JP6598882B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置500の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。冷媒冷却の説明の前に、冷凍サイクルでの冷媒の流れについて説明する。本説明では、図1に基づいて、空気調和装置500の冷媒回路構成について説明する。この空気調和装置500は、例えばビル、マンション等に設置され、冷媒を循環させる冷凍サイクル(ヒートポンプサイクル)を利用して、冷房運転又は暖房運転を実行できるものである。
熱源側ユニット100は、負荷側ユニット300に冷熱又は温熱を供給する機能を有している。
負荷側ユニット300は、冷房負荷又は暖房負荷に対し、熱源側ユニット100からの冷熱又は温熱を供給する。例えば、図1では、「負荷側ユニット300a」に備えられている各機器の符号の後に「a」を付加し、「負荷側ユニット300b」に備えられている各機器の符号の後に「b」を付加して図示している。そして、以下の説明においては、符号の後の「a」、「b」を省略する場合があるが、負荷側ユニット300a、負荷側ユニット300bの何れにも各機器が備えられている。
空気調和装置500においては、例えば室内等に設置されたリモートコントローラ等からの冷房要求、暖房要求を受信する。空気調和装置500は、要求に応じて2つの運転モードのうち、何れかの空気調和動作を行う。2つの運転モードとして、冷房運転モードと暖房運転モードとがある。
図2は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置500の冷房運転モード時の冷媒の流れを示す図である。図2に基づいて、冷房運転モード時における空気調和装置500の運転動作について説明する。
図3は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置500の暖房運転モード時の冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図3に基づいて、空気調和装置500の暖房運転モード時の運転動作について説明する。
次に、本実施の形態1の特徴部分である冷媒冷却制御について説明する。
冷媒冷却制御では、高圧配管611を通る高圧ガス冷媒の一部がバイパス配管608へバイパスされ、予冷熱交換器601に流入する。予冷熱交換器601に流入した液冷媒は、熱源側ファン106からの空気と熱交換して冷却される。予冷熱交換器601で冷却されて低圧となった液冷媒は、絞り装置602で減圧されて更に低圧となった後、冷媒冷却器603に流入する。冷媒冷却器603において冷媒は制御装置118と熱交換して蒸発する。このとき、冷媒は制御装置118から吸熱することによって制御装置118を冷却する。制御装置118を冷却した冷媒はガス冷媒又は二相冷媒となり、低圧配管610を流れ、アキュムレータ104へ流入する。
(1)温度センサ606と低圧センサ142とのそれぞれの検知値から算出される、冷媒冷却器603出口の過熱度が予め設定した設定値(例えば、2℃)以下
(2)制御装置温度センサ605の検知温度が一定値(E)(例えば、70℃)以下
図7は、本発明の実施の形態2に係る空気調和装置500Aの冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。以下、本実施の形態2の空気調和装置500Aが、図1に示した実施の形態1の空気調和装置500と相違する部分を中心に説明する。
本実施の形態2の空気調和装置500Aは、図1に示した実施の形態1の空気調和装置500の熱源側ユニット100と複数の負荷側ユニット300との間に、中継ユニット200が更に接続された構成を有する。負荷側ユニット300の構成は、実施の形態1と同様である。
中継ユニット200は、冷房運転を実施する負荷側ユニット300には低温冷媒を分配し、暖房運転を実施する負荷側ユニット300には高温冷媒を分配するように、負荷側ユニット300の運転状況に応じて冷媒の流れを切替えるものである。ここで、図7では、中継ユニット200が有するいくつかの機器の符号の後に「a」又は「b」を付加している。これは、「負荷側ユニット300a」に接続しているか、「負荷側ユニット300b」に接続しているかを表している。そして、以下の説明においては、符号の後に付加した添字「a」又は「b」を省略する場合がある。省略した場合は「負荷側ユニット300a」又は「負荷側ユニット300b」に接続されている何れの機器の場合も含んで説明している。
空気調和装置500Aにおいては、例えば室内等に設置されたリモートコントローラ等からの冷房要求、暖房要求を受信する。空気調和装置500Aは、要求に応じて4つの運転モードのうち、何れかの空気調和動作を行う。4つの運転モードは以下の通りである。
(1)負荷側ユニット300が全て冷房運転要求である全冷房運転モード
(2)冷房運転要求と暖房運転要求とが混在しており、かつ冷房運転により処理すべき負荷が多いと判断される冷房主体運転モード
(3)冷房運転要求と暖房運転要求とが混在しており、かつ暖房負荷が多いと判断される暖房主体運転モード
(4)全ての負荷側ユニット300が全て暖房運転要求である全暖房運転モード
図8は、本発明の実施の形態2に係る空気調和装置500Aの全冷房運転モード時の冷媒の流れを示す図である。図8に基づいて、全冷房運転モード時における空気調和装置500Aの運転動作について説明する。図8の第1開閉弁212及び第2開閉弁213において黒塗りは閉、白塗りは開を示している。この点は、後述の各図においても同様である。
図9は、本発明の実施の形態2に係る空気調和装置500Aの冷房主体運転モード時の冷媒の流れを示す図である。冷房を行う負荷側ユニット300と暖房を行う負荷側ユニット300とが混在しており、かつ冷房に係る負荷の方が暖房に係る負荷よりも大きい場合、冷房主体運転モードによる運転を行う。図9に基づいて、冷房主体運転モード時における空気調和装置500Aの運転動作について説明する。ここでは、負荷側ユニット300aが冷房を行い、負荷側ユニット300bが暖房を行う場合の冷房主体運転モードの運転について説明する。
図10は、本発明の実施の形態2に係る空気調和装置500Aの全暖房運転モード時の冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図10に基づいて、空気調和装置500Aの全暖房運転モード時の運転動作について説明する。
図11は、本発明の実施の形態2に係る空気調和装置500Aの暖房主体運転モード時の冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図11に基づいて、空気調和装置500Aの暖房主体運転モード時の運転動作について説明する。ここでは、負荷側ユニット300aから暖房要求、負荷側ユニット300bから冷房要求があったときの暖房主体運転モードを説明する。なお、熱源側ユニット100Aの圧縮機101から暖房要求のある負荷側ユニット300aまでの冷媒の流れは全暖房運転モード時と同じであるため説明を省略する。
本実施の形態2では、絞り装置602が開かれた場合、高圧配管404において合流部bから中継ユニット200に向かう冷媒の一部が、バイパス配管608Aへバイパスされる。バイパス配管608Aへバイパスされた後の冷媒の流れは実施の形態1のバイパス配管608と同様である。すなわち、バイパス配管608Aへバイパスされた冷媒は、予冷熱交換器601に流入する。予冷熱交換器601に流入した液冷媒は、熱源側ファン106からの空気と熱交換して冷却される。予冷熱交換器601で冷却されて低圧となった液冷媒は、絞り装置602で減圧されて更に低圧となった後、冷媒冷却器603に流入する。冷媒冷却器603において冷媒は制御装置118と熱交換して蒸発する。このとき、冷媒は制御装置118から吸熱することによって制御装置118を冷却する。制御装置118を冷却した冷媒はガス冷媒又は二相冷媒となり、低圧配管610を流れ、アキュムレータ104へ流入する。
Claims (13)
- 圧縮機と熱源側熱交換器と第1絞り装置と負荷側熱交換器とを備え、冷媒が循環する冷媒回路と、
前記冷媒回路を制御する制御装置と、
前記圧縮機から前記第1絞り装置に至る高圧配管から分岐して前記圧縮機の吸入側の低圧配管に接続されたバイパス配管と、
前記バイパス配管に設けられ、前記バイパス配管にバイパスされた冷媒を冷却する予冷熱交換器と、
前記バイパス配管に設けられ、前記予冷熱交換器で冷却された冷媒を減圧する第2絞り装置と、
前記バイパス配管に設けられ、前記第2絞り装置で減圧された冷媒を用いて前記制御装置を冷却する冷媒冷却器と、
前記制御装置の温度を検知する制御装置温度センサと、
前記冷媒冷却器の出口の過熱度を検知する過熱度検知装置とを備え、
前記制御装置は、前記制御装置温度センサの検知温度が予め設定した開始温度以上になると、前記第2絞り装置の開度を開き、前記第2絞り装置が開いている状態で、前記過熱度検知装置で検知された過熱度が予め設定した設定値以下、且つ前記制御装置温度センサの検知温度が一定値以下となると、前記第2絞り装置の開度を絞る
冷凍サイクル装置。 - 前記圧縮機と前記熱源側熱交換器とを有する熱源側ユニットと、
前記第1絞り装置と前記負荷側熱交換器とを有する複数の負荷側ユニットと、
前記熱源側ユニットと複数の前記負荷側ユニットとの間に接続され、冷房運転を実施する前記負荷側ユニットには低温冷媒を分配し、暖房運転を実施する前記負荷側ユニットには高温冷媒を分配する中継ユニットとを備えた
請求項1記載の冷凍サイクル装置。 - 前記圧縮機から吐出された冷媒の流れ方向を前記熱源側熱交換器又は前記負荷側熱交換器に切替える流路切替え装置と、
前記熱源側ユニットと前記中継ユニットとを接続する2本の配管のそれぞれにおける冷媒の流れ方向を、冷房運転及び暖房運転にかかわらず一方向にする整流装置とを備え、
前記バイパス配管の両端のうちの高圧側の一端が、前記2本の配管のうち高圧側の配管において前記整流装置の下流側に接続されている
請求項2記載の冷凍サイクル装置。 - 圧縮機と熱源側熱交換器と第1絞り装置と負荷側熱交換器とを備え、冷媒が循環する冷媒回路と、
前記圧縮機から吐出された冷媒の流れ方向を前記熱源側熱交換器又は前記負荷側熱交換器に切替える流路切替え装置と、
前記冷媒回路を制御する制御装置と、
前記圧縮機から前記第1絞り装置に至る高圧配管から分岐して前記圧縮機の吸入側の低圧配管に接続されたバイパス配管と、
前記バイパス配管に設けられ、前記バイパス配管にバイパスされた冷媒を冷却する予冷熱交換器と、
前記バイパス配管に設けられ、前記予冷熱交換器で冷却された冷媒を減圧する第2絞り装置と、
前記バイパス配管に設けられ、前記第2絞り装置で減圧された冷媒を用いて前記制御装置を冷却する冷媒冷却器と、
前記圧縮機と前記熱源側熱交換器とを有する熱源側ユニットと、前記第1絞り装置と前記負荷側熱交換器とを有する複数の負荷側ユニットとの間に接続され、冷房運転を実施する前記負荷側ユニットに低温冷媒を分配し、暖房運転を実施する前記負荷側ユニットに高温冷媒を分配する中継ユニットと、
前記熱源側ユニットと前記中継ユニットとを接続する2本の配管のそれぞれにおける冷媒の流れ方向を、冷房運転及び暖房運転にかかわらず一方向にする整流装置とを備え、
前記バイパス配管の両端のうちの高圧側の一端が、前記2本の配管のうち高圧側の配管において前記整流装置の下流側に接続されている
冷凍サイクル装置。 - 前記制御装置の温度を検知する制御装置温度センサを更に備え、
前記制御装置は、前記制御装置温度センサの検知温度が予め設定した開始温度以上になると、前記第2絞り装置の開度を開く
請求項4記載の冷凍サイクル装置。 - 前記冷媒冷却器の出口の過熱度を検知する過熱度検知装置を備え、
前記制御装置は、前記第2絞り装置が開いている状態で、前記過熱度検知装置で検知された過熱度に応じて前記第2絞り装置の開度を制御する
請求項5記載の冷凍サイクル装置。 - 前記制御装置は、前記第2絞り装置が開いている状態で、前記制御装置温度センサの検知温度が予め設定した目標温度よりも高く、且つ、前記過熱度検知装置で検知された過熱度が予め設定した設定値より高い場合、前記第2絞り装置の開度を開く
請求項6記載の冷凍サイクル装置。 - 前記制御装置は、前記第2絞り装置が開いている状態で、前記過熱度検知装置で検知された過熱度が予め設定した設定値以下となると、前記第2絞り装置の開度を絞る
請求項6記載の冷凍サイクル装置。 - 前記制御装置は、前記第2絞り装置が開いている状態で、前記過熱度検知装置で検知された過熱度が予め設定した設定値以下、且つ前記制御装置温度センサの検知温度が一定値以下となると、前記第2絞り装置の開度を絞る
請求項6記載の冷凍サイクル装置。 - 前記制御装置は、前記第2絞り装置が開いている状態で、前記制御装置温度センサの検知温度が前記開始温度よりも低い温度に設定された終了温度以下になると、前記第2絞り装置の開度を閉じる
請求項1〜3、5〜9の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。 - 外気温度を検知する外気温度センサを更に備え、
前記制御装置は、前記第2絞り装置が開いている状態で、前記制御装置温度センサの検知温度が前記外気温度センサの検知温度以下になると、前記第2絞り装置の開度を閉じる
請求項1〜3、5〜10の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記制御装置は、前記第2絞り装置が開いている状態で、前記制御装置温度センサの検知温度が前記外気温度センサの検知温度よりも高く、且つ、予め設定した目標温度以下の場合、前記第2絞り装置の開度を絞る
請求項11記載の冷凍サイクル装置。 - 前記圧縮機から吐出された冷媒の流れ方向を前記熱源側熱交換器又は前記負荷側熱交換器に切替える流路切替え装置を更に備え、
前記バイパス配管の両端のうちの高圧側の一端が、前記圧縮機と前記流路切替え装置との間の配管に接続されている
請求項1〜12の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
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