JP5753977B2 - Refrigeration cycle equipment - Google Patents

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本発明は、冷凍サイクル装置に関するものである。   The present invention relates to a refrigeration cycle apparatus.

従来、この種の冷凍サイクル装置には、冷媒の圧力が異常に上昇したことを検知する圧力スイッチまたは圧力センサーを備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, this type of refrigeration cycle apparatus includes a pressure switch or a pressure sensor that detects that the refrigerant pressure has abnormally increased (see, for example, Patent Document 1).

図7はヒートポンプ給湯機に搭載の冷凍サイクル装置であり、1は圧縮機、2は放熱器、3は膨張弁、4は蒸発器、5は内部熱交換器であり、これらはこの順で環状に構成され、冷媒回路6を形成している。   FIG. 7 shows a refrigeration cycle apparatus mounted on a heat pump water heater. 1 is a compressor, 2 is a radiator, 3 is an expansion valve, 4 is an evaporator, 5 is an internal heat exchanger, and these are annular in this order. The refrigerant circuit 6 is formed.

図8は内部熱交換器5の断面図であり、21は内部熱交換器5の高圧側流路、22は低圧側流路である。14は入水配管、15は出湯配管である。また、51は圧力スイッチであり、圧縮機1と放熱器2との間の冷媒回路6から分岐した分岐配管55に連結して備えられる。52はスイッチ手段であり、冷凍サイクル装置に供給されるAC電源回路上に備えられる。AC電源回路上は冷凍サイクル装置の制御基板23上に構成されている。   FIG. 8 is a cross-sectional view of the internal heat exchanger 5, 21 is a high-pressure side flow path of the internal heat exchanger 5, and 22 is a low-pressure side flow path. 14 is a water inlet pipe and 15 is a hot water outlet pipe. A pressure switch 51 is connected to a branch pipe 55 branched from the refrigerant circuit 6 between the compressor 1 and the radiator 2. A switch means 52 is provided on an AC power supply circuit supplied to the refrigeration cycle apparatus. The AC power supply circuit is configured on the control board 23 of the refrigeration cycle apparatus.

圧縮機1から吐出された高圧の冷媒は放熱器2へ供給され、放熱器2において水と熱交換を行って放熱した後に、内部熱交換器5の高圧側流路21を経て膨張弁3に供給される。膨張弁3にて減圧された低圧の冷媒は、蒸発器4に供給されて吸熱した後に、内部熱交換器5の低圧側流路22を経て圧縮機1へ吸入される。   The high-pressure refrigerant discharged from the compressor 1 is supplied to the radiator 2, performs heat exchange with water in the radiator 2, dissipates heat, and then passes through the high-pressure channel 21 of the internal heat exchanger 5 to the expansion valve 3. Supplied. The low-pressure refrigerant decompressed by the expansion valve 3 is supplied to the evaporator 4 and absorbs heat, and then sucked into the compressor 1 through the low-pressure side passage 22 of the internal heat exchanger 5.

内部熱交換器5においては、通常、高圧側流路21を流通する冷媒から低圧側流路22を流通する冷媒へと熱エネルギーを移動させて、冷媒量が過多となる運転条件時において、冷媒量を調節する役割を果たす。   In the internal heat exchanger 5, the heat energy is usually transferred from the refrigerant flowing through the high-pressure side passage 21 to the refrigerant flowing through the low-pressure side passage 22, so that the refrigerant is in an operating condition where the amount of refrigerant is excessive. It plays a role in regulating the amount.

一方、この種の冷凍サイクル装置においては、圧縮機1が吐出する冷媒の圧力が予め設定された閾値を超えたときに圧力スイッチ51を動作させることにより、冷凍サイクル装置の運転を停止して、吐出圧力の異常上昇を防止している。   On the other hand, in this type of refrigeration cycle apparatus, by operating the pressure switch 51 when the pressure of the refrigerant discharged from the compressor 1 exceeds a preset threshold, the operation of the refrigeration cycle apparatus is stopped, An abnormal rise in discharge pressure is prevented.

これは、圧縮機1から吐出される冷媒の吐出圧力が臨界圧力以下である冷凍サイクル装置(例えば、R410Aを冷媒として使用する空気調和機に搭載の冷凍サイクル装置)においては、凝縮器での冷媒の凝縮温度から吐出圧力を推定し、吐出圧力の異常上昇を認知することができるものの、吐出圧力が臨界圧力を超える冷凍サイクル装置(例えば、二酸化炭素を冷媒として使用するヒートポンプ給湯機に搭載の冷凍サイクル装置)においては、放熱器2での冷媒温度から吐出圧力を推定することが難しいためである。   This is because, in a refrigeration cycle apparatus (for example, a refrigeration cycle apparatus mounted on an air conditioner using R410A as a refrigerant) in which the discharge pressure of the refrigerant discharged from the compressor 1 is equal to or lower than the critical pressure, the refrigerant in the condenser Although the discharge pressure can be estimated from the condensation temperature of the refrigeration and an abnormal increase in the discharge pressure can be recognized, the refrigeration cycle apparatus in which the discharge pressure exceeds the critical pressure (for example, a refrigeration installed in a heat pump water heater that uses carbon dioxide as a refrigerant) This is because it is difficult to estimate the discharge pressure from the refrigerant temperature in the radiator 2 in the cycle device.

圧力スイッチ51は、圧縮機1が吐出する冷媒の圧力が予め設定された閾値を超えたときに動作し、スイッチ手段52は、圧力スイッチ51の動作に伴ってオンからオフへと切り替えてAC電源回路を遮断する。   The pressure switch 51 operates when the pressure of the refrigerant discharged from the compressor 1 exceeds a preset threshold value, and the switch means 52 is switched from on to off in accordance with the operation of the pressure switch 51 to switch the AC power source. Shut off the circuit.

これらを備えることによって、高圧側において冷媒が超臨界状態となる冷凍サイクル装置においても、吐出圧力の異常上昇を認知することができ、冷凍サイクル装置の運転を停止して、吐出圧力の異常上昇を防止する役割を果たす。   By providing these, even in the refrigeration cycle apparatus in which the refrigerant is in a supercritical state on the high-pressure side, it is possible to recognize an abnormal increase in discharge pressure, stop the operation of the refrigeration cycle apparatus, and increase the discharge pressure abnormally. Play a role to prevent.

あるいは、圧力スイッチに替えて、吐出圧力を推定する吐出圧力推定手段を備えたものもある(例えば、特許文献2参照)。   Alternatively, instead of the pressure switch, there may be provided a discharge pressure estimation means for estimating the discharge pressure (see, for example, Patent Document 2).

図9に示す冷凍サイクル装置は、圧力スイッチや圧力センサーのような圧力検出手段を備えず、吐出圧力を冷凍サイクル装置の運転状態から推定する吐出圧力推定手段11を備えている。   The refrigeration cycle apparatus shown in FIG. 9 does not include pressure detection means such as a pressure switch or a pressure sensor, but includes discharge pressure estimation means 11 that estimates the discharge pressure from the operating state of the refrigeration cycle apparatus.

そして、圧縮機1の電動機へ流れる電流を検出する圧縮機電流値検出手段7と、電動機の回転速度を検出する圧縮機回転速度検出手段53と、放熱器2から膨張弁3へ送られる冷媒の温度を検出する放熱器出口温度検出手段54と、蒸発器4での冷媒温度を検出する蒸発器温度検出手段8とを備え、吐出圧力推定手段11が、少なくとも圧縮機電流値検出手段7、圧縮機回転速度検出手段53、放熱器出口温度検出手段54及び蒸発器温度検出手段8が検出した値に基づいて、吐出圧力推定手段11が予め記録している電動機の消費電力、蒸発器温度および吐出圧力などとの相関関係を用いて吐出圧力を推定する。   The compressor current value detection means 7 detects the current flowing to the motor of the compressor 1, the compressor rotation speed detection means 53 detects the rotation speed of the motor, and the refrigerant sent from the radiator 2 to the expansion valve 3. A radiator outlet temperature detecting means 54 for detecting the temperature and an evaporator temperature detecting means 8 for detecting the refrigerant temperature in the evaporator 4 are provided. The discharge pressure estimating means 11 includes at least the compressor current value detecting means 7 and the compression. Based on the values detected by the machine rotation speed detection means 53, the radiator outlet temperature detection means 54, and the evaporator temperature detection means 8, the power consumption of the motor, the evaporator temperature, and the discharge previously recorded by the discharge pressure estimation means 11 The discharge pressure is estimated using the correlation with the pressure and the like.

この吐出圧力推定手段11を備えることにより、圧力スイッチや圧力センサーを備えずとも、吐出圧力の認知を可能としている。   By providing the discharge pressure estimating means 11, the discharge pressure can be recognized without a pressure switch or a pressure sensor.

特開2006−90658号公報JP 2006-90658 A 特開2004−3692号公報JP 20043692 A

しかしながら、特許文献1に記載の冷凍サイクル装置は、圧力スイッチ51のスイッチ手段52において回路損失を生じてしまい、冷凍サイクル装置のエネルギー消費効率を低下させてしまうという課題を有していた。   However, the refrigeration cycle apparatus described in Patent Document 1 has a problem that a circuit loss occurs in the switch means 52 of the pressure switch 51 and the energy consumption efficiency of the refrigeration cycle apparatus is reduced.

一方、特許文献2に記載の冷凍サイクル装置においては、圧力スイッチや圧力センサーなどの圧力検出手段を備えずに、冷凍サイクル装置の運転状態から吐出圧力を推定する吐出圧力推定手段11を備えており、圧力検出手段を備えることによる回路損失は生じないものの、冷凍サイクル装置が蒸発器と圧縮機との間に内部熱交換器を備える場合に、起動直後などの過渡状態における内部熱交換器の熱交換量の急激な変化に起因して、吸入温度、密度が変化し、吐出圧力推定手段11が予め記録している電動機の消費電力、蒸発器温度および吐出圧力などとの相関関係を用いて推定した吐出圧力の精度が損なわれてしまうという課題を有していた。   On the other hand, the refrigeration cycle apparatus described in Patent Document 2 includes discharge pressure estimation means 11 that estimates the discharge pressure from the operating state of the refrigeration cycle apparatus without including pressure detection means such as a pressure switch and a pressure sensor. Although the circuit loss due to the pressure detection means does not occur, when the refrigeration cycle apparatus includes an internal heat exchanger between the evaporator and the compressor, the heat of the internal heat exchanger in a transient state such as immediately after startup The suction temperature and density change due to a sudden change in the exchange amount, and the discharge pressure estimation means 11 estimates using the correlation with the electric power consumption, evaporator temperature, discharge pressure, etc. recorded in advance. The accuracy of the discharged pressure was impaired.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、蒸発器と圧縮機との間に熱交換器を有する冷凍サイクル装置において、圧力センサーや圧力スイッチなどの直接圧力を検出する圧力検出手段を設けなくても、起動直後などの過渡状態において、吸入温度の変動を正しく認知し、高い精度で吐出圧力を推定することができる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and in a refrigeration cycle apparatus having a heat exchanger between an evaporator and a compressor, pressure detection means for directly detecting pressure such as a pressure sensor and a pressure switch is provided. Even if it is not, it aims at providing the refrigerating-cycle apparatus which can recognize the fluctuation | variation of intake temperature correctly and can estimate discharge pressure with high precision in transient states, such as immediately after starting.

上記目的を達成するために、本発明の冷凍サイクル装置は、圧縮機、放熱器、減圧機構、蒸発器が環状に接続されて冷媒が循環する冷媒回路と、前記蒸発器と前記圧縮機との間に備えられた熱交換器と、前記圧縮機に供給される電流を検出する圧縮機電流値検出手段と、前記蒸発器を循環する冷媒の温度を検出する蒸発器温度検出手段と、前記圧縮機に吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度検出手段と、前記圧縮機から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度検出手段と、前記圧縮機電流値検出手段が検出した電流値と前記蒸発器温度検出手段が検出した蒸発器温度と前記吸入温度検出手段が検出した吸入温度と前記吐出温度検出手段が検出した吐出温度とに基づいて、前記圧縮機の吐出圧力を推定する吐出圧力推定手段とを有することを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a refrigeration cycle apparatus according to the present invention includes a compressor, a radiator, a decompression mechanism, a refrigerant circuit in which an evaporator is connected in an annular shape and a refrigerant circulates, and the evaporator and the compressor. A heat exchanger provided in between, a compressor current value detecting means for detecting a current supplied to the compressor, an evaporator temperature detecting means for detecting a temperature of a refrigerant circulating in the evaporator, and the compression Suction temperature detection means for detecting the temperature of refrigerant sucked into the machine, discharge temperature detection means for detecting the temperature of refrigerant discharged from the compressor, current value detected by the compressor current value detection means, and Discharge pressure estimation for estimating the discharge pressure of the compressor based on the evaporator temperature detected by the evaporator temperature detection means, the suction temperature detected by the suction temperature detection means, and the discharge temperature detected by the discharge temperature detection means Having means The one in which the features.

これによって、冷凍サイクル装置の運転が起動直後などの過渡状態において、熱交換器における熱交換量が急激に変化し、それに伴って吸入過熱度、密度が変動しても、吸入温度検出手段により吸入温度の変動を正しく認知し、吐出圧力を高い精度で推定することが可能となる。   As a result, even if the heat exchange amount in the heat exchanger changes suddenly in a transient state such as immediately after the operation of the refrigeration cycle apparatus, even if the suction superheat degree and density fluctuate accordingly, the suction temperature detection means It becomes possible to correctly recognize temperature fluctuations and estimate the discharge pressure with high accuracy.

なお、圧縮機に吸入される冷媒の過熱度とは、圧縮機1に吸入される冷媒温度と圧縮機に吸入される冷媒の飽和温度との差である。   The superheat degree of the refrigerant sucked into the compressor is a difference between the refrigerant temperature sucked into the compressor 1 and the saturation temperature of the refrigerant sucked into the compressor.

本発明によれば、蒸発器と圧縮機との間に熱交換器を有する冷凍サイクル装置において、圧力センサーや圧力スイッチなどの直接圧力を検出する圧力検出手段を設けなくても、起動直後などの過渡状態において、吸入温度の変動を正しく認知し、高い精度で吐出圧力を推定することができる冷凍サイクル装置を提供できる。   According to the present invention, in a refrigeration cycle apparatus having a heat exchanger between an evaporator and a compressor, without providing pressure detection means for detecting direct pressure such as a pressure sensor or a pressure switch, In the transient state, it is possible to provide a refrigeration cycle apparatus capable of correctly recognizing a change in suction temperature and estimating the discharge pressure with high accuracy.

本発明の実施の形態1における冷凍サイクル装置の概略構成図Schematic configuration diagram of a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 同冷凍サイクル装置の起動直後の蒸発器温度Teおよび吸入温度Tsの経時変化図Time-dependent change diagram of the evaporator temperature Te and the suction temperature Ts immediately after the start of the refrigeration cycle apparatus 同圧縮機の電流値、蒸発器温度および過熱度に対する推定吐出圧力の相関図Correlation diagram of estimated discharge pressure against current value, evaporator temperature and superheat degree of the compressor 同冷凍サイクル装置の起動後の吐出圧力Pdの経時変化図Time-dependent change figure of discharge pressure Pd after starting of the refrigeration cycle apparatus 本発明の実施の形態3における冷凍サイクル装置起動後の吐出圧力Pdの修正値を示す図The figure which shows the correction value of the discharge pressure Pd after starting the refrigerating-cycle apparatus in Embodiment 3 of this invention. 同冷凍サイクル装置起動後の吐出圧力PdとCOPの経時変化図Changes over time in discharge pressure Pd and COP after starting the refrigeration cycle apparatus 従来の冷凍サイクル装置の概略構成図Schematic configuration diagram of a conventional refrigeration cycle apparatus 従来の冷凍サイクル装置に搭載の内部熱交換器の断面図Sectional view of the internal heat exchanger installed in a conventional refrigeration cycle system 他の従来の冷凍サイクル装置の概略構成図Schematic configuration diagram of another conventional refrigeration cycle apparatus

第1の発明は、圧縮機、放熱器、減圧機構、蒸発器が環状に接続されて冷媒が循環する冷媒回路と、前記蒸発器と前記圧縮機との間に備えられた熱交換器と、前記圧縮機に供給される電流を検出する圧縮機電流値検出手段と、前記蒸発器を循環する冷媒の温度を検出する蒸発器温度検出手段と、前記圧縮機に吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度検出手段と、前記圧縮機から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度検出手段と、前記圧縮機電流値検出手段が検出した電流値と前記蒸発器温度検出手段が検出した蒸発器温度と前記吸入温度検出手段が検出した吸入温度と前記吐出温度検出手段が検出した吐出温度とに基づいて、前記圧縮機の吐出圧力を推定する吐出圧力推定手段とを有することを特徴とする冷凍サイクル装置である。
A first invention includes a compressor, a radiator, a decompression mechanism, a refrigerant circuit in which an evaporator is connected in an annular shape and a refrigerant circulates, a heat exchanger provided between the evaporator and the compressor, Compressor current value detecting means for detecting the current supplied to the compressor, evaporator temperature detecting means for detecting the temperature of the refrigerant circulating in the evaporator, and detecting the temperature of the refrigerant sucked into the compressor Suction temperature detecting means, discharge temperature detecting means for detecting the temperature of refrigerant discharged from the compressor, current value detected by the compressor current value detecting means, and evaporator detected by the evaporator temperature detecting means And a discharge pressure estimating means for estimating a discharge pressure of the compressor based on the temperature, the suction temperature detected by the suction temperature detecting means, and the discharge temperature detected by the discharge temperature detecting means. Cycle equipment.

これにより、冷凍サイクル装置の起動直後などの過渡状態において、熱交換器における熱交換量の急激な変化に伴って吸入過熱度、密度が大きく変化しても、圧縮機電流値と蒸発器温度と吸入温度検出手段により検出する吸入温度とを用いて、過渡状態においても吐出圧力を高い精度で推定することが可能となる。   As a result, in a transient state such as immediately after the start of the refrigeration cycle apparatus, even if the suction superheat degree and the density greatly change due to a sudden change in the heat exchange amount in the heat exchanger, the compressor current value and the evaporator temperature Using the suction temperature detected by the suction temperature detection means, the discharge pressure can be estimated with high accuracy even in a transient state.

また、圧縮機から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度検出手段を備え、前記吐出圧力推定手段は、前記吐出温度検出手段が検出した吐出温度を加えて、吐出圧力を推定するものである。 In addition, a discharge temperature detecting means for detecting the temperature of the refrigerant discharged from the compressor is provided, and the discharge pressure estimating means estimates the discharge pressure by adding the discharge temperature detected by the discharge temperature detecting means. .

これにより、冷凍サイクル装置の起動直後などの過渡状態において、圧縮機から吐出される冷媒温度が定常状態に達していなくても、吐出温度検出手段が検出する吐出温度によ
り、圧縮機本体や圧縮機に接続される周辺配管の温度上昇に消費されるエネルギー消費量を推定することができ、圧縮機に供給される動力のうち冷媒に供給されるエネルギーを推定して、過渡状態においても、より高い精度で吐出圧力を推定することができる。
As a result, even if the refrigerant temperature discharged from the compressor does not reach a steady state in a transient state such as immediately after the start of the refrigeration cycle apparatus, the compressor main body and the compressor can be used depending on the discharge temperature detected by the discharge temperature detecting means. It is possible to estimate the amount of energy consumed to increase the temperature of the peripheral piping connected to the compressor, and to estimate the energy supplied to the refrigerant out of the power supplied to the compressor. The discharge pressure can be estimated with accuracy.

第3の発明は、特に、第1または第2の発明において、吐出圧力推定手段により推定した吐出圧力が予め設定された閾値を超えると、前記圧縮機の回転速度を低下させることにより、冷凍サイクル装置の吐出圧力の異常上昇を防止することができる。   In particular, the third invention is the refrigeration cycle in the first or second invention, by reducing the rotational speed of the compressor when the discharge pressure estimated by the discharge pressure estimating means exceeds a preset threshold value. An abnormal increase in the discharge pressure of the apparatus can be prevented.

第4の発明は、特に、第1または第2の発明において、吐出圧力推定手段により推定した吐出圧力が予め設定された閾値を超えると、前記減圧機構の減圧量を小さくすることにより、冷凍サイクル装置の吐出圧力の異常上昇を防止することができる。   In a fourth aspect of the invention, in particular, in the first or second aspect of the invention, when the discharge pressure estimated by the discharge pressure estimating means exceeds a preset threshold value, the pressure reduction amount of the pressure reduction mechanism is reduced, thereby reducing the refrigeration cycle. An abnormal increase in the discharge pressure of the apparatus can be prevented.

第5の発明は、特に、第1または第2の発明において、吐出圧力推定手段により推定した吐出圧力が予め設定された吐出圧力の目標値に一致するように、前記減圧機構を流れる冷媒の循環量を調整することにより、冷凍サイクル装置を高いエネルギー効率で運転することができる。   According to a fifth aspect of the invention, in particular, in the first or second aspect of the invention, the circulation of the refrigerant flowing through the pressure reducing mechanism so that the discharge pressure estimated by the discharge pressure estimating means matches a preset target value of the discharge pressure. By adjusting the amount, the refrigeration cycle apparatus can be operated with high energy efficiency.

第6の発明は、特に、第1〜5のいずれかの発明において、冷前記圧縮機の駆動時には、前記冷媒回路の高圧側の冷媒は超臨界状態となる冷凍サイクル装置においても、吐出圧力を高い精度で推定することができる。   In a sixth aspect of the invention, in particular, in any one of the first to fifth aspects of the invention, when the cold compressor is driven, the discharge pressure is reduced even in a refrigeration cycle apparatus in which the refrigerant on the high pressure side of the refrigerant circuit is in a supercritical state. It can be estimated with high accuracy.

第7の発明は、特に、第6の発明に記載の冷媒として、二酸化炭素を用いることにより、冷媒が漏洩しても燃焼の危険がなく、安心して冷凍サイクル装置を運転することができる。   In the seventh invention, in particular, by using carbon dioxide as the refrigerant described in the sixth invention, there is no danger of combustion even if the refrigerant leaks, and the refrigeration cycle apparatus can be operated with peace of mind.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態における冷凍サイクル装置の構成図である。図1は、例えば、ヒートポンプ給湯機に搭載される冷凍サイクル装置であり、圧縮機1、放熱器2、本発明の減圧機構としての膨張弁3、蒸発器4、本発明の熱交換器としての内部熱交換器5を備え、それらを環状に接続し、冷媒回路6を構成している。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram of a refrigeration cycle apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a refrigeration cycle apparatus mounted on, for example, a heat pump water heater, as a compressor 1, a radiator 2, an expansion valve 3 as a decompression mechanism of the present invention, an evaporator 4, and a heat exchanger of the present invention. An internal heat exchanger 5 is provided and connected in an annular shape to constitute a refrigerant circuit 6.

放熱器2は、冷媒と熱交換する水を貯湯タンク(図示せず)の下方より循環ポンプ(図示せず)を介して供給させる入水配管14と、その水を貯湯タンクの上方に戻す出湯配管15を備えている。   The radiator 2 includes a water inlet pipe 14 that supplies water to be exchanged with the refrigerant from below a hot water storage tank (not shown) via a circulation pump (not shown), and a hot water outlet pipe that returns the water to the upper side of the hot water storage tank. 15 is provided.

そして、冷媒回路6は、冷媒として二酸化炭素が循環し、放熱器2から膨張弁3へと供給される冷媒は内部熱交換器5の高圧側流路21を流通し、蒸発器4から圧縮機1へと供給される冷媒は内部熱交換器5の低圧側流路22を流通する。   In the refrigerant circuit 6, carbon dioxide circulates as a refrigerant, and the refrigerant supplied from the radiator 2 to the expansion valve 3 flows through the high-pressure side passage 21 of the internal heat exchanger 5, and from the evaporator 4 to the compressor. The refrigerant supplied to 1 circulates in the low pressure side flow path 22 of the internal heat exchanger 5.

蒸発器4を循環する冷媒の温度を検出する蒸発器温度検出手段8は蒸発器4の冷媒入口の配管表面上に、吸入温度検出手段9は圧縮機1へと冷媒を導入する配管表面上に、吐出温度検出手段10は圧縮機1から放熱器2へと冷媒を導入する配管の表面上に設けられる。   The evaporator temperature detecting means 8 for detecting the temperature of the refrigerant circulating in the evaporator 4 is on the pipe surface at the refrigerant inlet of the evaporator 4, and the suction temperature detecting means 9 is on the pipe surface for introducing the refrigerant into the compressor 1. The discharge temperature detecting means 10 is provided on the surface of the pipe for introducing the refrigerant from the compressor 1 to the radiator 2.

また、圧縮機1の回転速度や膨張弁3の開度を制御する制御基板23の回路上には、圧縮機1に供給される電流を検出する圧縮機電流値検出手段7と、少なくとも圧縮機電流値検出手段7が検出した電流値と蒸発器温度検出手段8が検出した蒸発器温度と吸入温度検
出手段9が検出した吸入温度とを用いて圧縮機1より吐出される冷媒の圧力を推定する吐出圧力推定手段11と、圧縮機1の回転速度を調整する圧縮機制御手段12と、膨張弁3の開度を調整する膨張弁制御手段13とを備えている。
Further, on the circuit of the control board 23 for controlling the rotational speed of the compressor 1 and the opening degree of the expansion valve 3, the compressor current value detecting means 7 for detecting the current supplied to the compressor 1, and at least the compressor The pressure of the refrigerant discharged from the compressor 1 is estimated using the current value detected by the current value detection means 7, the evaporator temperature detected by the evaporator temperature detection means 8, and the suction temperature detected by the suction temperature detection means 9. Discharge pressure estimating means 11 for performing the operation, compressor control means 12 for adjusting the rotational speed of the compressor 1, and expansion valve control means 13 for adjusting the opening degree of the expansion valve 3.

以上のように構成された冷凍サイクル装置について、以下にその動作および作用を説明する。   About the refrigerating-cycle apparatus comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.

圧縮機1を運転すると、高圧まで圧縮されて吐出された冷媒は、放熱器2に送られ、循環ポンプの動力にて入水配管14を通ってきた低温水と熱交換して放熱する。これにより、加熱された低温水は、高温水となり、出湯配管15を通り、貯湯タンクに送られ、高温の温水として貯湯される。   When the compressor 1 is operated, the refrigerant compressed and discharged to a high pressure is sent to the radiator 2 and radiates heat by exchanging heat with the low-temperature water that has passed through the water inlet pipe 14 by the power of the circulation pump. Thereby, the heated low temperature water turns into high temperature water, passes through the hot water supply piping 15, is sent to the hot water storage tank, and is stored as hot hot water.

放熱器2から流出する冷媒は、内部熱交換器5の高圧側流路21を経て膨張弁3に供給されて減圧膨張され、蒸発器4に送られ、送風ファンにて送られた空気と熱交換して、蒸発してガス化する。このガス化した冷媒は、内部熱交換器5の低圧側流路22を経て、再度、圧縮機1に吸入され、再度圧縮される過程を繰り返し、貯湯タンク内の低温水は徐々に加熱される。   The refrigerant flowing out of the radiator 2 is supplied to the expansion valve 3 through the high-pressure channel 21 of the internal heat exchanger 5 and decompressed and expanded, sent to the evaporator 4, and air and heat sent by the blower fan. Exchange and evaporate to gasify. The gasified refrigerant passes through the low-pressure side passage 22 of the internal heat exchanger 5 and is again sucked into the compressor 1 and is compressed again, so that the low-temperature water in the hot water storage tank is gradually heated. .

加熱され貯湯タンクに貯湯された温水は、蛇口やシャワーなどの給湯端末(図示せず)から給湯されることで、この冷凍サイクル装置は、例えば、給湯機として利用できる。   The hot water heated and stored in the hot water storage tank is supplied with hot water from a hot water supply terminal (not shown) such as a faucet or a shower, so that the refrigeration cycle apparatus can be used as a hot water heater, for example.

まず、吐出圧力が予め設定された閾値P0以下の場合の圧縮機制御手段12、膨張弁制御手段13の制御動作について説明する。   First, the control operation of the compressor control means 12 and the expansion valve control means 13 when the discharge pressure is equal to or less than a preset threshold value P0 will be described.

冷凍サイクル装置が運転を行っている場合、圧縮機1の回転速度fcは、放熱器2における加熱能力が目標値となるように、予め設定された回転速度になるように圧縮機制御手段12により調整される。   When the refrigeration cycle apparatus is operating, the compressor control means 12 adjusts the rotational speed fc of the compressor 1 so that the heating capacity in the radiator 2 becomes a preset rotational speed so as to be a target value. Adjusted.

これによって、冷凍サイクル装置は、運転条件に応じて必要な加熱能力を満足する回転速度を選択して運転を行うことができる。   Accordingly, the refrigeration cycle apparatus can be operated by selecting a rotation speed that satisfies the required heating capacity according to the operating conditions.

膨張弁3の開度は、吐出温度検出手段10が検出する吐出温度Tdが予め設定された目標値に一致するように、膨張弁制御手段13により調整される。   The opening degree of the expansion valve 3 is adjusted by the expansion valve control means 13 so that the discharge temperature Td detected by the discharge temperature detection means 10 coincides with a preset target value.

これよって、冷凍サイクル装置は、エネルギー消費効率が最大になる吐出温度を目標吐出温度として膨張弁3の開度を制御し、高いエネルギー消費効率で運転することができる。   Accordingly, the refrigeration cycle apparatus can be operated with high energy consumption efficiency by controlling the opening degree of the expansion valve 3 using the discharge temperature at which the energy consumption efficiency is maximized as the target discharge temperature.

なお、膨張弁制御手段13は、圧縮機1に吸入される冷媒の過熱度が略一定となるように、吐出温度Tdの目標値が予め設定されるため、冷凍サイクル装置が略定常状態にある場合は、膨張弁3が調整されることにより、圧縮機1に吸入される冷媒の過熱度は略一定となる。   The expansion valve control means 13 sets the target value of the discharge temperature Td in advance so that the degree of superheat of the refrigerant sucked into the compressor 1 is substantially constant, so that the refrigeration cycle apparatus is in a substantially steady state. In this case, the degree of superheat of the refrigerant sucked into the compressor 1 becomes substantially constant by adjusting the expansion valve 3.

次に、吐出圧力が予め設定された閾値P0を越えた場合の圧縮機制御手段12の制御動作について説明する。   Next, the control operation of the compressor control means 12 when the discharge pressure exceeds a preset threshold value P0 will be described.

圧縮機制御手段12は、吐出圧力が予め設定された閾値P0を超えると、冷凍サイクル装置に圧力の異常上昇が発生したと判断して圧縮機1の回転速度を低下させる(例えば、閾値P0を超えた後P0以下になるまで、10秒ごとに2Hz低下)。   When the discharge pressure exceeds a preset threshold value P0, the compressor control means 12 determines that an abnormal increase in pressure has occurred in the refrigeration cycle apparatus and reduces the rotational speed of the compressor 1 (for example, setting the threshold value P0). After that, it decreases by 2 Hz every 10 seconds until it becomes P0 or less).

さらに、吐出圧力推定手段11が行う吐出圧力推定方法について説明する。   Further, a discharge pressure estimation method performed by the discharge pressure estimation unit 11 will be described.

圧縮機電流値検出手段7は、制御基板23を介して圧縮機1に供給される電流の値を検出し、検出した電流値Icを信号として吐出圧力推定手段11に送る。   The compressor current value detection means 7 detects the value of the current supplied to the compressor 1 via the control board 23 and sends the detected current value Ic as a signal to the discharge pressure estimation means 11.

蒸発器温度検出手段8は、蒸発器4の冷媒側入口における配管表面の温度を検出し、検出した蒸発器温度Teを信号として吐出圧力推定手段11に送る。   The evaporator temperature detecting means 8 detects the temperature of the pipe surface at the refrigerant side inlet of the evaporator 4 and sends the detected evaporator temperature Te as a signal to the discharge pressure estimating means 11.

吸入温度検出手段9は、圧縮機1へと吸入される冷媒の温度を検出し、検出した吸入温度Tsを信号として吐出圧力推定手段11に送る。   The suction temperature detection means 9 detects the temperature of the refrigerant sucked into the compressor 1 and sends the detected suction temperature Ts as a signal to the discharge pressure estimation means 11.

蒸発器温度検出手段8は、蒸発器4の冷媒側入口の温度を検出しているため、冷凍サイクル装置の運転が略定常状態である場合は、過熱度に相当する検出した蒸発器温度Teと吸入温度Tsとの温度差は略一定になるが、冷凍サイクル装置が起動直後(例えば、圧縮機1の起動直後)など過渡状態である場合は、内部熱交換器5における熱交換量の急激な変化に伴って過熱度が大きく変化してしまい、吐出圧力推定手段11は吐出圧力を精度高く推定することができない。   Since the evaporator temperature detecting means 8 detects the temperature of the refrigerant side inlet of the evaporator 4, when the operation of the refrigeration cycle apparatus is in a substantially steady state, the detected evaporator temperature Te corresponding to the degree of superheat and Although the temperature difference from the suction temperature Ts is substantially constant, when the refrigeration cycle apparatus is in a transient state such as immediately after startup (for example, immediately after startup of the compressor 1), the amount of heat exchange in the internal heat exchanger 5 is abrupt. The degree of superheat changes greatly with the change, and the discharge pressure estimation means 11 cannot estimate the discharge pressure with high accuracy.

ところが、吸入温度検出手段9により吸入温度Tsを検出することにより、冷凍サイクル装置が過渡状態であっても、図2に示すように、精度を損なうことなく吸入温度Tsを検出することができる。   However, by detecting the suction temperature Ts by the suction temperature detection means 9, even if the refrigeration cycle apparatus is in a transient state, the suction temperature Ts can be detected without impairing accuracy as shown in FIG.

このように、検出した吸入温度Tsを用いて、図3に示す推定吐出圧力の相関図から吐出圧力Pdを推定する。   In this way, the discharge pressure Pd is estimated from the correlation diagram of the estimated discharge pressure shown in FIG. 3 using the detected suction temperature Ts.

このようにすることにより、冷凍サイクル装置の起動直後に内部熱交換器5における熱交換量の変化に伴って過熱度が大きく変化しても、吸入温度検出手段9により吸入温度Tsを検出することにより、図4に示すように、吸入温度Tsを検出して用いない場合よりも高い精度で吐出圧力Pdを推定することができる。   In this way, even if the superheat degree changes greatly with the change of the heat exchange amount in the internal heat exchanger 5 immediately after the start of the refrigeration cycle apparatus, the suction temperature detection means 9 detects the suction temperature Ts. Accordingly, as shown in FIG. 4, the discharge pressure Pd can be estimated with higher accuracy than when the suction temperature Ts is detected and not used.

圧縮機制御手段12は、吐出圧力推定手段11が前述のようにして推定した吐出圧力Pdが予め設定された閾値P0を超えると、冷凍サイクル装置に圧力の異常上昇が発生したと判断して回転速度を低下させて吐出圧力の低下を図る。   When the discharge pressure Pd estimated by the discharge pressure estimation means 11 as described above exceeds a preset threshold value P0, the compressor control means 12 determines that an abnormal increase in pressure has occurred in the refrigeration cycle apparatus and rotates. Reduce the discharge pressure by reducing the speed.

吸入温度Tsを検出して用いない場合は、図4に示すように、吐出圧力Pdを高めに推定して真の吐出圧力が閾値P0に到達していないにも関わらず異常と判断し、圧縮機1の回転速度を低下させてしまっていたが、このようにすることにより、冷凍サイクル装置の起動直後に内部熱交換器5における熱交換量の変化に伴って過熱度が変化しても、正しく冷凍サイクル装置の圧力の異常上昇発生を判断して圧縮機1の回転速度を低下させることができる。   When the suction temperature Ts is not detected and used, as shown in FIG. 4, the discharge pressure Pd is estimated to be high, and it is determined that the true discharge pressure has not reached the threshold value P0. Although the rotational speed of the machine 1 has been reduced, by doing so, even if the degree of superheat changes with the change in the heat exchange amount in the internal heat exchanger 5 immediately after the start of the refrigeration cycle apparatus, The rotational speed of the compressor 1 can be reduced by correctly determining the occurrence of an abnormal increase in the pressure of the refrigeration cycle apparatus.

以上のように、本実施の形態においては吐出圧力推定手段11が、圧縮機電流値検出手段7が検出する電流値Icと蒸発器温度検出手段8が検出する蒸発器温度Teと吸入温度検出手段9が検出する吸入温度Tsとを用いて吐出圧力Pdを推定することにより、冷凍サイクル装置の起動直後などの過渡状態において、内部熱交換器における熱交換量の急激な変化に伴って過熱度が大きく変化しても、精度を損なうことなく吸入温度を検知することができるように作用する。   As described above, in the present embodiment, the discharge pressure estimating means 11 uses the current value Ic detected by the compressor current value detecting means 7, the evaporator temperature Te detected by the evaporator temperature detecting means 8, and the suction temperature detecting means. By estimating the discharge pressure Pd using the suction temperature Ts detected by 9, in a transient state such as immediately after the start of the refrigeration cycle apparatus, the degree of superheat increases with a rapid change in the amount of heat exchange in the internal heat exchanger. Even if it changes greatly, it acts so that the intake temperature can be detected without impairing accuracy.

これによって、冷凍サイクル装置が起動直後などの過渡状態にあっても、吐出圧力の異常上昇の発生を正しく認知し、圧縮機の回転速度を低下させて吐出圧力の低下を図ること
により、設計圧力を超える異常圧力での運転を防止することができる。
As a result, even when the refrigeration cycle device is in a transient state such as immediately after startup, it is possible to correctly recognize the occurrence of an abnormal increase in discharge pressure, and to reduce the discharge pressure by reducing the rotation speed of the compressor, thereby reducing the design pressure. It is possible to prevent operation at an abnormal pressure exceeding.

なお、圧縮機制御手段12は、吐出圧力推定手段11により推定した吐出圧力が、予め設定された閾値P0を超えると、圧縮機1の回転速度を低下させる替わりに、圧縮機1の運転を停止させるものであってもよい。   The compressor control means 12 stops the operation of the compressor 1 instead of reducing the rotational speed of the compressor 1 when the discharge pressure estimated by the discharge pressure estimation means 11 exceeds a preset threshold value P0. It may be allowed.

(実施の形態2)
本発明の第2の実施の形態における冷凍サイクル装置の構成および基本動作は、実施の形態1と同様であるので、説明を省略する。
(Embodiment 2)
Since the configuration and basic operation of the refrigeration cycle apparatus in the second embodiment of the present invention are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted.

また、吐出圧力が予め設定された閾値P0以下の場合の圧縮機回転速度の決定方法、圧縮機電流値検出手段7、蒸発器温度検出手段8、吸入温度検出手段9および吐出温度検出手段10の動作は実施の形態1と同様であるので説明は省略する。   Further, a method for determining the compressor rotation speed when the discharge pressure is less than or equal to a preset threshold value P0, the compressor current value detection means 7, the evaporator temperature detection means 8, the suction temperature detection means 9, and the discharge temperature detection means 10 Since the operation is the same as that of the first embodiment, the description is omitted.

以下では、実施の形態1と本実施の形態とで異なる膨張弁制御手段13の膨張弁3の制御方法について説明する。   Below, the control method of the expansion valve 3 of the expansion valve control means 13 which differs in Embodiment 1 and this Embodiment is demonstrated.

本実施の形態の膨張弁制御手段13は、吐出圧力推定手段11により推定した吐出圧力が、予め設定された閾値P0を超えると、実施の形態1のように圧縮機1の回転速度を低下させる替わりに、膨張弁3の開度を大きくする。   When the discharge pressure estimated by the discharge pressure estimation unit 11 exceeds a preset threshold value P0, the expansion valve control unit 13 of the present embodiment reduces the rotational speed of the compressor 1 as in the first embodiment. Instead, the opening degree of the expansion valve 3 is increased.

これにより、膨張弁3を流れる冷媒の循環量が増加し、吐出圧力Pdが低下する。このようにすることにより、冷凍サイクル装置の起動直後などの過渡状態において、吐出圧力推定手段11が推定する吐出圧力Pdの精度が多少悪くても、膨張弁3の開度を大きくして、吐出圧力Pdを一旦低下させることにより、圧縮機1の運転を安全に継続することができる。そして、圧縮機1の運転を継続することで、冷凍サイクル装置の圧力の異常上昇発生を正しく判断し、設計圧力を超える吐出圧力の異常上昇を抑制することができる。   Thereby, the circulation amount of the refrigerant | coolant which flows through the expansion valve 3 increases, and the discharge pressure Pd falls. By doing so, in a transient state such as immediately after the start of the refrigeration cycle apparatus, even if the accuracy of the discharge pressure Pd estimated by the discharge pressure estimation means 11 is somewhat worse, the opening of the expansion valve 3 is increased and the discharge is performed. The operation of the compressor 1 can be safely continued by once reducing the pressure Pd. Then, by continuing the operation of the compressor 1, it is possible to correctly determine the occurrence of an abnormal increase in the pressure of the refrigeration cycle apparatus, and to suppress the abnormal increase in the discharge pressure exceeding the design pressure.

(実施の形態3)
本発明の第3の実施の形態における冷凍サイクル装置の構成は、実施の形態1と同様であるので、説明を省略する。
(Embodiment 3)
Since the configuration of the refrigeration cycle apparatus in the third embodiment of the present invention is the same as that in the first embodiment, the description thereof is omitted.

また、冷凍サイクル装置が運転を行っている場合の圧縮機回転速度の決定方法、圧縮機電流値検出手段7、蒸発器温度検出手段8、吸入温度検出手段9および吐出温度検出手段10の動作は実施の形態1と同様であるので説明は省略する。   The method of determining the compressor rotational speed when the refrigeration cycle apparatus is operating, the operation of the compressor current value detecting means 7, the evaporator temperature detecting means 8, the suction temperature detecting means 9 and the discharge temperature detecting means 10 are as follows. Since it is the same as that of Embodiment 1, description is abbreviate | omitted.

実施の形態1および2と本実施の形態とで異なる膨張弁制御手段13の膨張弁3の制御方法と吐出圧力推定手段11の推定方法の2点について以下に説明する。   Two points of the control method of the expansion valve 3 of the expansion valve control means 13 and the estimation method of the discharge pressure estimation means 11 which are different between the first and second embodiments and the present embodiment will be described below.

吐出温度検出手段10は、圧縮機1から吐出される冷媒が循環する配管表面の温度を検出し、吐出温度Tdを信号として吐出圧力推定手段11に送る。   The discharge temperature detection means 10 detects the temperature of the pipe surface through which the refrigerant discharged from the compressor 1 circulates, and sends the discharge temperature Td as a signal to the discharge pressure estimation means 11.

吐出温度検出手段10は、配管表面温度を検出しているため、冷凍サイクル装置の運転が略定常状態である場合は、検出した吐出温度Tdと配管内部の冷媒温度と略同一になるが、冷凍サイクル装置が起動直後など過渡状態にある場合は、圧縮機1から吐出される冷媒温度が急激に変化するため、検出した吐出温度Tdは時間遅れを有して配管内部の冷媒温度と一致しない。吐出温度検出手段10が検出する吐出温度Tdは、冷凍サイクル装置の起動後、時間経過とともに、圧縮機1から吐出される冷媒温度へと漸近していく。   Since the discharge temperature detecting means 10 detects the pipe surface temperature, when the operation of the refrigeration cycle apparatus is in a substantially steady state, the detected discharge temperature Td and the refrigerant temperature inside the pipe are substantially the same. When the cycle device is in a transient state such as immediately after startup, the refrigerant temperature discharged from the compressor 1 changes abruptly, so the detected discharge temperature Td has a time delay and does not match the refrigerant temperature inside the pipe. The discharge temperature Td detected by the discharge temperature detection means 10 gradually approaches the refrigerant temperature discharged from the compressor 1 as time elapses after the refrigeration cycle apparatus is started.

吐出圧力推定手段11は、圧縮機電流値検出手段7が検出する電流値Ic、蒸発器温度
検出手段8が検出する蒸発器温度Te、吸入温度検出手段9が検出する吸入温度Tsに加えて、吐出温度検出手段10が検出する吐出温度Tdに基づいて吐出圧力Pdを推定する。
In addition to the current value Ic detected by the compressor current value detecting means 7, the evaporator temperature Te detected by the evaporator temperature detecting means 8, and the suction temperature Ts detected by the suction temperature detecting means 9, the discharge pressure estimating means 11 The discharge pressure Pd is estimated based on the discharge temperature Td detected by the discharge temperature detecting means 10.

冷凍サイクル装置の運転が略定常状態であり、吐出温度検出手段10が検出する吐出温度Tdが、十分に配管内部の冷媒温度に漸近している場合は、図3に示す予め用意した推定吐出圧力の相関図、電流値Icおよび蒸発器温度Teを用いて、吐出圧力Pdを推定する。   When the operation of the refrigeration cycle apparatus is in a substantially steady state and the discharge temperature Td detected by the discharge temperature detecting means 10 is sufficiently close to the refrigerant temperature inside the pipe, the estimated discharge pressure prepared in advance shown in FIG. , The current value Ic and the evaporator temperature Te are used to estimate the discharge pressure Pd.

一方、冷凍サイクル装置が起動直後など過渡状態である場合は、圧縮機1やその周囲に接続される配管の温度が十分に上昇しておらず、圧縮機1に供給される動力のうち一部しか冷媒にエネルギーとして供給されないため、吐出温度検出手段10が検出する吐出温度Tdと冷媒に供給されたエネルギーの相関を予め把握し、この相関に基づいて作成した図5に示すような吐出圧力の修正値を加えて真の吐出圧力Pdを推定する。図5は、吐出温度Tdごとの吐出圧力Pdの補正値を示している。   On the other hand, when the refrigeration cycle apparatus is in a transient state such as immediately after startup, the temperature of the compressor 1 and the piping connected to the periphery thereof is not sufficiently increased, and a part of the power supplied to the compressor 1 Since only the refrigerant is supplied with energy, the correlation between the discharge temperature Td detected by the discharge temperature detecting means 10 and the energy supplied to the refrigerant is grasped in advance, and the discharge pressure as shown in FIG. 5 created based on this correlation is obtained. The true discharge pressure Pd is estimated by adding a correction value. FIG. 5 shows the correction value of the discharge pressure Pd for each discharge temperature Td.

このようにすることにより、冷凍サイクル装置の起動直後など過渡状態において、圧縮機1やその周囲に接続される配管の温度が十分に上昇していなくても、吐出温度検出手段10が検出する吐出温度Tdに基づいて、より正確な吐出圧力Pdを推定することができる。   By doing in this way, even if the temperature of the piping connected to the compressor 1 or its circumference | surroundings is not fully rising in transient states, such as immediately after starting of a refrigerating cycle apparatus, the discharge temperature detection means 10 detects A more accurate discharge pressure Pd can be estimated based on the temperature Td.

図6に、冷凍サイクル装置起動後の吐出圧力PdとCOPの経時変化を示す。図6の実線は、実際の吐出圧力であり、長破線は吐出温度Tdを用いて修正を行わない場合の推定値であり、短破線は吐出温度Tdを用いて修正を行った場合の推定値である。   FIG. 6 shows changes over time in the discharge pressures Pd and COP after the start of the refrigeration cycle apparatus. The solid line in FIG. 6 is the actual discharge pressure, the long broken line is an estimated value when correction is not performed using the discharge temperature Td, and the short broken line is an estimated value when correction is performed using the discharge temperature Td. It is.

図6に示すように、吐出温度Tdを用いて修正を行わない場合には、高めに推定していた吐出圧力Pdを、吐出温度Tdを用いて修正を行うことで、実際の吐出圧力に近い値に、高い精度で推定することができる。   As shown in FIG. 6, when correction is not performed using the discharge temperature Td, the discharge pressure Pd that has been estimated to be higher is corrected using the discharge temperature Td, so that it is close to the actual discharge pressure. The value can be estimated with high accuracy.

膨張弁3の開度は、吐出圧力推定手段11が推定した吐出圧力Pdが予め定められた目標値となるように膨張弁制御手段13によって制御される。このようにすることによって、図6に示すように、冷凍サイクル装置の起動直後など過渡状態において、冷凍サイクル装置のエネルギー消費効率が最大となるように膨張弁3を制御して動作させることができる。   The opening degree of the expansion valve 3 is controlled by the expansion valve control means 13 so that the discharge pressure Pd estimated by the discharge pressure estimation means 11 becomes a predetermined target value. In this way, as shown in FIG. 6, the expansion valve 3 can be controlled and operated so that the energy consumption efficiency of the refrigeration cycle apparatus is maximized in a transient state such as immediately after the start of the refrigeration cycle apparatus. .

以上のように、本実施の形態においては吐出圧力推定手段11が、圧縮機電流値検出手段7が検出する電流値Ic、蒸発器温度検出手段8が検出する蒸発器温度Te、吸入温度検出手段9が検出する吸入温度Tsと吐出温度検出手段10が検出する吐出温度Tdとを用いて吐出圧力Pdを推定することにより、冷凍サイクル装置の起動直後などの過渡状態において、圧縮機1やその周辺に接続される配管の温度が十分に上昇していなくても、吐出温度検出手段10が検出する吐出温度Tdを用いてより正確な吐出圧力Pdを正しく推定できる。   As described above, in the present embodiment, the discharge pressure estimating means 11 has the current value Ic detected by the compressor current value detecting means 7, the evaporator temperature Te detected by the evaporator temperature detecting means 8, and the suction temperature detecting means. 9 is used to estimate the discharge pressure Pd using the suction temperature Ts detected by the discharge temperature detection means 10 and the discharge temperature Td detected by the discharge temperature detection means 10, so that the compressor 1 and its surroundings are in a transient state such as immediately after the start of the refrigeration cycle apparatus Even if the temperature of the pipe connected to is not sufficiently increased, a more accurate discharge pressure Pd can be correctly estimated using the discharge temperature Td detected by the discharge temperature detecting means 10.

これによって、冷凍サイクル装置が起動直後などの過渡状態にあっても、吐出圧力Pdを正しく推定して、推定した吐出圧力Pdを用いて膨張弁3の開度、すなわち、膨張弁3を流れる冷媒の循環量を調整し、冷凍サイクル装置のエネルギー消費効率が最大となるように運転させることができる。   As a result, even when the refrigeration cycle apparatus is in a transient state such as immediately after startup, the discharge pressure Pd is correctly estimated, and the opening degree of the expansion valve 3, that is, the refrigerant flowing through the expansion valve 3 using the estimated discharge pressure Pd. The amount of circulation of the refrigeration cycle apparatus can be adjusted so that the energy consumption efficiency of the refrigeration cycle apparatus is maximized.

なお、圧縮機制御手段12は、吐出圧力推定手段11により推定した吐出圧力が、予め設定された閾値P0を超えると、圧縮機1の回転速度を低下させるものとしてもよい。ま
た、膨張弁制御手段13は、吐出圧力推定手段11により推定した吐出圧力が、予め設定された閾値P0を超えると、膨張弁3の開度を大きくするものとしてもよい。
Note that the compressor control means 12 may reduce the rotational speed of the compressor 1 when the discharge pressure estimated by the discharge pressure estimation means 11 exceeds a preset threshold value P0. The expansion valve control means 13 may increase the opening of the expansion valve 3 when the discharge pressure estimated by the discharge pressure estimation means 11 exceeds a preset threshold value P0.

このようにすることにより、冷凍サイクル装置の起動直後などの過渡状態において、吐出圧力推定手段11が推定する吐出圧力Pdの精度が多少悪くても、吐出圧力Pdを一旦低下させることにより、圧縮機1の運転を安全に継続することができる。   By doing so, in a transient state such as immediately after the start of the refrigeration cycle apparatus, even if the accuracy of the discharge pressure Pd estimated by the discharge pressure estimating means 11 is somewhat poor, the compressor is temporarily reduced by reducing the discharge pressure Pd. The operation of 1 can be safely continued.

そして、圧縮機1の運転を継続することで、冷凍サイクル装置の圧力の異常上昇発生を正しく判断し、設計圧力を超える吐出圧力の異常上昇を抑制することができる。   Then, by continuing the operation of the compressor 1, it is possible to correctly determine the occurrence of an abnormal increase in the pressure of the refrigeration cycle apparatus, and to suppress the abnormal increase in the discharge pressure exceeding the design pressure.

以上のように、本発明にかかる冷凍サイクル装置は、直接圧力を検出する圧力センサーや圧力スイッチなどを設けなくても、圧縮機からの吐出圧力を推定することができ、ヒートポンプ給湯機や温水暖房装置などで使用する冷凍サイクル装置において、エネルギー効率の向上や保護装置の用途にも適用できる。   As described above, the refrigeration cycle apparatus according to the present invention can estimate the discharge pressure from the compressor without providing a pressure sensor, a pressure switch, or the like that directly detects the pressure. In the refrigeration cycle apparatus used in the apparatus or the like, it can be applied to the improvement of energy efficiency and the use of a protection apparatus.

1 圧縮機
2 放熱器
3 膨張弁
4 蒸発器
5 内部熱交換器
6 冷媒回路
7 圧縮機電流値検出手段
8 蒸発器温度検出手段
9 吸入温度検出手段
10 吐出温度検出手段
11 吐出圧力推定手段
12 圧縮機制御手段
13 膨張弁制御手段
14 入水配管
15 出湯配管
21 高圧側流路
22 低圧側流路
23 制御基板
51 圧力スイッチ
52 スイッチ手段
53 圧縮機回転速度検出手段
54 放熱器出口温度検出手段
55 分岐配管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor 2 Radiator 3 Expansion valve 4 Evaporator 5 Internal heat exchanger 6 Refrigerant circuit 7 Compressor current value detection means 8 Evaporator temperature detection means 9 Suction temperature detection means 10 Discharge temperature detection means 11 Discharge pressure estimation means 12 Compression Machine control means 13 Expansion valve control means 14 Inlet piping 15 Outlet piping 21 High pressure side passage 22 Low pressure side passage 23 Control board 51 Pressure switch 52 Switch means 53 Compressor rotational speed detection means 54 Radiator outlet temperature detection means 55 Branch piping

Claims (6)

圧縮機、放熱器、減圧機構、蒸発器が環状に接続されて冷媒が循環する冷媒回路と、
前記蒸発器と前記圧縮機との間に備えられた熱交換器と、
前記圧縮機に供給される電流を検出する圧縮機電流値検出手段と、
前記蒸発器を循環する冷媒の温度を検出する蒸発器温度検出手段と、
前記圧縮機に吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度検出手段と、
前記圧縮機から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度検出手段と、
前記圧縮機電流値検出手段が検出した電流値と前記蒸発器温度検出手段が検出した蒸発器温度と前記吸入温度検出手段が検出した吸入温度と前記吐出温度検出手段が検出した吐出温度とに基づいて、前記圧縮機の吐出圧力を推定する吐出圧力推定手段とを有することを特徴とする冷凍サイクル装置。
A refrigerant circuit in which a compressor, a radiator, a decompression mechanism, an evaporator are connected in an annular shape and a refrigerant circulates;
A heat exchanger provided between the evaporator and the compressor;
Compressor current value detecting means for detecting current supplied to the compressor;
Evaporator temperature detecting means for detecting the temperature of the refrigerant circulating in the evaporator;
Suction temperature detection means for detecting the temperature of refrigerant sucked into the compressor;
Discharge temperature detecting means for detecting the temperature of the refrigerant discharged from the compressor;
Based on the current value detected by the compressor current value detection means, the evaporator temperature detected by the evaporator temperature detection means, the suction temperature detected by the suction temperature detection means, and the discharge temperature detected by the discharge temperature detection means. And a discharge pressure estimating means for estimating the discharge pressure of the compressor.
前記吐出圧力推定手段により推定した吐出圧力が予め設定された閾値を超えると、前記圧縮機の回転速度を低下させることを特徴とする請求項に記載の冷凍サイクル装置。 2. The refrigeration cycle apparatus according to claim 1 , wherein when the discharge pressure estimated by the discharge pressure estimation unit exceeds a preset threshold value, the rotation speed of the compressor is decreased. 前記吐出圧力推定手段により推定した吐出圧力が予め設定された閾値を超えると、前記減圧機構の減圧量を小さくすることを特徴とする請求項に記載の冷凍サイクル装置。 2. The refrigeration cycle apparatus according to claim 1 , wherein when the discharge pressure estimated by the discharge pressure estimation unit exceeds a preset threshold value, the pressure reduction amount of the pressure reduction mechanism is reduced. 前記吐出圧力推定手段により推定した吐出圧力が予め設定された吐出圧力の目標値に一致するように、前記減圧機構を流れる冷媒の循環量を調整することを特徴とする請求項に記載の冷凍サイクル装置。 Frozen according to claim 1, characterized in that the discharge pressure estimated by said discharge pressure estimation means to match a predetermined target value of the discharge pressure to adjust the circulation amount of the refrigerant flowing through the pressure reducing mechanism Cycle equipment. 前記圧縮機の駆動時には、前記冷媒回路の高圧側の冷媒は超臨界状態となることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。 Wherein at the time of driving the compressor, the high pressure side of the refrigerant of the refrigerant circuit is a refrigeration cycle apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a supercritical state. 前記冷媒として、二酸化炭素を用いることを特徴とする請求項に記載の冷凍サイクル装置。
The refrigeration cycle apparatus according to claim 5 , wherein carbon dioxide is used as the refrigerant.
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