JPWO2012032699A1 - Refrigeration cycle equipment - Google Patents
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Abstract
本発明の冷凍サイクル装置100は、圧縮機101、凝縮器(102または106)、第1の絞り装置(103または105)、気液分離器104、第2の絞り装置(105または103)、および蒸発器(106または102)を含む冷媒回路160と、気液分離器104で分離された気相冷媒を圧縮機101に圧縮過程の途中で供給するインジェクション路170と、冷媒回路160における第1の絞り装置よりも下流側であって第2の絞り装置の上流側またはインジェクション路170内に存する冷媒の温度または圧力を検出する検出手段130と、起動運転、デフロスト運転または停止運転の際、気液分離器104に流入する冷媒の圧力が飽和蒸気圧よりも低い所定圧力を超えたことを検出手段130によって検知したときに、第1の絞り装置の開度を小さくする制御装置108とを備える。The refrigeration cycle apparatus 100 of the present invention includes a compressor 101, a condenser (102 or 106), a first throttle device (103 or 105), a gas-liquid separator 104, a second throttle device (105 or 103), and A refrigerant circuit 160 including an evaporator (106 or 102), an injection path 170 for supplying the gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 104 to the compressor 101 during the compression process, and a first in the refrigerant circuit 160 Detection means 130 for detecting the temperature or pressure of the refrigerant existing downstream of the expansion device and upstream of the second expansion device or in the injection passage 170, and during the start-up operation, defrost operation or stop operation, the gas-liquid When the detection means 130 detects that the pressure of the refrigerant flowing into the separator 104 exceeds a predetermined pressure lower than the saturated vapor pressure, the first And a control device 108 for reducing the opening degree of the throttle device.
Description
本発明は、圧縮機に圧縮過程の途中で冷媒をインジェクションする冷凍サイクル装置に関する。 The present invention relates to a refrigeration cycle apparatus that injects refrigerant into a compressor during the compression process.
従来から、圧縮機に圧縮過程の途中で冷媒をインジェクションする冷凍サイクル装置が知られている。このような冷凍サイクル装置によれば、加熱能力を向上させることができる。 Conventionally, a refrigeration cycle apparatus that injects refrigerant into a compressor during the compression process is known. According to such a refrigeration cycle apparatus, the heating capacity can be improved.
例えば特許文献1には、図22に示すような冷凍サイクル装置850が開示されている。この冷凍サイクル装置850では、気液分離器855で分離された気相冷媒が、インジェクション路859を介して圧縮機851のインジェクション用シリンダ851aにインジェクションされる。また、インジェクション路859には、インジェクション絞り装置860が設けられている。そして、インジェクション路859を通じたインジェクションが行われると、凝縮器852での加熱能力が向上する。
For example,
また、特許文献2には、図23に示すような特許文献1の冷凍サイクル装置850と類似の冷凍サイクル装置900が開示されている。冷凍サイクル装置900では、冷媒として二酸化炭素が使用されており、圧縮機901にインジェクションするためのインジェクション路902には絞り装置が設けられていない。
Further, Patent Document 2 discloses a
ところで、気液分離器では気相冷媒と液相冷媒とが完全に分離されることが理想であるが、起動運転時のような過渡期には、気液分離器で気相冷媒と液相冷媒とが完全に分離されず、気相冷媒中に液相冷媒が混入することがある。このような現象は、気液分離器内の圧力が飽和蒸気圧に近いほど顕著に発生する。このため、圧縮機には、インジェクション路を通じて、気相冷媒と共に液相冷媒がインジェクションされるおそれがある。このような圧縮機への液相冷媒のインジェクションが過剰に発生すると、圧縮機での液圧縮が問題となる。 By the way, in the gas-liquid separator, it is ideal that the gas-phase refrigerant and the liquid-phase refrigerant are completely separated, but in the transition period such as the start-up operation, the gas-liquid separator uses the gas-phase refrigerant and the liquid-phase separator. The refrigerant may not be completely separated, and the liquid phase refrigerant may be mixed in the gas phase refrigerant. Such a phenomenon becomes more prominent as the pressure in the gas-liquid separator is closer to the saturated vapor pressure. For this reason, there exists a possibility that a liquid phase refrigerant | coolant may be injected into a compressor with a gaseous-phase refrigerant | coolant through an injection path. When such injection of the liquid phase refrigerant into the compressor occurs excessively, liquid compression in the compressor becomes a problem.
そこで、起動運転時には、特許文献1に開示されているようにインジェクション路859に設けられた絞り装置860を閉じることも考えられるが、このようにすると、起動運転時に、インジェクションによる加熱能力の向上という効果が得られない。
Therefore, at the time of start-up operation, it is conceivable to close the
なお、上記のような気相冷媒中に液相冷媒が混入するという現象は、デフロスト運転および停止運転でも同様に発生する。 Note that the phenomenon that the liquid-phase refrigerant is mixed into the gas-phase refrigerant as described above also occurs in the defrost operation and the stop operation.
特許文献2の冷凍サイクル装置900では、冷媒として高圧側で超臨界状態となる二酸化炭素が用いられているため、上記のような現象は問題となり難い。すなわち、特許文献2には、インジェクション路を通じて圧縮機に液相冷媒がインジェクションされることを防止しようという技術思想は開示も示唆もされていない。
In the
本発明は、このような事情に鑑み、高圧側で超臨界状態にならない冷媒を用いる場合であっても、インジェクション路を遮断することなく液圧縮を抑制することができる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, the present invention provides a refrigeration cycle apparatus capable of suppressing liquid compression without blocking an injection path even when a refrigerant that does not enter a supercritical state on the high pressure side is used. With the goal.
上記課題を解決するために、本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機、前記圧縮機で圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器、前記凝縮器で凝縮した冷媒を膨張させる第1の絞り装置、前記第1の絞り装置で膨張した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する気液分離器、前記気液分離器で分離された液相冷媒を膨張させる第2の絞り装置、および前記第2の絞り装置で膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器を含む冷媒回路であって、前記圧縮機による圧縮後に超臨界状態とならない冷媒を循環させる冷媒回路と、前記気液分離器で分離された気相冷媒を前記圧縮機に圧縮過程の途中で供給するインジェクション路と、前記冷媒回路における前記第1の絞り装置よりも下流側であって前記第2の絞り装置の上流側または前記インジェクション路内に存する冷媒の温度または圧力を検出する検出手段と、起動運転、デフロスト運転または停止運転の際、前記気液分離器に流入する冷媒の圧力が飽和蒸気圧よりも低い所定圧力を超えたことを前記検出手段によって検知したときに、前記第1の絞り装置の開度を小さくする制御装置と、を備える、冷凍サイクル装置、を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides a compressor that compresses a refrigerant, a condenser that condenses the refrigerant compressed by the compressor, a first throttle device that expands the refrigerant condensed by the condenser, A gas-liquid separator that separates the refrigerant expanded in the first expansion device into a gas-phase refrigerant and a liquid-phase refrigerant, a second expansion device that expands the liquid-phase refrigerant separated in the gas-liquid separator, and the first A refrigerant circuit including an evaporator for evaporating the refrigerant expanded by the throttle device of 2, wherein the refrigerant circuit circulates a refrigerant that does not enter a supercritical state after being compressed by the compressor, and the gas separated by the gas-liquid separator. An injection path for supplying phase refrigerant to the compressor in the course of the compression process, and downstream of the first expansion device in the refrigerant circuit and upstream of the second expansion device or in the injection path Existing refrigerant The detection means for detecting temperature or pressure, and the detection means that the pressure of the refrigerant flowing into the gas-liquid separator has exceeded a predetermined pressure lower than the saturated vapor pressure during start-up operation, defrost operation or stop operation. A refrigeration cycle device comprising: a control device that reduces the opening of the first throttling device when detected.
本発明の冷凍サイクル装置によれば、第1の絞り装置の開度を調整して、気液分離器に流入する冷媒の圧力を飽和蒸気圧よりも低い所定圧力以下にすることにより、圧縮機にインジェクションされる液相冷媒の量を、液圧縮が問題とならない程度にまで抑制できる。これにより、インジェクション路を遮断しなくても、起動運転、デフロスト運転、または停止運転の際に、液圧縮を抑制できる。 According to the refrigeration cycle apparatus of the present invention, the compressor is adjusted by adjusting the opening of the first throttle device so that the pressure of the refrigerant flowing into the gas-liquid separator is equal to or lower than the predetermined pressure lower than the saturated vapor pressure. The amount of liquid-phase refrigerant injected into the liquid can be suppressed to such an extent that liquid compression does not become a problem. Thereby, even if it does not interrupt | block an injection path, liquid compression can be suppressed in the case of a starting operation, a defrost operation, or a stop operation.
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置100の構成について、図1を用いて説明する。本実施の形態では、空調装置として構成された冷凍サイクル装置100を説明するが、本発明の冷凍サイクル装置は、給湯装置などにも適用可能である。図1は、起動運転の際の液圧縮を抑制するための構成である。図1に示すように、本実施の形態の冷凍サイクル装置100は、冷媒を循環させる冷媒回路160と、インジェクション路170とを備える。(Embodiment 1)
The configuration of the
冷媒回路160は、冷媒を循環させるための回路である。冷媒回路160は、圧縮機101、室内熱交換器102、室内側絞り装置103、気液分離器104、室外側絞り装置105、室外熱交換器106、および四方弁120(請求の範囲中の切替装置に相当)を含む。四方弁120は、暖房運転と冷房運転とを切り替えるためのものである。四方弁120の第1ポートは、配管によって圧縮機101の吐出ポートと接続されており、四方弁120の第4ポートは、配管によって圧縮機101の吸入ポートと接続されている。四方弁120の第2ポートは、配管によって、室内熱交換器102、室内側絞り装置103、気液分離器104、室外側絞り装置105、および室外熱交換器106を介して第3ポートと接続されている。
The
インジェクション路170は、気液分離器104で分離された気相冷媒を圧縮機101に圧縮過程の途中で供給するための通路である。インジェクション路170には、インジェクション路170を流れる冷媒の温度を検出する温度センサ130(請求の範囲中の検出手段に相当)が設けられている。
The
本実施の形態では、冷媒として、圧縮機101による圧縮後に超臨界状態とならない冷媒が用いられている。このような冷媒としては、例えばフロン系の冷媒が挙げられる。
In the present embodiment, a refrigerant that does not become a supercritical state after being compressed by the
さらに、冷凍サイクル装置100は、制御装置108を備える。制御装置108は、主に圧縮機101の回転数、室内側絞り装置103の開度および室外側絞り装置105の開度、ならびに四方弁120を制御する。本実施の形態では、制御装置108が、温度センサ130の検出値に基づいて室内側絞り装置103の開度および室外側絞り装置105の開度を制御することを特徴とする。詳細な制御については後述する。
Furthermore, the
次に、冷媒回路160における冷媒の流れについて説明する。暖房運転時は、四方弁120が図1に示す実線で示す向きに冷媒が流れる状態に切り替えられ、冷房運転時は、四方弁が図1に示す破線で示す向きに冷媒が流れる状態に切り替えられる。
Next, the flow of the refrigerant in the
暖房運転時は、圧縮機101で圧縮された冷媒は、室内熱交換器102において凝縮する。室内熱交換器102で凝縮した冷媒は、室内側絞り装置103において膨張する。室内側絞り装置103で膨張した冷媒は、気液分離器104において気相冷媒と液相冷媒とに分離される。気液分離器104で分離された液相冷媒は、室外側絞り装置105において膨張する。室外側絞り装置105で膨張した冷媒は、室外熱交換器106において蒸発する。室外熱交換器106において蒸発した冷媒は、圧縮機101に吸入される。この場合は、室内熱交換器102は凝縮器として、室外熱交換器106は蒸発器として作用する。
During the heating operation, the refrigerant compressed by the
冷房運転時は、圧縮機101、室外熱交換器106、室外側絞り装置105、気液分離器104、室内側絞り装置103、室内熱交換器102の順に冷媒が循環する。この場合は、室内熱交換器102は蒸発器として、室外熱交換器106は凝縮器として作用する。
During the cooling operation, the refrigerant circulates in the order of the
次に、冷媒回路160およびインジェクション路170を流れる冷媒の状態について、図2のモリエル線図を用いて説明する。以下では、暖房運転時の室内熱交換器102または冷房運転時の室外熱交換器106を凝縮器、冷房運転時の室内熱交換器102または暖房運転時の室外熱交換器106を蒸発器として説明する。また、暖房運転時の室内側絞り装置103または冷房運転時の室外側絞り装置105を(すなわち、気液分離器104の上流側の絞り装置を)第1の絞り装置、冷房運転時の室内側絞り装置103または暖房運転時の室外側絞り装置105を(すなわち、気液分離器104の下流側の絞り装置を)第2の絞り装置として説明する。この点は、後述の実施の形態2,3および他の実施の形態でも同様である。
Next, the state of the refrigerant flowing through the
圧縮機101に吸入される低圧冷媒(状態A)は、圧縮されて中間圧(状態B)となり、インジェクション路170から供給される冷媒と合流して(状態C)、その後さらに圧縮されて、高温高圧となる(状態D)。圧縮機101から吐出された高温高圧の冷媒は、凝縮器に流入し、ここで冷却されて凝縮する(状態E)。凝縮器を流出した高圧冷媒は、第1の絞り装置によって膨張して中間圧(状態F)となる。この冷媒は、気液分離器104において気相冷媒を主成分とする冷媒(状態I)と液相冷媒(状態G)とに分離される。気相冷媒を主成分とする冷媒は、インジェクション路170に流入する。液相冷媒は、第2の絞り装置に流入する。第2の絞り装置に流入した液相冷媒は、さらに膨張して低圧冷媒となる(状態H)。その後、低圧冷媒は蒸発器において蒸発してガス状になった後に(状態A)、四方弁120を通過し、再度圧縮機101に吸入される。また、気液分離器104において分離した気相冷媒を主成分とする冷媒は、インジェクション路170を通過して、圧縮機101に圧縮過程の途中で吸入される。
The low-pressure refrigerant (state A) sucked into the
なお、気液分離器104において分離されてインジェクション路170に流入する冷媒は、理想的には液相成分を含まない(すなわち、図2の状態Jとなる)が、気相成分と液相成分とを完全には分離できないこともある。すなわち、図2において、状態Iが飽和蒸気線よりも左側に移動することがある。本実施の形態のような起動運転の際には、この問題は顕著に現れる。
Note that the refrigerant separated in the gas-
気液分離器104での気相冷媒への液相冷媒の混入は、図2の状態Fに示される気液分離器104に流入する冷媒の圧力が飽和蒸気圧に近いほど顕著に発生する。そこで、気液分離器104において分離される気相冷媒を主成分とする冷媒中の液相成分の量を抑制するためには、図2の状態Fにおける圧力を飽和蒸気圧(図2の線分EFと飽和液線との交点の圧力)よりも低い所定圧力(例えば、1.25MPa(冷媒がR410Aのとき))以下に保つことが有効である。このようにすれば、インジェクション路170を流れる冷媒(状態I)の気相成分が増え、液相成分が減る(図2で状態Iが右に移動する)。これにより、圧縮機101における液圧縮が抑制される。
The mixing of the liquid-phase refrigerant into the gas-phase refrigerant in the gas-
本実施の形態では、制御装置108は、起動運転の際、気液分離器104に流入する冷媒の圧力が所定圧力を超えたことを温度センサ130によって検知したときに、第1の絞り装置の開度を小さくするとともに第2の絞り装置の開度を大きくする。以下、図3のフローチャートを用いて具体的に説明する。なお、本制御は、圧縮機101の出力が一定に保たれながら行われてもよく、圧縮機101の出力が変更されながら行われてもよい。また、他の機器の制御と並行して制御が行われてもよい。
In the present embodiment, the
制御装置108は、第1の絞り装置の開度および第2の絞り装置の開度を所定の開度に設定した後に、運転を開始して起動運転を行う。
The
まず、制御装置108は、運転開始から経過した時間Tと閾値T1(例えば5分)との大小関係を判定する(ステップS201)。T>T1の関係が成立すれば(ステップS201でYES)、ステップS202に進んで起動運転を終了する。T>T1の関係が成立しなければ(ステップS201でNO)、ステップS211に進んで起動運転を継続する。なお、運転開始から経過した時間Tは、制御装置108に付属のタイマー109によって測定可能である。
First, the
ステップS202では、移行運転を行い、第1の絞り装置の開度および第2の絞り装置の開度を通常運転に適した開度にして、その後ステップS203に移り通常運転を行う。 In step S202, a transition operation is performed to set the opening of the first throttling device and the opening of the second throttling device to an opening suitable for normal operation, and then the process proceeds to step S203 to perform normal operation.
ステップS211では、温度センサ130により、インジェクション路170を流れる冷媒の温度Tiを検出する。
In step S211, the
次に、制御装置108は、温度Tiと予め定められた閾値Ti1(例えば10℃)との大小関係を判定する(ステップS212)。本実施の形態では、Ti>Ti1の関係が成立すれば、制御装置108は、気液分離器104に流入する冷媒の圧力が飽和蒸気圧よりも低い所定圧力を超えたと判定する。そして、Ti>Ti1の関係が成立すれば(ステップS212でYES)、第1の絞り装置の開度をΔA1小さくするとともに第2の絞り装置の開度をΔA2大きくして(ステップS213)、ステップS201に戻る。Ti>Ti1の関係が成立しなければ(ステップS212でNO)、ステップS201に戻る。すなわち、制御装置108は、起動運転の間Tiをモニタリングし、TiがTi1よりも大きければTiがTi1以下になるまで、第1の絞り装置の開度を徐々に小さくするとともに第2の絞り装置の開度を徐々に大きくする。
Next, the
図3のフローチャートに基づく制御によれば、インジェクション路170の冷媒の温度に基づいて、第1の絞り装置の開度を小さくするとともに第2の絞り装置の開度を大きくすることができる。これにより、気液分離器104に流入する冷媒の圧力を下げることができる。
According to the control based on the flowchart of FIG. 3, the opening degree of the first throttling device can be reduced and the opening degree of the second throttling device can be increased based on the temperature of the refrigerant in the
図3のフローチャートに基づく制御の効果について、図4のモリエル線図を用いて説明する。起動運転において本制御を行う前は、冷凍サイクル装置100における冷媒の状態は、図4のA,B,C,D,E,F,G,H,Aの順に変化する。他方、図3のフローチャートに基づく制御後は、気液分離器104に流入する冷媒の圧力が下がる。すなわち、冷凍サイクル装置100における冷媒の状態は、A,B’,C’,D’,E,F’,G’,H’,Aの順に変化する。
The effect of the control based on the flowchart of FIG. 3 will be described using the Mollier diagram of FIG. Before performing this control in the start-up operation, the refrigerant state in the
図4に示すように、上記の制御を行った後の気液分離器104に流入する冷媒の状態(状態F’)は、上記の制御を行う前の状態(状態F)と比べると、圧力が低い。図5に示すように、本実施の形態で想定される状況下では、気液分離器104に流入する冷媒の圧力が低下すると、圧縮機101にインジェクションされる気相冷媒の流量が増加する(動作点が図5の点Xから点Yに移動する)。すなわち、状態F’の冷媒が有する液相成分は、状態Fの冷媒が有する液相成分よりも少ない。起動運転時のような過渡期には、気液分離器104で気相冷媒と液相冷媒とが完全に分離されず、気相冷媒中に液相冷媒が混入しやすくなる現象が発生するが、気液分離器104に流入する液相冷媒が少なくなれば、この現象は軽減される。そこで、本実施の形態では、Ti1に基づいてインジェクションされる冷媒中の液相成分の量を許容可能な程度に抑えるようにしている。これにより、液圧縮は抑制される。
As shown in FIG. 4, the state (state F ′) of the refrigerant flowing into the gas-
なお、本実施の形態では、インジェクション路170の冷媒の温度Tiに基づいて制御を行っているが、他の値に基づいて制御することもできる。例えば、冷媒回路160における第1の絞り装置と気液分離器104の間もしくは気液分離器104と第2の絞り装置の間または気液分離器104内の冷媒の温度に基づいて、第1の絞り装置の開度および第2の絞り装置の開度を制御してもよい。
In the present embodiment, control is performed based on the refrigerant temperature Ti in the
また、温度センサの代わりに圧力センサを用いて、インジェクション路170内または冷媒回路160における第1の絞り装置よりも下流側であって第2の絞り装置の上流側に存する冷媒の圧力を検出して、この値に基づいて第1の絞り装置の開度および第2の絞り装置の開度を制御することもできる。
Further, a pressure sensor is used instead of the temperature sensor to detect the pressure of the refrigerant existing in the
なお、本実施の形態では、第1の絞り装置の開度と第2の絞り装置の開度の両方を制御している。これにより、冷凍サイクルの高圧側の圧力と低圧側の圧力との間の圧力差の変動を抑制することができる。また、第1の絞り装置の開度と第2の絞り装置の開度の両方を制御すると、蒸発器を経由して圧縮機101に流入する冷媒の乾き度を適した値に調整することもできる。このようにすれば、冷凍サイクル装置100の加熱能力を改善させることができる。ただし、制御装置108は、第2の絞り装置の開度を一定にしておいて、第1の絞り装置の開度のみを徐々に小さくしてもよい。このようにしても、液圧縮を抑制することができる。
In the present embodiment, both the opening degree of the first throttling device and the opening degree of the second throttling device are controlled. Thereby, the fluctuation | variation of the pressure difference between the pressure of the high voltage | pressure side of a refrigerating cycle and the pressure of a low voltage | pressure side can be suppressed. Further, when both the opening degree of the first throttle device and the opening degree of the second throttle device are controlled, the dryness of the refrigerant flowing into the
また、四方弁(切替装置)120を省略してもよい。これにより、構成が簡易となり、メンテナンスの観点およびコストの観点から有利な構成を得ることができる。また、四方弁120を省略して、給湯装置などを構成する冷凍サイクル装置のように冷媒の流れ方向を一定とする場合には、第2の絞り装置を固定絞りとしてもよい。これにより、構成がさらに簡易となる。
Further, the four-way valve (switching device) 120 may be omitted. Thereby, the configuration is simplified, and an advantageous configuration can be obtained from the viewpoint of maintenance and cost. Further, when the four-
また、本実施の形態では、インジェクション路170にインジェクション絞り装置が設けられていない。これにより、コストの観点から有利な構成を得ている。ただし、(緊急時などのために)インジェクション絞り装置が設けられている場合であっても、インジェクション絞り装置を開いたままで、上述した制御を行ってもよい。
In the present embodiment, no injection throttle device is provided in the
(実施の形態2)
図6に本発明の実施の形態2に係る冷凍サイクル装置200を示す。本実施の形態の冷凍サイクル装置200は、暖房運転時に凝縮器として機能する室内熱交換器102内を流れる冷媒の温度を測定可能な温度センサ131(請求の範囲中の凝縮器温度センサに相当)が設けられている点で、実施の形態1の冷凍サイクル装置100とは異なる。上記以外には異なる点はなく、本実施の形態の冷凍サイクル装置200の動作は、下記で説明する制御を除いて実施の形態1の冷凍サイクル装置100の動作と同じである。なお、図6に示す冷凍サイクル装置200では、暖房運転時に室内側絞り装置103および室外側絞り装置105を下記のように制御しているが、冷凍サイクル装置の冷房運転時に本実施の形態と同様の制御を実施するためには、温度センサ131を室外熱交換器106に設け、室内側絞り装置103の役割と室外側絞り装置105の役割を逆転させればよい。(Embodiment 2)
FIG. 6 shows a
本実施の形態では、制御装置108が、起動運転を終了させるか否かを、凝縮器内を流れる冷媒の温度Tcの時間変化率ΔTcに基づいて判定する。
In the present embodiment,
制御装置108が行う室内側絞り装置103(第1の絞り装置)および室外側絞り装置105(第2の絞り装置)の開度の制御について、図7に示すフローチャートを参照しながら説明する。
Control of the opening degree of the indoor side expansion device 103 (first expansion device) and the outdoor side expansion device 105 (second expansion device) performed by the
図7に示すフローチャートは、図3に示すフローチャートのステップS201を、ステップS401〜ステップS403に置き換えたものである。 The flowchart shown in FIG. 7 is obtained by replacing step S201 in the flowchart shown in FIG. 3 with steps S401 to S403.
まず、ステップS401で、温度センサ131によって、凝縮器内を流れる冷媒の温度Tcを検出してステップS402に進む。なお、Tcはその都度制御装置108に格納される。
First, in step S401, the
ステップS402では、検出した温度Tc、制御装置108に格納されている1タイムステップ前に検出した温度Tc’、およびタイムステップΔtから凝縮器内を流れる冷媒の温度の時間変化率ΔTcを算出する。
In step S402, the time change rate ΔTc of the temperature of the refrigerant flowing in the condenser is calculated from the detected temperature Tc, the temperature Tc ′ detected one time step stored in the
ステップS403では、算出した温度の時間変化率ΔTcと閾値ΔTc1との大小関係を判定する。ΔTc<ΔTc1の関係が成立すれば(ステップS403でYES)、ステップS202に進む。ΔTc<ΔTc1の関係が成立しなければ(ステップS403でNO)、ステップS211に進む。 In step S403, the magnitude relationship between the calculated temperature change rate ΔTc and the threshold value ΔTc1 is determined. If the relationship ΔTc <ΔTc1 is established (YES in step S403), the process proceeds to step S202. If the relationship ΔTc <ΔTc1 is not satisfied (NO in step S403), the process proceeds to step S211.
図7のフローチャートに基づく制御によれば、移行運転に進むタイミング(すなわち起動運転を終了するタイミング)を、凝縮器を流れる冷媒の状態に基づいて決定できる。これにより、実施の形態1の制御に比べると、より適切なタイミングで移行運転に進むことができる。 According to the control based on the flowchart of FIG. 7, the timing for proceeding to the transition operation (that is, the timing for ending the start-up operation) can be determined based on the state of the refrigerant flowing through the condenser. Thereby, it is possible to proceed to the transition operation at a more appropriate timing as compared with the control of the first embodiment.
(実施の形態3)
図8に本発明の実施の形態3に係る冷凍サイクル装置300を示す。本実施の形態の冷凍サイクル装置300は、暖房運転時に蒸発器として機能する室外熱交換器106内を流れる冷媒の温度を測定可能な温度センサ133(請求の範囲中の蒸発器温度センサに相当)が設けられている点で、実施の形態1の冷凍サイクル装置100とは異なる。上記以外には異なる点はなく、本実施の形態の冷凍サイクル装置300の動作は、下記の制御を除いて実施の形態1の冷凍サイクル装置100の動作と同じである。なお、図8に示す冷凍サイクル装置300では、暖房運転時に室内側絞り装置103および室外側絞り装置105を下記のように制御しているが、冷凍サイクル装置の冷房運転時に本実施の形態と同様の制御を実施するためには、温度センサ133を室内熱交換器102に設け、室内側絞り装置103の役割と室外側絞り装置105の役割を逆転させればよい。(Embodiment 3)
FIG. 8 shows a
本実施の形態では、制御装置108が、起動運転を終了させるか否かを、蒸発器内を流れる冷媒の温度Teの時間変化率ΔTeに基づいて判定する。
In the present embodiment, the
制御装置108が行う室内側絞り装置103(第1の絞り装置)の開度および室外側絞り装置105(第2の絞り装置)の開度の制御について、図9に示すフローチャートを参照しながら説明する。
The control of the opening degree of the indoor expansion device 103 (first expansion device) and the opening amount of the outdoor expansion device 105 (second expansion device) performed by the
図9に示すフローチャートは、図3に示すフローチャートのステップS201を、ステップS501〜ステップS503に置き換えたものである。 The flowchart shown in FIG. 9 is obtained by replacing step S201 in the flowchart shown in FIG. 3 with steps S501 to S503.
まず、ステップS501で、温度センサ133によって、蒸発器内を流れる冷媒の温度Teを検出してステップS502に進む。なお、Teはその都度制御装置108に格納される。
First, in step S501, the
ステップS502では、検出した温度Te、制御装置108に格納されている1タイムステップ前に検出した温度Te’、およびタイムステップΔtから凝縮器内を流れる冷媒の温度の時間変化率ΔTeを算出する。
In step S502, the time change rate ΔTe of the temperature of the refrigerant flowing in the condenser is calculated from the detected temperature Te, the temperature Te ′ detected one time step stored in the
ステップS503では、算出した温度の時間変化率ΔTeと閾値ΔTe1との大小関係を判定する。ΔTe<ΔTe1の関係が成立すれば(ステップS503でYES)、ステップS202に進む。ΔTe<ΔTe1の関係が成立しなければ(ステップS503でNO)、ステップS211に進む。 In step S503, the magnitude relationship between the calculated temperature change rate ΔTe and the threshold value ΔTe1 is determined. If the relationship of ΔTe <ΔTe1 is established (YES in step S503), the process proceeds to step S202. If the relationship ΔTe <ΔTe1 is not satisfied (NO in step S503), the process proceeds to step S211.
図9のフローチャートに基づく制御によれば、移行運転に進むタイミング(すなわち起動運転を終了するタイミング)を、蒸発器を流れる冷媒の状態に基づいて決定できる。これにより、実施の形態1の制御に比べると、より適切なタイミングで移行運転に進むことができる。 According to the control based on the flowchart of FIG. 9, the timing for proceeding to the transition operation (that is, the timing for ending the start-up operation) can be determined based on the state of the refrigerant flowing through the evaporator. Thereby, it is possible to proceed to the transition operation at a more appropriate timing as compared with the control of the first embodiment.
(他の実施の形態)
上記の実施の形態で説明した制御は、起動運転の際の液圧縮を防ぐためのものであるが、他の運転の際の液圧縮を防ぐためにも応用することができる。(Other embodiments)
The control described in the above embodiment is for preventing liquid compression during start-up operation, but can also be applied to prevent liquid compression during other operations.
例えば、デフロスト運転の際には、圧縮機101に液相冷媒がインジェクションされやすくなる。また、停止運転の際にも、圧縮機101の吸入温度が低下し、冷媒の液相成分が増え、液圧縮が発生しやすくなる。これらの運転の際にも、図1の冷凍サイクル装置100と同様の構成で液圧縮を抑制できる。
For example, during the defrost operation, the liquid-phase refrigerant is easily injected into the
デフロスト運転の際に液圧縮を防ぐためのフローチャートを図10に示す。 A flow chart for preventing liquid compression during the defrost operation is shown in FIG.
制御装置108は、例えば、室外熱交換器106の温度が所定の温度(例えば−5℃)以下になったときにデフロスト運転を開始する。
For example, the
まず、ステップS601で、デフロスト運転開始から経過した時間Tと閾値T2(例えば10分)との大小関係を判定する。T>T2の関係が成立すれば(ステップS601でYES)、ステップS602に進んでデフロスト運転を終了する。T>T2の関係が成立しなければ(ステップS601でNO)、ステップS611に進んでデフロスト運転を継続する。なお、運転開始から経過した時間Tは、制御装置108に付属のタイマー109によって測定可能である。
First, in step S601, the magnitude relationship between the time T elapsed from the start of the defrost operation and the threshold T2 (for example, 10 minutes) is determined. If the relationship of T> T2 is established (YES in step S601), the process proceeds to step S602 to end the defrost operation. If the relationship of T> T2 is not established (NO in step S601), the process proceeds to step S611 and the defrost operation is continued. The time T that has elapsed since the start of operation can be measured by a
ステップS602では、移行運転を行い、その後ステップS603に移り通常運転を行う。 In step S602, a transition operation is performed, and then the process proceeds to step S603 to perform a normal operation.
ステップS611では、温度センサ130により、インジェクション路170の冷媒の温度Tiを検出する。
In step S611, the
次に、温度Tiと予め定められた閾値Ti1との大小関係を判定する(ステップS612)。Ti>Ti1の関係が成立すれば(ステップS612でYES)、第1の絞り装置の開度をΔA1小さくするとともに第2の絞り装置の開度をΔA2大きくして(ステップS613)、ステップS601に戻る。Ti>Ti1の関係が成立しなければ(ステップS612でNO)、ステップS601に戻る。 Next, the magnitude relationship between the temperature Ti and a predetermined threshold value Ti1 is determined (step S612). If the relationship of Ti> Ti1 is established (YES in step S612), the opening degree of the first throttling device is decreased by ΔA1 and the opening degree of the second throttling device is increased by ΔA2 (step S613), and the process proceeds to step S601. Return. If the relationship of Ti> Ti1 is not satisfied (NO in step S612), the process returns to step S601.
図10のフローチャートに基づく制御によれば、インジェクション路170の冷媒の温度に基づいて、第1の絞り装置の開度を小さくするとともに第2の絞り装置の開度を大きくすることができる。これにより、デフロスト運転の際に、気液分離器104に流入する冷媒の圧力を下げることができる。すなわち、インジェクション路170を通過する冷媒の液相成分を減少させることができるため、液圧縮を抑制することができる。
According to the control based on the flowchart of FIG. 10, the opening degree of the first throttling device can be reduced and the opening degree of the second throttling device can be increased based on the temperature of the refrigerant in the
なお、図10のフローチャートでは、デフロスト運転開始から所定の時間T2の経過後に、デフロスト運転を終了させるように制御しているが、例えば、室外熱交換器106の温度がある温度を超えたときにデフロスト運転を終了してもよい。
In the flowchart of FIG. 10, the defrost operation is controlled to end after a predetermined time T2 from the start of the defrost operation. For example, when the temperature of the
次に、停止運転の際に液圧縮を防ぐためのフローチャートを図11に示す。 Next, FIG. 11 shows a flowchart for preventing liquid compression during the stop operation.
まず、ステップS701で、停止運転開始から経過した時間Tと閾値T3(例えば3分)との大小関係を判定する。T>T3の関係が成立すれば(ステップS701でYES)、ステップS702に進み、運転を停止する。T>T3の関係が成立しなければ(ステップS701でNO)、ステップS711に進み停止運転を継続する。なお、運転開始から経過した時間Tは、制御装置108に付属のタイマー109によって測定可能である。
First, in step S701, the magnitude relationship between the time T that has elapsed since the start of the stop operation and a threshold T3 (for example, 3 minutes) is determined. If the relationship of T> T3 is satisfied (YES in step S701), the process proceeds to step S702 and the operation is stopped. If the relationship of T> T3 is not satisfied (NO in step S701), the process proceeds to step S711 and the stop operation is continued. The time T that has elapsed since the start of operation can be measured by a
ステップS711では、温度センサ130により、インジェクション路170の冷媒の温度Tiを検出する。
In step S <b> 711, the
次に、温度Tiと予め定められた閾値Ti1との大小関係を判定する(ステップS712)。Ti>Ti1の関係が成立すれば(ステップS712でYES)、第1の絞り装置の開度をΔA1小さくするとともに第2の絞り装置の開度をΔA2大きくして(ステップS713)、ステップS701に戻る。Ti>Ti1の関係が成立しなければ(ステップS712でNO)、ステップS701に戻る。 Next, the magnitude relationship between the temperature Ti and a predetermined threshold value Ti1 is determined (step S712). If the relationship of Ti> Ti1 is established (YES in step S712), the opening degree of the first throttling device is decreased by ΔA1, the opening degree of the second throttling device is increased by ΔA2 (step S713), and the process proceeds to step S701. Return. If the relationship of Ti> Ti1 is not satisfied (NO in step S712), the process returns to step S701.
図11のフローチャートに基づく制御によれば、インジェクション路170の冷媒の温度に基づいて、第1の絞り装置の開度を小さくするとともに第2の絞り装置の開度を大きくすることができる。これにより、停止運転の際に、気液分離器104に流入する冷媒の圧力を下げることができる。すなわち、インジェクション路170を通過する冷媒の液相成分を減少させることができるため、液圧縮を抑制することができる。
According to the control based on the flowchart of FIG. 11, it is possible to reduce the opening of the first expansion device and increase the opening of the second expansion device based on the temperature of the refrigerant in the
また、デフロスト運転および停止運転のいずれの場合においても、インジェクション路170の冷媒の温度Tiに基づいて制御を行う代わりに、他の値に基づいて制御することもできる。例えば、冷媒回路160における第1の絞り装置と気液分離器104の間もしくは気液分離器104と第2の絞り装置の間または気液分離器104内の冷媒の温度に基づいて、第1の絞り装置の開度および第2の絞り装置の開度を制御してもよい。すなわち、冷媒回路160における第1の絞り装置よりも下流側であって第2の絞り装置の上流側またはインジェクション路107内に存する冷媒の温度に基づいて、第1の絞り装置の開度および第2の絞り装置の開度を制御すればよい。
Further, in both cases of the defrost operation and the stop operation, the control can be performed based on other values instead of performing the control based on the refrigerant temperature Ti in the
また、温度センサの代わりに圧力センサを用いて、インジェクション路170内または冷媒回路160における第1の絞り装置よりも下流側であって第2の絞り装置の上流側に存する冷媒の圧力を検出して、この値に基づいて第1の絞り装置の開度および第2の絞り装置の開度を制御することもできる。
Further, a pressure sensor is used instead of the temperature sensor to detect the pressure of the refrigerant existing in the
また、制御装置108は、第2の絞り装置の開度を一定にしておいて、第1の絞り装置の開度のみを徐々に小さくしてもよい。また、四方弁(切替装置)120を省略してもよく、四方弁120を省略するとともに第2の絞り装置を固定絞りとしてもよい。
(通常運転時の制御)Further, the
(Control during normal operation)
冷凍サイクル装置を上記のように制御すれば、起動運転時、デフロスト運転時、および停止運転時において、インジェクションの効果を発揮させながらも液圧縮が発生しにくい運転が可能となる。冷凍サイクル装置は、通常運転時においては以下の第1通常運転〜第4通常運転で説明するように運転されることが好ましい。これによれば、通常運転時の冷凍サイクルにおける高圧側の冷媒の圧力の異常上昇を抑制できるとともに、圧縮機への液冷媒のインジェクションを防ぎつつもインジェクションによる加熱能力の向上の効果を得ることができる。 If the refrigeration cycle apparatus is controlled as described above, it is possible to perform an operation in which liquid compression is unlikely to occur while exhibiting the effect of injection during start-up operation, defrost operation, and stop operation. The refrigeration cycle apparatus is preferably operated as described in the following first normal operation to fourth normal operation during normal operation. According to this, it is possible to suppress an abnormal increase in the pressure of the refrigerant on the high pressure side in the refrigeration cycle during normal operation, and to obtain the effect of improving the heating capacity by injection while preventing the injection of liquid refrigerant to the compressor. it can.
(第1通常運転)
第1通常運転について、第1通常運転を実施可能な冷凍サイクル装置150(図12)を参照しながら説明する。(First normal operation)
The first normal operation will be described with reference to the refrigeration cycle apparatus 150 (FIG. 12) capable of performing the first normal operation.
冷凍サイクル装置150においても、冷媒としてフロン系の冷媒を使用している。ただし、冷媒として圧縮機101による圧縮後に超臨界状態となる二酸化炭素などの冷媒を使用した場合であっても、第1通常運転の効果は発揮される。そのため、以下では、凝縮器という用語の代わりに放熱器という用語を使用する。
Also in the
第1通常運転時に冷凍サイクル装置150における冷媒回路160およびインジェクション路170を流れる冷媒の状態について、図13のモリエル線図を用いて説明する。以下では、暖房運転時の室内熱交換器102または冷房運転時の室外熱交換器106を放熱器、冷房運転時の室内熱交換器102または暖房運転時の室外熱交換器106を蒸発器として説明する。また、暖房運転時の室内側絞り装置103または冷房運転時の室外側絞り装置105を(すなわち、気液分離器104の上流側の絞り装置を)第1の絞り装置、冷房運転時の室内側絞り装置103または暖房運転時の室外側絞り装置105を(すなわち、気液分離器104の下流側の絞り装置を)第2の絞り装置として説明する。この点は、後述の第2通常運転〜第4通常運転でも同様である。
The state of the refrigerant flowing through the
圧縮機101に吸入される低圧冷媒(状態O)は、圧縮されて中間圧(状態P)となり、インジェクション路170から供給される冷媒と合流して(状態Q)、その後さらに圧縮されて、高温高圧となる(状態R)。圧縮機101から吐出された高温高圧の冷媒は、放熱器に流入し、ここで冷却されて放熱する(状態S)。放熱器を流出した高圧冷媒は、第1の絞り装置によって膨張して中間圧(状態T)となる。この冷媒は、気液分離器104において気相冷媒と液相冷媒(状態U)とに分離される。気相冷媒は、インジェクション路170に流入する。液相冷媒は、第2の絞り装置に流入する。第2の絞り装置に流入した液相冷媒は、さらに膨張して低圧冷媒となる(状態V)。その後、低圧冷媒は蒸発器において蒸発してガス状になった後に(状態O)、四方弁120を通過し、再度圧縮機101に吸入される。また、気液分離器104において分離した気相冷媒は、インジェクション路170を通過して、圧縮機101に圧縮過程の途中で吸入される。
The low-pressure refrigerant (state O) sucked into the
制御装置108は、第1通常運転時には、例えばユーザーが要求する負荷に応じて圧縮機102の回転数を制御し、気液分離器104に流入する冷媒の圧力が予め記憶された所定の圧力となるように第1の絞り装置と第2の絞り装置の開度を調整する。
During the first normal operation, the
ところで、第1通常運転時には、定常運転時に、何らかの要因(例えば、外気温度が上昇した場合および放熱器の送風ファンが不具合により停止した場合など)により冷凍サイクルの高圧側の冷媒の圧力(図13の状態Rおよび状態Sに示される圧力)が高くなり過ぎる場合がある。このような場合には、制御装置108は、定常運転から高圧側異常解消運転に移行して、冷凍サイクルの高圧側の圧力が低下するようにしつつも、気液分離器104に流入する冷媒(状態T)の圧力が飽和蒸気圧(図13の線分STと飽和液線との交点の圧力)以下に保たれるように、第1の絞り装置と第2の絞り装置の開度を調整する。
By the way, during the first normal operation, the pressure of the refrigerant on the high-pressure side of the refrigeration cycle (FIG. 13) due to some factor (for example, when the outside air temperature rises or when the blower fan of the radiator stops due to malfunction) during the normal operation. The pressure shown in the state R and the state S) may become too high. In such a case, the
第1通常運転では、制御装置108が、暖房運転時に放熱器として機能する室内熱交換器102内を流れる冷媒の温度を測定可能な温度センサ131(高圧側検出手段)の検出値に基づいて室内側絞り装置103の開度および室外側絞り装置105の開度を制御する。なお、本制御は、圧縮機101の出力が一定に保たれながら行われてもよく、圧縮機101の出力が変更されながら行われてもよい。また、他の機器の制御と並行して制御が行われてもよい。なお、図12に示す冷凍サイクル装置150では、暖房運転時に室内側絞り装置103および室外側絞り装置105を下記のように制御している。冷凍サイクル装置の冷房運転時に第1通常運転と同様の制御を実施するためには、温度センサ131を室外熱交換器106に設け、室内側絞り装置103の役割と室外側絞り装置105の役割を逆転させればよい。
In the first normal operation, the
以下、制御装置108が行う室内側絞り装置103(第1の絞り装置)および室外側絞り装置105(第2の絞り装置)の開度の制御について、図14に示すフローチャートを参照しながら説明する。
Hereinafter, the control of the opening degree of the indoor side expansion device 103 (first expansion device) and the outdoor side expansion device 105 (second expansion device) performed by the
まず、ステップS261で、温度センサ131により、放熱器内を流れる冷媒の温度Thを検出する。
First, in step S261, the
次に、制御装置108は、ステップS261で検出した温度Thと予め定められた閾値Th1(例えば55℃)との大小関係を判定する(ステップS262)。Th>Th1の関係が成立すれば(ステップS262でYES)、ステップS263に進み、定常運転から高圧側異常解消運転に移行する。Th>Th1の関係が成立しなければ(ステップS262でNO)、ステップS261に戻る。すなわち、第1通常運転では、高圧側異常解消運転に移行するか否かをThとTh1との大小比較によって行う。なお、ステップS261およびステップS262は、定常運転のフローである。
Next, the
ステップS263(主工程)では、制御装置108は、第1の絞り装置の開度をΔA3大きくするとともに第2の絞り装置の開度をΔA4大きくして、ステップS264に進む。ここで、ΔA3とΔA4は、ステップS263を行っても気液分離器104内の冷媒の圧力が上昇しないような値に設定される。このようなΔA3とΔA4は、予め行った実験などにより決定することができる。
In step S263 (main process), the
ステップS264では、再度温度センサ131により放熱器内を流れる冷媒の温度Thを検出する。ステップS265では、ステップS264で検出した温度Thと予め定められた閾値Th1との大小関係を判定する。Th>Th1の関係が成立すれば(ステップS265でYES)、ステップS263に戻り、高圧側異常解消運転を継続する。Th>Th1の関係が成立しなければ(ステップS265でNO)、ステップS261に戻り(定常運転に復帰し)、高圧側異常解消運転を終了する。すなわち、第1通常運転では、高圧側異常解消運転を終了するか否かをThとTh1との大小比較によって行う。
In step S264, the
以上のように、第1通常運転では、定常運転中に放熱器内を流れる冷媒の温度Thをモニタリングし、Th>Th1の関係が成立すれば高圧側異常解消運転に移行し、その後はTh>Th1の関係が成立しなくなるまで第1の絞り装置の開度を徐々に大きくするとともに第2の絞り装置の開度を徐々に大きくする。 As described above, in the first normal operation, the temperature Th of the refrigerant flowing in the radiator during the steady operation is monitored, and if the relationship of Th> Th1 is established, the operation proceeds to the high-pressure side abnormality elimination operation, and thereafter Th> The opening degree of the first throttling device is gradually increased and the opening degree of the second throttling device is gradually increased until the relationship of Th1 is not established.
図14のフローチャートに基づく制御によれば、放熱器内を流れる冷媒の温度Thに基づいて、第1の絞り装置の開度を大きくするとともに、第2の絞り装置の開度を大きくすることができる。これにより、放熱器内を流れる冷媒の温度Thの過剰な上昇を抑制することができる。 According to the control based on the flowchart of FIG. 14, it is possible to increase the opening of the first expansion device and increase the opening of the second expansion device based on the temperature Th of the refrigerant flowing in the radiator. it can. Thereby, the excessive raise of the temperature Th of the refrigerant | coolant which flows through the inside of a heat radiator can be suppressed.
図14のフローチャートに基づく制御の効果について、図15のモリエル線図を用いて説明する。本制御を行う前は、冷凍サイクル装置150における冷媒の状態は、図15のO,P,Q,R,S,T,U,V,Oの順に変化する。これに対して、本制御を行った後は、冷凍サイクル装置150における冷媒の状態は、O’,P,Q,R’,S’,T,U,V’,O’の順に変化する。
The effect of the control based on the flowchart of FIG. 14 will be described using the Mollier diagram of FIG. Before performing this control, the state of the refrigerant in the
冷凍サイクルの高圧側の冷媒の圧力が高くなり過ぎる場合に、気液分離器の上流側の絞り装置の開度のみを大きくして対処することも考えられる。このように対処すれば、高圧側の冷媒の圧力を低下させることができる。しかし、このように対処すると、気液分離器内の冷媒の圧力が上昇してしまう。そして、気液分離器内の冷媒の圧力が飽和蒸気圧を超えると、液冷媒が圧縮機にインジェクションされることになる。 When the pressure of the refrigerant on the high pressure side of the refrigeration cycle becomes too high, it can be considered to increase only the opening of the expansion device on the upstream side of the gas-liquid separator. If the measure is taken in this way, the pressure of the refrigerant on the high pressure side can be reduced. However, if it copes in this way, the pressure of the refrigerant | coolant in a gas-liquid separator will rise. When the refrigerant pressure in the gas-liquid separator exceeds the saturated vapor pressure, the liquid refrigerant is injected into the compressor.
ところで、例えば特開2009−180427号公報に記載されているように、インジェクション路170に開閉弁が設けられていれば、開閉弁を閉じることによって液冷媒が圧縮機にインジェクションされることを防ぐことができる。しかし、このようにすると、インジェクションによる加熱能力の向上の効果を得ることができない。
By the way, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-180427, if an on-off valve is provided in the
これに対して、本制御によれば、冷凍サイクルの高圧側の圧力が所定値を超えた場合に、冷凍サイクルの高圧側の圧力を下げることができる。さらに、第1通常運転では、第1の絞り装置の開度を大きくするとともに第2の絞り装置の開度を大きくしているため、気液分離器104内の冷媒(図15の状態T)の圧力の上昇を防ぐことができる。すなわち、第1通常運転で行う制御によれば、放熱器内を流れる高圧冷媒の圧力(換言すると温度)を所定値以下に低下させつつも、気液分離器104内の冷媒の圧力を飽和蒸気圧以下に保ち、インジェクションによる加熱能力の向上の効果を得ることができる。
In contrast, according to this control, when the pressure on the high-pressure side of the refrigeration cycle exceeds a predetermined value, the pressure on the high-pressure side of the refrigeration cycle can be reduced. Further, in the first normal operation, since the opening degree of the first throttling device is increased and the opening degree of the second throttling device is increased, the refrigerant in the gas-liquid separator 104 (state T in FIG. 15). Can prevent an increase in pressure. That is, according to the control performed in the first normal operation, the pressure of the refrigerant in the gas-
(第2通常運転)
図16に、第2通常運転を実施可能な冷凍サイクル装置250を示す。冷凍サイクル装置250は、温度センサ131の代わりに、圧縮機101からの吐出冷媒の温度Tcomを測定可能な温度センサ132(高圧側検出手段)が設けられている点で、冷凍サイクル装置150とは異なる。上記以外には異なる点はなく、第2通常運転時の冷凍サイクル装置250の動作は、下記の制御を除いて第1通常運転時の冷凍サイクル装置150の動作と同じである。(Second normal operation)
FIG. 16 shows a
第2通常運転においても、第1通常運転と同様、冷凍サイクルの高圧側の冷媒の圧力が高くなり過ぎる場合に、冷凍サイクルの高圧側の圧力が低下するようにしつつも、気液分離器104に流入する冷媒の圧力が飽和蒸気圧以下に保たれるように、高圧側異常解消運転を行う。
In the second normal operation, as in the first normal operation, when the refrigerant pressure on the high pressure side of the refrigeration cycle becomes too high, the pressure on the high pressure side of the refrigeration cycle decreases, but the gas-
第2通常運転における高圧側異常解消運転では、制御装置108が、第1の絞り装置の開度および第2の絞り装置の開度を、温度センサ132で検出される温度Tcomに基づいて制御する。以下、制御装置108が行う室内側絞り装置103(第1の絞り装置)および室外側絞り装置105(第2の絞り装置)の開度の制御(高圧側異常解消運転)について、図17に示すフローチャートを参照しながら説明する。
In the high pressure side abnormality elimination operation in the second normal operation, the
まず、ステップS361で、温度センサ132により、圧縮機101の吐出冷媒の温度Tcomを検出する。
First, in step S361, the
次に、制御装置108は、ステップS361で検出した温度Tcomと予め定められた閾値Tcom1(例えば120℃)との大小関係を判定する(ステップS362)。Tcom>Tcom1の関係が成立すれば(ステップS362でYES)、ステップS363に進み、定常運転から高圧側異常解消運転に移行する。Tcom>Tcom1の関係が成立しなければ(ステップS362でNO)、ステップS361に戻る。すなわち、第2通常運転では、高圧側異常解消運転に移行するか否かをTcomとTcom1との大小比較によって行う。
Next, the
ステップS363では、制御装置108は、第1の絞り装置の開度をΔA3大きくするとともに第2の絞り装置の開度をΔA4大きくして、ステップS364に進む。なお、ΔA3とΔA4については第1通常運転と同様である。ステップS364では、再度温度センサ132により圧縮機101の吐出冷媒の温度Tcomを検出する。ステップS365では、ステップS364で検出した温度Tcomと予め定められた閾値Tcom1との大小関係を判定する。Tcom>Tcom1の関係が成立すれば(ステップS365でYES)、ステップS363に戻り、高圧側異常解消運転を継続する。Tcom>Tcom1の関係が成立しなければ(ステップS365でNO)、ステップS361に戻り(定常運転に復帰し)、高圧側異常解消運転を終了する。すなわち、第2通常運転では、高圧側異常解消運転を終了するか否かをTcomとTcom1との大小比較によって行う。
In step S363, the
以上のように、第2通常運転では、定常運転中に圧縮機101の吐出冷媒の温度Tcomをモニタリングし、Tcom>Tcom1の関係が成立すれば高圧側異常解消運転に移行し、その後はTcom>Tcom1の関係が成立しなくなるまで第1の絞り装置の開度を徐々に大きくするとともに第2の絞り装置の開度を徐々に大きくする。
As described above, in the second normal operation, the temperature Tcom of the refrigerant discharged from the
図17のフローチャートに基づく制御によれば、圧縮機101の吐出冷媒の温度Tcomに基づいて、第1の絞り装置の開度を大きくするとともに、第2の絞り装置の開度を大きくすることができる。これにより、気液分離器104内の冷媒の圧力を飽和蒸気圧以下に保ちつつも、圧縮機101の吐出冷媒の温度Tcomを所定値以下に低下させることができる。
According to the control based on the flowchart of FIG. 17, it is possible to increase the opening of the first expansion device and increase the opening of the second expansion device based on the temperature Tcom of the refrigerant discharged from the
なお、第1通常運転では放熱器内を流れる冷媒の温度Thに基づいて、第2通常運転では圧縮機101の吐出冷媒の温度Tcomに基づいて、それぞれ高圧側異常解消運転に移行するか否かおよび高圧側異常解消運転を終了するか否かの判定を行っているが、他の値に基づいて判定することもできる。例えば、冷媒回路160における放熱器と第1の絞り装置の間の冷媒の温度に基づいて判定を行ってもよい。
Whether or not to shift to the high-pressure side abnormality elimination operation based on the temperature Th of the refrigerant flowing in the radiator in the first normal operation and based on the temperature Tcom of the refrigerant discharged from the
また、温度センサの代わりに圧力センサを用いて、冷媒回路160における圧縮機101よりも下流側であって第1の絞り装置よりも上流側に存する冷媒の圧力を検出して、この値に基づいて判定を行ってもよい。
Further, by using a pressure sensor instead of the temperature sensor, the pressure of the refrigerant existing downstream of the
また、温度センサ131および温度センサ132の両方を用いて、放熱器内を流れる冷媒の温度Thおよび圧縮機101の吐出冷媒の温度Tcomの両方を参照してもよい。例えば、Th>Th1の関係とTcom>Tcom1の関係のいずれかが成立するか否かによって、高圧側異常解消運転に移行するか否かおよび高圧側異常解消運転を終了するか否かの判定を行ってもよい。このようにすれば、第1通常運転および第2通常運転に比べると、より安全性の高い運転が可能となる。
Further, both the
また、第1通常運転および第2通常運転において、冷凍サイクル装置150および冷凍サイクル装置250が空調装置以外の用途に用いられる場合は、四方弁(切替装置)120を省略してもよい。これにより、構成が簡易となり、メンテナンスの観点およびコストの観点から有利な構成を得ることができる。
Further, in the first normal operation and the second normal operation, when the
(第3通常運転)
図18に第3通常運転を実施可能な冷凍サイクル装置350を示す。冷凍サイクル装置350は、暖房運転時に放熱器として機能する室内熱交換器102内を流れる冷媒の温度Thを測定可能な温度センサ131(高圧側検出手段)に加えて、暖房運転時に蒸発器として機能する熱交換器である室外熱交換器106内を流れる冷媒の温度Teを測定可能な温度センサ133(低圧側検出手段)が設けられている点で、冷凍サイクル装置150とは異なる。上記以外には異なる点はなく、第3通常運転時の冷凍サイクル装置350の動作は、下記の制御を除いて第1通常運転時の冷凍サイクル装置150の動作と同じである。なお、図18に示す冷凍サイクル装置350では、暖房運転時に室内側絞り装置103および室外側絞り装置105を下記のように制御している。冷凍サイクル装置の冷房運転時に第3通常運転と同様の制御を実施するためには、温度センサ131の役割と温度センサ133の役割、および室内側絞り装置103の役割と室外側絞り装置105の役割をそれぞれ逆転させればよい。(Third normal operation)
FIG. 18 shows a
第3通常運転においても、第1通常運転および第2通常運転と同様、冷凍サイクルの高圧側の冷媒の圧力が高くなり過ぎる場合に、冷凍サイクルの高圧側の圧力が低下するようにしつつも、気液分離器104に流入する冷媒の圧力が飽和蒸気圧以下に保たれるように、高圧側異常解消運転を行う。第3通常運転における高圧側異常解消運転では、制御装置108が、室内側絞り装置103(第1の絞り装置)の開度および室外側絞り装置105(第2の絞り装置)の開度を、温度センサ131で検出される温度Thに基づいて制御する。
Even in the third normal operation, as in the first normal operation and the second normal operation, when the pressure of the refrigerant on the high pressure side of the refrigeration cycle becomes too high, the pressure on the high pressure side of the refrigeration cycle is decreased, The high pressure side abnormality elimination operation is performed so that the pressure of the refrigerant flowing into the gas-
ところで、蒸発器内を流れる冷媒の圧力(換言すると温度)が過剰に低下すると、蒸発器への着霜などにより、蒸発器の性能が十分に発揮されなくなるおそれがある。そこで、第3通常運転では、高圧側異常解消運転を行わないと判定した場合であっても、蒸発器内を流れる冷媒の圧力が所定値よりも低いと判定された場合には、蒸発器内を流れる冷媒の圧力を上昇させる低圧側異常解消運転を行う。第3通常運転における低圧側異常解消運転では、制御装置108が、第2の絞り装置の開度を、温度センサ133で検出される温度Teに基づいて制御する。
By the way, if the pressure (in other words, temperature) of the refrigerant flowing in the evaporator is excessively reduced, the evaporator performance may not be sufficiently exhibited due to frost formation on the evaporator. Therefore, in the third normal operation, even if it is determined not to perform the high pressure side abnormality elimination operation, if it is determined that the pressure of the refrigerant flowing in the evaporator is lower than the predetermined value, The low-pressure side abnormality elimination operation is performed to increase the pressure of the refrigerant flowing through. In the low pressure side abnormality elimination operation in the third normal operation, the
以下、制御装置108が行う高圧側異常解消運転および低圧側異常解消運転について、図19に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、第3通常運転の高圧側異常解消運転は第1通常運転の高圧側異常解消運転と同じであるため、それを実現するステップには図14と同一符号を付して、その説明を省略する。
Hereinafter, the high pressure side abnormality elimination operation and the low pressure side abnormality elimination operation performed by the
ステップS262で、Th>Th1の関係が成立しなければ(ステップS262でNO)、ステップS471に進む。 If the relationship of Th> Th1 is not established in step S262 (NO in step S262), the process proceeds to step S471.
ステップS471では、温度センサ133により、蒸発器内を流れる冷媒の温度Teを検出する。
In step S471, the
次に、ステップS472では、温度Teと予め定められた閾値Te2(例えば5℃)との大小関係を判定する。Te<Te2の関係が成立すれば(ステップS472でYES)、ステップS473に進み、低圧側異常解消運転に移行する。Te<Te2の関係が成立しなければ(ステップS472でNO)、ステップS261に戻る。このように、第3通常運転では、低圧側異常解消運転に移行するか否かをTeとTe2との大小比較によって行う。 Next, in step S472, the magnitude relationship between the temperature Te and a predetermined threshold Te2 (for example, 5 ° C.) is determined. If the relationship of Te <Te2 is established (YES in step S472), the process proceeds to step S473, and the operation proceeds to the low-pressure side abnormality elimination operation. If the relationship of Te <Te2 is not established (NO in step S472), the process returns to step S261. Thus, in the third normal operation, whether or not to shift to the low pressure side abnormality elimination operation is performed by comparing the magnitudes of Te and Te2.
ステップS473では、制御装置108は、第2の絞り装置の開度をΔA5大きくして、ステップS474に進む。ここで、ΔA5を任意の値とすることができる。ステップS474では、再度温度センサ133により蒸発器内を流れる冷媒の温度Teを検出する。ステップS475では、ステップS474で検出した温度Teと予め定められた閾値Te2との大小関係を判定する。Te<Te2の関係が成立すれば(ステップS475でYES)、ステップS473に戻り、低圧側異常解消運転を継続する。Te<Te2の関係が成立しなければ(ステップS475でNO)、ステップS261に戻り(定常運転に復帰し)、低圧側異常解消運転を終了する。すなわち、第3通常運転では、低圧側異常解消運転を終了するか否かをTeとTe2との大小比較によって行う。
In step S473, the
図19のフローチャートに基づく制御によれば、高圧側異常解消運転を行わないと判定した場合であっても、低圧側異常解消運転により、蒸発器内を流れる冷媒の温度Teの過剰な低下を抑制することができる。 According to the control based on the flowchart of FIG. 19, even if it is determined that the high pressure side abnormality elimination operation is not performed, the low pressure side abnormality elimination operation is used to suppress an excessive decrease in the temperature Te of the refrigerant flowing in the evaporator. can do.
なお、第3通常運転では、放熱器内を流れる冷媒の温度Thに基づいて高圧側異常解消運転に移行するか否かおよび高圧側異常解消運転を終了するか否かの判定を行っているが、第2通常運転のように圧縮機101からの吐出冷媒の温度に基づいて判定を行ってもよい。
In the third normal operation, it is determined whether to shift to the high pressure side abnormality elimination operation and whether to end the high pressure side abnormality elimination operation based on the temperature Th of the refrigerant flowing in the radiator. The determination may be made based on the temperature of the refrigerant discharged from the
また、第3通常運転では、蒸発器内を流れる冷媒の温度Teに基づいて低圧側異常解消運転を行うか否かの判定を行っているが、他の値に基づいて判定することもできる。例えば圧縮機101に吸入される冷媒の温度を温度センサで測定して、検出された温度と別の閾値とを比較して、これに基づいて判定してもよい。すなわち、冷媒が低圧となる、第2の絞り装置よりも下流側であって圧縮機101よりも上流側であれば、どの位置に温度センサを設けてもよい。
Further, in the third normal operation, it is determined whether or not the low pressure side abnormality elimination operation is performed based on the temperature Te of the refrigerant flowing in the evaporator, but it can also be determined based on other values. For example, the temperature of the refrigerant sucked into the
また、温度センサの代わりに圧力センサを用いて、冷媒回路160における第2の絞り装置よりも下流側であって圧縮機101よりも上流側に存する冷媒の圧力を検出して、この値に基づいて低圧側異常解消運転を行うか否かを判定することもできる。
Further, by using a pressure sensor instead of the temperature sensor, the pressure of the refrigerant existing downstream of the second expansion device in the
(第4通常運転)
図20に第4通常運転を実施可能な冷凍サイクル装置450を示す。冷凍サイクル装置450は、暖房運転時に放熱器として機能する室内熱交換器102内を流れる冷媒の温度Thを測定可能な温度センサ131に加えて、気液分離器104内の冷媒の圧力を測定する圧力センサ140(中間圧側圧力センサ)および室内熱交換器102から流出する冷媒の温度を検出する温度センサ134(放熱器出口温度センサ)が設けられている点で、冷凍サイクル装置150とは異なる。上記以外には異なる点はなく、第4通常運転時の冷凍サイクル装置450の動作は、下記の制御を除いて第1通常運転時の冷凍サイクル装置150の動作と同じである。なお、図20に示す冷凍サイクル装置450では、暖房運転時に室内側絞り装置103および室外側絞り装置105を下記のように制御している。冷凍サイクル装置の冷房運転時に第4通常運転と同様の制御を実施するためには、温度センサ131を室外熱交換器106に、温度センサ134を室外側絞り装置105と室外熱交換器106との間にそれぞれ設け、室内側絞り装置103の役割と室外側絞り装置105の役割を逆転させればよい。(4th normal operation)
FIG. 20 shows a
第4通常運転においても、第1通常運転〜第3通常運転と同様、冷凍サイクルの高圧側の冷媒の圧力が高くなり過ぎる場合に、冷凍サイクルの高圧側の圧力が低下するようにしつつも、気液分離器104に流入する冷媒の圧力が飽和蒸気圧以下に保たれるように、高圧側異常解消運転を行う。第4通常運転における高圧側異常解消運転では、制御装置108が、第1の絞り装置の開度および第2の絞り装置の開度を、温度センサ131で検出される温度Th、温度センサ134で検出される温度Tecおよび圧力センサ140で検出される圧力Piに基づいて制御する。
Even in the fourth normal operation, as in the first normal operation to the third normal operation, when the pressure of the refrigerant on the high pressure side of the refrigeration cycle becomes too high, the pressure on the high pressure side of the refrigeration cycle is decreased, The high pressure side abnormality elimination operation is performed so that the pressure of the refrigerant flowing into the gas-
以下、制御装置108が行う室内側絞り装置103(第1の絞り装置)および室外側絞り装置105(第2の絞り装置)の開度の制御(高圧側異常解消運転)について、図21に示すフローチャートを参照しながら説明する。 Hereinafter, the control of the opening degree of the indoor expansion device 103 (first expansion device) and the outdoor expansion device 105 (second expansion device) performed by the control device 108 (high-pressure side abnormality elimination operation) is shown in FIG. This will be described with reference to a flowchart.
図21に示すフローチャートは、図14に示すフローチャートのステップS263とステップS264の間にステップS564〜ステップS568を追加したものである。以下では、図14のフローチャートと異なる部分について説明する。 The flowchart shown in FIG. 21 is obtained by adding steps S564 to S568 between steps S263 and S264 of the flowchart shown in FIG. Below, a different part from the flowchart of FIG. 14 is demonstrated.
第4通常運転では、ステップS263で、第1の絞り装置の開度をΔA3大きくするとともに第2の絞り装置の開度をΔA4大きくして、ステップS564に進む。第4通常運転では、ΔA3、ΔA4の値を任意の値とすることができる。 In the fourth normal operation, in step S263, the opening degree of the first throttling device is increased by ΔA3 and the opening degree of the second throttling device is increased by ΔA4, and the process proceeds to step S564. In the fourth normal operation, the values of ΔA3 and ΔA4 can be set to arbitrary values.
ステップS564では、温度センサ134によって放熱器から流出する冷媒の温度Tecを検出して、ステップS565に進む。
In step S564, the temperature Tec of the refrigerant flowing out of the radiator is detected by the
ステップS565では、ステップS261で検出した温度ThおよびステップS564で検出した温度Tecから飽和蒸気圧Pi6を決定する。飽和蒸気圧Pi6を決定する際にはテーブルなどを用いることができる。 In step S565, the saturated vapor pressure Pi6 is determined from the temperature Th detected in step S261 and the temperature Tec detected in step S564. When determining the saturated vapor pressure Pi6, a table or the like can be used.
次に、ステップS566では、圧力センサ140により、気液分離器104内の冷媒の圧力Piを検出してステップS567に進む。
Next, in step S566, the
ステップS567では、制御装置108は、圧力Piと飽和蒸気圧Pi6との大小関係を判定する。Pi>Pi6の関係が成立すれば(ステップS567でYES)、ステップS568に進み、第1の絞り装置の開度をΔA6小さくするとともに第2の絞り装置の開度をΔA7大きくして、ステップS264に進む。Pi>Pi6の関係が成立しなければ(ステップS567でNO)、ステップS264に進む。なお、ΔA6はΔA3よりも小さいため、ステップS263とステップS568の制御の両方を実施した場合であっても、放熱器内を流れる冷媒の(すなわち高圧側の)圧力は低下する。
In step S567, the
図21のフローチャートに基づく制御によれば、放熱器内を流れる高圧冷媒の圧力を所定値以下に低下させることができる。 According to the control based on the flowchart of FIG. 21, the pressure of the high-pressure refrigerant flowing in the radiator can be reduced to a predetermined value or less.
さらに、本制御によれば、気液分離器104内の冷媒の圧力をモニタリングして、必要に応じて下げることができる。これにより、第1通常運転〜第3通常運転の冷凍サイクル装置に比べると、第4通常運転では、より確実に気液分離器104内の冷媒の圧力を飽和蒸気圧以下にすることができる。
Furthermore, according to this control, the pressure of the refrigerant in the gas-
また、第1通常運転〜第3通常運転では、ステップS263(またはステップS363)のみによって気液分離器104に流入する冷媒の圧力を確実に飽和蒸気圧以下にしなければならない。したがって、第2の絞り装置の開度の変化量ΔA4を、実験などにより決められる変化量ΔA4よりもある程度大きくすることが好ましい。すなわち、気液分離器104に流入する冷媒の圧力が、必要以上に低くなるおそれがある。これに対し、第4通常運転では、ステップS564〜ステップS568により、気液分離器104に流入する冷媒の圧力を確実に飽和蒸気圧以下に保つことができる。したがって、ステップS263の際の変化量ΔA4を第1通常運転〜第3通常運転の際よりも小さくすることができる。これにより、気液分離器104に流入する冷媒の圧力が飽和蒸気圧以下であって飽和蒸気圧に近い値となるように第2の絞り装置の開度を制御することができ、より効率的に運転可能な冷凍サイクル装置を構成することができる。
In the first normal operation to the third normal operation, the pressure of the refrigerant flowing into the gas-
また、温度センサ131により放熱器内を流れる冷媒の温度Thを検出する代わりに、冷媒回路160における圧縮機101よりも下流側であって第1の絞り装置よりも上流側に存する冷媒の圧力を検出して、この値に基づいて高圧側異常解消運転に移行するか否かおよび高圧側異常解消運転を終了するか否かの判定を行ってもよい。このようにすれば、この値および温度Tecから飽和蒸気圧を決定することもできる。
Further, instead of detecting the temperature Th of the refrigerant flowing in the radiator by the
また、第4通常運転では、気液分離器104内の冷媒の圧力Piを、気液分離器104内に設けた圧力センサ140によって直接的に検出しているが、必ずしも直接的に検出する必要はない。例えば、冷媒回路160における第1の絞り装置と気液分離器104の間もしくは気液分離器104と第2の絞り装置の間またはインジェクション路170の冷媒の圧力または温度から間接的に気液分離器104内の冷媒の圧力Piを決定してもよい。
In the fourth normal operation, the pressure Pi of the refrigerant in the gas-
また、第4通常運転では、検出した温度Thおよび温度Tecから飽和蒸気圧Pi6を決定しているが、飽和蒸気圧Pi6として例えば温度センサ131の検出値に応じた値を用いてもよい。これにより、制御装置108が行う制御が簡易化され、計算機資源の観点から有益な構成を得ることができる。
In the fourth normal operation, the saturated vapor pressure Pi6 is determined from the detected temperature Th and temperature Tec. However, for example, a value corresponding to the detected value of the
上記説明した第1通常運転〜第4通常運転をまとめると、以下のように表現することができる。 The above-described first normal operation to fourth normal operation can be summarized as follows.
すなわち、通常運転を実施可能な冷凍サイクル装置は、冷媒を圧縮する圧縮機、前記圧縮機で圧縮された冷媒を放熱させる放熱器、前記放熱器で放熱した冷媒を膨張させる第1の絞り装置、前記第1の絞り装置で膨張した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する気液分離器、前記気液分離器で分離された液相冷媒を膨張させる第2の絞り装置、および前記第2の絞り装置で膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器を含む冷媒回路と、前記気液分離器で分離された気相冷媒を前記圧縮機に圧縮過程の途中で供給するインジェクション路と、前記冷媒回路における前記圧縮機よりも下流側であって前記第1の絞り装置よりも上流側に存する冷媒の温度または圧力を検出する高圧側検出手段と、前記高圧側検出手段の検出値が所定値を超えたときに、前記第1の絞り装置の開度を大きくするとともに前記第2の絞り装置の開度を大きくすることにより、前記気液分離器内の冷媒の圧力を飽和蒸気圧以下に保ちつつ冷凍サイクルの高圧を低下させる高圧側異常解消運転を行う制御装置と、を備えることが好ましい。 That is, a refrigeration cycle apparatus capable of performing normal operation includes a compressor that compresses a refrigerant, a radiator that radiates the refrigerant compressed by the compressor, a first throttle device that expands the refrigerant radiated by the radiator, A gas-liquid separator that separates the refrigerant expanded in the first expansion device into a gas-phase refrigerant and a liquid-phase refrigerant; a second expansion device that expands the liquid-phase refrigerant separated in the gas-liquid separator; and A refrigerant circuit including an evaporator for evaporating the refrigerant expanded by the second expansion device, an injection path for supplying the gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator to the compressor during the compression process, and the refrigerant A high pressure side detecting means for detecting a temperature or pressure of a refrigerant existing downstream of the compressor in the circuit and upstream of the first throttle device; and a detection value of the high pressure side detecting means is a predetermined value. When exceeded By increasing the opening of the first throttle device and increasing the opening of the second throttle device, the high pressure of the refrigeration cycle is reduced while keeping the pressure of the refrigerant in the gas-liquid separator below the saturated vapor pressure. And a control device that performs the high-pressure side abnormality elimination operation to be performed.
この構成によれば、冷凍サイクルの高圧側の冷媒の圧力が高くなり過ぎる場合に、第1の絞り装置の開度を大きくして、冷凍サイクルの高圧側の冷媒の圧力を下げることができる。さらに、上記の冷凍サイクル装置によれば、第1の絞り装置の開度を大きくするのみならず、第2の絞り装置の開度も大きくする。第2の絞り装置の開度を大きくすると、気液分離器内の冷媒の圧力が下がる。すなわち、第1の絞り装置の開度を大きくするとともに第2の絞り装置の開度も大きくするすると、冷凍サイクルの高圧側の冷媒の圧力を下げつつも、気液分離器内の冷媒の圧力の上昇を抑制し、飽和蒸気圧以下に保つことができる。したがって、冷凍サイクルの高圧側の圧力の異常上昇を抑制できるとともに、圧縮機への液冷媒のインジェクションを防ぎつつも圧縮機に冷媒をインジェクションすることができる。 According to this configuration, when the pressure of the refrigerant on the high pressure side of the refrigeration cycle becomes too high, the opening of the first throttling device can be increased to reduce the pressure of the refrigerant on the high pressure side of the refrigeration cycle. Furthermore, according to the refrigeration cycle apparatus described above, not only the opening degree of the first expansion device is increased, but also the opening amount of the second expansion device is increased. When the opening degree of the second expansion device is increased, the pressure of the refrigerant in the gas-liquid separator decreases. That is, when the opening degree of the first throttling device is increased and the opening degree of the second throttling device is also increased, the pressure of the refrigerant in the gas-liquid separator is reduced while lowering the pressure of the refrigerant on the high pressure side of the refrigeration cycle. Can be suppressed and kept below the saturated vapor pressure. Therefore, an abnormal increase in pressure on the high-pressure side of the refrigeration cycle can be suppressed, and the refrigerant can be injected into the compressor while preventing the liquid refrigerant from being injected into the compressor.
上記の冷凍サイクル装置は、前記冷媒回路における前記第2の絞り装置よりも下流側であって前記圧縮機よりも上流側に存する冷媒の温度または圧力を検出する低圧側検出手段をさらに備え、前記制御装置は、前記高圧側異常解消運転を行わないときでも、前記低圧側検出手段の検出値が所定値よりも小さいときには、前記第2の絞り装置の開度を徐々に大きくする低圧側異常解消運転を行うことが好ましい。 The refrigeration cycle apparatus further includes low-pressure side detection means for detecting the temperature or pressure of the refrigerant existing downstream of the second throttle device and upstream of the compressor in the refrigerant circuit, Even when the controller does not perform the high-pressure side abnormality elimination operation, when the detected value of the low-pressure side detection means is smaller than a predetermined value, the low-pressure side abnormality elimination that gradually increases the opening of the second throttle device It is preferable to operate.
また、上記の冷凍サイクル装置では、前記制御装置は、前記高圧側異常解消運転の際に、前記第1の絞り装置の開度を所定量ΔA3だけ大きくするとともに前記第2の絞り装置の開度を所定量ΔA4だけ大きくする主工程を、前記高圧側検出手段の検出値が前記所定値を下回るまで繰り返すことが好ましい。 In the refrigeration cycle apparatus, the control device increases the opening of the first expansion device by a predetermined amount ΔA3 and performs the opening of the second expansion device during the high-pressure side abnormality elimination operation. It is preferable to repeat the main step of increasing the value by a predetermined amount ΔA4 until the detection value of the high-pressure side detection means falls below the predetermined value.
上記の冷凍サイクル装置では、前記高圧側検出手段は、前記放熱器内を流れる冷媒の温度を検出する放熱器温度センサであり、前記気液分離器内の冷媒の圧力を検出する圧力センサと、前記放熱器から流出する冷媒の温度を検出する放熱器出口温度センサと、をさらに備え、前記制御装置は、前記主工程を実行する度に、前記放熱器温度センサおよび前記放熱器出口温度センサの検出値から前記気液分離器に流入する冷媒の飽和蒸気圧を算出するとともに、前記圧力センサで検出される圧力が前記飽和蒸気圧を超えるか否かを判定し、前記圧力センサで検出される圧力が前記飽和蒸気圧を超えるときには、前記第1の絞り装置の開度を前記所定量ΔA3よりも小さい範囲内で小さくするとともに、前記第2の絞り装置の開度をさらに大きくすることが好ましい。 In the refrigeration cycle apparatus, the high-pressure side detection means is a radiator temperature sensor that detects a temperature of the refrigerant flowing in the radiator, and a pressure sensor that detects a pressure of the refrigerant in the gas-liquid separator; A radiator outlet temperature sensor for detecting the temperature of the refrigerant flowing out of the radiator, and the control device includes a radiator temperature sensor and a radiator outlet temperature sensor each time the main process is executed. The saturated vapor pressure of the refrigerant flowing into the gas-liquid separator is calculated from the detected value, and whether or not the pressure detected by the pressure sensor exceeds the saturated vapor pressure is detected by the pressure sensor. When the pressure exceeds the saturated vapor pressure, the opening of the first throttle device is reduced within a range smaller than the predetermined amount ΔA3, and the opening of the second throttle device is further increased. It is preferable.
本発明の冷凍サイクル装置は、給湯用や空調用など、様々な用途の冷凍サイクル装置として利用することができる。 The refrigeration cycle apparatus of the present invention can be used as a refrigeration cycle apparatus for various purposes such as for hot water supply and air conditioning.
ステップS502では、検出した温度Te、制御装置108に格納されている1タイムステップ前に検出した温度Te’、およびタイムステップΔtから蒸発器内を流れる冷媒の温度の時間変化率ΔTeを算出する。
In step S502, the time change rate ΔTe of the temperature of the refrigerant flowing in the evaporator is calculated from the detected temperature Te, the temperature Te ′ detected one time step stored in the
Claims (8)
前記気液分離器で分離された気相冷媒を前記圧縮機に圧縮過程の途中で供給するインジェクション路と、
前記冷媒回路における前記第1の絞り装置よりも下流側であって前記第2の絞り装置の上流側または前記インジェクション路内に存する冷媒の温度または圧力を検出する検出手段と、
起動運転、デフロスト運転または停止運転の際、前記気液分離器に流入する冷媒の圧力が飽和蒸気圧よりも低い所定圧力を超えたことを前記検出手段によって検知したときに、前記第1の絞り装置の開度を小さくする制御装置と、
を備える、冷凍サイクル装置。A compressor that compresses the refrigerant; a condenser that condenses the refrigerant compressed by the compressor; a first expansion device that expands the refrigerant condensed by the condenser; and a refrigerant expanded by the first expansion device A gas-liquid separator that separates the refrigerant into a liquid-phase refrigerant, a second expansion device that expands the liquid-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator, and an evaporation that evaporates the refrigerant expanded by the second expansion device A refrigerant circuit including a circulator, wherein the refrigerant circuit circulates a refrigerant that does not enter a supercritical state after being compressed by the compressor;
An injection path for supplying the gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator to the compressor during the compression process;
Detecting means for detecting the temperature or pressure of the refrigerant existing downstream of the first throttle device in the refrigerant circuit and upstream of the second throttle device or in the injection path;
When the detection means detects that the pressure of the refrigerant flowing into the gas-liquid separator exceeds a predetermined pressure lower than the saturated vapor pressure during the start-up operation, the defrost operation, or the stop operation, the first throttling A control device for reducing the opening of the device;
A refrigeration cycle apparatus comprising:
前記制御装置は、前記起動運転、デフロスト運転または停止運転の際、前記温度センサで検出される温度Tiと閾値Ti1とを対比し、Ti>Ti1の関係が成立すれば、前記気液分離器に流入する冷媒の圧力が前記所定圧力を超えたと判定する、請求項1または2に記載の冷凍サイクル装置。The detection means is a temperature sensor;
The control device compares the temperature Ti detected by the temperature sensor with the threshold value Ti1 during the start-up operation, defrost operation or stop operation, and if the relationship of Ti> Ti1 is established, The refrigeration cycle apparatus according to claim 1 or 2, wherein it is determined that the pressure of the refrigerant flowing in exceeds the predetermined pressure.
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