JP6184156B2 - Refrigeration cycle equipment - Google Patents
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Description
本発明は、冷凍サイクル装置に関する。 The present invention relates to a refrigeration cycle apparatus.
冷凍サイクル装置の効率を向上させるためには、熱交換器の熱交換能力を向上させることが必要である。熱交換器の熱交換能力を向上させる最も簡易な方法は、熱交換器の熱交換面積を大きくすることである。ところが、熱交換器の熱交換面積を大きくすると、熱交換器が大型化するため、冷凍サイクル装置が大きくなってしまい、また、冷凍サイクル装置の価格が上昇してしまうという問題が生じ得る。このため、熱交換器の熱交換能力を向上させる方法として、熱交換器の熱交換効率を向上させることが従来から提案されている。熱交換器の熱交換効率を向上させることにより、冷凍サイクル装置の高効率化及び小型化の双方を実現することが可能となる。 In order to improve the efficiency of the refrigeration cycle apparatus, it is necessary to improve the heat exchange capacity of the heat exchanger. The simplest method for improving the heat exchange capacity of the heat exchanger is to increase the heat exchange area of the heat exchanger. However, when the heat exchange area of the heat exchanger is increased, the size of the heat exchanger increases, so that the refrigeration cycle apparatus becomes larger and the price of the refrigeration cycle apparatus increases. For this reason, improving the heat exchange efficiency of a heat exchanger as a method for improving the heat exchange capacity of the heat exchanger has been conventionally proposed. By improving the heat exchange efficiency of the heat exchanger, it is possible to achieve both high efficiency and downsizing of the refrigeration cycle apparatus.
特許文献1には、低圧の冷媒ガスを高圧に変換する圧縮機と、圧縮機からの冷媒ガスを高圧の冷媒液に変換する凝縮器と、凝縮器からの冷媒液を過冷却するサブクールコイルと、サブクールコイルを通過した冷媒液の通過量を調節する電子膨張弁と、電子膨張弁を通過した冷媒液を蒸発させる蒸発器と、サブクールコイルを内蔵し、蒸発器で蒸発した冷媒を過熱するアキュムレータと、蒸発器出口を常に二相状態に保つように電子膨張弁を制御する制御装置と、を備えた冷凍空調装置が開示されている。
上記の冷凍空調装置では、蒸発器出口を常に二相状態に保つことにより蒸発器の熱交換効率が向上している。しかしながら、蒸発器出口の過熱度を低く維持する場合、圧縮機に冷媒液が戻ることを防止する必要がある。このため、上記の冷凍空調装置では、圧縮機に吸入される冷媒を過熱ガス化するための熱交換器(サブクールコイルを内蔵したアキュムレータ)が蒸発器の出口側に設けられている。したがって、上記の冷凍空調装置では、構造が複雑になるとともに装置が大型化してしまうという問題点があった。 In the above refrigeration air conditioner, the heat exchange efficiency of the evaporator is improved by always keeping the evaporator outlet in a two-phase state. However, when the degree of superheat at the evaporator outlet is kept low, it is necessary to prevent the refrigerant liquid from returning to the compressor. For this reason, in the above-described refrigerating and air-conditioning apparatus, a heat exchanger (accumulator with a built-in subcool coil) for superheating the refrigerant sucked into the compressor is provided on the outlet side of the evaporator. Therefore, the above-described refrigeration and air-conditioning apparatus has a problem that the structure becomes complicated and the apparatus becomes large.
本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、構造の複雑化及び装置の大型化を回避しつつ、効率を向上させ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 has been made to solve the above-described problems, and provides a refrigeration cycle apparatus capable of improving efficiency while avoiding the complexity of the structure and the enlargement of the apparatus. Objective.
本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、電子膨張弁及び蒸発器がこの順に環状に接続され、冷媒を循環させる冷媒回路と、前記圧縮機よりも下流側で前記凝縮器よりも上流側に設けられ、前記圧縮機から吐出された油を冷媒から分離する油分離器と、前記油分離器と前記蒸発器よりも下流側で前記圧縮機よりも上流側に設けられた合流部との間を接続し、前記油分離器で分離された油を前記合流部で冷媒と合流させて前記圧縮機に戻す油戻し回路と、前記合流部で油と合流して前記圧縮機に吸入される吸入冷媒の過熱度に基づいて、前記電子膨張弁を制御する制御部と、前記合流部よりも下流側で前記圧縮機よりも上流側に設けられ、前記吸入冷媒の圧力を検出する吸入圧力センサと、前記合流部よりも下流側で前記圧縮機よりも上流側に設けられ、前記吸入冷媒の温度を検出する吸入温度センサと、前記圧縮機よりも下流側に設けられ、前記圧縮機から吐出される吐出冷媒の圧力を検出する吐出圧力センサと、前記圧縮機よりも下流側に設けられ、前記吐出冷媒の温度を検出する吐出温度センサと、を有し、前記制御部は、前記吸入冷媒の圧力及び温度と、前記吐出冷媒の圧力及び温度と、前記圧縮機の圧縮容量とに基づいて、前記合流部での合流前後の冷媒の温度上昇幅を推算し、前記温度上昇幅に基づいて、前記蒸発器の出口側の冷媒が飽和ガス状態となる前記吸入冷媒の過熱度目標値を設定し、前記吸入冷媒の過熱度を前記過熱度目標値に近づけるように前記電子膨張弁を制御することを特徴とするものである。 In the refrigeration cycle apparatus according to the present invention, a compressor, a condenser, an electronic expansion valve, and an evaporator are annularly connected in this order, a refrigerant circuit that circulates refrigerant, and a downstream side of the compressor than the condenser. An oil separator that is provided on the upstream side and separates the oil discharged from the compressor from the refrigerant, and a merging portion that is provided on the downstream side of the oil separator and the evaporator and on the upstream side of the compressor And an oil return circuit that joins the oil separated by the oil separator with the refrigerant at the junction and returns it to the compressor, and joins the oil at the junction and sucks it into the compressor And a control unit that controls the electronic expansion valve based on the degree of superheat of the suction refrigerant, and a suction unit that is provided downstream of the junction and upstream of the compressor, and detects the pressure of the suction refrigerant From the compressor on the downstream side of the pressure sensor and the junction An intake temperature sensor provided on the upstream side for detecting the temperature of the intake refrigerant; a discharge pressure sensor provided on the downstream side of the compressor for detecting the pressure of the discharge refrigerant discharged from the compressor; than the compressor provided on the downstream side, it has a, a discharge temperature sensor for detecting the temperature of the discharge refrigerant, the control unit includes a pressure and temperature of the suction refrigerant, the pressure and temperature of the discharged refrigerant, Based on the compression capacity of the compressor, the temperature rise width of the refrigerant before and after the merge at the merge portion is estimated, and based on the temperature rise width, the refrigerant on the outlet side of the evaporator is in a saturated gas state. The superheat degree target value of the suction refrigerant is set, and the electronic expansion valve is controlled so that the superheat degree of the suction refrigerant approaches the superheat degree target value .
本発明によれば、蒸発器から流出した冷媒は、合流部で合流する高温の油によって過熱された後に圧縮機に吸入される。このため、蒸発器の出口側の冷媒を飽和ガス状態としたとしても、蒸発器の下流側に熱交換器を別途設けることなく、圧縮機に吸入される冷媒をより確実に過熱ガス化することができる。したがって、冷凍サイクル装置の構造の複雑化及び装置の大型化を回避しつつ、冷凍サイクル装置の効率を向上させることができる。 According to the present invention, the refrigerant that has flowed out of the evaporator is superheated by the high-temperature oil that joins at the joining portion, and is then sucked into the compressor. For this reason, even if the refrigerant on the outlet side of the evaporator is in a saturated gas state, the refrigerant sucked into the compressor can be more reliably superheated without providing a separate heat exchanger on the downstream side of the evaporator. Can do. Therefore, the efficiency of the refrigeration cycle apparatus can be improved while avoiding the complexity of the structure of the refrigeration cycle apparatus and the enlargement of the apparatus.
実施の形態1.
本発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置について説明する。図1は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置1の概略構成を示す冷媒回路図である。本実施の形態に係る冷凍サイクル装置1は、例えば、冷蔵庫、冷凍庫、空気調和装置、冷凍装置、自動販売機、給湯器等の各種産業機械に用いられるものである。図1に示すように、冷凍サイクル装置1は、冷媒を循環させる冷媒回路100を有している。冷媒回路100は、圧縮機10、凝縮器30、電子膨張弁40及び蒸発器50が冷媒配管によってこの順に環状に接続された構成を備えている。圧縮機10は、低温低圧の冷媒を吸入して圧縮し、高温高圧の冷媒にして吐出する流体機械である。圧縮機10は、冷媒を圧縮する圧縮機構部と、外部から電力が供給されることにより圧縮機構部を駆動する駆動機構部とを有している。本例では、圧縮機10の駆動機構部に電力を供給する電源として、後述する制御部60の制御によって駆動周波数を変化させることができるインバータ電源が用いられている。なお、圧縮機10の駆動機構部に電力を供給する電源としては、周波数50Hz又は60Hzの一般商用電源を用いることもできる。
A refrigeration cycle apparatus according to
凝縮器30は、圧縮機10から吐出された冷媒を、外部流体(例えば空気)との熱交換により凝縮させる熱交換器である。電子膨張弁40は、凝縮器30で凝縮した冷媒を絞り作用により減圧膨張させ、低温低圧の気液二相冷媒として流出させるものである。電子膨張弁40は、後述する制御部60により制御される。蒸発器50は、電子膨張弁40から流出した気液二相冷媒を、外部流体(例えば空気)との熱交換により蒸発させる熱交換器である。
The
冷媒回路100のうち圧縮機10よりも下流側で凝縮器30よりも上流側には、圧縮機10から冷媒と共に吐出された油(冷凍機油)を冷媒から分離する油分離器20が設けられている。油分離器20と、冷媒回路100のうち蒸発器50よりも下流側で圧縮機10よりも上流側に設けられた合流部71との間は、油戻し回路70により接続されている。油戻し回路70は、油分離器20で分離された油を流通させて合流部71で冷媒と合流させることにより、当該油を圧縮機10の吸入側に戻すようになっている。油分離器20で分離された油は温度が高いため、合流部71で油と合流した冷媒の温度は、油と合流する前の冷媒の温度(すなわち、蒸発器50の出口側の冷媒温度)よりも上昇する。圧縮機10には、油との合流によって温度の上昇した冷媒が吸入される。
An
合流部71よりも下流側で圧縮機10よりも上流側(圧縮機10の吸入側)には、圧縮機10に吸入される吸入冷媒の圧力(以下、「吸入圧力」という場合がある)を検出する吸入圧力センサ(低圧側圧力センサ)61と、圧縮機10に吸入される吸入冷媒の温度(以下、「吸入温度」という場合がある)を検出する吸入温度センサ62と、が設けられている。また、圧縮機10よりも下流側(圧縮機10の吐出側)には、当該圧縮機10から吐出される吐出冷媒の圧力(以下、「吐出圧力」という場合がある)を検出する吐出圧力センサ(高圧側圧力センサ)63と、当該圧縮機10から吐出される吐出冷媒の温度(以下、「吐出温度」という場合がある)を検出する吐出温度センサ64と、が設けられている。吸入圧力センサ61、吸入温度センサ62、吐出圧力センサ63及び吐出温度センサ64は、それぞれ検出した圧力又は温度の情報を後述する制御部60に出力するようになっている。
The pressure of the refrigerant sucked into the compressor 10 (hereinafter sometimes referred to as “suction pressure”) is downstream of the
冷凍サイクル装置1は、冷媒回路100の圧縮機10及び電子膨張弁40等を制御する制御部60を有している。制御部60は、CPU、ROM、RAM、入出力ポート等を備えている。制御部60は、凝縮器30又は蒸発器50の負荷に基づいて圧縮機10の駆動周波数を変化させ、これにより圧縮容量を制御する。また制御部60は、合流部71で油と合流して圧縮機10に吸入される吸入冷媒の過熱度に基づいて、電子膨張弁40の開度を制御する。吸入冷媒の過熱度は、吸入圧力センサ61で検出された吸入圧力と、吸入温度センサ62で検出された吸入温度と、に基づいて演算される。
The
図2は、冷凍サイクル装置1の制御部60で実行される電子膨張弁40の開度制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。図2に示すように、まずステップS1では、吸入圧力センサ61から出力された吸入圧力の情報と、吸入温度センサ62から出力された吸入温度の情報と、吐出圧力センサ63から出力された吐出圧力の情報と、吐出温度センサ64から出力された吐出温度の情報と、制御部60自身が設定する圧縮機10の圧縮容量(例えば駆動周波数)の情報と、を取得する。
FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a flow of opening degree control processing of the
次に、ステップS2では、吸入圧力、吸入温度、吐出圧力、吐出温度及び圧縮容量に基づいて、合流部71での合流前後の冷媒の温度上昇幅(過熱度上昇幅)を推算する。合流前後の温度上昇幅は、蒸発器50の出口側から合流部71までの間を流れる合流前の冷媒の温度と、合流部71で油と合流することにより温度が上昇した合流後の冷媒(合流した油が混入した冷媒)の温度との間の温度差である。合流前後の冷媒の温度上昇幅の算出には、例えば、合流前の油の温度と、合流前の油の流量と、合流後の冷媒の温度と、合流後の冷媒の流量と、の各情報が必要になる。
Next, in step S2, the temperature rise width (superheat degree rise width) of the refrigerant before and after joining at the joining
合流前の油の温度は、圧縮機10から吐出される冷媒の吐出温度とほぼ同温度である。したがって、合流前の油の温度は、吐出温度センサ64で検出される吐出温度に基づいて推算できる。
The temperature of the oil before joining is approximately the same temperature as the discharge temperature of the refrigerant discharged from the
合流前の油の流量(油の戻り量)は、油分離器20と合流部71との圧力差により推算できる。油分離器20の圧力は、圧縮機10から吐出される冷媒の吐出圧力(高圧側圧力)と同圧力である。合流部71の圧力は、圧縮機10に吸入される冷媒の吸入圧力(低圧側圧力)と同圧力である。したがって、合流前の油の流量は、吐出圧力センサ63で検出される吐出圧力と、吸入圧力センサ61で検出される吸入圧力と、に基づいて推算できる。
The oil flow rate (oil return amount) before merging can be estimated from the pressure difference between the
合流後の冷媒の温度は、圧縮機10に吸入される冷媒の吸入温度と同温度である。したがって、吸入温度センサ62で検出される吸入温度を合流後の冷媒の温度として取り扱うことができる。
The temperature of the refrigerant after merging is the same temperature as the refrigerant sucked into the
合流後の冷媒の流量(冷媒回路100を循環する冷媒の循環量)は、圧縮機10から吐出される冷媒の吐出圧力と、圧縮機10に吸入される冷媒の吸入圧力と、圧縮機10の圧縮容量と、により推算できる。したがって、合流後の冷媒の流量は、吐出圧力センサ63で検出される吐出圧力と、吸入圧力センサ61で検出される吸入圧力と、制御部60自身が設定する圧縮機10の圧縮容量と、に基づいて推算できる。
The flow rate of the refrigerant after merging (the circulation amount of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 100) is the discharge pressure of the refrigerant discharged from the
以上のように、制御部60は、ステップS1で取得した吸入圧力、吸入温度、吐出圧力、吐出温度及び圧縮容量の各情報に基づいて、合流前後の冷媒の温度上昇幅を推算できる。
As described above, the
次に、ステップS3では、ステップS2で推算した温度上昇幅に基づいて、圧縮機10に吸入される吸入冷媒の過熱度目標値を設定する。本例では、吸入冷媒の過熱度目標値は、蒸発器50の出口側の冷媒が飽和ガス状態(乾燥飽和状態)となるように設定される。圧縮機10に吸入される吸入冷媒の過熱度は、蒸発器50の出口側の冷媒の過熱度よりも上記の温度上昇幅の分だけ高くなる。したがって、例えば、蒸発器50の出口側の冷媒の過熱度をT(例えば0℃)とし、上記の温度上昇幅をΔtとすると、吸入冷媒の過熱度目標値はT+Δtに設定される。
Next, in step S3, the superheat degree target value of the refrigerant sucked into the
次に、ステップS4では、圧縮機10に吸入される吸入冷媒の過熱度を過熱度目標値に近づけるように、電子膨張弁40の開度を制御する。ここで、吸入冷媒の過熱度は、ステップS1で取得した吸入圧力及び吸入温度の情報に基づき演算される。これにより、電子膨張弁40は、結果として、蒸発器50の出口側の冷媒が飽和ガス状態に近づくように制御される。
Next, in step S4, the opening degree of the
上記ステップS1〜S4の処理は、冷凍サイクル装置1が起動してから停止するまで所定の周期で繰り返し実行される(ステップS5)。
The processes in steps S1 to S4 are repeatedly executed at a predetermined cycle from the start of the
以上説明したように、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置1は、圧縮機10、凝縮器30、電子膨張弁40及び蒸発器50がこの順に環状に接続され、冷媒を循環させる冷媒回路100と、圧縮機10よりも下流側で凝縮器30よりも上流側に設けられ、圧縮機10から吐出された油を冷媒から分離する油分離器20と、油分離器20と蒸発器50よりも下流側で圧縮機10よりも上流側に設けられた合流部71との間を接続し、油分離器20で分離された油を流通させ、合流部71で冷媒と合流させて圧縮機10に戻す油戻し回路70と、合流部71で油と合流して圧縮機10に吸入される吸入冷媒の過熱度に基づいて、電子膨張弁40を制御する制御部60と、を有することを特徴とするものである。
As described above, the
この構成によれば、蒸発器50から流出した冷媒は、合流部71で合流する高温の油によって過熱された後に圧縮機10に吸入される。このため、蒸発器50の出口側の冷媒を飽和ガス状態としたとしても、蒸発器50の下流側に熱交換器を別途設けることなく、圧縮機10に吸入される冷媒をより確実に過熱ガス化することができる。また、電子膨張弁40は、合流部71で合流する高温の油によって過熱された後の冷媒の過熱度に基づいて制御される。このため、冷媒の過熱度に基づく電子膨張弁40の制御を可能としつつ、蒸発器50出口の冷媒を飽和ガス状態とすることができる。これにより、蒸発器50内部の冷媒を気液二相状態に保つことができるため、蒸発器50の熱交換効率を向上させることができる。したがって、本実施の形態によれば、冷凍サイクル装置1の構造の複雑化及び装置の大型化を回避しつつ、冷凍サイクル装置1の効率を向上させることができる。また、冷凍サイクル装置1の効率を向上させることにより、冷凍サイクル装置1のエネルギー消費量を削減することができる。これにより、少なくとも冷凍サイクル装置1の使用時において、環境負荷を低減することができる。
According to this configuration, the refrigerant that has flowed out of the
また、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置1は、合流部71よりも下流側で圧縮機10よりも上流側に設けられ、吸入冷媒の圧力を検出する吸入圧力センサ61と、合流部71よりも下流側で圧縮機10よりも上流側に設けられ、吸入冷媒の温度を検出する吸入温度センサ62と、圧縮機10よりも下流側に設けられ、圧縮機10から吐出される吐出冷媒の圧力を検出する吐出圧力センサ63と、圧縮機10よりも下流側で凝縮器30よりも上流側に設けられ、吐出冷媒の温度を検出する吐出温度センサ64と、をさらに有し、制御部60は、吸入冷媒の圧力及び温度と、吐出冷媒の圧力及び温度と、圧縮機10の圧縮容量とに基づいて、合流部71における油との合流前後の冷媒の温度上昇幅を推算し、温度上昇幅に基づいて、蒸発器50の出口側の冷媒が飽和ガス状態となる吸入冷媒の過熱度目標値を設定し、吸入冷媒の過熱度を過熱度目標値に近づけるように電子膨張弁40を制御することを特徴とするものである。
In addition, the
また、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置1は、制御部60は、吐出冷媒の温度に基づいて、合流部71における冷媒との合流前の油の温度を推算し、吐出冷媒の圧力と、吸入冷媒の圧力とに基づいて、合流部71における冷媒との合流前の油の流量を推算し、吐出冷媒の圧力と、吸入冷媒の圧力と、圧縮機10の圧縮容量とに基づいて、合流部71での合流後の冷媒の流量を推算し、合流前の油の温度及び流量と、合流後の冷媒の流量と、吸入温度とに基づいて、温度上昇幅を推算することを特徴とするものである。
Further, in the
これらの構成によれば、センサを必要以上に増加させることなく、蒸発器50出口の冷媒を飽和ガス状態とするための過熱度目標値を設定することができる。したがって、蒸発器50出口の冷媒を飽和ガス状態とすることができるとともに、圧縮機10に吸入される冷媒をより確実に過熱ガス化することができる。
According to these configurations, it is possible to set a superheat degree target value for setting the refrigerant at the outlet of the
実施の形態2.
本発明の実施の形態2に係る冷凍サイクル装置について説明する。図3は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置2の概略構成を示す冷媒回路図である。なお、実施の形態1に係る冷凍サイクル装置1と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。図3に示すように、冷凍サイクル装置2は、冷凍サイクル装置1と比較すると、蒸発器50よりも下流側で合流部71よりも上流側に設けられたアキュムレータ80をさらに有する点に特徴を有している。アキュムレータ80は、流入した冷媒を気液分離してガス冷媒を流出させ、圧縮機10への液バックを防ぐ気液分離器である。
A refrigeration cycle apparatus according to
蒸発器50よりも下流側でアキュムレータ80よりも上流側には、アキュムレータ80の入口側(蒸発器50の出口側)の冷媒の温度を検出するアキュムレータ入口温度センサ81が設けられている。凝縮器30よりも下流側で電子膨張弁40よりも上流側には、凝縮器30の出口側の冷媒の温度を検出する凝縮器出口温度センサ31が設けられている。アキュムレータ入口温度センサ81及び凝縮器出口温度センサ31は、それぞれ検出した温度の情報を制御部60に出力するようになっている。
An accumulator inlet temperature sensor 81 that detects the temperature of the refrigerant on the inlet side of the accumulator 80 (the outlet side of the evaporator 50) is provided downstream of the
図4は、冷凍サイクル装置2の制御部60で実行される電子膨張弁40の開度制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。図4に示すように、まずステップS11では、凝縮器30の出口側の冷媒の過冷却度が、予め設定された基準値以上であるか否かを判定する。凝縮器30の出口側の冷媒の過冷却度が基準値以上である場合には、ステップS12に進む。ここで、凝縮器30の出口側の冷媒の過冷却度は、凝縮器出口温度センサ31で検出される凝縮器出口温度と、吐出圧力センサ63で検出される吐出圧力(高圧側圧力)とに基づいて演算される。ステップS12及びその後に実行されるステップS13〜S15では、実施の形態1と同様に、圧縮機10に吸入される吸入冷媒の過熱度に基づいて電子膨張弁40を制御する。ステップS12〜S15の各処理は、図2のステップS1〜S4の各処理と同様であるため説明を省略する。
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a flow of opening degree control processing of the
一方、凝縮器30の出口側の冷媒の過冷却度が基準値未満である場合には、ステップS16に進む。ステップS16では、アキュムレータ80の入口側の冷媒の過熱度に基づいて、電子膨張弁40を制御する。本例では、電子膨張弁40は、アキュムレータ80の入口側の冷媒が過熱ガスとなるように制御される。ここで、アキュムレータ80の入口側の冷媒の過熱度は、アキュムレータ入口温度センサ81で検出されるアキュムレータ入口温度と、吸入圧力センサ61で検出される吸入圧力(低圧側圧力)とに基づいて演算される。
On the other hand, when the degree of supercooling of the refrigerant on the outlet side of the
上記のステップS11〜S16の処理(ステップS12〜S15の処理又はステップS16の処理)は、冷凍サイクル装置2が起動してから停止するまで所定の周期で繰り返し実行される(ステップS17)。
The processing of steps S11 to S16 (the processing of steps S12 to S15 or the processing of step S16) is repeatedly executed at a predetermined cycle until the
以上説明したように、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置2は、蒸発器50よりも下流側で合流部71よりも上流側に設けられたアキュムレータ80をさらに有することを特徴とするものである。
As described above, the
また、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置2は、凝縮器30よりも下流側で電子膨張弁40よりも上流側に設けられ、凝縮器30の出口側の冷媒の温度を検出する凝縮器出口温度センサ31と、蒸発器50よりも下流側でアキュムレータ80よりも上流側に設けられ、アキュムレータ80の入口側の冷媒の温度を検出するアキュムレータ入口温度センサ81と、をさらに有し、制御部60は、凝縮器30の出口側の冷媒の過冷却度が基準値以上の場合には、圧縮機10に吸入される吸入冷媒の過熱度に基づいて電子膨張弁40を制御し(ステップS12〜S15)、凝縮器30の出口側の冷媒の過冷却度が基準値未満の場合には、アキュムレータ80の入口側の冷媒の過熱度に基づいて電子膨張弁40を制御する(ステップS16)ことを特徴とするものである。
The
本実施の形態では、凝縮器30の出口側の冷媒の過冷却度が基準値以上の場合には、実施の形態1と同様に、圧縮機10に吸入される吸入冷媒の過熱度に基づいて電子膨張弁40が制御される。したがって、本実施の形態によれば、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, when the degree of supercooling of the refrigerant on the outlet side of the
ただし、本実施の形態のような構成において、各センサの検知誤差や冷凍サイクルの運転状況の変化等に起因して、蒸発器50の出口側の冷媒が常に飽和ガス状態とはならず、二相状態となることがある。蒸発器50の出口側にアキュムレータ80が設置されている場合、アキュムレータ80に二相状態の冷媒が流入すると、アキュムレータ80内に滞留する冷媒量が大きくなることがある。この場合、凝縮器30内に滞留する冷媒量が減少するため、冷凍サイクル装置2の性能が低下してしまうことがある。
However, in the configuration as in the present embodiment, the refrigerant on the outlet side of the
本実施の形態では、凝縮器30の出口側の冷媒の過冷却度が基準値未満に低下した場合には、アキュムレータ80の入口側の冷媒が過熱ガス状態となるように電子膨張弁40が制御される。この制御を行うことによって、アキュムレータ80内に滞留している液冷媒は、アキュムレータ80に流入する過熱ガス状態の冷媒により追い出される。したがって、本実施の形態によれば、凝縮器30内に滞留する冷媒量の減少を防ぐことができるため、冷凍サイクル装置2の性能を向上させることができる。
In the present embodiment, when the degree of supercooling of the refrigerant on the outlet side of the
アキュムレータ80内に滞留している液冷媒が追い出されることにより、凝縮器30の出口側の冷媒の過冷却度が基準値以上に上昇した場合には、再び、圧縮機10に吸入される吸入冷媒の過熱度に基づいて電子膨張弁40が制御される。
When the liquid refrigerant staying in the
その他の実施の形態.
本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では、吸入冷媒の過熱度目標値が、蒸発器50の出口側の冷媒が飽和ガス状態となるように設定されているが、吸入冷媒の過熱度目標値は、蒸発器50の出口側の冷媒が、飽和ガス状態に近い高乾き度の二相状態、又は飽和ガス状態に近い低過熱度の過熱ガス状態となるように設定されていてもよい。
Other embodiments.
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
For example, in the above embodiment, the superheat target value of the suction refrigerant is set so that the refrigerant on the outlet side of the
また、上記の各実施の形態や変形例は、互いに組み合わせて実施することが可能である。 In addition, the above embodiments and modifications can be implemented in combination with each other.
1、2 冷凍サイクル装置、10 圧縮機、20 油分離器、30 凝縮器、31 凝縮器出口温度センサ、40 電子膨張弁、50 蒸発器、60 制御部、61 吸入圧力センサ、62 吸入温度センサ、63 吐出圧力センサ、64 吐出温度センサ、70 油戻し回路、71 合流部、80 アキュムレータ、81 アキュムレータ入口温度センサ、100 冷媒回路。 1, 2, refrigeration cycle apparatus, 10 compressor, 20 oil separator, 30 condenser, 31 condenser outlet temperature sensor, 40 electronic expansion valve, 50 evaporator, 60 control unit, 61 suction pressure sensor, 62 suction temperature sensor, 63 discharge pressure sensor, 64 discharge temperature sensor, 70 oil return circuit, 71 junction, 80 accumulator, 81 accumulator inlet temperature sensor, 100 refrigerant circuit.
Claims (3)
前記圧縮機よりも下流側で前記凝縮器よりも上流側に設けられ、前記圧縮機から吐出された油を冷媒から分離する油分離器と、
前記油分離器と前記蒸発器よりも下流側で前記圧縮機よりも上流側に設けられた合流部との間を接続し、前記油分離器で分離された油を前記合流部で冷媒と合流させて前記圧縮機に戻す油戻し回路と、
前記合流部で油と合流して前記圧縮機に吸入される吸入冷媒の過熱度に基づいて、前記電子膨張弁を制御する制御部と、
前記合流部よりも下流側で前記圧縮機よりも上流側に設けられ、前記吸入冷媒の圧力を検出する吸入圧力センサと、
前記合流部よりも下流側で前記圧縮機よりも上流側に設けられ、前記吸入冷媒の温度を検出する吸入温度センサと、
前記圧縮機よりも下流側に設けられ、前記圧縮機から吐出される吐出冷媒の圧力を検出する吐出圧力センサと、
前記圧縮機よりも下流側に設けられ、前記吐出冷媒の温度を検出する吐出温度センサと、
を有し、
前記制御部は、
前記吸入冷媒の圧力及び温度と、前記吐出冷媒の圧力及び温度と、前記圧縮機の圧縮容量とに基づいて、前記合流部での合流前後の冷媒の温度上昇幅を推算し、
前記温度上昇幅に基づいて、前記蒸発器の出口側の冷媒が飽和ガス状態となる前記吸入冷媒の過熱度目標値を設定し、
前記吸入冷媒の過熱度を前記過熱度目標値に近づけるように前記電子膨張弁を制御すること
を特徴とする冷凍サイクル装置。 A refrigerant circuit in which a compressor, a condenser, an electronic expansion valve, and an evaporator are annularly connected in this order to circulate the refrigerant;
An oil separator that is provided downstream of the compressor and upstream of the condenser, and separates oil discharged from the compressor from the refrigerant;
The oil separator is connected downstream of the evaporator and a merging portion provided upstream of the compressor, and the oil separated by the oil separator is merged with the refrigerant at the merging portion. An oil return circuit for returning to the compressor;
A control unit that controls the electronic expansion valve based on the degree of superheat of the refrigerant that is sucked into the compressor after joining the oil in the joining unit;
A suction pressure sensor that is provided downstream of the merging portion and upstream of the compressor, and that detects the pressure of the suction refrigerant;
An intake temperature sensor that is provided downstream of the junction and upstream of the compressor, and detects the temperature of the intake refrigerant;
A discharge pressure sensor that is provided on the downstream side of the compressor and detects a pressure of a discharge refrigerant discharged from the compressor;
A discharge temperature sensor that is provided downstream of the compressor and detects a temperature of the discharge refrigerant;
I have a,
The controller is
Based on the pressure and temperature of the suction refrigerant, the pressure and temperature of the discharge refrigerant, and the compression capacity of the compressor, the temperature increase width of the refrigerant before and after merging in the merging portion is estimated,
Based on the temperature rise width, set the superheat degree target value of the suction refrigerant in which the refrigerant on the outlet side of the evaporator is in a saturated gas state,
The refrigeration cycle apparatus , wherein the electronic expansion valve is controlled so that the superheat degree of the suction refrigerant approaches the superheat degree target value .
前記吐出冷媒の温度に基づいて、前記合流部での合流前の油の温度を推算し、
前記吐出冷媒の圧力と、前記吸入冷媒の圧力とに基づいて、前記合流部での合流前の油の流量を推算し、
前記吐出冷媒の圧力と、前記吸入冷媒の圧力と、前記圧縮機の圧縮容量とに基づいて、前記合流部での合流後の冷媒の流量を推算し、
前記合流前の油の温度及び流量と、前記合流後の冷媒の流量と、前記吸入冷媒の温度とに基づいて、前記温度上昇幅を推算すること
を特徴とする請求項1に記載の冷凍サイクル装置。 The controller is
Based on the temperature of the discharged refrigerant, the temperature of the oil before merging at the merging portion is estimated,
Based on the pressure of the discharged refrigerant and the pressure of the suction refrigerant, the flow rate of the oil before joining at the joining portion is estimated,
Based on the pressure of the discharged refrigerant, the pressure of the suction refrigerant, and the compression capacity of the compressor, the flow rate of the refrigerant after merging in the merging portion is estimated,
Temperature and flow rate of the oil before the merging, and the flow rate of the refrigerant after the merging, on the basis of the temperature of the suction refrigerant, the refrigeration cycle according to claim 1, characterized in that to estimate the temperature rise apparatus.
前記圧縮機よりも下流側で前記凝縮器よりも上流側に設けられ、前記圧縮機から吐出された油を冷媒から分離する油分離器と、
前記油分離器と前記蒸発器よりも下流側で前記圧縮機よりも上流側に設けられた合流部との間を接続し、前記油分離器で分離された油を前記合流部で冷媒と合流させて前記圧縮機に戻す油戻し回路と、
前記蒸発器よりも下流側で前記合流部よりも上流側に設けられたアキュムレータと、
前記凝縮器よりも下流側で前記電子膨張弁よりも上流側に設けられ、前記凝縮器の出口側の冷媒の温度を検出する凝縮器出口温度センサと、
前記蒸発器よりも下流側で前記アキュムレータよりも上流側に設けられ、前記アキュムレータの入口側の冷媒の温度を検出するアキュムレータ入口温度センサと、
前記合流部で油と合流して前記圧縮機に吸入される吸入冷媒の過熱度に基づいて、前記電子膨張弁を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記凝縮器の出口側の冷媒の過冷却度が基準値以上の場合には、前記吸入冷媒の過熱度に基づいて前記電子膨張弁を制御し、
前記過冷却度が前記基準値未満の場合には、前記アキュムレータの入口側の冷媒の過熱度に基づいて前記電子膨張弁を制御すること
を特徴とする冷凍サイクル装置。 A refrigerant circuit in which a compressor, a condenser, an electronic expansion valve, and an evaporator are annularly connected in this order to circulate the refrigerant;
An oil separator that is provided downstream of the compressor and upstream of the condenser, and separates oil discharged from the compressor from the refrigerant;
The oil separator is connected downstream of the evaporator and a merging portion provided upstream of the compressor, and the oil separated by the oil separator is merged with the refrigerant at the merging portion. An oil return circuit for returning to the compressor;
An accumulator provided downstream of the evaporator and upstream of the junction; and
A condenser outlet temperature sensor which is provided downstream of the condenser and upstream of the electronic expansion valve, and detects the temperature of the refrigerant on the outlet side of the condenser;
An accumulator inlet temperature sensor that is provided downstream of the evaporator and upstream of the accumulator to detect the temperature of the refrigerant on the inlet side of the accumulator;
A control unit that controls the electronic expansion valve based on the degree of superheat of the refrigerant that is sucked into the compressor after joining the oil in the joining unit;
I have a,
The controller is
When the degree of supercooling of the refrigerant on the outlet side of the condenser is greater than or equal to a reference value, the electronic expansion valve is controlled based on the degree of superheating of the suction refrigerant,
When the degree of supercooling is less than the reference value, the electronic expansion valve is controlled based on the degree of superheat of the refrigerant on the inlet side of the accumulator .
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