JPWO2014091612A1 - 空気調和装置 - Google Patents

空気調和装置 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2014091612A1
JPWO2014091612A1 JP2014551812A JP2014551812A JPWO2014091612A1 JP WO2014091612 A1 JPWO2014091612 A1 JP WO2014091612A1 JP 2014551812 A JP2014551812 A JP 2014551812A JP 2014551812 A JP2014551812 A JP 2014551812A JP WO2014091612 A1 JPWO2014091612 A1 JP WO2014091612A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat source
source side
refrigerant
heat exchanger
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014551812A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6021943B2 (ja
Inventor
侑哉 森下
侑哉 森下
外囿 圭介
圭介 外囿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Application granted granted Critical
Publication of JP6021943B2 publication Critical patent/JP6021943B2/ja
Publication of JPWO2014091612A1 publication Critical patent/JPWO2014091612A1/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • F25B47/00Arrangements for preventing or removing deposits or corrosion, not provided for in another subclass
    • F25B47/02Defrosting cycles
    • F25B47/022Defrosting cycles hot gas defrosting
    • 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
    • F25B13/00Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/30Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/41Defrosting; Preventing freezing
    • 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
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/005Outdoor unit expansion valves
    • 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
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/023Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units
    • F25B2313/0233Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units in parallel arrangements
    • 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
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/025Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple outdoor units
    • F25B2313/0253Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple outdoor units in parallel arrangements
    • 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
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/031Sensor arrangements
    • F25B2313/0315Temperature sensors near the outdoor heat exchanger
    • 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
    • F25B2400/13Economisers
    • 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
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/25Control of valves
    • F25B2600/2513Expansion valves
    • 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
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/19Pressures
    • F25B2700/193Pressures of the compressor
    • F25B2700/1931Discharge pressures
    • 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
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/19Pressures
    • F25B2700/193Pressures of the compressor
    • F25B2700/1933Suction pressures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

圧縮機1、四方弁2、熱源側熱交換器3及び膨張弁7を有する複数の熱源側ユニットA,Bと、負荷側絞り装置12及び負荷側熱交換器11を有する1又は複数の負荷側ユニットX,Yとを配管接続して冷媒を循環させる冷媒回路を構成する空気調和装置において、圧縮機1から熱源側熱交換器3に冷媒を流入させて霜取を行う霜取運転を行う際、膨張弁7の開度を制御して熱源側熱交換器3における冷媒の凝縮を制御する制御装置100を備えるものである。

Description

この発明は、ヒートポンプ式の空気調和装置に関わるものである。特に複数の熱源側ユニットを並列に接続して構成する空気調和装置の霜取運転に係る制御に関するものである。
従来、熱源側熱交換器を複数有する空気調和装置は、霜取運転(除霜運転)している室外機の低圧側に他の室外機の高圧ガス冷媒を供給し、霜取運転していない室外機の圧縮機の能力を霜取運転に利用しているものがある(例えば、特許文献1参照)。
また、各熱源側熱交換器に係る温度に基づいて除霜要否を判断し、さらに熱源側熱交換器に係る温度が低い又は前記圧縮機の運転時間が長い熱源側ユニットについて除霜運転を
順次行うことで暖房を継続しつつ、霜取を行う(例えば、特許文献2参照)。
特開平7−332815号公報(第3―4頁、第1図) 特願2008−239040号公報(第1―3頁、第6図)
従来のような空気調和装置においては、霜取に係る熱源側熱交換器における熱交換量は、圧縮機が送り込む冷媒量により制御するしかないが圧縮機からの冷媒量を多くし過ぎると高圧過昇を招くおそれがある。このため、圧縮機からの冷媒量は熱源側熱交換器の状態に関係なく一定としている。したがって、霜取時間が長くなることがあり、場合によっては平均暖房能力が低下する等の問題があった。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、より効率的に熱源側熱交換器の霜取を行うことができる空気調和装置を得ることを目的とする。
この発明に係る空気調和装置は、圧縮機、四方弁、熱源側熱交換器及び熱源側絞り装置を有する複数の熱源側ユニットと、負荷側絞り装置及び負荷側熱交換器を有する1又は複数の負荷側ユニットとを配管接続して冷媒を循環させる冷媒回路を構成する空気調和装置において、圧縮機から熱源側熱交換器に冷媒を流入させて霜取を行う霜取運転を行う際、熱源側絞り装置の開度を制御して熱源側熱交換器における冷媒の凝縮を制御する制御装置を備えるものである。
この発明の空気調和装置は上記のように構成したので、制御装置が霜取運転中の熱源側絞り装置の開度を制御し、室外機側熱交換器に冷媒が溜まりやすくすることで、霜取に必要な熱交換量を確保でき、高圧過昇を抑えつつ、霜取運転の時間を短くすることができるので、暖房運転中にも、暖房能力の低下が小さくすることができる。
この発明の実施の形態1に係る空気調和装置の構成を示す図である。 この発明の実施の形態1に係る空気調和装置の霜取運転に係る処理を示す図である。 この発明の実施の形態2に係る空気調和装置における制御装置100の処理を示す図である。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る空気調和装置の構成を示す図である。図1の空気調和装置は、熱源側ユニット(室外機)A、Bと負荷側ユニット(室内機)X、Yとを備え、これらをガス配管40及び液配管41で連結し、冷媒回路を構成して冷媒を循環させ、対象空間の暖房又は冷房を行うものである。以下、熱源側ユニットA、B、また負荷側ユニットX、Yの構成手段等に関しては、例えば共通事項を説明する等、特に区別する場合を除き、添字を省略して説明する場合がある。また、図1を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものと異なる場合がある。
本実施の形態では、熱源側ユニットA、Bは、圧縮機1、四方弁2、熱源側熱交換器3、アキュムレータ4及び膨張弁7を有し、冷媒回路の一部を構成する。圧縮機1は、吸入した冷媒を圧縮し、駆動周波数に基づいて任意の圧力を加えて送り出す(吐出する)。本実施の形態の圧縮機1は、例えば駆動周波数を任意に変化させることにより容量(単位時間あたりの冷媒を送り出す量)を変化させることができる、インバータ回路を備えた容量可変のインバータ圧縮機とする。
四方弁2は、制御装置100からの指示に基づいて冷房運転時と暖房運転時とによって冷媒の流れを切り替える。熱源側熱交換器3は、冷媒と空気(室外の空気)との熱交換を行う。例えば、暖房運転時においては蒸発器として機能し、熱源側ユニットに流入した冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒を蒸発させ、気化させる。また、冷房運転時においては凝縮器として機能し、四方弁2側から流入した圧縮機1において圧縮された冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒を凝縮して液化させる。また、アキュムレータ4は、例えば液体の余剰冷媒を貯めておくために設けている。
熱源側絞り装置となる膨張弁7は、本実施の形態では特に制御装置100の指示に基づいて冷媒の流量調整(圧力調整)を行う。本実施の形態では、流量調整を行うことにより、霜取運転時に冷媒が熱源側熱交換器3内に留まる時間等を調整して熱源側熱交換器3における熱交換量を調整する。このため、ここでは霜取運転以外の運転では全開とする。
また、熱源側ユニットA、Bは、過冷却膨張弁5、過冷却器となる冷媒間熱交換器6、開閉弁8、開閉弁9及びバイパス配管10により構成するバイパス流路(過冷却流路)を有している。基本的には冷房運転時に冷媒回路を流れる冷媒を過冷却するために利用するが、本実施の形態においては、霜取運転時に利用するものとして説明する。冷媒間熱交換器6は、冷媒回路を流れる冷媒と、冷媒回路から分岐して過冷却膨張弁5により流量調整(圧力調整)された冷媒との間で熱交換を行う。過冷却膨張弁5、冷媒間熱交換器6を流れる冷媒は、バイパス配管10を介して、アキュムレータ4の冷媒流入側の配管又は四方弁2とガス配管40との間の配管に流れる。どちらの配管に流すかについては、開閉弁8、開閉弁9の開閉により決定する。通常は、開閉弁8を開放し、開閉弁9を閉止してアキュムレータ4の冷媒流入側の配管に冷媒を流す。本実施の形態では、霜取運転時に開閉弁8を閉止し、開閉弁9を開放して四方弁2とガス配管40との間の配管に流し、四方弁2を通過するようにする。
一方、負荷側ユニットX、Yは、負荷側熱交換器11、負荷側絞り装置(膨張弁)12を有し、冷媒回路の一部を構成する。負荷側熱交換器11は冷媒と空気との熱交換を行う。例えば、暖房運転時においては凝縮器として機能し、ガス配管40から流入した冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒を凝縮させて液化(又は気液二相化)させ、液配管41側に流出させる。一方、冷房運転時においては蒸発器として機能し、冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒に空気の熱を奪わせて蒸発させて気化させ、ガス配管40側に流出させる。また、流量調整弁、膨張弁等の負荷側絞り装置12は、開度を変化させることで、例えば負荷側熱交換器11における冷媒の圧力調整等を行う。
制御装置100は、例えばマイクロコンピュータ等からなる処理手段を有し、空気調和装置の各手段を制御する。ここで、本実施の形態では、1台の制御装置100が2台の熱源側ユニットA、Bに係る制御等の処理を行うものとするが、例えば、制御装置100を各熱源側ユニットにそれぞれ設け、いずれかの制御装置100が全体の制御に係る判断等を行うようにしてもよい。また、遠隔制御等ができる場合には、熱源側ユニット内になくてもよい。
また、本実施の形態の空気調和装置においては、各種物理量を検出する検出手段(センサ)を設け、検出手段は検出に係る信号を制御装置100に送る。熱源側温度センサ22は、熱源側熱交換器3に流入出する気液二相冷媒又は液冷媒の温度を検出する。本実施の形態では、霜取運転において熱源側熱交換器3から流出する冷媒の温度を検出する。外気温度センサ23は、例えば熱源側熱交換器3の近傍において、外気の温度を検出する。また、高圧圧力センサ33は圧縮機1と四方弁2の間に設けられ、圧縮機1の吐出圧力(冷媒回路の高圧側の圧力)を検出する。制御装置100は高圧圧力センサ33が検出する圧力に基づいて凝縮温度を得ることができる。低圧圧力センサ34は、例えば四方弁2とアキュムレータ4との間の配管において、冷媒回路の低圧側の圧力を検出する。
次に、図1に基づいて、本実施の形態の空気調和装置の暖房運転における動作等について説明する。冷媒の流れは点線矢印で示している。圧縮機1を駆動して暖房運転を開始する。圧縮機1が吐出した高温・高圧のガス冷媒は四方弁2を経由して熱源側ユニットから流出する。ここで、他方の熱源側ユニットが後述する霜取運転を行っている場合には、ガス配管40を通過した冷媒は、一部が負荷側ユニットに流入し、残りが他方の熱源側ユニットの四方弁2に流入する。負荷側ユニット側に流れた冷媒は暖房に寄与し、他方の熱源側ユニット側に流れた冷媒は霜取運転に寄与する。
ガス配管40を通過して負荷側ユニットに流入した冷媒は負荷側熱交換器11に流入する。この負荷側熱交換器11では、ガス冷媒は、加熱対象となる空気等に放熱しながら凝縮液化して、低温、高圧の液冷媒となる。一方、加熱対象となる空気等は加熱され、暖房が行われる。
凝縮液化した液冷媒は、負荷側絞り装置12において減圧され、液冷媒又は気液二相冷媒の状態で負荷側ユニットから流出する。そして液配管41を経由して熱源側ユニットに流入する。
熱源側ユニットに流入した冷媒は熱源側熱交換器3で例えば外気と熱交換することによって、外気から吸熱し、蒸発ガス化してガス冷媒となる。そして、四方弁2、アキュムレータ4を経由して再度、圧縮機1に吸入される。
例えば、空調負荷が大きく、暖房能力を必要とする場合、空気調和装置は、熱源側ユニットAと熱源側ユニットBとを同時に運転させることができる。複数系統の熱源側ユニットA及び熱源側ユニットBとを同時に運転させることによって冷凍サイクルを循環する冷媒流量を増加させることができ、それに伴って暖房能力を向上させることができる。熱源側ユニットAを暖房運転させた状態で、熱源側ユニットBを暖房運転を開始するようにしてもよい。
熱源側ユニットAと熱源側ユニットBとの両方による暖房運転を行う場合、各熱源側ユニットからそれぞれ流出した冷媒は、ガス配管40の合流部部分において合流して負荷側ユニットに流入する。また、負荷側ユニットから流出した冷媒は液配管41の分岐部分において分岐し、熱源側ユニットAと熱源側ユニットBとにそれぞれ流入する。
さらに図1に基づいて、本実施の形態の空気調和装置の霜取運転における動作等について説明する。熱源側ユニット内の冷媒の流れは実線矢印で示している。空気調和装置が暖房運転をしているとき、熱源側熱交換器3は蒸発器して機能する。このため、熱源側熱交換器3の周辺の空気の温度が低下すると空気中の水分が霜となって熱源側熱交換器3に付着することがある。熱源側熱交換器3に付着した霜をそのままにしておくと、熱源側熱交換器3における熱交換量が減少し、冷凍サイクルを利用した空気調和能力が低下してしまう。そこで、本実施の形態に係る空気調和装置では、効率良く熱源側熱交換器3の霜取を行うようにしたものである。ここでは、例として、熱源側ユニットAのみを霜取運転する場合について説明する。熱源側ユニットBを霜取運転する場合についても同様である。
熱源側ユニットAにおける霜取運転を開始すると、四方弁2Aを暖房運転における流路の接続状態から反転し(切り替え)、熱源側熱交換器3Aの霜取運転を開始する。これにより、圧縮機1Aから吐出された高温・高圧のガス冷媒は四方弁2Aを介して熱源側熱交換器3Aに流入して霜を融解するとともに、一部又はすべての冷媒は凝縮して液化する。そして、膨張弁7Aを通過する。膨張弁7Aの制御については後述する。
そして、膨張弁7Aを通過した冷媒は、一部が熱源側ユニットAから流出して液配管41においいて、暖房により負荷側ユニットから流出した液冷媒又は気液二相冷媒と合流する。そして、熱源側ユニットBの熱源側熱交換器3B、四方弁2B、アキュムレータ4Bの順に流れて圧縮機1Bに吸入される。
ここで、前述したように、霜取運転を行っている熱源側ユニットAには、暖房運転を行っている熱源側ユニットBから高温・高圧のガス冷媒がガス配管40を介して流入する。このため、高圧側と低圧側との圧力差が小さくなり、四方弁2Aが切り替わってしまう可能性がある。そこで、過冷却膨張弁5Aを全開にし、開閉弁8を閉止して開閉弁9を開放して膨張弁7Aを通過した冷媒の一部をバイパス流路を通過させる。そして、バイパス配管10を介して熱源側ユニットBからのガス冷媒を混合させ、減圧した冷媒が四方弁2Aを通過するようにする。
以上のように、熱源側ユニットが複数台の場合、1台ずつ霜取運転を行うことができ、暖房能力をゼロにすることなく、霜取することができる。ここで、本実施の形態では、霜取運転において、熱源側熱交換器3の凝縮能力を確保しつつ、高圧過昇しないように、膨張弁7の開度を調整しながら行うものとする。
図2はこの発明の実施の形態1に係る空気調和装置の霜取運転に係る処理を示す図である。ここでは熱源側ユニットAのみが霜取運転を行い、熱源側ユニットBが暖房運転を行う場合について説明する。制御装置100は、熱源側ユニットAの霜取運転を行うものと判断すると、四方弁2Aを暖房運転における流路の接続状態から反転させる(切り替える)(S1)。これにより、前述したように、圧縮機1Aが吐出した高温・高圧のガス冷媒は四方弁2Aを介して熱源側熱交換器3Aに送られる。送られた冷媒は霜を融解させる。霜に放熱したガス冷媒は凝縮により液化することになる。
ここで、膨張弁7Aの開度を小さくすると、熱源側熱交換器3A内に冷媒が長い時間留まるため、熱交換を促し、熱交換能力がより大きくなる。制御装置100は、膨張弁7Aの開度を、熱源側温度センサ22Aの検出に係る温度と高圧圧力センサ33Aの検出に係る圧力から導かれる凝縮飽和温度(凝縮温度)との差(以下、SCとする)を算出し(S2)、SCに基づいて制御を行う。
SC<0の場合、膨張弁7Aの入口は気液二相又はガス状態であるため、さらに熱交換が可能な状態といえる。また、SC>0の場合、膨張弁7Aに流入する冷媒は液状態であるため、全ての冷媒が液化したといえる。ここで、SCが大きすぎると、熱源側熱交換器3Aに液が貯まり過ぎ、熱源側熱交換器3Aにおける冷媒密度が上昇するため、高圧過昇の原因となる。よって、SCはある一定の正の値の範囲内にあることが望ましい。このようなSCの範囲をSC1≦SC≦SC2とする。ここで、SC1=0に設定すると裕度がないため、SC1はセンサの誤差等を考慮した正の値とする。
そして、制御装置100は、SC<SC1であるかどうかを判断する(S3)。SC<SC1であると判断すると、膨張弁7Aの開度を小さくする(S4)。また、SC<SC1でないと判断すると、SC2<SCであるかどうかを判断する(S5)。SC2<SCであると判断すると膨張弁7Aの開度を大きくする(S6)。
このように、熱源側ユニットAのみが霜取運転を行うときに、熱源側熱交換器3Aの出口側に膨張弁7Aを有し、膨張弁7Aの開度を制御することで、高圧過昇を生じないようにしつつ、熱源側熱交換器3Aにおける熱交換を促すことで、凝縮能力(熱交換量)を大きくし、霜取の効率を上げることができる。
ここで、熱源側熱交換器3A内で液化した冷媒は、その後、負荷側熱交換器4、過冷却膨張弁5を通過した気液二相冷媒と混合して熱源側ユニットBに流入し、熱源側熱交換器3B、四方弁2B、アキュムレータ4Bの順に流れて圧縮機1Bに吸入される。
また、熱源側ユニットBの圧縮機1Bが吐出した高温・高圧のガス冷媒は四方弁2Bを介して、一方は負荷側ユニットX、Yの方に、他方は熱源側ユニットAの四方弁2Aの方に分岐する。ここで、負荷側ユニットX、Yに送られる冷媒量が減少するため、負荷側ユニットX、Yにおける暖房能力が減少する可能性がある。また、圧縮機1Aと圧縮機1Bの両方が吐出した高圧の冷媒が四方弁2Aに流入することになるため、四方弁2Aの誤動作(意図しない切替)が起こる可能性がある。
そこで、本実施の形態では、過冷却膨張弁5Aと開閉弁9Aとを開き(開閉弁8Aは閉)、冷媒間熱交換器6Aを通過した低圧の気液二相冷媒又は低圧の液冷媒と熱源側ユニットBからの高圧のガス冷媒とを混合し、低圧にして四方弁2Aを通過させる。過冷却回路6Aから冷媒を供給することで、負荷側ユニットX、Yからの流入量を減少させることが可能となり、負荷側ユニット側の能力確保につなげることができる。また、四方弁2Aの片側は低圧となるため、四方弁2Aの誤動作を防止することも可能となる。ここで、他の方法として、四方弁2の手前に膨張弁又はキャピラリーチューブ等、圧力損失となる手段を設けることによっても、四方弁2Aの誤動作防止等をはかることができる。
四方弁2Aに流れた冷媒は、アキュムレータ4Aにおいて、液冷媒とガス冷媒とに分離され、ガス冷媒が圧縮機1Aに吸入される。熱源側ユニットAは霜取運転を、熱源側ユニットBは暖房運転を実現する。
制御装置100は、S5において、SC2<SCでないと判断すると、霜取運転を終了するかどうかを判断する(S7)。霜取運転を終了しないと判断すると、S2に戻って処理を続ける。一方、霜取運転を終了するものと判断すると、四方弁2Aを霜取運転における流路の接続状態から反転し(S8)、熱源側ユニットAに暖房運転を開始させる(S9)。
以上のように、実施の形態1の空気調和装置によれば、一方の熱源側ユニットのみ霜取運転を行う場合、他方の熱源側ユニットから高圧のガス冷媒が熱源側ユニットAに供給する冷媒回路に対し、冷媒間熱交換器6Aからも冷媒を供給可能に構成したので、熱源側ユニットBからの高圧ガスの供給量を減少させ、負荷側ユニットX、Yに流れる冷媒量の減少を抑えることができ、暖房能力の低下を抑えることができる。また、熱源側ユニットBから流入する高圧のガス冷媒とバイパス配管10Aを通過した冷媒とを冷媒間熱交換器6Aから低圧の冷媒を供給し圧力を下げた後、四方弁2に送ること返すことで、圧力差をつけることができるので、四方弁2が勝手に切り替わる等することがなく、誤動作を防止することができる。
実施の形態2.
図3はこの発明の実施の形態2に係る空気調和装置における制御装置100の処理を示す図である。本実施の形態における空気調和装置は、実施の形態1と同じ構成であるものとする。このため、本実施の形態においても、図1に基づいて説明する。本実施の形態では、例えば2台の熱源ユニットの一方の熱源側ユニットにおいて霜取運転を行っている際に、他方の熱源側ユニットにおいて霜取運転を行うか、例えば暖房運転を継続するかを決定する手順について説明する。
制御装置100は、いずれかの熱源側温度センサ22の検出に係る温度が所定の温度以下であると判断すると霜取運転を開始する。ここでは、熱源側ユニットAの熱源側温度センサ22Aの検出温度TH22Aが所定の温度以下となり、霜取運転を開始している場合について説明する。
また、本実施の形態では、熱源側ユニットBが霜取運転を行うかどうかの判断基準として、霜取開始設定温度TH22B1及び霜取開始設定温度TH22B2を設定する。ここで、TH22B2>TH22B1であるものとする。
制御装置100は、熱源側ユニットAが霜取運転中であると判断すると(S11)、さらに、TH22BがTH22B1以下であるかどうかを判断する(S12)。TH22BがTH22B1以下であると判断すると、熱源側ユニットBの霜取運転をすぐに行う必要があるとして霜取運転を行う(S15)。したがって、熱源側ユニットA、Bは2台とも霜取運転を行うことになる。
また、TH22BがTH22B1以下でないと判断すると、TH22BがTH22B2以上であるかどうかを判断する(S13)。TH22BがTH22B2以上であると判断すると、熱源側ユニットBには霜取運転の必要がないとして、S11に戻って熱源側ユニットAのみの霜取運転を継続する。ここで、負荷側ユニットにおける暖房能力をまかなうため、制御装置100は、熱源側ユニットBの圧縮機1Bの駆動周波数を上げる等の制御をしてもよい。
一方、S13において、TH22BがTH22B2以上でない(TH22B1<TH22B<TH22B2となる)と判断すると、全負荷側ユニットが必要な暖房能力(運転容量)Qjを計算して所定値Qjhと比較する(S14)。ここで、所定値Qjhは、1台の熱源側ユニットの暖房運転により供給することができる運転容量以下であることが望ましい。
例えば、全負荷側ユニットの運転容量Qjが所定値Qjhより多い場合、1台の熱源側ユニットで全負荷側ユニットにおける暖房能力をまかなうことができない。また、このまま暖房運転を継続すると霜取運転となる可能性が高い。また、TH22B1<TH22Bの段階で霜取運転を行うことで霜取にかかる時間を短くすることが期待でき、暖房能力確保の効率化をはかることができる。そこで、QjがQjhより多いと判断すると、熱源側ユニットBについても霜取運転を行うものとする(S15)。
全負荷側ユニットの運転容量Qjが所定値Qjh以下の場合、熱源側ユニットBが暖房運転を継続すれば全負荷側ユニットの暖房能力をまかなうことができるので、熱源側ユニットBは霜取運転を行わない。よって、熱源側ユニットAのみ霜取運転を行う。
ここでは、霜取開始設定温度TH22B2を設定するようにしたが、これに限定するものではない。例えば、外気を検出する外気温度センサを有している場合には、外気温度センサの検出に係る外気の温度に基づいて判断を行うようにしてもよい。例えば外気の温度が所定の温度以上の場合には、熱源側ユニットBにおいて霜取運転を行わないものとし、所定の温度より低い場合には、全負荷側ユニットの運転容量Qjに基づく判断を行う。同様に、熱源側ユニットBの低圧側における冷媒の圧力に基づいて判断を行うようにしてもよい。例えば熱源側ユニットBの低圧側における冷媒の圧力が所定の圧力以上の場合には、、熱源側ユニットBにおいて霜取運転を行わないものとし、所定の圧力より低い場合には、全負荷側ユニットの運転容量Qjに基づく判断を行う。
以上のように、実施の形態2の空気調和装置によれば、熱源側ユニットのうち、1台の熱源側ユニットが霜取運転となった場合、残りの熱源側ユニットの運転状態と負荷側ユニットが必要とする暖房能力を確認し、残りの熱源側ユニットが暖房運転継続可能又は負荷側ユニットの暖房能力を確保可能なときには1台の熱源側ユニットのみで霜取運転を行うようにしたので、霜取運転と暖房運転との継続を実現することができる。一方、負荷側の暖房能力が大きい又は残りの熱源側ユニットが暖房運転継続が可能と言い難い状態であれば、例えば、残りの熱源側ユニットを霜取運転させることで、一時的に暖房を中断しつつ、早期に暖房運転を行う熱源側ユニットの台数を多くすることで、より効率的に暖房能力の確保を行うことができる。
実施の形態3.
前述した実施の形態1及び実施の形態2では、2台の熱源側ユニットA、Bの構成に基づいて説明したが、3台以上の熱源側ユニットを並列に配管接続した場合にも適用することができる。
A,B 熱源側ユニット、X,Y 負荷側ユニット、1,1A,1B 圧縮機、2,2A,2B 四方弁、3,3A,3B 熱源側熱交換器、4,4A,4B アキュムレータ、5,5A,5B 過冷却膨張弁、6,6A,6B 冷媒間熱交換器、7,7A,7B 膨張弁、8,8A,8B,9,9A,9B 開閉弁、 10,10A,10B バイパス配管、11,11X,11Y 負荷側熱交換器、12,12X,12Y 負荷側絞り装置、22,22A,22B 熱源側温度センサ、23,23A,23B 外気温度センサ、33,33A,33B 高圧圧力センサ、34,34A,34B 低圧圧力センサ、40 ガス配管、41 液配管、100 制御装置。
この発明に係る空気調和装置は、圧縮機、四方弁、熱源側熱交換器及び熱源側絞り装置を有する複数の熱源側ユニットと、負荷側絞り装置及び負荷側熱交換器を有する1又は複数の負荷側ユニットとを配管接続して冷媒を循環させる冷媒回路を構成する空気調和装置において、圧縮機から熱源側熱交換器に冷媒を流入させて霜取を行う霜取運転を行う際、熱源側絞り装置の開度を制御して熱源側熱交換器における冷媒の凝縮を制御する制御装置を備え、制御装置は、複数の熱源側ユニットのうち、少なくとも1台が霜取運転を行っているときに、暖房運転を行っている熱源側ユニットの運転状態と負荷側ユニットの暖房能力とに基づいて、暖房運転を行っている熱源側ユニットに暖房運転を継続させるか霜取運転を開始させるかを決定する処理を行うものである。
この発明に係る空気調和装置は、圧縮機、四方弁、熱源側熱交換器及び熱源側絞り装置を有する複数の熱源側ユニットと、負荷側絞り装置及び負荷側熱交換器を有する1又は複数の負荷側ユニットとを配管接続して冷媒を循環させる冷媒回路を構成する空気調和装置において、圧縮機から熱源側熱交換器に冷媒を流入させて霜取を行う霜取運転を行う際、霜取対象の熱源側熱交換器における冷媒の熱交換量の調整制御を、熱源側絞り装置の開度を制御して行う制御装置と、熱源側絞り装置を通過した液状の冷媒を含む冷媒の一部を、暖房運転を行っている熱源側ユニットから流入するガス状の冷媒と混合させて、四方弁に送り込むバイパス配管とを備えるものである。

Claims (5)

  1. 圧縮機、四方弁、熱源側熱交換器及び熱源側絞り装置を有する複数の熱源側ユニットと、負荷側絞り装置及び負荷側熱交換器を有する1又は複数の負荷側ユニットとを配管接続して冷媒を循環させる冷媒回路を構成する空気調和装置において、
    前記圧縮機から前記熱源側熱交換器に前記冷媒を流入させて前記熱源側熱交換器を霜取する霜取運転を行う際、霜取対象の前記熱源側熱交換器における前記冷媒の熱交換量の調整制御を、前記熱源側絞り装置の開度を制御して行う制御装置を備える空気調和装置。
  2. 前記霜取運転における前記熱源側熱交換器の冷媒流出側における温度を検出する熱源側温度センサをさらに備え、
    前記制御装置は、前記熱源側温度センサの検出に係る温度と、前記熱源側熱交換器における凝縮温度との差に基づいて、前記熱源側絞り装置の開度を制御する請求項1記載の空気調和装置。
  3. 前記熱源側絞り装置を通過した冷媒の一部を、暖房運転を行っている前記熱源側ユニットから流入する冷媒と混合させて、前記四方弁に送り込むバイパス配管をさらに有する請求項1又は2記載の空気調和装置。
  4. 前記制御装置は、前記複数の熱源側ユニットのうち、少なくとも1台が霜取運転を行っているときに、暖房運転を行っている前記熱源側ユニットの運転状態と前記負荷側ユニットの暖房能力とに基づいて、前記暖房運転を行っている熱源側ユニットに暖房運転を継続させるか霜取運転を開始させるかを決定する処理を行う請求項1〜3のいずれか一項に記載の空気調和装置。
  5. アキュムレータと、
    前記冷媒回路を流れる冷媒を過冷却する冷媒間熱交換器と、
    前記熱源側熱交換器と負荷側熱交換器を接続する配管の間から過冷却膨張弁を介して前記冷媒間熱交換器を通過させて前記アキュムレータの吸入側に至る配管を有する過冷却流路をさらに備え、
    前記バイパス配管と前記過冷却流路の前記配管とを一部共有する請求項3記載の空気調和装置。
JP2014551812A 2012-12-13 2012-12-13 空気調和装置 Expired - Fee Related JP6021943B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2012/082415 WO2014091612A1 (ja) 2012-12-13 2012-12-13 空気調和装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP6021943B2 JP6021943B2 (ja) 2016-11-09
JPWO2014091612A1 true JPWO2014091612A1 (ja) 2017-01-05

Family

ID=50933930

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014551812A Expired - Fee Related JP6021943B2 (ja) 2012-12-13 2012-12-13 空気調和装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6021943B2 (ja)
WO (1) WO2014091612A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6657613B2 (ja) * 2015-06-18 2020-03-04 ダイキン工業株式会社 空気調和装置
US10808976B2 (en) * 2016-05-16 2020-10-20 Mitsubishi Electric Corporation Air-conditioning apparatus
CN110701814B (zh) * 2019-10-12 2020-11-24 珠海格力电器股份有限公司 除霜期间稳定运行的制冷双系统

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4406133A (en) * 1980-02-21 1983-09-27 The Trane Company Control and method for defrosting a heat pump outdoor heat exchanger
JPH06273010A (ja) * 1993-03-17 1994-09-30 Toshiba Corp 空調制御装置
JP3263579B2 (ja) * 1995-10-24 2002-03-04 三洋電機株式会社 多室型冷暖房装置及びその運転方法
US5845502A (en) * 1996-07-22 1998-12-08 Lockheed Martin Energy Research Corporation Heat pump having improved defrost system
JPH1194330A (ja) * 1997-09-22 1999-04-09 Daikin Ind Ltd 空気調和機
JP2006170505A (ja) * 2004-12-15 2006-06-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 空気調和機
JP4120682B2 (ja) * 2006-02-20 2008-07-16 ダイキン工業株式会社 空気調和装置および熱源ユニット
JP2010101570A (ja) * 2008-10-24 2010-05-06 Panasonic Corp 空気調和機
JP2011202893A (ja) * 2010-03-26 2011-10-13 Fujitsu General Ltd 多室型空気調和装置
JP5352512B2 (ja) * 2010-03-31 2013-11-27 日立アプライアンス株式会社 空気調和機

Also Published As

Publication number Publication date
JP6021943B2 (ja) 2016-11-09
WO2014091612A1 (ja) 2014-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5611353B2 (ja) ヒートポンプ
JP5855129B2 (ja) 室外機及び空気調和装置
US9683768B2 (en) Air-conditioning apparatus
JP3775358B2 (ja) 冷凍装置
EP2090849A1 (en) Refrigeration device
AU2003211883B2 (en) Refrigerating Device
JP6033297B2 (ja) 空気調和装置
WO2009131083A1 (ja) 冷凍装置
US20110154847A1 (en) Air conditioner
JP2010139205A (ja) 空気調和装置
US20210207834A1 (en) Air-conditioning system
WO2018097154A1 (ja) 冷凍装置
JP6598882B2 (ja) 冷凍サイクル装置
JP2010276239A (ja) 冷凍空気調和装置
JP5334554B2 (ja) 空気調和装置
JP5872052B2 (ja) 空気調和装置
JP6448780B2 (ja) 空気調和装置
JP6021943B2 (ja) 空気調和装置
JP5601890B2 (ja) 空気調和装置
JP2013124843A (ja) 冷凍サイクルシステム
US12038213B2 (en) Refrigeration cycle apparatus
JP6042037B2 (ja) 冷凍サイクル装置
JP2011127775A (ja) 空気調和装置
JP2009115336A (ja) 冷凍装置
WO2024134852A1 (ja) 空気調和装置

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160906

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161004

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6021943

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees