JP4186492B2

JP4186492B2 - Air conditioner

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Publication number: JP4186492B2
Application number: JP2002096708A
Authority: JP
Inventors: 慎也松岡; 真理佐田; 博之井上; 博渕上; 淳梅田
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2022-03-29
Also published as: JP2003294292A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和装置、特に、水を熱源とする熱源側熱交換器と、圧縮手段とを含む蒸気圧縮式冷媒回路を備えた空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空気調和装置として、水を熱源とする熱源側熱交換器を有する熱源ユニットを備えた空気調和装置がある。このような空気調和装置は、利用側冷媒回路を含む利用ユニットと、熱源側冷媒回路を含む熱源ユニットと、利用側冷媒回路と熱源側冷媒回路とを接続する接続冷媒回路とを備えている。ここで、利用側冷媒回路は、利用側熱交換器と利用側膨張手段とを含んでいる。熱源側冷媒回路は、冷媒を圧縮する圧縮手段と、熱源側熱交換器と、熱源側熱交換器を蒸発器及び凝縮器として機能させるための切換手段とを含んでいる。
【０００３】
この空気調和装置では、空気調和装置の外部に設置された冷却塔設備やボイラー設備等から熱源となる水が供給されており、冷媒回路内の冷媒の蒸発及び凝縮に使用されている。このため、空冷式の熱源ユニットを備えた空気調和装置とは異なり、空気調和装置の運転前に水供給の有無を確認しておく必要がある。特に、暖房運転等のように熱源側熱交換器を蒸発器として作動させる場合、熱源側熱交換器に水が供給されていないと、熱源側熱交換器内を低温の冷媒液が熱交換されずに流れるため、熱源側熱交換器が凍結するおそれがある。
【０００４】
これに対して、従来から熱源側熱交換器の入口には、サーミスタ等の温度測定手段が設置されており、この温度測定手段によって測定される水入口温度が所定の温度範囲内にあるかどうかを判定して、水入口温度が所定の温度範囲内にあれば、熱源側熱交換器に水が供給されているものとして、空気調和装置を起動するようにしている。つまり、熱源側熱交換器の水の入口温度を空気調和装置の起動条件として、熱源側熱交換器の凍結防止を行うようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、空気調和装置の起動前に熱源側熱交換器の水の入口温度が正常であっても、熱源側熱交換器に水が供給されていない場合や十分な量が供給されていない場合も考えられる。特に、水冷式の熱源ユニットは、空冷式の熱源ユニットとは異なり、屋内に設置されている場合もあり、熱源側熱交換器に水が供給されていない場合でも、上記の起動条件の温度範囲を満たしていることもある。このため、空気調和装置の起動前に、水の入口温度を確認するだけでは、熱源側熱交換器に水が十分に供給されているかどうかを判定するのに不十分である。
【０００６】
本発明の課題は、水を熱源とする熱源側熱交換器と、圧縮手段とを含む蒸気圧縮式冷媒回路を備えた空気調和装置において、装置起動時の熱源側熱交換器の凍結を防ぐことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の空気調和装置は、水を熱源とする熱源側熱交換器と、圧縮手段とを含む蒸気圧縮式冷媒回路を備えた空気調和装置であって、第１温度測定手段と、第２温度測定手段と、判定手段とを備えている。第１温度測定手段は、熱源側熱交換器の水入口温度を測定する。第２温度測定手段は、熱源側熱交換器の冷媒ガス温度を測定する。判定手段は、熱源側熱交換器が蒸発器として機能する運転モードで起動する際に、起動開始から所定時間経過後に第１温度測定手段で測定された水入口温度から第２温度測定手段で測定された冷媒ガス温度を差し引いた温度差に基づいて、運転を停止する指令を行う。
【０００８】
水を熱源とする熱源側熱交換器を備えた空気調和装置において、十分な量の水が供給されていない状態、かつ、暖房運転等のような熱源側熱交換器を蒸発器として作動させる状態で起動した場合、熱源側熱交換器に流れ込む冷媒液は、ほとんど蒸発されることなく熱源側熱交換器を出ることになる。このため、熱源となる水の入口温度から熱源側熱交換器出口の冷媒ガス温度を差し引いた温度差は、運転起動後、徐々に大きくなり、水が供給された状態で運転した場合の温度差に比べて大きな温度差を示すようになる。
【０００９】
この空気調和装置では、上記のような水入口温度と冷媒ガス温度との温度差の経時的な変化に基づいて、空気調和装置の運転の停止又は継続を判定する判定手段を備えている。判定手段は、例えば、第１温度測定手段で測定された水入口温度から第２温度測定手段で測定された冷媒ガス温度を差し引いた温度差と、水が供給された状態で運転した場合の温度差の最大値（以下、規定温度差とする）との比較を行うことができるようになっている。そして、判定手段は、起動から所定時間経過後に測定され算出された温度差が規定温度差よりも大きい場合には、熱源側熱交換器への水の供給不足が生じているものと判断して、空気調和装置の運転停止指令を出せるようになっている。ここで、起動から所定時間経過後の温度差によって判断している理由は、起動直後の場合、熱源側熱交換器の熱容量等の影響から温度差の変化が生じるまでにタイムラグがあることを考慮しているためである。これにより、熱源側熱交換器の凍結を防止することができる。
【００１０】
請求項２に記載の空気調和装置は、請求項１において、温度測定手段は、通常運転中の装置状態を検知するために使用されるサーミスタである。
【００１１】
この空気調和装置では、温度測定手段として、通常運転の装置状態を検知するためのサーミスタを使用しているので、新たにサーミスタを追加することなく、熱源側熱交換器の凍結を防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
（１）空気調和装置の構成
図１は、本発明の第１実施形態の空気調和装置１の冷媒回路図である。
【００１４】
空気調和装置１は、冷暖同時運転が可能であり、主に、１台の熱源ユニット２と、複数（本実施形態では、３台）の利用ユニット３と、利用ユニット３に対応して設けられた接続ユニット４と、熱源ユニット２と接続ユニット４とを接続する第１連絡配管群５と、接続ユニット４と利用ユニット３とを接続する第２連絡配管群６とを備えている。
【００１５】
＜熱源ユニット＞
熱源ユニット２は、水を熱源としており、主に、圧縮手段２１と、主熱交換器２２と、第１切換手段Ｖ１と、主冷媒開閉手段Ｖ２と、補助熱交換器２３と、第２切換手段Ｖ３と、補助冷媒開閉手段Ｖ４と、受液器２４とを備えている。これらの機器が冷媒配管によって接続されて、熱源側冷媒回路２ａを構成している。
【００１６】
圧縮手段２１は、冷媒ガスを圧縮するための手段であり、第１圧縮機２１ａと第２圧縮機２１ｂとが互いに並列に接続されて構成されている。
【００１７】
各圧縮機２１ａ、２１ｂの吸入側には、アキュムレータ２１ｃが設けられている。アキュムレータ２１ｃの出口には、冷媒ガスの圧縮機２１ａ、２１ｂの吸入温度を測定するためのサーミスタＴ１が設けられている。また、第２圧縮機２１ｂの吸入側には、冷媒ガスの圧縮機２１ａ、２１ｂの吸入圧力を測定するための圧力センサＰ１が設けられている。また、アキュムレータ２１ｃは、第２冷媒ガス配管２８及び第１連絡配管群５を介して接続ユニット４に接続されている。
【００１８】
各圧縮機２１ａ、２１ｂの吐出側には、圧縮された冷媒ガス中の油を分離するための油分離器２１ｄが設けられている。各圧縮機２１ａ、２１ｂと油分離器２１ｄとの間には、各圧縮機２１ａ、２１ｂに対応して圧縮機２１ａ、２１ｂのケーシング保護のための高圧圧力開閉器ＰＨ１、ＰＨ２がそれぞれ設けられている。また、第２圧縮機２１ｂの吐出側には、冷媒ガスの圧縮機２１ａ、２１ｂの吐出圧力を測定するための圧力センサＰ２が設けられている。さらに、各圧縮機２１ａ、２１ｂの吐出側には、冷媒ガスの圧縮機２１ａ、２１ｂの吐出温度を測定するためのサーミスタＴ２、Ｔ３が設けられている。
【００１９】
油分離器２１ｄで分離された冷媒ガスは、第１切換手段Ｖ１及び第２切換手段Ｖ３に向かって流れ、分離された油は、油戻し管２１ｅを介して吸入側に戻されるようになっている。油戻し管２１ｅは、互いが並列に接続されたキャピラリＣ１及び電磁弁Ｖ５を備えている。第１圧縮機２１ａと第２圧縮機２１ｂの吸入側との間には、第１圧縮機２１ａから第２圧縮機２１ｂの吸入側に向かって油を供給するための油送り配管２１ｆが設けられている。油送り配管２１ｆは、互いに直列に接続された電磁弁Ｖ６及びキャピラリＣ２を備えている。
【００２０】
主熱交換器２２は、水を熱源として冷媒を蒸発及び凝縮させるための熱交換器であり、本実施形態では、プレート熱交換器を採用している。主熱交換器２２の冷媒液側と受液器２４との間には、電動膨張弁からなる主冷媒開閉手段Ｖ２が設けられており、主熱交換器２２を流れる冷媒量を調整できるようになっている。受液器２４は、冷媒液配管２５及び第１連絡配管群５を介して接続ユニット４に接続されている。冷媒液配管２５には、冷媒液の温度を測定するためのサーミスタＴ４が設けられている。主熱交換器２２の冷媒ガス側は、第１切換手段Ｖ１に接続されている。主熱交換器２２の冷媒ガス側には冷媒ガス温度を測定するためのサーミスタＴ５が設けられており、主熱交換器２２の冷媒液側には冷媒液温度を測定するためのサーミスタＴ６が設けられている。
【００２１】
第１切換手段Ｖ１は、主熱交換器２２を蒸発器及び凝縮器として機能させるために設けられた、四路切換弁である。第１切換手段Ｖ１は、主熱交換器２２の冷媒ガス側と、圧縮手段２１の吸入側のアキュムレータ２１ｃと、圧縮手段２１の吐出側の油分離器２１ｄと、第１連絡配管群５を介して接続ユニット４に接続される第１冷媒ガス配管２６とに接続されている。そして、主熱交換器２２を凝縮器として機能させる際には、圧縮手段２１の吐出側と主熱交換器２２の冷媒ガス側とを接続するとともに、圧縮手段２１の吸入側のアキュムレータ２１ｃと第１冷媒ガス配管２６とを接続することができる。逆に、主熱交換器２２を蒸発器として機能させる際には、主熱交換器２２の冷媒ガス側と圧縮手段２１の吸入側のアキュムレータ２１ｃとを接続するとともに、圧縮手段２１の吐出側と第１冷媒ガス配管２６とを接続することができる。
【００２２】
補助熱交換器２３は、主熱交換器２２に並列に接続された冷媒を蒸発及び凝縮させるための熱交換器であり、本実施形態では、主熱交換器２２と同様、プレート熱交換器を採用している。補助熱交換器２３の冷媒液側と受液器２４との間には、電磁弁からなる補助冷媒開閉手段Ｖ４が設けられている。補助熱交換器２３の冷媒ガス側は、第２切換手段Ｖ３に接続されている。補助熱交換器２３の冷媒ガス側には冷媒ガス温度を測定するためのサーミスタＴ７が設けられており、補助冷媒熱交換器２３の冷媒液側には冷媒液温度を測定するためのサーミスタＴ８が設けられている。そして、全ての利用ユニット３を暖房運転する際には、主熱交換器２２及び補助熱交換器２３を蒸発器として機能させて、全ての利用ユニット３を暖房運転する際の最大の蒸発負荷に対応できるようになっている。本実施形態では、主熱交換器２２の蒸発容量を最大の蒸発負荷から補助熱交換器２３の容量を差し引いた容量になるようにしている。
【００２３】
また、熱源となる水は、空気調和装置１の外部に設置された冷水塔設備やボイラー設備から供給されるようになっている。本実施形態において、熱源水は、冷水塔設備やボイラー設備からの水入口配管２９を通じて主熱交換器２２及び補助熱交換器２３に並列に送られて、冷媒と熱交換される。この熱交換器２２、２３で熱交換に使用された熱源水は、主熱交換器２２及び補助熱交換器２３において冷媒との熱交換に使用された後、再度合流して、水出口配管３０を介して冷水塔設備やボイラー設備に戻されるようになっている。ここで、各熱交換器２２、２３の水入口は各熱交換器２２、２３の上側に設けられており、水出口は、各熱交換器２２、２３の下側に設けられている。すなわち、熱源水は、各熱交換器２２、２３の内部を上から下に向かって流れるようになっている。また、水入口配管２９には熱源水の入口温度を測定するためのサーミスタＴ９が設けられ、水出口配管３０には熱源水の出口温度を測定するためのサーミスタＴ１０が設けられている。
【００２４】
第２切換手段Ｖ３は、補助熱交換器２３を蒸発器及び凝縮器として機能させるために設けられた、四路切換弁である。第２切換手段Ｖ３は、補助熱交換器２３の冷媒ガス側と、圧縮手段２１の吸入側のアキュムレータ２１ｃと、圧縮手段２１の吐出側の油分離器２１ｄと、圧縮手段２１の吸入側のアキュムレータ２１ｃに接続されたバイパス配管２７とに接続されている。バイパス配管２７は、キャピラリＣ３を備えている。そして、補助熱交換器２３を凝縮器として機能させる際には、圧縮手段２１の吐出側と補助熱交換器２３の冷媒ガス側とを接続する。逆に、補助熱交換器２３を蒸発器として機能させる際には、補助熱交換器２３の冷媒ガス側と圧縮手段２１の吸入側のアキュムレータ２１ｃとを接続する。
【００２５】
＜利用ユニット＞
複数の利用ユニット３は、主に、ファン３１と、利用側熱交換器３２と、利用側膨張手段Ｖ７とを備えている。これらの機器が冷媒配管によって接続されて、利用側冷媒回路３ａが構成されている。ファン３１は、空気調和される室内の空気を利用ユニット３内に取り込んで、利用側熱交換器３２と熱交換させた後、室内に吹き込むための機器である。利用側熱交換器３２は、暖房時には冷媒の凝縮器として機能し、冷房時には冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。利用側膨張手段Ｖ７は、冷房時に冷媒液を減圧するための電動膨張弁である。そして、利用側冷媒回路３ａは、第２連絡配管群６を介して接続ユニット４に接続されている。
【００２６】
＜接続ユニット＞
複数の接続ユニット４は、主に、過冷却熱交換器４１を備えている。接続ユニット４は、利用ユニット３が冷房運転を行う際に熱源側冷媒回路２ａの冷媒液配管２５から第１連絡配管群５を介して供給される冷媒液を利用側冷媒回路３ａの利用側膨張手段Ｖ７に供給し利用側熱交換器３２で蒸発した冷媒ガスを電磁弁Ｖ８及び第１連絡配管群５を通じて第２冷媒ガス配管２８に戻すことができ、利用ユニット３が暖房運転する際に熱源側冷媒回路２ａの第１冷媒ガス配管２６から第１冷媒配管群５及び電磁弁Ｖ９を通じて供給される冷媒ガスを利用側冷媒回路３ａの利用側熱交換器３２に供給し利用側熱交換器３２で凝縮した冷媒液を過冷却熱交換器４１及び第１連絡配管群５を通じて冷媒液配管２５に戻すことができる。過冷却熱交換器４１は、利用ユニット３が冷暖房同時運転をする際に、冷媒液配管２５に戻す冷媒液の一部を減圧配管４２を通じて過冷却熱交換器４１に送り、冷媒液配管２５に戻す冷媒液を過冷却するための機器である。この過冷却熱交換器４１に導入された冷媒液の一部は、熱交換により蒸発し、第１連絡配管群５及び第２冷媒ガス配管２８を通じて熱源側冷媒回路２ａに戻されるようになっている。減圧配管４２は、電磁弁Ｖ１０とキャピラリＣ４が直列に接続されている。
【００２７】
ここで、第１連絡配管群５は、熱源ユニット２の冷媒液配管２５と各接続ユニット４の過冷却熱交換器４１とを接続する冷媒液連絡配管５ａと、熱源ユニット２の第１冷媒ガス配管２６と各接続ユニット４の電磁弁Ｖ９とを接続する第１冷媒ガス連絡配管５ｂと、熱源ユニット２の第２冷媒ガス配管２８と各接続ユニット４の電磁弁Ｖ８とを接続する第２冷媒ガス連絡配管５ｃとを備えている。第２連絡配管群６は、接続ユニット４の電磁弁Ｖ８、Ｖ９と利用ユニット３の利用側熱交換器３２とを接続する第３冷媒ガス連絡配管６ａと、接続ユニット４の過冷却熱交換器４１と利用ユニット３の利用側膨張手段Ｖ７とを接続する第２冷媒液接続配管６ｂとを備えている。上記の第１連絡配管群５と、接続ユニット４の冷媒回路と、第２連絡配管群６とによって、接続冷媒回路７が構成されている。
【００２８】
以上のように、熱源側冷媒回路２ａと利用側冷媒回路３ａとが接続冷媒回路４ａを介して接続されて、冷暖房同時運転が可能な空気調和装置１の冷媒回路が構成されている。
【００２９】
また、空気調和装置１は、熱交換器２２、２３に十分な量の水が供給されていない場合に、運転を停止して、熱交換器２２、２３の凍結を防止するための凍結防止制御手段１０をさらに備えている。以下に、凍結防止制御手段１０について説明する。
【００３０】
＜凍結防止制御手段＞
凍結防止制御手段１０（判定手段）は、熱交換器２２、２３（熱源側熱交換器）の各冷媒ガス側に設置されたサーミスタＴ５及びＴ７（温度測定手段）によって測定された冷媒ガス温度に基づいて、主熱交換器２２、２３に水が十分に流れているかどうかを判定して、水が十分に流れていないと判定した場合に、圧縮手段２１に運転停止指令を行うための手段である。
【００３１】
図２は、熱源ユニット２の冷媒回路２ａと凍結防止制御手段１０とを示す図である。凍結防止制御手段１０は、タイマー部１０ａと、判定部１０ｂとを備えている。タイマー部１０ａは、空気調和装置１の起動から所定時間を計数する。判定部１０ｂは、タイマー部１０ａによって所定時間が経過した後のサーミスタＴ５及びサーミスタＴ７で測定された冷媒ガス温度と規定温度とを比較して、各冷媒ガス温度が規定温度よりも低い場合に、圧縮手段２１の運転停止を指令する。ここで、規定温度は、熱交換器２２、２３を蒸発器として機能させた場合の冷媒ガス温度の最低値になるように設定されている。また、タイマー部１０ａの所定時間は、起動してから冷媒ガス温度の温度変化が生じるまでのタイムラグに相当する時間に設定されている。
【００３２】
（２）空気調和装置の起動時の動作
次に、本実施形態の空気調和装置１を起動する際の動作について説明する。ここでは、３台の利用ユニット３が全て暖房運転している暖房運転モードで起動する場合の起動時の動作について説明する。
【００３３】
全ての利用ユニット３を暖房運転する際、空気調和装置１の冷媒回路は、図２に示すように構成されている（冷媒の流れは、矢印で図示）。
【００３４】
具体的には、熱源ユニット２の熱源側冷媒回路２ａにおいて、第１切換手段Ｖ１及び第２切換手段Ｖ３を図２に示すように切り換えるとともに、主冷媒開閉手段Ｖ２及び補助冷媒開閉手段Ｖ４が開状態にして、主熱交換器２２及び補助熱交換器２３を蒸発器として作動させるようにしている。利用ユニット３の利用側冷媒回路３ａにおいて、利用側膨張手段Ｖ７が開状態にして、室内を暖房するために各利用側熱交換器３２を冷媒の凝縮器として作動させるようにしている。接続ユニット４において、電磁弁Ｖ８、Ｖ１０を閉状態、電磁弁Ｖ９を開状態にする。
【００３５】
上記の冷媒回路の構成において、圧縮手段２１を起動すると、冷媒ガスが圧縮手段２１によって圧縮され、第１切換手段Ｖ１、第１冷媒ガス配管２６及び第１連絡配管群５を介して接続ユニット４に送られる。そして、この冷媒ガスは、電磁弁Ｖ９を介して利用側熱交換器３２に送られ、室内空気と熱交換することによって凝縮して冷媒液となる。この冷媒液は、利用側膨張手段Ｖ７を介して過冷却熱交換器４１に送られる。そして、この過冷却された冷媒液は、冷媒液配管２５、主冷媒開閉手段Ｖ２及び補助冷媒開閉手段Ｖ４を介して、主熱交換器２２及び補助熱交換器２３に送られる。主熱交換器２２及び補助熱交換器２３に送られた冷媒液は、水と熱交換して蒸発された後、第１切換手段Ｖ１及び第２切換手段Ｖ３を介して圧縮手段２１の吸入側に送られる。
【００３６】
次に、図３及び図４を用いて、凍結防止制御手段１０の動作を説明する。
【００３７】
まず、圧縮手段２１が起動（ステップＳ１、Ｓ５）した後、タイマー部１０ａによって所定時間を経過させる（ステップＳ２、Ｓ６）。次に、判定部１０ｂにおいて、所定時間経過後にサーミスタＴ５及びＴ７で測定された冷媒ガス温度と規定温度とを比較して、規定温度よりも低い場合は熱交換器２２、２３に水が十分に供給されていないものと判断して圧縮手段２１に運転停止指令を出す（ステップＳ３、Ｓ７）。これにより、空気調和装置１が停止する（ステップＳ４、Ｓ８）。逆に、冷媒ガス温度が規定温度よりも高い場合は、熱交換器２２、２３に十分に水が供給されているものと判断して処理を終了し、運転を継続する。
【００３８】
（３）空気調和装置の特徴
本実施形態の空気調和装置１には、以下のような特徴がある。
【００３９】
＜熱交換器の凍結防止＞
本実施形態の空気調和装置１において、十分な量の水が供給されていない状態、かつ、暖房運転等のような熱交換器２２、２３を蒸発器として作動させる状態で起動した場合、熱交換器２２、２３に流れ込む冷媒液は、ほとんど蒸発されることなく熱交換器２２、２３を出ることになる。このため、熱交換器２２、２３の出口の冷媒ガス温度（サーミスタＴ５、Ｔ７）は、図５に示すように、運転起動後、徐々に低下して、所定時間経過後には、水が供給された状態で運転した場合の冷媒温度Ａに比べて低い温度Ｂを示すようになる。
【００４０】
この空気調和装置１では、凍結防止制御手段１０を備えているため、起動から所定時間経過後に測定された冷媒ガス温度が規定温度Ｃよりも低い場合には、熱交換器２２、２３への水の供給不足が生じているものと判断して、圧縮手段２１に運転停止指令を出せるようになっている。これにより、熱交換器２２、２３の凍結を防止することができる。
【００４１】
＜サーミスタの追加を必要としない構成＞
本実施形態の空気調和装置１では、熱交換器２２、２３の冷媒ガス温度を測定するサーミスタＴ５、Ｔ７を熱交換器２２、２３の凍結防止制御に使用している。サーミスタＴ５、Ｔ７は、通常運転の装置状態を検知するためのサーミスタでもあるため、新たなサーミスタを追加することなく熱交換器２２、２３の凍結防止制御が実現されている。
【００４２】
［第２実施形態］
本実施形態の空気調和装置１０１は、第１実施形態の空気調和装置１の凍結防止制御手段１０が冷媒ガス温度（サーミスタＴ５、Ｔ７）に基づいて、熱交換器２２、２３に水が十分に供給されているかどうかを判定しているのに対して、冷媒ガス温度とともに水入口温度（サーミスタＴ９）を使用して判定する凍結防止制御手段１１０を有している点のみが異なる。以下、この相違点についてのみ説明する。
【００４３】
空気調和装置１０１の凍結防止制御手段１１０（判定手段）は、熱交換器２２、２３の水入口側に設置されたサーミスタＴ９（第１温度測定手段）によって測定された水入口温度と、熱交換器２２、２３（熱源側熱交換器）の各冷媒ガス側に設置されたサーミスタＴ５及びＴ７（第２温度測定手段）によって測定された冷媒ガス温度とを取り込んで、水入口温度から冷媒ガス温度を差し引いた温度差に基づいて、熱交換器２２、２３に水が十分に流れているかどうかを判定して、水が十分に流れていないと判定した場合に、圧縮手段２１の運転停止指令を行うための手段である。
【００４４】
図６は、熱源ユニット２の冷媒回路２ａと凍結防止制御手段１１０とを示す図である。凍結防止制御手段１１０は、タイマー部１１０ａと、判定部１１０ｂとを備えている。タイマー部１１０ａは、空気調和装置１の起動から所定時間を計数する。判定部１１０ｂは、タイマー部１１０ａによって所定時間が経過した後のサーミスタＴ９で測定された水入口温度からサーミスタＴ５及びサーミスタＴ７で測定された冷媒ガス温度を差し引いた温度差と規定温度差とを比較して、各冷媒ガス温度が規定温度差より大きい場合に、圧縮手段２１に運転停止を指令する。ここで、規定温度差は、熱交換器２２、２３を蒸発器として機能させた場合の水入口温度から冷媒ガス温度を差し引いた温度差の最大値になるように設定されている。また、タイマー部１０ａの所定時間は、起動してから温度差の変化が生じるまでのタイムラグに相当する時間に設定されている。
【００４５】
次に、図７及び図８を用いて、暖房運転を行う際の凍結防止制御手段１１０の動作を説明する。
【００４６】
まず、圧縮手段２１が起動（ステップＳ１１、Ｓ１５）した後、タイマー部１１０ａによって所定時間を経過させる（ステップＳ１２、Ｓ１６）。次に、判定部１１０ｂにおいて、所定時間経過後にサーミスタＴ９で測定された水入口温度からサーミスタＴ５及びＴ７で測定された冷媒ガス温度を差し引いた温度差と規定温度差とを比較して、規定温度差よりも大きい場合は熱交換器２２、２３に水が十分に供給されていないものと判断して圧縮手段２１に運転停止指令を出す（ステップＳ１３、Ｓ１７）。これにより、空気調和装置１が停止する（ステップＳ１４、Ｓ１８）。逆に、温度差が規定温度差よりも小さい場合は、熱交換器２２、２３に十分に水が供給されているものと判断して処理を終了し、運転を継続する。
【００４７】
本実施形態の空気調和装置１０１において、十分な量の水が供給されていない状態、かつ、暖房運転等のような熱源側熱交換器を蒸発器として作動させる状態で起動した場合、熱交換器２２、２３に流れ込む冷媒液は、ほとんど蒸発されることなく熱交換器２２、２３を出ることになる。このため、熱源となる水の入口温度（サーミスタＴ９）から熱交換器２２、２３の出口の冷媒ガス温度（サーミスタＴ５、Ｔ７）を差し引いた温度差は、図９に示すように、運転起動後、所定時間経過後には、徐々に大きくなり、水が供給された状態で運転した場合の温度差Ｉに比べて大きな温度差Ｈを示すようになる。
【００４８】
この空気調和装置では、凍結防止制御手段１１０を備えているため、起動から所定時間経過後に測定され算出された温度差Ｈが規定温度差Ｊよりも大きい場合には、熱交換器２２、２３への水の供給不足が生じているものと判断して、圧縮手段２１に運転停止指令を出すことができるようになっている。これにより、熱交換器２２、２３の凍結を防止することができる。
【００４９】
また、水入口温度を測定するためのサーミスタＴ９は、通常運転の装置状態を検知するためのサーミスタでもあるため、新たなサーミスタを追加することなく熱交換器２２、２３の凍結防止制御が実現されている。
【００５０】
［第３実施形態］
本実施形態の空気調和装置２０１は、第１実施形態の空気調和装置１の凍結防止制御手段１０が冷媒ガス温度（サーミスタＴ５、Ｔ７）に基づいて、熱交換器２２、２３に水が十分に供給されているかどうかを判定しているのに対して、圧縮手段２１の吸入圧力（圧力センサＰ１）を使用して判定する凍結防止制御手段２１０を有している点のみが異なる。以下、この相違点についてのみ説明する。
【００５１】
空気調和装置２０１の凍結防止制御手段２１０（判定手段）は、熱交換器２２、２３の冷媒ガス側に接続された圧縮手段２１の圧力センサＰ１（圧力測定手段）で測定された吸入圧力に基づいて、熱交換器２２、２３（熱源側熱交換器）に水が十分に流れているかどうかを判定して、水が十分に流れていないと判定した場合に、圧縮手段２１に運転停止指令を行うための手段である。
【００５２】
図１０は、熱源ユニット２の冷媒回路２ａと凍結防止制御手段２１０とを示す図である。凍結防止制御手段２１０は、タイマー部２１０ａと、判定部２１０ｂとを備えている。タイマー部２１０ａは、空気調和装置２０１の起動から所定時間を計数する。判定部２１０ｂは、タイマー部２１０ａによって所定時間が経過した後の圧力センサＰ１で測定された吸入圧力と規定圧力とを比較して、各冷媒ガス温度が規定圧力よりも低い場合に、圧縮手段２１に運転停止を指令する。ここで、規定圧力は、熱交換器２２、２３を蒸発器として機能させた場合の圧縮手段２１の吸入圧力の最低値になるように設定されている。また、タイマー部１０ａの所定時間は、起動してから吸入圧力の変化が生じるまでのタイムラグに相当する時間に設定されている。
【００５３】
次に、図１１を用いて、暖房運転を行う際の凍結防止制御手段２１０の動作を説明する。
【００５４】
まず、圧縮手段２１が起動（ステップＳ２１）した後、タイマー部２１０ａによって所定時間を経過させる（ステップＳ２２）。次に、判定部２１０ｂにおいて、所定時間経過後に圧力センサＰ１で測定された吸入圧力と規定圧力とを比較して、規定圧力よりも低い場合は熱交換器２２、２３に水が十分に供給されていないものと判断して圧縮手段２１に運転停止指令を出す（ステップＳ２３）。これにより、空気調和装置１が停止する（ステップＳ２４）。逆に、吸入圧力が規定圧力よりも高い場合は、熱交換器２２、２３に十分に水が供給されているものと判断して処理を終了し、運転を継続する。
【００５５】
本実施形態の空気調和装置２０１において、十分な量の水が供給されていない状態、かつ、暖房運転等のような熱交換器２２、２３を蒸発器として作動させる状態で起動した場合、熱交換器２２、２３に流れ込む冷媒液は、ほとんど蒸発されることなく熱交換器２２、２３を出ることになる。このため、熱交換器２２、２３の出口から出る冷媒ガスを吸入して圧縮する圧縮手段２１の吸入圧力は、図１２に示すように、運転起動後、所定時間経過後には、徐々に低下して、水が供給された状態で運転した場合の吸入圧力Ｌに比べて低い圧力Ｍを示すようになる。
【００５６】
この空気調和装置２０１では、凍結防止制御手段２１０を備えているため、起動から所定時間経過後に測定された吸入圧力Ｍが規定圧力Ｎよりも低い場合には、熱交換器２２、２３への水の供給不足が生じているものと判断して、圧縮手段２１の運転停止指令を出せるようになっている。これにより、熱交換器２２、２３の凍結を防止することができる。
【００５７】
また、圧縮手段２１の吸入圧力を測定するための圧力センサＰ１は、通常運転の装置状態を検知するための圧力センサでもあるため、新たな圧力センサを追加することなく熱交換器２２、２３の凍結防止制御が実現されている。
【００５８】
【発明の効果】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００５９】
請求項１にかかる発明では、判定手段によって、起動から所定時間経過後に第１温度測定手段で測定された水入口温度と第２温度測定手段で測定された冷媒ガス温度との温度差に基づいて、熱源側熱交換器に水が供給されているかどうかを判断して、空気調和装置の運転停止指令を出すことができるようになっている。これにより、熱源側熱交換器の凍結を防止することができる。
【００６０】
請求項２にかかる発明では、温度測定手段として、通常運転の装置状態を検知するためのサーミスタを使用しているので、新たにサーミスタを追加することなく、熱源側熱交換器の凍結を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の空気調和装置の冷媒回路図。
【図２】第１実施形態の空気調和装置の冷媒回路の主要部及び凍結防止制御手段を示す図であって、起動時の動作を説明する図。
【図３】第１実施形態の空気調和装置の凍結防止制御のフローチャート（主熱交換器側）。
【図４】第１実施形態の空気調和装置の凍結防止制御のフローチャート（補助熱交換器側）。
【図５】第１実施形態の空気調和装置の起動後における熱交換器の冷媒ガス温度の温度変化を示す図。
【図６】第２実施形態の空気調和装置の冷媒回路の主要部及び凍結防止制御手段を示す図であって、起動時の動作を説明する図。
【図７】第２実施形態の空気調和装置の凍結防止制御のフローチャート（主熱交換器側）。
【図８】第２実施形態の空気調和装置の凍結防止制御のフローチャート（補助熱交換器側）。
【図９】第２実施形態の空気調和装置の起動後における熱交換器の冷媒ガス温度と水入口温度との温度差の変化を示す図。
【図１０】第３実施形態の空気調和装置の冷媒回路の主要部及び凍結防止制御手段を示す図であって、起動時の動作を説明する図。
【図１１】第３実施形態の空気調和装置の凍結防止制御のフローチャート。
【図１２】第３実施形態の空気調和装置の起動後における圧縮手段の吸入圧力の圧力変化を示す図。
【符号の説明】
１、１０１、２０１空気調和装置
１０、１１０、２１０凍結防止制御手段（判定手段）
２１圧縮手段
２２主熱交換器（熱源側熱交換器）
２３補助熱交換器（熱源側熱交換器）
Ｐ１圧力センサ（圧力測定手段）
Ｔ５、Ｔ７サーミスタ（温度測定手段、第２温度測定手段）
Ｔ９サーミスタ（第１温度測定手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an air conditioner, and more particularly, to an air conditioner including a vapor compression refrigerant circuit including a heat source side heat exchanger using water as a heat source and a compression unit.
[0002]
[Prior art]
As a conventional air conditioner, there is an air conditioner including a heat source unit having a heat source side heat exchanger using water as a heat source. Such an air conditioner includes a utilization unit including a utilization side refrigerant circuit, a heat source unit including a heat source side refrigerant circuit, and a connection refrigerant circuit connecting the utilization side refrigerant circuit and the heat source side refrigerant circuit. Here, the utilization side refrigerant circuit includes a utilization side heat exchanger and utilization side expansion means. The heat source side refrigerant circuit includes compression means for compressing refrigerant, a heat source side heat exchanger, and switching means for causing the heat source side heat exchanger to function as an evaporator and a condenser.
[0003]
In this air conditioner, water serving as a heat source is supplied from a cooling tower facility, a boiler facility, or the like installed outside the air conditioner, and is used for evaporation and condensation of the refrigerant in the refrigerant circuit. For this reason, unlike an air conditioner equipped with an air-cooled heat source unit, it is necessary to confirm the presence or absence of water supply before the operation of the air conditioner. In particular, when the heat source side heat exchanger is operated as an evaporator, such as in a heating operation, if water is not supplied to the heat source side heat exchanger, the low-temperature refrigerant liquid is heat-exchanged in the heat source side heat exchanger. Therefore, the heat source side heat exchanger may freeze.
[0004]
On the other hand, a temperature measuring means such as a thermistor has been conventionally installed at the inlet of the heat source side heat exchanger, and whether or not the water inlet temperature measured by this temperature measuring means is within a predetermined temperature range. If the water inlet temperature is within a predetermined temperature range, the air conditioner is started assuming that water is supplied to the heat source side heat exchanger. That is, the heat source side heat exchanger is prevented from freezing using the water inlet temperature of the heat source side heat exchanger as a starting condition of the air conditioner.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, even if the water inlet temperature of the heat source side heat exchanger is normal before starting the air conditioner, water may not be supplied to the heat source side heat exchanger or a sufficient amount may not be supplied. Conceivable. In particular, unlike air-cooled heat source units, water-cooled heat source units may be installed indoors, and even when water is not supplied to the heat source side heat exchanger, the temperature range of the above starting conditions May be satisfied. For this reason, it is insufficient to determine whether or not water is sufficiently supplied to the heat source side heat exchanger simply by checking the water inlet temperature before the air conditioner is activated.
[0006]
An object of the present invention is to prevent freezing of the heat source side heat exchanger at the start of the apparatus in an air conditioner including a vapor compression refrigerant circuit including a heat source side heat exchanger using water as a heat source and a compression unit. It is in.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Claim 1 The air conditioner described in 1 is an air conditioner including a vapor compression refrigerant circuit including a heat source side heat exchanger using water as a heat source, and a compression unit, and includes a first temperature measurement unit and a second temperature. Measuring means and determination means are provided. The first temperature measuring means measures the water inlet temperature of the heat source side heat exchanger. The second temperature measuring means measures the refrigerant gas temperature of the heat source side heat exchanger. When the heat source side heat exchanger is activated in the operation mode functioning as an evaporator, the determining means is measured by the second temperature measuring means from the water inlet temperature measured by the first temperature measuring means after a predetermined time has elapsed from the start of activation. A command to stop the operation is issued based on the temperature difference obtained by subtracting the refrigerant gas temperature.
[0008]
In an air conditioner equipped with a heat source side heat exchanger using water as a heat source, a state where a sufficient amount of water is not supplied, and a state where the heat source side heat exchanger such as a heating operation is operated as an evaporator In the case of starting with, the refrigerant liquid flowing into the heat source side heat exchanger leaves the heat source side heat exchanger with almost no evaporation. For this reason, the temperature difference obtained by subtracting the refrigerant gas temperature at the heat source side heat exchanger outlet from the water inlet temperature, which becomes the heat source, gradually increases after the start of operation, and the temperature difference when operating with water supplied The temperature difference becomes larger than that of.
[0009]
This air conditioner includes a determination unit that determines whether the operation of the air conditioner is stopped or continued based on the change over time in the temperature difference between the water inlet temperature and the refrigerant gas temperature. The determination means is, for example, a temperature difference obtained by subtracting the refrigerant gas temperature measured by the second temperature measurement means from the water inlet temperature measured by the first temperature measurement means, and the temperature when operating in a state where water is supplied. Comparison with the maximum value of the difference (hereinafter referred to as a specified temperature difference) can be performed. When the temperature difference measured and calculated after the elapse of a predetermined time from the start is larger than the specified temperature difference, the determination means determines that water supply to the heat source side heat exchanger is insufficient. The operation stop command of the air conditioner can be issued. Here, the reason for the judgment based on the temperature difference after the elapse of a predetermined time from the start is that, immediately after the start, there is a time lag before the change in temperature difference occurs due to the heat capacity of the heat source side heat exchanger, etc. It is because it is doing. Thereby, freezing of the heat source side heat exchanger can be prevented.
[0010]
Claim 2 The air conditioning apparatus according to claim 1 The temperature measuring means is a thermistor used for detecting the state of the apparatus during normal operation.
[0011]
In this air conditioner, the thermistor for detecting the normal operation apparatus state is used as the temperature measuring means, so that it is possible to prevent the heat source side heat exchanger from freezing without newly adding a thermistor. it can.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
[0013]
(1) Configuration of air conditioner
FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of the air-conditioning apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention.
[0014]
The air conditioner 1 can be operated simultaneously with cooling and heating, and is mainly provided corresponding to one heat source unit 2, a plurality (three in this embodiment) of usage units 3, and the usage units 3. The connection unit 4, the first connection pipe group 5 that connects the heat source unit 2 and the connection unit 4, and the second connection pipe group 6 that connects the connection unit 4 and the utilization unit 3 are provided.
[0015]
<Heat source unit>
The heat source unit 2 uses water as a heat source, and mainly includes a compression means 21, a main heat exchanger 22, a first switching means V1, a main refrigerant switching means V2, an auxiliary heat exchanger 23, and a second switching. Means V3, auxiliary refrigerant opening / closing means V4, and liquid receiver 24 are provided. These devices are connected by a refrigerant pipe to constitute a heat source side refrigerant circuit 2a.
[0016]
The compression means 21 is a means for compressing the refrigerant gas, and is configured by connecting a first compressor 21a and a second compressor 21b in parallel to each other.
[0017]
An accumulator 21c is provided on the suction side of each compressor 21a, 21b. The thermistor T1 for measuring the suction temperature of the refrigerant gas compressors 21a and 21b is provided at the outlet of the accumulator 21c. A pressure sensor P1 for measuring the suction pressure of the refrigerant gas compressors 21a and 21b is provided on the suction side of the second compressor 21b. The accumulator 21 c is connected to the connection unit 4 via the second refrigerant gas pipe 28 and the first communication pipe group 5.
[0018]
An oil separator 21d for separating oil in the compressed refrigerant gas is provided on the discharge side of each compressor 21a, 21b. Between the compressors 21a and 21b and the oil separator 21d, high-pressure pressure switches PH1 and PH2 for protecting the casings of the compressors 21a and 21b are provided corresponding to the compressors 21a and 21b, respectively. Yes. A pressure sensor P2 for measuring the discharge pressure of the refrigerant gas compressors 21a and 21b is provided on the discharge side of the second compressor 21b. Further, thermistors T2 and T3 for measuring the discharge temperatures of the refrigerant gas compressors 21a and 21b are provided on the discharge sides of the compressors 21a and 21b.
[0019]
The refrigerant gas separated by the oil separator 21d flows toward the first switching means V1 and the second switching means V3, and the separated oil is returned to the suction side via the oil return pipe 21e. Yes. The oil return pipe 21e includes a capillary C1 and an electromagnetic valve V5 that are connected to each other in parallel. An oil feed pipe 21f for supplying oil from the first compressor 21a toward the suction side of the second compressor 21b is provided between the suction side of the first compressor 21a and the second compressor 21b. ing. The oil feed pipe 21f includes a solenoid valve V6 and a capillary C2 connected in series with each other.
[0020]
The main heat exchanger 22 is a heat exchanger for evaporating and condensing the refrigerant using water as a heat source. In the present embodiment, a plate heat exchanger is employed. Between the refrigerant liquid side of the main heat exchanger 22 and the liquid receiver 24, main refrigerant opening / closing means V2 including an electric expansion valve is provided so that the amount of refrigerant flowing through the main heat exchanger 22 can be adjusted. It has become. The liquid receiver 24 is connected to the connection unit 4 via the refrigerant liquid pipe 25 and the first communication pipe group 5. The refrigerant liquid pipe 25 is provided with a thermistor T4 for measuring the temperature of the refrigerant liquid. The refrigerant gas side of the main heat exchanger 22 is connected to the first switching means V1. The thermistor T5 for measuring the refrigerant gas temperature is provided on the refrigerant gas side of the main heat exchanger 22, and the thermistor T6 for measuring the refrigerant liquid temperature is provided on the refrigerant liquid side of the main heat exchanger 22. It has been.
[0021]
The first switching means V1 is a four-way switching valve provided for causing the main heat exchanger 22 to function as an evaporator and a condenser. The first switching means V1 is connected to the refrigerant gas side of the main heat exchanger 22, the suction side accumulator 21 c of the compression means 21, the oil separator 21 d on the discharge side of the compression means 21, and the first connecting pipe group 5. Are connected to the first refrigerant gas pipe 26 connected to the connection unit 4. When the main heat exchanger 22 functions as a condenser, the discharge side of the compression means 21 and the refrigerant gas side of the main heat exchanger 22 are connected, and the accumulator 21c on the suction side of the compression means 21 and the second accumulator 21c are connected. 1 refrigerant gas piping 26 can be connected. Conversely, when the main heat exchanger 22 functions as an evaporator, the refrigerant gas side of the main heat exchanger 22 and the suction side accumulator 21c of the compression means 21 are connected, and the discharge side of the compression means 21 The first refrigerant gas pipe 26 can be connected.
[0022]
The auxiliary heat exchanger 23 is a heat exchanger for evaporating and condensing the refrigerant connected in parallel to the main heat exchanger 22. In the present embodiment, a plate heat exchanger is used as in the main heat exchanger 22. Adopted. Between the refrigerant liquid side of the auxiliary heat exchanger 23 and the liquid receiver 24, auxiliary refrigerant opening / closing means V4 including an electromagnetic valve is provided. The refrigerant gas side of the auxiliary heat exchanger 23 is connected to the second switching means V3. A thermistor T7 for measuring the refrigerant gas temperature is provided on the refrigerant gas side of the auxiliary heat exchanger 23, and a thermistor T8 for measuring the refrigerant liquid temperature is provided on the refrigerant liquid side of the auxiliary refrigerant heat exchanger 23. Is provided. And when heating operation of all the utilization units 3 is carried out, the main heat exchanger 22 and the auxiliary heat exchanger 23 are made to function as an evaporator, and the maximum evaporation load at the time of heating operation of all the utilization units 3 is obtained. It can be supported. In the present embodiment, the evaporation capacity of the main heat exchanger 22 is set to a capacity obtained by subtracting the capacity of the auxiliary heat exchanger 23 from the maximum evaporation load.
[0023]
Further, water serving as a heat source is supplied from a cold water tower facility or a boiler facility installed outside the air conditioner 1. In the present embodiment, the heat source water is sent in parallel to the main heat exchanger 22 and the auxiliary heat exchanger 23 through the water inlet pipe 29 from the cold water tower facility and the boiler facility, and is heat-exchanged with the refrigerant. The heat source water used for heat exchange in the heat exchangers 22, 23 is used for heat exchange with the refrigerant in the main heat exchanger 22 and the auxiliary heat exchanger 23, and then merges again to form the water outlet pipe 30. It is designed to be returned to the chilled water tower facility and boiler facility. Here, the water inlet of each heat exchanger 22, 23 is provided above each heat exchanger 22, 23, and the water outlet is provided below each heat exchanger 22, 23. That is, the heat source water flows through the heat exchangers 22 and 23 from top to bottom. The water inlet pipe 29 is provided with a thermistor T9 for measuring the inlet temperature of the heat source water, and the water outlet pipe 30 is provided with a thermistor T10 for measuring the outlet temperature of the heat source water.
[0024]
The second switching means V3 is a four-way switching valve provided to cause the auxiliary heat exchanger 23 to function as an evaporator and a condenser. The second switching means V3 includes the refrigerant gas side of the auxiliary heat exchanger 23, the suction side accumulator 21c of the compression means 21, the discharge side oil separator 21d of the compression means 21, and the suction side accumulator of the compression means 21. It is connected to the bypass pipe 27 connected to 21c. The bypass pipe 27 includes a capillary C3. And when making the auxiliary heat exchanger 23 function as a condenser, the discharge side of the compression means 21 and the refrigerant gas side of the auxiliary heat exchanger 23 are connected. Conversely, when the auxiliary heat exchanger 23 functions as an evaporator, the refrigerant gas side of the auxiliary heat exchanger 23 and the accumulator 21c on the suction side of the compression means 21 are connected.
[0025]
<Usage unit>
The plurality of usage units 3 mainly include a fan 31, a usage side heat exchanger 32, and usage side expansion means V7. These devices are connected by a refrigerant pipe to form a use side refrigerant circuit 3a. The fan 31 is a device for taking in indoor air to be conditioned into the utilization unit 3 and exchanging heat with the utilization side heat exchanger 32 and then blowing it into the room. The use side heat exchanger 32 is a heat exchanger that functions as a refrigerant condenser during heating and functions as a refrigerant evaporator during cooling. The use side expansion means V7 is an electric expansion valve for decompressing the refrigerant liquid during cooling. The use-side refrigerant circuit 3 a is connected to the connection unit 4 via the second communication pipe group 6.
[0026]
<Connection unit>
The plurality of connection units 4 mainly include a supercooling heat exchanger 41. The connection unit 4 uses the refrigerant liquid supplied from the refrigerant liquid pipe 25 of the heat source side refrigerant circuit 2a through the first connecting pipe group 5 when the usage unit 3 performs the cooling operation, on the usage side expansion of the usage side refrigerant circuit 3a. The refrigerant gas supplied to the means V7 and evaporated in the use side heat exchanger 32 can be returned to the second refrigerant gas pipe 28 through the electromagnetic valve V8 and the first communication pipe group 5, and the heat source is used when the use unit 3 performs the heating operation. The refrigerant gas supplied from the first refrigerant gas pipe 26 of the side refrigerant circuit 2a through the first refrigerant pipe group 5 and the electromagnetic valve V9 is supplied to the usage side heat exchanger 32 of the usage side refrigerant circuit 3a to be used side heat exchanger 32. The refrigerant liquid condensed in step (1) can be returned to the refrigerant liquid pipe 25 through the supercooling heat exchanger 41 and the first communication pipe group 5. The supercooling heat exchanger 41 sends a part of the refrigerant liquid returned to the refrigerant liquid pipe 25 to the supercooling heat exchanger 41 through the decompression pipe 42 when the use unit 3 performs the simultaneous cooling and heating operation. This is a device for supercooling the refrigerant liquid to be returned. Part of the refrigerant liquid introduced into the supercooling heat exchanger 41 evaporates by heat exchange and returns to the heat source side refrigerant circuit 2a through the first communication pipe group 5 and the second refrigerant gas pipe 28. Yes. In the decompression pipe 42, an electromagnetic valve V10 and a capillary C4 are connected in series.
[0027]
Here, the first communication pipe group 5 includes a refrigerant liquid connection pipe 5 a that connects the refrigerant liquid pipe 25 of the heat source unit 2 and the subcooling heat exchanger 41 of each connection unit 4, and the first refrigerant gas of the heat source unit 2. A first refrigerant gas communication pipe 5b that connects the pipe 26 and the electromagnetic valve V9 of each connection unit 4, a second refrigerant gas that connects the second refrigerant gas pipe 28 of the heat source unit 2 and the electromagnetic valve V8 of each connection unit 4. And a gas communication pipe 5c. The second connection pipe group 6 includes a third refrigerant gas connection pipe 6a that connects the solenoid valves V8 and V9 of the connection unit 4 and the use side heat exchanger 32 of the use unit 3, and a supercooling heat exchanger of the connection unit 4. 41 and the 2nd refrigerant | coolant liquid connection piping 6b which connects the utilization side expansion | swelling means V7 of the utilization unit 3 are provided. The first communication pipe group 5, the refrigerant circuit of the connection unit 4, and the second connection pipe group 6 constitute a connection refrigerant circuit 7.
[0028]
As described above, the heat source side refrigerant circuit 2a and the use side refrigerant circuit 3a are connected via the connection refrigerant circuit 4a, and the refrigerant circuit of the air conditioner 1 capable of simultaneous cooling and heating operation is configured.
[0029]
In addition, the air conditioner 1 stops the operation when a sufficient amount of water is not supplied to the heat exchangers 22 and 23, and the freeze prevention control for preventing the heat exchangers 22 and 23 from freezing. Means 10 are further provided. Below, the freeze prevention control means 10 is demonstrated.
[0030]
<Freezing prevention control means>
The antifreezing control means 10 (determination means) adjusts the refrigerant gas temperature measured by the thermistors T5 and T7 (temperature measuring means) installed on the refrigerant gas sides of the heat exchangers 22 and 23 (heat source side heat exchanger). On the basis of this, it is determined whether or not water is sufficiently flowing through the main heat exchangers 22 and 23, and when it is determined that water is not sufficiently flowing, a means for issuing an operation stop command to the compression means 21 is there.
[0031]
FIG. 2 is a diagram showing the refrigerant circuit 2 a and the freeze prevention control means 10 of the heat source unit 2. The freeze prevention control means 10 includes a timer unit 10a and a determination unit 10b. The timer unit 10a counts a predetermined time from the activation of the air conditioner 1. The determination unit 10b compares the refrigerant gas temperature measured by the thermistor T5 and the thermistor T7 after the predetermined time has passed by the timer unit 10a and the specified temperature, and when each refrigerant gas temperature is lower than the specified temperature, Commands the compression means 21 to stop operating. Here, the specified temperature is set to be the minimum value of the refrigerant gas temperature when the heat exchangers 22 and 23 function as an evaporator. Further, the predetermined time of the timer unit 10a is set to a time corresponding to a time lag from when the timer unit 10a is started until the temperature change of the refrigerant gas temperature occurs.
[0032]
(2) Operation when starting the air conditioner
Next, the operation | movement at the time of starting the air conditioning apparatus 1 of this embodiment is demonstrated. Here, the operation | movement at the time of starting in the case of starting in the heating operation mode in which all the three utilization units 3 are heating-operating is demonstrated.
[0033]
When all the utilization units 3 are heated, the refrigerant circuit of the air conditioner 1 is configured as shown in FIG. 2 (the refrigerant flow is shown by arrows).
[0034]
Specifically, in the heat source side refrigerant circuit 2a of the heat source unit 2, the first switching means V1 and the second switching means V3 are switched as shown in FIG. 2, and the main refrigerant opening / closing means V2 and the auxiliary refrigerant opening / closing means V4 are opened. In this state, the main heat exchanger 22 and the auxiliary heat exchanger 23 are operated as an evaporator. In the usage-side refrigerant circuit 3a of the usage unit 3, the usage-side expansion means V7 is opened, and each usage-side heat exchanger 32 is operated as a refrigerant condenser in order to heat the room. In the connection unit 4, the solenoid valves V8 and V10 are closed and the solenoid valve V9 is opened.
[0035]
In the above refrigerant circuit configuration, when the compression means 21 is activated, the refrigerant gas is compressed by the compression means 21, and the connection unit 4 is connected via the first switching means V <b> 1, the first refrigerant gas pipe 26, and the first connection pipe group 5. Sent to. And this refrigerant gas is sent to the utilization side heat exchanger 32 via the electromagnetic valve V9, and is condensed by exchanging heat with room air to become a refrigerant liquid. This refrigerant liquid is sent to the supercooling heat exchanger 41 through the use side expansion means V7. The supercooled refrigerant liquid is sent to the main heat exchanger 22 and the auxiliary heat exchanger 23 via the refrigerant liquid pipe 25, the main refrigerant opening / closing means V2 and the auxiliary refrigerant opening / closing means V4. The refrigerant liquid sent to the main heat exchanger 22 and the auxiliary heat exchanger 23 evaporates by exchanging heat with water, and then the suction side of the compression means 21 via the first switching means V1 and the second switching means V3. Sent to.
[0036]
Next, the operation of the freeze prevention control means 10 will be described with reference to FIGS.
[0037]
First, after the compression means 21 is activated (steps S1 and S5), a predetermined time is passed by the timer unit 10a (steps S2 and S6). Next, the determination unit 10b compares the refrigerant gas temperature measured by the thermistors T5 and T7 after a predetermined time with the specified temperature. If the temperature is lower than the specified temperature, the heat exchangers 22 and 23 have sufficient water. It judges that it is not supplied, and issues an operation stop command to the compression means 21 (steps S3 and S7). Thereby, the air conditioning apparatus 1 stops (step S4, S8). On the other hand, when the refrigerant gas temperature is higher than the specified temperature, it is determined that water is sufficiently supplied to the heat exchangers 22 and 23, the process is terminated, and the operation is continued.
[0038]
(3) Features of the air conditioner
The air conditioner 1 of the present embodiment has the following characteristics.
[0039]
<Prevention of freezing of heat exchanger>
In the air-conditioning apparatus 1 of the present embodiment, when the heat exchanger 22 and 23 are activated as an evaporator such that a sufficient amount of water is not supplied and the heat exchangers 22 and 23 are operated as an evaporator, heat exchange is performed. The refrigerant liquid flowing into the vessels 22 and 23 exits the heat exchangers 22 and 23 with almost no evaporation. For this reason, as shown in FIG. 5, the refrigerant gas temperatures (thermistors T5 and T7) at the outlets of the heat exchangers 22 and 23 gradually decrease after the operation is started, and water is supplied after a predetermined time has elapsed. The temperature B becomes lower than the refrigerant temperature A when the vehicle is operated in the above state.
[0040]
Since the air conditioner 1 includes the freeze prevention control means 10, when the refrigerant gas temperature measured after the elapse of a predetermined time from the start-up is lower than the specified temperature C, water to the heat exchangers 22 and 23 is supplied. Therefore, it is possible to issue an operation stop command to the compression means 21. Thereby, freezing of the heat exchangers 22 and 23 can be prevented.
[0041]
<Configuration that does not require the addition of thermistors>
In the air conditioner 1 of the present embodiment, the thermistors T5 and T7 that measure the refrigerant gas temperatures of the heat exchangers 22 and 23 are used for antifreezing control of the heat exchangers 22 and 23. Since the thermistors T5 and T7 are also thermistors for detecting the apparatus state in normal operation, the antifreezing control of the heat exchangers 22 and 23 is realized without adding a new thermistor.
[0042]
[Second Embodiment]
In the air conditioner 101 of the present embodiment, the freeze prevention control means 10 of the air conditioner 1 of the first embodiment has sufficient water in the heat exchangers 22 and 23 based on the refrigerant gas temperature (thermistors T5 and T7). While it is determined whether or not it is supplied, it differs only in that it has antifreezing control means 110 that uses the water inlet temperature (thermistor T9) together with the refrigerant gas temperature. Only this difference will be described below.
[0043]
The freeze prevention control means 110 (determination means) of the air conditioner 101 performs heat exchange with the water inlet temperature measured by the thermistor T9 (first temperature measurement means) installed on the water inlet side of the heat exchangers 22 and 23. The refrigerant gas temperatures measured by the thermistors T5 and T7 (second temperature measuring means) installed on each refrigerant gas side of the heat exchangers 22 and 23 (heat source side heat exchanger) are taken in, and the refrigerant gas temperature is determined from the water inlet temperature. Based on the temperature difference obtained by subtracting, it is determined whether or not water is sufficiently flowing into the heat exchangers 22 and 23, and when it is determined that water is not sufficiently flowing, an operation stop command for the compression means 21 is issued. It is a means for doing.
[0044]
FIG. 6 is a diagram illustrating the refrigerant circuit 2 a and the freeze prevention control unit 110 of the heat source unit 2. The freeze prevention control unit 110 includes a timer unit 110a and a determination unit 110b. The timer unit 110a counts a predetermined time from the activation of the air conditioner 1. The determination unit 110b compares the temperature difference obtained by subtracting the refrigerant gas temperature measured by the thermistor T5 and the thermistor T7 from the water inlet temperature measured by the thermistor T9 after a predetermined time has elapsed by the timer unit 110a and the specified temperature difference. Then, when each refrigerant gas temperature is larger than the specified temperature difference, the compressor 21 is instructed to stop the operation. Here, the specified temperature difference is set to be the maximum value of the temperature difference obtained by subtracting the refrigerant gas temperature from the water inlet temperature when the heat exchangers 22 and 23 function as an evaporator. Further, the predetermined time of the timer unit 10a is set to a time corresponding to a time lag from when the timer unit 10a is started until a change in temperature difference occurs.
[0045]
Next, the operation of the freeze prevention control unit 110 when performing the heating operation will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
[0046]
First, after the compression means 21 is activated (steps S11 and S15), the timer unit 110a passes a predetermined time (steps S12 and S16). Next, in the determination unit 110b, the temperature difference obtained by subtracting the refrigerant gas temperature measured by the thermistors T5 and T7 from the water inlet temperature measured by the thermistor T9 after a predetermined time has passed is compared with the specified temperature difference, and the specified temperature is determined. If it is greater than the difference, it is determined that water is not sufficiently supplied to the heat exchangers 22 and 23, and an operation stop command is issued to the compression means 21 (steps S13 and S17). Thereby, the air conditioning apparatus 1 stops (step S14, S18). On the other hand, when the temperature difference is smaller than the specified temperature difference, it is determined that water is sufficiently supplied to the heat exchangers 22 and 23, the process is terminated, and the operation is continued.
[0047]
In the air conditioner 101 of the present embodiment, when the heat exchanger is started in a state where a sufficient amount of water is not supplied and the heat source side heat exchanger such as a heating operation is operated as an evaporator, the heat exchanger The refrigerant liquid flowing into the heat exchangers 22 and 23 exits the heat exchangers 22 and 23 with almost no evaporation. For this reason, the temperature difference obtained by subtracting the refrigerant gas temperature (thermistors T5 and T7) at the outlets of the heat exchangers 22 and 23 from the inlet temperature of the water serving as the heat source (thermistor T9) is as shown in FIG. After a predetermined time has elapsed, the temperature gradually increases and shows a large temperature difference H compared to the temperature difference I when the operation is performed with water supplied.
[0048]
Since this air conditioner is provided with the freeze prevention control means 110, when the temperature difference H measured and calculated after a predetermined time has elapsed from the start-up is greater than the specified temperature difference J, the heat exchangers 22 and 23 are transferred to. Therefore, it is possible to issue an operation stop command to the compression means 21 by judging that the water supply is insufficient. Thereby, freezing of the heat exchangers 22 and 23 can be prevented.
[0049]
Further, since the thermistor T9 for measuring the water inlet temperature is also a thermistor for detecting the state of the apparatus in normal operation, the antifreezing control of the heat exchangers 22 and 23 is realized without adding a new thermistor. ing.
[0050]
[Third Embodiment]
In the air conditioner 201 of the present embodiment, the freeze prevention control means 10 of the air conditioner 1 of the first embodiment has sufficient water in the heat exchangers 22 and 23 based on the refrigerant gas temperature (thermistors T5 and T7). The only difference is that it has a freeze prevention control means 210 that uses the suction pressure (pressure sensor P1) of the compression means 21 to determine whether or not it is supplied. Only this difference will be described below.
[0051]
The freeze prevention control means 210 (determination means) of the air conditioner 201 is based on the suction pressure measured by the pressure sensor P1 (pressure measurement means) of the compression means 21 connected to the refrigerant gas side of the heat exchangers 22 and 23. When it is determined whether or not water is sufficiently flowing through the heat exchangers 22 and 23 (heat source side heat exchangers) and it is determined that water is not sufficiently flowing, an operation stop command is issued to the compression means 21. It is a means for doing.
[0052]
FIG. 10 is a diagram illustrating the refrigerant circuit 2 a and the freeze prevention control unit 210 of the heat source unit 2. The freeze prevention control unit 210 includes a timer unit 210a and a determination unit 210b. The timer unit 210a counts a predetermined time from the activation of the air conditioner 201. The determination unit 210b compares the suction pressure measured by the pressure sensor P1 after a predetermined time has elapsed with the timer unit 210a and the specified pressure, and when each refrigerant gas temperature is lower than the specified pressure, the compression unit 21 To stop operation. Here, the specified pressure is set to be the minimum value of the suction pressure of the compression means 21 when the heat exchangers 22 and 23 function as an evaporator. In addition, the predetermined time of the timer unit 10a is set to a time corresponding to a time lag from when the timer unit 10a is started until the suction pressure changes.
[0053]
Next, the operation of the freeze prevention control unit 210 when performing the heating operation will be described with reference to FIG.
[0054]
First, after the compression means 21 is activated (step S21), a predetermined time is passed by the timer unit 210a (step S22). Next, the determination unit 210b compares the suction pressure measured by the pressure sensor P1 after a predetermined time with the specified pressure, and if it is lower than the specified pressure, water is sufficiently supplied to the heat exchangers 22 and 23. An operation stop command is issued to the compression means 21 by judging that it is not present (step S23). Thereby, the air conditioning apparatus 1 stops (step S24). On the other hand, when the suction pressure is higher than the specified pressure, it is determined that water is sufficiently supplied to the heat exchangers 22 and 23, the process is terminated, and the operation is continued.
[0055]
In the air-conditioning apparatus 201 of the present embodiment, when the heat exchanger 22 and 23 are activated as an evaporator such that a sufficient amount of water is not supplied and the heat exchangers 22 and 23 are operated as an evaporator, heat exchange is performed. The refrigerant liquid flowing into the vessels 22 and 23 exits the heat exchangers 22 and 23 with almost no evaporation. For this reason, the suction pressure of the compression means 21 that sucks and compresses the refrigerant gas exiting from the outlets of the heat exchangers 22 and 23 gradually decreases after a predetermined time has elapsed since the start of operation, as shown in FIG. Thus, the pressure M becomes lower than the suction pressure L when the operation is performed in a state where water is supplied.
[0056]
Since this air conditioning apparatus 201 includes the freeze prevention control means 210, when the suction pressure M measured after a predetermined time has elapsed from the start-up, the water to the heat exchangers 22 and 23 is reduced. Therefore, it is possible to issue a command to stop the operation of the compression means 21. Thereby, freezing of the heat exchangers 22 and 23 can be prevented.
[0057]
Moreover, since the pressure sensor P1 for measuring the suction pressure of the compression means 21 is also a pressure sensor for detecting the apparatus state of normal operation, the heat exchangers 22 and 23 of the heat exchangers 22 and 23 are added without adding a new pressure sensor. Freezing prevention control is realized.
[0058]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
[0059]
Claim 1 In the invention according to the above, based on the temperature difference between the water inlet temperature measured by the first temperature measuring unit and the refrigerant gas temperature measured by the second temperature measuring unit after a predetermined time has elapsed from the start by the determining unit, It is possible to issue an operation stop command for the air conditioner by determining whether water is supplied to the heat exchanger. Thereby, freezing of the heat source side heat exchanger can be prevented.
[0060]
Claim 2 In the invention according to the present invention, since the thermistor for detecting the state of the apparatus in the normal operation is used as the temperature measuring means, it is possible to prevent the heat source side heat exchanger from freezing without newly adding a thermistor. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of an air-conditioning apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing the main part of the refrigerant circuit and the freeze prevention control means of the air-conditioning apparatus of the first embodiment, and explaining the operation at the time of startup.
FIG. 3 is a flowchart of freeze prevention control of the air conditioner according to the first embodiment (on the main heat exchanger side).
FIG. 4 is a flowchart of freeze prevention control (auxiliary heat exchanger side) of the air-conditioning apparatus of the first embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a temperature change of the refrigerant gas temperature of the heat exchanger after the start of the air-conditioning apparatus of the first embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing the main part of the refrigerant circuit and the freeze prevention control means of the air-conditioning apparatus of the second embodiment, and explaining the operation at the time of startup.
FIG. 7 is a flowchart of freeze prevention control (on the main heat exchanger side) of the air-conditioning apparatus according to the second embodiment.
FIG. 8 is a flowchart of freeze prevention control (auxiliary heat exchanger side) of the air-conditioning apparatus of the second embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing a change in temperature difference between the refrigerant gas temperature of the heat exchanger and the water inlet temperature after the air conditioner of the second embodiment is started.
FIG. 10 is a diagram illustrating a main part of a refrigerant circuit and an anti-freezing control unit of an air conditioner according to a third embodiment, and illustrating an operation at the time of activation.
FIG. 11 is a flowchart of anti-freezing control of the air conditioner according to the third embodiment.
FIG. 12 is a diagram showing a change in the suction pressure of the compression means after the activation of the air conditioning apparatus according to the third embodiment.
[Explanation of symbols]
1, 101, 201 Air conditioner
10, 110, 210 Freezing prevention control means (determination means)
21 Compression means
22 Main heat exchanger (heat source side heat exchanger)
23 Auxiliary heat exchanger (heat source side heat exchanger)
P1 Pressure sensor (pressure measuring means)
T5, T7 thermistor (temperature measuring means, second temperature measuring means)
T9 thermistor (first temperature measurement means)

Claims

An air conditioner (101) comprising a vapor compression refrigerant circuit including a heat source side heat exchanger (22, 23) using water as a heat source and a compression means (21),
First temperature measuring means (T9) for measuring the water inlet temperature of the heat source side heat exchanger (22, 23);
Second temperature measuring means (T5, T7) for measuring the refrigerant gas temperature of the heat source side heat exchanger (22, 23);
When the heat source side heat exchanger (22, 23) is activated in an operation mode functioning as an evaporator, the water inlet temperature measured by the first temperature measuring means (T9) after a predetermined time has elapsed from the start of the activation. A determination means (110) for instructing to stop the operation based on a temperature difference obtained by subtracting the refrigerant gas temperature measured by the second temperature measurement means (T5, T7);
An air conditioner (101) comprising:

Said temperature measuring means (T5, T7, T9) is a thermistor that is used to detect the device status during normal operation, the air conditioner (1 01) of claim 1.