JP2009264612A - 冷凍装置 - Google Patents

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武夫 植野
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Abstract

【課題】所謂冷暖フリーのマルチタイプの冷凍装置において、室内熱交換器の動作の切り換えの円滑化を図る。
【解決手段】冷凍装置(1)は、圧縮機構(2)と、高圧ガス配管(H0)及び低圧ガス配管(L0)と、液配管(10)と、室外熱交換器(4)と、膨張機構(32,42,52,62,11c,11d)と、複数の室内熱交換器(31,41,51,61)とを有する冷媒回路(1G)を備えている。室内熱交換器(31,41,51,61)のガス側端は四路切換弁(33,43,53,63)によって高圧ガス配管(H0)と低圧ガス配管(L0)とに切換可能に接続されている。冷凍装置(1)は、四路切換弁(33,43,53,63)が室内熱交換器(31,41,51,61)のガス側端と低圧ガス配管(L0)とを接続している状態において、四路切換弁(33,43,53,63)の高圧ガス側を低圧ガス配管(L0)に連通させる連通路(81)を備えている。
【選択図】図1

Description

本発明は、冷凍装置に関し、特に、複数の利用側熱交換器を有する冷凍装置の運転状態の切換対策に係るものである。
従来より、冷凍装置には、特許文献1に開示されているように、1台の室外ユニットに対して複数の室内ユニットが接続され、それぞれの室内ユニットが独立して冷却運転や加熱運転を行う所謂冷暖フリーのマルチタイプの冷凍装置が知られている。この種の冷凍装置では、室外ユニットと複数の室内ユニットとの間には、圧縮機構の吐出側に接続された高圧ガス配管、圧縮機構の吸入側に接続された低圧ガス配管及び液配管がそれぞれ配設されている。また、室外ユニットは室外熱交換器を備える一方、室内ユニットは室内熱交換器を備えている。そして、該室内熱交換器の一端は上記液配管に接続される一方、他端は切換弁によって高圧ガス配管と低圧ガス配管とに切換可能に接続されている。上記冷凍装置では、上記切換弁を切り換えることにより、室内熱交換器と連通する配管(高圧ガス配管又は低圧ガス配管)が切り換わり、各室内ユニットにおいて個別に独立して冷却運転又は加熱運転を行うように構成されている。
特開2001−241798号公報
ところで、室内ユニットにおいて冷却運転が行われている際には、高圧ガス配管と室内熱交換器との連通が遮断されるため、該室内ユニットの切換弁内の高圧ガス配管と連通する空間では冷媒ガスが流動せずに滞留する。そして、該冷媒ガスは、時間の経過と共に温度が低下し、その温度が高圧圧力相当飽和温度より下回ると凝縮して液冷媒となる。また、冷媒に混入する冷凍機油も切換弁内において凝縮する。そのため、該室内ユニットにおいて冷却運転が長く行われると、液冷媒や冷凍機油が切換弁内に多量に溜まり込んでしまい、切換弁が切り換わり難くなるという問題があった。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、所謂冷暖フリーのマルチタイプの冷凍装置において、室内熱交換器の動作の切り換えの円滑化を図ることにある。
本発明は、圧縮機構(2)と、該圧縮機構(2)の吐出側及び吸入側に接続された高圧ガス配管(H0)及び低圧ガス配管(L0)と、液配管(10)と、熱源側熱交換器(4)と、膨張機構(32,42,52,62,11c,11d)と、複数の利用側熱交換器(31,41,51,61)とを有する冷媒回路(1G)を備え、前記熱源側熱交換器(4)の液側端は前記液配管(10)に接続される一方、前記熱源側熱交換器(4)のガス側端は前記圧縮機構(2)の吐出側と吸入側とに切換可能に接続され、前記利用側熱交換器(31,41,51,61)の液側端は前記液配管(10)に接続される一方、前記利用側熱交換器(31,41,51,61)のガス側端は切換弁(33,43,53,63)によって前記高圧ガス配管(H0)と前記低圧ガス配管(L0)とに切換可能に接続された冷凍装置であって、前記切換弁(33,43,53,63)が前記利用側熱交換器(31,41,51,61)のガス側端と前記低圧ガス配管(L0)とを接続している状態において、前記切換弁(33,43,53,63)の高圧ガス側を前記低圧ガス配管(L0)に連通させる連通手段(80)を備えている。
本発明では、切換弁(33,43,53,63)が利用側熱交換器(31,41,51,61)のガス側端と低圧ガス配管(L0)とを接続している状態において、連通手段(80)によって切換弁(33,43,53,63)の高圧ガス側を前記低圧ガス配管(L0)に連通させる。これにより、切換弁(33,43,53,63)内で凝縮した液冷媒は、低圧ガス配管(L0)に排出されることとなる。よって、切換弁(33,43,53,63)の切り換えが阻害されることなく円滑に切り換わる。
第2の発明は、第1の発明において、前記切換弁(33,43,53,63)には、前記利用側熱交換器(31,41,51,61)のガス側端と、前記高圧ガス配管(H0)の主管(H1)から前記利用側熱交換器(31,41,51,61)に向けて分岐された高圧分岐管(H3,H4,H5,H6)と、前記低圧ガス配管(L0)の主管(L1)から前記利用側熱交換器(31,41,51,61)に向けて分岐された低圧分岐管(L3,L4,L5,L6)とが接続され、前記連通手段(80)は、前記高圧分岐管(H3,H4,H5,H6)と前記低圧ガス配管(L0)とを連通する連通路(81)と、該連通路(81)に設けられた減圧弁(82)とを備えている。
第2の発明では、減圧弁(82)を開くと、高圧分岐管(H3,H4,H5,H6)と低圧ガス配管(L0)とが連通する。その結果、高圧分岐管(H3,H4,H5,H6)内の冷媒が連通路(81)を介して低圧ガス配管(L0)に引き込まれると共に、切換弁(33,43,53,63)内で凝縮した液冷媒及び冷凍機油も低圧ガス配管(L0)側へ吸引され、切換弁(33,43,53,63)内から排出される。
第3の発明は、第2の発明において、前記減圧弁(82)は開度が可変に構成される一方、前記連通手段(80)は、前記切換弁(33,43,53,63)内の液冷媒の溜まり込みを検知する液検知手段(90)と、前記液検知手段(90)が前記切換弁(33,43,53,63)内の液冷媒の溜まり込みを検知すると、前記減圧弁(82)の開度を増大させる開度増大手段(91)とを備えている。
なお、ここで、「切換弁(33,43,53,63)内の液冷媒の溜まり込みを検知する」には、実際に液冷媒の溜まり込みを直接的に検知するだけでなく、所定の条件から液冷媒の溜まり込みを予測して間接的に検知することも含まれる。
第3の発明では、液検知手段(90)によって切換弁(33,43,53,63)内に液冷媒が溜まり込んでいることが検知されると、開度増大手段(91)によって減圧弁(82)の開度が増大される。そのため、切換弁(33,43,53,63)内に溜まった液冷媒や冷凍機油が連通路(81)を介して低圧ガス配管(L0)に向かって流れ、切換弁(33,43,53,63)内から排出される。
第4の発明は、第3の発明において、前記連通手段(80)は、前記連通路(81)内の冷媒の温度を検知する温度センサ(83)と、前記冷媒回路(1G)の高圧冷媒圧力を検知する高圧圧力センサ(84)とを備え、前記液検知手段(90)は、前記高圧圧力センサ(84)の検出値に基づく高圧圧力相当飽和温度から前記温度センサ(83)の検出値を減じた値が所定の上限値よりも大きい状態が所定時間続くと、前記切換弁(33,43,53,63)内の液冷媒の溜まり込みを検知する。
第4の発明では、高圧分岐管(H3,H4,H5,H6)に接続された連通路(81)内の冷媒の温度が高圧圧力相当飽和温度より下回ると、切換弁(33,43,53,63)及び高圧分岐管(H3,H4,H5,H6)内の冷媒も高圧圧力相当飽和温度よりも下回り、凝縮して液冷媒となると予測される。そのため、連通路(81)内の冷媒の温度及び高圧冷媒圧力に基づく高圧圧力相当飽和温度を求めることで切換弁(33,43,53,63)内への液冷媒の溜まり込みの有無を間接的に検知することができる。
第5の発明は、第3の発明において、前記連通手段(80)は、前記切換弁(33,43,53,63)内の液冷媒の排出を検知する排出検知手段(92)と、前記排出検知手段(92)が前記切換弁(33,43,53,63)内の液冷媒の排出を検知すると前記減圧弁(82)を全閉とする閉制御手段(93)とを備えている。
第5の発明では、排出検知手段(92)によって切換弁(33,43,53,63)内から液冷媒が排出されたことが検知されると、閉制御手段(93)によって減圧弁(82)が全閉状態に制御される。そのため、切換弁(33,43,53,63)内から液冷媒が排出されると、減圧弁(82)が閉じられる。
第6の発明は、第5の発明において、前記連通手段(80)は、前記連通路(81)内の冷媒の温度を検知する温度センサ(83)と、前記冷媒回路(1G)の高圧冷媒圧力を検知する高圧圧力センサ(84)とを備え、前記排出検知手段(92)は、前記高圧圧力センサ(84)の検出値に基づく高圧圧力相当飽和温度から前記温度センサ(83)の検出値を減じた値が所定の下限値を下回ると、前記切換弁(33,43,53,63)内の液冷媒の排出を検知する。
第6の発明では、切換弁(33,43,53,63)内の液冷媒が連通路(81)を介して低圧ガス配管(L0)に排出されると、切換弁(33,43,53,63)、高圧分岐管(H3,H4,H5,H6)及び連通路(81)内には高圧のガス冷媒が供給される。該ガス冷媒の温度は高圧圧力相当飽和温度を上回っているため、連通路(81)内の冷媒の温度と高圧冷媒圧力に基づく高圧圧力相当飽和温度とを求めることで切換弁(33,43,53,63)内から液冷媒が排出されたか否かを間接的に検知することができる。
第7の発明は、第5の発明において、前記排出検知手段(92)は、前記減圧弁(82)の開度を検知する開度検出部(92a)を備え、該開度検出部(92a)が前記減圧弁(82)の全開状態を検出すると、前記切換弁(33,43,53,63)内の液冷媒の排出を検知する。
第7の発明では、減圧弁(82)の開度が全開状態になると、切換弁(33,43,53,63)内に溜まり込んだ液冷媒は、速やかに瞬時に低圧ガス配管(L0)へ流れる。よって、排出検知手段(92)の開度検出部(92a)により、減圧弁(82)が全開状態であることから切換弁(33,43,53,63)内から液冷媒が排出されたことを間接的に検知することができる。
第8の発明は、第1の発明において、前記連通手段(80)は、一端が前記切換弁(33,43,53,63)に接続される一方、他端が前記低圧ガス配管(L0)に接続されたキャピラリー通路(71)を備え、前記切換弁(33,43,53,63)は、前記高圧ガス配管(H0)の主管(H1)から前記利用側熱交換器(31,41,51,61)に向けて分岐された高圧分岐管(H3,H4,H5,H6)が接続された第1ポート(33a,43a,53a,63a)と、前記利用側熱交換器(31,41,51,61)のガス側端が接続された第2ポート(33b,43b,53b,63b)と、前記低圧ガス配管(L0)の主管(L1)から前記利用側熱交換器(31,41,51,61)に向けて分岐された低圧分岐管(L3,L4,L5,L6)が接続された第3ポート(33c,43c,53c,63c)と、前記キャピラリー通路(71)の一端が接続された第4ポート(33d,43d,53d,63d)とを有する四路切換弁(33,43,53,63)によって構成されている。
第8の発明では、利用側熱交換器(31,41,51,61)のガス側端が低圧ガス配管(L0)と連通する際に、高圧分岐管(H3,H4,H5,H6)はキャピラリー通路(71)と連通する。そのため、高圧分岐管(H3,H4,H5,H6)から切換弁(33,43,53,63)内に流入した高圧の冷媒は、キャピラリー通路(71)を介して低圧ガス配管(L0)へ少しずつ導かれ、切換弁(33,43,53,63)内に滞留しない。そのため、切換弁(33,43,53,63)内で冷媒が凝縮してしまうことが抑制される。
第9の発明は、第1の発明において、前記熱源側熱交換器(4)のガス側端と前記圧縮機構(2)の吐出側とを接続する第1の状態と、前記熱源側熱交換器(4)のガス側端と前記圧縮機構(2)の吸入側とを接続する第2の状態とに切換可能な切換手段(3A)と、前記冷媒回路(1G)の冷凍サイクルの動作を制御する制御手段(70)とを備え、前記制御手段(70)は、前記冷媒回路(1G)において、前記複数の利用側熱交換器(31,41,51,61)の少なくとも1つが蒸発器として作動し、他の少なくとも1つがデフロストを行い、前記熱源側熱交換器(4)が前記切換手段(3A)によって第2の状態に切り換えられているときに、前記高圧冷媒圧力が所定の上限値を超えていると、前記熱源側熱交換器(4)への送風量の低減と、前記熱源側熱交換器(4)の第2の状態から第1の状態への切換と、前記圧縮機構(2)の容量低減と、前記圧縮機構(2)の停止とについて順に制御を行うように構成されている。
第9の発明では、制御手段(70)は、複数の利用側熱交換器(31,41,51,61)の少なくとも1つが蒸発器として作動し、他の少なくとも1つがデフロストを行い、熱源側熱交換器(4)が蒸発器として作動しているときに、冷媒回路(1G)の高圧冷媒圧力が所定の上限値を超えて上昇すると、まず、熱源側熱交換器(4)への送風量を低減して、高圧冷媒圧力が所定の上限値を下回るように制御する。それでも高圧冷媒圧力が低下しない場合には、制御手段(70)は、切換手段(3A)を切り換えて熱源側熱交換器(4)を凝縮器として作動させる。また、それでも高圧冷媒圧力が低下しない場合には、制御手段(70)は、圧縮機構(2)の容量を減少させる。さらになお、高圧冷媒圧力が低下しない場合には、制御手段(70)は、圧縮機構(2)を停止する。
第10の発明は、第1の発明において、前記熱源側熱交換器(4)のガス側端と前記圧縮機構(2)の吐出側とを接続する第1の状態と、前記熱源側熱交換器(4)のガス側端と前記圧縮機構(2)の吸入側とを接続する第2の状態とに切換可能な切換手段(3A)と、前記冷媒回路(1G)の冷凍サイクルの動作を制御する制御手段(70)とを備え、前記制御手段(70)は、前記冷媒回路(1G)において、前記複数の利用側熱交換器(31,41,51,61)の少なくとも1つが蒸発器として作動し、他の少なくとも1つがデフロストを行い、前記熱源側熱交換器(4)が前記切換手段(3A)によって第1の状態に切り換えられているときに、前記高圧冷媒圧力が所定の下限値を下回っていると、前記熱源側熱交換器(4)への送風量の低減と、前記熱源側熱交換器(4)の第1の状態から第2の状態への切換と、前記圧縮機構(2)の容量増大とについて順に制御を行うように構成されている。
第10の発明では、制御手段(70)は、複数の利用側熱交換器(31,41,51,61)の少なくとも1つが蒸発器として作動し、他の少なくとも1つがデフロストを行い、熱源側熱交換器(4)が凝縮器として作動しているときに、冷媒回路(1G)の高圧冷媒圧力が所定の下限値を下回ると、まず、熱源側熱交換器(4)への送風量を低減して、高圧冷媒圧力が所定の下限値よりも上昇するように制御する。それでも高圧冷媒圧力が上昇しない場合には、制御手段(70)は、切換手段(3A)を切り換えて熱源側熱交換器(4)を蒸発器として作動させる。また、それでも高圧冷媒圧力が上昇しない場合には、制御手段(70)は、圧縮機構(2)の容量を増大させる。
本発明によれば、連通手段(80)を備えているため、切換弁(33,43,53,63)が利用側熱交換器(31,41,51,61)のガス側端と低圧ガス配管(L0)とを接続している状態のときに、切換弁(33,43,53,63)の高圧ガス側を低圧ガス配管(L0)に連通させることができる。これにより、切換弁(33,43,53,63)内で冷媒が凝縮して液冷媒となった場合であっても、該液冷媒及び冷媒と共に凝縮した冷凍機油を低圧ガス配管(L0)に排出することができる。従って、液冷媒及び冷凍機油によって切換弁(33,43,53,63)の切り換えが阻害されることがなく、切り換えを円滑に行うことができる。
また、第2の発明によれば、切換弁(33,43,53,63)内で冷媒が凝縮して液冷媒となった場合であっても、減圧弁(82)を開くことにより、液冷媒及び冷媒と共に凝縮した冷凍機油を連通路(81)を介して低圧ガス配管(L0)側に容易に排出することができる。従って、切換弁(33,43,53,63)の切り換えを円滑に行うことができる。
また、第3の発明によれば、液検知手段(90)によって切換弁(33,43,53,63)内に液冷媒が溜まり込んでいることが検知されると、開度増大手段(91)によって減圧弁(82)の開度が増大される。そのため、切換弁(33,43,53,63)内に液冷媒が溜まり込んだときにだけ減圧弁(82)を開き、必要に応じて切換弁(33,43,53,63)の開度を増大させることにより、切換弁(33,43,53,63)内の液冷媒及び冷凍機油を適宜、迅速に排出することができる。
また、第4の発明によれば、高圧冷媒圧力を検知する高圧圧力センサ(84)と連通路(81)内の冷媒の温度を検知する温度センサ(83)とを設けるだけで、切換弁(33,43,53,63)内への液冷媒の溜まり込みを検知することができる。従って、複雑な検知手段を設けることなく、容易に切換弁(33,43,53,63)内への液冷媒の溜まり込みを検知することができる。
また、第5の発明によれば、排出検知手段(92)によって切換弁(33,43,53,63)内から液冷媒が排出されたことが検知されると、閉制御手段(93)によって減圧弁(82)が全閉状態に制御される。よって、切換弁(33,43,53,63)内に液冷媒が溜まり込んだときにだけ減圧弁(82)を開けて液冷媒を排出し、排出後には減圧弁(82)を閉じ、高圧の冷媒が無駄に低圧ガス配管(L0)に流れ込むことを抑制することができる。
また、第6の発明によれば、連通路(81)を流れる冷媒の温度を検知する温度センサ(83)と高圧冷媒圧力を検知する高圧圧力センサ(84)とを設けるだけで、切換弁(33,43,53,63)内から液冷媒が排出されたことを間接的に検知することができる。従って、複雑な検知手段を設けることなく、容易に切換弁(33,43,53,63)内から液冷媒が排出されたことを検知することができる。
また、第7の発明によれば、減圧弁(82)の開度を検知する開度検出部(92a)を設けるだけで、切換弁(33,43,53,63)内から液冷媒が排出されたことを間接的に検知することができる。従って、複雑な検知手段を設けることなく、容易に切換弁(33,43,53,63)内から液冷媒が排出されたことを検知することができる。
また、第8の発明によれば、高圧分岐管(H3,H4,H5,H6)が利用側熱交換器(31,41,51,61)と連通されない状態が長く続いても、切換弁(33,43,53,63)内の高圧の冷媒はキャピラリー通路(71)を介して低圧ガス配管(L0)へ少しずつ導かれるため、切換弁(33,43,53,63)内で冷媒が滞留して凝縮してしまうことを抑制することができる。そのため、切換弁(33,43,53,63)内に液冷媒が溜まり込んでしまうことを防止することができ、切換弁(33,43,53,63)の切り換えを円滑に行うことができる。
また、第8の発明によれば、切換弁(33,43,53,63)の第4ポート(33d,43d,53d,63d)と低圧ガス配管(L0)とにキャピラリー通路(71)を接続するだけで、上記連通手段(80)を容易に構成することができる。さらに、キャピラリー通路(71)を用いることで、高圧の冷媒が無駄に低圧ガス配管(L0)に流れ込むことを抑制しつつ、切換弁(33,43,53,63)内で凝縮した液冷媒を好適に排出することができる。
また、第9及び第10の発明によれば、制御手段(70)によって、熱源側熱交換器(4)又は圧縮機構(2)の動作を制御することにより、高圧冷媒圧力の異常上昇又は異常低下を抑制し、冷凍サイクルの安定化を図ることができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
《発明の実施形態1》
本発明の実施形態1について説明する。
−全体構成−
図1に示すように、本実施形態に係る冷凍装置(1)は、室外ユニット(1A)と複数の室内ユニット(1B,1C,1D,1E)とを有し、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路(1G)を備えている。
〈室外ユニット〉
上記室外ユニット(1A)は、インバータ圧縮機(2A)と、第1ノンインバータ圧縮機(2B)と、第2ノンインバータ圧縮機(2C)とを備えている。また室外ユニット(1A)は、第1四路切換弁(3A)及び第2四路切換弁(3B)と熱源側熱交換器である室外熱交換器(4)とを備えている。
上記圧縮機(2A,2B,2C)は、例えば、密閉型の高圧ドーム型スクロール圧縮機で構成されている。上記インバータ圧縮機(2A)は、電動機がインバータ制御されて容量が段階的又は連続的に可変となるように構成されている。一方、上記第1ノンインバータ圧縮機(2B)及び第2ノンインバータ圧縮機(2C)は、電動機が常に一定回転数で駆動する一定容量式のものである。
上記インバータ圧縮機(2A)と第1ノンインバータ圧縮機(2B)と第2ノンインバータ圧縮機(2C)とは、冷凍装置(1)の圧縮機構(2)を構成している。また、上記インバータ圧縮機(2A)、第1ノンインバータ圧縮機(2B)及び第2ノンインバータ圧縮機(2C)の吐出管(5a,5b,5c)は、1本の第1高圧ガス管(8)に接続されている。吐出管(5a,5b,5c)には、逆止弁(7)が設けられている。
上記第1高圧ガス管(8)は、第1四路切換弁(3A)の第1ポート(A1)に接続されている。第1高圧ガス管(8)の中途部には、第2高圧ガス管(17)の一端が接続されている。第1四路切換弁(3A)の第2ポート(A2)には、室外ガス管(9)の一端が接続されている。第1四路切換弁(3A)の第3ポート(A3)には、吸入連絡管(6f)が接続されている。なお、吸入連絡管(6f)は、逆止弁(7)を介して後述する第2ノンインバータ圧縮機(2C)の吸入管(6c)に接続されている。また、第1四路切換弁(3A)の第4ポート(A4)は閉鎖されている。
上記第1四路切換弁(3A)は、第1ポート(A1)と第2ポート(A2)とが連通し、第3ポート(A3)と第4ポート(A4)とが連通する第1の状態(図の実線参照)と、第1ポート(A1)と第4ポート(A4)とが連通し、第2ポート(A2)と第3ポート(A3)が連通する第2の状態(図の破線参照)とに切り換え可能に構成されている。
上記室外熱交換器(4)のガス側端部には、上記室外ガス管(9)の他端が接続されている。上記室外熱交換器(4)の液側端部には、本発明に係る液配管(10)の一端が接続されている。該液配管(10)の中途部には、液冷媒を貯留するレシーバ(14)が設けられている。
上記液配管(10)は、第1流入管(10a)と第1流出管(10b)と液連絡管(10f)と後述する液分岐管(R3,R4,R5,R6)、又は液分岐管(R3,R4,R5,R6)と液連絡管(10f)と第2流入管(10c)とバイパス管(10e)と第1流出管(10b)と第2流出管(10d)とによって構成される。
第1流入管(10a)は、室外熱交換器(4)の液側端部とレシーバ(14)とに接続されている。第1流入管(10a)には、レシーバ(14)への冷媒の流入のみを許容する逆止弁(7)が設けられている。
第1流出管(10b)は、一端がレシーバ(14)に接続され、他端は液連絡管(10f)の一端に接続されている。第1流出管(10b)には、レシーバ(14)からの冷媒の流出のみを許容する逆止弁(7)が設けられている。
第2流入管(10c)は、一端が第1流出管(10b)と液連絡管(10f)との接続部に接続され、他端が第1流入管(10a)の中途部に接続されている。第2流入管(10c)には、本発明に係る膨張機構としての膨張弁(11c)が設けられると共に、該膨張弁(11c)をバイパスするバイパス管(10e)が接続されている。バイパス管(10e)には、電磁弁(12)が設けられている。また、第2流入管(10c)のバイパス管(10e)よりもレシーバ(14)側には、レシーバ(14)への冷媒の流入のみを許容する逆止弁(7)が設けられている。
第2流出管(10d)は、一端が第1流出管(10b)の中途部に接続され、他端が第1流入管(10a)の第2流入管(10c)との接続部よりも室外熱交換器(4)側に接続されている。第2流出管(10d)には、本発明の膨張機構としての膨張弁(11d)が設けられている。
上記室外熱交換器(4)は、例えば、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って、熱源ファンである室外ファン(4F)が近接して配置されている。
上記インバータ圧縮機(2A)の吸入管(6a)は、低圧ガス管(15)の一端に接続されている。また、低圧ガス管(15)の一端には分岐管(6d)が接続されている。分岐管(6d)は、逆止弁(7)を介して第2四路切換弁(3B)の第1ポート(B1)に接続されている。
上記第1ノンインバータ圧縮機(2B)の吸入管(6b)は、第2四路切換弁(3B)の第2ポート(B2)に接続されている。第1ノンインバータ圧縮機(2B)の吸入管(6b)には、分岐管(6e)が接続されている。分岐管(6e)は、逆止弁(7)を介してインバータ圧縮機(2A)の吸入管(6a)に接続されている。
上記第2ノンインバータ圧縮機(2C)の吸入管(6c)は、前述の吸入連絡管(6f)の他端に接続されている。第2ノンインバータ圧縮機(2C)の吸入管(6c)には、連絡管(6g)が接続されている。連絡管(6g)は、第1ノンインバータ圧縮機(2B)の吸入管(6b)に接続されている。
第2四路切換弁(3B)の第3ポート(B3)は閉鎖され、第4ポート(B4)にはレシーバ(14)と第2高圧ガス管(17)とを接続するガス抜き管(28)の分岐管(28a)が接続されている。ガス抜き管(28)には、電磁弁(13)が設けられている。
上記第2四路切換弁(3B)は、第1ポート(B1)と第2ポート(B2)とが連通し、第3ポート(B3)と第4ポート(B4)とが連通する第1の状態(図の実線参照)と、第1ポート(B1)と第4ポート(B4)とが連通し、第2ポート(B2)と第3ポート(B3)が連通する第2の状態(図の破線参照)とに切り換え可能に構成されている。
第2高圧ガス管(17)、低圧ガス管(15)及び液連絡管(10f)は室外ユニット(1A)から室内側に向かって延びている。低圧ガス管(15)及び液連絡管(10f)の室外ユニット(1A)内部分であって室内側端部には、それぞれ閉鎖弁(20)が設けられている。
上記吐出管(5a,5b,5c)と第1高圧ガス管(8)と第2高圧ガス管(17)とにより、圧縮機構(2)の吐出側に接続された高圧ガス配管(H0)の主管(H1)が構成されている。また、高圧ガス配管(H0)は、主管(H1)と、該主管(H1)から室内ユニット(1B,1C,1D,1E)に向かって分岐する高圧分岐管(H3,H4,H5,H6)とにより構成されている。
また、上記低圧ガス管(15)と分岐管(6d)と連絡管(6g)と吸入管(6a,6b,6c)とにより、又は上記低圧ガス管(15)と吸入管(6a)とにより、圧縮機構(2)の吸入側に接続された低圧ガス配管(L0)の主管(L1)が構成されている。また、低圧ガス配管(L0)は、主管(L1)と、該主管(L1)から室内ユニット(1B,1C,1D,1E)に向かって分岐する低圧分岐管(L3,L4,L5,L6)とにより構成されている。
さらに、上記第1流入管(10a)と第1流出管(10b)と液連絡管(10f)とにより、又は液連絡管(10f)と第2流入管(10c)とバイパス管(10e)と第1流出管(10b)と第2流出管(10d)とにより、液配管(10)の主管(R1)が構成されている。また、液配管(10)は、主管(R1)と、該主管(R1)から室内ユニット(1B,1C,1D,1E)に向かって分岐する液分岐管(R3,R4,R5,R6)とにより構成されている。
〈室内ユニット〉
上記室内ユニット(1B,1C,1D,1E)は、それぞれ利用側熱交換器である室内熱交換器(31,41,51,61)と、膨張機構である膨張弁(32,42,52,62)と、四路切換弁(33,43,53,63)とを備えている。なお、室内熱交換器(31,41,51,61)は、例えば、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って、利用側ファンである室内ファン(31F,41F,51F,61F)が近接して配置されている。
また、室内ユニット(1B,1C,1D,1E)には、高圧ガス配管(H0)の主管(H1)から室内ユニット(1B,1C,1D,1E)に向かって分岐された高圧分岐管(H3,H4,H5,H6)と、低圧ガス配管(L0)の主管(L1)から室内ユニット(1B,1C,1D,1E)に向かって分岐された低圧分岐管(L3,L4,L5,L6)と、液配管(10)の主管(R1)から室内ユニット(1B,1C,1D,1E)に向かって分岐された液分岐管(R3,R4,R5,R6)とがそれぞれ配設されている。
四路切換弁(33,43,53,63)は、それぞれ第1ポート(33a,43a,53a,63a)、第2ポート(33b,43b,53b,63b)、第3ポート(33c,43c,53c,63c)及び第4ポート(33d,43d,53d,63d)を有している。第1ポート(33a,43a,53a,63a)には、上記高圧分岐管(H3,H4,H5,H6)が接続されている。第2ポート(33b,43b,53b,63b)には、上記室内熱交換器(31,41,51,61)のガス側端部が接続されている。第3ポート(33c,43c,53c,63c)には、上記低圧分岐管(L3,L4,L5,L6)が接続されている。第4ポート(33d,43d,53d,63d)は閉塞されている。
四路切換弁(33,43,53,63)は、第1ポート(33a,43a,53a,63a)と第4ポート(33d,43d,53d,63d)とが連通し、第2ポート(33b,43b,53b,63b)と第3ポート(33c,43c,53c,63c)とが連通する第1の状態(図の実線参照)と、第1ポート(33a,43a,53a,63a)と第2ポート(33b,43b,53b,63b)とが連通し、第3ポート(33c,43c,53c,63c)と第4ポート(33d,43d,53d,63d)とが連通する第2の状態(図の破線参照)とに切換可能に構成されている。四路切換弁(33,43,53,63)は、本体、パイロット弁及びパイロット弁駆動用ソレノイドを有する四路切換弁によって構成され、コントローラ(70)からの制御指令に基づいてパイロット弁駆動用ソレノイドがパイロット弁を駆動し、本体を上記第1の状態又は第2の状態に切り換える。
上記液分岐管(R3,R4,R5,R6)は、室内熱交換器(31,41,51,61)の液側端部に接続されている。また、上記膨張弁(32,42,52,62)は、室内熱交換器(31,41,51,61)の液側端部に設けられている。
〈連通手段〉
冷凍装置(1)は、室内熱交換器(31,41,51,61)と低圧分岐管(L3,L4,L5,L6)とが連通している状態において、四路切換弁(33,43,53,63)の高圧ガス側を低圧ガス配管(L0)に連通させる連通手段(80)を備えている。
連通手段(80)は、高圧分岐管(H3,H4,H5,H6)と低圧ガス配管(L0)とを連通する連通管(81)と、連通管(81)に設けられ、開度が可変に構成された減圧弁(82)とを備えている。なお、本実施形態では、連通管(81)の一端は、低圧ガス配管(L0)の低圧分岐管(L3,L4,L5,L6)に接続されているが、主管(L1)に接続されていてもよい。
また、連通手段(80)は、四路切換弁(33,43,53,63)内に液冷媒が溜まり込んでいることを検知する液検知手段(90)と、該液検知手段(90)が四路切換弁(33,43,53,63)内の液冷媒の溜まり込みを検知すると、減圧弁(82)の開度を増大させる開度増大手段(91)とを備えている。また、連通手段(80)は、連通管(81)内の冷媒の温度を検知する温度センサ(83)と、冷媒回路(1G)の高圧冷媒圧力を検知する高圧圧力センサ(84)とを備えている。
さらに、連通手段(80)は、四路切換弁(33,43,53,63)から液冷媒が排出されたことを検知する排出検知手段(92)と、該排出検知手段(92)が四路切換弁(33,43,53,63)の液冷媒の排出を検知すると上記減圧弁(82)を全閉とする閉制御手段(93)とを備えている。また、排出検知手段(92)は、上記減圧弁(82)の開度を検知する開度検出部(92a)を備えている。
〈制御系統〉
上記冷媒回路(1G)には、各種センサ及び各種スイッチが設けられている。上記室外ユニット(1A)の第1高圧ガス管(8)には、冷媒回路(1G)の高圧冷媒圧力を検知する上記高圧圧力センサ(84)が設けられている。また、上記インバータ圧縮機(2A)及び第1,第2ノンインバータ圧縮機(2B,2C)の吐出管(5a,5b,5c)には、それぞれ高圧冷媒温度を検出する吐出温度センサ(85a,85b,85c)と、高圧冷媒圧力が所定値になると開く圧力スイッチ(86a,86b,86c)とが設けられている。
上記低圧ガス管(15)の閉鎖弁(20)よりも圧縮機構(2)側には、冷媒回路(1G)の低圧冷媒圧力を検知する低圧圧力センサ(87a)が設けられている。また、上記第2ノンインバータ圧縮機(2C)の吸入管(6c)の端部には、低圧冷媒圧力を検出する低圧圧力センサ(87c)が設けられている。さらに、上記インバータ圧縮機(2A)の吸入管(6a)の端部には、低圧冷媒温度を検出する吸入温度センサ(88a)が設けられている。また、上記吸入連絡管(6f)には、低圧冷媒温度を検出する吸入温度センサ(88f)が設けられている。
上記室外ユニット(1A)には、室外空気温度を検出する外気温度センサ(89)が設けられている。
上記液連絡管(10f)と第1流出管(10b)と第2流入管(10c)との接続部には、液配管(10)を流れる液冷媒の圧力を検出する液圧力センサ(21)が設けられている。また、第1流入管(10a)のレシーバ(14)付近には、レシーバ(14)に流入する液冷媒の温度を検出する液温度センサ(22)が設けられている。
上記室内熱交換器(31,41,51,61)には、該室内熱交換器(31,41,51,61)における冷媒温度である凝縮温度又は蒸発温度を検出する温度センサ(23b,23c,23d,23e)と、ガス側にガス冷媒温度を検出するガス温度センサ(24b,24c,24d,24e)とが設けられている。また、上記室内ユニット(1B,1C,1D,1E)には、室内空気温度を検出する室温センサ(25b,25c,25d,25e)が設けられている。
そして、上述のように、連通管(81)にはそれぞれ温度センサ(83)が設けられている。温度センサ(83)は、連通管(81)内の冷媒の温度を検知する。
上記各種センサ及び各種スイッチの出力信号は、コントローラ(70)に入力される。このコントローラ(70)は、冷媒回路(1G)の運転を制御し、後述する6種類の運転モードを切り換えて制御するように構成されている。
具体的には、コントローラ(70)は、インバータ圧縮機(2A)の起動、停止及び容量制御(インバータ周波数の制御)や、第1ノンインバータ圧縮機(2B)及び第2ノンインバータ圧縮機(2C)の起動及び停止を行う。また、上記コントローラ(70)は、四路切換弁(3A,3B,33,43,53,63)の切換、膨張弁(11c,11d,32,42,52,62)の開度調節、及び電磁弁(13,12)の開閉制御も行う。
さらに、コントローラ(70)は、上記連通手段(80)の液検知手段(90)、開度増大手段(91)、排出検知手段(92)及び閉制御手段(93)を備え、減圧弁(82)の開閉制御及び開度調節を行う。
−運転動作−
次に、上記冷凍装置(1)が行う運転動作について運転毎に説明する。この実施形態1では、例えば、(i)全冷房運転、(ii)第1冷暖運転、(iii)第2冷暖運転、(iv)第3冷暖運転、(v)第4冷暖運転、(vi)全暖房運転、の6種類の運転モードを設定することができるように構成されている。以下、それぞれの運転について具体的に説明する。
〈全冷房運転〉
図2に示すように、全冷房運転は、全ての室内ユニット(1B,1C,1D,1E)において冷房を行う運転である。
全冷房運転では、コントローラ(70)により、第1四路切換弁(3A)及び第2四路切換弁(3B)が第1の状態に制御され、四路切換弁(33,43,53,63)が第1の状態に制御される。なお、膨張弁(11c)、膨張弁(11d)、電磁弁(12)及び電磁弁(13)は閉鎖されている。
この状態において圧縮機(2A,2B,2C)が起動されると、圧縮機(2A,2B,2C)から吐出した冷媒は、吐出管(5a,5b,5c)から第1高圧ガス管(8)へ流入し、第1四路切換弁(3A)及び室外ガス管(9)を通過した後、室外熱交換器(4)に流入する。冷媒は、該室外熱交換器(4)において凝縮して液冷媒となり、液配管(10)を介して室内ユニット(1B,1C,1D,1E)側へと導かれる。具体的には、第1流入管(10a)からレシーバ(14)に流入し、第1流出管(10b)及び液連絡管(10f)を介して室内ユニット(1B,1C,1D,1E)側へと導かれる。
液配管(10)を介して室内側に導かれた液冷媒は、液配管(10)の主管(R1)から液分岐管(R3,R4,R5,R6)に流入し、膨張弁(32,42,52,62)で減圧された後、室内熱交換器(31,41,51,61)に流入する。液冷媒は、室内熱交換器(31,41,51,61)において蒸発してガス冷媒となる。
室内熱交換器(31,41,51,61)において蒸発したガス冷媒は、低圧分岐管(L3,L4,L5,L6)から低圧ガス配管(L0)へ合流し、圧縮機(3A,3B,3C)に吸入される。具体的には、ガス冷媒は、低圧分岐管(L3,L4,L5,L6)から低圧ガス管(15)に流入した後、一部は吸入管(6a)を通ってインバータ圧縮機(2A)に吸入され、残りは分岐管(6d)に流入する。また、分岐管(6d)を流れるガス冷媒の一部は吸入管(6b)を通って第1ノンインバータ圧縮機(2B)に吸入され、残りは連絡管(6g)及び吸入管(6c)を通って第2ノンインバータ圧縮機(2C)に吸入される。
以上の動作が繰り返されることにより、室内ユニット(1B,1C,1D,1E)が設けられた室内が冷却される。
〈第1冷暖運転〉
図3に示すように、第1冷暖運転は、一部の室内ユニット(1B)において暖房を行い、他の室内ユニット(1C,1D,1E)において冷房を行うものであって、暖房を行う室内ユニット(1B)よりも冷房を行う室内ユニット(1C,1D,1E)の方が多い場合の運転である。
第1冷暖運転では、コントローラ(70)により、第1四路切換弁(3A)及び第2四路切換弁(3B)が第1の状態に制御される。また、コントローラ(70)により、四路切換弁(33)が第2の状態に制御され、四路切換弁(43,53,63)が第1の状態に制御される。なお、膨張弁(11c)、膨張弁(11d)、電磁弁(12)及び電磁弁(13)は閉鎖されている。
この状態において圧縮機(2A,2B,2C)が起動されると、圧縮機(2A,2B,2C)から吐出した冷媒は、吐出管(5a,5b,5c)から第1高圧ガス管(8)へ流入し、その一部は第2高圧ガス管(17)に流入する一方、残りは第1四路切換弁(3A)を介して室外ガス管(9)に流入する。
第2高圧ガス管(17)に流入した冷媒は、高圧分岐管(H3)及び四路切換弁(33)を通過した後、室内熱交換器(31)に流入する。一方、室外ガス管(9)を通過した冷媒は、室外熱交換器(4)に流入する。
室内熱交換器(31)において冷媒は凝縮して液冷媒となり、膨張弁(32)を通過した後、液分岐管(R3)を経て液連絡管(10f)に流入する。一方、室外熱交換器(4)に流入した冷媒は凝縮して液冷媒となり、液配管(10)を介して室内ユニット(1C,1D,1E)側へと導かれる。具体的には、液冷媒は、第1流入管(10a)からレシーバ(14)に流入し、第1流出管(10b)及び液連絡管(10f)を介して室内ユニット(1C,1D,1E)側へと導かれる。そして、該液冷媒は、液連絡管(10f)において、上記室内ユニット(1B)から流出した液冷媒と合流して室内ユニット(1C,1D,1E)側へと流れる。
液連絡管(10f)を室内ユニット(1C,1D,1E)側へと流れる液冷媒は、液分岐管(R4,R5,R6)に流入し、膨張弁(42,52,62)で減圧された後、室内熱交換器(41,51,61)に流入する。そして、液冷媒は、室内熱交換器(41,51,61)において蒸発してガス冷媒となる。
室内熱交換器(41,51,61)において蒸発したガス冷媒は、低圧分岐管(L4,L5,L6)を経て低圧ガス配管(L0)で合流し、圧縮機(2A,2B,2C)に吸入される。具体的には、ガス冷媒は、低圧分岐管(L4,L5,L6)を経て低圧ガス管(15)で合流した後、一部は吸入管(6a)を通ってインバータ圧縮機(2A)に吸入され、残りは分岐管(6d)に流入する。また、分岐管(6d)を流れるガス冷媒の一部は吸入管(6b)を通って第1ノンインバータ圧縮機(2B)に吸入され、残りは連絡管(6g)及び吸入管(6c)を通って第2ノンインバータ圧縮機(2C)に吸入される。
以上の動作が繰り返されることにより、室内ユニット(1B)が設けられた室内は加熱され、室内ユニット(1C,1D,1E)が設けられた室内は冷却される。
〈第2冷暖運転〉
図4に示すように、第2冷暖運転は、室外熱交換器(4)を用いずに、一部の室内ユニット(1B,1C)において暖房を行い、他の室内ユニット(1D,1E)において冷房を行う熱回収運転である。
第2冷暖運転では、コントローラ(70)により、第1四路切換弁(3A)が第2の状態に制御され、第2四路切換弁(3B)が第1の状態に制御される。また、コントローラ(70)により、四路切換弁(33,43)が第2の状態に制御され、四路切換弁(53,63)が第1の状態に制御される。なお、膨張弁(11c)、膨張弁(11d)、電磁弁(12)及び電磁弁(13)は閉鎖されている。
この状態において圧縮機(2A,2B,2C)が起動されると、圧縮機(2A,2B,2C)から吐出した冷媒は、吐出管(5a,5b,5c)から第1高圧ガス管(8)へ流入し、第2高圧ガス管(17)、高圧分岐管(H3,H4)及び四路切換弁(33,43)を通過した後、室内熱交換器(31,41)に流入する。
室内熱交換器(31,41)に流入した冷媒は凝縮して液冷媒となり、膨張弁(32,42)を通過した後、液分岐管(R3,R4)を経て液連絡管(10f)に流入し、室内ユニット(1D,1E)側へと流れる。
液連絡管(10f)を室内ユニット(1D,1E)側へと流れる液冷媒は、液分岐管(R5,R6)に流入し、膨張弁(52,62)を経た後、室内熱交換器(51,61)に流入する。そして、液冷媒は、室内熱交換器(51,61)において蒸発してガス冷媒となる。
室内熱交換器(51,61)において蒸発したガス冷媒は、低圧分岐管(L5,L6)を経て低圧ガス配管(L0)で合流し、圧縮機(3A,3B,3C)に吸入される。具体的には、ガス冷媒は、低圧分岐管(L5,L6)を経て低圧ガス管(15)で合流した後、一部は吸入管(6a)を通ってインバータ圧縮機(2A)に吸入され、残りは分岐管(6d)に流入する。また、分岐管(6d)を流れるガス冷媒の一部は吸入管(6b)を通って第1ノンインバータ圧縮機(2B)に吸入され、残りは連絡管(6g)及び吸入管(6c)を通って第2ノンインバータ圧縮機(2C)に吸入される。
以上の動作が繰り返されることにより、室外熱交換器(4)を用いることなく、室内ユニット(1B,1C)が設けられた室内は加熱され、室内ユニット(1D,1E)が設けられた室内は冷却される。つまり、室内ユニット(1B,1C)の暖房能力(凝縮熱量)と、室内ユニット(1D,1E)の冷房能力(蒸発熱量)とがバランスし、100%の熱回収が行われる。
〈第3冷暖運転〉
図5に示すように、第3冷暖運転は、一部の室内ユニット(1B,1C,1D)において暖房を行い、他の室内ユニット(1E)において冷房を行うものであって、暖房を行う室内ユニット(1B,1C,1D)よりも冷房を行う室内ユニット(1E)の方が少なく、また外気温度センサ(89)が検出する外気温が高い場合の運転である。
第3冷暖運転では、コントローラ(70)により、第1四路切換弁(3A)が第2の状態に制御され、第2四路切換弁(3B)が第1の状態に制御される。また、コントローラ(70)により、四路切換弁(33,43,53)が第2の状態に制御され、四路切換弁(63)が第1の状態に制御される。なお、膨張弁(11c)、膨張弁(11d)、電磁弁(12)は開かれて開度が調節される一方、電磁弁(13)は閉鎖されている。
この状態において圧縮機(2A,2B,2C)が起動されると、圧縮機(2A,2B,2C)から吐出した冷媒は、吐出管(5a,5b,5c)から第1高圧ガス管(8)へ流入し、第2高圧ガス管(17)、高圧分岐管(H3,H4,H5)及び四路切換弁(33,43,53)を通過した後、室内熱交換器(31,41,51)に流入する。
室内熱交換器(31,41,51)に流入した冷媒は凝縮して液冷媒となり、膨張弁(32,42,52)を通過した後、液分岐管(R3,R4,R5)を経て液連絡管(10f)に流入する。
液分岐管(R3,R4,R5)から液連絡管(10f)に流入した液冷媒の一部は室外ユニット(1A)側に向かって流れ、残りは室内ユニット(1E)に向かって流れる。
液連絡管(10f)を室外ユニット(1A)側に流れる液冷媒は、第2流入管(10c)を通ってレシーバ(14)に流入する。なお、第2流入管(10c)を流れる液冷媒の一部は膨張弁(11c)を通過して減圧される一方、残りの液冷媒はバイパス管(10e)に流入して膨張弁(11c)を迂回した後、上記膨張弁(11c)を経た冷媒と合流し、レシーバ(14)に流入する。レシーバ(14)から流出した液冷媒は、第1流出管(10b)及び第2流出管(10d)を通過し、膨張弁(11d)で減圧された後、室外熱交換器(4)に流入する。そして、液冷媒は、室外熱交換器(4)において蒸発してガス冷媒となる。
室外熱交換器(4)のガス冷媒は、室外ガス管(9)及び第1四路切換弁(3A)を通過した後、吸入連絡管(6f)に流入する。吸入連絡管(6f)に流入したガス冷媒の一部は、吸入管(6c)を介して第2ノンインバータ圧縮機(2C)に吸入される一方、残りのガス冷媒は連絡管(6g)に流入する。連絡管(6g)に流入したガス冷媒の一部は、吸入管(6b)を介して第1ノンインバータ圧縮機(2B)に吸入される一方、残りのガス冷媒は分岐管(6e)及び吸入管(6a)を介してインバータ圧縮機(2A)に吸入される。
一方、液連絡管(10f)を室内ユニット(1E)側に流れる液冷媒は、液分岐管(R6)に流入し、膨張弁(62)において減圧された後、室内熱交換器(61)に流入する。そして、液冷媒は、室内熱交換器(61)において蒸発してガス冷媒となる。
室内熱交換器(61)において蒸発したガス冷媒は、低圧分岐管(L6)から低圧ガス配管(L0)に流入し、圧縮機(2A)に吸入される。具体的には、ガス冷媒は、低圧分岐管(L6)を通過して低圧ガス管(15)に流入した後、室外熱交換器(4)側から流れてくるガス冷媒と合流し、吸入管(6a)を介してインバータ圧縮機(2A)に吸入される。
以上の動作が繰り返されることにより、室内ユニット(1B,1C,1D)が設けられた室内は加熱され、室内ユニット(1E)が設けられた室内は冷却される。
〈第4冷暖運転〉
図6に示すように、第4冷暖運転は、一部の室内ユニット(1B,1C,1D)において暖房を行い、他の室内ユニット(1E)において冷房を行うものであって、暖房を行う室内ユニット(1B,1C,1D)よりも冷房を行う室内ユニット(1E)の方が少なく、また外気温度センサ(89)が検出する外気温が低い場合の運転である。
第4冷暖運転は、第3冷暖運転において、第2四路切換弁(3B)が第2の状態に切り替わっている他は、上記第3冷暖運転と同じである。従って、冷媒の動作についても上記第3冷暖運転とほぼ同様であるが、上記第3冷暖運転では、室外熱交換器(4)から流出したガス冷媒が3つの圧縮機(2A,2B,2C)の全てに吸入されていたところ、第4冷暖運転では、第1ノンインバータ圧縮機(2B)及び第2ノンインバータ圧縮機(2C)のみに吸入されてインバータ圧縮機(2A)には吸入されない。
具体的には、外気温が低いために室外熱交換器(4)での吸熱量が低下し、室外熱交換器(4)から流出したガス冷媒の圧力が低下する。そして、室外熱交換器(4)から流出したガス冷媒は、室外ガス管(9)及び第1四路切換弁(3A)を通過した後、吸入連絡管(6f)に流入する。吸入連絡管(6f)に流入したガス冷媒の一部は、吸入管(6c)を介して第2ノンインバータ圧縮機(2C)に吸入される一方、残りのガス冷媒は連絡管(6g)及び吸入管(6b)を介して第1ノンインバータ圧縮機(2B)に吸入されるが、インバータ圧縮機(2A)には吸入されない。
インバータ圧縮機(2A)は、室内熱交換器(61)から流出し、低圧分岐管(L6)、低圧ガス管(15)及び吸入管(6a)を通過したガス冷媒のみを吸入する。
以上の動作が繰り返されることにより、室内ユニット(1B,1C,1D)が設けられた室内は加熱され、室内ユニット(1E)が設けられた室内は冷却される。
〈全暖房運転〉
図7に示すように、全暖房運転は、全ての室内ユニット(1B,1C,1D,1E)において暖房を行う場合の運転である。
全暖房運転では、コントローラ(70)により、第1四路切換弁(3A)が第2の状態に制御され、第2四路切換弁(3B)が第1の状態に制御される。また、コントローラ(70)により、四路切換弁(33,43,53,63)が第2の状態に制御される。なお、膨張弁(11c)、膨張弁(11d)、電磁弁(12)は開かれて開度が調節される一方、電磁弁(13)は閉鎖されている。
この状態において圧縮機(2A,2B,2C)が起動されると、圧縮機(2A,2B,2C)から吐出した冷媒は、吐出管(5a,5b,5c)から第1高圧ガス管(8)へ流入し、第2高圧ガス管(17)、高圧分岐管(H3,H4,H5)および四路切換弁(33,43,53,63)を通過した後、室内熱交換器(31,41,51,61)に流入する。
室内熱交換器(31,41,51,61)に流入した冷媒は凝縮して液冷媒となり、膨張弁(32,42,52,62)を通過した後、液分岐管(R3,R4,R5,R6)を経て液連絡管(10f)に流入する。
液連絡管(10f)に流入した液冷媒は、第2流入管(10c)を通ってレシーバ(14)に流入する。なお、第2流入管(10c)を流れる液冷媒は、膨張弁(11c)を通過して減圧される一方、残りの液冷媒はバイパス管(10e)に流入して膨張弁(11c)を迂回した後、上記膨張弁(11c)を経た冷媒と合流し、レシーバ(14)に流入する。レシーバ(14)から流出した液冷媒は、第1流出管(10b)および第2流出管(10d)を通過し、膨張弁(11d)で減圧された後、室外熱交換器(4)に流入する。そして、液冷媒は、室外熱交換器(4)において蒸発してガス冷媒となる。
室外熱交換器(4)のガス冷媒は、室外ガス管(9)を介して第1四路切換弁(3A)を通過した後、吸入連絡管(6f)に流入する。吸入連絡管(6f)に流入したガス冷媒の一部は、吸入管(6c)を介して第2ノンインバータ圧縮機(2C)に吸入される一方、残りのガス冷媒は連絡管(6g)に流入する。連絡管(6g)に流入したガス冷媒の一部は、吸入管(6b)を介して第1ノンインバータ圧縮機(2B)に吸入される一方、残りのガス冷媒は分岐管(6e)及び吸入管(6a)を介してインバータ圧縮機(2A)に吸入される。
以上の動作が繰り返されることにより、室内ユニット(1B,1C,1D,1E)が設けられた室内は加熱される。
〈液排出動作〉
ところで、本冷凍装置(1)では、室内ユニット(1B,1C,1D,1E)の四路切換弁(33,43,53,63)が第1の状態であって、室内熱交換器(31,41,51,61)と低圧分岐管(L3,L4,L5,L6)とが連通して室内が冷却される際には、高圧分岐管(H3,H4,H5,H6)及び四路切換弁(33,43,53,63)内の高圧分岐管(H3,H4,H5,H6)と連通する空間では冷媒ガスが流動せずに滞留してしまう。そして、該冷媒ガスは時間の経過と共に温度が低下し、該温度が高圧圧力相当飽和温度より下回ると凝縮して液冷媒となる。そのため、室内熱交換器(31,41,51,61)と低圧分岐管(L3,L4,L5,L6)とが連通する状態が長く続くと、多量の液冷媒が高圧分岐管(H3,H4,H5,H6)及び四路切換弁(33,43,53,63)内に溜まり込んでしまい、四路切換弁(33,43,53,63)が切り換わり難くなるという問題があった。
そこで、本冷凍装置(1)では、冷却運転を行っている室内ユニット(1B,1C,1D,1E)の四路切換弁(33,43,53,63)に液冷媒が溜まり込むと、以下の液排出動作を行う。なお、以下では一例として第1冷暖運転時の液排出動作について図3及び図8を用いて説明する。
液排出動作は、四路切換弁(43,53,63)に液冷媒が溜まり込んでいることを検知して減圧弁(82)を開く開動作と、四路切換弁(43,53,63)から液冷媒が排出されたことを検知して減圧弁(82)を閉じる閉動作とからなる。
《開動作》
まず、コントローラ(70)の液検知手段(90)により、冷却運転を行っている室内ユニット(1C,1D,1E)の四路切換弁(43,53,63)内に液冷媒が溜まり込んでいるか否かが判別される。具体的には、液検知手段(90)は、高圧圧力センサ(84)の検出値に基づく高圧圧力相当飽和温度f(HP)から温度センサ(83)の検出値に基づく連通管(81)内の冷媒の温度TLを減じた値が5℃よりも大きい状態が5分以上続いているか否かを判別する(ステップS1)。
そして、上記判別結果が「No」の場合、液検知手段(90)による判別を継続する。一方、上記判別結果が「Yes」の場合、液検知手段(90)によって四路切換弁(43,53,63)内の液冷媒の溜まり込みが検知され、ステップS2に進む。
ステップS2では、開度増大手段(91)により、連通管(81)に設けられた減圧弁(82)の開度が100plsだけ増大される。その結果、高圧分岐管(H3,H4,H5,H6)内の冷媒が連通管(81)を介して低圧ガス配管(L0)に引き込まれると共に、四路切換弁(43,53,63)内に溜まり込んだ液冷媒も高圧分岐管(H3,H4,H5,H6)を介して低圧ガス配管(L0)側へ排出されることとなる。
その後、ステップS1に戻り、液検知手段(90)による判別が行われる。そして、液検知手段(90)により、依然として四路切換弁(43,53,63)内に液冷媒が溜まり込んでいると判別されると、減圧弁(82)の開度がさらに100plsだけ増大され、上記制御が繰り返される。
《閉動作》
まず、コントローラ(70)の排出検知手段(92)により、冷却運転を行っている室内ユニット(1C,1D,1E)の四路切換弁(43,53,63)内から液冷媒が排出されたか否かが判別される。具体的には、排出検知手段(92)は、高圧圧力センサ(84)の検出値に基づく高圧圧力相当飽和温度f(HP)から温度センサ(83)の検出値に基づく連通管(81)内の温度TLを減じた値が2℃よりも小さいか否か、又は開度検出部(92a)によって検出される減圧弁(82)の開度が全開状態であるか否かの少なくとも一方の条件が満たされているか否かを判別する(ステップS1)。
そして、上記判別結果が「No」の場合、排出検知手段(92)による判別を継続する。一方、上記判別結果が「Yes」の場合、排出検知手段(92)によって四路切換弁(43,53,63)から液冷媒が排出されたことが検知され、ステップS2に進む。
ステップS2では、閉制御手段(93)により、連通管(81)に設けられた減圧弁(82)が全閉に制御される。これにより、無駄に高圧ガス配管(H0)から低圧ガス配管(L0)側へ冷媒が排出されない。
−実施形態1の効果−
本冷凍装置(1)によれば、連通手段(80)を備えているため、室内熱交換器(31,41,51,61)のガス側端と低圧ガス配管(L0)とが連通する際に、四路切換弁(33,43,53,63)の高圧ガス側を低圧ガス配管(L0)に連通させることができる。これにより、四路切換弁(33,43,53,63)内で冷媒が凝縮して液冷媒となった場合であっても、該液冷媒及び冷媒と共に凝縮した冷凍機油を低圧ガス配管(L0)に排出することができる。従って、液冷媒及び冷凍機油によって四路切換弁(33,43,53,63)の切り換えが阻害されることがなく、切り換えを円滑に行うことができる。
また、本冷凍装置(1)によれば、連通管(81)と減圧弁(82)とを備えているため、四路切換弁(33,43,53,63)内に液冷媒や冷凍機油が溜まり込んでしまった場合であっても、減圧弁(82)を開くだけで液冷媒及び冷凍機油を四路切換弁(33,43,53,63)内から容易に排出することができる。従って、四路切換弁(33,43,53,63)の切り換えを円滑に行うことができる。また、本発明に係る連通手段(80)を容易に構成することができる。
さらに、本冷凍装置(1)によれば、液検知手段(90)と開度増大手段(91)とを備えているため、四路切換弁(33,43,53,63)内に液冷媒が溜まり込んだときにだけ減圧弁(82)を開き、必要に応じて四路切換弁(33,43,53,63)の開度を増大させることができる。これにより、四路切換弁(33,43,53,63)内の液冷媒及び冷凍機油を適宜、迅速に排出することができる。
ところで、高圧分岐管(H3,H4,H5,H6)に接続された連通路(81)内の冷媒の温度TLが高圧圧力相当飽和温度f(HP)より下回ると、四路切換弁(33,43,53,63)及び高圧分岐管(H3,H4,H5,H6)内の冷媒も高圧圧力相当飽和温度f(HP)よりも下回り、冷媒が凝縮して液冷媒となると予測される。そのため、連通路(81)内の冷媒の温度TL及び高圧冷媒圧力に基づく高圧圧力相当飽和温度f(HP)を求めることで四路切換弁(33,43,53,63)内への液冷媒の溜まり込みの有無を間接的に検知することができる。
そこで、本冷凍装置(1)では、高圧圧力センサ(84)と温度センサ(83)とを設け、高圧圧力センサ(84)の検出値に基づく高圧圧力相当飽和温度f(HP)から温度センサ(83)の検出値TLを減じた値が所定の上限値(5℃)よりも大きい状態が所定時間(5分)続いた場合に、四路切換弁(33,43,53,63)内の液冷媒の溜まり込みを検知することとしている。言い換えると、本冷凍装置(1)によれば、高圧圧力センサ(84)と温度センサ(83)とを設けるだけで、四路切換弁(33,43,53,63)内の液冷媒の溜まり込みを検知することができる。従って、複雑な検知手段を設けることなく、容易に四路切換弁(33,43,53,63)内への液冷媒の溜まり込みを検知することができる。
また、本冷凍装置(1)は排出検知手段(92)と閉制御手段(93)とを備えているため、四路切換弁(33,43,53,63)内に液冷媒が溜まり込んだときにだけ減圧弁(82)を開けて液冷媒を排出し、排出後には減圧弁(82)を閉じて高圧の冷媒が無駄に低圧ガス配管(L0)に流れ込むことを抑制することができる。
ところで、四路切換弁(33,43,53,63)内の液冷媒が連通路(81)を介して低圧ガス配管(L0)に排出されると、連通路(81)内には高圧のガス冷媒が供給される。高圧のガス冷媒の温度は高圧圧力相当飽和温度f(HP)を上回っているため、連通路(81)内の冷媒の温度TLと高圧冷媒圧力に基づく高圧圧力相当飽和温度f(HP)とを求めることで四路切換弁(33,43,53,63)内の液冷媒の排出を間接的に検知することができる。
一方、減圧弁(82)の開度が全開状態になると、四路切換弁(33,43,53,63)内に溜まり込んだ液冷媒は、速やかに瞬時に低圧ガス配管(L0)へ流れる。よって、減圧弁(82)の全開状態を検知することによっても、四路切換弁(33,43,53,63)内の液冷媒の排出を間接的に検知することができる。
そこで、本冷凍装置(1)では、高圧圧力センサ(84)の検出値に基づく高圧圧力相当飽和温度f(HP)から温度センサ(83)の検出値TLを減じた値が所定の下限値(2℃)よりも小さい、又は開度検出部(92a)によって検出される減圧弁(82)の開度が全開状態であるという条件の少なくとも一方が満たされているときに、四路切換弁(33,43,53,63)内から液冷媒が排出されたことを検知することとしている。これにより、本冷凍装置(1)によれば、高圧圧力センサ(84)と温度センサ(83)、又は開度検出部(92a)を設けるだけで、四路切換弁(33,43,53,63)内から液冷媒が排出されたことを間接的に検知することができる。従って、複雑な検知手段を設けることなく、容易に四路切換弁(33,43,53,63)内の液冷媒の排出を検知することができる。
−実施形態1の変形例−
なお、上記実施形態1では、連通管(81)の一端を低圧ガス配管(L0)の低圧分岐管(L3,L4,L5,L6)に接続していたが、低圧ガス配管(L0)の主管(L1)に接続することとしても勿論よい。また、上記実施形態1では、本発明に係る切換弁として四路切換弁(33,43,53,63)を用いていたが、三路切換弁を用いてもよい。
《発明の実施形態2》
本発明の実施形態2について、図9を参照しながら説明する。
−全体構成−
実施形態2は、実施形態1の連通手段(80)の構成を変更したものである。その他の構成については実施形態1と同様であるため説明を省略し、以下、連通手段(80)についてのみ説明する。
〈連通手段〉
連通手段(80)は、四路切換弁(33,43,53,63)内に溜まり込んだ液冷媒を低圧ガス配管(L0)に排出するためのキャピラリー通路(71)を備えている。キャピラリー通路(71)は、一端が四路切換弁(33,43,53,63)の第4ポート(33d,43d,53d,63d)に接続され、他端が低圧ガス配管(L0)に接続されている。図9では、キャピラリー通路(71)は、四路切換弁(33,43,53,63)の第4ポート(33d,43d,53d,63d)と低圧ガス配管(L0)から分岐する低圧分岐管(L3,L4,L5,L6)とを連通している。なお、キャピラリー通路(71)の他端は、低圧ガス配管(L0)の主管(L1)に接続されていてもよい。
〈制御系統〉
本実施形態においても、コントローラ(70)は、インバータ圧縮機(2A)の起動、停止及び容量制御(インバータ周波数の制御)や、第1ノンインバータ圧縮機(2B)及び第2ノンインバータ圧縮機(2C)の起動及び停止を行う。また、上記コントローラ(70)は、四路切換弁(3A,3B,33,43,53,63)の切換、膨張弁(11c,11d,32,42,52,62)の開度調節、及び電磁弁(13,12)の開閉制御も行う。
なお、本実施形態では、コントローラ(70)は、連通手段(80)の制御は行わない。
−運転動作−
本実施形態では、冷凍装置(1)は、実施形態1と同様に、(i)全冷房運転、(ii)第1冷暖運転、(iii)第2冷暖運転、(iv)第3冷暖運転、(v)第4冷暖運転、(vi)全暖房運転、の6種類の運転モードを設定することができるように構成されている。運転動作については実施形態1とほぼ同様であり、液排出動作についてのみ異なるため、以下、液排出動作についてのみ説明し、その他の動作については説明を省略する。
〈液排出動作〉
上記実施形態1では、四路切換弁(33,43,53,63)の第4ポート(33d,43d,53d,63d)が閉鎖されていたため、高圧分岐管(H3,H4,H5,H6)及び四路切換弁(33,43,53,63)内に液冷媒が溜まり込んでしまうことがあった。そのため、実施形態1では、高圧分岐管(H3,H4,H5,H6)と低圧ガス配管(L0)とを連通する連通管(81)及び減圧弁(82)を設け、減圧弁(82)を開くことにより四路切換弁(33,43,53,63)内に溜まり込んだ液冷媒を排出することとしていた。
しかしながら、本冷凍装置(1)では、四路切換弁(33,43,53,63)の第4ポート(33d,43d,53d,63d)に低圧ガス配管(L0)に接続されたキャピラリー通路(71)が接続されている。そのため、四路切換弁(33,43,53,63)が第1の状態となると、高圧分岐管(H3,H4,H5,H6)内の冷媒が少しずつ低圧ガス配管(L0)に流出するため、高圧分岐管(H3,H4,H5,H6)及び四路切換弁(33,43,53,63)内で冷媒が凝縮し難くなる。また凝縮して液冷媒となっても、該液冷媒は、キャピラリー通路(71)を介して低圧ガス配管(L0)に排出されることとなる。
−実施形態2の効果−
本冷凍装置(1)によれば、高圧分岐管(H3,H4,H5,H6)と室内熱交換器(31,41,51,61)との連通が遮断されると、高圧分岐管(H3,H4,H5,H6)はキャピラリー通路(71)と連通する。これにより、高圧分岐管(H3,H4,H5,H6)内の冷媒はキャピラリー通路(71)を介して低圧ガス配管(L0)へ少しずつ導かれるため、四路切換弁(33,43,53,63)内で冷媒が滞留するために該冷媒が凝縮して液冷媒となることを抑制することができる。また、四路切換弁(33,43,53,63)内で冷媒が凝縮して液冷媒となっても、キャピラリー通路(71)を介して低圧ガス配管(L0)側へ排出することができる。そのため、四路切換弁(33,43,53,63)内への液冷媒の溜まり込みを防止することができ、四路切換弁(33,43,53,63)の切り換えを円滑に行うことができる。
また、本冷凍装置(1)によれば、四路切換弁(33,43,53,63)の第4ポート(33d,43d,53d,63d)と低圧ガス配管(L0)とにキャピラリー通路(71)を接続するだけで、本発明に係る連通手段(80)を容易に構成することができる。
さらに、本冷凍装置(1)によれば、キャピラリー通路(71)を用いることで、高圧の冷媒が無駄に低圧ガス配管(L0)に流れ込むことを抑制しつつ、四路切換弁(33,43,53,63)内で凝縮した液冷媒を好適に排出することができる。
《発明の実施形態3》
実施形態3は、実施形態1における複数の室内機を室内ユニット(1C,1D)と冷凍ユニット(1B,1E)とにより構成したものである。以下、実施形態3について説明する。
−全体構成−
室内ユニット(1C,1D)は、室内の冷房及び暖房を行うことができるように構成され、冷凍ユニット(1B,1E)は、例えばショーケース等の庫内の冷凍及びデフロストを行うことができるように構成されている。なお、具体的な構成については実施形態1と同様であるため説明を省略する。
−運転動作−
本実施形態では、冷凍装置(1)は、(i)全冷却運転、(ii)第1冷暖デフロスト運転、(iii)第2冷暖デフロスト運転、(iv)第3冷暖デフロスト運転、(v)第4冷暖デフロスト運転、(vi)全加熱運転、の6種類の運転モードを設定することができるように構成されている。
〈全冷却運転〉
全冷却運転は、例えば、室内ユニット(1C,1D)において冷房を行い、冷凍ユニット(1B,1E)において冷却を行う運転であり、全ての室内機(1B,1C,1D,1E)において冷却(冷房、冷凍)を行う運転である。なお、全冷却運転は、実施形態1の全冷房運転(図2参照)における冷凍サイクルと同様の動作を行う。
〈第1冷暖デフロスト運転〉
第1冷暖デフロスト運転は、例えば、冷凍ユニット(1B)においてデフロストを行い、室内ユニット(1C,1D)において冷房を行い、冷凍ユニット(1E)において冷却を行う運転であり、複数の室内機(1B,1C,1D,1E)のうち、加熱(暖房、デフロスト)を行うもの(1B)よりも冷却(冷房、冷凍)を行うもの(1C,1D,1E)の方が多い場合の運転である。なお、第1冷暖デフロスト運転は、実施形態1の第1冷暖運転(図3参照)における冷凍サイクルと同様の動作を行う。
〈第2冷暖デフロスト運転〉
第2冷暖デフロスト運転は、室外熱交換器(4)を用いずに、冷凍ユニット(1B)においてデフロストを行い、室内ユニット(1C)において暖房を行い、冷凍ユニット(1D,1E)において冷却を行う熱回収運転である。なお、第2冷暖デフロスト運転は、実施形態1の第2冷暖運転(図4参照)における冷凍サイクルと同様の動作を行う。
〈第3冷暖デフロスト運転〉
第3冷暖デフロスト運転は、例えば、冷凍ユニット(1B)においてデフロストを行い、室内ユニット(1C,1D)において暖房を行い、冷凍ユニット(1E)において冷却を行うものであり、複数の室内機(1B,1C,1D,1E)のうち、加熱(暖房、デフロスト)を行うもの(1B,1C,1D)よりも冷却(冷房、冷凍)を行うもの(1E)の方が少なく、また外気温度センサ(89)が検出する外気温が高い場合の運転である。なお、第3冷暖デフロスト運転は、実施形態1の第3冷暖運転(図5参照)における冷凍サイクルと同様の動作を行う。
〈第4冷暖デフロスト運転〉
第4冷暖デフロスト運転は、例えば、冷凍ユニット(1B)においてデフロストを行い、室内ユニット(1C,1D)において暖房を行い、冷凍ユニット(1E)において冷却を行うものであり、複数の室内機(1B,1C,1D,1E)のうち、加熱(暖房、デフロスト)を行うもの(1B,1C,1D)よりも冷却(冷房、冷凍)を行うもの(1E)の方が少なく、また外気温度センサ(89)が検出する外気温が低い場合の運転である。なお、第4冷暖デフロスト運転は、実施形態1の第4冷暖運転(図6参照)における冷凍サイクルと同様の動作を行う。
〈全加熱運転〉
全加熱運転は、例えば、冷凍ユニット(1B,1E)においてデフロストを行い、室内ユニット(1C,1D)において暖房を行う運転であり、全ての室内機(1B,1C,1D,1E)において加熱(暖房、デフロスト)を行う場合の運転である。なお、全加熱運転は、実施形態1の全暖房運転(図7参照)における冷凍サイクルと同様の動作を行う。
〈冷凍サイクルの制御〉
なお、実施形態3では、冷媒回路(1G)の高圧冷媒圧力の異常時に、以下のような冷凍サイクルの制御を行う。
《異常上昇時》
例えば、第3冷暖デフロスト運転(図5参照)のように、デフロストを行う室内機(1B)と冷却(冷房、冷凍)を行う室内機(1E)とが混在し、さらに室外熱交換器(4)が蒸発器として作動し、さらに高圧冷媒圧力が異常上昇した際、コントローラ(70)は以下のような制御を行う。
図10(a)に示すように、まず、コントローラ(70)は、ステップS1において、少なくとも1つの室内機(1E)が冷却運転を行うという第1の条件、少なくとも1つの室内機(1B)がデフロスト運転を行うという第2の条件、室外熱交換器(4)が蒸発器として作動するという第3の条件、高圧圧力センサ(84)によって検出される高圧冷媒圧力が所定の上限値よりも高いという第4の条件のいずれもが満たされているか否かを判別する。
そして、上記判別結果が「No」の場合、上記判別を継続する。一方、上記判別結果が「Yes」の場合、ステップS2に進む。
コントローラ(70)は、ステップS2において、1)〜4)の優先順で制御を行う。1)では、室外ファン(4F)の風量を低減して室外熱交換器(4)での吸熱量を低減する。
そして、室外ファン(4F)の風量が最低風量となっても高圧冷媒圧力が所定の上限値よりも大きい場合、2)を行う。2)では、第1四路切換弁(3A)を第2の状態から第1の状態に切り換えて、室外熱交換器(4)が蒸発器として作動する状態から凝縮器として作動する状態に切り換える。
2)を行ってもなお高圧冷媒圧力が所定の上限値よりも大きい場合、3)を行う。3)では、インバータ圧縮機(2A)の容量を低減する。具体的には、インバータ周波数を下げる。
インバータ圧縮機(2A)のインバータ周波数を下げてもなお高圧冷媒圧力が所定の上限値よりも大きい場合、4)を行う。4)では、インバータ圧縮機(2A)、第1ノンインバータ圧縮機(2B)及び第2ノンインバータ圧縮機(2C)のうちのいずれか又は全部を停止させる。
《異常低下時》
また、例えば、第1冷暖デフロスト運転のように、デフロストを行う室内機(1B)と冷却(冷房、冷凍)を行う室内機(1C,1D,1E)とが混在し、さらに室外熱交換器(4)が凝縮器として作動し、さらに高圧冷媒圧力が異常低下した際、コントローラ(70)は以下のような制御を行う。
図10(b)に示すように、まず、コントローラ(70)は、ステップS1において、少なくとも1つの室内機(1C,1D,1E)が冷却運転を行うという第1の条件、少なくとも1つの室内機(1B)がデフロスト運転を行うという第2の条件、室外熱交換器(4)が凝縮器として作動するという第3の条件、高圧圧力センサ(84)によって検出される高圧冷媒圧力が所定の下限値よりも低いという第4の条件のいずれもが満たされているか否かを判別する。
そして、上記判別結果が「No」の場合、上記判別を継続する。一方、上記判別結果が「Yes」の場合、ステップS2に進む。
コントローラ(70)は、ステップS2において、1)〜3)の優先順で制御を行う。1)では、室外ファン(4F)の風量を低減して室外熱交換器(4)での放熱量を低減する。
そして、室外ファン(4F)の風量が最低風量となっても高圧冷媒圧力が所定の下限値よりも小さい場合、2)を行う。2)では、第1四路切換弁(3A)を第1の状態から第2の状態に切り換えて、室外熱交換器(4)が凝縮器として作動する状態から蒸発器として作動する状態に切り換える。
1)を行ってもなお高圧冷媒圧力が所定の下限値よりも小さい場合、3)を行う。3)では、インバータ圧縮機(2A)の容量を増大する。具体的には、インバータ周波数を上げる。
以上のようにして、コントローラ(70)によって圧縮機構(2)及び室外熱交換器(4)の動作を制御することにより、冷媒回路(1G)の高圧冷媒圧力が異常上昇又は異常低下を抑制して冷凍サイクルの安定化を図ることができる。
−実施形態3の効果−
本冷凍装置(1)によっても、実施形態1に係る冷凍装置(1)と同様の効果を奏することができる。
また、本冷凍装置(1)では、所定の条件が整い、冷媒回路(1G)の高圧冷媒圧力が異常上昇又は異常低下した際に、上述したように室外熱交換器(4)又は圧縮機構(2)を制御することにより、高圧冷媒圧力の異常上昇又は異常低下を抑制することができる。その結果、冷凍サイクルの安定化を図ることができる。
実施形態3と同様に、実施形態2における複数の室内機を室内ユニット(1C,1D)と冷凍ユニット(1B,1E)とにより構成したものであっても、同様の効果を奏することは勿論である。
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
以上説明したように、本発明は、冷凍装置について、特に、複数の利用側熱交換器を有する冷凍装置について有用である。
本発明の実施形態1に係る冷凍装置の冷媒回路図である。 実施形態1における全冷却運転の動作を示す冷媒回路図である。 実施形態1における第1冷暖運転の動作を示す冷媒回路図である。 実施形態1における第2冷暖運転の動作を示す冷媒回路図である。 実施形態1における第3冷暖運転の動作を示す冷媒回路図である。 実施形態1における第4冷暖運転の動作を示す冷媒回路図である。 実施形態1における全暖房運転の動作を示す冷媒回路図である。 (a)、(b)は、実施形態1における液排出動作時の制御を示すフローチャートである。 本発明の実施形態2に係る冷凍装置の冷媒回路図である。 (a)、(b)は、本発明の実施形態3に係る冷凍装置の高圧冷媒圧力の異常時における冷凍サイクルの制御を示すフローチャートである。
符号の説明
1 冷凍装置
1G 冷媒回路
2 圧縮機構
3A 第1四路切換弁(切換手段)
4 室外熱交換器(熱源側熱交換器)
10 液配管
11c、11d 膨張弁(膨張機構)
31、41、51、61 室内熱交換器
32、42、52、62 膨張弁(膨張機構)
33、43、53、63 四路切換弁
70 コントローラ(制御手段)
71 キャピラリー通路
80 連通手段
81 連通管(連通路)
82 減圧弁
83 温度センサ
84 高圧圧力センサ
90 液検知手段
91 開度増大手段
92 排出検知手段
92a 開度検出部
93 閉制御手段
H0 高圧ガス配管
H1 主管
H3、H4、H5、H6 高圧分岐管
L0 低圧ガス配管
L1 主管
L3、L4、L5、L6 低圧分岐管

Claims (10)

  1. 圧縮機構(2)と、該圧縮機構(2)の吐出側及び吸入側に接続された高圧ガス配管(H0)及び低圧ガス配管(L0)と、液配管(10)と、熱源側熱交換器(4)と、膨張機構(32,42,52,62,11c,11d)と、複数の利用側熱交換器(31,41,51,61)とを有する冷媒回路(1G)を備え、
    前記熱源側熱交換器(4)の液側端は前記液配管(10)に接続される一方、前記熱源側熱交換器(4)のガス側端は前記圧縮機構(2)の吐出側と吸入側とに切換可能に接続され、
    前記利用側熱交換器(31,41,51,61)の液側端は前記液配管(10)に接続される一方、前記利用側熱交換器(31,41,51,61)のガス側端は切換弁(33,43,53,63)によって前記高圧ガス配管(H0)と前記低圧ガス配管(L0)とに切換可能に接続された冷凍装置であって、
    前記切換弁(33,43,53,63)が前記利用側熱交換器(31,41,51,61)のガス側端と前記低圧ガス配管(L0)とを接続している状態において、前記切換弁(33,43,53,63)の高圧ガス側を前記低圧ガス配管(L0)に連通させる連通手段(80)を備えている
    ことを特徴とする冷凍装置。
  2. 請求項1において、
    前記切換弁(33,43,53,63)には、前記利用側熱交換器(31,41,51,61)のガス側端と、前記高圧ガス配管(H0)の主管(H1)から前記利用側熱交換器(31,41,51,61)に向けて分岐された高圧分岐管(H3,H4,H5,H6)と、前記低圧ガス配管(L0)の主管(L1)から前記利用側熱交換器(31,41,51,61)に向けて分岐された低圧分岐管(L3,L4,L5,L6)とが接続され、
    前記連通手段(80)は、前記高圧分岐管(H3,H4,H5,H6)と前記低圧ガス配管(L0)とを連通する連通路(81)と、該連通路(81)に設けられた減圧弁(82)とを備えている
    ことを特徴とする冷凍装置。
  3. 請求項2において、
    前記減圧弁(82)は開度が可変に構成される一方、
    前記連通手段(80)は、前記切換弁(33,43,53,63)内の液冷媒の溜まり込みを検知する液検知手段(90)と、前記液検知手段(90)が前記切換弁(33,43,53,63)内の液冷媒の溜まり込みを検知すると、前記減圧弁(82)の開度を増大させる開度増大手段(91)とを備えている
    ことを特徴とする冷凍装置。
  4. 請求項3において、
    前記連通手段(80)は、前記連通路(81)内の冷媒の温度を検知する温度センサ(83)と、前記冷媒回路(1G)の高圧冷媒圧力を検知する高圧圧力センサ(84)とを備え、
    前記液検知手段(90)は、前記高圧圧力センサ(84)の検出値に基づく高圧圧力相当飽和温度から前記温度センサ(83)の検出値を減じた値が所定の上限値よりも大きい状態が所定時間続くと、前記切換弁(33,43,53,63)内の液冷媒の溜まり込みを検知する
    ことを特徴とする冷凍装置。
  5. 請求項3において、
    前記連通手段(80)は、前記切換弁(33,43,53,63)内の液冷媒の排出を検知する排出検知手段(92)と、前記排出検知手段(92)が前記切換弁(33,43,53,63)内の液冷媒の排出を検知すると前記減圧弁(82)を全閉とする閉制御手段(93)とを備えている
    ことを特徴とする冷凍装置。
  6. 請求項5において、
    前記連通手段(80)は、前記連通路(81)内の冷媒の温度を検知する温度センサ(83)と、前記冷媒回路(1G)の高圧冷媒圧力を検知する高圧圧力センサ(84)とを備え、
    前記排出検知手段(92)は、前記高圧圧力センサ(84)の検出値に基づく高圧圧力相当飽和温度から前記温度センサ(83)の検出値を減じた値が所定の下限値を下回ると、前記切換弁(33,43,53,63)内の液冷媒の排出を検知する
    ことを特徴とする冷凍装置。
  7. 請求項5において、
    前記排出検知手段(92)は、前記減圧弁(82)の開度を検知する開度検出部(92a)を備え、該開度検出部(92a)が前記減圧弁(82)の全開状態を検出すると、前記切換弁(33,43,53,63)内の液冷媒の排出を検知する
    ことを特徴とする冷凍装置。
  8. 請求項1において、
    前記連通手段(80)は、一端が前記切換弁(33,43,53,63)に接続される一方、他端が前記低圧ガス配管(L0)に接続されたキャピラリー通路(71)を備え、
    前記切換弁(33,43,53,63)は、
    前記高圧ガス配管(H0)の主管(H1)から前記利用側熱交換器(31,41,51,61)に向けて分岐された高圧分岐管(H3,H4,H5,H6)が接続された第1ポート(33a,43a,53a,63a)と、
    前記利用側熱交換器(31,41,51,61)のガス側端が接続された第2ポート(33b,43b,53b,63b)と、
    前記低圧ガス配管(L0)の主管(L1)から前記利用側熱交換器(31,41,51,61)に向けて分岐された低圧分岐管(L3,L4,L5,L6)が接続された第3ポート(33c,43c,53c,63c)と、
    前記キャピラリー通路(71)の一端が接続された第4ポート(33d,43d,53d,63d)とを有する四路切換弁(33,43,53,63)によって構成されている
    ことを特徴とする冷凍装置。
  9. 請求項1において、
    前記熱源側熱交換器(4)のガス側端と前記圧縮機構(2)の吐出側とを接続する第1の状態と、前記熱源側熱交換器(4)のガス側端と前記圧縮機構(2)の吸入側とを接続する第2の状態とに切換可能な切換手段(3A)と、
    前記冷媒回路(1G)の冷凍サイクルの動作を制御する制御手段(70)とを備え、
    前記制御手段(70)は、前記冷媒回路(1G)において、前記複数の利用側熱交換器(31,41,51,61)の少なくとも1つが蒸発器として作動し、他の少なくとも1つがデフロストを行い、前記熱源側熱交換器(4)が前記切換手段(3A)によって第2の状態に切り換えられているときに、前記高圧冷媒圧力が所定の上限値を超えていると、前記熱源側熱交換器(4)への送風量の低減と、前記熱源側熱交換器(4)の第2の状態から第1の状態への切換と、前記圧縮機構(2)の容量低減と、前記圧縮機構(2)の停止とについて順に制御を行うように構成されている
    ことを特徴とする冷凍装置。
  10. 請求項1において、
    前記熱源側熱交換器(4)のガス側端と前記圧縮機構(2)の吐出側とを接続する第1の状態と、前記熱源側熱交換器(4)のガス側端と前記圧縮機構(2)の吸入側とを接続する第2の状態とに切換可能な切換手段(3A)と、
    前記冷媒回路(1G)の冷凍サイクルの動作を制御する制御手段(70)とを備え、
    前記制御手段(70)は、前記冷媒回路(1G)において、前記複数の利用側熱交換器(31,41,51,61)の少なくとも1つが蒸発器として作動し、他の少なくとも1つがデフロストを行い、前記熱源側熱交換器(4)が前記切換手段(3A)によって第1の状態に切り換えられているときに、前記高圧冷媒圧力が所定の下限値を下回っていると、前記熱源側熱交換器(4)への送風量の低減と、前記熱源側熱交換器(4)の第1の状態から第2の状態への切換と、前記圧縮機構(2)の容量増大とについて順に制御を行うように構成されている
    ことを特徴とする冷凍装置。
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