JP2017142027A - Air conditioning device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ボルテックスチューブを用いた冷凍回路を有する空気調和装置に関する。 The present invention relates to an air conditioner having a refrigeration circuit using a vortex tube.
空気調和装置において、冷凍回路にはボルテックスチューブが用いられているものがある。例えば、特許文献1には、圧縮機、凝縮器、膨張機構、蒸発器を順次接続して冷媒を循環させる冷凍回路を構成し、圧縮機と凝縮器の間にボルテックスチューブを設けた空気調和装置が開示されている。ボルテックスチューブは冷媒供給口と高温冷媒吐出口と低温冷媒吐出口を有している。このボルテックスチューブの冷媒供給口は圧縮機の冷媒吐出側冷媒配管に接続され、またボルテックスチューブの高温冷媒吐出口は凝縮器に接続され、更にボルテックスチューブの低温冷媒吐出口は圧縮機の吸入口に接続されている。また、ボルテックスチューブの冷媒供給口と圧縮機の吐出口との間に、暖房起動時にのみ開弁制御される電磁開閉弁が設けられている。そして、暖房起動時の高温高圧状態に達していない圧縮機から吐出された高温高圧のガス冷媒は、先ずボルテックスチューブに供給されて高温ガス冷媒と低温ガス冷媒に分離される。そして、分離された冷媒のうち高温ガス冷媒のみが凝縮器に流入されるため、この暖房起動時に室内機側のファンを回しても、温風を送風できる。つまり、特許文献1に記載の冷凍回路では、ボルテックスチューブは暖房起動時に圧縮機から吐出された冷媒から高温ガス冷媒を抽出する目的で用いられている。 Some air conditioners use vortex tubes in the refrigeration circuit. For example, Patent Literature 1 discloses an air conditioner in which a compressor, a condenser, an expansion mechanism, and an evaporator are sequentially connected to constitute a refrigeration circuit that circulates a refrigerant, and a vortex tube is provided between the compressor and the condenser. Is disclosed. The vortex tube has a refrigerant supply port, a high temperature refrigerant discharge port, and a low temperature refrigerant discharge port. The refrigerant supply port of this vortex tube is connected to the refrigerant discharge side refrigerant piping of the compressor, the high temperature refrigerant discharge port of the vortex tube is connected to the condenser, and the low temperature refrigerant discharge port of the vortex tube is connected to the suction port of the compressor. It is connected. Further, an electromagnetic on-off valve that is controlled to open only at the time of heating activation is provided between the refrigerant supply port of the vortex tube and the discharge port of the compressor. The high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor that has not reached the high-temperature and high-pressure state at the start of heating is first supplied to the vortex tube and separated into a high-temperature gas refrigerant and a low-temperature gas refrigerant. And since only a high temperature gas refrigerant | coolant flows in into a condenser among the isolate | separated refrigerant | coolants, even if it turns the indoor unit side fan at the time of this heating start-up, a warm air can be ventilated. That is, in the refrigeration circuit described in Patent Document 1, the vortex tube is used for the purpose of extracting the high-temperature gas refrigerant from the refrigerant discharged from the compressor when heating is started.
しかしながら、特許文献1では、ボルテックスチューブの低温冷媒吐出口から吐出された低温ガス冷媒が圧縮機にそのまま循環するので、この低温ガス冷媒が冷凍回路で有効に活用されていなかった。そのため、冷凍回路を能力向上できる余地があった。 However, in Patent Document 1, since the low-temperature gas refrigerant discharged from the low-temperature refrigerant discharge port of the vortex tube circulates as it is to the compressor, this low-temperature gas refrigerant has not been effectively used in the refrigeration circuit. Therefore, there is room for improving the capacity of the refrigeration circuit.
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、ボルテックスチューブを用いた冷凍回路においてボルテックスチューブと圧縮機の間を循環する冷媒を活用して冷凍回路の性能を向上させることができる空気調和装置を提供することにある。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an air conditioner that can improve the performance of a refrigeration circuit by utilizing a refrigerant circulating between the vortex tube and a compressor in a refrigeration circuit using a vortex tube. Is to provide.
上記目的を達成するため、本発明の空気調和装置は、冷房運転時に、冷媒が圧縮機、ボルテックスチューブの冷媒供給口から高温冷媒吐出口、第1熱交換器、第1過冷却用熱交換器、膨張弁、第2熱交換器を順次循環し、かつ、冷媒が前記圧縮機、ボルテックスチューブの冷媒供給口から低温冷媒吐出口、前記第1過冷却用熱交換器を順次循環する冷凍回路を備え、前記第1過冷却用熱交換器で、前記第1熱交換器から流出した高圧冷媒と、前記ボルテックスチューブの低温冷媒吐出口より流出した低温ガス冷媒を熱交換させる。 In order to achieve the above object, in the air conditioning apparatus of the present invention, during cooling operation, the refrigerant is a compressor, from the refrigerant supply port of the vortex tube to the high-temperature refrigerant discharge port, the first heat exchanger, and the first subcooling heat exchanger. A refrigeration circuit that sequentially circulates through the expansion valve and the second heat exchanger, and in which the refrigerant circulates in order from the refrigerant supply port of the compressor and the vortex tube to the low-temperature refrigerant discharge port and the first subcooling heat exchanger. And the first supercooling heat exchanger exchanges heat between the high-pressure refrigerant that has flowed out of the first heat exchanger and the low-temperature gas refrigerant that has flowed out of the low-temperature refrigerant discharge port of the vortex tube.
本発明の空気調和装置は、前記暖房運転時に、冷媒が前記圧縮機、前記ボルテックスチューブの冷媒供給口から高温冷媒吐出口、前記第2熱交換器、第2過冷却用熱交換器、前記膨張弁、前記第1熱交換器を順次循環し、前記冷媒が前記圧縮機、前記ボルテックスチューブの冷媒供給口から低温冷媒吐出口、前記第2過冷却用熱交換器を順次循環する冷凍回路を備え、前記第2過冷却用熱交換器で、前記第2熱交換器から流出した高圧冷媒と、前記ボルテックスチューブの低温冷媒吐出口より流出した低温ガス冷媒を熱交換させる。 In the air conditioning apparatus of the present invention, during the heating operation, the refrigerant flows from the compressor, the refrigerant supply port of the vortex tube to the high-temperature refrigerant discharge port, the second heat exchanger, the second subcooling heat exchanger, and the expansion. A refrigeration circuit that sequentially circulates the valve, the first heat exchanger, and the refrigerant circulates sequentially from the compressor, a refrigerant supply port of the vortex tube to a low-temperature refrigerant discharge port, and the second subcooling heat exchanger. The second supercooling heat exchanger exchanges heat between the high-pressure refrigerant that has flowed out of the second heat exchanger and the low-temperature gas refrigerant that has flowed out of the low-temperature refrigerant discharge port of the vortex tube.
本発明の空気調和装置は、前記空気調和装置は、更に前記ボルテックスチューブのノズルの出口の圧力を計測する第1圧力センサーと、前記ボルテックスチューブの高温冷媒吐出口側の圧力を計測する第2圧力センサーと、前記ボルテックスチューブの低温冷媒吐出口側の圧力を計測する第3圧力センサーと、前記ボルテックスチューブの高温冷媒吐出口側の温度を計測する第1温度センサーと、前記ボルテックスチューブの低温冷媒吐出口側の温度を計測する第2温度センサーと、前記第1ないし第3圧力センサー及び前記第1及び第2温度センサーによる計測結果に基づき、前記ボルテックスチューブから吐出される冷媒の温度、圧力及び流量比が所定値となるように前記ノズルの出口の圧力及び前記流量調整弁の開度を制御する制御部とを具備する。 In the air conditioner of the present invention, the air conditioner further includes a first pressure sensor that measures the pressure at the outlet of the nozzle of the vortex tube, and a second pressure that measures the pressure on the high-temperature refrigerant outlet side of the vortex tube. A sensor, a third pressure sensor for measuring the pressure on the low-temperature refrigerant outlet side of the vortex tube, a first temperature sensor for measuring the temperature on the high-temperature refrigerant outlet side of the vortex tube, and a low-temperature refrigerant discharge of the vortex tube The temperature, pressure, and flow rate of the refrigerant discharged from the vortex tube based on the measurement results of the second temperature sensor that measures the temperature on the outlet side, the first to third pressure sensors, and the first and second temperature sensors. A control unit that controls the pressure at the outlet of the nozzle and the opening of the flow rate adjustment valve so that the ratio becomes a predetermined value Comprising a.
本発明により、冷凍回路の性能を向上させることができる。 According to the present invention, the performance of the refrigeration circuit can be improved.
以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1及び図2に示す空気調和装置100の冷凍回路1は、圧縮機2、油分離器3、ボルテックスチューブ4、四方弁5、第1熱交換器6、第1過冷却用熱交換器7、膨張弁8、第2過冷却用熱交換器9、第2熱交換器10、アキュムレータ11、第1逆止弁12、第2逆止弁13、三方弁14及びこれらを接続する配管Pから構成される。
The refrigeration circuit 1 of the
この冷凍回路1は、冷房運転時では、図1に示すように、圧縮機2、油分離器3、ボルテックスチューブ4、四方弁5、第1熱交換器6、第1過冷却用熱交換器7、膨張弁8、第2過冷却用熱交換器9、第2熱交換器10、四方弁5、アキュムレータ11、圧縮機2と順次接続される主冷凍回路(冷房運転時主冷凍回路)と、圧縮機2、油分離器3、ボルテックスチューブ4、三方弁14、第1過冷却用熱交換器7、第1逆止弁12、アキュムレータ11、圧縮機2と順次接続される従冷凍回路(冷房運転時従冷凍回路)を形成する。
As shown in FIG. 1, the refrigeration circuit 1 includes a
一方、暖房運転時では、冷凍回路1は、図2に示すように、圧縮機2、油分離器3、ボルテックスチューブ4、四方弁5、第2熱交換器10、第2過冷却用熱交換器9、膨張弁8、第1過冷却用熱交換器7、第1熱交換器6、四方弁5、アキュムレータ11、圧縮機2と順次接続される主冷凍回路(暖房運転時主冷凍回路)と、圧縮機2、油分離器3、ボルテックスチューブ4、三方弁14、第2過冷却用熱交換器9、第2逆止弁13、アキュムレータ11、圧縮機2と順次接続される従冷凍回路(暖房運転時従冷凍回路)を形成する。
On the other hand, during the heating operation, the refrigeration circuit 1 includes a
ボルテックスチューブ4は、冷媒供給口4aと高温冷媒吐出口4bと低温冷媒吐出口4cを備えている。ボルテックスチューブ4の冷媒供給口4aは油分離器3を介して圧縮機2の吐出口2aと接続されている。ボルテックスチューブ4の高温冷媒吐出口4bは四方弁5と接続される。ボルテックスチューブ4の低温冷媒吐出口4cは三方弁14の入口に接続される。このボルテックスチューブ4は、圧縮機2の吐出口2aから吐出された高温高圧のガス冷媒を冷媒供給口4aから供給され、Ranque-Hilsch効果によりエネルギー分離して高温ガス冷媒と低温ガス冷媒とに分離する。その際、ボルテックスチューブ4の冷媒供給口4a側にあるノズル4dを冷媒が通過するときに等エントロピー膨張(断熱膨張)に近い減圧膨張を行いながらそのノズル4dの冷媒吐出口4eに到達してエネルギー分離が起こる。ボルテックスチューブ4は、冷媒供給口4aと高温冷媒吐出口4bとの間で高温冷媒吐出経路を構成し、冷媒供給口4aと低温冷媒吐出口4cとの間で低温冷媒吐出経路を構成する。また、ボルテックスチューブ4は、その冷媒供給口4a側にあるボルテックスチューブのノズル4dにニードル弁(図示を省略)を有し、ボルテックスチューブ4の高温冷媒吐出口4b側に流量調整弁(図示を省略)を有する。
The
四方弁5は、4つのポートを備え、第1ポート5aは前述のようにボルテックスチューブ4の高温冷媒吐出口4bと接続され、第2ポート5bは第1熱交換器6に接続され、第3ポート5cは第2熱交換器10に接続され、第4ポート5dは前述のようにアキュムレータ11に接続される。
The four-
第1過冷却用熱交換器7は、主冷凍回路の一部である主流路7aと、従冷凍回路の一部である従流路7bが形成される。主流路7aの一方の冷媒出入口7cは第1熱交換器6に接続され、他方の冷媒出入口7dは膨張弁8に接続される。従流路7bの一方の冷媒出入口7eは三方弁14に接続され、他方の冷媒出入口7fは第1逆止弁12に接続される。この第1過冷却用熱交換器7は、冷房運転時の過冷却用に用いられるもので、第1熱交換器6から流入した高圧冷媒とボルテックスチューブ4から流入した低温ガス冷媒と熱交換させている。なお、暖房運転時は、後述する三方弁14によりボルテックスチューブ4を流出した低温ガス冷媒が後述する第2過冷却用熱交換器9に流入し、第1過冷却用熱交換器7の従流路7bに流入しないため、第1過冷却用熱交換器7は熱交換器として機能しない。
In the first
第2過冷却用熱交換器9は、第1過冷却用熱交換器7と同様に主冷凍回路の一部である主流路9aと、従冷凍回路の一部である従流路9bが形成される。主流路9aの一方の冷媒出入口9cは膨張弁8に接続され、他方の冷媒出入口9dは第2熱交換器10に接続される。従流路9bの一方の冷媒出入口9fは三方弁14に接続され、他方の冷媒出入口9eは第2逆止弁13に接続される。この第2過冷却用熱交換器9は、暖房運転時の過冷却用に用いられるもので、第2熱交換器10から流入した高圧冷媒とボルテックスチューブ4から流入した低温ガス冷媒と熱交換させている。なお、冷房運転時は、後述する三方弁14によりボルテックスチューブ4を流出した低温ガス冷媒が第1過冷却用熱交換器7に流入し、第2過冷却用熱交換器9の従流路9bに流入しないため、第2過冷却用熱交換器9は熱交換器として機能しない。
Similarly to the first
三方弁14は、3つのポートを備え、第1ポート14aは前述のようにボルテックスチューブ4の低温冷媒吐出口4cに接続され、第2ポート14bは前述のように第1過冷却用熱交換器7の従流路7bに接続され、第3ポート14cは前述のように第2過冷却用熱交換器9の従流路9bに接続される。三方弁14は、冷房運転時は第1過冷却用熱交換器7の従流路7bに接続先を切り替え、暖房運転時には第2過冷却用熱交換器9の従流路9bに接続先を切り替える。
The three-
なお、第1逆止弁12と第2逆止弁13のそれぞれは、四方弁5の第4ポート5dとアキュムレータ11を繋ぐ配管Pに接続される。
Each of the
油分離器3は、圧縮機2より吐出された高圧ガス冷媒に溶け込んだ冷凍機油を分離して回収し圧縮機2の吸入側に戻している。これにより、圧縮機2の焼き付けを防止するとともに、ボルテックスチューブ4の性能劣化や、各種熱交換器の伝熱性能の劣化も防いでいる。
The
第1熱交換器6は、室外用熱交換器であり、冷房運転時には凝縮器または放熱器として機能し、暖房運転時には蒸発器として機能する。 The first heat exchanger 6 is an outdoor heat exchanger that functions as a condenser or a radiator during cooling operation and functions as an evaporator during heating operation.
第2熱交換器10は、室内用熱交換器であり、冷房運転時には蒸発器として機能し、暖房運転時には凝縮器または放熱器として機能する。
The
第1逆止弁12は、第1過冷却用熱交換器7の従流路7bと接続されている。第1逆止弁12は、暖房運転時に冷媒が逆流して、第1過冷却用熱交換器7の従流路7b及び三方弁14に流れ込まないようにするためのものである。
The
第2逆止弁13は、第2過冷却用熱交換器9の従流路9bと接続されている。第2逆止弁13は、冷房運転時に冷媒が逆流して、第2過冷却用熱交換器9の従流路9b及び三方弁14に流れ込まないようにするためのものである。
The
この構成の冷凍回路1では、冷房運転時には、図1に示したように、冷媒は、圧縮機2及び油分離器3を介してボルテックスチューブ4に供給され、高温ガス冷媒と低温ガス冷媒とに分離される。ボルテックスチューブ4で分離された低温ガス冷媒は、三方弁14、第1過冷却用熱交換器7の従流路7b、第1逆止弁12を介して四方弁5の第4ポート5dからの低温冷媒と合流した後、アキュムレータ11を介して圧縮機2に戻る。一方、ボルテックスチューブ4で分離された高温ガス冷媒は、四方弁5の第1ポート5aから第22ポート5b、第1熱交換器6、第1過冷却用熱交換器7の主流路7a、膨張弁8、第2過冷却用熱交換器9の主流路9a、第2熱交換器10、四方弁5の第3ポート5cから第4ポート5dを介して従冷凍回路の低温冷媒と合流した後、アキュムレータ11を介して圧縮機2に戻る。
In the refrigeration circuit 1 having this configuration, during the cooling operation, as shown in FIG. 1, the refrigerant is supplied to the
従って、冷房運転時の冷凍回路1では、ボルテックスチューブ4で分離された低温ガス冷媒がそのまま圧縮機2に戻るのではなく、第1過冷却用熱交換器7で第1熱交換器6から吐出された高圧冷媒を過冷却するため、冷凍回路の熱交換能力を向上させることができる。
Therefore, in the refrigeration circuit 1 during the cooling operation, the low-temperature gas refrigerant separated by the
一方、暖房運転時には、図2に示したように、冷媒は、圧縮機2及び油分離器3を介してボルテックスチューブ4に供給され、高温ガス冷媒と低温ガス冷媒とに分離される。分離された低温ガス冷媒は、三方弁14、第2過冷却用熱交換器9の従流路9b、第2逆止弁13を介して四方弁5の第4ポート5dからの低温ガス冷媒と合流した後、アキュムレータ11を介して圧縮機2に戻る。一方、分離された高温ガス冷媒は、四方弁5の第1ポート5aから第3ポート5c、第2熱交換器10、第2過冷却用熱交換器9の主流路9a、膨張弁8、第1過冷却用熱交換器7の主流路7a、第1熱交換器6、四方弁5の第2ポート5bから第4ポート5dを介して従冷凍回路の低温冷媒と合流した後、アキュムレータ11を介して圧縮機2に戻る。
On the other hand, during the heating operation, as shown in FIG. 2, the refrigerant is supplied to the
従って、暖房運転時の冷凍回路1でも、ボルテックスチューブ4で分離された低温ガス冷媒がそのまま圧縮機2に戻るのではなく、第2過冷却用熱交換器9で第2熱交換器10から吐出された高圧冷媒を過冷却するため、冷凍回路の熱交換能力を向上させることができる。
Accordingly, even in the refrigeration circuit 1 during heating operation, the low-temperature gas refrigerant separated by the
この実施形態の空気調和装置100は、図1〜3に示すように、ボルテックスチューブ4の冷媒供給口4a側にあるノズル4dの吐出口4eに第1圧力センサー16、ボルテックスチューブ4の高温冷媒吐出口4bに第2圧力センサー17、ボルテックスチューブ4の高温冷媒吐出口4bに第1温度センサー18、ボルテックスチューブ4の低温冷媒吐出口4cに第3圧力センサー19、ボルテックスチューブ4の低温冷媒吐出口4cに第2温度センサー20、アキュムレータ11の吸入口11aに圧力センサー21、圧縮機2の吐出口2aに圧力センサー22、第1熱交換器6の近傍に室内用温度センサー24、第2熱交換器10の近傍に室外用温度センサー23を有する。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
ボルテックスチューブ4の高温冷媒吐出口4bに第2圧力センサー17と第1温度センサー18、ボルテックスチューブ4の低温冷媒吐出口4cに第3圧力センサー19と第2温度センサー20が、例えば配管Pの近傍に配置される。アキュムレータ11の吸入口11aに圧力センサー21と、圧縮機2の吐出口2aに圧力センサー22が、例えば配管Pの近傍に配置される。室内用温度センサー24は、例えば第2熱交換器10の風上側に配置され、吸い込まれた室内空気と接する位置に配置される。室外用温度センサー24も同様に、例えば第1熱交換器6の風上側に配置され、吸い込まれた室外空気と接する位置に配置される。
A
図3に示すように、この空気調和装置100の制御部25は、これらの各種センサー16〜24から計測値を入力し、圧縮機2の回転数、膨張弁8の開度、四方弁5の切り替え、三方弁14の切り替え、ボルテックスチューブ4のノズル4dのニードル弁の開度の調整機構部4a、室内用送風ファン26の回転数、室外用送風ファン27の回転数、ボルテックスチューブ4の高温冷媒吐出口4b側の流量調整弁の開度などを制御する。
As shown in FIG. 3, the
典型的には、制御部25は、四方弁5の方向切り替え及び三方弁14の方向切り替えを制御することで、冷房運転時に図1に示す冷凍回路1を構成し、暖房運転時に図2に示す冷凍回路1を構成する。
また、制御部25は、ボルテックスチューブ4のノズル4dのニードル弁の開度及びボルテックスチューブ4の高温冷媒吐出口4b側の流量調整弁の開度を制御する。
Typically, the
Further, the
従来、ボルテックスチューブ4では、減圧膨張を行う機構がノズル4dと渦室内にあり、減圧量を自由に調整できなかった。従って、ノズル構造の仕様でその減圧量の大方が決まってしまうため、これを主要な減圧膨張機構として採用するのは難しい。更には、ボルテックスチューブ4の冷媒供給口4aに液または気液二相の冷媒が投入されるとエネルギー分離は発現しない。そこで、本発明では、圧縮機2の吐出口2a側に油分離器3を介してボルテックスチューブ4の冷媒供給口4aを接続して高温の過熱ガス冷媒を投入する。その際、油分離器3では冷凍機油を高温ガス冷媒から分離させ、オイルミストのない高温ガス冷媒としてボルテックスチューブ4の冷媒供給口4aに投入する。また、ボルテックスチューブ4のノズル4dを図示しない可変ノズルとし、その構造は、例えば、ノズル内部にニードル弁を設置し、その可変(例えば、上下移動量など)により絞り量を調節することによって、ノズル4dの吐出口4eでの圧力の調整と確実なエネルギー分離がなされる。そのとき、ボルテックスチューブ4の高温冷媒吐出口4b側の流量調整弁の開度を連携させる。より具体的には、ボルテックスチューブ4の冷媒供給口4a側にあるノズル4dの出口の第1圧力センサー16によりその圧力を計測し、制御部25はその計測値により高温冷媒吐出口4b側の流量調整弁の開度を制御する。ここで、流量調整弁の開度をニードル弁の開度調整と連携させるのは、高温ガス冷媒温度及び圧力と流量比(流量比:低温ガス冷媒吐出量÷全質量流量)とを所定値近傍あるいは所定範囲へ収束させることが主目的である。基本的には、上記流量調整弁では、上記流量比の調整と各分離冷媒温度に作用し、上記ノズル4dのニードル弁はノズル4dの吐出口4eの圧力を調整する。これら2つの弁が連携することで高温ガス冷媒及び低温ガス冷媒の吐出温度及び圧力が所定(目標)範囲に収束させて良好なシステム効率を実現することが可能となる。
Conventionally, the
例えば、冷媒の動作圧力の目標値に対してノズル4dの吐出口4eの圧力を下げるためには、ボルテックスチューブ4のノズル内部のニードル弁を閉じる方向に作動させ、ノズル4dの吐出口4eの圧力を調整する。冷媒の動作温度及び圧力の目標値に対してボルテックスチューブ4の高温冷媒吐出温度を上昇させる必要がある場合には流量比が大きくなるようにボルテックスチューブ4の高温冷媒吐出口4b側の流量調整弁を閉じる方向に作動させる。上記ノズル4dの吐出口4eの圧力を下げていくことでボルテックスチューブ4の高温冷媒吐出温度は上昇傾向となり、かつ、ボルテックスチューブ4の低温冷媒吐出温度も下降傾向となる。また、冷媒の動作温度及び圧力の目標値に対してボルテックスチューブ4の低温冷媒吐出温度を下げたい場合には、流量比を下げる方向、すなわち、ボルテックスチューブ4の高温冷媒吐出口4b側の流量調整弁を開く方向に作動させる。
このような作動制御は制御部25により行われる。図4はその制御フローの一例である。
For example, in order to lower the pressure at the
Such operation control is performed by the
制御部25は、冷媒の圧力が目標値に対応した所定値となるようにボルテックスチューブ4のノズル内部のニードル弁の開度を調節し(ステップ401)、ノズル4dの吐出口4eの圧力を第1圧力センサー16により計測する(ステップ402)。次に、制御部25は、高温冷媒吐出口4b側の冷媒の目標温度及び圧力に対応した所定値となるようにボルテックスチューブ4の高温冷媒吐出口4b側の流量調整弁の開度を調節し(ステップ403)、ボルテックスチューブ4の高温冷媒吐出口4bから吐出される高温ガス冷媒の温度及び圧力を第1温度センサー18及び第2圧力センサー17により計測する(ステップ404)。制御部25は、高温冷媒吐出口4b側の冷媒の目標温度及び圧力になるまでステップ403及び404を繰り返し、目標温度及び圧力になったとき(ステップ405)、上記した流量比を計測する(ステップ406)。そして、制御部25は、目標の流量比になるまでステップ401〜406をN回繰り返す(ステップ407、408)。
The
なお、ボルテックスチューブ4の高温冷媒吐出口4b側から吐出された高温ガス冷媒は四方弁5の第1ポート5aに、ボルテックスチューブ4の低温冷媒吐出口4c側から吐出された低温ガス冷媒は三方弁14を介して第1または第2過冷却用熱交換器7、9のいずれかの従流路に冷房運転または暖房運転に応じて投入されるが、その調節割合は良好なシステム効率を実現するために前述の目標値が定められており、冷房運転時と暖房運転時ではそれぞれ異なる。
本発明は上記の実施形態に限定されない。
The high-temperature gas refrigerant discharged from the high-temperature
The present invention is not limited to the above embodiment.
例えば、上記の実施形態の如くボルテックスチューブ4のノズル4dが可変ノズルではなく、ノズルを複数設置し、使用ノズルの個数を制御することで、上記の可変ノズルと実質的に同等な働きをさせることができる。
For example, the
1 冷凍回路
2 圧縮機
3 油分離器
4 ボルテックスチューブ
5 四方弁
6 第1熱交換器
7 第1過冷却用熱交換器
8 膨張弁
9 第2過冷却用熱交換器
10 第2熱交換器
11 アキュムレータ
12 第1逆止弁
13 第2逆止弁
14 三方弁
16 第1圧力センサー
17 第2圧力センサー
18 第1温度センサー
19 第3圧力センサー
20 第2温度センサー
21、22 圧力センサー
23、24 温度センサー
25 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記第1過冷却用熱交換器で、前記第1熱交換器から流出した高圧冷媒と、前記ボルテックスチューブの低温冷媒吐出口より流出した低温ガス冷媒を熱交換させることを特徴とする空気調和装置。 During the cooling operation, the refrigerant circulates in order from the compressor, the refrigerant supply port of the vortex tube to the high temperature refrigerant discharge port, the first heat exchanger, the first subcooling heat exchanger, the expansion valve, and the second heat exchanger, and And a refrigerant circuit that sequentially circulates the refrigerant, the refrigerant supply port of the vortex tube, the low-temperature refrigerant discharge port, and the first supercooling heat exchanger,
An air conditioner for exchanging heat between the high pressure refrigerant flowing out from the first heat exchanger and the low temperature gas refrigerant flowing out from the low temperature refrigerant discharge port of the vortex tube in the first subcooling heat exchanger. .
暖房運転時に、冷媒が前記圧縮機、前記ボルテックスチューブの冷媒供給口から高温冷媒吐出口、前記第2熱交換器、第2過冷却用熱交換器、前記膨張弁、前記第1熱交換器を順次循環し、冷媒が前記圧縮機、前記ボルテックスチューブの冷媒供給口から低温冷媒吐出口、前記第2過冷却用熱交換器を順次循環する冷凍回路を備え、
前記第2過冷却用熱交換器で、前記第2熱交換器から流出した高圧冷媒と、前記ボルテックスチューブの低温冷媒吐出口より流出した低温ガス冷媒を熱交換させることを特徴とする空気調和装置。 The air conditioner according to claim 1,
During the heating operation, the refrigerant passes through the compressor, the refrigerant supply port of the vortex tube to the high-temperature refrigerant discharge port, the second heat exchanger, the second subcooling heat exchanger, the expansion valve, and the first heat exchanger. Comprising a refrigeration circuit that sequentially circulates and sequentially circulates the refrigerant from the compressor, a refrigerant supply port of the vortex tube to a low-temperature refrigerant discharge port, and the second subcooling heat exchanger;
An air conditioner for exchanging heat between the high pressure refrigerant flowing out of the second heat exchanger and the low temperature gas refrigerant flowing out of the low temperature refrigerant discharge port of the vortex tube in the second subcooling heat exchanger. .
前記空気調和装置は、更に
前記ボルテックスチューブのノズルの出口を通過する冷媒の圧力を計測する第1圧力センサーと、
前記ボルテックスチューブの高温冷媒吐出口側を通過する冷媒の圧力を計測する第2圧力センサーと、
前記ボルテックスチューブの低温冷媒吐出口側の圧力を計測する第3圧力センサーと、
前記ボルテックスチューブの高温冷媒吐出口側を通過する冷媒の温度を計測する第1温度センサーと、
前記ボルテックスチューブの低温冷媒吐出口側の温度を計測する第2温度センサーと、
前記第1ないし第3圧力センサー及び前記第1及び第2温度センサーによる計測結果に基づき、前記ボルテックスチューブから吐出される冷媒の温度、圧力及び流量比が所定値となるように前記ノズルの出口の圧力及び前記流量調整弁の開度を制御する制御部と
を具備する空気調和装置。 The air conditioner according to claim 1 or 2,
The air conditioner further includes a first pressure sensor that measures a pressure of a refrigerant passing through an outlet of a nozzle of the vortex tube;
A second pressure sensor for measuring the pressure of the refrigerant passing through the high temperature refrigerant outlet side of the vortex tube;
A third pressure sensor for measuring the pressure on the low-temperature refrigerant outlet side of the vortex tube;
A first temperature sensor for measuring the temperature of the refrigerant passing through the high temperature refrigerant outlet side of the vortex tube;
A second temperature sensor that measures the temperature of the vortex tube on the low-temperature refrigerant outlet side;
Based on the measurement results of the first to third pressure sensors and the first and second temperature sensors, the temperature, pressure, and flow rate ratio of the refrigerant discharged from the vortex tube are set to predetermined values. An air conditioner comprising: a control unit that controls a pressure and an opening degree of the flow regulating valve.
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