JPWO2020100366A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明に係る冷凍サイクル装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置1を示す回路図である。図1に示すように、冷凍サイクル装置1は、圧縮機3、流路切替装置4、室外熱交換器5、室外送風機6、膨張部7、利用側熱交換器8、地熱側熱交換器9、アキュムレータ10及び制御部50を備えている。
図3は、本発明の実施の形態1に係る地熱給湯運転モード時の冷媒の流れを示す回路図である。次に、地熱給湯運転モードにおける冷媒の流れについて説明する。地熱給湯運転モードでは、制御部50は、圧縮機3と室外熱交換器5とが接続されるように流路切替装置4を切り替える。また、制御部50は、室外送風機6を停止している。図3に示すように、圧縮機3に吸入された冷媒は、圧縮機3によって圧縮されて高温且つ高圧のガス状態で吐出する。圧縮機3から吐出された高温且つ高圧のガス状態の冷媒は、主管2aに流れる冷媒と副管2bに流れる冷媒とに分岐する。
図4は、本発明の実施の形態1に係る室外給湯運転モード時の冷媒の流れを示す回路図である。次に、室外給湯運転モードにおける冷媒の流れについて説明する。室外給湯運転モードでは、制御部50は、アキュムレータ10と室外熱交換器5とが接続されるように流路切替装置4を切り替える。また、制御部50は、主電磁弁21を閉止している。図4に示すように、圧縮機3に吸入された冷媒は、圧縮機3によって圧縮されて高温且つ高圧のガス状態で吐出する。圧縮機3から吐出された高温且つ高圧のガス状態の冷媒は、主電磁弁21が閉止しているため、副電磁弁22に流れる。
図5は、本発明の実施の形態1に係る除霜運転モード時の冷媒の流れを示す回路図である。次に、除霜運転モードにおける冷媒の流れについて説明する。除霜運転モードでは、制御部50は、圧縮機3と室外熱交換器5とが接続されるように流路切替装置4を切り替える。また、制御部50は、副電磁弁22を閉止し、室外送風機6を停止している。図5に示すように、圧縮機3に吸入された冷媒は、圧縮機3によって圧縮されて高温且つ高圧のガス状態で吐出する。圧縮機3から吐出された高温且つ高圧のガス状態の冷媒は、副電磁弁22が閉止しているため、主電磁弁21に流れる。主電磁弁21に流れる高温且つ高圧のガス状態の冷媒は、室外熱交換器5に流入する。これにより、冷媒は、室外熱交換器5に付着する霜を融かす。室外熱交換器5から流出した冷媒は、室外膨張弁7a、地熱膨張弁7c、地熱側熱交換器9、流路切替装置4及びアキュムレータ10を通過して、圧縮機3に吸入される。
次に、ホットガスバイパス運転モードにおける冷媒の流れについて説明する。ホットガスバイパス運転モードでは、制御部50は、流量調整装置12を開く。圧縮機3に吸入された冷媒は、圧縮機3によって圧縮されて高温且つ高圧のガス状態で吐出する。圧縮機3から吐出された高温且つ高圧のガス状態の冷媒は、流量調整装置12が開いているため、バイパス回路11に流れる。バイパス回路11に流れる高温且つ高圧のガス状態の冷媒は、アキュムレータ10の表面に流れる。これにより、冷媒は、アキュムレータ10の表面に発生した氷結を除去する。アキュムレータ10の表面に流れた冷媒は、主管2aに戻る。なお、それ以外の運転は、除霜運転モードと同様とすることができる。
図8は、本発明の実施の形態2に係る冷凍サイクル装置100のバイパス回路11を示す回路図である。本実施の形態2は、バイパス配管11aの巻き付けと、制御部150の動作とが、実施の形態1と相違する。本実施の形態2では、実施の形態1と同一の部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
また、冷凍サイクル装置100は、入口温度検出部10aと出口温度検出部10bとを備えている。入口温度検出部10aは、バイパス回路11において流量調整装置12とアキュムレータ10との間に設けられ、アキュムレータ10に流入する冷媒の入口温度T1を検出する。出口温度検出部10bは、バイパス回路11においてアキュムレータ10と流路切替装置4との間に設けられ、アキュムレータ10から流出する冷媒の出口温度T2を検出する。出口温度検出部10bは、予め定められた間隔で出口温度T2を検出するものである。予め定められた間隔は、例えば1分であるが、適宜変更することができる。
第1の判定手段151は、吸入温度検出部41によって検出された冷媒の吸入温度Tsが、下限吸入温度閾値Tsthを下回るか(Ts<Tsth)を判定する。ここで、下限吸入温度閾値Tsthは、アキュムレータ10が凍結している可能性が高い温度として設定されるものであり、例えば0℃である。
第2の判定手段152は、開度調整手段155によって流量調整装置12が開かれた後、出口温度検出部10bによって検出された冷媒の出口温度T2が、入口温度検出部10aによって検出された冷媒の入口温度T1を下回るか(T2<T1)を判定する。制御部150は、冷媒の出口温度T2が冷媒の入口温度T1を下回っている場合、アキュムレータ10が凍結しており、アキュムレータ10において氷と熱交換された冷媒が冷却されたと判断する。
第3の判定手段153は、第2の判定手段152によって出口温度T2が入口温度T1を下回ると判定された場合、出口温度検出部10bによって検出された冷媒の出口温度T2が、出口温度閾値T2thを上回るか(T2>T2th)を判定する。ここで、出口温度閾値T2thは、アキュムレータ10が凍結している可能性が低い温度として設定されるものであり、例えば0℃である。
第4の判定手段154は、第3の判定手段153によって出口温度T2が出口温度閾値T2thを上回ると判定された場合、出口温度検出部10bによって今回検出された冷媒の出口温度T2が加算値以上か(T2_j≧T2_j−1+T2th2)を判定する。加算値は、出口温度検出部10bによって前回検出された冷媒の出口温度T2に第2の出口温度閾値T2th2を加算したものである。第2の出口温度閾値T2th2は、例えば2℃である。
開度調整手段155は、第1の判定手段151によって吸入温度Tsが下限吸入温度閾値Tsthを下回ると判定された場合、流量調整装置12を開く。制御部150は、吸入温度Tsが下限吸入温度閾値Tsthを下回る場合、アキュムレータ10が凍結している可能性が高いと判断する。この場合、開度調整手段155が流量調整装置12を開くため、アキュムレータ10にホットガスが流れて、アキュムレータ10の凍結が解消される。なお、この場合、開度調整手段155は、流量調整装置12の開度を20pulse開く。そして、制御部150は、ホットガスを5分間、バイパス回路11に流す。
Claims (13)
- 圧縮機、室外熱交換器、膨張部、利用側熱交換器及びアキュムレータが配管により接続された冷媒回路と、
前記圧縮機の吐出側と前記アキュムレータとをバイパス配管により接続するバイパス回路と、
前記バイパス回路に設けられ、前記バイパス回路に流れる冷媒の流量を調整する流量調整装置と、
前記圧縮機の吸入側に流れる冷媒の吸入温度を検出する吸入温度検出部と、
前記吸入温度検出部によって検出された冷媒の吸入温度に基づいて、前記流量調整装置の開度を調整する制御部と、
を備える冷凍サイクル装置。 - 前記制御部は、
前記吸入温度検出部によって検出された冷媒の吸入温度が、下限吸入温度閾値を下回った場合、前記流量調整装置を開くものである
請求項1記載の冷凍サイクル装置。 - 前記制御部は、
前記吸入温度検出部によって検出された冷媒の吸入温度が、上限吸入温度閾値を上回った場合、前記流量調整装置を閉じるものである
請求項1又は2記載の冷凍サイクル装置。 - 前記バイパス回路に設けられ、前記アキュムレータに流入する冷媒の入口温度を検出する入口温度検出部と、
前記バイパス回路に設けられ、前記アキュムレータから流出する冷媒の出口温度を検出する出口温度検出部と、を更に備え、
前記制御部は、
前記吸入温度検出部によって検出された冷媒の吸入温度と、前記入口温度検出部によって検出された冷媒の入口温度と、前記出口温度検出部によって検出された冷媒の出口温度とに基づいて、前記流量調整装置の開度を調整するものである
請求項1〜3のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記制御部は、
前記吸入温度検出部によって検出された冷媒の吸入温度が、下限吸入温度閾値を下回るかを判定する第1の判定手段と、
前記第1の判定手段によって吸入温度が下限吸入温度閾値を下回ると判定された場合、前記流量調整装置を開く開度調整手段と、
前記開度調整手段によって前記流量調整装置が開かれた後、前記出口温度検出部によって検出された冷媒の出口温度が、前記入口温度検出部によって検出された冷媒の入口温度を下回るかを判定する第2の判定手段と、を有し、
前記開度調整手段は、
前記第2の判定手段によって出口温度が入口温度以上と判定された場合、前記流量調整装置を閉じるものである
請求項4記載の冷凍サイクル装置。 - 前記制御部は、
前記第2の判定手段によって出口温度が入口温度を下回ると判定された場合、前記出口温度検出部によって検出された冷媒の出口温度が、出口温度閾値を上回るかを判定する第3の判定手段を更に有し、
前記開度調整手段は、
前記第3の判定手段によって出口温度が出口温度閾値以下と判定された場合、前記流量調整装置の開度を上げるものである
請求項5記載の冷凍サイクル装置。 - 前記出口温度検出部は、
予め定められた間隔で出口温度を検出するものであり、
前記制御部は、
前記第3の判定手段によって出口温度が出口温度閾値を上回ると判定された場合、前記出口温度検出部によって今回検出された冷媒の出口温度が、前記出口温度検出部によって前回検出された冷媒の出口温度に第2の出口温度閾値を加算した加算値以上かを判定する第4の判定手段を更に有し、
前記開度調整手段は、
前記第4の判定手段によって出口温度が加算値未満と判定された場合、前記流量調整装置の開度を維持するものである
請求項6記載の冷凍サイクル装置。 - 前記開度調整手段は、
前記第4の判定手段によって出口温度が加算値以上と判定された場合、前記流量調整装置の開度を下げるものである
請求項7記載の冷凍サイクル装置。 - 前記流量調整装置に接続される前記バイパス配管は、
前記アキュムレータの表面に螺旋状に巻き付けられている
請求項1〜8のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記アキュムレータの上部及び下部に巻き付けられた前記バイパス配管の密度は、
前記アキュムレータの中央部に巻き付けられた前記バイパス配管の密度よりも高い
請求項9記載の冷凍サイクル装置。 - 前記圧縮機に接続され、前記冷媒回路に流れる冷媒の向きを暖房運転側又は冷房運転側に切り替える流路切替装置を更に備える
請求項1〜10のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記流路切替装置によって冷媒の向きが前記暖房運転側に切り替えられているとき、前記室外熱交換器に流れる冷媒の二相温度を検出する二相温度検出部を更に備え、
前記制御部は、
前記二相温度検出部によって検出された冷媒の二相温度が、上限二相温度閾値を上回った場合、前記流量調整装置を閉じるものである
請求項11記載の冷凍サイクル装置。 - 大地と冷媒とを熱交換させる地熱側熱交換器を更に備え、
前記流路切替装置によって冷媒の向きが前記暖房運転側に切り替えられているとき、前記室外熱交換器と前記利用側熱交換器とが並列に接続されるものであり、
前記流路切替装置は、
前記室外熱交換器又は前記地熱側熱交換器のいずれかが蒸発器として作用するように前記冷媒回路に流れる冷媒の向きを切り替える
請求項11又は12記載の冷凍サイクル装置。
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