ES2823758T3 - Refrigeration cycle apparatus - Google Patents

Refrigeration cycle apparatus Download PDF

Info

Publication number
ES2823758T3
ES2823758T3 ES13166595T ES13166595T ES2823758T3 ES 2823758 T3 ES2823758 T3 ES 2823758T3 ES 13166595 T ES13166595 T ES 13166595T ES 13166595 T ES13166595 T ES 13166595T ES 2823758 T3 ES2823758 T3 ES 2823758T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
temperature
heat exchanger
refrigerant
degree
outlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES13166595T
Other languages
Spanish (es)
Inventor
Takashi Okazaki
Fumitake Unezaki
Tomoyoshi Oobayashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Application granted granted Critical
Publication of ES2823758T3 publication Critical patent/ES2823758T3/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/002Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
    • F25B9/008Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being carbon dioxide
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/06Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
    • F25B2309/061Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2339/00Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/04Details of condensers
    • F25B2339/047Water-cooled condensers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2341/00Details of ejectors not being used as compression device; Details of flow restrictors or expansion valves
    • F25B2341/06Details of flow restrictors or expansion valves
    • F25B2341/063Feed forward expansion valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/17Control issues by controlling the pressure of the condenser
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/25Control of valves
    • F25B2600/2513Expansion valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/19Pressures
    • F25B2700/193Pressures of the compressor
    • F25B2700/1933Suction pressures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21Temperatures
    • F25B2700/2102Temperatures at the outlet of the gas cooler
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21Temperatures
    • F25B2700/2115Temperatures of a compressor or the drive means therefor
    • F25B2700/21151Temperatures of a compressor or the drive means therefor at the suction side of the compressor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21Temperatures
    • F25B2700/2115Temperatures of a compressor or the drive means therefor
    • F25B2700/21152Temperatures of a compressor or the drive means therefor at the discharge side of the compressor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21Temperatures
    • F25B2700/2116Temperatures of a condenser
    • F25B2700/21161Temperatures of a condenser of the fluid heated by the condenser
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21Temperatures
    • F25B2700/2117Temperatures of an evaporator
    • F25B2700/21174Temperatures of an evaporator of the refrigerant at the inlet of the evaporator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B40/00Subcoolers, desuperheaters or superheaters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

Un aparato de ciclo refrigerante que comprende: al menos un compresor (1), un radiador (2), medios de descompresión (3) capaz de cambiar un grado de apertura, un absorbente de calor (4), un intercambiador de calor interno (5) realiza el intercambio de calor entre un refrigerante en una salida del radiador (2) y el refrigerante en una salida del absorbente de calor (4), en donde se proporcionan unos primeros medios de detección de temperatura (30) para detectar una temperatura de refrigerante entre una salida del compresor (1) y una entrada del radiador (2) y unos segundos medios de detección de temperatura (31) para detectar la temperatura del refrigerante entre una salida del radiador (2) y un entrada lateral de alta presión del intercambiador de calor interno (5), caracterizado porque se proporcionan unos sextos medios de detección de temperatura (33) para detectar la temperatura del refrigerante entre una salida lateral de baja presión del intercambiador de calor interno (5) y una entrada del compresor (1), se calcula el grado de sobrecalentamiento de una parte de succión a partir de una temperatura de saturación del refrigerante en un punto de detección de los sextos medios de detección de temperatura (33) y una temperatura de detección por los sextos medios de detección de temperatura (33), y el grado de apertura de los medios de descompresión (3) se controla de modo que el grado de sobrecalentamiento es el valor objetivo, y cuando el grado de sobrecalentamiento se convierte en el valor objetivo, se controla un grado de apertura de los medios de descompresión (3) de modo que una diferencia de temperatura (DT) entre una temperatura de detección mediante los primeros medios de detección de temperatura (30) y la temperatura de detección mediante los segundos medios de detección de temperatura (31) se convierten en un valor objetivo.A refrigerant cycle apparatus comprising: at least one compressor (1), a radiator (2), decompression means (3) capable of changing an opening degree, a heat absorber (4), an internal heat exchanger ( 5) performs heat exchange between a coolant at an outlet of the radiator (2) and the coolant at an outlet of the heat absorber (4), wherein a first temperature sensing means (30) is provided to detect a temperature of coolant between a compressor outlet (1) and a radiator inlet (2) and a second temperature sensing means (31) for detecting the temperature of the coolant between a radiator outlet (2) and a high pressure side inlet of the internal heat exchanger (5), characterized in that a sixth temperature sensing means (33) is provided to detect the temperature of the refrigerant between a low pressure side outlet of the internal heat exchanger (5) and an e input from the compressor (1), the degree of overheating of a suction part is calculated from a saturation temperature of the refrigerant at a detection point of the sixth temperature detection means (33) and a detection temperature by the sixth temperature sensing means (33), and the opening degree of the decompression means (3) is controlled so that the degree of overheating is the target value, and when the degree of overheating becomes the target value, a degree of opening of the decompression means (3) is controlled so that a temperature difference (DT) between a detection temperature by the first temperature detection means (30) and the detection temperature by the second detection means temperature detection (31) become a target value.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Aparato de ciclo de refrigeraciónRefrigeration cycle apparatus

Campo técnicoTechnical field

La presente invención se refiere a un aparato de ciclo de refrigeración que usa un intercambiador de calor interno, más particularmente a un control de refrigerante para asegurar de manera estable el rendimiento.The present invention relates to a refrigeration cycle apparatus using an internal heat exchanger, more particularly a refrigerant control to stably ensure performance.

Antecedentes de la técnicaBackground of the technique

El documento US 2003/0061827 A1 describe: En un calentador de agua de bomba de calor con un ciclo de refrigerante supercrítico, se controla un grado de apertura de válvula de una válvula de descompresión para controlar una presión de refrigerante en el lado de alta presión, de modo que una diferencia de temperatura entre el refrigerante que cae desde el intercambiador de calor de refrigerante de agua y el agua que fluye en un intercambiador de calor de refrigerante de agua, se fija en un intervalo de temperatura predeterminado.US 2003/0061827 A1 describes: In a heat pump water heater with a supercritical refrigerant cycle, a valve opening degree of a decompression valve is controlled to control a refrigerant pressure on the high pressure side , so that a temperature difference between the coolant falling from the water coolant heat exchanger and the water flowing in a water coolant heat exchanger is set in a predetermined temperature range.

El documento JP 2003 176957 A muestra: La presión alta de un ciclo de una bomba de calor del tipo de compresión de vapor supercrítico, se controla mediante el cambio del grado de apertura de válvula de una válvula de reducción de presión, de modo que una diferencia de temperatura entre una temperatura de entrada del agua caliente que fluye a un intercambiador de calor de refrigerante de agua y una temperatura de salida del refrigerante que fluye hacia fuera de una parte de salida del intercambiador de calor de refrigerante de agua, se mantiene dentro de un intervalo constante Y (por ejemplo 102C), de modo que la alta presión del refrigerante se puede ajustar, y la función de intercambio de calor del intercambiador de calor interno se puede ajustar dentro de un intervalo constante.JP 2003 176957 A shows: The high pressure of a cycle of a supercritical vapor compression type heat pump is controlled by changing the valve opening degree of a pressure reducing valve so that a temperature difference between an inlet temperature of the hot water flowing to a water coolant heat exchanger and an outlet temperature of the coolant flowing out of an outlet part of the water coolant heat exchanger, is kept within of a constant range Y (for example 102C), so that the high pressure of the refrigerant can be adjusted, and the heat exchange function of the internal heat exchanger can be adjusted within a constant range.

Se darán descripciones a la técnica anterior de la manera que sigue.Descriptions of the prior art will be given as follows.

Convencionalmente, un aparato de suministro de agua caliente se propone como un aparato de ciclo de refrigeración incorporado, tal como:Conventionally, a hot water supply apparatus is proposed as a built-in refrigeration cycle apparatus, such as:

un aparato de suministro de agua caliente que comprende un ciclo de refrigeración que incluye un compresor, un intercambiador de calor de suministro de agua caliente, una válvula de expansión electrónica, y un intercambiador de calor lateral de la fuente de calor del que la fuente de calor es un aire exterior, y un ciclo de suministro de agua caliente que incluye un intercambiador de calor de suministro de agua caliente y un depósito de suministro de agua caliente, a hot water supply apparatus comprising a refrigeration cycle including a compressor, a hot water supply heat exchanger, an electronic expansion valve, and a heat source side heat exchanger from which the heat source heat is an outdoor air, and a hot water supply cycle that includes a hot water supply heat exchanger and a hot water supply tank,

en el que puesto que un medio de control de capacidad que usa un compresor de tipo capacidad variable y controla la capacidad del compresor en respuesta a cambios en condiciones ambientales externas del intercambiador de calor lateral de la fuente de calor está fijado, medios de control de grado de apertura de válvula de expansión para controlar un grado de apertura de una válvula de expansión electrónica a fin de hacer que una temperatura de descarga de un compresor sea un valor objetivo en respuesta a cambios en condiciones ambientales externas (una temperatura externa, por ejemplo) del intercambiador de calor lateral de la fuente de calor y medios de control de velocidad de rotación para controlar una velocidad de la rotación del compresor para que sea un valor objetivo en respuesta a cambios en las condiciones ambientales externas del intercambiador de calor lateral de la fuente de calor están fijados, una apertura de la válvula de expansión electrónica se controla a fin de hacer que la temperatura de descarga del compresor se convierta en un valor objetivo en respuesta a cambios en las condiciones ambientales externas (una temperatura externa, por ejemplo) del intercambiador de calor lateral de la fuente de calor; y la velocidad de rotación del compresor se controla para que sea un valor objetivo en respuesta a cambios en las condiciones ambientales externas del intercambiador de calor lateral de la fuente de calor, una condición de operación óptima se puede obtener en la que una capacidad de suministro de agua caliente y una carga de suministro de agua caliente además concuerdan, y un coeficiente de rendimiento (COP) se puede mejorar y la reducción de tamaño de elementos tales como un intercambiador de calor se convierte en posible. (Por ejemplo, referirse al documento de patente 1) wherein since a capacity control means using a variable capacity type compressor and controls the capacity of the compressor in response to changes in external environmental conditions of the side heat exchanger of the heat source is set, expansion valve opening degree to control an electronic expansion valve opening degree to make a compressor discharge temperature a target value in response to changes in external environmental conditions (an external temperature, for example ) of the side heat exchanger of the heat source and rotational speed control means for controlling a speed of the compressor rotation to be a target value in response to changes in external environmental conditions of the side heat exchanger of the heat source are fixed, an opening of the electronic expansion valve is controlled in order to make q that the compressor discharge temperature becomes a target value in response to changes in external environmental conditions (an external temperature, for example) of the side heat exchanger of the heat source; and the rotational speed of the compressor is controlled to be a target value in response to changes in the external environmental conditions of the side heat exchanger of the heat source, an optimal operating condition can be obtained in which a supply capacity of hot water and a load of hot water supply are further matched, and a coefficient of performance (COP) can be improved and size reduction of elements such as a heat exchanger becomes possible. (For example, refer to patent document 1)

Un calentador de agua también se propone tal como: un calentador de agua para calentar un fluido de suministro de agua caliente en un ciclo de bomba de calor supercrítico donde una presión de refrigerante en un lado de alta presión se convierte en igual o mayor que la presión crítica del refrigerante que comprende:A water heater is also proposed such as: a water heater for heating a hot water supply fluid in a supercritical heat pump cycle where a refrigerant pressure on a high pressure side becomes equal to or greater than the critical pressure of the refrigerant comprising:

un compresor,a compressor,

un radiador que realiza intercambio de calor entre un refrigerante descargado desde el compresor y un fluido de suministro de agua caliente y está configurado de manera que un flujo de refrigerante y un flujo de fluido de suministro de agua caliente sean opuestos,a radiator that performs heat exchange between a coolant discharged from the compressor and a hot water supply fluid and is configured so that a coolant flow and a hot water supply fluid flow are opposite,

un descompresor para descomprimir el refrigerante que fluye fuera del radiador, ya decompressor to decompress the coolant flowing out of the radiator, and

un evaporador que hace que el refrigerante que fluye fuera del compresor evapore, hace que el refrigerante absorba un calor para descargarlo en un lado de succión del compresor,an evaporator that makes the refrigerant flowing out of the compressor evaporate, causes the refrigerant to absorb a heat to discharge it on a suction side of the compressor,

en el que una presión de refrigerante de un lado de alta presión se controla de manera que una diferencia de temperatura (AT) entre el refrigerante que fluye fuera del radiador y el fluido de suministro de agua caliente que fluye en el mismo se convierte en una diferencia de temperatura predeterminada (ATo). (Por ejemplo, referirse al documento de patente 2). En este ejemplo de la técnica anterior, se puede mejorar una eficiencia de intercambio de calor del radiador para mejorar la eficiencia de una bomba de calor.wherein a high pressure side coolant pressure is controlled such that a temperature difference (AT) between the coolant flowing out of the radiator and the hot water supply fluid that flows in it becomes a predetermined temperature difference (ATo). (For example, refer to patent document 2). In this example of the prior art, a heat exchange efficiency of the radiator can be improved to improve the efficiency of a heat pump.

[Documento de Patente 1] Gaceta de Patentes Japonesa No. 3601369 (p. 6; Fig. 1)[Patent Document 1] Japanese Patent Gazette No. 3601369 (p. 6; Fig. 1)

[Documento de Patente 2] Gaceta de Patentes Japonesa No. 3227651 (pp. 1-3; Fig. 2).[Patent Document 2] Japanese Patent Gazette No. 3227651 (pp. 1-3; Fig. 2).

Sumario de la invenciónSummary of the invention

Problema a resolver por la invenciónProblem to be solved by the invention

Ambos de los ejemplos anteriores de la técnica anterior controlan las condiciones del refrigerante de manera que una temperatura de descarga del compresor o una diferencia de temperatura (AT) entre el refrigerante que fluye fuera del radiador y el fluido de suministro de agua caliente que fluye en el mismo se convierte en un valor objetivo para lograr una operación eficiente. Sin embargo, había un problema que en las inmediaciones donde una eficiencia (COP) del ciclo de refrigeración se convierte en máxima, un control basado solo en un lado de entrada (la temperatura de descarga anterior) del radiador o un lado de salida (la diferencia de temperatura At anterior) es difícil lograr unas condiciones de operación estables y eficientes porque los cambios en la temperatura de descarga o la diferencia de temperatura AT son pequeños. Además, puesto que no se está considerando una operación con un intercambiador de calor interno en el circuito refrigerante, el problema consistía en que era difícil controlar y lograr condiciones de operación estables y eficientes.Both of the above prior art examples control coolant conditions such that a compressor discharge temperature or temperature difference (AT) between the coolant flowing out of the radiator and the hot water supply fluid flowing in it becomes an objective value to achieve an efficient operation. However, there was a problem that in the vicinity where a refrigeration cycle efficiency (COP) becomes maximum, a control based only on an inlet side (the previous discharge temperature) of the radiator or an outlet side (the temperature difference At above) it is difficult to achieve stable and efficient operating conditions because changes in discharge temperature or temperature difference AT are small. Furthermore, since an operation with an internal heat exchanger in the refrigerant circuit is not being considered, the problem was that it was difficult to control and achieve stable and efficient operating conditions.

La presente invención tiene como finalidad resolver los problemas anteriores de la técnica anterior. El objetivo es obtener un aparato de ciclo de refrigeración que pueda lograr de manera estable condiciones de operación eficientes controlando los valores de operación en base a las condiciones estándar del radiador y las condiciones de salida del radiador para que sean un valor objetivo.The present invention aims to solve the above problems of the prior art. The aim is to obtain a refrigeration cycle apparatus that can stably achieve efficient operating conditions by controlling the operating values based on the standard radiator conditions and the radiator outlet conditions to be a target value.

Medios para resolver el problemaMeans to solve the problem

Para resolver los problemas anteriores, la presente invención proporciona el aparato de ciclo de refrigeración según la reivindicación 1. En concreto, las características de este aparato son las siguientes: Incluye, entre otros, al menos un compresor, un radiador, medios de descompresión que puede de cambiar un grado de apertura, un absorbedor de calor, un intercambiador de calor interno que realiza el intercambio de calor entre un refrigerante en un salida del radiador y el refrigerante en la salida del absorbedor de calor. Se proporcionan primeros medios de detección de temperatura para detectar una temperatura del refrigerante entre una salida del compresor y una entrada del radiador y segundos medios de detección de temperatura para detectar la temperatura del refrigerante entre una salida del radiador y una entrada lateral de alta presión del intercambiador de calor interno. Además, se proporcionan unos sextos medios de detección de temperatura para detectar la temperatura del refrigerante entre una salida lateral de baja presión del intercambiador de calor interno y una entrada del compresor. Además, el grado de sobrecalentamiento de una parte de succión del compresor se calcula a partir de una temperatura de saturación del refrigerante en un punto de detección de los sextos medios de detección de temperatura y una temperatura de detección mediante los sextos medios de detección de temperatura. Además, el grado de apertura de los medios de descompresión se controla de manera que el grado de sobrecalentamiento se convierta en el valor objetivo, y cuando el grado de sobrecalentamiento se convierta en el valor objetivo, se controla un grado de apertura de los medios de descompresión de manera que una diferencia de temperatura entre una temperatura de detección mediante los primeros medios de detección de temperatura y la temperatura de detección mediante los segundos medios de detección de temperatura se convierte en un valor objetivo.To solve the above problems, the present invention provides the refrigeration cycle apparatus according to claim 1. Specifically, the characteristics of this apparatus are as follows: It includes, among others, at least one compressor, a radiator, decompression means that It can change a degree of opening, a heat absorber, an internal heat exchanger that performs heat exchange between a refrigerant at an outlet of the radiator and the refrigerant at the outlet of the heat absorber. First temperature sensing means is provided for sensing a coolant temperature between a compressor outlet and a radiator inlet and second temperature sensing means for sensing the coolant temperature between a radiator outlet and a high pressure side inlet of the radiator. internal heat exchanger. Furthermore, a sixth temperature sensing means is provided for sensing the temperature of the refrigerant between a low pressure side outlet of the internal heat exchanger and an inlet of the compressor. Furthermore, the degree of overheating of a suction part of the compressor is calculated from a saturation temperature of the refrigerant at a detection point of the sixth temperature detection means and a detection temperature by the sixth temperature detection means. . Furthermore, the degree of opening of the decompression means is controlled so that the degree of overheating becomes the target value, and when the degree of overheating becomes the target value, an opening degree of the means of decompression is controlled. decompression so that a temperature difference between a detection temperature by the first temperature detection means and the detection temperature by the second temperature detection means is converted into a target value.

Efecto de la invenciónEffect of the invention

De acuerdo con la presente invención, se controla el grado de apertura de la válvula de expansión de manera que el GOP se convierta en máximo en base a condiciones estándar de las condiciones del radiador y las condiciones del refrigerante de la parte de salida del radiador, por lo que puede obtenerse un aparato de ciclo refrigerante que puede lograr de manera estable una operación eficiente.According to the present invention, the opening degree of the expansion valve is controlled so that the GOP becomes maximum based on standard conditions of the radiator conditions and the coolant conditions of the radiator outlet part, whereby a refrigerant cycle apparatus can be obtained which can stably achieve efficient operation.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

[Fig. 1] La Fig. 1 es un diagrama que muestra una configuración de un aparato de ciclo de refrigeración de acuerdo con la realización 1 de la presente invención;[Fig. 1] Fig. 1 is a diagram showing a configuration of a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 1 of the present invention;

[Fig. 2] La Fig. 2 es un diagrama que muestra un comportamiento de operación en un diagrama P-h de acuerdo con la realización 1 de la presente invención.[Fig. 2] Fig. 2 is a diagram showing an operating behavior in a P-h diagram according to Embodiment 1 of the present invention.

[Fig. 3] La Fig. 3 es un diagrama que muestra una distribución de temperatura de un refrigerante y de agua en un intercambiador de calor de agua de acuerdo con la realización 1 de la presente invención.[Fig. 3] Fig. 3 is a diagram showing a temperature distribution of a refrigerant and water in a water heat exchanger according to Embodiment 1 of the present invention.

[Fig. 4] La Fig. 4 es un diagrama que muestra las condiciones del ciclo frente a un grado de apertura de la válvula de expansión de acuerdo con la realización 1 de la presente invención. [Fig. 4] Fig. 4 is a diagram showing cycle conditions versus expansion valve opening degree according to Embodiment 1 of the present invention.

[Fig. 5] La Fig. 5 es un diagrama que muestra los cambios en cada valor de cálculo, la capacidad de calentamiento, y el GOP frente a un grado de apertura de la válvula de expansión de acuerdo con la realización 1 de la presente invención.[Fig. 5] Fig. 5 is a diagram showing the changes in each calculation value, the heating capacity, and the GOP against a degree of opening of the expansion valve according to Embodiment 1 of the present invention.

[Fig. 6] La Fig. 6 es un diagrama que muestra los cambios en otro valor de cálculo, la capacidad de calentamiento, el COP árido frente a un grado de apertura de la válvula de expansión de acuerdo con la realización 1 de la presente invención.[Fig. 6] Fig. 6 is a diagram showing the changes in another calculation value, the heating capacity, the arid COP against a degree of opening of the expansion valve according to Embodiment 1 of the present invention.

[Fig. 7] La Fig. 7 es un diagrama de flujo del control de acuerdo con la realización 1 de la presente invención.[Fig. 7] Fig. 7 is a flow chart of the control according to Embodiment 1 of the present invention.

[Fig. 8] La Fig. 8 es un diagrama que muestra un aparato de ciclo de refrigeración según la realización 2.[Fig. 8] Fig. 8 is a diagram showing a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 2.

[Fig. 9] La Fig. 9 es un diagrama que muestra un comportamiento de operación en un diagrama P-h de acuerdo con la realización 2.[Fig. 9] Fig. 9 is a diagram showing an operating behavior in a P-h diagram according to Embodiment 2.

Descripciones de códigos y símbolosCode and Symbol Descriptions

1 Compresor1 Compressor

2 Radiador (intercambiador de calor de agua)2 Radiator (water heat exchanger)

3 Válvula de expansión3 Expansion valve

4 Absorbedor de calor (evaporador)4 Heat absorber (evaporator)

5 Intercambiador de calor interno5 Internal heat exchanger

20 Bomba lateral para el suministro de agua caliente20 Side pump for hot water supply

21 Depósito de almacenamiento de agua caliente21 Hot water storage tank

22 Bomba lateral de uso22 Side pump for use

23, 24, 25 Válvula de encendido-apagado23, 24, 25 On-off valve

29 Ventilador29 Fan

30, 31,32, 33, 41,42, 52 Medios de detección de temperatura30, 31,32, 33, 41,42, 52 Temperature sensing means

35, 51 Medios de detección de presión35, 51 Pressure sensing means

40 Controlador40 Controller

50 Aparato de fuente de calor50 Heat source apparatus

60 Aparato de almacenamiento de agua caliente60 Hot water storage device

Mejor modo de llevar a cabo la invenciónBest mode of carrying out the invention

Realización 1Embodiment 1

Se darán descripciones de un aparato de ciclo refrigerante de la realización 1 según la presente invención.Descriptions will be given of a refrigerant cycle apparatus of Embodiment 1 according to the present invention.

La Fig. 1 muestra un diagrama de configuración del aparato de ciclo refrigerante de acuerdo con la presente realización. En la figura, el aparato de ciclo refrigerante de acuerdo con el presente modo de realización es un aparato de suministro de agua caliente que usa dióxido de carbono (en lo sucesivo, CO2) como refrigerante, compuesto de un aparato de fuente de calor 50, un aparato de almacenamiento de agua caliente 60, y un controlador 40 para controlar estos. La presente realización muestra un ejemplo del aparato de suministro de agua caliente, sin embargo, no se limita al mismo. El aparato puede ser un acondicionador de aire. De la misma manera, el refrigerante no se limita a dióxido de carbono, sino que también se puede usar un refrigerante HFC.Fig. 1 shows a configuration diagram of the refrigerant cycle apparatus according to the present embodiment. In the figure, the refrigerant cycle apparatus according to the present embodiment is a hot water supply apparatus using carbon dioxide (hereinafter CO 2 ) as a refrigerant, composed of a heat source apparatus 50 , a hot water storage apparatus 60, and a controller 40 to control these. The present embodiment shows an example of the hot water supply apparatus, however, it is not limited thereto. The appliance can be an air conditioner. In the same way, the refrigerant is not limited to carbon dioxide, but an HFC refrigerant can also be used.

El aparato de fuente de calor 50 se compone de un compresor 1 para comprimir el refrigerante, un radiador 2 (en lo sucesivo "intercambiador de calor de agua") para sacar calor de un refrigerante comprimido a alta presión y a alta temperatura, en el compresor 1, un intercambiador de calor interno 5 para enfriar aún más la salida de refrigerante desde el intercambiador de calor de agua 2, un descompresor 3 (en lo sucesivo "válvula de expansión") que descomprime el refrigerante y cuyo grado de apertura se puede cambiar, un absorbedor de calor 4 (en lo sucesivo "evaporador") para evaporar el refrigerante descomprimido en la válvula de expansión 3, y un intercambiador de calor interno 5 para calentar aún más el refrigerante que fluye fuera del evaporador 4. Es decir, el intercambiador de calor interno 5 es un intercambiador de calor que intercambia el refrigerante según el calor en una salida del intercambiador de calor de agua 2 con el refrigerante en la salida del evaporador 4. Se proporciona un ventilador 29 para enviar aire sobre una superficie exterior del evaporador 4. También se proporcionan primeros medios de detección de temperatura 30 para detectar una temperatura de descarga del compresor 1, segundos medios de detección de temperatura 31 para detectar una temperatura de salida del intercambiador de calor de agua 2, quintos medios de detección de temperatura 32 para detectar una temperatura del refrigerante de entrada del evaporador 4, y sextos medios de detección de temperatura 33 para detectar una temperatura de succión del compresor 1. Además, los primeros medios de detección de temperatura 30 y los segundos medios de detección de temperatura 31 se corresponden con unos primeros medios de detección de condiciones del refrigerante y unos segundos medios de detección de las condiciones del refrigerante, respectivamente, en un ejemplo de control en la Fig. 7 a describir más tarde.The heat source apparatus 50 is composed of a compressor 1 for compressing the refrigerant, a radiator 2 (hereinafter "water heat exchanger") for taking heat out of a compressed refrigerant at high pressure and at high temperature, in the compressor 1, an internal heat exchanger 5 to further cool the refrigerant outlet from the water heat exchanger 2, a decompressor 3 (hereinafter "expansion valve") that decompresses the refrigerant and whose opening degree can be changed , a heat absorber 4 (hereinafter "evaporator") to evaporate the decompressed refrigerant in the expansion valve 3, and an internal heat exchanger 5 to further heat the refrigerant flowing out of the evaporator 4. That is, the Internal heat exchanger 5 is a heat exchanger that exchanges the refrigerant according to the heat at an outlet of the water heat exchanger 2 with the refrigerant at the outlet of the evaporator 4. It is provided ona fan 29 to send air on an outer surface of the evaporator 4. Also provided are first temperature detecting means 30 for detecting a discharge temperature of compressor 1, second temperature detecting means 31 for detecting an outlet temperature of water heat exchanger 2, fifths temperature detecting means 32 for detecting a temperature of the inlet refrigerant of the evaporator 4, and sixth temperature detecting means 33 for detecting a suction temperature of the compressor 1. Furthermore, the first temperature detecting means 30 and the second means temperature detection means 31 correspond to a first refrigerant condition detection means and a second refrigerant condition detection means, respectively, in a control example in Fig. 7 to be described later.

Un aparato de almacenamiento de agua caliente 60 está conectado con el intercambiador de calor de agua 2, que es un radiador, a través de tuberías, que está compuesto de una bomba lateral de la fuente de calor 20, un depósito de almacenamiento de agua caliente 21, una bomba de uso lateral 22, y de válvulas de encendido-apagado 23, 24, 25. Aquí, las válvulas de encendido-apagado 23, 24, 25 pueden ser una válvula simple para cambiar la operación o de una válvula variable de apertura. Cuando el nivel de agua del depósito de almacenamiento de agua caliente 21 cae, las válvulas de encendido-apagado 24, 25 se cierran, la válvula de encendido-apagado 23 se abre, y la operación para el almacenamiento de agua caliente se realiza de manera que el agua suministrada se calienta hasta una temperatura predeterminada. Cuando una pérdida de disipación de calor es grande y la temperatura en el depósito de almacenamiento de agua caliente 21 disminuye, tal como en invierno, se cierran las válvulas de encendido-apagado 23, 25, se abre la válvula de encendido-apagado 24, y se realiza la operación de calentamiento por circulación de manera que el agua caliente a baja temperatura en el depósito de almacenamiento de agua caliente 21 se vuelve a hervir. En el momento de usar el suministro de agua caliente, las válvulas de encendido-apagado 23, 24 están cerradas, se abre la válvula de encendido-apagado 25, y la bomba lateral de uso 22 empieza a funcionar para transferir el agua caliente almacenada al lado en uso. En un lado de entrada del intercambiador de calor de agua 2, los terceros medios de detección de temperatura 41 están fijados para detectar una temperatura de entrada de un medio (agua) a calentar. En un lado de salida del intercambiador de calor de agua 2, los cuartos medios de detección de temperatura 42 están fijados para detectar una temperatura de salida de un medio (agua) a calentar.A hot water storage apparatus 60 is connected with the water heat exchanger 2, which is a radiator, through pipes, which is composed of a heat source side pump 20, a hot water storage tank 21, a side-use pump 22, and on-off valves 23, 24, 25. Here, the on-off valves 23, 24, 25 can be a simple valve to change the operation or a variable valve of opening. When the water level in the hot water storage tank 21 drops, the on-off valves 24, 25 are closed, the on-off valve 23 is opened, and the operation for hot water storage is performed smoothly. that the supplied water is heated to a predetermined temperature. When a loss of heat dissipation is large and the temperature in the hot water storage tank 21 decreases, such as in winter, the on-off valves 23, 25 are closed, the on-off valve 24 is opened, and the circulation heating operation is performed so that the low temperature hot water in the hot water storage tank 21 is boiled again. At the time of using the hot water supply, the on-off valves 23, 24 are closed, the on-off valve 25 is opened, and the use side pump 22 begins to operate to transfer the stored hot water to the side in use. On an inlet side of the water heat exchanger 2, the third temperature sensing means 41 is set to detect an inlet temperature of a medium (water) to be heated. On an outlet side of the water heat exchanger 2, the fourth temperature sensing means 42 are set to detect an outlet temperature of a medium (water) to be heated.

Un controlador 40 realiza cálculos usando valores detectados de los primeros medios de detección de temperatura 30, segundos medios de detección de temperatura 31, quintos medios de detección de temperatura 32, sextos medios de detección de temperatura 33, terceros medios de detección de temperatura 41 y cuartos medios de detección de temperatura 42 para controlar un grado de apertura de la válvula de expansión 3, una velocidad de rotación del compresor 1, y la velocidad de rotación de la bomba lateral de suministro de agua caliente 20, respectivamente. A controller 40 performs calculations using sensed values of the first temperature sensing means 30, second temperature sensing means 31, fifth temperature sensing means 32, sixth temperature sensing means 33, third temperature sensing means 41 and fourth temperature sensing means 42 for controlling an opening degree of the expansion valve 3, a rotational speed of the compressor 1, and the rotational speed of the hot water supply side pump 20, respectively.

La Fig. 2 es un diagrama P-h que describe condiciones de ciclo durante la operación de almacenamiento de agua caliente en el aparato de ciclo de refrigeración mostrado en la Fig. 1. En la Fig. 2, las líneas continuas denotan condiciones de refrigerante en un cierto grado de apertura de la válvula de expansión y A, B, C, D, y E denotan condiciones del refrigerante en la operación del almacenamiento de agua caliente. En el momento de la operación del almacenamiento de agua caliente, un refrigerante de alta presión a alta temperatura (A) descargado desde el compresor 1 fluye hasta entrar en el intercambiador de calor de agua 2. En el intercambiador de calor de agua 2, el refrigerante calienta el agua suministrada mientras disipa calor hacia el agua que circula en el circuito de almacenamiento de agua caliente para disminuir la propia temperatura. Un refrigerante (B) que fluye fuera del intercambiador de calor de agua 2 disipa el calor en el intercambiador de calor interno 5 para disminuir aún más (C) la temperatura, siendo descomprimido (D) por la válvula de expansión 3 para convertirse en un refrigerante de baja temperatura y de baja presión. El refrigerante de baja temperatura y de baja presión absorbe calor del aire en el evaporador 4 para evaporarlo (E). El refrigerante que fluye fuera del evaporador 4 se calienta en el intercambiador de calor interno 5 para convertirse en un gas (F) y es succionado por el compresor 1 para formar un ciclo de refrigeración. Fig. 2 is a Ph diagram describing cycle conditions during hot water storage operation in the refrigeration cycle apparatus shown in Fig. 1. In Fig. 2, solid lines denote refrigerant conditions in a certain degree of expansion valve opening and A, B, C, D, and E denote refrigerant conditions in hot water storage operation. At the time of hot water storage operation, a high temperature high pressure refrigerant (A) discharged from compressor 1 flows into water heat exchanger 2. In water heat exchanger 2, the Refrigerant heats the supplied water while dissipating heat into the water circulating in the hot water storage circuit to lower the temperature itself. A refrigerant (B) flowing out of the water heat exchanger 2 dissipates the heat in the internal heat exchanger 5 to further lower the temperature (C), being decompressed (D) by the expansion valve 3 to become a low temperature and low pressure refrigerant. The low-temperature, low-pressure refrigerant absorbs heat from the air in evaporator 4 to evaporate it (E). The refrigerant flowing out of the evaporator 4 is heated in the internal heat exchanger 5 to become a gas (F) and is sucked in by the compressor 1 to form a refrigeration cycle.

Aquí, la válvula de expansión 3 es controlada de manera que un grado de sobrecalentamiento de succión del compresor 1 se convierte en un valor objetivo (por ejemplo, de 5 a 10 °C). Específicamente, en base a un valor de detección de los quintos medios de detección de temperatura 32 que detectan una temperatura del refrigerante de entrada del evaporador 4, se corrige una cantidad de disminución de temperatura debido a una pérdida de presión en el evaporador 4 y el intercambiador de calor interno 5, se estima una temperatura de succión (ET), se calcula un grado de sobrecalentamiento de succión SHs mediante la siguiente fórmula usando un valor de detección (Ts) de los sextos medios de detección de temperatura 33 que detectan una temperatura de succión del compresor 1.Here, the expansion valve 3 is controlled so that a degree of suction superheat of the compressor 1 becomes a target value (for example, 5 to 10 ° C). Specifically, based on a detection value of the fifth temperature detecting means 32 detecting a temperature of the inlet refrigerant of the evaporator 4, an amount of temperature decrease due to a pressure loss in the evaporator 4 and the internal heat exchanger 5, a suction temperature (ET) is estimated, a degree of suction superheat SHs is calculated by the following formula using a detection value (Ts) of the sixth temperature detection means 33 that detect a temperature compressor suction 1.

SHs = Ts - ETSHs = Ts - ET

Usando la fórmula anterior, se controla un grado de apertura de la válvula de expansión 3 para que SHs se convierta en un valor objetivo. Se da un ejemplo en el que se estima una temperatura de evaporación (ET) en base al valor de detección de los quintos medios de detección de temperatura 32, sin embargo, no se limita al mismo. Se instala un medios de detección de presión (segundos medios de detección de presión) 51 (referirse a la Fig. 1) entre una salida lateral de baja presión del intercambiador de calor interno 5 y la entrada del compresor 1, y del valor de detección, se puede obtener una temperatura de saturación del refrigerante. Un control del grado de sobrecalentamiento de succión precede a otro control de operación de alta eficiencia, ya que una función para impedir el retorno de líquido del compresor 1 precede a una función para operar de manera eficiente el intercambiador de calor de agua 2 con la finalidad de asegurar la fiabilidad de los equipos. Using the above formula, an opening degree of expansion valve 3 is controlled so that SHs becomes a target value. An example is given in which an evaporation temperature (ET) is estimated based on the detection value of the fifth temperature detection means 32, however, it is not limited thereto. A pressure sensing means (second pressure sensing means) 51 (refer to Fig. 1) is installed between a low pressure side outlet of the internal heat exchanger 5 and the inlet of the compressor 1, and the sensing value , a saturation temperature of the refrigerant can be obtained. A control of the degree of suction superheat precedes another control of high efficiency operation, since a function to prevent the return of liquid from compressor 1 precedes a function to efficiently operate the water heat exchanger 2 for the purpose to ensure the reliability of the equipment.

A continuación, la operación en el diagrama P-h, cuando el grado de apertura de la válvula de expansión 3 se hace más pequeño, se representa por líneas discontinuas en la Fig. 2. Cuando el grado de apertura de la válvula de expansión 3 se hace más pequeño, la cantidad de flujo de refrigerante que fluye desde la válvula de expansión 3 al evaporador 4 disminuye y el grado de succión de sobrecalentamiento del compresor 1 aumenta temporalmente. Además, dado que los cambios de refrigerante lateral de alta presión, la presión sobre el lado de alta presión aumenta y una temperatura de descarga se convierte en alta. Al mismo tiempo, una temperatura de salida del intercambiador de calor de agua disminuye de manera que una diferencia de temperatura en este se convierte en constante. Cuando la temperatura de salida del intercambiador de calor de agua disminuye, una cantidad de intercambio de calor en el intercambiador de calor interno 5 disminuye, y como resultado, el grado de sobrecalentamiento de succión se convierte en casi el mismo estado que el de antes de que grado de apertura de la válvula de expansión 3 se hiciera más pequeño para indicar un valor constante. Es decir, un cambio en el grado de apertura de la válvula de expansión 3 es absorbido por la cantidad de intercambio de calor del intercambiador de calor interno 5 (la cantidad de intercambio de calor varía en respuesta al grado de apertura de la válvula de expansión 3) para hacer pequeño el cambio en el grado de sobrecalentamiento de succión. De acuerdo con ello, el control del grado de sobrecalentamiento de succión del compresor 1 por sí solo no puede asegurar la capacidad de calentamiento en el intercambiador de calor de agua 2 y la eficiencia disminuye. Por lo tanto, se requiere un nuevo control con el fin de asegurar la capacidad de calentamiento y mejorar la eficiencia de operación.Next, the operation in the Ph diagram, when the opening degree of the expansion valve 3 becomes smaller, is represented by dashed lines in Fig. 2. When the opening degree of the expansion valve 3 becomes smaller, the amount of refrigerant flow flowing from the expansion valve 3 to the evaporator 4 decreases and the superheat suction degree of the compressor 1 increases temporarily. Also, as the high pressure side refrigerant changes, the pressure on the high pressure side increases and a discharge temperature becomes high. At the same time, an outlet temperature of the water heat exchanger decreases so that a temperature difference in it becomes constant. When the outlet temperature of the water heat exchanger decreases, an amount of heat exchange in the internal heat exchanger 5 decreases, and as a result, the degree of suction superheat becomes almost the same state as before that the degree of opening of the expansion valve 3 was made smaller to indicate a constant value. That is, a change in the degree of opening of the expansion valve 3 is absorbed by the amount of heat exchange of the internal heat exchanger 5 (the amount of heat exchange varies in response to the degree of opening of the expansion valve 3) to make the change in suction superheat degree small. Accordingly, the control of the suction superheat degree of the compressor 1 alone cannot ensure the heating capacity in the water heat exchanger 2, and the efficiency decreases. Therefore, a new control is required in order to ensure heating capacity and improve operating efficiency.

A continuación, se darán descripciones de por qué un valor local máximo se produce en el rendimiento (COP) usando una distribución de temperatura en el intercambiador de calor de agua que se muestra en la Fig. 3.In the following, descriptions will be given as to why a local maximum value occurs in performance (COP) using a temperature distribution in the water heat exchanger shown in Fig. 3.

La Fig. 3 muestra una distribución de la temperatura del refrigerante y el agua en el intercambiador de calor de agua 2. En la figura, las líneas continuas gruesas muestran un cambio en la temperatura del refrigerante, y las líneas continuas finas denotan un cambio en la temperatura del agua. AT1 denota una diferencia de temperatura entre la temperatura de entrada del intercambiador de calor de agua y la temperatura de salida de agua, y AT2 denota una diferencia de temperatura entre la temperatura de salida del intercambiador de calor de agua y la temperatura de entrada de agua. A Tp es una diferencia de temperatura en un punto pico, donde la diferencia de temperatura entre un refrigerante y el agua en el intercambiador de calor de agua 2 se convierte en mínima. A T denota una diferencia de temperatura entre la temperatura de entrada del intercambiador de calor de agua y la temperatura de salida del intercambiador de calor de agua. Como se muestra por un estado de ciclo frente al grado de apertura de la válvula de expansión en la Fig. 4, cuando una temperatura de descarga se incrementa disminuyendo el grado de apertura de la válvula de expansión 3, siempre y cuando la capacidad de calentamiento en el intercambiador de calor de agua 2 sea casi constante, la temperatura de salida del intercambiador de calor de agua 2 disminuye de manera que se pueda mantener una diferencia de temperatura promedio del refrigerante y agua en el intercambiador de calor de agua 2, y la diferencia de temperatura A Tp en el punto pico también disminuye. Además, como la cantidad de refrigerante se desplaza hacia un lado de alta presión, una presión de descarga se eleva para aumentar una entrada y el COP se reduce. Por el contrario, cuando el grado de apertura de la válvula de expansión 3 se hace grande y la temperatura de descarga se baja, la temperatura de salida del intercambiador de calor de agua 2 aumenta de manera que se mantiene una diferencia de temperatura promedio entre el refrigerante y el agua en el intercambiador de calor de agua 2. La diferencia de temperatura ATp en el punto pico también aumenta, sin embargo, la proporción de capacidad de calentamiento se convierte en más pequeña y el COP se reduce. En consecuencia, como se muestra mediante las líneas discontinuas en la figura, existe un grado de apertura de expansión adecuado que hace que el COP alcance su valor máximo.Fig. 3 shows a distribution of the temperature of the refrigerant and water in the water heat exchanger 2. In the figure, the thick solid lines show a change in the temperature of the refrigerant, and the thin solid lines denote a change in the water's temperature. AT1 denotes a temperature difference between the water heat exchanger inlet temperature and the water outlet temperature, and AT2 denotes a temperature difference between the water heat exchanger outlet temperature and the water inlet temperature . A Tp is a temperature difference at a peak point, where the temperature difference between a refrigerant and the water in the water heat exchanger 2 becomes minimal. A T denotes a temperature difference between the inlet temperature of the water heat exchanger and the outlet temperature of the water heat exchanger. As shown by a cycle state versus the expansion valve opening degree in Fig. 4, when a discharge temperature is increased by decreasing the expansion valve 3 opening degree, as long as the heating capacity in the water heat exchanger 2 is almost constant, the outlet temperature of the water heat exchanger 2 decreases so that an average temperature difference of the refrigerant and water in the water heat exchanger 2 can be maintained, and the temperature difference A Tp at the peak point also decreases. Also, as the amount of refrigerant is shifted to the high pressure side, a discharge pressure rises to increase an input and the COP is reduced. On the contrary, when the opening degree of the expansion valve 3 becomes large and the discharge temperature is lowered, the outlet temperature of the water heat exchanger 2 increases so that an average temperature difference is maintained between the refrigerant and water in water heat exchanger 2. The temperature difference ATp at the peak point also increases, however, the ratio of heating capacity becomes smaller and the COP decreases. Consequently, as shown by the dashed lines in the figure, there is a suitable expansion opening degree that causes the COP to reach its maximum value.

A continuación, la Fig. 5 muestra los cambios en los valores de operación obtenidos a partir de la temperatura de cada parte, cuando el grado de apertura de la válvula de expansión 3 cambia. En la Fig. 5; el eje horizontal representa el grado de apertura (%) de la válvula de expansión 3, y el eje vertical representa el grado de sobrecalentamiento de succión, la temperatura de descarga, diferencia de temperatura A T2 entre la temperatura de salida del intercambiador de calor de agua y la temperatura de la entrada de agua, la proporción de capacidad de calentamiento y la proporción de COP. La proporción de capacidad de calentamiento y la proporción de COP muestran una proporción cuando se establece un valor máximo frente al grado de apertura de la válvula de expansión como 100 %, respectivamente. Frente a los cambios en el grado de apertura de la válvula de expansión 3, los cambios en el grado de sobrecalentamiento de succión pueden ser considerados como prácticamente un valor constante, de manera que se entiende que los cambios en la proporción de capacidad de calentamiento y la proporción de COP no pueden ser juzgados por el grado de sobrecalentamiento de succión. Al controlar el COP para que sea máximo en base a la diferencia de temperatura AT2 entre la temperatura de descarga y la temperatura de salida del intercambiador de calor de agua y la temperatura de la entrada de agua, los cambios en la temperatura de descarga y la diferencia de temperatura AT2 son pequeños en las inmediaciones del grado de apertura de la válvula de expansión cuando el COP alcanza el máximo como se muestra mediante una línea discontinua en la figura, de manera que se encontró que se requiere una medición de temperatura de alta precisión para controlar el COP para que sea máximo.Next, Fig. 5 shows the changes in the operating values obtained from the temperature of each part, when the opening degree of the expansion valve 3 changes. In Fig. 5; the horizontal axis represents the degree of opening (%) of the expansion valve 3, and the vertical axis represents the degree of suction superheat, the discharge temperature, temperature difference A T2 between the outlet temperature of the heat exchanger of water and the water inlet temperature, the heating capacity ratio and the COP ratio. Heating capacity ratio and COP ratio show ratio when set maximum value against expansion valve opening degree as 100%, respectively. Faced with the changes in the opening degree of the expansion valve 3, the changes in the suction superheat degree can be considered as practically a constant value, so that it is understood that the changes in the proportion of heating capacity and The proportion of COP cannot be judged by the degree of suction superheat. By controlling the COP to be maximum based on the temperature difference AT2 between the discharge temperature and the water heat exchanger outlet temperature and the water inlet temperature, changes in the discharge temperature and the AT2 temperature differences are small in the vicinity of the expansion valve opening degree when the COP reaches the maximum as shown by a dashed line in the figure, so it was found that a high precision temperature measurement is required to control the COP to be maximum.

A continuación, la Fig. 6 muestra cambios en otros valores de operación obtenidos a partir de las temperaturas de cada parte cuando se cambia el grado de apertura de la válvula de expansión 3. En la Fig. 6, el eje horizontal representa el grado de apertura (%) de la válvula de expansión 3. El eje vertical representa una diferencia de temperatura A Thx de la salida / entrada del intercambiador de calor interno, una diferencia de temperatura AT entre una temperatura de descarga y una temperatura de salida del intercambiador de calor de agua, una diferencia de temperatura total £ AT de la anterior AT1 y AT2, la capacidad de calentamiento, y la proporción de COP, respectivamente. Las características de la Fig. 6 muestran que la operación se puede realizar en las inmediaciones donde el COP se convierte en máximo, ya sea controlando una cantidad de intercambio de calor del intercambiador de calor interno 5 en base a la diferencia de temperatura Thx A entre la salida y la entrada del intercambiador de calor interno o controlando la cantidad de intercambio de calor del intercambiador de calor de agua 2 en base a la diferencia de temperatura total £ AT de ATI y AT2 del intercambiador de calor de agua 2. Además, la diferencia de temperatura A T entre la temperatura de descarga y la temperatura de salida del intercambiador de calor de agua cambia de manera significativa en las inmediaciones del grado de apertura de la válvula de expansión al que el COP se convierte en máximo, por lo que se entiende que una desviación del valor máximo del COP podría ser controlada para que sea pequeña en base a la diferencia de temperatura A T. Aquí solo se muestra el caso de la diferencia de temperatura AT, sin embargo, el mismo efecto se puede esperar controlando en base a la diferencia (AT 1 - AT2) de las diferencias de temperatura ATI y AT2.Next, Fig. 6 shows changes in other operating values obtained from the temperatures of each part when the opening degree of expansion valve 3 is changed. In Fig. 6, the horizontal axis represents the degree of expansion valve opening (%) 3. The vertical axis represents a temperature difference A Thx of the outlet / inlet of the internal heat exchanger, a temperature difference AT between a discharge temperature and an outlet temperature of the exchanger of heat of water, a total temperature difference £ AT from the above AT1 and AT2, the heating capacity, and the proportion of COP, respectively. The characteristics of Fig. 6 show that the operation can be performed in the vicinity where the COP becomes maximum, either by controlling a heat exchange amount of the internal heat exchanger 5 based on the temperature difference Thx A between the outlet and inlet of the internal heat exchanger or by controlling the amount of heat exchange of the water heat exchanger 2 based on the total temperature difference £ AT of ATI and AT2 of the water heat exchanger 2. In addition, the AT temperature difference between the discharge temperature and the outlet temperature of the water heat exchanger changes significantly in the vicinity of the expansion valve opening degree at which the COP becomes maximum, by which it is understood that a deviation from the maximum value of the COP could be controlled to be small based on the temperature difference A T. Only the case of the difference is shown here. However, the same effect can be expected by controlling based on the difference (AT 1 - AT2) of the temperature differences ATI and AT2.

Por lo tanto, es posible lograr una operación en las inmediaciones de la máxima eficiencia adoptando una temperatura de salida lateral de alta presión del intercambiador de calor interno 5 para A Thx, la temperatura de descarga para AT, y la temperatura de descarga y las temperaturas de salida/entrada lateral de agua para £ AT.Therefore, it is possible to achieve an operation in the vicinity of maximum efficiency by adopting a high pressure side outlet temperature of the internal heat exchanger 5 for A Thx, the discharge temperature for AT, and the discharge temperature and the temperatures side water inlet / outlet for £ AT.

Como se entiende a partir de la Fig. 6, una diferencia de temperatura total de £ AT de la diferencia de temperatura AT1 entre la temperatura de entrada del intercambiador de calor de agua y la temperatura de salida de agua y la diferencia de temperatura AT2 entre la temperatura de salida del intercambiador de calor de agua y la temperatura de entrada de agua se convierte en un mínimo. El control basado en un índice de este tipo tiene un significado físico y es razonable. Sin embargo, se requiere una detección de temperatura de alta precisión, porque el cambio de la temperatura es pequeño en las inmediaciones donde el COP se convierte en un máximo en comparación con la diferencia de temperatura A T. Además, en la Fig. 3, se considera que cuando el COP se convierte en un valor máximo, una diferencia de temperatura A Tp en un punto pico es casi la misma que la de AT2 entre la temperatura de salida del intercambiador de calor de agua y la temperatura de entrada de agua. Esto se debe a que se muestra un rendimiento máximo cuando dos diferencias de temperatura que se convierten en mínimas en el intercambiador de calor de agua 2 se convierten en iguales sin ser parciales a ninguna de ellas al considerar las características del intercambiador de calor. En consecuencia, es permisible controlar la válvula de expansión 3 a fin de hacer que A Tp y A T2 sean iguales.As understood from Fig. 6, a total temperature difference of £ AT of the temperature difference AT1 between the inlet temperature of the water heat exchanger and the outlet temperature of water and the temperature difference AT2 between the water heat exchanger outlet temperature and the water inlet temperature becomes a minimum. Control based on such an index has a physical meaning and is reasonable. However, high precision temperature detection is required, because the change in temperature is small in the vicinity where the COP becomes a maximum compared to the temperature difference A T. Also, in Fig. 3, It is considered that when the COP becomes a maximum value, a temperature difference A Tp at a peak point is almost the same as that of AT2 between the water heat exchanger outlet temperature and the water inlet temperature. This is because maximum performance is displayed when two temperature differences that become minimal in the water heat exchanger 2 become equal without being partial to either of them when considering the characteristics of the heat exchanger. Accordingly, it is permissible to control the expansion valve 3 in order to make A Tp and A T2 equal.

A continuación, se darán descripciones de un ejemplo de una operación de control del aparato de ciclo de refrigeración de la Fig. 1 en el que se controla un grado de apertura de la válvula de expansión a fin de conseguir un grado de sobrecalentamiento de succión y que la diferencia de temperatura AT anterior converja en valores objetivo.Next, descriptions will be given of an example of a control operation of the refrigeration cycle apparatus of Fig. 1 in which an opening degree of the expansion valve is controlled in order to achieve a suction superheat degree and that the temperature difference AT above converges to target values.

La Fig. 7 es un diagrama de flujo que muestra una operación de control del aparato de ciclo de refrigeración. Con la presente invención, con el fin de dar prioridad a la fiabilidad de los productos, el control del grado de sobrecalentamiento de succión (SHs) del compresor 1 precede al control de la diferencia de temperatura AT para asegurar la capacidad de calentamiento.Fig. 7 is a flow chart showing a control operation of the refrigeration cycle apparatus. With the present invention, in order to give priority to the reliability of the products, the control of the degree of suction superheat (SHs) of the compressor 1 precedes the control of the temperature difference AT to ensure the heating capacity.

En primer lugar, cuando el grado de sobrecalentamiento de succión (SHs) es menor que un valor objetivo (SHm) por un rango de convergencia ASH preestablecido o menos (S101), el grado de apertura de la válvula de expansión se reduce hasta que el grado de sobrecalentamiento de succión (SHs) converge. Por lo tanto, cuando se asegura el grado de sobrecalentamiento de succión (SHs), la diferencia de temperatura AT se hace converger en el valor objetivo. Específicamente, cuando la diferencia de temperatura AT es menor que un valor objetivo (ATm) por un rango de convergencia preestablecido 8 T o menos (S102), el grado de apertura de expansión se baja y se hace converger AT. Por lo tanto, los valores límite más bajos del grado de sobrecalentamiento de succión (SHs) y la diferencia de temperatura AT se pueden suprimir.First, when the suction superheat degree (SHs) is less than a target value (SHm) by a preset ASH convergence range or less (S101), the expansion valve opening degree is reduced until the degree of suction superheat (SHs) converges. Therefore, when the degree of suction superheat (SHs) is ensured, the temperature difference AT is converged to the target value. Specifically, when the temperature difference AT is less than a target value (ATm) by a preset convergence range 8 T or less (S102), the expansion opening degree is lowered and AT is converged. Therefore, the lower limit values of the degree of suction superheat (SHs) and the temperature difference AT can be suppressed.

A continuación, cuando el grado de sobrecalentamiento de succión (SHs) es mayor que el valor objetivo (SHm) por un rango de convergencia preestablecido A SH o más (S103), el grado de apertura de la válvula de expansión se incrementa hasta que el grado de sobrecalentamiento de succión (SHs) converge. Por lo tanto, cuando se hace converger el grado de sobrecalentamiento de succión (SHs), la diferencia de temperatura T A se hace converger en el valor objetivo. Por lo tanto, cuando se hace converger el grado de sobrecalentamiento de succión (SHs), la diferencia de temperatura AT se hace converger en el valor objetivo. Específicamente, cuando la diferencia de temperatura A T es mayor que el valor objetivo (ATm) por un rango de convergencia preestablecido 8 T o más (S104), el grado de apertura de expansión se incrementa y se hace converger AT. Por lo tanto, los valores límite superiores del grado de sobrecalentamiento de succión (SHs) y la diferencia de temperatura AT pueden ser suprimidos. Se muestra un ejemplo en el que se da una prioridad para controlar el grado de sobrecalentamiento de succión, sin embargo, no se limita al mismo al usar un compresor que es resistente al retorno de líquidos. El mismo efecto se puede esperar incluso cuando se cambia el orden de la prioridad. A través del control anterior, el grado de sobrecalentamiento de succión (SHs) y la diferencia de temperatura AT se hacen converger en los valores objetivo.Then, when the suction superheat degree (SHs) is greater than the target value (SHm) by a preset convergence range A SH or more (S103), the expansion valve opening degree is increased until the degree of suction superheat (SHs) converges. Therefore, when the degree of suction superheat (SHs) is converged, the temperature difference T A is converged to the target value. Therefore, when the degree of suction superheat (SHs) is converged, the temperature difference AT is converged to the target value. Specifically, when the temperature difference A T is greater than the target value (ATm) by a preset convergence range 8 T or more (S104), the expansion opening degree is increased and AT is converged. Therefore, the upper limit values of the suction superheat degree (SHs) and the temperature difference AT can be suppressed. An example is shown in which a priority is given to control the degree of suction superheat, however, it is not limited thereto when using a compressor that is resistant to back-flow of liquids. The same effect can be expected even when the order of priority is changed. Through the above control, the degree of suction superheat (SHs) and the temperature difference AT are made to converge on the target values.

En lo anterior, se dan descripciones para un ejemplo en el que el grado de sobrecalentamiento de succión (SHs) y la diferencia de temperatura AT se controlan para converger en los valores objetivo (SHm, A Tm), sin embargo, es admisible que, en lugar de la diferencia de temperatura AT, una diferencia de temperatura total £AT de AT1 y AT2, se puede usar una diferencia entre AT 1 y AT2 (AT 1 - A T2), o AThx para controlarlas y que converjan en un valor objetivo, respectivamente. Al usar £AT y (AT1 - A T2), estas se obtienen calculando las temperaturas en los primeros medios de detección de temperatura 30, segundos medios de detección de temperatura 31, terceros medios de detección de temperatura 41, y cuartos medios de detección de temperatura 42. Al usar Thx A, se acoplan medios de detección de temperatura en la salida del intercambiador de calor interno 52 (consulte la Fig. 1) entre una salida lateral de alta presión del intercambiador de calor interno 5 y una entrada de la válvula de expansión 3, la diferencia de temperatura AThx se obtiene a partir de una temperatura de detección en los segundos medios de detección de temperatura 31 y los medios de detección de temperatura de salida del intercambiador de calor interno 52.In the above, descriptions are given for an example where the degree of suction superheat (SHs) and the temperature difference AT are controlled to converge on the target values (SHm, A Tm), however, it is permissible that, instead of the temperature difference AT, a total temperature difference £ AT of AT1 and AT2, a difference between AT 1 and AT2 (AT 1 - A T2) can be used, or AThx to control them so that they converge on a target value , respectively. Using £ AT and (AT1 - A T2), these are obtained by calculating the temperatures in the first media temperature detection means 30, second temperature detection means 31, third temperature detection means 41, and fourth temperature detection means 42. When using Thx A, temperature detection means are coupled at the outlet of the heat exchanger internal 52 (see Fig. 1) between a high pressure side outlet of the internal heat exchanger 5 and an inlet of the expansion valve 3, the temperature difference AThx is obtained from a sensing temperature in the second means temperature detection device 31 and the internal heat exchanger outlet temperature detection means 52.

Dado que, en la presente realización, además del control del grado de sobrecalentamiento de succión del compresor, el grado de apertura de la válvula de expansión se hace para ser controlado de manera que el COP se convierte en máximo en base a una diferencia de temperatura AT (o £AT, AT1 - AT2, AThx) entre la temperatura de descarga y la temperatura de salida del intercambiador de calor de agua, y se puede obtener un aparato de ciclo de refrigeración de alta eficiencia.Since, in the present embodiment, in addition to controlling the degree of suction superheat of the compressor, the opening degree of the expansion valve is made to be controlled so that the COP becomes maximum based on a temperature difference. AT (or £ AT, AT1 - AT2, AThx) between the discharge temperature and the outlet temperature of the water heat exchanger, and a high-efficiency refrigeration cycle apparatus can be obtained.

Se obtiene una temperatura de saturación del refrigerante (ET) en base a una salida de los quintos medios de detección de temperatura 32 o medios de detección de presión, el grado de sobrecalentamiento de succión (SHs) se obtiene mediante la temperatura de detección (Ts) de los sextos medios de detección de temperatura y la temperatura de saturación del refrigerante (ET), y el grado de apertura de la válvula de expansión se controla de manera que el grado de sobrecalentamiento de succión (SHs) se convierta en un valor objetivo, de manera que se asegura el grado de sobrecalentamiento de la parte de succión del compresor 1, se previene el retorno de líquido al compresor 1 y se puede asegurar la fiabilidad. En el ejemplo de la Fig. 1, se dan descripciones para un ejemplo en el que los quintos medios de detección de temperatura 32 están dispuestos entre la válvula de expansión 3 y el evaporador 4, puede estar dispuesto en cualquier posición entre la entrada del evaporador 4 y una entrada lateral de baja presión del intercambiador de calor interno 5.A saturation temperature of the refrigerant (ET) is obtained based on an output from the fifth temperature sensing means 32 or pressure sensing means, the degree of suction superheat (SHs) is obtained by the sensing temperature (Ts ) of the sixth temperature sensing means and the saturation temperature of the refrigerant (ET), and the opening degree of the expansion valve is controlled so that the suction superheat degree (SHs) becomes a target value , so that the degree of overheating of the suction part of the compressor 1 is ensured, the return of liquid to the compressor 1 is prevented, and reliability can be ensured. In the example of Fig. 1, descriptions are given for an example in which the fifth temperature sensing means 32 is arranged between the expansion valve 3 and the evaporator 4, it can be arranged at any position between the evaporator inlet 4 and a low pressure side inlet of the internal heat exchanger 5.

En la presente realización, al controlar el grado de sobrecalentamiento y las diferencia de temperatura anterior (AT, £A T, AT 1 - AT2, AThx) el control del grado de sobrecalentamiento precede al control de las diferencias de temperatura anteriores. Desde este punto, la fiabilidad del compresor 1 está asegurada.In the present embodiment, by controlling the degree of overheating and the above temperature differences (AT, £ A T, AT 1 - AT2, AThx), the control of the degree of overheating precedes the control of the above temperature differences. From this point, the reliability of the compressor 1 is assured.

En la presente realización, el radiador está compuesto por el intercambiador de calor de agua, de manera que puede obtenerse un aparato de suministro de agua caliente de alta eficiencia.In the present embodiment, the radiator is composed of the water heat exchanger, so that a high-efficiency hot water supply apparatus can be obtained.

Realización 2Embodiment 2

Se darán descripciones de un aparato de ciclo de refrigeración de acuerdo con la realización 2 de la manera que sigue. La realización 2 no es una realización de la presente invención, pero es útil para entender ciertos aspectos de la misma.Descriptions of a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 2 will be given as follows. Embodiment 2 is not an embodiment of the present invention, but is helpful in understanding certain aspects of it.

La Fig. 8 es un dibujo que muestra una configuración del aparato de ciclo de refrigeración de acuerdo con la presente invención. Lo que es diferente de la realización 1 es que se proporcionan unos primeros medios de detección de presión 35 en lugar de los primeros medios de detección de temperatura 30, para detectar la temperatura de descarga del compresor 1. Basado en los primeros medios de detección de presión 35, se obtiene una temperatura de saturación virtual, que es una condición estándar del intercambiador de calor de agua 2. Los medios de detección de presión 35, se pueden compartir con un sensor de presión, que se proporciona, por ejemplo, para evitar una subida anormal en la presión alta. Se omitirán las descripciones de un comportamiento de operación ya que son las mismas que en la realización 1.Fig. 8 is a drawing showing a configuration of the refrigeration cycle apparatus according to the present invention. What is different from Embodiment 1 is that a first pressure sensing means 35 is provided instead of the first temperature sensing means 30, to detect the discharge temperature of the compressor 1. Based on the first pressure sensing means pressure 35, a virtual saturation temperature is obtained, which is a standard condition of the water heat exchanger 2. The pressure sensing means 35, can be shared with a pressure sensor, which is provided, for example, to avoid an abnormal rise in high blood pressure. Descriptions of an operating behavior will be omitted as they are the same as in Embodiment 1.

En la presente realización, como un refrigerante HFC convencional, se calcula un grado de sobrecalentamiento virtual de la salida del intercambiador de calor de agua 2, para controlar sus condiciones refrigerantes. Específicamente, desde los primeros medios de detección de presión 35 proporcionados en lugar de los primeros medios de detección de temperatura 30, se calcula una temperatura de saturación virtual como una condición estándar del intercambiador de calor de agua 2, y a partir de la diferencia entre una temperatura de saturación virtual, Tsat, y la temperatura de salida, Tcount, del intercambiador de calor de agua 2, detectada por los segundos medios de temperatura 31, se obtiene un grado de sobrecalentamiento SC virtual a partir de la siguiente fórmula.In the present embodiment, like a conventional HFC refrigerant, a degree of virtual superheating of the outlet of the water heat exchanger 2 is calculated, to control its cooling conditions. Specifically, from the first pressure sensing means 35 provided instead of the first temperature sensing means 30, a virtual saturation temperature is calculated as a standard condition of the water heat exchanger 2, and from the difference between a virtual saturation temperature, Tsat, and the outlet temperature, Tcount, of the water heat exchanger 2, detected by the second temperature means 31, a virtual superheat degree SC is obtained from the following formula.

SC = Tsat - TcountSC = Tsat - Tcount

En la presente realización, el grado de apertura de la válvula de expansión 3 se controla de la misma manera que en el diagrama de flujo de la Fig. 7 de modo que el SC obtenido por la fórmula anterior se convierte en un valor objetivo (SCm) cuya eficiencia es máxima.In the present embodiment, the degree of opening of the expansion valve 3 is controlled in the same way as in the flow chart of Fig. 7 so that the SC obtained by the above formula is converted into a target value (SCm ) whose efficiency is maximum.

Ahora, se explicará cómo obtener la temperatura de saturación virtual.Now, how to get the virtual saturation temperature will be explained.

La Fig. 9 es un diagrama que muestra un comportamiento de operación del aparato de ciclo de refrigeración de acuerdo con la presente invención en un diagrama P-h. La temperatura de saturación virtual se puede definir libremente demostrando una definición tal como una trayectoria de temperatura pseudocrítica que conecta puntos de flexión de líneas isotermas como una línea discontinua a y una línea vertical como una línea punteada p extendida con una entalpia a un punto crítico siendo una constante. Sin embargo, para hacer funcionar el aparato de ciclo de refrigeración de manera estable y a la máxima eficiencia, se debe seleccionar una temperatura de saturación virtual bajo la cual la diferencia de temperatura se hace más grande en la cercanía de la eficiencia máxima, como se ha mencionado anteriormente. Entonces, la temperatura de saturación virtual se puede obtener como una intersección de una línea de presión constante con una presión en un punto B, que es un valor de detección mediante los primeros medios de detección 35, y la línea discontinua a, o como una intersección de una línea de presión constante en un punto B, que es un valor de detección mediante los primeros medios de detección de presión 35 y la línea de puntos p.Fig. 9 is a diagram showing an operating behavior of the refrigeration cycle apparatus according to the present invention in a Ph diagram. The virtual saturation temperature can be freely defined by demonstrating a definition such as a pseudo-critical temperature path that connects bending points of isothermal lines as a dashed line a and a vertical line as a dotted line p extended with an enthalpy to a critical point being a constant. However, to operate the refrigeration cycle apparatus stably and at maximum efficiency, a virtual saturation temperature must be selected below which the Temperature difference becomes larger in the vicinity of maximum efficiency, as mentioned above. Then, the virtual saturation temperature can be obtained as an intersection of a constant pressure line with a pressure at a point B, which is a detection value by the first detection means 35, and the dashed line a, or as a intersection of a constant pressure line at a point B, which is a detection value by the first pressure detection means 35 and the dotted line p.

En la presente realización, como se usa la temperatura de saturación virtual en lugar de la temperatura de descarga del compresor 1, los primeros medios de detección de temperatura 30 en la Fig. 1 se pueden omitir y se puede conseguir un bajo coste. Como el refrigerante HFC convencional, se controla el grado de sobrecalentamiento de la salida del intercambiador de calor de agua 2, por lo tanto, se puede aplicar el control de la válvula de expansión tal como está, el cual se ha usado convencionalmente. In the present embodiment, since the virtual saturation temperature is used instead of the discharge temperature of the compressor 1, the first temperature sensing means 30 in Fig. 1 can be omitted and low cost can be achieved. As the conventional HFC refrigerant, the degree of overheating of the outlet of the water heat exchanger 2 is controlled, therefore, the expansion valve control as-is, which has been conventionally used, can be applied.

Claims (6)

REIVINDICACIONES 1. Un aparato de ciclo refrigerante que comprende:1. A refrigerant cycle apparatus comprising: al menos un compresor (1), un radiador (2), medios de descompresión (3) capaz de cambiar un grado de apertura, un absorbente de calor (4), un intercambiador de calor interno (5) realiza el intercambio de calor entre un refrigerante en una salida del radiador (2) y el refrigerante en una salida del absorbente de calor (4), en dondeat least one compressor (1), a radiator (2), decompression means (3) capable of changing an opening degree, a heat absorber (4), an internal heat exchanger (5) performs the heat exchange between a coolant at an outlet of the radiator (2) and the coolant at an outlet of the heat absorber (4), where se proporcionan unos primeros medios de detección de temperatura (30) para detectar una temperatura de refrigerante entre una salida del compresor (1) y una entrada del radiador (2) y unos segundos medios de detección de temperatura (31) para detectar la temperatura del refrigerante entre una salida del radiador (2) y un entrada lateral de alta presión del intercambiador de calor interno (5),First temperature sensing means (30) are provided to detect a refrigerant temperature between an outlet of the compressor (1) and an inlet of the radiator (2) and a second temperature sensing means (31) to detect the temperature of the coolant between a radiator outlet (2) and a high pressure side inlet of the internal heat exchanger (5), caracterizado porquecharacterized because se proporcionan unos sextos medios de detección de temperatura (33) para detectar la temperatura del refrigerante entre una salida lateral de baja presión del intercambiador de calor interno (5) y una entrada del compresor (1),A sixth temperature sensing means (33) is provided to detect the temperature of the refrigerant between a low pressure side outlet of the internal heat exchanger (5) and an inlet of the compressor (1), se calcula el grado de sobrecalentamiento de una parte de succión a partir de una temperatura de saturación del refrigerante en un punto de detección de los sextos medios de detección de temperatura (33) y una temperatura de detección por los sextos medios de detección de temperatura (33), yThe degree of overheating of a suction part is calculated from a saturation temperature of the refrigerant at a detection point of the sixth temperature detection means (33) and a detection temperature by the sixth temperature detection means ( 33), and el grado de apertura de los medios de descompresión (3) se controla de modo que el grado de sobrecalentamiento es el valor objetivo, ythe degree of opening of the decompression means (3) is controlled so that the degree of overheating is the target value, and cuando el grado de sobrecalentamiento se convierte en el valor objetivo, se controla un grado de apertura de los medios de descompresión (3) de modo que una diferencia de temperatura (DT) entre una temperatura de detección mediante los primeros medios de detección de temperatura (30) y la temperatura de detección mediante los segundos medios de detección de temperatura (31) se convierten en un valor objetivo.When the degree of overheating becomes the target value, an opening degree of the decompression means (3) is controlled so that a temperature difference (DT) between a detection temperature by the first temperature detection means ( 30) and the detection temperature by the second temperature detection means (31) is converted to a target value. 2. El aparato de ciclo refrigerante de la reivindicación 1, en el que2. The refrigerant cycle apparatus of claim 1, wherein se proporcionan unos segundos medios de detección de presión (51) entre la salida lateral de baja presión del intercambiador de calor interno (5) y la entrada del compresor (1) ya second pressure sensing means (51) is provided between the low pressure side outlet of the internal heat exchanger (5) and the compressor inlet (1) and la temperatura de saturación del refrigerante se calcula en base a un valor de detección de los segundos medios de detección de presión (51).the saturation temperature of the refrigerant is calculated based on a detection value of the second pressure detection means (51). 3. El aparato de ciclo refrigerante de la reivindicación 1, en el3. The refrigerant cycle apparatus of claim 1, wherein se proporcionan unos quintos medios de detección de temperatura (32) entre la entrada del absorbedor de calor (4) y la entrada lateral de baja presión del intercambiador de calor interno (5) yA fifth temperature sensing means (32) is provided between the inlet of the heat absorber (4) and the low pressure side inlet of the internal heat exchanger (5) and la temperatura de saturación del refrigerante se calcula en base a la temperatura de detección de los quintos medios de detección de temperatura (32).the saturation temperature of the refrigerant is calculated based on the detection temperature of the fifth temperature detection means (32). 4. El aparato de ciclo refrigerante de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que se da una prioridad a controlar el grado de sobrecalentamiento frente a la diferencia de temperatura.The refrigerant cycle apparatus of any one of claims 1 to 3, wherein a priority is given to controlling the degree of superheat versus the temperature difference. 5. El aparato de ciclo refrigerante de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el radiador (2) es un intercambiador de calor que intercambia calor con agua.The refrigerant cycle apparatus of any one of claims 1 to 4, wherein the radiator (2) is a heat exchanger that exchanges heat with water. 6. El aparato de ciclo refrigerante de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que se usa dióxido de carbono como un refrigerante. 6. The refrigerant cycle apparatus of any of claims 1 to 5, wherein carbon dioxide is used as a refrigerant.
ES13166595T 2007-11-30 2008-11-20 Refrigeration cycle apparatus Active ES2823758T3 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007310097A JP4948374B2 (en) 2007-11-30 2007-11-30 Refrigeration cycle equipment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2823758T3 true ES2823758T3 (en) 2021-05-10

Family

ID=40678426

Family Applications (5)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES08855672.5T Active ES2650233T3 (en) 2007-11-30 2008-11-20 Refrigeration cycle device
ES13166596.0T Active ES2605462T3 (en) 2007-11-30 2008-11-20 Refrigeration cycle apparatus
ES13166592.9T Active ES2611980T3 (en) 2007-11-30 2008-11-20 Refrigerant cycle device
ES13166593T Active ES2700938T3 (en) 2007-11-30 2008-11-20 Cooling cycle apparatus
ES13166595T Active ES2823758T3 (en) 2007-11-30 2008-11-20 Refrigeration cycle apparatus

Family Applications Before (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES08855672.5T Active ES2650233T3 (en) 2007-11-30 2008-11-20 Refrigeration cycle device
ES13166596.0T Active ES2605462T3 (en) 2007-11-30 2008-11-20 Refrigeration cycle apparatus
ES13166592.9T Active ES2611980T3 (en) 2007-11-30 2008-11-20 Refrigerant cycle device
ES13166593T Active ES2700938T3 (en) 2007-11-30 2008-11-20 Cooling cycle apparatus

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20100205987A1 (en)
EP (5) EP2647927B1 (en)
JP (1) JP4948374B2 (en)
CN (2) CN101842645B (en)
DK (5) DK2647928T3 (en)
ES (5) ES2650233T3 (en)
WO (1) WO2009069524A1 (en)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5330915B2 (en) * 2009-07-22 2013-10-30 株式会社前川製作所 Dual refrigeration cycle apparatus and control method thereof
WO2011099074A1 (en) * 2010-02-12 2011-08-18 三菱電機株式会社 Refrigeration cycle device
JP5558937B2 (en) * 2010-06-30 2014-07-23 株式会社コロナ Heat pump type water heater
KR101496599B1 (en) * 2010-10-15 2015-02-26 도시바 캐리어 가부시키가이샤 Heat source apparatus
US9429347B2 (en) * 2011-08-04 2016-08-30 Mitsubishi Electric Corporation Refrigeration apparatus
KR20130041640A (en) 2011-10-17 2013-04-25 엘지전자 주식회사 Air conditioner and control method of the same
ES2632004T3 (en) * 2011-10-25 2017-09-07 Lg Electronics Inc. Air conditioning and its operation procedure
US9746212B2 (en) 2011-11-29 2017-08-29 Mitsubishi Electric Coroporation Refrigerating and air-conditioning apparatus
JP5875396B2 (en) * 2012-02-10 2016-03-02 三菱重工業株式会社 Heat pump control device, heat pump, and heat pump control method
JP5861577B2 (en) * 2012-07-05 2016-02-16 株式会社デンソー Water heater
JP5831423B2 (en) * 2012-10-08 2015-12-09 株式会社デンソー Refrigeration cycle equipment
JP6021945B2 (en) * 2012-12-26 2016-11-09 三菱電機株式会社 Refrigeration cycle apparatus and control method of refrigeration cycle apparatus
DE102013001455A1 (en) * 2013-01-28 2014-08-14 Hochschule für angewandte Wissenschaften München Arrangement and method for supplying heat to a building
JP6080939B2 (en) * 2013-02-19 2017-02-15 三菱電機株式会社 Air conditioner
DE102013210175A1 (en) * 2013-05-31 2014-12-18 Siemens Aktiengesellschaft Heat pump for use of environmentally friendly refrigerants
JPWO2015111175A1 (en) * 2014-01-23 2017-03-23 三菱電機株式会社 Heat pump equipment
JP5874754B2 (en) * 2014-01-31 2016-03-02 ダイキン工業株式会社 Refrigeration equipment
WO2015136595A1 (en) * 2014-03-10 2015-09-17 三菱電機株式会社 Heat pump system
EP3204702B1 (en) * 2014-10-09 2021-08-11 Carrier Corporation Internal liquid suction heat exchanger
JP6328270B2 (en) * 2014-12-05 2018-05-23 三菱電機株式会社 Air conditioner
JP6456139B2 (en) * 2014-12-26 2019-01-23 株式会社前川製作所 Refrigeration or air conditioner and control method thereof
CN108027189B (en) * 2015-09-18 2021-07-06 开利公司 Freeze protection system and method for a chiller
JP2017088137A (en) * 2015-11-17 2017-05-25 株式会社ヴァレオジャパン Refrigeration cycle of vehicular air conditioner and vehicle mounted with the same
JP6745657B2 (en) * 2016-06-29 2020-08-26 リンナイ株式会社 Hot water supply system
WO2018163345A1 (en) * 2017-03-09 2018-09-13 三菱電機株式会社 Heat pump hot water supply device
WO2020075238A1 (en) * 2018-10-10 2020-04-16 三菱電機株式会社 Plate heat exchanger and heat pump device
CN111854206B (en) * 2019-04-28 2022-01-25 青岛海尔智能技术研发有限公司 Refrigerator equipment, refrigerating system and control method of refrigerating system
AT522875B1 (en) * 2019-10-30 2021-03-15 Lambda Waermepumpen Gmbh Method for controlling an expansion valve
DE102020115274A1 (en) 2020-06-09 2021-12-09 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Method for operating a compression refrigeration system
JP7014988B1 (en) * 2020-12-02 2022-02-02 ダイキン工業株式会社 Refrigeration equipment
WO2022162819A1 (en) * 2021-01-28 2022-08-04 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 Air-conditioning device
DE102021127213A1 (en) 2021-10-20 2023-04-20 Lauda Dr. R. Wobser Gmbh & Co. Kg Refrigeration system and method for operating a refrigeration system
CN114234450B (en) * 2021-12-24 2023-09-08 山东雅士股份有限公司 Variable frequency CO 2 Control method of water heater unit
DE102022118670A1 (en) 2022-07-26 2024-02-01 Lauda Dr. R. Wobser Gmbh & Co. Kg Process cooling unit and method for controlling a process cooling unit

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05106922A (en) * 1991-10-18 1993-04-27 Hitachi Ltd Control system for refrigerating equipment
US5457965A (en) * 1994-04-11 1995-10-17 Ford Motor Company Low refrigerant charge detection system
DE69533120D1 (en) * 1994-05-30 2004-07-15 Mitsubishi Electric Corp Coolant circulation system
JPH0966736A (en) * 1995-06-23 1997-03-11 Denso Corp Air conditioner for vehicle
US5704219A (en) * 1995-08-01 1998-01-06 Nippondenso Co., Ltd. Air conditioning apparatus
JPH11108485A (en) * 1997-09-30 1999-04-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method for controlling air conditioner and outlet temperature of refrigerant heater
JP3227651B2 (en) * 1998-11-18 2001-11-12 株式会社デンソー Water heater
JP3601369B2 (en) * 1999-09-03 2004-12-15 ダイキン工業株式会社 Water heater
JP2001235239A (en) * 2000-02-23 2001-08-31 Seiko Seiki Co Ltd Supercritical vapor compressing cycle system
EP1148307B1 (en) * 2000-04-19 2004-03-17 Denso Corporation Heat-pump water heater
JP3737381B2 (en) * 2000-06-05 2006-01-18 株式会社デンソー Water heater
JP4538919B2 (en) * 2000-08-08 2010-09-08 三菱電機株式会社 Indoor multi air conditioner
JP2003176957A (en) * 2001-10-03 2003-06-27 Denso Corp Refrigerating cycle device
US7076964B2 (en) * 2001-10-03 2006-07-18 Denso Corporation Super-critical refrigerant cycle system and water heater using the same
JP3737414B2 (en) * 2001-11-05 2006-01-18 株式会社デンソー Water heater
TWI263025B (en) * 2002-01-24 2006-10-01 Daikin Ind Ltd Freezing device
JP2004061061A (en) * 2002-07-31 2004-02-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Freezing cycle device and its operation method
US7000413B2 (en) * 2003-06-26 2006-02-21 Carrier Corporation Control of refrigeration system to optimize coefficient of performance
JP3915770B2 (en) * 2003-10-31 2007-05-16 松下電器産業株式会社 Heat pump water heater
JP2005156030A (en) * 2003-11-26 2005-06-16 Hitachi Home & Life Solutions Inc Heat pump apparatus
JP4269323B2 (en) * 2004-03-29 2009-05-27 三菱電機株式会社 Heat pump water heater
CN100494829C (en) * 2004-05-20 2009-06-03 上海交通大学 Efficient refrigerating system with high-dryness two-phase state evaporator outlet refrigerant
EP1777471A1 (en) * 2004-07-12 2007-04-25 Denso Corporation Heat pump-type hot-water supply device
JP2006077998A (en) * 2004-09-07 2006-03-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd Refrigerating cycle device, and control method
JP4459776B2 (en) * 2004-10-18 2010-04-28 三菱電機株式会社 Heat pump device and outdoor unit of heat pump device
JP4670329B2 (en) * 2004-11-29 2011-04-13 三菱電機株式会社 Refrigeration air conditioner, operation control method of refrigeration air conditioner, refrigerant amount control method of refrigeration air conditioner
US8096141B2 (en) * 2005-01-25 2012-01-17 Trane International Inc. Superheat control by pressure ratio
CN1862151A (en) * 2005-05-12 2006-11-15 乐金电子(天津)电器有限公司 Air conditioner for regenerative cooling circulation system
JP2007093100A (en) * 2005-09-28 2007-04-12 Mitsubishi Electric Corp Control method of heat pump water heater, and heat pump water heater
DE602007001038D1 (en) * 2006-01-31 2009-06-18 Sanyo Electric Co air conditioning
JP4613916B2 (en) * 2006-03-17 2011-01-19 三菱電機株式会社 Heat pump water heater
JP4569508B2 (en) * 2006-03-31 2010-10-27 株式会社デンソー Expansion valves used in supercritical and refrigeration cycles

Also Published As

Publication number Publication date
DK2647926T3 (en) 2019-01-07
EP2647926B1 (en) 2018-10-24
EP2196745B1 (en) 2017-11-08
EP2647926A2 (en) 2013-10-09
US20100205987A1 (en) 2010-08-19
CN101842645A (en) 2010-09-22
EP2196745A1 (en) 2010-06-16
DK2647928T3 (en) 2016-12-12
CN101842645B (en) 2012-11-28
EP2647926A3 (en) 2015-07-29
ES2700938T3 (en) 2019-02-20
EP2196745A4 (en) 2013-02-13
JP4948374B2 (en) 2012-06-06
DK2196745T3 (en) 2017-12-11
ES2611980T3 (en) 2017-05-11
CN102425872A (en) 2012-04-25
DK2647925T3 (en) 2017-02-06
EP2647925B1 (en) 2016-12-21
EP2647927A2 (en) 2013-10-09
CN102425872B (en) 2014-06-25
EP2647927B1 (en) 2020-09-16
EP2647928B1 (en) 2016-10-26
EP2647928A2 (en) 2013-10-09
EP2647927A3 (en) 2015-07-29
ES2605462T3 (en) 2017-03-14
JP2009133547A (en) 2009-06-18
EP2647925A2 (en) 2013-10-09
WO2009069524A1 (en) 2009-06-04
ES2650233T3 (en) 2018-01-17
EP2647925A3 (en) 2015-08-05
EP2647928A3 (en) 2015-08-05
DK2647927T3 (en) 2020-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2823758T3 (en) Refrigeration cycle apparatus
ES2619706T3 (en) Air conditioning and control procedure
ES2652023T3 (en) Freezer and air conditioner
ES2741660T3 (en) Air conditioner
ES2351707T3 (en) HEAT PUMP FOR WATER HEATING OF A POOL.
ES2681827T3 (en) Cooling device
ES2797950T3 (en) Refrigeration system
ES2747998T3 (en) Air conditioning apparatus
ES2753371T3 (en) Free cooling limiting control for air conditioning systems
JPWO2014068967A1 (en) Refrigeration equipment
JP6038382B2 (en) Air conditioner
US20190257562A1 (en) Cooling system with adjustable internal heat exchanger
ES2620966T3 (en) Heating and / or cooling system and related methods
JP2009068728A (en) Cooling apparatus
KR20180072740A (en) Air conditioner
JP6881424B2 (en) Refrigerator
JP6024241B2 (en) Heat pump system
JP2006194537A (en) Heat pump device
JP2017020687A (en) Refrigeration cycle apparatus
JP7479569B2 (en) Refrigeration Cycle Equipment
ES2730555T3 (en) Procedure for the operation of a refrigeration circuit
JP4519825B2 (en) Refrigeration cycle
BR102018009648A2 (en) REFRIGERATION SYSTEM
GB2563511A (en) Heat-pump-type heating apparatus
JP2007292423A (en) Refrigerating system and storage device