WO2017030068A1 - Refrigeration device - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明の一実施形態に係る冷凍装置として空気調和機を例に挙げて説明する。まず、本発明の一実施形態に係る空気調和機の構成の概要について図1及び図2を用いて説明する。図1に示す空気調和機1は、室内の壁面WLなどに取り付けられる室内機2と、屋外に設置される室外機3とを備えている。図2は、空気調和機1の回路図である。この空気調和機1は、冷凍回路10を備えており、冷凍回路10の中の冷媒を循環させることにより蒸気圧縮式冷凍サイクルを実行することができる。この冷凍回路10に冷媒を循環させるために、連絡配管4によって、室内機2と室外機3が接続されている。 (1) Outline of Configuration of Air Conditioner Hereinafter, an air conditioner will be described as an example of a refrigeration apparatus according to an embodiment of the present invention. First, the outline | summary of a structure of the air conditioner which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated using FIG.1 and FIG.2. An
冷凍回路10は、圧縮機11と、四路切換弁12と、室外熱交換器13と、膨張機構14と、アキュムレータ15と、室内熱交換器16とを備えている。吸入口から冷媒を吸入して圧縮した冷媒を吐出口から吐出する圧縮機11は、吐出口から吐出した冷媒を四路切換弁12の第1ポートに対して送出する。 (1-1)
The
室外機3は、室外熱交換器13を通過する室外空気の気流を発生させるための室外ファン21を備えている。また、室外機3は、室外空気の温度を測定するための室外温度センサ22と、室外熱交換器13の温度を測定するための室外熱交換器用温度センサ23とを備えている。さらに、室外機3は、圧縮機11、四路切換弁12、膨張機構14及び室外ファン21を制御する室外側制御装置24を備えている。この室外側制御装置24は、例えばCPU(図示せず)とメモリー(図示せず)を含んでおり、記憶されているプログラムなどに従って室外機3の制御を行うことができる構成になっている。そして、室外側制御装置24は、室外温度センサ22及び室外熱交換器用温度センサ23が測定した温度に関する信号を受信するために、室外温度センサ22及び室外熱交換器用温度センサ23に接続されている。 (1-2) Configuration Other than Refrigerating
図3には、図1のI-I線に沿って切断した室内機の断面が示されている。室内機2は、ケーシング41と、室内熱交換器16と、室内ファン31と、エアフィルタ42と、水平フラップ43と、垂直フラップ49とを備えている。 (1-3) Detailed Configuration of
(2-1)暖房運転
空気調和機1の暖房運転のときは、四路切換弁12は、図2に示された破線の状態に切り換わる。すなわち、圧縮機11から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四路切換弁12を介して室内熱交換器16に流れ込む。このとき、室内熱交換器16は、凝縮器として機能する。そのため、室内熱交換器16の中を流れるに従って、冷媒は、室内空気との熱交換によって室内空気を暖めて自身が冷やされ、凝縮してガス冷媒から液冷媒に変化する。室内熱交換器16で温度を奪われた低温高圧の冷媒は、膨張機構14によって減圧されて低温低圧の冷媒に変化する。膨張機構14を経て室外熱交換器13に流れ込んだ冷媒は、室外空気との熱交換によって暖められ、蒸発して液冷媒からガス冷媒に変化する。このとき、室外熱交換器13は、蒸発器として機能している。そして、室外熱交換器13から四路切換弁12及びアキュムレータ15を介して、主に低温のガス冷媒からなる冷媒が圧縮機11に吸入される。圧縮機11、室内熱交換器16、膨張機構14及び室外熱交換器13の順に冷媒を流して、このような蒸気圧縮式冷凍サイクルを繰り返すのが正サイクルである。 (2) Overview of heating operation, cooling operation and reverse cycle defrost operation (2-1) Heating operation During the heating operation of the
空気調和機1の冷房運転のときは、四路切換弁12は、図2に示された実線の状態に切り換わる。すなわち、圧縮機11から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四路切換弁12を介して室外熱交換器13に流れ込む。このとき、室外熱交換器13は、凝縮器として機能する。そのため、室外熱交換器13の中を流れるに従って、冷媒は、室外空気との熱交換によって冷やされ、凝縮してガス冷媒から液冷媒に変化する。室外熱交換器13で温度を奪われた低温高圧の冷媒は、膨張機構14によって減圧されて低温低圧の冷媒に変化する。膨張機構14を経て室内熱交換器16に流れ込んだ冷媒は、室内空気との熱交換によって室内空気を冷やして自身が暖められ、蒸発して液冷媒からガス冷媒に変化する。このとき、室内熱交換器16は、蒸発器として機能している。そして、室内熱交換器16から四路切換弁12及びアキュムレータ15を介して、主に低温のガス冷媒からなる冷媒が圧縮機11に吸入される。 (2-2) Cooling Operation When the
逆サイクルデフロスト運転は、暖房運転が行なわれたことで室外熱交換器13に付着した霜を取るために行われる。従って、暖房運転の途中で逆サイクルデフロスト運転に切り換わり、逆サイクルデフロスト運転が終了すると再び暖房運転に復帰する。逆サイクルデフロスト運転では、冷房運転と同じように、四路切換弁12が、図2に示された実線の状態に切り換わる。そして、逆サイクルデフロスト運転でも、冷房運転と同様の蒸気圧縮式冷凍サイクルが繰り返される。つまり、暖房運転時の正サイクルとは逆に、逆サイクルデフロスト運転で行なわれるのは、圧縮機11、室外熱交換器13、膨張機構14及び室内熱交換器16の順に冷媒を流して蒸気圧縮式冷凍サイクルを繰り返す逆サイクルである。 (2-3) Reverse cycle defrost operation The reverse cycle defrost operation is performed to remove frost attached to the
(3-1)逆サイクルデフロスト運転の終了
逆サイクルデフロスト運転及びその前後の室外熱交換器温度が図5に示されている。なお、図5の時間軸に示されている値は説明をわかり易くするための一例であり、これらの値は外気温度や空気調和機1の運転状態によって変化する。除霜が開始されると、開始から30秒が経過するまでは徐々に室外熱交換器13の温度が上昇する。開始から30秒が経過して室外熱交換器13の温度が0℃に達した後の霜が融解している期間は、室外熱交換器13の温度が0℃を維持する。室外熱交換器13に付着している霜が融けてなくなると、室外熱交換器13の温度が上昇を始める。図5では、90秒が経過した時点で霜が融け終わるので、90秒が経過した後に温度上昇が見られる。室外側制御装置24は、室外熱交換器用温度センサ23を使って室外熱交換器温度を監視している。そして、90秒以降の室外熱交換器温度の上昇によって、室外熱交換器温度がTa℃に達したことを室外側制御装置24が検知すると、室外側制御装置24が逆サイクルデフロスト運転の終了を決定する。 (3) Defrosting entry determination (3-1) End of reverse cycle defrost operation The reverse cycle defrost operation and the outdoor heat exchanger temperatures before and after the reverse cycle defrost operation are shown in FIG. Note that the values shown on the time axis in FIG. 5 are examples for easy understanding of the description, and these values vary depending on the outside air temperature and the operating state of the
(3-2-1)突入判定の概要
逆サイクルデフロスト運転への突入判定の概要について、図6を用いて説明する。まず、室内機2の室内側制御装置34が室内熱交換器用温度センサ33を用いて室内熱交換器16の室内熱交換器温度Teiを測定するとともに(ステップST1)、室外機3の室外側制御装置24が室外熱交換器用温度センサ23を用いて室外熱交換器13の室外熱交換器温度Teoを測定する(ステップST2)。なお、図6では、室内熱交換器温度Teiの測定の方が室外熱交換器温度Teoよりも先に測定しているように記載されているが、これらの測定はどちらが先に行われてもよく、また同時に行われてもよい。 (3-2) Entry Determination for Reverse Cycle Defrost Operation (3-2-1) Outline of Entry Determination An overview of entry determination for reverse cycle defrost operation will be described with reference to FIG. First, the indoor
次に、図7を用いて。室外熱交換器温度の継続的な低下の判断の具体的な例について説明する。図7に示されているフローチャートが図6に示されているフローチャートと異なる点は、室外熱交換器温度Teoが第2設定時間だけ継続的に低下しているか否かを判断するステップ(ステップST4)が、ステップST11とステップST12で実現されている。ステップST11では、室外側制御装置24が、内蔵しているサンプリングタイマを用いて、一定時間にn回サンプリングをして室外熱交換器温度Teoの平均値(ΣTeo/n)を算出する。ここでnは、予め定められた自然数である。このような室外熱交換器温度Teoの平均値を予め定められたm+1個算出した結果、一つ後の平均値がその前の平均値と同じかそれ以下である状況がm回続けば、室外側制御装置24又は室外側制御装置24から情報を得た室内側制御装置34は、室外熱交換器温度Teoが第2設定時間だけ継続的に低下していると判断する(ステップST12)。 (3-2-2) Determination of continuous decrease in outdoor heat exchanger temperature Next, referring to FIG. A specific example of determining the continuous decrease in the outdoor heat exchanger temperature will be described. The flowchart shown in FIG. 7 is different from the flowchart shown in FIG. 6 in that it is determined whether or not the outdoor heat exchanger temperature Teo continuously decreases for the second set time (step ST4). ) Is realized in step ST11 and step ST12. In step ST11, the outdoor
(4-1)変形例A
上記実施形態では、デフロスト運転への突入を判断する際に、第1必要条件と第2必要条件の2つが満たされていることが条件とされたが、デフロスト運転への突入を判断するためにさらに他の必要条件が付加されてもよい。 (4) Modification (4-1) Modification A
In the above embodiment, when the entry to the defrost operation is determined, the first requirement condition and the second requirement condition are satisfied, but in order to determine the entry to the defrost operation. Still other requirements may be added.
Tout≧Tddでかつtdf<trのとき、Tp=-β×f+ε0×Tout-α0 …(2)
Tout<Tddでかつtdf≧trのとき、Tp=-β×f+ε1×Tout-α1+ν …(3)
Tout≧Tddでかつtdf≧trのとき、Tp=-β×f+ε0×Tout-α0+ν …(4)
上述の式(1)~(4)を適宜用いて算出された除霜突入温度Tpと、室外熱交換器用温度センサ23によって検知される室外熱交換器温度Teoとを比較して、Teo≦Tpの状態が第3設定時間継続すれば、室外側制御装置24は、逆サイクルデフロスト運転への突入を決定する(ステップST22)。 When Tout <Tdd and tdf <tr, Tp = −β × f + ε1 × Tout−α1 (1)
When Tout ≧ Tdd and tdf <tr, Tp = −β × f + ε0 × Tout−α0 (2)
When Tout <Tdd and tdf ≧ tr, Tp = −β × f + ε1 × Tout−α1 + ν (3)
When Tout ≧ Tdd and tdf ≧ tr, Tp = −β × f + ε0 × Tout−α0 + ν (4)
By comparing the defrost entry temperature Tp calculated using the above-described equations (1) to (4) as appropriate with the outdoor heat exchanger temperature Teo detected by the outdoor heat
上記実施形態では、デフロスト運転への突入を判断する際に、第1必要条件として、室内熱交換器温度Teiが第1設定時間だけ継続的に低下している場合を例に挙げて説明した。しかし、室内熱交換器温度Teiの継続的な低下を判断する際に、室内熱交換器温度Teiが室内温度Tinの影響を受けることから、室内温度Tinを用いて修正を加えてもよい。つまり、室内熱交換器温度Teiが第1設定時間だけ継続的に低下しているという態様には、例えば、室内熱交換器温度Teiと室内温度Tinの差(=Tei-Tin)で定義される温度差ΔTeiが第1設定時間だけ継続的に低下しているという態様が含まれるということである。 (4-2) Modification B
In the above-described embodiment, the case where the indoor heat exchanger temperature Tei continuously decreases for the first set time has been described as an example of the first necessary condition when determining the entry into the defrost operation. However, when determining the continuous decrease in the indoor heat exchanger temperature Tei, the indoor heat exchanger temperature Tei is affected by the indoor temperature Tin, so that the indoor temperature Tin may be used for correction. That is, the aspect in which the indoor heat exchanger temperature Tei continuously decreases for the first set time is defined by, for example, the difference between the indoor heat exchanger temperature Tei and the indoor temperature Tin (= Tei−Tin). That is, a mode in which the temperature difference ΔTei continuously decreases for the first set time is included.
上記変形例Bでは、温度差ΔTeiの平均値AvΔTeiが連続してk回低下することが、第1必要条件である場合について説明した。しかし、このような判定では、例えばk=5の場合について考えると、図9に示されているように、時刻t21から5回連続して温度差ΔTeiの平均値AvΔTeiが低下した時刻t22の時点で除霜突入のための第1必要条件が満たされる。 (4-3) Modification C
In the modified example B, the case where the first necessary condition is that the average value AvΔTei of the temperature difference ΔTei continuously decreases k times has been described. However, in such a determination, for example, in the case of k = 5, as shown in FIG. 9, as shown in FIG. 9, at the time t22 when the average value AvΔTei of the temperature difference ΔTei has decreased five times continuously from the time t21. The first requirement for defrosting is satisfied.
(5-1)
以上説明したように、実施形態に係る冷凍装置の例としての空気調和機1では、デフロスト運転に入る第1必要条件は、室内熱交換器用温度センサ33により室内熱交換器16の室内熱交換器温度Teiの継続的な低下が検出される状態が第1設定時間継続することである。また、第2必要条件は、室外熱交換器用温度センサ23により室外熱交換器13の室外熱交換器温度Teoの継続的な低下が検出されている状態が第2設定時間継続されることである。ここでは、室内熱交換器用温度センサ33が第1センサであり、室外熱交換器用温度センサ23が第2センサである。そして、第1必要条件だけではなく、第2必要条件をデフロスト運転に入る条件にしている。このことから、室外熱交換器13への着霜以外の理由で室内熱交換器16の温度が低下しているが、室外熱交換器13に着霜していないために室外熱交換器13の温度が上昇する場合をデフロスト運転に突入する場合から除くことができる。 (5) Features (5-1)
As described above, in the
上述の空気調和機1では、室外熱交換器13の室外熱交換器温度Teoの所定サンプリング時間内の平均値言い換えると所定回数nだけサンプリングされた室外熱交換器温の平均値(ΣTeo/n)を用いている。その結果、室外熱交換器温度Teoの測定ノイズによって第2必要条件が満たされたとする判断の誤りを抑制することができ、空除霜が行われるのを安定して防止することができる。 (5-2)
In the
上述の空気調和機1では、室外熱交換器13の室外熱交換器温度Teoが外気温度Tout及び圧縮機11の運転周波数fに応じて設定される除霜突入温度Tpよりも低くなることを第3必要条件として用いる。このような第3必要条件を用いることから、着霜が生じる環境も考慮に入れてデフロスト運転に入るか否かの判断ができるから、空除霜が行われるのを防止し易くなる。 (5-3)
In the
上述の空気調和機1では、室外熱交換器温度Teoが除霜突入温度Tpよりも低い期間が第3設定時間継続しないと第1必要条件及び第2必要条件が満たされてもデフロスト運転に入らないように構成されている。その結果、外気温度Tout及び圧縮機11の運転状況をデフロスト運転に入るか否かの判断に反映させることができ、空除霜が行われるのを防止する効果が高くなる。 (5-4)
In the
2 室内機
3 室外機
10 冷凍回路
11 圧縮機
12 四路切換弁
13 室外熱交換器
14 膨張機構
16 室内熱交換器
21 室外ファン
22 室外温度センサ
23 室外熱交換器用温度センサ
24 室外側制御装置
31 室内ファン
32 室内温度センサ
33 室内熱交換器用温度センサ
34 室内側制御装置 DESCRIPTION OF
Claims (4)
- 圧縮機(11)、室内熱交換器(16)、膨張機構(14)及び室外熱交換器(13)の順に冷媒を流して蒸気圧縮式冷凍サイクルを繰り返すことが可能な冷凍回路(10)と、
前記室内熱交換器の室内熱交換器温度を検出可能な第1センサ(33)と、
前記室外熱交換器の室外熱交換器温度を検出可能な第2センサ(23)と
を備え、
前記室内熱交換器温度の継続的な低下が前記第1センサにより検出される状態が第1設定時間継続する第1必要条件に加えて、前記室外熱交換器温度の継続的な低下が前記第2センサにより検出されている状態が第2設定時間継続する第2必要条件が満たされたときに前記室外熱交換器の除霜のためのデフロスト運転に入るように構成されている、冷凍装置。 A refrigeration circuit (10) capable of repeating a vapor compression refrigeration cycle by flowing refrigerant in the order of the compressor (11), the indoor heat exchanger (16), the expansion mechanism (14), and the outdoor heat exchanger (13). ,
A first sensor (33) capable of detecting an indoor heat exchanger temperature of the indoor heat exchanger;
A second sensor (23) capable of detecting an outdoor heat exchanger temperature of the outdoor heat exchanger,
In addition to the first requirement that the state in which the continuous decrease in the indoor heat exchanger temperature is detected by the first sensor continues for a first set time, the continuous decrease in the outdoor heat exchanger temperature is the first condition. A refrigeration apparatus configured to enter a defrost operation for defrosting the outdoor heat exchanger when a second necessary condition in which a state detected by two sensors continues for a second set time is satisfied. - 前記第2センサにより検出された前記室外熱交換器温度の所定サンプリング時間内の平均値が上昇しない状況が所定回数以上継続する場合に前記第2必要条件が満たされたと判断する、
請求項1に記載の冷凍装置。 Determining that the second necessary condition is satisfied when a state in which an average value within a predetermined sampling time of the outdoor heat exchanger temperature detected by the second sensor does not increase more than a predetermined number of times continues;
The refrigeration apparatus according to claim 1. - 前記室外熱交換器が設置されている箇所の外気温度を検出可能な第3センサ(22)をさらに備え、
前記第2センサにより検出された前記室外熱交換器温度が前記第3センサの検出した前記外気温度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて設定される除霜突入温度よりも低くなることを第3必要条件として用い、前記第1必要条件及び前記第2必要条件と前記第3必要条件とが同時に満たされたときに前記デフロスト運転に入るように構成されている、
請求項1に記載の冷凍装置。 A third sensor (22) further capable of detecting an outside air temperature at a location where the outdoor heat exchanger is installed;
Third, the outdoor heat exchanger temperature detected by the second sensor is lower than the defrost entry temperature set according to the outdoor temperature detected by the third sensor and the operating frequency of the compressor. Used as a necessary condition, configured to enter the defrost operation when the first necessary condition and the second necessary condition and the third necessary condition are simultaneously satisfied,
The refrigeration apparatus according to claim 1. - 前記第3必要条件は、前記室外熱交換器温度が前記除霜突入温度よりも低い期間が第3設定時間継続するという条件である、
請求項3に記載の冷凍装置。 The third necessary condition is a condition that a period in which the outdoor heat exchanger temperature is lower than the defrost entry temperature continues for a third set time.
The refrigeration apparatus according to claim 3.
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