CN111512098B - 制冷循环装置 - Google Patents

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Abstract

本发明在减少各室外单元的运行台数时，作为停止对象的室外单元的室外风扇以高速运行，并且该室外单元的压缩机以低能力运行。在该高速运行和低能力运行持续规定时间之后，使作为所述停止对象的室外单元的室外风扇和压缩机停止。

Description

制冷循环装置
技术领域
本发明的实施方式涉及包括多个室外单元和多个室内单元的制冷循环装置。
背景技术
已知有一种多联式制冷循环装置，包括多个室外单元和通过管道连接到该室外单元的多个室内单元，并且根据各个室内单元的要求能力的总和来控制各个室外单元的运行台数。
在该制冷循环装置中，当室外单元的运行台数减少时，有时会有过剩的制冷剂流过继续运行一侧的室外单元。由此，在继续运行一侧的室外单元的室外热交换器中的液体制冷剂区域增大，该室外热交换器中的两相制冷剂区域减小，该室外热交换器的热交换效率降低。随之，制冷能力下降。
为了解决该问题，已知有一种制冷装置，其结构是在制冷循环中设置液体接收器、即所谓的储液罐，并且在该储液罐中积聚过剩的制冷剂(例如专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2008－298335号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
上述的制冷循环装置由于设置储液罐导致成本变高。
本发明的实施方式的目的是提供一种制冷循环装置，该制冷循环装置在不使用储液罐的情况下，没有过量的制冷剂流过继续运行一侧的室外单元。
解决技术问题所采用的技术方案
权利要求1的制冷循环装置包括：多个室外单元，该多个室外单元具有压缩机、室外热交换器和室外风扇，并通过制冷剂配管进行连接；多个室内单元，该多个室内单元具有室内热交换器；以及控制器，该控制器控制各个所述室外单元的运行台数。控制器在减少各个所述室外单元的运行台数时，使作为停止对象的室外单元的室外风扇高速运行，并且使该室外单元的压缩机低能力运行，在该高速运行和低能力运行持续规定时间之后，使所述作为停止对象的室外单元的室外风扇和压缩机停止。
附图说明
图1是示出实施方式1的结构的图。
图2是示出实施方式1的控制的流程图。
图3是示出实施方式1的制冷循环的状态的p-h线图。
图4是示出实施方式2的控制的流程图。
具体实施方式
[1]实施方式1
下面参照附图说明安装在空调机上的制冷循环装置的实施方式1。
如图1所示，多个例如两个室外单元A1、A2通过配管相互并联连接，多个室内单元B1、B2、……、Bn通过配管连接到这些室外单元A1、A2。
在室外单元A1中，室外热交换器3通过四通阀2与压缩机1的排出口进行配管连接，液体侧填充阀5a通过电动膨胀阀4与该室外热交换器3进行配管连接。并且，压缩机1的吸入口通过四通阀2和储蓄器6与气体侧填充阀5b进行配管连接。在室外热交换器3的附近配置有室外风扇7。电动膨胀阀4是脉冲马达阀(PMV)，其开度根据输入的驱动脉冲的数量连续变化。
在室外单元A2中，室外热交换器13通过四通阀12与压缩机11的排出口进行配管连接，液体侧填充阀15a通过电动膨胀阀14与该室外热交换器13进行配管连接。并且，压缩机11的吸入口通过四通阀12和储蓄器16与气体侧填充阀15b进行配管连接。在室外热交换器13的附近配置有室外风扇17。电动膨胀阀14是脉冲马达阀(PMV)，其开度根据输入的驱动脉冲的数量连续变化。
室外单元A1的液体侧填充阀5a和室外单元A2的液体侧填充阀15a通过连接配管51连接，室外单元A2的气体侧填充阀5b和室外单元A2的气体侧填充阀15b通过连接配管52连接。
室内单元B1、B2、……Bn的各室内热交换器22分别通过室内单元B1、B2、……Bn的各电动膨胀阀21与连接室外单元A1的液体侧填充阀5a和室外单元A2的液体侧填充阀15a的连接配管51的另一端侧进行配管连接，连接室外单元A1的气体侧填充阀5b和室外单元A2的气体侧填充阀15b的连接配管52的另一端侧与上述室内热交换器22进行配管连接。室内风扇23分别设置在各室内热交换器22附近。
热泵式制冷循环由上述配管连接构成。
压缩机1将利用逆变器31的输出进行动作的电动机收纳在密闭壳体中，吸入通过储蓄器6的制冷剂，压缩该吸入的制冷剂并从排出口排出。逆变器31将商用交流电源32的交流电压转换为直流电压，将该直流电压转换为规定频率F1(Hz)和对应于该规定频率F1的电平的交流电压并输出。压缩机11将利用逆变器41的输出进行动作的电动机收纳在密闭壳体中，吸入通过储蓄器16的制冷剂，压缩该吸入的制冷剂并从排出口排出。逆变器41将商用交流电源42的交流电压转换为直流电压，将该直流电压转换为规定频率F2(Hz)和对应于该规定频率F2的电平的交流电压并输出。在下文中，将预定频率F1和F2称为工作频率F1和F2。
在制冷时，如箭头所示，从压缩机1、11的排出口排出的制冷剂经由四通阀2、12、室外热交换器3、13、电动膨胀阀4、14、液体侧填充阀5a、15a、连接配管51和各电动膨胀阀21流入各室内热交换器22。从各室内热交换器22流出的制冷剂通过连接配管52、气体侧填充阀5b、15b、四通阀2、12和储蓄器6、16被吸入压缩机1、11的吸入口。室外热交换器3、13通过制冷剂的流动起到冷凝器的作用，各室内热交换器22起到蒸发器的作用。
在压缩机1的排出口和四通阀2之间的高压侧配管上安装有检测从压缩机1排出的气体制冷剂的温度Td1的制冷剂温度传感器33和检测从压缩机1排出的气体制冷剂的压力(高压侧压力)Pd1的制冷剂压力传感器34。用于检测外部空气温度To1的外部空气温度传感器35设置在室外风扇7的外部空气吸入风路中。在电动膨胀阀4和液体侧填充阀5a之间的液体侧配管上安装有用于检测从室外热交换器3流出的液体制冷剂的温度Tx1的制冷剂温度传感器36。在四通阀2和储蓄器6之间的低压侧配管上安装有检测吸入压缩机1的气体制冷剂的温度Ts1的温度传感器37和检测吸入压缩机1的气体制冷剂的压力(低压侧压力)Ps1的压力传感器38。
在压缩机11的排出口和四通阀12之间的高压侧配管上安装有检测从压缩机11排出的气体制冷剂的温度Td2的制冷剂温度传感器43和检测从压缩机11排出的气体制冷剂的压力(高压侧压力)Pd2的制冷剂压力传感器44。用于检测外部空气温度To2的外部空气温度传感器45设置在室外风扇17的外部空气吸入风路中。在电动膨胀阀14和液体侧填充阀15a之间的液体侧配管上安装有用于检测从室外热交换器13流出的液体制冷剂的温度Tx2的制冷剂温度传感器46。在四通阀12和储蓄器16之间的低压侧配管上安装有检测吸入压缩机11的气体制冷剂的温度Ts2的制冷剂温度传感器47和检测吸入压缩机11的气体制冷剂的压力(低压侧压力)Ps2的压力传感器48。
室外单元A1具有主控制器30，上述制冷剂温度传感器33、36、37、制冷剂压力传感器34、38、外部空气温度传感器35等的检测结果被通知给该主控制器30。主控制器30通过通信线路与室内单元B1、B2、……、Bn的各个控制器20连接，并且根据来自各个控制器20的指令和该室外单元A1中的上述各个传感器的检测结果来控制四通阀2、电动膨胀阀4、室外风扇7和逆变器31。
室外单元A2具有控制器40，上述制冷剂温度传感器43、46、47、制冷剂压力传感器44、48、外部空气温度传感器45等的检测结果被通知给该控制器40。控制器40通过通信线路连接到主控制器30，并且根据来自主控制器30的指令和该室外单元A2中的上述各个传感器的检测结果来控制四通阀12、电动膨胀阀14、室外风扇17和逆变器41。
主控制器30具有第一控制部30a和第二控制部30b。
第一控制部30a根据室内单元B1、B2、……、Bn的各控制器20的要求能力的总和，控制室外单元A1、A2的运行台数和压缩机1、11的运行频率F1、F2。
在利用控制部30a减少室外单元A1，A2的运行台数时，第二控制部30b使作为停止对象的室外单元的室外风扇以高速运行，并且使作为停止对象的室外单元的压缩机以低能力运行，并在使该高速运行和低能力运行持续规定时间t之后，使作为停止对象的室外单元的室外风扇和压缩机停止。规定时间t例如为1分钟。
下面，参照图2的流程图来对主控制器30所执行的控制进行说明。流程图中的标号S1至S6表示处理步骤。
主控制器30在制冷运行时，根据室内单元B1、B2、……、Bn中各控制器20的要求能力之和，控制室外单元A1、A2的运行台数和压缩机1、11的能力(运行频率F1、F2)(S1)。
而且，当需要减少室外单元A1、A2的运行台数量时(S2中的“是”)，主控制器30使作为停止对象的室外单元A2的室外风扇17高速运行(S3)，并且使该室外单元A2的压缩机11低能力运行(S4)。
当执行该压缩机11的低能力运行时，主控制器30将压缩机11的能力值设定为比继续运行一侧的室外单元A1的压缩机1的当前时刻的能力(运行频率F1)更低的值。
当室外风扇17进行高速运行时，会促进室外热交换器13中的制冷剂的冷凝，并且大量的液体制冷剂积聚在室外热交换器13中。随之，压缩机11以低能力运行，因而从室外热交换器13通过电动膨胀阀14侧的液体侧配管和连接配管51流出到室内单元B1、B2、……、Bn的制冷剂减少。此时，电动膨胀阀14的开度可以减小或完全关闭。通过减小电动膨胀阀14的开度，能进一步减少流出到室内单元B1、B2、……、Bn的制冷剂。
然后，主控制器30在上述室外风扇17的高速运行和上述压缩机11的低能力运行持续规定时间t(S5中的“是”)之后，使室外风扇17和压缩机11停止(S6)。在上述停止之后，主控制器30返回到最开始的S1处理，并且根据室内单元B1、B2、……、Bn中的各个控制器20的要求能力的总和来控制室外单元A1、A2的运行台数，并且控制运行的室外单元的压缩机的能力。
如上所述，通过使作为停止对象的室外单元A2的室外风扇17和压缩机11预先高速运行和低能力运行，从而液体制冷剂被积聚在室外单元A2的室外热交换器13中，并且从室外热交换器13通过电动膨胀阀14侧的液体侧配管和连接排气管51流到室内单元B1、B2、……、Bn的制冷剂减少。由此，能够消除过量制冷剂流向继续运行一侧的室外单元A1的问题。不需要现有的用于减少制冷剂量的储液罐，能相应地降低成本。
由于没有过量的制冷剂流过室外单元A1，因此室外热交换器3中的液体制冷剂区域不会不必要地增加，两相制冷剂区域不会减少，因此室外热交换器3的热交换效率不会降低。由于室外热交换器3的热交换效率不会降低，因此能获得与室内单元B1、B2、……、Bn的要求能力之和相适应的制冷能力。
假设，用图3的p-h线图(虚线)示出了在室外单元A1中有过量的制冷剂流过时的制冷循环状态。当过量的制冷剂在继续运行一侧的室外单元A1中流过时，室外单元A1中的高压侧制冷剂压力Pd1上升。在高压侧制冷剂压力Pd1上升超过预定值时，为了保护设备而执行降低压缩机的运行频率的控制，从而降低了制冷能力。
另一方面，在液体制冷剂过多地积聚在作为停止对象的室外单元A2中时，没有足够量的制冷剂在继续运行一侧的室外单元A1中流过，从而无法确保与室内单元B1、B2、……、Bn的要求能力之和相适应的制冷能力。在上述情况下，在S1的处理中，重新开始室外单元A2的室外风扇17和压缩机11的运行。通过重新开始运行，足够量的制冷剂流过继续运行一侧的室外单元A1。
[2]实施方式2
对制冷循环装置的实施方式2进行说明。
在通过控制部30a减少室外单元A1、A2的运行数量时，以外部空气温度传感器35的检测温度(外部空气温度)To1为阈值Tos以上作为条件，主控制器30的第二控制部30b使作为停止对象的室外单元的室外风扇高速运行，并且使该室外单元的压缩机低能力运行。而且，第二控制部30b在该高速运行和低能力运行持续规定时间t之后，使作为停止对象的室外单元的室外风扇和压缩机停止。
外部空气温度传感器35的检测温度To1与由室外单元A2侧的外部空气温度传感器45检测到的外部空气温度To2大致相同。阈值Tos用于判定外部空气温度To1是在中、高温度区域还是在低温度区域。
参照图4的流程图来对主控制器30所执行的控制进行说明。S11至S17表示处理步骤。
主控制器30在制冷运行时，根据室内单元B1、B2、……、Bn中各控制器20的要求能力之和，控制室外单元A1、A2的运行台数和压缩机1、11的能力(运行频率F1、F2)(S11)。
然后，当需要减少室外单元A1，A2的运行台数时(S12中的“是”)，主控制器30判定外部空气温度传感器35的检测温度To1是否在阈值Tos以上的中、高温度区域(S13)。
当外部空气温度To1处于阈值Tos以上的中、高温度区域时(S13中的“是”)，主控制器30在判断为可能有过量制冷剂流过继续运行一侧的室外单元A1的情况下，使作为停止对象的室外单元A2的室外风扇17高速运行(S14)，并且使室外单元A2的压缩机11低能力运行(S15)。
当执行该压缩机11的低能力运行时，主控制器30将压缩机11的能力值设定为比继续运行一侧的室外单元A1的压缩机1的当前时刻的能力(运行频率F1)更低的值。
当室外风扇17进行高速运行时，会促进室外热交换器13中的制冷剂的冷凝，并且大量的液体制冷剂积聚在室外热交换器13中。随之，压缩机11以低能力运行，因而从室外热交换器13通过电动膨胀阀14侧的液体侧配管和连接配管51流出到室内单元B1、B2、……、Bn的制冷剂减少。进而，从室内单元B1、B2、……、Bn流到室外单元A1的制冷剂的量也减少。
然后，主控制器30在上述室外风扇17的高速运行和上述压缩机11的低能力运行持续规定时间t(S5中的“是”)之后，使室外风扇17和压缩机11停止(S17)。在上述停止之后，主控制器30返回到最开始的S1处理，并且根据室内单元B1、B2、……、Bn中的各个控制器20的要求能力的总和来控制室外单元A1、A2的运行台数，并且控制运行的室外单元的压缩机的能力。
在上述S13的判定中，当外部空气温度To1处于低于阈值Tos的低温度区域时(S13中的“否”)，主控制器30使室外风扇17和压缩机11停止，而不执行S14～S16的处理(S17)。
即，当在外部空气温度To1处于低于阈值Tos的低温区域的状态下执行S14～S16的处理时，积聚在室外单元A2的室外热交换器13中的制冷剂的量可能过度增加，从而在继续运行一侧的室外单元A1中没有足够量的制冷剂流过。为了防止制冷剂量的偏差，当外部空气温度To1处于低于阈值Tos的低温度区域时，不执行S14～S16的处理。
其他的结构和效果与实施方式1相同。由此，省略对它们的说明。
[3]变形例
在上述各实施方式中，以2台室外单元的情况为例进行了说明，但是即使是3台以上也能同样地实施。
在上述各实施方式中，以停止对象为室外单元A2，并且继续运行一侧为室外单元A1的情况为例进行了说明，然而当然也能使停止对象为室外单元A1，继续运行一侧为室外单元A2。在实施方式2中，通过将外部空气温度To1与阈值Tos进行比较来判断继续运行一侧的室外单元A1中没有足够量的制冷剂流过的可能性的有无，但是也可以通过将室外单元A1侧的过冷却度SC1与室外单元A2侧的过冷却度SC2进行比较，并根据该比较结果来判断上述可能性的有无。
在图3中，继续运行一侧的室外单元A1的状态用虚线表示，作为停止对象的室外单元A2的状态用实线表示。此时，若继续运行一侧的室外单元A1的制冷剂量较大而作为停止对象的室外单元A2的制冷剂量较小，则室外单元A1的高压侧制冷剂压力Pd1、冷凝温度Tc1和过冷却度SC1变得大于作为停止对象的室外单元A2的高压侧制冷剂压力Pd2、冷凝温度Tc2和过冷却度SC2。
这里，室外单元A1的过冷却度SC1可以通过冷凝温度Tc1和从室外热交换器3流出的液体制冷剂的温度(制冷剂温度传感器36的检测温度)Tx1之间的差值(＝Tc1-Tx1)来求出。同样，室外单元A2的过冷却度SC2可以通过冷凝温度Tc2和从室外热交换器13流出的液体制冷剂的温度(制冷剂温度传感器46的检测温度)Tx2之间的差值(＝Tc2-Tx2)来求出。此外，冷凝温度Tc1、Tc2可以使用制冷剂压力传感器34、44的检测压力(高压侧制冷剂压力)Pd1、Pd2并通过运算来求出。
如上所述，在作为停止对象的室外单元A2的过冷却度SC2小于继续运行一侧的室外单元A1的过冷却度SC1时，能判定作为停止对象的室外单元A2的制冷剂量较小，并且不可能没有足够量的制冷剂流过继续运行一侧的室外单元A1。
在上述各实施方式中，以安装在空调机上的制冷循环装置为例进行了说明，但是也能在安装于热水器等其他设备的制冷循环装置中同样地实施。
除此以外，上述各实施方式以及变形例仅为举例示出，并非为了限定发明范围。该新的实施方式和变形例可以通过其他各种方式来实施，在不脱离发明要旨的范围内，可进行各种省略、置换、变更。上述实施方式及其变形均包含在发明范围和要旨中，并且也包含在权利要求书所记载的发明及其等同范围内。
标号说明
A1、A2室外单元
B1、B2、……Bn室内单元
1、11压缩机
2、12四通阀
3、13室外热交换器
4、14电动膨胀阀
6、16储蓄器
7、17室外风扇
30主控制器
40控制器
21电动膨胀阀
22室内热交换器
23室内风扇
20控制器
31、41逆变器。

Claims (3)

1.一种制冷循环装置，其特征在于，包括：
多个室外单元，该多个室外单元具有压缩机、室外热交换器和室外风扇，并通过制冷剂配管进行连接；
多个室内单元，该多个室内单元具有室内热交换器；以及
控制器，该控制器控制各个所述室外单元的运行台数，
所述控制器在需要减少各个所述室外单元的运行台数时，使作为停止对象的室外单元的室外风扇高速运行，并且使该室外单元的压缩机低能力运行，
在该高速运行和低能力运行持续规定时间之后，使所述作为停止对象的室外单元的室外风扇和压缩机停止。
2.如权利要求1所述的制冷循环装置，其特征在于，
所述控制器在需要减少各个所述室外单元的运行台数时，以外部空气温度为阈值以上作为条件，使作为停止对象的室外单元的室外风扇高速运行，并且使该室外单元的压缩机低能力运行。
3.如权利要求1或2所述的制冷循环装置，其特征在于，
进行所述低能力运行的所述压缩机的能力低于继续运行一侧的室外单元的压缩机的能力。
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