JP7350888B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Description
<冷凍サイクル装置100の構成>
図1は、実施の形態1における冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。図1には、冷房運転時の冷媒回路と冷媒の流れが示される。冷凍サイクル装置100は、室外機50と、室内機60とを備える。室外機50と室内機60とは、冷媒を流通させる二本の配管26,28で接続されている。
図2は、冷房運転時の流路切替弁の状態を示す図である。図2においては、代表として流路切替弁2について説明するが、流路切替弁3についても構造は同様である。流路切替弁3については、接続先を示す参照符号を括弧内に示す。
流路切替弁2は、高圧接続管131と低圧接続管132に導入される高圧冷媒および低圧冷媒を切り替える圧力切替部145を有する。流路切替弁3に対しても、流路切替弁2に用いられる圧力切替部とは別の同様な構成の圧力切替部が設けられる。
冷房運転時は、図1および図2に示すように流路切替弁2および流路切替弁3により圧縮機1の吐出側と第1室外熱交換器4および第2室外熱交換器5が連通する。具体的には、流路切替弁2の流路2aおよび流路2b並びに流路切替弁3の流路3aおよび流路3bが連通状態に設定される。また、流路切替弁2の流路2cおよび2d並びに流路切替弁3の流路3cおよび3dが閉止状態に設定される。
図5は、暖房運転時の冷凍サイクル装置100の状態を示す図である。
図6は、冷房運転から暖房運転への移行動作を説明するためのフローチャートである。なお、暖房運転から冷房運転への移行動作も同様に図6のように制御される。
図9は、低容量冷房運転から暖房運転への移行動作の手順を示すフローチャートである。図4に示した低容量冷房運転中に、ステップS11において、流路切替弁2の切替を開始する。そして、ステップS12において現在の差圧が判定値以上となるまで待って、ステップS13において流路切替弁2の切替が完了する。このときの状態は、図8に示すようになる。
図11は、冷房運転から低容量冷房運転への移行動作の手順を示すフローチャートである。図1に示した冷房運転を実行中の状態から、ステップS31において、流量調整機構7が全閉状態とされる。このときの状態は、図7に示すようになる。そして、ステップS32において、流路切替弁3の切替を開始し、ステップS33において現在の差圧が判定値以上となるまで待つ。ステップS34において流路切替弁3の切替が完了すると、図4に示した低容量冷房運転に移行する。
流路切替弁は切り替えにある程度の差圧が必要であるが、差圧が増加しすぎると、流路切替弁内部で生じる急激な圧力変動により連結部138または弁体139が破損する恐れがある。また、切り替え制御の途中に、高圧部の圧力の増加または低圧部の圧力の低下が大きいと、冷媒回路を保護するための制御が作動することも考えられる。図13、図14、図15を用いてこれらの問題を説明する。
実施の形態2では、実施の形態1と同事項の説明が省略され、その特徴部分のみが説明されている。実施の形態2では、冷房運転から暖房運転に切り替える際に、流量調整機構7を開いたままの状態で圧縮機1の周波数を調整することにより差圧を維持つつ、流路切替弁を切り替える。
図18は、実施の形態2における冷房運転から暖房運転への移行動作を説明するためのフローチャートである。ステップS71において、制御装置30は、最初に流路切替弁3の切替を開始する。切替途中は差圧が低下するため、ステップS72において制御装置30は切替に必要な適切な差圧となるよう圧縮機1の周波数を調整する。そしてステップS73において流路切替弁3の切替が完了する。
<冷房運転と低容量冷房運転の移行>
図20は、実施の形態2における、低容量冷房運転から暖房運転への移行動作を説明するためのフローチャートである。ステップS81において、制御装置30は、流路切替弁2の切り替えを開始する。ステップS82において、制御装置30は、切替に必要な適切な差圧となるよう圧縮機1の周波数を調整し、図8に示した状態となるように流路切替弁2を切り替える。ステップS83における切替完了後、ステップS84において、制御装置30は、流量調整機構7を開放する。
図22は、実施の形態2における冷房運転から低容量冷房運転の移行動作を説明するためのフローチャートである。最初に、ステップS101において、制御装置30は、図7に示した状態となるように流量調整機構7を閉止する。次にステップS102において、制御装置30は、流路切替弁3の切り替えを開始する。ステップS103において、制御装置30は、切替に必要な適切な差圧となるよう圧縮機1の周波数を調整し、ステップS104において流路切替弁3の切替を完了する。
実施の形態3では、実施の形態1および2と同事項の説明が省略され、その特徴部分のみが説明されている。実施の形態1および2では、流路切替機構20は、流路切替弁2および3によって構成され、流路切替弁2としては四方弁が用いられ、流路切替弁3としては三方弁が用いられていた。実施の形態3では、流路切替機構の他の構成について説明する。
図24は実施の形態3における冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。図24には、冷房運転時の冷媒回路と冷媒の流れが示される。冷凍サイクル装置200は、室外機250と、室内機260とを備える。室外機250と室内機260とは、冷媒を流通させる二本の配管で接続されている。
流路切替機構220を構成する弁のうち流路切替弁203は、四方弁であり、その構造は図2、図3で説明した構造と同じであるので説明は繰り返さない。流路切替機構220を構成する弁のうち流路切替弁202は、六方弁であり同様な差圧で弁体が駆動される。その構造について簡単に説明する。
(1) 第2室外熱交換器205の出口に存在する流量調整機構207を閉じる。
(2) 流量調整機構207の切替完了後、流路切替弁203を切り替える。
(1) 流路切替弁203を切り替える。
(2) 第2室外熱交換器205の出口に存在する流量調整機構207を開く。
(1) 第2室外熱交換器205の出口に存在する流量調整機構207を閉じる。
(2) 流量調整機構207の切替完了後、流路切替弁202を切り替える。
(1) 流路切替弁202を切り替える。
(2) 第2室外熱交換器205の出口に存在する流量調整機構207を開く。
(1) 第2室外熱交換器205の出口に存在する流量調整機構207を閉じる。
(2) 流量調整機構207の切替完了後、
(2-1) 流路切替弁203と流路切替弁202のいずれか一方を最初に切り替える。
(2-2) 流路切替弁203と流路切替弁202のいずれか他方を次に切り替える。
(3) 第2室外熱交換器205の出口に存在する流量調整機構207を開く。
(1) 第2室外熱交換器205の出口に存在する流量調整機構207を閉じる。
(2) 流量調整機構207の切替完了後、
(2-1) 流路切替弁203と流路切替弁202のいずれか一方を最初に切り替える。
(2-2) 流路切替弁203と流路切替弁202のいずれか他方を次に切り替える。
(3) 第2室外熱交換器205の出口に存在する流量調整機構207を開く。
(1) 流路切替弁203と流路切替弁202のいずれか一方を最初に切り替える。
(2) 流路切替弁203と流路切替弁202のいずれか他方を次に切り替える。
(1) 流路切替弁203と流路切替弁202のいずれか一方を最初に切り替える。
(2) 流路切替弁203と流路切替弁202のいずれか他方を次に切り替える。
(1) 流路切替弁202を切り替える。
(2) 第2室外熱交換器205の出口に存在する流量調整機構207を開く。
(1) 第2室外熱交換器205の出口に存在する流量調整機構207を閉じる。
(2) 流量調整機構207の切替完了後、流路切替弁202を切り替える。
(1) 流路切替弁203を切り替える。
(2) 第2室外熱交換器205の出口に存在する流量調整機構207を開く。
(1) 第2室外熱交換器205の出口に存在する流量調整機構207を閉じる。
(2) 流量調整機構207の切替完了後、流路切替弁203を切り替える。
以下において、再び図面を参照して実施の形態1~3について、総括する。
流路切替機構20は、圧縮機1の吸入口および吐出口との差圧を駆動源として流路を切り替えるように構成される。冷凍サイクル装置100は、冷房運転と暖房運転との切替時に、一時的に圧縮機1の運転周波数を変更して、流路切替機構20を切替えるために必要な差圧を維持する。
Claims (6)
- 冷媒膨張機構および室内熱交換器に接続され、冷媒回路を構成する圧縮機、第1室外熱交換器および第2室外熱交換器と、
前記冷媒回路において、前記圧縮機と前記第1室外熱交換器と前記第2室外熱交換器と前記室内熱交換器との間に接続され、前記圧縮機によって圧縮された冷媒の前記冷媒回路における流通方向を切り替える流路切替機構とを備え、
前記冷媒回路において、前記第1室外熱交換器および前記第2室外熱交換器は前記冷媒が並行して流れるように配置され、
前記第2室外熱交換器に流れる冷媒量を調整する流量調整機構をさらに備え、
前記第1室外熱交換器と前記第2室外熱交換器に同時に前記冷媒を流通させる冷房運転と前記第1室外熱交換器と前記第2室外熱交換器に同時に前記冷媒を流通させる暖房運転との切替時に、前記流量調整機構によって、一時的に前記第2室外熱交換器への冷媒流路を閉止した状態としつつ、前記流路切替機構によって前記冷媒の流通方向が切り替えられる、冷凍サイクル装置。 - 前記流路切替機構は、前記圧縮機の吸入口および吐出口との差圧を駆動源として流路を切り替えるように構成され、
前記流量調整機構によって前記第2室外熱交換器への冷媒流路を閉止すると、前記冷媒が前記室内熱交換器および前記冷媒膨張機構をバイパスして前記第2室外熱交換器を通過する流路が遮断される、請求項1に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記流路切替機構は、
前記第2室外熱交換器と前記圧縮機の吸入口および吐出口との間に接続された三方弁と、
前記第1室外熱交換器と前記圧縮機と前記室内熱交換器との間に接続された四方弁とを含む、請求項1または2に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記流路切替機構は、
前記第2室外熱交換器と前記圧縮機の吸入口および吐出口との間に接続された四方弁と、
前記第1室外熱交換器と前記圧縮機と前記室内熱交換器とに少なくとも接続された六方弁とを含む、請求項1または2に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記流量調整機構は、電子膨張弁を備える、請求項1~4のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記流路切替機構は、前記圧縮機の吸入口および吐出口との差圧を駆動源として流路を切り替えるように構成され、
前記冷房運転と前記暖房運転との切替時に、一時的に前記圧縮機の運転周波数を変更して、前記流路切替機構を切替えるために必要な前記差圧を維持する、請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
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