JP2003065584A - 空気調和装置及び空気調和装置の制御方法 - Google Patents
空気調和装置及び空気調和装置の制御方法Info
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Abstract
向上させる空気調和装置及び空気調和装置の制御方法を
提供することにある。 【解決手段】 定容量型圧縮機18、室外熱交換器21
を経た冷媒を、氷蓄熱槽36を経て室内熱交換器24に
流す第一の冷房回路と、上記圧縮機18、上記室外熱交
換器21を経た冷媒を、上記氷蓄熱槽36をバイパスし
て、上記室内熱交換器24に流す第二回路と、第一の冷
房回路及び第二の冷房回路に流れる冷媒の流量を制御可
能な電動膨張弁38と、冷房負荷に応じて、上記電動膨
張弁38の弁開度を調節する制御手段とを備えたことを
特徴とする。
Description
熱を利用して冷房運転を行う空気調和装置及び空気調和
装置の制御方法に関する。
交換器にて凝縮された冷媒を、氷蓄熱槽内の氷に蓄えら
れた冷熱により過冷却した後、室内熱交換器へ導いて蒸
発させて冷房を行う空気調和装置が知られている。
では、冷房運転時に、室外熱交換器にて凝縮された冷媒
を氷蓄熱槽内の蓄熱用熱交換器に送り、氷蓄熱槽内の氷
に蓄えられる冷熱により過冷却状態にした後、室内熱交
換器へ導く。
熱の利用量が一定の為、冷房負荷が低負荷時に、冷房能
力が出すぎて過剰冷房状態になり、冷房効率、快適性が
低下するという問題がある。
可変容量型圧縮機を用い、室内熱交換器の能力を制御す
る手段がある。しかし、可変容量型圧縮機は高価である
ため、コストがアップするという問題がある。
技術が有する課題を解消し、定容量圧縮機を使用して、
冷房効率、快適性を向上させる空気調和装置及び空気調
和装置の制御方法を提供することにある。
は、定容量型圧縮機、室外熱交換器を経た冷媒を、氷蓄
熱槽を経て室内熱交換器に流す第一の冷房回路と、上記
圧縮機、上記室外熱交換器を経た冷媒を、上記氷蓄熱槽
をバイパスして、上記室内熱交換器に流す第二回路と、
第一の冷房回路及び第二の冷房回路に流れる冷媒の流量
を制御可能な電動膨張弁と、冷房負荷に応じて、上記電
動膨張弁の弁開度を調節する制御手段とを備えたことを
特徴とする空気調和装置。
節して、上記室内熱交換器の能力制御を行う制御手段を
備えたから、能力を可変して、室内の過剰冷房が防止で
きる。
機、室外熱交換器を経た冷媒を、氷蓄熱槽を経て室内熱
交換器に流す第一の冷房回路と、上記圧縮機、上記室外
熱交換器を経た冷媒を、上記氷蓄熱槽をバイパスして、
上記室内熱交換器に流す第二回路と、第一の冷房回路及
び第二の冷房回路に流れる冷媒の流量を制御可能な電動
膨張弁とを備え、冷房負荷に応じて、上記電動膨張弁の
弁開度を調節することを特徴とする。
節して、上記室内熱交換器の能力制御を行うから、室内
の過剰冷房が防止できる。
に基づいて説明する。
の形態を示し、製氷運転時の冷媒回路図である。図2
は、冷房運転時の冷媒回路図である。また、図3は、暖
房運転時の冷媒回路図である。
0は、室外ユニット11、氷蓄熱ユニット12及び室内
ユニット13を有して構成される。室外ユニット11の
冷媒配管14と、室内ユニット13を接続する冷媒配管
15とが、氷蓄熱ユニット12の冷媒配管16,17に
より接続される。冷媒配管15Aが冷媒配管16に、冷
媒配管15Bが冷媒配管17に接続される。
量型の定容量型圧縮機18が配設され、この定容量型圧
縮機18の吸込側にアキュムレータ19が、吐出側に四
方弁20がそれぞれ配設されている。この四方弁20に
は、室内熱交換器21、室外電動膨張弁22及びレシー
バタンク23が冷媒配管14を介して順次接続される。
熱交換器24が配設され、この冷媒配管30において室
内熱交換器24近傍に電動膨張弁27が配設されて構成
される。
器35を収容した蓄熱槽としての氷蓄熱槽36を備える
とともに、冷媒配管16に電動膨張弁38、第1電磁開
閉弁41、逆止弁45、センサ48が、室外ユニット1
1側から室内ユニット13へ向かい順次配設される。上
記センサ48は、冷媒配管16において逆止弁45から
室内ユニット13へ向かう冷媒の温度を検出する。ま
た、上記電動膨張弁38は、冷房負荷に応じて開度が調
整される。
と第1電磁開閉弁41との間に、接続配管39を介して
蓄熱用熱交換器35の一端が接続される。蓄熱用熱交換
器35の他端は、接続配管40を介して氷蓄熱ユニット
12の冷媒配管17に接続され、この接続配管40には
第2電磁開閉弁42が配設される。
23と電動膨張弁38との間に、第3開閉弁43、逆止
弁49を備えた接続配管44の一端が接続される。この
接続配管44の他端は、接続配管40における第2電磁
開閉弁42と蓄熱用熱交換器35との間に接続される。
媒の流出側に、接続配管47の一端が接続される。この
接続配管46の他端は、接続配管44における第3開閉
弁43の冷媒の流入側に接続される。また、この接続配
管46には、第4電磁開閉弁47が備えられている。
8の運転及び停止、室外電動膨張弁22の開度調節と、
上記氷蓄熱ユニット12の電動膨張弁38の弁開度調
節、第1電磁開閉弁41、第2電磁開閉弁42、第3開
閉弁43及び第4開閉弁44の開閉操作と、上記室内ユ
ニット13の電動膨張弁27の開度調節とは、図示しな
い制御装置により制御される。この図示しない制御装置
によって、次の製氷運転、冷房運転及び暖房運転が選択
して実施される。
運転は、室内ユニット11における室外熱交換器21か
らの液冷媒を氷蓄熱ユニット12における氷蓄熱槽36
内の蓄熱用熱交換器35へ供給し、氷蓄熱槽36内に氷
を作る運転である。
て、第1電磁開閉弁41、第3開閉弁43、第4電磁開
閉弁47が閉弁され、電動膨張弁38及び第2電磁開閉
弁42が開弁される。また、利用側ユニット13の電動
膨張弁27,28及び29が閉弁される。
圧縮機18が起動されると、この定容量型圧縮機18か
ら吐出されたガス冷媒は、図1の実線矢印に示すよう
に、室外熱交換器21にて凝縮され、室外電動膨張弁2
2並びに氷蓄熱ユニット12の電動膨張弁38を経て減
圧され、氷蓄熱槽36内の蓄熱用熱交換器35へ流入す
る。この蓄熱用熱交換器35内に流入した液冷媒は蒸発
されて、蓄熱用熱交換器35の外周に氷を付着した状態
で形成する。その後、蓄熱用熱交換器35内のガス冷媒
は、接続配管40及び第2電磁開閉弁42並びに冷媒配
管17を経て四方弁20へ至り、アキュムレータ19を
経て定容量型圧縮機18に戻される。
が形成され、この氷に蓄熱された冷熱(氷蓄熱)が、次
の冷房運転に利用される。
転の管路図を示しており、この冷房運転は、室内ユニッ
ト11における室外熱交換器21からの液冷媒を、氷蓄
熱ユニット12における氷蓄熱槽36内の蓄熱用熱交換
器35へ供給し、上述の製氷運転によって氷蓄熱槽36
内の氷に蓄えられた冷熱を利用して過冷却状態とし、こ
の過冷却状態の液冷媒を室内ユニット13の室内熱交換
器24へ供給して実施される。
10内には、第一の冷房回路と第二の冷房回路とを形成
される。第一の冷房回路は、室内ユニット11の定容量
型圧縮機18、室外熱交換器21及び室外電動膨張弁2
2を経て、氷蓄熱ユニット12の第開閉弁43、氷蓄熱
槽36内の蓄熱用熱交換器35、第一開閉弁41、逆止
弁45を経て、室内ユニット13の室内熱交換器24に
向かう回路である。
1の定容量型圧縮機18、室外熱交換器21及び室外電
動膨張弁22を経て、氷蓄熱ユニット12の電動膨張弁
38を経て上記氷蓄熱槽36内の蓄熱用熱交換器35を
バイパスして、第一開閉弁41、逆止弁45を経て、室
内ユニット13の室内膨張弁27、室内熱交換器24に
向かう回路である。
房回路とを流れる冷媒の流量は、上記氷蓄熱ユニット1
2の電動膨張弁38により制御される。
て、上記室内熱交換器24の冷房能力を調節して実施さ
れる。
時)には、上記室内熱交換器24の冷房能力を最大にし
て冷房運転を行う。
膨張弁38が全閉され、上記第一の冷房回路のみに冷媒
が流れる。なお、上記氷蓄熱ユニット12の第2電磁開
閉弁42及び第4開閉弁43が閉弁され、第1電磁開閉
弁41及び第3開閉弁が開弁される。また、室内ユニッ
ト13の電動膨張弁27が開弁される。
圧縮機18から吐出されたガス冷媒は、図2の実線矢印
に示すように、室外熱交換器21にて凝縮され、室外電
動膨張弁22で減圧され、氷蓄熱ユニット12の冷媒配
管16、接続配管44及び第3開閉弁43を経て氷蓄熱
槽36内の蓄熱用熱交換器35へ流入する。この蓄熱用
熱交換器35内に流入した液冷媒は、蓄熱用熱交換器3
5内を満杯状態で流れ、氷蓄熱槽36内の氷に蓄えられ
た冷熱により過冷却状態となる。その後、蓄熱用熱交換
器35内の過冷却状態の液冷媒は、接続配管39、第1
電磁開閉弁41及び冷媒配管16、並び室内ユニット1
3の冷媒配管15A及び電動膨張弁27を経て室内熱交
換器24へ流入し、この室内熱交換器24により蒸発し
て室内を冷房する。その後、ガス冷媒は冷媒配管15B
を通り、氷蓄熱ユニット12の冷媒配管17を経て、四
方弁20及びアキュムレータ19を経た後、定容量型圧
縮機18へ戻される。
動膨張弁38を全閉し、第一の冷房回路のみに冷媒を流
した場合、上記室外熱交換器21及び室外電動膨張弁2
2からの液冷媒を全て氷蓄熱槽36の蓄熱用熱交換器3
5内に供給して、この氷蓄熱槽36内の氷に蓄えられた
冷熱を全て利用して過冷却状態として、室内熱交換器2
4へ供給して、室内熱交換器24に流れる液冷媒の温度
が最も低くなるから、最大冷房能力を出力できる。
熱交換器24の冷房能力を最大にさせて、冷房運転を実
施するから、早く設定温度に近づけることができる。
交換器24の冷房能力を減少させて冷房運転を行う。
度を調節して、上記第一の冷房回路を流れる冷媒の流量
を第二の冷房回路を流れる冷媒の流量より減少させる。
なお、氷蓄熱ユニット12の第1電磁開閉弁41、第3
開閉弁43が開弁され、第2電磁開閉弁42、第4電磁
開閉弁47が閉弁されている。
量圧縮機18から吐出されたガス冷媒は、図2の一点鎖
線矢印に示すように、室外熱交換器21にて凝縮され、
室外電動膨張弁22で減圧される。そして、一方は上記
室外熱交換器21及び室外電動膨張弁22から冷媒配管
16、接続配管44及び第3開閉弁43を経て、氷蓄熱
ユニット12の氷蓄熱槽36内の蓄熱用熱交換器35に
流れ、また、他方は上記室外熱交換器21及び電動膨張
弁22から氷蓄熱ユニット12の冷媒配管16、電動膨
張弁38を通過する。
内の上記蓄熱用熱交換器35内に流入した液冷媒は、氷
蓄熱槽36内の氷に蓄えられた冷熱により過冷却状態と
なる。この過冷却された液冷媒は、接続配管39を経
て、再び冷媒配管16で、他方の上記室外熱交換器21
及び電動膨張弁22から電動膨張弁38を通過した液冷
媒と合流する。合流した液冷媒は、氷蓄熱ユニット12
の第1開閉弁44、逆止弁45、室内ユニット13の室
内膨張弁27を経て、室内熱交換器24へ流れ、この室
内熱交換器24により蒸発して室内を冷房した後、冷媒
配管15Bを通り、氷蓄熱ユニット12の冷媒配管17
を経て、四方弁20及びアキュムレータ19を経た後、
圧縮機18へ戻される。
動膨張弁38の弁開度を調節して、上記第一の冷房回路
を流れる冷媒の流量より第二の冷房回路を流れる冷媒の
流量を減少させた場合、上記氷蓄熱ユニット12の氷蓄
熱槽36内の蓄熱用熱交換器35に流れる液冷媒の流量
が減少して、氷蓄熱槽36内の氷に蓄えられた冷熱の利
用量が減少するから、上記室外熱交換器21及び電動膨
張弁22から電動膨張弁38を経た液冷媒の温度が、氷
蓄熱槽36内の氷に蓄えられた冷熱により過冷却された
液冷媒より高くなり、室内熱交換器24へ流れる液冷媒
の温度が上昇して、冷房能力が減少する。
換器24の冷房能力を減少させるから、室内の過剰冷房
を防止することができる。
上記第二の冷房回路のみに冷媒を流した場合、上記室内
熱交換器24は最小冷房能力を出力する。なおこの場
合、氷蓄熱ユニット12において、第2電磁開閉弁42
及び第4電磁開閉弁47が閉弁され、第1電磁開閉弁4
1及び第3開閉弁43が開弁される。また、室内ユニッ
ト13の電動膨張弁27が開弁される。
縮機18から吐出されたガス冷媒は、図2の点線矢印に
示すように、室外熱交換器21にて凝縮され、電動膨張
弁22並びに氷蓄熱ユニット12の冷媒配管16、電動
膨張弁38及び第1電動開閉弁41を通り、室内ユニッ
ト13の冷媒配管15A及び電動膨張弁27を経て室内
熱交換器24へ流入し、この室内熱交換器24により蒸
発して室内を冷房した後、冷媒配管15Bを通り、氷蓄
熱ユニット12の冷媒配管17を経て、四方弁20及び
アキュムレータ19を経た後、圧縮機18へ戻される。
能力を出力する場合には、上記室外熱交換器21及び電
動膨張弁22からの液冷媒を上記氷蓄熱槽36をバイパ
スして、全て室内熱交換器24に供給する。即ち、氷蓄
熱槽36内の氷に蓄えられた冷熱が全く利用されないの
で、最も温度の高い液冷媒が室内熱交換器24へ供給さ
れる。
定容量型圧縮機18、例えば約1馬力の冷房能力を蓄え
られる氷蓄熱槽36を用いた場合、上記室内熱交換機2
4の冷房能力は、最大で約5馬力、最小で約4馬力を出
力する。そして、この室内熱交換器24の冷房能力は、
上記電動膨張弁38の弁開度を調節して、上記最大冷房
能力と最小冷房能力との間(例えば約4〜5馬力間)で
制御される。
記室内熱交換器24が出力する冷房能力に応じて調節さ
れる。図4(a)は、上記室内熱交換器24の冷房能力
を増大した冷房サイクルをモリエル線図(p−h線図)
上に示した図である。また、図4(b)は、上記室内熱
交換器24の冷房能力を減少した冷房サイクルをモリエ
ル線図(p−h線図)上に示した図である。
たい場合には、上記室内熱交換器24へ送る冷媒温度を
下げるので、図4(a)に示す凝縮行程において、冷媒
の過冷却度を大きく取る。つまり、冷媒の過冷却度を大
きく取るには、氷蓄熱槽36内に蓄えられた冷熱の利用
量を増大させるから、上記電動膨張弁38は絞られる。
ここで、上記電動膨張弁38が全閉時には、上記室内熱
交換器24の冷房能力は最大能力を出力する。
たい場合には、上記室内熱交換器24へ送る冷媒温度を
上げるので、図4(b)に示す凝縮行程において、冷媒
の過冷却度を小さくする。つまり、冷媒の過冷却度を小
さくするには、上記氷蓄熱槽36内に蓄えられた冷熱の
利用量を減少させるから、上記電動膨張弁38は開かれ
る。ここで、上記電動膨張弁38が全開時には、上記室
内熱交換器24の冷房能力は最小能力を出力する。
たい場合には、図4(b)に示す凝縮行程において、冷
媒の過冷却度を小さくして、上記室内熱交換器24へ送
る冷媒温度を上げる。つまり、上記室内熱交換器24へ
送る冷媒温度を上げるには、上記氷蓄熱槽36内に蓄え
られた冷熱の利用量を減少させるから、上記電動膨張弁
38は開かれる。ここで、上記電動膨張弁38が全開時
には、上記室内熱交換器24の冷房能力は最小能力を出
力する。
この場合には、上記室外ユニット11の室外熱交換器2
1を蒸発器、室内ユニット13の室内ユニット13の室
内熱交換器24を凝縮器として作用させて、室内の暖房
を行う。
膨張弁38が全閉され、第1電磁開閉弁41、第2電磁
開閉弁42、第3開閉弁43が閉弁され、第4電磁開閉
弁47が開弁される。また、室内側ユニット13の電動
膨張弁27が開弁される。
圧縮機18から吐出されたガス冷媒は、図3の実線矢印
に示すように、四方弁20を経て、室内ユニット13の
室内熱交換器24で凝縮されて液冷媒になる。この液冷
媒は、室内電動膨張弁27を経て減圧されて、氷蓄熱ユ
ニット12の冷媒配管16に送られ、接続配管46及び
第4電磁開閉弁47を経て、接続配管44に流れ込み、
再び冷媒配管16に戻り、室外ユニット11のレシーバ
23を経て、室内電動膨張弁22でさらに減圧され、室
内熱交換器21で蒸発されてガス冷媒になる。そして、
ガス冷媒は、四方弁20、アキュムレータ19を経て、
定容量型圧縮機18に戻される。
は、上記電動膨張弁38を絞り、上記氷蓄熱槽36内の
蓄熱用熱交換器35に流れる冷媒の流量を増大させ、こ
の氷蓄熱槽36内の氷に蓄えられた冷熱の利用量を増大
させて、この氷蓄熱槽36内の氷に蓄えられた冷熱によ
り過冷却されて室内熱交換器24へ流れる液冷媒の温度
が低下するから、室内熱交換器24の冷房能力を増大さ
せることができる。
動膨張弁38を開き、氷蓄熱槽36内の蓄熱用熱交換器
35に流れる冷媒の流量を減少させ、氷蓄熱槽36内の
氷に蓄えられた冷熱の利用量を減少させて、この氷蓄熱
槽36内の氷に蓄えられた冷熱により過冷却されて室内
熱交換器24へ流れる液冷媒の温度が上昇するから、室
内熱交換器24の冷房能力を減少させることができる。
動膨張弁38の弁開度を調節して、室内熱交換器24の
冷房能力を制御して、室内の過剰冷房を防止するから、
冷房効率が向上すると共に室内の気温が安定し、快適性
が向上する効果がある。
膨張弁38の弁開度を調節して、上記氷蓄熱槽38内の
氷に蓄えられた冷熱の利用量を増減させて、室内熱交換
器24の冷房能力を制御するから、定容量型圧縮機18
を使用しても能力が可変できて、コストダウンを図るこ
とができる効果がある。
では、冷房負荷が高負荷時に室内熱交換器24の冷房能
力を増大させ、冷房負荷が低負荷時に室内熱交換器24
の冷房能力を減少させて、室内の過剰冷房を防止するか
ら、冷房効率が向上すると共に室内の気温が安定し、快
適性が向上する効果がある。
したが、本発明はこれに限定されるものではない。
機、室外熱交換器を経た冷媒を、氷蓄熱槽を経て室内熱
交換器に流す第一の冷房回路と、上記圧縮機、上記室外
熱交換器を経た冷媒を、上記氷蓄熱槽をバイパスして、
上記室内熱交換器に流す第二回路と、第一の冷房回路及
び第二の冷房回路に流れる冷媒の流量を制御可能な電動
膨張弁と、冷媒負荷に応じて、上記電動膨張弁の弁開度
を調節する制御手段とを備えて、能力を可変して、室内
の過剰冷房を防止するため、冷房効率が向上すると共に
室内の気温が安定し、快適性が向上する効果がある。
機、室外熱交換器を経た冷媒を、氷蓄熱槽を経て室内熱
交換器に流す第一の冷房回路と、上記圧縮機、上記室外
熱交換器を経た冷媒を、上記氷蓄熱槽をバイパスして、
上記室内熱交換器に流す第二回路と、第一の冷房回路及
び第二の冷房回路に流れる冷媒の流量を制御可能な電動
膨張弁とを備え、冷媒負荷に応じて、上記電動膨張弁の
弁開度を調節して、室内の過剰冷房を防止するため、冷
房効率が向上すると共に室内の気温が安定し、快適性が
向上する効果がある。
し、製氷運転時の冷媒回路図である。
モリエル線図(p−h線図)上に示した図である。
(b)は、冷房能力を減少した冷房サイクルをモリエル
線図(p−h線図)上に示した図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 定容量型圧縮機、室外熱交換器を経た冷
媒を、氷蓄熱槽を経て室内熱交換器に流す第一の冷房回
路と、上記圧縮機、上記室外熱交換器を経た冷媒を、上
記氷蓄熱槽をバイパスして、上記室内熱交換器に流す第
二の冷房回路と、第一の冷房回路及び第二の冷房回路に
流れる冷媒の流量を制御可能な電動膨張弁と、冷房負荷
に応じて、上記電動膨張弁の弁開度を調節する制御手段
とを備えたことを特徴とする空気調和装置。 - 【請求項2】 定容量型圧縮機、室外熱交換器を経た冷
媒を、氷蓄熱槽を経て室内熱交換器に流す第一の冷房回
路と、上記圧縮機、上記室外熱交換器を経た冷媒を、上
記氷蓄熱槽をバイパスして、上記室内熱交換器に流す第
二回路と、第一の冷房回路及び第二の冷房回路に流れる
冷媒の流量を制御可能な電動膨張弁とを備え、冷房負荷
に応じて、上記電動膨張弁の弁開度を調節することを特
徴とした空気調和装置の制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001253834A JP2003065584A (ja) | 2001-08-24 | 2001-08-24 | 空気調和装置及び空気調和装置の制御方法 |
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