JP2007225264A - 空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】圧縮機2a、2b、室外熱交換器4a、4b及びアキュームレータ5a、5bから少なくとも構成される複数の室外機1a、1bを有する空気調和器において、共通の液配管11と各室外機1a、1bの各室外熱交換器4a、4bとの間に、各室外機1a、1bに流入する冷媒量を調整するための流量調整弁5a、5bをそれぞれ備え、また、各室外機1a、1bの室外熱交換器4a、4bの出口側の過熱度をある値を上限とする範囲内に収めるように、かつ、圧縮機2a、2bの吐出過熱度を一定の範囲内に収めるように、各流量調整弁5a、5bの開度をそれぞれ調整する制御装置14(室外流量制御手段34)を備えるものである。
【選択図】図1
Description
図1はこの発明の実施の形態1に係る空気調和装置を示す構成図である。以下、この発明の実施の形態1について説明する。なお、ここでは室外機が2台、室内機が2台接続されているものとして説明する。図1において、1a、1bは室外機、8p、8qは室内機、22a、22bは各室外機より出るガス分岐管、24p、24qは各室内機より出るガス枝管、7はガス分岐管22a、22bとガス枝管24p、24qを接続する共通のガス配管、13はガス分岐管22a、22bと共通のガス配管7との接続点、23a、23bは各室外機より出る液分岐管、25p、25qは各内機より出る液枝管、11は液分岐管23a、23bと液枝管25p、25qを接続する共通の液配管、12は液分岐管23a、23bと共通の液配管11との接続点である。本実施の形態では、以上の管を含め、液(気液二相の場合も含む)が通過する管を液管とし、ガスが通過する管をガス管というものとする。
圧縮機吐出過熱度<30℃(しきい値)かつ、
0≦蒸発器出口過熱度<2℃(しきい値1)
となる状態である。圧縮機吸入状態が液バック状態であり、今後もこの状態が続く。
状態Bは、
圧縮機吐出過熱度<30℃(しきい値)かつ、
2℃(しきい値1)≦蒸発器出口過熱度<5℃(しきい値2)
となる状態である。圧縮機吸入状態は湿り気味であるが、蒸発器出口乾き度がある程度高いので、時間が経過すると吸入湿り状態が解消される可能性がある。
状態Cは、
圧縮機吐出過熱度<30℃(しきい値)かつ、
蒸発器出口過熱度>5℃(しきい値2)
となる状態である。圧縮機吸入状態は湿り気味であるが、蒸発器出口乾き度が高いので、時間が経過すると吸入湿り状態から高乾き状態となり性能低下する恐れがある。
状態Dは、
圧縮機吐出過熱度≧30℃(しきい値)かつ、
0≦蒸発器出口過熱度<5℃(しきい値2)
となる状態である。蒸発器出口乾き度ほぼ0近傍で性能が確保でき、なおかつ圧縮機吸入状態が良好である。
状態Eは、
圧縮機吐出過熱度≧30℃(しきい値)かつ、
蒸発器出口過熱度>5℃(しきい値2)
となる状態である。状態Eは圧縮機吸入状態がかなり乾いてアキュームレータ6a、6bに余剰冷媒がなく、性能低下の恐れがある。
状態Aの場合は、流量調整弁が開き過ぎているため、開度を減少させるものと判断する(ステップS8a、S8b)。
状態Bの場合は、流量制御弁の開度を変更する必要がないものと判断する(ステップS9a、S9b)。
状態Cの場合は、流量制御弁を絞り過ぎているため、開度を増加させるものと判断する。(ステップS10a、S10b)
状態Dの場合は、流量制御弁の開度は望ましい状態であり変更しないものと判断する(ステップS9a、S9b)。
状態Eの場合は、流量調整弁を絞り過ぎているため、開度を増加させるものと判断する(ステップS10a、S10b)。
図8は室外機を3台で構成した場合の制御装置14が行う制御の処理に関するフローチャートを表す図である。図8に基づいて、制御装置14が行う制御、特に室外流量制御手段34が行う流量調整弁の開度の制御について説明する。複数台の室外機で空気調和装置を構成することで、前記のように、図5の好ましい状態の開度範囲は各流量調整弁で一意的に決まらない。そして、各流量調整弁の開度範囲は他の流量調整弁の開度の相対関係にも依存する。接続点12で分岐した気液二相状態の冷媒が偏って分配され、求めた流量調整弁の開度が、予め想定して定めた開度の上限値・下限値の範囲を超えようとする場合にも、各流量調整弁の開度について、以下のような補正を行うことにより、より最適な均液・余剰冷媒処理を行うことができる。ここで、特に図示はしないが、3台目の室外機を室外機1cとし、室外機1c内の各手段について、符号にcを付すものとする。
図10は実施の形態3に係る圧縮機2a、2bに関するセンサの配設位置を表す図である。前記の実施の形態(特に実施の形態1)では、温度センサ20a、20bの温度から圧力センサ19a、19bで計測される圧力から換算される飽和温度を引くことで圧縮機吐出過熱度を算出した。本実施の形態では、圧縮機2a、2bの冷凍機油が溜まる部位の圧縮機シェル表面に温度センサ20t、20uを設け、圧縮機シェルにおける圧縮機シェル表面温度過熱度を判断して流量調整弁5a、5bの開度制御を実施する。
図12は実施の形態4に係る制御装置14が行う制御の処理に関するフローチャートを表す図である。前記の実施の形態(特に実施の形態1)では、各室外機1a、1bで余剰冷媒を偏りなく分配することを目的として、圧縮機吐出過熱度を一定値以上にし、蒸発器出口過熱度を0に近い状態にするように流量調整弁5a、5bの開度を制御するようにした。本実施形態では、1台の室外機(例えば室外機1a)のアキュームレータ6aに余剰冷媒を溜め、残りの室外機には余剰冷媒を溜めないようにすることを目的として、流量調整弁5a、5bの開度を制御する。基本的な空気調和装置の構成は図1と同じであるが、余剰冷媒を溜めようとする室外機1aのアキュームレータ6aの容積は、溜めようとする余剰冷媒に見合った分大きいものとする。
なお、ここでは、空気調和装置について説明した。本発明は、室内熱交換器4a、4bを蒸発器及び凝縮器に用いることができる冷暖房両用の空気調和装置で、余剰冷媒に差が出るような状況で特に効果を発揮するが、室内熱交換器4a、4bを蒸発器として用いるヒートポンプ等にも用いることができる。
Claims (12)
- 圧縮機、室外熱交換器及びアキュームレータから少なくとも構成される室外機を複数有する空気調和装置において、
共通の液配管と各室外機の各室外熱交換器との間に、前記各室外機に流入する冷媒量を調整するための流量調整弁をそれぞれ備え、
また、各室外機の前記室外熱交換器の出口側の過熱度をある値を上限とする範囲内に収めるように、かつ、圧縮機の吐出過熱度を一定の範囲内に収めるように、各流量調整弁の開度をそれぞれ調整する制御装置を備えることを特徴とする空気調和装置。 - 圧縮機、室外熱交換器及びアキュームレータから少なくとも構成されるある室外機と
圧縮機及び室外熱交換器から少なくとも構成される前記ある室外機以外の他の前記室外機とを有する空気調和装置において、
共通の液配管と各室外機の各室外熱交換器との間に、前記各室外機に流入する冷媒量を調整するための流量調整弁をそれぞれ備え、
また、ある室外機の前記室外熱交換器の出口側の過熱度を第1の範囲内に収め、また圧縮機の吐出過熱度を一定の範囲内に収めるように、前記ある室外機が備える流量調整弁の開度をそれぞれ調整し、また、前記他の室外機の前記室外熱交換器の出口側の過熱度を第2の範囲内に収めるように、前記他の室外機が備える流量調整弁の開度をそれぞれ調整する制御装置を備え、
少なくとも前記第2の範囲の上限値を前記第1の範囲の上限値よりも大きな値に設定することを特徴とする空気調和装置。 - さらに、前記第2の範囲の下限値を前記第1の範囲の上限値以上の値に設定することを特徴とす請求項2記載の空気調和装置。
- 前記制御装置は、前記圧縮機の吐出過熱度を一定の範囲内に収める代わりに、
前記圧縮機内の冷凍機油が滞留する部分における圧力換算飽和温度に対する前記滞留する部分の圧縮機シェル表面の過熱度を一定の範囲内に収めるように前記流量調整弁の開度を調整することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の空気調和装置。 - 前記制御装置は、前記圧縮機の吐出過熱度を一定の範囲内に収める代わりに、
前記圧縮機内の冷凍機油が滞留する部分における圧力換算飽和温度に対する前記滞留する部分の冷凍機油の過熱度を一定の範囲内に収めるように前記流量調整弁の開度を調整することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の空気調和装置。 - 前記制御装置は、前記流量調整弁の開度範囲を予め設定することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の空気調和装置。
- 前記制御装置は、前記各室外機を流れる冷媒流量に基づいて、前記各室外機の前記流量調整弁の開度範囲を補正することを特徴とする請求項6記載の空気調和装置。
- 前記制御装置は、前記各室外機を流れる冷媒流量に基づいて、前記各室外機の前記流量調整弁の開度を補正することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の空気調和装置。
- 吸入圧力、蒸発温度、圧縮機運転周波数、外気温度、要求能力のうちの1または複数の値に基づいて、前記各室外機を流れる冷媒流量を算出することを特徴とする請求項7または8記載の空気調和装置。
- 前記制御装置は、前記流量調整弁の開度の増減を判断したときに、設定した前記開度範囲を超える前記流量調整弁があると判断すると、前記流量調整弁の開度を前記開度範囲にし、前記開度範囲を超えない前記流量調整弁の開度が増減できるかどうかを判断し、増減できると判断すると、前記開度範囲を超えない前記流量調整弁の開度を増減させることを特徴とする請求項6記載の空気調和装置。
- 前記流量調整弁の開度に関する制御間隔を、前記空気調和装置の他の機器の制御間隔よりも長くすることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の空気調和装置。
- 前記各室外機を単体で構成した際に必要となるアキュームレータの容積に基づいて、前記各室外機のアキュームレータを構成することを特徴とする、請求項2及び3に係るものを除く、請求項1、4〜11のいずれかに記載の空気調和装置。
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