JPWO2020110301A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1を参照して、本発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置1について説明する。本実施の形態の冷凍サイクル装置1は、たとえば空気調和機である。図1に示されるように、冷凍サイクル装置1は、圧縮機2と、室内熱交換器3と、室内ファン4と、減圧装置5と、室外熱交換器10と、室外ファン6と、四方弁7と、温度センサ8と、制御装置100とを主に備えている。例えば、圧縮機2、室外熱交換器10、減圧装置5、室外ファン6、四方弁7、温度センサ8および制御装置100が室外機1aに収容されており、室内熱交換器3および室内ファン4が室内機1bに収容されている。
圧縮機2にて圧縮された高温高圧の蒸気冷媒は、四方弁7を経由し、室外熱交換器10に至り、室外ファン6により送風された室外空気に対して放熱することで凝縮し、高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、減圧装置5にて膨張することで減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となる。この低温低圧の気液二相冷媒は、減圧装置5から室内熱交換器3に至り、室内ファン4により送風された室内空気から吸熱することで蒸発し、低圧の蒸気冷媒となる。この低圧の蒸気冷媒は、四方弁7を経由し、圧縮機2に戻り、圧縮機2にて圧縮されることにより、冷媒回路を循環する。
圧縮機2にて圧縮された高温高圧の蒸気冷媒は、四方弁7を経由し、室内熱交換器3に至り、室内ファン4により送風された室内空気に対して放熱することで凝縮し、高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、減圧装置5にて、膨張することで減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となる。この低温低圧の気液二相冷媒は、減圧装置5から室外熱交換器10に至り、室外ファン6により送風された室外空気から吸熱することで蒸発し、低圧の蒸気冷媒となる。低圧の蒸気冷媒は、四方弁7を経由し、圧縮機2に戻り、圧縮機2にて圧縮されることにより、冷媒回路を循環する。
(着霜運転)
上述のとおり暖房運転時に、室外の空気条件が低温である場合、暖房運転中に室外熱交換器10に霜が付着する。着霜運転が開始され(S10)、一定時間行われると、室外熱交換器10が霜で閉塞され、熱交換量が低下する。ここで、除霜運転を開始するか否かが判定される(S11)。制御装置100は、温度センサ8の検出温度(室外熱交換器10の液管温度)が、しきい温度未満になった場合に、室外熱交換器10に熱交換量が低下するほどの霜による閉塞が起きていると判定する。
続いて、制御装置100は、除霜運転に移行すべきか否かを判断する(S21)。ここで、例えば、除霜運転の方式として、冷房条件での冷媒回路における運転によるリバース回路方式を採用した場合を説明する。リバース回路方式では、室外熱交換器は凝縮器として作用するため、高温高圧の冷媒は、熱交換器の伝熱管内に流入し、伝熱管の内部から霜を融解するための熱量を提供する。このときに、室外ファン回転数が着霜運転時と同状態に維持された場合、熱交換器の伝熱管外を流動する低温の空気により冷媒の熱が奪われることで十分に霜を融解することができない恐れがある。そこで、室外ファン回転数を0にして、除霜運転に移行する。この説明内容は一例であるが、このように着霜運転から除霜運転に移行する際に、アクチュエータの挙動を変更する必要があり、そのための一定時間が必要となる。この時間内の運転をFD運転と定義する。FD運転中の他のアクチュエータ挙動の一例としては、リバース回路方式に切り替える際に、四方弁の開閉を切り替えることがある。そのときに、冷媒の圧力差が大きいと四方弁の開閉の切り替えが困難であるため、圧縮機周波数を除霜運転開始周波数(除霜運転開始Hz)まで低下させる制御が行われる。
除霜運転では、例えばリバース回路方式で着霜した室外熱交換器10に熱量が提供される。除霜運転では四方弁7は冷房サイクル状態と同じ状態となる。そして、除霜運転による除霜が完了したか否かが判定される(S31)。ここで、例えば、制御装置100は、温度センサ8の検出温度(室外熱交換器10の液管温度)が、しきい温度以上になった場合に、室外熱交換器10に付着した霜の融解が完了したと判定する。
ここで、除霜運転から着霜運転に切替するDF運転の一例として、FD運転と同様にリバース回路方式を採用した場合を説明する。再び四方弁7を切替するため、圧縮機周波数を着霜運転開始周波数まで低下させる制御が行われる(S40)。ここで圧縮機周波数が着霜運転開始周波数まで低下する前に、室外ファン6を暖房運転時に対して逆方向に回転させる制御が行われる(S41)。
図10を参照して、本発明の実施の形態2に係る冷凍サイクル装置1について説明する。なお、本発明の実施の形態2〜5に係る冷凍サイクル装置1は、特に説明しない限り、上記の本発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置1と同一の構成、動作および効果を有している。
図11を参照して、本発明の実施の形態3に係る冷凍サイクル装置1について説明する。図11に示されるように、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置1では、室外ファン6の逆回転は、DF運転中に開始され、DF運転中に正回転に移行する。室外ファン6は、除霜運転が行われた後に再び暖房運転が開始される前に、第2領域30bから第1領域30aに向けて送風するように構成されている。
図12を参照して、本発明の実施の形態4に係る冷凍サイクル装置1について説明する。図12に示されるように、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置1では、室外ファン6の逆回転は、DF運転中に開始され、DF運転中に圧縮機周波数が着霜運転開始周波数以下になった後も継続される。室外ファン6は、圧縮機2の周波数が再び暖房運転が開始されるときの値(着霜運転開始周波数)以下となる状態が継続している間、第1領域30aから第2領域30bに向けて送風するように構成されている。
図13および図14を参照して、本発明の実施の形態5に係る冷凍サイクル装置1は、室外熱交換器10の伝熱管20が傾斜している点で、実施の形態1に係る冷凍サイクル装置1と異なっている。図13および図14に示されるように、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置1では、室外熱交換器10の伝熱管20の第1端部20aは、第2端部20bよりも重力方向Gにおいて下方に位置している。つまり、伝熱管20は、第1領域30aから第2領域30bに向けて重力方向Gにおいて下方に傾斜している。
図15を参照して、本発明の実施形態6に係る冷凍サイクル装置1は、ホットガス回路を備えている点で、実施の形態1に係る冷凍サイクル装置1と異なっている。図15に示されるように、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置1は、ホットガス回路40を備えている。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
Claims (4)
- 冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機により圧縮された前記冷媒を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮器により凝縮された前記冷媒を減圧する減圧装置と、
前記減圧装置により減圧された前記冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記蒸発器に送風する送風ファンとを備え、
前記蒸発器は、フィンと、前記フィンに挿入され断面が扁平形状の伝熱管とを含み、
前記フィンは、前記伝熱管が挿入された第1領域と、暖房運転における送風方向と反対方向に前記伝熱管から突き出した第2領域とを含み、
前記送風ファンは、前記暖房運転において前記第2領域から前記第1領域に向けて送風し、前記暖房運転で前記蒸発器に着霜した霜を融解させる除霜運転が行われた後に前記第1領域から前記第2領域に向けて送風するように構成されている、冷凍サイクル装置。 - 前記送風ファンは、再び前記暖房運転が開始されてから前記圧縮機の周波数が目標値に到達するまで、前記第1領域から前記第2領域に向けて送風するように構成されている、請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記送風ファンは、再び前記暖房運転が開始される前に、前記第2領域から前記第1領域に向けて送風するように構成されている、請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記送風ファンは、前記圧縮機の周波数が再び前記暖房運転が開始されるときの値以下となる状態が継続している間、前記第1領域から前記第2領域に向けて送風するように構成されている、請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
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