JP2011208860A - 空気調和機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】空気調和機は、運転周波数可変式の圧縮機1、四方弁8、室外熱交換器2及び室外膨張弁3aを備える室外ユニットAと、室内熱交換器4及び室内膨張弁3bを備える室内ユニットBと、前記室外ユニットと前記室内ユニットを接続する冷媒配管とを備えている。更に、前記圧縮機の吐出側に設けられた油分離器10と、前記圧縮機の吸入側配管6cと前記油分離器とを接続する油戻し回路15と、この油戻し配管に設けられた電子膨張弁3cと、前記圧縮機の運転周波数と、前記圧縮機の吸入側と吐出側の圧力差に応じて前記油戻し回路の電子膨張弁の開度を制御する制御手段とを備えている。
【選択図】図1
Description
室外ユニットAは、圧縮機1、油分離器10、四方弁8、室外熱交換器2、室外膨張弁(絞り機構)3a、液タンク9、液阻止弁11a、ガス阻止弁11b、気液分離器7などが冷媒配管6で接続されている。なお、5aは室外ファン、12aは圧縮機の吐出側の温度を検出する温度検出器、12bは室外機へ流入する室外空気の温度を検出する温度検出器、12cは室外熱交換器2から出た冷媒の温度を検出する温度検出器、13aは吸込圧力検出器、13bは吐出圧力検出器である。前記圧縮機1の吸入側と前記四方弁8とを接続する吸入側冷媒配管6cには前記気液分離器7が設けられ、前記油分離器10の下部と前記気液分離器7上流側の吸入側冷媒配管6cとは油戻し回路15で接続されている。この油戻し回路15には電子膨張弁(絞り機構)3cが設けられている。
前記室外機Aと室内機Bとは現地冷媒配管である液側冷媒配管6aとガス側冷媒配管6bで接続されている。
返油比率ε1=固定抵抗式絞り機構での返油流量Qo÷全流量Qa1 …(1)
上記(1)式で設計されたものでは、圧縮機の運転周波数が高い場合には返油比率ε1が適切な値となっており、空気調和機の性能低下が許容範囲になる。
返油比率ε2=固定抵抗式絞り機構での返油流量Qo÷全流量Qa2 …(2)
即ち、運転周波数が低いと、圧縮機から吐出される全流量Qa2は図3に示すように、運転周波数に応じて低減されるのに対し、固定抵抗式絞り機構での返油流量Qoは運転周波数が高い場合と同じで変化しないため、返油比率ε2は運転周波数が低くなるほど、運転周波数が高い場合の返油比率ε1よりも高くなり、空気調和機の性能低下が大きくなってしまう。
ε2’=Qo2÷Qa2=ε1 …(3)
とすることで、圧縮機の運転周波数が低下したときでも、空気調和機の性能低下を防止することができる。
図4により、図1に示す電子膨張弁3cの開度と油戻し回路15を流れる流量との関係を説明する。また、曲線23は電子膨張弁前後の圧力差(圧縮機1の吸入側と吐出側の圧力差と略同一)が小さい場合の膨張弁開度に対する流量の関係を示し、曲線24、曲線25となるに従って前記圧力差がより大きくなった場合の膨張弁開度に対する流量の関係を示している。
図6は本発明の空気調和機の実施例2を示す冷凍サイクル構成図で、図6において、図1と同一符号を付した部分は同一または相当する部分を示している。
そこで、この実施例では、実施例1における電子膨張弁3cの開度制御をする代わりに、前記電磁開閉弁14の開閉時間を制御することで電子膨張弁の開度制御と同様の効果が得られるようにしたものである。
T=Ton+Toff …(4)
となる。また、開閉頻度演算周期Tの間に、油戻し回路15の電磁開閉弁14が開いている割合を回路開比率(油戻し回路の開閉時間比率)εonとすると、
εon=Ton÷T …(5)
となり、この回路開比率εonを制御することで、実施例1と同様の機能を得ることができる。
この実施例2では、油戻し回路15に、絞り機構として固定抵抗式絞り機構3dと、電磁開閉弁14とを用い、運転周波数と、圧縮機の吸入側と吐出側の圧力差とに応じて電磁開閉弁の回路開比率の指令値を決めるようにしているので、実施例1と同様に、油上りによる性能低下の影響を最小限にすることができると共に、圧縮機内の油量低下や油量過多による信頼性低下も防止できる。
2:室外熱交換器
3a:室外膨張弁(絞り機構)、3b:室内膨張弁(絞り機構)、3c:電子膨張弁(絞り機構)、3d:キャピラリチューブ(固定抵抗式絞り機構)
4:室内熱交換器
5a:室外ファン、5b:室内ファン
6:冷媒配管、6a:液側冷媒配管、6b:ガス側冷媒配管、6c:吸入側冷媒配管
7:気液分離器
8:四方弁
9:液タンク
10:油分離器
11a:液阻止弁、11b:ガス阻止弁
12a,12b,12c:温度検出器
13a:吸込圧力検出器、13b:吐出圧力検出器
14:電磁開閉弁
15:油戻し回路
A:室外ユニット、B:室内ユニット
Qa1,Qa2:全流量
Qo:固定抵抗式絞り機構での返油流量
Qo2:比率固定としたときの返油流量
ε1:返油比率、ε2:返油比率、ε2’:返油比率
T:開閉頻度演算周期、Ton:電磁開閉弁開時間、Toff:電磁開閉弁閉時間
εon:回路開比率。
Claims (10)
- 運転周波数可変式の圧縮機、四方弁、室外熱交換器及び室外膨張弁を備える室外ユニットと、室内熱交換器及び室内膨張弁を備える室内ユニットと、前記室外ユニットと前記室内ユニットを接続する冷媒配管とを備えた空気調和機において、
前記圧縮機の吐出側に設けられた油分離器と、
前記圧縮機の吸入側の配管と前記油分離器とを接続する油戻し回路と、
この油戻し配管に設けられた電子膨張弁と、
前記圧縮機の運転周波数と、前記圧縮機の吸入側と吐出側の圧力差に応じて前記油戻し回路の電子膨張弁の開度を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする空気調和機。 - 運転周波数可変式の圧縮機、室外熱交換器及び室外膨張弁を備えた空気調和機において、
前記圧縮機の吐出側に設けられた油分離器と、
前記圧縮機の吸入側の配管と前記油分離器とを接続する油戻し配管と、
この油戻し配管に設けられた電子膨張弁と、
前記圧縮機の運転周波数と、前記圧縮機の吸入側と吐出側の圧力差に応じて前記油戻し回路の電子膨張弁の開度を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする空気調和機。 - 運転周波数可変式の圧縮機、四方弁、室外熱交換器及び室外膨張弁を備える室外ユニットと、室内熱交換器及び室内膨張弁を備える室内ユニットと、前記室外ユニットと前記室内ユニットを接続する冷媒配管とを備えた空気調和機において、
前記圧縮機の吐出側に設けられた油分離器と、
前記圧縮機の吸入側の配管と前記油分離器とを接続する油戻し回路と、
この油戻し配管に設けられた絞り機構及び電磁開閉弁と、
前記圧縮機の運転周波数と、前記圧縮機の吸入側と吐出側の圧力差に応じて前記油戻し回路の前記電磁開閉弁の回路開比率を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする空気調和機。 - 運転周波数可変式の圧縮機、室外熱交換器及び室外膨張弁を備えた空気調和機において、
前記圧縮機の吐出側に設けられた油分離器と、
前記圧縮機の吸入側の配管と前記油分離器とを接続する油戻し回路と、
この油戻し配管に設けられた絞り機構及び電磁開閉弁と、
前記圧縮機の運転周波数と、前記圧縮機の吸入側と吐出側の圧力差に応じて前記油戻し回路の前記電磁開閉弁の回路開比率を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする空気調和機。 - 請求項1〜4の何れかに記載の空気調和機において、前記圧縮機の吸入側の冷媒配管の途中に気液分離器を設け、この気液分離器の上流側の吸入側冷媒配管に、前記油戻し回路の一端側が接続されていることを特徴とする空気調和機。
- 請求項1〜4の何れかに記載の空気調和機において、前記圧縮機の吸入側の冷媒配管の途中に気液分離器を設け、圧縮機と気液分離器との間の吸入側冷媒配管に、前記油戻し回路の一端側が接続されていることを特徴とする空気調和機。
- 請求項1〜6の何れかに記載の空気調和機において、前記制御手段は、運転周波数低下時の返油比率を、運転周波数が高い状態(定格運転状態)のときの全流量に対する前記返油比率とほぼ同様になるように前記電子膨張弁の開度または前記電磁開閉弁の回路開比率を制御することを特徴とする空気調和機。
- 請求項1〜7の何れかに記載の空気調和機において、圧縮機の運転周波数及び圧縮機の吸入側と吐出側の圧力差に対する適切な膨張弁開度のデータ、または圧縮機の運転周波数及び圧縮機の吸入側と吐出側との圧力差に対する電磁開閉弁の適切な回路開比率のデータを予め実験で求めておき、前記データに基づいて、前記電子膨張弁の開度または前記電磁開閉弁の回路開比率を制御することを特徴とする空気調和機。
- 請求項3または4に記載の空気調和機において、前記絞り機構はキャピラリチューブであることを特徴とする空気調和機。
- 請求項1または2に記載の空気調和機において、油戻し回路を構成する冷媒配管に、回路を流れる作動流体を冷却するための放熱装置を設置したことを特徴とする空気調和機。
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