配管内容积。在步骤S61中,例如可以利用与实施方式1相同的步骤,一并推定实际的热源侧热交换器12与负载侧热交换器14的高低差。
步骤S62以后的步骤例如在制冷循环装置100的起动时及运转期间反复执行。
在步骤S62中,取得由外部空气温度传感器33检测到的外部空气温度。
在步骤S63中,取得从压缩机11的起动或者除霜运转的结束(例如,通常运转的再次开始)起的经过时间。
在步骤S64中,基于液相配管21及气相配管22中的至少一方的配管内容积和外部空气温度,调节在后述的步骤S64的判定中使用的规定时间。配管内容积越大,则规定时间设定得越长,并且外部空气温度越低,则规定时间设定得越长。这是因为:配管内容积越大且外部空气温度越低,则越容易产生压缩机11中的油枯竭。例如,在配管内容积为阈值内容积以上且外部空气温度比阈值温度低的情况下,规定时间设定为相对长的第一时间。另外,例如在配管内容积小于阈值内容积的情况下或者在外部空气温度为阈值温度以上的情况下,规定时间设定为比第一时间短的第二时间。
当在步骤S61中推定热源侧热交换器12与负载侧热交换器14的高低差的情况下,也可以基于该高低差调节规定时间。例如,高低差越大,则规定时间设定得越长。这是因为:高低差越大,则越容易产生油枯竭。例如,在配管内容积为阈值内容积以上、高低差为阈值高低差以上且外部空气温度比阈值温度低的情况下,规定时间设定为相对长的第一时间。另外,例如,在配管内容积小于阈值内容积的情况下,或者在高低差小于阈值高低差的情况下,或者在外部空气温度为阈值温度以上的情况下,规定时间设定为比第一时间短的第二时间。
在步骤S65中,判定从压缩机11的起动或除霜运转的结束起的经过时间是否小于规定时间。在判定为经过时间小于规定时间的情况下进入步骤S66,在判定为经过时间为规定时间以上的情况下进入步骤S67。
在步骤S66中,将返油调整阀17的开度设定为第一开度。即,在从压缩机11的起动或除霜运转的结束起的经过时间达到规定时间之前的期间,将返油调整阀17的开度设定为第一开度。第一开度成为相对大的开度(例如,全开开度),以使从油分离器15向压缩机11的返油量增多。
在步骤S67中,将返油调整阀17的开度设定为第二开度。即,在从压缩机11的起动或除霜运转的结束起的经过时间达到规定时间后的期间,将返油调整阀17的开度设定为第二开度。第二开度成为比第一开度小的开度(例如,中间开度),以使从油分离器15向压缩机11的返油量减少并使剩余油滞留或积存于油分离器15。
如以上说明的那样,在本实施方式的制冷循环装置100中,制冷剂回路10还具有设置在压缩机11的排出侧的油分离器15、使由油分离器15分离的油返回到压缩机11的返油管16、以及设置于返油管16的返油调整阀17。控制装置30构成为基于液相配管21及气相配管22中的至少一方的配管内容积和外部空气温度调节规定时间,在从压缩机11的起动或除霜运转的结束起的经过时间达到规定时间之前的期间,将返油调整阀17的开度设定为第一开度,在经过时间达到规定时间后的期间,将返油调整阀17的开度设定为比第一开度小的第二开度。
根据本实施方式,在配管内容积小等的情况下(例如,液相配管21及气相配管22为短条的情况下),能够使剩余油滞留或积存于油分离器15。由此,能够防止压缩机11内的油面过度上升,能够减少从压缩机11带出油的量。因此,能够提高压缩机11及制冷循环装置100的性能。
另外,根据本实施方式,在压缩机11刚起动之后及除霜运转刚结束之后,能够增加从油分离器15向压缩机11的返油量。由此,能够抑制压缩机11中的油枯竭,所以能够提高压缩机11的可靠性。
实施方式3.
对本发明的实施方式3的制冷循环装置进行说明。图12是示出本实施方式的制冷循环装置100的结构的制冷剂回路图。此外,对具有与实施方式1或2相同的功能及作用的构成元件标注相同的附图标记并省略其说明。
如图12所示,本实施方式的制冷循环装置100除了与实施方式2的制冷循环装置100相同的结构之外,还具有积存剩余油的油容器18。油容器18设置在返油管16中的油分离器15与返油调整阀17之间。
图13是示出利用本实施方式的制冷循环装置100的控制装置30执行的处理的流程的一例的流程图。图13的步骤S71、S73~S78与图11的步骤S61~S67相同。
步骤S72以后的步骤例如在制冷循环装置100的起动时及运转期间反复执行。
在步骤S72中,判定是否继续压缩机11的运转。在继续压缩机11的运转的情况下进入步骤S73,在结束压缩机11的运转的情况下进入步骤S79。
在步骤S79中,将返油调整阀17的开度设定为全闭。
如以上说明的那样,在本实施方式的制冷循环装置100中,制冷剂回路10还具有设置在返油管16中的油分离器15与返油调整阀17之间的油容器18。
根据本实施方式,在稳定运转时能够将剩余油积存于油容器18。由此,能够防止压缩机11内的油面过度上升,能够减少从压缩机11带出油的量。因此,能够提高稳定运转时的压缩机11及制冷循环装置100的性能。
另外,根据本实施方式,能够将剩余油积存于油容器18而不积存于油分离器15。因此,能够防止油分离器15中的分离效率的下降,能够提高稳定运转时的制冷循环装置100的性能。
另外,根据本实施方式,通过将由油分离器15分离的油或混合液暂时积存于油容器18,从而能够使油浓度更高的混合液返回到压缩机11。因此,在压缩机11刚起动之后及除霜运转刚结束之后,使油浓度更高的混合液返回到压缩机11,由此能够更有效地抑制压缩机11中的油枯竭,能够提高压缩机11的可靠性。
变形例3-1.
对本实施方式的变形例3-1进行说明。在本变形例中,在停止压缩机11的运转之前或者在结束除霜运转之前,进行积油运转(以第四运转模式进行的运转的一例)。在此,积油运转是回收滞留在压缩机11以外的制冷剂回路10中的油并将其积存于油容器18的运转。
图14是示出本变形例的制冷循环装置100的结构的制冷剂回路图。如图14所示,在热源侧热交换器12安装制冷剂温度传感器36。制冷剂温度传感器36检测作为散热器发挥功能的热交换器(在本例中,为热源侧热交换器12)的二相部的制冷剂温度,并将检测信号向控制装置30输出。也可以设置检测二相部的制冷剂压力的制冷剂压力传感器来代替制冷剂温度传感器36。此外,在负载侧热交换器14作为散热器发挥功能的情况下,也可以设置对负载侧热交换器14的二相部的制冷剂温度或制冷剂压力进行检测的制冷剂温度传感器或制冷剂压力传感器。另外,虽然省略图示,但是在压缩机11的排出配管安装有排出温度传感器。排出温度传感器检测从压缩机11排出的排出制冷剂的温度,并将检测信号向控制装置30输出。
图15是示出利用本变形例的制冷循环装置100的控制装置30执行的处理的流程的一例的流程图。图13所示的处理与图15所示的处理可以相互组合地执行。图15所示的处理在停止压缩机11的运转时或在结束除霜运转时(例如,从外部接收到压缩机11的运转停止指令或除霜运转结束指令时)执行。例如,利用与实施方式1相同的步骤,已经推定安装制冷循环装置100之后的实际的液相配管21及气相配管22的配管内容积。
在图15的步骤S81中,将返油调整阀17的开度设定为全闭。由此,开始积油运转。
接着,在步骤S82中,基于从压缩机11排出的排出制冷剂的温度和作为散热器发挥功能的热交换器的二相部的制冷剂温度,运算排出制冷剂的过热度。
接着,在步骤S83中,判定排出制冷剂的过热度是否比预先设定的阈值过热度大。在判定为排出制冷剂的过热度比阈值过热度大的情况下进入步骤S85,在判定为排出制冷剂的过热度为阈值过热度以下的情况下进入步骤S84。
在步骤S84中,以使排出制冷剂的过热度比阈值过热度大的方式控制各致动器(例如,压缩机11的频率及减压装置13的开度)。反复进行步骤S82~S84的处理直至排出制冷剂的过热度比阈值过热度大。
在步骤S85中,基于液相配管21及气相配管22中的至少一方的配管内容积调节积油运转的执行时间。在推定了热源侧热交换器12与负载侧热交换器14的高低差的情况下,也可以不仅基于配管内容积调节积油运转的执行时间,而且还基于高低差调节积油运转的执行时间。
在步骤S86中,在积油运转开始起的经过时间经过上述执行时间之后,或者在步骤S83中判定为排出制冷剂的过热度比阈值过热度大起的时间经过上述执行时间之后,使压缩机11的运转停止(或者,结束除霜运转并开始制热运转)。
然后,在压缩机11再次起动时,基于外部空气温度调整返油调整阀17的开度。例如,外部空气温度越低,则越增大返油调整阀17的开度。并且,在使压缩机11起动之后的经过时间成为规定时间以上的情况下,使返油调整阀17的开度减少而使返油量减少,再次使剩余油积存于油容器18。
如以上说明的那样,在本变形例的制冷循环装置100中,控制装置30还具备将返油调整阀17设为关闭状态而将油积存在油容器18中的第四运转模式(例如,进行积油运转的运转模式),并构成为在停止压缩机11之前或者结束除霜运转之前执行第四运转模式,基于液相配管21及气相配管22中的至少一方的配管内容积调节第四运转模式的执行时间。
根据本变形例,除了已述的本实施方式的效果之外,还能得到以下的效果。即,根据本变形例,在停止压缩机11的运转时,执行将油积存在油容器18内的积油运转。由此,能够使在压缩机11停止时积存的油在压缩机11下一次起动时进行返油,所以能够提高压缩机11的可靠性。
另外,根据本变形例,由于能够基于液相配管21及气相配管22的配管内容积、热源侧热交换器12与负载侧热交换器14的高低差调节积油运转的执行时间,所以能够避免执行无用的积油运转的情形,能够提高制冷循环装置100的性能。
实施方式4.
对本发明的实施方式4的制冷循环装置进行说明。图16是示出本实施方式的制冷循环装置100的结构的制冷剂回路图。此外,对具有与实施方式1或2相同的功能及作用的构成元件标注相同的附图标记并省略其说明。
如图16所示,本实施方式的制冷循环装置100除了与实施方式1的制冷循环装置100相同的结构之外,还具有判定有无压缩机11内的液体制冷剂的积留的积留判定部37、以及对压缩机11的壳体进行加热而将压缩机11内的液体制冷剂赶出的加热部38。
积留判定部37例如具有日本特开2011-144966号公报记载的结构。即,积留判定部37向停止期间的压缩机11内的马达施加判定用的电压,基于马达的输入电压和输入电流推定马达的绕组阻抗,基于绕组阻抗推定绕组温度。另外,积留判定部37基于排出压力传感器或吸入压力传感器的检测值算出压缩机11内的制冷剂的饱和温度,并且基于饱和温度算出阈值温度。积留判定部37在绕组温度比阈值温度低的情况下判定为是绕组浸渍于液体制冷剂的状态即积留状态,在绕组温度为阈值温度以上的情况下判定为不是积留状态。积留判定部37包括控制装置30的功能块的一部分。
加热部38具有对停止期间的压缩机11的壳体进行加热的结构。加热部38例如由设置于压缩机11的壳加热器、在压缩机11的马达不旋转的条件下向马达通电而使绕组的温度上升的限制通电机构等构成。当利用加热部38的工作使压缩机11的壳体加热时,在压缩机11内积留的液体制冷剂蒸发,从压缩机11被赶出。由此,能够使压缩机11内的油面下降,所以能够使压缩机11起动时的油的带出量减少。
图17是示出利用本实施方式的制冷循环装置100的控制装置30执行的处理的流程的一例的流程图。图17所示的处理例如在压缩机11的停止期间执行。例如,利用与实施方式1相同的步骤,已经推定安装制冷循环装置100之后的实际的液相配管21及气相配管22的配管内容积、热源侧热交换器12与负载侧热交换器14的高低差。
在图17的步骤S91中,从积留判定部37取得压缩机11内的制冷剂积留的有无的信息。
在步骤S92中,判定压缩机11是否为制冷剂积留状态。在判定为压缩机11是制冷剂积留状态的情况下进入步骤S93,在判定为压缩机11不是制冷剂积留状态的情况下进入步骤S95。
在步骤S93中,判定是否推定的配管内容积为阈值容积以上且推定的高低差为阈值高低差以上。与步骤S5同样地,作为阈值容积,例如可以使用规定配管长度的液相配管及气相配管的配管内容积。另外,阈值高低差例如可以设为规定高低差或±0m。在判定为推定的配管内容积为阈值容积以上且推定的高低差为阈值高低差以上的情况下进入步骤S94。在判定为推定的配管内容积小于阈值容积的情况下,或者在判定为推定的高低差小于阈值高低差的情况下,进入步骤S95。
在步骤S94中,使加热部38工作,对压缩机11的壳体进行加热。由此,使积留到压缩机11内的液体制冷剂蒸发,能够使压缩机11内的油面下降。因此,能够减少压缩机11起动时的油的带出量,能够避免油枯竭。
在步骤S95中,不使加热部38工作。由此,在压缩机11为积留状态的情况下,无法减少压缩机11起动时的油的带出量。然而,在配管内容积小于阈值容积的情况下,或者在高低差小于阈值高低差的情况下,由于从压缩机11带出的油容易返回,所以不用使加热部38工作来使压缩机11内的液面下降,就难以产生油枯竭。
如以上说明的那样,本实施方式的制冷循环装置100还具备:判定有无压缩机11内的液体制冷剂的积留的积留判定部37、以及对压缩机11进行加热的加热部38。控制装置30构成为当在压缩机11内产生液体制冷剂的积留且液相配管21及气相配管22中的至少一方的配管内容积为阈值容积以上的情况下,使加热部38工作,当在压缩机11内未产生液体制冷剂的积留的情况下,或者在液相配管21及气相配管22中的至少一方的配管内容积小于阈值容积的情况下,不使加热部38工作。
根据本实施方式,在配管内容积小于阈值容积的情况或者高低差小于阈值高低差的情况等满足难以产生油枯竭的条件的情况下,能够不使加热部38工作。因此,能够削减压缩机11的电力消耗量。
其他实施方式.
本发明不限于上述实施方式,能够进行各种变形。
例如,在上述实施方式中,基于液相配管21的压力损失推定液相配管21及气相配管22中的至少一方的配管内容积,但也可以基于气相配管22的压力损失推定液相配管21及气相配管22中的至少一方的配管内容积。气相配管22的压力损失例如基于气相配管22的入口部处的制冷剂的温度或压力、和气相配管22的出口部处的制冷剂的温度或压力来算出。
另外,在上述实施方式中,基于液相配管21的入口部及出口部的水头差推定热源侧热交换器12与负载侧热交换器14的高低差,但也可以基于气相配管22的入口部及出口部的水头差推定该高低差。
另外,上述的各实施方式、变形例可以相互组合地实施。
附图标记的说明
10制冷剂回路,11压缩机,12热源侧热交换器,13减压装置,14负载侧热交换器,15油分离器,16返油管,17返油调整阀,18油容器,21液相配管,22气相配管,30控制装置,31、32制冷剂温度传感器,33外部空气温度传感器,34、35 GPS接收机,36制冷剂温度传感器,37积留判定部,38加热部,40热源单元,50负载单元,100制冷循环装置。
Claims (10)
1.一种制冷循环装置,其中,所述制冷循环装置具备:
制冷剂回路,所述制冷剂回路将压缩机、热源侧热交换器、减压装置及负载侧热交换器经由制冷剂配管连接,并使制冷剂循环;
控制装置,所述控制装置至少控制所述压缩机;
热源单元,所述热源单元收容所述压缩机及所述热源侧热交换器;以及
负载单元,所述负载单元收容所述负载侧热交换器,
所述热源单元与所述负载单元之间经由作为所述制冷剂配管的一部分的液相配管及气相配管连接,
所述控制装置具备第一运转模式和从所述压缩机流出的油的流量比所述第一运转模式少的第二运转模式,
并构成为基于所述液相配管及所述气相配管中的至少一方的配管内容积和外部空气温度,切换所述第一运转模式及所述第二运转模式。
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,基于所述液相配管的所述热源单元侧的制冷剂的温度或压力和所述液相配管的所述负载单元侧的制冷剂的温度或压力算出所述液相配管的压力损失,或者基于所述气相配管的所述热源单元侧的制冷剂的温度或压力和所述气相配管的所述负载单元侧的制冷剂的温度或压力算出所述气相配管的压力损失,
并且,基于算出的所述液相配管或所述气相配管的压力损失、和所述液相配管或所述气相配管的配管长度为规定配管长度的情况下的压力损失与配管内容积的关系,推定所述液相配管及所述气相配管中的至少一方的实际的配管内容积。
3.根据权利要求1所述的制冷循环装置,其中,
所述制冷循环装置还具备检测所述热源侧热交换器及所述负载侧热交换器的位置的位置检测部,
所述控制装置构成为基于所述热源侧热交换器及所述负载侧热交换器的位置信息、和所述液相配管或所述气相配管的配管长度为规定配管长度的情况下的所述热源侧热交换器及所述负载侧热交换器的位置信息与配管内容积的关系,推定所述液相配管及所述气相配管中的至少一方的实际的配管内容积。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的制冷循环装置,其中,
所述控制装置构成为,
在所述液相配管及所述气相配管中的至少一方的配管内容积小于阈值容积的情况下,或者在外部空气温度为阈值温度以上的情况下,执行所述第一运转模式,
在所述液相配管及所述气相配管中的至少一方的配管内容积为阈值容积以上且外部空气温度小于阈值温度的情况下,执行所述第二运转模式。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的制冷循环装置,其中,
所述控制装置还具备使滞留于所述制冷剂回路的油返回到所述压缩机的第三运转模式,
并构成为在所述液相配管及所述气相配管中的至少一方的配管内容积小于阈值容积的情况下,与所述液相配管及所述气相配管中的至少一方的配管内容积为阈值容积以上的情况相比,使所述第三运转模式的执行频率或执行时间减少。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的制冷循环装置,其中,
在将相对于所述负载侧热交换器的设置高度的所述热源侧热交换器的设置高度设为所述热源侧热交换器及所述负载侧热交换器的高低差时,
所述控制装置还构成为基于所述热源侧热交换器及所述负载侧热交换器的高低差,切换所述第一运转模式及所述第二运转模式。
7.根据权利要求6所述的制冷循环装置,其中,
所述控制装置还具备使滞留于所述制冷剂回路的油返回到所述压缩机的第三运转模式,
并构成为在所述热源侧热交换器及所述负载侧热交换器的高低差小于阈值高低差的情况下,与所述热源侧热交换器及所述负载侧热交换器的高低差为阈值高低差以上的情况相比,使所述第三运转模式的执行频率或执行时间减少。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的制冷循环装置,其中,
所述制冷剂回路还具有:
油分离器,所述油分离器设置在所述压缩机的排出侧;
返油管,所述返油管使由所述油分离器分离的油返回到所述压缩机;以及
返油调整阀,所述返油调整阀设置于所述返油管,
所述控制装置构成为,
基于所述液相配管及所述气相配管中的至少一方的配管内容积和外部空气温度调节规定时间,
在从所述压缩机的起动或除霜运转的结束起的经过时间达到所述规定时间之前的期间,将所述返油调整阀的开度设定为第一开度,
在所述经过时间达到所述规定时间之后的期间,将所述返油调整阀的开度设定为比所述第一开度小的第二开度。
9.根据权利要求8所述的制冷循环装置,其中,
所述制冷剂回路还具有设置在所述返油管中的所述油分离器与所述返油调整阀之间的油容器,
所述控制装置还具备将所述返油调整阀设为关闭状态而将油积存于所述油容器的第四运转模式,
并构成为在停止所述压缩机之前或结束除霜运转之前,执行所述第四运转模式,
基于所述液相配管及所述气相配管中的至少一方的配管内容积调节所述第四运转模式的执行时间。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的制冷循环装置,其中,
所述制冷循环装置还具备:
积留判定部,所述积留判定部判定所述压缩机内的液体制冷剂的积留的有无;以及
加热部,所述加热部对所述压缩机进行加热,
所述控制装置构成为,
当在所述压缩机内产生液体制冷剂的积留且所述液相配管及所述气相配管中的至少一方的配管内容积为阈值容积以上的情况下,使所述加热部工作,
当在所述压缩机内未产生液体制冷剂的积留的情况下,或者在所述液相配管及所述气相配管中的至少一方的配管内容积小于阈值容积的情况下,不使所述加热部工作。
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