JP6393973B2 - Refrigeration equipment - Google Patents
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本発明は、冷凍装置に関する。 The present invention relates to a refrigeration apparatus.
従来、圧縮機構で圧縮されて熱交換器で冷却された液冷媒を一時的に貯留するレシーバー、および、レシーバーで分離されたガス冷媒を圧縮機構の吸入側に間欠的に注入するためのガスインジェクション流路を備える冷凍装置が用いられている。このような冷凍装置では、例えば、特許文献1(特開2006−200890号公報)に開示されるように、レシーバーの上流側および下流側のそれぞれに開度調節可能な絞り機構が設けられ、ガスインジェクション流路の途中に開閉可能な二方弁が設けられている。特許文献1に開示される冷凍装置は、レシーバーに貯留される液冷媒が圧縮機構の吸入側に注入される現象である液戻りによる性能低下を防止するために、冷房運転時に外気温度が所定値より低い場合、または、暖房運転時に外気温度が所定値より高い場合に、ガスインジェクション流路の二方弁を閉じる制御を行う。また、この冷凍装置は、暖房運転時において、外気温度が低い場合に、下流側の熱交換器における冷媒の蒸発温度と、外気温度との間の差を確保するために、下流側の絞り機構の開度を抑える制御を行う。 Conventionally, a receiver that temporarily stores liquid refrigerant compressed by a compression mechanism and cooled by a heat exchanger, and gas injection for intermittently injecting gas refrigerant separated by the receiver to the suction side of the compression mechanism A refrigeration apparatus having a flow path is used. In such a refrigeration apparatus, for example, as disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-200890), a throttle mechanism capable of adjusting the opening degree is provided on each of the upstream side and the downstream side of the receiver, A two-way valve that can be opened and closed is provided in the middle of the injection flow path. In the refrigeration apparatus disclosed in Patent Document 1, in order to prevent performance deterioration due to liquid return, which is a phenomenon in which liquid refrigerant stored in a receiver is injected into the suction side of the compression mechanism, the outside air temperature is a predetermined value during cooling operation. When the temperature is lower, or when the outside air temperature is higher than a predetermined value during heating operation, control is performed to close the two-way valve of the gas injection flow path. In addition, this refrigeration apparatus has a downstream throttling mechanism in order to ensure a difference between the refrigerant evaporation temperature in the downstream heat exchanger and the outside air temperature when the outside air temperature is low during heating operation. The control which suppresses the opening degree of is performed.
しかし、下流側の絞り機構の開度を抑えると、ガスインジェクション流路の二方弁の開度が、下流側の絞り機構の開度より大きくなり、レシーバー内の冷媒がガスインジェクション流路を流れやすくなる。その結果、下流側の熱交換器に供給される冷媒の量が減少し、下流側の熱交換器が過熱運転するおそれがある。下流側の熱交換器に供給される冷媒の量を確保するためには、ガスインジェクション流路の二方弁を閉じる必要があるが、特許文献1に開示される冷凍装置では、外気温度が低い場合においても二方弁が開いた状態になっていることがあり、下流側の熱交換器の過熱運転を回避できないおそれがある。 However, if the opening of the downstream throttle mechanism is suppressed, the opening of the two-way valve in the gas injection flow path becomes larger than the opening of the downstream throttle mechanism, and the refrigerant in the receiver flows through the gas injection flow path. It becomes easy. As a result, the amount of refrigerant supplied to the downstream heat exchanger decreases, and the downstream heat exchanger may overheat. In order to secure the amount of refrigerant supplied to the downstream heat exchanger, it is necessary to close the two-way valve of the gas injection flow path. However, in the refrigeration apparatus disclosed in Patent Document 1, the outside air temperature is low. Even in this case, the two-way valve may be open, and there is a possibility that the overheat operation of the downstream heat exchanger cannot be avoided.
本発明の目的は、暖房運転時における下流側の熱交換器の過熱運転を防止することができる冷凍装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a refrigeration apparatus that can prevent an overheating operation of a downstream heat exchanger during a heating operation.
本発明の第1観点に係る冷凍装置は、圧縮機構、第1熱交換器、第1絞り機構、レシーバー、第2絞り機構および第2熱交換器が順次接続される冷媒回路を備える冷凍装置である。この冷凍装置は、切換機構と、ガスインジェクション流路と、ガスインジェクション弁と、制御部と、外気温度測定部とを備える。切換機構は、冷媒回路を循環する冷媒の流れ方向を切り換える。ガスインジェクション流路は、レシーバーと、圧縮機構の冷媒吸入側とを接続する。ガスインジェクション弁は、ガスインジェクション流路に設けられる。制御部は、ガスインジェクション弁の開閉状態を制御する。外気温度測定部は、外気温度を測定する。制御部は、暖房運転時において制御条件が満たされた場合に、ガスインジェクション弁を閉じる。制御条件は、外気温度測定部によって測定された外気温度が第1温度より低いことである。 A refrigeration apparatus according to a first aspect of the present invention is a refrigeration apparatus including a refrigerant circuit to which a compression mechanism, a first heat exchanger, a first throttle mechanism, a receiver, a second throttle mechanism, and a second heat exchanger are sequentially connected. is there. The refrigeration apparatus includes a switching mechanism, a gas injection flow path, a gas injection valve, a control unit, and an outside air temperature measurement unit. The switching mechanism switches the flow direction of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit. The gas injection flow path connects the receiver and the refrigerant suction side of the compression mechanism. The gas injection valve is provided in the gas injection flow path. The control unit controls the open / closed state of the gas injection valve. The outside air temperature measurement unit measures the outside air temperature. The control unit closes the gas injection valve when the control condition is satisfied during the heating operation. The control condition is that the outside air temperature measured by the outside air temperature measurement unit is lower than the first temperature.
この冷凍装置は、気液二相状態の冷媒を一時的に貯留するためのレシーバーを備える。気液二相状態では、液冷媒とガス冷媒とが混在している。ここで、第1熱交換器は、室外に設置される熱交換器であり、第2熱交換器は、室内に設置される熱交換器であるとする。切換機構は、冷房運転モードと暖房運転モードとを切り換える。冷房運転モードでは、冷媒は、圧縮機構、第1熱交換器、第1絞り機構、レシーバー、第2絞り機構、第2熱交換器冷媒、および圧縮機構の順に循環する。暖房運転モードでは、冷媒は、圧縮機構、第2熱交換器、第2絞り機構、レシーバー、第1絞り機構、第1熱交換器、および圧縮機構の順に循環する。ガスインジェクション流路は、レシーバー内の冷媒を圧縮機構の吸入側に間欠的に注入するための流路である。ガスインジェクション流路は、レシーバーと、圧縮機構の吸入管とを接続する配管である。 This refrigeration apparatus includes a receiver for temporarily storing a refrigerant in a gas-liquid two-phase state. In the gas-liquid two-phase state, liquid refrigerant and gas refrigerant are mixed. Here, it is assumed that the first heat exchanger is a heat exchanger installed outdoors, and the second heat exchanger is a heat exchanger installed indoors. The switching mechanism switches between the cooling operation mode and the heating operation mode. In the cooling operation mode, the refrigerant circulates in the order of the compression mechanism, the first heat exchanger, the first throttle mechanism, the receiver, the second throttle mechanism, the second heat exchanger refrigerant, and the compression mechanism. In the heating operation mode, the refrigerant circulates in the order of the compression mechanism, the second heat exchanger, the second throttle mechanism, the receiver, the first throttle mechanism, the first heat exchanger, and the compression mechanism. The gas injection channel is a channel for intermittently injecting the refrigerant in the receiver to the suction side of the compression mechanism. The gas injection flow path is a pipe that connects the receiver and the suction pipe of the compression mechanism.
この冷凍装置は、暖房運転時において、外気温度が所定の第1温度より低い場合に、ガスインジェクション弁を閉じる制御を行う。暖房運転時において、外気温度が低い場合、第1熱交換器を流れる冷媒の蒸発温度と、外気温度との間の差を確保するために、冷媒の蒸発温度を低くする必要がある。冷媒の蒸発温度を低くするためには、第1絞り機構の開度を低くして、第1熱交換器に供給される冷媒の量を抑える必要がある。そのため、暖房運転時において、外気温度が低い場合、第1絞り機構の開度の低下によって、レシーバー内の冷媒が第1熱交換器に供給されにくくなる。しかし、この冷凍装置は、暖房運転時において、外気温度が所定の値より低い場合に、ガスインジェクション弁を閉じる制御を行うことで、レシーバー内の冷媒がガスインジェクション流路を介して圧縮機構の吸入側に供給されることを防止する。これにより、レシーバー内の冷媒は、レシーバーの下流側に位置する第1熱交換器に向かって流れやすくなる。そのため、この冷凍装置は、暖房運転時において、レシーバーから第1熱交換器に供給される冷媒の量が異常に低下して、第1熱交換器が過熱運転することを防止することができる。 This refrigeration apparatus performs control to close the gas injection valve when the outside air temperature is lower than a predetermined first temperature during heating operation. When the outside air temperature is low during the heating operation, it is necessary to lower the evaporation temperature of the refrigerant in order to ensure the difference between the evaporation temperature of the refrigerant flowing through the first heat exchanger and the outside air temperature. In order to lower the evaporation temperature of the refrigerant, it is necessary to reduce the amount of refrigerant supplied to the first heat exchanger by lowering the opening of the first throttle mechanism. Therefore, when the outside air temperature is low during the heating operation, the refrigerant in the receiver is hardly supplied to the first heat exchanger due to the decrease in the opening degree of the first throttle mechanism. However, this refrigeration apparatus controls the gas injection valve to close when the outside air temperature is lower than a predetermined value during heating operation, so that the refrigerant in the receiver is sucked into the compression mechanism via the gas injection flow path. To prevent being supplied to the side. Thereby, the refrigerant | coolant in a receiver becomes easy to flow toward the 1st heat exchanger located in the downstream of a receiver. Therefore, this refrigeration apparatus can prevent the first heat exchanger from being overheated due to an abnormal decrease in the amount of refrigerant supplied from the receiver to the first heat exchanger during the heating operation.
従って、本発明の第1観点に係る冷凍装置は、外気温度に基づいて、暖房運転時における下流側の熱交換器の過熱運転を防止することができる。 Therefore, the refrigeration apparatus according to the first aspect of the present invention can prevent overheating operation of the downstream heat exchanger during heating operation based on the outside air temperature.
本発明の第2観点に係る冷凍装置は、第1観点に係る冷凍装置であって、第1冷媒温度測定部と、第2冷媒温度測定部とをさらに備える。第1冷媒温度測定部は、低圧側熱交換器に流入する冷媒の温度を測定する。第2冷媒温度測定部は、第1冷媒温度測定部によって温度が測定される冷媒より下流を流れる冷媒の温度を測定する。低圧側熱交換器は、第1熱交換器または第2熱交換器であって冷媒回路の低圧部に位置している熱交換器である。制御条件は、外気温度測定部によって測定された外気温度が第1温度より低く、かつ、第1冷媒温度測定部によって測定された冷媒の温度が第2冷媒温度測定部によって測定された冷媒の温度より低いことである。 The refrigeration apparatus according to the second aspect of the present invention is the refrigeration apparatus according to the first aspect, further comprising a first refrigerant temperature measurement unit and a second refrigerant temperature measurement unit. The first refrigerant temperature measurement unit measures the temperature of the refrigerant flowing into the low pressure side heat exchanger. The second refrigerant temperature measurement unit measures the temperature of the refrigerant flowing downstream from the refrigerant whose temperature is measured by the first refrigerant temperature measurement unit. The low pressure side heat exchanger is a heat exchanger that is a first heat exchanger or a second heat exchanger and is located in a low pressure portion of the refrigerant circuit. The control condition is that the outside air temperature measured by the outside air temperature measuring unit is lower than the first temperature, and the refrigerant temperature measured by the first refrigerant temperature measuring unit is measured by the second refrigerant temperature measuring unit. Is lower.
この冷凍装置は、暖房運転時において、第1冷媒温度測定部は、第1熱交換器に流入する冷媒の温度を測定し、第2冷媒温度測定部は、第1冷媒温度測定部によって温度が測定される冷媒より下流を流れる冷媒の温度を測定する。第2冷媒温度測定部は、例えば、第1熱交換器を流れる冷媒の温度を測定する。 In the refrigeration apparatus, during the heating operation, the first refrigerant temperature measurement unit measures the temperature of the refrigerant flowing into the first heat exchanger, and the second refrigerant temperature measurement unit has the temperature measured by the first refrigerant temperature measurement unit. The temperature of the refrigerant flowing downstream from the measured refrigerant is measured. A 2nd refrigerant | coolant temperature measurement part measures the temperature of the refrigerant | coolant which flows through a 1st heat exchanger, for example.
この冷凍装置は、暖房運転時において、外気温度が所定の第1温度より低く、かつ、第1熱交換器に流入する冷媒の温度である上流側冷媒温度が、その冷媒より下流側を流れる冷媒の温度である下流側冷媒温度と比べてより低い場合に、ガスインジェクション弁を閉じる制御を行う。第1熱交換器を通過する冷媒の量が適正である場合、第1熱交換器の内部で圧力損失により冷媒の温度が低下するので、上流側冷媒温度は下流側冷媒温度より高くなる。しかし、レシーバー内の冷媒がガスインジェクション流路を介して圧縮機構の吸入側に流れると、第1熱交換器を通過する冷媒の量が減少して、第1熱交換器の内部で冷媒がすぐに蒸発するので、下流側冷媒温度が徐々に外気温度に近付いていく。この傾向が続くと、下流側冷媒温度が上流側冷媒温度より高くなる。この冷凍装置は、暖房運転時において、外気温度が第1温度より低く、かつ、下流側冷媒温度が上流側冷媒温度より高い場合に、ガスインジェクション弁を閉じる制御を行うことで、レシーバー内の冷媒がガスインジェクション流路を介して圧縮機構の吸入側に供給されることを防止する。これにより、レシーバー内の冷媒は、レシーバーの下流側に位置する第1熱交換器に向かって流れやすくなる。そのため、この冷凍装置は、暖房運転時において、レシーバーから第1熱交換器に供給される冷媒の量が異常に低下して、第1熱交換器が過熱運転することを防止することができる。 In this refrigeration apparatus, during the heating operation, the outside air temperature is lower than a predetermined first temperature, and the upstream refrigerant temperature, which is the temperature of the refrigerant flowing into the first heat exchanger, flows downstream from the refrigerant. Control is performed to close the gas injection valve when the temperature is lower than the downstream refrigerant temperature, which is the temperature of the gas. When the amount of refrigerant passing through the first heat exchanger is appropriate, the temperature of the refrigerant decreases due to pressure loss inside the first heat exchanger, so the upstream refrigerant temperature becomes higher than the downstream refrigerant temperature. However, when the refrigerant in the receiver flows to the suction side of the compression mechanism via the gas injection flow path, the amount of refrigerant passing through the first heat exchanger decreases, and the refrigerant immediately flows inside the first heat exchanger. As a result, the downstream refrigerant temperature gradually approaches the outside air temperature. If this tendency continues, the downstream refrigerant temperature becomes higher than the upstream refrigerant temperature. In the refrigeration apparatus, during the heating operation, when the outside air temperature is lower than the first temperature and the downstream refrigerant temperature is higher than the upstream refrigerant temperature, the refrigerant in the receiver is controlled by closing the gas injection valve. Is prevented from being supplied to the suction side of the compression mechanism via the gas injection flow path. Thereby, the refrigerant | coolant in a receiver becomes easy to flow toward the 1st heat exchanger located in the downstream of a receiver. Therefore, this refrigeration apparatus can prevent the first heat exchanger from being overheated due to an abnormal decrease in the amount of refrigerant supplied from the receiver to the first heat exchanger during the heating operation.
従って、本発明の第2観点に係る冷凍装置は、外気温度、および、熱交換器を通過する冷媒の温度に基づいて、暖房運転時における下流側の熱交換器の過熱運転を防止することができる。 Therefore, the refrigeration apparatus according to the second aspect of the present invention can prevent the overheating operation of the downstream heat exchanger during the heating operation based on the outside air temperature and the temperature of the refrigerant passing through the heat exchanger. it can.
本発明の第3観点に係る冷凍装置は、第1観点または第2観点に係る冷凍装置であって、回転数測定部をさらに備える。回転数測定部は、圧縮機構の回転数を測定する。制御部は、暖房運転時において制御条件が満たされた場合に、ガスインジェクション弁を閉じる。制御条件は、回転数測定部によって測定された圧縮機構の回転数が第1回転数より低いことをさらに含む。 The refrigeration apparatus according to the third aspect of the present invention is the refrigeration apparatus according to the first aspect or the second aspect, and further includes a rotation speed measurement unit. The rotation speed measurement unit measures the rotation speed of the compression mechanism. The control unit closes the gas injection valve when the control condition is satisfied during the heating operation. The control condition further includes that the rotational speed of the compression mechanism measured by the rotational speed measurement unit is lower than the first rotational speed.
この冷凍装置は、暖房運転時において、圧縮機構の回転数(周波数)が所定の第1回転数より低い場合に、ガスインジェクション弁を閉じる制御を行う。圧縮機構の回転数が低い場合、ガスインジェクション流路を介してレシーバーから圧縮機構の吸入側に供給される冷媒の量は、圧縮機構の冷媒を圧縮する能力と比べて過剰になる。この場合、冷媒回路を循環する冷媒の量が適正でなくなり、冷凍装置の性能が低下するおそれがある。この冷凍装置は、暖房運転時において、圧縮機構の回転数が第1回転数より低い場合に、ガスインジェクション弁を閉じる制御を行うことで、レシーバー内の冷媒がガスインジェクション流路を介して圧縮機構の吸入側に過剰に供給されることを防止する。 This refrigeration apparatus performs control to close the gas injection valve when the rotation speed (frequency) of the compression mechanism is lower than a predetermined first rotation speed during heating operation. When the rotation speed of the compression mechanism is low, the amount of refrigerant supplied from the receiver to the suction side of the compression mechanism via the gas injection flow path becomes excessive as compared with the capacity of the compression mechanism to compress the refrigerant. In this case, the amount of refrigerant circulating through the refrigerant circuit is not appropriate, and the performance of the refrigeration apparatus may be reduced. In the refrigeration apparatus, when the rotation speed of the compression mechanism is lower than the first rotation speed during heating operation, the refrigerant in the receiver is controlled via the gas injection flow path by performing control to close the gas injection valve. To prevent excessive supply to the suction side.
従って、本発明の第3観点に係る冷凍装置は、圧縮機構の回転数に基づいて、暖房運転時における性能低下を抑制することができる。 Therefore, the refrigeration apparatus according to the third aspect of the present invention can suppress performance degradation during heating operation based on the rotation speed of the compression mechanism.
本発明の第4観点に係る冷凍装置は、第1観点乃至第3観点のいずれか1つに係る冷凍装置であって、制御部は、少なくとも第1時間、制御条件が連続して満たされた場合に、ガスインジェクション弁を閉じる。 A refrigeration apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the refrigeration apparatus according to any one of the first aspect to the third aspect, and the control unit continuously satisfies the control condition for at least a first time. If so, close the gas injection valve.
この冷凍装置は、制御部は、上記の各制御条件が、所定の第1時間連続して満たされた場合に、ガスインジェクション弁を閉じる制御を行う。複数の制御条件が存在する場合、制御部は、制御条件ごとに第1時間を設定することができる。この冷凍装置は、ガスインジェクション弁を開閉する制御を行う回数を抑えることができる。 In the refrigeration apparatus, the control unit performs control to close the gas injection valve when each of the above control conditions is satisfied continuously for a predetermined first time. When there are a plurality of control conditions, the control unit can set the first time for each control condition. This refrigeration apparatus can suppress the number of times of performing control for opening and closing the gas injection valve.
従って、本発明の第4観点に係る冷凍装置は、ガスインジェクション弁の劣化を抑制することができる。 Therefore, the refrigeration apparatus according to the fourth aspect of the present invention can suppress the deterioration of the gas injection valve.
本発明の第5観点に係る冷凍装置は、第1観点乃至第4観点のいずれか1つに係る冷凍装置であって、制御部は、外気温度測定部によって測定された外気温度が、第1温度より高い第2温度以上であるという条件が満たされた場合に、ガスインジェクション弁を開ける制御をさらに行う。The refrigeration apparatus according to the fifth aspect of the present invention is the refrigeration apparatus according to any one of the first aspect to the fourth aspect, wherein the control unit is configured such that the outside air temperature measured by the outside air temperature measurement unit is the first. Control is further performed to open the gas injection valve when the condition that the temperature is equal to or higher than the second temperature higher than the temperature is satisfied.
第1観点に係る冷凍装置は、外気温度に基づいて、暖房運転時における下流側の熱交換器の過熱運転を防止することができる。 The refrigeration apparatus according to the first aspect can prevent the overheat operation of the downstream heat exchanger during the heating operation based on the outside air temperature.
第2観点に係る冷凍装置は、外気温度、および、熱交換器を通過する冷媒の温度に基づいて、暖房運転時における下流側の熱交換器の過熱運転を防止することができる。 The refrigeration apparatus according to the second aspect can prevent the overheating operation of the downstream heat exchanger during the heating operation based on the outside air temperature and the temperature of the refrigerant passing through the heat exchanger.
第3観点に係る冷凍装置は、圧縮機構の回転数に基づいて、暖房運転時における性能低下を抑制することができる。 The refrigeration apparatus according to the third aspect can suppress performance degradation during heating operation based on the rotation speed of the compression mechanism.
第4観点に係る冷凍装置は、ガスインジェクション弁の劣化を抑制することができる。 The refrigeration apparatus according to the fourth aspect can suppress the deterioration of the gas injection valve.
―第1実施形態―
(1)空気調和装置の構成
本発明の第1実施形態に係る冷凍装置について、図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係る冷凍装置である空気調和装置1のブロック図である。空気調和装置1は、R410AおよびR32等のフロン系冷媒を使用して、冷房運転および暖房運転を行う装置である。空気調和装置1は、主として、冷媒回路2、室内ファン3、室外ファン4、制御装置5、および外気温度測定装置6を備える。冷媒回路2は、主として、圧縮機11、四方切換弁12、室外熱交換器13、第1電動膨張弁14、レシーバー15、第2電動膨張弁16、室内熱交換器17、ガスインジェクション管18、ガスインジェクション弁19、およびキャピラリーチューブ21から構成される。冷媒回路2を構成する各装置は、冷媒配管を介して接続されている。
-First embodiment-
(1) Configuration of Air Conditioner The refrigeration apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an air conditioner 1 that is a refrigeration apparatus according to the present embodiment. The air conditioner 1 is a device that performs a cooling operation and a heating operation using a chlorofluorocarbon refrigerant such as R410A and R32. The air conditioner 1 mainly includes a refrigerant circuit 2, an
空気調和装置1は、室外ユニット10と室内ユニット20とから構成される、分離型の空気調和装置である。室外ユニット10は、主として、圧縮機11、四方切換弁12、室外熱交換器13、第1電動膨張弁14、レシーバー15、第2電動膨張弁16、ガスインジェクション管18、ガスインジェクション弁19、キャピラリーチューブ21、室外ファン4、制御装置5、および外気温度測定装置6を有する。室内ユニット20は、主として、室内熱交換器17、および室内ファン3を有する。図1に示されるように、室外ユニット10は、第1連絡配管31および第2連絡配管32を介して室内ユニット20と接続されている。次に、冷媒回路2を構成する各装置について、それぞれ説明する。
The air conditioner 1 is a separation-type air conditioner that includes an
圧縮機11は、冷媒配管の一部である吸入管11aおよび吐出管11bに接続されている。圧縮機11は、吸入管11aから低圧のガス冷媒を吸入して圧縮し、吐出管11bに高温高圧の冷媒を吐出する。圧縮機11は、モータの回転数が制御可能である、能力可変型の圧縮機である。
The
四方切換弁12は、運転モードに応じて、冷媒回路2における冷媒の流れ方向を切り換えるための弁である。運転モードは、冷房運転を行う冷房運転モードと、暖房運転を行う暖房運転モードとからなる。図1に示される四方切換弁12において、実線は冷房運転モードにおける流路を表し、点線は暖房運転モードにおける流路を表す。四方切換弁12は、冷房運転モードにおいて、圧縮機11の吐出管11bと室外熱交換器13とを接続し、圧縮機11の吸入管11aと室内熱交換器17とを接続する。四方切換弁12は、暖房運転モードにおいて、圧縮機11の吐出管11bと室内熱交換器17とを接続し、圧縮機11の吸入管11aと室外熱交換器13とを接続する。
The four-
冷房運転モードにおいて、冷媒は、圧縮機11、四方切換弁12、室外熱交換器13、第1電動膨張弁14、レシーバー15、第2電動膨張弁16、室内熱交換器17、四方切換弁12、および圧縮機11の順に循環する。暖房運転モードにおいて、冷媒は、圧縮機11、四方切換弁12、室内熱交換器17、第2電動膨張弁16、レシーバー15、第1電動膨張弁14、室外熱交換器13、四方切換弁12、および圧縮機11の順に循環する。
In the cooling operation mode, the refrigerant is the
室外熱交換器13は、冷房運転モードにおいて、圧縮機11から吐出された高温高圧の冷媒と、室外ユニット10が設置されている屋外の空気との間で熱交換を行う。冷房運転モードにおいて、室外熱交換器13を流れる高温高圧の冷媒は冷却されて液冷媒となる。室外熱交換器13は、暖房運転モードにおいて、第1電動膨張弁14を通過して減圧された冷媒と、屋外の空気との間で熱交換を行う。暖房運転モードにおいて、室外熱交換器13を流れる冷媒は加熱されて蒸発し、ガス冷媒となる。
The
第1電動膨張弁14は、冷房運転モードにおいて、室外熱交換器13から流入してくる冷媒を減圧する。第1電動膨張弁14は、暖房運転モードにおいて、レシーバー15から流入してくる冷媒を減圧する。
The first
レシーバー15は、運転モードおよび空調負荷に応じて、冷媒回路2にとって余剰となる冷媒を貯留する。
The
第2電動膨張弁16は、冷房運転モードにおいて、レシーバー15から流入してくる冷媒を減圧する。第2電動膨張弁16は、暖房運転モードにおいて、室内熱交換器17から流入してくる冷媒を減圧する。
The second
室内熱交換器17は、第1連絡配管31を介して第2電動膨張弁16に接続され、かつ、第2連絡配管32を介して四方切換弁12に接続されている。
The
室内熱交換器17は、冷房運転モードにおいて、第2電動膨張弁16を通過して減圧された冷媒と、室内ユニット20が設置されている室内の空気との間で熱交換を行う。冷房運転モードにおいて、室内熱交換器17を流れる冷媒は、熱交換により加熱されてガス冷媒となり、圧縮機11の吸入管11aに送られる。冷房運転モードにおいて、室内の空気は、室内熱交換器17での熱交換により冷却されて調和空気となる。
In the cooling operation mode, the
室内熱交換器17は、暖房運転モードにおいて、圧縮機11の吐出管11bから流入してくる高温高圧の冷媒と、室内ユニット20が設置されている室内の空気との間で熱交換を行う。暖房運転モードにおいて、室内熱交換器17を流れる高温高圧の冷媒は、熱交換により冷却されて液冷媒となり、レシーバー15に送られる。暖房運転モードにおいて、室内の空気は、室内熱交換器17での熱交換により加熱されて調和空気となる。
In the heating operation mode, the
ガスインジェクション管18は、レシーバー15と、圧縮機11の吸入管11aとを接続する配管である。ガスインジェクション管18は、レシーバー15に貯留されているガス冷媒を、圧縮機11の吸入管11aに注入するための配管である。ガスインジェクション管18による冷媒の注入によって、レシーバー15内の冷媒量、および、圧縮機11に吸入される冷媒の乾き度や過熱度を調整することができる。
The
ガスインジェクション弁19は、ガスインジェクション管18に取り付けられる電磁弁である。空気調和装置1の運転時において、レシーバー15に貯留されるガス冷媒の圧力は、圧縮機11の吸入管11aを流れるガス冷媒の圧力より高い。ガスインジェクション弁19が開いているとき、レシーバー15に貯留されているガス冷媒は、ガスインジェクション管18およびキャピラリーチューブ21を経由して、圧縮機11の吸入管11aに供給される。ガスインジェクション弁19が閉じているとき、レシーバー15に貯留されているガス冷媒は、圧縮機11の吸入管11aに供給されない。空気調和装置1の運転起動前において、レシーバー15に貯留されている冷媒が圧縮機11に戻ることを防止するために、ガスインジェクション弁19は閉じられている。
The
キャピラリーチューブ21は、ガスインジェクション管18に取り付けられる細管である。キャピラリーチューブ21は、図1に示されるように、ガスインジェクション弁19と、圧縮機11の吸入管11aとの間に取り付けられている。キャピラリーチューブ21は、冷媒の絞り膨張、および、冷媒の流れの抵抗として作用する。冷媒の圧力は、キャピラリーチューブ21を通過することで低下する。
The
室内ファン3は、室内ユニット20の内部において、室内熱交換器17の近傍に設置される。室内ファン3は、室内ユニット20の内部に室内の空気を送り込み、室内熱交換器17を流れる冷媒と熱交換した空気を、室内に排気するためのファンである。室内ファン3が室内に排気する空気は、冷房運転モードでは冷却された調和空気であり、暖房運転モードでは加熱された調和空気である。
The
室外ファン4は、室外ユニット10の内部において、室外熱交換器13の近傍に設置される。室外ファン4は、室外ユニット10の内部に室外の空気を送り込み、室外熱交換器13を流れる冷媒と熱交換した空気を、室外に排気するためのファンである。
The outdoor fan 4 is installed in the vicinity of the
制御装置5は、圧縮機11、四方切換弁12、第1電動膨張弁14、第2電動膨張弁16、ガスインジェクション弁19、室内ファン3、室外ファン4、および外気温度測定装置6等に通信線を介して接続されているコンピュータである。制御装置5は、圧縮機11の能力、四方切換弁12の状態、第1電動膨張弁14の開度、第2電動膨張弁16の開度、ガスインジェクション弁19の開度、室内ファン3の回転数、および室外ファン4の回転数等を取得および制御することができる。圧縮機11の能力は、例えば、単位時間当たりの冷媒の吐出量、または、圧縮機11が備えるモータの回転数である。四方切換弁12の状態は、空気調和装置1が冷房運転モードまたは暖房運転モードのいずれかにあるかを表す情報である。制御装置5は、冷媒回路2を構成する各装置から種種のデータを取得して、第1電動膨張弁14の開度、および第2電動膨張弁16の開度を制御する。制御装置5は、外気温度測定装置6によって測定された外気温度を取得する。
The
外気温度測定装置6は、例えば、室外ユニット10のケーシングに取り付けられる温度計である。外気温度測定装置6は、室外ユニット10が設置されている屋外の空気の温度である外気温度を測定する。なお、外気温度測定装置6は、屋外の空気の温度を測定するための装置であれば、室外ユニット10から独立した装置であってもよい。
The outside temperature measuring device 6 is a thermometer attached to the casing of the
(2)空気調和装置の動作
冷房運転モードおよび暖房運転モードにおける、空気調和装置1の運転動作について、図1および図2を用いて説明する。図2は、空気調和装置1の冷凍サイクルを表す、冷媒のモリエル線図(圧力−エンタルピー線図)である。図2には、冷媒の乾き飽和蒸気線L1、および、冷媒の飽和液線L2が示されている。図2に示される符号A〜Hにおける冷媒の状態は、それぞれ、図1において符号A〜Hで示される冷房運転モードにおける冷媒の状態に対応する。
(2) Operation of Air Conditioner The operation of the air conditioner 1 in the cooling operation mode and the heating operation mode will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 2 is a Mollier diagram (pressure-enthalpy diagram) of the refrigerant representing the refrigeration cycle of the air conditioner 1. FIG. 2 shows a dry saturated vapor line L1 of the refrigerant and a saturated liquid line L2 of the refrigerant. The refrigerant states at A to H shown in FIG. 2 respectively correspond to the refrigerant states in the cooling operation mode shown at A to H in FIG.
図2において、A→Bはガス冷媒の圧縮行程を表し、B→Cは冷媒の冷却行程を表し、C→D1は冷媒の第1膨張行程を表し、D2→Eは冷媒の第2膨張行程を表し、E→Hは冷媒の蒸発行程を表す。空気調和装置1は、運転中において、A→B→C→D1→D2→E→H→Aの冷凍サイクルを繰り返す。 In FIG. 2, A → B represents the compression stroke of the gas refrigerant, B → C represents the cooling stroke of the refrigerant, C → D1 represents the first expansion stroke of the refrigerant, and D2 → E represents the second expansion stroke of the refrigerant. E → H represents the evaporation process of the refrigerant. The air conditioner 1 repeats the refrigeration cycle of A-> B-> C-> D1-> D2-> E-> H-> A during operation.
図2において、D1およびD2は、レシーバー15内の冷媒の状態を表す。D1は、レシーバー15に流入する気液二相状態の冷媒を表す。D2は、レシーバー15内に貯留され、レシーバー15から流出する飽和状態の液冷媒を表す。D2は、飽和液線L2上に位置している。
In FIG. 2, D <b> 1 and D <b> 2 represent the state of the refrigerant in the
図2において、Fは、レシーバー15から流出する気液二相状態の冷媒を表す。Fは、乾き飽和蒸気線L1上に位置している。F→Gは、ガスインジェクション弁19における冷媒の蒸発工程を示す。室外熱交換器13または室内熱交換器17で蒸発した冷媒(図2の符号H)は、ガスインジェクション弁19で蒸発した冷媒(図2の符号G)と合流して、圧縮機11の吸入管11aに供給されるガス冷媒(図2の符号A)となる。
In FIG. 2, F represents a gas-liquid two-phase refrigerant that flows out from the
(2−1)冷房運転モード
冷房運転モードでは、四方切換弁12は、図1の実線で示される状態にある。すなわち、圧縮機11の吐出側が室外熱交換器13の高温側に接続され、かつ、圧縮機11の吸入側が室内熱交換器17の高温側に接続されている。
(2-1) Cooling Operation Mode In the cooling operation mode, the four-
冷房運転モードでは、圧縮機11を起動すると、低圧のガス冷媒が圧縮機11に吸入されて圧縮され、高温高圧のガス冷媒が圧縮機11から吐出される。次に、高温高圧のガス冷媒は、四方切換弁12を経由して室外熱交換器13に送られ、室外熱交換器13において冷却されて液冷媒となる。次に、液冷媒は、第1電動膨張弁14を通過して減圧され、気液二相状態の冷媒となる。次に、気液二相状態の冷媒は、レシーバー15に送られ、冷媒の一部は液冷媒としてレシーバー15に貯留される。次に、レシーバー15から流出した液冷媒は、第2電動膨張弁16を通過して減圧されて気液二相状態の冷媒となる。次に、減圧された気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器17において加熱されて蒸発し、ガス冷媒となる。室内熱交換器17において、冷媒と室内の空気との間の熱交換によって、室内の空気が冷却される。次に、ガス冷媒は、四方切換弁12を経由して、再び、圧縮機11に吸入される。制御装置23は、冷房運転モードにおいて、上記制御を実行するために空気調和装置1の各装置を制御する。
In the cooling operation mode, when the
冷房運転モードでは、ガスインジェクション管18を流れる冷媒の量を増やして、圧縮機11によって吸引される冷媒の温度を低下させることで、圧縮機11の温度上昇を抑えることができる。
In the cooling operation mode, an increase in the temperature of the
(2−2)暖房運転モード
暖房運転モードでは、四方切換弁12は、図1の点線で示される状態にある。すなわち、圧縮機11の吐出側が室内熱交換器17の高温側に接続され、かつ、圧縮機11の吸入側が室外熱交換器13の高温側に接続されている。
(2-2) Heating operation mode In the heating operation mode, the four-
暖房運転モードでは、圧縮機11を起動すると、低圧のガス冷媒が圧縮機11に吸入されて圧縮され、高温高圧のガス冷媒が圧縮機11から吐出される。次に、高温高圧のガス冷媒は、四方切換弁12を経由して室内熱交換器17に送られ、室内熱交換器17において冷却されて液冷媒となる。室内熱交換器17において、冷媒と室内の空気との間の熱交換によって、室内の空気が加熱される。次に、液冷媒は、第2電動膨張弁16を通過して減圧され、気液二相状態の冷媒となる。次に、気液二相状態の冷媒は、レシーバー15に送られ、冷媒の一部は液冷媒としてレシーバー15に貯留される。次に、レシーバー15から流出した液冷媒は、第1電動膨張弁14を通過して減圧されて気液二相状態の冷媒となる。次に、減圧された気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器13において加熱されて蒸発し、ガス冷媒となる。次に、ガス冷媒は、四方切換弁12を経由して、再び、圧縮機11に吸入される。制御装置23は、暖房運転モードにおいて、上記制御を実行するために空気調和装置1の各装置を制御する。
In the heating operation mode, when the
暖房運転モードでは、ガスインジェクション管18を流れる冷媒の量を抑えて、圧縮機11によって吸引される冷媒の温度をできるだけ低下させないようにしつつ、室内熱交換器17を通過する冷媒の流量をできるだけ増加させることで、室内熱交換器17の熱交換の効率を向上させることができる。
In the heating operation mode, the flow rate of the refrigerant passing through the
(2−3)冷媒回路の制御
空気調和装置1の運転起動前において、第1電動膨張弁14、第2電動膨張弁16、およびガスインジェクション弁19は閉じられている。空気調和装置1の運転起動時において、制御装置5は、最初に、冷媒回路2の高圧部に位置している高圧側電動弁を全開にし、次に、冷媒回路2の低圧部に位置している低圧側電動弁を全開にする制御を行う。高圧側電動弁は、高温高圧の冷媒が通過する電動膨張弁である。高圧側電動弁は、冷房運転モードでは第1電動膨張弁14であり、暖房運転モードでは第2電動膨張弁16である。制御装置5は、空気調和装置1の運転起動後、所定の時間が経過して冷媒回路2を循環する冷媒の状態が安定した後に、ガスインジェクション弁19を開ける制御を行う。
(2-3) Control of Refrigerant Circuit Before the operation of the air conditioner 1 is started, the first
空気調和装置1の運転時において、制御装置5は、外気温度測定装置6によって測定された外気温度を定期的に取得する。制御装置5は、所定の温度である第1温度を記憶している。第1温度は、例えば、空気調和装置1の管理者等によって予め設定されている。制御装置5は、暖房運転モードにおいて、外気温度と第1温度とを定期的に比較して、外気温度が第1温度より低いという第1制御条件が満たされた場合に、ガスインジェクション弁19を閉じる制御を行う。
During the operation of the air conditioner 1, the
なお、空気調和装置1の運転起動時から所定の時間が経過するまでの間、および、空気調和装置1のデフロスト運転起動時から所定の時間が経過するまでの間は、冷媒回路2を循環する冷媒の状態が安定していないので、上記のガスインジェクション弁19を閉じる制御を行わない。
The refrigerant circuit 2 is circulated until a predetermined time has elapsed since the start of the operation of the air conditioner 1 and until a predetermined time has elapsed since the start of the defrost operation of the air conditioner 1. Since the state of the refrigerant is not stable, the control for closing the
(3)特徴
空気調和装置1は、気液二相状態の冷媒を一時的に貯留するためのレシーバー15を備える。空気調和装置1の運転時において、ガスインジェクション弁19が開いている場合、レシーバー15に貯留されているガス冷媒は、ガスインジェクション管18を介して、圧縮機11の吸入管11aに注入される。
(3) Features The air conditioner 1 includes a
空気調和装置1は、暖房運転モードにおいて、外気温度測定装置6によって測定された外気温度が所定の第1温度より低い場合に、ガスインジェクション弁19を閉じる制御を行う。ガスインジェクション弁19が閉じている場合、レシーバー15に貯留されているガス冷媒は、ガスインジェクション管18を介して、圧縮機11の吸入管11aに注入されない。これにより、レシーバー15内の冷媒は、レシーバー15の下流側に位置する室外熱交換器13に向かって流れやすくなる。
In the heating operation mode, the air conditioner 1 performs control to close the
暖房運転モードでは、外気温度が低いほど、室外熱交換器13における冷媒の蒸発温度と、外気温度との差が小さくなる。そのため、暖房運転モードにおいて、外気温度が低い場合、室外熱交換器13における冷媒の蒸発温度と、外気温度との差を確保して、室外熱交換器13における熱交換効率を向上させるために、冷媒の蒸発温度を低くする必要がある。室外熱交換器13における冷媒の蒸発温度を低くするためには、第1電動膨張弁14の開度を低くして、室外熱交換器13に供給される冷媒の量を抑える必要がある。このとき、ガスインジェクション弁19が開いていると、レシーバー15内の冷媒の一部は、ガスインジェクション管18を流れて圧縮機11の吸入管11aに注入されるので、レシーバー15内の冷媒が、室外熱交換器13に供給されにくくなる。
In the heating operation mode, the lower the outside air temperature, the smaller the difference between the refrigerant evaporation temperature in the
しかし、空気調和装置1は、暖房運転モードにおいて、外気温度が第1温度より低い場合に、ガスインジェクション弁19を閉じる制御を行うことで、レシーバー15内の冷媒がガスインジェクション管18を流れて圧縮機11の吸入管11aに供給されることを防止する。そのため、空気調和装置1は、暖房運転モードにおいて、室外熱交換器13を流れる冷媒の量が異常に低下して、室外熱交換器13が過熱運転することを防止することができる。
However, in the heating operation mode, the air conditioner 1 performs control to close the
従って、本実施形態に係る空気調和装置1は、外気温度に基づいて、暖房運転モードにおける室外熱交換器13の過熱運転を防止することができる。
―参考例―
本発明の参考例に係る冷凍装置について、図面を参照しながら説明する。図3は、本実施形態に係る冷凍装置である空気調和装置101のブロック図である。図3において、第1実施形態の空気調和装置1と共通する構成要素には、図1に示される参照符号と同じ参照符号が与えられている。以下、空気調和装置101と、第1実施形態の空気調和装置1との間の相違点について主に説明する。
Therefore, the air conditioning apparatus 1 according to the present embodiment can prevent the overheating operation of the
―Reference example―
A refrigerating apparatus according to a reference example of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a block diagram of an
空気調和装置101は、R410AおよびR32等のフロン系冷媒を冷媒として使用し、冷房運転および暖房運転を行う装置である。空気調和装置101は、主として、冷媒回路2、室内ファン3、室外ファン4、制御装置5、第1冷媒温度測定装置7、および第2冷媒温度測定装置8を備える。冷媒回路2は、主として、圧縮機11、四方切換弁12、室外熱交換器13、第1電動膨張弁14、レシーバー15、第2電動膨張弁16、室内熱交換器17、ガスインジェクション管18、およびガスインジェクション弁19から構成される。冷媒回路2を構成する各装置は、冷媒配管を介して接続されている。
The
空気調和装置1は、室外ユニット10と室内ユニット20とから構成される、分離型の空気調和装置である。室外ユニット10は、主として、圧縮機11、四方切換弁12、室外熱交換器13、第1電動膨張弁14、レシーバー15、第2電動膨張弁16、ガスインジェクション管18、ガスインジェクション弁19、室外ファン4、制御装置5、第1冷媒温度測定装置7、および第2冷媒温度測定装置8を有する。室内ユニット20は、主として、室内熱交換器17、および室内ファン3を有する。図3に示されるように、室外ユニット10は、第1連絡配管31および第2連絡配管32を介して室内ユニット20と接続されている。圧縮機11は、冷媒配管の一部である吸入管11aおよび吐出管11bに接続されている。冷房運転モードおよび暖房運転モードにおける、空気調和装置101の運転動作は、第1実施形態の空気調和装置1の運転動作と同じである。
The air conditioner 1 is a separation-type air conditioner that includes an
第1冷媒温度測定装置7は、室外熱交換器13に流入する冷媒の温度を測定する。第1冷媒温度測定装置7は、例えば、室外熱交換器13に接続される冷媒配管の外周に取り付けられている。
The first refrigerant temperature measuring device 7 measures the temperature of the refrigerant flowing into the
第2冷媒温度測定装置8は、第1冷媒温度測定装置7によって温度が測定される冷媒より下流を流れる冷媒の温度を測定する。本実施形態において、第2冷媒温度測定装置8は、図3に示されるように、室外熱交換器13内の冷媒流路の上流側を流れる冷媒の温度を測定する。第2冷媒温度測定装置8は、例えば、室外熱交換器13の熱交換部の外周に取り付けられている。
The second refrigerant
制御装置5は、圧縮機11、四方切換弁12、第1電動膨張弁14、第2電動膨張弁16、ガスインジェクション弁19、室内ファン3、室外ファン4、第1冷媒温度測定装置7、および第2冷媒温度測定装置8等に通信線を介して接続されているコンピュータである。制御装置5は、圧縮機11の能力、四方切換弁12の状態、第1電動膨張弁14の開度、第2電動膨張弁16の開度、ガスインジェクション弁19の開度、室内ファン3の回転数、および室外ファン4の回転数等を取得および制御することができる。圧縮機11の能力は、例えば、単位時間当たりの冷媒の吐出量、または、圧縮機11が備えるモータの回転数である。四方切換弁12の状態は、空気調和装置1が冷房運転モードまたは暖房運転モードのいずれかにあるかを表す情報である。制御装置5は、冷媒回路2を構成する各装置から種種のデータを取得して、第1電動膨張弁14の開度、および第2電動膨張弁16の開度を制御する。制御装置5は、第1冷媒温度測定装置7によって測定された冷媒の温度である第1冷媒温度、および、第2冷媒温度測定装置8によって測定された冷媒の温度である第2冷媒温度を取得する。
The
空気調和装置101の運転時において、制御装置5は、第1冷媒温度測定装置7によって測定された第1冷媒温度、および、第2冷媒温度測定装置8によって測定された第2冷媒温度を定期的に取得する。制御装置5は、暖房運転モードにおいて、第1冷媒温度と第2冷媒温度とを定期的に比較して、第1冷媒温度が第2冷媒温度より低いという第2制御条件が満たされた場合に、ガスインジェクション弁19を閉じる制御を行う。
During the operation of the
空気調和装置101では、暖房運転モードにおいて、室外熱交換器13を通過する冷媒の量が適正である場合、室外熱交換器13の内部で圧力損失により冷媒の温度が低下するので、第1冷媒温度は第2冷媒温度より高くなる。しかし、レシーバー15内の冷媒がガスインジェクション管18を介して圧縮機11の吸入管11aに過剰に流れると、室外熱交換器13に供給される冷媒の量が減少して、室外熱交換器13の内部で冷媒がすぐに蒸発するので、第2冷媒温度が徐々に外気温度に近付いていく。この傾向が続くと、最終的に、第1冷媒温度は第2冷媒温度より低くなる。空気調和装置101は、暖房運転モードにおいて、第1冷媒温度が第2冷媒温度より低い場合に、ガスインジェクション弁19を閉じる制御を行うことで、レシーバー15内の冷媒がガスインジェクション管18を介して圧縮機11の吸入管11aに流れることを防止する。そのため、空気調和装置101では、暖房運転モードにおいて、室外熱交換器13を流れる冷媒の量が異常に低下して、室外熱交換器13が過熱運転することを防止することができる。
In the
従って、本実施形態に係る空気調和装置101は、室外熱交換器13を通過する冷媒の温度に基づいて、暖房運転モードにおける室外熱交換器13の過熱運転を防止することができる。
Therefore, the
なお、冷媒の種類、および、第2冷媒温度測定装置8の取り付け位置等に応じて、第2制御条件は、第1冷媒温度および第2冷媒温度に基づく他の制御条件であってもよい。具体的には、第1冷媒温度に所定の温度を足した値が、第2冷媒温度より低い場合に、制御部5は、第2制御条件が満たされていると判断してもよい。
―変形例―
本実施形態の具体的構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で変更可能である。以下、本実施形態に適用可能な変形例について説明する。
Note that the second control condition may be another control condition based on the first refrigerant temperature and the second refrigerant temperature, depending on the type of refrigerant, the mounting position of the second refrigerant
-Modification-
The specific configuration of the present embodiment can be changed without departing from the gist of the present invention. Hereinafter, modified examples applicable to the present embodiment will be described.
(1)変形例A
第1実施形態の空気調和装置1では、制御装置5は、暖房運転モードにおいて、外気温度が第1温度より低いという第1制御条件が満たされた場合に、ガスインジェクション弁19を閉じる制御を行う。参考例の空気調和装置101では、制御装置5は、暖房運転モードにおいて、第1冷媒温度が第2冷媒温度より低いという第2制御条件が満たされた場合に、ガスインジェクション弁19を閉じる制御を行う。
(1) Modification A
In the air conditioner 1 of the first embodiment, the
しかし、空気調和装置1の制御装置5は、第1制御条件および第2制御条件の両方が満たされた場合に、ガスインジェクション弁19を閉じる制御を行ってもよい。この場合、空気調和装置1は、外気温度測定装置6、第1冷媒温度測定装置7、および第2冷媒温度測定装置8を備える。
However, the
なお、空気調和装置1の制御装置5は、第1制御条件および第2制御条件の一方が満たされた場合に、ガスインジェクション弁19を閉じる制御を行ってもよい。
Note that the
(2)変形例B
第1実施形態の空気調和装置1の制御装置5は、第1制御条件が満たされ、かつ、圧縮機11の回転数(周波数)が第1回転数より低いという第3制御条件がさらに満たされた場合に、ガスインジェクション弁19を閉じる制御を行ってもよい。この場合、空気調和装置1は、圧縮機11の回転数を測定する回転数測定部9をさらに備える。第1回転数としては、例えば、暖房運転モードにおける圧縮機11の基準周波数の値が用いられる。
(2) Modification B
The
図4は、本変形例に係る冷凍装置である空気調和装置201のブロック図である。図4において、第1実施形態の空気調和装置1と共通する構成要素には、図1に示される参照符号と同じ参照符号が与えられている。図4に示されるように、圧縮機11には、回転数測定部9が取り付けられている。制御装置5は、回転数測定部9に通信線を介して接続され、回転数測定部9によって測定された圧縮機11の現在の回転数を取得する。
FIG. 4 is a block diagram of an air conditioner 201 that is a refrigeration apparatus according to this modification. In FIG. 4, the same reference numerals as those shown in FIG. 1 are given to the components common to the air conditioner 1 of the first embodiment. As shown in FIG. 4, a rotation speed measuring unit 9 is attached to the
空気調和装置201では、暖房運転モードにおいて、圧縮機11の回転数が所定の第1回転数より低い場合に、ガスインジェクション弁19を閉じる制御を行う。圧縮機11の回転数が低い場合、ガスインジェクション流路18を介してレシーバー15から圧縮機11の吸入管11aに供給される冷媒の量は、圧縮機11の冷媒を圧縮する能力と比べて過剰になる。この場合、冷媒回路2を循環する冷媒の量が適正でなくなり、空気調和装置201の性能が低下するおそれがある。空気調和装置201は、暖房運転モードにおいて第3制御条件が満たされた場合に、ガスインジェクション弁19を閉じる制御を行うことで、レシーバー15内の冷媒がガスインジェクション流路18を介して圧縮機11の吸入管11aに過剰に供給されることを防止する。従って、空気調和装置201は、圧縮機11の回転数に基づいて、暖房運転モードにおける性能低下を抑制することができる。
In the air conditioning apparatus 201, in the heating operation mode, when the rotation speed of the
また、参考例の空気調和装置101は、回転数測定部9をさらに備えてもよい。この場合、制御装置5は、第2制御条件および第3制御条件の両方が満たされた場合に、ガスインジェクション弁19を閉じる制御を行ってもよい。
Moreover, the
また、変形例Aの空気調和装置1は、回転数測定部9をさらに備えてもよい。この場合、制御装置5は、第1制御条件、第2制御条件、および第3制御条件のすべてが満たされた場合に、ガスインジェクション弁19を閉じる制御を行ってもよい。
In addition, the air conditioner 1 of Modification A may further include a rotation speed measurement unit 9. In this case, the
また、本変形例の空気調和装置201は、第3制御条件のみが満たされた場合に、ガスインジェクション弁19を閉じる制御を行ってもよい。
Further, the air conditioning apparatus 201 of the present modification may perform control to close the
(3)変形例C
第1実施形態の空気調和装置1の制御装置5は、第1制御条件が、少なくとも所定の時間、連続して満たされた場合に、ガスインジェクション弁19を閉じる制御を行ってもよい。例えば、制御装置5は、外気温度が第1温度より低いという状態が所定の時間連続して続いた場合に、ガスインジェクション弁19を閉じる制御を行ってもよい。
(3) Modification C
The
また、参考例の空気調和装置101の制御装置5は、第2制御条件が、少なくとも所定の時間、連続して満たされた場合に、ガスインジェクション弁19を閉じる制御を行ってもよい。例えば、制御装置5は、第1冷媒温度が第2冷媒温度より低いという状態が所定の時間連続して続いた場合に、ガスインジェクション弁19を閉じる制御を行ってもよい。
The
また、変形例Bの空気調和装置201の制御装置5は、第1制御条件が満たされ、かつ、第3制御条件が、少なくとも所定の時間、連続して満たされた場合に、ガスインジェクション弁19を閉じる制御を行ってもよい。例えば、制御装置5は、外気温度が第1温度より低いという状態、および、圧縮機11の回転数が第1回転数より低いという状態が所定の時間連続して続いた場合に、ガスインジェクション弁19を閉じる制御を行ってもよい。
Further, the
なお、変形例AおよびBに記載の各空気調和装置の制御装置5は、第1制御条件、第2制御条件および第3制御条件の内の少なくとも2つに基づいて、ガスインジェクション弁19を閉じる制御を行っている。この場合、制御条件ごとに、少なくとも連続して満たされるべき所定の時間が設定されてもよい。例えば、変形例Aの空気調和装置1の制御装置5は、第1制御条件が所定の時間連続して満たされ、かつ、第2制御条件が所定の時間連続して満たされた場合に、ガスインジェクション弁19を閉じる制御を行ってもよい。また、変形例Bの空気調和装置201の制御装置5は、第1制御条件が所定の時間連続して満たされ、かつ、第3制御条件が所定の時間連続して満たされた場合に、ガスインジェクション弁19を閉じる制御を行ってもよい。
In addition, the
(4)変形例D
本実施形態、および変形例A〜Cでは、制御装置5は、所定の条件が満たされた場合に、ガスインジェクション弁19を閉じる制御を行い、室外熱交換器13が過熱運転することを防止する。しかし、ガスインジェクション弁19が閉じられた状態において、制御装置5は、所定の条件が満たされた場合に、ガスインジェクション弁19を開く制御をさらに行ってもよい。ガスインジェクション弁19を開いて圧縮機11の吸入管11aにレシーバー15内の冷媒を供給することで、圧縮機11に吸引される冷媒の温度を低下させて、圧縮機11の温度上昇を抑制することができる。これにより、圧縮機11の圧縮効率を向上させることができる。
(4) Modification D
In the present embodiment and the modifications A to C, the
第1実施形態に関する具体例として、制御装置5は、外気温度が第2温度以上であるという第4制御条件が満たされた場合に、ガスインジェクション弁19を開ける制御をさらに行ってもよい。第4制御条件の第2温度は、第1制御条件の第1温度より高いことが好ましい。例えば、制御装置5は、外気温度が所定の第1温度を下回ったときにガスインジェクション弁19を閉じ、その後、外気温度が、第1温度より高い、所定の第2温度まで上昇したときにガスインジェクション弁19を開ける。第2温度を第1温度より高い値に設定することで、ガスインジェクション弁19のチャタリングが防止される。また、制御装置5は、外気温度と第2温度との差に応じて、ガスインジェクション弁19の開度を調節してもよい。例えば、制御装置5は、外気温度と第2温度との差が大きいほど、ガスインジェクション弁19の開度を大きくしてもよい。
As a specific example of the first embodiment, the
参考例に関する具体例として、制御装置5は、第1冷媒温度が第2冷媒温度以上であるという第5制御条件が満たされた場合に、ガスインジェクション弁19を開ける制御をさらに行ってもよい。第5制御条件が満たされるとき第1冷媒温度は、第2制御条件が満たされるとき第1冷媒温度より高いことが好ましい。例えば、制御装置5は、第1冷媒温度が、第2冷媒温度より3℃低い温度未満である場合にガスインジェクション弁19を閉じ、その後、第1冷媒温度が第2冷媒温度まで上昇したときにガスインジェクション弁19を開ける。第2制御条件および第5制御条件をこのように設定することで、ガスインジェクション弁19のチャタリングが防止される。また、制御装置5は、第1冷媒温度と第2冷媒温度との差に応じて、ガスインジェクション弁19の開度を調節してもよい。例えば、制御装置5は、第1冷媒温度と第2冷媒温度との差が大きいほど、ガスインジェクション弁19の開度を大きくしてもよい。
As a specific example related to the reference example, the
変形例Bに関する具体例として、制御装置5は、圧縮機11の回転数が第2回転数以上という第6制御条件が満たされた場合に、ガスインジェクション弁19を開ける制御をさらに行ってもよい。第6制御条件の第2回転数は、第3制御条件の第1回転数より高いことが好ましい。例えば、制御装置5は、圧縮機11の周波数が0Hz(第1回転数)となった場合にガスインジェクション弁19を閉じ、その後、圧縮機11の周波数が所定の値(第2回転数)まで上昇したときにガスインジェクション弁19を開ける。第2回転数を第1回転数より高い値に設定することで、ガスインジェクション弁19のチャタリングが防止される。また、制御装置5は、圧縮機11の現在の回転数と第2回転数との差に応じて、ガスインジェクション弁19の開度を調節してもよい。例えば、制御装置5は、圧縮機11の現在の回転数と第2回転数との差が大きいほど、ガスインジェクション弁19の開度を大きくしてもよい。
As a specific example related to the modified example B, the
本発明に係る冷凍装置は、暖房運転時における下流側の熱交換器の過熱運転を防止することができる。 The refrigeration apparatus according to the present invention can prevent the overheating operation of the downstream heat exchanger during the heating operation.
1 空気調和装置(冷凍装置)
2 冷媒回路
5 制御装置(制御部)
6 外気温度測定装置(外気温度測定部)
7 第1冷媒温度測定装置(第1冷媒温度測定部)
8 第2冷媒温度測定装置(第2冷媒温度測定部)
9 回転数測定装置(回転数測定部)
11 圧縮機(圧縮機構)
12 四方切換弁(切換機構)
13 室外熱交換器(第1熱交換器)
14 第1電動膨張弁(第1絞り機構)
15 レシーバー
16 第2電動膨張弁(第2絞り機構)
17 室内熱交換器(第2熱交換器)
18 ガスインジェクション管(ガスインジェクション流路)
19 ガスインジェクション弁
101 空気調和装置(冷凍装置)
1 Air conditioning equipment (refrigeration equipment)
2
6 Outside temperature measuring device (outside temperature measuring unit)
7 First refrigerant temperature measuring device (first refrigerant temperature measuring unit)
8 Second refrigerant temperature measuring device (second refrigerant temperature measuring unit)
9 Rotational speed measuring device
11 Compressor (compression mechanism)
12 Four-way switching valve (switching mechanism)
13 Outdoor heat exchanger (first heat exchanger)
14 First electric expansion valve (first throttle mechanism)
15
17 Indoor heat exchanger (second heat exchanger)
18 Gas injection pipe (gas injection flow path)
19
Claims (5)
前記冷媒回路を循環する冷媒の流れ方向を切り替える切替機構(12)と、
前記レシーバーと、前記圧縮機構の冷媒吸入側とを接続するガスインジェクション流路(18)と、
前記ガスインジェクション流路に設けられるガスインジェクション弁(19)と、
前記ガスインジェクション弁の開閉状態を制御する制御部(5)と、
外気温度を測定する外気温度測定部(6)と、
を備え、
前記制御部は、暖房運転時において制御条件が満たされた場合に、前記ガスインジェクション弁を閉じ、
前記制御条件は、前記外気温度測定部によって測定された前記外気温度が第1温度より低いことである、
冷凍装置(1)。 A refrigerant in which the compression mechanism (11), the first heat exchanger (13), the first throttle mechanism (14), the receiver (15), the second throttle mechanism (16), and the second heat exchanger (17) are sequentially connected. A refrigeration apparatus comprising a circuit (2),
A switching mechanism (12) for switching the flow direction of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit;
A gas injection flow path (18) connecting the receiver and the refrigerant suction side of the compression mechanism;
A gas injection valve (19) provided in the gas injection flow path;
A control unit (5) for controlling the open / closed state of the gas injection valve;
An outside air temperature measurement unit (6) for measuring the outside air temperature;
With
The control unit closes the gas injection valve when a control condition is satisfied during heating operation,
The control condition is that the outside air temperature measured by the outside air temperature measuring unit is lower than a first temperature.
Refrigeration equipment (1).
前記第1冷媒温度測定部によって温度が測定される冷媒より下流を流れる冷媒の温度を測定する第2冷媒温度測定部(8)と、
をさらに備え、
前記制御条件は、前記外気温度測定部によって測定された前記外気温度が前記第1温度より低く、かつ、前記第1冷媒温度測定部によって測定された冷媒の温度が前記第2冷媒温度測定部によって測定された冷媒の温度より低いことである、
請求項1に記載の冷凍装置。 Regarding the low-pressure side heat exchanger that is the first heat exchanger or the second heat exchanger and is a heat exchanger located in the low-pressure part of the refrigerant circuit, the refrigerant flowing into the low-pressure side heat exchanger A first refrigerant temperature measuring unit (7) for measuring temperature;
A second refrigerant temperature measuring section (8) for measuring the temperature of the refrigerant flowing downstream from the refrigerant whose temperature is measured by the first refrigerant temperature measuring section;
Further comprising
Wherein the control condition, the outside air temperature measured by the outside air temperature measurement unit is lower than the first temperature, and the temperature of the refrigerant measured by the first refrigerant temperature measuring unit by the second refrigerant temperature measuring unit Lower than the measured refrigerant temperature,
The refrigeration apparatus according to claim 1.
前記制御条件は、前記回転数測定部によって測定された前記圧縮機構の回転数が第1回転数より低いことをさらに含む、
請求項1または2に記載の冷凍装置。 A rotation speed measurement unit (9) for measuring the rotation speed of the compression mechanism;
The control condition further includes that the rotational speed of the compression mechanism measured by the rotational speed measurement unit is lower than the first rotational speed.
The refrigeration apparatus according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれか1項に記載の冷凍装置。 The control unit closes the gas injection valve when the control condition is continuously satisfied for at least a first time.
The refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から4のいずれか1項に記載の冷凍装置。The refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 4.
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