WO2022059054A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Definitions
- the embodiment of the present invention relates to a refrigeration cycle apparatus.
- the refrigeration cycle device of the multi air conditioning system has an indoor unit having an indoor heat exchanger and a plurality of outdoor units connected in parallel to the indoor unit.
- the outdoor unit includes a compressor, an outdoor heat exchanger, and a four-way valve. The four-way valve switches the supply destination of the refrigerant discharged from the compressor between the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger.
- a four-way valve switching failure may occur in the outdoor unit to be stopped. It is required to eliminate the switching failure of the four-way valve in the outdoor unit to be stopped.
- An object to be solved by the present invention is to provide a refrigeration cycle device capable of eliminating a four-way valve switching failure in a stopped outdoor unit.
- the refrigeration cycle device of the embodiment has an indoor unit, a first outdoor unit, a second outdoor unit, and a control unit.
- the indoor unit has an indoor heat exchanger.
- the first outdoor unit and the second outdoor unit are connected in parallel to the indoor unit.
- the second outdoor unit has a compressor, an outdoor heat exchanger, and a four-way valve.
- the four-way valve switches the supply destination of the refrigerant discharged from the compressor between the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger.
- the four-way valve has a main valve having a main valve body and a sub-valve having a sub-valve body. The main valve body is movable between the first position and the second position.
- the first position is a position where the refrigerant discharged from the compressor is supplied to one of the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger.
- the second position is a position where the refrigerant discharged from the compressor is supplied to the other of the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger.
- the auxiliary valve body is driven by a solenoid and can move between the third position and the fourth position.
- the third position is the position where the main valve body is arranged in the first position.
- the fourth position is the position where the main valve body is arranged in the second position.
- Schematic block diagram and 1st operation explanatory view of the refrigeration cycle apparatus of embodiment Schematic configuration diagram of the four-way valve and the first operation explanatory diagram.
- the second operation explanatory view of the four-way valve The second operation explanatory drawing of the refrigerating cycle apparatus.
- the fourth operation explanatory view of the four-way valve A graph showing the relationship between the suction pressure of the compressor and the switching time of the four-way valve.
- FIG. 1 is a schematic configuration diagram and a first operation explanatory diagram of the refrigeration cycle apparatus of the embodiment.
- the refrigeration cycle device 1 has a plurality of indoor units 10, a plurality of outdoor units 11 and 12, and a refrigerant flow path through which a refrigerant is circulated.
- Refrigerant cycle device 1 contains a refrigerant such as R410A, R32, R454B, R466A or carbon dioxide (CO 2 ).
- the refrigerant circulates in the refrigeration cycle device 1 while changing the phase.
- a plurality of indoor units 10 are connected in parallel to a plurality of outdoor units 11 and 12.
- the indoor unit 10 includes an indoor heat exchanger 4 and an indoor expansion valve 6a.
- a plurality of outdoor units 11 and 12 are connected in parallel to a plurality of indoor units 10.
- the plurality of outdoor units 11 and 12 include a first outdoor unit 11 and a second outdoor unit 12.
- the plurality of outdoor units 11 and 12 may have three or more outdoor units.
- the first outdoor unit 11 includes a compressor 2, a four-way valve 18, an outdoor heat exchanger 8, and an outdoor expansion valve 6b.
- the second outdoor unit 12 is configured in the same manner as the first outdoor unit 11.
- the compressor 2 of the first outdoor unit 11 may be referred to as a first compressor 2, and the compressor 2 of the second outdoor unit 12 may be referred to as a second compressor 2.
- the four-way valve 18 of the first outdoor unit 11 may be referred to as a first four-way valve 18, and the four-way valve 18 of the second outdoor unit 12 may be referred to as a second four-way valve 18.
- the four-way valve 18 switches the supply destination of the refrigerant discharged from the compressor 2 between the indoor heat exchanger 4 and the outdoor heat exchanger 8.
- the refrigerating cycle device 1 performs the indoor heating operation
- the refrigerant discharged from the compressor 2 is supplied to the indoor heat exchanger 4.
- the refrigerating cycle device 1 performs indoor cooling operation or defrosting operation of the outdoor heat exchanger 8
- the refrigerant discharged from the compressor 2 is supplied to the outdoor heat exchanger 8.
- the four-way valve 18 is switched so that the refrigeration cycle device 1 performs the heating operation.
- the compressor 2 compresses the low-pressure gas refrigerant (fluid) taken into the inside into a high-temperature, high-pressure gas refrigerant.
- the refrigerant discharged from the compressor 2 is supplied to the four-way valve 18 via the oil separator 2b and the check valve 3.
- the refrigerant is supplied from the four-way valve 18 to the indoor heat exchanger 4 of the indoor unit 10.
- the indoor heat exchanger 4 functions as a condenser (radiator).
- the condenser dissipates heat from the high-temperature, high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 2, and turns the high-temperature, high-pressure gas refrigerant into a high-pressure liquid refrigerant.
- the refrigerant discharged from the indoor heat exchanger 4 flows through the indoor expansion valve 6a and the outdoor expansion valve 6b.
- the indoor expansion valve 6a and the outdoor expansion valve 6b reduce the pressure of the high-pressure liquid refrigerant supplied from the indoor heat exchanger 4 to turn the high-pressure liquid refrigerant into a low-temperature / low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant.
- the refrigerant discharged from the outdoor expansion valve 6b is supplied to the outdoor heat exchanger 8.
- the outdoor heat exchanger 8 functions as an evaporator (heat absorber).
- the evaporator converts the gas-liquid two-phase refrigerant discharged from the outdoor expansion valve 6b into a low-pressure gas refrigerant.
- the refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger 8 is supplied to the four-way valve 18.
- the refrigerant discharged from the four-way valve 18 is supplied to the compressor 2 via the accumulator (gas-liquid separator) 2a.
- the four-way valve 18 is switched from the state shown in FIG.
- the refrigerant discharged from the compressor 2 is distributed in the order of the four-way valve 18, the outdoor heat exchanger 8, the outdoor expansion valve 6b, the indoor expansion valve 6a, the indoor heat exchanger 4, the four-way valve 18, and the compressor 2. do.
- the outdoor heat exchanger 8 functions as a condenser (radiator)
- the indoor heat exchanger 4 functions as an evaporator (heat absorber).
- the refrigeration cycle device 1 has a discharge pressure sensor 14, a suction pressure sensor 15, a suction temperature sensor 16, and an outside air temperature sensor 17.
- the discharge pressure sensor 14 is arranged in the refrigerant flow path between the discharge port of the compressor 2 and the four-way valve 18.
- the discharge pressure sensor 14 outputs a discharge pressure signal corresponding to the discharge pressure of the refrigerant by the compressor 2.
- the suction pressure sensor 15 and the suction temperature sensor 16 are arranged in the refrigerant flow path between the suction port of the compressor 2 and the four-way valve 18.
- the suction pressure sensor 15 outputs a suction pressure signal corresponding to the suction pressure of the refrigerant by the compressor 2.
- the suction temperature sensor 16 outputs a suction temperature signal corresponding to the temperature of the refrigerant sucked into the compressor 2.
- the outside air temperature sensor 17 is arranged in a place in the outdoor unit where the outside air comes into contact.
- the outside air temperature sensor 17 outputs an outside air temperature signal corresponding to the outside air temperature.
- the refrigeration cycle device 1 has a CPU (Central Processing Unit), a memory, an auxiliary storage device, and the like.
- the CPU functions as a control unit 13 by executing a program stored in the memory and the auxiliary storage device.
- the control unit 13 controls the operation of each unit of the refrigeration cycle device 1.
- the control unit 13 receives the discharge pressure signal, the suction pressure signal, the suction temperature signal, and the outside air temperature signal.
- the control unit 13 controls the energization of the four-way valve 18 described later to the solenoid 31.
- FIG. 2 is a schematic configuration diagram and a first operation explanatory diagram of the four-way valve.
- FIG. 3 is an explanatory diagram of the second operation of the four-way valve.
- FIG. 2 shows the state of the four-way valve 18 during the heating operation
- FIG. 3 shows the state of the four-way valve 18 during the cooling or defrosting operation.
- the four-way valve 18 has a main valve 20 and a sub-valve (pilot valve) 30.
- the main valve 20 has a housing 29 and a main valve body 28.
- the housing 29 is formed in a cylindrical shape.
- the housing 29 has a first port 21, a second port 22, a third port 23, and a fourth port 24.
- the first port 21 is connected to the discharge port of the compressor 2.
- the second port 22 is connected to one of the indoor heat exchanger 4 and the outdoor heat exchanger 8. In this embodiment, the second port 22 is connected to the indoor heat exchanger 4.
- the third port 23 is connected to the other of the indoor heat exchanger 4 and the outdoor heat exchanger 8. In this embodiment, the third port 23 is connected to the outdoor heat exchanger 8.
- the fourth port 24 is connected to the suction port of the compressor 2.
- connection destination of each port indicates the first one to be connected among the discharge port of the compressor 2, the suction port of the compressor 2, the indoor heat exchanger 4, and the outdoor heat exchanger 8.
- the first port 21 is first connected to the discharge port of the compressor 2 via the check valve 3 and the oil separator 2b shown in FIG.
- the main valve body 28 is inside the housing 29 and is arranged near the center in the longitudinal direction.
- the main valve body 28 can move between the first position P1 and the second position P2 along the longitudinal direction of the housing 29.
- the main valve body 28 is arranged at the first position P1.
- the main valve body 28 connects the first port 21 and the second port 22 at the first position P1.
- the main valve body 28 supplies the refrigerant discharged from the compressor 2 to one of the indoor heat exchanger 4 and the outdoor heat exchanger 8 at the first position P1.
- the refrigerant discharged from the compressor 2 is supplied to the indoor heat exchanger 4 through the first port 21 and the second port 22.
- the main valve body 28 connects the third port 23 and the fourth port 24 at the first position P1.
- the refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger 8 is supplied to the suction port of the compressor 2 through the third port 23 and the fourth port 24.
- the main valve body 28 is arranged at the second position P2.
- the main valve body 28 connects the first port 21 and the third port 23 at the second position P2.
- the main valve body 28 supplies the refrigerant discharged from the compressor 2 to one of the indoor heat exchanger 4 and the outdoor heat exchanger 8 at the second position P2.
- the refrigerant discharged from the compressor 2 is supplied to the outdoor heat exchanger 8 through the first port 21 and the third port 23.
- the main valve body 28 connects the second port 22 and the fourth port 24 at the second position P2.
- the refrigerant discharged from the indoor heat exchanger 4 is supplied to the suction port of the compressor 2 through the second port 22 and the fourth port 24.
- the main valve 20 has a first cylinder chamber 26 and a second cylinder chamber 27.
- the first cylinder chamber 26 is formed between one end of the housing 29 in the longitudinal direction and the first piston 26p arranged on one side of the main valve body 28.
- the second cylinder chamber 27 is formed between the other end portion of the housing 29 in the longitudinal direction and the second piston 27p arranged on the other side of the main valve body 28.
- the first piston 26p and the second piston 27p are connected to the main valve body 28.
- FIG. 2 when the first cylinder chamber 26 expands and the second cylinder chamber 27 contracts, the main valve body 28 is arranged at the first position P1.
- the first cylinder chamber 26 moves the main valve body 28 to the first position P1 by expansion.
- FIG. 1 when the first cylinder chamber 26 expands and the second cylinder chamber 27 contracts, the main valve body 28 is arranged at the first position P1.
- the first cylinder chamber 26 moves the main valve body 28 to the first position P1 by expansion.
- the main valve body 28 of the four-way valve 18 when the second cylinder chamber 27 expands and the first cylinder chamber 26 contracts, the main valve body 28 is arranged at the second position P2.
- the second cylinder chamber 27 moves the main valve body 28 to the second position P2 by expansion.
- the fact that the main valve body 28 of the four-way valve 18 is arranged at the first position P1 or the second position P2 may be simply referred to as the four-way valve 18 being arranged at the first position P1 or the second position P2. ..
- the auxiliary valve 30 has a housing 34 and an auxiliary valve body 33.
- the housing 34 is formed in a cylindrical shape.
- the housing 34 has a fifth port 35, a sixth port 36, a seventh port 37, and an eighth port 38.
- the fifth port 35 communicates with the first port 21 via the capillary 21t.
- the sixth port 36 is connected to the first cylinder chamber 26 via the capillary 26t.
- the seventh port 37 is connected to the second cylinder chamber 27 via the capillary 27t.
- the eighth port 38 communicates with the fourth port 24 via the capillary 24t.
- the auxiliary valve body 33 is inside the housing 34 and is arranged near the center in the longitudinal direction.
- the auxiliary valve body 33 can move between the third position P3 and the fourth position P4 along the longitudinal direction of the housing 34.
- the auxiliary valve body 33 is arranged at the third position P3.
- the auxiliary valve body 33 connects the fifth port 35 and the sixth port 36 at the third position P3.
- the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 2 flows into the first cylinder chamber 26 via the first port 21, the capillary 21t, the fifth port 35, the sixth port 36, and the capillary 26t.
- the auxiliary valve body 33 connects the seventh port 37 and the eighth port 38 at the third position P3.
- the refrigerant in the second cylinder chamber 27 flows into the suction port of the compressor 2 via the capillary 27t, the seventh port 37, the eighth port 38, the capillary 24t, and the fourth port.
- the high-pressure first cylinder chamber 26 expands, the low-pressure second cylinder chamber 27 contracts, and the main valve body 28 is arranged at the first position P1.
- the auxiliary valve body 33 arranges the main valve body 28 at the first position P1 at the third position P3.
- the auxiliary valve body 33 is arranged at the fourth position P4.
- the auxiliary valve body 33 connects the fifth port 35 and the seventh port 37 at the fourth position P4.
- the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 2 flows into the second cylinder chamber 27 via the first port 21, the capillary 21t, the fifth port 35, the seventh port 37, and the capillary 27t.
- the auxiliary valve body 33 connects the sixth port 36 and the eighth port 38 at the fourth position P4.
- the refrigerant in the first cylinder chamber 26 flows into the suction port of the compressor 2 via the capillary 26t, the sixth port 36, the eighth port 38, the capillary 24t and the fourth port 24.
- the high-pressure second cylinder chamber 27 expands, the low-pressure first cylinder chamber 26 contracts, and the main valve body 28 is arranged at the second position P2.
- the auxiliary valve body 33 arranges the main valve body 28 at the second position P2 at the fourth position P4.
- the auxiliary valve body 33 is connected to the plunger 32.
- the plunger 32 is driven by the solenoid 31 and can move in the longitudinal direction.
- the auxiliary valve body 33 is arranged at the third position P3 as shown in FIG.
- the main valve body 28 is arranged at the first position P1 and the heating operation is performed.
- the auxiliary valve body 33 is arranged at the fourth position P4 as shown in FIG.
- the main valve body 28 is arranged at the second position P2, and the cooling or defrosting operation is performed.
- the refrigeration cycle device 1 adjusts the number of operating units of a plurality of outdoor units based on the indoor temperature and the outdoor temperature. Of the plurality of outdoor units, only some of the outdoor units may be operated and the remaining outdoor units may be stopped. For example, in the heating operation, only the first outdoor unit 11 shown in FIG. 1 is operated, and the second outdoor unit 12 is stopped. In this case, the energization of the first four-way valve 18 and the second four-way valve 18 to the solenoid 31 is both ON. The first four-way valve 18 and the second four-way valve 18 are both in the first position P1. The high-pressure refrigerant discharged from the first compressor 2 invades not only the indoor unit 10 but also the stopped second outdoor unit 12. Since the second four-way valve 18 is located at the first position P1, the intrusion of the high-pressure refrigerant is blocked by the check valve 3.
- the energization of the first four-way valve 18 and the second four-way valve 18 to the solenoid 31 is both OFF.
- the first four-way valve 18 and the second four-way valve 18 are both in the second position P2.
- the low-pressure refrigerant discharged from the indoor unit 10 invades the second outdoor unit 12 that is stopped.
- the energization of the first four-way valve 18 and the second four-way valve 18 to the solenoid 31 is OFF.
- the first four-way valve 18 and the second four-way valve 18 are in the second position P2.
- FIG. 4 is a second operation explanatory diagram of the refrigeration cycle device.
- FIG. 5 is a third operation explanatory view of the four-way valve.
- the control unit 13 turns on the solenoids of the first four-way valve 18 and the second four-way valve 18. As shown in FIG. 5, immediately after the auxiliary valve body 33 moves to the third position P3, the main valve body 28 is still arranged at the second position P2.
- the second four-way valve 18 When the second four-way valve 18 is at the second position P2, the high-pressure refrigerant discharged from the first compressor 2 flows into the fourth port 24 from the second port 22 of the second four-way valve 18. The high-pressure refrigerant flows into the second cylinder chamber 27 via the capillary 24t, the eighth port 38, the seventh port 37, and the capillary 27t. On the other hand, since the high pressure refrigerant does not flow from the second compressor 2 to the first port 21, the first cylinder chamber 26 has a low pressure. As a result, the main valve body 28 of the second four-way valve 18 may not move to the first position P1. When the second four-way valve 18 is not in the first position P1, the second four-way valve 18 either stops at the second position P2 or moves to an intermediate position between the second position P2 and the first position P1 and stops. ing.
- the high-pressure refrigerant discharged from the operating first compressor 2 invades the stopped second outdoor unit 12.
- the high-pressure refrigerant enters the suction port of the second compressor 2 from the second four-way valve 18 via the accumulator 2a.
- the high-pressure refrigerant liquefies and stays in the second compressor 2 that is stopped, which causes a problem of refrigerant stagnation. Refrigerant stagnation causes a failure in the second compressor 2 when the second compressor 2 is restarted.
- the control unit 13 detects a switching failure of the second four-way valve 18 as follows.
- the control unit 13 receives the discharge pressure signal output from the discharge pressure sensor 14 of the first compressor 2.
- the control unit 13 receives the suction pressure signal output from the suction pressure sensor 15 of the second compressor 2.
- the control unit 13 determines that the second four-way valve 18 is not in the first position P1.
- the control unit 13 may detect a switching failure of the second four-way valve 18 as follows.
- the second four-way valve 18 When the second four-way valve 18 is in the first position P1, the high-pressure refrigerant discharged from the first compressor 2 does not enter the suction port of the second compressor 2.
- the temperature converted from the suction pressure of the second compressor 2 to the saturation temperature is equivalent to the outside air temperature.
- the control unit 13 receives the suction pressure signal output from the suction pressure sensor 15 of the second compressor 2.
- the control unit 13 receives the outside air temperature signal output from the outside air temperature sensor 17 of the second outdoor unit 12.
- the control unit 13 determines that the second four-way valve 18 is in the first position P1.
- the control unit 13 determines that the second four-way valve 18 is not in the first position P1.
- control unit 13 may determine that the second four-way valve 18 is not at the first position P1 based on the output signal of the pressure sensor and the output signal of the temperature sensor.
- the pressure sensor is at least one of the discharge pressure sensor 14 of the second compressor 2 and the suction pressure sensor 15 of the second compressor 2.
- the temperature sensor is at least one of the suction temperature sensor 16 of the second compressor 2 and the outside air temperature sensor 17 of the second outdoor unit 12.
- the control unit 13 moves the second four-way valve 18 to the first position P1 as follows. First, the control unit 13 turns off the energization of the solenoid 31 of the second four-way valve 18 shown in FIG. As shown in FIG. 3, immediately after the auxiliary valve body 33 moves to the fourth position P4, the main valve body 28 is still arranged at the second position P2. As shown in FIG. 4, when the second four-way valve 18 is in the second position P2, the high-pressure refrigerant discharged from the first compressor 2 is the second port 22 to the fourth port 24 of the second four-way valve 18. Inflow to.
- the high-pressure refrigerant flows into the first cylinder chamber 26 via the capillary 24t, the eighth port 38, the sixth port 36, and the capillary 26t shown in FIG.
- the second cylinder chamber 27 has a low pressure.
- the first cylinder chamber 26 expands and the second cylinder chamber 27 contracts.
- the main valve body 28 of the second four-way valve 18 moves to the first position P1 as shown in the fourth operation explanatory view of the four-way valve of FIG.
- the high-pressure refrigerant discharged from the first compressor 2 is from the second port 22 to the first port 21 of the second four-way valve 18. Inflow to.
- the high-pressure refrigerant flows into the second cylinder chamber 27 via the capillary 21t, the fifth port 35, the seventh port 37, and the capillary 27t shown in FIG.
- the first cylinder chamber 26 has a low pressure.
- the second cylinder chamber 27 expands and the first cylinder chamber 26 contracts. As a result, as shown in FIG.
- the main valve body 28 of the second four-way valve 18 returns to the second position P2.
- the main valve body 28 repeats the reciprocating movement between the first position P1 and the second position P2.
- the control unit 13 turns on the energization of the solenoid 31 after the main valve body 28 of the second four-way valve 18 moves to the first position P1.
- the auxiliary valve body 33 moves to the third position P3 as shown in FIG. That is, the control unit 13 moves the auxiliary valve body 33 to the third position after arranging the auxiliary valve body 33 at the fourth position.
- the high-pressure refrigerant discharged from the first compressor 2 is from the second port 22 to the first port 21 of the second four-way valve 18. Inflow to.
- the high-pressure refrigerant flows into the first cylinder chamber 26 via the capillary 21t, the fifth port 35, the sixth port 36, and the capillary 26t shown in FIG.
- the second cylinder chamber 27 has a low pressure.
- the first cylinder chamber 26 is maintained in an expanded state, and the second cylinder chamber 27 is maintained in a contracted state.
- the main valve body 28 of the second four-way valve 18 is held at the first position P1.
- FIG. 7 is a graph showing the relationship between the suction pressure of the compressor and the switching time of the four-way valve.
- the control unit 13 turns on the energization of the solenoid 31 after the main valve body 28 of the second four-way valve 18 has moved to the first position P1.
- the movement of the main valve body 28 to the first position P1 is due to the pressure of the refrigerant discharged from the first compressor 2 and flowing into the fourth port 24 of the second four-way valve 18.
- the pressure of the fourth port 24 of the second four-way valve 18 is the suction pressure of the second compressor 2.
- the higher the suction pressure the shorter the time required for the main valve body 28 to move from the second position P2 to the first position P1 (shown by a solid line in FIG. 7).
- the control unit 13 sets the time from the arrangement of the auxiliary valve body 33 at the fourth position P4 to the movement to the third position P3 based on the suction pressure signal.
- the time from arranging the auxiliary valve body 33 at the fourth position P4 to moving it to the third position P3 is the time for turning off the energization of the solenoid 31 (shown by a broken line in FIG. 7).
- the control unit 13 shortens the energization OFF time to the solenoid 31 as the suction pressure increases.
- the control unit 13 lengthens the energization OFF time ⁇ to the solenoid 31 longer than the movement time ⁇ of the main valve body 28.
- the control unit 13 turns on the energization of the solenoid 31 after the energization OFF time of the solenoid 31 has elapsed. As a result, immediately after the main valve body 28 moves to the first position P1, the energization to the solenoid 31 is turned on, and the second four-way valve 18 is held at the first position P1.
- the control unit 13 re-inspects the switching defect of the second four-way valve 18 after arranging the auxiliary valve body 33 at the fourth position P4 and then moving it to the third position P3.
- the control unit 13 stops the refrigeration cycle device 1.
- the control unit 13 may stop the refrigeration cycle device 1 when the second four-way valve 18 is not at the first position P1 after repeating the movement of the auxiliary valve body 33 a plurality of times. It is considered that the second four-way valve 18 is not arranged at the first position P1 when the movement time of the main valve body 28 and the energization OFF time of the solenoid 31 shown in FIG. 7 are not properly set. In this case, by stopping the first outdoor unit 11 scheduled to be operated, the failure of the refrigerating cycle device 1 is suppressed.
- the refrigeration cycle device 1 of the embodiment includes an indoor unit 10, a first outdoor unit 11, a second outdoor unit 12, and a control unit 13.
- the indoor unit 10 has an indoor heat exchanger 4.
- the first outdoor unit 11 and the second outdoor unit 12 are connected in parallel to the indoor unit 10.
- the second outdoor unit 12 includes a compressor 2, an outdoor heat exchanger 8, and a four-way valve 18.
- the four-way valve 18 switches the supply destination of the refrigerant discharged from the compressor 2 between the indoor heat exchanger 4 and the outdoor heat exchanger 8.
- the four-way valve 18 has a main valve 20 having a main valve body 28 and a sub-valve 30 having a sub-valve body 33.
- the main valve body 28 is movable between the first position P1 and the second position P2.
- the first position P1 is a position where the refrigerant discharged from the compressor 2 is supplied to one of the indoor heat exchanger 4 and the outdoor heat exchanger 8.
- the second position P2 is a position where the refrigerant discharged from the compressor 2 is supplied to the other of the indoor heat exchanger 4 and the outdoor heat exchanger 8.
- the auxiliary valve body 33 is driven by the solenoid 31 and can move between the third position P3 and the fourth position P4.
- the third position P3 is a position where the main valve body 28 is arranged at the first position P1.
- the fourth position P4 is a position where the main valve body 28 is arranged at the second position P2.
- the control unit 13 arranged the auxiliary valve body 33 at the fourth position P4 when the main valve body 28 was not at the first position P1 when the first outdoor unit 11 was operated and the second outdoor unit 12 was stopped. Later, the auxiliary valve body 33 is moved to the third position P3.
- the main valve 20 has a first port 21 connected to the discharge port of the compressor 2.
- the main valve 20 has a second port 22 connected to one of the indoor heat exchanger 4 and the outdoor heat exchanger 8.
- the main valve 20 has a third port 23 connected to the other of the indoor heat exchanger 4 and the outdoor heat exchanger 8.
- the main valve 20 has a fourth port 24 connected to the suction port of the compressor 2.
- the main valve 20 has a first cylinder chamber 26 that moves the main valve body 28 to the first position P1 by expansion.
- the main valve 20 has a second cylinder chamber 27 that moves the main valve body 28 to the second position P2 by expansion.
- the main valve body 28 connects the first port 21 and the second port 22 at the first position P1 and also connects the third port 23 and the fourth port 24.
- the main valve body 28 connects the first port 21 and the third port 23 at the second position P2, and also connects the second port 22 and the fourth port 24.
- the auxiliary valve 30 has a fifth port 35 communicating with the first port 21.
- the auxiliary valve 30 has a sixth port 36 connected to the first cylinder chamber 26.
- the auxiliary valve 30 has a seventh port 37 connected to the second cylinder chamber 27.
- the auxiliary valve 30 has an eighth port 38 communicating with the fourth port 24.
- the auxiliary valve body 33 connects the fifth port 35 and the sixth port 36 at the third position P3, and also connects the seventh port 37 and the eighth port 38.
- the auxiliary valve body 33 connects the fifth port 35 and the seventh port 37 at the fourth position P4, and also connects the sixth port 36 and the eighth port 38.
- the main valve body 28 moves to the first position P1. After that, by moving the auxiliary valve body 33 to the third position P3, the main valve body 28 is held at the first position P1. As a result, it is possible to eliminate the switching failure of the four-way valve 18 in the second outdoor unit 12 that is stopped.
- the second outdoor unit 12 has a suction pressure sensor 15 that outputs a suction pressure signal corresponding to the suction pressure of the compressor 2.
- the control unit 13 sets the time from the arrangement of the auxiliary valve body 33 at the fourth position P4 to the movement to the third position P3 based on the suction pressure signal.
- the control unit 13 sets the time from arranging the auxiliary valve body 33 at the fourth position P4 to moving it to the third position P3 based on the suction pressure signal received from the suction pressure sensor 15. As a result, after the main valve body 28 moves to the first position P1, the auxiliary valve body 33 is arranged at the third position P3, and the main valve body 28 is held at the first position P1.
- the first outdoor unit 11 has a discharge pressure sensor 14 that outputs a discharge pressure signal corresponding to the discharge pressure of the compressor 2 of the first outdoor unit 11.
- the second outdoor unit 12 has a suction pressure sensor 15 that outputs a suction pressure signal corresponding to the suction pressure of the compressor 2.
- the control unit 13 determines that the main valve body 28 is not in the first position P1 when the difference between the discharge pressure and the suction pressure is less than a predetermined value.
- the main valve body 28 When the main valve body 28 is not at the first position P1, the high-pressure refrigerant discharged from the first compressor 2 of the first outdoor unit 11 enters the suction port of the second compressor 2 of the second outdoor unit 12. When the difference between the discharge pressure of the first compressor 2 and the suction pressure of the second compressor 2 is less than a predetermined value, it can be determined that the main valve body 28 is not in the first position P1.
- the second outdoor unit 12 has a pressure sensor and a temperature sensor.
- the pressure sensor is at least one of the discharge pressure sensor 14 of the compressor 2 and the suction pressure sensor 15 of the compressor 2.
- the temperature sensor is at least one of the suction temperature sensor 16 and the outside air temperature sensor 17 of the compressor 2.
- the control unit 13 determines that the main valve body 28 is not in the first position P1 based on the output signal of the pressure sensor and the output signal of the temperature sensor.
- the main valve body 28 When the main valve body 28 is in the first position P1, the high-pressure refrigerant discharged from the first compressor 2 does not enter the suction port of the second compressor 2. At this time, the temperature converted from the suction pressure of the second compressor 2 to the saturation temperature is equivalent to the outside air temperature. Based on the output signal of the pressure sensor and the output signal of the temperature sensor, it can be determined that the main valve body 28 is not in the first position P1.
- the control unit 13 stops the first outdoor unit 11 when the main valve body 28 is not in the first position P1 after the auxiliary valve body 33 is arranged in the fourth position P4 and then moved to the third position P3. .. As a result, the failure of the refrigeration cycle device 1 is suppressed.
- control unit 13 has a control unit 13 for moving the sub-valve body 33 to the third position P3 after arranging the sub-valve body 33 at the fourth position P4. As a result, it is possible to eliminate the switching failure of the four-way valve 18 in the second outdoor unit 12 that is stopped.
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Abstract
実施形態の冷凍サイクル装置は、室内ユニットと、第1室外ユニットおよび第2室外ユニットと、制御部と、を持つ。室内ユニットは、室内熱交換器を有する。第1室外ユニットおよび第2室外ユニットは、室内ユニットに対して並列に接続される。第2室外ユニットは、圧縮機と、室外熱交換器と、四方弁と、を有する。四方弁は、圧縮機から吐出された冷媒の供給先を室内熱交換器と室外熱交換器との間で切り替える。四方弁は、主弁体を有する主弁と、副弁体を有する副弁と、を有する。主弁体は、第1位置と第2位置との間で移動可能である。第1位置は、圧縮機から吐出された冷媒を室内熱交換器および室外熱交換器の一方に供給する位置である。第2位置は、圧縮機から吐出された冷媒を室内熱交換器および室外熱交換器の他方に供給する位置である。副弁体は、ソレノイドにより駆動され、第3位置と第4位置との間で移動可能である。第3位置は、主弁体を第1位置に配置する位置である。第4位置は、主弁体を第2位置に配置する位置である。制御部は、第1室外ユニットが運転され第2室外ユニットが停止される場合に、主弁体が第1位置にないとき、副弁体を第4位置に配置した後に、副弁体を第3位置に移動させる。
Description
本発明の実施形態は、冷凍サイクル装置に関する。
マルチ空調システムの冷凍サイクル装置は、室内熱交換器を有する室内ユニットと、室内ユニットに対して並列に接続された複数の室外ユニットと、を有する。室外ユニットは、圧縮機と、室外熱交換器と、四方弁と、を有する。四方弁は、圧縮機から吐出された冷媒の供給先を、室内熱交換器と室外熱交換器との間で切り替える。
複数の室外ユニットのうち、一部の室外ユニットのみが運転され、残部の室外ユニットが停止される場合がある。停止される室外ユニットにおいて四方弁の切り換え不良が発生する場合がある。停止される室外ユニットにおける四方弁の切り換え不良の解消が求められる。
本発明が解決しようとする課題は、停止される室外ユニットにおける四方弁の切り換え不良を解消することができる冷凍サイクル装置を提供することである。
実施形態の冷凍サイクル装置は、室内ユニットと、第1室外ユニットおよび第2室外ユニットと、制御部と、を持つ。室内ユニットは、室内熱交換器を有する。第1室外ユニットおよび第2室外ユニットは、室内ユニットに対して並列に接続される。第2室外ユニットは、圧縮機と、室外熱交換器と、四方弁と、を有する。四方弁は、圧縮機から吐出された冷媒の供給先を室内熱交換器と室外熱交換器との間で切り替える。四方弁は、主弁体を有する主弁と、副弁体を有する副弁と、を有する。主弁体は、第1位置と第2位置との間で移動可能である。第1位置は、圧縮機から吐出された冷媒を室内熱交換器および室外熱交換器の一方に供給する位置である。第2位置は、圧縮機から吐出された冷媒を室内熱交換器および室外熱交換器の他方に供給する位置である。副弁体は、ソレノイドにより駆動され、第3位置と第4位置との間で移動可能である。第3位置は、主弁体を第1位置に配置する位置である。第4位置は、主弁体を第2位置に配置する位置である。制御部は、第1室外ユニットが運転され第2室外ユニットが停止される場合に、主弁体が第1位置にないとき、副弁体を第4位置に配置した後に、副弁体を第3位置に移動させる。
以下、実施形態の冷凍サイクル装置を、図面を参照して説明する。
図1は、実施形態の冷凍サイクル装置の概略構成図および第1動作説明図である。冷凍サイクル装置1は、複数の室内ユニット10と、複数の室外ユニット11,12と、これらに冷媒を流通させる冷媒流路と、を有する。冷凍サイクル装置1は、R410A、R32、R454B、R466Aまたは二酸化炭素(CO2)等の冷媒を含む。冷媒は、相変化しながら冷凍サイクル装置1内を循環する。
図1は、実施形態の冷凍サイクル装置の概略構成図および第1動作説明図である。冷凍サイクル装置1は、複数の室内ユニット10と、複数の室外ユニット11,12と、これらに冷媒を流通させる冷媒流路と、を有する。冷凍サイクル装置1は、R410A、R32、R454B、R466Aまたは二酸化炭素(CO2)等の冷媒を含む。冷媒は、相変化しながら冷凍サイクル装置1内を循環する。
複数の室内ユニット10が、複数の室外ユニット11,12に対して並列に接続される。室内ユニット10は、室内熱交換器4と、室内膨張弁6aと、を有する。
複数の室外ユニット11,12が、複数の室内ユニット10に対して並列に接続される。複数の室外ユニット11,12は、第1室外ユニット11と、第2室外ユニット12と、を有する。複数の室外ユニット11,12は、3個以上の室外ユニットを有してもよい。第1室外ユニット11は、圧縮機2と、四方弁18と、室外熱交換器8と、室外膨張弁6bと、を有する。第2室外ユニット12は、第1室外ユニット11と同様に構成される。以下、第1室外ユニット11の圧縮機2を第1圧縮機2と言い、第2室外ユニット12の圧縮機2を第2圧縮機2と言う場合がある。また、第1室外ユニット11の四方弁18を第1四方弁18と言い、第2室外ユニット12の四方弁18を第2四方弁18と言う場合がある。
複数の室外ユニット11,12が、複数の室内ユニット10に対して並列に接続される。複数の室外ユニット11,12は、第1室外ユニット11と、第2室外ユニット12と、を有する。複数の室外ユニット11,12は、3個以上の室外ユニットを有してもよい。第1室外ユニット11は、圧縮機2と、四方弁18と、室外熱交換器8と、室外膨張弁6bと、を有する。第2室外ユニット12は、第1室外ユニット11と同様に構成される。以下、第1室外ユニット11の圧縮機2を第1圧縮機2と言い、第2室外ユニット12の圧縮機2を第2圧縮機2と言う場合がある。また、第1室外ユニット11の四方弁18を第1四方弁18と言い、第2室外ユニット12の四方弁18を第2四方弁18と言う場合がある。
四方弁18は、圧縮機2から吐出された冷媒の供給先を、室内熱交換器4と室外熱交換器8との間で切り替える。冷凍サイクル装置1が室内の暖房運転を行うとき、圧縮機2から吐出された冷媒が室内熱交換器4に供給される。冷凍サイクル装置1が室内の冷房運転または室外熱交換器8の除霜運転を行うとき、圧縮機2から吐出された冷媒が室外熱交換器8に供給される。図1の例では、冷凍サイクル装置1が暖房運転を行うように、四方弁18が切り換えられている。
冷凍サイクル装置1が暖房運転を行う場合について説明する。
圧縮機2は、内部に取り込まれる低圧の気体冷媒(流体)を圧縮して高温・高圧の気体冷媒にする。圧縮機2から吐出された冷媒は、オイルセパレータ2bおよび逆止弁3を介して、四方弁18に供給される。冷凍サイクル装置1が暖房運転を行う場合に、冷媒は四方弁18から室内ユニット10の室内熱交換器4に供給される。
室内熱交換器4は、凝縮器(放熱器)として機能する。凝縮器は、圧縮機2から吐出される高温・高圧の気体冷媒から放熱して、高温・高圧の気体冷媒を高圧の液体冷媒にする。室内熱交換器4から吐出された冷媒は、室内膨張弁6aおよび室外膨張弁6bを流通する。
圧縮機2は、内部に取り込まれる低圧の気体冷媒(流体)を圧縮して高温・高圧の気体冷媒にする。圧縮機2から吐出された冷媒は、オイルセパレータ2bおよび逆止弁3を介して、四方弁18に供給される。冷凍サイクル装置1が暖房運転を行う場合に、冷媒は四方弁18から室内ユニット10の室内熱交換器4に供給される。
室内熱交換器4は、凝縮器(放熱器)として機能する。凝縮器は、圧縮機2から吐出される高温・高圧の気体冷媒から放熱して、高温・高圧の気体冷媒を高圧の液体冷媒にする。室内熱交換器4から吐出された冷媒は、室内膨張弁6aおよび室外膨張弁6bを流通する。
室内膨張弁6aおよび室外膨張弁6bは、室内熱交換器4から供給される高圧の液体冷媒の圧力を下げ、高圧の液体冷媒を低温・低圧の気液二相冷媒にする。室外膨張弁6bから吐出された冷媒は、室外熱交換器8に供給される。
室外熱交換器8は、蒸発器(吸熱器)として機能する。蒸発器は、室外膨張弁6bから吐出された気液二相冷媒を低圧の気体冷媒にする。室外熱交換器8から吐出された冷媒は、四方弁18に供給される。四方弁18から吐出された冷媒は、アキュムレータ(気液分離器)2aを介して、圧縮機2に供給される。
室外熱交換器8は、蒸発器(吸熱器)として機能する。蒸発器は、室外膨張弁6bから吐出された気液二相冷媒を低圧の気体冷媒にする。室外熱交換器8から吐出された冷媒は、四方弁18に供給される。四方弁18から吐出された冷媒は、アキュムレータ(気液分離器)2aを介して、圧縮機2に供給される。
冷凍サイクル装置1が冷房運転または除霜運転を行う場合には、図1の状態から四方弁18が切り換わる。この場合に、圧縮機2から吐出された冷媒は、四方弁18、室外熱交換器8、室外膨張弁6b、室内膨張弁6a、室内熱交換器4、四方弁18、圧縮機2の順に流通する。この場合には、室外熱交換器8が凝縮器(放熱器)として機能し、室内熱交換器4が蒸発器(吸熱器)として機能する。
冷凍サイクル装置1は、吐出圧力センサ14と、吸込圧力センサ15と、吸込温度センサ16と、外気温度センサ17と、を有する。吐出圧力センサ14は、圧縮機2の吐出口と四方弁18との間の冷媒流路に配置される。吐出圧力センサ14は、圧縮機2による冷媒の吐出圧力に対応する吐出圧力信号を出力する。吸込圧力センサ15および吸込温度センサ16は、圧縮機2の吸込口と四方弁18との間の冷媒流路に配置される。吸込圧力センサ15は、圧縮機2による冷媒の吸込圧力に対応する吸込圧力信号を出力する。吸込温度センサ16は、圧縮機2に吸い込まれる冷媒の温度に対応する吸込温度信号を出力する。外気温度センサ17は、室外ユニット内の外気が触れる場所に配置される。外気温度センサ17は、外気温度に対応する外気温度信号を出力する。
冷凍サイクル装置1は、CPU(Central Processing Unit)、メモリ、補助記憶装置などを有する。CPUは、メモリおよび補助記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、制御部13として機能する。制御部13は、冷凍サイクル装置1の各部の動作を制御する。制御部13は、吐出圧力信号、吸込圧力信号、吸込温度信号および外気温度信号を受信する。制御部13は、後述される四方弁18のソレノイド31への通電を制御する。
四方弁18の構造について詳細に説明する。
図2は、四方弁の概略構成図および第1動作説明図である。図3は、四方弁の第2動作説明図である。図2は暖房運転中の四方弁18の状態であり、図3は冷房または除霜運転中の四方弁18の状態である。四方弁18は、主弁20と、副弁(パイロット弁)30と、を有する。
図2は、四方弁の概略構成図および第1動作説明図である。図3は、四方弁の第2動作説明図である。図2は暖房運転中の四方弁18の状態であり、図3は冷房または除霜運転中の四方弁18の状態である。四方弁18は、主弁20と、副弁(パイロット弁)30と、を有する。
主弁20は、筐体29と、主弁体28と、を有する。
筐体29は、円筒状に形成される。筐体29は、第1ポート21と、第2ポート22と、第3ポート23と、第4ポート24と、を有する。第1ポート21は、圧縮機2の吐出口に接続される。第2ポート22は、室内熱交換器4および室外熱交換器8の一方に接続される。本実施形態では、第2ポート22が室内熱交換器4に接続される。第3ポート23は、室内熱交換器4および室外熱交換器8の他方に接続される。本実施形態では、第3ポート23が室外熱交換器8に接続される。第4ポート24は、圧縮機2の吸込口に接続される。各ポートの接続先は、圧縮機2の吐出口、圧縮機2の吸込口、室内熱交換器4および室外熱交換器8のうち、最初に接続されるものを示している。例えば、第1ポート21は、図1に示される逆止弁3およびオイルセパレータ2bを介して、圧縮機2の吐出口に最初に接続される。
筐体29は、円筒状に形成される。筐体29は、第1ポート21と、第2ポート22と、第3ポート23と、第4ポート24と、を有する。第1ポート21は、圧縮機2の吐出口に接続される。第2ポート22は、室内熱交換器4および室外熱交換器8の一方に接続される。本実施形態では、第2ポート22が室内熱交換器4に接続される。第3ポート23は、室内熱交換器4および室外熱交換器8の他方に接続される。本実施形態では、第3ポート23が室外熱交換器8に接続される。第4ポート24は、圧縮機2の吸込口に接続される。各ポートの接続先は、圧縮機2の吐出口、圧縮機2の吸込口、室内熱交換器4および室外熱交換器8のうち、最初に接続されるものを示している。例えば、第1ポート21は、図1に示される逆止弁3およびオイルセパレータ2bを介して、圧縮機2の吐出口に最初に接続される。
主弁体28は、筐体29の内部であって、長手方向の中央付近に配置される。主弁体28は、筐体29の長手方向に沿って、第1位置P1と第2位置P2との間を移動可能である。
図2では、主弁体28が第1位置P1に配置されている。主弁体28は、第1位置P1において、第1ポート21と第2ポート22とを接続する。主弁体28は、第1位置P1において、圧縮機2から吐出された冷媒を室内熱交換器4および室外熱交換器8の一方に供給する。本実施形態では、圧縮機2から吐出された冷媒が、第1ポート21および第2ポート22を通って、室内熱交換器4に供給される。主弁体28は、第1位置P1において、第3ポート23と第4ポート24とを接続する。本実施形態では、室外熱交換器8から吐出された冷媒が、第3ポート23および第4ポート24を通って、圧縮機2の吸込口に供給される。
図3では、主弁体28が第2位置P2に配置されている。主弁体28は、第2位置P2において、第1ポート21と第3ポート23とを接続する。主弁体28は、第2位置P2において、圧縮機2から吐出された冷媒を室内熱交換器4および室外熱交換器8の一方に供給する。本実施形態では、圧縮機2から吐出された冷媒が、第1ポート21および第3ポート23を通って、室外熱交換器8に供給される。主弁体28は、第2位置P2において、第2ポート22と第4ポート24とを接続する。本実施形態では、室内熱交換器4から吐出された冷媒が、第2ポート22および第4ポート24を通って、圧縮機2の吸込口に供給される。
主弁20は、第1シリンダ室26と、第2シリンダ室27と、を有する。第1シリンダ室26は、筐体29の長手方向の一方端部と、主弁体28の一方側に配置された第1ピストン26pとの間に形成される。第2シリンダ室27は、筐体29の長手方向の他方端部と、主弁体28の他方側に配置された第2ピストン27pとの間に形成される。第1ピストン26pおよび第2ピストン27pは、主弁体28に接続される。図2に示されるように、第1シリンダ室26が膨張し第2シリンダ室27が収縮すると、主弁体28は第1位置P1に配置される。第1シリンダ室26は、膨張により主弁体28を第1位置P1に移動させる。図3に示されるように、第2シリンダ室27が膨張し第1シリンダ室26が収縮すると、主弁体28は第2位置P2に配置される。第2シリンダ室27は、膨張により主弁体28を第2位置P2に移動させる。以下、四方弁18の主弁体28が第1位置P1または第2位置P2に配置されることを、単に四方弁18が第1位置P1または第2位置P2に配置されると言う場合がある。
副弁30は、筐体34と、副弁体33と、を有する。
筐体34は、円筒状に形成される。筐体34は、第5ポート35と、第6ポート36と、第7ポート37と、第8ポート38と、を有する。第5ポート35は、キャピラリ21tを介して、第1ポート21に連通する。第6ポート36は、キャピラリ26tを介して、第1シリンダ室26に接続される。第7ポート37は、キャピラリ27tを介して、第2シリンダ室27に接続される。第8ポート38は、キャピラリ24tを介して、第4ポート24に連通する。
筐体34は、円筒状に形成される。筐体34は、第5ポート35と、第6ポート36と、第7ポート37と、第8ポート38と、を有する。第5ポート35は、キャピラリ21tを介して、第1ポート21に連通する。第6ポート36は、キャピラリ26tを介して、第1シリンダ室26に接続される。第7ポート37は、キャピラリ27tを介して、第2シリンダ室27に接続される。第8ポート38は、キャピラリ24tを介して、第4ポート24に連通する。
副弁体33は、筐体34の内部であって、長手方向の中央付近に配置される。副弁体33は、筐体34の長手方向に沿って、第3位置P3と第4位置P4との間を移動可能である。
図2では、副弁体33が第3位置P3に配置されている。副弁体33は、第3位置P3において、第5ポート35と第6ポート36とを接続する。圧縮機2から吐出された高圧の冷媒は、第1ポート21、キャピラリ21t、第5ポート35、第6ポート36およびキャピラリ26tを経由して、第1シリンダ室26に流入する。副弁体33は、第3位置P3において、第7ポート37と第8ポート38とを接続する。第2シリンダ室27内の冷媒は、キャピラリ27t、第7ポート37、第8ポート38、キャピラリ24tおよび第4ポートを経由して、圧縮機2の吸込口に流入する。高圧の第1シリンダ室26が膨張し、低圧の第2シリンダ室27が収縮して、主弁体28が第1位置P1に配置される。副弁体33は、第3位置P3において、主弁体28を第1位置P1に配置する。
図3では、副弁体33が第4位置P4に配置されている。副弁体33は、第4位置P4において、第5ポート35と第7ポート37とを接続する。圧縮機2から吐出された高圧の冷媒は、第1ポート21、キャピラリ21t、第5ポート35、第7ポート37およびキャピラリ27tを経由して、第2シリンダ室27に流入する。副弁体33は、第4位置P4において、第6ポート36と第8ポート38とを接続する。第1シリンダ室26内の冷媒は、キャピラリ26t、第6ポート36、第8ポート38、キャピラリ24tおよび第4ポート24を経由して、圧縮機2の吸込口に流入する。高圧の第2シリンダ室27が膨張し、低圧の第1シリンダ室26が収縮して、主弁体28が第2位置P2に配置される。副弁体33は、第4位置P4において、主弁体28を第2位置P2に配置する。
副弁体33は、プランジャ32に接続される。プランジャ32は、ソレノイド31により駆動され、長手方向に移動可能である。制御部13がソレノイド31への通電をONにすると、図2に示されるように、副弁体33が第3位置P3に配置される。これにより、主弁体28が第1位置P1に配置されて、暖房運転が実施される。制御部13がソレノイド31への通電をOFFにすると、図3に示されるように、副弁体33が第4位置P4に配置される。これにより、主弁体28が第2位置P2に配置されて、冷房または除霜運転が実施される。
冷凍サイクル装置1は、室内温度および室外温度に基づいて、複数の室外ユニットの運転台数を調整する。複数の室外ユニットのうち、一部の室外ユニットのみが運転され、残部の室外ユニットが停止される場合がある。例えば暖房運転において、図1に示される第1室外ユニット11のみが運転され、第2室外ユニット12が停止される。この場合、第1四方弁18および第2四方弁18のソレノイド31に対する通電は、共にONである。第1四方弁18および第2四方弁18は、共に第1位置P1にある。第1圧縮機2から吐出された高圧冷媒は、室内ユニット10に加えて、停止中の第2室外ユニット12にも侵入する。第2四方弁18が第1位置P1にあるので、高圧冷媒の侵入は逆止弁3により阻止される。
冷房運転において、第1室外ユニット11のみが運転され、第2室外ユニット12が停止される場合がある。この場合、第1四方弁18および第2四方弁18のソレノイド31に対する通電は、共にOFFである。第1四方弁18および第2四方弁18は、共に第2位置P2にある。停止中の第2室外ユニット12には、室内ユニット10から吐出された低圧冷媒が侵入する。
複数の室外ユニット11,12の全部が停止中の場合、第1四方弁18および第2四方弁18のソレノイド31に対する通電はOFFである。第1四方弁18および第2四方弁18は第2位置P2にある。
複数の室外ユニット11,12の全部が停止中の場合、第1四方弁18および第2四方弁18のソレノイド31に対する通電はOFFである。第1四方弁18および第2四方弁18は第2位置P2にある。
図4は、冷凍サイクル装置の第2動作説明図である。図5は、四方弁の第3動作説明図である。複数の室外ユニット11,12の全部が停止または除霜運転の状態から、第1室外ユニット11のみが暖房運転され、第2室外ユニット12は停止される場合がある。制御部13は、第1四方弁18および第2四方弁18のソレノイドをONにする。図5に示されるように、副弁体33が第3位置P3に移動した直後には、主弁体28が未だ第2位置P2に配置されている。
運転される第1圧縮機2の吐出圧力と、停止される第2圧縮機2の吐出圧力との、圧力差が大きい場合がある。第2四方弁18が第2位置P2にあるとき、第1圧縮機2から吐出された高圧冷媒は、第2四方弁18の第2ポート22から第4ポート24に流入する。高圧冷媒は、キャピラリ24t、第8ポート38、第7ポート37およびキャピラリ27tを経由して、第2シリンダ室27に流入する。一方、第2圧縮機2から第1ポート21に高圧冷媒が流入しないので、第1シリンダ室26は低圧である。これにより、第2四方弁18の主弁体28が第1位置P1に移動しない場合がある。第2四方弁18が第1位置P1にないとき、第2四方弁18は第2位置P2のまま停止しているか、第2位置P2と第1位置P1との中間位置まで移動して停止している。
前述されたように、運転中の第1圧縮機2から吐出された高圧冷媒が、停止中の第2室外ユニット12に侵入する。図4に示されるように、第2四方弁18が第1位置P1にないとき、高圧冷媒は、第2四方弁18からアキュムレータ2aを介して第2圧縮機2の吸込口に侵入する。停止中の第2圧縮機2において高圧冷媒が液化して滞留することにより、冷媒寝込みの問題が発生する。冷媒寝込みは、第2圧縮機2の再起動時に、第2圧縮機2に故障を発生させる。
制御部13は、以下のように第2四方弁18の切り替え不良を検出する。第2四方弁18が第1位置P1にないとき、第1圧縮機2から吐出された高圧冷媒が、第2圧縮機2の吸込口に侵入する。制御部13は、第1圧縮機2の吐出圧力センサ14から出力された吐出圧力信号を受信する。制御部13は、第2圧縮機2の吸込圧力センサ15から出力された吸込圧力信号を受信する。第1圧縮機2の吐出圧力と第2圧縮機の吸込圧力との差が所定値未満であるとき、制御部13は、第2四方弁18が第1位置P1にないと判断する。
制御部13は、以下のように第2四方弁18の切り替え不良を検出してもよい。第2四方弁18が第1位置P1にあるとき、第1圧縮機2から吐出された高圧冷媒は、第2圧縮機2の吸込口に侵入しない。このとき、第2圧縮機2の吸込圧力から飽和温度換算した温度は、外気温度と同等である。制御部13は、第2圧縮機2の吸込圧力センサ15から出力された吸込圧力信号を受信する。制御部13は、第2室外ユニット12の外気温度センサ17から出力された外気温度信号を受信する。吸込圧力から飽和温度換算した温度と外気温度との差が所定値未満であるとき、制御部13は、第2四方弁18が第1位置P1にあると判断する。逆に、吸込圧力から飽和温度換算した温度と外気温度との差が所定値以上であるとき、制御部13は、第2四方弁18が第1位置P1にないと判断する。
同様に、制御部13は、圧力センサの出力信号および温度センサの出力信号に基づいて、第2四方弁18が第1位置P1にないと判断してもよい。圧力センサは、第2圧縮機2の吐出圧力センサ14および第2圧縮機2の吸込圧力センサ15のうち、少なくとも一つである。温度センサは、第2圧縮機2の吸込温度センサ16および第2室外ユニット12の外気温度センサ17のうち、少なくとも一つである。
第2四方弁18が第1位置P1にないとき、制御部13は、以下のように第2四方弁18を第1位置P1に移動させる。
最初に、制御部13は、図5に示される第2四方弁18のソレノイド31への通電をOFFにする。図3に示されるように、副弁体33が第4位置P4へ移動した直後には、主弁体28が未だ第2位置P2に配置されている。図4に示されるように、第2四方弁18が第2位置P2にあるとき、第1圧縮機2から吐出された高圧冷媒は、第2四方弁18の第2ポート22から第4ポート24に流入する。高圧冷媒は、図3に示されるキャピラリ24t、第8ポート38、第6ポート36およびキャピラリ26tを経由して、第1シリンダ室26に流入する。一方、第2四方弁18の第1ポート21には高圧冷媒が流入しないので、第2シリンダ室27は低圧である。第1シリンダ室26が膨張し、第2シリンダ室27が収縮する。これにより、図6の四方弁の第4動作説明図に示されるように、第2四方弁18の主弁体28が第1位置P1に移動する。
最初に、制御部13は、図5に示される第2四方弁18のソレノイド31への通電をOFFにする。図3に示されるように、副弁体33が第4位置P4へ移動した直後には、主弁体28が未だ第2位置P2に配置されている。図4に示されるように、第2四方弁18が第2位置P2にあるとき、第1圧縮機2から吐出された高圧冷媒は、第2四方弁18の第2ポート22から第4ポート24に流入する。高圧冷媒は、図3に示されるキャピラリ24t、第8ポート38、第6ポート36およびキャピラリ26tを経由して、第1シリンダ室26に流入する。一方、第2四方弁18の第1ポート21には高圧冷媒が流入しないので、第2シリンダ室27は低圧である。第1シリンダ室26が膨張し、第2シリンダ室27が収縮する。これにより、図6の四方弁の第4動作説明図に示されるように、第2四方弁18の主弁体28が第1位置P1に移動する。
図1に示されるように、第2四方弁18が第1位置P1にあるとき、第1圧縮機2から吐出された高圧冷媒は、第2四方弁18の第2ポート22から第1ポート21に流入する。高圧冷媒は、図6に示されるキャピラリ21t、第5ポート35、第7ポート37およびキャピラリ27tを経由して、第2シリンダ室27に流入する。一方、第2四方弁18の第4ポート24には高圧冷媒が流入しないので、第1シリンダ室26は低圧である。第2シリンダ室27が膨張し、第1シリンダ室26が収縮する。これにより、図3に示されるように、第2四方弁18の主弁体28が第2位置P2に戻ってしまう。第2四方弁18のソレノイド31への通電をOFFのままにすると、主弁体28は第1位置P1と第2位置P2との間の往復移動を繰り返す。
制御部13は、図6に示されるように、第2四方弁18の主弁体28が第1位置P1に移動した後に、ソレノイド31への通電をONにする。副弁体33は、図2に示されるように第3位置P3へ移動する。すなわち、制御部13は、副弁体33を第4位置に配置した後に、副弁体33を第3位置に移動させる。図1に示されるように、第2四方弁18が第1位置P1にあるとき、第1圧縮機2から吐出された高圧冷媒は、第2四方弁18の第2ポート22から第1ポート21に流入する。高圧冷媒は、図2に示されるキャピラリ21t、第5ポート35、第6ポート36およびキャピラリ26tを経由して、第1シリンダ室26に流入する。一方、第4ポート24には高圧冷媒が流入しないので、第2シリンダ室27は低圧である。第1シリンダ室26が膨張した状態に維持され、第2シリンダ室27が収縮した状態に維持される。これにより、第2四方弁18の主弁体28が第1位置P1に保持される。
図7は、圧縮機の吸込圧力と四方弁の切り換え時間との関係を示すグラフである。前述されたように、制御部13は、第2四方弁18の主弁体28が第1位置P1に移動した後に、ソレノイド31への通電をONにする。前述されたように、主弁体28の第1位置P1への移動は、第1圧縮機2から吐出され第2四方弁18の第4ポート24に流入した冷媒の圧力に起因する。第2四方弁18の第4ポート24の圧力は、第2圧縮機2の吸込圧力である。図7に示されるように、吸込圧力が高いほど、主弁体28が第2位置P2から第1位置P1へ移動するまでの時間(図7に実線で示される)が短くなる。
制御部13は、副弁体33を第4位置P4に配置してから第3位置P3に移動させるまでの時間を、吸込圧力信号に基づいて設定する。副弁体33を第4位置P4に配置してから第3位置P3に移動させるまでの時間は、ソレノイド31への通電をOFFにする時間(図7に破線で示される)である。図7に示されるように、制御部13は、吸込圧力が高いほど、ソレノイド31への通電OFF時間を短くする。制御部13は、主弁体28の移動時間βよりも、ソレノイド31への通電OFF時間αを長くする。制御部13は、ソレノイド31への通電OFF時間の経過後に、ソレノイド31への通電をONにする。これにより、主弁体28が第1位置P1に移動した直後に、ソレノイド31への通電がONになり、第2四方弁18が第1位置P1に保持される。
制御部13は、副弁体33を第4位置P4に配置してから第3位置P3に移動させた後に、第2四方弁18の切り替え不良を再検査する。再検査の結果、第2四方弁18が第1位置P1にないとき、制御部13は冷凍サイクル装置1を停止させる。制御部13は、副弁体33の移動を複数回繰り返した後に、第2四方弁18が第1位置P1にないとき、冷凍サイクル装置1を停止させてもよい。図7に示される主弁体28の移動時間およびソレノイド31への通電OFF時間が適切に設定されていないとき、第2四方弁18が第1位置P1に配置されないと考えられる。この場合に、運転を予定していた第1室外ユニット11を停止させることにより、冷凍サイクル装置1の故障が抑制される。
以上に詳述されたように、実施形態の冷凍サイクル装置1は、室内ユニット10と、第1室外ユニット11および第2室外ユニット12と、制御部13と、を持つ。室内ユニット10は、室内熱交換器4を有する。第1室外ユニット11および第2室外ユニット12は、室内ユニット10に対して並列に接続される。第2室外ユニット12は、圧縮機2と、室外熱交換器8と、四方弁18と、を有する。四方弁18は、圧縮機2から吐出された冷媒の供給先を室内熱交換器4と室外熱交換器8との間で切り替える。四方弁18は、主弁体28を有する主弁20と、副弁体33を有する副弁30と、を有する。主弁体28は、第1位置P1と第2位置P2との間で移動可能である。第1位置P1は、圧縮機2から吐出された冷媒を室内熱交換器4および室外熱交換器8の一方に供給する位置である。第2位置P2は、圧縮機2から吐出された冷媒を室内熱交換器4および室外熱交換器8の他方に供給する位置である。副弁体33は、ソレノイド31により駆動され、第3位置P3と第4位置P4との間で移動可能である。第3位置P3は、主弁体28を第1位置P1に配置する位置である。第4位置P4は、主弁体28を第2位置P2に配置する位置である。制御部13は、第1室外ユニット11が運転され第2室外ユニット12が停止される場合に、主弁体28が第1位置P1にないとき、副弁体33を第4位置P4に配置した後に、副弁体33を第3位置P3に移動させる。
主弁20は、圧縮機2の吐出口に接続される第1ポート21を有する。主弁20は、室内熱交換器4および室外熱交換器8の一方に接続される第2ポート22を有する。主弁20は、室内熱交換器4および室外熱交換器8の他方に接続される第3ポート23を有する。主弁20は、圧縮機2の吸込口に接続される第4ポート24を有する。主弁20は、膨張により主弁体28を第1位置P1に移動させる第1シリンダ室26を有する。主弁20は、膨張により主弁体28を第2位置P2に移動させる第2シリンダ室27を有する。
主弁体28は、第1位置P1において第1ポート21と第2ポート22とを接続するとともに第3ポート23と第4ポート24とを接続する。主弁体28は、第2位置P2において第1ポート21と第3ポート23とを接続するとともに第2ポート22と第4ポート24とを接続する。
副弁30は、第1ポート21に連通する第5ポート35を有する。副弁30は、第1シリンダ室26に接続される第6ポート36を有する。副弁30は、第2シリンダ室27に接続される第7ポート37を有する。副弁30は、第4ポート24に連通する第8ポート38を有する。
副弁体33は、第3位置P3において第5ポート35と第6ポート36とを接続するとともに第7ポート37と第8ポート38とを接続する。副弁体33は、第4位置P4において第5ポート35と第7ポート37とを接続するとともに第6ポート36と第8ポート38とを接続する。
主弁体28は、第1位置P1において第1ポート21と第2ポート22とを接続するとともに第3ポート23と第4ポート24とを接続する。主弁体28は、第2位置P2において第1ポート21と第3ポート23とを接続するとともに第2ポート22と第4ポート24とを接続する。
副弁30は、第1ポート21に連通する第5ポート35を有する。副弁30は、第1シリンダ室26に接続される第6ポート36を有する。副弁30は、第2シリンダ室27に接続される第7ポート37を有する。副弁30は、第4ポート24に連通する第8ポート38を有する。
副弁体33は、第3位置P3において第5ポート35と第6ポート36とを接続するとともに第7ポート37と第8ポート38とを接続する。副弁体33は、第4位置P4において第5ポート35と第7ポート37とを接続するとともに第6ポート36と第8ポート38とを接続する。
副弁体33を第4位置P4に配置することにより、主弁体28が第1位置P1に移動する。その後、副弁体33を第3位置P3に移動させることにより、主弁体28が第1位置P1に保持される。これにより、停止される第2室外ユニット12における四方弁18の切り換え不良を解消することができる。
第2室外ユニット12は、圧縮機2の吸込圧力に対応する吸込圧力信号を出力する吸込圧力センサ15を有する。制御部13は、副弁体33を第4位置P4に配置してから第3位置P3に移動させるまでの時間を、吸込圧力信号に基づいて設定する。
停止される第2室外ユニット12の圧縮機2の吸込圧力により、主弁体28が第1位置P1に移動するまでの時間が変化する。制御部13は、吸込圧力センサ15から受信した吸込圧力信号に基づいて、副弁体33を第4位置P4に配置してから第3位置P3に移動させるまでの時間を設定する。これにより、主弁体28が第1位置P1に移動した後に、副弁体33が第3位置P3に配置されて、主弁体28が第1位置P1に保持される。
第1室外ユニット11は、第1室外ユニット11の圧縮機2の吐出圧力に対応する吐出圧力信号を出力する吐出圧力センサ14を有する。第2室外ユニット12は、圧縮機2の吸込圧力に対応する吸込圧力信号を出力する吸込圧力センサ15を有する。制御部13は、吐出圧力と吸込圧力との差が所定値未満であるとき、主弁体28が第1位置P1にないと判断する。
主弁体28が第1位置P1にないとき、第1室外ユニット11の第1圧縮機2から吐出された高圧冷媒が、第2室外ユニット12の第2圧縮機2の吸込口に侵入する。第1圧縮機2の吐出圧力と第2圧縮機2の吸込圧力との差が所定値未満であるとき、主弁体28が第1位置P1にないと判断することができる。
第2室外ユニット12は、圧力センサと、温度センサと、を有する。圧力センサは、圧縮機2の吐出圧力センサ14および圧縮機2の吸込圧力センサ15のうち、少なくとも一つである。温度センサは、圧縮機2の吸込温度センサ16および外気温度センサ17のうち、少なくとも一つである。制御部13は、圧力センサの出力信号および温度センサの出力信号に基づいて、主弁体28が第1位置P1にないと判断する。
主弁体28が第1位置P1にあるとき、第1圧縮機2から吐出された高圧冷媒は、第2圧縮機2の吸込口に侵入しない。このとき、第2圧縮機2の吸込圧力から飽和温度換算した温度は、外気温度と同等である。圧力センサの出力信号および温度センサの出力信号に基づいて、主弁体28が第1位置P1にないと判断することができる。
制御部13は、副弁体33を第4位置P4に配置してから第3位置P3に移動させた後に、主弁体28が第1位置P1にないとき、第1室外ユニット11を停止させる。
これにより、冷凍サイクル装置1の故障が抑制される。
これにより、冷凍サイクル装置1の故障が抑制される。
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、副弁体33を第4位置P4に配置した後に副弁体33を第3位置P3に移動させる制御部13を持つ。これにより、停止される第2室外ユニット12における四方弁18の切り換え不良を解消することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
P1…第1位置、P2…第2位置、P3…第3位置、P4…第4位置、1…冷凍サイクル装置、2…圧縮機、4…室内熱交換器、8…室外熱交換器、10…室内ユニット、11…第1室外ユニット、12…第2室外ユニット、13…制御部、14…吐出圧力センサ、15…吸込圧力センサ、16…吸込温度センサ、17…外気温度センサ、18…四方弁、20…主弁、21…第1ポート、22…第2ポート、23…第3ポート、24…第4ポート、26…第1シリンダ室、27…第2シリンダ室、28…主弁体、30…副弁、31…ソレノイド、33…副弁体、35…第5ポート、36…第6ポート、37…第7ポート、38…第8ポート。
Claims (6)
- 室内熱交換器を有する室内ユニットと、前記室内ユニットに対して並列に接続された第1室外ユニットおよび第2室外ユニットと、制御部と、を有し、
前記第2室外ユニットは、圧縮機と、室外熱交換器と、前記圧縮機から吐出された冷媒の供給先を前記室内熱交換器と前記室外熱交換器との間で切り替える四方弁と、を有し、
前記四方弁は、主弁体を有する主弁と、副弁体を有する副弁と、を有し、
前記主弁体は、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室内熱交換器および前記室外熱交換器の一方に供給する第1位置と、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室内熱交換器および前記室外熱交換器の他方に供給する第2位置と、の間で移動可能であり、
前記副弁体は、ソレノイドにより駆動され、前記主弁体を前記第1位置に配置する第3位置と、前記主弁体を前記第2位置に配置する第4位置と、の間で移動可能であり、
前記制御部は、前記第1室外ユニットが運転され前記第2室外ユニットが停止される場合に、前記主弁体が前記第1位置にないとき、前記副弁体を前記第4位置に配置した後に、前記副弁体を前記第3位置に移動させる、
冷凍サイクル装置。 - 前記主弁は、前記圧縮機の吐出口に接続される第1ポートと、前記室内熱交換器および前記室外熱交換器の一方に接続される第2ポートと、前記室内熱交換器および前記室外熱交換器の他方に接続される第3ポートと、前記圧縮機の吸込口に接続される第4ポートと、膨張により前記主弁体を前記第1位置に移動させる第1シリンダ室と、膨張により前記主弁体を前記第2位置に移動させる第2シリンダ室と、を有し、
前記主弁体は、前記第1位置において前記第1ポートと前記第2ポートとを接続するとともに前記第3ポートと前記第4ポートとを接続し、前記第2位置において前記第1ポートと前記第3ポートとを接続するとともに前記第2ポートと前記第4ポートとを接続し、
前記副弁は、前記第1ポートに連通する第5ポートと、前記第1シリンダ室に接続される第6ポートと、前記第2シリンダ室に接続される第7ポートと、前記第4ポートに連通する第8ポートと、を有し、
前記副弁体は、前記第3位置において前記第5ポートと前記第6ポートとを接続するとともに前記第7ポートと前記第8ポートとを接続し、前記第4位置において前記第5ポートと前記第7ポートとを接続するとともに前記第6ポートと前記第8ポートとを接続する、
請求項1に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記第2室外ユニットは、前記第2室外ユニットの圧縮機の吸込圧力に対応する吸込圧力信号を出力する吸込圧力センサを有し、
前記制御部は、前記副弁体を前記第4位置に配置してから前記第3位置に移動させるまでの時間を、前記吸込圧力信号に基づいて設定する、
請求項1または2に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記第1室外ユニットは、前記第1室外ユニットの圧縮機の吐出圧力に対応する吐出圧力信号を出力する吐出圧力センサを有し、
前記第2室外ユニットは、前記第2室外ユニットの圧縮機の吸込圧力に対応する吸込圧力信号を出力する吸込圧力センサを有し、
前記制御部は、前記吐出圧力と前記吸込圧力との差が所定値未満であるとき、前記主弁体が前記第1位置にないと判断する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記第2室外ユニットは、圧力センサと、温度センサと、を有し、
前記圧力センサは、前記第2室外ユニットの圧縮機の吐出圧力センサおよび前記第2室外ユニットの圧縮機の吸込圧力センサのうち、少なくとも一つであり、
前記温度センサは、前記第2室外ユニットの圧縮機の吸込温度センサおよび外気温度センサのうち、少なくとも一つであり、
前記制御部は、前記圧力センサの出力信号および前記温度センサの出力信号に基づいて、前記主弁体が前記第1位置にないと判断する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記制御部は、前記副弁体を前記第4位置に配置してから前記第3位置に移動させた後に、前記主弁体が前記第1位置にないとき、前記第1室外ユニットを停止させる、
請求項1から5のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。
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