JP2009068771A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】除霜運転時には、コンプレッサ12aの吐出冷媒の一部(図3中矢印G3)は、室内機40a、40bの室内熱交換器42内に流入する。室内熱交換器42では、冷媒を凝縮して室内機送風ファン43から送風される室内空気に放熱する。これにより、室内空気が冷媒により加熱されることになる。コンプレッサ12aの吐出冷媒の残り(図3中矢印G4)は、バイパス配管31を通して室外熱交換器17a、17bの冷媒入口171に流入する。このとき、冷媒は、室外熱交換器17a、17bを通過する際に、室外熱交換器17a、17bを加熱して霜を溶かす。このため、冷媒は液化して、この液相冷媒は、四方弁14(図1中c→b)を経てアキュムレータ19内に流れる。
【選択図】図3
Description
加熱運転時には、前記第1の熱交換器が前記コンプレッサから吐出される冷媒を凝縮して放熱し、この凝縮された冷媒が前記減圧器により減圧され、この減圧された冷媒が前記第2の熱交換器によって蒸発されて前記コンプレッサの吸入口側に戻るようになっている冷凍サイクル装置であって、
前記第1の熱交換器(40a、40b)と前記減圧器(16)との間に配置され、前記第1の熱交換器により凝縮された冷媒のうち液相冷媒を貯める第1の液相冷媒タンク(15)と、
前記第1の液冷媒タンクの冷媒出口と前記コンプレッサの冷媒吐出口との間に配設され、前記第1の液冷媒タンクの冷媒出口から供給される液相冷媒を加熱して昇圧する冷媒加熱器(22)と、
前記冷媒加熱器の冷媒出口と前記コンプレッサの冷媒吸入口との間を連通する第1のバイパス流路(32)と、
前記第2の熱交換器の前記減圧器側の冷媒入口(171)と前記コンプレッサの冷媒吐出口との間を連通する第2のバイパス通路(31)と、
前記第1、第2のバイパス流路をそれぞれ開閉する第1、第2の弁(29、30)と、
前記加熱運転時に前記第1、第2の弁をそれぞれ閉弁する第1の制御手段(102c)と、
除霜運転時に前記第1、第2の弁をそれぞれ開弁する第2の制御手段(202、207、208)と、を備え、
前記加熱運転時に、前記第1、第2の弁がそれぞれ閉弁した状態で、前記冷媒加熱器により加熱された冷媒が前記コンプレッサの吐出口側に戻るようになっており、
前記除霜運転時には、前記第1、第2の弁をそれぞれ開弁した状態で、前記コンプレッサからの吐出冷媒の一部が前記第1の熱交換器(40a、40b)および前記第1の液冷媒タンクを通過後に前記冷媒加熱器で加熱され、この加熱された冷媒が前記第1のバイパス流路(32)を通過して前記コンプレッサの冷媒吸入口側に流れ、また前記コンプレッサからの吐出冷媒の残りが前記第2のバイパス流路(31)および前記第2の熱交換器(17a、17b)を通過して前記コンプレッサの冷媒吸入口側に流れるようになっていることを特徴とする。
前記除霜運転時には、前記第1のバイパス流路(32)から前記気液分離器の冷媒入口側に流入する気相冷媒と前記第2の熱交換器(17a、17b)から前記気液分離器の冷媒入口側に流入する冷媒が合流するようになっており、
前記コンプレッサの吐出冷媒のうち前記第1の熱交換器側に流れる冷媒量と前記第2のバイパス流路(31)を通して前記第2の熱交換器側に流れる冷媒量との流量比を調整する流量比調整手段(29、30、32a)を備えており、
前記除霜運転時に前記流量比調整手段が前記流量比を調整することにより、前記第1のバイパス流路(32)から流出した気相冷媒と前記第2の熱交換器から流出した冷媒とが合流して前記気液分離器から前記コンプレッサの冷媒吸入口側に液相冷媒が溢れることを抑えるようになっていることを特徴とする。
前記気液分離器の冷媒下流側の冷媒圧力を検出する圧力検出手段(52)と、
前記除霜運転時に、前記温度検出手段の検出値と前記圧力検出手段の検出値とに基づいて、前記気液分離器から前記コンプレッサに気相冷媒だけが吸入されるように前記流量比調整手段を制御する第3の制御手段(207、208)と、
を備えることを特徴とする。
前記温度検出手段の検出値と前記圧力検出手段の検出値とに基づいて、前記気液分離器から前記コンプレッサに吸入される気相冷媒の過熱度が第1の過熱度より小さいか否かを判定する第1の判定手段(205)と、
前記温度検出手段の検出値と前記圧力検出手段の検出値とに基づいて、前記気液分離器から前記コンプレッサに吸入される気相冷媒の過熱度が前記第1の過熱度より大きい第2の過熱度よりも大きいか否かを判定する第2の判定手段(206)と、を備えており、
前記コンプレッサに吸入される気相冷媒の過熱度が第1の過熱度より小さいと前記第1の判定手段が判定したとき、前記第3の制御手段は、前記コンプレッサの吐出冷媒のうち前記第1の熱交換器側に流れる冷媒量を増やして前記第2の熱交換器側に流れる冷媒量を減らすように前記流量調整弁を制御するものであり、
前記気液分離器から前記コンプレッサに吸入される気相冷媒の過熱度が前記第2の過熱度よりも大きいと前記第2の判定手段が判定したとき、前記第3の制御手段は、前記コンプレッサの吐出冷媒のうち前記第1の熱交換器側に流れる冷媒量を減らして前記第2の熱交換器側に流れる冷媒量を増やすように前記流量調整弁を制御するものであることを特徴とする。
前記水冷式エンジンと前記冷媒加熱器との間に配設され、前記水冷式エンジンと前記冷媒加熱器との間で循環する前記エンジン冷却水が流れる温水回路(60)を備えており、
前記冷媒加熱器は、前記第1の液冷媒タンクから供給される液相冷媒と前記エンジン冷却水との間で熱交換して前記液相冷媒を加熱するものであることを特徴とする。
前記第1の逆止弁をバイパスして前記第1の液相冷媒タンク内と前記冷媒加熱器内を連通する第1の流路(27a)と、
前記第1の逆止弁(23)と前記冷媒加熱器との間に配設され、前記第1の液相冷媒タンクから前記第1の逆止弁を通して供給される液相冷媒を貯める第2の液相冷媒タンク(21)と、
前記第2の液相冷媒タンクの冷媒出口側と前記冷媒加熱器の冷媒入口側との間に配設され、前記冷媒加熱器の冷媒入口側から前記第2の液相冷媒タンクの冷媒出口側に冷媒が逆流することを止める第2の逆止弁(24)と、
前記第2の逆止弁をバイパスして前記第2の液相冷媒タンク内と前記冷媒加熱器内を連通する第2の流路(28a)と、
前記第1、第2の流路をそれぞれ開閉する第3、第4の弁(27、28)と、
前記加熱運転時に、前記第3の弁(27)を開放し、かつ前記第4の弁(28)を閉鎖して、前記第1の液相冷媒タンク(15)内からの液相冷媒を前記第1の逆止弁(23)を通して前記第2の液相冷媒タンク(21)内に供給する第1状態と、前記第3の弁(27)を閉鎖し、かつ前記第4の弁(28)を開放して、前記第2の液相冷媒タンク(21)内からの液相冷媒を前記第2の逆止弁(24)を通して前記冷媒加熱器(22)内に供給する第2状態と、交互に実施する第4の制御手段(103、104)と、
前記除霜運転時に、前記第3、第4の弁をそれぞれ閉弁する第5の制御手段(201)と、を備え、
前記除霜運転時に、前記第1の液相冷媒タンク(15)からの液相冷媒が、前記第1の逆止弁(23)、前記第2の液相冷媒タンク(21)および前記第2の逆止弁(24)を通して前記冷媒加熱器(22)に流れるようになっていることを特徴とする。
制御装置50は、センサ51、52、53の検出値に応じて、四方弁14、室外ファン18、電磁弁27〜29、冷却水ポンプ35、三方弁37、膨張弁16、41および室内機送風ファン43などを制御する。
(暖房運転)
図2は制御装置50の暖房運転時の制御処理を示すフローチャートである。
この除霜運転は、上述の暖房運転時において温度センサ53の検出温度が所定温度(例えば、0℃)以下になると、室外熱交換器17a、17bの外表面に表着した霜を解かすために実施される。以下、図3、図4を参照して除霜運転について説明する。図4は制御装置50の除霜運転時の制御処理を示すフローチャートである。
この場合、制御装置50が四方弁14を制御して、コンプレッサ12aの冷媒吐出側(図中a)と室外熱交換器17a、17b側(図中c)とを接続し、コンプレッサ12aの冷媒吸入口側(図中b)と室内機40a、40b側(図中d)とを接続を接続する。
(他の実施形態)
上述の実施形態では、温度センサ53の検出温度に応じて除霜運転を終了した例について説明したが、これに代えて、除霜運転開始後一定期間経過したら、温度センサ53の検出温度に関係なく、終了するようにしてもよい。
12a…コンプレッサ、13…オイルセパレータ、
13a…キャピラリチューブ、14…四方弁、15…レシーバ、
16…室外膨張弁、17a、17b…室外熱交換器、18…室外ファン、
19…アキュムレータ、20…副回路、21…液冷媒タンク、
22…冷媒加熱器、23〜26…逆止弁、27〜28…電磁弁、
29、30…電動弁
32a…キャピラリチューブ、35…冷却水ポンプ、36…サーモ弁、
37…三方弁、38…ラジエータ、41…室内膨張弁、
42…室内熱交換器、43…室内機送風ファン。
Claims (6)
- 冷媒を圧縮するコンプレッサ(12a)と、第1の熱交換器(40a、40b)、減圧器(16)、および第2の熱交換器(17a、17b)を備え、
加熱運転時には、前記第1の熱交換器が前記コンプレッサから吐出される冷媒を凝縮して放熱し、この凝縮された冷媒が前記減圧器により減圧され、この減圧された冷媒が前記第2の熱交換器によって蒸発されて前記コンプレッサの吸入口側に戻るようになっている冷凍サイクル装置であって、
前記第1の熱交換器(40a、40b)と前記減圧器(16)との間に配置され、前記第1の熱交換器により凝縮された冷媒のうち液相冷媒を貯める第1の液相冷媒タンク(15)と、
前記第1の液冷媒タンクの冷媒出口と前記コンプレッサの冷媒吐出口との間に配設され、前記第1の液冷媒タンクの冷媒出口から供給される液相冷媒を加熱して昇圧する冷媒加熱器(22)と、
前記冷媒加熱器の冷媒出口と前記コンプレッサの冷媒吸入口との間を連通する第1のバイパス流路(32)と、
前記第2の熱交換器の前記減圧器側の冷媒入口(171)と前記コンプレッサの冷媒吐出口との間を連通する第2のバイパス通路(31)と、
前記第1、第2のバイパス流路をそれぞれ開閉する第1、第2の弁(29、30)と、
前記加熱運転時に前記第1、第2の弁をそれぞれ閉弁する第1の制御手段(102c)と、
除霜運転時に前記第1、第2の弁をそれぞれ開弁する第2の制御手段(202、207、208)と、を備え、
前記加熱運転時に、前記第1、第2の弁がそれぞれ閉弁した状態で、前記冷媒加熱器により加熱された冷媒が前記コンプレッサの吐出口側に戻るようになっており、
前記除霜運転時には、前記第1、第2の弁をそれぞれ開弁した状態で、前記コンプレッサからの吐出冷媒の一部が前記第1の熱交換器(40a、40b)および前記第1の液冷媒タンクを通過後に前記冷媒加熱器で加熱され、この加熱された冷媒が前記第1のバイパス流路(32)を通過して前記コンプレッサの冷媒吸入口側に流れ、また前記コンプレッサからの吐出冷媒の残りが前記第2のバイパス流路(31)および前記第2の熱交換器(17a、17b)を通過して前記コンプレッサの冷媒吸入口側に流れるようになっていることを特徴とする冷凍サイクル装置。 - 前記コンプレッサの冷媒吸入口側に配設され、前記加熱運転時に前記第2の熱交換器(17a、17b)の下流側冷媒を気液分離して液相冷媒を貯める気液分離器(19)を備えており、
前記除霜運転時には、前記第1のバイパス流路(32)から前記気液分離器の冷媒入口側に流入する気相冷媒と前記第2の熱交換器(17a、17b)から前記気液分離器の冷媒入口側に流入する冷媒が合流するようになっており、
前記コンプレッサの吐出冷媒のうち前記第1の熱交換器側に流れる冷媒量と前記第2のバイパス流路(31)を通して前記第2の熱交換器側に流れる冷媒量との流量比を調整する流量比調整手段(29、30、32a)を備えており、
前記除霜運転時に前記流量比調整手段が前記流量比を調整することにより、前記第1のバイパス流路(32)から流出した気相冷媒と前記第2の熱交換器から流出した冷媒とが合流して前記気液分離器から前記コンプレッサの冷媒吸入口側に液相冷媒が溢れることを抑えるようになっていることを特徴とする請求項1に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記気液分離器の冷媒下流側の冷媒温度を検出する温度検出手段(51)と、
前記気液分離器の冷媒下流側の冷媒圧力を検出する圧力検出手段(52)と、
前記除霜運転時に、前記温度検出手段の検出値と前記圧力検出手段の検出値とに基づいて、前記気液分離器から前記コンプレッサに気相冷媒だけが吸入されるように前記流量比調整手段を制御する第3の制御手段(207、208)と、
を備えることを特徴とする請求項2に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記流量比調整手段は、前記第1、第2のバイパス流路(31、32)のうち少なくとも一方の流路に流れる冷媒量を調整して、前記コンプレッサの吐出冷媒のうち前記第1の熱交換器側に流れる冷媒量と前記第2のバイパス流路(31)を通して前記第2の熱交換器側に流れる冷媒量との流量比を調整する流量調整弁(29、30)であり、
前記温度検出手段の検出値と前記圧力検出手段の検出値とに基づいて、前記気液分離器から前記コンプレッサに吸入される気相冷媒の過熱度が第1の過熱度より小さいか否かを判定する第1の判定手段(205)と、
前記温度検出手段の検出値と前記圧力検出手段の検出値とに基づいて、前記気液分離器から前記コンプレッサに吸入される気相冷媒の過熱度が前記第1の過熱度より大きい第2の過熱度よりも大きいか否かを判定する第2の判定手段(206)と、を備えており、
前記コンプレッサに吸入される気相冷媒の過熱度が第1の過熱度より小さいと前記第1の判定手段が判定したとき、前記第3の制御手段は、前記コンプレッサの吐出冷媒のうち前記第1の熱交換器側に流れる冷媒量を増やして前記第2の熱交換器側に流れる冷媒量を減らすように前記流量調整弁を制御するものであり、
前記気液分離器から前記コンプレッサに吸入される気相冷媒の過熱度が前記第2の過熱度よりも大きいと前記第2の判定手段が判定したとき、前記第3の制御手段は、前記コンプレッサの吐出冷媒のうち前記第1の熱交換器側に流れる冷媒量を減らして前記第2の熱交換器側に流れる冷媒量を増やすように前記流量調整弁を制御するものであることを特徴とする請求項3に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記コンプレッサは、エンジン冷却水により冷却される水冷式エンジン(12)により駆動されるものであり、
前記水冷式エンジンと前記冷媒加熱器との間に配設され、前記水冷式エンジンと前記冷媒加熱器との間で循環する前記エンジン冷却水が流れる温水回路(60)を備えており、
前記冷媒加熱器は、前記第1の液冷媒タンクから供給される液相冷媒と前記エンジン冷却水との間で熱交換して前記液相冷媒を加熱するものであることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。 - 前記第1の液相冷媒タンク(15)の冷媒出口側と前記冷媒加熱器の冷媒入口側との間に配設され、前記冷媒加熱器の冷媒入口側から前記第1の液相冷媒タンクの冷媒出口側に冷媒が逆流することを止める第1の逆止弁(23)と、
前記第1の逆止弁をバイパスして前記第1の液相冷媒タンク内と前記冷媒加熱器内を連通する第1の流路(27a)と、
前記第1の逆止弁(23)と前記冷媒加熱器との間に配設され、前記第1の液相冷媒タンクから前記第1の逆止弁を通して供給される液相冷媒を貯める第2の液相冷媒タンク(21)と、
前記第2の液相冷媒タンクの冷媒出口側と前記冷媒加熱器の冷媒入口側との間に配設され、前記冷媒加熱器の冷媒入口側から前記第2の液相冷媒タンクの冷媒出口側に冷媒が逆流することを止める第2の逆止弁(24)と、
前記第2の逆止弁をバイパスして前記第2の液相冷媒タンク内と前記冷媒加熱器内を連通する第2の流路(28a)と、
前記第1、第2の流路をそれぞれ開閉する第3、第4の弁(27、28)と、
前記加熱運転時に、前記第3の弁(27)を開放し、かつ前記第4の弁(28)を閉鎖して、前記第1の液相冷媒タンク(15)内からの液相冷媒を前記第1の逆止弁(23)を通して前記第2の液相冷媒タンク(21)内に供給する第1状態と、前記第3の弁(27)を閉鎖し、かつ前記第4の弁(28)を開放して、前記第2の液相冷媒タンク(21)内からの液相冷媒を前記第2の逆止弁(24)を通して前記冷媒加熱器(22)内に供給する第2状態と、交互に実施する第4の制御手段(103、104)と、
前記除霜運転時に、前記第3、第4の弁をそれぞれ閉弁する第5の制御手段(201)と、を備え、
前記除霜運転時に、前記第1の液相冷媒タンク(15)からの液相冷媒が、前記第1の逆止弁(23)、前記第2の液相冷媒タンク(21)および前記第2の逆止弁(24)を通して前記冷媒加熱器(22)に流れるようになっていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。
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