JPH04340046A

JPH04340046A - 空気調和装置の運転制御装置

Info

Publication number: JPH04340046A
Application number: JP3018986A
Authority: JP
Inventors: Mari Sada; 真理佐田
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1991-02-12
Filing date: 1991-02-12
Publication date: 1992-11-26
Anticipated expiration: 2014-12-06
Also published as: JP2987951B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気調和装置の運転制
御装置に係り、特に圧縮機の容量を制御するようにした
ものの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、空気調和装置の運転制御装置
として、例えば特開平２―１２６０４４号公報に開示さ
れる如く、図５に簡略化して示すように、圧縮機（ａ）
、熱源側熱交換器（ｂ）、レシ―バ（ｃ）、膨張弁（ｄ
）及び利用側熱交換器（ｅ）を順次接続してなる主冷媒
回路（ｆ）に対し、吐出管と吸入管とを接続するホット
ガスバイパス路（ｇ）と、上記レシ―バ（ｃ）の冷房運
転時における下流側と吸入管とを接続するリキッドイン
ジェクション用バイパス（ｈ）路とを設け、該各バイパ
ス路（ｆ），（ｈ）に開閉弁（ｉ），（ｋ）及びキャピ
ラリチュ―ブ（ｊ），（ｌ）をそれぞれ介設して、冷房
運転時、特にマルチ形空気調和装置の場合等に室内側の
要求能力が小さくなり、圧縮機（ａ）の容量が過大にな
った特には、ホットガスバイパス路（ｇ）からホットガ
スを吸入側にバイパスさせて主冷媒回路（ｆ）の冷媒循
環量を減らす一方、ホットガスのバイパスに伴う吸入過
熱度の上昇を抑制すべくリキッドインジェクションバイ
パス路（ｈ）から液冷媒をバイパスさせるようにしたも
のは公知の技術である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のものでは、２つのバイパス路（ｇ），（ｈ）が必要
であり、さらに開閉弁（ｉ），（ｋ）及びキャピラリチ
ュ―ブ（ｊ），（ｌ）を個別に設ける必要があるので、
構成が複雑になる。また、リキッドインジェクションバ
イパス路（ｈ）の開閉弁（ｋ）の開閉は吸入過熱度に応
じて行うが、液冷媒のインジェクションと共に吸入過熱
度が低下し、それに伴なって吐出ガス温度が低下すると
、吸入ガス温度が低下するので開閉弁（ｋ）が閉じられ
、その後ホットガスバイパスにより再び吸入過熱度が上
昇してリキッドインジェクションバイパス路（ｈ）の開
閉弁（ｋ）が開かれるというように、開閉弁（ｋ）の開
閉が頻繁に繰り返されることがあった。つまり、制御に
対する吸入過熱度と吐出ガス温度の応答には時間的なず
れが大きいために各機器の制御がハンチング状態となる
虞れがあった。

【０００４】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、吸入管温度や吐出管温度に影響を与
えることなく圧縮機の容量を制御しうる手段を講ずるこ
とにより、容量制御の安定化を図ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明の解決手段は、レシ―バ上部からガス冷媒をバ
イパスさせ、主冷媒回路の冷媒圧力状態を適正範囲に保
持するようそのバイパス量を制御することにある。

【０００６】具体的に請求項１の発明の講じた手段は、
図１に示すように（実線部及び破線部）、圧縮機（１）
、熱源側熱交換器（３）、レシ―バ（５）、減圧弁（６
）及び利用側熱交換器（７）を順次接続してなる主冷媒
回路（１０）を備えた空気調和装置を前提とする。

【０００７】そして、上記レシ―バ（５）上部と吸入ラ
インとをバイパス接続するバイパス路（１１）と、該バ
イパス路（１１）の冷媒流量を調節するための流量制御
弁（１２）とを設ける。

【０００８】さらに、空気調和装置の運転制御装置とし
て、上記主冷媒回路（１０）の低圧側圧力を検出する低
圧検出手段（Ｐ２）と、冷房運転時、該低圧検出手段（
Ｐ２）の出力を受け、低圧側圧力を所定の下限値以上に
保持するよう上記流量制御弁（１２）を制御する開度制
御手段（５１Ａ）を設ける構成としたものである。

【０００９】請求項２の発明の講じた手段は、図１のに
示すように（実線部分及び点線部分）、上記請求項１の
発明と同様の空気調和装置を前提とし、請求項１の発明
と同様のバイパス路（１１）と、流量制御弁（１２）と
を設ける。そして、空気調和装置の運転制御装置として
、主冷媒回路（１０）の高圧側圧力を検出する高圧検出
手段（Ｐ１）と、該高圧検出手段（Ｐ１）の出力を受け
、高圧側圧力を所定の上限値以下に保持するよう上記流
量制御弁（１２）を制御する開度制御手段（５１Ｂ）と
を設けたものである。

【００１０】

【作用】以上の構成により、請求項１の発明では、冷房
運転時、室内の要求能力が減小すると、圧縮機（１）の
容量が過大となって低圧側圧力が過低下する虞れが生じ
るが、開度制御手段（５１）により、バイパス路（１１
）の流量制御弁（１２）が開かれ、その開度が低圧側圧
力を下限値以上に保持するよう制御される。このガス冷
媒のバイパスにより、レシ―バ（５）入口における気液
二相状態にある冷媒のガス量が増大し、熱源側熱交換器
（３）出口の過冷却度が減小して、フラッシュ気味とな
るために、熱源側熱交換器（３）の凝縮能力が低減する
。一方、利用側熱交換器（７）側への冷媒流入量は減少
するので、蒸発温度が上昇し、低圧側圧力の低下が抑制
され、見掛上圧縮機（１）による冷媒循環量が低減した
ことになる。

【００１１】そのとき、レシ―バ（５）上部のガス冷媒
は飽和状態にあるので、吸入ラインにバイパスされても
吸入管温度や吐出管温度を上昇させることがなく、制御
のハンチングを生じる虞れが解消されるとともに、冷媒
温度が吐出ガスのような高温でないので、流量制御弁（
１２）の適正な作動が確保され、圧縮機（１）の容量制
御が安定となる。また、圧縮機（１）がインバ―タ，ア
ンロ―ダ機構等により容量制御されるものでも、最低容
量以下の制御はできないが、上記のような吸入ラインへ
のバイパスにより、最低容量以下の能力制御が可能にな
る。

【００１２】請求項２の発明では、空気調和装置の暖房
運転時、利用側熱交換器（７）側の要求能力が減少する
と、凝縮能力の低下に伴ない高圧側圧力が過上昇する虞
れが生じるが、開度制御手段（５１Ｂ）により、流量制
御弁（１２）が開かれ、高圧側圧力を上限値以上に保持
するようその開度が制御される。このガス冷媒のバイパ
スにより、利用側熱交換器（７）における冷媒の過冷却
度が低減し、熱伝達率が向上するので、高圧の上昇が抑
制される。また、上記請求項１の発明と同様に、上記の
ような吸入ラインへのバイパスにより、最低容量以下の
能力制御が可能になる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図２及び図
３に基づき説明する。

【００１４】図２は実施例に係る空気調和装置の冷媒配
管系統を示し、一台の室外ユニット（Ｘ）に対して三台
の室内ユニット（Ａ）〜（Ｃ）が並列に接続されたマル
チ形に構成されている。上記室外ユニット（Ｘ）には、
圧縮機（１）と、冷房運転時には図中実線のごとく、暖
房運転時には図中破線のごとく接続が切換わる四路切換
弁（２）と、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熱源側熱交換器（３）と、暖
房運転時に冷媒を減圧する減圧弁として機能する室外電
動膨張弁（４）と、液冷媒を貯溜するためのレシ―バ（
５）と、上記圧縮機（１）に吸入される冷媒中の液冷媒
を除去するアキュムレ―タ（８）とが主要機器として配
置されており、上記各機器は主冷媒配管（９）により直
列に接続されている。

【００１５】一方、上記各室内ユニット（Ａ）〜（Ｃ）
は同一構成を有し、それぞれ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利用側熱交換
器（７）と、冷房運転時に冷媒を減圧する減圧弁として
機能する室内電動膨張弁（６）とを備えており、上記各
室内ユニット（Ａ）〜（Ｃ）の各機器（６），（７）は
上記主冷媒配管（９）の両端に設けられた液分流器（１
４）及びガス分流器（１５）から分岐される分岐管（９
ａ）〜（９ｃ）内に介設されている。すなわち、上記各
機器（１）〜（８）は、主冷媒配管（９）及び分岐管（
９ａ）〜（９ｃ）により、閉回路を形成するように順次
接続され、熱移動を生じさせるように冷媒が循環する主
冷媒回路（１０）が構成されている。

【００１６】ここで、本発明の特徴として、上記レシ―
バ（５）の上部と吸入ラインのアキュムレ―タ（８）上
流側の一部位とはバイパス路（１１）によりバイパス接
続されていて、該バイパス路（１１）には、冷媒流量を
調節するための流量制御弁（１２）が介設されている。すなわち、圧縮機（１）の容量が過大になるときには、
レシ―バ（５）上部からガス冷媒を吸入ラインにバイパ
スさせることにより、見掛上圧縮機（１）の容量を低減
するようになされている。

【００１７】また、（Ｐ１）は主冷媒回路（１０）の高
圧側圧力を検出する高圧検出手段としての高圧圧力セン
サ、（Ｐ２）は主冷媒回路（１０）の低圧側圧力を検出
する低圧検出手段としての低圧圧力センサである。

【００１８】上記の構成を有する空気調和装置において
、冷房運転時、四路切換弁（２）の接続が図中実線側と
なり、圧縮機（１）に吸入された低圧のガス冷媒（図４
のモリエル線図上の■′）が高圧冷媒（■′）として吐
出される。さらに、熱源側熱交換器（３）で凝縮液化さ
れ、高圧液冷媒（同図の■′）となり、さらに低温の冷
媒（■）となってレシ―バ（５）に貯溜される。そして
、レシ―バ（５）から各室内ユニット（Ａ）〜（Ｃ）に
流入した冷媒（同図の■′）が各室内電動膨張弁（６）
で減圧されて低圧液冷媒（同図の■′）となった後、利
用側熱交換器（７）で蒸発し、アキュムレ―タ（８）を
経て圧縮機（１）に戻るように循環する。すなわち、図
４の破線に示す冷媒のサイクルとなる。また、暖房運転
時には、その逆の循環となる。

【００１９】そのとき、冷房運転時、コントロ―ラ（図
示せず）により、低圧側圧力を下限値以上に維持するよ
う上記バイパス路（１１）の流量制御弁（１２）の開度
が制御される。その制御内容について、図３のフロ―チ
ャ―トに基づき説明する。

【００２０】まず、ステップＳＴ１で、予め設定された
低圧側圧力の下限値ＬＰＳを入力し、ステップＳＴ２で
、上記低圧圧力センサ（Ｐ２）の検出値ＬＰ　を入力し
、ステップＳＴ３で、式　　ΔＥＶ　＝Ｋ（ＬＰＳ−Ｌ
Ｐ　）（ただし、Ｋは定数）に基づき流量制御弁（１２
）の開度変更量ΔＥＶ　を演算し、ステップＳＴ４で、
ＥＶ　＝ＥＶｏ＋ΔＥＶ　（ただし、ＥＶｏは前回の開
度）として、流量制御弁（１２）の新開度ＥＶを更新す
る。次に、ステップＳＴ５で、ＥＶ　＜０か否かを判別
し、ＥＶ　＜０でなければそのままで、ＥＶ　＜０であ
ればステップＳＴ６でＥＶ　＝０として、それぞれステ
ップＳＴ７に進み、ＥＶ　＞ＥＶＭ（ただし、ＥＶＭは
上限開度）か否かを判別し、ＥＶ　＞ＥＶＭでなければ
そのままで、ＥＶ　＞ＥＶＭであればステップＳＴ８で
ＥＶ　＝ＥＶＭとした後、それぞれステップＳＴ９に進
む。そして、ステップＳＴ９で、流量制御弁（１２）の
開度を上記の制御の結果得られた開度値ＥＶにするよう
開度制御指令を出力し、ステップＳＴ１０でサンプリン
グタイムが経過すると、ステップＳＴ１１で、開度の前
回値ＥＶｏの更新を行った後、ステップＳＴ２の制御に
戻って、ステップＳＴ２〜ＳＴ１１を繰り返す。

【００２１】上記フロ―において、ステップＳＴ３〜Ｓ
Ｔ９の制御により、本発明でいう開度制御手段（５１）
が構成されている。

【００２２】したがって、上記実施例では、冷房運転中
に、各室内ユニット（Ａ）〜（Ｃ）の要求能力が部分的
な運転停止や設定温度への接近に伴ない減小すると、圧
縮機（１）の容量が過大となって低圧側圧力ＬＰ　が過
低下する虞れが生じるが、低圧側圧力ＬＰ　が下限値Ｌ
ＰＳよりも低くなると、開度制御手段（５１）により、
バイパス路（１１）に設けられた流量制御弁（１２）を
開くよう制御され、しかもその開度が低圧の低下度合い
に応じて制御されるので、主冷媒回路（１０）における
冷媒循環量が低減し、圧縮機（１）の運転容量が低減し
たことになって、低圧側圧力ＬＰ　が下限値ＬＰＳ以上
に維持される。つまり、図４のモリエル線図に示すよう
に、吸入ラインへのガス冷媒のバイパスがないときの冷
媒のサイクル（図中破線に示すサイクル）に対して、主
冷媒回路（１０）側では液冷媒が図中■，■，■，■，
■，■の経路で循環する一方、レシ―バ（５）における
気液混合状態（■）からガス冷媒が流量制御弁（１２）
で減圧されて（図中の■から■）吸入側にバイパスされ
、その分低圧が上昇するとともに高圧がやや低下する結
果、能力が低減することになる。

【００２３】すなわち、熱源側熱交換器（３）における
冷媒循環量が減少するわけではないが、レシ―バ（５）
入口における気液二相状態にある冷媒のガス量が増大し
、熱源側熱交換器（３）出口の過冷却度が減小して、フ
ラッシュ気味となるために、熱源側熱交換器（３）の凝
縮能力が低減する。そして、吸入ラインへの飽和ガス冷
媒がバイパスされるので、低圧側圧力ＬＰ　の低下が抑
制され、見掛上圧縮機（１）の能力が低減したことにな
るのである。

【００２４】このとき、レシ―バ（５）上部のガス冷媒
は飽和状態にあるので、吸入ラインにバイパスされても
、吸入管温度や吐出管温度を上昇させることがなく、上
記従来のものような制御のハンチングを生じる虞れがな
い。さらにバイパスされる冷媒温度も低く流量制御弁（
１２）の耐熱性の限界以上になることはないので、流量
制御弁（１２）の適正な作動が確保される。よって、圧
縮機（１）の容量制御の安定化を図ることができるので
ある。

【００２５】特に、たとえあｂマルチ形空気調和装置の
場合のように、利用側熱交換器（７）側の容量が大きく
変わる場合等で、圧縮機（１）の容量がインバ―タ，ア
ンロ―ド機構により制御される場合でも、最低容量制御
時に能力が過剰になることがあり、そのときには圧縮機
（１）の運転を停止するしかないが、本発明では、微細
な圧縮機（１）の容量調節により冷媒状態を適正状態に
維持することができ、連続運転が可能となる利点がある
。

【００２６】次に、実施例は省略するが、暖房運転時に
は、上記図３のフロ―において、低圧側圧力ＬＰ　を上
記高圧圧力センサ（Ｐ１）で検出される高圧側圧力ＨＰ
　で置き換え、高圧側圧力の上限値ＨＰＳに対して、Δ
ＥＶ　＝Ｍ（ＨＰ　−ＨＰＳ）（Ｍは定数）とし、図３
のフロ―と同様の制御を行うことにより、開度制御手段
（５１Ｂ）が構成されている。その場合、高圧側圧力Ｈ
Ｐ　の上昇時に、開度制御手段（５１Ｂ）により、流量
制御弁（１２）を開いてレシ―バ（５）上部からガス冷
媒を吸入ラインにバイパスさせることにより、利用側熱
交換器（７）における冷媒の過冷却度を低減させること
ができる。よって、熱伝達率の向上を図ることができ、
凝縮能力の増大により、高圧側圧力の過上昇を防止する
ことができるのである。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、冷媒回路のレシ―バ上部から吸入ラインに流量
制御弁を介してバイパス路を設け、冷房運転時、低圧側
圧力を所定の下限値以上に保持するよう流量制御弁の開
度を制御するようにしたので、飽和状態にあるガス冷媒
の吸入ラインへのバイパスにより、吐出管温度や吸入管
温度に影響を与えることなく見掛上の圧縮機の能力を低
減させることができ、よって、制御の安定化を図ること
ができる。特に、インバ―タ，アンロ―ダ機構による圧
縮機の最低容量制御時にも、微細な容量制御が可能とな
る。

【００２８】請求項２の発明によれば、冷媒回路のレシ
―バ上部から吸入ラインに流量制御弁を介してバイパス
路を設け、暖房運転時、高圧側圧力を所定の上限値以下
に保持するよう流量制御弁の開度を制御するようにした
ので、熱伝達率の向上により高圧の過上昇を抑制するこ
とができ、よって、上記請求項１の発明と同様の効果を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】実施例に係る空気調和装置の冷媒配管系統図で
ある。

【図３】流量制御弁の開度制御の内容を示すフロ―チャ
―ト図である。

【図４】冷媒の状態変化を示すモリエル線図である。

【図５】従来例に係る空気調和装置の冷媒配管系統図で
ある。

【符号の説明】

１　　　　圧縮機３　　　　熱源側熱交換器４　　　　室外電動膨張弁（減圧弁）５　　　　レシ―バ６　　　　室内電動膨張弁（減圧弁）７　　　　利用側熱交換器１０　　主冷媒回路１１　　バイパス路１２　　流量制御弁５１　　開度制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　圧縮機（１）、熱源側熱交換器（３）
、レシ―バ（５）、減圧弁（６）及び利用側熱交換器（
７）を順次接続してなる主冷媒回路（１０）を備えた空
気調和装置において、上記レシ―バ（５）上部と吸入ラ
インとをバイパス接続するバイパス路（１１）と、該バ
イパス路（１１）の冷媒流量を調節するための流量制御
弁（１２）と、上記主冷媒回路（１０）の低圧側圧力を
検出する低圧検出手段（Ｐ２）と、冷房運転時、該低圧
検出手段（Ｐ２）の出力を受け、低圧側圧力を所定の下
限値以上に保持するよう上記流量制御弁（１２）を制御
する開度制御手段（５１Ａ）とを備えたことを特徴とす
る空気調和装置の運転制御装置。
【請求項２】　　圧縮機（１）、熱源側熱交換器（３）
、減圧弁（４）、レシ―バ（５）及び利用側熱交換器（
７）を順次接続してなる主冷媒回路（１０）を備えた空
気調和装置において、上記レシ―バ（５）上部と吸入ラ
インとをバイパス接続するバイパス路（１１）と、該バ
イパス路（１１）の冷媒流量を調節するための流量制御
弁（１２）と、上記主冷媒回路（１０）の高圧側圧力を
検出する高圧検出手段（Ｐ１）と、該高圧検出手段（Ｐ
１）の出力を受け、高圧側圧力を所定の上限値以下に保
持するよう上記流量制御弁（１２）を制御する開度制御
手段（５１Ｂ）とを備えたことを特徴とする空気調和装
置の運転制御装置。