JP6080939B2 - 空気調和装置 - Google Patents
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Description
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の空気調和装置の実施形態1を示す冷媒回路図であり、図1を用いて空気調和装置100の回路構成について説明する。この空気調和装置100は、冷媒を循環させる冷凍サイクルを利用して冷房運転及び暖房運転を行なうものであって、空気調和装置100の冷媒回路を流れる冷媒として、ジフルオロメタン(以下、「R32」という)単体、R32とテトラフルオロプロペン(以下、「HFO−1234yf」又は「HFO−1234ze(E)」という)の混合冷媒が用いられている。
図2は図1の空気調和装置100の冷房運転時にインジェクションしない場合の冷媒の流れを示す冷媒回路図、図3は図2の空気調和装置100の冷房運転時におけるP−h線図である。なお、図2において冷房運転時に冷媒が流れる部分を太線とし、冷媒が流れない部分を細線とし、図3の点(a)〜点(d)は図2の同じ記号を付した部分での冷媒の状態を示す。冷房運転時には、流路切替器2は圧縮機1から吐出された冷媒が熱源側熱交換器3へ流入させるように切り替えられる。また、流量制御装置4は全開に設定されているとともに、流量調整器8は全閉に設定され圧縮機1へ冷媒がインジェクションされないようになっている。
図4は図1の空気調和装置100の冷房運転時にインジェクションする場合の冷媒の流れを示す冷媒回路図、図5は図4の空気調和装置100の冷房運転時にインジェクションする場合におけるP−h線図である。なお、図4において冷房運転時に冷媒が流れる部分を太線、冷媒が流れない部分を細線とし、図5の点(a)〜点(g)は図4の同じ記号を付した部分での冷媒の状態を示す。流量制御装置4及び流量調整器8のいずれも全開に設定されている。また、以下にインジェクションに関する点(e)〜(g)の冷媒の流れについて説明し、点(a)〜点(d)の動作は図2及び図3の冷房運転時にインジェクションしない場合の点(a)〜点(d)の動作と同一であるため、その説明を省略する。
図6は、図1の空気調和装置100の暖房運転時にインジェクションしない場合の冷媒の流れを示す冷媒回路図であり、図7は図6の空気調和装置100の暖房運転時にインジェクションしない場合のP−h線図である。なお、図6において暖房運転時に冷媒が流れる部分を太線、冷媒が流れない部分を細線とし、図7の点(a)〜点(e)は図6の同じ記号を付した部分での冷媒の状態を示す。また、暖房運転時には、流路切替器2は圧縮機1から吐出された冷媒が室内機20A、20B側へ流入させるように切り替えられるとともに、流量調整器8は冷媒が流れないように全閉に設定される。
図8は、本発明の実施形態1に係る空気調和装置100の暖房運転時にインジェクションする場合の冷媒の流れを示す冷媒回路図、図9は、本発明の実施形態1に係る空気調和装置100の暖房運転時にインジェクションする場合のP−h線図である。なお、図8において暖房運転時に冷媒が流れる部分を太線とし、冷媒が流れない部分を細線とし、図9の点(a)〜点(i)は図8の同じ記号を付した部分での冷媒の状態を示す。また、以下にインジェクションに関する点(e)〜(g)の冷媒の流れについて説明し、点(a)〜点(d)の動作は図6及び図7の暖房運転時にインジェクションしない場合の点(a)〜点(d)の動作と同一であるため、その説明を省略する。
(変化前機種コードの総和―変化後の機種コードの総和) ・・・(1)
図13は、本発明の空気調和装置200の実施形態2を示す冷媒回路図である。なお、図13の空気調和装置200において、図1の空気調和装置100と同一の構成を有する部位には同一の符号を付し、その説明を省略する。図11の空気調和装置200が、図1の空気調和装置100と異なる点は液冷媒供給装置206の構成である。
図14は図13の空気調和装置200の暖房運転時にインジェクションする場合の冷媒の流れを示す冷媒回路図、図15は図14の空気調和装置200の暖房運転時にインジェクションする場合のP−h線を示すグラフである。なお、図14において暖房運転時に冷媒が流れる部分を太線、冷媒が流れない部分を細線とし、図15の点(a)〜点(i)は図14の同じ記号を付した部分での冷媒の状態を示す。また、以下にインジェクションに関する点(e)〜(g)の冷媒の流れについて説明し、点(a)〜点(d)の動作は図6及び図7の暖房運転時にインジェクションしない場合の点(a)〜点(d)の動作と同一であるため、その説明を省略する。
図16は、本発明の空気調和装置300の実施形態3を示す冷媒回路図である。なお、図16の空気調和装置300において、図1の空気調和装置100と同一の構成を有する部位には同一の符号を付し、その説明を省略する。図16の空気調和装置300が、図1の空気調和装置100と異なる点は液冷媒供給装置306の構成である。
図17は図16の空気調和装置300の暖房運転時にインジェクションする場合の冷媒の流れを示す冷媒回路図、図18は図16の空気調和装置300の暖房運転時にインジェクションする場合のP−h線を示すグラフである。なお、図17において暖房運転時に冷媒が流れる部分を太線、冷媒が流れない部分を細線とし、図18の点(a)〜点(i)は図17の同じ記号を付した部分での冷媒の状態を示す。また、以下にインジェクションに関する点(e)〜(i)の冷媒の流れについて説明し、点(a)〜点(d)の動作は図6及び図7の暖房運転時にインジェクションしない場合の点(a)〜点(d)の動作と同一であるため、その説明を省略する。
図19は、本発明の空気調和装置400の実施形態4を示す冷媒回路図である。なお、図19の空気調和装置400において、図1の空気調和装置100と同一の構成を有する部位には同一の符号を付し、その説明を省略する。図18の空気調和装置400が、図1の空気調和装置100と異なる点は液冷媒供給装置406の構成である。
図20は図19の空気調和装置400の暖房運転時にインジェクションする場合の冷媒の流れを示す冷媒回路図、図21は図19の空気調和装置400の暖房運転時にインジェクションする場合のP−h線を示すグラフである。なお、図20において暖房運転時に冷媒が流れる部分を太線、冷媒が流れない部分を細線とし、図21の点(a)〜点(i)は図20の同じ記号を付した部分での冷媒の状態を示す。また、以下にインジェクションに関する点(e)〜(i)の冷媒の流れについて説明し、点(a)〜点(d)の動作は図6及び図7の暖房運転時にインジェクションしない場合の点(a)〜点(d)の動作と同一であるため、その説明を省略する。
図22は、本発明の空気調和装置500の実施形態5を示す冷媒回路図である。なお、図22の空気調和装置500において、図1の空気調和装置100と同一の構成を有する部位には同一の符号を付し、その説明を省略する。図22の空気調和装置500が、図1の空気調和装置100と異なる点は熱源側熱交換器3の構成である。
Claims (10)
- 圧縮機、暖房運転及び冷房運転の流路の切替を行う流路切替装置、熱源側熱交換器、複数の利用側熱交換器、前記複数の利用側熱交換器に対応設置されている複数の絞り装置が配管を介して接続された冷媒回路を有し、冷媒としてジフルオロメタン(R32)単体もしくはジフルオロメタン(R32)の質量比率が40wt%よりも大きい混合冷媒を用いた空気調和装置であって、
前記圧縮機の吸入側に液冷媒をインジェクションするためのインジェクション配管と、
前記熱源側熱交換器と前記利用側熱交換器との間に設けられ、前記熱源側熱交換器と前記利用側熱交換器との間を流れる冷媒のうち、液冷媒を前記インジェクション配管に供給する液冷媒供給装置と、
前記インジェクション配管上に設けられ、液冷媒供給装置から供給される液冷媒を減圧して気液二相状態にするとともに、前記圧縮機の吸入側へ供給する流量調整器と、
前記圧縮機から吐出される冷媒の温度を吐出温度として検出する吐出温度センサと、
前記吐出温度センサにより検出された前記吐出温度に基づいて前記流量調整器の開度を制御し、かつ前記複数の利用側熱交換器のうち暖房運転をしている台数を検知し、インジェクションを行っているときに前記台数が減少した場合に、前記台数の減少とほぼ同時に、運転台数の変化割合に応じて、前記吐出温度を低減するように前記流量調整器の開度を開く制御手段と、
を有することを特徴とする空気調和装置。 - 前記制御手段は、前記複数の利用側熱交換器のうち全台数が暖房運転をしている全台数暖房運転時は、すべての前記利用側熱交換器から液冷媒が流出するように、前記複数の絞り装置及び前記複数の利用側熱交換器に付属の複数の送風機を制御し、前記複数の利用側熱交換器のうち一部が停止状態にあり、残りが暖房運転をしている部分暖房運転時は、停止状態にある前記利用側熱交換器からガス冷媒または二相状態の冷媒が流出し、暖房運転をしている前記利用側熱交換器から液冷媒が流出するように前記複数の絞り装置及び前記複数の送風機を制御することを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。
- 前記制御手段は、前記吐出温度が予め設定された目標吐出温度よりも大きいと判断した場合、前記圧縮機への液冷媒のインジェクションを開始するように前記流量調整器を制御するものであることを特徴とする請求項1または2に記載の空気調和装置。
- 前記熱源側熱交換器と前記液冷媒供給装置との間に設けられた流量制御装置と、
暖房運転時において前記流量制御装置に流入される冷媒の温度を中間温度として検出する中間温度センサと
をさらに備え、
前記制御手段は、前記中間温度センサにより検出された前記中間温度を用いて前記流量制御装置の開度を制御することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の空気調和装置。 - 前記液冷媒供給装置は、暖房運転時に、前記利用側熱交換器から前記流量制御装置へ流れる冷媒と、前記流量制御装置から前記熱源側熱交換器へ流れる冷媒との間で熱交換を行う冷媒間熱交換器からなるものであって、
前記インジェクション配管には、前記利用側熱交換器から前記冷媒間熱交換器を流通した後に前記流量制御装置側へ流れる冷媒が供給されることを特徴とする請求項4に記載の空気調和装置。 - 前記利用側熱交換器及び前記絞り装置は、複数の室内機にそれぞれ設置されたものであり、
前記圧縮機、前記流路切替装置及び前記熱源側熱交換器は、前記複数の室内機に冷媒配管を介して接続された室外機に設置されたものであり、
前記複数の室内機のそれぞれには、容量に応じて機種コードが付与されており、
前記制御手段は、前記複数の室内機のそれぞれの機種コードと前記複数の室内機のそれぞれの容量とを対応付けて記憶しており、前記複数の室内機のうち運転している室内機の前記機種コードから運転台数の総容量を算出し、算出した総容量の変化割合を運転台数の変化割合として算出するものであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の空気調和装置。 - 前記圧縮機の吸入側と流路切替器の間に設けられたアキュムレータをさらに備えたことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の空気調和装置。
- 冷媒は、ジフルオロメタン(R32)とハイドロフルオロオレフィン(HFO−1234yf)の混合冷媒、もしくはジフルオロメタン(R32)とテトラフルオロプロペン(HFO−1234ze(E))との混合冷媒であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の空気調和装置。
- 前記液冷媒供給装置は、前記熱源側熱交換器と前記利用側熱交換器との間を流れる冷媒を気相の冷媒と液冷媒とに分離し、液冷媒を前記インジェクション配管に供給する気液分離器からなることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の空気調和装置。
- 前記熱源側熱交換器は、水と冷媒との間で熱交換を行う水冷媒熱交換器からなることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の空気調和装置。
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