JPWO2020100228A1 - 空気調和機 - Google Patents
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Abstract
Description
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る空気調和機の構成を表わす図である。
室外機50は、圧縮機1と、四方弁2と、室外熱交換器3と、膨張弁4と、室外送風機6と、外気温度センサ11と、吐出温度センサ23と、吐出圧力センサ24と、吸入圧力センサ22と、吸入温度センサ21と、制御装置60とを備える。
室外熱交換器3は、冷房運転時には、凝縮器として機能する。室外熱交換器3は、暖房運転時には、蒸発器として機能する。
外気温度センサ11は、室外熱交換器3の外気吸込側に室外機50の筐体から数cm離して設置される。外気温度センサ11は、外気温度TOを計測する。
室内熱交換器5は、冷房運転時には、蒸発器として機能する。室内熱交換器5は、暖房運転時には、凝縮器として機能する。
室内熱交換器用温度センサ25は、暖房運転時に室内熱交換器5内の冷媒の凝縮温度TCを測定する。室内熱交換器用温度センサ25は、冷房運転時に室内熱交換器5内の冷媒の蒸発温度を測定する。
ポートaと圧縮機1の吐出側とが配管P1で接続される。ポートbと室外熱交換器3とが配管P2で接続される。ポートcと圧縮機1の吸入側が配管P3で接続される。ポートdと室内熱交換器5とが配管P4で接続される。室内熱交換器5と膨張弁4とが配管P5で接続される。膨張弁4と室外熱交換器3とが配管P6で接続される。
制御装置60は、外気温度センサ11から外気温度を表わす信号を受ける。制御装置60は、吐出温度センサ23から検出された吐出温度を表わす信号を受ける。制御装置60は、吐出圧力センサ24から検出された吐出圧力を表わす信号を受ける。制御装置60は、吸入圧力センサ22から検出された吸入圧力を表わす信号を受ける。制御装置60は、吸入温度センサ21から検出された吸入温度を表わす信号を受ける。制御装置60は、室内熱交換器用温度センサ25から検出された室内熱交換器5の温度を表わす信号を受ける。
図3は、冷房運転時の冷媒回路70内の冷媒の流れを表わす図である。
図4は、暖房運転時の冷媒回路70内の冷媒の流れを表わす図である。
地球温暖化への影響から地球温暖化係数の小さい冷媒への転換が求められている。このため、空気調和機においてR410A(GWP2088)、R32(GWP675)などのHFC冷媒からR290(GWP4)、R1270などのHC系冷媒への転換が期待されている。
図5に示すように、吸入過熱度SHsが増加すると、R32およびR410Aなどのフロン系冷媒の理論COPは低下するが、R290の理論COPは増加する。これは、吸入過熱度SHsが増加するときに、R290はフロン系冷媒に比べて、冷媒循環量の低下率以上に冷凍効果が増加するためである。
規格化COPは、各温度のCOPの外気温度TOが12℃のときのCOPに対する比率を表す。
外気温度TOが7℃のCOP(C)と外気温度TOが2℃のCOP(B)のSCOPへの寄与度が特に高い。外気温度TOが7℃のCOP(C)と外気温度TOが2℃のCOP(B)のSCOPへの寄与度は、74%である。外気温度TOが7℃のCOP(C)と外気温度TOが2℃のCOP(B)と外気温度TOが12℃のCOP(D)のSCOPへの寄与度は、83%である。
ステップS104において、温度差ΔTが(−2.0)℃未満のときには(S104:YES)、処理がステップS105に進む。ステップS106において、温度差ΔTが(+0.6)℃を超えるときには(S106:YES)、処理がステップS107に進む。温度差ΔTが(−2.0)℃以上、かつ(+0.6)℃以下のときには(S104:NO、S106:NO)、処理が終了する。
図7(a)〜(c)に示すように、外気温度TOと吸入温度TSとが等しくなるように制御すると、R32は、冷媒の特性から外気温度TOよりも高い吸入温度TSにおいて、COPが最大となるため、高いCOPでの運転はできない。一方、R290は高いCOPでの運転が可能である。
ステップS203において、吸入温度TSが外気温度TO未満のときには(S203:YES)、処理がステップS204に進む。ステップS205において、吸入温度TSが外気温度TOを超えるときには(S205:YES)、処理がステップS206に進む。吸入温度TSが外気温度TOと等しいときには(S203:NO、S205:NO)、処理が終了する。
図10(a)〜(c)は、R290とR32における吐出過熱度SHdと規格化COPとの関係を表わす図である。
U(SHd)=-1.1559×TO+19.574・・・(2)
一方、外気温度TOに対して、圧縮機1が液バック運転しない吐出過熱度SHdの下限をL(SHd)とすると、L(SHd)は、以下の式で表わすことができる。
図11は、R32のCOPよりもR290のCOPが高くなり、かつ圧縮機1が液バック運転しない吐出過熱度SHdの範囲を表わす図である。
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、たとえば、以下のような変形例も含む。
実施の形態1の図8のステップS105、S107において、制御装置は、膨張弁の開度を一定量だけ変化させたが、これに限定されるものではない。制御装置は、膨張弁の開度をΔTと(−2.0)の差、またはΔTと(+0.6)との差の大きさに応じた量だけ変化させるものとしてもよい。
制御装置は、外気温度TOが2℃の時、ΔT(=吸入温度TS−外気温度TO)が範囲W(−2.0℃〜+4.6℃)内となるように、膨張弁を制御するものとしてもよい。すなわち、制御装置は、外気温度TOが2℃のときに、ΔTが(−2.0)未満の場合に、膨張弁の開度を一定量だけ減少させ、ΔTが(+4.6)を超えるときに、膨張弁の開度を一定量だけ増加させるものとしてもよい。
実施の形態1の図8のステップS105、S107において、制御装置は、膨張弁の開度を一定量だけ変化させたが、これに限定されるものではない。制御装置は、膨張弁の開度をΔTと(−2.0℃)の差、またはΔTと(+0.6℃)との差の大きさに応じた量だけ変化させるものとしてもよい。
制御装置は、外気温度TOが2℃の時、ΔT(=吸入温度TS−外気温度TO)が範囲W(−2.0℃〜+4.6℃)内となるように、膨張弁を制御するものとしてもよい。すなわち、制御装置は、外気温度TOが2℃のときに、ΔTが(−2.0℃)未満の場合に、膨張弁の開度を一定量だけ減少させ、ΔTが(+4.6℃)を超えるときに、膨張弁の開度を一定量だけ増加させるものとしてもよい。
Claims (7)
- 圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器とを含み、冷媒を循環させるように構成された冷媒回路と、
前記圧縮機への前記冷媒の吸入温度を検出するように構成された第1のセンサと、
外気温度を検出するように構成された第2のセンサとを備え、
前記冷媒は、R290およびR1270のうちの少なくとも一方を含み、
暖房運転時に、前記吸入温度と前記外気温度との差が(−2.0℃)を下回ると、前記膨張弁の開度が減少し、前記差が(+0.6℃)を超えるときに、前記膨張弁の開度が増加する、空気調和機。 - 暖房運転時に、前記吸入温度が前記外気温度よりも小さいときに、前記膨張弁の開度が減少し、前記吸入温度が前記外気温度よりも大きいときに、前記膨張弁の開度が増加する、請求項1記載の空気調和機。
- 圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器とを含み、冷媒を循環させるように構成された冷媒回路と、
前記圧縮機から吐出される前記冷媒の吐出温度を検出するように構成された第1のセンサとを備え、
前記冷媒は、R290およびR1270のうちの少なくとも一方を含み、
暖房運転時において、前記圧縮機から吐出される前記冷媒の吐出過熱度が、予め定められた範囲よりも小さい場合に、前記膨張弁の開度が減少し、前記吐出過熱度が、前記予め定められた範囲よりも大きい場合に、前記膨張弁の開度が増加し、
前記予め定められた範囲において、前記冷媒回路を前記冷媒が循環するときのCOP(Coefficient Of Performance)が前記冷媒回路をR32が循環するときのCOPよりも高く、かつ前記圧縮機が液バック運転しない、空気調和機。 - 外気温度を検出するように構成された第2のセンサを備え、
前記外気温度がTOのときに、前記予め定められた範囲の下限L(SHd)は、以下の式で表される、
L(SHd)=-0.4526*T0+9.575…(A1)
請求項3記載の空気調和機。 - 外気温度を検出するように構成された第2のセンサを備え、
前記外気温度がTOのときに、前記予め定められた範囲の上限U(SHd)は、以下の式で表される、
U(SHd)=-1.1559*T0+19.574…(A2)
請求項3記載の空気調和機。 - 前記冷媒の凝縮温度を検出するように構成された第2のセンサを備え、前記吐出過熱度は、前記吐出温度と前記凝縮温度との差である、請求項3記載の空気調和機。
- 前記圧縮機の潤滑油としてPGAを含む、請求項3記載の空気調和機。
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