JP7396129B2 - 空気調和装置 - Google Patents
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Description
まずは、室外機2について説明する。室外機2は、圧縮機20と、四方弁21と、室外熱交換器22と、過冷却熱交換器23と、室外膨張弁24と、液管8の一端が接続された閉鎖弁25と、ガス管9の一端が接続された閉鎖弁26と、アキュムレータ27と、室外ファン28と、インジェクション膨張弁29と、レシーバ30を備えている。そして、室外ファン28を除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路100の一部をなす室外機冷媒回路20を形成している。
次に、3台の室内機5a~5cについて説明する。3台の室内機5a~5cは、室内熱交換器51a~51cと、室内膨張弁52a~52cと、分岐した液管8の他端が接続された液管接続部53a~53cと、分岐したガス管9の他端が接続されたガス管接続部54a~54cと、室内ファン55a~55cを備えている。そして、室内ファン55a~55cを除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路100の一部をなす室内機冷媒回路50a~50cを形成している。
次に、本実施形態における空気調和装置1の空調運転時の冷媒回路100における冷媒の流れや各部の動作について、図1(A)を用いて説明する。なお、以下の説明では、室内機5a~5cが暖房運転を行う場合について説明し、冷房運転を行う場合については詳細な説明を省略する。なお、以下の説明では、圧縮機20に冷媒をインジェクションしない非INJ時と、圧縮機20に冷媒をインジェクションするINJ時とに分けて説明する。図1(A)において、実線矢印は非INJ時およびINJ時におけるインジェクション管47以外の冷媒回路100における冷媒の流れを示しており、破線矢印はINJ時におけるインジェクション管47での冷媒の流れを示している。
まず、図1(A)を用いて、暖房運転における非INJ時の冷媒回路100の動作を説明する。空気調和装置1が暖房運転を行っているときに後述するインジェクション開始条件が成立していない場合は、インジェクション膨張弁29が閉じられてインジェクション管47に冷媒が流れないようにする。また、四方弁21が実線で示す状態、すなわち、四方弁21のポートaとポートdが連通するように、また、ポートbとポートcが連通するように切り換えられる。これにより、冷媒回路100は、室外熱交換器22が蒸発器として機能するとともに室内熱交換器51a~51cのそれぞれが凝縮器として機能する暖房サイクルとなる。
次に、図1(A)を用いて、暖房運転でINJ時の冷媒回路100の動作を説明する。なお、非INJ時とINJ時とで異なるのは、インジェクション膨張弁29が開かれてインジェクション管47に冷媒が分流しインジェクションポート20aを介して圧縮機20に冷媒がインジェクションされること、および、室外膨張弁24の開度制御の方法のみであり、これら以外の冷媒回路100の動作は前述した非INJ時と同じであるため、詳細な説明を省略する。
1)圧縮機20の回転数が50rps以上
2)外気温度が2℃以下
3)圧縮機20から吐出される冷媒の過熱度である吐出冷媒過熱度※が30deg以上
※吐出冷媒過熱度=吐出温度-高圧飽和温度
吐出温度:吐出温度センサ33で検出
高圧飽和温度:吐出圧力センサ31で検出した吐出圧力から換算
また、室外膨張弁24の開度は、圧縮機20に吸入される冷媒の過熱度である吸入冷媒過熱度が目標吸入冷媒過熱度となるように調整される。ここで、吸入冷媒過熱度は、吸入温度センサ34で検出される吸入温度から室外中間熱交温度センサ36で検出される室外中間熱交温度を減じて求めることができる。また、目標吸入冷媒過熱度は、予め試験などを行って求められて室外機制御手段200の記憶部220に記憶されている値であり、圧縮機20に吸入される冷媒を確実にガス冷媒とできる値である。本実施形態では、目標吸入冷媒過熱度は4degである。
前述した暖房運転におけるINJ時に、前述したインジェクション開始条件の1)あるいは2)のいずれかが成立しなくなった場合、あるいは、吐出冷媒過熱度が10deg以下となった場合は、インジェクション膨張弁29を閉じて圧縮機20への冷媒のインジェクションを停止する、すなわち、非INJ時の暖房運転制御とする。
圧縮機回転数制御は、保護制御テーブル300における「制御タイミング」であるインジェクション終了時に、保護制御テーブル300における「制御開始条件」である吐出温度が60℃以上もしくは蒸発圧力が0.3MPa以下のいずれかが成立していれば、非INJ時の制御の開始と同時に実行される。ここで、蒸発圧力は、暖房運転時に蒸発器として機能する室外熱交換器22における冷媒の圧力に相当し、吸入圧力センサ32で検出することができる。
第1室外膨張弁開度制御は、保護制御テーブル300における「制御タイミング」であるインジェクション終了時に、保護制御テーブル300における「制御開始条件」である吐出温度が60℃以上もしくは蒸発圧力が0.3MPa以下のいずれかが成立していれば、非INJ時の制御の開始と同時に実行される。つまり、第1室外膨張弁開度制御は、前述した圧縮機回転数制御と、「制御タイミング」および「制御開始条件」が同じである。
第2室外膨張弁開度制御は、保護制御テーブル300における「制御タイミング」であるインジェクション終了時に、保護制御テーブル300における「制御開始条件」である吐出温度が60℃以上もしくは蒸発圧力が0.3MPa以下のいずれかが成立していれば、非INJ時の制御の開始と同時に実行される。つまり、第2室外膨張弁開度制御は、前述した圧縮機回転数制御や第2室外膨張弁開度制御と、「制御タイミング」および「制御開始条件」が同じである。
インジェクション膨張弁開度制御は、保護制御テーブル300における「制御タイミング」であるインジェクション終了時に、保護制御テーブル300における「制御開始条件」である吐出温度が60℃以上もしくは蒸発圧力が0.3MPa以下のいずれかが成立していれば、非INJ時の制御の開始と同時に実行される。つまり、インジェクション膨張弁開度制御は、前述した3種類の保護制御と、「制御タイミング」および「制御開始条件」が同じである。
次に、図3を用いて暖房運転時にINJ時から非INJ時に切り替えた際に、室外機制御手段200のCPU210が実行する保護制御に関わる処理について説明する。図3において、STは処理のステップを示しこれに続く番号はステップの番号を示している。
2 室外機
5a~5c 室内機
20 圧縮機
20a インジェクションポート
22 室外熱交換器
23 過冷却熱交換器
24 室外膨張弁
29 インジェクション膨張弁
30 レシーバ
31 吐出圧力センサ
32 吸入圧力センサ
33 吐出温度センサ
34 吸入温度センサ
36 室外熱交中間温度センサ
37 外気温度センサ
47 インジェクション管
51a~51c 室内熱交換器
52a~52c 室内膨張弁
100 冷媒回路
200 室外機制御手段
210 CPU
220 記憶部
Claims (4)
- 圧縮室に冷媒を導くインジェクションポートを有する圧縮機と、熱源側熱交換器と、第1膨張弁と、利用側熱交換器とが順次冷媒配管で接続されて形成される冷媒回路と、
一端が前記インジェクションポートに接続され他端が前記第1膨張弁と前記利用側熱交換器の間に接続されるインジェクション管と、同インジェクション管に設けられる第2膨張弁とで形成されるインジェクション回路と、前記インジェクション管を流れる冷媒と前記熱源側熱交換器へと流れる冷媒とを熱交換させる過冷却熱交換器と、
前記第1膨張弁と前記第2膨張弁と前記圧縮機を制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、暖房運転中に、前記インジェクション回路により前記圧縮機に冷媒を導いている状態から、前記インジェクション回路により前記圧縮機に冷媒を導かない状態としたとき、前記圧縮機から吐出される冷媒の温度である吐出温度が上昇することを抑制する保護制御を実行し、前記圧縮機から吐出された冷媒の温度であると吐出温度が所定の目標吐出温度となるように前記第1膨張弁の開度を調整する、
ことを特徴とする空気調和装置。 - 前記保護制御では、
前記圧縮機の回転数を所定回転数低くする圧縮機回転数制御と、前記第1膨張弁の開度を所定量大きくする第1膨張弁開度制御と、前記第1膨張弁の開度を第1所定時間の間変化させない第2膨張弁開度制御と、前記第2膨張弁の開度を前記第1所定時間より長い第2所定時間をかけて閉じる第3膨張弁開度制御のうち、少なくともいずれか1つを実行する、
ことを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。 - 前記保護制御では、
前記圧縮機の回転数を所定回転数低くする圧縮機回転数制御と、前記第1膨張弁の開度を所定量大きくする第1膨張弁開度制御と、前記第1膨張弁の開度を第1所定時間の間変化させない第2膨張弁開度制御と、前記第2膨張弁の開度を前記第1所定時間より長い第2所定時間をかけて閉じる第3膨張弁開度制御のうち、少なくともいずれか2つを組み合わせて実行する、
ことを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。 - 前記第2膨張弁開度制御では、前記第1膨張弁の開度を前記第1所定時間の間変化させないことに代えて、前記第1膨張弁の開度を小さくすることを禁止する、
ことを特徴とする請求項2または請求項3のいずれかに記載の空気調和装置。
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