JP7325542B2 - refrigeration cycle equipment - Google Patents
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Description
本開示は、液体の冷媒(液冷媒)が圧縮機に吸入されることを防止する機能を有する冷凍サイクル装置に関する。 The present disclosure relates to a refrigeration cycle device having a function of preventing liquid refrigerant (liquid refrigerant) from being sucked into a compressor.
従来、液冷媒が圧縮機に吸入されること(液バック)を防止する機能を有する冷凍サイクル装置が知られている。たとえば、特開2010-19439号公報(特許文献1)には、圧縮機の起動からの経過時間に応じて冷媒貯留機に流入する冷媒が切り替えられる冷凍サイクル装置が開示されている。当該冷凍サイクル装置においては、圧縮機の起動時に低圧側流路切換手段を経由して低温低圧の気液二相状態の冷媒が冷媒貯溜器に流入し、分離された気体の冷媒(ガス冷媒)が圧縮機に吸入されるとともに、分離された液冷媒が冷媒貯溜器に溜められる。 Conventionally, a refrigeration cycle device having a function of preventing liquid refrigerant from being sucked into a compressor (liquid backflow) is known. For example, Japanese Patent Laying-Open No. 2010-19439 (Patent Document 1) discloses a refrigeration cycle device in which the refrigerant flowing into a refrigerant reservoir is switched according to the elapsed time from the startup of the compressor. In the refrigeration cycle device, when the compressor is started, the low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant flows into the refrigerant reservoir via the low-pressure side flow switching means, and the separated gaseous refrigerant (gas refrigerant) flows into the refrigerant reservoir. is sucked into the compressor, and the separated liquid refrigerant is stored in the refrigerant reservoir.
冷凍サイクル装置の停止時間によっては、ガス冷媒が冷却されて液化することにより、冷媒容器に比較的多量の液冷媒が貯留されている場合がある。この状態で圧縮機を起動すると、液バックが生じ得る。液バックが生じると、圧縮機に貯留されている潤滑油の潤滑性能が低下し、圧縮機が故障する可能性が高まる。また、圧縮機に貯留されている潤滑油の量によっては、圧縮機の性能が低下し得る。しかし、特許文献1に開示されている冷凍サイクル装置においては、圧縮機の起動時における冷媒容器の液冷媒の量の低減および圧縮機の運転中における潤滑油の量の調整について考慮されていない。
Depending on the stop time of the refrigeration cycle device, the gas refrigerant may be cooled and liquefied, so that a relatively large amount of liquid refrigerant is stored in the refrigerant container. If the compressor is started in this state, liquid backflow may occur. When liquid backflow occurs, the lubricating performance of the lubricating oil stored in the compressor decreases, increasing the possibility of the compressor breaking down. Also, depending on the amount of lubricating oil stored in the compressor, the performance of the compressor may deteriorate. However, in the refrigeration cycle device disclosed in
本開示は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、冷凍サイクル装置の安定性を向上させることである。 The present disclosure has been made to solve the problems described above, and an object thereof is to improve the stability of a refrigeration cycle apparatus.
本開示に係る冷凍サイクル装置においては、冷媒が、圧縮機、第1熱交換器、減圧装置、および第2熱交換器の順に循環する。冷凍サイクル装置は、冷媒容器と、第1切替部と、第2切替部と、制御装置とを備える。冷媒容器は、液体の冷媒を貯留する。制御装置は、第1切替部および第2切替部を制御する。冷媒容器に貯留されている液体の冷媒の量が過剰であることを示す第1条件が成立する場合、制御装置は、第1切替部を制御して、圧縮機からの冷媒を冷媒容器を介して第1熱交換器に導き、第2切替部を制御して第2熱交換器からの冷媒を冷媒容器を介さずに圧縮機に導く。第1条件が成立しない場合、制御装置は、第1切替部を制御して圧縮機からの冷媒を冷媒容器を介さずに第1熱交換器に導き、第2切替部を制御して冷媒容器からの冷媒を圧縮機に導く。 In the refrigeration cycle device according to the present disclosure, refrigerant circulates through the compressor, the first heat exchanger, the decompression device, and the second heat exchanger in this order. A refrigeration cycle device includes a refrigerant container, a first switching section, a second switching section, and a control device. The refrigerant container stores liquid refrigerant. The control device controls the first switching section and the second switching section. When a first condition indicating that the amount of liquid refrigerant stored in the refrigerant container is excessive is satisfied, the control device controls the first switching unit to switch the refrigerant from the compressor through the refrigerant container. The second switching unit is controlled to guide the refrigerant from the second heat exchanger to the compressor without passing through the refrigerant container. When the first condition is not satisfied, the control device controls the first switching unit to guide the refrigerant from the compressor to the first heat exchanger without passing through the refrigerant container, and controls the second switching unit to direct the refrigerant from the compressor to the refrigerant container. to the compressor.
本開示に係る冷凍サイクル装置によれば、冷媒容器に貯留されている液体の冷媒の量が過剰であることを示す第1条件が成立する場合に圧縮機からの冷媒が冷媒容器を介して第1熱交換器に導かれ、第2熱交換器からの冷媒が冷媒容器を介さずに圧縮機に導かれ、第1条件が成立しない場合、圧縮機からの冷媒が冷媒容器を介さずに第1熱交換器に導かれ、冷媒容器からの冷媒が圧縮機に導かれることにより、安定性を向上させることができる。 According to the refrigeration cycle device according to the present disclosure, when the first condition indicating that the amount of liquid refrigerant stored in the refrigerant container is excessive is satisfied, the refrigerant from the compressor flows through the refrigerant container to the second condition. 1 heat exchanger, the refrigerant from the second heat exchanger is guided to the compressor without passing through the refrigerant container, and if the first condition is not satisfied, the refrigerant from the compressor flows through the second heat exchanger without passing through the refrigerant container. 1 heat exchanger, and the refrigerant from the refrigerant container is led to the compressor to improve stability.
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則として繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated in principle.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る冷凍サイクル装置100の構成を示す機能ブロック図である。冷凍サイクル装置100においては、冷媒が循環する。冷凍サイクル装置100としては、たとえば、冷凍機、空気調和機、あるいはショーケースを挙げることができる。
FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of a
図1に示されるように、冷凍サイクル装置は、圧縮機1と、凝縮器2(第1熱交換器)と、膨張弁3(減圧装置)と、蒸発器4(第2熱交換器)と、アキュムレータ5(冷媒容器)と、切替部6(第1切替部)と、切替部7(第2切替部)と、制御装置10とを備える。冷凍サイクル装置100においては冷媒が、圧縮機1、凝縮器2、膨張弁3、および蒸発器4の順に循環する。圧縮機1には、圧縮機構を潤滑するための冷凍機油(潤滑油)が封入されている。圧縮機1は、冷媒とともに冷凍機油も吐出する。アキュムレータ5は、液冷媒および冷凍機油を貯留する。アキュムレータ5内部の矢印G1は、重力方向を示す。
As shown in FIG. 1, the refrigeration cycle device includes a
制御装置10は、圧縮機1の駆動周波数を制御して、圧縮機1が単位時間当たりに吐出する冷媒量を制御する。制御装置10は、膨張弁3の開度を制御する。制御装置10は、たとえば凝縮器2から流出する冷媒の過冷却度および蒸発器4から流出する冷媒の過熱度が目標値となるように圧縮機1および膨張弁3を制御する。
The
制御装置10は、冷凍サイクル装置100の運転モードを切り替える。当該運転モードは、冷媒放出モードと通常モードとを含む。冷媒放出モードは、アキュムレータ5に貯留されている液冷媒の量を減少させて、冷凍サイクル装置100を循環する冷媒量を増加させるための運転モードである。通常モードは、アキュムレータ5に液冷媒を貯留させるとともにアキュムレータ5からガス冷媒を圧縮機1へ流出させることにより、液バックを防止するための運転モードである。
The
アキュムレータ5は、ポートPt1(第1ポート)、ポートPt2(第2ポート)、ポートPt3(第3ポート)、ポートPt4(第4ポート)を含む。ポートPt2は、アキュムレータ5の底部に形成されている。ポートPt1,Pt3,Pt4は、アキュムレータ5の上部に形成されている。ポートPt2の高さは、ポートPt1、ポートPt3、およびポートPt4の各々の高さよりも低い。そのため、ポートPt2から液冷媒が流出させ易くなるとともに、ポートPt1,Pt3,Pt4から液冷媒が流出することを抑制することができる。
切替部6は、開閉弁61(第1弁)、開閉弁62(第2弁)、開閉弁63(第3弁)を含む。開閉弁61は、圧縮機1の吐出ポートPtdと凝縮器2との間に接続されている。開閉弁62は、ポートPt1と、吐出ポートPtdおよび開閉弁61の間の流路FP1(第1流路)との間に接続されている。開閉弁63は、ポートPt2と、開閉弁61および凝縮器2の間の流路FP2(第2流路)との間に接続されている。
The
切替部7は、開閉弁71(第4弁)、開閉弁72(第5弁)、開閉弁73(第6弁)を含む。開閉弁71は、蒸発器4と圧縮機1の吸入ポートPtsとの間に接続されている。開閉弁72は、ポートPt3と、蒸発器4および開閉弁71の間の流路FP3(第3流路)との間に接続されている。開閉弁73は、ポートPt4と、開閉弁71および吸入ポートPtsの間の流路FP4(第4流路)との間に接続されている。
The
図2は、図1の制御装置10の構成を示す機能ブロック図である。図2に示されるように、制御装置10は、処理回路11と、メモリ12と、入出力部13とを含む。処理回路11は、専用のハードウェアであってもよいし、メモリ12に格納されるプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)であってもよい。処理回路11が専用のハードウェアである場合、処理回路11には、たとえば、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、並列プログラム化されたプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、あるいはこれらを組み合わせたものが該当する。処理回路11がCPUの場合、制御装置10の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアあるいはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ12に格納される。処理回路11は、メモリ12に記憶されたプログラムを読み出して実行する。メモリ12には、不揮発性または揮発性の半導体メモリ(たとえばRAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、あるいはEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory))、および磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、あるいはDVD(Digital Versatile Disc)が含まれる。なお、CPUは、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、あるいはDSP(Digital Signal Processor)とも呼ばれる。
FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the
入出力部13は、ユーザからの操作を受けるとともに、処理結果をユーザに出力する。入出力部13は、たとえば、マウス、キーボード、タッチパネル、ディスプレイ、およびスピーカを含む。
The input/
図3は、図1の冷凍サイクル装置100の運転モードが冷媒放出モードである場合の冷媒の流れを示す機能ブロック図である。図3に示されるように、制御装置10は、切替部6を制御して、圧縮機1からの冷媒をアキュムレータ5を介して凝縮器2に導く。制御装置10は、切替部7を制御して蒸発器4からの冷媒をアキュムレータ5を介さずに圧縮機1に導く。制御装置10は、開閉弁61を閉止し、開閉弁62,63を開放する。制御装置10は、開閉弁71を開放し、開閉弁72,73を閉止する。
FIG. 3 is a functional block diagram showing the refrigerant flow when the operation mode of the
図4は、図1の冷凍サイクル装置100の運転モードが通常モードである場合の冷媒の流れを示す機能ブロック図である。図4に示されるように、制御装置10は、切替部6を制御して圧縮機1からの冷媒をアキュムレータ5を介さずに凝縮器2に導く。制御装置10は、切替部7を制御して蒸発器4からの冷媒をアキュムレータ5を介して圧縮機1に導く。制御装置10は、開閉弁61を開放し、開閉弁62,63を閉止する。制御装置10は、開閉弁71を閉止し、開閉弁72,73を開放する。
FIG. 4 is a functional block diagram showing the flow of refrigerant when the operation mode of the
冷凍サイクル装置100の停止時間によっては、ガス冷媒が冷却されて液化することにより、アキュムレータ5に比較的多量の液冷媒が貯留されている場合がある。この状態で通常モードを開始すると、液バックが生じ得る。液バックが生じると、冷凍機油の潤滑性能が低下し圧縮機1が故障する可能性が高まる。
A relatively large amount of liquid refrigerant may be stored in the
そこで、冷凍サイクル装置100においては、圧縮機1の起動からの経過時間が基準時間より短いという冷媒放出条件(第1条件)が成立する場合、冷媒放出モードが行われ、圧縮機1の起動から基準時間経過後に通常モードが行われる。圧縮機1を起動してから基準時間の間は、アキュムレータ5の液冷媒が圧縮機1に直接吸入されることが防止される。冷媒放出モードの実行中にアキュムレータ5に貯留されている液冷媒の量が減少するため、基準時間経過後に実行される通常モードの開始時にアキュムレータ5に貯留されている液冷媒の量をアキュムレータ5から液冷媒が流出しない程度まで減少させることができる。その結果、通常モードにおける液バックを抑制することができる。
Therefore, in the
図5は、図1の制御装置10によって行われる処理の流れを示すフローチャートである。図5に示される処理は、冷凍サイクル装置100を統合的に処理する不図示のメインルーチンによってサンプリングタイム毎に行われる。以下ではステップを単にSと記載する。
FIG. 5 is a flow chart showing the flow of processing performed by the
図5に示されるように、制御装置10は、S101において圧縮機1の起動からの経過時間が基準時間より短いか否かを判定する。圧縮機1の起動からの経過時間が基準時間より短い場合(S101においてYES)、制御装置10は、S102において、運転モードを冷媒放出モードに設定した後、処理をメインルーチンに返す。圧縮機1の起動からの経過時間が基準時間以上である場合(S101においてNO)、制御装置10は、S103において運転モードを通常モードに設定して処理をメインルーチンに返す。なお、S101の基準時間は、実機実験あるいはシミュレーションによって適宜決定することができる。
As shown in FIG. 5, the
冷凍サイクル装置100においては、切替部6,7の各々が3つの開閉弁を含む場合について説明した。第1切替部および第2切替部の構成は、切替部6,7の構成に限定されない。第1切替部および第2切替部の各々の機能は、四方弁によっても実現することができる。
In the
図6は、実施の形態1の変形例に係る冷凍サイクル装置100Aの運転モードが冷媒放出モードである場合の冷媒の流れを示す機能ブロック図である。冷凍サイクル装置100Aの構成は、図1の冷凍サイクル装置100の切替部6,7が四方弁6A(第1四方弁)および四方弁7A(第2四方弁)にそれぞれ置き換えられた構成である。これら以外は同様であるため、説明を繰り返さない。
FIG. 6 is a functional block diagram showing the flow of refrigerant when the operation mode of the
図6に示されるように、四方弁6Aは、吐出ポートPtdとポートPt1とを連通させるとともにポートPt2と凝縮器2とを連通させる。四方弁7Aは、ポートPt3とポートPt4とを連通させるとともに蒸発器4と吸入ポートPtsとを連通させる。
As shown in FIG. 6, the four-
図7は、実施の形態1の変形例に係る冷凍サイクル装置100Aの運転モードが通常モードである場合の冷媒の流れを示す機能ブロック図である。図7に示されるように、四方弁6Aは、吐出ポートPtdと凝縮器2とを連通させるとともにポートPt1とポートPt2とを連通させる。四方弁7Aは、ポートPt3と蒸発器4とを連通させるとともにポートPt4と吸入ポートPtsとを連通させる。
FIG. 7 is a functional block diagram showing the flow of refrigerant when the operation mode of
以上、実施の形態1および変形例に係る冷凍サイクル装置によれば、安定性を向上させることができる。 As described above, according to the refrigeration cycle apparatus according to the first embodiment and the modification, stability can be improved.
実施の形態2.
実施の形態1においては、圧縮機を起動する場合に冷媒容器に貯留されている液冷媒の量が過剰である場合があることに着目して、圧縮機の起動からの経過時間が基準時間より短いという冷媒放出条件が成立する場合に、冷媒放出モードが実行される構成について説明した。冷媒放出条件は、液バックが生じる可能性が高いことを示す条件であり、圧縮機の起動からの経過時間が基準時間より短いという条件に限定されない。実施の形態2においては、冷媒容器の冷媒容器に貯留されている液体の液面の高さ、または冷媒容器に貯留されている液体における圧縮機の潤滑油の濃度に着目して冷媒放出モードと通常モードとが切り替えられる構成について説明する。
In the first embodiment, the amount of liquid refrigerant stored in the refrigerant container may be excessive when the compressor is started. The configuration in which the refrigerant release mode is executed when the short refrigerant release condition is satisfied has been described. The refrigerant release condition is a condition indicating that liquid backflow is highly likely to occur, and is not limited to the condition that the elapsed time from the startup of the compressor is shorter than the reference time. In the second embodiment, the refrigerant release mode is selected by focusing on the liquid level of the liquid stored in the refrigerant container of the refrigerant container or the concentration of the lubricating oil of the compressor in the liquid stored in the refrigerant container. A configuration for switching between the normal mode will be described.
図8は、実施の形態2に係る冷凍サイクル装置200の構成を示す機能ブロック図である。冷凍サイクル装置200の構成は、図1の冷凍サイクル装置100の構成に液面センサ80が追加されているとともに、制御装置10が20に置き換えられた構成である。これら以外は同様であるため、説明を繰り返さない。
FIG. 8 is a functional block diagram showing the configuration of a
図8に示されるように、液面センサ80は、アキュムレータ5に貯留されている液体の液面の高さH1を検知して制御装置20に出力する。制御装置20は、高さH1に応じて冷凍サイクル装置200の運転モードを切り替える。制御装置20は、図1の制御装置10と同様に圧縮機1および膨張弁3を制御する。制御装置20は、冷媒放出モードおよび通常モードの各々において、制御装置10と同様に切替部6,7を制御する。
As shown in FIG. 8 , the
図9は、図8の制御装置20によって行われる運転モードの切り替え処理の流れを示すフローチャートである。図9に示される処理は、冷凍サイクル装置200を統合的に処理する不図示のメインルーチンによってサンプリングタイム毎に行われる。
FIG. 9 is a flowchart showing the flow of operation mode switching processing performed by the
図9に示されるように、制御装置20は、S201において高さH1が基準高さHth1(第1基準高さ)よりも高いという条件(第1条件)が成立するか否かを判定する。高さH1が基準高さHth1より高い場合(S201においてYES)、制御装置20は、S202において運転モードを冷媒放出モードに設定して処理をメインルーチンに返す。高さH1が基準高さHth1以下である場合(S201においてNO)、制御装置20は、S203において運転モードを通常モードに設定して処理をメインルーチンに返す。なお、基準高さHth1は、実機実験あるいはシミュレーションによって適宜決定することができる。
As shown in FIG. 9, the
図10は、実施の形態2の変形例に係る冷凍サイクル装置200Aの構成を示す機能ブロック図である。冷凍サイクル装置200Aの構成は、図8の液面センサ80および制御装置20が、濃度センサ81および制御装置20Aにそれぞれ置き換えられた構成である。これら以外は同様であるため,説明を繰り返さない。
FIG. 10 is a functional block diagram showing the configuration of a
図10に示されるように、濃度センサ81は、アキュムレータ5に貯留されている液体における冷凍機油の濃度D1を制御装置20Aに出力する。制御装置20Aは、濃度D1に応じて冷凍サイクル装置200Aの運転モードを切り替える。
As shown in FIG. 10, the concentration sensor 81 outputs the concentration D1 of refrigerating machine oil in the liquid stored in the
図11は、図10の制御装置20Aによって行われる運転モードの切り替え処理の流れを示すフローチャートである。図11に示される処理は、冷凍サイクル装置200Aを統合的に処理する不図示のメインルーチンによってサンプリングタイム毎に行われる。
FIG. 11 is a flow chart showing the flow of operation mode switching processing performed by the
図11に示されるように、制御装置20Aは、S211において濃度D1が基準濃度Dth1よりも小さいという条件(第1条件)が成立するか否かを判定する。濃度D1が基準濃度Dth1(第1基準濃度)より小さい場合(S211においてYES)、制御装置20Aは、S212において運転モードを冷媒放出モードに設定して処理をメインルーチンに返す。濃度D1が基準濃度Dth1以上である場合(S211においてNO)、制御装置20Aは、S213において運転モードを通常モードに設定して処理をメインルーチンに返す。なお、基準濃度Dth1は、実機実験あるいはシミュレーションによって適宜決定することができる。
As shown in FIG. 11, the
冷凍サイクル装置200Aにおいては、アキュムレータ5の液面の高さが比較的高い場合でも、濃度D1が大きい場合には、アキュムレータ5に貯留されている液冷媒の量は比較的少ないとして通常モードが行われる。その結果、液バックを抑制するとともに、圧縮機1における冷凍機油の不足を抑制することができるため、圧縮機1の信頼性を向上させることができる。
In the refrigerating
なお、冷凍サイクル装置200,200Aにおいても、実施の形態1と同様に、圧縮機1の起動からの経過時間が基準時間よりも短い場合に冷媒放出モードが行われてもよい。また、冷媒放出条件は、図5のS101、図9のS201、および図11のS211のうち複数の条件を含んでもよいし、他の条件を含んでもよい。
In the refrigerating
以上、実施の形態2および変形例に係る冷凍サイクル装置によれば、安定性を向上させることができる。 As described above, according to the refrigeration cycle apparatus according to the second embodiment and the modified example, stability can be improved.
実施の形態3.
実施の形態3においては、冷媒放出条件が成立しない場合に、圧縮機に貯留されている潤滑油の量を適切に維持するために、通常モードと、冷媒容器に貯留されている潤滑油を圧縮機に回収する油回収モードとが切り替えられる構成について説明する。
In the third embodiment, in order to appropriately maintain the amount of lubricating oil stored in the compressor when the refrigerant release condition is not satisfied, the normal mode and the compression of the lubricating oil stored in the refrigerant container are performed. A configuration for switching between the oil recovery mode for recovering the oil in the machine will be described.
図12は、実施の形態3に係る冷凍サイクル装置300の構成および油回収モードにおける冷媒の流れを併せて示す機能ブロック図である。冷凍サイクル装置300に示される構成は、図1の冷凍サイクル装置100の制御装置10が30に置き換えられた構成である。これら以外は同様であるため、説明を繰り返さない。制御装置30は、冷媒放出条件が成立する場合、冷媒放出モードを実行する。制御装置30は、冷媒放出条件が成立せず、かつ、圧縮機1に貯留されている冷凍機油の量が過剰であることを示す油回収条件(第2条件)が成立する場合、制御装置30は、油回収モードを実行する。冷媒放出条件が成立せず、かつ、油回収条件が成立しない場合、制御装置30は、通常モードを実行する。制御装置30は、油回収モードおよび通常モードにおいて実施の形態1,2と同様に切替部6,7を制御する。
FIG. 12 is a functional block diagram showing the configuration of the
図12に示されるように、油回収モードにおいて、制御装置30は、開閉弁61および62を開放し、開閉弁63を閉止する。制御装置30は、開閉弁71,73を開放し、開閉弁72を閉止する。圧縮機1から吐出された冷媒の一部は、アキュムレータ5を介さずに凝縮器2に向かうともに、当該冷媒の残部は、アキュムレータ5を介して圧縮機1に吸入される。アキュムレータ5には圧縮機1から冷媒とともに吐出された冷凍機油も貯留される。冷凍サイクル装置300を循環する冷凍機油の量を減少させることができるとともに、圧縮機1に貯留されている冷凍機油の量を減少させて適正量に近づけることができるため、冷凍サイクル装置300の性能の低下を抑制することができる。
As shown in FIG. 12 , in the oil recovery mode,
図13は、図12の制御装置30によって行われる運転モードの切り替え処理の流れを示すフローチャートである。図13に示される処理は、冷凍サイクル装置300を統合的に処理する不図示のメインルーチンによってサンプリングタイム毎に行われる。
FIG. 13 is a flowchart showing the flow of operation mode switching processing performed by the
図13に示されるように、制御装置30は、S301において冷媒放出条件が成立するか否かを判定する。冷媒放出条件は、図5のS101、図9のS201、および図11のS211のうち複数の条件を含んでもよいし、他の条件を含んでもよい。冷媒放出条件が成立する場合(S301においてYES)、制御装置30は、S302において運転モードを冷媒放出モードに設定して処理をメインルーチンに返す。冷媒放出条件が成立していない場合(S301においてNO)、制御装置30は、S303において油回収条件が成立するか否かを判定する。油回収条件としては、たとえば、圧縮機1の駆動周波数のサンプリングタイム(単位時間)当たりの変化量が基準量よりも小さいという条件を挙げることができる。当該基準量は、実機実験あるいはシミュレーションによって適宜決定することができる。
As shown in FIG. 13, the
油回収条件が成立する場合(S303においてYES)、制御装置30は、S304において運転モードを油回収モードに設定して処理をメインルーチンに返す。油回収条件が成立しない場合(S303においてNO)、制御装置30は、S305において運転モードを通常モードに設定して処理をメインルーチンに返す。
If the oil recovery condition is satisfied (YES in S303),
油回収条件は、圧縮機1の駆動周波数のサンプリングタイム当たりの変化量が基準量よりも小さいという条件に限定されない。油回収条件は、たとえば、圧縮機1から吐出される冷媒の温度(吐出温度)が基準温度よりも高いという条件、圧縮機1に貯留されている液体の液面の高さが基準高さ(第2基準高さ)よりも高いという条件、圧縮機1に貯留されている液体における冷凍機油の濃度が基準濃度(第2基準濃度)よりも大きいという条件、またはアキュムレータ5に貯留されている液体の液面の高さが基準高さ(第3基準高さ)よりも低いという条件を含んでもよい。油回収条件は、これらの条件のうち複数の条件を含んでもよいし、他の条件を含んでもよい。
The oil recovery condition is not limited to the condition that the amount of change in the driving frequency of the
図14は、実施の形態3の変形例1に係る冷凍サイクル装置300Aの構成および油回収モードにおける冷媒の流れを併せて示す機能ブロック図である。冷凍サイクル装置300Aの構成は、図12の冷凍サイクル装置300の構成に温度センサ90が追加されているとともに、制御装置30が30Aに置き換えられた構成である。こられ以外は同様であるため、説明を繰り返さない。図14に示されるように、温度センサ90は、吐出温度Tsを制御装置30Aに出力する。冷凍サイクル装置300Aにおいて油回収条件は、吐出温度Tsが基準温度Tthよりも高いという条件を含む。なお、基準温度Tthは、実機実験あるいはシミュレーションによって適宜決定することができる。
FIG. 14 is a functional block diagram showing together the configuration of a
図15は、実施の形態3の変形例2に係る冷凍サイクル装置300Bの構成および油回収モードにおける冷媒の流れを併せて示す機能ブロック図である。冷凍サイクル装置300Bの構成は、図12の冷凍サイクル装置300の構成に液面センサ91が追加されているとともに、制御装置30が30Bに置き換えられた構成である。こられ以外は同様であるため、説明を繰り返さない。図15に示されるように、液面センサ91は、圧縮機1に貯留されている液体の液面の高さH2を制御装置30Bに出力する。冷凍サイクル装置300Bにおいて、油回収条件は、高さH2が基準高さHth2よりも高いという条件を含む。なお、基準高さHth2は、実機実験あるいはシミュレーションによって適宜決定することができる。
FIG. 15 is a functional block diagram showing both the configuration of a
図16は、実施の形態3の変形例3に係る冷凍サイクル装置300Cの構成および油回収モードにおける冷媒の流れを併せて示す機能ブロック図である。冷凍サイクル装置300Cの構成は、図12の冷凍サイクル装置300の構成に濃度センサ92が追加されているとともに、制御装置30が30Cに置き換えられた構成である。こられ以外は同様であるため、説明を繰り返さない。図16に示されるように、濃度センサ92は、圧縮機1に貯留されている液体における冷凍機油の濃度D2を制御装置30Cに出力する。冷凍サイクル装置300Cにおいて、油回収条件は、濃度D2が基準濃度Dth2よりも大きいという条件を含む。なお、基準濃度Dth2は、実機実験あるいはシミュレーションによって適宜決定することができる。
FIG. 16 is a functional block diagram showing the configuration of a
図17は、実施の形態3の変形例4に係る冷凍サイクル装置300Dの構成および油回収モードにおける冷媒の流れを併せて示す機能ブロック図である。冷凍サイクル装置300Dの構成は、図12の冷凍サイクル装置300の構成に液面センサ93が追加されているとともに、制御装置30が30Dに置き換えられた構成である。こられ以外は同様であるため、説明を繰り返さない。図17に示されるように、液面センサ93は、アキュムレータ5に貯留されている液体の液面の高さH3を制御装置30Dに出力する。冷凍サイクル装置300Dにおいて、油回収条件は、高さH3が基準高さHth3よりも低いという条件を含む。なお、基準高さHth3は、実機実験あるいはシミュレーションによって適宜決定することができる。
FIG. 17 is a functional block diagram showing the configuration of a
以上、実施の形態3および変形例1~4に係る冷凍サイクル装置によれば、安定性を向上させることができる。
As described above, according to the refrigeration cycle apparatuses according to
今回開示された各実施の形態は、矛盾しない範囲で適宜組み合わせて実施することも予定されている。今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It is also planned that each embodiment disclosed this time will be appropriately combined and carried out within a non-contradictory range. It should be considered that the embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present disclosure is indicated by the scope of claims rather than the above description, and is intended to include all changes within the meaning and scope of equivalence to the scope of claims.
1 圧縮機、2 凝縮器、3 膨張弁、4 蒸発器、5 アキュムレータ、6,7 切替部、6A,7A 四方弁、10,20,20A,30,30A,30B,30C,30D 制御装置、11 処理回路、12 メモリ、13 入出力部、61~63,71~73 開閉弁、80,91,93 液面センサ、81,92 濃度センサ、90 温度センサ、100,100A,200,200A,300,300A~300D 冷凍サイクル装置、FP1~FP4 流路、Pt1~Pt4 ポート、Ptd 吐出ポート、Pts 吸入ポート。 1 compressor, 2 condenser, 3 expansion valve, 4 evaporator, 5 accumulator, 6, 7 switching part, 6A, 7A four-way valve, 10, 20, 20A, 30, 30A, 30B, 30C, 30D controller, 11 processing circuit, 12 memory, 13 input/output unit, 61 to 63, 71 to 73 on-off valve, 80, 91, 93 liquid level sensor, 81, 92 concentration sensor, 90 temperature sensor, 100, 100A, 200, 200A, 300, 300A-300D refrigeration cycle device, FP1-FP4 flow paths, Pt1-Pt4 ports, Ptd discharge port, Pts suction port.
Claims (13)
液体の前記冷媒を貯留する冷媒容器と、
第1切替部および第2切替部と、
前記第1切替部および前記第2切替部を制御する制御装置とを備え、
前記冷媒容器に貯留されている液体の前記冷媒の量が過剰であることを示す第1条件が成立する場合、前記制御装置は、前記第1切替部を制御して、前記圧縮機からの前記冷媒を前記冷媒容器を介して前記第1熱交換器に導き、前記第2切替部を制御して前記第2熱交換器からの前記冷媒を前記冷媒容器を介さずに前記圧縮機に導き、
前記第1条件が成立しない場合、前記制御装置は、前記第1切替部を制御して前記圧縮機からの前記冷媒を前記冷媒容器を介さずに前記第1熱交換器に導き、前記第2切替部を制御して前記第2熱交換器からの前記冷媒を前記冷媒容器を介して前記圧縮機に導く、冷凍サイクル装置。 A refrigeration cycle device in which refrigerant circulates in the order of a compressor, a first heat exchanger, a pressure reducing device, and a second heat exchanger,
a refrigerant container that stores the liquid refrigerant;
a first switching unit and a second switching unit;
A control device that controls the first switching unit and the second switching unit,
When a first condition indicating that the amount of the liquid refrigerant stored in the refrigerant container is excessive is satisfied, the control device controls the first switching unit to switch the refrigerant from the compressor to the guide the refrigerant to the first heat exchanger through the refrigerant container, control the second switching unit to guide the refrigerant from the second heat exchanger to the compressor without passing through the refrigerant container;
When the first condition is not satisfied, the control device controls the first switching unit to guide the refrigerant from the compressor to the first heat exchanger without passing through the refrigerant container, and A refrigeration cycle device that controls a switching unit to guide the refrigerant from the second heat exchanger to the compressor through the refrigerant container.
液体の前記冷媒を貯留する冷媒容器と、
第1切替部および第2切替部と、
前記第1切替部および前記第2切替部を制御する制御装置とを備え、
前記冷媒容器に貯留されている液体の前記冷媒の量が過剰であることを示す第1条件が成立する場合、前記制御装置は、前記第1切替部を制御して、前記圧縮機からの前記冷媒を前記冷媒容器を介して前記第1熱交換器に導き、前記第2切替部を制御して前記第2熱交換器からの前記冷媒を前記冷媒容器を介さずに前記圧縮機に導き、
前記第1条件が成立しない場合、前記制御装置は、前記第1切替部を制御して前記圧縮機からの前記冷媒を前記冷媒容器を介さずに前記第1熱交換器に導き、前記第2切替部を制御して前記冷媒容器からの前記冷媒を前記圧縮機に導き、
前記冷媒容器は、第1ポート、第2ポート、第3ポート、および第4ポートを含み、
前記第1切替部は、第1四方弁を含み、
前記第2切替部は、第2四方弁を含み、
前記第1条件が成立する場合、前記制御装置は、前記第1四方弁を制御して前記圧縮機の吐出ポートと前記第1ポートとを連通させるとともに前記第2ポートと前記第1熱交換器とを連通させ、前記第2四方弁を制御して前記第3ポートと前記第4ポートとを連通させるとともに前記第2熱交換器と前記圧縮機の吸入ポートとを連通させ、
前記第1条件が成立しない場合、前記制御装置は、前記第1四方弁を制御して前記吐出ポートと前記第1熱交換器とを連通させるとともに前記第1ポートと前記第2ポートとを連通させ、前記第2四方弁を制御して前記第3ポートと前記第2熱交換器とを連通させるとともに前記第4ポートと前記吸入ポートとを連通させる、冷凍サイクル装置。 A refrigeration cycle device in which refrigerant circulates in the order of a compressor, a first heat exchanger, a pressure reducing device, and a second heat exchanger,
a refrigerant container that stores the liquid refrigerant;
a first switching unit and a second switching unit;
A control device that controls the first switching unit and the second switching unit,
When a first condition indicating that the amount of the liquid refrigerant stored in the refrigerant container is excessive is satisfied, the control device controls the first switching unit to switch the refrigerant from the compressor to the guide the refrigerant to the first heat exchanger through the refrigerant container, control the second switching unit to guide the refrigerant from the second heat exchanger to the compressor without passing through the refrigerant container;
When the first condition is not satisfied, the control device controls the first switching unit to guide the refrigerant from the compressor to the first heat exchanger without passing through the refrigerant container, and controlling a switching unit to guide the refrigerant from the refrigerant container to the compressor;
the refrigerant container includes a first port, a second port, a third port, and a fourth port;
The first switching unit includes a first four-way valve,
The second switching unit includes a second four-way valve,
When the first condition is satisfied, the control device controls the first four-way valve to communicate the discharge port of the compressor and the first port, and the second port and the first heat exchanger. and communicate with, control the second four-way valve to communicate the third port and the fourth port, and communicate the second heat exchanger and the suction port of the compressor,
When the first condition is not satisfied, the control device controls the first four-way valve to allow communication between the discharge port and the first heat exchanger and communication between the first port and the second port. and controlling the second four-way valve to allow communication between the third port and the second heat exchanger and communication between the fourth port and the suction port.
液体の前記冷媒を貯留する冷媒容器と、
第1切替部および第2切替部と、
前記第1切替部および前記第2切替部を制御する制御装置とを備え、
前記冷媒容器に貯留されている液体の前記冷媒の量が過剰であることを示す第1条件が成立する場合、前記制御装置は、前記第1切替部を制御して、前記圧縮機からの前記冷媒を前記冷媒容器を介して前記第1熱交換器に導き、前記第2切替部を制御して前記第2熱交換器からの前記冷媒を前記冷媒容器を介さずに前記圧縮機に導き、
前記第1条件が成立しない場合、前記制御装置は、前記第1切替部を制御して前記圧縮機からの前記冷媒を前記冷媒容器を介さずに前記第1熱交換器に導き、前記第2切替部を制御して前記冷媒容器からの前記冷媒を前記圧縮機に導き、
前記冷媒容器は、第1ポート、第2ポート、第3ポート、および第4ポートを含み、
前記第1切替部は、第1弁、第2弁、および第3弁を含み、
前記第1弁は、前記圧縮機の吐出ポートと前記第1熱交換器との間に接続され、
前記第2弁は、前記第1ポートと、前記吐出ポートおよび前記第1弁の間の第1流路との間に接続され、
前記第2切替部は、第4弁、第5弁、および第6弁を含み、
前記第3弁は、前記第2ポートと、前記第1弁および前記第1熱交換器の間の第2流路との間に接続され、
前記第4弁は、前記第2熱交換器と前記圧縮機の吸入ポートとの間に接続され、
前記第5弁は、前記第3ポートと、前記第2熱交換器および前記第4弁の間の第3流路との間に接続され、
前記第6弁は、前記第4ポートと、前記第4弁および前記吸入ポートの間の第4流路との間に接続され、
前記第1条件が成立する場合、前記制御装置は、前記第1弁を閉止し、前記第2弁および前記第3弁を開放し、前記第4弁を開放し、前記第5弁および前記第6弁を閉止し、
前記第1条件が成立しない場合、前記制御装置は、前記第1弁を開放し、前記第2弁および前記第3弁を閉止し、前記第4弁を閉止し、前記第5弁および前記第6弁を開放する、冷凍サイクル装置。 A refrigeration cycle device in which refrigerant circulates in the order of a compressor, a first heat exchanger, a pressure reducing device, and a second heat exchanger,
a refrigerant container that stores the liquid refrigerant;
a first switching unit and a second switching unit;
A control device that controls the first switching unit and the second switching unit,
When a first condition indicating that the amount of the liquid refrigerant stored in the refrigerant container is excessive is satisfied, the control device controls the first switching unit to switch the refrigerant from the compressor to the guide the refrigerant to the first heat exchanger through the refrigerant container, control the second switching unit to guide the refrigerant from the second heat exchanger to the compressor without passing through the refrigerant container;
When the first condition is not satisfied, the control device controls the first switching unit to guide the refrigerant from the compressor to the first heat exchanger without passing through the refrigerant container, and controlling a switching unit to guide the refrigerant from the refrigerant container to the compressor;
the refrigerant container includes a first port, a second port, a third port, and a fourth port;
The first switching unit includes a first valve, a second valve, and a third valve,
the first valve is connected between a discharge port of the compressor and the first heat exchanger;
the second valve is connected between the first port and a first flow path between the discharge port and the first valve;
The second switching unit includes a fourth valve, a fifth valve, and a sixth valve,
the third valve is connected between the second port and a second flow path between the first valve and the first heat exchanger;
the fourth valve is connected between the second heat exchanger and an intake port of the compressor;
the fifth valve is connected between the third port and a third flow path between the second heat exchanger and the fourth valve;
the sixth valve is connected between the fourth port and a fourth flow path between the fourth valve and the intake port;
When the first condition is satisfied, the control device closes the first valve, opens the second valve and the third valve, opens the fourth valve, opens the fifth valve and the third valve. Close valve 6,
When the first condition is not satisfied, the control device opens the first valve , closes the second and third valves, closes the fourth valve, and closes the fifth and third valves. A refrigeration cycle device that opens 6 valves.
前記第1条件が成立せず、かつ前記第2条件が成立しない場合、前記制御装置は、前記第1弁を開放し、前記第2弁および前記第3弁を閉止し、前記第4弁を閉止し、前記第5弁および前記第6弁を開放する、請求項6に記載の冷凍サイクル装置。 When the first condition is not satisfied and the second condition indicating that the amount of lubricating oil stored in the compressor is excessive is satisfied, the control device controls the first valve and the second valve. opening a valve, closing the third valve, opening the fourth valve, closing the fifth valve, opening the sixth valve,
When the first condition is not satisfied and the second condition is not satisfied, the control device opens the first valve, closes the second valve and the third valve, and closes the fourth valve. 7. The refrigeration cycle apparatus according to claim 6, wherein said fifth valve and said sixth valve are closed and opened.
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