JPH1019407A - 冷媒回路 - Google Patents

冷媒回路

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Publication number
JPH1019407A
JPH1019407A JP17032096A JP17032096A JPH1019407A JP H1019407 A JPH1019407 A JP H1019407A JP 17032096 A JP17032096 A JP 17032096A JP 17032096 A JP17032096 A JP 17032096A JP H1019407 A JPH1019407 A JP H1019407A
Authority
JP
Japan
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heat exchanger
refrigerant
temperature
circuit
liquid
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP17032096A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadashi Fujisaki
忠司 藤▲崎▼
Kazuhiro Suzuki
一弘 鈴木
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP17032096A priority Critical patent/JPH1019407A/ja
Publication of JPH1019407A publication Critical patent/JPH1019407A/ja
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/05Compression system with heat exchange between particular parts of the system
    • F25B2400/051Compression system with heat exchange between particular parts of the system between the accumulator and another part of the cycle

Abstract

(57)【要約】 【課題】R22代替冷媒を使用した場合にCOPの低下
を防ぐ冷媒回路を提供すること。 【解決手段】圧縮機1、四方弁2、室外熱交換器3、絞
り(5)、室内熱交換器6、及びアキュームレータ7に
よりヒートポンプ冷凍サイクルを形成し、同サイクル中
に代替冷媒(非共沸混合冷媒)を封入してなる冷媒回路
において、前記アキュームレータ7内に液ガス熱交換器
8を設け、冷房運転時に前記室外熱交換器3で凝縮した
冷媒を前記液ガス熱交換器8を経て流す回路を形成する
と共に、暖房運転時に前記液ガス熱交換器8をバイパス
して冷媒を流す回路を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、代替冷媒を用いた
冷媒回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来の冷媒回路の構成を示す図
である。図4において、圧縮機1は四方弁2に配管され
ているとともに、アキュームレータ7に配管されてい
る。また四方弁2は室外熱交換器3を介して電子膨張弁
5の一方の口に配管されているとともに、室内熱交換器
6を介して電子膨張弁5の他方の口に配管されている。
また四方弁2はアキュームレータ7にも配管されてい
る。
【0003】図5は、従来の冷媒回路におけ電子膨張弁
(以下、EEVと略記する)5の開度の特性を示す図で
ある。従来のR22冷媒による冷媒回路は、図4に示す
ようにEEV5を用いており、その制御方式は図5に示
すようにインバータ周波数に比例する関係でEEV5の
開度を決める方式を採用することが多い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図6は、R22代替冷
媒による性能変化図である。最近、地球環境問題等を考
慮し、R22代替冷媒として例えばR410等の冷媒を
採用することが進められており、その運転特性を図6に
示している。図6では、横軸に過冷却度SC(℃)を示
し、縦軸にR22対比のR22代替冷媒のCOP比と能
力比を示している。従来の冷媒回路と冷媒制御方式で運
転すると、過冷却度SCはK1で示す点になる。図6か
ら、K1 では能力比は従来並(1.0)だが、COP比
は従来(1.0)に比べ著しく低下することが分かる。
本発明の目的は、R22代替冷媒を使用した場合にCO
Pの低下を防ぐ冷媒回路を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明の冷媒回路は以下の如く構成さ
れている。 (1)本発明の冷媒回路は、圧縮機、四方弁、室外熱交
換器、絞り、室内熱交換器、及びアキュームレータによ
りヒートポンプ冷凍サイクルを形成し、同サイクル中に
代替冷媒を封入してなる冷媒回路において、前記アキュ
ームレータ内に液ガス熱交換器を設け、冷房運転時に前
記室外熱交換器で凝縮した冷媒を前記液ガス熱交換器を
経て流す回路を形成すると共に、暖房運転時に前記液ガ
ス熱交換器をバイパスして冷媒を流す回路を形成した。 (2)本発明の冷媒回路は上記(1)に記載の回路であ
り、かつ前記絞りを電子膨張弁となすと共に、冷房運転
時には凝縮冷媒温度と前記液ガス熱交換器出口側の冷媒
温度との温度差により、また暖房運転時には吐出ガス温
度と凝縮冷媒温度との温度差によりそれぞれ前記電子膨
張弁の開度を制御する制御系を備えた。 (3)本発明の冷媒回路は上記(2)に記載の回路であ
り、かつ前記吐出ガス温度により前記電子膨張弁の開度
を制限するリミッタを設けた。
【0006】上記手段を講じた結果、それぞれ次のよう
な作用が生じる。 (1)本発明の冷媒回路によれば、前記アキュームレー
タ内に前記液ガス熱交換器を設け、冷房運転時に前記室
外熱交換器で凝縮した冷媒を前記液ガス熱交換器を経て
流すと共に、暖房運転時に前記液ガス熱交換器をバイパ
スして冷媒を流すので、冷房運転時と暖房運転時に冷凍
サイクルに必要な冷媒流量を前記絞りにて流すことがで
き、例えばR22代替冷媒を用いた場合でも、R22を
用いた場合と同等の性能を生じることが可能になる。 (2)本発明の冷媒回路によれば、絞りを前記電子膨張
弁となすと共に、冷房運転時には凝縮冷媒温度と前記液
ガス熱交換器出口側の冷媒温度との温度差により、また
暖房運転時には吐出ガス温度と凝縮冷媒温度との温度差
によりそれぞれ前記電子膨張弁の開度を制御する制御系
を備えたので、目標とする過冷却度に対して、目標とす
る吐出側過熱度を設定でき、さらにこの適正吐出側過熱
度で運転でき、例えばR22代替冷媒を用いた場合で
も、R22を用いた場合と同等の性能を生じることが可
能になる。 (3)本発明の冷媒回路によれば、前記吐出ガス温度に
より前記電子膨張弁の開度を制限するリミッタを設けた
ので、熱負荷等が大きくなるなどして吐出ガス温度が異
常に上昇した場合にリミッタ制御を機能させて、吐出ガ
ス温度を一定温度以下に抑えることができ、安定した運
転を維持できる。
【0007】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の形態に係
る冷媒回路の構成を示す図である。図1において図4と
同一な部分には同一符号を付してある。本実施の形態で
は、R22代替冷媒(非共沸混合冷媒)としてR410
の冷媒による運転を例に説明する。図1において、圧縮
機1は四方弁2に配管されているとともに、アキューム
レータ7に配管されている。また四方弁2は室外熱交換
器3を介してEEV5の一方の口に配管されているとと
もに、室内熱交換器6を介してEEV5の他方の口に配
管されている。また四方弁2はアキュームレータ7に配
管されている。
【0008】室外熱交換器3とEEV5の間の管には逆
止弁9が設けられているとともに、前記管における逆止
弁9の一端から他端にかけアキュームレータ7を介して
配管がなされている。この管はアキュームレータ7内で
液ガス熱交換器8に通じている。また、室外熱交換器
3、室内熱交換器6、EEV5前配管、吐出配管14に
は、それぞれ温度センサ10、12、11、13が備え
られている。
【0009】図1に示す冷媒回路では、冷房運転時に、
圧縮機1→四方弁2→室外熱交換器3→液ガス熱交換器
7→EEV5→室内熱交換器6から圧縮機1に至る閉回
路を形成している。室外熱交換器3内に設置された温度
センサ10により検出される温度とEEV5前の配管に
設置された温度センサ11により検出される温度との温
度差ΔTを算出する。
【0010】図2は、本実施の形態の冷媒回路の冷媒制
御ブロック図である。図2の冷媒制御ブロック図によ
り、目標とするΔT(ΔT=室外熱交換器3の温度−液
ガス熱交換器7の温度)と前述のように算出されたΔT
(25)の偏差Eを求め(21)、この偏差Eの時間的
な変化率ΔEを求める。次に、これらを基にファジイ演
算(22)によりEEV5の開度Xを計算する。また、
吐出配管14に設置したセンサ13により計測したTd
温度(24)により決まるEEV開度Yに対して、先に
求めたEEV開度Xが小さいときには、吐出管温度(T
d温度)リミッタの点から(23)、電子膨張弁5に対
してEEV開度Yを示す開度制御の指示を出力する。
【0011】その結果、冷凍サイクルとして、必要な冷
媒流量をEEV5は流すことができ、図6の適正な過冷
却度K2近傍で運転することができるので、R22代替
冷媒でも、R22同等の性能を出すことができる。
【0012】一方図1に示す冷媒回路では、暖房運転時
に、圧縮機1→四方弁2→室内熱交換器6→EEV5→
逆止弁9→室外熱交換器3から圧縮機1に至る閉回路を
形成している。吐出配管14に設置したセンサ13によ
り計測したTd温度と室内熱交換器6に設置したセンサ
12により計測した温度との温度差ΔT(Td温度−室
内熱交換器6温度)を算出し、図2の冷媒制御ブロック
線図に従って、EEV5の開度を求める。以下、Td温
度による吐出管温度リミッタ(23)によるEEV5の
開度補正は冷房時と同様なので、説明を省略する。暖房
運転として、冷凍サイクルに必要な冷媒流量をEEV5
にて流すことができるので、R22代替冷媒でも、R2
2同等の性能を出すことができる。
【0013】冷房時には、室外熱交換器3内で凝縮され
た冷媒は、アキュームレータ7内の液ガス熱交換器8で
過冷却された後、EEV5により減圧されて、室内熱交
換器6に入る。このとき、室外熱交換器3内と液ガス熱
交換器8内の温度差、つまり過冷却度SCにより、図2
のブロック線図に従ってEEV5の開度制御が行なわれ
るので、図6にK2 (斜線部)で示すような従来の過冷
却度よりも大きな値を要する適正過冷却度で運転が可能
になり、ほぼR22並の性能が維持できる。
【0014】また暖房時には、室内熱交換器3内で凝縮
された冷媒の温度と室内空気温度との温度差が冷房時に
比べ大きく(一般に冷房時には室外空気温度は35℃、
暖房時には室内空気温度は20℃なので、この温度差は
暖房時の方が大きいので、暖房時の方が過冷却度は大き
い。)、十分過冷却された冷媒は図2のようにTd温度
と室内熱交換器3温度との温度差、つまり吐出側過熱度
によりEEV5の開度制御を行なう。
【0015】図3は、EEV開度変化時のモリエル線図
である。図3において、*1は冷房時のΔT(過冷却
度)、*2は暖房時ΔT(吐出側過熱度)を示してい
る。吐出側過熱度と過冷却度との関係は、図3にEEV
5の開度を基準開度Aから広げたケースBと、基準開度
Aから狭めたケースCで示されるが、ほぼ吐出側過熱度
と過冷却度は正比例の関係にあることが分かる。
【0016】この関係から、目標とする過冷却度K2に
対して、目標とする吐出側過熱度を設定でき、この適正
吐出側過熱度で運転できるので、ほぼR22並の性能が
維持できる。また、上記の冷媒制御で、熱負荷等が大き
くなるなどしてTd温度が異常に上昇した時には、図2
のブロック線図に示す如く、Td温度によるリミッタ制
御を機能させて、Tdを一定温度以下に抑えることが可
能である。
【0017】(実施の形態の作用効果)R22代替冷媒
として、例えばR410等のように過冷却度により性能
が大幅に変化する冷媒を採用する場合、従来の冷媒回路
と制御方法ではR22と同等の性能は生じなかった。
【0018】しかしながら本実施の形態によれば、アキ
ュームレータ7内に液ガス熱交換器8を設け、冷房時は
この液ガス熱交換器8を用いることにより、過冷却度を
増強し、R22代替冷媒を用いた場合にもR22と同等
の性能を維持することができる。
【0019】また従来のように、EEV5開度はインバ
ータ周波数によるオープン制御では過冷却度が取れない
ので、室外熱交換器6内の凝縮温度とEEV5前の温度
による過冷却度を算出し、ファジイ制御等により適正過
冷却度に制御することで、R22と同等な性能を維持す
ることができる。
【0020】さらに、熱負荷等が大きくなるなどしてT
d温度が異常に上昇したときには、図2のブロック線図
に示すようにTd温度によるリミッタ制御がなされるの
で、安定した運転を維持でき、信頼性の向上を図れる。
【0021】なお、本発明は上記実施の形態のみに限定
されず、要旨を変更しない範囲で適時変形して実施でき
る。 (実施の形態のまとめ)実施の形態に示された構成およ
び作用効果をまとめると次の通りである。 [1]実施の形態に示された冷媒回路は、圧縮機1、四
方弁2、室外熱交換器3、絞り(5)、室内熱交換器
6、及びアキュームレータ7によりヒートポンプ冷凍サ
イクルを形成し、同サイクル中に代替冷媒(非共沸混合
冷媒)を封入してなる冷媒回路において、前記アキュー
ムレータ7内に液ガス熱交換器8を設け、冷房運転時に
前記室外熱交換器3で凝縮した冷媒を前記液ガス熱交換
器8を経て流す回路を形成すると共に、暖房運転時に前
記液ガス熱交換器8をバイパスして冷媒を流す回路を形
成した。
【0022】このように上記冷媒回路においては、前記
アキュームレータ7内に前記液ガス熱交換器8を設け、
冷房運転時に前記室外熱交換器3で凝縮した冷媒を前記
液ガス熱交換器8を経て流すと共に、暖房運転時に前記
液ガス熱交換器8をバイパスして冷媒を流すので、冷房
運転時と暖房運転時に冷凍サイクルに必要な冷媒流量を
前記絞りにて流すことができ、例えばR22代替冷媒を
用いた場合でも、R22を用いた場合と同等の性能を生
じることが可能になる。 [2]実施の形態に示された冷媒回路は上記[1]に記
載の回路であり、かつ前記絞りを電子膨張弁5となすと
共に、冷房運転時には凝縮冷媒温度と前記液ガス熱交換
器8出口側の冷媒温度との温度差(過冷却度)により、
また暖房運転時には吐出ガス温度と凝縮冷媒温度との温
度差(過熱度)によりそれぞれ前記電子膨張弁5の開度
を制御する制御系を備えた。
【0023】このように上記冷媒回路においては、絞り
を前記電子膨張弁5となすと共に、冷房運転時には凝縮
冷媒温度と前記液ガス熱交換器8出口側の冷媒温度との
温度差により、また暖房運転時には吐出ガス温度と凝縮
冷媒温度との温度差によりそれぞれ前記電子膨張弁5の
開度を制御する制御系を備えたので、目標とする過冷却
度に対して、目標とする吐出側過熱度を設定でき、さら
にこの適正吐出側過熱度で運転でき、例えばR22代替
冷媒を用いた場合でも、R22を用いた場合と同等の性
能を生じることが可能になる。 [3]実施の形態に示された冷媒回路は上記[2]に記
載の回路であり、かつ前記吐出ガス温度により前記電子
膨張弁5の開度を制限するリミッタを設けた。
【0024】このように上記冷媒回路においては、前記
吐出ガス温度により前記電子膨張弁5の開度を制限する
リミッタを設けたので、熱負荷等が大きくなるなどして
吐出ガス温度が異常に上昇した場合にリミッタ制御を機
能させて、吐出ガス温度を一定温度以下に抑えることが
でき、安定した運転を維持できる。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、R22代替冷媒を使用
した場合にCOPの低下を防ぐ冷媒回路を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る冷媒回路の構成を示
す図。
【図2】本発明の実施の形態に係る冷媒回路の制御ブロ
ック図。
【図3】本発明の実施の形態に係る電子膨張弁開度変化
時のモリエル線図。
【図4】従来例に係る冷媒回路の構成を示す図。
【図5】従来例に係る冷媒回路におけ電子膨張弁の開度
の特性を示す図。
【図6】本発明の実施の形態および従来例に係るR22
代替冷媒による性能変化図。
【符号の説明】
1…圧縮機 2…四方弁 3…室外熱交換器 5…電子膨張弁(EEV) 6…室内熱交換器 7…アキュームレータ 8…液ガス熱交換器 9…逆止弁 10…室外熱交換器に設置した温度センサ 11…EEV前配管に設置した温度センサ 12…室内熱交換器に設置した温度センサ 13…吐出配管に設置した温度センサ 14…吐出配管

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧縮機、四方弁、室外熱交換器、絞り、室
    内熱交換器、及びアキュームレータによりヒートポンプ
    冷凍サイクルを形成し、同サイクル中に代替冷媒を封入
    してなる冷媒回路において、 前記アキュームレータ内に液ガス熱交換器を設け、冷房
    運転時に前記室外熱交換器で凝縮した冷媒を前記液ガス
    熱交換器を経て流す回路を形成すると共に、暖房運転時
    に前記液ガス熱交換器をバイパスして冷媒を流す回路を
    形成したことを特徴とする冷媒回路。
  2. 【請求項2】前記絞りを電子膨張弁となすと共に、冷房
    運転時には凝縮冷媒温度と前記液ガス熱交換器出口側の
    冷媒温度との温度差により、また暖房運転時には吐出ガ
    ス温度と凝縮冷媒温度との温度差によりそれぞれ前記電
    子膨張弁の開度を制御する制御系を備えたことを特徴と
    する請求項1に記載の冷媒回路。
  3. 【請求項3】前記吐出ガス温度により前記電子膨張弁の
    開度を制限するリミッタを設けたことを特徴とする請求
    項2記載の冷媒回路。
JP17032096A 1996-06-28 1996-06-28 冷媒回路 Withdrawn JPH1019407A (ja)

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JP17032096A JPH1019407A (ja) 1996-06-28 1996-06-28 冷媒回路

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101203581B1 (ko) * 2010-11-16 2012-11-21 엘지전자 주식회사 히트 펌프

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101203581B1 (ko) * 2010-11-16 2012-11-21 엘지전자 주식회사 히트 펌프

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20030902