JP5506620B2 - Air conditioner operation control method - Google Patents

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本発明は、圧縮サイクルと冷媒ポンプサイクルとを切り替え可能な空調機に係り、特に冷媒ポンプのキャビテーション回避のための運転制御技術に関する。   The present invention relates to an air conditioner capable of switching between a compression cycle and a refrigerant pump cycle, and more particularly, to an operation control technique for avoiding cavitation of a refrigerant pump.

圧縮機を使用して冷媒を循環させる圧縮サイクルと、冷媒ポンプを使用して冷媒を循環させる冷媒ポンプサイクルを、適宜、切り替えて運転可能な冷媒循環回路(以下、併用冷凍サイクルという)を備えた空調機が公知である。このような空調機においては、夏期等の外気温が高いときは圧縮サイクルにより運転し、冬期等の外気温が低いときは冷媒ポンプサイクル(以下、ポンプサイクルという)により運転することができ、圧縮サイクルのみの運転と比較して消費電力を少なくでき、省エネ性に優れた空調機が実現できる。
本願出願人は、かかる併用冷凍サイクルにおける圧縮サイクル⇔ポンプサイクルの切り替え条件に関して、外気温と室温との温度差、圧縮サイクルにおける冷房能力、圧縮機周波数等に基づき判定することを内容とする運転制御技術を開示している(特許文献1)。
さらに、本願出願人は、ポンプサイクル運転時のキャビテーション発生による能力不安定化、振動・エロージョンによる冷媒ポンプの損傷等を防止するため、冷媒ポンプ吸込口における冷媒過冷却度を求め、この値に基づいて室内側送風機、室外側送風機、膨張弁開度のいずれかを制御する技術を開示している(特許文献2)。
A refrigerant circulation circuit (hereinafter referred to as a combined refrigeration cycle) that can be operated by appropriately switching between a compression cycle that circulates refrigerant using a compressor and a refrigerant pump cycle that circulates refrigerant using a refrigerant pump. Air conditioners are known. Such an air conditioner can be operated by a compression cycle when the outside air temperature is high in summer or the like, and can be operated by a refrigerant pump cycle (hereinafter referred to as a pump cycle) when the outside air temperature is low in winter or the like. Compared to cycle-only operation, power consumption can be reduced, and an air conditioner with excellent energy savings can be realized.
The applicant of the present application controls operation based on a temperature difference between the outside air temperature and room temperature, a cooling capacity in the compression cycle, a compressor frequency, and the like regarding the switching condition of the compression cycle / pump cycle in the combined refrigeration cycle. The technology is disclosed (Patent Document 1).
Furthermore, the applicant of the present application obtains the refrigerant subcooling degree at the refrigerant pump inlet in order to prevent instability due to cavitation generation during pump cycle operation, damage to the refrigerant pump due to vibration and erosion, and the like. The technique which controls any one of an indoor side air blower, an outdoor side air blower, and an expansion valve opening degree is disclosed (patent document 2).

特開2002−61918号公報JP 2002-61918 A 特開2004−169941号公報JP 2004-169941 A

ポンプサイクル運転時における冷媒過冷却度は、外気温度や運転条件のみならず、室外機(凝縮器)と冷媒ポンプの高低差や離隔距離等の空調機設置条件や、室外機と冷媒ポンプ間の冷媒温度上昇、冷房負荷等にも影響される。
このような理由により、この種の空調機の設置に際しては、室外機(凝縮器)と冷媒ポンプの高低差や離隔の設置条件を制限するとともに、サイクル切り替え条件を安全側に設定している。このため、室外機と冷媒ポンプとの離隔を厳しく制限し、設計の自由度を狭めているという現状がある。さらに、実際には室外機と冷媒ポンプの距離が短く、ポンプサイクル運転が可能な場合であっても、設定切替条件に従い圧縮サイクル運転となり、結果的に省エネルギー性に反するケースも生じる。
本出願は、上記各課題に対応した切り替え制御技術を備えた空調機を提案するものである。
The degree of refrigerant supercooling during the pump cycle operation is not limited to the outside air temperature and operating conditions, but also the air conditioner installation conditions such as the height difference and separation distance between the outdoor unit (condenser) and the refrigerant pump, and between the outdoor unit and the refrigerant pump. It is also influenced by the refrigerant temperature rise, cooling load, etc.
For this reason, when installing this type of air conditioner, the installation conditions for the height difference and separation between the outdoor unit (condenser) and the refrigerant pump are limited, and the cycle switching condition is set to the safe side. For this reason, there is a current situation that the separation between the outdoor unit and the refrigerant pump is strictly limited, and the degree of freedom in design is narrowed. Furthermore, even if the distance between the outdoor unit and the refrigerant pump is actually short and the pump cycle operation is possible, the compression cycle operation is performed in accordance with the setting switching condition, and as a result, there are cases in which the energy saving performance is contrary.
The present application proposes an air conditioner equipped with a switching control technology corresponding to each of the above problems.

本発明は、併用冷凍サイクルを備えた空調機において、上記各課題を解決するためのものであって、以下の内容をその要旨とする。すなわち、本発明に係る併用冷凍サイクル空調機は、
(1)圧縮機と、蒸発器及び室内側送風機を備えた室内機と、室外側凝縮器及び室外側送風機を備えた室外機と、を含む回路により構成され、これら要素間に冷媒を循環させる圧縮サイクルと、冷媒ポンプと、前記室内機と、前記室外機と、を含む回路により構成され、これら要素間に前記冷媒を循環させる冷媒ポンプサイクルと、を備え、所定のサイクル切替条件に従って、2つのサイクルを切り替えて運転可能な空調機(以下、併用冷凍サイクル空調機という)であって、冷媒ポンプサイクル運転時における冷媒ポンプ吸込口の冷媒過冷却度(ΔTc)に基づいて、前記サイクル切替条件を更新可能とする手段を、さらに備えて成ることを特徴とする。
The present invention is an air conditioner equipped with a combined refrigeration cycle, and is intended to solve the above-described problems and has the following contents. That is, the combined refrigeration cycle air conditioner according to the present invention is
(1) It is comprised by the circuit containing the compressor, the indoor unit provided with the evaporator and the indoor side blower, and the outdoor unit provided with the outdoor side condenser and the outdoor side blower, and circulates a refrigerant | coolant between these elements. A circuit including a compression cycle, a refrigerant pump, the indoor unit, and the outdoor unit, and a refrigerant pump cycle for circulating the refrigerant between these elements. An air conditioner that can be operated by switching two cycles (hereinafter referred to as a combined refrigeration cycle air conditioner), and the cycle switching condition based on the refrigerant supercooling degree (ΔTc) of the refrigerant pump inlet during the refrigerant pump cycle operation It is further characterized by further comprising means for enabling updating.

本発明において、「圧縮サイクル」とは、圧縮機、蒸発器、凝縮器、膨張弁及びこれらを結ぶ冷媒配管により構成され、以下の冷媒循環によりヒートポンプサイクルを形成するものである。すなわち、圧縮機で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、冷媒配管内流れ凝縮器に導かれ、ここで外気と熱交換して冷却凝縮される。凝縮した液冷媒は、膨張弁を通過する際に断熱膨張し、低圧の液ガス並存状態となって蒸発器に導かれる。ここで冷房対象である室内空気から熱を奪って自らは蒸発し、低圧冷媒ガスとなって冷媒配管を介して圧縮機に戻る。   In the present invention, the “compression cycle” is constituted by a compressor, an evaporator, a condenser, an expansion valve, and a refrigerant pipe connecting them, and forms a heat pump cycle by the following refrigerant circulation. That is, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor is led to the flow condenser in the refrigerant pipe, where it is cooled and condensed by exchanging heat with the outside air. The condensed liquid refrigerant undergoes adiabatic expansion when passing through the expansion valve, enters a coexisting state of low-pressure liquid gas, and is led to the evaporator. Here, it takes heat from the indoor air to be cooled, evaporates itself, returns to the compressor via the refrigerant pipe as a low-pressure refrigerant gas.

また、「冷媒ポンプサイクル」とは、冷媒ポンプ、蒸発器、凝縮器及びこれらを結ぶ冷媒配管により構成され、以下の冷媒循環によりヒートポンプサイクルを形成するものである。すなわち、冷媒は凝縮器において外気と熱交換して冷却され、液状態で冷媒ポンプに導かれ、ここで昇圧されて蒸発器に導かれる。ここで冷房対象である室内空気から熱を奪って蒸発し、冷媒ガスとなって凝縮器に戻る。
「併用冷凍サイクル」とは、これら2つのサイクルを同一冷媒配管及びバイパス配管により構成し、三方弁又は切り替え弁により冷媒循環経路を変更可能とすることにより実現するものである。
The “refrigerant pump cycle” is constituted by a refrigerant pump, an evaporator, a condenser and a refrigerant pipe connecting them, and forms a heat pump cycle by the following refrigerant circulation. In other words, the refrigerant is cooled by exchanging heat with the outside air in the condenser, led to the refrigerant pump in a liquid state, boosted here, and led to the evaporator. Here, heat is taken from the indoor air to be cooled and evaporated to return to the condenser as refrigerant gas.
The “combined refrigeration cycle” is realized by configuring these two cycles with the same refrigerant pipe and bypass pipe, and allowing the refrigerant circulation path to be changed by a three-way valve or a switching valve.

2つのサイクルの切り替えは、例えば(2)乃至(4)の切替条件に従い判定されるが、本発明では、その閾値を運転時の冷媒ポンプ吸込口における冷媒過冷却度(ΔTc)に基づいて更新可能とするものである。すなわち、室外機吸込み温度(To)に基づき判定する場合、ΔTcが十分に大きいときは、ポンプサイクル運転許容温度を高く設定変更することにより、冷媒ポンプ運転比率が高くなり、省エネ性向上に資する。一方、ΔTcが小さいときは、当該閾値でポンプサイクル運転を継続すればキャビテーションのおそれがある。これを回避するため、ポンプサイクル運転許容温度を低く設定変更して、圧縮サイクル運転比率を高くする。   Switching between the two cycles is determined, for example, according to the switching conditions (2) to (4). In the present invention, the threshold value is updated based on the refrigerant subcooling degree (ΔTc) at the refrigerant pump inlet during operation. It is possible. That is, when determining based on the outdoor unit suction temperature (To), when ΔTc is sufficiently large, the setting of the pump cycle operation allowable temperature is increased to change the refrigerant pump operation ratio, which contributes to the improvement of energy saving. On the other hand, when ΔTc is small, there is a risk of cavitation if the pump cycle operation is continued at the threshold value. In order to avoid this, the pump cycle operation allowable temperature is changed to a low setting to increase the compression cycle operation ratio.

(2)前記サイクル切替条件が、室外機吸込み温度(To)の閾値(Tx)、又は、室内機吸込み温度(Tr)と室外機吸込み温度(To)との温度差(ΔT=Tr−To)の閾値(ΔTx)のいずれかに基づくものであることを特徴とする。
室外機吸込み温度≒外気温度と考えられるため、冷媒過冷却度に大きな影響を与えるこの温度に基づいて閾値設定することが妥当である。
さらに冷房負荷も冷媒過冷却度に影響するため、冷房負荷と密接な関係を有する室内機吸込み温度(Tr)をも考慮することが望ましい。
(2) The cycle switching condition is the outdoor unit suction temperature (To) threshold (Tx), or the temperature difference between the indoor unit suction temperature (Tr) and the outdoor unit suction temperature (To) (ΔT = Tr−To). It is based on one of the threshold values (ΔTx).
Since the outdoor unit suction temperature is considered to be the outside air temperature, it is appropriate to set the threshold based on this temperature that has a large effect on the degree of refrigerant supercooling.
Furthermore, since the cooling load also affects the refrigerant supercooling degree, it is desirable to consider the indoor unit suction temperature (Tr) that is closely related to the cooling load.

(3)前記サイクル切替条件が、空調機負荷率に対応して定まる室外機吸込み温度の閾値(Tx’)、又は、室内機吸込み温度(Tr)と室外機吸込み温度(To)との温度差の閾値(ΔTx’)に基づく、ものであることを特徴とする。 (3) The outdoor unit suction temperature threshold (Tx ′) determined according to the load factor of the air conditioner or the temperature difference between the indoor unit suction temperature (Tr) and the outdoor unit suction temperature (To). It is based on the threshold value (ΔTx ′).

本発明は、冷媒ポンプサイクル→圧縮サイクル、圧縮サイクル→冷媒ポンプサイクルへの切り替えについて、それぞれ空調機負荷率を考慮した閾値設定を行うものである。
図6を参照して、圧縮サイクル→冷媒ポンプサイクルへの切り替えを例にとると、圧縮機周波数(∝空調機負荷率)に対して室外機吸込み温度の閾値関数Tx’=G(fc)を設定し、これを境界として運転時における(周波数、吸込み温度)に従って、圧縮サイクル領域とポンプサイクル領域に分ける。例えば条件P1(fc(1)、To(1))のときは圧縮サイクル運転継続、条件P2(fc(2)、To(2))のときはポンプサイクル運転に切り替えるものである。冷媒ポンプサイクル→圧縮サイクルへの切り替えについても、同様の閾値関数Tx’=H(fp)を設定することにより対応可能となる。
「空調機負荷率」の算定に際しては、上記の圧縮機周波数に基づくもののほか、圧縮機周波数と吸入側および吐出側の圧力と温度の関係(いわゆるコンプレッサーカーブ法)に基づく方法や、室内吸込空気温度と吹出空気温度、および室内総風量の関係に基づく方法等が例示される。
なお、ポンプサイクル運転時における冷媒過冷却度に基づく閾値の更新については、(1)以下の発明と同様に行う。
The present invention performs threshold setting in consideration of the air conditioner load factor for switching from the refrigerant pump cycle to the compression cycle and from the compression cycle to the refrigerant pump cycle.
Referring to FIG. 6, when switching from the compression cycle to the refrigerant pump cycle is taken as an example, a threshold function Tx ′ = G (fc) of the outdoor unit suction temperature with respect to the compressor frequency (∝ air conditioner load factor). With this as a boundary, it is divided into a compression cycle region and a pump cycle region according to (frequency, suction temperature) during operation. For example, the compression cycle operation is continued when the condition P1 (fc (1), To (1)), and the pump cycle operation is switched when the condition P2 (fc (2), To (2)). The switching from the refrigerant pump cycle to the compression cycle can be handled by setting the same threshold function Tx ′ = H (fp).
In calculating the “air conditioner load factor”, in addition to the above-mentioned compressor frequency, a method based on the relationship between the compressor frequency and the pressure and temperature on the suction side and discharge side (so-called compressor curve method) Examples include a method based on the relationship between the temperature, the blown air temperature, and the indoor total air volume.
In addition, about the update of the threshold value based on the refrigerant | coolant supercooling degree at the time of a pump cycle driving | operation, it carries out similarly to the following invention.

(4)冷媒ポンプサイクル運転時に前記冷媒ポンプにキャビテーションが生じたときは、適用すべき前記閾値(Tx若しくはΔTxのいずれか、又はTx’若しくはΔTx’のいずれか)を変更可能に構成したことを特徴とする。
(5)冷媒ポンプサイクル運転時であって、サーモオフ状態からサーモオンへの移行時において、冷媒ポンプ吸込口の冷媒過冷却度(ΔTc)に対応して、室外側送風機起動時の回転数上昇率(dR/dt)を制御する手段を、さらに備えて成ることを特徴とする。
(4) When cavitation occurs in the refrigerant pump during refrigerant pump cycle operation, the threshold value to be applied (either Tx or ΔTx, or Tx ′ or ΔTx ′) can be changed. Features.
(5) During the refrigerant pump cycle operation, at the time of transition from the thermo-off state to the thermo-on state, the rotational speed increase rate at the start of the outdoor fan (corresponding to the refrigerant supercooling degree (ΔTc) of the refrigerant pump inlet) ( (dR / dt) is further provided with a means for controlling.

図10、11を参照して、冷媒ポンプにおけるキャビテーション発生メカニズム及び本発明による回避方法について説明する。
サーモオフ状態において、冷媒温度が徐々に上昇して冷媒ポンプ吸込口における過冷却度が小さくなった状態で、室外機側送風機を定格回転数で立ち上げるなど大きな能力操作量を与えると、冷媒ポンプ吸込口では圧力応答の方が温度応答より速いために過冷却度が一時的に小さくなり、キャビテーションが発生し易くなる。図10の下段(b)は、時刻τ0において瞬時に定格回転数Rfで駆動させる例を示している。このときのポンプ吸込口における冷媒温度Tc及び飽和温度Ts(飽和凝縮圧に相当する冷媒温度)の応答を示す。
時刻τ1まではTc>Tsとなり、過冷却度ΔTcは負の値となる。この場合、冷媒は気液二相状態となるため、ポンプ内でキャビテーションが発生しやすい領域となる。
一方、図11を参照して、本発明によれば、冷媒過冷却度(ΔTc)に対応した送風機の回転数上昇率(dR/dt)に制御するため(同図下段(b))、飽和温度Tsは徐々に下がり、冷媒温度Tcは飽和温度Tsより常に下側、すなわち過冷却の状態が維持されることになり、キャビテーションのおそれが解消される。
The cavitation generation mechanism in the refrigerant pump and the avoidance method according to the present invention will be described with reference to FIGS.
In the thermo-off state, when the refrigerant temperature gradually rises and the degree of supercooling at the refrigerant pump suction port becomes small, if a large capacity operation amount such as starting up the outdoor unit side blower at the rated rotation speed is given, the refrigerant pump suction Since the pressure response at the mouth is faster than the temperature response, the degree of supercooling is temporarily reduced, and cavitation is likely to occur. The lower part (b) of FIG. 10 shows an example of instantaneously driving at the rated rotational speed Rf at time τ0. Responses of the refrigerant temperature Tc and the saturation temperature Ts (the refrigerant temperature corresponding to the saturation condensation pressure) at the pump suction port at this time are shown.
Until time τ1, Tc> Ts and the degree of supercooling ΔTc is a negative value. In this case, since the refrigerant is in a gas-liquid two-phase state, it becomes a region where cavitation is likely to occur in the pump.
On the other hand, referring to FIG. 11, according to the present invention, in order to control the fan speed increase rate (dR / dt) corresponding to the refrigerant supercooling degree (ΔTc) (lower part (b) in FIG. 11), saturation is achieved. The temperature Ts gradually decreases, and the refrigerant temperature Tc is always lower than the saturation temperature Ts, that is, the supercooled state is maintained, thereby eliminating the possibility of cavitation.

(6)上記各発明において、切替条件を空調機設置条件に対応して変更可能とする手段を備えて成ることを特徴とする。
(7)前記空調機設置条件が、前記凝縮器から前記冷媒ポンプまでの配管延長、又は前記凝縮器と前記冷媒ポンプの有効ヘッド、又は、前記冷媒ポンプから前記蒸発器までの配管延長のいずれかであることを特徴とする。
上記(6)、(7)の発明によれば、例えば室外機と冷媒ポンプの距離が短いケースでは、ポンプサイクル運転時間の比率を高くすることができるため、省エネルギー性を高めることができる
(6) Each of the above inventions is characterized by comprising means for changing the switching condition in accordance with the air conditioner installation condition.
(7) The air conditioner installation condition is any one of a pipe extension from the condenser to the refrigerant pump, an effective head of the condenser and the refrigerant pump, or a pipe extension from the refrigerant pump to the evaporator. It is characterized by being.
According to the inventions of the above (6) and (7), for example, in a case where the distance between the outdoor unit and the refrigerant pump is short, the ratio of the pump cycle operation time can be increased, so that energy saving can be improved.

上記各発明によれば、サイクル切替条件が固定値ではなく、ポンプサイクル運転時の過冷却度に対応して更新されるため、冷媒ポンプキャビテーションを回避しつつ、空調機の設置自由度を拡大することができるという効果がある。   According to each of the above inventions, the cycle switching condition is not a fixed value, but is updated in accordance with the degree of supercooling during the pump cycle operation. There is an effect that can be.

第一の実施形態に係る空調機1の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the air conditioner 1 which concerns on 1st embodiment. 空調機1の圧縮サイクル運転時(a)及びポンプサイクル運転時(b)における冷媒循環の態様を示す図である。It is a figure which shows the aspect of the refrigerant | coolant circulation at the time of the compression cycle driving | operation of the air conditioner 1 (a) and the pump cycle driving | operation (b). 第一の実施形態のサイクル切替条件更新フローを示す図である。It is a figure which shows the cycle switching condition update flow of 1st embodiment. 切替条件閾値Txが冷媒配管延長Lにより可変に設定するテーブルを示す図である。It is a figure which shows the table which the switching condition threshold value Tx sets variably by the refrigerant | coolant piping extension L. FIG. 第二の実施形態のサイクル切替条件更新フローを示す図である。It is a figure which shows the cycle switching condition update flow of 2nd embodiment. 切替条件閾値Txが圧縮機周波数fcの関数として設定したテーブルを示す図である。It is a figure which shows the table which the switching condition threshold value Tx set as a function of the compressor frequency fc. 第三の実施形態のサイクル切替条件更新フローを示す図であるIt is a figure which shows the cycle switching condition update flow of 3rd embodiment. 冷媒過冷却度(ΔTc)と起動時回転数上昇率(dR/dt)の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a refrigerant | coolant supercooling degree ((DELTA) Tc) and the rotation speed increase rate (dR / dt) at the time of starting. 第四の実施形態のサイクル切り替え制御フローを示す図である。It is a figure which shows the cycle switching control flow of 4th embodiment. 室外側送風機を定格回転数で起動したときの、冷媒過冷却度の時間的推移を示す図である。It is a figure which shows the time transition of a refrigerant | coolant supercooling degree when an outdoor air blower is started by rated rotation speed. 冷媒過冷却度に対応して回転数上昇率を設定したときの、同上推移を示す図である。It is a figure which shows a change same as the above, when a rotation speed increase rate is set corresponding to a refrigerant | coolant supercooling degree.

以下、本発明に係る空調システムの各実施形態について、図1乃至11を参照してさらに詳細に説明する。重複説明を避けるため、各図において同一構成には同一符号を用いて示している。なお、本発明の範囲は特許請求の範囲記載のものであって、以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。
(第一の実施形態)
本実施形態は、圧縮サイクル運転→ポンプサイクル運転への切り替えと、ポンプサイクル運転→圧縮サイクル運転への切り替えとを同一切替条件で行う場合の、切替条件更新形態に関する。
図1を参照して、本実施形態に係る空調機1において、圧縮サイクル回路は、圧縮機7、蒸発器5、凝縮器6、膨張弁8及び冷媒配管10により構成されている。また、ポンプサイクル回路は、冷媒ポンプ9、減圧弁として機能する膨張弁8、冷媒配管10及び一部分岐するバイパス配管11a、11b、分岐用三方弁12a、12bにより構成されている。冷媒配管(含バイパス配管)内部には冷媒が充填されており、冷凍サイクルに従って冷媒が気体又は液体状態で循環するように構成されている。蒸発器5には、室内還気を吸い込んで蒸発器5と熱交換させるための室内側送風機15が、凝縮器6には外気を吸い込んで凝縮器6と熱交換させるための室外側送風機16が、それぞれ付設されている。
Hereinafter, each embodiment of the air-conditioning system according to the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. In order to avoid redundant description, the same components are denoted by the same reference numerals in the respective drawings. Needless to say, the scope of the present invention is described in the claims and is not limited to the following embodiments.
(First embodiment)
The present embodiment relates to a switching condition update mode when switching from compression cycle operation to pump cycle operation and switching from pump cycle operation to compression cycle operation are performed under the same switching condition.
With reference to FIG. 1, in the air conditioner 1 according to the present embodiment, the compression cycle circuit includes a compressor 7, an evaporator 5, a condenser 6, an expansion valve 8, and a refrigerant pipe 10. The pump cycle circuit includes a refrigerant pump 9, an expansion valve 8 functioning as a pressure reducing valve, a refrigerant pipe 10, bypass pipes 11a and 11b partially branched, and branching three-way valves 12a and 12b. The refrigerant pipe (including bypass pipe) is filled with a refrigerant, and the refrigerant is configured to circulate in a gas or liquid state according to the refrigeration cycle. The evaporator 5 has an indoor blower 15 for sucking indoor return air and exchanging heat with the evaporator 5, and the condenser 6 has an outdoor fan 16 for sucking outside air and exchanging heat with the condenser 6. , Respectively.

次に図2を参照して、空調機1の圧縮サイクル運転時及びポンプサイクル運転時における冷媒循環の態様について説明する。
圧縮サイクル運転時において、冷媒は同図(a)の太線経路により循環する。圧縮機7で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、冷媒配管10内を流れて凝縮器6に導かれ、ここで外気と熱交換して冷却凝縮される。凝縮した液冷媒は、膨張弁8を通過する際に断熱膨張し、低圧の液ガス並存状態となって蒸発器5に導かれる。ここで冷房対象である室内空気から熱を奪って自らは蒸発し、低圧冷媒ガスとなって冷媒配管10を介して圧縮機7に戻る。
Next, with reference to FIG. 2, the aspect of the refrigerant circulation during the compression cycle operation and the pump cycle operation of the air conditioner 1 will be described.
During the compression cycle operation, the refrigerant circulates through the thick line path in FIG. The high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor 7 flows through the refrigerant pipe 10 and is led to the condenser 6, where it is cooled and condensed by exchanging heat with the outside air. The condensed liquid refrigerant undergoes adiabatic expansion when passing through the expansion valve 8, enters a coexisting state of low-pressure liquid gas, and is guided to the evaporator 5. Here, it takes heat from the indoor air that is the object of cooling and evaporates itself to return to the compressor 7 via the refrigerant pipe 10 as a low-pressure refrigerant gas.

また、ポンプサイクル運転時には、冷媒は同図(b)の太線経路を辿り冷媒配管10及びバイパス配管11a、11b内を循環する。すなわち、凝縮器6において冷媒は、外気との熱交換により冷却され、液状態でバイパス配管11aを経由して冷媒ポンプ9に導かれる。ここで昇圧され、減圧弁として機能する膨張弁8を経由して蒸発器5に導かれる。ここで冷房対象である室内空気から熱を奪って蒸発し、冷媒ガスとなって冷媒配管10、バイパス配管11bを経由して凝縮器6に戻る。
なお、上記サイクルの切り替えは、制御部14の指令による三方弁12a、12bの流路切り替え操作により行われる。
Further, during the pump cycle operation, the refrigerant circulates in the refrigerant pipe 10 and the bypass pipes 11a and 11b along the thick line path in FIG. That is, in the condenser 6, the refrigerant is cooled by heat exchange with the outside air, and is led to the refrigerant pump 9 via the bypass pipe 11a in a liquid state. Here, the pressure is increased and led to the evaporator 5 via the expansion valve 8 functioning as a pressure reducing valve. Here, heat is taken from the indoor air to be cooled and evaporated to become refrigerant gas and return to the condenser 6 via the refrigerant pipe 10 and the bypass pipe 11b.
Note that the switching of the cycle is performed by a flow path switching operation of the three-way valves 12a and 12b according to a command from the control unit 14.

蒸発器5、圧縮機7、膨張弁8、室内側送風機15は、一体として室内機3内部に格納されている。同様に、両系統の凝縮器6、室外側送風機16は一体として室外機4内部に格納されている。室内機3の室内還気吸込部近傍には温度センサS2が、室外機4の外気吸込部近傍には温度センサS1が、それぞれ配設されている。さらに、冷媒配管10の冷媒ポンプ9吸込部近傍には、冷媒温度Tc、冷媒圧力Pc計測用の温度センサS3、圧力センサS4が、それぞれ配設されている。これら各センサの計測値は制御部14に取り込まれ、後述するように両系統のサイクル切り替えを制御するように構成されている。   The evaporator 5, the compressor 7, the expansion valve 8, and the indoor fan 15 are stored in the indoor unit 3 as a unit. Similarly, the condenser 6 and the outdoor blower 16 of both systems are stored in the outdoor unit 4 as a unit. A temperature sensor S2 is disposed in the vicinity of the indoor return air suction portion of the indoor unit 3, and a temperature sensor S1 is disposed in the vicinity of the outdoor air suction portion of the outdoor unit 4. Furthermore, a refrigerant temperature Tc, a temperature sensor S3 for measuring the refrigerant pressure Pc, and a pressure sensor S4 are disposed near the refrigerant pump 9 suction portion of the refrigerant pipe 10. The measured values of these sensors are taken into the control unit 14 and are configured to control cycle switching between both systems, as will be described later.

空調機1のサイクル切替制御は、制御部14の指令に基づいて行われる。制御部14は、センサS1−S4から送られる吸込空気温度、冷媒圧力情報に基づいて、後述の各運転制御実行を指令するように構成されている。さらに、制御部14には、冷媒蒸気圧テーブルと、切り替え条件設定値テーブルと、を含むテーブルを含むデータデータベース(以下、DB)4aが付設されており、蒸発圧力・温度、凝縮圧力・温度、過熱度等の演算に基づき、後述の切り替え条件更新を可能としている。制御部14とセンサS1−S4、室内側送風機15、室外側送風機16、三方弁12a、12b等の主要構成要素間は、信号線14bを介して接続されており、以下の制御に必要な情報の授受、運転指令を可能に構成されている。   The cycle switching control of the air conditioner 1 is performed based on a command from the control unit 14. The control unit 14 is configured to instruct each operation control execution to be described later based on the intake air temperature and the refrigerant pressure information sent from the sensors S1 to S4. Further, the control unit 14 is provided with a data database (hereinafter referred to as DB) 4a including a table including a refrigerant vapor pressure table and a switching condition set value table, and evaporating pressure / temperature, condensing pressure / temperature, Based on the calculation such as the degree of superheat, the switching condition update described later is enabled. Main components such as the control unit 14 and the sensors S1-S4, the indoor fan 15, the outdoor fan 16, and the three-way valves 12a and 12b are connected via a signal line 14b, and information necessary for the following control Exchange and operation commands are possible.

空調機1は以上のように構成されており、次に図3をも参照して、本実施形態における行われるサイクル切替制御フローについて説明する。なお、以下の制御は制御部14からの指令により所定の時間間隔で行われる。
初期状態において、サイクル切替条件は室外機吸い込み温度(To)が閾値温度Tx以上か否かに設定されている(S101)。ここでは、現在、ポンプサイクル運転状態にある場合を想定する(S102)。まず、温度センサS1により、所定の時間間隔で室外機吸い込み温度(To)が計測される(S102)。また、温度センサS3、圧力センサS4により、凝縮器6出口における冷媒温度Tc、冷媒圧力Pc計測用が計測される(S104)。
次いで、DB4aの蒸気圧表テーブルにより冷媒過冷却度(ΔTc)が演算される(S105)。
The air conditioner 1 is configured as described above. Next, a cycle switching control flow performed in the present embodiment will be described with reference to FIG. The following control is performed at predetermined time intervals in response to a command from the control unit 14.
In the initial state, the cycle switching condition is set as to whether or not the outdoor unit suction temperature (To) is equal to or higher than the threshold temperature Tx (S101). Here, it is assumed that the pump is currently operating in a pump cycle (S102). First, the outdoor unit suction temperature (To) is measured by the temperature sensor S1 at predetermined time intervals (S102). Further, the temperature sensor S3 and the pressure sensor S4 measure the refrigerant temperature Tc and refrigerant pressure Pc measurement at the outlet of the condenser 6 (S104).
Next, the refrigerant supercooling degree (ΔTc) is calculated from the vapor pressure table of the DB 4a (S105).

さらに、ΔTcが上限閾値(δ2)と下限閾値(δ1)の範囲内に治まっているか否かの判定が行われる(S106)。両閾値内の場合には(S106においてY)、過冷却度適正と判定され、次に、室外側吸い込み温度(To)がサイクル切替条件であるTx以上か否かの判定が行われる(S109)。To≧Txの場合には(S109においてY)、外気温上昇と判定され、圧縮サイクル運転に切り替えられる(S111)。以降、説明を省略するが、圧縮サイクル運転継続中に吸い込み温度が低下したときは、再びポンプサイクルに切り替えられる。
S106においてΔTc>δ2の場合には過熱度過剰と判定され、サイクル切替条件設定値の緩和が行われる。すなわち、DB4aに格納されている設定値がTo≧TxからTo≧Tx+α(α:例えば0.5℃)に更新される(S107)。その後、更新した設定値に基づいてポンプサイクル運転が継続される(S110)。
Further, it is determined whether or not ΔTc is within the range between the upper threshold (δ2) and the lower threshold (δ1) (S106). If it is within both threshold values (Y in S106), it is determined that the degree of supercooling is appropriate, and then it is determined whether or not the outdoor suction temperature (To) is equal to or higher than the cycle switching condition Tx (S109). . If To ≧ Tx (Y in S109), it is determined that the outside air temperature has risen, and the operation is switched to the compression cycle operation (S111). Hereinafter, although explanation is omitted, when the suction temperature decreases while the compression cycle operation continues, the pump cycle is switched again.
If ΔTc> δ2 in S106, it is determined that the degree of superheat is excessive, and the cycle switching condition set value is relaxed. That is, the set value stored in the DB 4a is updated from To ≧ Tx to To ≧ Tx + α (α: for example, 0.5 ° C.) (S107). Thereafter, the pump cycle operation is continued based on the updated set value (S110).

また、S106において ΔTc<δ1の場合には過熱度不足と判定され、サイクル切替条件閾値が低温側に変更される。すなわち、DB4aに格納されている設定閾値がTo≧TxからTo≧Tx−αに変更される(S108)。さらに、キャビテーション発生回避のため、圧縮サイクル運転に切り替えられる(S111)。なお、その後のポンプサイクル運転への切替は、更新後の閾値、To≧Tx−αに基づき判定される。   If ΔTc <δ1 in S106, it is determined that the degree of superheat is insufficient, and the cycle switching condition threshold is changed to the low temperature side. That is, the setting threshold value stored in the DB 4a is changed from To ≧ Tx to To ≧ Tx−α (S108). Furthermore, in order to avoid the occurrence of cavitation, the operation is switched to the compression cycle operation (S111). The subsequent switching to the pump cycle operation is determined based on the updated threshold value, To ≧ Tx−α.

本実施形態では、切替条件閾値として空調機設置条件に関わらず、同一温度値(Tx)とする例を示したが、例えば室外機から冷媒ポンプまでの冷媒配管延長(L)に従い、設定閾値を変更可能とする態様とすることもできる。
図4はそのような一態様を示すものであり、閾値Txを配管延長Lの関数Tx=F(L)として設定し、標準延長L0(例えば10m)のときに標準初期値Tx(L0)を与える。DB4aに同図を内容とするテーブルを格納し、現場の設置条件に対応して初期値を選択可能とする。例えば、配管延長L’(L’>L0)の場合には初期値Tx’(Tx’<Tx)、L“(L“<L0)の場合には初期値Tx”
(Tx”>Tx)に設定可能とするものである。
さらに、本実施形態では室外機(凝縮器)から冷媒ポンプまでの冷媒配管延長により設定閾値を変更可能とする例を示したが、凝縮器と冷媒ポンプの有効ヘッド、又は、冷媒ポンプから室内機(蒸発器)までの配管延長に基づく態様とすることもできる。
なお、このように機器設置条件に対応して閾値を可変とする態様は、以下の各実施形態についても同様に適用できる。
また、本実施形態では、切替判定を室外機吸い込み温度(To)が閾値温度Tx以上か否かに基づく例を示したが、室外機吸い込み温度(To)と室内機吸い込み温度(Tr)との温度差、ΔT=Tr−Toが所定の閾値以上か否かを判定基準とする態様とすることもできる。
In the present embodiment, an example is shown in which the same temperature value (Tx) is used as the switching condition threshold regardless of the air conditioner installation conditions. However, for example, the setting threshold is set according to the refrigerant pipe extension (L) from the outdoor unit to the refrigerant pump. It can also be set as the aspect which can be changed.
FIG. 4 shows such an embodiment. The threshold value Tx is set as a function Tx = F (L) of the pipe extension L, and the standard initial value Tx (L0) is set at the standard extension L0 (for example, 10 m). give. A table containing the same figure is stored in the DB 4a, and an initial value can be selected according to the installation conditions at the site. For example, in the case of the pipe extension L ′ (L ′> L0), the initial value Tx ′ (Tx ′ <Tx), and in the case of L “(L“ <L0), the initial value Tx ”.
It is possible to set (Tx ″> Tx).
Furthermore, in the present embodiment, an example is shown in which the set threshold value can be changed by extending the refrigerant piping from the outdoor unit (condenser) to the refrigerant pump. However, the effective head of the condenser and the refrigerant pump, or the refrigerant pump to the indoor unit It can also be set as the aspect based on the pipe extension to (evaporator).
In addition, the aspect which makes a threshold value variable according to apparatus installation conditions in this way is applicable similarly to each following embodiment.
In the present embodiment, the switching determination is based on whether the outdoor unit suction temperature (To) is equal to or higher than the threshold temperature Tx. However, the switching between the outdoor unit suction temperature (To) and the indoor unit suction temperature (Tr) is shown. It is also possible to adopt a mode in which whether or not the temperature difference, ΔT = Tr−To, is greater than or equal to a predetermined threshold is used as a determination criterion.

(第二の実施形態)
次に、図5,6を参照して、本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態は、圧縮サイクル運転→ポンプサイクル運転への切り替えと、ポンプサイクル運転→圧縮サイクル運転への切り替えとで、切替条件が異なる制御形態に関する。
本実施形態の構成が上述の実施形態と異なる点は、サイクル切替条件として、外気温度のみに基づくのではなく、外気温度及び空調負荷に基づくことである。
具体的には、図6に示すように、閾値Txを空調機負荷率に対応する圧縮機周波数fcの関数Tx=G(fc)として設定されており、これを内容とするデータテーブルがDB4aに格納されている。なお、図示を省略するが、ポンプサイクル運転→圧縮サイクル運転の場合についても、閾値Txを空調負荷率に対応するポンプ周波数fpの関数Tx=H(fp)として設定されており、これを内容とするデータテーブルがDB4aに格納されている。
その他の構成については空調システム1と同一であるので、重複説明を省略する。
(Second embodiment)
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment relates to a control mode in which switching conditions are different between switching from compression cycle operation to pump cycle operation and switching from pump cycle operation to compression cycle operation.
The difference of the configuration of the present embodiment from the above-described embodiment is that the cycle switching condition is based not on the outside air temperature alone but on the outside air temperature and the air conditioning load.
Specifically, as shown in FIG. 6, the threshold Tx is set as a function Tx = G (fc) of the compressor frequency fc corresponding to the air conditioner load factor, and a data table containing this is stored in the DB 4a. Stored. Although not shown, in the case of pump cycle operation → compression cycle operation, the threshold value Tx is set as a function Tx = H (fp) of the pump frequency fp corresponding to the air conditioning load factor. A data table to be stored is stored in the DB 4a.
Since the other configuration is the same as that of the air conditioning system 1, a duplicate description is omitted.

次に、図5を参照して、本実施形態におけるサイクル切替制御フローについて説明する。初期状態において、ポンプサイクル→圧縮サイクルの切り替え(切替条件(1))については、ポンプ周波数に伴い変化する閾値Tx=H(fp)に設定されている。また、圧縮サイクル→ポンプサイクルの切り替え(切替条件(2))については、図6に示す圧縮機周波数に伴い変化する閾値Tx=G(fc)に設定されている(S201)。
S202からS205までのフローは、S203においてポンプ周波数の計測が追加されている点を除き、第一の実施形態のS101からS105までのフローと同一である。次いで、ΔTcが上限閾値(δ2)と下限閾値(δ1)の範囲内に治まっているか否かの判定が行われる(S206)。S206においてY、すなわち両閾値内の場合には過冷却度適正と判定され、外気条件がサイクル切替条件(1)に変化したか否かの判定が行われる(S207)。To≧H(fp)の場合には(S207においてY)、外気温が上昇したと判定され、圧縮サイクル運転に切り替えられる(S208)。S207においてN、すなわちTo<H(fp)の場合にはポンプサイクル運転が継続される(S209)。
Next, the cycle switching control flow in the present embodiment will be described with reference to FIG. In the initial state, the switching from the pump cycle to the compression cycle (switching condition (1)) is set to a threshold Tx = H (fp) that varies with the pump frequency. Further, the switching from the compression cycle to the pump cycle (switching condition (2)) is set to a threshold Tx = G (fc) that varies with the compressor frequency shown in FIG. 6 (S201).
The flow from S202 to S205 is the same as the flow from S101 to S105 of the first embodiment, except that pump frequency measurement is added in S203. Next, it is determined whether or not ΔTc is within the range between the upper threshold (δ2) and the lower threshold (δ1) (S206). In S206, if Y is within the threshold values, it is determined that the degree of supercooling is appropriate, and it is determined whether or not the outside air condition has changed to the cycle switching condition (1) (S207). If To ≧ H (fp) (Y in S207), it is determined that the outside air temperature has increased, and the operation is switched to the compression cycle operation (S208). In S207, if N, that is, To <H (fp), the pump cycle operation is continued (S209).

S206において、ΔTc>δ2の場合には過熱度過剰と判定され、サイクル切替条件設定値緩和のための変更が行われる。すなわち、DB4aに格納されている切替条件(1)設定値がTo≧H(fp)からTo≧H(fp)+αに、切替条件(2)設定値がTo≦G(fc)からTo≦G(fc)+αに、それぞれ変更される(S210)。そして変更後の切替条件設定値により、ポンプサイクル運転が継続される(S211)。
また、S206においてΔTc<δ1の場合には過熱度不足と判定され、サイクル設定値が低温側に変更される。すなわち、DB4aに格納されている切替条件(1)設定値がTo≧H(fp)からTo≧H(fp)−αに変更され、切替条件(2)設定値がTo≦G(fc)からTo≦G(fc)−αに、それぞれ変更される(S212)。さらに、さらに、キャビテーション発生回避のため、変更後の切替条件設定値により圧縮サイクル運転に切り替えられる(S208)。
In S206, if ΔTc> δ2, it is determined that the degree of superheat is excessive, and a change is made to relax the cycle switching condition set value. That is, the switching condition (1) set value stored in the DB 4a is changed from To ≧ H (fp) to To ≧ H (fp) + α, and the switching condition (2) is set from To ≦ G (fc) to To ≦ G They are changed to (fc) + α (S210). Then, the pump cycle operation is continued according to the changed switching condition setting value (S211).
If ΔTc <δ1 in S206, it is determined that the degree of superheat is insufficient, and the cycle set value is changed to the low temperature side. That is, the switching condition (1) setting value stored in the DB 4a is changed from To ≧ H (fp) to To ≧ H (fp) −α, and the switching condition (2) setting value is changed from To ≦ G (fc). Each is changed to To ≦ G (fc) −α (S212). Furthermore, in order to avoid the occurrence of cavitation, the operation is switched to the compression cycle operation according to the changed switching condition setting value (S208).

さらに、圧縮サイクル運転移行後(S208)、所定の時間間隔で室外機吸い込み温度(To)及び運転時の圧縮機周波数fcが計測される(S213)。
さらに、切替条件(2)に該当するか否かの判定が行われる(S214)。該当する場合には(S210においてY)、外気温上昇と判定され、ポンプサイクル運転に切り替えられる(S215)。該当しない場合には(S214においてN)、圧縮サイクル運転が継続される(S216)。
Further, after the transition to the compression cycle operation (S208), the outdoor unit suction temperature (To) and the compressor frequency fc during operation are measured at predetermined time intervals (S213).
Further, it is determined whether or not the switching condition (2) is satisfied (S214). If applicable (Y in S210), it is determined that the outside air temperature has increased, and the operation is switched to the pump cycle operation (S215). If not applicable (N in S214), the compression cycle operation is continued (S216).

(第三の実施形態)
さらに図7,8を参照して参照して、本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態は、ポンプサイクル運転時においてサーモオフ状態からサーモオンに移行する際の、室外側送風機の回転数制御形態に関する。
本実施形態の構成が上述の実施形態と異なる点は、DB4aに以下を内容とするデータテーブルが格納されていることである。すなわち、図8に示すように、室外側送風機の起動時回転数上昇率(dR/dt)が、冷媒過冷却度(ΔTc)の大きさにより変化する関数、dR/dt=J(ΔTc)として設定されている。その他の構成については空調システム1と同一であるので、重複説明を省略する。
(Third embodiment)
Further embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment relates to a rotational speed control mode of the outdoor fan when shifting from the thermo-off state to the thermo-on state during the pump cycle operation.
The configuration of this embodiment is different from the above-described embodiment in that a data table having the following contents is stored in the DB 4a. That is, as shown in FIG. 8, the rate of increase in the rotational speed (dR / dt) at the time of startup of the outdoor fan is a function that changes depending on the magnitude of the refrigerant supercooling degree (ΔTc), dR / dt = J (ΔTc) Is set. Since the other configuration is the same as that of the air conditioning system 1, a duplicate description is omitted.

次に、図7を参照して、本実施形態における室外側送風機の起動時回転数制御フローについて説明する。ポンプサイクル運転サーモオフ状態において(S301)、所定の時間ごとにサーモオン判定が行われる(S302)。具体的には、室内側送風機吸い込み温度(Tr)が閾値Tm以上か否かが判定される。Tr≧Tmの場合には、室外側送風機16が最低回転数により起動される(S303)。なお、Tr<Tmの場合には、サーモオフ状態が維持される。
次に、温度センサS3、圧力センサS4により、冷媒ポンプ9吸込部における冷媒温度Tc、冷媒圧力Pcが計測され(S304)、さらに冷媒過冷却度(ΔTc)が演算される(S305)。
DB4aに格納されたデータテーブルに基づき、冷媒過冷却度に対応する回転数上昇率が設定され、当該回転数により室外側送風機16が運転される(S306)。
Next, with reference to FIG. 7, a description will be given of the rotational speed control flow during startup of the outdoor blower in the present embodiment. In the pump cycle operation thermo-off state (S301), a thermo-on determination is performed every predetermined time (S302). Specifically, it is determined whether the indoor fan suction temperature (Tr) is equal to or higher than a threshold value Tm. When Tr ≧ Tm, the outdoor blower 16 is activated at the minimum rotational speed (S303). When Tr <Tm, the thermo-off state is maintained.
Next, the temperature sensor S3 and the pressure sensor S4 measure the refrigerant temperature Tc and refrigerant pressure Pc in the refrigerant pump 9 suction section (S304), and further calculate the refrigerant subcooling degree (ΔTc) (S305).
Based on the data table stored in the DB 4a, a rotation speed increase rate corresponding to the refrigerant supercooling degree is set, and the outdoor fan 16 is operated at the rotation speed (S306).

なお、本実施形態では、室外側送風機の回転数上昇率を制御することにより、キャビテーションを回避する制御の例を示したが、これに替えて、又はこれと併せて、冷媒ポンプ回転数上昇率を制御する形態とすることもできる。   In the present embodiment, an example of control for avoiding cavitation by controlling the rotational speed increase rate of the outdoor blower has been shown, but instead of or in combination with this, the refrigerant pump rotational speed increase rate It can also be set as the form which controls.

また本実施形態では、ポンプサイクル運転時のサーモオフ状態からサーモオンに移行する際の例を示したが、圧縮サイクルからポンプサイクルに切り替える際についても、同様の制御を行うことができる。   Moreover, although the example at the time of shifting from the thermo-off state at the time of a pump cycle operation to thermo-on was shown in this embodiment, the same control can be performed also when switching from a compression cycle to a pump cycle.

(第四の実施形態)
さらに、本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態は、ポンプサイクル運転時のサーモオフ状態において、サーモオン条件に適合した場合に、冷媒過冷却度に基づき運転サイクル変更を判定する制御形態に関する。本実施形態の構成については空調システム1と同一であるので、重複説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Furthermore, another embodiment of the present invention will be described. The present embodiment relates to a control mode for determining an operation cycle change based on the degree of refrigerant supercooling when the thermo-on condition is met in a thermo-off state during pump cycle operation. Since the configuration of the present embodiment is the same as that of the air conditioning system 1, a duplicate description is omitted.

図9を参照して、本実施形態における室外側送風機のサイクル選択制御フローについて説明する。ポンプサイクル運転サーモオフ状態において(S401)、所定の時間ごとにサーモオン判定、具体的には、室内側送風機吸い込み温度(Tr)が閾値Tm以上か否かの判定が行われる(S402)。Tr<Tmの場合には、S402の判定が繰り返される。
Tr≧Tmの場合(S402においてY)には、第一ステップとして室外側送風機16が起動される(S403)。なお、Tr<Tmの場合には、サーモオフ状態が維持される。
次に、温度センサS3、圧力センサS4により、冷媒ポンプ9吸込部における冷媒温度Tc、冷媒圧力Pcが計測され(S404)、さらに冷媒過冷却度(ΔTc)が演算される(S405)。
室外側送風機起動から一定時間経過するまでは(S406においてN)、ΔTcが閾値(δth)以上確保されているか否かの判定が継続的に行われる(S407)。閾値以上の場合には(S407においてY)、冷媒ポンプが起動され(S408)、ポンプサイクル運転が維持される。
一方、S407においてN、すなわちΔTc<δthの場合には過熱度不足と判定され、冷媒過冷却度によるS407の判定が繰り返される。さらに、一定時間経過してもΔTcが閾値以上にならない場合には(S406においてY)、圧縮サイクル運転に変更される(S409)。
With reference to FIG. 9, the cycle selection control flow of the outdoor fan in this embodiment is demonstrated. In the pump cycle operation thermo-off state (S401), a thermo-on determination is performed every predetermined time, specifically, whether or not the indoor fan intake temperature (Tr) is equal to or higher than a threshold value Tm (S402). If Tr <Tm, the determination in S402 is repeated.
When Tr ≧ Tm (Y in S402), the outdoor blower 16 is activated as a first step (S403). When Tr <Tm, the thermo-off state is maintained.
Next, the temperature sensor S3 and the pressure sensor S4 measure the refrigerant temperature Tc and the refrigerant pressure Pc in the refrigerant pump 9 suction section (S404), and further calculate the refrigerant subcooling degree (ΔTc) (S405).
Until a certain period of time has elapsed since the start of the outdoor blower (N in S406), it is continuously determined whether or not ΔTc is secured above a threshold value (δth) (S407). If it is equal to or greater than the threshold value (Y in S407), the refrigerant pump is activated (S408) and the pump cycle operation is maintained.
On the other hand, if N in S407, that is, if ΔTc <δth, it is determined that the degree of superheat is insufficient, and the determination in S407 based on the degree of refrigerant supercooling is repeated. Further, if ΔTc does not become equal to or greater than the threshold value even after a predetermined time has elapsed (Y in S406), the operation is changed to the compression cycle operation (S409).

本発明は、熱源、冷媒、空調方式、建築構造等の種類を問わず、併用冷凍サイクルを備えた空調機に広く適用可能である。   The present invention is widely applicable to air conditioners equipped with a combined refrigeration cycle regardless of the type of heat source, refrigerant, air conditioning system, building structure, and the like.

1・・・・空調機
3・・・・室内機
4・・・・室外機
5・・・・蒸発器
6・・・・凝縮器
7・・・・圧縮機
8・・・・膨張弁(減圧弁)
9・・・・冷媒ポンプ
10・・・冷媒配管
11a、11b・・・バイパス配管
12a、12b・・・分岐用三方弁
15・・・室内側送風機
16・・・室外側送風機
19・・・制御部
S1、S2、S3・・・温度センサ
S4・・・圧力センサ
1 ... Air conditioner 3 ... Indoor unit 4 ... Outdoor unit 5 ... Evaporator 6 ... Condenser 7 ... Compressor 8 ... Expansion valve ( Pressure reducing valve)
9 .... Refrigerant pump 10 ... Refrigerant pipes 11a, 11b ... Bypass pipes 12a, 12b ... Three-way valve 15 for branching ... Indoor fan 16 ... Outdoor fan 19 ... control Part S1, S2, S3 ... Temperature sensor S4 ... Pressure sensor

Claims (7)

圧縮機と、蒸発器及び室内側送風機を備えた室内機と、室外側凝縮器及び室外側送風機を備えた室外機と、を含む回路により構成され、これら要素間に冷媒を循環させる圧縮サイクルと、
冷媒ポンプと、前記室内機と、前記室外機と、を含む回路により構成され、これら要素間に前記冷媒を循環させる冷媒ポンプサイクルと、を備え、
所定のサイクル切替条件に従って、2つのサイクルを切り替えて運転可能な空調機(以下、併用冷凍サイクル空調機という)であって、
冷媒ポンプサイクル運転時における冷媒ポンプ吸込口の冷媒過冷却度(ΔTc)に基づいて、前記サイクル切替条件を更新可能とする手段を、さらに備えて成ることを特徴とする併用冷凍サイクル空調機。
A compression cycle that includes a compressor, an indoor unit that includes an evaporator and an indoor fan, and an outdoor unit that includes an outdoor condenser and an outdoor fan, and circulates a refrigerant between these elements. ,
A refrigerant pump cycle that includes a refrigerant pump, a circuit including the indoor unit, and the outdoor unit, and circulates the refrigerant between these elements.
An air conditioner (hereinafter referred to as a combined refrigeration cycle air conditioner) that can be operated by switching two cycles according to a predetermined cycle switching condition,
A combined refrigeration cycle air conditioner further comprising means for updating the cycle switching condition based on a refrigerant supercooling degree (ΔTc) of a refrigerant pump suction port during refrigerant pump cycle operation.
前記サイクル切替条件が、室外機吸込み温度(To)の閾値(Tx)、又は、室内機吸込み温度(Tr)と室外機吸込み温度(To)との温度差(ΔT=Tr−To)の閾値(ΔTx)のいずれかに基づくものであることを特徴とする請求項1に記載の併用冷凍サイクル空調機。   The cycle switching condition is the threshold value (Tx) of the outdoor unit suction temperature (To) or the threshold value (ΔT = Tr−To) of the temperature difference between the indoor unit suction temperature (Tr) and the outdoor unit suction temperature (To) ( The combined refrigeration cycle air conditioner according to claim 1, wherein the combined refrigeration cycle air conditioner is based on any one of ΔTx). 前記サイクル切替条件が、
空調機負荷率に対応して定まる室外機吸込み温度の閾値(Tx’)、又は、室内機吸込み温度(Tr)と室外機吸込み温度(To)との温度差の閾値(ΔTx’)のいずれかに基づく、ものであることを特徴とする請求項1に記載の併用冷凍サイクル空調機。
The cycle switching condition is
Either the outdoor unit suction temperature threshold (Tx ′) determined according to the air conditioner load factor, or the temperature difference threshold (ΔTx ′) between the indoor unit suction temperature (Tr) and the outdoor unit suction temperature (To) The combined refrigeration cycle air conditioner according to claim 1, wherein the combined refrigeration cycle air conditioner is based on the above.
冷媒ポンプサイクル運転時に前記冷媒ポンプにキャビテーションが生じたときは、
適用すべき前記閾値(Tx若しくはΔTxのいずれか、又はTx’若しくはΔTx’のいずれか)を変更可能に構成したことを特徴とする請求項2又は3に記載の併用冷凍サイクル空調機。
When cavitation occurs in the refrigerant pump during the refrigerant pump cycle operation,
The combined refrigeration cycle air conditioner according to claim 2 or 3, wherein the threshold value to be applied (either Tx or ΔTx, or Tx 'or ΔTx') can be changed.
冷媒ポンプサイクル運転時であって、サーモオフ状態からサーモオンへの移行時において、
冷媒ポンプ吸込口の冷媒過冷却度(ΔTc)に対応して、室外側送風機起動時の回転数上昇率(dR/dt)を制御する手段を、さらに備えて成ることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の併用冷凍サイクル空調機。
During refrigerant pump cycle operation and when transitioning from the thermo-off state to the thermo-on state,
2. The apparatus according to claim 1, further comprising means for controlling a rate of increase in rotational speed (dR / dt) at the time of starting the outdoor fan in accordance with the degree of refrigerant supercooling (ΔTc) at the refrigerant pump inlet. The combined refrigeration cycle air conditioner according to any one of claims 1 to 4.
請求項1乃至5のいずれかに記載の切替条件を、空調機設置条件に対応して変更可能とする手段を備えて成ることを特徴とする併用サイクル空調機。   6. A combined cycle air conditioner comprising: means for changing the switching condition according to claim 1 in accordance with an air conditioner installation condition. 前記空調機設置条件が、前記凝縮器から前記冷媒ポンプまでの配管延長、前記凝縮器と前記冷媒ポンプの有効ヘッド、又は、前記冷媒ポンプから前記蒸発器までの配管延長のいずれかであることを特徴とする請求項6に記載の併用サイクル空調機。   The air conditioner installation condition is any one of a pipe extension from the condenser to the refrigerant pump, an effective head of the condenser and the refrigerant pump, or a pipe extension from the refrigerant pump to the evaporator. The combined cycle air conditioner according to claim 6, characterized in that it is a combined cycle air conditioner.
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