JP4036288B2

JP4036288B2 - 空気調和装置

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Publication number: JP4036288B2
Application number: JP2002202057A
Authority: JP
Inventors: 和幹浦田; 宏治内藤; 眞幸岡部; 吉律岩品
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-07-11
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2022-07-11
Also published as: JP2004044883A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和装置に係り、特に過冷却装置で過冷却する冷媒回路のバイパス流量を制御する空気調和装置に好適である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、蒸発器として作用している熱交換器の入口冷媒温度Ｔｅと過冷却熱交換器のバイパス流出口の冷媒温度Ｔｂｏを減算した値（Ｔｅ−Ｔｂｏ）が所定値αになるように、バイパス膨張弁の開度を制御し、過冷却熱交換器のバイパス流入口の温度センサを不要にすることが知られ、例えば特開２０００−１８７３７号公報に記載されている。
また、バイパス流量比を最適にするため、吐出温度Ｔｄが上限設定値よりも高い場合はバイパス膨張弁を開け、吐出温度Ｔｄが下限設定値よりも低く且つバイパス膨張弁が開状態である場合はバイパス膨張弁を閉め、バイパス膨張弁の開度設定と凝縮温度Ｔｃ及び蒸発温度Ｔｅから目標吐出温度Ｔｋを演算し、吐出温度Ｔｄが目標吐出温度Ｔｋとなるように主流冷媒が流れる主膨張弁の開度を制御することが特開２００１−２２７８２３号公報に記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術においては、空調が行われている室内熱交換器（蒸発器）の冷媒過熱度状態を直接検出していないため、最大能力を発生できるバイパス流量比及び吐出温度に設定されるものでなく、冷凍能力及びＣＯＰを最適になっているとは言い難い。
【０００４】
本発明は、上記従来の技術的課題を解決し、バイパス流量比を的確に制御し、能力を最大にし、より一層の省電力化を図ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、圧縮機、凝縮器、過冷却熱交換器、主減圧装置、及び蒸発器を環状に接続した主流回路と、前記凝縮器と前記主減圧装置の間から分岐され、バイパス膨張弁及び前記過冷却熱交換器を介し圧縮機の吸入側に接続したバイパス回路とを有し、前記過冷却熱交換器は、前記凝縮器からの高圧冷媒と前記バイパス膨張弁で減圧された低圧冷媒とを熱交換する空気調和装置において、前記蒸発器の入口の温度を検出する蒸発器入口温度センサと、前記蒸発器の出口の温度を検出する蒸発器出口温度センサと、前記蒸発器入口温度と前記蒸発器出口温度の温度差を演算する蒸発器温度差演算部と、前記温度差が予め設定された目標温度差となるように前記バイパス膨張弁の開度を制御する第１の制御部と、前記圧縮機の吐出温度を検出する吐出温度センサと、冷凍サイクルにおける前記圧縮機の目標吐出温度を演算し、前記圧縮機吐出温度が前記目標吐出温度となるように前記主減圧装置の開度を制御する第２の制御部とを備えたものである。
【０００６】
（２）上記（１）のものにおいて、前記第１の制御部は、前記凝縮器の冷媒流量に対する前記バイパス回路の冷媒流量の比が１〜２５％の範囲となるように前記バイパス膨張弁の開度を制御することが望ましい。
【０００７】
（３）上記（１）のものにおいて、前記目標温度差は、前記蒸発器での熱交換量が最大となるように予め設定されていることが望ましい。
【０００８】
（４）上記（１）のものにおいて、前記目標温度差は、冷媒の種類に対応して予め設定されていることが望ましい。
【０００９】
（５）上記（１）のものにおいて、前記第１の制御部は、室内の設定温度と空気温度との温度差が予め設定された値以下である場合、又は暖房運転時に室外の空気温度が０℃以上である場合、前記バイパス膨張弁の制御を行わないことが望ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図１ないし図８を参照して説明する。
圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器を環状に接続した冷媒回路に、凝縮器と膨張弁の間に過冷却熱交換器を配設し、過冷却熱交換器に流入する主流冷媒の一部をバイパスしてバイパス膨張弁により減圧し、過冷却熱交換器に流入する主流冷媒と熱交換して主流冷媒を過冷却することにより冷凍能力を増大することが知られ、主流回路の冷媒循環量Ｇｒｍと過冷却熱交換器に流れるバイパス回路の冷媒循環量Ｇｒｂの比であるバイパス流量比{Ｇｒｂ／（Ｇｒｍ＋Ｇｒｂ）}によって冷凍能力及びＣＯＰの向上効果が異なる。つまり、バイパス流量比を多くしていくと、バイパス流量比が小さいうちは主流冷媒側の圧力損失が低減するため冷凍能力及びＣＯＰは向上していくが、バイパス流量比が多くなると主流冷媒の過冷却量よりも流量低下が大きくなるため冷凍能力及びＣＯＰが低下する。このため、バイパス流量比を最適に制御する必要がある。また、過冷却熱交換器に流す主流冷媒とバイパス冷媒の流量制御としては、主流冷媒側の主膨張弁の開度制御により目標吐出温度Ｔｋとなるように吐出温度Ｔｄを制御し、バイパス冷媒側のバイパス膨張弁の開度制御により過冷却熱交換器のバイパス冷媒側の出口温度Ｔｂｏと入口温度Ｔｂｉを減算した値（Ｔｂｏ−Ｔｂｉ）であるバイパス流の冷媒過熱度を制御している。
【００１１】
図１は、本発明の一実施の形態を示した冷凍サイクルを示し、圧縮機１、四方弁２、凝縮器３、主膨張弁（主減圧装置）４、蒸発器５により構成される。凝縮器３と主膨張弁４の間には、凝縮器３出口の液冷媒を過冷却するための過冷却熱交換器６が設けられ、過冷却熱交換器（過冷却装置）６の主流部入口と凝縮器３出口が接続され、過冷却熱交換器６の主流部出口と主膨張弁４が接続されている。また、過冷却熱交換器６の主流部入口から一部冷媒をバイパスするようにバイパス回路８が形成され、このバイパス回路８は、バイパス膨張弁７を介して過冷却熱交換器６に流入し、主流部の冷媒と対向流となるように熱交換できる如く配設され、圧縮機１の吸入側に戻る。
【００１２】
圧縮機１吐出側の配管には、吐出温度Ｔｄを測定するための吐出温度センサ（例えば、吐出温度サーミスタ）が設けられており、吐出温度センサの信号から吐出温度Ｔｄを検出するための吐出温度検出部２３と、吐出温度検出部２３の信号に関連して主膨張弁４の開度を演算し出力するための主膨張弁開度演算部２４が設けられている。また、蒸発器５入口部及び出口部の配管には、各々の温度を測定するための蒸発器入口温度センサ１１（例えば、蒸発器入口温度サーミスタ）及び蒸発器出口温度センサ１２（例えば、蒸発器出口温度サーミスタ）が設けられており、蒸発器入口温度センサ１１及び出口温度センサ１２の信号から蒸発器入口温度Ｔｅｉ及び出口温度Ｔｅｏを検出するための蒸発器温度検出部２０と、蒸発器温度検出部２０からの信号を基に蒸発器入口温度Ｔｅｉと蒸発器出口温度Ｔｅｏの温度差（Ｔｅｉ−Ｔｅｏ）を演算する蒸発器温度差演算部２１と、蒸発器温度差演算部２１の信号を基にバイパス膨張弁７の開度を演算し出力するためのバイパス膨張弁開度演算部２２が設けられている。さらに、蒸発器温度検出部２０、蒸発器温度差演算部２１、バイパス膨張弁開度演算部２２、吐出温度検出部２３、主膨張弁開度演算部２４は、マイクロコンピュータ（図示せず）内に組み込まれている。
【００１３】
次に、冷凍サイクルの運転動作について説明する。図１において、冷媒は実線矢印の如く流れ、圧縮機１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、四方弁２を通り凝縮器３に流入し、凝縮器３に送られる空気と熱交換して凝縮液化して凝縮器３から流出する。凝縮液化した高圧液冷媒は、過冷却熱交換器６の主流部入口側とバイパス回路８側に分岐し、過冷却熱交換器６の主流部入口に分岐した主流冷媒は、過冷却熱交換器６に流入し熱交換され過冷却された状態となり過冷却熱交換器６から流出し、主膨張弁４で減圧され気液二相状態もしくは液単相状態の冷媒となり、蒸発器５に流入し蒸発器５に送られる空気と熱交換して蒸発ガス化して蒸発器５から流出する。一方、バイパス回路８に分岐した高圧液冷媒は、バイパス膨張弁７で減圧され低圧の気液二相状態の冷媒となり、過冷却熱交換器６に流入し、主流冷媒と熱交換して蒸発ガス化して過冷却熱交換器６から流出する。蒸発ガス化した主流冷媒は、四方弁２を通り圧縮機１の吸入側に戻る際に、過冷却熱交換器６で蒸発ガス化したバイパス冷媒と合流し圧縮機１に吸い込まれ、再び圧縮機１で圧縮されることで冷凍サイクルが形成される。
【００１４】
図２は、上記冷凍サイクルのモリエル線図を表わしている。破線で示されているのはバイパス回路８に付設するバイパス膨張弁７を閉じた場合の通常のサイクル２５を表わしており、実線で示されているのはバイパス８回路に付設するバイパス膨張弁７を開けた場合の冷凍能力向上サイクル２６を表わしている。まず、通常サイクル２５の場合は、点Ｂが圧縮機１から吐出された状態、点Ｃが凝縮器３出口の状態、点Ｄが主膨張弁４により減圧された蒸発器５入口の状態、点Ｅが蒸発器５出口の状態、点Ａが圧縮機１に吸入される状態を表わしている。一方、冷凍能力向上サイクル２６の場合は、点Ｂが圧縮機１から吐出された状態、点Ｃが凝縮器３出口の状態、点Ｄが主膨張弁４により減圧された蒸発器５入口の状態、点Ｅが蒸発器５出口の状態、点Ａが圧縮機１に吸入される状態、点Ｆが過冷却熱交換器６の主流側出口の状態、点Ｇがバイパス回路８に付設するバイパス膨張弁７により減圧された過冷却熱交換器６のバイパス側入口の状態、点Ｈが過冷却熱交換器６のバイパス側出口の状態を表わしている。
【００１５】
冷凍能力向上サイクル２６は、通常サイクル２５と比較した場合、圧縮機１に吸入される冷媒の状態として点Ａ´の方が点Ａと比較して圧力が高くしかも過熱状態となっているため、凝縮器３を流れる冷媒循環量が多くなるため凝縮熱交換量が増大すると共に、圧縮機１内部での過熱損失が低減されるため圧縮機効率の向上が望め、省電力効果が期待できる。また、点Ａと点Ａ´の差である吸入圧力の上昇に対して点Ｂと点Ｂ´の差である吐出圧力の上昇が少ないため冷凍能力向上サイクル２６の方が運転圧力比が小さくなり圧縮機効率の向上が望め、省電力効果が期待できる。さらに、蒸発器５でのエンタルピ差及び圧力損失を比較した場合、点Ｄ´−Ｅ´の方が点Ｄ−Ｅと比較して点Ｃ−Ｆの分だけエンタルピ差が大きく、圧力損失も小さいことから、蒸発器５での冷凍能力の向上ができる。但し、点Ｃ−Ｆの分だけエンタルピ差を拡大するためには、バイパス回路８側の点Ｇ−Ｈのエンタルピ差を稼ぐ必要があるが、点Ｈの温度は点Ｃ´以上には上昇しないため、バイパス回路８側に流す冷媒循環量を多くする必要がある。しかし点Ｆの温度は点Ｇ以下にはできないため、点Ｄ´−Ｅ´のエンタルピ差の拡大には限界があること、バイパス回路８側に冷媒を多く流すと主流回路側の冷媒循環量が低下し冷凍能力が向上しなくなる。このため、主流回路側とバイパス回路側に流す各々の冷媒循環量には最適点が存在するので、各々の冷媒循環量を制御する。
【００１６】
図３は、冷凍能力向上サイクル２６の主流回路とバイパス回路に流す各々の冷媒循環量を制御するための運転制御フローチャートを示す。まず、冷凍サイクルに付設する吐出温度センサ１０から吐出温度検出部２３により吐出温度Ｔｄを、蒸発器入口温度センサ１１及び蒸発器出口温度センサ１２から蒸発器温度検出部２０により蒸発器入口温度Ｔｅｉと蒸発器出口温度Ｔｅｏをそれぞれ検出する。次に、冷凍サイクル内の温度や圧力、凝縮器３及び蒸発器５に流入する空気温度や冷凍サイクルの設置状態（配管長や高低差）から冷凍サイクルを最適に運転できる目標吐出温度Ｔｋを演算し、検出した吐出温度Ｔｄと比較する。Ｔｄ＞Ｔｋの場合は、主流冷媒回路の蒸発器５に付設する主膨張弁４の開度を開けて吐出温度Ｔｄを目標吐出温度Ｔｋとなるように制御し、Ｔｄ＜Ｔｋの場合は、主流冷媒回路の蒸発器５に付設する主膨張弁４の開度を閉めて吐出温度Ｔｄを目標吐出温度Ｔｋとなるように制御し、Ｔｄ＝Ｔｋの場合は、主流冷媒回路の蒸発器５に付設する主膨張弁４の開度を維持するように制御する。次に、冷凍サイクルが安定しているか否か（例えば、吐出温度Ｔｄが目標吐出温度Ｔｋ近傍に成っている）を判定し、安定していなければ上記吐出温度制御を繰返し行い、安定していると判定した場合は、検出した蒸発器入口温度Ｔｅｉと蒸発器出口温度Ｔｅｏの差であるΔＴｅ（ΔＴｅ＝Ｔｅｉ−Ｔｅｏ）を演算する。次に、ΔＴｅと蒸発器５での熱交換量が最大となる目標温度差α（例えば、冷媒がＲ４０７Ｃの場合のαとして−２℃）と比較し、ΔＴｅ＞αの場合はバイパス回路に付設するバイパス膨張弁の開度を開けて蒸発器入口温度を低下させてΔＴｅがαとなるように制御し、ΔＴｅ＜αの場合はバイパス回路に付設するバイパス膨張弁の開度を閉めて蒸発器入口温度を上昇させてΔＴｅがαとなるように制御し、ΔＴｅ＝αの場合はバイパス回路に付設するバイパス膨張弁の開度を維持するように制御する。
【００１７】
図４は、上記冷凍サイクルに作動冷媒として非共沸混合冷媒であるＲ４０７Ｃを封入した場合の凝縮器３に流れる全冷媒流量に対するバイパス回路８に流れるバイパス冷媒流量の比であるバイパス流量比に対する冷凍能力比とΔＴｅの関係を表わした図である。図において、冷凍能力比は、バイパス膨張弁を閉じている場合の冷凍能力を１００％とした。バイパス膨張弁を開けてバイパス流量比を増やすと冷凍能力比は向上しバイパス流量比が約２０％で最大となり、さらにバイパス流量比を増やすと冷凍能力比は低下し、バイパス流量比３０％では冷凍能力比が９５％まで低下する。この時、蒸発器入口温度Ｔｅｉと蒸発器出口温度Ｔｅｏの差であるΔＴｅは、バイパス流量比が増加するに従いΔＴｅの値も下がり、冷凍能力比が最大となるバイパス流量比２０％で約−２℃となり、さらにバイパス流量比を増やすとΔＴｅの値が急激に低下する。
【００１８】
図５は、蒸発器を側面から見た図であり、蒸発器は、前面側蒸発熱交換器１３と後面側蒸発熱交換器１４とで構成され、液側分配集合器１５と前面側蒸発熱交換器１３の各パスが分配管で接続され、ガス側分配集合器１６と後面側蒸発熱交換器１４の各パスが分配管で接続されている。また、液側分配集合器１５の入口側には蒸発器入口温度Ｔｅｉを測定する蒸発器入口温度センサ１１が設けられ、ガス側分配集合器１６の出口側には蒸発器出口温度Ｔｅｏを測定する蒸発器出口温度センサ１２が設けられている。蒸発器には、前面側蒸発熱交換器１３から後面側蒸発熱交換器１４に向かうように空気が流れている。
【００１９】
次に、上記蒸発器の作用について説明する。前面側蒸発熱交換器１３の手前から入口空気１７（例えば、２７℃）が流入し前面側蒸発熱交換器１３により入口空気１７は冷却される。この時、前面側蒸発熱交換器１３の冷媒温度は、バイパス流量比が増加するにつれ低下する。次に、前面側蒸発熱交換器１３で冷却された空気は、後面側蒸発熱交換器１４に流入する。この時、後面側蒸発熱交換器１４の冷媒温度は、バイパス流量比を増やすと温度が低下し、さらにバイパス流量比を増やすと蒸発器入口温度Ｔｅｉが限界まで低下する冷媒循環量以下になるとエンタルピ差を確保するために蒸発器出口側の冷媒過熱度が大きくなるため冷媒温度が上昇する。このため、冷媒温度が低下するバイパス流量比の場合は、後面側蒸発熱交換器１４でさらに冷却されるため出口空気１８の温度が低下し冷凍能力比が向上するが、冷媒温度が上昇するバイパス流量比の場合は、後面側蒸発熱交換器１４で空気が暖められてしまうため冷凍能力比が低下する。
【００２０】
以上説明したように、蒸発器の能力を最大限利用できるように蒸発器５の冷媒状態を蒸発器入口及び出口の温度センサ１１，１２で測定しバイパス流量比をバイパス膨張弁７の開度により制御するため、冷凍能力を最大限まで向上させることができ、省電力化を図ることができる。
【００２１】
蒸発器入口温度Ｔｅｉと蒸発器出口温度Ｔｅｏの差であるΔＴｅと比較する目標温度差αは、図４で示す非共沸混合冷媒であるＲ４０７Ｃの場合、相変化時の温度勾配があるため出口温度の方が多少高い状態である−２℃で冷凍能力比が最大となるが、作動冷媒が単一冷媒の場合は相変化時の温度勾配が無いためＲ４０７Ｃの場合よりも目標温度差αの値は高くすることが望ましい。また、非共沸混合冷媒であっても、相変化時の温度勾配がＲ４０７Ｃよりも少ない場合は目標温度差αの値は高くし、相変化時の温度勾配がＲ４０７Ｃよりも多い場合は目標温度差αの値を低くするなど、冷媒の種類に関連して目標温度差を定めることが望ましい。
【００２２】
また、図４で示すようにバイパス流量比が２５％以下で冷凍能力比が最大となる。よって、バイパス膨張弁７の開度をバイパス流量比が１〜２５％の範囲となるように制御すれば良く、蒸発器５に温度センサを設けなくても冷凍能力の向上が図られ、温度センサを不要にしたことより製造コストを低減できる。
【００２３】
さらに、図６は冷凍サイクル構成を示し、室外熱交換器３０と室内熱交換器３１の間に４方向に接続路があるブリッジ回路９（例えば、逆止弁による構成）を設け、二つの接続路は、室外熱交換器３０及び室内熱交換器３１に接続されている。残りの二つの接続路の内の片側と過冷却熱交換器６の主流部入口を接続し、過冷却熱交換器６の出口側と残りのブリッジ回路９の接続路とを主膨張弁４を介して接続する。また、過冷却熱交換器６の主流部入口からバイパス回路８を形成しバイパス膨張弁７を介して過冷却熱交換器６のバイパス部入口と接続し、過冷却熱交換器６のバイパス部出口と圧縮機１吸入側とが接続されている。さらに、主膨張弁４及びバイパス膨張弁７の開度制御については、図３に示す制御フローチャートと同様である。これにより、ブリッジ回路９により冷房運転及び暖房運転共に過冷却熱交換器６で凝縮器３出口側の高圧液冷媒を過冷却できるため、冷房運転と暖房運転の両方の場合で能力を向上することができ、ヒートポンプ式エアコンにおいても省電力化を図ることができる。ブリッジ回路９としては逆止弁を４つ用いたが、四方弁や同等の機能を有するもので構成すれば良い。ブリッジ回路９を用いない場合は、図１に示すような冷凍サイクルで四方弁２を切り換えたとき、過冷却熱交換器６の主流側に流れる冷媒量が多くなり、主流側の冷媒温度を同等まで下げるためには、過冷却熱交換器６での熱交換量が多く必要になるため、暖房運転時の能力向上効果は小さくなるが、バイパス膨張弁７の開度制御については同様に行えば良い。
【００２４】
次に、本発明の他の実施例について説明する。
図７は、バイパス膨張弁７の開度制御を示した運転制御フローチャートであり、吐出温度センサ１０から吐出温度Ｔｄを、蒸発器入口温度センサ１１及び蒸発器出口温度センサ１２から蒸発器入口温度Ｔｅｉと蒸発器出口温度Ｔｅｏを、室内機やリモコン等に設定されている室内機設定温度Ｔａｋを、室内機に流入する空気温度Ｔａｉ及び室外機に流入する空気温度Ｔａｏをそれぞれ検出する。次に、主膨張弁４の開度制御については図３に示す方法と同様に行う。さらに、室内機設定温度Ｔａｋと室内空気温度Ｔａｉの差の絶対値をマイクロコンピュータに予め設定されている値β（例えば、４℃）と比較して、｜Ｔａｋ−Ｔａｉ｜≦βである場合は、室内温度設定値Ｔａｋと室内空気温度Ｔａｉが近いため、室内機での空調負荷が大きくないためバイパス膨張弁の制御を行わない。また、暖房運転時において、室外空気温度ＴａｏがＴａｏ≧０℃の場合は室外熱交換器３０に霜が付着しやすく暖房性能が著しく低下することからバイパス膨張弁７の制御を行わないようにする。
【００２５】
さらに、主膨張弁４の開度ＥＶｉとマイクロコンピュータに予め設定されている値γ（例えば、全開開度に対して７５％の開度）と比較してＥＶｉ＞γで、且つ吐出温度Ｔｄとマイクロコンピュータに予め設定されている値ε（例えば、圧縮機モータ巻線劣化温度の８０％の温度）と比較してＴｄ＞εの場合は、主膨張弁４で吐出温度Ｔｄを抑制できないため、バイパス回路８から液冷媒が戻るようにバイパス膨張弁７の開度を開けるように制御する。その後、バイパス流量比を制御するためのバイパス膨張弁７の開度制御方法は、図３に示す方法と同様である。
【００２６】
以上、室内機設定温度Ｔａｋと室内空気温度Ｔａｉの差により室内機での空調負荷を検出してバイパス膨張弁７の開度を制御するため、能力向上が必要な場合のみ過冷却熱交換器による能力向上を行うことになり、バイパス膨張弁７の動作頻度を必要最低限に抑えることができ、冷凍サイクルの信頼性を向上することができる。また、暖房運転時は、室外熱交換器３０に着霜して能力を低下する空気温度条件下で過冷却熱交換器６による能力向上を行うと、室外熱交換器３０への着霜量を増大させてしまい、かえって能力低下を招くが、室外空気温度Ｔａｏにより過冷却熱交換器６による能力向上運転を選択的に行うため、暖房運転の全領域で能力を向上することができる。さらに、主膨張弁４で吐出温度Ｔｄを制御できない領域でもバイパス膨張弁７の開度を開けて吐出温度Ｔｄを下げることで、冷凍サイクルの運転領域を拡大することができる。
【００２７】
作動冷媒の種類として非共沸混合冷媒を用いた場合は、図８に示すように、通常サイクルの蒸発器入口温度Ｔ１に対して、過冷却熱交換器６により主流冷媒を過冷却する冷凍能力向上サイクルでは、相変化時に温度勾配があるため蒸発器入口温度Ｔ２が単一冷媒と比較して低下する。しかし、上記によれば平均蒸発温度を下げることができので、単一冷媒よりも冷凍能力を向上することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、蒸発器の入口及び出口温度の差に基づいてバイパス膨脹弁（減圧装置）の絞り量を制御するので、蒸発器の冷媒状態に応じて、蒸発器の能力を最大限利用でき、冷凍能力を最大限まで向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示した冷凍サイクル図。
【図２】一実施の形態の冷凍能力向上サイクル及び通常サイクルの運転状態を示したモリエル線図。
【図３】本発明の一実施の形態を示した運転制御フローチャート。
【図４】バイパス流量比に対する冷凍能力比と蒸発器入口出口温度差との関係を表わしたグラフ。
【図５】一実施例の形態による蒸発器を示した側面系統図。
【図６】本発明の一実施の他の形態を示した冷凍サイクル図。
【図７】他の実施例の形態によるバイパス膨張弁の開度制御を示す運転制御フローチャート。
【図８】一実施例の形態において非共沸混合冷媒を用いた場合の冷凍能力向上サイクル及び通常サイクルの運転状態を示したモリエル線図。
【符号の説明】
１…圧縮機、２…四方弁、３…凝縮器、４…主膨張弁、５…蒸発器、６…過冷却熱交換器、７…バイパス膨張弁、８…バイパス回路、９…ブリッジ回路、１０…吐出温度センサ、１１…蒸発器入口温度センサ、１２…蒸発器出口温度センサ、１３…前面側蒸発熱交換器、１４…後面側蒸発熱交換器、２０…蒸発器温度検出部、２１…蒸発器温度差演算部、２２…バイパス膨張弁開度演算部、２３…吐出温度検出部、２４…主膨張弁開度演算部、２５…通常サイクル、２６…冷凍能力向上サイクル。

Claims

圧縮機、凝縮器、過冷却熱交換器、主減圧装置、及び蒸発器を環状に接続した主流回路と、前記凝縮器と前記主減圧装置の間から分岐され、バイパス膨張弁及び前記過冷却熱交換器を介し圧縮機の吸入側に接続したバイパス回路とを有し、前記過冷却熱交換器は、前記凝縮器からの高圧冷媒と前記バイパス膨張弁で減圧された低圧冷媒とを熱交換する空気調和装置において、
前記蒸発器の入口の温度を検出する蒸発器入口温度センサと、
前記蒸発器の出口の温度を検出する蒸発器出口温度センサと、
前記蒸発器入口温度と前記蒸発器出口温度の温度差を演算する蒸発器温度差演算部と、
前記温度差が予め設定された目標温度差となるように前記バイパス膨張弁の開度を制御する第１の制御部と、
前記圧縮機の吐出温度を検出する吐出温度センサと、
冷凍サイクルにおける前記圧縮機の目標吐出温度を演算し、前記圧縮機吐出温度が前記目標吐出温度となるように前記主減圧装置の開度を制御する第２の制御部とを備えたことを特徴とする空気調和機。
請求項１に記載のものにおいて、前記第１の制御部は、前記凝縮器の冷媒流量に対する前記バイパス回路の冷媒流量の比が１〜２５％の範囲となるように前記バイパス膨張弁の開度を制御することを特徴とする空気調和装置。
請求項１に記載のものにおいて、前記目標温度差は、前記蒸発器での熱交換量が最大となるように予め設定されていることを特徴とする空気調和装置。
請求項１に記載のものにおいて、前記目標温度差は、冷媒の種類に対応して予め設定されていることを特徴とする空気調和装置。
請求項１に記載のものにおいて、前記第１の制御部は、室内の設定温度と空気温度との温度差が予め設定された値以下である場合、又は暖房運転時に室外の空気温度が０℃以上である場合、前記バイパス膨張弁の制御を行わないことを特徴とする空気調和装置。