JP7241880B2 - 空気調和装置 - Google Patents
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Description
[空気調和装置100]
図1は、実施の形態1に係る空気調和装置100の回路構成の一例を示す概略回路構成図である。図1に基づいて、空気調和装置100の詳しい構成について説明する。この空気調和装置100は、一次ループである冷媒回路101と二次ループである熱媒体回路102とで構成されている。空気調和装置100は、一次ループである冷媒回路101の冷凍サイクルを利用して生成された冷熱または温熱を、二次ループである熱媒体回路102に伝えて利用することで、室内の空調を行うものである。空気調和装置100は、冷媒回路101で生成した温熱または冷熱を、熱媒体熱交換器61で熱媒体へ伝え、負荷側熱交換器53で室内空気を空調する。
室外機1は、圧縮機10と、冷媒流路切替装置11と、熱源側熱交換器12と、アキュムレータ13とを有する。圧縮機10、冷媒流路切替装置11、熱源側熱交換器12及びアキュムレータ13は、冷媒配管4で接続されている。また、室外機1は、室外送風機14を有する。室外送風機14は、熱源側熱交換器12の付近に配置されている。室外送風機14は、熱源側熱交換器12に空気を送風する。
熱媒体変換機60は、冷媒回路101の一部と、熱媒体回路102の一部との、2つの回路から構成されている。熱媒体変換機60を構成する冷媒回路101は、熱媒体熱交換器61と、絞り装置41と、を有する。熱媒体熱交換器61及び絞り装置41は、冷媒配管4で接続されている。熱媒体変換機60を構成する熱媒体回路102は、熱媒体熱交換器61と、ポンプ62と、熱媒体流量調整装置63とを有する。熱媒体熱交換器61、ポンプ62、熱媒体流量調整装置63は、熱媒体配管64で接続されている。熱媒体変換機60は、機械室、あるいは、天井裏などの空間に設置されるものである。
室内機2は、負荷側熱交換器53と、室内送風機54とを有する。室内機2は、熱媒体配管64を介して熱媒体変換機60と接続されており、熱媒体変換機60から送られてくる熱媒体が流入出するように構成されている。負荷側熱交換器53は、例えば、ファン等の室内送風機54から供給される空気と熱媒体との間で熱交換を行い、室内空間に供給するための暖房用空気または冷房用空気を生成するものである。室内送風機54は、負荷側熱交換器53の付近に配置されている。室内送風機54は、負荷側熱交換器53に空気を送風する。
図2は、実施の形態1に係る空気調和装置100の制御に関する構成例を示すブロック図である。空気調和装置100は、制御装置24を有している。図2に示すように、制御装置24は、プログラムを記憶するメモリ25と、プログラムにしたがって処理を実行するCPU26(Central Processing Unit)、計時装置27とを有する。制御装置24は、例えば、マイクロコンピュータである。なお、図1に示す空気調和装置100では、制御装置24は、室外機1内に配置されているが、制御装置24の配置は室外機1に限定されるものではない。例えば、制御装置24は、室外機1だけでなく熱媒体変換機60または室内機2のユニット毎に別々に設けられてもよく、室外機1、熱媒体変換器及び室内機2のいずれかに設けられてもよい。
メモリ25は、制御装置24が各種処理を行う際に用いるデータを記憶している。メモリ25は、データを一時的に記憶できるランダムアクセスメモリ(RAM)などの揮発性記憶装置(図示せず)、あるい、ハードディスク、データを長期的に記憶できるフラッシュメモリなどの不揮発性の補助記憶装置(図示せず)を有している。メモリ25には、室外温度検出装置23の検出温度に対する任意の設定値である設定値Taが予め記憶されている。同様に、メモリ25には、第1圧力検出装置20の検出値に対する任意の設定値である設定値Pa、及び、第2圧力検出装置21の検出値に対する任意の設定値である設定値Pbが予め記憶されている。
計時装置27は、タイマ等を有し、制御装置24が時間の判定に用いる計時を行う。
リモートコントローラ35は、使用者が空気調和装置100を操作するために利用される機器である。リモートコントローラ35には、空気調和装置100の制御装置24に対する使用者の指示を入力するための入力装置が設けられている。また、リモートコントローラ35には、制御装置24に基づく空気調和装置100の動作状態、例えば、冷房、暖房等各種制御モード、設定温度、検知された室温、現在時刻等、を表示する表示部が設けられていてもよい。リモートコントローラ35は、有線または無線によって制御装置24に接続されており、制御装置24との間で通信し、信号の送受信が行われる。例えば、リモートコントローラ35は、使用者あるいはプログラムの指示により、空気調和装置100の運転を開始する開始信号を制御装置24に送信する。これにより、空気調和装置100は、室外機1及び室内機2の運転が開始される。また、リモートコントローラ35は、使用者あるいはプログラムの指示により、空気調和装置100の運転を停止する停止信号を制御装置24に送信する。これにより、空気調和装置100は、室外機1及び室内機2の運転が停止する。
熱媒体は、例えば、ブライン(不凍液)または水、ブラインと水の混合液、水と防食効果が高い添加剤との混合液等を用いるとよい。使用する熱媒体が人に対して無害な安全性の高いものであれば、熱媒体が室内機2から空調空間に漏洩したとしても、安全上の問題が発生しないという利点がある。
図3は、実施の形態1に係る空気調和装置100の冷房運転モード時における冷媒及び熱媒体の流れを示す回路図である。図3に示されるように、冷媒及び熱媒体の流れ方向は、矢印で示されている。この図3では、負荷側熱交換器53で冷熱負荷が発生している場合を例に冷房運転モードについて説明する。
図4は、実施の形態1に係る空気調和装置100の暖房運転モード時における冷媒及び熱媒体の流れを示す回路図である。図4に示されるように、冷媒及び熱媒体の流れ方向は、矢印で示されている。この図4では、負荷側熱交換器53で温熱負荷が発生している場合を例に暖房運転モードについて説明する。
図5は、実施の形態1に係る空気調和装置100の冷房起動制御機能及び暖房起動制御機能の動作を示すフローチャートである。次に、図5を用いて、外気の温度が低い条件での冷房運転の開始時において、アキュムレータ13に溜まった冷媒を追い出す冷房起動制御機能について説明する。なお、冷房起動制御機能及び暖房起動制御機能とは、制御装置24により実行される空気調和装置100の機能であり、アキュムレータ13内に過熱度の大きい低圧のガス冷媒を流入させることによって、アキュムレータ13内に溜まった液冷媒をガス化させる機能である。
次に、図5を用いて、外気の温度が低い条件での暖房運転の開始時において、アキュムレータ13に溜まった冷媒を追い出す暖房起動制御機能について説明する。
空気調和装置100は、バイパス開閉装置を制御し、アキュムレータ13内に過熱度の大きい低圧のガス冷媒を流入させる起動制御機能を実施する制御装置24を有するものである。そのため、空気調和装置100は、室外の温度が低い運転条件においてもアキュムレータ13に溜まってしまった液冷媒をガス化させることで冷媒回路101内に冷媒を循環させることができる。その結果、空気調和装置100は、室外の温度が低い運転条件においても冷房運転時の熱媒体の凍結、あるいは、暖房運転時の熱源側熱交換器12の着霜に起因する能力の低下を抑制できるものである。
[空気調和装置100A]
図7は、実施の形態2に係る空気調和装置100Aの回路構成の一例を示す概略回路構成図である。実施の形態2に係る空気調和装置100Aと実施の形態1に係る空気調和装置100との回路構成で異なる点は、冷媒回路101と熱媒体回路102との二次ループ構成であったものを、冷媒回路101のみの一次ループ回路に変更した点である。なお、実施の形態2に係る空気調和装置100Aにおいて特に記述しない項目については、実施の形態1に係る空気調和装置100と同様とし、同一の機能及び構成については同一の符号を用いて述べることとする。
図8は、実施の形態2に係る空気調和装置100Aの冷房運転モード時における冷媒の流れを示す回路図である。図8に示されるように、冷媒の流れ方向は、矢印で示されている。この図8では、負荷側熱交換器53で冷熱負荷が発生している場合を例に冷房運転モードについて説明する。
図9は、実施の形態2に係る空気調和装置100Aの暖房運転モード時における冷媒の流れを示す回路図である。図9に示されるように、冷媒の流れ方向は、矢印で示されている。この図9では、負荷側熱交換器53で温熱負荷が発生している場合を例に暖房運転モードについて説明する。
図10は、実施の形態2に係る空気調和装置100Aの冷房起動制御機能及び暖房起動制御機能の動作を示すフローチャートである。次に、図10を用いて、外気の温度が低い条件での冷房運転の開始時において、実施の形態2に係る空気調和装置100Aのアキュムレータ13に溜まった冷媒を追い出す冷房起動制御機能について説明する。
次に、図10を用いて、外気の温度が低い条件での暖房運転の開始時において、実施の形態2に係る空気調和装置100Aのアキュムレータ13に溜まった冷媒を追い出す暖房起動制御機能について説明する。
空気調和装置100Aは、バイパス開閉装置を制御し、アキュムレータ13内に過熱度の大きい低圧のガス冷媒を流入させる起動制御機能を実施する制御装置24を有するものである。そのため、空気調和装置100Aは、室外の温度が低い運転条件においてもアキュムレータ13に溜まってしまった液冷媒をガス化させることで冷媒回路101内に冷媒を循環させることができる。その結果、空気調和装置100Aは、室外の温度が低い運転条件においても冷房運転時の熱媒体の凍結、あるいは、暖房運転時の熱源側熱交換器12の着霜に起因する能力の低下を抑制できるものである。
[空気調和装置100B]
図11は、実施の形態3に係る空気調和装置100Bの回路構成の一例を示す概略回路構成図である。なお、実施の形態3に係る空気調和装置100Bにおいて特に記述しない項目については、実施の形態1に係る空気調和装置100と同様とし、同一の機能及び構成については同一の符号を用いて述べることとする。また、実施の形態3に係る空気調和装置100Bの回路構成は、実施の形態2に係る空気調和装置100Aと同じであるため、説明を省略する。更に、実施の形態3に係る空気調和装置100Bの冷房運転モード及び暖房運転モードの動作についても実施の形態2に係る空気調和装置100Aと同じため、説明を省略する。実施の形態3に係る空気調和装置100Bは、冷房起動制御機能の動作において、実施の形態2に係る空気調和装置100Aと異なる。そのため、以下の説明では、実施の形態3に係る空気調和装置100Bの冷房起動制御機能の動作を中心に説明する。
図12は、実施の形態3に係る空気調和装置100Bの冷房起動制御機能の動作を示すフローチャートである。次に、図12を用いて、外気の温度が低い条件での冷房運転の開始時において、実施の形態3に係る空気調和装置100Bのアキュムレータ13に溜まった冷媒を追い出す冷房起動制御機能について説明する。
空気調和装置100Bは、バイパス開閉装置を制御し、アキュムレータ13内に過熱度の大きい低圧のガス冷媒を流入させる起動制御機能を実施する制御装置24を有するものである。そのため、空気調和装置100Bは、室外の温度が低い運転条件においてもアキュムレータ13に溜まってしまった液冷媒をガス化させることで冷媒回路101内に冷媒を循環させることができる。その結果、空気調和装置100Bは、室外の温度が低い運転条件においても冷房運転時の熱媒体の凍結に起因する能力の低下を抑制できるものである。
Claims (11)
- 圧縮機、冷媒流路切替装置、熱源側熱交換器、絞り装置、熱媒体熱交換器及びアキュムレータが冷媒配管で接続され、冷媒を循環させる冷媒回路と、
ポンプ、前記熱媒体熱交換器、熱媒体流量調整装置及び負荷側熱交換器が熱媒体配管で接続され、熱媒体を循環させる熱媒体回路と、
前記冷媒回路内に、前記圧縮機から吐出された前記冷媒が前記熱源側熱交換器及び前記熱媒体熱交換器をバイパスするように設けられた、少なくとも1つ以上のバイパス配管と、
前記バイパス配管の管路の途中に設けられたバイパス開閉装置と、
前記バイパス開閉装置を制御し、前記圧縮機から前記バイパス開閉装置を介して直接前記アキュムレータ内に過熱度の大きい低圧のガス冷媒を流入させる起動制御機能を実施する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、
前記ポンプ及び前記熱媒体流量調整装置を動かした後に、前記圧縮機を動かす空気調和装置。 - 圧縮機、冷媒流路切替装置、熱源側熱交換器、絞り装置、熱媒体熱交換器及びアキュムレータが冷媒配管で接続され、冷媒を循環させる冷媒回路と、
ポンプ、前記熱媒体熱交換器、熱媒体流量調整装置及び負荷側熱交換器が熱媒体配管で接続され、熱媒体を循環させる熱媒体回路と、
前記冷媒回路内に、前記圧縮機から吐出された前記冷媒が前記熱源側熱交換器及び前記熱媒体熱交換器をバイパスするように設けられた、少なくとも1つ以上のバイパス配管と、
前記バイパス配管の管路の途中に設けられたバイパス開閉装置と、
前記バイパス開閉装置を制御し、前記圧縮機から前記バイパス開閉装置を介して直接前記アキュムレータ内に過熱度の大きい低圧のガス冷媒を流入させる起動制御機能を実施する制御装置と、を有し、
室外の周囲温度を検知する室外温度検出装置、前記圧縮機の吐出圧力を検知する第1圧力検出装置、または、前記圧縮機の吸入圧力を検知する第2圧力検出装置の内、いずれか1つ以上を更に有しており、
前記制御装置は、
空気調和装置が停止中に、設定された時間の間隔ごとに、前記室外温度検出装置、前記第1圧力検出装置、または、前記第2圧力検出装置の内の少なくともいずれか1つ以上の検出値に基づいて、前記検出値が設定値以下の場合に前記起動制御機能を実施する空気調和装置。 - 圧縮機、冷媒流路切替装置、熱源側熱交換器、絞り装置、熱媒体熱交換器及びアキュムレータが冷媒配管で接続され、冷媒を循環させる冷媒回路と、
ポンプ、前記熱媒体熱交換器、熱媒体流量調整装置及び負荷側熱交換器が熱媒体配管で接続され、熱媒体を循環させる熱媒体回路と、
前記冷媒回路内に、前記圧縮機から吐出された前記冷媒が前記熱源側熱交換器及び前記熱媒体熱交換器をバイパスするように設けられた、少なくとも1つ以上のバイパス配管と、
前記バイパス配管の管路の途中に設けられたバイパス開閉装置と、
前記バイパス開閉装置を制御し、前記圧縮機から前記バイパス開閉装置を介して直接前記アキュムレータ内に過熱度の大きい低圧のガス冷媒を流入させる起動制御機能を実施する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、
冷房運転開始時に前記冷媒流路切替装置を暖房運転時の向きに切り替え、少なくとも1つ以上の前記バイパス開閉装置を開状態にし、前記圧縮機を運転する空気調和装置。 - 室外の周囲温度を検知する室外温度検出装置、前記圧縮機の吐出圧力を検知する第1圧力検出装置、または、前記圧縮機の吸入圧力を検知する第2圧力検出装置の内、いずれか1つ以上を更に有しており、
前記制御装置は、
空調運転を開始する際に、前記室外温度検出装置、前記第1圧力検出装置、または、前記第2圧力検出装置の内、少なくともいずれか1つ以上の検出値に基づいて、前記検出値が設定値以下の場合に前記起動制御機能を実施する請求項1に記載の空気調和装置。 - 室外の周囲温度を検知する室外温度検出装置、前記圧縮機の吐出圧力を検知する第1圧力検出装置、または、前記圧縮機の吸入圧力を検知する第2圧力検出装置の内、いずれか1つ以上を更に有しており、
前記制御装置は、
空気調和装置が停止中に、設定された時間の間隔ごとに、前記室外温度検出装置、前記第1圧力検出装置、または、前記第2圧力検出装置の内の少なくともいずれか1つ以上の検出値に基づいて、前記検出値が設定値以下の場合に前記起動制御機能を実施する請求項1に記載の空気調和装置。 - 前記制御装置は、
前記第1圧力検出装置もしくは前記第2圧力検出装置の内の少なくとも1つ以上の前記検出値が閾値以上の場合、または、前記起動制御機能の開始からの経過時間が設定時間に達した場合に前記起動制御機能を終了させる請求項4又は5に記載の空気調和装置。 - 前記制御装置は、
冷房運転開始時に、少なくとも1つ以上の前記バイパス開閉装置を開状態にして前記圧縮機を運転する請求項1~6のいずれか1項に記載の空気調和装置。 - 前記制御装置は、
冷房運転開始時に前記冷媒流路切替装置を暖房運転時の向きに切り替え、少なくとも1つ以上の前記バイパス開閉装置を開状態にし、前記圧縮機を運転する請求項1に記載の空気調和装置。 - 前記制御装置は、
暖房運転開始時に、少なくとも1つ以上の前記バイパス開閉装置を開状態にして前記圧縮機を運転する請求項1~6のいずれか1項に記載の空気調和装置。 - 前記圧縮機と、前記冷媒流路切替装置と、前記熱源側熱交換器と、前記アキュムレータとを少なくとも筐体の内部に収納した室外機を複数有し、
複数の前記室外機のそれぞれは、前記起動制御機能による動作を実施する請求項1~9のいずれか1項に記載の空気調和装置。 - 前記負荷側熱交換器を少なくとも筐体の内部に収納した室内機を複数有し、
複数の前記室内機の中の一部の前記室内機による冷房運転と、他の一部の前記室内機による暖房運転とが同時に行われる空調運転モードを備えている請求項1~10のいずれか1項に記載の空気調和装置。
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