JP6641791B2 - Engine driven air conditioner - Google Patents
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Description
本発明は、エンジン駆動式空気調和装置に関する。 The present invention relates to an engine-driven air conditioner.
駆動源としてエンジンを用いるエンジン駆動式空気調和装置は、エンジンの廃熱を冷媒回路内の冷媒に伝達するように構成することができる。エンジンの廃熱を冷媒に伝達させるために、エンジン駆動式空気調和装置の冷媒回路中にはサブ熱交換器が設けられる。このサブ熱交換器にて冷媒回路中の冷媒とエンジンの廃熱、例えばエンジンを冷却した冷却水とを熱交換させることにより、エンジンの廃熱が冷媒回路中の冷媒に伝達される。 An engine-driven air conditioner that uses an engine as a drive source can be configured to transmit waste heat of the engine to the refrigerant in the refrigerant circuit. In order to transfer the waste heat of the engine to the refrigerant, a sub heat exchanger is provided in the refrigerant circuit of the engine-driven air conditioner. By causing the sub-heat exchanger to exchange heat between the refrigerant in the refrigerant circuit and the waste heat of the engine, for example, the cooling water for cooling the engine, the waste heat of the engine is transmitted to the refrigerant in the refrigerant circuit.
このようなサブ熱交換器は、特に、暖房運転時において、その効果を発揮する。暖房運転時には、室外熱交換器では十分に外気から冷媒に熱を与えることができない場合が生じる。そのような場合にサブ熱交換器で冷媒に熱を与えることで、効率的な暖房運転を継続することができる。 Such a sub heat exchanger exerts its effect particularly during a heating operation. During the heating operation, the outdoor heat exchanger may not be able to sufficiently supply heat to the refrigerant from the outside air. In such a case, by applying heat to the refrigerant by the sub heat exchanger, efficient heating operation can be continued.
しかし、外気温度が極端に低いようなとき、例えば外気温度が−20℃以下のようなときにおける暖房運転時、すなわち低温暖房運転時には、室外熱交換器を流れる冷媒が外気に冷やされるので、室外熱交換器を流出した冷媒の圧力は、サブ熱交換器を流出した冷媒の圧力(サブ熱交換器出口圧力)に対して非常に低くなる。この場合、サブ熱交換器を流出した冷媒が室外熱交換器に流入することがある。この現象を、冷媒の逆流と呼ぶ。 However, when the outside air temperature is extremely low, for example, during the heating operation when the outside air temperature is −20 ° C. or less, that is, during the low-temperature heating operation, the refrigerant flowing through the outdoor heat exchanger is cooled to the outside air. The pressure of the refrigerant flowing out of the heat exchanger is much lower than the pressure of the refrigerant flowing out of the sub heat exchanger (sub heat exchanger outlet pressure). In this case, the refrigerant flowing out of the sub heat exchanger may flow into the outdoor heat exchanger. This phenomenon is called a backflow of the refrigerant.
冷媒の逆流によりサブ熱交換器から室外熱交換器に冷媒が流入すると、流入した冷媒が室外熱交換器にて冷やされて液化し、室外熱交換器内に滞留する。こうした冷媒の滞留を、冷媒の寝込みと言う。 When the refrigerant flows into the outdoor heat exchanger from the sub heat exchanger due to the backflow of the refrigerant, the inflowing refrigerant is cooled and liquefied by the outdoor heat exchanger, and stays in the outdoor heat exchanger. Such stagnation of the refrigerant is referred to as refrigerant stagnation.
室外熱交換器に冷媒が寝込んだ場合、冷媒回路内を流れる冷媒量が減少するため、所望の空調能力が発揮されない。また、室外熱交換器に冷媒が寝込んでいるときに、空調負荷の増大によって室外熱交換器に大量の冷媒が流入した場合、室外熱交換器で蒸発しきれない大量の液冷媒が一気にアキュムレータに導入される。大量の液冷媒が一気にアキュムレータに導入された場合、圧縮機の吸入側における冷媒の過熱度(吸入過熱度)が低下し、液冷媒が圧縮機に吸入され、圧縮機が液圧縮を起こす虞がある。よって、サブ熱交換器から室外熱交換器への逆流現象、及び、それに起因した室外熱交換内での冷媒の寝込みは、起きないのがよい。 When the refrigerant stagnates in the outdoor heat exchanger, the amount of the refrigerant flowing in the refrigerant circuit decreases, so that the desired air conditioning performance cannot be exhibited. In addition, when a large amount of refrigerant flows into the outdoor heat exchanger due to an increase in air conditioning load while the refrigerant is lying in the outdoor heat exchanger, a large amount of liquid refrigerant that cannot be completely evaporated by the outdoor heat exchanger is stored in the accumulator at once. be introduced. When a large amount of liquid refrigerant is introduced into the accumulator at once, there is a possibility that the superheat degree (intake superheat degree) of the refrigerant on the suction side of the compressor decreases, the liquid refrigerant is sucked into the compressor, and the compressor undergoes liquid compression. is there. Therefore, it is preferable that the backflow phenomenon from the sub heat exchanger to the outdoor heat exchanger and the stagnation of the refrigerant in the outdoor heat exchange caused by the backflow phenomenon do not occur.
特許文献1は、室外熱交換器の冷媒入口側及び冷媒出口側にそれぞれ開閉弁を設け、低温暖房運転時にこれらの開閉弁が閉弁するように構成されたエンジン駆動式空気調和装置を開示する。これによれば、低温暖房運転時に室外熱交換器の冷媒入口側及び冷媒出口側に設けられた開閉弁を閉じることによって、サブ熱交換器から室外熱交換器への冷媒の逆流が防止される。また、特許文献2は、室外熱交換器の冷媒出口側に逆止弁を設けたエンジン駆動式空気調和装置を開示する。これによれば、逆止弁の存在によって、低温暖房運転時におけるサブ熱交換器から室外熱交換への冷媒の逆流が防止される。
(発明が解決しようとする課題)
特許文献1及び特許文献2に記載のエンジン駆動式空気調和装置によれば、低温暖房運転時における室外熱交換器への冷媒の逆流を防止する目的のみのために、室外熱交換器の冷媒入口側及び冷媒出口側に開閉弁が設置され、或いは室外熱交換器の冷媒出口側に逆止弁が設置される。つまり、寝込みの発生の防止に専用の弁手段が必要である。このため、寝込みの発生防止に専用の弁手段に要する費用の分だけエンジン駆動式空気調和機のコストアップを招く。特に、発生頻度が限られる低温暖房運転時のみのためにこれらの弁を設置するとなると、例えば寒冷地以外の地域に設置されたエンジン駆動式空気調和装置ではほとんどこれらの弁が機能していない場合も生じ得るから、これらの弁手段を設けることによる費用対効果が小さい。
(Problems to be solved by the invention)
According to the engine-driven air conditioners described in
本発明は、コストアップを招くことなく、低温暖房運転時におけるサブ熱交換器から室外熱交換器への冷媒の逆流現象及びそれによる室外熱交換器内での冷媒の寝込みの発生を効果的に抑えることができるエンジン駆動式空気調和装置を提供することを目的とする。 The present invention effectively prevents the backflow phenomenon of the refrigerant from the sub heat exchanger to the outdoor heat exchanger during the low-temperature heating operation and the generation of refrigerant stagnation in the outdoor heat exchanger during the low-temperature heating operation. It is an object of the present invention to provide an engine-driven air conditioner that can be suppressed.
(課題を解決するための手段)
本発明は、駆動力を発生するエンジン(10)と、冷媒を吸入する吸入口(11a)及び冷媒を吐出する吐出口(11b)を有し、エンジンの駆動力により作動することにより、吸入口から冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を吐出口から吐出する圧縮機(11)と、圧縮機の吐出口に第一冷媒配管(31,32)を介して接続され、暖房運転時に第一冷媒配管から流入した冷媒と室内空気とを熱交換させる室内熱交換器(22)と、室内熱交換器に第二冷媒配管(34)を介して接続され、暖房運転時に第二冷媒配管から流入した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器(14)と、室外熱交換器に第三冷媒配管(33,35)を介して接続され、暖房運転時に第三冷媒配管から流入した冷媒を気液分離するアキュムレータ(19)と、アキュムレータと圧縮機の吸入口とを接続する第四冷媒配管(36)と、第二冷媒配管を流れる冷媒が室外熱交換器をバイパスするように、第二冷媒配管と第三冷媒配管とを接続するバイパス配管(37)と、バイパス配管に介装され、前記室外熱交換器と並列的に設けられるとともに、バイパス配管を流れる冷媒とエンジンの廃熱とを熱交換させるサブ熱交換器(16)と、第二冷媒配管に介装され、暖房運転時に第二冷媒配管から室外熱交換器に流れる冷媒の流量を調整可能な第一流量調整弁(15b)と、第一流量調整弁を制御する制御装置(40)と、を備え、制御装置は、暖房運転時にサブ熱交換器を流れた冷媒が、暖房運転時に蒸発器として機能するように作動している室外熱交換器に流入することによって室外熱交換器に冷媒が寝込むと予測される条件である寝込み条件が成立したときに、第二冷媒配管から室外熱交換器に流入する冷媒の流量が増加するように、第一流量調整弁を制御する、エンジン駆動式空気調和装置(1)を提供する。
(Means for solving the problem)
The present invention has an engine (10) for generating a driving force, a suction port (11a) for sucking a refrigerant, and a discharge port (11b) for discharging a refrigerant. A compressor that sucks refrigerant from the compressor, compresses the sucked refrigerant, and discharges the compressed refrigerant from a discharge port, to a discharge port of the compressor via a first refrigerant pipe (31, 32); An indoor heat exchanger (22) for exchanging heat between the refrigerant flowing from the first refrigerant pipe and the indoor air during the heating operation and a second refrigerant pipe (34) connected to the indoor heat exchanger; An outdoor heat exchanger (14) for exchanging heat between the refrigerant flowing from the two refrigerant pipes and the outside air, and an outdoor heat exchanger connected to the outdoor heat exchanger via third refrigerant pipes (33, 35); That separates refrigerant flowing from (19), a fourth refrigerant pipe (36) connecting the accumulator and the suction port of the compressor, and the second refrigerant pipe and the second refrigerant pipe so that the refrigerant flowing through the second refrigerant pipe bypasses the outdoor heat exchanger. A bypass pipe (37) connected to the three refrigerant pipes, a sub-pipe interposed in the bypass pipe , provided in parallel with the outdoor heat exchanger, and exchanging heat between the refrigerant flowing through the bypass pipe and waste heat of the engine. A heat exchanger (16), a first flow control valve (15b) interposed in the second refrigerant pipe, and capable of adjusting the flow rate of the refrigerant flowing from the second refrigerant pipe to the outdoor heat exchanger during the heating operation; A control device (40) for controlling the flow control valve, wherein the control device controls the outdoor heat exchange in which the refrigerant flowing through the sub heat exchanger operates during the heating operation to function as an evaporator during the heating operation. Chamber by flowing into the vessel The first flow control valve is controlled so that the flow rate of the refrigerant flowing from the second refrigerant pipe into the outdoor heat exchanger increases when a stagnation condition, which is a condition that the refrigerant is predicted to stagnate in the heat exchanger, is satisfied. To provide an engine-driven air conditioner (1).
本発明に係るエンジン駆動式空気調和装置によれば、低温暖房運転時にサブ熱交換器を流れた冷媒が室外熱交換器に流入する逆流現象が起きて室外熱交換器内に冷媒が寝込むと予測される寝込み条件が成立したときに、第二冷媒配管から室外熱交換器に流入する冷媒の流量、すなわち暖房運転時において室外熱交換器を正規の方向に流れる冷媒の量が増加するように、第二冷媒配管に介装された第一流量調整弁が制御される。このようにして室外熱交換器内を正規の方向に流れる冷媒流量を増加させると、サブ熱交換器側から逆流した冷媒が室外熱交換器内に流入しようとしても、正規の流れに押し負けて、室外熱交換器内に進入することができない。このようにして逆流による冷媒の室外熱交換器への進入が防止或いは抑制されるので、室外熱交換器内での冷媒の寝込みの発生が防止され、或いは室外熱交換器内に寝込む冷媒量を低減することができる。また、室外熱交換器に流入する冷媒を増やすことで、既に室外熱交換器内に寝込んでしまった冷媒が室外熱交換器から押し出される。このため室外熱交換器内での冷媒の寝込みを解消させることもできる。 According to the engine-driven air conditioner of the present invention, it is predicted that the refrigerant flowing through the sub heat exchanger flows into the outdoor heat exchanger during the low-temperature heating operation, and the refrigerant stagnates in the outdoor heat exchanger. When the stagnation condition is satisfied, the flow rate of the refrigerant flowing from the second refrigerant pipe to the outdoor heat exchanger, that is, the amount of refrigerant flowing in the outdoor heat exchanger in the normal direction during the heating operation increases, The first flow control valve interposed in the second refrigerant pipe is controlled. If the flow rate of the refrigerant flowing in the normal direction in the outdoor heat exchanger is increased in this way, even if the refrigerant flowing backward from the sub heat exchanger side attempts to flow into the outdoor heat exchanger, it is defeated by the normal flow. , Cannot enter the outdoor heat exchanger. In this way, the inflow of the refrigerant into the outdoor heat exchanger due to the backflow is prevented or suppressed, so that the occurrence of refrigerant stagnation in the outdoor heat exchanger is prevented, or the amount of refrigerant stagnated in the outdoor heat exchanger is reduced. Can be reduced. Further, by increasing the amount of the refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger, the refrigerant that has already fallen inside the outdoor heat exchanger is pushed out of the outdoor heat exchanger. For this reason, the stagnation of the refrigerant in the outdoor heat exchanger can be eliminated.
このように、本発明によれば、低温暖房運転時に室外熱交換器内での冷媒の寝込みの発生が懸念されるときに、第一流量調整弁を制御して室外熱交換器を流れる冷媒流量を増加させることによって、寝込みの発生が防止され、或いは寝込み量が低減される。また、第一流量調整弁は、寝込みの発生防止のためだけに制御されるのではなく、例えば空調負荷等によっても制御される。つまり、第一流量調整弁は、室外熱交換器内での冷媒の寝込みの発生の防止に専用の弁手段ではない。よって、寝込みの発生の防止に専用の弁手段を設けることによるコストアップを招くことなく、低温暖房運転時における逆流現象及びそれによる室外熱交換器内での冷媒の寝込みを効果的に抑制することができる。 As described above, according to the present invention, when the occurrence of refrigerant stagnation in the outdoor heat exchanger during the low-temperature heating operation is concerned, the flow rate of the refrigerant flowing through the outdoor heat exchanger by controlling the first flow control valve is controlled. Is increased, the occurrence of slumber is prevented or the amount of slumber is reduced. Further, the first flow control valve is controlled not only for preventing the occurrence of stagnation but also for example by an air conditioning load or the like. That is, the first flow control valve is not a dedicated valve means for preventing the refrigerant from stagnation in the outdoor heat exchanger. Therefore, the backflow phenomenon during the low-temperature heating operation and the stagnation of the refrigerant in the outdoor heat exchanger due to the backflow phenomenon during the low-temperature heating operation can be effectively suppressed without increasing the cost by providing a dedicated valve means for preventing the occurrence of stagnation. Can be.
また、本発明は、駆動力を発生するエンジン(10)と、冷媒を吸入する吸入口(11a)及び冷媒を吐出する吐出口(11b)を有し、エンジンの駆動力により作動することにより、吸入口から冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を吐出口から吐出する圧縮機(11)と、圧縮機の吐出口に第一冷媒配管(31,32)を介して接続され、暖房運転時に第一冷媒配管から流入した冷媒と室内空気とを熱交換させる室内熱交換器(22)と、室内熱交換器に第二冷媒配管(34)を介して接続され、暖房運転時に第二冷媒配管から流入した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器(14)と、室外熱交換器に第三冷媒配管(33,35)を介して接続され、暖房運転時に第三冷媒配管から流入した冷媒を気液分離するアキュムレータ(19)と、アキュムレータと圧縮機の吸入口とを接続する第四冷媒配管(36)と、第二冷媒配管を流れる冷媒が室外熱交換器をバイパスするように、第二冷媒配管と第三冷媒配管とを接続するバイパス配管(37)と、バイパス配管に介装され、前記室外熱交換器と並列的に設けられるとともに、バイパス配管を流れる冷媒とエンジンの廃熱とを熱交換させるサブ熱交換器(16)と、バイパス配管に介装され、バイパス配管を流れる冷媒の流量を調整可能な第二流量調整弁(17)と、第二流量調整弁を制御する制御装置(40)と、を備え、制御装置は、暖房運転時にサブ熱交換器を流れた冷媒が、暖房運転時に蒸発器として機能するように作動している室外熱交換器に流入することによって室外熱交換器に冷媒が寝込むと予測される条件である寝込み条件が成立したときに、サブ熱交換器に流入する冷媒の流量が減少するように、第二流量調整弁を制御する、エンジン駆動式空気調和装置(1)を提供する。
Further, the present invention has an engine (10) for generating a driving force, an inlet (11a) for sucking refrigerant, and an outlet (11b) for discharging refrigerant, and is operated by the driving force of the engine. A compressor (11) that sucks refrigerant from an inlet, compresses the sucked refrigerant, and discharges the compressed refrigerant from an outlet, is connected to the outlet of the compressor via first refrigerant pipes (31, 32). An indoor heat exchanger (22) for exchanging heat between the refrigerant flowing from the first refrigerant pipe and the indoor air during the heating operation is connected to the indoor heat exchanger via the second refrigerant pipe (34). An outdoor heat exchanger (14) for exchanging heat between the refrigerant flowing from the second refrigerant pipe and the outside air, and a third refrigerant pipe (33, 35) connected to the outdoor heat exchanger during heating operation. Aki for gas-liquid separation of refrigerant flowing from refrigerant piping A fourth refrigerant pipe (36) connecting the accumulator and the suction port of the compressor; and a second refrigerant pipe and a fourth refrigerant pipe so that the refrigerant flowing through the second refrigerant pipe bypasses the outdoor heat exchanger. A bypass pipe (37) connected to the three refrigerant pipes, a sub-pipe interposed in the bypass pipe , provided in parallel with the outdoor heat exchanger, and exchanging heat between the refrigerant flowing through the bypass pipe and waste heat of the engine. A heat exchanger (16), a second flow control valve (17) interposed in the bypass pipe and capable of adjusting the flow rate of the refrigerant flowing through the bypass pipe, and a control device (40) controlling the second flow control valve. The control device controls the refrigerant to flow into the outdoor heat exchanger by flowing the refrigerant flowing through the sub heat exchanger during the heating operation into the outdoor heat exchanger that operates to function as an evaporator during the heating operation. Falls asleep Provided is an engine-driven air conditioner (1) that controls a second flow control valve such that a flow rate of refrigerant flowing into a sub heat exchanger decreases when a stagnation condition that is a predicted condition is satisfied. I do.
本発明に係るエンジン駆動式空気調和装置によれば、低温暖房運転時にサブ熱交換器を流れた冷媒が室外熱交換器に流入する逆流現象が起きて室外熱交換器内に冷媒が寝込むと予測される寝込み条件が成立したときに、サブ熱交換器に流入する冷媒の流量が減少するように、バイパス配管に介装された第二流量調整弁が制御される。このようにしてサブ熱交換器に流入する冷媒量を減少させると、サブ熱交換器側から逆流して室外熱交換器内に流入しようとする冷媒の流量が減少する。或いは、サブ熱交換器から流出した冷媒の流量減少によって、冷媒の逆流が防止される。このため、冷媒の逆流によって室外熱交換器に寝込む冷媒量が減少され、或いは寝込みの発生が防止される。また、第二流量調整弁は、寝込みの発生防止のためだけに制御されるのではなく、例えばサブ熱交換器での熱交換が効率的な空調運転に寄与するか否かによっても制御される。つまり、第二流量調整弁は、室外熱交換器内での冷媒の寝込み発生の防止に専用の弁手段ではない。よって、寝込みの発生の防止に専用の弁手段を設けることによるコストアップを招くことなく、低温暖房運転時における逆流現象及びそれによる室外熱交換器内での冷媒の寝込みを効果的に抑制することができる。 According to the engine-driven air conditioner of the present invention, it is predicted that the refrigerant flowing through the sub heat exchanger flows into the outdoor heat exchanger during the low-temperature heating operation, and the refrigerant stagnates in the outdoor heat exchanger. When the stagnation condition is satisfied, the second flow control valve interposed in the bypass pipe is controlled such that the flow rate of the refrigerant flowing into the sub heat exchanger decreases. When the amount of the refrigerant flowing into the sub heat exchanger is reduced in this way, the flow rate of the refrigerant flowing backward from the sub heat exchanger and flowing into the outdoor heat exchanger decreases. Alternatively, the backflow of the refrigerant is prevented by reducing the flow rate of the refrigerant flowing out of the sub heat exchanger. For this reason, the amount of refrigerant stagnated in the outdoor heat exchanger due to the backflow of the refrigerant is reduced, or stagnation is prevented. Further, the second flow control valve is controlled not only for preventing the occurrence of stagnation, but also for example, whether or not heat exchange in the sub heat exchanger contributes to efficient air conditioning operation. . That is, the second flow control valve is not a dedicated valve means for preventing the refrigerant from stagnation in the outdoor heat exchanger. Therefore, the backflow phenomenon during the low-temperature heating operation and the stagnation of the refrigerant in the outdoor heat exchanger due to the backflow phenomenon during the low-temperature heating operation can be effectively suppressed without increasing the cost by providing a dedicated valve means for preventing the occurrence of stagnation. Can be.
また、本発明は、駆動力を発生するエンジン(10)と、冷媒を吸入する吸入口(11a)及び冷媒を吐出する吐出口(11b)を有し、エンジンの駆動力により作動することにより、吸入口から冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を吐出口から吐出する圧縮機(11)と、圧縮機の吐出口に第一冷媒配管(31,32)を介して接続され、暖房運転時に第一冷媒配管から流入した冷媒と室内空気とを熱交換させる室内熱交換器(22)と、室内熱交換器に第二冷媒配管(34)を介して接続され、暖房運転時に第二冷媒配管から流入した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器(14)と、室外熱交換器に第三冷媒配管(33,35)を介して接続され、暖房運転時に第三冷媒配管から流入した冷媒を気液分離するアキュムレータ(19)と、アキュムレータと圧縮機の吸入口とを接続する第四冷媒配管(36)と、第二冷媒配管を流れる冷媒が室外熱交換器をバイパスするように、第二冷媒配管と第三冷媒配管とを接続するバイパス配管(37)と、バイパス配管に介装され、前記室外熱交換器と並列的に設けられるとともに、バイパス配管を流れる冷媒とエンジンの廃熱とを熱交換させるサブ熱交換器(16)と、第二冷媒配管に介装され、暖房運転時に第二冷媒配管から室外熱交換器に流れる冷媒の流量を調整可能な第一流量調整弁(15b)と、バイパス配管に介装され、バイパス配管を流れる冷媒の流量を調整可能な第二流量調整弁(17)と、第一流量調整弁及び第二流量調整弁を制御する制御装置(40)と、を備え、制御装置は、暖房運転時にサブ熱交換器を流れた冷媒が、暖房運転時に蒸発器として機能するように作動している室外熱交換器に流入することによって室外熱交換器に冷媒が寝込むと予測される条件である寝込み条件が成立したときであって、第一流量調整弁の開度が予め定められた開度(Nth−Astp)以下である場合に、第一流量調整弁の開度が増加するように第一流量調整弁を制御し、寝込み条件が成立したときであって、第一流量調整弁の開度が予め定められた開度よりも大きいときに、第二流量調整弁の開度が減少するように第二流量調整弁を制御する、エンジン駆動式空気調和装置(1)を提供する。
Further, the present invention has an engine (10) for generating a driving force, an inlet (11a) for sucking refrigerant, and an outlet (11b) for discharging refrigerant, and is operated by the driving force of the engine. A compressor (11) that sucks refrigerant from an inlet, compresses the sucked refrigerant, and discharges the compressed refrigerant from an outlet, is connected to the outlet of the compressor via first refrigerant pipes (31, 32). An indoor heat exchanger (22) for exchanging heat between the refrigerant flowing from the first refrigerant pipe and the indoor air during the heating operation is connected to the indoor heat exchanger via the second refrigerant pipe (34). An outdoor heat exchanger (14) for exchanging heat between the refrigerant flowing from the second refrigerant pipe and the outside air, and a third refrigerant pipe (33, 35) connected to the outdoor heat exchanger during heating operation. Aki for gas-liquid separation of refrigerant flowing from refrigerant piping A fourth refrigerant pipe (36) connecting the accumulator and the suction port of the compressor; and a second refrigerant pipe and a fourth refrigerant pipe so that the refrigerant flowing through the second refrigerant pipe bypasses the outdoor heat exchanger. A bypass pipe (37) connected to the three refrigerant pipes, a sub-pipe interposed in the bypass pipe , provided in parallel with the outdoor heat exchanger, and exchanging heat between the refrigerant flowing through the bypass pipe and waste heat of the engine. A heat exchanger (16), a first flow control valve (15b) interposed in the second refrigerant pipe, and capable of adjusting the flow rate of the refrigerant flowing from the second refrigerant pipe to the outdoor heat exchanger during the heating operation, and a bypass pipe A second flow control valve (17) interposed in the bypass pipe and capable of adjusting the flow rate of the refrigerant flowing through the bypass pipe, and a control device (40) for controlling the first flow control valve and the second flow control valve, The control unit operates during heating operation. The refrigerant flowing through the sub heat exchanger is a condition in which the refrigerant to the outdoor heat exchanger is expected to stay in bed by flowing into the outdoor heat exchanger which is operative to function as an evaporator during the heating operation liquefaction conditions Is satisfied, and when the opening of the first flow control valve is equal to or less than a predetermined opening (Nth-Astp), the first flow rate is increased so that the opening of the first flow control valve increases. The control valve is controlled so that when the sleeping condition is satisfied and the opening of the first flow control valve is larger than a predetermined opening, the opening of the second flow control valve decreases. An engine-driven air conditioner (1) for controlling a second flow control valve is provided.
本発明に係るエンジン駆動式空気調和装置によれば、低温暖房運転時にサブ熱交換器を流れた冷媒が室外熱交換器に流入する逆流現象が起きて室外熱交換器内に冷媒が寝込むと予測される寝込み条件が成立したときであって、第二冷媒配管に介装された第一流量調整弁の開度が予め定められた開度以上である場合には、第二冷媒配管から室外熱交換器に流入する冷媒の流量が増加するように、第一流量調整弁が制御される。これにより、サブ熱交換器から室外熱交換器への冷媒の逆流及びそれによる室外熱交換器内での冷媒の寝込みを防止或いは抑制することができる。つまり、第一流量調整弁開度が予め定められた開度以上に達するまでは、第一流量調整弁の開度を制御することによって冷媒の寝込みが防止或いは抑制される。このため、寝込みの防止或いは抑制のために、サブ熱交換器に流れる冷媒の流量を減らさなくてもよい。よって、室外熱交換器での冷媒の寝込みを防止或いは抑制しつつ、サブ熱交換器で冷媒に十分に熱を与え続けて効率的な暖房運転を継続することができる。また、第一流量調整弁の開度が予め定められた開度より大きくなってもなお寝込み条件が成立している場合(すなわち寝込みが改善されない場合)に第二流量調整弁の開度を減少させることにより、第一流量調整弁の開度が所定の開度に達している場合においても室外熱交換器への冷媒の寝込みを防止或いは抑制することができる。 According to the engine-driven air conditioner of the present invention, it is predicted that the refrigerant flowing through the sub heat exchanger flows into the outdoor heat exchanger during the low-temperature heating operation, and the refrigerant stagnates in the outdoor heat exchanger. When the sleeping condition is satisfied, and the opening of the first flow control valve interposed in the second refrigerant pipe is equal to or larger than a predetermined opening, the outdoor heat is transferred from the second refrigerant pipe. The first flow control valve is controlled such that the flow rate of the refrigerant flowing into the exchanger increases. This can prevent or suppress the backflow of the refrigerant from the sub heat exchanger to the outdoor heat exchanger and the stagnation of the refrigerant in the outdoor heat exchanger due to the backflow. That is, until the opening of the first flow control valve reaches or exceeds the predetermined opening, the stagnation of the refrigerant is prevented or suppressed by controlling the opening of the first flow control valve. Therefore, it is not necessary to reduce the flow rate of the refrigerant flowing through the sub heat exchanger in order to prevent or suppress stagnation. Therefore, while preventing or suppressing stagnation of the refrigerant in the outdoor heat exchanger, it is possible to continue to sufficiently apply heat to the refrigerant in the sub heat exchanger and to continue the efficient heating operation. Further, even if the opening degree of the first flow control valve is larger than the predetermined opening degree, the opening degree of the second flow control valve is reduced when the sleeping condition is still satisfied (that is, when the sleeping state is not improved). By doing so, even when the opening degree of the first flow control valve has reached the predetermined opening degree, it is possible to prevent or suppress the stagnation of the refrigerant into the outdoor heat exchanger.
本発明において、寝込み条件は、室外熱交換器が蒸発器として機能する暖房時であって、且つ、第二冷媒配管から室外熱交換器に流入する冷媒の温度(T1)が外気温度(T3)以上の場合、室外熱交換器から流出して第三冷媒配管を流れる冷媒の温度(T2)が外気温度以上の場合、及び、第四冷媒配管を流れる冷媒の圧力(PL)から換算される冷媒の飽和ガス温度(Ts)が外気温度以上の場合、のいずれかであるとよい。上記3つの条件の何れかが成立したときには、室外熱交換器が外気に対して放熱する状態と言える。室外熱交換器が外気に対して放熱する状態である場合、サブ熱交換器から逆流した冷媒が室外熱交換器に寝込む可能性が高い。よって、そのような場合に室外熱交換器を流れる冷媒の流量を増加させ、或いは、サブ熱交換器を流れる冷媒の流量を減少させることにより、室外熱交換器内での冷媒の寝込みを効果的に防止或いは抑制することができる。
In the present invention, the sleeping condition is the time of heating in which the outdoor heat exchanger functions as an evaporator, and the temperature (T1) of the refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger from the second refrigerant pipe is the outside air temperature (T3). In the above case, the refrigerant (T2) flowing out of the outdoor heat exchanger and flowing through the third refrigerant pipe is equal to or higher than the outside air temperature, and the refrigerant converted from the pressure (PL) of the refrigerant flowing through the fourth refrigerant pipe. If the saturated gas temperature (Ts) is equal to or higher than the outside air temperature, the temperature may be any of When any of the above three conditions is satisfied, it can be said that the outdoor heat exchanger radiates heat to the outside air. When the outdoor heat exchanger is in a state of radiating heat to the outside air, there is a high possibility that the refrigerant flowing backward from the sub heat exchanger will fall in the outdoor heat exchanger. Therefore, in such a case, by increasing the flow rate of the refrigerant flowing through the outdoor heat exchanger, or by decreasing the flow rate of the refrigerant flowing through the sub heat exchanger, the stagnation of the refrigerant inside the outdoor heat exchanger is effectively performed. Can be prevented or suppressed.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本実施形態に係るエンジン駆動式空気調和装置の概略構成を示す図である。図1に示すように、本実施形態に係るエンジン駆動式空気調和装置1は、室外機1a及び室内機1bを備える。室外機1aは室外に設置され、室内機1bは室内に設置される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an engine-driven air conditioner according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the engine-driven
室外機1aは、エンジン10と、圧縮機11と、オイルセパレータ12と、四方弁13と、室外熱交換器14と、第一流量調整弁15bと、サブ熱交換器16と、第二流量調整弁17と、過冷却コイル18と、アキュムレータ19と、制御装置40とを備える。また、室内機1bは、室内側電子膨張弁21と、室内熱交換器22とを備える。これらの構成要素が、冷媒配管により接続される。
The
エンジン10は、例えばLPG等の気体燃料を燃焼させることにより駆動力を発生する。なお、気体燃料に代えて、ガソリン等の液体燃料、或いは固体燃料を用いることもできる。また、エンジン10の内部に冷却水通路10aが形成されており、この冷却水通路10aは冷却水が充填された冷却水回路70に接続される。冷却水回路70に冷却水ポンプ71が介装される。冷却水ポンプ71が駆動することによって、冷却水回路70内を冷却水が流れる。冷却水回路70内を流れる冷却水はエンジン10内の冷却水通路10aに供給され、冷却水通路10a内を流れる。冷却水通路10a内を冷却水が流れることで、エンジン10が冷却される。また、冷却水回路70は、後述するサブ熱交換器16に接続される。
The
圧縮機11はエンジン10に接続されており、エンジン10の駆動力を受けて作動する。圧縮機11は吸入口11a及び吐出口11bを有する。圧縮機11が作動すると、圧縮機11は吸入口11aから冷媒ガスを吸入し、内部で冷媒ガスを圧縮し、圧縮した冷媒ガスを吐出口11bから吐出する。なお、図1には2台の圧縮機が示されているが、1つの室外機1aに備えられる圧縮機の個数は1個でもよいし、3個以上でもよい。
The
圧縮機11の吐出口11bは吐出配管31の一端に接続される。吐出配管31の途中にオイルセパレータ12が介装される。オイルセパレータ12は、圧縮機11の吐出口11bから吐出されたオイルを回収する。回収されたオイルは圧縮機11の吸入口11a側に戻される。
The
吐出配管31の他端に四方弁13が接続される。四方弁13は、第一ポート13a、第二ポート13b、第三ポート13c、及び、第四ポート13dを有する。圧縮機11の吐出口11bは、四方弁13の第一ポート13aに吐出配管31を介して接続される。四方弁13の第二ポート13bには室内機側配管32を介して室内に設置された室内熱交換器22が接続される。四方弁13の第三ポート13cには室外機側配管33を介して室外熱交換器14が接続される。そして、四方弁13の第四ポート13dには、アキュムレータ入口配管35を介してアキュムレータ19が接続される。
The four-
四方弁13は、第一ポート13aが第二ポート13bに連通するとともに第三ポート13cが第四ポート13dに連通する暖房時切換状態と、第一ポート13aが第三ポート13cに連通するとともに第二ポート13bが第四ポート13dに連通する冷房時切換状態とを、選択的に実現することができるように構成される。エンジン駆動式空気調和装置1が暖房運転するときには、四方弁13の切換状態が暖房時切換状態にされ、エンジン駆動式空気調和装置1が冷房運転するときには、四方弁13の切換状態が冷房時切換状態にされる。
The four-
四方弁13の切換状態が暖房時切換状態であるとき、四方弁13の第一ポート13aに吐出配管31を介して接続されている圧縮機11の吐出口11bと、四方弁13の第二ポート13bに室内機側配管32を介して接続されている室内熱交換器22が接続される。つまり、室内熱交換器22は、暖房運転時には、吐出配管31及び室内機側配管32を介して、圧縮機11の吐出口11bに接続される。吐出配管31及び室内機側配管32が、本発明の第一冷媒配管に相当する。
When the switching state of the four-
また、四方弁13の切換状態が暖房時切換状態であるとき、四方弁13の第三ポート13cに室外機側配管33を介して接続されている室外熱交換器14と、四方弁13の第四ポート13dにアキュムレータ入口配管35を介して接続されているアキュムレータ19が、接続される。つまり、室外熱交換器14は、暖房運転時には、室外機側配管33及びアキュムレータ入口配管35を介して、アキュムレータ19に接続される。室外機側配管33及びアキュムレータ入口配管35が、本発明の第三冷媒配管に相当する。
When the switching state of the four-
室外機側配管33を介して四方弁13の第三ポート13cに接続された室外熱交換器14は、その内部を流通する冷媒と外気とを熱交換させる。室外熱交換器14は中間配管34を介して室内熱交換器22に接続される。この中間配管34が、本発明の第二冷媒配管に相当する。室内熱交換器22は、その内部を流通する冷媒と室内空気とを熱交換させる。また、中間配管34の途中には、過冷却コイル18が介装される。過冷却コイル18は、内部を通る冷媒を過冷却させる。
The
中間配管34の位置Aから位置Bまでの間の部分は、2つの配管(配管L1、配管L2)に分岐している。配管L1には一方向弁15aが介装され、配管L2には第一流量調整弁15bが介装される。冷房運転時には冷媒は配管L1を流れ、暖房運転時には冷媒は配管L2を流れる。第一流量調整弁15bは、そこを流れる冷媒を膨張させる。また、第一流量調整弁15bの開度は調整可能である。第一流量調整弁15bの開度を調整することにより、中間配管34を流れる冷媒の流量が調整される。
The portion between the position A and the position B of the
アキュムレータ入口配管35を介して四方弁13の第四ポート13dに接続されたアキュムレータ19は、さらにアキュムレータ出口配管36を介して圧縮機11の吸入口11aに接続される。このアキュムレータ19は、アキュムレータ入口配管35側から冷媒を導入し、導入した冷媒を気液分離する。アキュムレータ19内で液冷媒と分離されたガス冷媒が、アキュムレータ出口配管36を経由して圧縮機11の吸入口11aに供給される。アキュムレータ出口配管36が、本発明の第四冷媒配管に相当する。
The
また、中間配管34(第二配管)とアキュムレータ入口配管35(第三冷媒配管)がバイパス配管37により接続される。このバイパス配管37には、第二流量調整弁17及びサブ熱交換器16が介装される。第二流量調整弁17の開度は調整可能である。第二流量調整弁17の開度を調整することにより、バイパス配管37を流れる冷媒の流量が調整される。
The intermediate pipe 34 (second pipe) and the accumulator inlet pipe 35 (third refrigerant pipe) are connected by a
サブ熱交換器16は、例えば内管及び外管を備える二重管式熱交換器であり、内管がバイパス配管37に接続され、外管がエンジン10に接続された冷却水回路70に接続される。従って、このサブ熱交換器16によって、内管を流れる冷媒と外管を流れる冷却水(エンジン廃熱)が熱交換する。また、外管を流れる冷却水はエンジン10から熱を奪うことによって加熱されている。よって、このサブ熱交換器16にて、バイパス配管37を流れる冷媒が冷却水によって加熱される。
The
また、吐出配管31とアキュムレータ入口配管35がホットガスバイパス配管39により接続される。このホットガスバイパス配管39にホットガスバイパス開閉弁62が介装される。
Further, the
また、制御装置40は、CPU,ROM,RAM等からなるマイクロコンピュータを主要構成とし、少なくとも、圧縮機11の駆動、四方弁13の切換動作、ホットガスバイパス開閉弁62の開閉動作、第一流量調整弁15bの開度、及び、第二流量調整弁17の開度、を制御する。
The
また、冷媒回路の各所に温度センサ及び圧力センサが取り付けられる。これらの各種センサのうち、第一温度センサ51は中間配管34に取り付けられており、暖房時に中間配管34から室外熱交換器14に流入する冷媒の温度、すなわち室外熱交換器入口温度T1(冷媒液温度)を検出する。第二温度センサ52は、室外機側配管33に取り付けられており、暖房時に室外熱交換器14から室外機側配管33に流出する冷媒の温度、すなわち室外熱交換器出口温度T2(冷媒ガス温度)を検出する。第三温度センサ53は室外機1aのハウジング等に取り付けられており、外気温度T3を検出する。第四温度センサ54は、吐出配管31に取り付けられており、圧縮機11から吐出された冷媒の温度(吐出温度)を検出する。第五温度センサ55はアキュムレータ出口配管36に取り付けられており、圧縮機11に吸入される冷媒の温度T4(吸入温度)を検出する。また、第六温度センサ56は、バイパス配管37に取り付けられており、サブ熱交換器16を流出した冷媒の温度、すなわちサブ熱交換器出口温度T5を検出する。吸入圧力センサ57はアキュムレータ出口配管36に取り付けられており、圧縮機11の吸入口11aに通じるアキュムレータ出口配管36内の圧力、すなわち圧縮機11の吸入口11a側の冷媒圧力(吸入圧力)PLを検出する。各センサにより検出された温度情報或いは圧力情報は、制御装置40に入力される。
Further, a temperature sensor and a pressure sensor are attached to various parts of the refrigerant circuit. Among these various sensors, the
次に、上記構成のエンジン駆動式空気調和装置1の空調動作について説明する。本実施形態に係るエンジン駆動式空気調和装置1は、空調モードが暖房モードであるか冷房モードであるかをユーザがリモコンなどを操作することにより設定することができるようにされている。また、エンジン駆動式空気調和装置1の空調モードが暖房モードであるときに、四方弁13の切換状態が暖房時切換状態になるように、制御装置40が四方弁13の切換動作を制御する。また、エンジン駆動式空気調和装置1の空調モードが冷房モードであるときに、四方弁13の切換状態が冷房時切換状態になるように、制御装置40が四方弁13の切換動作を制御する。なお、図1において、冷房運転時(冷房モードによる運転時)における冷媒の流れが実線の矢印により示され、暖房運転時(暖房モードによる運転時)における冷媒の流れが点線の矢印により示される。
Next, the air conditioning operation of the engine-driven
まず、暖房運転について説明する。エンジン10の駆動により圧縮機11が作動すると、圧縮機11は、アキュムレータ出口配管36内の低圧ガス冷媒を吸入口11aから吸入するとともに吸入した低圧ガス冷媒を圧縮して高温高圧ガス冷媒を生成する。そして、生成した高温高圧ガス冷媒を吐出口11bから吐出する。吐出口11bから吐出された高温高圧ガス冷媒は吐出配管31を流れる。
First, the heating operation will be described. When the
吐出配管31の途中にオイルセパレータ12が介装されている。このオイルセパレータ12によって、吐出配管31を流れる冷媒中に混入したオイルが回収される。また、吐出配管31の途中にはホットガスバイパス配管39が接続されている。ホットガスバイパス配管39に介装されたホットガスバイパス開閉弁62は、エンジン駆動式空気調和装置1の運転中に、例えば冷媒回路内の冷媒圧力が高すぎるようなときに開くように、制御装置40によりその開閉動作が制御される。ホットガスバイパス開閉弁62が開いている場合、吐出配管31内の一部のガス冷媒はホットガスバイパス配管39を流れてアキュムレータ入口配管35に至り、さらにアキュムレータ入口配管35からアキュムレータ19に導入される。ホットガスバイパス開閉弁62が閉じている場合、吐出配管31内のガス冷媒は四方弁13の第一ポート13aに入る。
The
四方弁13は、エンジン駆動式空気調和装置1の空調モードが暖房モードであるときには暖房時切換状態になるように制御装置40によりその切換動作が制御されているから、暖房運転時には、四方弁13の第一ポート13aが第二ポート13bに連通する。そのため吐出配管31から四方弁13の第一ポート13aに入った高温高圧ガス冷媒は、第二ポート13bから四方弁13を流出して室内機側配管32に流れる。室内機側配管32内の冷媒は、室内機1b側の室内熱交換器22に流入する。室内熱交換器22に流入した高温高圧ガス冷媒は室内熱交換器22内を流通する間に室内に熱を吐き出して凝縮する。つまり、暖房運転時には室内熱交換器22が凝縮器として機能する。このとき高温高圧ガス冷媒から吐き出された熱によって室内空気が暖められて、室内が暖房される。
The switching operation of the four-
室内空気に熱を吐き出して凝縮した冷媒は一部液化し、室内熱交換器22から中間配管34に流出する。そして、中間配管34の途中に介装された室内側電子膨張弁21で膨張することにより中圧化される。その後、室外機1a側の過冷却コイル18を通過することにより過冷却される。過冷却コイル18を流出した冷媒の一部は、中間配管34に接続されているバイパス配管37を流れる。そして、バイパス配管37に設けられているサブ熱交換器16に入り、このサブ熱交換器16によって、エンジン冷却水と熱交換する。なお、バイパス配管37に介装された第二流量調整弁17によって、バイパス配管37に設けられているサブ熱交換器16に流入する冷媒の流量が調整される。サブ熱交換器16で熱交換した冷媒は、バイパス配管37からアキュムレータ入口配管35を流れてアキュムレータ19に導入される。
The refrigerant that discharges heat to the indoor air and condenses is partially liquefied and flows out of the
一方、中間配管34からバイパス配管37に流れなかった冷媒は、中間配管34の配管L2を流れ、配管L2に介装された第一流量調整弁15bを通る。この第一流量調整弁15bにより冷媒が膨張して低圧化されるとともに、中間配管34から室外熱交換器14に流入する冷媒の流量が調整される。第一流量調整弁15bを通った冷媒は、室外熱交換器14に流入する。室外熱交換器14に流入した冷媒は室外熱交換器14内を流通する間に外気の熱を奪って蒸発する。つまり、暖房運転時には室外熱交換器14が蒸発器として機能する。
On the other hand, the refrigerant that did not flow from the
外気の熱を奪って蒸発した冷媒は一部気化して室外熱交換器14から室外機側配管33に流出し、その後、四方弁13の第三ポート13cに入る。空調モードが暖房モードであるときには、四方弁13の第三ポート13cが第四ポート13dに連通しているから、室外機側配管33から四方弁13の第三ポート13cに入った冷媒は第四ポート13dから四方弁13を流出してアキュムレータ入口配管35を流れる。アキュムレータ入口配管35を流れた冷媒はアキュムレータ19に導入される。アキュムレータ19では導入された冷媒が気液分離され、液冷媒と分離された低温低圧のガス冷媒がアキュムレータ出口配管36に流出する。そして、アキュムレータ出口配管36内のガス冷媒が圧縮機11の吸入口11aに帰還する。このような冷媒の循環サイクルが繰り返されることにより、室内暖房が継続される。
The refrigerant evaporated by removing the heat of the outside air is partially vaporized, flows out of the
次に、冷房運転について説明する。圧縮機11が作動すると、圧縮機11の吐出口11bから吐出配管31に高温高圧ガス冷媒が吐出される。高温高圧ガス冷媒は吐出配管31を流れ、オイルセパレータ12を経由して四方弁13の第一ポート13aに入る。
Next, the cooling operation will be described. When the
四方弁13は、空気調和装置の空調モードが冷房モードであるときには冷房時切換状態になるように制御装置40によりその切換動作が制御されているから、冷房運転時には、四方弁13の第一ポート13aが第三ポート13cに連通する。そのため吐出配管31から四方弁13の第一ポート13aに入った高温高圧ガス冷媒は、第三ポート13cから四方弁13を流出して室外機側配管33に流れる。室外機側配管33に流れた高温高圧ガス冷媒は室外熱交換器14に流入する。室外熱交換器14に流入した冷媒は室外熱交換器14内を流通する間に外気に熱を吐き出して凝縮する。つまり、冷房運転時には室外熱交換器14が凝縮器として機能する。
The switching operation of the four-
外気に熱を吐き出して凝縮した冷媒は一部液化し、室外熱交換器14から中間配管34に流出する。中間配管34に流出した液冷媒(或いは気液二相冷媒)は、配管L1を通過する。その後、一部の冷媒がバイパス配管37を流れ、バイパス配管37に設けられているサブ熱交換器16にて熱交換する。サブ熱交換器16で熱交換した冷媒は、バイパス配管37からアキュムレータ入口配管35を流れてアキュムレータ19に導入される。なお、冷房運転時にサブ熱交換器16に冷媒を流す必要がない場合には、バイパス配管37に介装されている第二流量調整弁17を閉弁しておけばよい。
The refrigerant that discharges heat to the outside air and condenses is partially liquefied and flows out of the
バイパス配管37を流れなかった冷媒は、中間配管34に介装されている過冷却コイル18を通過し、その後、室内機1b側の室内側電子膨張弁21を通る。この室内側電子膨張弁21で冷媒が膨張することにより蒸発しやすいように低圧化される。その後、冷媒は室内熱交換器22に流入する。室内熱交換器22に流入した冷媒は室内熱交換器22内を流通する間に室内空気の熱を奪って蒸発する。つまり、室内熱交換器22は冷房運転時に蒸発器として機能する。このとき冷媒が室内空気の熱を奪うことによって室内空気が冷やされて、室内が冷房される。
The refrigerant not flowing through the
室内空気の熱を奪って蒸発した冷媒は一部気化し、室内熱交換器22から室内機側配管32に流出して四方弁13に向かう。そして、四方弁13の第二ポート13bに入る。空調モードが冷房モードであるときには、四方弁13の第二ポート13bが第四ポート13dに連通しているから、室内機側配管32から四方弁13の第二ポート13bに入った冷媒は、第四ポート13dから四方弁13を流出してアキュムレータ入口配管35に流入する。アキュムレータ入口配管35を流れた冷媒はアキュムレータ19に導入される。アキュムレータ19では導入された冷媒が気液分離され、分離された低温低圧のガス冷媒がアキュムレータ出口配管36に流出する。そして、アキュムレータ19からアキュムレータ出口配管36内に流入したガス冷媒が、圧縮機11の吸入口11aに帰還する。このような冷媒の循環サイクルが繰り返されることにより、室内冷房が継続される。
Part of the refrigerant evaporated by removing the heat of the indoor air is vaporized, flows out from the
また、上記した暖房運転時において、第一流量調整弁15bの開度は、通常は、空調負荷に応じて制御されている。例えば、室外熱交換器入口温度T1と室外熱交換器出口温度T2との差(T2−T1)が、空調負荷に応じて必要な温度差となるように、第一流量調整弁15bの開度が制御装置40により制御される。また、上記した暖房運転時において、第二流量調整弁17の開度は、通常は、サブ熱交換器16での熱交換が有効に機能するか否かに応じて制御されている。例えば、第二流量調整弁17の開度は、サブ熱交換器出口温度T5に基づいて得られるサブ熱交換器出口過熱度が所定の過熱度以上であるときに増加し、サブ熱交換器出口過熱度が所定の加熱度未満であるときに減少するように、制御装置40により制御される。
Also, during the above-described heating operation, the opening of the first
ところで、暖房運転時には、上記したように、室外熱交換器14が蒸発器として機能する。つまり、室外熱交換器14にて吸熱される。斯かる吸熱反応により室外熱交換器14を流れる冷媒が外気から熱を奪う。しかし、暖房運転時には外気温度が低いため、室外熱交換器14を流れる冷媒が外気から十分に熱を奪うことができないことが懸念される。冷媒が外気から十分に熱を奪うことができない場合、冷媒の温度を目標温度に維持することができず、その結果、暖房能力が低下する。この点に関し、本実施形態に係るエンジン駆動式空気調和装置1は、冷媒をエンジン10の廃熱によって加熱するためのサブ熱交換器16を備えている。このサブ熱交換器16は中間配管34から分岐したバイパス配管37に介装されているため、バイパス配管37を流れた冷媒がサブ熱交換器16にてエンジン10の廃熱(冷却水)により加熱される。そして、サブ熱交換器16で加熱された冷媒は、室外熱交換器14を通らずにアキュムレータ入口配管35を経由してアキュムレータ19に導入される。つまり、室外熱交換器14とサブ熱交換器16は並列的に設けられており、バイパス配管37は、室外熱交換器14をバイパスするように、中間配管34(第二冷媒配管)とアキュムレータ入口配管35(第三冷媒配管)とを接続している。従って、暖房運転時には、冷媒は、サブ熱交換器16にてエンジン廃熱(冷却水)からも熱を奪うことができる。これにより冷媒の温度を所望の温度に維持し、暖房時における暖房能力を維持することができる。
By the way, during the heating operation, the
しかし、外気温度が極端に低い場合における暖房運転時、つまり低温暖房運転時には、室外熱交換器14では外気からほとんど熱を奪うことができないばかりか、逆に冷媒が外気によって冷やされるため、室外熱交換器14を流出した冷媒の圧力はかなり低くなる。一方、サブ熱交換器16を流出した冷媒の圧力はかなり高い。よって、室外熱交換器14を流出した冷媒の圧力とサブ熱交換器16を流出した冷媒の圧力との差圧が大きくなり、この圧力差に基づいて、サブ熱交換器16を流出した冷媒が四方弁13を介して室外熱交換器14に逆流することがある。このようにしてサブ熱交換器16から室外熱交換器14に逆流した冷媒は、室外熱交換器14内で冷やされることによって液化する。液化した冷媒は、室外熱交換器14内に滞留する。つまり、室外熱交換器14内に冷媒が寝込む。
However, at the time of the heating operation when the outside air temperature is extremely low, that is, at the time of the low-temperature heating operation, not only the
室外熱交換器14内に冷媒が寝込むと、冷媒回路(暖房運転時及び冷房運転時において冷媒が流れる配管及び各機器)内を流れる冷媒量が減少するため、空調能力が低下する。また、室外熱交換器14に冷媒が寝込んでいるときに、空調負荷の増大によって室外熱交換器14に多量の冷媒が中間配管34側から流入した場合、室外熱交換器14で蒸発しきれない大量の液冷媒が一気にアキュムレータ19に流れ込む。大量の液冷媒が一気にアキュムレータ19に流れ込んだ場合、圧縮機11の吸入口11aにおける冷媒の過熱度(吸入過熱度)が低下する。吸入過熱度が低下すると、圧縮機11に液冷媒が吸入されて、圧縮機11が液圧縮して動作不良を起こす可能性が高い。
When the refrigerant stagnates in the
よって、低温暖房運転時におけるサブ熱交換器16から室外熱交換器14への逆流、及び、それに伴う室外熱交換器14内での冷媒の寝込みは、できる限り発生しないのがよい。低温暖房運転時における室外熱交換器14での冷媒の寝込みを防止するため、上記特許文献1では、室外熱交換器に冷媒が進入しないように、室外熱交換器の冷媒入口側及び出口側に開閉弁が設けられている。また、上記特許文献2では、室外熱交換器の冷媒出口側に逆流防止のための逆止弁が設けられている。
Therefore, the backflow from the
以下に示す複数の実施形態では、上記特許文献に記載の技術のように、寝込みの発生を防止するために設けられる専用の弁手段の開閉作動によって低温暖房運転時に室外熱交換器に冷媒が進入しないようにするのではなく、制御装置40が冷媒回路に通常備えられる第一流量調整弁15b及び/または、第二流量調整弁17を制御することによって、低温暖房運転時におけるサブ熱交換器16から室外熱交換器14への冷媒の逆流及びそれに伴う室外熱交換器14内での冷媒の寝込みを防止或いは抑制している。以下、この点について説明する。
In a plurality of embodiments described below, the refrigerant enters the outdoor heat exchanger during the low-temperature heating operation by opening / closing a dedicated valve means provided to prevent stagnation as in the technique described in the above-mentioned patent document. Instead, the
(第一実施形態)
図2は、低温暖房運転時におけるサブ熱交換器16から室外熱交換器14への冷媒の逆流及びそれに伴う室外熱交換器14内での冷媒の寝込みを防止或いは抑制するために制御装置40が実行する第一寝込み防止制御処理の流れを示すフローチャートである。このフローチャートに示されるルーチンは、エンジン駆動式空気調和装置1の駆動中に、所定の短時間ごとに繰り返し実行される。図2のルーチンが起動すると、制御装置40は、まず、図2のステップ(以下、ステップ番号をSと略記する)101において、エンジン駆動式空気調和装置1が暖房運転中であるか否かを判断する。暖房運転中でない場合(S101:No)、制御装置40はこのルーチンを終了する。一方、暖房運転中である場合(S101:Yes)、制御装置40は、S102にて、各センサの検出情報、具体的には、第一温度センサ51が検出した室外熱交換器入口温度T1、第二温度センサ52が検出した室外熱交換器出口温度T2、第三温度センサ53が検出した外気温度T3、第四温度センサ54が検出した吐出温度、第五温度センサ55が検出した吸入温度T4、第六温度センサ56が検出したサブ熱交換器出口温度T5、吸入圧力センサ57が検出した吸入圧力PLを、読み込む。
(First embodiment)
FIG. 2 shows that the
次いで、制御装置40は、S103にて、読み込んだ各センサの検出情報に基づいて、冷媒飽和ガス温度Ts、吸入過熱度ΔT、及び、サブ熱交換器出口過熱度ΔT1を計算する。冷媒飽和ガス温度Tsは、圧縮機11の吸入口11aから圧縮機11に吸入される冷媒の圧力における冷媒の飽和温度である。この冷媒飽和ガス温度Tsは、吸入圧力センサ57が検出した吸入圧力PLを冷媒の飽和温度に換算することによって、得ることができる。吸入過熱度ΔTは、圧縮機11の吸入口11aから圧縮機11に吸入される冷媒の乾き度を表す値である。この吸入過熱度ΔTは、第五温度センサ55が検出した吸入温度T4及び吸入圧力センサ57が検出した吸入圧力PLに基づいて求めることができる。サブ熱交換器出口過熱度ΔT1は、サブ熱交換器16を流出した冷媒の乾き度を表す値である。このサブ熱交換器出口過熱度ΔT1は、第六温度センサ56が検出したサブ熱交換器出口温度T5及び吸入圧力センサ57が検出した吸入圧力PLに基づいて求めることができる。
Next, in S103, the
続いて、制御装置40は、S104にて、第一温度センサ51が検出した室外熱交換器入口温度T1に所定の余裕度αを加算した温度(T1+α)が、第三温度センサ53が検出した外気温度T3以上であるか否かを判断する。S104にて、温度(T1+α)が外気温度T3以上であると判断した場合(S104:Yes)、制御装置40は、S107に処理を進め、寝込み条件が成立していると判断する。
Subsequently, in S104, the
また、S104にて、温度(T1+α)が外気温度T3未満であると判断した場合(S104:No)、制御装置40は、S105にて、第二温度センサ52が検出した室外熱交換器出口温度T2に所定の余裕度αを加算した温度(T2+α)が、第三温度センサ53が検出した外気温度T3以上であるか否かを判断する。S105にて、温度(T2+α)が外気温度T3以上であると判断した場合(S105:Yes)、制御装置は、S107に処理を進め、寝込み条件が成立していると判断する。
Further, in S104, when it is determined that the temperature (T1 + α) is lower than the outside air temperature T3 (S104: No), the
また、S105にて、温度(T2+α)が外気温度T3未満であると判断した場合(S105:No)、制御装置40は、S106にて、冷媒飽和ガス温度Tsに所定の余裕度αを加算した温度(Ts+α)が、第三温度センサ53が検出した外気温度T3以上であるか否かを判断する。温度(Ts+α)が外気温度T3以上であると判断した場合(S106:Yes)、制御装置40は、S107に処理を進め、寝込み条件が成立していると判断する。一方、S106にて、温度(Ts+α)が外気温度T3未満であると判断した場合(S106:No)、制御装置40は、S108に処理を進め、寝込み条件が成立していないと判断する。その後、制御装置40は、このルーチンを終了する。
When it is determined in S105 that the temperature (T2 + α) is lower than the outside air temperature T3 (S105: No), the
S107にて寝込み条件が成立していると判断した場合、制御装置40は、S109に処理を進め、吸入過熱度ΔTが、予め定められた設定過熱度X℃よりも大きいか否かを判断する。吸入過熱度ΔTが設定過熱度X℃以下である場合(S109:No)、制御装置40はこのルーチンを終了する。一方、吸入過熱度ΔTが設定過熱度X℃よりも大きいと判断した場合(S109:Yes)、制御装置40は、S110に処理を進め、現在の第一流量調整弁15bの開度Naに、予め設定された所定の微小開度Astpを加算した開度(Na+Astp)が、閾値開度Nth以下であるか否かを判断する。ここで、閾値開度Nthは、この第一流量調整弁15bを使用する上での上限開度、或いは、エンジン10の回転速度に応じて決められる基準開度であり、予め設定される。開度(Na+Astp)が閾値開度Nthよりも大きい場合(S110:No)、つまり、現在の第一流量調整弁15bの開度Naが、予め定められた開度(Nth−Astp)よりも大きい場合、制御装置40はこのルーチンを終了する。一方、開度(Na+Astp)が閾値開度Nth以下である場合(S110:Yes)、つまり、現在の第一流量調整弁15bの開度Naが、予め定められた開度(Nth−Astp)以下である場合、制御装置40は、第一流量調整弁15bの開度が現在の開度NaからAstpだけ増加するように、第一流量調整弁15bの開度を制御する(S111)。その後、制御装置40はこのルーチンを終了する。
If it is determined in S107 that the sleeping condition is satisfied, the
制御装置40は、上記した第一寝込み防止制御処理を実行することにより、以下の条件(1)、(2)、(3)のいずれかが成立しているときに、室外熱交換器14内で冷媒の寝込みが発生すると予測する。
(1)暖房運転時であって、外気温度T3が、室外熱交換器入口温度T1に余裕度αを加算した温度(T1+α)未満である。
(2)暖房運転時であって、外気温度T3が、室外熱交換器出口温度T2に余裕度αを加算した温度(T2+α)未満である。
(3)暖房運転時であって、外気温度T3が、圧縮機11に吸入される冷媒の吸入圧力PLにおける冷媒飽和ガス温度Tsに余裕度αを加算した温度(T5+α)未満である。
The
(1) During the heating operation, the outside air temperature T3 is lower than the temperature (T1 + α) obtained by adding the margin α to the outdoor heat exchanger inlet temperature T1.
(2) During the heating operation, the outside air temperature T3 is lower than the temperature (T2 + α) obtained by adding the margin α to the outdoor heat exchanger outlet temperature T2.
(3) During the heating operation, the outside air temperature T3 is lower than the temperature (T5 + α) obtained by adding the margin α to the refrigerant saturated gas temperature Ts at the suction pressure PL of the refrigerant sucked into the
条件(1)、(2)、(3)のいずれかが成立しているときは、外気温度T3が、室外熱交換器14を流れる冷媒の温度よりも低い可能性が高い。つまり、室外熱交換器14を流れる冷媒が、外気に対して放熱状態になっている可能性が高い。室外熱交換器14が外気に対して放熱状態である場合、室外熱交換器14では外気から熱を奪って冷媒を蒸発させることができないばかりか、逆に外気に熱を放出して、さらに冷媒の温度が低下する場合もある。このような場合、室外熱交換器14の出口圧力が低下して、サブ熱交換器16からの冷媒が室外熱交換器14に逆流する虞がある。
When any of the conditions (1), (2), and (3) is satisfied, there is a high possibility that the outside air temperature T3 is lower than the temperature of the refrigerant flowing through the
制御装置40は、寝込み条件(上記の条件(1)、(2)、(3)のいずれか)が成立しており、且つ、第一流量調整弁15bの開度をさらに大きくすることができる場合(S110:Yes)、第一流量調整弁15bの開度を増加させる。第一流量調整弁15bの開度が増加すると、中間配管34を流れる冷媒の流量が増加し、中間配管34側から室外熱交換器14に流入する冷媒量が増加する。つまり、暖房運転時に室外熱交換器14に正規の方向に流れる冷媒の流量が増加する。
The
室外熱交換器14に正規の方向に流れる冷媒の流量が増加すると、サブ熱交換器16側からの冷媒が逆流して室外熱交換器14内に流入しようとしても、室外熱交換器14を流出した冷媒の流れ、すなわち正規の流れに押し負けて、室外熱交換器14内に進入することができない。また、室外熱交換器14に流入する冷媒を増やすことで、既に室外熱交換器14内に寝込んでしまった冷媒が室外熱交換器14から押し出される。このため室外熱交換器14内での冷媒の寝込みが解消する。
If the flow rate of the refrigerant flowing in the normal direction to the
このように、第一実施形態によれば、制御装置40が第一寝込み防止処理を実行することにより、低温暖房運転時に室外熱交換器14内での冷媒の寝込みの発生が懸念されるときに、第一流量調整弁15bの開度が増加されることによって室外熱交換器14を流れる冷媒流量が増加される。室外熱交換器14を流れる冷媒流量が増加されることによって寝込みの発生が防止され或いは寝込み量が低減される。また、室外熱交換器14に流入する冷媒の流量を調整する第一流量調整弁15bは、寝込みの発生防止のためだけに制御されるのではなく、例えば、エンジン駆動式空気調和装置1が空調負荷に見合った空調能力を発揮するように、空調負荷等によっても制御される。また、第一流量調整弁15bは、暖房運転時に冷媒を膨張させるためにも用いられる。つまり、第一流量調整弁15bは、室外熱交換器14内での冷媒の寝込みの発生の防止に専用の弁手段ではなく、空調制御のために必要な構成部品である。本実施形態では、このように空調制御に必要な構成部品を利用して低温暖房時における室外熱交換器14への冷媒の寝込みの発生を防止或いは抑制している。よって、寝込みの発生の防止に専用の弁手段を設けることによるコストアップを招くことなく、低温暖房運転時における逆流現象及びそれによる室外熱交換器内での冷媒の寝込みを効果的に抑えることができる。
As described above, according to the first embodiment, when the
なお、図2のS109は、アキュムレータ19の状態を加味した判断処理である。吸入過熱度ΔTが小さい場合、すなわち吸入過熱度ΔTがX℃以下(S109:No)の場合、アキュムレータ19に入っている液冷媒が多いことが想定される。このようなときに室外熱交換器14に流入する冷媒を増加させた場合、アキュムレータ19内にさらに液冷媒が導入される虞があり、そうすると、アキュムレータ19内の液冷媒が圧縮機11に吸入される虞がある。よって、そのような虞がある場合(S109:No)には、室外熱交換器14に流入する冷媒の量は増加させない。言い換えれば、吸入過熱度ΔTが十分に大きい場合のみ(S109:Yes)に室外熱交換器14に流れる冷媒の流量を増加させることにより、圧縮機11の液圧縮を回避することができる。
Note that S109 in FIG. 2 is a determination process that takes into account the state of the
また、図2に示すルーチンによって第一流量調整弁15bの開度が制御されない場合、第一流量調整弁15bは、通常の暖房時に実行される制御処理に基づいて、その開度が制御される。例えば、第一流量調整弁15bの開度は、室外熱交換器出口温度T2と室外熱交換器入口温度T1との差(T2−T1)が空調負荷に応じて定められる値となるように、制御装置40により制御される。
When the opening of the first
(第二実施形態)
図3は、低温暖房運転時におけるサブ熱交換器16から室外熱交換器14への冷媒の逆流及びそれに伴う室外熱交換器14内での冷媒の寝込みを防止或いは抑制するために制御装置40が実行する第二寝込み防止制御処理の流れを示すフローチャートである。図3のフローチャートに示されるルーチンが起動すると、制御装置40は、まず、図3のS201において、エンジン駆動式空気調和装置1が暖房運転中であるか否かを判断する。暖房運転中でない場合(S201:No)、制御装置40はこのルーチンを終了する。一方、暖房運転中である場合(S201:Yes)、制御装置40は、S202にて、室外熱交換器入口温度T1、室外熱交換器出口温度T2、外気温度T3、吐出温度、吸入温度T4、サブ熱交換器出口温度T5、吸入圧力PLを、読み込む。
(Second embodiment)
FIG. 3 shows that the
次いで、制御装置40は、S203にて、冷媒飽和ガス温度Ts、吸入過熱度ΔT、及び、サブ熱交換器出口過熱度ΔT1を計算する。
Next, in S203, the
続いて、制御装置40は、S204にて、サブ熱交換器出口過熱度ΔT1が、予め設定されている基準過熱度Y℃未満であるか否かを判断する。ここで、基準過熱度Y℃は、サブ熱交換器16を流出した冷媒の過熱度がその加熱度以上であるときに、サブ熱交換器16で十分にエンジンの廃熱(冷却水)から熱を奪ったと言える過熱度として予め設定される。基準過熱度Yは、例えば3℃に設定することができる。
Subsequently, in S204,
S204にて、サブ熱交換器出口過熱度ΔT1が基準過熱度Y℃未満であると判断された場合(S204:Yes)、サブ熱交換器16が熱交換器として十分に機能していない。この場合、サブ熱交換器16に冷媒を流す必要性に乏しい。よって、S210に処理を進めて、第二流量調整弁17の開度が現在の開度NbからBstpだけ減少するように、第二流量調整弁17の開度を制御する。これにより、サブ熱交換器16を流れる冷媒の流量が減少する。その後、制御装置40はこのルーチンを終了する。
In S204, when it is determined that the subheat exchanger outlet superheat degree ΔT1 is less than the reference superheat degree Y ° C. (S204: Yes), the
一方、S204にて、サブ熱交換器出口過熱度ΔT1がY℃以上であると判断された場合(S204:No)、サブ熱交換器が熱交換器として十分に機能している。この場合、制御装置40は、S205、S206,S207,S208,S209にて、寝込み条件が成立しているか否かの判断処理を実行する。S205、S206,S207,S208,S209の判断処理は、図2のS104、S105,S106,S107,S108の判断処理と同じであるので、その具体的説明は省略する。
On the other hand, when it is determined in S204 that the sub heat exchanger outlet superheat degree ΔT1 is equal to or higher than Y ° C. (S204: No), the sub heat exchanger sufficiently functions as a heat exchanger. In this case, the
制御装置40がS208にて寝込み条件が成立していると判断した場合、制御装置40はS210に処理を進めて、第二流量調整弁17の開度が現在の開度NbからBstpだけ減少するように、第二流量調整弁17の開度を制御する。これにより、サブ熱交換器16を流れる冷媒の流量が減少する。その後、制御装置40はこのルーチンを終了する。
When the
一方、制御装置がS209にて寝込み条件が成立していないと判断した場合、制御装置40は、このルーチンにて第二流量調整弁17の開度を制御することなく、このルーチンを終了する。
On the other hand, if the control device determines in step S209 that the sleeping condition is not satisfied, the
このように、第二実施形態によれば、制御装置40が第二寝込み防止制御処理を実行することにより、低温暖房運転時に室外熱交換器14内での冷媒の寝込みの発生が懸念されるときに、第二流量調整弁17の開度が減少されることによってバイパス配管37を流れる冷媒の流量が減少され、これによりバイパス配管37に介装されたサブ熱交換器16を流れる冷媒の流量が減少される。すると、サブ熱交換器16から室外熱交換器14に逆流しようとする冷媒の流量も減少する。こうして逆流しようとする冷媒の流量が減少されることにより、室外熱交換器14内での冷媒の寝込みが抑制され、或いは、寝込みが防止される。また、サブ熱交換器16に流入する冷媒の流量を調整する第二流量調整弁17は、寝込みの発生防止のためだけに制御されるのではなく、例えばサブ熱交換器出口過熱度ΔT1に基づいても制御される。つまり、第二流量調整弁17は、室外熱交換器14内での冷媒の寝込みの発生の防止に専用の弁手段ではない。よって、寝込みの発生の防止に専用の弁手段を設けることによるコストアップを招くことなく、低温暖房運転時における逆流現象及びそれによる室外熱交換器内での冷媒の寝込みを効果的に抑えることができる。
As described above, according to the second embodiment, when the
(第三実施形態)
図4は、低温暖房運転時におけるサブ熱交換器16から室外熱交換器14への冷媒の逆流及びそれに伴う室外熱交換器14内での冷媒の寝込みを防止或いは抑制するために制御装置40が実行する第三寝込み防止制御処理の流れを示すフローチャートである。図4に示すフローチャートによれば、制御装置40は、まず、図4のS301〜S311までの処理を実行する。これらの処理は、図2のS101〜S111までの処理と同一であるため、その具体的な説明は省略する。つまり、制御装置40は、まず、図2に示す第一寝込み防止処理を実行する。
(Third embodiment)
FIG. 4 shows that the
従って、制御装置40は、S310にて、現在の第一流量調整弁15bの開度Naに予め設定された微小開度Astpを加算した開度(Na+Astp)が、予め設定された閾値開度以下と判断した場合(S310:Yes)、すなわち、現在の第一流量調整弁15bの開度Naが、予め定められた開度(Nth−Astp)以下である場合、第一寝込み防止制御処理と同様に、S311にて、第一流量制御弁15bの開度をAstpだけ増加させる。これにより、室外熱交換器14を流れる冷媒の流量が増加する。その後、制御装置40は、このルーチンを終了する。一方、制御装置40は、S310にて、現在の第一流量調整弁15bの開度Naに微小開度Astpを加算した開度(Na+Astp)が閾値開度Nthよりも大きいと判断した場合(S310:No)、すなわち、現在の第一流量調整弁15bの開度Naが、予め定められた開度(Nth−Astp)よりも大きい場合、S312に処理を進め、第二流量調整弁17の開度が現在の開度NbからBstpだけ減少するように、第二流量調整弁17の開度を制御する。このS311の処理は、図3のS210の処理と同一である。これにより、サブ熱交換器16を流れる冷媒の流量が減少する。その後、制御装置40はこのルーチンを終了する。
Therefore, in S310, the
制御装置40がこのような第三寝込み防止制御を実行することにより、低温暖房運転時に寝込み条件が成立した場合であって、中間配管34に介装された第一流量調整弁15bの開度Naが予め定められた開度(Nth−Astp)以下である場合には、中間配管34から室外熱交換器14に流入する冷媒の流量が増加するように、第一流量調整弁15bが制御される。これにより、サブ熱交換器16から室外熱交換器14への冷媒の逆流及びそれによる室外熱交換器14内での冷媒の寝込みを防止或いは抑制することができる。つまり、第一流量調整弁15bの開度Naが開度(Nth−Astp)に達するまでは、制御装置40が第一寝込み制御処理を実行して第一流量調整弁15bの開度を制御することによって、冷媒の寝込みが防止或いは抑制される。このため、寝込みの防止或いは抑制のために、サブ熱交換器16に流れる冷媒の流量を減らさなくてもよい。よって、室外熱交換器14での冷媒の寝込みを防止或いは抑制しつつ、サブ熱交換器16で冷媒に十分に熱を与え続けて効率的な暖房運転を継続することができる。そして、第一流量調整弁15bの開度Naが予め定められた開度(Nth−Astp)に達してもなお寝込み条件が成立している場合に第二流量調整弁17の開度を減少させる。これにより、第一流量調整弁15bの開度Naが閾値開度Nthに達している場合においても、すなわち第一流量調整弁15bの開度をそれ以上大きくすることができない場合においても、室外熱交換器14への冷媒の寝込みを防止或いは抑制することができる。
When the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるべきものではない。例えば、上記実施形態においては、低温暖房運転時の室外熱交換器への寝込みの対策として、第一寝込み防止制御処理、第二寝込み防止制御処理、及び、第三寝込み防止制御処理を例示したが、第一寝込み防止制御処理と第二寝込み防止制御処理とを併用してもよい。また、上記実施形態では、サブ熱交換器16にて、冷媒がエンジンを冷却した冷却水と熱交換する例を示したが、エンジンの廃熱が冷媒の加熱に利用されるような態様であれば、サブ熱交換器をどのように構成してもよい。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、変形可能である。
The embodiments of the present invention have been described above, but the present invention should not be limited to the above embodiments. For example, in the above-described embodiment, the first stagnation prevention control process, the second stagnation prevention control process, and the third stagnation prevention control process are illustrated as countermeasures against stagnation in the outdoor heat exchanger during the low-temperature heating operation. Alternatively, the first sleep prevention control process and the second sleep prevention control process may be used together. In the above-described embodiment, the example in which the refrigerant exchanges heat with the cooling water that has cooled the engine in the
1…エンジン駆動式空気調和装置、10…エンジン、11…圧縮機、11a…吸入口、11b…吐出口、13…四方弁、14…室外熱交換器、15b…第一流量調整弁、16…サブ熱交換器、17…第二流量調整弁、19…アキュムレータ、22…室内熱交換器、31…吐出配管(第一冷媒配管)、32…室内機側配管(第一冷媒配管)、33…室外機側配管(第三冷媒配管)、34…中間配管(第二冷媒配管)、35…アキュムレータ入口配管(第三冷媒配管)、36…アキュムレータ出口配管(第四冷媒配管)、37…バイパス配管、40…制御装置、51…第一温度センサ、52…第二温度センサ、53…第三温度センサ、54…第四温度センサ、55…第五温度センサ、56…第六温度センサ、57…吸入圧力センサ、70…冷却水回路、Na…開度、Nth…閾値開度、PL…吸入圧力、T1…室外熱交換器入口温度、T2…室外熱交換器出口温度、T3…外気温度、Ts…冷媒飽和ガス温度
DESCRIPTION OF
Claims (4)
冷媒を吸入する吸入口及び冷媒を吐出する吐出口を有し、前記エンジンの駆動力により作動することにより、前記吸入口から冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を前記吐出口から吐出する圧縮機と、
前記圧縮機の前記吐出口に第一冷媒配管を介して接続され、暖房運転時に前記第一冷媒配管から流入した冷媒と室内空気とを熱交換させる室内熱交換器と、
前記室内熱交換器に第二冷媒配管を介して接続され、暖房運転時に前記第二冷媒配管から流入した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器と、
前記室外熱交換器に第三冷媒配管を介して接続され、暖房運転時に前記第三冷媒配管から流入した冷媒を気液分離するアキュムレータと、
前記アキュムレータと前記圧縮機の前記吸入口とを接続する第四冷媒配管と、
前記第二冷媒配管を流れる冷媒が前記室外熱交換器をバイパスするように、前記第二冷媒配管と前記第三冷媒配管とを接続するバイパス配管と、
前記バイパス配管に介装され、前記室外熱交換器と並列的に設けられるとともに、前記バイパス配管を流れる冷媒と前記エンジンの廃熱とを熱交換させるサブ熱交換器と、
前記第二冷媒配管に介装され、暖房運転時に前記第二冷媒配管から前記室外熱交換器に流れる冷媒の流量を調整可能な第一流量調整弁と、
前記第一流量調整弁を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、暖房運転時に前記サブ熱交換器を流れた冷媒が、暖房運転時に蒸発器として機能するように作動している前記室外熱交換器に流入することによって前記室外熱交換器に冷媒が寝込むと予測される条件である寝込み条件が成立したときに、前記第二冷媒配管から前記室外熱交換器に流入する冷媒の流量が増加するように、前記第一流量調整弁を制御する、
エンジン駆動式空気調和装置。 An engine that generates driving force,
It has a suction port for sucking the refrigerant and a discharge port for discharging the refrigerant, and is operated by the driving force of the engine to suck the refrigerant from the suction port, compress the drawn refrigerant, and discharge the compressed refrigerant to the discharge port. A compressor discharged from the outlet,
An indoor heat exchanger that is connected to the discharge port of the compressor via a first refrigerant pipe, and that performs heat exchange between refrigerant and indoor air flowing from the first refrigerant pipe during a heating operation,
An outdoor heat exchanger connected to the indoor heat exchanger via a second refrigerant pipe, and exchanging heat between refrigerant and outside air flowing from the second refrigerant pipe during a heating operation,
An accumulator that is connected to the outdoor heat exchanger via a third refrigerant pipe, and that performs gas-liquid separation of the refrigerant that has flowed in from the third refrigerant pipe during a heating operation.
A fourth refrigerant pipe connecting the accumulator and the suction port of the compressor,
A bypass pipe connecting the second refrigerant pipe and the third refrigerant pipe so that the refrigerant flowing through the second refrigerant pipe bypasses the outdoor heat exchanger,
A sub heat exchanger that is interposed in the bypass pipe and is provided in parallel with the outdoor heat exchanger, and exchanges heat between the refrigerant flowing through the bypass pipe and waste heat of the engine.
A first flow control valve that is interposed in the second refrigerant pipe and that can adjust the flow rate of the refrigerant flowing from the second refrigerant pipe to the outdoor heat exchanger during the heating operation,
A control device for controlling the first flow control valve,
With
The controller is configured such that the refrigerant flowing through the sub heat exchanger during the heating operation flows into the outdoor heat exchanger operating to function as an evaporator during the heating operation, so that the refrigerant flows into the outdoor heat exchanger. When the stagnation condition, which is a condition predicted to stagnate, is satisfied, the first flow control valve is controlled such that the flow rate of the refrigerant flowing from the second refrigerant pipe into the outdoor heat exchanger increases.
Engine driven air conditioner.
冷媒を吸入する吸入口及び冷媒を吐出する吐出口を有し、前記エンジンの駆動力により作動することにより、前記吸入口から冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を前記吐出口から吐出する圧縮機と、
前記圧縮機の前記吐出口に第一冷媒配管を介して接続され、暖房運転時に前記第一冷媒配管から流入した冷媒と室内空気とを熱交換させる室内熱交換器と、
前記室内熱交換器に第二冷媒配管を介して接続され、暖房運転時に前記第二冷媒配管から流入した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器と、
前記室外熱交換器に第三冷媒配管を介して接続され、暖房運転時に前記第三冷媒配管から流入した冷媒を気液分離するアキュムレータと、
前記アキュムレータと前記圧縮機の前記吸入口とを接続する第四冷媒配管と、
前記第二冷媒配管を流れる冷媒が前記室外熱交換器をバイパスするように、前記第二冷媒配管と前記第三冷媒配管とを接続するバイパス配管と、
前記バイパス配管に介装され、前記室外熱交換器と並列的に設けられるとともに、前記バイパス配管を流れる冷媒と前記エンジンの廃熱とを熱交換させるサブ熱交換器と、
前記バイパス配管に介装され、前記バイパス配管を流れる冷媒の流量を調整可能な第二流量調整弁と、
前記第二流量調整弁を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、暖房運転時に前記サブ熱交換器を流れた冷媒が、暖房運転時に蒸発器として機能するように作動している前記室外熱交換器に流入することによって前記室外熱交換器に冷媒が寝込むと予測される条件である寝込み条件が成立したときに、前記サブ熱交換器に流入する冷媒の流量が減少するように、前記第二流量調整弁を制御する、
エンジン駆動式空気調和装置。 An engine that generates driving force,
It has a suction port for sucking the refrigerant and a discharge port for discharging the refrigerant, and is operated by the driving force of the engine to suck the refrigerant from the suction port, compress the drawn refrigerant, and discharge the compressed refrigerant to the discharge port. A compressor discharged from the outlet,
An indoor heat exchanger that is connected to the discharge port of the compressor via a first refrigerant pipe, and that performs heat exchange between refrigerant and indoor air flowing from the first refrigerant pipe during a heating operation,
An outdoor heat exchanger connected to the indoor heat exchanger via a second refrigerant pipe, and exchanging heat between refrigerant and outside air flowing from the second refrigerant pipe during a heating operation,
An accumulator that is connected to the outdoor heat exchanger via a third refrigerant pipe, and that performs gas-liquid separation of the refrigerant that has flowed in from the third refrigerant pipe during a heating operation.
A fourth refrigerant pipe connecting the accumulator and the suction port of the compressor,
A bypass pipe connecting the second refrigerant pipe and the third refrigerant pipe so that the refrigerant flowing through the second refrigerant pipe bypasses the outdoor heat exchanger,
A sub heat exchanger that is interposed in the bypass pipe and is provided in parallel with the outdoor heat exchanger, and exchanges heat between the refrigerant flowing through the bypass pipe and waste heat of the engine.
A second flow control valve interposed in the bypass pipe and capable of adjusting a flow rate of the refrigerant flowing through the bypass pipe,
A control device for controlling the second flow control valve,
With
The controller is configured such that the refrigerant flowing through the sub heat exchanger during the heating operation flows into the outdoor heat exchanger operating to function as an evaporator during the heating operation, so that the refrigerant flows into the outdoor heat exchanger. When the stagnation condition, which is a condition predicted to stagnate, is satisfied, the second flow control valve is controlled so that the flow rate of the refrigerant flowing into the sub heat exchanger decreases.
Engine driven air conditioner.
冷媒を吸入する吸入口及び冷媒を吐出する吐出口を有し、前記エンジンの駆動力により作動することにより、前記吸入口から冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を前記吐出口から吐出する圧縮機と、
前記圧縮機の前記吐出口に第一冷媒配管を介して接続され、暖房運転時に前記第一冷媒配管から流入した冷媒と室内空気とを熱交換させる室内熱交換器と、
前記室内熱交換器に第二冷媒配管を介して接続され、暖房運転時に前記第二冷媒配管から流入した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器と、
前記室外熱交換器に第三冷媒配管を介して接続され、暖房運転時に前記第三冷媒配管から流入した冷媒を気液分離するアキュムレータと、
前記アキュムレータと前記圧縮機の前記吸入口とを接続する第四冷媒配管と、
前記第二冷媒配管を流れる冷媒が前記室外熱交換器をバイパスするように、前記第二冷媒配管と前記第三冷媒配管とを接続するバイパス配管と、
前記バイパス配管に介装され、前記室外熱交換器と並列的に設けられるとともに、前記バイパス配管を流れる冷媒と前記エンジンの廃熱とを熱交換させるサブ熱交換器と、
前記第二冷媒配管に介装され、暖房運転時に前記第二冷媒配管から前記室外熱交換器に流れる冷媒の流量を調整可能な第一流量調弁と、
前記バイパス配管に介装され、前記バイパス配管を流れる冷媒の流量を調整可能な第二流量調整弁と、
前記第一流量調整弁及び前記第二流量調整弁を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、暖房運転時に前記サブ熱交換器を流れた冷媒が、暖房運転時に蒸発器として機能するように作動している前記室外熱交換器に流入することによって前記室外熱交換器に冷媒が寝込むと予測される条件である寝込み条件が成立したときであって、前記第一流量調整弁の開度が予め定められた開度以下である場合に、前記第一流量調整弁の開度が増加するように前記第一流量調整弁を制御し、前記寝込み条件が成立したときであって、前記第一流量調整弁の開度が前記予め定められた開度よりも大きいときに、前記第二流量調整弁の開度が減少するように前記第二流量調整弁を制御する、エンジン駆動式空気調和装置。 An engine that generates driving force,
It has a suction port for sucking the refrigerant and a discharge port for discharging the refrigerant, and is operated by the driving force of the engine to suck the refrigerant from the suction port, compress the drawn refrigerant, and discharge the compressed refrigerant to the discharge port. A compressor discharged from the outlet,
An indoor heat exchanger that is connected to the discharge port of the compressor via a first refrigerant pipe, and that performs heat exchange between refrigerant and indoor air flowing from the first refrigerant pipe during a heating operation,
An outdoor heat exchanger connected to the indoor heat exchanger via a second refrigerant pipe, and exchanging heat between refrigerant and outside air flowing from the second refrigerant pipe during a heating operation,
An accumulator that is connected to the outdoor heat exchanger via a third refrigerant pipe, and that performs gas-liquid separation of the refrigerant that has flowed in from the third refrigerant pipe during a heating operation.
A fourth refrigerant pipe connecting the accumulator and the suction port of the compressor,
A bypass pipe connecting the second refrigerant pipe and the third refrigerant pipe so that the refrigerant flowing through the second refrigerant pipe bypasses the outdoor heat exchanger,
A sub heat exchanger that is interposed in the bypass pipe and is provided in parallel with the outdoor heat exchanger, and exchanges heat between the refrigerant flowing through the bypass pipe and waste heat of the engine.
A first flow control valve that is interposed in the second refrigerant pipe and that can adjust the flow rate of the refrigerant flowing from the second refrigerant pipe to the outdoor heat exchanger during the heating operation,
A second flow control valve interposed in the bypass pipe and capable of adjusting a flow rate of the refrigerant flowing through the bypass pipe,
A control device for controlling the first flow control valve and the second flow control valve,
With
The controller is configured such that the refrigerant flowing through the sub heat exchanger during the heating operation flows into the outdoor heat exchanger operating to function as an evaporator during the heating operation, so that the refrigerant flows into the outdoor heat exchanger. When the stagnation condition, which is a condition predicted to lie down, is satisfied, and the opening of the first flow control valve is equal to or less than a predetermined opening, the opening of the first flow control valve is Controlling the first flow control valve so as to increase, when the sleeping condition is satisfied, when the opening degree of the first flow control valve is larger than the predetermined opening degree, An engine-driven air conditioner that controls the second flow control valve such that the opening of the second flow control valve decreases.
前記寝込み条件は、前記室外熱交換器が蒸発器として機能する暖房時であって、且つ、前記第二冷媒配管から前記室外熱交換器に流入する冷媒の温度が外気温度以上の場合、前記室外熱交換器から流出して前記第三冷媒配管を流れる冷媒の温度が外気温度以上の場合、及び、前記第四冷媒配管を流れる冷媒の圧力から換算される冷媒の飽和ガス温度が外気温度以上の場合、のいずれかである、エンジン駆動式空気調和装置。
The engine-driven air conditioner according to any one of claims 1 to 3,
The sleeping condition is the time of heating when the outdoor heat exchanger functions as an evaporator, and when the temperature of the refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger from the second refrigerant pipe is equal to or higher than the outside air temperature, When the temperature of the refrigerant flowing out of the heat exchanger and flowing through the third refrigerant pipe is equal to or higher than the outside air temperature, and the saturated gas temperature of the refrigerant converted from the pressure of the refrigerant flowing through the fourth refrigerant pipe is equal to or higher than the outside air temperature . The case is one of the engine-driven air conditioners.
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