JP2007107820A - Air conditioner and air conditioner heat source unit used therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気調和装置及びそれに用いられる空気調和装置の熱源ユニット、特に、冷媒の循環方向を変更することによって冷暖房切換可能な冷媒回路を備えた空気調和装置及びそれに用いられる空気調和装置の熱源ユニットに関する。 The present invention relates to an air conditioner and a heat source unit of the air conditioner used therefor, in particular, an air conditioner including a refrigerant circuit that can be switched between heating and cooling by changing the circulation direction of the refrigerant, and a heat source of the air conditioner used therefor Regarding the unit.
従来より、冷媒の循環方向を変更することによって冷暖房切換可能な冷媒回路を備えた空気調和装置がある。このような空気調和装置の冷媒回路は、主として、圧縮機と、四路切換弁と、熱源側熱交換器と、膨張弁と、利用側熱交換器とが接続されることによって構成されている。
そして、このような空気調和装置では、圧縮機の吸入管及び圧縮機の吐出管にそれぞれ圧力センサを設けることにより冷媒の蒸発圧力及び冷媒の凝縮圧力に相当する圧力値を検知するようにしたものがある(以下、特許文献1参照)。
In such an air conditioner, pressure values corresponding to the refrigerant evaporating pressure and the refrigerant condensing pressure are detected by providing pressure sensors in the compressor suction pipe and the compressor discharge pipe, respectively. (Refer to Patent Document 1 below).
そして、上述の空気調和装置においては、冷媒の蒸発温度及び冷媒の凝縮温度に対応する冷媒の蒸発圧力及び冷媒の凝縮圧力を用いて、空気調和装置の運転制御を行うことがあるが、この際、圧縮機の吸入管に設けられた低圧圧力センサや圧縮機の吐出管に設けられた高圧圧力センサによって、冷媒の蒸発圧力及び冷媒の凝縮圧力を得ることができる。言い換えれば、このような空気調和装置の運転制御においては、2つの圧力センサが必要である。しかし、圧力センサは高価であり、圧力センサの数を極力減らしたいというニーズがある。 In the air conditioner described above, the operation control of the air conditioner may be performed using the refrigerant evaporating pressure and the refrigerant condensing pressure corresponding to the refrigerant evaporating temperature and the refrigerant condensing temperature. The refrigerant evaporating pressure and the refrigerant condensing pressure can be obtained by a low pressure sensor provided in the suction pipe of the compressor and a high pressure sensor provided in the discharge pipe of the compressor. In other words, in the operation control of such an air conditioner, two pressure sensors are necessary. However, pressure sensors are expensive, and there is a need to reduce the number of pressure sensors as much as possible.
また、上述の空気調和装置のように、利用側熱交換器の液側端に温度センサが設けられている場合には、この温度センサにより冷媒の蒸発温度を得るとともに、冷媒の凝縮温度を高圧圧力センサにより得ることもできる。しかし、冷媒の蒸発温度及び冷媒の凝縮温度(あるいは、冷媒の蒸発温度及び冷媒の凝縮温度に対応する冷媒の蒸発圧力及び冷媒の凝縮圧力)を空気調和装置の運転制御に用いる場合には、制御性の観点から、温度センサよりも空気調和装置の運転状態の変化に対する応答の速い圧力センサを使用するほうが望ましい場合が多い。 Further, when a temperature sensor is provided at the liquid side end of the use side heat exchanger as in the above-described air conditioner, the temperature evaporating temperature of the refrigerant is obtained by this temperature sensor and the refrigerant condensing temperature is increased. It can also be obtained by a pressure sensor. However, when the refrigerant evaporating temperature and the refrigerant condensing temperature (or the refrigerant evaporating pressure and the refrigerant condensing pressure corresponding to the refrigerant evaporating temperature and the refrigerant condensing temperature) are used for operation control of the air conditioner, control is performed. From the standpoint of performance, it is often desirable to use a pressure sensor that responds quickly to changes in the operating state of the air conditioner rather than a temperature sensor.
このように、従来の空気調和装置においては、冷媒の蒸発温度及び冷媒の凝縮温度(あるいは、冷媒の蒸発温度及び冷媒の凝縮温度に対応する冷媒の蒸発圧力及び冷媒の凝縮圧力)を用いて運転制御を行う際に、2つの圧力センサを使用するか、又は、圧力センサと温度センサとを組み合わせて使用する必要があり、結果的に、コストダウンと制御性の確保とを両立させることが困難である。 As described above, the conventional air conditioner is operated using the refrigerant evaporation temperature and the refrigerant condensation temperature (or the refrigerant evaporation pressure and the refrigerant condensation pressure corresponding to the refrigerant evaporation temperature and the refrigerant condensation temperature). When performing control, it is necessary to use two pressure sensors or a combination of a pressure sensor and a temperature sensor. As a result, it is difficult to achieve both cost reduction and ensuring controllability. It is.
本発明の課題は、冷媒の循環方向を変更することによって冷暖房切換可能な冷媒回路を備えた空気調和装置及びそれに用いられる空気調和装置の熱源ユニットにおいて、コストダウンと制御性の確保とを両立させることにある。 An object of the present invention is to achieve both cost reduction and ensuring controllability in an air conditioner having a refrigerant circuit that can be switched between heating and cooling by changing the circulation direction of the refrigerant and a heat source unit of the air conditioner used therefor. There is.
第1の発明にかかる空気調和装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、熱源側熱交換器と、利用側熱交換器と、熱源側熱交換器の液側端と利用側熱交換器の液側端との間に接続される膨張機構と、切換機構とが接続されてなる冷媒回路を備えている。切換機構は、熱源側熱交換器のガス側端、利用側熱交換器のガス側端、圧縮機の吸入側端及び圧縮機の吐出側端に接続されており、圧縮機から吐出される冷媒を熱源側熱交換器、膨張機構及び利用側熱交換器の順に循環させる第1切換状態と、圧縮機から吐出される冷媒を利用側熱交換器、膨張機構及び熱源側熱交換器の順に循環させる第2切換状態とに切り換え可能である。そして、この空気調和装置は、切換機構と利用側熱交換器との間を流れる冷媒の圧力を検出する圧力検出機構を備えている。 An air conditioner according to a first aspect of the present invention includes a compressor that compresses a refrigerant, a heat source side heat exchanger, a use side heat exchanger, a liquid side end of the heat source side heat exchanger, and a liquid of the use side heat exchanger. A refrigerant circuit is provided in which an expansion mechanism connected between the side ends and a switching mechanism are connected. The switching mechanism is connected to the gas side end of the heat source side heat exchanger, the gas side end of the utilization side heat exchanger, the suction side end of the compressor, and the discharge side end of the compressor, and refrigerant discharged from the compressor Is switched in order of the heat source side heat exchanger, the expansion mechanism and the use side heat exchanger, and the refrigerant discharged from the compressor is circulated in the order of the use side heat exchanger, the expansion mechanism and the heat source side heat exchanger. It is possible to switch to the second switching state. And this air conditioning apparatus is provided with the pressure detection mechanism which detects the pressure of the refrigerant | coolant which flows between a switching mechanism and a utilization side heat exchanger.
この空気調和装置では、切換機構と利用側熱交換器との間を流れる冷媒の圧力を検出する圧力検出機構を備えているため、切換機構が第1切換状態の場合には冷媒の蒸発温度に対応する冷媒の圧力値を検出することができ、また、切換機構が第2切換状態の場合には冷媒の凝縮温度に対応する冷媒の圧力値を検出することができる。
これにより、1つの圧力検出機構のみによって、冷房運転のような第1切換状態での冷凍サイクル運転において冷媒の蒸発温度を用いた空気調和装置の運転制御を行い、かつ、暖房運転のような第2切換状態での冷凍サイクル運転において冷媒の凝縮温度を用いた空気調和装置の運転制御を行うことができるようになるため、コストダウンと制御性の確保とを両立させることができる。
Since this air conditioner includes a pressure detection mechanism that detects the pressure of the refrigerant flowing between the switching mechanism and the use side heat exchanger, when the switching mechanism is in the first switching state, the refrigerant evaporating temperature is set. The corresponding refrigerant pressure value can be detected, and when the switching mechanism is in the second switching state, the refrigerant pressure value corresponding to the refrigerant condensing temperature can be detected.
Thereby, the operation control of the air conditioner using the evaporation temperature of the refrigerant in the refrigeration cycle operation in the first switching state such as the cooling operation is performed only by one pressure detection mechanism, and the first operation such as the heating operation is performed. In the refrigeration cycle operation in the two-switching state, the operation control of the air conditioner using the refrigerant condensing temperature can be performed, so that both cost reduction and controllability can be achieved.
第2の発明にかかる空気調和装置は、第1の発明にかかる空気調和装置において、切換機構が第1切換状態の場合には、圧力検出機構によって検出される圧力値に基づいて圧縮機の容量制御を行い、切換機構が第2切換状態の場合には、圧力検出機構によって検出される圧力値に基づいて圧縮機の容量制御を行う。
この空気調和装置では、1つの圧力検出機構のみによって、冷房運転のような第1切換状態での冷凍サイクル運転における圧縮機の容量制御を冷媒の蒸発温度に基づいて行うことができ、かつ、暖房運転のような第2切換状態での冷凍サイクル運転における圧縮機の容量制御を冷媒の凝縮温度に基づいて行うことができる。
When the switching mechanism is in the first switching state in the air conditioning apparatus according to the first aspect of the present invention, the capacity of the compressor is based on the pressure value detected by the pressure detection mechanism. When the switching mechanism is in the second switching state, the compressor capacity is controlled based on the pressure value detected by the pressure detection mechanism.
In this air conditioner, the capacity control of the compressor in the refrigeration cycle operation in the first switching state such as the cooling operation can be performed based on the evaporation temperature of the refrigerant by only one pressure detection mechanism, and heating The capacity control of the compressor in the refrigeration cycle operation in the second switching state such as the operation can be performed based on the condensation temperature of the refrigerant.
第3の発明にかかる空気調和装置は、第2の発明にかかる空気調和装置において、切換機構が第2切換状態の場合には、圧力検出機構によって検出される圧力値に基づいて圧縮機の吐出圧力異常を検知する。
この空気調和装置では、暖房運転のような第2切換状態での冷凍サイクル運転において、圧縮機の吐出圧力異常を検知することができるため、1つの圧力検出機構のみによって、圧縮機を保護することができる。
An air conditioner according to a third aspect of the present invention is the air conditioner according to the second aspect, wherein when the switching mechanism is in the second switching state, the compressor discharges based on the pressure value detected by the pressure detection mechanism. Detects abnormal pressure.
In this air conditioner, the compressor discharge pressure abnormality can be detected in the refrigeration cycle operation in the second switching state such as the heating operation. Therefore, the compressor is protected by only one pressure detection mechanism. Can do.
第4の発明にかかる空気調和装置は、第2又は第3の発明にかかる空気調和装置において、冷媒回路は、圧縮機と熱源側熱交換器と膨張機構と切換機構とを含む熱源ユニットと、利用側熱交換器を含む利用ユニットとが、液冷媒連絡配管及びガス冷媒連絡配管を介して接続されることによって構成されている。熱源ユニットは、液冷媒連絡配管を介して利用側熱交換器の液側端に接続される膨張機構と液冷媒連絡配管との間に接続される液側閉鎖弁と、ガス冷媒連絡配管を介して利用側熱交換器のガス側端に接続される切換機構の一端とガス冷媒連絡配管との間に接続されるガス側閉鎖弁とをさらに有している。そして、この空気調和装置では、圧力検出機構によって検出される圧力値に基づいて閉鎖弁の開閉異常を検知する。
この空気調和装置では、閉鎖弁の開閉異常を検知することができるため、1つの圧力検出機構のみによって、圧縮機を保護することができる。
An air conditioner according to a fourth invention is the air conditioner according to the second or third invention, wherein the refrigerant circuit includes a compressor, a heat source side heat exchanger, an expansion mechanism, and a switching mechanism, The utilization unit including the utilization side heat exchanger is configured by being connected via a liquid refrigerant communication pipe and a gas refrigerant communication pipe. The heat source unit includes a liquid side shut-off valve connected between the expansion mechanism connected to the liquid side end of the use side heat exchanger via the liquid refrigerant communication pipe and the liquid refrigerant communication pipe, and a gas refrigerant communication pipe. And a gas side closing valve connected between one end of the switching mechanism connected to the gas side end of the utilization side heat exchanger and the gas refrigerant communication pipe. In this air conditioner, the opening / closing abnormality of the closing valve is detected based on the pressure value detected by the pressure detection mechanism.
In this air conditioner, since the opening / closing abnormality of the closing valve can be detected, the compressor can be protected by only one pressure detection mechanism.
第5の発明にかかる空気調和装置は、利用ユニットに液冷媒連絡配管及びガス冷媒連絡配管を介して接続される空気調和装置の熱源ユニットであって、冷媒を圧縮する圧縮機と、熱源側熱交換器と、液冷媒連絡配管に接続される液側閉鎖弁と、ガス冷媒連絡配管に接続されるガス側閉鎖弁と、切換機構とを備えている。切換機構は、熱源側熱交換器のガス側端、ガス側閉鎖弁、圧縮機の吸入側端及び圧縮機の吐出側端に接続されており、圧縮機の吐出側端と熱源側熱交換器のガス側端とを接続しかつ圧縮機の吸入側端とガス側閉鎖弁とを接続する第1切換状態と、圧縮機の吐出側端とガス側閉鎖弁とを接続しかつ圧縮機の吸入側端と熱源側熱交換器のガス側端とを接続する第2切換状態とに切り換え可能である。そして。この空気調和装置の熱源ユニットでは、切換機構とガス側閉鎖弁との間を流れる冷媒の圧力を検出する圧力検出機構を備えている。 An air conditioner according to a fifth aspect of the present invention is a heat source unit of an air conditioner connected to a utilization unit via a liquid refrigerant communication pipe and a gas refrigerant communication pipe, the compressor for compressing the refrigerant, and heat source side heat An exchanger, a liquid side closing valve connected to the liquid refrigerant communication pipe, a gas side closing valve connected to the gas refrigerant communication pipe, and a switching mechanism are provided. The switching mechanism is connected to the gas side end of the heat source side heat exchanger, the gas side closing valve, the suction side end of the compressor, and the discharge side end of the compressor, and the discharge side end of the compressor and the heat source side heat exchanger A first switching state in which the gas side end of the compressor is connected and the suction side end of the compressor is connected to the gas side shut-off valve, the discharge side end of the compressor is connected to the gas side shut-off valve, and the suction of the compressor is connected It can switch to the 2nd switching state which connects a side end and the gas side end of a heat-source side heat exchanger. And then. The heat source unit of the air conditioner includes a pressure detection mechanism that detects the pressure of the refrigerant flowing between the switching mechanism and the gas side shut-off valve.
この空気調和装置の熱源ユニットでは、切換機構とガス側閉鎖弁との間を流れる冷媒の圧力を検出する圧力検出機構を備えているため、冷媒連絡配管を介して利用ユニットと接続されることで構成された空気調和装置において、切換機構が第1切換状態の場合には冷媒の蒸発温度に対応する冷媒の圧力値を検出することができ、また、切換機構が第2切換状態の場合には冷媒の凝縮温度に対応する冷媒の圧力値を検出することができる。 Since the heat source unit of this air conditioner has a pressure detection mechanism that detects the pressure of the refrigerant flowing between the switching mechanism and the gas-side shut-off valve, it is connected to the utilization unit via the refrigerant communication pipe. In the constructed air conditioner, when the switching mechanism is in the first switching state, the pressure value of the refrigerant corresponding to the evaporation temperature of the refrigerant can be detected, and when the switching mechanism is in the second switching state. The pressure value of the refrigerant corresponding to the condensation temperature of the refrigerant can be detected.
これにより、冷媒連絡配管を介して利用ユニットと接続されることで構成された空気調和装置において、1つの圧力検出機構のみによって、冷房運転のような第1切換状態での冷凍サイクル運転において冷媒の蒸発温度を用いた空気調和装置の運転制御を行い、かつ、暖房運転のような第2切換状態での冷凍サイクル運転において冷媒の凝縮温度を用いた空気調和装置の運転制御を行うことができるようになるため、コストダウンと制御性の確保とを両立させることができる。 As a result, in the air conditioner configured by being connected to the utilization unit via the refrigerant communication pipe, the refrigerant in the refrigeration cycle operation in the first switching state such as the cooling operation is performed by only one pressure detection mechanism. Operation control of the air conditioner using the evaporation temperature can be performed, and operation control of the air conditioner using the condensation temperature of the refrigerant can be performed in the refrigeration cycle operation in the second switching state such as the heating operation. Therefore, both cost reduction and ensuring controllability can be achieved.
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
第1の発明では、1つの圧力検出機構のみによって、冷房運転のような第1切換状態での冷凍サイクル運転において冷媒の蒸発温度を用いた空気調和装置の運転制御を行い、かつ、暖房運転のような第2切換状態での冷凍サイクル運転において冷媒の凝縮温度を用いた空気調和装置の運転制御を行うことができるようになるため、コストダウンと制御性の確保とを両立させることができる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
In the first aspect of the invention, the operation control of the air conditioner using the evaporation temperature of the refrigerant is performed in the refrigeration cycle operation in the first switching state such as the cooling operation by only one pressure detection mechanism, and the heating operation is performed. In the refrigeration cycle operation in such a second switching state, the operation control of the air conditioner using the refrigerant condensing temperature can be performed, so that both cost reduction and securing of controllability can be achieved.
第2の発明では、1つの圧力検出機構のみによって、冷房運転のような第1切換状態での冷凍サイクル運転における圧縮機の容量制御を冷媒の蒸発温度に基づいて行うことができ、かつ、暖房運転のような第2切換状態での冷凍サイクル運転における圧縮機の容量制御を冷媒の凝縮温度に基づいて行うことができる。
第3の発明では、1つの圧力検出機構のみによって、圧縮機を保護することができる。
In the second invention, the capacity control of the compressor in the refrigeration cycle operation in the first switching state such as the cooling operation can be performed based on the evaporation temperature of the refrigerant by only one pressure detection mechanism, and the heating The capacity control of the compressor in the refrigeration cycle operation in the second switching state such as the operation can be performed based on the condensation temperature of the refrigerant.
In the third invention, the compressor can be protected by only one pressure detection mechanism.
第4の発明では、1つの圧力検出機構のみによって、圧縮機を保護することができる。
第5の発明では、冷媒連絡配管を介して利用ユニットと接続されることで構成された空気調和装置において、1つの圧力検出機構のみによって、冷房運転のような第1切換状態での冷凍サイクル運転において冷媒の蒸発温度を用いた空気調和装置の運転制御を行い、かつ、暖房運転のような第2切換状態での冷凍サイクル運転において冷媒の凝縮温度を用いた空気調和装置の運転制御を行うことができるようになるため、コストダウンと制御性の確保とを両立させることができる。
In the fourth invention, the compressor can be protected by only one pressure detection mechanism.
In 5th invention, in the air conditioning apparatus comprised by connecting with a utilization unit via refrigerant | coolant communication piping, the refrigerating cycle operation in the 1st switching state like a cooling operation is only by one pressure detection mechanism. And controlling the operation of the air conditioner using the refrigerant condensing temperature in the refrigeration cycle operation in the second switching state such as the heating operation. Therefore, it is possible to achieve both cost reduction and ensuring controllability.
以下、図面に基づいて、本発明にかかる空気調和装置及びそれに用いられる熱源ユニットの実施形態について説明する。
(1)空気調和装置の全体構成
図1は、本発明の一実施形態にかかる空気調和装置1の概略構成図である。空気調和装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、主として、室内の冷暖房に使用される装置である。空気調和装置1は、主として、熱源ユニット2と、利用ユニット4と、熱源ユニット2と利用ユニット4とを接続する液冷媒連絡配管6及びガス冷媒連絡配管7とを備えている。すなわち、本実施形態の空気調和装置1の蒸気圧縮式の冷媒回路10は、熱源ユニット2と、利用ユニット4と、液冷媒連絡配管6及びガス冷媒連絡配管7とが接続されることによって構成されている。
Embodiments of an air conditioner according to the present invention and a heat source unit used therefor will be described below with reference to the drawings.
(1) Overall Configuration of Air Conditioner FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air conditioner 1 according to an embodiment of the present invention. The air conditioner 1 is an apparatus mainly used for indoor air conditioning by performing a vapor compression refrigeration cycle operation. The air conditioner 1 mainly includes a
(2)利用ユニットの構成
利用ユニット4は、例えば、建物内の天井に埋め込みや吊り下げ、あるいは、室内の壁面に壁掛け等により設置されている。利用ユニット4は、液冷媒連絡配管6及びガス冷媒連絡配管7を介して熱源ユニット2に接続されており、冷媒回路10の一部を構成している。
(2) Configuration of Usage Unit The
次に、利用ユニット4の構成について説明する。利用ユニット4は、主として、冷媒回路10の一部を構成する利用側冷媒回路10aを備えている。この利用側冷媒回路10aは、主として、利用側熱交換器41を備えている。
利用側熱交換器41は、本実施形態において、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、冷房運転時や除湿運転時には冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の凝縮器として機能して室内空気を加熱する熱交換器である。尚、利用側熱交換器41の型式は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器に限定されず、種々の型式を使用することが可能である。
Next, the configuration of the
In the present embodiment, the use
利用ユニット4は、本実施形態において、ユニット内に室内空気を吸入して、熱交換した後に、室内に供給するための室内ファン43を備えており、室内空気と利用側熱交換器41を流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。室内ファン43は、ファンモータ43aによって駆動される。
また、利用ユニット4は、利用ユニット4を構成する各部の動作を制御する利用側制御部47を備えている。そして、利用側制御部47は、利用ユニット4の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、利用ユニット4を個別に操作するためのリモコン(図示せず)との間で制御信号等のやりとりを行ったり、熱源ユニット2との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
In the present embodiment, the
Further, the
(3)熱源ユニットの構成
熱源ユニット2は、例えば、屋上等の建物外に設置されている。熱源ユニット2は、液冷媒連絡配管6及びガス冷媒連絡配管7を介して利用ユニット4に接続されており、利用ユニット4の間で冷媒回路10を構成している。
次に、熱源ユニット2の構成について説明する。熱源ユニット2は、主として、冷媒回路10の一部を構成する熱源側冷媒回路10bを備えている。この熱源側冷媒回路10bは、主として、圧縮機21と、切換機構としての四路切換弁22と、熱源側熱交換器23と、膨張機構としての膨張弁24と、液側閉鎖弁25と、ガス側閉鎖弁26とを備えている。
(3) Configuration of Heat Source Unit The
Next, the configuration of the
圧縮機21は、運転容量を可変することが可能な圧縮機であり、本実施形態において、インバータにより制御されるモータ21aによって駆動される容積式圧縮機である。本実施形態において、圧縮機21は、1台のみであるが、これに限定されず、利用ユニットの接続台数等に応じて、2台以上の圧縮機が並列に接続されたものであってもよい。
四路切換弁22は、冷媒の循環方向を切り換えるための弁であり、熱源側熱交換器23のガス側端、利用側熱交換器41のガス側端、圧縮機21の吸入側端及び圧縮機21の吐出側端に接続されている。四路切換弁22は、冷房運転時には、熱源側熱交換器23を圧縮機21から吐出された冷媒の凝縮器として、かつ、利用側熱交換器41を膨張弁24において減圧された冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機21から吐出される冷媒を熱源側熱交換器23、膨張弁24及び利用側熱交換器41の順に循環させる第1切換状態(図1の四路切換弁22の実線を参照)にすることが可能である。また、四路切換弁22は、暖房運転時には、利用側熱交換器41を圧縮機21において吐出された冷媒の凝縮器として、かつ、熱源側熱交換器23を膨張弁24で減圧された冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機21から吐出される冷媒を利用側熱交換器41、膨張弁24及び熱源側熱交換器23の順に循環させる第2切換状態(図1の四路切換弁22の破線を参照)にすることが可能である。すなわち、四路切換弁22は、第1切換状態と第2切換状態とに切換可能な弁である。
The
The four-
熱源側熱交換器23は、本実施形態において、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、冷房運転時には冷媒の凝縮器として機能し、暖房運転時には冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。熱源側熱交換器23は、そのガス側が四路切換弁22に接続され、その液側が液冷媒連絡配管6に接続されている。尚、熱源側熱交換器23の型式は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器に限定されず、種々の型式を使用することが可能である。また、熱源側熱交換器23の熱源も室外空気に限定されず、水であってもよい。
In the present embodiment, the heat source
膨張弁24は、冷房運転時には熱源側熱交換器23において凝縮されて利用側熱交換器41に送られる冷媒を減圧し、暖房運転時には利用側熱交換器41において凝縮されて熱源側熱交換器23に送られる冷媒を減圧する電動膨張弁である。
熱源ユニット2は、本実施形態において、ユニット内に室外空気を吸入して、熱源側熱交換器23に供給した後に、室外に排出するための室外ファン27を備えており、室外空気と熱源側熱交換器23を流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。この室外ファン27は、ファンモータ27aによって駆動される。
The
In the present embodiment, the
液側閉鎖弁25及びガス側閉鎖弁26は、外部の機器・配管(具体的には、液冷媒連絡配管6及びガス冷媒連絡配管7)との接続口に設けられた弁である。液側閉鎖弁25は、熱源側熱交換器23に接続されている。ガス側閉鎖弁26は、四路切換弁22に接続されている。
また、熱源ユニット2には、四路切換弁22と利用側熱交換器41との間を流れる冷媒の圧力を検出する圧力検出機構としての高圧低圧兼用圧力センサ29が設けられている。この高圧低圧兼用圧力センサ29は、四路切換弁22が第1切換状態である場合には圧縮機21の吸入側の冷媒圧力を検出し、四路切換弁22が第2切換状態である場合には圧縮機21の吐出側の冷媒圧力を検出することができる。
The liquid
Further, the
また、熱源ユニット2は、熱源ユニット2を構成する各部の動作を制御する熱源側制御部28を備えている。そして、熱源側制御部28は、熱源ユニット2の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ、さらに、モータ21aを制御するインバータ回路等を有しており、利用ユニット4の利用側制御部47との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
The
以上のように、利用側冷媒回路10aと熱源側冷媒回路10bと冷媒連絡配管6、7とが接続されて、空気調和装置1の冷媒回路10が構成されている。そして、本実施形態の空気調和装置1は、熱源側制御部28と利用側制御部47とからなる制御部8によって、四路切換弁22により冷房運転と暖房運転とを切り換えて運転を行うとともに、利用ユニット4の運転負荷に応じて、熱源ユニット2及び利用ユニット4の各機器の制御を行うようになっている。
As described above, the use-side
(4)空気調和装置の動作
次に、本実施形態の空気調和装置1の動作について説明する。
本実施形態の空気調和装置1の運転としては、四路切換弁22を第1切換状態にして圧縮機21から吐出される冷媒を熱源側熱交換器23、膨張弁24及び利用側熱交換器41の順に循環させる冷凍サイクル運転としての冷房運転と、四路切換弁22を第2切換状態にして圧縮機21から吐出される冷媒を利用側熱交換器41、膨張弁24及び熱源側熱交換器23の順に循環させる冷凍サイクル運転としての暖房運転とを行うことができる。
(4) Operation | movement of an air conditioning apparatus Next, operation | movement of the air conditioning apparatus 1 of this embodiment is demonstrated.
As the operation of the air conditioner 1 of the present embodiment, the refrigerant discharged from the
以下、空気調和装置1の各運転の動作について説明する。
(A)冷房運転
冷房運転時は、四路切換弁22が第1切換状態(すなわち、図1の実線で示される状態)となっている。また、液側閉鎖弁25、ガス側閉鎖弁26は開にされ、膨張弁24は開度調節されるようになっている。
Hereinafter, each operation of the air conditioner 1 will be described.
(A) Cooling operation During the cooling operation, the four-
この冷媒回路10の状態で、圧縮機21、室外ファン27及び室内ファン43を運転すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機21に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となって吐出される。この高圧のガス冷媒は、四路切換弁22を経由して熱源側熱交換器23に送られて、室外ファン27によって供給される室外空気と熱交換を行って凝縮されて高圧の液冷媒となる。そして、この高圧の液冷媒は、膨張弁24によって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となった後に、液側閉鎖弁25及び液冷媒連絡配管6を経由して、利用ユニット4に送られる。
When the
そして、利用ユニット4に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、利用側熱交換器41に送られ、室内ファン43によって供給される室内空気と熱交換を行って蒸発されて低圧のガス冷媒となる。この低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡配管7を経由して熱源ユニット2に送られ、ガス側閉鎖弁26及び四路切換弁22を経由して、再び、圧縮機21に吸入される。
Then, the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant sent to the
ここで、上述の運転においては、高圧低圧兼用圧力センサ29によって検出される圧力値に基づいて圧縮機21の容量制御が行われている。より具体的には、冷媒の蒸発温度を一定にするために、冷媒の蒸発温度に対応する圧力値である高圧低圧兼用圧力センサ29によって検出される圧力値が一定になるように、圧縮機21を駆動するモータ21aの周波数を変化させることで、圧縮機21の容量制御を行うものである。例えば、高圧低圧兼用圧力センサ29によって検出される圧力値が高くなる傾向にある場合には、モータ21aの周波数を上げる制御(すなわち、圧縮機21の運転容量を上げる制御)を行って冷媒の蒸発温度を一定にし、高圧低圧兼用圧力センサ29によって検出される圧力値が低くなる傾向にある場合には、モータ21aの周波数を下げる制御(すなわち、圧縮機21の運転容量を下げる制御)を行って冷媒の蒸発温度を一定にする。
Here, in the above-described operation, the capacity control of the
また、装置据付後の試運転のように閉鎖弁25、26の開操作を行った直後に行う運転においては、閉鎖弁25、26の開操作を忘れたままで、四路切換弁22を第1切換状態にした冷凍サイクル運転を行うことがある。しかし、この空気調和装置1では、高圧低圧兼用圧力センサ29が設けられているため、高圧低圧兼用圧力センサ29によって検出される圧力値に基づいて(具体的には、閉鎖弁25、26が閉状態にあるときは、圧縮機21の吸入側の冷媒圧力が所定値よりも低下することに基づいて)、閉鎖弁25、26が閉状態にあるか否か(以下、開閉異常とする)を検知することができる。
Further, in the operation performed immediately after the opening operation of the closing
(B)暖房運転
暖房運転時は、四路切換弁22が第2切換状態(すなわち、図1の破線で示される状態)となっている。また、液側閉鎖弁25、ガス側閉鎖弁26は開にされ、膨張弁24は開度調節されるようになっている。
この冷媒回路10の状態で、圧縮機21、室外ファン27及び室内ファン43を運転すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機21に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となって吐出され、四路切換弁22、ガス側閉鎖弁26及びガス冷媒連絡配管7を経由して、利用ユニット4に送られる。
(B) Heating operation During the heating operation, the four-
When the
そして、利用ユニット4に送られた高圧のガス冷媒は、利用側熱交換器41において、室内空気と熱交換を行って凝縮されて高圧の液冷媒となった後、液冷媒連絡配管6を経由して熱源ユニット2に送られて液側閉鎖弁25を経由した後に、膨張弁24によって減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となる。この低圧の気液二相状態の冷媒は、熱源側熱交換器23に流入し、室外ファン27によって供給される室外空気と熱交換を行って蒸発されて低圧のガス冷媒となり、四路切換弁22を経由して、再び、圧縮機21に吸入される。
The high-pressure gas refrigerant sent to the
ここで、上述の運転においては、高圧低圧兼用圧力センサ29によって検出される圧力値に基づいて圧縮機21の容量制御が行われている。より具体的には、冷媒の凝縮温度を一定にするために、冷媒の凝縮温度に対応する圧力値である高圧低圧兼用圧力センサ29によって検出される圧力値が一定になるように、圧縮機21を駆動するモータ21aの周波数を変化させることで、圧縮機21の容量制御を行うものである。例えば、高圧低圧兼用圧力センサ29によって検出される圧力値が高くなる傾向にある場合には、モータ21aの周波数を下げる制御(すなわち、圧縮機21の運転容量を下げる制御)を行って冷媒の凝縮温度を一定にし、高圧低圧兼用圧力センサ29によって検出される圧力値が低くなる傾向にある場合には、モータ21aの周波数を上げる制御(すなわち、圧縮機21の運転容量を上げる制御)を行って冷媒の凝縮温度を一定にする。
Here, in the above-described operation, the capacity control of the
また、何らかの原因で圧縮機21の吐出側の冷媒圧力が異常に高くなる場合がある。しかし、この空気調和装置1では、高圧低圧兼用圧力センサ29が設けられているため、高圧低圧兼用圧力センサ29によって検出される圧力値に基づいて(具体的には、圧縮機21の吐出側の冷媒圧力が所定値よりも上昇することに基づいて)、圧縮機21の吐出側の冷媒圧力が異常に高くなっているかどうか(以下、吐出圧力異常とする)を検知することができる。
Further, the refrigerant pressure on the discharge side of the
(5)空気調和装置及びそれに用いられる熱源ユニットの特徴
本実施形態の空気調和装置1には、以下のような特徴がある。
(A)
本実施形態の空気調和装置1及びそれに用いられる熱源ユニット2では、切換機構としての四路切換弁22と、利用側熱交換器41との間を流れる冷媒の圧力を検出する圧力検出機構としての高圧低圧兼用圧力センサ29を備えているため、四路切換弁22が第1切換状態の場合には冷媒の蒸発温度に対応する冷媒の圧力値を検出することができ、また、四路切換弁22が第2切換状態の場合には冷媒の凝縮温度に対応する冷媒の圧力値を検出することができる。
(5) Features of the air conditioner and the heat source unit used therein The air conditioner 1 of the present embodiment has the following features.
(A)
In the air conditioner 1 of this embodiment and the
これにより、高圧低圧兼用圧力センサ29のみによって、冷房運転のような第1切換状態での冷凍サイクル運転において冷媒の蒸発温度を用いた空気調和装置1の運転制御(ここでは、冷媒の蒸発温度を一定にするための圧縮機21の容量制御)を行い、かつ、暖房運転のような第2切換状態での冷凍サイクル運転において冷媒の凝縮温度を用いた空気調和装置1の運転制御(ここでは、冷媒の凝縮温度を一定にするための圧縮機21の容量制御)を行うことができるようになるため、コストダウンと制御性の確保とを両立させることができる。
As a result, the operation control of the air conditioner 1 using the refrigerant evaporation temperature in the refrigeration cycle operation in the first switching state such as the cooling operation is performed only by the high pressure / low pressure sensor 29 (here, the refrigerant evaporation temperature is adjusted). Operation control of the air conditioner 1 using the condensation temperature of the refrigerant in the refrigeration cycle operation in the second switching state such as the heating operation (here, the capacity control of the
しかも、高圧低圧兼用圧力センサ29は、従来のような圧縮機21の吸入管(すなわち、四路切換弁22と圧縮機21の吸入側端との間)や圧縮機21の吐出管(すなわち、圧縮機21の吐出側端と四路切換弁22との間)に圧力センサを設ける場合に比べて、利用側熱交換器41に近い側において冷媒圧力の検出を行うことができるため、より正確な蒸発温度や凝縮温度を用いて空気調和装置1の運転制御を行うことができる。
Moreover, the high pressure /
(B)
本実施形態の空気調和装置1及びそれに用いられる熱源ユニット2では、装置据付後の試運転のように閉鎖弁25、26の開操作を行った直後に行う運転において、閉鎖弁25、26の開操作を忘れたままで、四路切換弁22を第1切換状態にした冷凍サイクル運転を行ったとしても、高圧低圧兼用圧力センサ29によって検出される圧力値に基づいて、閉鎖弁25、26の開閉異常を検知することができる。これにより、高圧低圧兼用圧力センサ29のみによって圧縮機21を保護することができる。
(B)
In the air conditioner 1 of this embodiment and the
また、本実施形態の空気調和装置1及びそれに用いられる熱源ユニット2では、暖房運転のような四路切換弁22を第2切換状態にした冷凍サイクル運転において、高圧低圧兼用圧力センサ29によって検出される圧力値に基づいて、圧縮機21の吐出圧力異常を検知することができる。これにより、高圧低圧兼用圧力センサ29のみによって圧縮機21を保護することができる。
Further, in the air conditioner 1 and the
(6)他の実施形態
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上述の実施形態では、1台の熱源ユニットに1台の利用ユニットが接続された構成を有する空気調和装置に本発明を適用した例を説明したが、これに限定されず、1台の熱源ユニットに複数台の利用ユニットが接続された構成や複数台の熱源ユニットに1台の利用ユニットが接続された構成、あるいは、複数台の熱源ユニットに複数台の利用ユニットが接続された構成を有する空気調和装置に本発明を適用してもよい。
(6) Other Embodiments While the embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments and can be changed without departing from the scope of the invention. It is.
For example, in the above-described embodiment, the example in which the present invention is applied to an air conditioner having a configuration in which one usage unit is connected to one heat source unit has been described. A configuration in which multiple usage units are connected to a heat source unit, a configuration in which one usage unit is connected to multiple heat source units, or a configuration in which multiple usage units are connected to multiple heat source units You may apply this invention to the air conditioning apparatus which has.
本発明を利用すれば、冷媒の循環方向を変更することによって冷暖房切換可能な冷媒回路を備えた空気調和装置及びそれに用いられる空気調和装置の熱源ユニットにおいて、コストダウンと制御性の確保とを両立させることができる。 By using the present invention, in an air conditioner equipped with a refrigerant circuit that can be switched between heating and cooling by changing the refrigerant circulation direction and a heat source unit of the air conditioner used therefor, both cost reduction and ensuring controllability are achieved. Can be made.
1 空気調和装置
2 熱源ユニット
6 液冷媒連絡配管
7 ガス冷媒連絡配管
10 冷媒回路
21 圧縮機
22 四路切換弁(切換機構)
23 熱源側熱交換器
24 膨張弁(膨張機構)
25 液側閉鎖弁
26 ガス側閉鎖弁
29 高圧低圧兼用圧力センサ(圧力検出機構)
41 利用側熱交換器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
23 heat source
25 Liquid
41 Use side heat exchanger
Claims (5)
熱源側熱交換器(23)と、
利用側熱交換器(41)と、
前記熱源側熱交換器の液側端と前記利用側熱交換器の液側端との間に接続される膨張機構(24)と、
前記熱源側熱交換器のガス側端、前記利用側熱交換器のガス側端、前記圧縮機の吸入側端及び前記圧縮機の吐出側端に接続されており、前記圧縮機から吐出される冷媒を前記熱源側熱交換器、前記膨張機構及び前記利用側熱交換器の順に循環させる第1切換状態と、前記圧縮機から吐出される冷媒を前記利用側熱交換器、前記膨張機構及び前記熱源側熱交換器の順に循環させる第2切換状態とに切り換え可能な切換機構(22)と、
が接続されてなる冷媒回路(10)と、
前記切換機構と前記利用側熱交換器との間を流れる冷媒の圧力を検出する圧力検出機構(29)と、
を備えた空気調和装置(1)。 A compressor (21) for compressing the refrigerant;
A heat source side heat exchanger (23);
A use side heat exchanger (41);
An expansion mechanism (24) connected between the liquid side end of the heat source side heat exchanger and the liquid side end of the utilization side heat exchanger;
Connected to the gas side end of the heat source side heat exchanger, the gas side end of the utilization side heat exchanger, the suction side end of the compressor, and the discharge side end of the compressor, and discharged from the compressor A first switching state in which refrigerant is circulated in the order of the heat source side heat exchanger, the expansion mechanism, and the usage side heat exchanger; and the refrigerant discharged from the compressor, the usage side heat exchanger, the expansion mechanism, and the A switching mechanism (22) capable of switching to a second switching state in which the heat source side heat exchanger is circulated in order;
A refrigerant circuit (10) connected to
A pressure detection mechanism (29) for detecting the pressure of the refrigerant flowing between the switching mechanism and the use side heat exchanger;
An air conditioner (1) comprising:
前記切換機構(22)が第2切換状態の場合には、前記圧力検出機構(29)によって検出される圧力値に基づいて前記圧縮機(21)の容量制御を行う、
請求項1に記載の空気調和装置(1)。 When the switching mechanism (22) is in the first switching state, capacity control of the compressor (21) is performed based on a pressure value detected by the pressure detection mechanism (29),
When the switching mechanism (22) is in the second switching state, capacity control of the compressor (21) is performed based on a pressure value detected by the pressure detection mechanism (29).
The air conditioner (1) according to claim 1.
前記熱源ユニットは、前記液冷媒連絡配管を介して前記利用側熱交換器の液側端に接続される前記膨張機構と前記液冷媒連絡配管との間に接続される液側閉鎖弁(25)と、前記ガス冷媒連絡配管を介して前記利用側熱交換器のガス側端に接続される前記切換機構の一端と前記ガス冷媒連絡配管との間に接続されるガス側閉鎖弁(26)とをさらに有しており、
前記圧力検出機構(29)によって検出される圧力値に基づいて前記閉鎖弁の開閉異常を検知する、
請求項2又は3に記載の空気調和装置(1)。 The refrigerant circuit (10) includes the heat source unit (2) including the compressor (21), the heat source side heat exchanger (23), the expansion mechanism (24), and the switching mechanism (22); The utilization unit (4) including the side heat exchanger (41) is configured to be connected via the liquid refrigerant communication pipe (6) and the gas refrigerant communication pipe (7).
The heat source unit is a liquid side shut-off valve (25) connected between the expansion mechanism connected to the liquid side end of the use side heat exchanger via the liquid refrigerant communication pipe and the liquid refrigerant communication pipe. And a gas side shut-off valve (26) connected between one end of the switching mechanism connected to the gas side end of the use side heat exchanger via the gas refrigerant communication pipe and the gas refrigerant communication pipe. In addition,
Detecting an abnormal opening / closing of the closing valve based on a pressure value detected by the pressure detection mechanism (29);
The air conditioner (1) according to claim 2 or 3.
冷媒を圧縮する圧縮機(21)と、
熱源側熱交換器(23)と、
前記液冷媒連絡配管に接続される液側閉鎖弁(25)と、
前記ガス冷媒連絡配管に接続されるガス側閉鎖弁(26)と、
前記熱源側熱交換器のガス側端、前記ガス側閉鎖弁、前記圧縮機の吸入側端及び前記圧縮機の吐出側端に接続されており、前記圧縮機の吐出側端と前記熱源側熱交換器のガス側端とを接続しかつ前記圧縮機の吸入側端と前記ガス側閉鎖弁とを接続する第1切換状態と、前記圧縮機の吐出側端と前記ガス側閉鎖弁とを接続しかつ前記圧縮機の吸入側端と前記熱源側熱交換器のガス側端とを接続する第2切換状態とに切り換え可能な切換機構(22)と、
前記切換機構と前記ガス側閉鎖弁との間を流れる冷媒の圧力を検出する圧力検出機構(29)と、
を備えた空気調和装置の熱源ユニット(2)。 A compressor (21) which is a heat source unit of an air conditioner connected to the utilization unit (4) via a liquid refrigerant communication pipe (6) and a gas refrigerant communication pipe (7), and compresses the refrigerant;
A heat source side heat exchanger (23);
A liquid side stop valve (25) connected to the liquid refrigerant communication pipe;
A gas-side stop valve (26) connected to the gas refrigerant communication pipe;
Connected to the gas side end of the heat source side heat exchanger, the gas side stop valve, the suction side end of the compressor, and the discharge side end of the compressor, the discharge side end of the compressor and the heat source side heat A first switching state connecting the gas side end of the exchanger and connecting the suction side end of the compressor and the gas side shut-off valve; and connecting the discharge side end of the compressor and the gas side shut-off valve And a switching mechanism (22) capable of switching to a second switching state connecting the suction side end of the compressor and the gas side end of the heat source side heat exchanger;
A pressure detection mechanism (29) for detecting the pressure of the refrigerant flowing between the switching mechanism and the gas side shut-off valve;
A heat source unit (2) of an air conditioner comprising:
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