JP2019132468A - Air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
冷媒連絡配管の圧力損失を算出する空気調和装置に関する。 The present invention relates to an air conditioner that calculates a pressure loss of a refrigerant communication pipe.
従来、圧縮機と、室外熱交換器と、膨張弁と、室内熱交換器と、が接続された冷媒回路を備える空気調和装置は公知である。特許文献1(特開2014−167381号公報)には、冷媒の蒸発温度を飽和圧力に換算した圧力を冷凍サイクルの低圧とする空気調和装置が記載されている。 Conventionally, an air conditioner including a refrigerant circuit to which a compressor, an outdoor heat exchanger, an expansion valve, and an indoor heat exchanger are connected is known. Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-167281) describes an air conditioner in which a pressure obtained by converting the evaporation temperature of a refrigerant into a saturation pressure is a low pressure of a refrigeration cycle.
しかし、特許文献1(特開2014−167381号公報)では、冷媒連絡配管の圧力損失を算出することができないという課題がある。 However, in patent document 1 (Unexamined-Japanese-Patent No. 2014-167281), there exists a subject that the pressure loss of refrigerant | coolant communication piping cannot be calculated.
第1観点に係る空気調和機は、冷媒回路と、制御装置と、を備える。冷媒回路は、圧縮機と、室外熱交換器と、膨張弁と、室内熱交換器と、を備える。室内熱交換器と圧縮機との間には、冷媒連絡配管が配置される。制御装置は、冷媒連絡配管における冷媒の圧力損失を算出するための圧力損失算出運転を有する。制御装置は、圧力損失算出運転において、膨張弁の開度を所定開度以下にした状態で圧縮機の電流を監視する。制御装置は、その監視結果に基づいて圧力損失を算出する。 An air conditioner according to a first aspect includes a refrigerant circuit and a control device. The refrigerant circuit includes a compressor, an outdoor heat exchanger, an expansion valve, and an indoor heat exchanger. A refrigerant communication pipe is disposed between the indoor heat exchanger and the compressor. The control device has a pressure loss calculation operation for calculating the pressure loss of the refrigerant in the refrigerant communication pipe. In the pressure loss calculation operation, the control device monitors the compressor current in a state where the opening degree of the expansion valve is equal to or less than a predetermined opening degree. The control device calculates the pressure loss based on the monitoring result.
第2観点に係る空気調和機は、制御装置は、圧力損失算出運転において、膨張弁の開度を所定開度以下にしてからの圧縮機の電流値が上昇から下降に移行するまでの時間に基づいて、圧力損失を算出する。 In the air conditioner according to the second aspect, in the pressure loss calculation operation, the control device determines the time until the current value of the compressor shifts from rising to lowering after the opening of the expansion valve is set to a predetermined opening or less. Based on this, the pressure loss is calculated.
第3観点に係る空気調和機は、制御装置は、圧縮機の周波数を第1周波数に固定して、圧力損失算出運転を実行する。 In the air conditioner according to the third aspect, the control device fixes the frequency of the compressor to the first frequency and executes the pressure loss calculation operation.
第4観点に係る空気調和機は、制御装置は、空気調和装置が据え付けられた後に実行される試運転を有する。制御装置は、試運転中に、圧力損失算出運転を実行する。 In the air conditioner according to the fourth aspect, the control device has a trial operation that is executed after the air conditioner is installed. The control device executes a pressure loss calculation operation during the test operation.
第5観点に係る空気調和機は、制御装置は、圧力損失算出運転によって算出された圧力損失を蒸発圧力に加算して圧縮機の吸入圧力を算出する。制御装置は、圧力損失算出運転とは異なる通常運転において、算出された吸入圧力を用いて圧縮機の運転容量を制御する。 In the air conditioner according to the fifth aspect, the control device calculates the suction pressure of the compressor by adding the pressure loss calculated by the pressure loss calculation operation to the evaporation pressure. The control device controls the operation capacity of the compressor using the calculated suction pressure in a normal operation different from the pressure loss calculation operation.
第6観点に係る空気調和機は、制御装置は、圧力損失算出運転によって算出された圧力損失の大きさに比例して冷媒連絡配管の配管長を決定する。 In the air conditioner according to the sixth aspect, the control device determines the pipe length of the refrigerant communication pipe in proportion to the magnitude of the pressure loss calculated by the pressure loss calculation operation.
第7観点に係る空気調和機は、四方切換弁をさらに備える。四方切換弁は、第1冷媒流れと、第2冷媒流れと、を切り換える。第1冷媒流れは、室外熱交換器を凝縮器として作用させつつ室内熱交換器を蒸発器として作用させる。第2冷媒流れは、室外熱交換器を蒸発器として作用させつつ室内熱交換器を凝縮器として作用させる。制御装置は、第2冷媒流れによる暖房運転を中断して、第1冷媒流れによって室外熱交換器に付着した霜を融解させるデフロスト運転を行う。制御装置は、圧力損失算出運転によって算出された圧力損失が大きい場合には、デフロスト運転終了から暖房運転に復帰する際の四方切換弁が第1冷媒流れを第2冷媒流れに切り換える前までの第1時間を短縮する。 The air conditioner according to the seventh aspect further includes a four-way switching valve. The four-way switching valve switches between the first refrigerant flow and the second refrigerant flow. The first refrigerant flow causes the indoor heat exchanger to act as an evaporator while the outdoor heat exchanger acts as a condenser. The second refrigerant flow causes the indoor heat exchanger to act as a condenser while the outdoor heat exchanger acts as an evaporator. A control apparatus interrupts the heating operation by a 2nd refrigerant | coolant flow, and performs the defrost operation | movement which melts the frost adhering to the outdoor heat exchanger by the 1st refrigerant | coolant flow. When the pressure loss calculated by the pressure loss calculation operation is large, the control device determines whether the four-way switching valve when returning from the end of the defrost operation to the heating operation before switching the first refrigerant flow to the second refrigerant flow. Reduce time by one hour.
第8観点に係る空気調和機は、圧縮機に吸入される冷媒の圧力を測る吸入圧力センサを有さない。 The air conditioner according to the eighth aspect does not have a suction pressure sensor that measures the pressure of the refrigerant sucked into the compressor.
<空気調和装置>
(1)全体構成
図1及び図2を用いて、本実施形態の空気調和装置100の全体構成について説明する。なお、図1では、空気調和装置100の全体構成を配管系統図によって表している。また、図2では、空気調和装置100の制御構成を制御ブロック図によって表している。
<Air conditioning device>
(1) Whole structure The whole structure of the
図1に示すように、空気調和装置100は、蒸気圧縮式冷凍サイクルを用いて、建物等の室内の冷房を行う装置である。空気調和装置100は、冷房専用装置とされている。空気調和装置100は、室外ユニット10と、室内ユニット20と、制御装置50と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the
(1−1)室外ユニット
室外ユニット10は、建物の室外に設けられている。室外ユニット10は、圧縮機11と、室外熱交換器12と、室外ファン13と、室外ファン電動機14と、膨張弁としての電子膨張弁15と、を備えている。
(1-1) Outdoor unit The
圧縮機11は、冷媒ガスを低圧から高圧にして送り出すものである。圧縮機11の吸入側には、吸入配管31が接続されている。圧縮機11の吐出側には、吐出配管32が接続されている。吐出配管32の圧縮機11の近傍には、吐出管温度センサ61が設けられている。吐出管温度センサ61は、吐出管温度を検出するものである。
The
室外熱交換器12は、空気と冷媒とを熱交換させ、冷媒ガスを冷媒液に凝縮させるものである。室外熱交換器12の入口側は、吐出配管32に接続されている。室外熱交換器12の出口側は、液配管に接続されている。室外熱交換器12の冷媒通路の中間には、室外熱交換器中間温度センサ62が設けられている。室外熱交換器中間温度センサ62は、室外熱交換器中間温度を検出するものである。
The outdoor heat exchanger 12 exchanges heat between air and the refrigerant, and condenses the refrigerant gas into a refrigerant liquid. The inlet side of the
室外ファン13は、室外ファン電動機14によって駆動され、室外熱交換器12に対し通風経路を形成するものである。
The
電子膨張弁15は、冷媒液を気液混合冷媒に膨張するものである。電子膨張弁15は、電気的に駆動され、開度の増加又は減少の操作が行われる。
The
ここで、特記すべき事項として、空気調和装置100には、吸入圧力センサ等の圧縮機11の吸入圧力Psを検出するものが設けられていない。また、空気調和装置100には、レシーバ、アキュムレータ等の冷媒量調整用の容器が設けられていない。
Here, as a matter to be noted, the
(1−2)室内ユニット
室内ユニット20は、建物の室内に設けられている。室内ユニット20は、室内熱交換器22と、室内ファン23と、室内ファン電動機24と、を備えている。
(1-2) Indoor unit The
室内熱交換器22は、空気と冷媒とを熱交換させ、気液混合冷媒を冷媒ガスに蒸発させるものである。室内熱交換器22の入口側は、液冷媒連絡配管36に接続されている。室内熱交換器22の出口側は、冷媒連絡配管としてのガス冷媒連絡配管37に接続されている。室内熱交換器22の入口側には、室内熱交換器入口温度センサ63が設けられている。室内熱交換器入口温度センサ63は、室内熱交換器入口温度を検出するものである。室内熱交換器22の冷媒通路の中間には、室内熱交換器中間温度センサ64が設けられている。室内熱交換器中間温度センサ64は、室内熱交換器中間温度を検出するものである。
The indoor heat exchanger 22 exchanges heat between air and refrigerant, and evaporates the gas-liquid mixed refrigerant into refrigerant gas. The inlet side of the
室内ファン23は、室内ファン電動機24によって駆動され、室内熱交換器22に対し通風経路を形成するものである。室内ファン23の吸込側には、室内吸込空気温度センサ65が設けられている。室内吸込空気温度センサ65は、室内吸込空気温度を検出するものである。
The
(1−3)冷媒連絡配管
冷媒連絡配管としてのガス冷媒連絡配管37は、室内熱交換器22と圧縮機11との間に配置されている。液冷媒連絡配管36は、電子膨張弁15と室内熱交換器22との間に配置されている。
(1-3) Refrigerant Communication Pipe The gas
液冷媒連絡配管36及びガス冷媒連絡配管37は、室外ユニット10と室内ユニット20とを接続するものである。液冷媒連絡配管36及びガス冷媒連絡配管37は、空気調和装置100を建物等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒配管である。液冷媒連絡配管36及びガス冷媒連絡配管37は、設置場所や室外ユニット10と室内ユニット20との組み合わせ等の設置条件に応じて種々の長さや管径を有するものが使用される。
The liquid
(1−4)制御装置
図2に示すように、制御装置50は、室外側制御部51と、室内側制御部52と、を備えている。空気調和装置100は、制御装置50によって、室外ユニット10及び室内ユニット20の各機器の制御を実行する。具体的には、制御装置50は、室外側制御部51と室内側制御部52との間が通信接続されることによって、空気調和装置100全体の運転制御を行う。
(1-4) Control Device As shown in FIG. 2, the
制御装置50は、吐出管温度センサ61、室外熱交換器中間温度センサ62、室内熱交換器入口温度センサ63、室内熱交換器中間温度センサ64及び室内吸込空気温度センサ65に接続されている。制御装置50は、これらのセンサの検出信号を受信する。また、制御装置50は、これらの検出信号等に基づいて、圧縮機11、室外ファン電動機14、電子膨張弁15、室内ファン電動機24を制御する。
The
具体的には、制御装置50は、圧縮機11の運転周波数(以下、圧縮機周波数Fc)を制御し、圧縮機11の運転容量を制御する。制御装置50は、圧縮機11に供給される電流値(以下、圧縮機電流値Ic)を監視する。制御装置50は、電子膨張弁15の開度(以下、膨張弁開度Ev)を制御する。
Specifically, the
(2)冷房運転
図1を用いて、空気調和装置100の冷房運転について説明する。
(2) Cooling Operation The cooling operation of the
圧縮機11によって圧縮された高温かつ高圧の冷媒ガスは、室外熱交換器12に向かって流れる。室外熱交換器12において、高温かつ高圧の冷媒ガスは、空気によって熱を奪われ、冷媒液に凝縮される。凝縮した冷媒液は、電子膨張弁15に向かって流れる。
The high-temperature and high-pressure refrigerant gas compressed by the
冷媒液は、電子膨張弁15によって、気液混合冷媒に膨張される。気液混合冷媒は、液冷媒連絡配管36を経由して室内熱交換器22に向かって流れる。室内熱交換器22において、気液混合冷媒は、空気によって熱が与えられ、冷媒ガスに蒸発される。蒸発された冷媒ガスは、ガス冷媒連絡配管37を経由して圧縮機11に吸入される。
The refrigerant liquid is expanded into the gas-liquid mixed refrigerant by the
(3)試運転
空気調和装置100の試運転について説明する。
(3) Trial Operation Trial operation of the
試運転とは、空気調和装置100が据え付けられた後の試験的な運転である。ここで、空気調和装置100が据え付けられるとは、室外ユニット10が更新されること、室内ユニット20が更新されること、を含む。試運転では、冷房運転が実行され、圧縮機起動制御から通常制御に至るまでが実行される。圧縮機起動制御では、起動後から、圧縮機周波数Fcと、膨張弁開度Evとが段階的に増加される。
The test operation is a test operation after the
(4)圧力損失算出運転
図3乃至図4を用いて、圧力損失算出運転S100について説明する。
(4) Pressure Loss Calculation Operation The pressure loss calculation operation S100 will be described with reference to FIGS.
圧力損失算出運転S100は、圧縮機電流の監視結果に基づいて、冷媒連絡配管としてのガス冷媒連絡配管37の圧力損失ΔPを算出する運転である。圧力損失算出運転S100は、上記試運転中に実行されるものである。
The pressure loss calculation operation S100 is an operation for calculating the pressure loss ΔP of the gas
(4−1)フロー
図3を用いて、圧力損失算出運転S100のフローについて説明する。
(4-1) Flow The flow of the pressure loss calculation operation S100 will be described with reference to FIG.
ステップS101において、制御装置50は、現在が試運転中かどうかを確認する。現在が試運転中であれば、ステップS102へ移行し、現在が試運転中でなければ、ステップS101に戻る。
In step S101, the
ステップS102において、制御装置50は、現在が圧縮機起動制御の後であるかどうかを確認する。現在が圧縮機起動制御の後であれば、ステップS103へ移行し、現在が圧縮機起動制御の後でなければ、ステップS101に戻る。
In step S102, the
ステップS103において、制御装置50は、圧縮機周波数Fcを第1周波数としての所定周波数Fc1に固定する。所定周波数Fc1は、予め制御装置50に記憶されている。
In step S103, the
ステップS104において、制御装置50は、圧縮機電流値Icが安定したかどうかを確認する。具体的には、制御装置50は、圧縮機電流値Icが安定した条件として、圧縮機電流値Icが所定範囲ΔIc1以下の変化である状態が所定時間taだけ継続したかどうかを確認する。制御装置50は、圧縮機電流値Icが安定したならば、ステップS105に移行する。
In step S104, the
ステップS105において、制御装置50は、膨張弁開度Evを所定開度以下(本実施形態では全閉)とする。なお、膨張弁開度Evが全閉とは、電子膨張弁15の個体ばらつきを含むものとする。具体的には、膨張弁開度Evが全閉とは、制御装置50に指令された膨張弁開度Evに対する電子膨張弁15の通過流量のばらつきを含めて、電子膨張弁15が閉塞している場合(電子膨張弁15の通過流量が0の場合)である。例えば、制御装置50に指令された膨張弁開度Evが0以上の所定開度であっても電子膨張弁15が閉塞している場合は、膨張弁開度Evが全閉に含まれる。
In step S105, the
ステップS106において、制御装置50は、膨張弁開度Evを全閉としてから圧縮機電流値Icがピーク値に到達するまでの時間であるピーク到達時間tpを検出する。
In step S106, the
ここで、圧縮機電流値Icのピーク値とは、圧縮機電流値Icが上昇から下降に移行したときの電流値である。また、ピーク到達時間tpとは、膨張弁開度Evを全閉としてから圧縮機電流値Icがピーク値に到達するまでの時間である。 Here, the peak value of the compressor current value Ic is a current value when the compressor current value Ic shifts from rising to falling. The peak arrival time tp is the time from when the expansion valve opening Ev is fully closed until the compressor current value Ic reaches the peak value.
ステップS107において、制御装置50は、膨張弁開度Evを全閉としてから所定時間tbが経過したかどうかを確認する。制御装置50は、膨張弁開度Evを全閉としてから所定時間tbが経過していれば、圧力損失算出運転S100を終了する。
In step S107, the
なお、圧力損失算出運転S100において、制御装置50は、室外ファン電動機14を強風モードで運転し、室内ファン電動機24を弱風モードで運転する。
In the pressure loss calculation operation S100, the
(4−2)作用
図4を用いて、圧力損失算出運転S100の作用について説明する。なお、図4では、圧力損失算出運転S100の作用について、圧縮機周波数Fc、膨張弁開度Ev及び圧縮機電流値Icのタイムチャートを用いて説明する。
(4-2) Operation The operation of the pressure loss calculation operation S100 will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the operation of the pressure loss calculation operation S100 will be described using a time chart of the compressor frequency Fc, the expansion valve opening Ev, and the compressor current value Ic.
ステップS102では、圧縮機起動制御が終了されたことが確認される。ステップS103では、圧縮機周波数Fcが所定周波数Fc1に固定される。ステップS104では、圧縮機電流値Icが安定したことが確認される。ステップS105では、膨張弁開度Evが全閉とされる。 In step S102, it is confirmed that the compressor activation control has been completed. In step S103, the compressor frequency Fc is fixed to the predetermined frequency Fc1. In step S104, it is confirmed that the compressor current value Ic is stable. In step S105, the expansion valve opening degree Ev is fully closed.
このとき、膨張弁開度Evが全閉とされたため、電子膨張弁15の上流側(室外熱交換器12)と、下流側(室内熱交換器22及びガス冷媒連絡配管37)とが遮断される。そして、室内熱交換器22及びガス冷媒連絡配管37の内部の冷媒が圧縮機11に吸入される。
At this time, since the expansion valve opening degree Ev is fully closed, the upstream side (outdoor heat exchanger 12) and the downstream side (
なお、室内熱交換器22では、室内ファン23が室内ファン電動機24によって弱風モードで運転されているため、冷媒と空気の熱交換がされる。そのため、室内熱交換器22の冷媒は蒸発されて圧縮機11に吸入される。
In the
そして、室内熱交換器22及びガス冷媒連絡配管37の内部の全ての冷媒が圧縮機11に吸入されると、室内熱交換器22及びガス冷媒連絡配管37の内部が真空状態となり、圧縮機11が冷媒ガスを圧縮しなくなるため、圧縮機11の仕事量が低下する。圧縮機11の仕事量が低下すると、圧縮機電流値Icが低下する。
When all the refrigerant inside the
つまり、圧縮機電流値Icがピーク値に到達したときは、室内熱交換器22及びガス冷媒連絡配管37の内部の全ての冷媒が圧縮機11に吸入されている。このとき、室内熱交換器22及びガス冷媒連絡配管37の内部は、真空状態となっている。
That is, when the compressor current value Ic reaches the peak value, all the refrigerant inside the
なお、室外熱交換器12では、室外ファン13が室外ファン電動機14によって強風モードで運転されているため、冷媒と空気の熱交換がされる。そのため、圧縮機11によって吐出された冷媒ガスが凝縮し、冷媒液として室外熱交換器12に滞留される。
In the
ステップS106では、ピーク到達時間tpが検出される。ピーク到達時間tpとは、上記したように、膨張弁開度Evを全閉としてから圧縮機電流値Icがピーク値に到達するまでの時間である。 In step S106, the peak arrival time tp is detected. As described above, the peak arrival time tp is the time from when the expansion valve opening Ev is fully closed until the compressor current value Ic reaches the peak value.
ステップS107では、膨張弁開度Evが全閉とされてから所定時間tbが経過したため、圧力損失算出運転S100が終了される。 In step S107, since the predetermined time tb has elapsed since the expansion valve opening degree Ev is fully closed, the pressure loss calculation operation S100 is terminated.
(4−3)効果
図5を用いて、圧力損失ΔPとピーク到達時間tpとの相関について説明する。なお、図5では、圧力損失ΔPとピーク到達時間tpとの相関をグラフ図によって表している。
(4-3) Effect The correlation between the pressure loss ΔP and the peak arrival time tp will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the correlation between the pressure loss ΔP and the peak arrival time tp is represented by a graph.
上記したように、圧縮機電流値Icがピーク値に到達したときには、室内熱交換器22及びガス冷媒連絡配管37の内部は、全ての冷媒が圧縮機11に吸入され、真空状態になる。
As described above, when the compressor current value Ic reaches the peak value, all the refrigerant inside the
ここで、室内熱交換器22の内容積は、一定である。ガス冷媒連絡配管37の内容積の大きさは、配管長に比例する。つまり、室内熱交換器22及びガス冷媒連絡配管37の内容積の大きさは、ガス冷媒連絡配管37の配管長に比例する。
Here, the internal volume of the
また、空気調和装置100では、ガス冷媒連絡配管37の配管長によって充填冷媒量が異なる。具体的には、ガス冷媒連絡配管37の配管長が長いほど、充填冷媒量も多くなる。
Further, in the
そのため、圧力損失算出運転S100では、ガス冷媒連絡配管37の配管長が長いほど、圧縮機11が多くの冷媒を吸入する必要がある。つまり、ガス冷媒連絡配管37の配管長が長いほど、ピーク到達時間tpは長くなる。
Therefore, in the pressure loss calculation operation S100, the longer the pipe length of the gas
そして、ガス冷媒連絡配管37の配管長は、ガス冷媒連絡配管37の圧力損失ΔPの大きさに比例する。そのため、ピーク到達時間tpの長さは、ガス冷媒連絡配管37の圧力損失ΔPの大きさに比例する。具体的には、ピーク到達時間tpが短いほど圧力損失ΔPは小さく、ピーク到達時間tpが長いほど圧力損失ΔPは大きい。
The pipe length of the gas
空気調和装置100では、予め、ピーク到達時間tpとガス冷媒連絡配管37の圧力損失ΔPとの相関が実験によって決定され、ピーク到達時間tpと圧力損失ΔPとの相関が制御装置50に記憶されている。
In the
つまり、制御装置50は、ピーク到達時間tpを検出すれば、ガス冷媒連絡配管37の圧力損失ΔPを算出することができる。このようにして、空気調和装置100では、圧縮機電流値Icのピーク到達時間tpに基づいて、ガス冷媒連絡配管37の圧力損失ΔPを算出することができる。
That is, the
(4−3−1)吸入圧力Psの算出
空気調和装置100において、制御装置50は、室内熱交換器中間温度センサ64より検出した蒸発温度Teより蒸発圧力Peを演算し、演算した蒸発圧力Peに算出した圧力損失ΔPを加算し、吸入圧力Psを算出することができる。
(4-3-1) Calculation of Intake Pressure Ps In the
このようにして、制御装置50は、吸入圧力Psに基づいて、冷媒制御を実行することができる。
In this way, the
(4−3−2)圧縮機容量制御
空気調和装置100において、制御装置50は、圧力損失算出運転S100とは異なる通常運転において、上記算出された吸入圧力Psが目標吸入圧力Psmで一定になるように、圧縮機11の運転容量を制御する。
(4-3-2) Compressor Capacity Control In the
具体的には、吸入圧力Psが目標吸入圧力Psmよりも高い場合には、圧縮機11の運転容量が大きくなるように制御される。一方、吸入圧力Psが目標吸入圧力Psmよりも低い場合には、圧縮機11の運転容量が小さくなるように制御される。ここで、目標吸入圧力Psmは、室内ユニット20の運転容量が大きくなると、低くなるように設定され、室内ユニット20の運転容量が小さくなると、高くなるように設定される。
Specifically, when the suction pressure Ps is higher than the target suction pressure Psm, the operation capacity of the
このようにして、制御装置50は、吸入圧力Psに基づいて、圧縮機11の運転容量を制御することができる。
In this way, the
(4−3−3)配管長の決定
ガス冷媒連絡配管37の圧力損失ΔPの大きさは、ガス冷媒連絡配管37の配管長に比例する。空気調和装置100では、予め、ガス冷媒連絡配管37の圧力損失ΔPの大きさとガス冷媒連絡配管37の配管長との相関が実験によって決定され、ガス冷媒連絡配管37の圧力損失ΔPの大きさとガス冷媒連絡配管37の配管長との相関が制御装置50に記憶されている。
(4-3-3) Determination of Pipe Length The magnitude of the pressure loss ΔP of the gas
このようにして、制御装置50は、ピーク到達時間tpに基づいて、ガス冷媒連絡配管37の配管長を決定することができる。
In this way, the
<特徴>
(1)
従来、空気調和装置では、吸入圧力センサが設けられ、吸入圧力センサによって圧縮機の吸入圧力が検出され、検出された吸入圧力に基づいて冷媒制御が実行されていた。
<Features>
(1)
Conventionally, in an air conditioner, an intake pressure sensor is provided, the intake pressure sensor detects the intake pressure of the compressor, and refrigerant control is executed based on the detected intake pressure.
しかし、近年では、高価な圧力センサは、削除される傾向にある。そこで、空気調和装置では、蒸発器の中間に設けられる温度センサによって蒸発温度が検出され、検出された蒸発温度から蒸発圧力が算出され、吸入圧力の代替として蒸発圧力に基づいて冷媒制御が実行されていた。言い換えれば、吸入圧力センサが削除された空気調和装置では、ガス冷媒連絡配管の圧力損失を無視して、冷媒制御が実行されている。 However, in recent years, expensive pressure sensors tend to be deleted. Therefore, in the air conditioner, the evaporation temperature is detected by a temperature sensor provided in the middle of the evaporator, the evaporation pressure is calculated from the detected evaporation temperature, and refrigerant control is executed based on the evaporation pressure instead of the suction pressure. It was. In other words, in the air conditioner from which the suction pressure sensor is deleted, the refrigerant control is executed ignoring the pressure loss of the gas refrigerant communication pipe.
しかし、ガス冷媒連絡配管の圧力損失を無視した場合には、精度良く冷媒制御を実行することができない。そこで、吸入圧力センサが削除された空気調和装置では、精度良く冷媒制御を実行するために、ガス冷媒連絡配管の圧力損失を算出する必要がある。そのような背景において、膨張弁を所定開度以下にしてからの圧縮機の電流値が上昇から下降に移行するまでの時間(本実施形態におけるピーク到達時間tp)と、ガス冷媒連絡配管の圧力損失とに相関があることが確認された。 However, when the pressure loss of the gas refrigerant communication pipe is ignored, the refrigerant control cannot be executed with high accuracy. Therefore, in the air conditioner from which the suction pressure sensor is deleted, it is necessary to calculate the pressure loss of the gas refrigerant communication pipe in order to execute the refrigerant control with high accuracy. In such a background, the time (the peak arrival time tp in this embodiment) until the current value of the compressor shifts from rising to lowering after the expansion valve is set to a predetermined opening or less, and the pressure of the gas refrigerant communication pipe It was confirmed that there was a correlation with loss.
空気調和装置100は、冷媒回路と、制御装置50と、を備える。冷媒回路は、圧縮機11と、室外熱交換器12と、電子膨張弁15と、室内熱交換器22と、を備える。室内熱交換器22と圧縮機11との間には、ガス冷媒連絡配管37が配置される。制御装置50は、ガス冷媒連絡配管37における冷媒の圧力損失ΔPを算出するための圧力損失算出運転S100を有する。制御装置50は、圧力損失算出運転S100において、電子膨張弁15の膨張弁開度Evを所定開度以下にした状態で圧縮機11の圧縮機電流を監視する。制御装置50は、その監視結果に基づいて圧力損失ΔPを算出する。
The
このような構成とすることで、空気調和装置100では、電子膨張弁15の膨張弁開度Evを所定開度以下としてからの圧縮機電流に基づいて、ガス冷媒連絡配管37の圧力損失ΔPが算出される。このようにして、空気調和装置100では、圧縮機電流の監視結果に基づいてガス冷媒連絡配管37の圧力損失ΔPを算出することができる。
With such a configuration, in the
(2)
空気調和装置100において、制御装置50は、圧力損失算出運転S100において、膨張弁開度Evを所定開度以下にしてからの圧縮機電流値Icが上昇から下降に移行するまでのピーク到達時間tpに基づいて、圧力損失ΔPを算出する。
(2)
In the
ここで、ピーク到達時間tpとは、膨張弁開度Evを全閉としてから圧縮機電流値Icがピーク値に到達するまでの時間である。圧縮機電流値Icのピーク値とは、圧縮機電流値Icが上昇から下降に移行したときの電流値である。 Here, the peak arrival time tp is the time from when the expansion valve opening Ev is fully closed until the compressor current value Ic reaches the peak value. The peak value of the compressor current value Ic is a current value when the compressor current value Ic shifts from rising to falling.
なお、圧縮機電流値Icのピーク値とは、所定のサンプリング周期で圧縮機電流値Icを監視しているときの、圧縮機電流値Icが上昇から下降に移行したときの電流値である。例えば、圧縮機電流値Icが瞬時的に上昇から下降に移行したときは含まない。 The peak value of the compressor current value Ic is a current value when the compressor current value Ic shifts from rising to falling when the compressor current value Ic is monitored at a predetermined sampling period. For example, it is not included when the compressor current value Ic instantaneously shifts from rising to falling.
このような構成とすることで、空気調和装置100では、膨張弁開度Evを所定開度以下にしてからの圧縮機電流値Icが上昇から下降に移行するまでのピーク到達時間tpに基づいて、ガス冷媒連絡配管37の圧力損失ΔPが算出される。このようにして、空気調和装置100では、ピーク到達時間tpに基づいて、ガス冷媒連絡配管37の圧力損失ΔPを算出することができる。
With such a configuration, in the
(3)
空気調和装置100において、制御装置50は、圧縮機周波数Fcを所定周波数Fc1に固定して、圧力損失算出運転S100を実行する。
(3)
In the
このような構成とすることで、空気調和装置100では、圧縮機周波数Fcを所定周波数Fc1に固定して、圧力損失算出運転S100が実行される。このようにして、空気調和装置100では、ガス冷媒連絡配管37の圧力損失ΔPを算出することができる。
With such a configuration, in the
(4)
空気調和装置100において、制御装置50は、空気調和装置100が据え付けられた後に実行される試運転を有する。制御装置50は、試運転中に、圧力損失算出運転S100を実行する。
(4)
In the
このような構成とすることで、空気調和装置100では、空気調和装置100が据え付けられた後の試運転時に、圧力損失算出運転S100が実行される。このようにして、空気調和装置100では、据付業者のみが試運転中に圧力損失算出運転S100を実行することで、ユーザーが圧力損失算出運転S100を実行する必要はない。
By setting it as such a structure, in the
(5)
空気調和装置100において、制御装置50は、圧力損失算出運転S100によって算出された圧力損失ΔPを蒸発圧力Peに加算して圧縮機11の吸入圧力Psを算出する。制御装置50は、圧力損失算出運転S100とは異なる通常運転において、算出された吸入圧力Psを用いて圧縮機11の運転容量を制御する。
(5)
In the
このようにして、制御装置50は、吸入圧力Psに基づいて、圧縮機11の運転容量を制御することができる。
In this way, the
(6)
空気調和装置100において、制御装置50は、圧力損失算出運転S100によって算出された圧力損失ΔPの大きさに比例してガス冷媒連絡配管37の配管長を決定する。
(6)
In the
(7)
空気調和装置300は、四方切換弁18をさらに備える。四方切換弁18は、第1冷媒流れと、第2冷媒流れと、を切り換える。第1冷媒流れは、室外熱交換器12を凝縮器として作用させつつ室内熱交換器22を蒸発器として作用させる。第2冷媒流れは、室外熱交換器12を蒸発器として作用させつつ室内熱交換器22を凝縮器として作用させる。制御装置50は、第2冷媒流れによる暖房運転を中断して、第1冷媒流れによって室外熱交換器12に付着した霜を融解させるデフロスト運転を行う。制御装置50は、圧力損失算出運転S100によって算出された圧力損失ΔPが大きい場合には、デフロスト運転終了から暖房運転に復帰する際の四方切換弁18が第1冷媒流れを第2冷媒流れに切り換える前までの所定時間tcを短縮する。
(7)
The
空気調和装置300では、ガス冷媒連絡配管37が長い場合には、室内ユニット20に四方切換弁18の切換音が伝播しにくくなるため、四方切換弁18の切換前の所定時間tcを短縮し、デフロスト時間を短縮することができる。
In the
(8)
空気調和装置100は、圧縮機11に吸入される冷媒の圧力を測る吸入圧力センサを有さない。
(8)
The
このようにして、高価な圧力センサを削除し、製品コストを削減することができる。 In this way, expensive pressure sensors can be eliminated and product costs can be reduced.
<変形例1>
(1)全体構成
図6を用いて、変形例1の空気調和装置200について説明する。なお、図6では、空気調和装置200の全体構成を配管系統図によって表している。
<Modification 1>
(1) Whole structure The
空気調和装置200は、空気調和装置100と比較して、室外熱交換器中間温度センサ62が削除された点のみが異なる。そのため、空気調和装置200において、空気調和装置100と共通する各機器については、詳細な説明を省略する。
The
(2)吐出圧力Pdの算出
空気調和装置200の吐出圧力Pdの算出について説明する。
(2) Calculation of discharge pressure Pd Calculation of the discharge pressure Pd of the
上記したように、制御装置50は、冷房運転において、室内熱交換器中間温度センサ64より検出した蒸発温度Teより蒸発圧力Peを演算し、演算した蒸発圧力Peに算出した圧力損失ΔPを加算し、吸入圧力Psを算出する。
As described above, in the cooling operation, the
さらに、制御装置50は、圧縮機性能特性と、算出した吸入圧力Psと、圧縮機電流値Icと、圧縮機周波数Fcとに基づいて、吐出圧力Pdを算出する。具体的には、圧縮機性能特性は、吸入圧力Psと、吐出圧力Pdと、圧縮機電流値Icと、圧縮機周波数Fcとの相関を表した関数である。圧縮機性能特性は、空気調和装置200の制御装置50に予め記憶されている。
Further, the
従来、例えば空気調和装置100では、冷房運転において、室外熱交換器中間温度センサ62によって凝縮温度Tcを検出し、検出した凝縮温度Tcより凝縮圧力Pcを演算し、吐出圧力Pdの代替として凝縮圧力Pcに基づいて冷媒制御が実行されていた。
Conventionally, for example, in the
しかし、空気調和装置200では、室外熱交換器中間温度センサ62を用いることなく、算出した吸入圧力Psと、圧縮機性能特性と、に基づいて吐出圧力Pdを算出することができる。そのため、空気調和装置200では、室外熱交換器中間温度センサ62を削除して、製品コストを削減することができる。
However, in the
<変形例2>
(1)全体構成
図7を用いて、変形例2の空気調和装置300について説明する。なお、図7では、空気調和装置300の全体構成を配管系統図によって表している。
<Modification 2>
(1) Whole structure The
空気調和装置300は、冷房暖房兼用装置とされている。空気調和装置300は、空気調和装置100と比較して、第2電子膨張弁16、高圧レシーバ17及び四方切換弁18が追加された点のみが異なる。そのため、空気調和装置300において、空気調和装置100と共通する機器については、詳細な説明を省略する。
The
四方切換弁18は、室外熱交換器12を凝縮器として作用させつつ室内熱交換器22を蒸発器として作用させる第1冷媒流れとしての冷房運転と、室外熱交換器12を蒸発器として作用させつつ室内熱交換器22を凝縮器として作用させる第2冷媒流れとしての暖房運転と、を切り換えるものである。
The four-
高圧レシーバ17は、余剰となる冷媒を滞留させる冷媒量調整用の容器である。高圧レシーバ17は、電子膨張弁15と第2電子膨張弁16との間に配置されている。第2電子膨張弁16は、暖房運転において膨張弁として機能するものである。第2電子膨張弁16は、高圧レシーバ17と室外熱交換器12との間に配置されている。
The high-
(2)暖房運転
空気調和装置300の暖房運転について説明する。
(2) Heating operation The heating operation of the
圧縮機11によって圧縮された高温かつ高圧の冷媒ガスは、四方切換弁18及びガス冷媒連絡配管37を経由して室内熱交換器22に向かって流れる。室内熱交換器22において、高温かつ高圧の冷媒ガスは、空気によって熱を奪われ、冷媒液に凝縮される。凝縮した冷媒液は、液冷媒連絡配管36を経由して高圧レシーバ17に向かって流れる。
The high-temperature and high-pressure refrigerant gas compressed by the
冷媒液は、第2電子膨張弁16によって、気液混合冷媒に膨張される。気液混合冷媒は、室外熱交換器12に向かって流れる。室外熱交換器12において、気液混合冷媒は、空気によって熱が与えられ、冷媒ガスに蒸発される。蒸発された冷媒ガスは、四方切換弁18を経由して圧縮機11に吸入される。
The refrigerant liquid is expanded into the gas-liquid mixed refrigerant by the second
(2−1)吐出圧力Pdの算出
空気調和装置300の暖房運転における吐出圧力Pdの算出について説明する。
(2-1) Calculation of discharge pressure Pd Calculation of the discharge pressure Pd in the heating operation of the
従来、空気調和装置の暖房運転では、室内熱交換器中間温度センサによって凝縮温度Tcを検出し、検出した凝縮温度Tcより凝縮圧力Pcを演算し、吐出圧力Pdの代替として凝縮圧力Pcに基づいて冷媒制御が実行されていた。言い換えれば、従来の空気調和装置の暖房運転では、ガス冷媒連絡配管の圧力損失を無視して冷媒制御が実行されていた。しかし、ガス冷媒連絡配管の圧力損失を無視した場合には、精度良く冷媒制御を実行することができない。 Conventionally, in a heating operation of an air conditioner, a condensation temperature Tc is detected by an indoor heat exchanger intermediate temperature sensor, a condensation pressure Pc is calculated from the detected condensation temperature Tc, and based on the condensation pressure Pc as an alternative to the discharge pressure Pd. Refrigerant control was being executed. In other words, in the heating operation of the conventional air conditioner, the refrigerant control is executed ignoring the pressure loss of the gas refrigerant communication pipe. However, when the pressure loss of the gas refrigerant communication pipe is ignored, the refrigerant control cannot be executed with high accuracy.
空気調和装置300において、制御装置50は、圧力損失算出運転S100において、ガス冷媒連絡配管37の圧力損失ΔPを算出する。
In the
制御装置50は、暖房運転において、室内熱交換器中間温度センサ64より検出した凝縮温度Tcより凝縮圧力Pcを演算し、演算した凝縮圧力Pcに算出した圧力損失ΔPを演算(圧力損失ΔPの絶対値を加算)し、吐出圧力Pdを算出することができる。
In the heating operation, the
このようにして、空気調和装置300において、制御装置50は、暖房運転において、吐出圧力Pdに基づいて、冷媒制御を実行することができる。
Thus, in the
(3)デフロスト運転
空気調和装置300のデフロスト運転について説明する。
(3) Defrosting operation Defrosting operation of the
空気調和装置300において、制御装置50は、室外熱交換器12における冷媒の温度がデフロスト開始温度に達する等によって室外熱交換器12のデフロスト開始条件を満たすものと判定すると、暖房運転を中断し、室外熱交換器12に付着した霜を融解させるデフロスト運転が実行される。
In the
デフロスト運転は、いわゆる逆サイクルデフロスト運転が採用されており、冷房運転と同様に、四方切換弁18を第1冷媒流れに切り換えて室外熱交換器12を凝縮器として機能させることによって行われる。これにより、室外熱交換器12に付着した霜を融解させることができる。
The so-called reverse cycle defrost operation is employed for the defrost operation, and is performed by switching the four-
デフロスト運転は、室外熱交換器12における冷媒の温度がデフロスト完了温度に達する等によって室外熱交換器12のデフロスト完了条件を満たすものと判定されるまで行われ、その後、暖房運転に復帰する。
The defrost operation is performed until it is determined that the defrost completion condition of the
(3−1)デフロスト運転から暖房運転への復帰
空気調和装置300のデフロスト運転から暖房運転へ復帰する際の暖房運転復帰S200について説明する。
(3-1) Return from Defrost Operation to Heating Operation Heating operation return S200 when the air-
(3−1−1)フロー
図8を用いて、暖房運転復帰S200のフローについて説明する。
(3-1-1) Flow The flow of heating operation return S200 will be described with reference to FIG.
ステップS201において、制御装置50は、デフロスト運転を実行しているものとする。ステップS202において、制御装置50は、デフロスト完了条件が成立したかどうかを確認する。デフロスト完了条件が成立したのであれば、ステップS203へ移行する。
In step S201, the
ステップS203において、制御装置50は、デフロスト完了条件が成立してから第1時間としての所定時間tcが経過したかどうかを確認する。所定時間tcが経過したならば、ステップS204に移行する。なお、所定時間tcは、予め制御装置50に記憶されているものとする。所定時間tcの長さは、ガス冷媒連絡配管37の圧力損失ΔPが大きければ短縮されるものとする。
In step S203, the
具体的には、所定時間tcは、ガス冷媒連絡配管37の圧力損失ΔPが大きくなるにしたがって短縮するように設定される。つまり、所定時間tcは、ガス冷媒連絡配管37の圧力損失ΔPが大きい場合には短く設定され、ガス冷媒連絡配管37の圧力損失ΔPが小さい場合には長く設定される。
Specifically, the predetermined time tc is set so as to decrease as the pressure loss ΔP of the gas
なお、所定時間tcは、ガス冷媒連絡配管37の圧力損失ΔPが所定値以上の場合には、短縮する構成としても良い。
The predetermined time tc may be shortened when the pressure loss ΔP of the gas
ステップS204において、制御装置50は、四方切換弁18を第1冷媒流れから第2冷媒流れに切り換え、デフロスト運転から暖房運転に復帰させる。
In step S204, the
(3−1−2)効果
暖房運転復帰S200の効果について説明する。
(3-1-2) Effect The effect of heating operation return S200 will be described.
空気調和装置300では、ガス冷媒連絡配管37が長い場合には、室内ユニット20に四方切換弁18の切換音が伝播しにくくなるため、デフロスト完了条件が成立してから四方切換弁18の切換前までの所定時間tcを短縮することができる。
In the
このようにして、デフロスト時間を短縮することができる。 In this way, the defrost time can be shortened.
<その他変形例>
(1)
本実施形態、変形例1、2では、圧縮機11の運転周波数を制御し、圧縮機11の運転容量を制御できるものとしたが、これに限定されない。例えば、圧縮機11は、運転容量が一定のものであっても良い。
<Other variations>
(1)
In the present embodiment and the first and second modifications, the operation frequency of the
(2)
本実施形態、変形例1、2では、圧力損失算出運転S100において、膨張弁開度Evを全閉としたが、圧縮機電流値Icのピーク値が検出できるのであれば、膨張弁開度Evを所定開度まで減少させるのみでも良い。
(2)
In the present embodiment and Modifications 1 and 2, the expansion valve opening Ev is fully closed in the pressure loss calculation operation S100. However, if the peak value of the compressor current value Ic can be detected, the expansion valve opening Ev. It is also possible to only reduce the to a predetermined opening.
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。 While the embodiments of the present disclosure have been described above, it will be understood that various changes in form and details can be made without departing from the spirit and scope of the present disclosure as set forth in the claims. .
本発明は、空気調和装置に対して、広く適用可能である。 The present invention is widely applicable to an air conditioner.
11 圧縮機
12 室外熱交換器
15 電子膨張弁(膨張弁)
22 室内熱交換器
37 ガス冷媒連絡配管(冷媒連絡配管)
50 制御装置
100 空気調和装置
11
22
50
Claims (8)
制御装置(50)と、
を備え、
前記制御装置(50)は、
前記冷媒連絡配管(37)における冷媒の圧力損失を算出するための圧力損失算出運転を有し、
前記圧力損失算出運転において、前記膨張弁(15)の開度を所定開度以下にした状態で前記圧縮機の電流を監視し、その監視結果に基づいて前記圧力損失を算出する、
空気調和装置(100)。 A compressor (11), an outdoor heat exchanger (12), an expansion valve (15), an indoor heat exchanger (22), and between the indoor heat exchanger (22) and the compressor (11). A refrigerant communication pipe (37) disposed in the refrigerant circuit;
A control device (50);
With
The control device (50)
A pressure loss calculation operation for calculating the pressure loss of the refrigerant in the refrigerant communication pipe (37),
In the pressure loss calculation operation, the current of the compressor is monitored in a state where the opening of the expansion valve (15) is equal to or less than a predetermined opening, and the pressure loss is calculated based on the monitoring result.
Air conditioner (100).
請求項1に記載の空気調和装置(100)。 In the pressure loss calculation operation, the control device (50) is configured to change the current value of the compressor (11) from rising to lowering after the opening of the expansion valve (15) is set to a predetermined opening or less. Calculating the pressure loss based on the time of
The air conditioner (100) according to claim 1.
請求項1又は2に記載の空気調和装置(100)。 The controller (50) fixes the frequency of the compressor (11) to a first frequency, and executes the pressure loss calculation operation.
The air conditioner (100) according to claim 1 or 2.
前記空気調和装置(100)が据え付けられた後に実行される試運転を有し、
前記試運転中に、前記圧力損失算出運転を実行する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の空気調和装置(100)。 The control device (50)
Having a test run performed after the air conditioner (100) is installed;
Performing the pressure loss calculation operation during the test operation;
The air conditioner (100) according to any one of claims 1 to 3.
前記圧力損失算出運転によって算出された圧力損失を蒸発圧力に加算して前記圧縮機(11)の吸入圧力を算出し、
前記圧力損失算出運転とは異なる通常運転において、算出された前記吸入圧力を用いて前記圧縮機(11)の運転容量を制御する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の空気調和装置(100)。 The control device (50)
Adding the pressure loss calculated by the pressure loss calculation operation to the evaporation pressure to calculate the suction pressure of the compressor (11);
In a normal operation different from the pressure loss calculation operation, the operation capacity of the compressor (11) is controlled using the calculated suction pressure.
The air conditioner (100) according to any one of claims 1 to 4.
前記圧力損失算出運転によって算出された圧力損失の大きさに比例して前記冷媒連絡配管(37)の配管長を決定する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の空気調和装置(100)。 The controller is
Determining the pipe length of the refrigerant communication pipe (37) in proportion to the magnitude of the pressure loss calculated by the pressure loss calculation operation;
The air conditioner (100) according to any one of claims 1 to 4.
前記制御装置(50)は、
前記第2冷媒流れによる暖房運転を中断して、前記第1冷媒流れによって前記室外熱交換器(12)に付着した霜を融解させるデフロスト運転を行い、
前記圧力損失算出運転によって算出された圧力損失が大きい場合には、前記デフロスト運転終了から前記暖房運転に復帰する際の前記四方切換弁(18)が前記第1冷媒流れを前記第2冷媒流れに切り換える前までの第1時間を短縮する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の空気調和装置(300)。 While the outdoor heat exchanger (12) acts as a condenser and the indoor heat exchanger (22) acts as an evaporator, the outdoor heat exchanger (12) acts as an evaporator. A four-way switching valve (18) that switches between a second refrigerant flow that causes the indoor heat exchanger (22) to act as a condenser, and
The control device (50)
The heating operation by the second refrigerant flow is interrupted, and the defrost operation is performed to melt the frost adhered to the outdoor heat exchanger (12) by the first refrigerant flow,
When the pressure loss calculated by the pressure loss calculation operation is large, the four-way switching valve (18) when returning from the end of the defrost operation to the heating operation changes the first refrigerant flow to the second refrigerant flow. Reduce the first time before switching,
The air conditioner (300) according to any one of claims 1 to 4.
請求項1から7のいずれか1項に記載の空気調和装置(100)。 Not having a suction pressure sensor for measuring the pressure of the refrigerant sucked into the compressor (11);
The air conditioner (100) according to any one of claims 1 to 7.
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