WO2019065642A1 - 冷媒サイクル装置 - Google Patents
冷媒サイクル装置 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2019065642A1 WO2019065642A1 PCT/JP2018/035487 JP2018035487W WO2019065642A1 WO 2019065642 A1 WO2019065642 A1 WO 2019065642A1 JP 2018035487 W JP2018035487 W JP 2018035487W WO 2019065642 A1 WO2019065642 A1 WO 2019065642A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- refrigerant
- temperature
- temperature difference
- expansion valve
- condenser
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
Definitions
- the present disclosure relates to a refrigerant cycle device, and more particularly to a refrigerant cycle device in which the opening degree of an expansion valve is adjusted according to the degree of subcooling.
- a refrigerant cycle device of a vapor compression type in which the opening degree of an expansion valve is adjusted in accordance with the degree of subcooling, is known.
- Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-137165
- a condensing temperature and an outlet temperature of a condenser are obtained by actual measurement, and a refrigerant whose opening degree is controlled so that the difference becomes a target value.
- a cycle device is disclosed.
- Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-137165
- the control of the degree of opening of the expansion valve is not appropriate, the temperature of the refrigerant in the subcooled state is erroneously detected as the condensation temperature, and thereby the expansion valve It is stated that there is a problem that the opening degree of the valve is excessively narrowed.
- patent document 1 Unexamined-Japanese-Patent No.
- a condensation temperature is estimated from the electric current value and rotation speed of a motor of a compressor, and the estimated degree of supercooling is the actual degree of supercooling In the case where the temperature is larger, it is described that the opening degree of the expansion valve is once increased to eliminate the state in which the temperature of the refrigerant in the supercooled state is erroneously detected as the condensation temperature.
- Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-137165
- the inventor of the present invention has used a pressure loss portion of a condenser (e.g. In some cases, flash gas is generated depending on the operating conditions, and the outlet temperature of the condenser is lowered accordingly, so it is judged that supercooling is attached even though it is not actually supercooled. , It was found that there is a problem that the opening degree of the expansion valve becomes too large.
- An object of the present disclosure is to provide a highly reliable refrigerant cycle device capable of suppressing the adjustment of the opening degree of the expansion valve in the state where the temperature decrease of the refrigerant due to the generation of the flash gas is misunderstood as the overcooling state. is there.
- the refrigerant cycle device includes a refrigerant circuit, a first temperature measurement unit, a second temperature measurement unit, a calculation unit, and a control unit.
- the refrigerant circuit includes a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator.
- the compressor compresses the refrigerant.
- the condenser cools and condenses the refrigerant compressed by the compressor.
- the expansion valve depressurizes the refrigerant condensed by the condenser.
- the evaporator heats and evaporates the refrigerant flowing from the condenser through the expansion valve.
- the first temperature measurement unit measures, as a first temperature, the temperature of the refrigerant flowing through the condenser on the upstream side of the pressure loss portion of the condenser in the flow direction of the refrigerant.
- the second temperature measurement unit measures, as a second temperature, a refrigerant temperature downstream of the pressure loss unit and upstream of the expansion valve in the flow direction of the refrigerant.
- the calculation unit calculates the temperature difference between the second temperature and the condensation temperature as the second temperature difference, with the temperature difference between the first temperature and the condensation temperature in the condenser as the first temperature difference.
- the control unit adjusts the opening degree of the expansion valve based on the first temperature difference and the second temperature difference.
- the opening degree adjustment of the expansion valve based on the first temperature difference is also performed, so even if the flash gas is generated in the pressure loss portion, the temperature drop of the refrigerant due to the generation of the flash gas is supercooled It can be suppressed that the opening degree adjustment of the expansion valve is performed in the state that it is misidentified as.
- control unit selects one of the first temperature difference and the second temperature difference based on the first temperature and the second temperature, and the opening degree of the expansion valve based on the selected temperature difference. Make adjustments.
- the opening degree adjustment of the expansion valve is performed in a state in which the temperature decrease of the refrigerant due to the generation of the flash gas is mistaken as the overcooling state.
- the control unit compares the first temperature difference and the second temperature difference, selects one of the first temperature difference and the second temperature difference based on the comparison result, and selects the selected temperature difference. Adjust the opening degree of the expansion valve based on.
- the opening degree adjustment of the expansion valve is performed in a state in which the temperature decrease of the refrigerant due to the generation of the flash gas is mistaken as the overcooling state.
- control unit selects the smaller one of the first temperature difference and the second temperature difference, and adjusts the opening degree of the expansion valve based on the selected temperature difference.
- the opening degree adjustment of the expansion valve is performed in a state in which the temperature decrease of the refrigerant due to the generation of the flash gas is mistaken as the overcooling state.
- the control unit is based on the first temperature difference until the predetermined time elapses from the start of operation of the refrigerant cycle device, and the second temperature difference after the predetermined time elapses from the start of operation. Adjust the opening degree of the expansion valve.
- the opening degree adjustment of the expansion valve is performed in a state in which the temperature decrease of the refrigerant accompanying the generation of the flash gas in the pressure loss portion is misunderstood as the overcooling state.
- the pressure loss portion is a merging portion of the refrigerant flow path in the refrigerant flow direction.
- the pressure loss portion is a reduction portion of the refrigerant flow area.
- the condenser in a refrigerant cycle device, includes a main heat exchange portion, a sub heat exchange portion, and a connection portion which brings together the refrigerant flowing through the main heat exchange portion and leads the refrigerant to the sub heat exchange portion.
- the pressure loss part is a connection part.
- the opening degree adjustment of the expansion valve is performed in a state that the temperature decrease of the refrigerant due to the generation of the flash gas It can control what is done.
- the first temperature measurement unit measures the temperature of the refrigerant flowing downstream of the center of the inlet of the condenser and the outlet of the condenser in the refrigerant flow path of the condenser.
- the condenser has a heat exchange unit disposed upstream of the junction in the refrigerant flow direction, and a plurality of pipes connecting the heat exchange unit and the junction.
- the first temperature measurement unit measures the temperature of the refrigerant flowing downstream from the center of the heat exchange unit in the flow direction of the refrigerant.
- the first temperature measurement unit measures the temperature of the refrigerant flowing through one of a plurality of pipes connecting the heat exchange unit and the junction.
- the first temperature measurement unit measures the temperature of the refrigerant flowing downstream of the center of the heat exchange unit and the joining unit of the pipe in the flow direction of the refrigerant.
- the plurality of pipes connecting the heat exchange unit and the joining unit are connected to the heat exchange unit at different heights.
- the first temperature measurement unit measures the temperature of the refrigerant flowing through a pipe connected to the heat exchange unit at the lowest position.
- FIG. 16 is a schematic configuration diagram of a refrigerant cycle device of Modification D.
- FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a refrigerant cycle device 100 according to an embodiment.
- the refrigerant cycle device 100 is an air conditioner that cools / heats the interior of a building with a vapor compression refrigeration cycle.
- the refrigerant cycle device 100 may be a device used for applications other than air conditioning and heating, such as a water heater and a dehumidifier.
- the refrigerant cycle device 100 mainly includes a heat source unit 10, a utilization unit 60, a liquid refrigerant communication pipe 46, and a gas refrigerant communication pipe 48.
- the liquid refrigerant communication pipe 46 and the gas refrigerant communication pipe 48 are pipes that connect the heat source unit 10 and the usage unit 60.
- the liquid refrigerant communication pipe 46 and the gas refrigerant communication pipe 48 are pipes that are installed on site when the refrigerant cycle device 100 is installed.
- the refrigerant cycle device 100 may have a plurality of utilization units 60 connected in parallel to each other.
- the heat source unit 10 and the utilization unit 60 are connected via the liquid refrigerant communication pipe 46 and the gas refrigerant communication pipe 48, whereby a refrigerant circuit 80 is configured.
- the refrigerant circuit 80 mainly includes the compressor 12 of the heat source unit 10, the heat source side heat exchanger 20 and the expansion valve 18, and the use side heat exchanger 62 of the use unit 60.
- the refrigerant used in the refrigerant cycle device 100 is not limited, but is, for example, a fluorocarbon refrigerant such as R32.
- the usage unit 60 is installed in an air-conditioned space such as a building interior.
- the usage unit 60 is a ceiling-embedded unit installed on a ceiling.
- the usage unit 60 is not limited to the ceiling-embedded unit, and may be a ceiling-hanging type, a wall-hanging type installed on a wall, a floor-standing type installed on a floor, etc. Good.
- the utilization unit 60 is connected to the heat source unit 10 via the liquid refrigerant communication pipe 46 and the gas refrigerant communication pipe 48 as described above, and constitutes a part of the refrigerant circuit 80.
- the configuration of the usage unit 60 will be described below.
- the usage unit 60 mainly includes a usage-side heat exchanger 62, a usage-side fan 66, and a usage-side control unit 74 (see FIG. 1). Further, the utilization unit 60 connects the liquid refrigerant pipe 67 connecting the liquid side of the utilization side heat exchanger 62 and the liquid refrigerant communication pipe 46, and connects the gas side of the utilization side heat exchanger 62 and the gas refrigerant communication pipe 48. And a gas refrigerant pipe 68 (see FIG. 1).
- the use-side heat exchanger 62 is not limited to the type, but for example, a cross fin type fin-and-tube heat composed of a heat transfer tube (not shown) and a large number of fins (not shown) It is an exchanger.
- heat exchange is performed between the refrigerant flowing through the use side heat exchanger 62 and the indoor air (air in the space to be air-conditioned).
- the liquid side end of the use side heat exchanger 62 is connected to the liquid refrigerant pipe 67, and the gas side end is connected to the gas refrigerant pipe 68.
- the use side heat exchanger 62 functions as an evaporator that heats and evaporates the refrigerant flowing from the heat source side heat exchanger 20 as a condenser through the expansion valve 18 during the cooling operation described later.
- the use-side heat exchanger 62 functions as a condenser that cools and condenses the refrigerant compressed by the compressor 12 during a heating operation described later.
- the use side fan 66 is a fan that sucks indoor air into the use unit 60 and supplies it to the use side heat exchanger 62 and supplies the air heat-exchanged with the refrigerant in the use side heat exchanger 62 into the room.
- the use side fan 66 is, for example, a centrifugal fan such as a turbo fan or sirocco fan. However, the type of fan is not limited to the centrifugal fan, and may be appropriately selected.
- the use side fan 66 is driven by a fan motor 65.
- the use side control unit 74 controls the operation of each unit constituting the use unit 60.
- the use-side control unit 74 includes a microcomputer, a memory, and the like provided to control the use unit 60.
- the use side control unit 74 is configured to be able to exchange control signals and the like with the heat source unit 10 via the communication line.
- the use-side control unit 74 is configured to be able to receive signals relating to the operation / stop of the refrigerant cycle device 100 transmitted from a remote control (not shown) for operating the usage unit 60, signals relating to various settings, etc. ing.
- the usage unit 60 is provided with various sensors.
- the use unit 60 is provided with a room temperature sensor (not shown) or the like that measures the temperature of the room air drawn into the use unit 60.
- the heat source unit 10 is installed, for example, outside the building where the refrigerant cycle device 100 is installed.
- the heat source unit 10 is connected to the utilization unit 60 via the liquid refrigerant communication pipe 46 and the gas refrigerant communication pipe 48 as described above, and constitutes a part of the refrigerant circuit 80.
- the configuration of the heat source unit 10 will be described below.
- the heat source unit 10 mainly includes the compressor 12, the switching mechanism 14, the heat source side heat exchanger 20, the expansion valve 18, the accumulator 16, the bridge circuit 32, the economizer heat exchanger 34, and the injection valve 36. , And a heat source side fan 30 (see FIG. 1). Moreover, the heat source unit 10 has various sensors. The heat source unit 10 further includes a heat source side control unit 72 that controls the operation of each part that constitutes the heat source unit 10 (see FIG. 1).
- the heat source unit 10 further includes a suction pipe 10a, a discharge pipe 10b, a first gas refrigerant pipe 10c, a liquid refrigerant pipe 10d, and a second gas refrigerant pipe 10e (see FIG. 1).
- the suction pipe 10 a connects the switching mechanism 14 and the suction side of the compressor 12.
- the discharge pipe 10 b connects the discharge side of the compressor 12 and the switching mechanism 14.
- the first gas refrigerant pipe 10 c connects the switching mechanism 14 and the gas side end of the heat source side heat exchanger 20.
- the liquid refrigerant pipe 10 d connects the liquid side end of the heat source side heat exchanger 20 and the liquid refrigerant communication pipe 46.
- a liquid side shut-off valve 42 is provided at the connection between the liquid refrigerant pipe 10 d and the liquid refrigerant communication pipe 46.
- the second gas refrigerant pipe 10 e connects the switching mechanism 14 and the gas refrigerant communication pipe 48.
- a gas side shut-off valve 44 is provided at a connection between the second gas refrigerant pipe 10 e and the gas refrigerant communication pipe 48.
- the liquid side shutoff valve 42 and the gas side shutoff valve 44 are valves that are manually opened and closed.
- the compressor 12 is a device for compressing a refrigerant.
- the compressor 12 pressurizes the low pressure refrigerant to a high pressure.
- the compressor 12 is not limited in type, but is, for example, a rotary type or scroll type volumetric compressor.
- the compression mechanism (not shown) of the compressor 12 is driven by a compressor motor 12a (see FIG. 1).
- the compressor motor 12a is a motor whose rotational speed can be controlled by an inverter or the like.
- the displacement of the compressor 12 is controlled by controlling the number of revolutions of the compressor motor 12a.
- the compression mechanism of the compressor 12 may be driven by a prime mover (for example, an internal combustion engine) other than a motor.
- the switching mechanism 14 is a mechanism that switches the flow direction of the refrigerant in the refrigerant circuit 80.
- the switching mechanism 14 is a four-way switching valve.
- the switching mechanism 14 brings the suction pipe 10a into communication with the second gas refrigerant pipe 10e and brings the discharge pipe 10b into communication with the first gas refrigerant pipe 10c (see the solid line in the switching mechanism 14 in FIG. 1). That is, the switching mechanism 14 communicates the suction side of the compressor 12 to the gas refrigerant communication pipe 48 through the suction pipe 10a and the second gas refrigerant pipe 10e during the cooling operation, and the discharge side of the compressor 12 the discharge pipe 10b. And the gas side end of the heat source side heat exchanger 20 through the first gas refrigerant pipe 10c.
- the switching mechanism 14 connects the piping in such a state, the refrigerant circuit 80 enters the cooling operation state.
- the heat source side heat exchanger 20 functions as a condenser (cooler of the refrigerant), and the use side heat exchanger 62 is an evaporator. It functions as a heater for the refrigerant.
- the switching mechanism 14 communicates the suction pipe 10a with the first gas refrigerant pipe 10c and communicates the discharge pipe 10b with the second gas refrigerant pipe 10e during heating operation (see the broken line in the switching mechanism 14 in FIG. 1). ). That is, the switching mechanism 14 communicates the suction side of the compressor 12 with the gas side end of the heat source side heat exchanger 20 through the suction pipe 10a and the first gas refrigerant pipe 10c during heating operation, and discharges the compressor 12 The side is connected to the gas refrigerant communication pipe 48 through the discharge pipe 10 b and the second gas refrigerant pipe 10 e.
- the switching mechanism 14 connects the piping in such a state, the refrigerant circuit 80 is in the heating operation state.
- the heat source side heat exchanger 20 functions as an evaporator
- the use side heat exchanger 62 functions as a condenser.
- the switching mechanism 14 is not limited to the four-way switching valve, and may be configured to realize switching of the flow direction of the refrigerant as described above by combining a plurality of solenoid valves and a refrigerant pipe.
- the heat source side heat exchanger 20 is, for example, a fin and tube heat exchanger having a heat transfer pipe (not shown) and a large number of fins (not shown).
- the type of the heat source side heat exchanger 20 is not limited to the fin and tube heat exchanger, and may be another type of heat exchanger.
- the heat source side heat exchanger 20 mainly includes a header 21, a heat exchanger 23 where heat exchange between the refrigerant and the outdoor air is performed, a small diameter pipe 24, a flow divider 25, and a main pipe 26 (see FIG. See Figure 1).
- the heat exchange unit 23 includes a main heat exchange unit 22 and an auxiliary heat exchange unit 28 (see FIG. 1).
- the main heat exchange unit 22 and the auxiliary heat exchange unit 28 include a heat transfer pipe (not shown) and a large number of fins (not shown).
- the header 21 is formed in a vertically long cylindrical shape.
- the first gas refrigerant pipe 10 c is connected to the header 21.
- the first gas refrigerant pipe 10 c communicates with the internal space of the header 21.
- the first gas refrigerant pipe 10 c is connected to the gas side connection port 20 a of the header 21.
- the header 21 is connected to the main heat exchange unit 22 by a plurality of header communication pipes 21 a.
- the internal space of the header 21 and the heat transfer pipe (not shown) of the main heat exchange unit 22 communicate with each other via the header connection pipe 21a.
- the plurality of heat transfer tubes of the main heat exchange section 22 preferably extend in the horizontal direction.
- the plurality of heat transfer pipes of the main heat exchange section 22 are vertically divided into a plurality of systems, and the heat transfer pipes of the plurality of systems form mutually independent coolant channels.
- one of the plurality of header communication pipes 21a is connected to one end side of each refrigerant flow path, and one of the plurality of small diameter pipes 24 is connected to the other end side (see FIG. 1). ).
- Each of the small diameter tubes 24 is connected to the lower part of each refrigerant flow path.
- FIG. 1 a state in which three header communication pipes 21 a and three small diameter pipes 24 are connected to the main heat exchange unit 22 is drawn.
- the main heat exchange unit 22 has three refrigerant flow paths (first refrigerant flow path 22a, second refrigerant flow path 22b, and third refrigerant flow path 22c in order from the bottom). It is drawn.
- the aspect of FIG. 1 is only an illustration for description, and the main heat exchange part 22 may be divided into two or four or more systems. Then, the numbers of the header connection pipes 21a and the small diameter pipes 24 may be determined according to the number of systems (the number of refrigerant channels).
- each of the plurality of small diameter tubes 24 is connected to one of the independent refrigerant flow paths of the main heat exchange unit 22.
- the small diameter pipe 24 includes a first small diameter pipe 24a connected to the first refrigerant flow channel 22a, a second small diameter pipe 24b connected to the second refrigerant flow channel 22b, and a third refrigerant flow And a third small diameter tube 24c connected to the passage 22c.
- the end of the first small diameter pipe 24a, the second small diameter pipe 24b and the third small diameter pipe 24c opposite to the side connected to the main heat exchange section 22 is connected to the upper end of the flow divider 25 ing.
- a plurality of small diameter pipes 24 are connected to the upper end portion of the flow distributor 25 and a main pipe 26 is connected to the lower end portion thereof (see FIG. 1).
- the main pipe 26 and the plurality of small diameter pipes 24 communicate with each other inside the flow divider 25.
- the end of the main pipe 26 opposite to the end connected to the flow divider 25 is connected to the auxiliary heat exchange unit 28.
- the auxiliary heat exchange unit 28 is disposed below the main heat exchange unit 22.
- the arrangement of the auxiliary heat exchange unit 28 is not limited to the lower side of the main heat exchange unit 22.
- the secondary heat exchange part 28 through which the refrigerant of relatively high temperature flows during the heating operation is disposed below the main heat exchange part 22 Is preferred.
- auxiliary heat exchange unit 28 heat exchange is performed between the refrigerant flowing through a heat transfer pipe (not shown) of the auxiliary heat exchange unit 28 and the outdoor air.
- the main pipe 26 is connected to one end side of the refrigerant flow passage of the sub heat exchange unit 28, and the liquid refrigerant pipe 10 d is connected to the other end side of the refrigerant flow passage of the sub heat exchange unit 28.
- the liquid refrigerant pipe 10 d is connected to the liquid side connection port 20 b provided in the sub heat exchange unit 28.
- the refrigerant flows from the first gas refrigerant pipe 10c toward the liquid refrigerant pipe 10d in the heat source side heat exchanger 20 (during the cooling operation, refer to the flow direction A of the refrigerant in FIG. 1)
- the refrigerant is the heat source side heat In the exchanger 20, the internal space of the header 21, the header communication pipe 21a, the main heat exchange section 22, the small diameter pipe 24, the flow divider 25, the main pipe 26, and the sub heat exchange section 28 flow in this order.
- the heat source side heat exchanger 20 is a condenser that cools and condenses the refrigerant compressed by the compressor 12 Act as.
- the refrigerant (mainly in the gas phase) flowing through the first gas refrigerant pipe 10c flows into the internal space of the header 21 from the gas side connection port 20a (the inlet of the condenser).
- the refrigerant that has flowed into the header 21 is divided into three header communication pipes 21 a and flows, and the refrigerant flow paths of the main heat exchange unit 22 (the first refrigerant flow path 22 a, the second refrigerant flow path 22 b, and the third refrigerant flow path Flow into 22c).
- the refrigerants cooled by the first refrigerant channel 22a, the second refrigerant channel 22b, and the third refrigerant channel 22c flow into the first small diameter pipe 24a, the second small diameter pipe 24b, and the third small diameter pipe 24c, respectively. Flows into the flow divider 25.
- the flow divider 25 functions as a merging portion of the refrigerant flow path in the refrigerant flow direction A during the cooling operation. That is, the flow divider 25 is an example of a connection unit that causes the refrigerant flowing through the main heat exchange unit 22 to be joined and led to the sub heat exchange unit 28.
- the flow divider 25 is a reduction portion of the refrigerant flow passage area in the flow direction of the refrigerant during the cooling operation.
- coolant flow passage area means the part to which a refrigerant
- the flow divider 25 is an example of a pressure loss unit.
- the pressure loss portion is a portion where the pressure drop can be larger when flowing the refrigerant to the heat source side heat exchanger 20 that functions as a condenser, compared to the upstream side.
- the pressure loss portion means a portion where the friction loss and the shape loss increase when flowing the refrigerant to the heat source side heat exchanger 20 that functions as a condenser as compared with the upstream side.
- the branched portion of the refrigerant flow path, the curved portion of the refrigerant flow path, the enlarged portion of the refrigerant flow path (including the rapid expansion portion and the diffuser), and the reduced portion of the refrigerant flow path A reduced portion, including a nozzle), etc. can be a pressure loss portion.
- the pressure loss part flows the refrigerant to the heat source side heat exchanger 20 that functions as a condenser
- the average value of the pressure loss (rate of change in pressure drop) per unit flow path length (Inside heat exchanger 20) more than twice the average value of the pressure loss per unit flow path length.
- the refrigerant flowing into the flow distributor 25 passes through the main pipe 26 and flows into the secondary heat exchange unit 28.
- the refrigerant cooled by the auxiliary heat exchange unit 28 flows into the liquid refrigerant pipe 10 d from the liquid side connection port 20 b (outlet of the condenser) provided in the auxiliary heat exchange unit 28.
- the refrigerant flows from the liquid refrigerant pipe 10d toward the first gas refrigerant pipe 10c (during the heating operation)
- the refrigerant flows from the heat source side heat exchanger 20 to the subheat It flows in order of the exchange part 28, the main pipe 26, the flow divider 25, the small diameter pipe 24, the main heat exchange part 22, the header communication pipe 21a, and the internal space of the header 21.
- the heat source side heat exchanger 20 operates the expansion valve 18 from the utilization side heat exchanger 62 as a condenser. It functions as an evaporator that heats and evaporates the refrigerant flowing therethrough.
- the refrigerant (of gas-liquid two-phase) flowing from the liquid refrigerant pipe 10d into the heat source side heat exchanger 20 flows into the sub heat exchange unit 28 from the liquid side connection port 20b.
- the refrigerant heated by the auxiliary heat exchange unit 28 passes through the main pipe 26 and flows into the flow divider 25.
- the refrigerant divided by the flow divider 25 flows into the first small diameter pipe 24a, the second small diameter pipe 24b, and the third small diameter pipe 24c.
- the refrigerants flowing into the first small diameter pipe 24a, the second small diameter pipe 24b and the third small diameter pipe 24c respectively flow into the first refrigerant flow passage 22a, the second refrigerant flow passage 22b and the third refrigerant flow passage 22c.
- the refrigerant heated when passing through the first refrigerant flow passage 22a, the second refrigerant flow passage 22b, and the third refrigerant flow passage 22c flows into the internal space of the header 21 through the header communication pipe 21a.
- the refrigerant that has flowed into the internal space of the header 21 flows into the first gas refrigerant pipe 10 c from the gas side connection port 20 a of the heat source side heat exchanger 20.
- the expansion valve 18 is an electric expansion valve capable of adjusting the opening degree for adjusting the flow rate of the refrigerant flowing through the heat source side heat exchanger 20 and the like.
- the expansion valve 18 is provided to the liquid refrigerant pipe 10d.
- the opening degree of the expansion valve 18 is controlled by a controller 70 described later.
- the accumulator 16 is a container having a gas-liquid separation function that divides the inflowing refrigerant into a gas refrigerant and a liquid refrigerant.
- the accumulator 16 is disposed upstream of the compressor 12 in the refrigerant flow direction (see FIG. 1).
- the accumulator 16 is provided in the suction pipe 10 a through which the refrigerant flows to the suction side of the compressor 12.
- the refrigerant flowing into the accumulator 16 is divided into a gas refrigerant and a liquid refrigerant, and the gas refrigerant collected in the upper space flows out to the compressor 12.
- the bridge circuit 32 is a mechanism for controlling the flow direction of the refrigerant.
- the bridge circuit 32 includes a first check valve 32a, a second check valve 32b, a third check valve 32c, and a fourth check valve 32d (see FIG. 1).
- the first check valve 32 a is a valve that allows the flow of the refrigerant from the expansion valve 18 side to the liquid refrigerant communication pipe 46 side but does not allow the flow in the opposite direction.
- the second check valve 32 b is a valve that allows the flow of the refrigerant from the expansion valve 18 side to the heat source side heat exchanger 20 side but does not allow the flow in the opposite direction.
- the third check valve 32c is a valve that allows the flow of the refrigerant that flows from the liquid refrigerant communication pipe 46 side to the expansion valve 18 through the economizer heat exchanger 34, and does not allow the flow in the opposite direction.
- the fourth check valve 32d is a valve that allows the flow of the refrigerant that flows from the heat source side heat exchanger 20 side to the expansion valve 18 through the economizer heat exchanger 34, but does not allow the flow in the opposite direction.
- the refrigerant flows from the heat source side heat exchanger 20 through the fourth check valve 32 d to the expansion valve 18, and further the first check valve 32 a
- the refrigerant flows to the liquid refrigerant communication pipe 46.
- the refrigerant flows from the liquid refrigerant communication pipe 46 through the third check valve 32 c to the expansion valve 18, and further the second check valve 32 b
- the refrigerant flows to the heat source side heat exchanger 20 through
- the economizer heat exchanger 34 is a heat exchanger such as a double-pipe heat exchanger or a plate heat exchanger, for example.
- the economizer heat exchanger 34 has a first flow passage 34a and a second flow passage 34b (see FIG. 1), and the refrigerant flowing in the first flow passage 34a exchanges heat with the refrigerant flowing in the second flow passage 34b. It has become.
- the first flow path 34 a constitutes a part of a refrigerant flow path in which the refrigerant flows from the bridge circuit 32 toward the expansion valve 18.
- the refrigerant flowing to the expansion valve 18 passes through the third check valve 32c or the fourth check valve 32d of the bridge circuit 32.
- the second flow passage 34 b constitutes a part of the injection flow passage 35.
- the injection flow passage 35 is a refrigerant flow passage which branches from a refrigerant pipe in which the refrigerant flows from the bridge circuit 32 toward the expansion valve 18 and communicates with a compression chamber (not shown) in the process of compression of the compression mechanism of the compressor 12. is there.
- the third check valve 32c or the fourth check valve 32d of the bridge circuit 32 is passed, and the refrigerant flow branches from the bridge circuit 32 toward the expansion valve 18 and branched from the refrigerant flow path.
- the refrigerant flows to the compressor 12 through the valve 36.
- the injection valve 36 is, for example, a motorized valve capable of adjusting the opening degree.
- the injection valve 36 is provided in a pipe that connects the refrigerant flow path in which the refrigerant flows from the bridge circuit 32 toward the expansion valve 18 and the second flow path 34 b of the economizer heat exchanger 34.
- the refrigerant branched from the refrigerant flow path in which the refrigerant flows from the bridge circuit 32 toward the expansion valve 18 flows into the second flow path 34 b of the economizer heat exchanger 34. Then, the refrigerant flowing into the second flow passage 34 b exchanges heat with the refrigerant flowing through the first flow passage 34 a and becomes a gas phase refrigerant and is supplied to the compression chamber in the middle of compression of the compression mechanism of the compressor 12.
- a solenoid valve capable of controlling only the opening / closing may be used instead of the motor-operated valve whose opening degree can be adjusted.
- a solenoid valve it is preferable that a capillary be provided in the injection flow channel 35.
- the heat source side fan 30 sucks the outdoor air into the heat source unit 10 and supplies it to the heat source side heat exchanger 20, and the air heat-exchanged with the refrigerant in the heat source side heat exchanger 20 It is a fan that discharges outside the room. That is, the heat source side fan 30 is a fan that supplies the heat source side heat exchanger 20 with outdoor air as a cooling source or a heating source of the refrigerant flowing through the heat source side heat exchanger 20.
- the heat source side fan 30 is, for example, an axial flow fan such as a propeller fan. However, the type of fan is not limited to the axial fan, and may be appropriately selected.
- the heat source side fan 30 is driven by a fan motor 30a (see FIG. 1).
- the heat source unit 10 is provided with various sensors.
- the heat source unit 10 has the following sensors.
- the following temperature sensors and pressure sensors should just be sensors which can measure desired temperature and pressure, and the kind of sensor should just be selected suitably.
- the heat source unit 10 has a suction temperature sensor 92a that measures the suction temperature Ts of the compressor 12 (see FIG. 1).
- the heat source unit 10 also has a discharge pressure sensor 94 that measures the discharge pressure Pd of the compressor 12 (see FIG. 1).
- the heat source unit 10 also has a discharge temperature sensor 92b that measures the discharge temperature Td of the compressor 12 (see FIG. 1).
- the heat source unit 10 further includes a first temperature sensor 92c and a second temperature sensor 92d (see FIG. 1).
- the first temperature sensor 92c and the second temperature sensor 92d are, for example, thermistors, although the types are not limited.
- the first temperature sensor 92 c is an example of a first thermometer side.
- the first temperature sensor 92 c is the flow divider 25 (pressure loss portion) of the heat source side heat exchanger 20 in the flow direction A of the refrigerant
- the temperature of the refrigerant flowing through the heat source side heat exchanger 20 is measured as a first temperature T1.
- the heat source side heat exchanger 20 is used as an evaporator (during heating operation)
- the heat source side heat exchange downstream of the flow divider 25 of the heat source side heat exchanger 20 in the flow direction of the refrigerant The temperature of the refrigerant flowing through the vessel 20 is measured.
- the first temperature sensor 92c is preferably located at the center of the main heat exchange section 22 disposed upstream of the flow divider 25 in the refrigerant flow direction A when the heat source side heat exchanger 20 is used as a condenser (see FIG. In 1, the temperature of the refrigerant flowing downstream of the alternate long and short dash line C and upstream of the flow divider 25 is measured.
- the first temperature sensor 92c is, in the refrigerant flow path of the heat source side heat exchanger 20, an inlet of the condenser in the refrigerant flow direction A when the heat source side heat exchanger 20 is used as a condenser.
- the temperature of the refrigerant flowing downstream from the center of the condenser (shown by the alternate long and short dash line M1 in FIG. 1) with the outlet of the condenser is measured.
- the inlet of the condenser means the gas side connection port 20a to which the first gas refrigerant pipe 10c provided in the header 21 is connected.
- the outlet of the condenser means the liquid side connection port 20 b provided in the auxiliary heat exchange unit 28.
- the first temperature sensor 92c is a main heat exchange unit 22 disposed upstream of the flow divider 25 in the flow direction A of the refrigerant when the heat source side heat exchanger 20 is used as a condenser.
- the temperature of the refrigerant flowing through one of a plurality of pipes (small diameter tubes 24) connecting the flow splitter 25 and the flow divider 25 is measured.
- the first temperature sensor 92c preferably includes the main heat exchange portion 22 and the flow divider 25 of the small diameter pipe 24.
- the temperature of the refrigerant flowing downstream of the center (indicated by the alternate long and short dash line N in FIG.
- the first temperature sensor 92c has a small diameter connected to the main heat exchange portion 22 (the first refrigerant flow passage 22a, the second refrigerant flow passage 22b, and the third refrigerant flow passage 22c) at different heights.
- the temperature of the refrigerant flowing through the first small diameter pipe 24 a connected to the main heat exchange portion 22 at the lowest position in the pipe 24 (that is, connected to the first refrigerant flow path 22 a) is measured.
- the refrigerant temperature measurement position of the first temperature sensor 92c is not limited, in the embodiment depicted in FIG. 1, the first temperature sensor 92c is a heat source side heat exchanger 20 of the first small diameter tube 24a. It is attached to the downstream side from the center (dashed-dotted line N) of the main heat exchange section 22 and the flow divider 25 in the flow direction A of the refrigerant when used as a tank. Then, the first temperature sensor 92c measures the temperature of the refrigerant flowing through the first small diameter tube 24a at the mounting position of the first temperature sensor 92c. That is, in the embodiment depicted in FIG. 1, the first temperature sensor 92c is attached near the flow divider 25 of the first small diameter tube 24a, and measures the temperature of the refrigerant flowing through the first small diameter tube 24a at the mounting position. .
- the second temperature sensor 92 d is an example of a second thermometer side.
- the second temperature sensor 92 d is the flow divider 25 (pressure loss portion) of the heat source side heat exchanger 20 in the flow direction A of the refrigerant
- the refrigerant temperature on the more downstream side and on the upstream side than the expansion valve 18 is measured as a second temperature T2.
- the second temperature sensor 92d is a heat source side heat exchanger in the flow direction A of the refrigerant during the cooling operation.
- the temperature of the refrigerant flowing through the liquid refrigerant pipe 10d on the downstream side of the twenty flow dividers 25 (pressure loss portion) and on the upstream side of the expansion valve 18 is measured as a second temperature T2.
- the heat source unit 10 is disposed between the bridge circuit 32 and the liquid side shut-off valve 42 in the liquid refrigerant pipe 10d (the downstream side of the first check valve 32a and the upstream side of the third check valve 32c in the bridge circuit 32).
- a liquid pipe side temperature sensor 92e provided in the pipe connecting the liquid side shut-off valve 42). The liquid pipe side temperature sensor 92 e measures the temperature Tlp of the refrigerant sent from the bridge circuit 32 to the liquid refrigerant communication pipe 46 or the refrigerant sent from the liquid refrigerant communication pipe 46 to the bridge circuit 32.
- an external air temperature sensor 96 is provided around the heat source side heat exchanger 20 or the heat source side fan 30 to measure the temperature Toa of the outdoor air drawn into the heat source unit 10.
- the heat source side control unit 72 controls the operation of each unit constituting the heat source unit 10.
- the heat source side control unit 72 includes a microcomputer, a memory, and the like provided to control the heat source unit 10.
- the heat source side control unit 72 is configured to be able to exchange control signals and the like with the use side control unit 74 of the use unit 60 via the communication line.
- the heat source side control unit 72 of the heat source unit 10 and the use side control unit 74 of the usage unit 60 are communicably connected via a communication line to control the controller 70 that controls the entire operation of the refrigerant cycle apparatus 100. Configured.
- the controller 70 controls the overall operation of the refrigerant cycle apparatus 100 by the microcomputer executing a program stored in the memory.
- the controller 70 of the present embodiment is merely an example of the control device of the refrigerant cycle device 100.
- the controller may realize the same function as the function exhibited by the controller 70 of the present embodiment by hardware such as a logic circuit or may be realized by a combination of hardware and software.
- the controller 70 is connected so as to be able to receive measurement signals of the temperature sensors 92a to 92e for measuring the temperature of the refrigerant, the discharge pressure sensor 94, and the outside air temperature sensor 96, as shown in FIG.
- the controller 70 can control the compressor 12, the switching mechanism 14, the expansion valve 18, the heat source side fan 30, the injection valve 36, the use side fan 66, and the like based on measurement signals of sensors, etc. 12, 14, 18, 30, 36, 66 are connected.
- the controller 70 condenses the heat source side heat exchanger 20 in the refrigerant cycle device 100 by controlling the compressor 12, the switching mechanism 14, the expansion valve 18, the heat source side fan 30, the injection valve 36, the use side fan 66 and the like.
- a cooling operation that causes the use-side heat exchanger 62 to function as an evaporator, and a heating operation that causes the heat-source-side heat exchanger 20 to function as an evaporator and the use-side heat exchanger 62 to function as a condenser are performed.
- the controller 70 causes the refrigerant circuit 80 to be in the cooling operation state (the switching mechanism 14 is shown by a solid line in FIG. 1). Control the switching mechanism 14 so that Further, the controller 70 controls the operation of the compressor 12, the heat source fan 30 and the user fan 66 based on the measurement signal of the sensor and the like. Further, the controller 70 controls the operation of the expansion valve 18 and the injection valve 36 so as to perform a predetermined operation based on a measurement signal of a sensor or the like. The control of the expansion valve 18 by the controller 70 during the cooling operation will be separately described later.
- the low pressure gas refrigerant in the refrigerant circuit 80 is drawn into the compressor 12 and compressed to become a high pressure gas refrigerant.
- the gas refrigerant compressed by the compressor 12 is sent to the heat source side heat exchanger 20 through the switching mechanism 14.
- the high-pressure gas refrigerant sent to the heat source side heat exchanger 20 exchanges heat with the outdoor air supplied by the heat source side fan 30 in the heat source side heat exchanger 20 functioning as a condenser, and is cooled and condensed.
- High pressure liquid refrigerant The liquid refrigerant condensed in the heat source side heat exchanger 20 is sent to the economizer heat exchanger 34 to be further cooled, decompressed and expanded by the expansion valve 18, and utilized through the liquid side shut-off valve 42 and the liquid refrigerant communication pipe 46 It is sent to the unit 60. Note that part of the liquid refrigerant flowing through the liquid refrigerant pipe 10 d is divided into the injection flow channel 35, and the pressure is reduced by the injection valve 36.
- the refrigerant decompressed by the injection valve 36 is sent to the economizer heat exchanger 34, exchanges heat with the high-pressure liquid refrigerant flowing through the liquid refrigerant pipe 10d, and is evaporated by being heated. It injects into the compression chamber in the middle of compression of a compression mechanism.
- the refrigerant sent to the use unit 60 is sent to the use side heat exchanger 62.
- the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant sent to the use-side heat exchanger 62 exchanges heat with room air supplied by the use-side fan 66 in the use-side heat exchanger 62 functioning as a refrigerant evaporator. By heating and heating, it evaporates and becomes a low pressure gas refrigerant.
- the low pressure gas refrigerant is sent from the utilization unit 60 to the heat source unit 10 through the gas refrigerant communication pipe 48.
- the low-pressure gas refrigerant sent to the heat source unit 10 is again sucked into the compressor 12 through the gas side closing valve 44 and the switching mechanism 14.
- (3-2) Heating Operation When a heating operation is instructed by an instruction from a remote control (not shown) or the like, the controller 70 controls the refrigerant circuit 80 in the heating operation state (the switching mechanism 14 is shown by a broken line in FIG. 1). Control the switching mechanism 14 so that Further, the controller 70 controls the operation of the compressor 12, the heat source fan 30 and the user fan 66 based on the measurement signal of the sensor and the like. Further, the controller 70 controls the operation of the expansion valve 18 and the injection valve 36 so as to perform a predetermined operation based on a measurement signal of a sensor or the like.
- the low pressure gas refrigerant in the refrigerant circuit 80 is drawn into the compressor 12 and compressed to become a high pressure gas refrigerant.
- the gas refrigerant compressed by the compressor 12 is sent from the heat source unit 10 to the utilization unit 60 through the switching mechanism 14, the gas side closing valve 44 and the gas refrigerant communication pipe 48.
- the high-pressure gas refrigerant sent to the usage unit 60 is sent to the usage-side heat exchanger 62.
- the high-pressure gas refrigerant sent to the use-side heat exchanger 62 exchanges heat with room air supplied by the use-side fan 66 in the use-side heat exchanger 62 functioning as a condenser, and is cooled and condensed.
- High pressure liquid refrigerant is sent from the utilization unit 60 to the heat source unit 10 through the liquid refrigerant communication pipe 46.
- the refrigerant sent to the heat source unit 10 is sent to the expansion valve 18 through the liquid side shut-off valve 42 and the economizer heat exchanger 34, and the pressure is reduced by the expansion valve 18 so that the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant and Become.
- the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant is sent to the heat source side heat exchanger 20.
- the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant sent to the heat source side heat exchanger 20 exchanges heat with the outdoor air supplied by the heat source side fan 30 in the heat source side heat exchanger 20 functioning as a refrigerant evaporator. By being heated, it evaporates and becomes a low pressure gas refrigerant. The low pressure gas refrigerant is again drawn into the compressor 12 through the switching mechanism 14.
- the controller 70 measures the first temperature T1 measured by the first temperature sensor 92c and the second temperature T2 measured by the second temperature sensor 92d. And adjust the opening degree of the expansion valve 18. Specifically, the controller 70 adjusts the opening degree of the expansion valve 18 based on the first temperature T1, the second temperature T2 and the condensation temperature Tc in the refrigeration cycle. More specifically, the controller 70 adjusts the opening degree of the expansion valve 18 based on a first temperature difference D1 and a second temperature difference D2 described later.
- the controller 70 calculates a first temperature difference D1 and a second temperature difference D2 that are used to control the operation of the expansion valve 18 as one function related to adjusting the opening degree of the expansion valve.
- the first temperature difference D1 is a temperature difference between the first temperature T1 measured by the first temperature sensor 92c and the condensation temperature Tc in the heat source side heat exchanger 20 which is a condenser.
- the second temperature difference D2 is a temperature difference between the first temperature T1 measured by the first temperature sensor 92c and the condensation temperature Tc in the heat source side heat exchanger 20 which is a condenser.
- the controller 70 calculates the first temperature difference D1 and the second temperature difference D2 as follows.
- the controller 70 first calculates the condensation temperature Tc based on the discharge pressure Pd measured by the discharge pressure sensor 94. Specifically, the controller 70 calculates the condensation temperature Tc from the pressure measured by the discharge pressure sensor 94 using, for example, a table indicating the correlation between the pressure stored in the memory and the condensation temperature. Note that the method of calculating the condensation temperature Tc is merely an example, and the controller 70 condenses from the discharge pressure Pd measured by the discharge pressure sensor 94 using, for example, the relational expression between the pressure and the condensation temperature stored in the memory. The temperature Tc may be calculated.
- the condensation temperature Tc does not have to be calculated by the controller 70 based on the discharge pressure Pd measured by the discharge pressure sensor 94.
- the condensation temperature Tc may be measured by a temperature sensor such as a thermistor provided in the heat source side heat exchanger 20 separately from the first temperature sensor 92c and the second temperature sensor 92d.
- the temperature sensor that measures the condensation temperature Tc is, for example, a temperature sensor that measures the temperature of the refrigerant flowing through the heat source side heat exchanger 20 upstream of the first temperature sensor 92c in the flow direction A of the refrigerant during cooling operation .
- the temperature sensor for measuring the condensation temperature Tc is provided, for example, at the center of the main heat exchange section 22 or upstream of the center of the main heat exchange section 22 in the flow direction A of the refrigerant during the cooling operation. measure.
- the controller 70 subtracts the first temperature T1 measured by the first temperature sensor 92c from the condensation temperature Tc to calculate the first temperature difference D1. Further, the controller 70 subtracts the second temperature T2 measured by the second temperature sensor 92d from the condensation temperature Tc to calculate the second temperature difference D2.
- controller 70 adjusts the opening degree of the expansion valve 18 based on the first temperature difference D1 and the second temperature difference D2.
- the controller 70 controls the operation of each part of the refrigerant cycle apparatus 100 so as to realize the refrigeration cycle schematically drawn by the solid line in FIG. 3.
- the injection (intermediate injection) to the compression chamber in the middle of compression of the compression mechanism of the compressor 12 will not be considered.
- the controller 70 controls the expansion valve 18 according to the degree of subcooling during the cooling operation.
- the controller 70 reduces the opening degree of the expansion valve 18 when the degree of subcooling is smaller than a predetermined target value, and increases the degree of opening of the expansion valve 18 when the degree of subcooling is larger than the target value. Control.
- the controller 70 adjusts the degree of opening of the expansion valve 18 based on the second temperature difference D2 to obtain the degree of supercooling, as shown in FIG.
- the refrigerant cycle apparatus 100 can be operated to realize the refrigeration cycle shown in FIG.
- the second temperature T2 measured by the second temperature sensor 92d is The temperature of the refrigerant is as shown by the black circle in 3 and is lower than the condensation temperature. Therefore, when the second temperature difference D2 is used as the degree of subcooling, the refrigerant having the degree of subcooling despite the fact that the refrigerant is not actually the subcoolant at the temperature measurement position of the second temperature sensor 92d. It will be misidentified as Then, assuming that the controller 70 adjusts the opening degree of the expansion valve 18 based on the second temperature difference D2, it becomes difficult to realize a desired refrigeration cycle as depicted in FIG. 3.
- the controller 70 adjusts the opening degree of the expansion valve 18 based on the first temperature difference D1, the opening degree adjustment of the expansion valve 18 in a state where the temperature decrease of the refrigerant due to the generation of the flash gas is mistaken as the supercooling state.
- the first temperature T1 is the temperature of the refrigerant flowing through one of the plurality of refrigerant flow paths 22a to 22c of the main heat exchange unit 22, the temperature T1 is not equal to the temperature of the refrigerant after merging by the flow divider 25 There may be a difference between them. Therefore, when only the first temperature difference D1 is used, it may be difficult to accurately realize the desired refrigeration cycle as depicted in FIG. 3.
- the opening degree of the expansion valve 18 is adjusted using both the first temperature difference D1 and the second temperature difference D2, so even if the flash gas is generated in the pressure loss portion. It is possible to suppress the opening adjustment of the expansion valve 18 in the state that the temperature decrease of the refrigerant due to the generation of the flash gas is misunderstood as the supercooling state, and conversely, the generation of the flash gas does not occur in the pressure loss portion In the state where it does not easily occur, the degree of supercooling can be controlled with high accuracy by adjusting the opening degree of the expansion valve 18.
- the controller 70 selects one of the first temperature difference D1 and the second temperature difference D2 based on the first temperature T1 and the second temperature T2, and the expansion valve based on the selected temperature difference. Adjust the opening degree of 18. More specifically, for example, the controller 70 compares the first temperature difference D1 with the second temperature difference D2, and selects one of the first temperature difference D1 and the second temperature difference D2 based on the comparison result, The opening degree of the expansion valve 18 is adjusted based on the selected temperature difference.
- the first temperature T1 is the temperature of the refrigerant flowing through the first small diameter pipe 24 a in the vicinity of the pressure loss portion (here, the flow divider 25).
- the temperature of the refrigerant flowing through the first refrigerant flow passage 22a is likely to be lower than the temperature of the refrigerant flowing through the refrigerant flow passages 22b and 22c above it. That is, the first temperature T1 tends to be smaller than the temperature of the refrigerant after the refrigerant channels 22a to 22c merge.
- the controller 70 is based on the first temperature T1 measured by the first temperature sensor 92c, the second temperature T2 measured by the second temperature sensor 92d, and the pressure measured by the pressure sensor 94 during the cooling operation.
- the first temperature difference D1 and the second temperature difference D2 are calculated (step S1).
- the controller 70 compares the first temperature difference D1 with the second temperature difference D2, and selects one of the first temperature difference D1 and the second temperature difference D2 based on the comparison result (step S2).
- step S21 of the flowchart of FIG. 4 that describes step S2 in detail, the controller 70 determines whether the first temperature difference D1 is smaller than ⁇ times the second temperature difference D2 ( ⁇ > 0). Calculate the
- the value of ⁇ is 1.
- the controller 70 determines whether or not the first temperature difference D1 is equal to or less than the second temperature difference D2 in step S21. Then, the controller 70 expands the first temperature difference D1 if the first temperature difference D1 is equal to or less than the second temperature difference D2, and expands the second temperature difference D2 if the first temperature difference D1 is larger than the second temperature difference D2.
- the temperature difference used to adjust the opening degree of the valve 18 is selected (see step S22 and step S23).
- the controller 70 adjusts the opening degree of the expansion valve 18 based on the selected one of the temperature differences (step S3). Specifically, the controller 70 reduces the opening degree of the expansion valve 18 when the selected temperature difference is smaller than the predetermined target value, and the expansion valve 18 when the selected temperature difference is larger than the target value. Control to increase the opening degree of
- the controller 70 returns to step S1 and repeatedly executes a series of processes.
- the value of the first temperature difference D1 is a relatively small value (eg, + 1 ° C.)
- the value of the second temperature difference D2 is a relatively large target degree of supercooling (eg, + 5 ° C.) )) (Eg, + 7 ° C.).
- the first temperature T1 is characterized in that it tends to have a smaller value than the temperature of the refrigerant (the temperature of the entire refrigerant passing through the main heat exchange section 22) after the refrigerant channels 22a to 22c merge. Therefore, if the flash gas is not generated in the pressure loss portion, the first temperature difference D1 tends to be a larger value than the second temperature difference D2. Therefore, if the value of the second temperature difference D2 is larger than the value of the first temperature difference D1, the second temperature difference D2 is considered to be a relatively large value due to the generation of the flash gas in the pressure loss portion.
- the opening temperature adjustment of the expansion valve 18 is provisionally used for the second temperature difference D2 If the second temperature difference D2 becomes smaller, the expansion valve 18 is controlled in the direction of increasing the opening degree. In such control of the expansion valve 18, the situation where the flash gas is generated in the pressure loss portion is difficult to eliminate.
- the controller 70 compares the first temperature difference D1 with the second temperature difference D2 in step S2, and the value of the first temperature difference D1 (for example, + 1.degree. C.) ⁇ Second
- the first temperature difference D1 is selected as the temperature difference used to control the opening degree of the expansion valve 18 because the temperature difference D2 (for example, + 7 ° C.).
- step S3 the controller 70 adjusts the opening degree of the expansion valve 18 so that the first temperature difference D1 becomes the target degree of subcooling (for example, + 5 ° C.).
- the controller 70 controls the opening degree of the expansion valve 18 to be smaller if the first temperature difference D1 is smaller than the target degree of subcooling.
- the controller 70 adjusts the opening degree of the expansion valve 18 based on the first temperature difference D1, so that the first temperature difference D1 approaches (increases) the target degree of subcooling.
- the second temperature T2 is raised by suppressing the generation of the flash gas, the second temperature difference D2 is dropped at one end.
- the first temperature T1 measured in the present embodiment is lower than the refrigerant temperature (the temperature of the entire refrigerant passing through the main heat exchange section 22) after the refrigerant channels 22a to 22c merge. It has the characteristic of being easy to become a value. Therefore, even if the first temperature difference D1 becomes the target degree of subcooling, it is conceivable that the actual degree of subcooling (degree of subcooling of the combined refrigerant) is only a value smaller than the target degree of subcooling .
- the controller 70 determines the second temperature difference in step S2. D2 is selected, and the opening degree of the expansion valve 18 is controlled based on the second temperature difference D2 in step S3. Therefore, the controller 70 can accurately control the degree of subcooling to the target degree of subcooling.
- the value of ⁇ used in the process of step S21 is 1 has been described as an example, the value of ⁇ is not limited to 1.
- an appropriate value of ⁇ is derived which can discriminate between the state where the flash gas is generated and the state where the flash gas is not generated in the heat source side heat exchanger 20 which is a condenser. It may be used in processing.
- the temperature of the refrigerant flowing through the second small diameter tube 24b is measured as the first temperature T1
- the value of the first temperature difference D1 is the second temperature difference even if the flash gas is not generated.
- the refrigerant cycle device 100 includes a refrigerant circuit 80, a first temperature sensor 92c as an example of a first temperature measurement unit, a second temperature sensor 92d as an example of a second temperature measurement unit, and a calculation unit. And a controller 70 as an example of a control unit.
- the refrigerant circuit 80 has a compressor 12, a condenser (in the embodiment, the heat source side heat exchanger 20), an expansion valve 18, and an evaporator (in the embodiment, the use side heat exchanger 62).
- the compressor 12 compresses the refrigerant.
- the condenser cools and condenses the refrigerant compressed by the compressor 12.
- the expansion valve 18 depressurizes the refrigerant condensed by the condenser.
- the evaporator heats and evaporates the refrigerant flowing from the condenser through the expansion valve 18.
- the first temperature sensor 92c is a pressure loss portion (a branch in this embodiment) of the condenser in the flow direction of the refrigerant (here, the flow direction of the refrigerant during the cooling operation and the flow direction indicated by the arrow A in FIG. 1). Upstream from the vessel 25), the temperature of the refrigerant flowing through the condenser is measured as a first temperature T1.
- the second temperature sensor 92d measures, as a second temperature T2, a refrigerant temperature downstream of the pressure loss portion and upstream of the expansion valve 18 in the refrigerant flow direction.
- the controller 70 calculates the temperature difference between the first temperature T1 and the condensation temperature Tc in the condenser as the first temperature difference D1, and the temperature difference between the second temperature T2 and the condensation temperature Tc as the second temperature difference D2. .
- the controller 70 adjusts the opening degree of the expansion valve 18 based on the first temperature difference D1 and the second temperature difference D2.
- the first temperature T1 of the refrigerant is measured on the upstream side of the pressure loss portion of the condenser, and therefore, is not susceptible to the generation of the flash gas in the pressure loss portion.
- the second temperature T2 of the refrigerant is measured on the downstream side of the pressure loss portion of the condenser, it is susceptible to the generation of the flash gas in the pressure loss portion.
- a value close to the temperature of the refrigerant flowing out from the outlet of the condenser can be obtained.
- the temperature differences D1 and D2 between the first temperature T1 and the second temperature T2 characterized as described above and the condensation temperature Tc are calculated, respectively, and used to adjust the opening degree of the expansion valve 18. Be done. Therefore, even if the flash gas is generated in the pressure loss portion, it is possible to suppress that the opening degree adjustment of the expansion valve 18 is performed in a state in which the temperature decrease of the refrigerant due to the generation of the flash gas is misunderstood as the supercooling state.
- the temperature difference between the second temperature T2 and the condensation temperature Tc (second temperature difference D2)
- the control of the expansion valve 18 can be accurately performed so that the difference between the temperature and the condensation temperature becomes a predetermined value.
- the controller 70 selects one of the first temperature difference D1 and the second temperature difference D2 based on the first temperature T1 and the second temperature T2, and selects the selected temperature difference.
- the opening degree adjustment of the expansion valve 18 is performed based on it.
- a temperature difference that is not affected by the generation of the flash gas in the pressure loss portion can be selected based on the first temperature T1 and the second temperature T2 and can be used for control. Therefore, it can be suppressed that the opening degree adjustment of the expansion valve 18 is performed in a state in which the temperature decrease of the refrigerant due to the generation of the flash gas is mistaken as the overcooling state.
- a temperature difference between the second temperature T2 and the condensation temperature Tc (second temperature difference D2 Control of the expansion valve 18 can be performed with high accuracy.
- the controller 70 compares the first temperature difference D1 with the second temperature difference D2, and based on the comparison result, selects one of the first temperature difference D1 and the second temperature difference D2.
- the opening degree of the expansion valve 18 is adjusted based on the selected temperature difference.
- a temperature difference not influenced by the generation of the flash gas in the pressure loss portion is selected, and this is selected for control. It can be used. Therefore, it can be suppressed that the opening degree adjustment of the expansion valve 18 is performed in a state in which the temperature decrease of the refrigerant due to the generation of the flash gas is mistaken as the overcooling state.
- the temperature difference between the second temperature T2 and the condensation temperature Tc is accurately performed using the second temperature difference D2).
- the controller 70 selects the smaller one of the first temperature difference D1 and the second temperature difference D2, and adjusts the opening degree of the expansion valve 18 based on the selected temperature difference.
- the temperature difference between the second temperature T2 and the condensation temperature Tc (second temperature difference D2) is used to control the expansion valve 18 accurately. It can be carried out.
- the flow divider 25 as an example of the pressure loss portion is a merging portion of the refrigerant flow path in the flow direction A of the refrigerant.
- the opening degree adjustment of the expansion valve 18 is performed in a state in which the temperature decrease of the refrigerant due to the generation of the flash gas is misidentified as the overcooling state.
- the flow divider 25 as an example of the pressure loss portion is a reduction portion of the refrigerant flow area.
- the opening degree adjustment of the expansion valve 18 is performed in a state in which the temperature decrease of the refrigerant due to the generation of the flash gas is misidentified as the overcooling state.
- the heat source side heat exchanger 20 as an example of a condenser causes the main heat exchange unit 22, the auxiliary heat exchange unit 28, and the refrigerant flowing through the main heat exchange unit 22 to merge.
- a flow divider 25 as an example of a connection leading to the secondary heat exchange unit 28.
- the pressure loss part is a connection part.
- the expansion valve 18 is opened in a state where the temperature decrease of the refrigerant due to the generation of the flash gas is misunderstood as the supercooling state. It can suppress that the degree adjustment is performed.
- the first temperature sensor 92c includes the inlet of the condenser (gas side connection port 20a) and the outlet of the condenser (liquid side connection port 20b) in the refrigerant flow path of the condenser. Measure the temperature of the refrigerant flowing downstream of the center of the condenser.
- the temperature of the subcooled liquid refrigerant can be measured as the first temperature T1.
- the heat source side heat exchanger 20 as an example of the condenser is heat exchange disposed upstream of the flow divider 25 as an example of the merging portion in the flow direction A of the refrigerant. It has a main heat exchange part 22 as an example of a part, and a plurality of pipes (small diameter pipe 24 in the present embodiment) connecting the main heat exchange part 22 and the junction part.
- the first temperature sensor 92 c measures the temperature of the refrigerant flowing downstream of the center of the main heat exchange section 22 in the refrigerant flow direction A.
- the temperature of the subcooled liquid refrigerant can be measured as the first temperature T1.
- the first temperature sensor 92c measures the temperature of the refrigerant flowing through one of the small diameter tubes 24.
- the first temperature sensor 92c is located downstream of the center of the main heat exchange portion 22 and the merging portion (divider 25) of the small diameter pipe 24 in the refrigerant flow direction A. Measure the temperature of the refrigerant flowing through the
- the plurality of small diameter tubes 24 are connected to the main heat exchange unit 22 at different heights.
- the first temperature sensor 92 c measures the temperature of the refrigerant flowing through the small diameter pipe 24 (first small diameter pipe 24 a) connected to the main heat exchange unit 22 at the lowest position.
- the controller 70 compares the first temperature difference D1 with the second temperature difference D2, selects one of the first temperature difference D1 and the second temperature difference D2 based on the comparison result, and selects the selected temperature.
- the opening degree of the expansion valve 18 is adjusted based on the difference.
- the controller 70 does not compare the first temperature difference D1 and the second temperature difference D2 (without using the condensing temperature Tc in particular), and based on the first temperature T1 and the second temperature T2, One of the temperature difference D1 and the second temperature difference D2 may be selected, and the opening degree of the expansion valve 18 may be adjusted based on the selected temperature difference.
- the first temperature T1 and the second temperature T2 are not generated in a situation where the flash gas is not generated. It is assumed that it is known that there is a predetermined relationship between For example, here, when the cooling operation of the refrigerant cycle apparatus 100 is performed and a predetermined time has elapsed since the activation of the refrigerant cycle apparatus 100, the first temperature T1 is the second temperature when the flash gas is not generated. It is assumed that it is known that there is a relationship below temperature T2.
- the controller 70 is in the cooling operation of the refrigerant cycle apparatus 100, and has a relationship that the second temperature T2 is lower than the first temperature T1 after a predetermined time has elapsed since the activation of the refrigerant cycle apparatus 100.
- the first temperature difference D1 is selected, and the second temperature difference D2 is selected if the second temperature T2 is higher than the first temperature T1, and the opening degree of the expansion valve 18 is selected based on the selected temperature difference. Adjustments may be made.
- the controller 70 selects one of the first temperature difference D1 and the second temperature difference D2 based on the first temperature T1 and the second temperature T2, and selects one of the expansion valve 18 based on the selected temperature difference. Adjust the opening degree.
- the controller 70 may adjust the opening degree of the expansion valve 18 as shown in the flowchart of FIG.
- the controller 70 adjusts the opening degree of the expansion valve 18 based on the first temperature difference D1 until a predetermined time elapses from the start of operation of the refrigerant cycle device 100 (step S101 to step S103 in the flowchart of FIG. 6). reference). Further, the controller 70 adjusts the opening degree of the expansion valve 18 based on the second temperature difference D2 after a predetermined time has elapsed from the start of operation of the refrigerant cycle device 100 and the flash gas becomes relatively difficult to be generated. (See step S103 to step S104 in the flowchart of FIG. 6). That is, in the flowchart of FIG.
- the controller 70 adjusts the opening degree of the expansion valve 18 based on the first temperature difference D1 at the timing when flash gas is likely to be generated, and based on the second temperature difference D2 at other timings. Thus, the opening degree of the expansion valve 18 is adjusted.
- the predetermined time may be appropriately determined to a value that makes it relatively difficult for the flash gas to be generated if the time elapses from the start of operation.
- the controller 70 may execute the combination of the opening degree control of the expansion valve 18 in the flowchart of FIG. 6 and the opening degree control of the expansion valve 18 of the above embodiment. Specifically, the controller 70 adjusts the opening degree of the expansion valve 18 based on the first temperature difference D1 until a predetermined time elapses from the start of the operation of the refrigerant cycle device 100. Further, after a predetermined time has elapsed, the controller 70 selects one of the first temperature difference D1 and the second temperature difference D2 based on the first temperature T1 and the second temperature T2, and expands based on the selected temperature difference. Adjust the opening degree of the valve 18.
- the refrigerant cycle device 100 is configured to be able to inject the gas refrigerant into the compression chamber in the middle of compression of the compression mechanism of the compressor 12, but the refrigerant cycle device may not be configured to be injectable. .
- the heat source side heat exchanger 20 combines the main heat exchange unit 22, the sub heat exchange unit 28, and the refrigerant flowing through the main heat exchange unit 22 into one and leads the diverter 25 to the sub heat exchange unit 28. Including.
- the heat source side heat exchanger may not have the secondary heat exchange unit 28.
- the refrigerant cycle device 100 may have a single heat exchange portion 122 and may include the pressure loss portion 125.
- the pressure loss portion 125 is, for example, a reduction portion of the flow passage area of the heat transfer tube of the heat exchange portion 122 (for example, a portion where the refrigerant flow passage area is reduced to 80% or less as compared with the upstream side).
- the pressure loss portion 125 is a merging portion (for example, a header pipe) of the refrigerant flow path in the flow direction of the refrigerant, in which the refrigerant flowing through the heat transfer pipe of the heat exchange portion 122 merges.
- the first temperature sensor 92c measures the temperature of the refrigerant flowing through the condenser as the first temperature T1 at the upstream side of the pressure loss portion 125 of the condenser (here, the heat source side heat exchanger 120) in the refrigerant flow direction A Do.
- the first temperature sensor 92c is preferably configured to set the temperature of the refrigerant flowing downstream of the center of the inlet 120a of the condenser and the outlet 120b of the condenser (the alternate long and short dash line M2 in FIG. 7) in the refrigerant flow path of the condenser. measure.
- the second temperature sensor 92d sets the refrigerant temperature downstream of the pressure loss portion 125 and upstream of the expansion valve 18 in the flow direction A of the refrigerant (for example, the refrigerant temperature flowing through the liquid refrigerant pipe 10d) as the second temperature T2. measure. Then, the controller 70 sets the temperature difference between the first temperature T1 and the condensation temperature Tc in the condenser as the first temperature difference D1, and sets the temperature difference between the second temperature T2 and the condensation temperature Tc as the second temperature difference D2.
- the opening degree of the expansion valve 18 is adjusted as in the above embodiment.
- the opening degree of the expansion valve 18 is adjusted based on the degree of supercooling, the refrigerant flow during heating operation
- the first temperature sensor measures the temperature of the refrigerant flowing through the use side heat exchanger 62 as the first temperature T1 upstream of the pressure loss portion of the use side heat exchanger 62 in the direction, and the refrigerant flow during heating operation
- the opening degree of the expansion valve 18 may be adjusted in the same manner as in FIG.
- the refrigerant cycle apparatus 100 is an apparatus which can switch and perform cooling operation and heating operation, it is not limited to this.
- the refrigerant cycle device 100 may be a device capable of performing only a cooling operation.
- the pressure loss portion is a portion where the pressure drop can be larger when flowing the refrigerant into the condenser than in the upstream side.
- the pressure loss part other than the flow divider for example, the branch part of the refrigerant flow channel, the bend of the refrigerant flow channel, the enlarged part of the refrigerant flow channel (including the rapid expansion part and the diffuser), the reduced part of the refrigerant flow channel.
- the configuration of the above-described embodiment is also effective in the case of having a sharp reduction portion (including a nozzle).
- the present disclosure is widely applicable and useful to a refrigerant cycle device in which the opening degree of the expansion valve is adjusted according to the degree of subcooling.
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
フラッシュガスの発生による冷媒の温度低下を過冷却状態と誤認した状態で膨張弁の開度調節が行われることを抑制可能な冷媒サイクル装置を提供する。冷媒サイクル装置(100)は、圧縮機(12)、凝縮器(20)、膨張弁(18)、及び蒸発器(62)を有する冷媒回路(80)、第1温度センサ(92c)、第2温度センサ(92d)、及びコントローラ(70)を備える。第1温度センサは、冷媒の流れ方向における凝縮器の分流器25より上流側で、凝縮器を流れる冷媒の温度を、第1温度として計測する。第2温度センサは、冷媒の流れ方向における、分流器より下流側かつ電動膨張弁より上流側の冷媒温度を、第2温度として計測する。コントローラは、第1温度と凝縮温度との温度差(第1温度差)と、第2温度と凝縮温度との温度差(第2温度差)と、をそれぞれ算出する。コントローラは、第1温度差及び第2温度差に基づいて、膨張弁の開度調節を行う。
Description
本開示は、冷媒サイクル装置、より具体的には過冷却度に応じて膨張弁の開度が調節される冷媒サイクル装置に関する。
従来、蒸気圧縮式の冷媒サイクル装置であって、過冷却度に応じて膨張弁の開度が調節される冷媒サイクル装置が知られている。例えば、特許文献1(特開2013-137165号公報)には、凝縮温度と凝縮器の出口温度とを実測で求め、その差が目標値になるように膨張弁の開度が調節される冷媒サイクル装置が開示されている。
特許文献1(特開2013-137165号公報)には、膨張弁の開度制御が適切ではない場合には、過冷却状態の冷媒の温度が凝縮温度であると誤検知され、これにより膨張弁の開度が過度に絞られ過ぎるという課題があることが記載されている。そして、特許文献1(特開2013-137165号公報)には、この課題を解決するため、凝縮温度を圧縮機のモータの電流値及び回転数から推定し、推定過冷却度が実測過冷却度より大きい場合には、膨張弁の開度を一旦大きくして過冷却状態の冷媒の温度が凝縮温度であると誤検知されている状態を解消することが記載されている。
これに対し、本願発明者は、特許文献1(特開2013-137165号公報)のような冷媒サイクル装置では、凝縮器の圧力損失部(例えば、流路の合流部や流路面積の縮小部等)において、運転条件によってはフラッシュガスが発生し、これに伴い凝縮器の出口温度が低下することで、実際には過冷却状態になっていないにも関わらず、過冷却が付いたと判断され、膨張弁の開度が大きくなりすぎるという問題があることを見出した。
本開示の課題は、フラッシュガスの発生による冷媒の温度低下を過冷却状態と誤認した状態で膨張弁の開度調節が行われることを抑制可能な信頼性の高い冷媒サイクル装置を提供することにある。
冷媒サイクル装置は、冷媒回路と、第1温度計測部と、第2温度計測部と、算出部と、制御部と、を備える。冷媒回路は、圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器と、を有する。圧縮機は、冷媒を圧縮する。凝縮器は、圧縮機で圧縮された冷媒を冷却して凝縮させる。膨張弁は、凝縮器で凝縮した冷媒を減圧する。蒸発器は、凝縮器から膨張弁を通過して流入する冷媒を加熱して蒸発させる。第1温度計測部は、冷媒の流れ方向における凝縮器の圧力損失部より上流側で、凝縮器を流れる冷媒の温度を、第1温度として計測する。第2温度計測部は、冷媒の流れ方向における、圧力損失部より下流側かつ膨張弁より上流側の冷媒温度を、第2温度として計測する。算出部は、第1温度と凝縮器における凝縮温度との温度差を第1温度差として、第2温度と凝縮温度との温度差を第2温度差として、それぞれ算出する。制御部は、第1温度差及び第2温度差に基づいて、膨張弁の開度調節を行う。
本冷媒サイクル装置では、第1温度差に基づいた膨張弁の開度調節も行われるので、仮に圧力損失部でフラッシュガスが発生したとしても、フラッシュガスの発生による冷媒の温度低下を過冷却状態と誤認した状態で膨張弁の開度調節が行われることを抑制できる。
好ましくは、冷媒サイクル装置では、制御部が、第1温度と第2温度とに基づいて第1温度差及び第2温度差の一方を選択し、選択した温度差に基づいて膨張弁の開度調節を行う。
ここでは、フラッシュガスの発生による冷媒の温度低下を過冷却状態と誤認した状態で膨張弁の開度調節が行われることを抑制できる。
好ましくは、冷媒サイクル装置では、制御部が、第1温度差と第2温度差とを比較し、比較結果に基づいて第1温度差及び第2温度差の一方を選択し、選択した温度差に基づいて膨張弁の開度調節を行う。
ここでは、フラッシュガスの発生による冷媒の温度低下を過冷却状態と誤認した状態で膨張弁の開度調節が行われることを抑制できる。
より好ましくは、冷媒サイクル装置では、制御部が、第1温度差及び第2温度差の小さい方を選択し、選択した温度差に基づいて膨張弁の開度調節を行う。
ここでは、フラッシュガスの発生による冷媒の温度低下を過冷却状態と誤認した状態で膨張弁の開度調節が行われることを抑制できる。
また好ましくは、冷媒サイクル装置では、制御部が、冷媒サイクル装置の運転開始から所定時間が経過するまでは第1温度差に、運転開始から所定時間経過後は第2温度差に、それぞれ基づいて膨張弁の開度調節を行う。
ここでは、圧力損失部でのフラッシュガスの発生に伴う冷媒の温度低下を過冷却状態と誤認した状態で膨張弁の開度調節が行われることを抑制できる。
また好ましくは、冷媒サイクル装置では、圧力損失部が冷媒の流れ方向における冷媒流路の合流部である。
ここでは、冷媒流路の合流部においてフラッシュガスが発生したとしても、フラッシュガスの発生による冷媒の温度低下を過冷却状態と誤認した状態で膨張弁の開度調節が行われることを抑制できる。
また好ましくは、冷媒サイクル装置では、圧力損失部が冷媒流路面積の縮小部である。
ここでは、冷媒流路面積の縮小部においてフラッシュガスが発生したとしても、フラッシュガスの発生による冷媒の温度低下を過冷却状態と誤認した状態で膨張弁の開度調節が行われることを抑制できる。
また好ましくは、冷媒サイクル装置では、凝縮器が、主熱交換部と、副熱交換部と、主熱交換部を流れる冷媒を合流させて副熱交換部へと導く接続部と、を含む。圧力損失部は、接続部である。
ここでは、主熱交換部と副熱交換部との接続部においてフラッシュガスが発生したとしても、フラッシュガスの発生による冷媒の温度低下を過冷却状態と誤認した状態で膨張弁の開度調節が行われることを抑制できる。
また好ましくは、冷媒サイクル装置では、第1温度計測部が、凝縮器の冷媒流路において、凝縮器の入口と凝縮器の出口との中央より下流側を流れる冷媒の温度を計測する。
ここでは、過冷却された液冷媒の温度を第1温度として計測することが可能である。
また好ましくは、冷媒サイクル装置では、凝縮器が、冷媒の流れ方向において、合流部より上流側に配置される熱交換部と、熱交換部と合流部とを接続する複数の配管と、を有する。好ましくは、第1温度計測部は、冷媒の流れ方向において、熱交換部の中央より下流側を流れる冷媒の温度を計測する。
ここでは、過冷却された液冷媒の温度を第1温度として計測することが可能である。
より好ましくは、冷媒サイクル装置では、第1温度計測部が、熱交換部と合流部とを接続する複数の配管の1つを流れる冷媒の温度を計測する。
ここでは、第1温度として過冷却された液冷媒の温度を計測することが容易である。
より好ましくは、冷媒サイクル装置では、第1温度計測部が、冷媒の流れ方向において、配管の、熱交換部と合流部との中央より下流側を流れる冷媒の温度を計測する。
ここでは、第1温度として過冷却された液冷媒の温度を計測することが容易である。
また好ましくは、冷媒サイクル装置では、熱交換部と合流部とを接続する複数の配管は、それぞれ異なる高さで熱交換部に接続される。好ましくは、第1温度計測部は、熱交換部に最も低い位置で接続される配管を流れる冷媒の温度を計測する。
ここでは、第1温度として過冷却された液冷媒の温度を計測することが容易である。
本開示の冷媒サイクル装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
(1)全体構成
図1は、一実施例に係る冷媒サイクル装置100の概略構成図である。
図1は、一実施例に係る冷媒サイクル装置100の概略構成図である。
ここでは、冷媒サイクル装置100は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルにより、建物室内の冷房/暖房を行う空調装置である。しかし、冷媒サイクル装置100は、冷暖房以外の用途に用いられる装置、例えば給湯装置や除湿装置であってもよい。
冷媒サイクル装置100は、主として、熱源ユニット10と、利用ユニット60と、液冷媒連絡管46及びガス冷媒連絡管48と、を有している。液冷媒連絡管46及びガス冷媒連絡管48は、熱源ユニット10と利用ユニット60とを接続する配管である。液冷媒連絡管46及びガス冷媒連絡管48は、冷媒サイクル装置100を設置する際に、現地で施工される配管である。
なお、本実施形態では利用ユニット60は1台であるが、冷媒サイクル装置100は、互いに並列に接続される複数の利用ユニット60を有するものであってもよい。
熱源ユニット10と利用ユニット60とが、液冷媒連絡管46及びガス冷媒連絡管48を介して接続されることで、冷媒回路80が構成される。冷媒回路80は、熱源ユニット10の圧縮機12、熱源側熱交換器20及び膨張弁18と、利用ユニット60の利用側熱交換器62と、を主に含む。
なお、冷媒サイクル装置100で利用される冷媒は、限定するものではないが、例えばR32等のフルオロカーボン系の冷媒である。
(2)詳細構成
(2-1)利用ユニット
利用ユニット60は、建物室内等の空調対象空間内に設置されている。
(2-1)利用ユニット
利用ユニット60は、建物室内等の空調対象空間内に設置されている。
例えば、利用ユニット60は、天井に設置される天井埋込型のユニットである。ただし、利用ユニット60は、天井埋込型のユニットに限定されるものではなく、天井吊下型や、壁に設置される壁掛型や、床に設置される床置型のユニット等であってもよい。
利用ユニット60は、上述のように、液冷媒連絡管46及びガス冷媒連絡管48を介して熱源ユニット10に接続され、冷媒回路80の一部を構成している。
利用ユニット60の構成について、以下に説明する。
利用ユニット60は、主として、利用側熱交換器62と、利用側ファン66と、利用側制御部74と、を有する(図1参照)。また、利用ユニット60は、利用側熱交換器62の液側と液冷媒連絡管46とを接続する液冷媒管67と、利用側熱交換器62のガス側とガス冷媒連絡管48とを接続するガス冷媒管68と、を有している(図1参照)。
利用側熱交換器62は、そのタイプを限定するものではないが、例えば、伝熱管(図示省略)と多数のフィン(図示省略)とにより構成されるクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。利用側熱交換器62では、利用側熱交換器62を流れる冷媒と室内空気(空調対象空間の空気)との間で熱交換が行われる。利用側熱交換器62は、その液側端が液冷媒管67に接続され、ガス側端がガス冷媒管68に接続されている。
利用側熱交換器62は、後述する冷房運転時には、凝縮器としての熱源側熱交換器20から膨張弁18を通過して流入する冷媒を加熱して蒸発させる蒸発器として機能する。また、利用側熱交換器62は、後述する暖房運転時には、圧縮機12で圧縮された冷媒を冷却して凝縮させる凝縮器として機能する。
利用側ファン66は、利用ユニット60内に室内空気を吸入して利用側熱交換器62に供給し、利用側熱交換器62において冷媒と熱交換した空気を室内へと供給するファンである。利用側ファン66は、例えばターボファンやシロッコファン等の遠心ファンである。しかし、ファンのタイプは、遠心ファンに限定されるものではなく、適宜選択されればよい。利用側ファン66は、ファンモータ65によって駆動される。
利用側制御部74は、利用ユニット60を構成する各部の動作を制御する。利用側制御部74は、利用ユニット60の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有する。利用側制御部74は、通信回線を介し、熱源ユニット10との間で制御信号等のやりとりを行うことが可能に構成されている。また、利用側制御部74は、利用ユニット60を操作するためのリモコン(図示せず)から送信される冷媒サイクル装置100の運転/停止に関する信号や、各種設定に関する信号等を受信可能に構成されている。
また、利用ユニット60には、各種のセンサが設けられている。例えば、利用ユニット60には、利用ユニット60内に吸入される室内空気の温度を計測する室内温度センサ(図示省略)等が設けられている。
(2-2)熱源ユニット
熱源ユニット10は、例えば冷媒サイクル装置100の設置される建物の室外等に設置されている。
熱源ユニット10は、例えば冷媒サイクル装置100の設置される建物の室外等に設置されている。
熱源ユニット10は、上記のように、液冷媒連絡管46及びガス冷媒連絡管48を介して利用ユニット60に接続されており、冷媒回路80の一部を構成している。
以下に、熱源ユニット10の構成について説明する。
熱源ユニット10は、主として、圧縮機12と、切換機構14と、熱源側熱交換器20と、膨張弁18と、アキュムレータ16と、ブリッジ回路32と、エコノマイザ熱交換器34と、インジェクション弁36と、熱源側ファン30と、を有する(図1参照)。また、熱源ユニット10は、各種のセンサを有する。また、熱源ユニット10は、熱源ユニット10を構成する各部の動作を制御する熱源側制御部72を有する(図1参照)。
また、熱源ユニット10は、吸入管10aと、吐出管10bと、第1ガス冷媒管10cと、液冷媒管10dと、第2ガス冷媒管10eと、を有する(図1参照)。吸入管10aは、切換機構14と圧縮機12の吸入側とを接続する。吐出管10bは、圧縮機12の吐出側と切換機構14とを接続する。第1ガス冷媒管10cは、切換機構14と熱源側熱交換器20のガス側端とを接続する。液冷媒管10dは、熱源側熱交換器20の液側端と液冷媒連絡管46とを接続する。液冷媒管10dの液冷媒連絡管46との接続部には、液側閉鎖弁42が設けられている。第2ガス冷媒管10eは、切換機構14とガス冷媒連絡管48とを接続する。第2ガス冷媒管10eのガス冷媒連絡管48との接続部には、ガス側閉鎖弁44が設けられている。液側閉鎖弁42及びガス側閉鎖弁44は、手動で開閉される弁である。
以下に、熱源ユニット10の各種構成について更に説明する。
(2-2-1)圧縮機
圧縮機12は、冷媒を圧縮する機器である。圧縮機12は、低圧の冷媒を高圧にまで加圧する。
圧縮機12は、冷媒を圧縮する機器である。圧縮機12は、低圧の冷媒を高圧にまで加圧する。
圧縮機12は、タイプを限定するものでは無いが、例えば、ロータリ式やスクロール式等の容積圧縮機である。圧縮機12の圧縮機構(図示せず)は、圧縮機用モータ12aによって駆動される(図1参照)。ここでは、圧縮機用モータ12aは、インバータ等により回転数制御が可能なモータである。圧縮機用モータ12aの回転数が制御されることで、圧縮機12の容量が制御される。なお、圧縮機12の圧縮機構は、モータ以外の原動機(例えば内燃機関)により駆動されるものであってもよい。
(2-2-2)切換機構
切換機構14は、冷媒回路80における冷媒の流れ方向を切り換える機構である。ここでは、切換機構14は、四路切換弁である。
切換機構14は、冷媒回路80における冷媒の流れ方向を切り換える機構である。ここでは、切換機構14は、四路切換弁である。
切換機構14は、冷房運転時には、吸入管10aを第2ガス冷媒管10eと連通させ、吐出管10bを第1ガス冷媒管10cと連通させる(図1中の切換機構14内の実線参照)。つまり、切換機構14は、冷房運転時には、圧縮機12の吸入側を吸入管10a及び第2ガス冷媒管10eを通じてガス冷媒連絡管48に連通させ、かつ、圧縮機12の吐出側を吐出管10b及び第1ガス冷媒管10cを通じて熱源側熱交換器20のガス側端に連通させる。切換機構14がこのような状態に配管を接続することで、冷媒回路80は冷房運転状態となる。なお、冷房運転時(冷媒回路80が冷房運転状態になっている時)には、熱源側熱交換器20が凝縮器(冷媒の冷却器)として機能し、利用側熱交換器62が蒸発器(冷媒の加熱器)として機能する。
また、切換機構14は、暖房運転時には、吸入管10aを第1ガス冷媒管10cと連通させ、吐出管10bを第2ガス冷媒管10eと連通させる(図1中の切換機構14内の破線参照)。つまり、切換機構14は、暖房運転時には、圧縮機12の吸入側を吸入管10a及び第1ガス冷媒管10cを通じて熱源側熱交換器20のガス側端に連通させ、かつ、圧縮機12の吐出側を吐出管10b及び第2ガス冷媒管10eを通じてガス冷媒連絡管48に連通させる。切換機構14がこのような状態に配管を接続することで、冷媒回路80は暖房運転状態となる。なお、暖房運転時(冷媒回路80が暖房運転状態になっている時)には、熱源側熱交換器20が蒸発器として機能し、利用側熱交換器62が凝縮器として機能する。
なお、切換機構14は、四路切換弁に限られるものではなく、複数の電磁弁及び冷媒管を組み合わせ、上記のような冷媒の流れ方向の切り換えを実現できるように構成されてもよい。
(2-2-3)熱源側熱交換器
熱源側熱交換器20では、冷媒と室外空気との間で熱交換が行われる。熱源側熱交換器20は、その液側端が液冷媒管10dに接続されており、そのガス側端が第1ガス冷媒管10cに接続されている。
熱源側熱交換器20では、冷媒と室外空気との間で熱交換が行われる。熱源側熱交換器20は、その液側端が液冷媒管10dに接続されており、そのガス側端が第1ガス冷媒管10cに接続されている。
熱源側熱交換器20は、例えば、伝熱管(図示省略)と多数のフィン(図示省略)とを有するフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。ただし、熱源側熱交換器20のタイプは、フィン・アンド・チューブ型熱交換器に限定されず、他のタイプの熱交換器であってもよい。
熱源側熱交換器20は、主に、ヘッダ21と、冷媒と室外空気との熱交換が行われる熱交換部23と、細径管24と、分流器25と、主管26と、を含む(図1参照)。熱交換部23は、主熱交換部22及び副熱交換部28を含む(図1参照)。主熱交換部22及び副熱交換部28は、伝熱管(図示省略)と多数のフィン(図示省略)とを含む。
ヘッダ21は、縦長の筒状に形成されている。ヘッダ21には、第1ガス冷媒管10cが接続されている。第1ガス冷媒管10cは、ヘッダ21の内部空間と連通している。第1ガス冷媒管10cは、ヘッダ21のガス側接続口20aに接続されている。また、ヘッダ21は、複数のヘッダ連絡管21aにより主熱交換部22と接続されている。ヘッダ21の内部空間と主熱交換部22の伝熱管(図示せず)とは、ヘッダ連絡管21aを介して連通している。
主熱交換部22では、主熱交換部22の複数の伝熱管(図示せず)を流れる冷媒と室外空気との間で熱交換が行われる。主熱交換部22の複数の伝熱管は、好ましくは水平方向に延びる。主熱交換部22では、主熱交換部22の複数の伝熱管が上下方向に複数の系統に区画され、複数の系統の伝熱管はそれぞれ相互に独立した冷媒流路を形成している。そして、各冷媒流路の一端側には複数のヘッダ連絡管21aのうちの1本が接続され、他端側には複数の細径管24のうちの1本が接続される(図1参照)。なお、細径管24のそれぞれは、各冷媒流路の下部に接続される。
なお、図1には、主熱交換部22に3本のヘッダ連絡管21a及び3本の細径管24が接続された状態が描画されている。言い換えれば、図1には、主熱交換部22が、3つの冷媒流路(下方から順に、第1冷媒流路22a、第2冷媒流路22b、第3冷媒流路22c)を有する状態が描画されている。しかし、図1の態様は説明のための例示にすぎず、主熱交換部22は、2つ、又は、4つ以上の系統に区画されていてもよい。そして、ヘッダ連絡管21a及び細径管24の本数は、系統の数(冷媒流路の数)に応じて決定されればよい。
複数の細径管24のそれぞれは、主熱交換部22の独立した冷媒流路の1つに接続される。本実施形態では、細径管24は、第1冷媒流路22aに接続される第1細径管24a、第2冷媒流路22bに接続される第2細径管24b、及び第3冷媒流路22cに接続される第3細径管24c、を含む。第1細径管24a,第2細径管24b及び第3細径管24cの、主熱交換部22と接続される側とは反対側の端部は、分流器25の上端部に接続されている。
分流器25は、その上端部に複数の細径管24が接続され、その下端部に1本の主管26が接続されている(図1参照)。主管26と複数の細径管24とは、分流器25の内部で連通している。主管26の、分流器25と接続される側と反対側の端部は、副熱交換部28に接続されている。
副熱交換部28は、主熱交換部22の下方に配置される。なお、副熱交換部28の配置は、主熱交換部22の下方に限定されるものではない。ただし、着霜しやすい熱交換部下部への着霜を抑制するためには、暖房運転時に比較的高い温度の冷媒が流れる副熱交換部28が、主熱交換部22の下方に配置されることが好ましい。
副熱交換部28では、副熱交換部28の伝熱管(図示せず)を流れる冷媒と、室外空気との間で熱交換が行われる。副熱交換部28の冷媒流路の一端側には主管26が接続され、副熱交換部28の冷媒流路の他端側には液冷媒管10dが接続されている。液冷媒管10dは、副熱交換部28に設けられた液側接続口20bに接続される。
熱源側熱交換器20を第1ガス冷媒管10cから液冷媒管10dに向かって冷媒が流れる場合(冷房運転時、図1中の冷媒の流れ方向A参照)には、冷媒は、熱源側熱交換器20内を、ヘッダ21の内部空間、ヘッダ連絡管21a、主熱交換部22、細径管24、分流器25、主管26,副熱交換部28の順に流れる。熱源側熱交換器20を第1ガス冷媒管10cから液冷媒管10dに向かって冷媒が流れる場合、熱源側熱交換器20は、圧縮機12で圧縮された冷媒を冷却して凝縮させる凝縮器として機能する。
より具体的に、熱源側熱交換器20を第1ガス冷媒管10cから液冷媒管10dに向かって冷媒が流れる場合(冷房運転時)の冷媒の流れについて説明する。
冷房運転時、第1ガス冷媒管10cを流れる(主にガス相の)冷媒は、ガス側接続口20a(凝縮器の入口)から、ヘッダ21の内部空間に流入する。ヘッダ21内に流入した冷媒は、3本のヘッダ連絡管21aに分かれて流れ、主熱交換部22の冷媒流路(第1冷媒流路22a、第2冷媒流路22b及び第3冷媒流路22c)に流れ込む。第1冷媒流路22a、第2冷媒流路22b及び第3冷媒流路22cで冷却された冷媒は、それぞれ第1細径管24a、第2細径管24b及び第3細径管24cに流入し、分流器25へと流入する。
分流器25は、冷房運転時には、冷媒の流れ方向Aにおける冷媒流路の合流部として機能する。つまり、分流器25は、主熱交換部22を流れる冷媒を合流させて副熱交換部28へと導く接続部の一例である。
また、分流器25は、冷房運転時の冷媒の流れ方向において、冷媒流路面積の縮小部である。なお、ここで冷媒流路面積の縮小部とは、その上流側に比べて冷媒流路面積が80%以下に減少する部分を意味する。
分流器25は、圧力損失部の一例である。
なお、圧力損失部とは、凝縮器として機能する熱源側熱交換器20に冷媒を流した時に、その上流側に比べて圧力低下が大きくなり得る部分である。言い換えれば、圧力損失部は、凝縮器として機能する熱源側熱交換器20に冷媒を流した時に、その上流側に比べて、摩擦損失や形状損失が大きくなる部分を意味する。例えば、冷媒流路の合流部以外にも、冷媒流路の分岐部、冷媒流路の曲がり部、冷媒流路の拡大部(急拡大部、ディフーザを含む)、冷媒流路の縮小部(急縮小部、ノズルを含む)等が圧力損失部となり得る。
例えば、圧力損失部は、凝縮器として機能する熱源側熱交換器20に冷媒を流した時に、単位流路長あたりの圧力損失(圧力低下の変化率)の平均値が、その上流側(熱源側熱交換器20内)の単位流路長あたりの圧力損失の平均値の2倍より大きな部分である。
分流器25へと流入した冷媒は、主管26を通過して副熱交換部28へと流入する。副熱交換部28で冷却された冷媒は、副熱交換部28に設けられた液側接続口20b(凝縮器の出口)から液冷媒管10dに流入する。
一方、熱源側熱交換器20を、液冷媒管10dから第1ガス冷媒管10cに向かって冷媒が流れる場合(暖房運転時)には、冷媒は、熱源側熱交換器20内を、副熱交換部28、主管26、分流器25、細径管24、主熱交換部22、ヘッダ連絡管21a、ヘッダ21の内部空間、の順に流れる。熱源側熱交換器20を、液冷媒管10dから第1ガス冷媒管10cに向かって冷媒が流れる場合、熱源側熱交換器20は、凝縮器としての利用側熱交換器62から膨張弁18を通過して流入する冷媒を加熱して蒸発させる蒸発器として機能する。
より具体的に、熱源側熱交換器20を液冷媒管10dから第1ガス冷媒管10cに向かって冷媒が流れる場合(暖房運転時)の冷媒の流れについて説明する。
暖房運転時、液冷媒管10dから熱源側熱交換器20に流入する(気液二相の)冷媒は、液側接続口20bから副熱交換部28へと流入する。副熱交換部28で加熱された冷媒は、主管26を通過して分流器25に流入する。暖房運転時には、分流器25で分流された冷媒が、第1細径管24a,第2細径管24b及び第3細径管24cに流入する。第1細径管24a、第2細径管24b及び第3細径管24cに流入した冷媒は、それぞれ、第1冷媒流路22a、第2冷媒流路22b及び第3冷媒流路22cに流れ込む。第1冷媒流路22a、第2冷媒流路22b及び第3冷媒流路22cを通過する際に加熱された冷媒は、それぞれヘッダ連絡管21aを介して、ヘッダ21の内部空間に流入する。ヘッダ21の内部空間に流入した冷媒は、熱源側熱交換器20のガス側接続口20aから、第1ガス冷媒管10cに流入する。
(2-2-4)膨張弁
膨張弁18は、熱源側熱交換器20を流れる冷媒の流量の調節等を行う開度調節が可能な電動膨張弁である。膨張弁18は、液冷媒管10dに設けられている。膨張弁18の開度は、後述するコントローラ70により制御される。
膨張弁18は、熱源側熱交換器20を流れる冷媒の流量の調節等を行う開度調節が可能な電動膨張弁である。膨張弁18は、液冷媒管10dに設けられている。膨張弁18の開度は、後述するコントローラ70により制御される。
(2-2-5)アキュムレータ
アキュムレータ16は、流入する冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分ける気液分離機能を有する容器である。アキュムレータ16は、冷媒流れ方向における圧縮機12の上流側に配置される(図1参照)。アキュムレータ16は、圧縮機12の吸入側へと冷媒が流れる吸入管10aに設けられる。アキュムレータ16に流入する冷媒は、ガス冷媒と液冷媒とに分かれ、上部空間に集まるガス冷媒が圧縮機12へと流出する。
アキュムレータ16は、流入する冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分ける気液分離機能を有する容器である。アキュムレータ16は、冷媒流れ方向における圧縮機12の上流側に配置される(図1参照)。アキュムレータ16は、圧縮機12の吸入側へと冷媒が流れる吸入管10aに設けられる。アキュムレータ16に流入する冷媒は、ガス冷媒と液冷媒とに分かれ、上部空間に集まるガス冷媒が圧縮機12へと流出する。
(2-2-6)ブリッジ回路
ブリッジ回路32は、冷媒の流向を制御するための機構である。ブリッジ回路32は、第1逆止弁32a、第2逆止弁32b、第3逆止弁32c及び第4逆止弁32dを有している(図1参照)。
ブリッジ回路32は、冷媒の流向を制御するための機構である。ブリッジ回路32は、第1逆止弁32a、第2逆止弁32b、第3逆止弁32c及び第4逆止弁32dを有している(図1参照)。
第1逆止弁32aは、膨張弁18側から液冷媒連絡管46側への冷媒の流れを許容し、その逆向きの流れは許容しない弁である。第2逆止弁32bは、膨張弁18側から熱源側熱交換器20側への冷媒の流れを許容し、その逆向きの流れは許容しない弁である。第3逆止弁32cは、液冷媒連絡管46側からエコノマイザ熱交換器34を通過して膨張弁18へと流れる冷媒の流れを許容し、その逆向きの流れは許容しない弁である。第4逆止弁32dは、熱源側熱交換器20側からエコノマイザ熱交換器34を通過して膨張弁18へと流れる冷媒の流れを許容し、その逆向きの流れは許容しない弁である。
このように構成されるブリッジ回路32では、冷房運転時において、熱源側熱交換器20から第4逆止弁32dを通過して膨張弁18へと冷媒が流れ、さらに第1逆止弁32aを通過して液冷媒連絡管46へと冷媒が流れる。また、このように構成されるブリッジ回路32では、暖房運転時において、液冷媒連絡管46から第3逆止弁32cを通過して膨張弁18へと冷媒が流れ、さらに第2逆止弁32bを通過して熱源側熱交換器20へと冷媒が流れる。
(2-2-7)エコノマイザ熱交換器及びインジェクション弁
エコノマイザ熱交換器34は、例えば二重管型熱交換器やプレート型熱交換器などの熱交換器である。エコノマイザ熱交換器34は、第1流路34a及び第2流路34bを有し(図1参照)、第1流路34aを流れる冷媒と第2流路34bを流れる冷媒とが熱交換する構造となっている。
エコノマイザ熱交換器34は、例えば二重管型熱交換器やプレート型熱交換器などの熱交換器である。エコノマイザ熱交換器34は、第1流路34a及び第2流路34bを有し(図1参照)、第1流路34aを流れる冷媒と第2流路34bを流れる冷媒とが熱交換する構造となっている。
第1流路34aは、ブリッジ回路32から膨張弁18に向かって冷媒が流れる冷媒流路の一部を構成する。第1流路34aには、ブリッジ回路32の第3逆止弁32c又は第4逆止弁32dを通過して膨張弁18へと向かう冷媒が流れる。
第2流路34bは、インジェクション流路35の一部を構成する。インジェクション流路35は、ブリッジ回路32から膨張弁18に向かって冷媒が流れる冷媒管から分岐し、圧縮機12の圧縮機構の圧縮途中の圧縮室(図示せず)へと連通する冷媒流路である。第2流路34bには、ブリッジ回路32の第3逆止弁32c又は第4逆止弁32dを通過し、ブリッジ回路32から膨張弁18に向かって冷媒が流れる冷媒流路から分岐し、インジェクション弁36を通過して圧縮機12へと向かう冷媒が流れる。
インジェクション弁36は、例えば開度調節が可能な電動弁である。インジェクション弁36は、ブリッジ回路32から膨張弁18に向かって冷媒が流れる冷媒流路と、エコノマイザ熱交換器34の第2流路34bと、を接続する配管に設けられている。
インジェクション弁36が開かれると、ブリッジ回路32から膨張弁18に向かって冷媒が流れる冷媒流路から分流した冷媒が、エコノマイザ熱交換器34の第2流路34bに流入する。そして、第2流路34bに流入した冷媒は、第1流路34aを流れる冷媒と熱交換し、ガス相の冷媒となって圧縮機12の圧縮機構の圧縮途中の圧縮室に供給される。
なお、インジェクション弁36には、開度調節が可能な電動弁に代えて、開/閉のみを制御可能な電磁弁が用いられてもよい。インジェクション弁36として電磁弁を用いる場合には、インジェクション流路35にキャピラリが設けられることが好ましい。
(2-2-8)熱源側ファン
熱源側ファン30は、熱源ユニット10内に室外空気を吸入して熱源側熱交換器20に供給し、熱源側熱交換器20において冷媒と熱交換した空気を室外に排出するファンである。すなわち、熱源側ファン30は、熱源側熱交換器20を流れる冷媒の冷却源又は加熱源としての室外空気を熱源側熱交換器20に供給するファンである。熱源側ファン30は、例えばプロペラファン等の軸流ファンである。しかし、ファンのタイプは、軸流ファンに限定されるものではなく、適宜選択されればよい。熱源側ファン30は、ファンモータ30aによって駆動される(図1参照)。
熱源側ファン30は、熱源ユニット10内に室外空気を吸入して熱源側熱交換器20に供給し、熱源側熱交換器20において冷媒と熱交換した空気を室外に排出するファンである。すなわち、熱源側ファン30は、熱源側熱交換器20を流れる冷媒の冷却源又は加熱源としての室外空気を熱源側熱交換器20に供給するファンである。熱源側ファン30は、例えばプロペラファン等の軸流ファンである。しかし、ファンのタイプは、軸流ファンに限定されるものではなく、適宜選択されればよい。熱源側ファン30は、ファンモータ30aによって駆動される(図1参照)。
(2-2-9)センサ
熱源ユニット10には、各種センサが設けられている。例えば、熱源ユニット10は、以下のようなセンサを有する。なお、以下の温度センサや圧力センサは、所望の温度や圧力を計測可能なセンサであればよく、センサの種類は適宜選択されればよい。
熱源ユニット10には、各種センサが設けられている。例えば、熱源ユニット10は、以下のようなセンサを有する。なお、以下の温度センサや圧力センサは、所望の温度や圧力を計測可能なセンサであればよく、センサの種類は適宜選択されればよい。
熱源ユニット10は、圧縮機12の吸入温度Tsを計測する吸入温度センサ92aを有する(図1参照)。また、熱源ユニット10は、圧縮機12の吐出圧力Pdを計測する吐出圧力センサ94を有する(図1参照)。また、熱源ユニット10は、圧縮機12の吐出温度Tdを計測する吐出温度センサ92bを有する(図1参照)。
また、熱源ユニット10は、第1温度センサ92cと、第2温度センサ92dと、を有する(図1参照)。第1温度センサ92c及び第2温度センサ92dは、その種類を限定するものではないが、例えばサーミスタである。
第1温度センサ92cは、第1温度計側部の一例である。第1温度センサ92cは、熱源側熱交換器20が凝縮器として利用される際(冷房運転時)に、冷媒の流れ方向Aにおける、熱源側熱交換器20の分流器25(圧力損失部)より上流側で、熱源側熱交換器20を流れる冷媒の温度を、第1温度T1として計測する。逆に、熱源側熱交換器20が蒸発器として利用される際(暖房運転時)には、冷媒の流れ方向における、熱源側熱交換器20の分流器25より下流側で、熱源側熱交換器20を流れる冷媒の温度を計測する。
第1温度センサ92cは、好ましくは、熱源側熱交換器20が凝縮器として利用される際の冷媒流れ方向Aにおける、分流器25より上流側に配置される主熱交換部22の中央(図1では一点鎖線Cで示す)より下流側、かつ、分流器25より上流側を流れる冷媒の温度を計測する。
また、第1温度センサ92cは、好ましくは、熱源側熱交換器20の冷媒流路において、熱源側熱交換器20が凝縮器として利用される際の冷媒流れ方向Aにおける、凝縮器の入口と凝縮器の出口との中央(図1では一点鎖線M1で示す)より下流側を流れる冷媒の温度を計測する。なお、ここで、凝縮器の入口は、ヘッダ21に設けられた第1ガス冷媒管10cが接続されるガス側接続口20aを意味する。凝縮器の出口は、副熱交換部28に設けられた液側接続口20bを意味する。
また、より好ましくは、第1温度センサ92cは、熱源側熱交換器20が凝縮器として利用される際の冷媒の流れ方向Aにおける、分流器25より上流側に配置される主熱交換部22と分流器25とを接続する複数の配管(細径管24)の1つを流れる冷媒の温度を計測する。さらに、好ましくは、第1温度センサ92cは、熱源側熱交換器20が凝縮器として利用される際の冷媒の流れ方向Aにおいて、細径管24の、主熱交換部22と分流器25との中央(図1では一点鎖線Nで示す)より下流側を流れる冷媒の温度を計測する。また、好ましくは、第1温度センサ92cは、それぞれ異なる高さで主熱交換部22(第1冷媒流路22a,第2冷媒流路22b、第3冷媒流路22c)に接続される細径管24のうち、主熱交換部22に最も低い位置で接続される(すなわち、第1冷媒流路22aと接続される)第1細径管24aを流れる冷媒の温度を計測する。
第1温度センサ92cの冷媒温度計測位置を限定するものではないが、図1に描画した実施例では、第1温度センサ92cは、第1細径管24aの、熱源側熱交換器20が凝縮器として利用される際の冷媒の流れ方向Aにおける、主熱交換部22と分流器25との中央(一点鎖線N)より下流側に取り付けられる。そして、第1温度センサ92cは、第1温度センサ92cの取付位置において第1細径管24aを流れる冷媒の温度を計測する。つまり、図1に描画した実施例では、第1温度センサ92cは、第1細径管24aの分流器25近傍に取り付けられ、取付位置において第1細径管24aを流れる冷媒の温度を計測する。
第2温度センサ92dは、第2温度計側部の一例である。第2温度センサ92dは、熱源側熱交換器20が凝縮器として利用される際(冷房運転時)に、冷媒の流れ方向Aにおける、熱源側熱交換器20の分流器25(圧力損失部)より下流側、かつ、膨張弁18より上流側の冷媒温度を、第2温度T2として計測する。
第2温度センサ92dの冷媒温度計測位置を限定するものではないが、図1に描画した実施例では、第2温度センサ92dは、冷房運転時に、冷媒の流れ方向Aにおける、熱源側熱交換器20の分流器25(圧力損失部)より下流側、かつ、膨張弁18より上流側の液冷媒管10dを流れる冷媒の温度を、第2温度T2として計測する。
また、熱源ユニット10は、液冷媒管10dのうち、ブリッジ回路32と液側閉鎖弁42との間(ブリッジ回路32における第1逆止弁32aの下流側と第3逆止弁32cの上流側とを結ぶ配管と、液側閉鎖弁42とを結ぶ配管)に設けられた液管側温度センサ92eを有する。液管側温度センサ92eは、ブリッジ回路32から液冷媒連絡管46に送られる冷媒、又は、液冷媒連絡管46からブリッジ回路32に送られる冷媒の温度Tlpを計測する。
また、熱源ユニット10は、熱源側熱交換器20又は熱源側ファン30の周辺には、熱源ユニット10内に吸入される室外空気の温度Toaを計測する外気温度センサ96が設けられている。
(2-2-10)熱源側制御部
熱源側制御部72は、熱源ユニット10を構成する各部の動作を制御する。熱源側制御部72は、熱源ユニット10の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有する。熱源側制御部72は、通信回線を介して、利用ユニット60の利用側制御部74との間で制御信号等のやりとりを行うことが可能に構成されている。
熱源側制御部72は、熱源ユニット10を構成する各部の動作を制御する。熱源側制御部72は、熱源ユニット10の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有する。熱源側制御部72は、通信回線を介して、利用ユニット60の利用側制御部74との間で制御信号等のやりとりを行うことが可能に構成されている。
熱源ユニット10の熱源側制御部72と利用ユニット60の利用側制御部74とは、通信回線を介して通信可能に接続されることによって、冷媒サイクル装置100全体の動作の制御を行うコントローラ70を構成している。コントローラ70は、マイクロコンピュータがメモリに記憶されたプログラムを実行することで、冷媒サイクル装置100全体の動作の制御を行う。
なお、本実施形態のコントローラ70は、冷媒サイクル装置100の制御装置の一実施例にすぎない。コントローラは、本実施形態のコントローラ70が発揮する機能と同様の機能を、論理回路等のハードウェアにより実現してもよいし、ハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実現してもよい。
コントローラ70は、図2に示されるように、冷媒の温度を計測する温度センサ92a~92e、吐出圧力センサ94及び外気温度センサ96の計測信号を受けることができるように接続される。コントローラ70は、センサの計測信号等に基づいて圧縮機12、切換機構14、膨張弁18,熱源側ファン30、インジェクション弁36、利用側ファン66等を制御することができるように、これらの機器12,14,18,30,36,66と接続されている。
コントローラ70は、圧縮機12、切換機構14、膨張弁18,熱源側ファン30、インジェクション弁36、利用側ファン66等を制御することで、冷媒サイクル装置100に、熱源側熱交換器20を凝縮器として利用側熱交換器62を蒸発器として機能させる冷房運転や、熱源側熱交換器20を蒸発器として利用側熱交換器62を凝縮器として機能させる暖房運転を実行させる。
(3)冷媒サイクル装置の冷房運転/暖房運転時の動作
コントローラ70により制御される冷媒サイクル装置100の冷房運転/暖房運転時における動作について説明する。
コントローラ70により制御される冷媒サイクル装置100の冷房運転/暖房運転時における動作について説明する。
(3-1)冷房運転
リモコン(図示せず)等からの指示によって冷房運転の指示がなされると、コントローラ70は、冷媒回路80が冷房運転状態(切換機構14が図1の実線で示された状態)になるように切換機構14を制御する。また、コントローラ70は、センサの計測信号等に基づいて圧縮機12、熱源側ファン30及び利用側ファン66の動作を制御する。また、コントローラ70は、センサの計測信号等に基づいて、所定の動作を行うように、膨張弁18及びインジェクション弁36の動作を制御する。なお、冷房運転時のコントローラ70による膨張弁18の制御については、後ほど別途記載する。
リモコン(図示せず)等からの指示によって冷房運転の指示がなされると、コントローラ70は、冷媒回路80が冷房運転状態(切換機構14が図1の実線で示された状態)になるように切換機構14を制御する。また、コントローラ70は、センサの計測信号等に基づいて圧縮機12、熱源側ファン30及び利用側ファン66の動作を制御する。また、コントローラ70は、センサの計測信号等に基づいて、所定の動作を行うように、膨張弁18及びインジェクション弁36の動作を制御する。なお、冷房運転時のコントローラ70による膨張弁18の制御については、後ほど別途記載する。
このように冷媒サイクル装置100の動作が制御される結果、冷媒回路80内の低圧のガス冷媒は、圧縮機12に吸入されて圧縮され、高圧のガス冷媒となる。圧縮機12で圧縮されたガス冷媒は、切換機構14を通じて熱源側熱交換器20に送られる。
熱源側熱交換器20に送られた高圧のガス冷媒は、凝縮器として機能する熱源側熱交換器20において、熱源側ファン30によって供給される室外空気と熱交換を行って冷却されて凝縮し、高圧の液冷媒となる。熱源側熱交換器20で凝縮した液冷媒は、エコノマイザ熱交換器34に送られて更に冷却され、膨張弁18で減圧されて膨張し、液側閉鎖弁42及び液冷媒連絡管46を通じて、利用ユニット60に送られる。なお、液冷媒管10dを流れる液冷媒の一部は、インジェクション流路35に分流し、インジェクション弁36によって減圧される。そして、インジェクション弁36で減圧された冷媒は、エコノマイザ熱交換器34に送られて、液冷媒管10dを流れる高圧の液冷媒と熱交換を行って加熱されることによって蒸発し、圧縮機12の圧縮機構の圧縮途中の圧縮室にインジェクションされる。
利用ユニット60に送られた冷媒は、利用側熱交換器62に送られる。利用側熱交換器62に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器62において、利用側ファン66によって供給される室内空気と熱交換を行って加熱されることによって蒸発し、低圧のガス冷媒となる。低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡管48を通じ、利用ユニット60から熱源ユニット10に送られる。
熱源ユニット10に送られた低圧のガス冷媒は、ガス側閉鎖弁44及び切換機構14を通じて、圧縮機12に再び吸入される。
(3-2)暖房運転
リモコン(図示せず)等からの指示によって暖房運転の指示がなされると、コントローラ70は、冷媒回路80が暖房運転状態(切換機構14が図1の破線で示された状態)になるように切換機構14を制御する。また、コントローラ70は、センサの計測信号等に基づいて圧縮機12、熱源側ファン30及び利用側ファン66の動作を制御する。また、コントローラ70は、センサの計測信号等に基づいて、所定の動作を行うように、膨張弁18及びインジェクション弁36の動作を制御する。
リモコン(図示せず)等からの指示によって暖房運転の指示がなされると、コントローラ70は、冷媒回路80が暖房運転状態(切換機構14が図1の破線で示された状態)になるように切換機構14を制御する。また、コントローラ70は、センサの計測信号等に基づいて圧縮機12、熱源側ファン30及び利用側ファン66の動作を制御する。また、コントローラ70は、センサの計測信号等に基づいて、所定の動作を行うように、膨張弁18及びインジェクション弁36の動作を制御する。
このように冷媒サイクル装置100の動作が制御される結果、冷媒回路80内の低圧のガス冷媒は、圧縮機12に吸入されて圧縮され、高圧のガス冷媒となる。圧縮機12で圧縮されたガス冷媒は、切換機構14、ガス側閉鎖弁44及びガス冷媒連絡管48を通じて、熱源ユニット10から利用ユニット60に送られる。
利用ユニット60に送られた高圧のガス冷媒は、利用側熱交換器62に送られる。利用側熱交換器62に送られた高圧のガス冷媒は、凝縮器として機能する利用側熱交換器62において、利用側ファン66によって供給される室内空気と熱交換を行って冷却されて凝縮し、高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、液冷媒連絡管46を通じて、利用ユニット60から熱源ユニット10に送られる。
熱源ユニット10に送られた冷媒は、液側閉鎖弁42及びエコノマイザ熱交換器34を通って、膨張弁18に送られ、膨張弁18によって減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒となる。この低圧の気液二相状態の冷媒は、熱源側熱交換器20に送られる。
熱源側熱交換器20に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器20において、熱源側ファン30によって供給される室外空気と熱交換を行って加熱されることによって蒸発して、低圧のガス冷媒となる。この低圧のガス冷媒は、切換機構14を通じて、再び、圧縮機12に吸入される。
(4)冷媒サイクル装置の冷房運転時の膨張弁の制御
冷房運転時に、コントローラ70は、第1温度センサ92cが計測する第1温度T1、及び、第2温度センサ92dが計測する第2温度T2に基づいて、膨張弁18の開度調節を行う。具体的には、コントローラ70は、第1温度T1、第2温度T2及び冷凍サイクルにおける凝縮温度Tcに基づいて、膨張弁18の開度調節を行う。より具体的には、コントローラ70は、後述する第1温度差D1及び第2温度差D2に基づいて、膨張弁18の開度調節を行う。
冷房運転時に、コントローラ70は、第1温度センサ92cが計測する第1温度T1、及び、第2温度センサ92dが計測する第2温度T2に基づいて、膨張弁18の開度調節を行う。具体的には、コントローラ70は、第1温度T1、第2温度T2及び冷凍サイクルにおける凝縮温度Tcに基づいて、膨張弁18の開度調節を行う。より具体的には、コントローラ70は、後述する第1温度差D1及び第2温度差D2に基づいて、膨張弁18の開度調節を行う。
コントローラ70による膨張弁の開度調節について、以下に詳しく説明する。
コントローラ70は、膨張弁の開度調節に関する1つの機能として、膨張弁18の動作の制御に用いられる第1温度差D1及び第2温度差D2を算出する。第1温度差D1は、第1温度センサ92cが計測する第1温度T1と、凝縮器である熱源側熱交換器20における凝縮温度Tcと、の温度差である。第2温度差D2は、第1温度センサ92cが計測する第1温度T1と、凝縮器である熱源側熱交換器20における凝縮温度Tcと、の温度差である。
例えば、コントローラ70は、以下のようにして、第1温度差D1及び第2温度差D2を算出する。
コントローラ70は、まず吐出圧力センサ94が計測する吐出圧力Pdに基づき凝縮温度Tcを算出する。具体的には、コントローラ70は、例えば、メモリに記憶されている圧力と凝縮温度との相関を示す表を用いて、吐出圧力センサ94が計測する圧力から凝縮温度Tcを算出する。なお、凝縮温度Tcの算出方法は一例に過ぎず、コントローラ70は、例えば、メモリに記憶されている圧力と凝縮温度との関係式を用いて、吐出圧力センサ94が計測する吐出圧力Pdから凝縮温度Tcを算出してもよい。
なお、凝縮温度Tcは、吐出圧力センサ94が計測する吐出圧力Pdに基づいてコントローラ70が算出するものである必要はない。凝縮温度Tcは、第1温度センサ92cや第2温度センサ92dとは別に熱源側熱交換器20に設けられる、サーミスタ等の温度センサにより計測されるものであってもよい。凝縮温度Tcを計測する温度センサは、例えば、冷房運転時の冷媒の流れ方向Aにおいて、第1温度センサ92cより上流側で熱源側熱交換器20を流れる冷媒の温度を計測する温度センサである。凝縮温度Tcを計測する温度センサは、例えば、冷房運転時の冷媒の流れ方向Aにおいて、主熱交換部22の中央又は中央より上流側に設けられ、主熱交換部22を流れる冷媒の温度を計測する。
凝縮温度Tcが算出されると、コントローラ70は、凝縮温度Tcから第1温度センサ92cが計測する第1温度T1を差し引くことで、第1温度差D1を算出する。また、コントローラ70は、凝縮温度Tcから第2温度センサ92dが計測する第2温度T2を差し引くことで、第2温度差D2を算出する。
コントローラ70が、第1温度差D1及び第2温度差D2に基づき膨張弁18の開度調節を行う理由について説明する。
冷房運転時に、コントローラ70が、冷媒サイクル装置100の各部の動作を図3に実線で模式的に描画した冷凍サイクルを実現するように制御する場合を仮定する。なお、ここでは、説明の簡易化のため、圧縮機12の圧縮機構の圧縮途中の圧縮室に対するインジェクション(中間インジェクション)については考慮せずに説明する。
本実施形態の冷媒サイクル装置100では、冷房運転時に、コントローラ70は、過冷却度に応じて膨張弁18を制御する。コントローラ70は、過冷却度が所定の目標値より小さい場合には膨張弁18の開度を小さくするように、過冷却度が目標値より大きい場合には膨張弁18の開度を大きくするように制御する。
凝縮器としての熱源側熱交換器20において、フラッシュガスが発生しておらず、冷媒が凝縮して液相の冷媒となっている場合、第2温度差D2の値は過冷却度と概ね等しくなる。そのため、熱源側熱交換器20でフラッシュガスが発生していない場合には、コントローラ70は、第2温度差D2に基づいて膨張弁18の開度を調節することで、過冷却度に関し、図3に示した冷凍サイクルを実現するように、冷媒サイクル装置100を運転することができる。
しかし、熱源側熱交換器20の圧力損失部(本実施形態では分流器25)においてフラッシュガスが発生している場合には、第2温度センサ92dにより計測される第2温度T2は、例えば図3に黒丸で描画したような状態の冷媒の温度となり、凝縮温度よりも低い温度となる。そのため、第2温度差D2を過冷却度として用いると、第2温度センサ92dの温度測定位置において、実際には冷媒が過冷却液となっていないにも関わらず、過冷却度が付いた冷媒であると誤認することとなる。そして、コントローラ70が、第2温度差D2に基づいて膨張弁18の開度を調節したとすると、図3に描画したような所望の冷凍サイクルを実現することが困難になる。特に、第2温度差D2を過冷却度として用いた場合に、算出された第2温度差D2が目標値より大きい場合には膨張弁18の開度が大きくするように制御されるが、このような制御ではフラッシュガスの発生は解消されず、図3に描画したような所望の冷凍サイクルを実現することが困難になる。
さて、第1温度センサ92cが温度を計測する位置、言い換えれば圧力損失部(本実施形態では分流器25)より上流側では、圧力低下が少ないためフラッシュガスが発生しにくい。そのため、第1温度差D1を過冷却度とみなし、第1温度差D1を目標値になるように制御すれば、熱源側熱交換器20の出口では冷媒が過冷却液になることを期待できる。つまり、コントローラ70が、第1温度差D1に基づいて膨張弁18の開度調節を行えば、フラッシュガスの発生による冷媒の温度低下を過冷却状態と誤認した状態で膨張弁18の開度調節が行われる事態の発生を抑制できる。
しかし一方で、第1温度T1は、主熱交換部22の複数の冷媒流路22a~22cのうちの1つを流れる冷媒の温度であるため、分流器25による合流後の冷媒の温度との間に差が生じる可能性がある。そのため、第1温度差D1だけを用いる場合には、図3に描画したような所望の冷凍サイクルを精度よく実現することが困難になることが考えられる。
これに対し、本冷媒サイクル装置100では、第1温度差D1及び第2温度差D2の両方を用いて、膨張弁18の開度調節を行うので、圧力損失部でフラッシュガスが発生したとしても、フラッシュガスの発生による冷媒の温度低下を過冷却状態と誤認した状態で膨張弁18の開度調節が行われることを抑制でき、逆に、圧力損失部でフラッシュガスの発生が起きていない/起きにくい状態では、膨張弁18の開度調節により過冷却度の制御を精度よく行うことができる。
具体的には、例えば、コントローラ70は、第1温度T1と第2温度T2とに基づいて第1温度差D1と第2温度差D2の一方を選択し、選択した温度差に基づいて膨張弁18の開度調節を行う。より具体的には、例えば、コントローラ70は、第1温度差D1と第2温度差D2を比較し、比較結果に基づいて、第1温度差D1と第2温度差D2の一方を選択し、選択した温度差に基づいて膨張弁18の開度調節を行う。
コントローラ70による膨張弁18の開度制御の一例について、図4及び図5のフローチャートを参照しながら以下に詳しく説明する。
なお、ここでは、第1温度T1は、図1に示されているように、圧力損失部(ここでは分流器25)の近傍における、第1細径管24aを流れる冷媒の温度である。主熱交換部22では、重力の影響で、第1冷媒流路22aを流れる冷媒の温度は、その上方の冷媒流路22b,22cを流れる冷媒の温度より低くなりやすい。つまり、第1温度T1は、冷媒流路22a~22cが合流した後の冷媒温度に比べて小さな値になりやすい。
さて、コントローラ70は、冷房運転時に、第1温度センサ92cの計測する第1温度T1と、第2温度センサ92dの計測する第2温度T2と、圧力センサ94の計測する圧力と、に基づいて、第1温度差D1及び第2温度差D2を算出する(ステップS1)。
次に、コントローラ70は、第1温度差D1と第2温度差D2を比較し、比較結果に基づいて、第1温度差D1と第2温度差D2の一方を選択する(ステップS2)。
具体的には、ステップS2を詳しく説明した図4のフローチャートのステップS21のように、コントローラ70は、第1温度差D1が、第2温度差D2のα倍(α>0)より小さいか否かを算出する。
例えば、αの値は1である。αの値が1である場合には、コントローラ70は、ステップS21において、第1温度差D1が第2温度差D2以下であるか否かを判定する。そして、コントローラ70は、第1温度差D1が第2温度差D2以下であれば第1温度差D1を、第1温度差D1が第2温度差D2より大きければ第2温度差D2を、膨張弁18の開度調節に用いる温度差に選択する(ステップS22及びステップS23参照)。
そして、コントローラ70は、選択した一方の温度差に基づいて膨張弁18の開度調節を行う(ステップS3)。具体的には、コントローラ70は、選択した温度差が所定の目標値より小さい場合には膨張弁18の開度を小さくするように、選択した温度差が目標値より大きい場合には膨張弁18の開度を大きくするように制御する。
コントローラ70は、ステップS1に戻り一連の処理を繰り返し実行する。
具体例を挙げて更に説明する。
例えば、ステップS1における算出処理の結果、第1温度差D1の値は比較的小さな値(例えば+1℃)で、第2温度差D2の値は、比較的大きな、目標過冷却度(例えば+5℃)より大きな値(例えば+7℃)であったとする。
上述のように第1温度T1は、冷媒流路22a~22cが合流した後の冷媒温度(主熱交換部22を通過する冷媒全体の温度)に比べて小さな値になりやすいという特徴がある。そのため、圧力損失部においてフラッシュガスが発生していなければ、第1温度差D1は第2温度差D2より大きな値になりやすい。そのため、第2温度差D2の値が第1温度差D1の値より大きければ、第2温度差D2は、圧力損失部におけるフラッシュガスの発生により、比較的大きな値になっていると考えられる。
第1温度差D1の値が比較的小さな値で、第2温度差D2の値が目標過冷却度より大きな値である状況において、仮に第2温度差D2に用いて膨張弁18の開度調節が行われたとすると、膨張弁18は、第2温度差D2が小さくなるように、開度を大きくする方向に制御される。このような膨張弁18の制御では、圧力損失部においてフラッシュガスが発生している状況が解消されにくい。
これに対し、本冷媒サイクル装置100では、コントローラ70が、ステップS2において第1温度差D1と第2温度差D2とを比較し、(第1温度差D1の値(例えば+1℃)<第2温度差D2(例えば+7℃)であるため)第1温度差D1を膨張弁18の開度の制御に用いる温度差に選択する。
そして、ステップS3では、コントローラ70が、第1温度差D1が目標過冷却度(例えば+5℃)になるように、膨張弁18の開度調節を行う。コントローラ70は、第1温度差D1が目標過冷却度より小さければ、膨張弁18の開度を小さくする方向に制御する。その結果、圧力損失部においてフラッシュガスが発生していたとしても、そのような状況が解消されやすい。なお、ここでは、コントローラ70が、第1温度差D1に基づいて膨張弁18の開度調節を行うことで、第1温度差D1は目標過冷却度に近づく(上昇する)。一方、フラッシュガスの発生が抑制されることで第2温度T2が上昇するため、第2温度差D2は一端降下する。
ところで、上述のように本実施形態において測定される第1温度T1は、冷媒流路22a~22cが合流した後の冷媒温度(主熱交換部22を通過する冷媒全体の温度)に比べて低い値になりやすいという特徴がある。そのため、第1温度差D1が目標過冷却度になったとしても、実際の過冷却度(合流後の冷媒の過冷却度)は目標過冷却度より小さな値にしかなっていないことが考えられる。
これに対し、ここでは、コントローラ70は、第2温度差D2が第1温度差D1より低くなると(言い換えればフラッシュガスの発生が解消されていると判断されると)ステップS2において第2温度差D2を選択し、ステップS3において第2温度差D2に基づいて膨張弁18の開度の制御を行う。そのため、コントローラ70は、過冷却度を目標過冷却度に精度よく制御することができる。
なお、ここでは、ステップS21の処理において用いられるαの値が1である場合を例に説明したが、αの値は1に限定されるものではない。例えば、凝縮器である熱源側熱交換器20においてフラッシュガスが発生している状態と発生していない状態とを判別可能な、適切なαの値が導出され、このαの値がステップS21の処理において用いられてもよい。例えば、第1温度T1として第2細径管24bを流れる冷媒の温度が計測されており、フラッシュガスが発生していない場合であっても、第1温度差D1の値が、第2温度差D2の値より小さくなりやすいという関係がある場合には、αの値として1より小さな値を用いることが考えられる。
(5)特徴
(5-1)
上記実施形態に係る冷媒サイクル装置100は、冷媒回路80と、第1温度計測部の一例としての第1温度センサ92cと、第2温度計測部の一例としての第2温度センサ92dと、算出部及び制御部の一例としてのコントローラ70と、を備える。冷媒回路80は、圧縮機12と、凝縮器(本実施形態では熱源側熱交換器20)と、膨張弁18と、蒸発器(本実施形態では利用側熱交換器62)と、を有する。圧縮機12は、冷媒を圧縮する。凝縮器は、圧縮機12で圧縮された冷媒を冷却して凝縮させる。膨張弁18は、凝縮器で凝縮した冷媒を減圧する。蒸発器は、凝縮器から膨張弁18を通過して流入する冷媒を加熱して蒸発させる。第1温度センサ92cは、冷媒の流れ方向(ここでは冷房運転時の冷媒の流れ方向であって図1中に矢印Aで示した流れ方向)における凝縮器の圧力損失部(本実施形態では分流器25)より上流側で、凝縮器を流れる冷媒の温度を、第1温度T1として計測する。第2温度センサ92dは、冷媒の流れ方向における、圧力損失部より下流側かつ膨張弁18より上流側の冷媒温度を、第2温度T2として計測する。コントローラ70は、第1温度T1と凝縮器における凝縮温度Tcとの温度差を第1温度差D1として、第2温度T2と凝縮温度Tcとの温度差を第2温度差D2として、それぞれ算出する。コントローラ70は、第1温度差D1及び第2温度差D2に基づいて、膨張弁18の開度調節を行う。
(5-1)
上記実施形態に係る冷媒サイクル装置100は、冷媒回路80と、第1温度計測部の一例としての第1温度センサ92cと、第2温度計測部の一例としての第2温度センサ92dと、算出部及び制御部の一例としてのコントローラ70と、を備える。冷媒回路80は、圧縮機12と、凝縮器(本実施形態では熱源側熱交換器20)と、膨張弁18と、蒸発器(本実施形態では利用側熱交換器62)と、を有する。圧縮機12は、冷媒を圧縮する。凝縮器は、圧縮機12で圧縮された冷媒を冷却して凝縮させる。膨張弁18は、凝縮器で凝縮した冷媒を減圧する。蒸発器は、凝縮器から膨張弁18を通過して流入する冷媒を加熱して蒸発させる。第1温度センサ92cは、冷媒の流れ方向(ここでは冷房運転時の冷媒の流れ方向であって図1中に矢印Aで示した流れ方向)における凝縮器の圧力損失部(本実施形態では分流器25)より上流側で、凝縮器を流れる冷媒の温度を、第1温度T1として計測する。第2温度センサ92dは、冷媒の流れ方向における、圧力損失部より下流側かつ膨張弁18より上流側の冷媒温度を、第2温度T2として計測する。コントローラ70は、第1温度T1と凝縮器における凝縮温度Tcとの温度差を第1温度差D1として、第2温度T2と凝縮温度Tcとの温度差を第2温度差D2として、それぞれ算出する。コントローラ70は、第1温度差D1及び第2温度差D2に基づいて、膨張弁18の開度調節を行う。
冷媒の第1温度T1は、凝縮器の圧力損失部より上流側で計測されるため、圧力損失部におけるフラッシュガスの発生の影響を受けにくい。一方で、冷媒の第2温度T2は、凝縮器の圧力損失部より下流側で計測されるため、圧力損失部におけるフラッシュガスの発生の影響を受けやすい。しかし、第1温度T1の計測位置より下流側の第2温度T2を計測することで、凝縮器の出口から流出する冷媒の温度に近い値を得ることができる。
本冷媒サイクル装置100では、上記のような特徴のある第1温度T1及び第2温度T2と、凝縮温度Tc、との温度差D1,D2がそれぞれ算出され、膨張弁18の開度調節に利用される。そのため、圧力損失部でフラッシュガスが発生したとしても、フラッシュガスの発生による冷媒の温度低下を過冷却状態と誤認した状態で膨張弁18の開度調節が行われることを抑制できる。一方で、圧力損失部でフラッシュガスが発生していない/発生しにくい状態では、第2温度T2と凝縮温度Tcとの温度差(第2温度差D2)を用いて、凝縮器出口の冷媒の温度と凝縮温度との差が所定値になるように膨張弁18の制御を精度よく行うことができる。
(5-2)
上記実施形態に係る冷媒サイクル装置100では、コントローラ70は、第1温度T1と第2温度T2とに基づいて第1温度差D1及び第2温度差D2の一方を選択し、選択した温度差に基づいて膨張弁18の開度調節を行う。
上記実施形態に係る冷媒サイクル装置100では、コントローラ70は、第1温度T1と第2温度T2とに基づいて第1温度差D1及び第2温度差D2の一方を選択し、選択した温度差に基づいて膨張弁18の開度調節を行う。
本冷媒サイクル装置100では、第1温度T1と第2温度T2とに基づいて、圧力損失部におけるフラッシュガスの発生の影響を受けていない温度差を選択し、これを制御に用いることができる。そのため、フラッシュガスの発生による冷媒の温度低下を過冷却状態と誤認した状態で膨張弁18の開度調節が行われることを抑制できる。また、第1温度T1と第2温度T2とに基づき、圧力損失部においてフラッシュガスが発生しないと判断される場合には、第2温度T2と凝縮温度Tcとの温度差(第2温度差D2)を用いて、膨張弁18の制御を精度よく行うことができる。
(5-3)
上記実施形態に係る冷媒サイクル装置100では、コントローラ70は、第1温度差D1と第2温度差D2とを比較し、比較結果に基づいて第1温度差D1及び第2温度差D2の一方を選択し、選択した温度差に基づいて膨張弁18の開度調節を行う。
上記実施形態に係る冷媒サイクル装置100では、コントローラ70は、第1温度差D1と第2温度差D2とを比較し、比較結果に基づいて第1温度差D1及び第2温度差D2の一方を選択し、選択した温度差に基づいて膨張弁18の開度調節を行う。
本冷媒サイクル装置100では、第1温度差D1と第2温度差D2との比較結果に基づいて、圧力損失部におけるフラッシュガスの発生の影響を受けていない温度差を選択し、これを制御に用いることができる。そのため、フラッシュガスの発生による冷媒の温度低下を過冷却状態と誤認した状態で膨張弁18の開度調節が行われることを抑制できる。また、第1温度差D1と第2温度差D2との比較結果に基づき、圧力損失部においてフラッシュガスが発生しないと判断される場合には、第2温度T2と凝縮温度Tcとの温度差(第2温度差D2)を用いて、膨張弁18の制御を精度よく行うことができる。
(5-4)
上記実施形態に係る冷媒サイクル装置100では、コントローラ70は、第1温度差D1及び第2温度差D2の小さい方を選択し、選択した温度差に基づいて膨張弁18の開度調節を行う。
上記実施形態に係る冷媒サイクル装置100では、コントローラ70は、第1温度差D1及び第2温度差D2の小さい方を選択し、選択した温度差に基づいて膨張弁18の開度調節を行う。
ここでは、第1温度差D1と第2温度差D2との小さい方の値を膨張弁18の開度調節に用いることで、フラッシュガスの発生による冷媒の温度低下を過冷却状態と誤認した状態で膨張弁18の開度調節が行われることを抑制できる。また、圧力損失部においてフラッシュガスが発生しないと判断される場合には、第2温度T2と凝縮温度Tcとの温度差(第2温度差D2)を用いて、膨張弁18の制御を精度よく行うことができる。
(5-5)
上記実施形態に係る冷媒サイクル装置100では、圧力損失部の一例としての分流器25は、冷媒の流れ方向Aにおける冷媒流路の合流部である。
上記実施形態に係る冷媒サイクル装置100では、圧力損失部の一例としての分流器25は、冷媒の流れ方向Aにおける冷媒流路の合流部である。
ここでは、フラッシュガスの発生による冷媒の温度低下を過冷却状態と誤認した状態で膨張弁18の開度調節が行われることを抑制できる。
(5-6)
上記実施形態に係る冷媒サイクル装置100では、圧力損失部の一例としての分流器25は、冷媒流路面積の縮小部である。
上記実施形態に係る冷媒サイクル装置100では、圧力損失部の一例としての分流器25は、冷媒流路面積の縮小部である。
ここでは、フラッシュガスの発生による冷媒の温度低下を過冷却状態と誤認した状態で膨張弁18の開度調節が行われることを抑制できる。
(5-7)
上記実施形態に係る冷媒サイクル装置100では、凝縮器の一例としての熱源側熱交換器20は、主熱交換部22と、副熱交換部28と、主熱交換部22を流れる冷媒を合流させて副熱交換部28へと導く接続部の一例としての分流器25と、を含む。圧力損失部は、接続部である。
上記実施形態に係る冷媒サイクル装置100では、凝縮器の一例としての熱源側熱交換器20は、主熱交換部22と、副熱交換部28と、主熱交換部22を流れる冷媒を合流させて副熱交換部28へと導く接続部の一例としての分流器25と、を含む。圧力損失部は、接続部である。
ここでは、主熱交換部22と副熱交換部28との接続部においてフラッシュガスが発生したとしても、フラッシュガスの発生による冷媒の温度低下を過冷却状態と誤認した状態で膨張弁18の開度調節が行われることを抑制できる。
(5-8)
上記実施形態に係る冷媒サイクル装置100では、第1温度センサ92cは、凝縮器の冷媒流路において、凝縮器の入口(ガス側接続口20a)と凝縮器の出口(液側接続口20b)との中央より下流側を流れる冷媒の温度を計測する。
上記実施形態に係る冷媒サイクル装置100では、第1温度センサ92cは、凝縮器の冷媒流路において、凝縮器の入口(ガス側接続口20a)と凝縮器の出口(液側接続口20b)との中央より下流側を流れる冷媒の温度を計測する。
ここでは、過冷却された液冷媒の温度を第1温度T1として計測可能である。
(5-9)
上記実施形態に係る冷媒サイクル装置100では、凝縮器の一例としての熱源側熱交換器20は、冷媒の流れ方向Aにおいて、合流部の一例としての分流器25より上流側に配置される熱交換部の一例としての主熱交換部22と、主熱交換部22と合流部とを接続する複数の配管(本実施形態では細径管24)と、を有する。第1温度センサ92cは、冷媒の流れ方向Aにおいて、主熱交換部22の中央より下流側を流れる冷媒の温度を計測する。
上記実施形態に係る冷媒サイクル装置100では、凝縮器の一例としての熱源側熱交換器20は、冷媒の流れ方向Aにおいて、合流部の一例としての分流器25より上流側に配置される熱交換部の一例としての主熱交換部22と、主熱交換部22と合流部とを接続する複数の配管(本実施形態では細径管24)と、を有する。第1温度センサ92cは、冷媒の流れ方向Aにおいて、主熱交換部22の中央より下流側を流れる冷媒の温度を計測する。
ここでは、過冷却された液冷媒の温度を第1温度T1として計測可能である。
(5-10)
上記実施形態に係る冷媒サイクル装置100では、第1温度センサ92cは、細径管24の1つを流れる冷媒の温度を計測する。
上記実施形態に係る冷媒サイクル装置100では、第1温度センサ92cは、細径管24の1つを流れる冷媒の温度を計測する。
ここでは、過冷却された液冷媒の温度を第1温度T1として計測容易である。
(5-11)
上記実施形態に係る冷媒サイクル装置100では、第1温度センサ92cは、冷媒の流れ方向Aにおいて、細径管24の、主熱交換部22と合流部(分流器25)との中央より下流側を流れる冷媒の温度を計測する。
上記実施形態に係る冷媒サイクル装置100では、第1温度センサ92cは、冷媒の流れ方向Aにおいて、細径管24の、主熱交換部22と合流部(分流器25)との中央より下流側を流れる冷媒の温度を計測する。
ここでは、過冷却された液冷媒の温度を第1温度T1として計測容易である。
(5-12)
上記実施形態に係る冷媒サイクル装置100では、複数の細径管24は、それぞれ異なる高さで主熱交換部22に接続される。第1温度センサ92cは、主熱交換部22に最も低い位置で接続される細径管24(第1細径管24a)を流れる冷媒の温度を計測する。
上記実施形態に係る冷媒サイクル装置100では、複数の細径管24は、それぞれ異なる高さで主熱交換部22に接続される。第1温度センサ92cは、主熱交換部22に最も低い位置で接続される細径管24(第1細径管24a)を流れる冷媒の温度を計測する。
ここでは、過冷却された液冷媒の温度を第1温度T1として計測容易である。
(6)変形例
以下に上記実施形態の変形例を示す。なお、以下に示す1の変形例は、上記実施形態及び他の変形例の構成の一部又は全部と、互いに矛盾しない範囲で適宜組み合わせられてもよい。
以下に上記実施形態の変形例を示す。なお、以下に示す1の変形例は、上記実施形態及び他の変形例の構成の一部又は全部と、互いに矛盾しない範囲で適宜組み合わせられてもよい。
(6-1)変形例A
上記実施形態では、コントローラ70は、第1温度差D1と第2温度差D2を比較し、比較結果に基づいて、第1温度差D1と第2温度差D2の一方を選択し、選択した温度差に基づいて膨張弁18の開度調節を行う。
上記実施形態では、コントローラ70は、第1温度差D1と第2温度差D2を比較し、比較結果に基づいて、第1温度差D1と第2温度差D2の一方を選択し、選択した温度差に基づいて膨張弁18の開度調節を行う。
ただし、コントローラ70は、第1温度差D1と第2温度差D2とは比較せずに(凝縮温度Tcは特に使用せずに)、第1温度T1と第2温度T2とに基づき、第1温度差D1と第2温度差D2の一方を選択し、選択した温度差に基づいて膨張弁18の開度調節を行ってもよい。
例えば、冷媒サイクル装置100の冷房運転時であって、冷媒サイクル装置100の起動から所定時間が経過している場合、フラッシュガスが発生していない状況では、第1温度T1と第2温度T2との間に所定の関係があることが分かっていると仮定する。例えば、ここでは、冷媒サイクル装置100の冷房運転時であって、冷媒サイクル装置100の起動から所定時間が経過している場合、フラッシュガスが発生していない状況では、第1温度T1が第2温度T2より低い温度となるという関係があることが分かっていると仮定する。
このような場合、コントローラ70は、冷媒サイクル装置100の冷房運転時であって、冷媒サイクル装置100の起動から所定時間が経過した後に、第2温度T2が第1温度T1より低いという関係にある場合に第1温度差D1を選択し、第2温度T2が第1温度T1以上という関係にある場合には第2温度差D2を選択し、選択した温度差に基づいて膨張弁18の開度調節を行ってもよい。
(6-2)変形例B
上記実施形態では、コントローラ70は、第1温度T1と第2温度T2とに基づき、第1温度差D1と第2温度差D2の一方を選択し、選択した温度差に基づいて膨張弁18の開度調節を行う。しかし、コントローラ70は、このようにして選択した温度差に基づいて膨張弁18の開度調節を行う代わりに、図6のフローチャートの様に膨張弁18の開度調節を行ってもよい。
上記実施形態では、コントローラ70は、第1温度T1と第2温度T2とに基づき、第1温度差D1と第2温度差D2の一方を選択し、選択した温度差に基づいて膨張弁18の開度調節を行う。しかし、コントローラ70は、このようにして選択した温度差に基づいて膨張弁18の開度調節を行う代わりに、図6のフローチャートの様に膨張弁18の開度調節を行ってもよい。
冷媒サイクル装置100では、運転状態が安定していない冷房運転の運転開始時に、フラッシュガスが発生しやすい状況にある。そこで、コントローラ70は、冷媒サイクル装置100の運転開始から所定時間が経過するまでは第1温度差D1に基づいて膨張弁18の開度調節を行う(図6のフローチャートのステップS101-ステップS103を参照)。また、コントローラ70は、冷媒サイクル装置100の運転開始から所定時間が経過し、フラッシュガスが比較的発生しにくい状況となった後は、第2温度差D2に基づいて膨張弁18の開度調節を行う(図6のフローチャートのステップS103-ステップS104を参照)。つまり、図6のフローチャートでは、コントローラ70は、フラッシュガスが発生しやすいタイミングでは第1温度差D1に基づいて膨張弁18の開度調節を行い、それ以外のタイミングでは第2温度差D2に基づいて膨張弁18の開度調節を行う。なお、所定時間は、運転開始からその時間が経過すればフラッシュガスが比較的発生しにくい状況となるような値に、適宜決定されればよい。
また、コントローラ70は、図6のフローチャートの膨張弁18の開度制御と上記実施形態の膨張弁18の開度制御とを組み合わせて実行してもよい。具体的には、コントローラ70は、冷媒サイクル装置100の運転開始から所定時間が経過するまでは第1温度差D1に基づいて膨張弁18の開度調節を行う。また、コントローラ70は、所定時間経過後は、第1温度T1と第2温度T2とに基づき、第1温度差D1と第2温度差D2の一方を選択し、選択した温度差に基づいて膨張弁18の開度調節を行う。
(6-3)変形例C
上記実施形態では、冷媒サイクル装置100は、圧縮機12の圧縮機構の圧縮途中の圧縮室にガス冷媒をインジェクション可能に構成されているが、冷媒サイクル装置はインジェクション可能に構成されていなくてもよい。
上記実施形態では、冷媒サイクル装置100は、圧縮機12の圧縮機構の圧縮途中の圧縮室にガス冷媒をインジェクション可能に構成されているが、冷媒サイクル装置はインジェクション可能に構成されていなくてもよい。
なお、上記実施形態のような構成で、圧縮機12の圧縮機構の圧縮途中の圧縮室にガス冷媒をインジェクションする場合、凝縮器として機能する熱源側熱交換器20でフラッシュガスが発生していると、インジェクション弁36を開いてもインジェクション流路35を通って圧縮機12に十分に冷媒が供給されず、冷媒サイクル装置100の能力が十分に確保されにくい。
(6-4)変形例D
上記実施形態では、熱源側熱交換器20は、主熱交換部22、副熱交換部28、及び主熱交換部22を流れる冷媒を合流させて副熱交換部28へと導く分流器25を含む。しかし、熱源側熱交換器は、副熱交換部28を有さないものであってもよい。
上記実施形態では、熱源側熱交換器20は、主熱交換部22、副熱交換部28、及び主熱交換部22を流れる冷媒を合流させて副熱交換部28へと導く分流器25を含む。しかし、熱源側熱交換器は、副熱交換部28を有さないものであってもよい。
例えば、冷媒サイクル装置100は、単一の熱交換部122を有し、圧力損失部125を含むものであってもよい。圧力損失部125は、例えば、熱交換部122の伝熱管の流路面積の縮小部(例えば、その上流側に比べ冷媒流路面積が80%以下に減少する部分)である。また、例えば、圧力損失部125は、熱交換部122の伝熱管を流れる冷媒が合流する、冷媒の流れ方向における冷媒流路の合流部(例えば、ヘッダ管)である。
第1温度センサ92cは、冷媒の流れ方向Aにおける凝縮器(ここでは熱源側熱交換器120)の圧力損失部125より上流側で、凝縮器を流れる冷媒の温度を、第1温度T1として計測する。第1温度センサ92cは、好ましくは、凝縮器の冷媒流路において、凝縮器の入口120aと凝縮器の出口120bとの中央(図7中の一点鎖線M2)より下流側を流れる冷媒の温度を計測する。第2温度センサ92dは、冷媒の流れ方向Aにおける、圧力損失部125より下流側かつ膨張弁18より上流側の冷媒温度(例えば、液冷媒管10dを流れる冷媒温度)を、第2温度T2として計測する。そして、コントローラ70は、第1温度T1と凝縮器における凝縮温度Tcとの温度差を第1温度差D1として、第2温度T2と凝縮温度Tcとの温度差を第2温度差D2として、それぞれ算出し、上記実施形態のように膨張弁18の開度調節を行う。
(6-5)変形例E
上記実施形態では、熱源側熱交換器20が凝縮器として機能する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。
上記実施形態では、熱源側熱交換器20が凝縮器として機能する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。
例えば、利用側熱交換器62が上記実施形態で説明したような圧力損失部を有し、膨張弁18の開度が過冷却度に基づいて調節される場合に、暖房運転時の冷媒の流れ方向における利用側熱交換器62の圧力損失部より上流側で、利用側熱交換器62を流れる冷媒の温度を、第1温度T1として計測する第1温度センサと、暖房運転時の冷媒の流れ方向における、利用側熱交換器62の圧力損失部より下流側かつ膨張弁18より上流側の冷媒温度を、第2温度T2として計測する第2温度センサと、が設けられ、上記実施形態における方法と同様な方法で膨張弁18の開度が調節されてもよい。
(6-6)変形例F
上記実施形態では、冷媒サイクル装置100は、冷房運転と暖房運転とを切り換えて実行可能な装置であるが、これに限定されるものではない。例えば、冷媒サイクル装置100は、冷房運転だけが可能な装置であってもよい。
上記実施形態では、冷媒サイクル装置100は、冷房運転と暖房運転とを切り換えて実行可能な装置であるが、これに限定されるものではない。例えば、冷媒サイクル装置100は、冷房運転だけが可能な装置であってもよい。
(6-7)変形例G
上記実施形態の冷媒サイクル装置100では、凝縮器として機能する熱源側熱交換器20の圧力損失部は分流器25であるが、圧力損失部は分流器に限定されるものではない。
上記実施形態の冷媒サイクル装置100では、凝縮器として機能する熱源側熱交換器20の圧力損失部は分流器25であるが、圧力損失部は分流器に限定されるものではない。
上述のように、圧力損失部は、凝縮器に冷媒を流した時に、その上流側に比べて圧力低下が大きくなり得る部分である。凝縮器が分流器以外の圧力損失部(例えば、冷媒流路の分岐部、冷媒流路の曲がり部、冷媒流路の拡大部(急拡大部、ディフーザを含む)、冷媒流路の縮小部(急縮小部、ノズルを含む))を有する場合にも、上記実施形態の構成は有効である。
以上、本開示の実施形態及び変形例を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
本開示は、過冷却度に応じて膨張弁の開度が調節される冷媒サイクル装置に対して広く適用可能であり有用である。
12 圧縮機
18 膨張弁
20,120 熱源側熱交換器(凝縮器)
20a ガス側接続口(凝縮器の入口)
20b 液側接続口(凝縮器の出口)
22 主熱交換部(熱交換部)
24 細径管(配管)
24a 第1細径管(熱交換部に最も低い位置で接続される配管)
25 分流器(圧力損失部、合流部、縮小部、接続部)
28 副熱交換部
62 利用側熱交換器(蒸発器)
70 コントローラ(算出部、制御部)
80 冷媒回路
92c 第1温度センタ(第1温度計側部)
92d 第2温度センタ(第2温度計側部)
100 冷媒サイクル装置
120a 凝縮器の入口
120b 凝縮器の出口
125 圧力損失部
D1 第1温度差
D2 第2温度差
T1 第1温度
T2 第2温度
Tc 凝縮温度
18 膨張弁
20,120 熱源側熱交換器(凝縮器)
20a ガス側接続口(凝縮器の入口)
20b 液側接続口(凝縮器の出口)
22 主熱交換部(熱交換部)
24 細径管(配管)
24a 第1細径管(熱交換部に最も低い位置で接続される配管)
25 分流器(圧力損失部、合流部、縮小部、接続部)
28 副熱交換部
62 利用側熱交換器(蒸発器)
70 コントローラ(算出部、制御部)
80 冷媒回路
92c 第1温度センタ(第1温度計側部)
92d 第2温度センタ(第2温度計側部)
100 冷媒サイクル装置
120a 凝縮器の入口
120b 凝縮器の出口
125 圧力損失部
D1 第1温度差
D2 第2温度差
T1 第1温度
T2 第2温度
Tc 凝縮温度
Claims (13)
- 冷媒を圧縮する圧縮機(12)と、前記圧縮機で圧縮された前記冷媒を冷却して凝縮させる凝縮器(20,120)と、前記凝縮器で凝縮した前記冷媒を減圧する膨張弁(18)と、前記凝縮器から前記膨張弁を通過して流入する前記冷媒を加熱して蒸発させる蒸発器(62)と、を有する冷媒回路(80)と、
前記冷媒の流れ方向における前記凝縮器の圧力損失部(25,125)より上流側で、前記凝縮器を流れる前記冷媒の温度を、第1温度(T1)として計測する第1温度計測部(92c)と、
前記冷媒の流れ方向における、前記圧力損失部より下流側かつ前記膨張弁より上流側の前記冷媒の温度を、第2温度(T2)として計測する第2温度計測部(92d)と、
前記第1温度と前記凝縮器における凝縮温度(Tc)との温度差を第1温度差(D1)として、前記第2温度と前記凝縮温度との温度差を第2温度差(D2)として、それぞれ算出する算出部(70)と、
前記第1温度差及び前記第2温度差に基づいて、前記膨張弁の開度調節を行う制御部(70)と、
を備える、冷媒サイクル装置(100)。 - 前記制御部は、前記第1温度及び前記第2温度に基づいて前記第1温度差及び前記第2温度差の一方を選択し、選択した温度差に基づいて前記膨張弁の開度調節を行う、
請求項1に記載の冷媒サイクル装置。 - 前記制御部は、前記第1温度差と前記第2温度差とを比較し、比較結果に基づいて前記第1温度差及び前記第2温度差の一方を選択し、選択した温度差に基づいて前記膨張弁の開度調節を行う、
請求項2に記載の冷媒サイクル装置。 - 前記制御部は、前記第1温度差及び前記第2温度差の小さい方を選択し、選択した温度差に基づいて前記膨張弁の開度調節を行う、
請求項3に記載の冷媒サイクル装置。 - 前記制御部は、前記冷媒サイクル装置の運転開始から所定時間が経過するまでは前記第1温度差に、前記運転開始から前記所定時間経過後は前記第2温度差に、それぞれ基づいて前記膨張弁の開度調節を行う、
請求項1に記載の冷媒サイクル装置。 - 前記圧力損失部は、前記冷媒の流れ方向における冷媒流路の合流部である、
請求項1から5のいずれか1項に記載の冷媒サイクル装置。 - 前記圧力損失部は、冷媒流路面積の縮小部である、
請求項1から6のいずれか1項に記載の冷媒サイクル装置。 - 前記凝縮器(20)は、主熱交換部(22)と、副熱交換部(28)と、前記主熱交換部を流れる前記冷媒を合流させて前記副熱交換部へと導く接続部(25)と、を含み、
前記圧力損失部は、前記接続部である、
請求項1から5のいずれか1項に記載の冷媒サイクル装置。 - 前記第1温度計測部は、前記凝縮器の冷媒流路において、前記凝縮器の入口(20a,120a)と前記凝縮器の出口(20b,120b)との中央より下流側を流れる前記冷媒の温度を計測する、
請求項1から8のいずれか1項に記載の冷媒サイクル装置。 - 前記凝縮器(20)は、前記冷媒の流れ方向において、前記合流部より上流側に配置される熱交換部(22)と、前記熱交換部と前記合流部とを接続する複数の配管(24)と、を有し、
前記第1温度計測部は、前記冷媒の流れ方向において、前記熱交換部の中央より下流側を流れる前記冷媒の温度を計測する、
請求項6に記載の冷媒サイクル装置。 - 前記第1温度計測部は、前記配管の1つを流れる前記冷媒の温度を計測する、
請求項10に記載の冷媒サイクル装置。 - 前記第1温度計測部は、前記冷媒の流れ方向において、前記配管の、前記熱交換部と前記合流部との中央より下流側を流れる前記冷媒の温度を計測する、
請求項11に記載の冷媒サイクル装置。 - 複数の前記配管は、それぞれ異なる高さで前記熱交換部に接続され、
前記第1温度計測部は、前記熱交換部に最も低い位置で接続される前記配管(24a)を流れる前記冷媒の温度を計測する、
請求項10から12のいずれか1項に記載の冷媒サイクル装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017-188351 | 2017-09-28 | ||
JP2017188351A JP6468333B1 (ja) | 2017-09-28 | 2017-09-28 | 冷媒サイクル装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2019065642A1 true WO2019065642A1 (ja) | 2019-04-04 |
Family
ID=65356080
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2018/035487 WO2019065642A1 (ja) | 2017-09-28 | 2018-09-25 | 冷媒サイクル装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6468333B1 (ja) |
WO (1) | WO2019065642A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110986333B (zh) * | 2019-12-26 | 2021-12-21 | 广东美的制冷设备有限公司 | 空调器的控制方法、装置、空调器和电子设备 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6196376A (ja) * | 1984-10-15 | 1986-05-15 | ダイキン工業株式会社 | 空気調和機の冷媒流量制御装置 |
JPS63231140A (ja) * | 1987-03-19 | 1988-09-27 | 三菱重工業株式会社 | 冷凍サイクル |
JP2013137165A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Daikin Industries Ltd | 冷凍装置 |
WO2015174054A1 (ja) * | 2014-05-12 | 2015-11-19 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
-
2017
- 2017-09-28 JP JP2017188351A patent/JP6468333B1/ja active Active
-
2018
- 2018-09-25 WO PCT/JP2018/035487 patent/WO2019065642A1/ja active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6196376A (ja) * | 1984-10-15 | 1986-05-15 | ダイキン工業株式会社 | 空気調和機の冷媒流量制御装置 |
JPS63231140A (ja) * | 1987-03-19 | 1988-09-27 | 三菱重工業株式会社 | 冷凍サイクル |
JP2013137165A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Daikin Industries Ltd | 冷凍装置 |
WO2015174054A1 (ja) * | 2014-05-12 | 2015-11-19 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6468333B1 (ja) | 2019-02-13 |
JP2019066053A (ja) | 2019-04-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6576552B2 (ja) | 空気調和装置 | |
US10508826B2 (en) | Refrigeration cycle apparatus | |
US10082324B2 (en) | Refrigeration apparatus having leakage or charge deficiency determining feature | |
US11268743B2 (en) | Air-conditioning apparatus having heating-defrosting operation mode | |
JP4968373B2 (ja) | 空気調和装置 | |
JP6895901B2 (ja) | 空気調和装置 | |
EP2416093A1 (en) | Combined system of air conditioning device and hot-water supply device | |
WO2019093249A1 (ja) | 冷媒サイクル装置 | |
JP5979112B2 (ja) | 冷凍装置 | |
EP2806233A1 (en) | Refrigeration device | |
WO2005019742A1 (ja) | 冷凍装置 | |
JP6479181B2 (ja) | 空気調和装置 | |
JP4839861B2 (ja) | 空気調和装置 | |
JP2001221526A (ja) | 冷凍空調装置 | |
WO2020208776A1 (ja) | 空気調和装置 | |
JP2019082316A (ja) | 冷媒サイクル装置 | |
JP2012141070A (ja) | 冷凍装置 | |
JP2019086244A (ja) | 冷媒サイクル装置 | |
WO2019065642A1 (ja) | 冷媒サイクル装置 | |
JP6017049B2 (ja) | 空気調和装置 | |
WO2020111241A1 (ja) | 冷凍サイクル装置及び冷凍サイクルシステム | |
WO2017094172A1 (ja) | 空気調和装置 | |
JP6111692B2 (ja) | 冷凍装置 | |
JP4544220B2 (ja) | 冷凍装置 | |
JP2008145038A (ja) | 空気調和装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 18860351 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 18860351 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |