JP6566693B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Description
そこで、本発明は、冷媒R410Aに使用しても圧縮機の故障等の不具合が生じない冷凍サイクル装置を提供することを課題とする。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
また、室外熱交換器14には冷媒配管31を介して室外膨張弁13が接続されており、室外膨張弁13は、さらに液阻止弁33と接続されている。ガス阻止弁32と液阻止弁33は冷媒配管31によって室内機3側と接続されている。
外気温度検出部である温度センサ18は、室外熱交換器14に取り付けられて外気温度を検出する。
制御部となる制御装置19は、温度センサ17,18などの検出値に基づいて、パルスモータ16を制御する。
冷媒R32は冷媒R410Aに比べて流れ易い特性を有しており、これによって冷媒R32の温度を制御する室外膨張弁の開度変化に対する冷媒の流量変化の割合が大きくなり、冷媒R410Aと比べると、この流量変化に依存して冷媒R32の温度変化が大きくなる傾向となる。
また、一般的に暖房運転では、室外膨張弁の開度は圧縮機の温度が所定の温度になるように前記の例のようにフィードバック制御されているが、前記したように室外膨張弁の開度変化に対して冷媒R32の流量変化の割合が大きいため、これに伴って冷媒R32の温度が大きく変動するようになる。
図2は、室外膨張弁による冷媒R410Aと冷媒R32の流量−吐出温度特性について示すグラフである。この図2は、同じ流量特性の室外膨張弁を用いて冷媒R410Aと冷媒R32を使用した場合の室外膨張弁を流れる冷媒の流量(膨張弁流量)と圧縮機からの冷媒の吐出温度(吐出温度)との関係を示す特性図であり、圧縮機の回転数は冷媒R410A、冷媒R32とも同じ回転数としている。
例えば、図2に示すように、冷媒R410Aの膨張弁流量をG1、冷媒R32の膨張弁流量をG2として同等の吐出温度(T1)で比較した場合、冷媒R410Aに比較して冷媒R32の膨張弁流量のほうが少ないことがわかる。これは冷媒R32が少ない流量変化で大きな温度変化を生じることを示している。
本実施例においては、冷媒R32に対応した室外膨張弁13は図3に示す低開度領域で、膨張弁の開度変化に対する膨張弁流量の変化の割合を小さくすることで吐出温度の変化を小さくすることが可能となる。
図4は、実施例1の室外膨張弁13の縦断面図である。室外膨張弁13の膨張弁本体41は、弁部42と、この弁部42に固定された作動軸43とにより構成されている。弁部42は冷媒通路の壁面44に対向して配置されており、弁部42と壁面44の間の開口面積によって冷媒R32の流量を制御することができる。
ここで、本実施例では室外膨張弁13に予め下限開度及び複数の上限開度を設けておき、制御装置19が、温度センサ18で検出する外気温度により上限開度を決定して室外膨張弁13の開度制御を実施する。
また、室外膨張弁13の作動軸43の位置を検出する位置センサを設け、この位置センサからの検出信号によって上限開度EVOmax2を超えない範囲で制御装置19が開度制御するようにしてもよい。
実施例1の冷凍サイクル装置1において、前記のような圧縮機11の冷媒の吐出温度を目標値に収束させるようなフィードバック制御を行うことは、冷媒の吐出温度の変化に対して追従性が遅いということが想定される。
このため、本実施例では圧縮機11の吸入乾き度を目標値に収束させるように室外膨張弁13の開度制御を実施することにより、更に冷媒の吐出温度の変化を小さくすることができるようにする。
そして本実施例では、制御装置19が、吸入乾き度算出部19aが算出する吸入乾き度が予め設定した目標値となるように室外膨張弁13の開度をフィードバック制御する。
そこで、前記の吸入乾き度のフィードバック制御を、吸入乾き度が例えば0.7〜0.9程度になるように行うことが望ましい。これにより、圧縮機11への冷媒の液戻り、及び圧縮機11からの冷媒の吐出温度の上昇を抑制することができる。
そして、吸入乾き度が比較的小さい場合は室外膨張弁13の開度を閉じ側に制御し、吸入乾き度が1に近くなった場合は室外膨張弁13の開度を開き側に制御することにより、目標吸入乾き度に収束するようにフィードバック制御することができる。
また、実施例1と同様に予め室外膨張弁13の下限開度、及び上限開度を設けておき、吸入乾き度により上限開度を前記EVOmax1及びEVOmax2(図3)から選択して、室外膨張弁13の制御を実施することもできる。
なお、室外膨張弁13の高開度領域においては、膨張弁流量が多い場合でも圧縮機11からの冷媒の吐出温度が上昇する場合があるため、膨張弁流量を小さくすることは得策でないので、室外膨張弁13の開度変化に対する冷媒の流量変化の傾きを大きくする形状としている。
さらに、算出した吸入乾き度が予め設定された値を下回った場合は、制御装置19は、上限開度はEVOmax1から上限開度EVOmax2に変更する制御を行う。これにより、吸入乾き度が過度に低下して圧縮機への冷媒の液戻りが発生するのを抑制することができる。
11 圧縮機
12 四方弁
13 室外膨張弁(膨張弁)
14 室外熱交換器
17 温度センサ(吐出温度検出部)
18 温度センサ(外気温度検出部)
19 制御装置(制御部)
19a 吸入乾き度算出部
21 室内熱交換器
31 冷媒配管
42a 高開度領域部(高開度領域)
42b 低開度領域部(低開度領域)
100 冷凍サイクル装置
Claims (1)
- 圧縮機、四方弁、膨張弁、室外熱交換器、及び室内熱交換器を冷媒配管で接続して冷凍サイクルを構成する冷凍サイクル装置であって、
前記冷凍サイクルに用いる冷媒はR32であり、
前記膨張弁は、比較的開度が低い低開度領域では当該膨張弁の開度変化に対する冷媒の流量の割合を比較的小さくし、開度が前記低開度領域より高い高開度領域では前記膨張弁の開度変化に対する冷媒の流量の割合を前記低開度領域より大きくする形状であり、
前記圧縮機に吸入される冷媒の吸入乾き度を算出する吸入乾き度算出部と、
前記膨張弁の開度を、前記吸入乾き度が目標吸入乾き度に収束するようにフィードバック制御する制御部とを備え
前記制御部は、前記吸入乾き度算出部で算出した吸入乾き度が予め設定された吸入乾き度を下回ったときは前記膨張弁の上限開度を前記低開度領域の上限開度とし、そうでないときは前記膨張弁の上限開度を前記高開度領域の上限開度とすることを特徴とする冷凍サイクル装置。
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