JP7478967B2 - 空気調和装置 - Google Patents
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Description
本発明は、空気調和装置に係り、特に、冷媒の回収運転を行う空気調和装置に関する。
従来から、室外回路の液側配管に、室外膨張弁を設け、室外回路に、液側配管を圧縮機の吸入側と連通させるための液側バイパス配管を設け、室外制御器は、室内回路から冷媒が漏れたことを示す信号を受信すると、液側制御弁を閉じた状態で圧縮機を作動させる冷媒回収制御動作を行うと共に、この冷媒回収制御動作において、液側バイパス配管の液側バイパス弁を開く弁制御動作を行うことで、冷媒回収制御動作における圧縮機の吐出温度過昇を抑制することとなり、圧縮機の損傷等を回避しつつ利用側回路から熱源側回路へ冷媒の回収を行い、冷媒漏洩が生じた際に利用側回路から漏洩する冷媒の量を確実に削減する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
圧縮機の損傷等を回避するため、ガス化された冷媒を圧縮機に吸い込む必要があるが、従来の技術では、高外気温（例えば、４０℃）で冷媒回収を行う場合、Ｒ３２冷媒のような吐出温度が比較的高いシステムでは、圧縮機の損傷を回避する温度にまで十分に吐出温度を低減することができず、冷媒回収が不十分となるおそれがあった。
冷媒回収運転（ポンプダウン）をすることで低圧が徐々に低下するので、蒸発温度が低下し、室内空気との温度差が広がって蒸発器出口で過熱度が大きくなる。これに伴って圧縮機から吐出される冷媒の温度も上昇する。
特に高外気温条件下（例えば、３５℃）では冷房運転時でも圧縮機から吐出される温度が上限付近に達する（例えば、１００℃）。
この状態で冷媒回収を行う場合には、更に圧力が高くなって吐出温度も上昇するため、冷媒回収が完了する前に圧縮機が停止してしまうことになる。
冷媒回収運転（ポンプダウン）をすることで低圧が徐々に低下するので、蒸発温度が低下し、室内空気との温度差が広がって蒸発器出口で過熱度が大きくなる。これに伴って圧縮機から吐出される冷媒の温度も上昇する。
特に高外気温条件下（例えば、３５℃）では冷房運転時でも圧縮機から吐出される温度が上限付近に達する（例えば、１００℃）。
この状態で冷媒回収を行う場合には、更に圧力が高くなって吐出温度も上昇するため、冷媒回収が完了する前に圧縮機が停止してしまうことになる。
本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、高外気温でも確実に冷媒回収を行うことができる空気調和装置を提供することを目的とする。
前記目的を達成するため、本発明は、圧縮機および室外熱交換器を有する室外機と、室内熱交換器を有する室内機と、前記室外機と前記室内機とを接続し液側配管とガス側配管とからなる冷媒配管と、前記冷媒配管に設けられる回路切替手段と、前記冷媒配管に設けられる第１調整弁と、制御部と、を備える空気調和装置であって、前記圧縮機のインジェクションポートと、前記第１調整弁と前記室内熱交換器との間の前記冷媒配管と、を接続するインジェクション配管と、前記インジェクション配管に設けられるインジェクション調整弁と、前記インジェクション配管の接続箇所と前記室内熱交換器との間の冷媒配管に設けられた第２調整弁と、を備え、前記制御部は、前記室外熱交換器が放熱器となり、前記室内熱交換器が蒸発器となるように前記回路切替手段を制御し、前記圧縮機を動作し、前記第１調整弁を全閉し、前記インジェクション調整弁の開度を制御して前記圧縮機から前記インジェクション配管を介して中圧冷媒を前記室内熱交換器の低圧配管に流す第１冷媒回収運転を実行し、前記第１冷媒回収運転時に、前記圧縮機から吐出される冷媒の冷媒吐出温度が第１の所定温度以下となるよう前記インジェクション調整弁の開度を制御し、前記圧縮機から吐出される冷媒吐出圧力が第１の所定圧力以上となった場合に、前記第２調整弁を閉じるとともに、前記第１調整弁を開く第２冷媒回収運転を実行することを特徴とする。
これにより、冷媒回収運転中に、圧縮機から低圧配管に中圧冷媒を流すことにより、第１調整弁よりも下流の液側配管の冷媒圧力の低下を抑制され、蒸発温度を上昇させ室内空気との温度差拡大を防ぎ、圧縮機からの吐出温度を低減させることができる。
これにより、冷媒回収運転中に、圧縮機から低圧配管に中圧冷媒を流すことにより、第１調整弁よりも下流の液側配管の冷媒圧力の低下を抑制され、蒸発温度を上昇させ室内空気との温度差拡大を防ぎ、圧縮機からの吐出温度を低減させることができる。
本発明によれば、第１調整弁よりも下流の液側配管の冷媒圧力の低下を抑制され、蒸発温度を上昇させ室内空気との温度差拡大を防ぎ、圧縮機からの吐出温度を低減させることができ、高外気温時においても確実に冷媒の回収を行うことができる。
第１の発明は、圧縮機および室外熱交換器を有する室外機と、室内熱交換器を有する室内機と、前記室外機と前記室内機とを接続し液側配管とガス側配管とからなる冷媒配管と、前記冷媒配管に設けられる回路切替手段と、前記冷媒配管に設けられる第１調整弁と、制御部と、を備える空気調和装置であって、前記圧縮機のインジェクションポートと、前記第１調整弁と前記室内熱交換器との間の前記冷媒配管と、を接続するインジェクション配管と、前記インジェクション配管に設けられるインジェクション調整弁と、をさらに備え、前記制御部は、前記室外熱交換器が放熱器となり、前記室内熱交換器が蒸発器となるように前記回路切替手段を制御し、前記圧縮機を動作し、前記第１調整弁を全閉し、前記インジェクション調整弁の開度を制御する第１冷媒回収運転を実行する。
これによれば、冷媒回収運転中に、圧縮機から低圧配管に中圧冷媒を流すことにより、第１調整弁よりも下流の液側配管の冷媒圧力の低下を抑制され、蒸発温度を上昇させ室内空気との温度差拡大を防ぎ、圧縮機からの吐出温度を低減させることができ、高外気温時においても確実に冷媒の回収を行うことができる。
これによれば、冷媒回収運転中に、圧縮機から低圧配管に中圧冷媒を流すことにより、第１調整弁よりも下流の液側配管の冷媒圧力の低下を抑制され、蒸発温度を上昇させ室内空気との温度差拡大を防ぎ、圧縮機からの吐出温度を低減させることができ、高外気温時においても確実に冷媒の回収を行うことができる。
第２の発明は、前記制御部は、前記第１冷媒回収運転時に、前記圧縮機から吐出される冷媒の冷媒吐出温度が第１の所定温度以下となるよう前記インジェクション調整弁の開度を制御する。
これによれば、冷媒回収運転中に、圧縮機から低圧配管に中圧冷媒を流すことにより、第１調整弁よりも下流の液側配管の冷媒圧力の低下を抑制され、蒸発温度を上昇させ室内空気との温度差拡大を防ぎ、圧縮機からの吐出温度を低減させることができ、高外気温時においても確実に冷媒の回収を行うことができる。
これによれば、冷媒回収運転中に、圧縮機から低圧配管に中圧冷媒を流すことにより、第１調整弁よりも下流の液側配管の冷媒圧力の低下を抑制され、蒸発温度を上昇させ室内空気との温度差拡大を防ぎ、圧縮機からの吐出温度を低減させることができ、高外気温時においても確実に冷媒の回収を行うことができる。
第３の発明は、前記インジェクション配管の接続箇所と前記室内熱交換器との間の冷媒配管に設けられた第２調整弁を備え、前記制御部は、前記圧縮機から吐出される冷媒吐出圧力が第１の所定圧力以上となった場合に、前記第２調整弁を閉じるとともに、前記第１調整弁を開く第２冷媒回収運転を実行する。
これによれば、圧縮機の圧縮途中の中間圧に過熱度の低い冷媒を流入させることで、一度上昇した冷媒の温度を飽和温度近傍まで低下させることができ、従って、圧縮機の吐出温度を低下させることができル。その結果、高外気温条件下で冷媒回収を行い、高圧が上昇した場合でも、圧縮機から吐出される冷媒の温度を低下させることができ、室内熱交換器の冷媒を確実に室外熱交換器に回収することができる。
これによれば、圧縮機の圧縮途中の中間圧に過熱度の低い冷媒を流入させることで、一度上昇した冷媒の温度を飽和温度近傍まで低下させることができ、従って、圧縮機の吐出温度を低下させることができル。その結果、高外気温条件下で冷媒回収を行い、高圧が上昇した場合でも、圧縮機から吐出される冷媒の温度を低下させることができ、室内熱交換器の冷媒を確実に室外熱交換器に回収することができる。
また、本実施形態においては、第１調整弁とインジェクション配管の接続箇所との間を流れる冷媒と、インジェクションポートとインジェクション調整弁との間を流れる冷媒と、を熱交換するインジェクション熱交換器を備えている。
これによれば、インジェクション分岐部と第１冷媒量調整との間を流れる冷媒と、インジェクション調整手段とインジェクションポートとの間を流れる冷媒とをインジェクション熱交換器で熱交換することで、室外熱交換器から流出した冷媒の温度を低下することができ、冷媒密度を向上（液化）させることができる。従って、熱源側から吐出される空気の温度が高くなる過負荷の場合（例えば、５０℃）でも、回収された冷媒の温度を下げて冷媒密度を向上して高圧を低下することができる。その結果、過負荷の場合に冷媒回収を行う場合でも、冷媒密度を向上して高圧を低下し、圧縮機から吐出される冷媒の温度を低下させて、室内熱交換器の冷媒を確実に室外熱交換器に回収することができる。
これによれば、インジェクション分岐部と第１冷媒量調整との間を流れる冷媒と、インジェクション調整手段とインジェクションポートとの間を流れる冷媒とをインジェクション熱交換器で熱交換することで、室外熱交換器から流出した冷媒の温度を低下することができ、冷媒密度を向上（液化）させることができる。従って、熱源側から吐出される空気の温度が高くなる過負荷の場合（例えば、５０℃）でも、回収された冷媒の温度を下げて冷媒密度を向上して高圧を低下することができる。その結果、過負荷の場合に冷媒回収を行う場合でも、冷媒密度を向上して高圧を低下し、圧縮機から吐出される冷媒の温度を低下させて、室内熱交換器の冷媒を確実に室外熱交換器に回収することができる。
第５の発明は、一端を前記室外熱交換器と前記第２調整弁との間の前記冷媒配管に接続し、他端を前記回路切替手段と前記圧縮機の吸入側との間の冷媒配管に接続するバイパス配管と、前記バイパス配管に設けられるバイパス調整弁と、前記バイパス配管の他端と前記圧縮機との間に設けられる冷媒貯留部と、を備え、前記制御部は、前記圧縮機から吐出される冷媒吐出圧力が第２所定圧力以上の場合、前記バイパス調整弁を開く第３冷媒回収運転を実行する。
これによれば、室外熱交換器に貯留された冷媒が一杯となり、高圧が上昇した場合、室外熱交換器に貯留された冷媒をバイパス配管を通り冷媒貯留部に貯留できるため、高圧を低下することになる。その結果、冷媒回路内に封入された冷媒量が多い場合でも、高圧上昇による圧縮機から吐出される冷媒の温度の上昇を抑制でき、高圧を低下して圧縮機から吐出される冷媒の温度を低下することができ、室内熱交換器の冷媒を確実に室外熱交換器に回収することができる。
これによれば、室外熱交換器に貯留された冷媒が一杯となり、高圧が上昇した場合、室外熱交換器に貯留された冷媒をバイパス配管を通り冷媒貯留部に貯留できるため、高圧を低下することになる。その結果、冷媒回路内に封入された冷媒量が多い場合でも、高圧上昇による圧縮機から吐出される冷媒の温度の上昇を抑制でき、高圧を低下して圧縮機から吐出される冷媒の温度を低下することができ、室内熱交換器の冷媒を確実に室外熱交換器に回収することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る空気調和装置の第１実施の形態を示す冷媒回路図である。
図１に示すように、本実施形態における空気調和装置１は、室外機１０との室内機２０とを備えている。
室外機１０は、圧縮機１１、回路切替手段としての四方弁１２、室外熱交換器１３、第１調整弁１４およびこれらの各部品を接続するガス側配管１５、液側配管１６により構成されている。室外熱交換器１３の近傍には、この室内熱交換器に外気を送る室外ファン１７が設けられている。
また、室内機２０は、室内熱交換器２１およびこれらを接続するガス側配管１５、液側配管１６により構成されている。室内熱交換器２１の近傍には、この室内熱交換器２１に室内空気を送る室内ファン２２が設けられている。
図１は本発明に係る空気調和装置の第１実施の形態を示す冷媒回路図である。
図１に示すように、本実施形態における空気調和装置１は、室外機１０との室内機２０とを備えている。
室外機１０は、圧縮機１１、回路切替手段としての四方弁１２、室外熱交換器１３、第１調整弁１４およびこれらの各部品を接続するガス側配管１５、液側配管１６により構成されている。室外熱交換器１３の近傍には、この室内熱交換器に外気を送る室外ファン１７が設けられている。
また、室内機２０は、室内熱交換器２１およびこれらを接続するガス側配管１５、液側配管１６により構成されている。室内熱交換器２１の近傍には、この室内熱交換器２１に室内空気を送る室内ファン２２が設けられている。
圧縮機１１は、ガス側配管１５から吸入したガス冷媒を所定圧力に圧縮させて吐出するように構成されており、この圧縮された冷媒は、冷房運転時においては、四方弁１２を介して室外熱交換器１３に送られる。
室外熱交換器１３は、室外ファン１７を駆動することにより外気と冷媒との熱交換を行うものであり、冷房運転時には凝縮器として、暖房運転時には蒸発器として機能するように構成されている。
第１調整弁１４は、液側配管１６に設けられており、冷房運転時に室内熱交換器２１に流入する冷媒を減圧膨張させるものである。
また、室内熱交換器２１は、室内ファン２２を駆動することにより室内空気の熱交換を行うものであり、冷房運転時には蒸発器として、暖房運転時には凝縮器として機能するように構成されている。
第１調整弁１４は、液側配管１６に設けられており、冷房運転時に室内熱交換器２１に流入する冷媒を減圧膨張させるものである。
また、室内熱交換器２１は、室内ファン２２を駆動することにより室内空気の熱交換を行うものであり、冷房運転時には蒸発器として、暖房運転時には凝縮器として機能するように構成されている。
また、本実施の形態においては、第１調整弁１４と室内熱交換器２１との間には、インジェクション配管３０が接続されており、インジェクション配管３０の他端は、圧縮機１１の圧縮空間の中間圧となっているインジェクションポート３１に接続されている。
インジェクション配管３０の中途部には、インジェクション調整弁３２が設けられている。
第１調整弁１４と室内熱交換器２１との間であって、インジェクション配管３０の接続箇所より室内熱交換器２１側には、第２調整弁３３が設けられている。
なお、第１調整弁１４、インジェクション調整弁３２および第２調整弁３３は、任意に開度を調整することができる電動弁で構成されている。
インジェクション配管３０の中途部には、インジェクション調整弁３２が設けられている。
第１調整弁１４と室内熱交換器２１との間であって、インジェクション配管３０の接続箇所より室内熱交換器２１側には、第２調整弁３３が設けられている。
なお、第１調整弁１４、インジェクション調整弁３２および第２調整弁３３は、任意に開度を調整することができる電動弁で構成されている。
圧縮機１１の冷媒吐出側には、冷媒吐出温度を検出する吐出温度センサ３５と、冷媒吐出圧力を検出する吐出圧力センサ３６とがそれぞれ設けられている。
また、圧縮機１１の冷媒吸入側には、冷媒吸入圧力を検出する吸入圧力センサ３７が設けられている。
また、圧縮機１１の冷媒吸入側には、冷媒吸入圧力を検出する吸入圧力センサ３７が設けられている。
次に、第１実施の形態の制御構成について説明する。
図２は、第１実施の形態の制御構成を示すブロック図である。
図２に示すように、本実施の形態の空気調和装置１は、制御部４０を備えている。制御部４０は、例えば、ＣＰＵやＭＰＵなどのプロセッサと、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリデバイスとを備え、空気調和装置１の各部の制御を行うものである。
制御部４０には、吐出温度センサ３５と、吐出圧力センサ３６と、吸入圧力センサ３７とがそれぞれ接続されている。
制御部４０は、これら吐出温度センサ３５、吐出圧力センサ３６および吸入圧力センサ３７の検出値に基づいて、圧縮機１１、室外ファン１７、室内ファン２２の駆動制御を行うとともに、第１調整弁１４、第２調整弁３３、インジェクション調整弁３２の開度制御および四方弁１２の切り替え制御を行うように構成されている。
図２は、第１実施の形態の制御構成を示すブロック図である。
図２に示すように、本実施の形態の空気調和装置１は、制御部４０を備えている。制御部４０は、例えば、ＣＰＵやＭＰＵなどのプロセッサと、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリデバイスとを備え、空気調和装置１の各部の制御を行うものである。
制御部４０には、吐出温度センサ３５と、吐出圧力センサ３６と、吸入圧力センサ３７とがそれぞれ接続されている。
制御部４０は、これら吐出温度センサ３５、吐出圧力センサ３６および吸入圧力センサ３７の検出値に基づいて、圧縮機１１、室外ファン１７、室内ファン２２の駆動制御を行うとともに、第１調整弁１４、第２調整弁３３、インジェクション調整弁３２の開度制御および四方弁１２の切り替え制御を行うように構成されている。
次に、本実施の形態における冷媒回収運転動作について説明する。
図３は、本実施の形態の冷媒回収運転動作を示すフローチャートである。
図３に示すように、制御部４０は、冷媒回収運転を開始すると、第１冷媒回収運転を行う。
第１冷媒回収運転は、四方弁１２を冷房運転に切り替え、第１調整弁１４を全閉し、第２調整弁３３を所定の開度に固定し、圧縮機１１の運転周波数を固定する。
図３は、本実施の形態の冷媒回収運転動作を示すフローチャートである。
図３に示すように、制御部４０は、冷媒回収運転を開始すると、第１冷媒回収運転を行う。
第１冷媒回収運転は、四方弁１２を冷房運転に切り替え、第１調整弁１４を全閉し、第２調整弁３３を所定の開度に固定し、圧縮機１１の運転周波数を固定する。
そして、制御部４０は、吐出温度センサ３５による圧縮機１１の冷媒吐出温度Ｔｄを取得し、この冷媒吐出温度Ｔｄが第１所定温度Ｔ１以上であるか否かを判断する（ＳＴ２）。
冷媒吐出温度Ｔｄが第１の所定温度Ｔ１以上の場合には（ＳＴ２：ＹＥＳ）、制御部４０は、インジェクション調整弁３２の開度を増加するように制御する（ＳＴ３）。
冷媒吐出温度Ｔｄが第１の所定温度Ｔ１以上の場合には（ＳＴ２：ＹＥＳ）、制御部４０は、インジェクション調整弁３２の開度を増加するように制御する（ＳＴ３）。
一般に、冷媒回収動作を行うことで、室内熱交換器２１の上流側の低圧冷媒圧力が徐々に低下するので、室内熱交換器２１における蒸発温度が低下し、室内空気との温度差が広がって室内熱交換器２１出口で過熱度が大きくなる。これに伴って、圧縮機１１から吐出される冷媒の温度も上昇する。
特に、高外気温条件下（例えば、３５℃）では冷房運転時でも圧縮機１１から吐出される冷媒温度が上限付近に達する（例えば、１００℃）。
この状態で、冷媒回収動作を行うと、さらに圧縮機１１から吐出される冷媒温度が上昇するため、冷媒回収が完了する前に圧縮機１１が停止することとなる。
特に、高外気温条件下（例えば、３５℃）では冷房運転時でも圧縮機１１から吐出される冷媒温度が上限付近に達する（例えば、１００℃）。
この状態で、冷媒回収動作を行うと、さらに圧縮機１１から吐出される冷媒温度が上昇するため、冷媒回収が完了する前に圧縮機１１が停止することとなる。
本実施の形態では、圧縮機１１からインジェクション配管３０を介して圧縮機１１の中圧冷媒を液側配管１６に流すことで、第１調整弁１４よりも下流の液側配管１６の冷媒圧力の低下を抑制することができ、室内熱交換器２１における蒸発温度を上昇させ、室内空気との温度差拡大を防ぎ、圧縮機１１からの吐出温度を大幅に低減させることが可能となる。
その後、制御部４０は、吸入圧力センサ３７による圧縮機１１の吸入圧力Ｐｓを取得し、この冷媒の吸引圧力Ｐｓが－０．１ＭＰａ以下であるか否かを判断する（ＳＴ４）。
制御部４０は、吸入圧力Ｐｓが－０．１ＭＰａ以下であると判断した場合には（ＳＴ４：ＹＥＳ）、冷媒回収動作を終了する。
吸入圧力Ｐｓが－０．１ＭＰａ以下でないと判断した場合には（ＳＴ４：ＮＯ）、制御部４０は、冷媒吐出温度Ｔｄが第１所定温度Ｔ１以下であるか否かを判断するステップ２に戻る（ＳＴ２）。
制御部４０は、吸入圧力Ｐｓが－０．１ＭＰａ以下であると判断した場合には（ＳＴ４：ＹＥＳ）、冷媒回収動作を終了する。
吸入圧力Ｐｓが－０．１ＭＰａ以下でないと判断した場合には（ＳＴ４：ＮＯ）、制御部４０は、冷媒吐出温度Ｔｄが第１所定温度Ｔ１以下であるか否かを判断するステップ２に戻る（ＳＴ２）。
一方、冷媒吐出温度Ｔｄが第１の所定温度Ｔ１以上でない場合には（ＳＴ２：ＮＯ）、制御部４０は、冷媒吐出温度Ｔｄが第１所定温度Ｔ１－３０℃以下であるか否かを判断する（ＳＴ５）。
冷媒吐出温度Ｔｄが第１の所定温度Ｔ１－３０℃以下であると判断した場合は（ＳＴ５：ＹＥＳ）、制御部４０は、インジェクション調整弁３２の開度を減少するように制御する（ＳＴ６）。
冷媒吐出温度Ｔｄが第１の所定温度Ｔ１－３０℃以下であると判断した場合は（ＳＴ５：ＹＥＳ）、制御部４０は、インジェクション調整弁３２の開度を減少するように制御する（ＳＴ６）。
冷媒吐出温度Ｔｄが第１の所定温度Ｔ１－３０℃以下でないと判断した場合は（ＳＴ５：ＮＯ）、制御部４０は、インジェクション調整弁３２の開度を維持するように制御する（ＳＴ７）。
インジェクション調整弁３２の開度を制御した後は、冷媒の吸引圧力Ｐｓが－０．１ＭＰａ以下であるか否かを判断するステップ４に移行する（ＳＴ４）。
インジェクション調整弁３２の開度を制御した後は、冷媒の吸引圧力Ｐｓが－０．１ＭＰａ以下であるか否かを判断するステップ４に移行する（ＳＴ４）。
以上述べたように、本実施形態においては、圧縮機１１のインジェクションポート３１と第１調整弁１４と室内熱交換器２１との間の冷媒配管とを接続するインジェクション配管３０と、インジェクション配管３０に設けられるインジェクション調整弁３２と、をさらに備え、制御部４０は、室外熱交換器１３が放熱器となり、室内熱交換器２１が蒸発器となるように四方弁１２（回路切替手段）を制御し、圧縮機１１を動作し、第１調整弁１４を全閉し、インジェクション調整弁３２の開度を制御する第１冷媒回収運転を実行する。
これにより、冷媒回収運転中に、圧縮機１１から低圧配管に中圧冷媒を流すことにより、第１調整弁１４よりも下流の液側配管１６の冷媒圧力の低下を抑制され、蒸発温度を上昇させ室内空気との温度差拡大を防ぎ、圧縮機１１からの吐出温度を低減させることができ、高外気温時においても冷媒の回収を行うことができる。
これにより、冷媒回収運転中に、圧縮機１１から低圧配管に中圧冷媒を流すことにより、第１調整弁１４よりも下流の液側配管１６の冷媒圧力の低下を抑制され、蒸発温度を上昇させ室内空気との温度差拡大を防ぎ、圧縮機１１からの吐出温度を低減させることができ、高外気温時においても冷媒の回収を行うことができる。
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図４は、本発明の第２実施形態を示す冷媒回路図である。
図４に示すように、第１調整弁１４とインジェクション配管３０の接続箇所との間を流れる冷媒と、前記インジェクションポート３１と前記インジェクション調整弁３２との間を流れる冷媒と、を熱交換するインジェクション熱交換器３４を備えている。
その他の構成は、図１に示す第１実施形態と同様であるため、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
図４は、本発明の第２実施形態を示す冷媒回路図である。
図４に示すように、第１調整弁１４とインジェクション配管３０の接続箇所との間を流れる冷媒と、前記インジェクションポート３１と前記インジェクション調整弁３２との間を流れる冷媒と、を熱交換するインジェクション熱交換器３４を備えている。
その他の構成は、図１に示す第１実施形態と同様であるため、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
次に、第２実施の形態における冷媒回収運転動作について説明する。
図５は、本実施の形態の冷媒回収運転動作を示すフローチャートである。
第２実施形態における制御構成は、図２に示す第１実施形態と同様であるため、図２を参照しつつ説明する。
図５に示すように、制御部４０は、冷媒回収動作を開始すると、第１冷媒回収運転を行う。この場合、第１冷媒回収運転は、図３に示すフローチャートのステップ（ＳＴ１）から（ＳＴ７）までの動作と同様である。そのため、同一ステップには同一ステップ数を付して、その説明を省略する。
図５は、本実施の形態の冷媒回収運転動作を示すフローチャートである。
第２実施形態における制御構成は、図２に示す第１実施形態と同様であるため、図２を参照しつつ説明する。
図５に示すように、制御部４０は、冷媒回収動作を開始すると、第１冷媒回収運転を行う。この場合、第１冷媒回収運転は、図３に示すフローチャートのステップ（ＳＴ１）から（ＳＴ７）までの動作と同様である。そのため、同一ステップには同一ステップ数を付して、その説明を省略する。
制御部４０は、第１冷媒回収運転時に、吸入圧力Ｐｓが－０．１ＭＰａ以下でないと判断した場合には（ＳＴ４：ＮＯ）、制御部４０は、冷媒吐出圧力Ｐｄが第１所定圧力Ｐｄ１以上であるか否かを判断する（ＳＴ８）。
そして、冷媒吐出圧力Ｐｄが第１所定圧力Ｐｄ１以上であると判断した場合は、制御部４０は、第２冷媒回収運転を行う（ＳＴ９）。
第２冷媒回収運転は、四方弁１２を冷房運転に切り替え、第１調整弁１４を所定の開度に固定し、第２調整弁３３を全閉し、圧縮機１１の運転周波数を固定する。
そして、冷媒吐出圧力Ｐｄが第１所定圧力Ｐｄ１以上であると判断した場合は、制御部４０は、第２冷媒回収運転を行う（ＳＴ９）。
第２冷媒回収運転は、四方弁１２を冷房運転に切り替え、第１調整弁１４を所定の開度に固定し、第２調整弁３３を全閉し、圧縮機１１の運転周波数を固定する。
そして、制御部４０は、吐出温度センサ３５による圧縮機１１の冷媒吐出温度Ｔｄを取得し、この冷媒吐出温度Ｔｄが第２所定温度Ｔ２以上であるか否かを判断する（ＳＴ１０）。
冷媒吐出温度Ｔｄが第２所定温度Ｔ２以上の場合には（ＳＴ１０：ＹＥＳ）、制御部４０は、インジェクション調整弁３２の開度を増加するように制御する（ＳＴ１１）。
冷媒吐出温度Ｔｄが第２所定温度Ｔ２以上の場合には（ＳＴ１０：ＹＥＳ）、制御部４０は、インジェクション調整弁３２の開度を増加するように制御する（ＳＴ１１）。
その後、制御部４０は、吐出温度Ｔｄが第２所定温度Ｔ２以上でないと判断した場合には（ＳＴ１０：ＮＯ）、制御部４０は、冷媒吐出温度Ｔｄが第１所定温度Ｔ１－３０℃以下であるか否かを判断する（ＳＴ１２）。
冷媒吐出温度Ｔｄが第１所定温度Ｔ１－３０℃以下であると判断した場合は（ＳＴ１２：ＹＥＳ）、制御部４０は、インジェクション調整弁３２の開度を減少するように制御する（ＳＴ１３）。
冷媒吐出温度Ｔｄが第１所定温度Ｔ１－３０℃以下であると判断した場合は（ＳＴ１２：ＹＥＳ）、制御部４０は、インジェクション調整弁３２の開度を減少するように制御する（ＳＴ１３）。
冷媒吐出温度Ｔｄが第１の所定温度Ｔ１－３０℃以下でないと判断した場合は（ＳＴ１２：ＮＯ）、制御部４０は、インジェクション調整弁３２の開度を維持するように制御する（ＳＴ１４）。
インジェクション調整弁３２の開度を制御した後は、冷媒の吸引圧力Ｐｓが－０．１ＭＰａ以下であるか否かを判断するステップ４に移行する（ＳＴ４）。
インジェクション調整弁３２の開度を制御した後は、冷媒の吸引圧力Ｐｓが－０．１ＭＰａ以下であるか否かを判断するステップ４に移行する（ＳＴ４）。
なお、第２実施形態においては、図４に示す冷凍サイクル回路を用いて説明したが、図１に示す冷凍サイクル回路のようにインジェクション熱交換器３４を用いない冷凍サイクル回路でも、同様の制御を行うことにより同様の作用・効果を得ることができる。
以上述べたように、本実施の形態においては、インジェクション配管３０の接続箇所と室内熱交換器２１との間の冷媒配管に設けられた第２調整弁３３を備え、制御部４０は、圧縮機１１から吐出される冷媒吐出圧力が第１の所定圧力以上となった場合に、第２調整弁３３を閉じるとともに、第１調整弁１４を開く第２冷媒回収運転を実行する。
これにより、圧縮機１１の圧縮途中の中間圧に過熱度の低い冷媒を流入させることで、一度上昇した冷媒の温度を飽和温度近傍まで低下させることができ、従って、圧縮機１１の吐出温度を低下させることができル。その結果、高外気温条件下で冷媒回収を行い、高圧が上昇した場合でも、圧縮機１１から吐出される冷媒の温度を低下させることができ、室内熱交換器２１の冷媒を確実に室外熱交換器１３に回収することができる。
これにより、圧縮機１１の圧縮途中の中間圧に過熱度の低い冷媒を流入させることで、一度上昇した冷媒の温度を飽和温度近傍まで低下させることができ、従って、圧縮機１１の吐出温度を低下させることができル。その結果、高外気温条件下で冷媒回収を行い、高圧が上昇した場合でも、圧縮機１１から吐出される冷媒の温度を低下させることができ、室内熱交換器２１の冷媒を確実に室外熱交換器１３に回収することができる。
また、本実施形態においては、第１調整弁１４とインジェクション配管３０の接続箇所との間を流れる冷媒と、インジェクションポート３１とインジェクション調整弁３２との間を流れる冷媒と、を熱交換するインジェクション熱交換器３４を備えている。
これにより、インジェクション分岐部と第１冷媒量調整との間を流れる冷媒と、インジェクション調整手段とインジェクションポート３１との間を流れる冷媒とを熱交換することで、室外熱交換器１３から流出した冷媒の温度を低下することができ、冷媒密度を向上（液化）させることができる。従って、熱源側から吐出される空気の温度が高くなる過負荷の場合（例えば、５０℃）でも、回収された冷媒の温度を下げて冷媒密度を向上して高圧を低下することができる。その結果、過負荷の場合に冷媒回収を行う場合でも、冷媒密度を向上して高圧を低下し、圧縮機１１から吐出される冷媒の温度を低下させて、室内熱交換器２１の冷媒を確実に室外熱交換器１３に回収することができる。
これにより、インジェクション分岐部と第１冷媒量調整との間を流れる冷媒と、インジェクション調整手段とインジェクションポート３１との間を流れる冷媒とを熱交換することで、室外熱交換器１３から流出した冷媒の温度を低下することができ、冷媒密度を向上（液化）させることができる。従って、熱源側から吐出される空気の温度が高くなる過負荷の場合（例えば、５０℃）でも、回収された冷媒の温度を下げて冷媒密度を向上して高圧を低下することができる。その結果、過負荷の場合に冷媒回収を行う場合でも、冷媒密度を向上して高圧を低下し、圧縮機１１から吐出される冷媒の温度を低下させて、室内熱交換器２１の冷媒を確実に室外熱交換器１３に回収することができる。
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図６は本発明の第３実施形態を示す冷媒回路図である。
図６に示すように、第３実施形態においては、一端を室外熱交換器１３と第２調整弁３３との間の冷媒配管に接続し、他端を四方弁１２と圧縮機１１の吸入側との間の冷媒配管に接続するバイパス配管５０を設けている。
また、バイパス配管５０の中途部には、バイパス調整弁５１が設けられている。バイパス配管５０のガス側配管１５の接続箇所と圧縮機１１との間には、冷媒貯留部５２が設けられている。
図６は本発明の第３実施形態を示す冷媒回路図である。
図６に示すように、第３実施形態においては、一端を室外熱交換器１３と第２調整弁３３との間の冷媒配管に接続し、他端を四方弁１２と圧縮機１１の吸入側との間の冷媒配管に接続するバイパス配管５０を設けている。
また、バイパス配管５０の中途部には、バイパス調整弁５１が設けられている。バイパス配管５０のガス側配管１５の接続箇所と圧縮機１１との間には、冷媒貯留部５２が設けられている。
図７は、第３実施形態の制御構成を示すブロック図である。
図７に示すように、制御部４０は、吐出温度センサ３５、吐出圧力センサ３６および吸入圧力センサ３７の検出値に基づいて、圧縮機１１、室外ファン１７、室内ファン２２の駆動制御を行うとともに、第１調整弁１４、第２調整弁３３、インジェクション調整弁３２、バイパス調整弁５１の開度制御および四方弁１２の切り替え制御を行うように構成されている。
図６および図７において、その他の構成は、第２実施形態と同様であるため、同一部分には同一符号を付して付してその説明を省略する。
図７に示すように、制御部４０は、吐出温度センサ３５、吐出圧力センサ３６および吸入圧力センサ３７の検出値に基づいて、圧縮機１１、室外ファン１７、室内ファン２２の駆動制御を行うとともに、第１調整弁１４、第２調整弁３３、インジェクション調整弁３２、バイパス調整弁５１の開度制御および四方弁１２の切り替え制御を行うように構成されている。
図６および図７において、その他の構成は、第２実施形態と同様であるため、同一部分には同一符号を付して付してその説明を省略する。
次に、第３実施の形態における冷媒回収運転動作について説明する。
図８は、本実施の形態の冷媒回収運転動作を示すフローチャートである。
図８に示すように、制御部４０は、冷媒回収動作を開始すると、第１冷媒回収運転を行う。この場合、第１冷媒回収運転は、図５に示すフローチャートのステップ（ＳＴ１）から（ＳＴ１４）までの動作と同様である。そのため、同一ステップには同一ステップ数を付して、その説明を省略する。
図８は、本実施の形態の冷媒回収運転動作を示すフローチャートである。
図８に示すように、制御部４０は、冷媒回収動作を開始すると、第１冷媒回収運転を行う。この場合、第１冷媒回収運転は、図５に示すフローチャートのステップ（ＳＴ１）から（ＳＴ１４）までの動作と同様である。そのため、同一ステップには同一ステップ数を付して、その説明を省略する。
制御部４０は、冷媒吐出圧力Ｐｄが第１所定圧力Ｐｄ１以上であると判断した場合は（ＳＴ８：ＹＥＳ）、圧縮機１１の冷媒吐出圧力Ｐｄが第２所定圧力Ｐｄ２以上であるか否かを判断する（ＳＴ１５）。
そして、冷媒吐出圧力Ｐｄが第１所定圧力Ｐｄ２以上でないと判断した場合は、制御部４０は、第２冷媒回収運転を行う（ＳＴ９）。第２冷媒回収運転の動作は、第２実施形態と同様である。
そして、冷媒吐出圧力Ｐｄが第１所定圧力Ｐｄ２以上でないと判断した場合は、制御部４０は、第２冷媒回収運転を行う（ＳＴ９）。第２冷媒回収運転の動作は、第２実施形態と同様である。
一方、冷媒吐出圧力Ｐｄが第１所定圧力Ｐｄ２以上であると判断した場合は（ＳＴ１５：ＹＥＳ）、制御部４０は、第３冷媒回収運転を行う（ＳＴ１６）。
第３冷媒回収運転は、四方弁１２を冷房運転に切り替え、第１調整弁１４を所定の開度に固定し、第２調整弁３３を全閉し、バイパス調整弁５１の開度を増加し、圧縮機１１の運転周波数を固定する。
第３冷媒回収運転は、四方弁１２を冷房運転に切り替え、第１調整弁１４を所定の開度に固定し、第２調整弁３３を全閉し、バイパス調整弁５１の開度を増加し、圧縮機１１の運転周波数を固定する。
その後、制御部４０は、圧縮機１１の冷媒吐出圧力Ｐｄが第２所定圧力Ｐｄ２＋０．１ＭＰａ以上であるか否かを判断し（ＳＴ１７）、圧縮機１１の冷媒吐出圧力Ｐｄが第２所定圧力Ｐｄ２＋０．１ＭＰａ以上であると判断した場合は（ＳＴ１７：ＹＥＳ）、冷媒回収運転を終了する。
圧縮機１１の冷媒吐出圧力Ｐｄが第２所定圧力Ｐｄ２＋０．１ＭＰａ以上でないと判断した場合は（ＳＴ１７：ＮＯ）、ステップ４に戻る（ＳＴ４）。
圧縮機１１の冷媒吐出圧力Ｐｄが第２所定圧力Ｐｄ２＋０．１ＭＰａ以上でないと判断した場合は（ＳＴ１７：ＮＯ）、ステップ４に戻る（ＳＴ４）。
以上述べたように、本実施形態においては、一端を室外熱交換器１３と第２調整弁３３との間の冷媒配管に接続し、他端を四方弁１２と圧縮機１１の吸入側との間の冷媒配管に接続するバイパス配管５０と、バイパス配管５０に設けられるバイパス調整弁５１と、バイパス配管５０の他端と圧縮機１１との間に設けられる冷媒貯留部５２とを備え、制御部４０は、圧縮機１１から吐出される冷媒吐出圧力が第２所定圧力以上の場合、バイパス調整弁５１を開く第３冷媒回収運転を実行する。
これにより、室外熱交換器１３に貯留された冷媒が一杯となり、高圧が上昇した場合、室外熱交換器１３に貯留された冷媒をバイパス配管５０を通り冷媒貯留部５２に貯留できるため、高圧を低下することになる。その結果、冷媒回路内に封入された冷媒量が多い場合でも、高圧上昇による圧縮機１１から吐出される冷媒の温度の上昇を抑制でき、高圧を低下して圧縮機１１から吐出される冷媒の温度を低下することができ、室内熱交換器２１の冷媒を確実に室外熱交換器１３に回収することができる。
これにより、室外熱交換器１３に貯留された冷媒が一杯となり、高圧が上昇した場合、室外熱交換器１３に貯留された冷媒をバイパス配管５０を通り冷媒貯留部５２に貯留できるため、高圧を低下することになる。その結果、冷媒回路内に封入された冷媒量が多い場合でも、高圧上昇による圧縮機１１から吐出される冷媒の温度の上昇を抑制でき、高圧を低下して圧縮機１１から吐出される冷媒の温度を低下することができ、室内熱交換器２１の冷媒を確実に室外熱交換器１３に回収することができる。
なお、本発明は、前記実施形態に記載のものに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更および応用が可能である。
以上のように、本発明に係る空気調和装置は、外気温が高温の場合でも、確実に冷媒の回収を行うことのできる空気調和装置として好適に利用可能である。
１ 空気調和装置
１０ 室外機
１１ 圧縮機
１２ 四方弁
１３ 室外熱交換器
１４ 第１調整弁
１５ ガス側配管
１６ 液側配管
１７ 室外ファン
２０ 室内機
２１ 室内熱交換器
２２ 室内ファン
３０ インジェクション配管
３１ インジェクションポート
３２ インジェクション調整弁
３３ 第２調整弁
３４ インジェクション熱交換器
３５ 吐出温度センサ
３６ 吐出圧力センサ
３７ 吸入圧力センサ
４０ 制御部
５０ バイパス配管
５１ バイパス調整弁
５２ 冷媒貯留部
１０ 室外機
１１ 圧縮機
１２ 四方弁
１３ 室外熱交換器
１４ 第１調整弁
１５ ガス側配管
１６ 液側配管
１７ 室外ファン
２０ 室内機
２１ 室内熱交換器
２２ 室内ファン
３０ インジェクション配管
３１ インジェクションポート
３２ インジェクション調整弁
３３ 第２調整弁
３４ インジェクション熱交換器
３５ 吐出温度センサ
３６ 吐出圧力センサ
３７ 吸入圧力センサ
４０ 制御部
５０ バイパス配管
５１ バイパス調整弁
５２ 冷媒貯留部
Claims (3)
- 圧縮機および室外熱交換器を有する室外機と、
室内熱交換器を有する室内機と、
前記室外機と前記室内機とを接続し液側配管とガス側配管とからなる冷媒配管と、
前記冷媒配管に設けられる回路切替手段と、
前記冷媒配管に設けられる第１調整弁と、
制御部と、を備える空気調和装置であって、
前記圧縮機のインジェクションポートと、前記第１調整弁と前記室内熱交換器との間の前記冷媒配管と、を接続するインジェクション配管と、
前記インジェクション配管に設けられるインジェクション調整弁と、
前記インジェクション配管の接続箇所と前記室内熱交換器との間の冷媒配管に設けられた第２調整弁と、を備え、
前記制御部は、前記室外熱交換器が放熱器となり、前記室内熱交換器が蒸発器となるように前記回路切替手段を制御し、前記圧縮機を動作し、前記第１調整弁を全閉し、前記インジェクション調整弁の開度を制御して前記圧縮機から前記インジェクション配管を介して中圧冷媒を前記室内熱交換器の低圧配管に流す第１冷媒回収運転を実行し、
前記第１冷媒回収運転時に、前記圧縮機から吐出される冷媒の冷媒吐出温度が第１の所定温度以下となるよう前記インジェクション調整弁の開度を制御し、
前記圧縮機から吐出される冷媒吐出圧力が第１の所定圧力以上となった場合に、前記第２調整弁を閉じるとともに、前記第１調整弁を開く第２冷媒回収運転を実行することを特徴とする空気調和装置。 - 前記第１調整弁と前記インジェクション配管の接続箇所との間を流れる冷媒と、前記インジェクションポートと前記インジェクション調整弁との間を流れる冷媒と、を熱交換するインジェクション熱交換器を備えていることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
- 一端を前記室外熱交換器と前記第２調整弁との間の前記冷媒配管に接続し、他端を前記回路切替手段と前記圧縮機の吸入側との間の冷媒配管に接続するバイパス配管と、
前記バイパス配管に設けられるバイパス調整弁と、
前記バイパス配管の他端と前記圧縮機との間に設けられる冷媒貯留部と、を備え、
前記制御部は、前記圧縮機から吐出される冷媒吐出圧力が第２所定圧力以上の場合、前記バイパス調整弁を開く第３冷媒回収運転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。
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- 2021-02-22 EP EP21158549.2A patent/EP3872423B1/en active Active
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