JP4978777B2 - Refrigeration cycle equipment - Google Patents
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Description
本発明は冷凍サイクル装置に関する。冷凍サイクル装置は、冷媒の圧縮工程、凝縮工程、膨張工程、蒸発工程を行う装置を意味する。 The present invention relates to a refrigeration cycle apparatus. The refrigeration cycle apparatus means an apparatus that performs a refrigerant compression process, a condensation process, an expansion process, and an evaporation process.
冷凍サイクル装置として、図16に示すように、冷媒を圧縮させる圧縮工程を行う圧縮機1Yと、圧縮機1Yを経た冷媒を凝縮させる凝縮工程を行う熱交換器2Yと、凝縮工程を経た冷媒を膨張させる膨張弁3Yと、膨張弁3Yを経た冷媒を蒸発させる蒸発工程を行う空気熱交換器41Yとをもつものが知られている。このような冷凍サイクル装置としては特許文献1〜4が挙げられる。
As a refrigeration cycle apparatus, as shown in FIG. 16, a
このものによれば、圧縮機1Yを経た高温高圧の冷媒は凝縮用熱交換器2Yにおいて凝縮工程を行い、凝縮熱を放出させ、暖房を行う。凝縮工程を経た冷媒は膨張弁3Yで膨張されて低圧化する。膨張弁3Yにより低圧化された冷媒は、蒸発器としての空気熱交換器41Yに至り、蒸発工程を行い、冷媒の気体化が進行する。その後、冷媒は圧縮機1Yに戻り、再び圧縮される。ここで、上記した運転が継続していくと、空気熱交換器41Y付近の空気が空気熱交換器41Yにより冷却され、条件によっては、空気の湿分が空気熱交換器41Yの表面に霜を生成することがある。上記したように空気熱交換器41Yの表面における着霜が成長すると、空気熱交換器41Yの熱交換能力が低下するため、冷凍サイクル装置の運転に影響を与える。
According to this, the high-temperature and high-pressure refrigerant that has passed through the
上記したように空気熱交換器41Yの表面に着霜が発生すると、空気熱交換器41Yの熱交換効率が低下し、暖房運転能力が低下する。この場合、空気熱交換器41Yにおける蒸発温度が次第に低下する。従って空気熱交換器41Yにおける蒸発温度T2と空気温度T1との温度差ΔT(ΔT=T1−T2)が増加する。特許文献1は、空気熱交換器41Yの表面において着霜が発生していることをΔTに基づいて検知する技術を開示している。
上記した冷凍サイクル装置においては、図17に示すように、外部の熱源(加熱水)からの熱と熱交換する熱源熱交換器42Yを空気熱交換器41Yに対して付設したものが提供されている。この装置によれば、蒸発工程を行う熱交換器は、図17に示すように、空気と熱交換する空気熱交換器41Yと、エンジンを冷却した加熱水の熱と熱交換する熱源熱交換器42Yとを備えている。この場合には、冷媒の蒸発工程は、空気熱交換器41Yと熱源熱交換器42Yとの双方において行われる。
In the refrigeration cycle apparatus described above, as shown in FIG. 17, a heat
この場合、運転が継続すると、熱源熱交換器42Yからの熱の伝達により、空気熱交換器41Yの冷媒の温度が上昇してしまうおそれがある。この場合、空気熱交換器41Yにおいて着霜が発生しているにもかかわらず、空気熱交換器41Yにおける蒸発温度T2と空気温度T1との温度差ΔT(ΔT=T1−T2)が減少して小さくなる傾向があるため、ΔTに基づいて着霜が良好に検知されないおそれがある。
In this case, if the operation is continued, there is a possibility that the temperature of the refrigerant in the
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、蒸発工程を行う蒸発用熱交換器が、空気と熱交換する空気熱交換器と、熱源の熱と熱交換する熱源熱交換器とを備えているときであっても、空気熱交換器における着霜を良好に検知することができる冷凍サイクル装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an evaporation heat exchanger that performs an evaporation step includes an air heat exchanger that exchanges heat with air, and a heat source heat exchanger that exchanges heat with the heat of the heat source. It is an object of the present invention to provide a refrigeration cycle apparatus that can detect frost formation in an air heat exchanger even when it is provided.
(1)様相1に係る冷凍サイクル装置は、冷媒を圧縮させる圧縮工程を行う圧縮機と、圧縮機を経た冷媒を凝縮させる凝縮工程を行う凝縮用熱交換器と、凝縮工程を経た冷媒を膨張させる膨張弁と、膨張弁を経た冷媒を蒸発させる蒸発工程を行う蒸発用熱交換器と、膨張弁を制御する制御部とを具備する冷凍サイクル装置において、
(i)蒸発工程を行う蒸発用熱交換器は、空気と熱交換する空気熱交換器と、熱源からの熱と熱交換する熱源熱交換器とを備えており、
(ii)制御部は、(a)膨張弁を経た冷媒を空気熱交換器および熱源熱交換器に流すことにより空気熱交換器および熱源熱交換器において熱交換を行う通常運転モードと、(b)膨張弁を経た冷媒を空気熱交換器に流して空気熱交換器において熱交換を行うと共に、熱源熱交換器から冷媒への単位時間当たりの伝熱量を通常運転モードの場合よりも減少させる操作を行う着霜判定モードとを実施し、
(iii)膨張弁は、凝縮用熱交換器と空気熱交換器との間に設けられた第1膨張弁と、凝縮用熱交換器と熱源熱交換器との間に設けられた第2膨張弁とを備えており、
制御部は、着霜判定モードにおいて、前記熱源熱交換器に繋がる第2膨張弁の開度を0にするか、第2膨張弁の開度を前記通常運転モードの場合よりも減少させ、熱源熱交換器に向けて流れる単位時間当たりの冷媒流量を0または通常運転モードの場合よりも減少させることを特徴とする。
(1) The refrigeration cycle apparatus according to
(I) The evaporation heat exchanger that performs the evaporation step includes an air heat exchanger that exchanges heat with air, and a heat source heat exchanger that exchanges heat with the heat from the heat source.
(Ii) The control unit (a) normal operation mode in which heat exchange is performed in the air heat exchanger and the heat source heat exchanger by flowing the refrigerant that has passed through the expansion valve to the air heat exchanger and the heat source heat exchanger; ) Operation to reduce the amount of heat transfer per unit time from the heat source heat exchanger to the refrigerant as compared with that in the normal operation mode while flowing the refrigerant through the expansion valve to the air heat exchanger and exchanging heat in the air heat exchanger performed and frost formation determination mode for,
(Iii) The expansion valve is a first expansion valve provided between the heat exchanger for condensation and the air heat exchanger, and a second expansion provided between the heat exchanger for condensation and the heat source heat exchanger. With a valve,
In the frost determination mode, the control unit sets the opening of the second expansion valve connected to the heat source heat exchanger to 0 or reduces the opening of the second expansion valve as compared with the normal operation mode, The refrigerant flow rate per unit time flowing toward the heat exchanger is reduced to 0 or less than in the normal operation mode .
本様相によれば、通常運転モードにおいては、制御部は、膨張弁を経た冷媒を空気熱交換器および熱源熱交換器の双方に流すことにより、空気熱交換器および熱源熱交換器において熱交換を行う。これにより冷媒の蒸発工程が実施される。 According to this aspect, in the normal operation mode, the control unit exchanges heat in the air heat exchanger and the heat source heat exchanger by flowing the refrigerant that has passed through the expansion valve to both the air heat exchanger and the heat source heat exchanger. I do. Thereby, the refrigerant | coolant evaporation process is implemented.
制御部は着霜判定モードを定期的または不定期的に実行する。着霜判定モードにおいては、制御部は、膨張弁を経た冷媒を空気熱交換器に流して空気熱交換器において熱交換を行うと共に、熱源熱交換器から冷媒への単位時間当たりの伝熱量を通常運転モードの場合よりも減少させる。この場合、熱源熱交換器の熱が空気熱交換器に伝達されることが抑制される。 A control part performs frosting determination mode regularly or irregularly. In the frosting determination mode, the control unit flows the refrigerant that has passed through the expansion valve to the air heat exchanger and performs heat exchange in the air heat exchanger, and also calculates the heat transfer amount per unit time from the heat source heat exchanger to the refrigerant. Decrease than in normal operation mode. In this case, the heat of the heat source heat exchanger is suppressed from being transmitted to the air heat exchanger.
ここで、空気熱交換器の表面に着霜が発生した場合には、空気熱交換器における熱交換効率が低下し、空気熱交換器における蒸発能力が低下する。故に、空気熱交換器における冷媒の蒸発工程が損なわれ、空気熱交換器における冷媒の圧力が次第に低下する。この場合、空気熱交換器における蒸発温度が次第に低下し、空気熱交換器における蒸発温度T2が次第に低下する。従って空気温度T1と空気熱交換器における蒸発温度T2との温度差ΔT(ΔT=T1−T2)が増加する。このように温度差ΔTが増加するため、空気熱交換器において着霜が発生していることがΔTに基づいて効果的に検知される。 Here, when frost is generated on the surface of the air heat exchanger, the heat exchange efficiency in the air heat exchanger is lowered, and the evaporation capability in the air heat exchanger is lowered. Therefore, the evaporation process of the refrigerant in the air heat exchanger is impaired, and the pressure of the refrigerant in the air heat exchanger gradually decreases. In this case, the evaporation temperature in the air heat exchanger gradually decreases, and the evaporation temperature T2 in the air heat exchanger gradually decreases. Therefore, the temperature difference ΔT (ΔT = T1−T2) between the air temperature T1 and the evaporation temperature T2 in the air heat exchanger increases. Since the temperature difference ΔT increases in this way, it is effectively detected based on ΔT that frost formation has occurred in the air heat exchanger.
本様相によれば、着霜判定モードを実施するにあたり、熱源熱交換器から冷媒への単位時間当たりの伝熱量を通常運転モードの場合よりも減少させる操作を行う。このため着霜判定モードにおいて、熱源熱交換器から空気熱交換器側への伝熱量が抑制される。この結果、空気熱交換器における蒸発温度T2が低下する。従って、空気温度T1と空気熱交換器における蒸発温度T2との温度差ΔT(ΔT=T1−T2)を増加させることができる。このように温度差ΔTが増加するため、空気熱交換器において着霜が発生していることがΔTに基づいて良好に検知される。 According to this aspect , in performing the frost determination mode, an operation is performed to reduce the amount of heat transfer per unit time from the heat source heat exchanger to the refrigerant as compared to the normal operation mode. For this reason, in the frost determination mode, the amount of heat transfer from the heat source heat exchanger to the air heat exchanger is suppressed. As a result, the evaporation temperature T2 in the air heat exchanger decreases. Therefore, the temperature difference ΔT (ΔT = T1−T2) between the air temperature T1 and the evaporation temperature T2 in the air heat exchanger can be increased. Therefore the temperature difference [Delta] T is increased so, that the frost in the air heat exchanger that has occurred can be well detected on the basis of the [Delta] T.
この場合、制御部は、着霜判定モードにおいて、(i)熱源熱交換器から冷媒への単位時間当たりの伝熱量を通常運転モードの場合よりも減少させる伝熱量減少手段と、(ii)空気熱交換器における蒸発温度と空気温度との温度差を測定する温度差手段と、温度差に基づいて着霜状態の判定を行う着霜判定手段とを備えている形態が例示される。着霜判定手段により、空気熱交換器における着霜状態の判定を上記した温度差ΔTに基づいて良好に行うことができる。 In this case, the control unit, in the frost determination mode, (i) a heat transfer amount reducing means for reducing the heat transfer amount per unit time from the heat source heat exchanger to the refrigerant than in the normal operation mode, and (ii) air The form provided with the temperature difference means which measures the temperature difference of the evaporation temperature in a heat exchanger and air temperature, and the frost determination means which determines a frost state based on a temperature difference is illustrated. The frost determining means, Ru can be satisfactorily performed on the basis of the determination of the frosting condition in the air heat exchanger to the temperature difference ΔT as described above.
本様相に係る冷凍サイクル装置によれば、膨張弁は、凝縮用熱交換器と空気熱交換器との間に設けられた第1膨張弁と、凝縮用熱交換器と熱源熱交換器との間に設けられた第2膨張弁とを備えており、制御部は、着霜判定モードにおいて、第2膨張弁の開度を0にするか、第2膨張弁の開度を通常運転モードの場合よりも減少させることを特徴とする。これにより、熱源熱交換器に流れる単位時間当たりの冷媒流量は通常運転モードの場合よりも停止または減少される。この結果、着霜判定モードにおいて、熱源熱交換器から冷媒への単位時間当たりの伝熱量を、通常運転モードの場合よりも減少させることができる。従って、上記した温度差ΔTが確保される。このため温度差ΔTに基づいて着霜が良好に検知される。 According to the refrigeration cycle apparatus according to this aspect , the expansion valve includes the first expansion valve provided between the condensation heat exchanger and the air heat exchanger, the condensation heat exchanger, and the heat source heat exchanger. And the control unit sets the opening of the second expansion valve to 0 or sets the opening of the second expansion valve to the normal operation mode in the frosting determination mode. It is characterized by being reduced more than the case. Thereby, the refrigerant | coolant flow volume per unit time which flows into a heat-source heat exchanger is stopped or reduced rather than the case of normal operation mode. As a result, in the frosting determination mode, the heat transfer amount per unit time from the heat source heat exchanger to the refrigerant can be reduced as compared with the normal operation mode. Therefore, the temperature difference ΔT described above is ensured. For this reason, frost formation is satisfactorily detected based on the temperature difference ΔT.
(2)様相2に係る冷凍サイクル装置は、冷媒を圧縮させる圧縮工程を行う圧縮機と、圧縮機を経た冷媒を凝縮させる凝縮工程を行う凝縮用熱交換器と、凝縮工程を経た冷媒を膨張させる膨張弁と、前記膨張弁を経た冷媒を蒸発させる蒸発工程を行う蒸発用熱交換器と、膨張弁を制御する制御部とを具備する冷凍サイクル装置において、(2) The refrigeration cycle apparatus according to
(i)蒸発工程を行う蒸発用熱交換器は、空気と熱交換する空気熱交換器と、熱源からの熱と熱交換する熱源熱交換器とを備えており、 (I) The evaporation heat exchanger that performs the evaporation step includes an air heat exchanger that exchanges heat with air, and a heat source heat exchanger that exchanges heat with the heat from the heat source.
(ii)制御部は、 (Ii) The control unit
(a)膨張弁を経た冷媒を空気熱交換器および熱源熱交換器に流すことにより空気熱交換器および熱源熱交換器において熱交換を行う通常運転モードと、 (A) a normal operation mode in which heat exchange is performed in the air heat exchanger and the heat source heat exchanger by flowing the refrigerant that has passed through the expansion valve to the air heat exchanger and the heat source heat exchanger;
(b)膨張弁を経た冷媒を空気熱交換器に流して空気熱交換器において熱交換を行うと共に、前記熱源熱交換器から冷媒への単位時間当たりの伝熱量を前記通常運転モードの場合よりも減少させる操作を行う着霜判定モードとを実施し、 (B) The refrigerant that has passed through the expansion valve is passed through the air heat exchanger to perform heat exchange in the air heat exchanger, and the amount of heat transferred from the heat source heat exchanger to the refrigerant per unit time is greater than that in the normal operation mode. And the frosting determination mode to perform the operation to reduce the
(iii)膨張弁は、凝縮用熱交換器に繋がるポートと空気熱交換器に繋がるポートと熱源熱交換器に繋がるポートとを備える三方弁で形成された共通膨張弁であり、 (Iii) The expansion valve is a common expansion valve formed by a three-way valve having a port connected to the heat exchanger for condensation, a port connected to the air heat exchanger, and a port connected to the heat source heat exchanger,
制御部は、着霜判定モードにおいて、共通膨張弁のうち熱源熱交換器に繋がるポートの開度を0にするか前記通常運転モードの場合よりも減少させることにより、熱源熱交換器に向けて流れる単位時間当たりの冷媒流量を0または通常運転モードの場合よりも減少させることを特徴とする。 In the frost determination mode, the control unit sets the opening degree of the port connected to the heat source heat exchanger in the common expansion valve to 0 or decreases it compared to the case of the normal operation mode, thereby toward the heat source heat exchanger. The flow rate of the refrigerant per unit time is reduced to 0 or less than in the normal operation mode.
本様相によれば、制御部は、着霜判定モードにおいて、共通膨張弁のうち熱源熱交換器に繋がるポートの開度を0にするか前記通常運転モードの場合よりも減少させることにより、熱源熱交換器に向けて流れる単位時間当たりの冷媒流量を通常運転モードの場合よりも減少させることを特徴とする。 According to this aspect, in the frost determination mode, the control unit sets the opening degree of the port connected to the heat source heat exchanger in the common expansion valve to 0 or decreases it compared to the normal operation mode. The refrigerant flow rate per unit time flowing toward the heat exchanger is reduced as compared with the normal operation mode.
(3)様相3に係る冷凍サイクル装置は、冷媒を圧縮させる圧縮工程を行う圧縮機と、圧縮機を経た冷媒を凝縮させる凝縮工程を行う凝縮用熱交換器と、凝縮工程を経た冷媒を膨張させる膨張弁と、膨張弁を経た冷媒を蒸発させる蒸発工程を行う蒸発用熱交換器と、膨張弁を制御する制御部とを具備する冷凍サイクル装置において、 (3) The refrigeration cycle apparatus according to
(i)蒸発工程を行う蒸発用熱交換器は、空気と熱交換する空気熱交換器と、熱源からの熱と熱交換する熱源熱交換器とを備えており、 (I) The evaporation heat exchanger that performs the evaporation step includes an air heat exchanger that exchanges heat with air, and a heat source heat exchanger that exchanges heat with the heat from the heat source.
(ii)制御部は、 (Ii) The control unit
(a)膨張弁を経た冷媒を空気熱交換器および熱源熱交換器に流すことにより空気熱交換器および熱源熱交換器において熱交換を行う通常運転モードと、 (A) a normal operation mode in which heat exchange is performed in the air heat exchanger and the heat source heat exchanger by flowing the refrigerant that has passed through the expansion valve to the air heat exchanger and the heat source heat exchanger;
(b)膨張弁を経た冷媒を空気熱交換器に流して空気熱交換器において熱交換を行うと共に、熱源熱交換器から冷媒への単位時間当たりの伝熱量を通常運転モードの場合よりも減少させる操作を行う着霜判定モードとを実施し、 (B) The refrigerant that has passed through the expansion valve is passed through the air heat exchanger to perform heat exchange in the air heat exchanger, and the amount of heat transferred from the heat source heat exchanger to the refrigerant per unit time is smaller than that in the normal operation mode. And the frosting determination mode for performing the operation
(iii)膨張弁は、凝縮用熱交換器と空気熱交換器,熱源熱交換器との間に設けられており、 (Iii) The expansion valve is provided between the heat exchanger for condensation, the air heat exchanger, and the heat source heat exchanger,
制御部は、着霜判定モードにおいて、熱源熱交換器に繋がる膨張弁の開度を調整することにより、熱源熱交換器に向けて流れる単位時間当たりの冷媒流量を0または通常運転モードの場合よりも減少させることを特徴とする。 In the frosting determination mode, the control unit adjusts the opening degree of the expansion valve connected to the heat source heat exchanger so that the refrigerant flow rate per unit time flowing toward the heat source heat exchanger is 0 or in the normal operation mode. Is also reduced.
制御部は、着霜判定モードにおいて、熱源熱交換器に繋がる膨張弁の開度を調整することにより、熱源熱交換器に向けて流れる単位時間当たりの冷媒流量を0または通常運転モードの場合よりも減少させる。 In the frosting determination mode, the control unit adjusts the opening degree of the expansion valve connected to the heat source heat exchanger so that the refrigerant flow rate per unit time flowing toward the heat source heat exchanger is 0 or in the normal operation mode. Also reduce.
本発明によれば、着霜判定モードを実施するにあたり、熱源熱交換器から冷媒への単位時間当たりの伝熱量を通常運転モードの場合よりも減少させる。このため着霜判定モードを実施するにあたり、着霜判定の目安となる上記した温度差ΔTを大きくすることができる。従って、着霜判定の精度を向上させることができる。故に、蒸発工程を行う蒸発用熱交換器が、空気と熱交換する空気熱交換器と、熱源の熱と熱交換する熱源熱交換器とを備えているときであっても、熱源熱交換器から空気熱交換器に伝達される熱量が制限される。よって着霜判定モードにおける着霜を良好に判定することができる。 According to the present invention, in carrying out the frosting determination mode, the amount of heat transfer per unit time from the heat source heat exchanger to the refrigerant is reduced as compared with the normal operation mode. For this reason, in carrying out the frost determination mode, it is possible to increase the above-described temperature difference ΔT that serves as a standard for frost determination. Therefore, the accuracy of frost determination can be improved. Therefore, even when the evaporation heat exchanger performing the evaporation process includes an air heat exchanger that exchanges heat with air and a heat source heat exchanger that exchanges heat with the heat of the heat source, the heat source heat exchanger The amount of heat transferred from the air to the air heat exchanger is limited. Therefore, frost formation in the frost determination mode can be determined satisfactorily.
・冷凍サイクル装置は、冷媒の圧縮工程、冷媒の凝縮工程、冷媒の膨張工程、冷媒の蒸発工程の冷凍サイクルを実施する装置であり、加熱機能および/または冷却機能をもつ。加熱機能としては暖房機能が挙げられる。冷却機能としては冷房機能が挙げられる。 The refrigeration cycle apparatus is an apparatus that performs a refrigeration cycle of a refrigerant compression process, a refrigerant condensation process, a refrigerant expansion process, and a refrigerant evaporation process, and has a heating function and / or a cooling function. An example of the heating function is a heating function. The cooling function includes a cooling function.
・通常運転モードを実施しているときに、必要に応じて運転モードを着霜判定モードに切り替えても良い。着霜判定モードへの切り替えは、通常運転モードの開始から設定時間経過して行っても良く、設定時間毎に繰り返して行っても良く、後述する除霜モード終了時から設定時間経過後に行っても良い。 -When performing the normal operation mode, the operation mode may be switched to the frost determination mode as necessary. Switching to the frosting determination mode may be performed after the set time has elapsed from the start of the normal operation mode, may be repeated every set time, or after the set time has elapsed since the end of the defrost mode described later. Also good.
・着霜判定モードにおいて、熱源熱交換器に流れる単位時間当たりの冷媒流量を通常運転モードの場合よりも停止または減少させることがある。この場合には、冷凍サイクル装置における冷媒循環量が低下する。故に、蒸発用熱交換器を流れる冷媒の単位時間当たりの流量が低下し、蒸発工程を行う蒸発用熱交換器における蒸発量が低下するおそれがある。この場合、凝縮工程を行う凝縮用熱交換器からの凝縮熱の単位時間当たりの放出量が低下し、冷凍サイクル装置の能力が低下するおそれがある。 -In the frosting determination mode, the refrigerant flow rate per unit time flowing through the heat source heat exchanger may be stopped or decreased as compared with the normal operation mode. In this case, the refrigerant circulation amount in the refrigeration cycle apparatus is reduced. Therefore, the flow rate per unit time of the refrigerant flowing through the evaporating heat exchanger decreases, and the evaporation amount in the evaporating heat exchanger that performs the evaporating process may decrease. In this case, the amount of condensation heat released from the condensation heat exchanger that performs the condensation process per unit time may be reduced, and the capacity of the refrigeration cycle apparatus may be reduced.
そこでこのような場合には、制御部が第1制御形態、第2制御形態を実施することが例示される。第1制御形態によれば、着霜判定モードにおいて、空気熱交換器に繋がる第1膨張弁の開度を通常運転モードの場合よりも増加させる。これにより空気熱交換器を流れる単位時間当たりの冷媒流量が、通常運転モードの場合よりも増加する。ひいては、蒸発工程を行う蒸発用熱交換器を流れる冷媒の単位時間当たりの流量が確保される。よって蒸発工程を行う蒸発用熱交換器における蒸発量が確保される。この場合、凝縮工程を行う凝縮用熱交換器からの凝縮熱の放出量が低下することが抑制される。よって、冷凍サイクル装置の能力低下が抑制される。 Then, in such a case, it is illustrated that a control part implements a 1st control form and a 2nd control form. According to the 1st control form, in the frost determination mode, the opening degree of the 1st expansion valve connected with an air heat exchanger is increased rather than the case of normal operation mode. Thereby, the refrigerant | coolant flow rate per unit time which flows through an air heat exchanger increases compared with the case of normal operation mode. As a result, the flow rate per unit time of the refrigerant flowing through the evaporation heat exchanger performing the evaporation step is ensured. Therefore, the evaporation amount in the evaporation heat exchanger that performs the evaporation process is secured. In this case, a decrease in the amount of condensation heat released from the heat exchanger for condensation that performs the condensation step is suppressed. Therefore, the capability fall of a refrigerating cycle device is controlled.
・上記したように着霜判定モードにおいて、冷凍サイクル装置における冷媒循環量が低下することがある。そこで第2制御形態によれば、制御部は、着霜判定モードにおいて、圧縮機の単位時間当たりの回転数(駆動量)を通常運転モードの場合よりも増加させる。この場合、冷凍サイクル装置における冷媒循環量が確保されるため、冷凍サイクル装置の能力低下が抑制される。 -As mentioned above, in the frost determination mode, the refrigerant circulation amount in the refrigeration cycle apparatus may decrease. Therefore, according to the second control mode, the control unit increases the rotation speed (drive amount) of the compressor per unit time in the frost determination mode than in the normal operation mode. In this case, since the refrigerant circulation amount in the refrigeration cycle apparatus is ensured, a decrease in the capacity of the refrigeration cycle apparatus is suppressed.
・前記した温度差が小さいほど、空気熱交換器における着霜度が小さいことになる。前記した温度差が大きいほど、空気熱交換器における着霜度が大きいことになる。そこで制御部は、着霜判定モードにおいて、前記温度差を時間的にずらして検知し、前記温度差が時間的に増加していることを検知すると、着霜が成長していると判定する着霜成長判定手段をもつ形態が例示される。着霜が成長していると判定されるときには、制御部は、除霜処理における除霜時間および/または除霜能力を増加させる除霜能力を高めることが好ましい。 -The smaller the temperature difference described above, the smaller the degree of frost formation in the air heat exchanger. The greater the temperature difference described above, the greater the degree of frost formation in the air heat exchanger. Therefore, in the frosting determination mode, the control unit detects the temperature difference while shifting the time, and detects that the temperature difference is increasing with time, and determines that the frost is growing. The form which has a frost growth determination means is illustrated. When it is determined that the frost is growing, the control unit preferably increases the defrosting capability for increasing the defrosting time and / or the defrosting capability in the defrosting process.
以下、本発明の実施例1について図1を参照して説明する。図1は冷凍サイクル装置(冷却サイクル装置)のシステム図を示す。冷凍サイクルの蒸発温度は凍結点以下を意味するものではなく、凍結点以上となる形態も含む。図1に示すように、冷凍サイクル装置は、冷媒を圧縮させて高温高圧とする圧縮工程を行う圧縮機1と、圧縮機1を経た高温高圧の冷媒を凝縮させる凝縮工程を行う凝縮用熱交換器2と、凝縮工程を経た冷媒を膨張させて低圧化させる膨張弁3と、膨張弁3を経た冷媒を蒸発させる蒸発工程を行う蒸発用熱交換器4と、膨張弁3の開度を制御する制御部6とを備えている。制御部6はメモリ60とCPU61とをもつ。
凝縮用熱交換器2は室内に配置されており、室内熱交換器として機能する。凝縮用熱交換器2はファン2fをもち、室内の空気(媒体)との熱交換性を高めている。蒸発工程を行う蒸発用熱交換器4は、空気と熱交換する空気熱交換器41と、熱源からの熱と熱交換する熱源熱交換器42とを備えている。空気熱交換器41は室外に配置されているため、第1室外熱交換器として機能する。熱源熱交換器42は室外に配置されているため、第2室外熱交換器として機能する。空気熱交換器41はファン41fをもち、室内の空気(媒体)との熱交換性を高めている。
The
熱源熱交換器42は、温水状態の加熱水(加熱液)が流れると共に熱発生源45に繋がる加熱水通路43(加熱液通路)をもつ。熱発生源45はエンジンでも良いし、電気ヒータでも良いし、燃料電池システム、ガスエンジンコージェネ(発電と熱利用)でも良い。加熱水は、熱発生源45から受熱して温水状態とされているため、熱源熱交換器42において冷媒の蒸発を促進させる熱源として機能する。加熱水通路43には供給弁44v(加熱液供給要素)およびポンプ44p(加熱液搬送源)設けられている。供給弁44vの開度およびポンプ44pの駆動力は、熱源熱交換器42に伝達される伝熱量に影響を与える。従って、供給弁44vおよびポンプ44pは、熱源熱交換器42に伝達される伝熱量を調整する熱量調整手段として機能する。
The heat
更に図1に示すように、空気熱交換器41が配置されている空気(外気)の温度T1を検知する空気温度センサ51が設けられている。空気熱交換器41における蒸発温度T2を検知する熱交温度センサ52が設けられている。熱交温度センサ52は、空気熱交換器41における冷媒の蒸発を考慮し、空気熱交換器41の出口41o側に設けられている。但しこれに限らず、空気熱交換器41における熱交換通路長さが100として相対表示されるとき、空気熱交換器41の出口41oから入口41iに向けて70以内または50以内の位置に、熱交温度センサ52を配置することもできる。空気温度センサ51および熱交温度センサ52の温度信号は制御部6に入力される。制御部6は第1膨張弁31、第2膨張弁32、圧縮機1、供給弁44v、ポンプ44pを制御する。
Further, as shown in FIG. 1, an
図1に示すように、空気熱交換器41および熱源熱交換器42は、互いに並列とされているものの、凝縮用熱交換器2に対しては直列とされている。凝縮用熱交換器2と空気熱交換器41との間には第1膨張弁31が設けられている。凝縮用熱交換器2と熱源熱交換器42との間には第2膨張弁32が設けられている。第1膨張弁31および第2膨張弁32は開度が連続的にまたは多段階的に可変な可変弁とすることができるが、開度が100%および0%に切り替えられるオンオフ弁でも良い。
As shown in FIG. 1, the
通常運転モードによれば、圧縮機1が駆動して高温高圧の気体状の冷媒を生成する。圧縮機1で圧縮された気体状の高温高圧の冷媒は、圧縮機1の吐出ポート1oから吐出され、凝縮用熱交換器2において凝縮工程を行い、凝縮熱を放出させる。このように暖房運転が実施される。ファン2fの回転により凝縮熱の放出が確保される。凝縮工程を経た冷媒は、分岐点9aで分岐される。分岐された冷媒は、第1膨張弁31で膨張されて低圧化された後(気液混合状態)に空気熱交換器41に流されて空気熱交換器41において熱交換を行う。また、分岐された冷媒は、第2膨張弁32で膨張されて低圧化された後(気液混合状態)に熱源熱交換器42に流され熱源熱交換器42において熱交換を行う。
According to the normal operation mode, the
これにより冷媒の蒸発工程が空気熱交換器41および熱源熱交換器42の双方において実施される。即ち、第1膨張弁31により低圧化された冷媒は、蒸発器としての空気熱交換器41に至り蒸発工程を行い、冷媒の気体化が進行する。第2膨張弁32により低圧化された冷媒は、蒸発器としての熱源熱交換器42に至り蒸発工程を行い、冷媒の気体化が進行する。その後、蒸発が進行した冷媒は圧縮機1の吸込ポート1sに戻り、再び圧縮され、吐出ポート1oから凝縮用熱交換器2に向けて吐出される。このように通常運転モードの暖房運転が行われる。
Thereby, the evaporation process of the refrigerant is performed in both the
ここで、上記した通常運転モードの暖房運転が継続していくと、空気熱交換器41付近の空気が空気熱交換器41により冷却される。条件によっては、空気の湿分が空気熱交換器41の表面に霜を生成することがある。このように空気熱交換器41の表面に着霜が発生すると、空気熱交換器41の熱交換効率が減少するため、空気熱交換器41における熱交換効率が低下する。故に、空気熱交換器41における冷媒の蒸発工程が損なわれ、冷媒の蒸発量が抑制され、空気熱交換器41における冷媒の圧力が次第に低下する。この場合、空気熱交換器41における蒸発温度T2(熱交温度センサ52の検知温度)が次第に低下する。従って空気温度T1と空気熱交換器41における蒸発温度T2との間の温度差ΔTが増加する。このため、空気熱交換器41において着霜が発生していることがΔTに基づいて制御部6により検知される。
Here, when the heating operation in the normal operation mode described above continues, the air near the
しかしながら本実施例によれば、図1に示すように、熱源(温水状態の加熱水)の熱と冷媒の熱とを熱交換する熱源熱交換器42が設けられている。この場合、冷媒の蒸発工程は、空気と熱交換する空気熱交換器41と、熱源からの熱と熱交換する熱源熱交換器42との双方において行われる。この場合、運転が継続すると、熱源熱交換器42の熱源(温水状態の加熱水)からの熱の伝達により空気熱交換器41の冷媒圧力が増加し、空気熱交換器41の冷媒の温度が上昇してしまうことがある。この場合、空気熱交換器41の表面において着霜が発生していたにもかかわらず、空気温度T1と空気熱交換器41における蒸発温度T2との温度差ΔT(ΔT=T1−T2)が減少する。このため、空気熱交換器41において着霜が発生しているにもかかわらず、当該着霜が良好に検知されないおそれがある。そこで、本実施例によれば、制御部6は暖房運転を実施しつつも、着霜判定モードを定期的または不定期的に行う。この場合、暖房運転中において、制御部6は、第1膨張弁31を経た冷媒を空気熱交換器41に流して空気熱交換器41において熱交換を行うと共に、第2膨張弁32を閉鎖して熱源熱交換器42に冷媒を流さない。あるいは、第2膨張弁32の開度を通常運転モードの暖房運転の場合よりも小さくして、熱源熱交換器42に流れる冷媒量を減少させる。この場合、熱源熱交換器42の熱源(温水状態の加熱水の熱)の熱が空気熱交換器41に積極的に伝播されない。このため、熱源熱交換器42から空気熱交換器41への単位時間当たりの伝熱量は、通常運転モードの暖房運転の場合よりもかなり減少させることができる。
However, according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, the heat
この場合、蒸発工程における熱源は、基本的には空気熱交換器41に依存することになる。このため、仮に、空気熱交換器41の表面に着霜が発生した場合には、空気熱交換器41における熱交換効率が低下する。故に、空気熱交換器41における冷媒の蒸発工程が損なわれ、冷媒蒸発量が低下し、空気熱交換器41における冷媒の圧力が次第に低下する。この場合、空気熱交換器41における蒸発温度、つまり熱交温度センサ52で検知される温度T2が次第に低下する。ここで、空気温度T1は基本的に変動しないと推定されるため、空気温度T1と熱交温度センサ52の温度T2(空気熱交換器41における蒸発温度)との温度差ΔTが増加する。
In this case, the heat source in the evaporation process basically depends on the
このように空気熱交換器41の表面に着霜が発生すると、第2膨張弁32の閉弁方向への動作により、上記した温度差ΔTが増加する。このため、空気熱交換器41の表面において着霜が発生していることが、ΔTに基づいて、制御部6により良好に検知される。このように通常運転モードの暖房運転を実施しつつも、着霜判定モードを定期的または不定期的に行い、温度差ΔTを求めれば、ΔTの大きさに基づいて空気熱交換器41の表面における着霜の有無は検知される。ここで、ΔTの大きさが所定値以上であれば、空気熱交換器41の表面において着霜していると判定される。ΔTの大きさが所定値未満であれば、空気熱交換器41の表面において着霜していないと判定される。空気熱交換器41の着霜が検知されると、空気熱交換器41の表面における霜を低減または解消させる除霜(デフロスト)処理を適宜行うことが好ましい。
When frost forms on the surface of the
なお、圧縮機1の回転数が低下し、冷凍サイクル装置における冷媒循環量が相対的に少ないときには、ΔTが小さくなる傾向がある。このため空気熱交換器41の表面に着霜していたとしても、着霜が検知されにくくなる傾向がある。そこで本実施例によれば、冷凍サイクル装置における単位時間当たりの冷媒循環量と、着霜の有無を判定するΔTの大きさとの関係を、制御部6に搭載されているメモリ60の所定のエリアに格納しておくことができる。そして、着霜判定モードにおいては、冷凍サイクル装置における単位時間当たりの冷媒循環量を求め、求めた冷媒循環量の大きさに応じて、着霜の有無を判定するΔTに関する所定値の大きさを、制御部6は設定することができる。
In addition, when the rotation speed of the
図2および図3は実機で行った試験例のデータを示す。図2の横軸は時間(相対表示)を示し、縦軸は温度(相対表示)を示す。空気温度T1の変化は特性線T10として示される。空気熱交換器41の蒸発温度T2は特性線T20として示される。時刻t0〜時刻t1では第1膨張弁31および第2膨張弁32が開放され、凝縮用熱交換器2で凝縮熱を放出する通常運転モードの暖房運転が実施されている。この場合には、熱源熱交換器42を流れる加熱水通路43の温水状態の加熱水の熱の影響を受けるため、時刻t0〜時刻t1においては空気熱交換器41の温度T2が相対的に高温となる。時刻t1〜時刻t2において着霜判定モードAが実施されている。着霜判定モードAでは、時刻t1において第1膨張弁31が開放されるものの、第2膨張弁32が開放状態から閉鎖状態に切り替えられる。着霜判定モードAでは、第2膨張弁32が閉鎖されているため、基本的には熱源熱交換器42に冷媒が流れなくなる。このため、熱源熱交換器42を流れる温水状態の加熱水(熱源)の熱の影響を、空気熱交換器41の冷媒は受けにくい。故に、時刻t1〜時刻t2間において空気熱交換器41の温度T2が相対的に低温化する。しかしまだ空気熱交換器41の表面に着霜されていないため、図2に示す温度差ΔTa(ΔTa=T1−T2)は小さいといえる。
FIG. 2 and FIG. 3 show data of test examples performed on actual machines. The horizontal axis of FIG. 2 indicates time (relative display), and the vertical axis indicates temperature (relative display). The change in the air temperature T1 is shown as a characteristic line T10. The evaporation temperature T2 of the
時刻t2〜時刻t3では着霜判定モードAが終了しており、通常運転モードの暖房運転が実施されている。従って第1膨張弁31および第2膨張弁32が開放され、凝縮用熱交換器2で凝縮熱を放出する暖房運転が実施されている。時刻t2〜時刻t3の間に、空気熱交換器41の表面に着霜させた。時刻t3では第1膨張弁31が開放されているものの、第2膨張弁32が閉鎖される。即ち、時刻t3〜時刻t4において着霜判定モードBが実施されている。着霜判定モードBでは、前記したように第2膨張弁32が閉鎖され、基本的には熱源熱交換器42に冷媒が流れなくなる。このため、熱源熱交換器42を流れる温水状態の加熱水(熱源)の熱の影響を、空気熱交換器41は受けにくい。このため、時刻t3〜時刻t4間において特性線T20として示すように、空気熱交換器41の温度T2が相対的に低温化される。この場合、着霜判定モードBにおけるΔTb(ΔTb=T1−T2)は、着霜判定モードAにおけるΔTaよりも増加する(ΔTb>ΔTa)。このように本試験例によれば、空気熱交換器41の表面に着霜されていない場合には、ΔT(ΔT=T1−T2)は小さいものとして制御部6に検知される。これにより着霜が検知される。これに対して空気熱交換器41の表面に着霜されている場合には、ΔTb、即ち、ΔT(ΔT=T1−T2)は大きいものとして制御部6に検知される。
From time t2 to time t3, the frost determination mode A is completed, and the heating operation in the normal operation mode is performed. Therefore, the
図3の横軸は時間(相対表示)を示し、縦軸は温度(相対表示)および冷媒の圧力(相対表示)を示す。図3において、特性線P1は圧縮機1の吐出ポート1o側の高圧冷媒の圧力を示す。特性線P2は圧縮機1の吸込ポート1s側の低圧冷媒の圧力を示す。特性線T40は凝縮用熱交換器2からの空気の温度(吹出温度)T4を示す。図3から理解できるように、暖房運転中において着霜判定モードA,Bを実施したとしても、凝縮用熱交換器2からの空気の温度は特性線T40として示されているように、あまり変化がない。つまり暖房運転中において着霜判定モードA,Bを実施したとしても、暖房運転能力の低下を抑制させることができることを意味する。
The horizontal axis of FIG. 3 indicates time (relative display), and the vertical axis indicates temperature (relative display) and refrigerant pressure (relative display). In FIG. 3, the characteristic line P <b> 1 indicates the pressure of the high-pressure refrigerant on the discharge port 1 o side of the
本実施例では次の形態を採用しても良い。 In the present embodiment, the following form may be adopted.
(i)上記した温度差ΔTの判定は、着霜判定モードを開始してから設定時間経過後に行う。設定時間としては例えば3分、5分、7分が例示される。設定時間としては1〜10分が望ましく、より望ましくは2〜7分、3〜5分が良い。設定時間が短すぎると、温度差が小さすぎて判定精度が落ちるので好ましくない。設定時間が長すぎると、通常運転モードの停止時間が長くなり、暖房運転上好ましくない。 (I) The above-described determination of the temperature difference ΔT is made after a set time has elapsed since the start of the frost determination mode. Examples of the set time include 3 minutes, 5 minutes, and 7 minutes. The set time is preferably 1 to 10 minutes, more preferably 2 to 7 minutes and 3 to 5 minutes. If the set time is too short, the temperature difference is too small and the determination accuracy is lowered. If the set time is too long, the stop time in the normal operation mode becomes long, which is not preferable for heating operation.
(ii)上記した温度差ΔTの測定は、空気熱交換器41の蒸発温度が安定したときに行うこともできる。蒸発温度が安定したときとは、例えば、設定時間(例えば10秒間)ごとに温度変化量を計測し、1分間あたりの温度変化量がプラスマイナス1℃以内となったときをいう。なお、両温度の計測時間間隔は設定時間よりもはるかに短い時間(例えば0.1秒)で行う。
(Ii) The above-described measurement of the temperature difference ΔT can also be performed when the evaporation temperature of the
(iii)空気温度と空気熱交換器41の蒸発温度との温度差ΔTで判定する代わりに、着霜判定モード開始の空気熱交換器41の蒸発温度と、着霜判定モード開始から設定時間経過後における空気熱交換器41の蒸発温度との温度差で判定しても良い。この場合も上記した(i)(ii)は同様に当てはまる。
(Iii) Instead of determining by the temperature difference ΔT between the air temperature and the evaporation temperature of the
(iv)空気温度と空気熱交換器41の蒸発温度との温度差ΔTで判定する代わりに、着霜判定モード開始における空気温度と空気熱交換器41の蒸発温度との温度差ΔToを求め、着霜判定モード開始から設定時間経過後における空気温度と空気熱交換器の蒸発温度との温度差ΔTを求め、両者の比(ΔT/ΔTo)が設定値よりも大きいか否かで判定しても良い。例えば、当該比が2より大きいと、制御部6は着霜していると判定する。この場合も上記した(i)(ii)は同様に当てはまる。
(Iv) Instead of determining by the temperature difference ΔT between the air temperature and the evaporation temperature of the
(v)空気温度と空気熱交換器41の蒸発温度との温度差ΔTで判定する代わりに、着霜判定モード開始時における空気熱交換器41の蒸発温度の変化率で着霜の有無を判定しても良い。例えば変化率が2℃/分よりも大きいと、着霜していると判定する。この変化率は、着霜判定モード開始してから設定時間経過後までの変化率とすることができる。設定時間としては温度差による判定の時よりも短い時間(例えば1分間)で行うことができる。
(V) Instead of determining by the temperature difference ΔT between the air temperature and the evaporation temperature of the
図4は実施例3を示す。本実施例は実施例1と基本的には同様の構成および作用効果をもつ。以下、異なる部分を中心として説明する。図4に示すように、圧縮機1の吐出ポート1oと空気熱交換器41の入口側とを繋ぐバイパス通路71が凝縮用熱交換器2を迂回するように設けられている。バイパス通路71にはバイパス弁72が設けられている。バイパス弁72は、開度が連続的または段階的に可変とされる可変弁でも良いし、あるいは、開度が100%または0%に切り替えるオンオフ弁でも良い。通常運転モードの暖房運転を実施するときには、バイパス弁72を閉鎖している。故に圧縮機1で圧縮された高温高圧の冷媒はバイパス通路71を介して空気熱交換器41には供給されない。これに対して、着霜判定モードにおいて着霜有りと判定された後には、制御部6は除霜モードを設定時間実施する。除霜モードを実施するときには、制御部6はバイパス弁72の開度を開放させる。開度は100%でも良いし、僅かの開度でも良い。故に、圧縮機1で圧縮された高温高圧の気体状の冷媒はバイパス通路71およびバイパス弁72を介して空気熱交換器41の入口41i側に向けて供給される。この結果、圧縮機1で圧縮されバイパス通路7を通過した高温高圧の気体状の冷媒は、凝縮用熱交換器2において凝縮工程を終えた冷媒と合流点9eで合流する。この結果、凝縮工程を終えた冷媒は昇温された状態で、空気熱交換器41の入口41iに供給される。これにより空気熱交換器41の表面に着霜している霜が低減または除去される。除霜が終了すれば、バイパス弁72を閉鎖させる。
FIG. 4 shows a third embodiment. This embodiment basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. In the following, different parts will be mainly described. As shown in FIG. 4, a
図5は実施例4の制御形態Aを示す。図5は制御部6のCPU61が実行する制御形態Aのフローチャートを示す。YはYESに相当する。NはNOに相当する。図6に示すように、先ず、制御部6は電源投入と共に通常運転モードの暖房運転を実施する(ステップS2)。制御部6は、暖房運転の開始から設定時間β1(例えば30分)以上経過したか否か、または、除霜モードの終了から設定時間β1経過したか否か、または、着霜判定モード(着霜無し)の終了から設定時間β1(例えば30分)以上経過したか否か、判定する(ステップS4)。設定時間β1経過していれば(ステップS4のYES)、制御部6は着霜判定モードを実施する(ステップS6)。着霜判定モードでは、制御部6は、第1膨張弁31を開放させつつ、第2膨張弁32を閉鎖するか、開度を暖房通常モードにおける開度よりもかなり小さくするとともに、空気温度センサ51で検知された空気温度T1と、熱交温度センサ52により検知された温度T2とを読み込む。T1−T2の温度差ΔTを求める。次に、ΔTがしきい値温度α1(例えば7℃)よりも大きいか否か判定する(ステップS8)。温度差ΔTがしきい値温度α1(例えば7℃)よりも大きければ、制御部6は、空気熱交換器41の表面に着霜されていると推定し、制御部6は除霜モードを実行する(ステップS10)。除霜モードが終了すれば、ステップS4に戻る。ΔT(ΔT=T1−T2)がしきい値温度α1(例えば7℃)以下であれば、空気熱交換器41の表面に着霜されていないと推定し、制御部6は除霜モードを実行せず、ステップS4に戻る。ステップS8は着霜判定手段として機能する。
FIG. 5 shows a control mode A of the fourth embodiment. FIG. 5 shows a flowchart of a control form A executed by the
図6は実施例4の制御形態Bを示す。図6は制御部6のCPU61が実行する制御形態Bのフローチャートを示す。図6に示すように、先ず、制御部6は電源投入と共に通常運転モードの暖房運転を実施する(ステップSB2)。制御部6は、暖房運転の開始から設定時間β1(例えば30分)以上経過したか否か、または、除霜モードの終了から設定時間β1経過したか否か、または、着霜判定モード(着霜無し)の終了から設定時間β1(例えば30分)以上経過したか否か、判定する(ステップSB4)。設定時間β1経過していれば、制御部6は着霜判定モードを実施する(ステップSB6)。着霜判定モードでは、制御部6は、第1膨張弁31を開放させつつ、第2膨張弁32を閉鎖するか、あるいは、開度を暖房通常モードの暖房運転における開度よりもかなり小さくする。着霜判定モードを実行する回数をカウントしており、着霜判定モードの連続実行回数がしきい値回数η1未満であれば(ステップSB8のNO)、空気熱交換器41の表面において着霜していないと推定されるため、制御部6は除霜モードを実行せず、ステップSB4に戻る。しかし着霜判定モードが連続実行回数がしきい値回数η1以上であれば(ステップSB8のYES)、空気熱交換器41の表面において着霜している可能性が高いと推定されるため、制御部6は除霜モードを実行する(ステップSB10)。除霜モードが終了すれば、制御部6はステップSB4に戻る。ここで、除霜モードが実行されると、着霜判定モードの連続実行回数のカウント数はリセットされる(着霜判定モードにより着霜判定されて除霜モードを実行してもリセットされる)。この制御を行う理由は、着霜判定モードで万一着霜が見逃されても(例えば、冷媒不足などの場合は着霜判定ミスが生じるおそれがある)除霜を確実に行うためである。
FIG. 6 shows a control mode B of the fourth embodiment. FIG. 6 shows a flowchart of a control mode B executed by the
図7は実施例4の制御形態Cを示す。図7は制御部6のCPU61が実行する制御形態Cのフローチャートを示す。図7に示すように、先ず、制御部6は電源投入と共に通常運転モードの暖房運転を実施する(ステップSC2)。制御部6は、暖房運転の開始から設定時間β1(例えば30分)以上経過したか否か、または、除霜モードの終了から設定時間β1経過したか否か、または、着霜判定モード(着霜無し)の終了から設定時間β1(例えば30分)以上経過したか否か、判定する(ステップS4B)。設定時間β1経過していれば、制御部6は着霜判定モードを実施する(ステップSC6)。着霜判定モードでは、制御部6は、第1膨張弁31を開放させつつ、第2膨張弁32を閉鎖するか開度を暖房通常モードにおける開度よりもかなり小さくする。更に加熱水回路43の供給弁44vを閉鎖する(ステップSC7)。場合によっては、供給弁44vの開度を通常運転モードの暖房運転の場合よりも小さくさせる。これによりエンジン等の熱発生源45の加熱水(熱源)の熱が空気熱交換器41に伝達されることが更に抑制される。
FIG. 7 shows a control mode C of the fourth embodiment. FIG. 7 shows a flowchart of a control mode C executed by the
更に、上記した着霜判定モードでは、空気温度T1と熱交温度センサ52の温度T2を読み込む。T1−T2であるΔTがしきい値温度α1(例えば7℃)以下であれば(ステップSC8のNO)、除霜モードを実行せずに、通常運転モードの暖房運転を継続させるため、供給弁44vの開度が通常運転モードの暖房運転の開度に戻るように、供給弁44vを開放させ(ステップSC12)、ステップSC4に戻る。これに対して、ΔTがしきい値温度α1(例えば7℃)よりも大きければ(ステップSC8のYES)、空気熱交換器41の表面に着霜されていると推定し、制御部6は除霜モードを実行する(ステップSC10)。なお、制御形態Cによれば、ステップSC7において供給弁44vを閉鎖しステップSC12において供給弁44vを開放しているが、これに限らず、供給弁44vの開度を維持したまま、ステップSC7において加熱水通路43のポンプ44pの通水量を0または低減させても良い。ステップSC12においてポンプ44pの通水量を通常運転モードの暖房運転の通水量に戻す。
Furthermore, in the frosting determination mode described above, the air temperature T1 and the temperature T2 of the heat
図8は実施例5を示す。本実施例は実施例1と基本的には同様の構成および作用効果をもつ。以下、異なる部分を中心として説明する。熱源熱交換器42は、燃料電池システム46の貯湯槽で生成される温水が流れる加熱水流路46aをもつ。加熱水流路46aを流れる温水の熱は、熱源熱交換器42において冷媒の蒸発を促進させる熱源として機能する。加熱水流路46aには温水供給弁47vおよびポンプ47pが設けられている。通常運転モードの暖房運転によれば、温水供給弁47vを開放させると共にポンプ47pを駆動させ、熱源熱交換器42に温水を供給し、熱源熱交換器42における冷媒の気化を促進させる。着霜判定モードによれば、温水供給弁47vを閉鎖させると共にポンプ47pをオフとする。あるいは、温水供給弁47vの開度およびポンプ47pの単位時間当たりの回転数を、通常運転モードの暖房運転の場合よりも低減させる。これにより着霜判定モードにおいて熱源熱交換器42から空気熱交換器41への伝熱が抑制される。前述したように空気熱交換器41への伝熱が抑制されると、ΔTが増加し、着霜の検知精度が高まる。
FIG. 8 shows a fifth embodiment. This embodiment basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. In the following, different parts will be mainly described. The heat
図9は実施例6を示す。本実施例は実施例1と基本的には同様の構成および作用効果をもつ。以下、異なる部分を中心として説明する。熱源熱交換器42はヒータ48をもつ。ヒータ48の熱は、熱源熱交換器42において冷媒の蒸発を促進させる熱源として機能する。通常運転モードの暖房運転によれば、ヒータ48を発熱させて、熱源熱交換器42における冷媒の気化を促進させる。着霜判定モードによれば、ヒータ48をオフとするか、あるいは、ヒータ48の発熱量を通常運転モードの暖房運転の場合よりも低減させる。これにより着霜判定モードにおいて熱源熱交換器42から空気熱交換器41への伝熱が抑制される。
FIG. 9 shows a sixth embodiment. This embodiment basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. In the following, different parts will be mainly described. The heat
実施例7について図1を準用して説明する。本実施例は実施例1と基本的には同様の構成および作用効果をもつ。以下、異なる部分を中心として説明する。上記した空気熱交換器41の表面に着霜しているか否かを判定する着霜判定モードを実施するにあたり、図1に示す第1膨張弁31を開放させつつ、第2膨張弁32の開度を閉じるか低下させる。この場合、熱源熱交換器42に流れる単位時間当たりの冷媒流量は、通常運転モード(通常暖房運転)の場合よりも停止または減少する。この場合、冷凍サイクル装置における冷媒循環量が低下するおそれがある。結果として、蒸発用熱交換器4を流れる冷媒の単位時間当たりの流量が低下し、蒸発工程を行う蒸発用熱交換器4における蒸発量が大きく低下するおそれがある。この場合、着霜判定モードを実施するとき、冷凍サイクル装置による暖房能力が低下するおそれがある。
Example 7 will be described with reference to FIG. This embodiment basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. In the following, different parts will be mainly described. In carrying out the frosting determination mode for determining whether or not the surface of the
そこで、本実施例によれば、制御部6が第1制御形態を実施する。第1制御形態によれば、着霜判定モードにおいて、圧縮機1の回転数を基本的には維持しつつ、第2膨張弁32の開度を閉鎖するか低減させると共に、空気熱交換器41に繋がる第1膨張弁31の開度を通常運転モードの暖房運転の場合よりも増加させる。これにより着霜判定モードにおいて空気熱交換器41を流れる単位時間当たりの冷媒流量が、通常運転モードの暖房運転の場合よりも増加する。ここで、空気熱交換器41を流れる単位時間当たりの冷媒流量としては、通常運転モードの暖房運転の場合よりも、例えば、3〜60%程度、5〜30%程度増加させることができる。この結果、蒸発工程を行う蒸発用熱交換器4の空気熱交換器41を流れる冷媒の単位時間当たりの流量が確保される。よって蒸発工程を行う蒸発用熱交換器4における蒸発量が確保される。この場合、凝縮工程を行う凝縮用熱交換器2からの凝縮熱の放出量が低下することが抑制される。よって、着霜判定モードを実施しつつも、冷凍サイクル装置の暖房能力低下が抑制される。
Therefore, according to the present embodiment, the
実施例8について図1を準用して説明する。本実施例は実施例1と基本的には同様の構成および作用効果をもつ。以下、異なる部分を中心として説明する。上記した空気熱交換器41の表面に着霜しているか否かを判定する着霜判定モードを実施するにあたり、第2膨張弁32の開度を閉じるか低下させる。この場合、熱源熱交換器42に流れる単位時間当たりの冷媒流量は、通常運転モード(通常暖房運転)の場合よりも停止または減少する。この場合、冷凍サイクル装置における冷媒循環量が低下するおそれがある。結果として、凝縮用熱交換器2を流れる冷媒の単位時間当たりの流量が低下するおそれがある。この場合、凝縮工程を行う凝縮用熱交換器2からの凝縮熱の単位時間当たりの熱放出量が低下し、冷凍サイクル装置による暖房能力が低下するおそれがある。
Example 8 will be described with reference to FIG. This embodiment basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. In the following, different parts will be mainly described. In carrying out the frosting determination mode for determining whether or not the surface of the
上記したように着霜判定モードにおいて、冷凍サイクル装置における冷媒循環量が低下することがある。そこで本実施例によれば、制御部6は第2制御形態を実施する。第2制御形態によれば、制御部6は、着霜判定モードにおいて、圧縮機1の余力がある場合には、圧縮機1の単位時間当たりの回転数を通常運転モードの暖房運転の場合よりも増加させる。圧縮機1の単位時間当たりの回転数としては、通常運転モードの暖房運転の場合よりも、例えば、3〜60%程度、5〜30%程度増加させることができる。この場合、冷凍サイクル装置における冷媒循環量が確保され、冷凍サイクル装置の暖房能力の低下が抑制される。圧縮機1がエンジンで駆動される場合には、エンジンへの単位時間当たりの燃料供給量および吸気量を増加させる。
As described above, in the frost determination mode, the refrigerant circulation amount in the refrigeration cycle apparatus may decrease. Therefore, according to the present embodiment, the
図10は実施例9を示す。本実施例は実施例1と基本的には同様の構成および作用効果をもつ。以下、異なる部分を中心として説明する。上記した第1膨張弁および第2膨張弁の機能を兼ねる三方弁としての共通膨張弁49が設けられている。共通膨張弁49において、ポート49fは凝縮用熱交換器2に繋がり、ポート49sは空気熱交換器41に繋がり、ポート49tは熱源熱交換器42に繋がる。着霜判定モードにおいて、共通膨張弁49の開度を調整することにより、熱源熱交換器42に繋がる開度を通常運転モード(通常暖房運転)の場合よりも減少させ、且つ、空気熱交換器41に繋がる開度を通常運転モード(通常暖房運転)の場合よりも増加させる。これにより熱源熱交換器42を流れる単位時間当たりの冷媒流量が減少し、且つ、空気熱交換器41を流れる単位時間当たりの冷媒流量が増加する。この結果、蒸発工程を行う空気熱交換器41を流れる冷媒の単位時間当たりの流量が確保される。この場合、凝縮工程を行う凝縮用熱交換器2からの凝縮熱の放出量が低下することが抑制される。よって、着霜判定モードを実施しつつも、冷凍サイクル装置の暖房能力低下が抑制される。
FIG. 10 shows a ninth embodiment. This embodiment basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. In the following, different parts will be mainly described. A
図11は実施例10を示す。本実施例は実施例1と基本的には同様の構成および作用効果をもつ。以下、異なる部分を中心として説明する。着霜判定モードのときには、第2膨張弁32の開度を小さくしたり0とすれば、熱源熱交換器42に流れる冷媒の単位時間当たりの流量を、通常運転モードの場合よりも減少させることができる。同様に、空気熱交換器41に流れる冷媒の単位時間当たりの流量を通常運転モードの場合よりも増加させることができる。従って着霜判定モードにおいては、熱源熱交換器42において熱源(加熱水通路43を流れる温水状態の加熱水)から冷媒への単位時間当たりの伝熱量を、通常運転モードの場合よりも減少させることができる。この結果、空気温度T1と熱交温度センサ52の温度T2(空気熱交換器41における蒸発温度)との温度差ΔTが増加する。この結果、空気熱交換器41の表面において着霜が発生していることがΔTに基づいて、制御部6により検知される。上記したように通常運転モードの暖房運転を実施しつつも、着霜判定モードを定期的または不定期的に行い、温度差ΔTを求めれば、温度差ΔTに基づいて空気熱交換器41の表面における着霜の有無は、良好に検知される。着霜が検知されると、空気熱交換器41の表面における霜を低減または解消させる除霜処理を適宜行うことが好ましい。
FIG. 11 shows a tenth embodiment. This embodiment basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. In the following, different parts will be mainly described. In the frosting determination mode, if the opening degree of the
図12は実施例11を示す。本実施例は実施例1と基本的には同様の構成および作用効果をもつ。以下、異なる部分を中心として説明する。図2に示す本試験例に係るデータよれば、空気熱交換器41の表面に着霜されていない場合には、ΔTは小さい。これに対して空気熱交換器41の表面に着霜されている場合には、ΔTは大きい。このため前記した温度差ΔTは小さいほど、空気熱交換器41の着霜度が小さいことになる。温度差ΔTが大きいほど、着霜度が大きいことになる。そこで、本実施例によれば、制御部6は、時間間隔を隔ててΔTを求め、ΔTが時間的に増加していることを検知すると、着霜が成長していると判定し、除霜モードを実施する時間を長くする。また着霜が成長していなければ、除霜モードを実施する時間を短縮させる。
FIG. 12 shows Example 11. This embodiment basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. In the following, different parts will be mainly described. According to the data relating to this test example shown in FIG. 2, ΔT is small when the surface of the
図12は制御部6のCPU61が実施するフローチャートの一例を示す。先ず、今回の着霜判定モードにおけるΔTを求める(ステップSF2)。このΔTを制御部6のメモリ60の所定のエリアに格納する(ステップSF4)。先回の着霜判定モードにおけるΔTをメモリ60から読み込む(ステップSF6)。先回の着霜判定モードにおけるΔTと、今回の着霜判定モードにおけるΔTとを比較し、ΔTの変化率を求める(ステップSF8)。ΔTの変化率がしきい値ωよりも高いか否か判定する。つまり、ΔTが増加しているか否か判定する(ステップSF10)。ΔTの変化率がしきい値ω以上であれば、空気熱交換器41の表面において着霜が成長している旨の指令を出力する(ステップSF12)。除霜モードを実施する時間を通常時間よりも増加させる指令を出力し(ステップSF14)、メインルーチンにリターンする。
FIG. 12 shows an example of a flowchart executed by the
これに対してΔTの変化率がしきい値ω未満であれば、空気熱交換器41の表面において着霜があまり成長していない旨の指令を出力し(ステップSF22)する。そして除霜モードを実施する時間を通常時間(着霜が成長している場合よりも、除霜モード実施時間を短縮させる)とする指令を出力し(ステップSF24)、メインルーチンにリターンする。なお、除霜モードを実施する時間を増加させる操作に代えて、除霜能力を増加させる指令を出力しても良い。除霜能力を増加させるには、例えば図4に示す場合には、バイパス弁72の開度を増加させ、高温高圧の気体状の冷媒をバイパス弁72を介して空気熱交換器41に供給すればよい。
On the other hand, if the change rate of ΔT is less than the threshold value ω, a command indicating that frost has not grown so much on the surface of the
図13は実施例12を示す。本実施例は実施例1と基本的には同様の構成および作用効果をもつ。以下、異なる部分を中心として説明する。蒸発用熱交換器4を構成する熱源熱交換器42および空気熱交換器41は直列に配置されている。熱源熱交換器42は空気熱交換器41よりも上流側(凝縮用熱交換器2側)に配置されている。熱源熱交換器42を迂回するバイパス路として機能する熱源熱交換器42に並列で並列流路42xが設けられており、並列流路42xに第1膨張弁31が設けられている。場合によっては第1膨張弁31を廃止し、キャピラリにしても良い。着霜判定モードでは、第2膨張弁32を閉じるか、絞って良い。
FIG. 13 shows a twelfth embodiment. This embodiment basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. In the following, different parts will be mainly described. The heat
図14は実施例13を示す。本実施例は実施例1と基本的には同様の構成および作用効果をもつ。以下、異なる部分を中心として説明する。蒸発用熱交換器4を構成する熱源熱交換器42および空気熱交換器41は直列に配置されている。熱源熱交換器42は空気熱交換器41よりも圧縮機1側に配置されている。熱源熱交換器42に並列な並列流路42yが設けられている。並列流路42yは熱源熱交換器42および第2膨張弁32を迂回するバイパス通路である。第1膨張弁31は空気熱交換器41と凝縮用熱交換器2との間に配置されている。第2膨張弁32は熱源熱交換器42の上流(空気熱交換器41側)に配置されている。着霜判定モードにおいては、供給弁44vを閉鎖させたり、ポンプ44pの回転数を低下させたりできる。なお、上流および下流は暖房運転時を前提とする。着霜判定モードでは、第2膨張弁32を閉じるか、絞って良い。場合によっては第1膨張弁31を廃止し、キャピラリにしても良い。
FIG. 14 shows a thirteenth embodiment. This embodiment basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. In the following, different parts will be mainly described. The heat
図15は実施例14を示す。本実施例は実施例1と基本的には同様の構成および作用効果をもつ。図15は、冷凍サイクル装置の代表例を示す空気調和装置(ガスエンジンヒートポンプ)の配管図を示す。空気調和装置は、室内の空調を行う複数の室内機80と、室内で空調を行う冷媒を調整する室外機81とを備えている。図15に示すように、室内機80は室内に配置されており、空調のために冷媒と室内の空気との熱交換を行う凝縮用熱交換器として暖房運転時に機能する室内熱交換器2Xと、冷媒を膨張させる室内膨張弁116とを基本要素として有する。なお、室内機80の数は何台でも良い。
FIG. 15 shows a fourteenth embodiment. This embodiment basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. FIG. 15 is a piping diagram of an air conditioner (gas engine heat pump) showing a typical example of a refrigeration cycle apparatus. The air conditioner includes a plurality of
室外機81は室外に配置されている。室外機81は、気体燃料で駆動されるエンジン100(駆動源)と、気体状の冷媒と液状の冷媒とを分離した状態で冷媒を収容するアキュームレータ101と、エンジン100で駆動され駆動に伴いアキュムレータ101の気体状の冷媒を吸入して圧縮する複数の圧縮機1と、空調のために冷媒の熱交換を行う室外熱交換器として機能する空気熱交換器41と、熱源熱交換器42とを基本要素として有する。圧縮機1は、エンジン100によりタイミングベルト等の動力伝達部材102を介して連動される。故に、エンジン100は圧縮機1の駆動源として機能する。圧縮機1は、アキュムレータ101から気体状の冷媒を圧縮室に吸い込む吸込ポート1sと、圧縮室で圧縮された高圧の気体状の冷媒を吐出させる吐出ポート1oとを有する。
The outdoor unit 81 is arranged outdoors. The outdoor unit 81 includes an engine 100 (drive source) driven by gaseous fuel, an
後述するように暖房運転時において室内機80から室外機81に冷媒が帰還する帰還方向(矢印K1方向)において、空気熱交換器41の上流には、電子調整弁としての第1膨張弁31および逆止弁103が並列に配置されている。逆止弁103は、室外機81の空気熱交換器41から室内機80への冷媒の流れを許容するものの、室内機80から室外機81の空気熱交換器41への冷媒の流れを遮断する。第1膨張弁31は電気的制御により開度が連続的または多段階に調整可能である。なお、空気熱交換器41に向けて送風するファン41f、室内熱交換器2Xに向けて送風するファン2fが設けられている。
As will be described later, in the return direction (arrow K1 direction) in which the refrigerant returns from the
除霜モード時には、圧縮機1から吐出された冷媒は、オイルセパレータ105,四方弁111に送られる。冷媒は四方弁111の第1ポート111fから空気熱交換器41に送られる。空気熱交換器41に送られた高温の冷媒により空気熱交換器41に着霜した霜を溶かす(冷媒が凝縮)。空気熱交換器41から排出された冷媒は、主に逆止弁103を通って一部が膨張弁116を介して室内熱交換器2Xに送られ、一部が第2膨張弁32を介して冷媒流路9pにより熱源熱交換器42に送られる。室内熱交換器2Xのファン2fは室内に冷風を流さないために停止する。このとき膨張弁116を最大開度にする場合と、閉じる場合とがある。前者の場合には膨張弁として使用することなく冷媒がそのまま室内熱交換器2Xを通過する。後者の場合には、冷媒は室内熱交換器2Xに送られない。いずれの場合でも室内熱交換器2Xにおける熱授受はない。熱源熱交換器42から排出された冷媒は冷媒流路9wを介してアクチュエータ101に送られる。室内熱交換器2Xに冷媒が送られた場合、冷媒は冷媒流路9i,9h、四方弁111、冷媒流路9wを介してアクチュエータ101に送られる。
In the defrosting mode, the refrigerant discharged from the
(暖房運転時)
先ず、室内を暖房するときについて説明する。燃料気体を燃料としてエンジン100が駆動すると、圧縮機1が駆動し、アキュムレータ101の気体状の冷媒がアキュムレータ101の吸入ポート101s、圧縮機1の吸入ポート1sから流路9eを経て吸入され、圧縮機1の圧縮室で圧縮される。圧縮されて高温高圧となった気体状の冷媒は、圧縮機1の吐出ポート1oから吐出され、流路9f、オイルセパレータ105に至る。前述したようにオイルセパレータ105において冷媒からオイルが分離される。そしてオイルが分離された気体状の高温高圧の冷媒は、四方弁111の第3ポート111tを通り、流路9h、バルブ115b、流路9iを経て、凝縮器として機能する室内熱交換器2Xに至り、室内熱交換器2Xで室内の空気と熱交換されて凝縮(液化)する。凝縮熱は室内に放出されるため、室内が加熱される。このように暖房運転される。暖房運転時には、室内熱交換器2Xを経て液化が進行した冷媒は、液相状態または気液二相状態となり、室内膨張弁116に至り、室内機80の室内膨張弁116で膨張されて低圧となる。さらに、低圧となった冷媒は、流路9k、バルブ115a、流路9mを経て矢印K1方向(暖房運転時に、室内機80から室外機81に帰還する方向)に流れ、第1膨張弁31に至り、第1膨張弁31で膨張されて低圧化し、空気熱交換器41に至る。冷媒は空気熱交換器41で蒸発して空気と熱交換する。従って空気熱交換器41は室内機80の暖房運転時には蒸発器として機能する。
(During heating operation)
First, the case where the room is heated will be described. When the
更に冷媒は、流路9n、四方弁111の第1ポート111f、第2ポート111s、流路9wを経て、アキュムレータ101の帰還ポート101rに帰還する。帰還した冷媒は、アキュムレータ101で液状の冷媒と気体状の冷媒とに分離された状態で収容される。
Further, the refrigerant returns to the
図15に示すように、空気熱交換器41に対して熱源熱交換器42が並列に配置されている。ここで、第2膨張弁32が開放されると、冷媒が流路9pを介して熱源熱交換器42に流れる。第2膨張弁32が閉鎖されると、冷媒が流路9pを介して熱源熱交換器42に流れない。図15に示すように、熱源熱交換器42に繋がる加熱水通路43には、搬送源として機能するポンプ44p、エンジン100、第1弁300、第2弁400が設けられている。エンジン100を冷却させた加熱水通路43のエンジン加熱水の温度が低いときには、第1弁300のポート301およびポート302を連通させるものの、ポート303を閉鎖する。この場合、熱源熱交換器42およびラジエータ150には加熱水が流れない。加熱水通路43の加熱水の温度が上昇してくると、第1弁300のポート301およびポート302を連通させるものの、第1弁300のポート301およびポート303を連通させる。しかし第2弁400のポート401およびポート402を連通させるものの、第2弁400のポート401およびポート403を非連通とさせる。これにより暖かい加熱水が熱源熱交換器42の流路42wに流れるが、放熱量が大きなラジエータ150には流れない。熱源熱交換器42の流路42wは、熱源熱交換器42における冷媒を加熱する熱源として機能する。加熱水通路43の加熱水の温度が更に上昇してくると、第2弁400のポート401およびポート402を連通させるとともに、ポート401およびポート403を連通させる。これにより暖かい加熱水が熱源熱交換器42の流路42wに流れると共に、流路43rを介してラジエータ150にも流れ、流路43tを介してポンプ44p側に帰還する。なお、単位時間あたりの熱交換量については、ラジエータ150は熱源熱交換器42よりも大きくされている。従ってラジエータ150の放熱量は熱源熱交換器42よりも大きくされている。なお、加熱水通路43の加熱水の温度が過剰に上昇すると、ラジエータ150側のプレッシャキャップ151が開放し、リザーバ152に貯留される。再び加熱水の温度が冷えると、ラジエータ150側のプレッシャキャップ151が開放し、リザーバ152に貯留されていた加熱水がラジエータ150側に戻る。
As shown in FIG. 15, a heat
(室内機80の冷房運転時)
次に、室内機80で室内を冷房運転するときについて説明する。燃料気体を燃料としてエンジン100が駆動すると、圧縮機1が駆動し、アキュムレータ101の気体状の冷媒がアキュムレータ101の吸入ポート101s、圧縮機1の吸入ポート1sから吸入され、圧縮機1の圧縮室で圧縮される。圧縮されて高温高圧となった気体状の冷媒は、圧縮機1の吐出ポート1oから吐出され、流路9f、オイルセパレータ105に至る。オイルセパレータ105において冷媒からオイルが分離される。そしてオイルが分離された高温高圧の冷媒は、流路9u、流路切替弁としての四方弁111の第1ポート111f、流路9nを通り、空気熱交換器41に至る。そして高温高圧の冷媒は、空気熱交換器41で空気と熱交換されて冷却され、液化する。液化が進行した冷媒(液相状態または気液二相状態)は、逆止弁103、流路9m、更に、バルブ115a、流路9kを経て室内膨張弁116に至り、室内膨張弁116において膨張されて低温となる。
(When cooling indoor unit 80)
Next, a description will be given of a case where the
更に、室内熱交換器2Xに至り、室内熱交換器2Xにおいて室内の空気と熱交換されて室内を冷却する。更に冷媒は、流路9i、バルブ115b、流路9h、四方弁111の第3ポート111t、四方弁111の第2ポート111s、流路9wを経て、アキュムレータ101の帰還ポート101rに帰還する。アキュムレータ101に帰還した冷媒は、アキュムレータ101で液状の冷媒と気体状の冷媒とに分離された状態で収容される。
Furthermore, it reaches the
(その他)
本発明は上記し且つ図面に示した各実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。空気熱交換器41は1個搭載されているが、複数個でも良い。熱源熱交換器42は1個搭載されているが、複数個でも良い。
(Other)
The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and can be implemented with appropriate modifications without departing from the scope of the invention. Although one
本発明は空気調和装置等の冷凍サイクル装置に利用できる。 The present invention can be used for a refrigeration cycle apparatus such as an air conditioner.
1は圧縮機、2は凝縮用熱交換器、3は膨張弁、31は第1膨張弁、32は第2膨張弁、4は蒸発用熱交換器、41は空気熱交換器、42は熱源熱交換器、51は空気温度センサ、52は熱交換温度センサ、6は制御部を示す。 1 is a compressor, 2 is a heat exchanger for condensation, 3 is an expansion valve, 31 is a first expansion valve, 32 is a second expansion valve, 4 is a heat exchanger for evaporation, 41 is an air heat exchanger, 42 is a heat source A heat exchanger, 51 is an air temperature sensor, 52 is a heat exchange temperature sensor, and 6 is a control unit.
Claims (8)
(i)前記蒸発工程を行う蒸発用熱交換器は、空気と熱交換する空気熱交換器と、熱源からの熱と熱交換する熱源熱交換器とを備えており、
(ii)前記制御部は、
(a)前記膨張弁を経た冷媒を前記空気熱交換器および前記熱源熱交換器に流すことにより前記空気熱交換器および前記熱源熱交換器において熱交換を行う通常運転モードと、
(b)前記膨張弁を経た冷媒を前記空気熱交換器に流して前記空気熱交換器において熱交換を行うと共に、前記熱源熱交換器から冷媒への単位時間当たりの伝熱量を前記通常運転モードの場合よりも減少させる操作を行う着霜判定モードとを実施し、
(iii)前記膨張弁は、前記凝縮用熱交換器と前記空気熱交換器との間に設けられた第1膨張弁と、前記凝縮用熱交換器と前記熱源熱交換器との間に設けられた第2膨張弁とを備えており、
前記制御部は、前記着霜判定モードにおいて、前記熱源熱交換器に繋がる前記第2膨張弁の開度を0にするか、前記第2膨張弁の開度を前記通常運転モードの場合よりも減少させ、前記熱源熱交換器に向けて流れる単位時間当たりの冷媒流量を0または前記通常運転モードの場合よりも減少させることを特徴とする冷凍サイクル装置。 A compressor that performs a compression process for compressing the refrigerant, a heat exchanger for condensation that performs a condensation process for condensing the refrigerant that has passed through the compressor, an expansion valve that expands the refrigerant that has undergone the condensation process, and the expansion valve In a refrigeration cycle apparatus comprising an evaporation heat exchanger that performs an evaporation step for evaporating a refrigerant, and a control unit that controls the expansion valve,
(I) The evaporation heat exchanger that performs the evaporation step includes an air heat exchanger that exchanges heat with air, and a heat source heat exchanger that exchanges heat with heat from the heat source,
(Ii) The control unit
(A) a normal operation mode in which heat exchange is performed in the air heat exchanger and the heat source heat exchanger by flowing the refrigerant that has passed through the expansion valve to the air heat exchanger and the heat source heat exchanger;
(B) The refrigerant having passed through the expansion valve is flowed to the air heat exchanger to perform heat exchange in the air heat exchanger, and the amount of heat transferred from the heat source heat exchanger to the refrigerant per unit time is set in the normal operation mode. performed and frost formation determination mode for performing an operation to reduce than the,
(Iii) The expansion valve is provided between the first expansion valve provided between the heat exchanger for condensation and the air heat exchanger, and between the heat exchanger for condensation and the heat source heat exchanger. A second expansion valve,
In the frosting determination mode, the control unit sets the opening of the second expansion valve connected to the heat source heat exchanger to 0, or sets the opening of the second expansion valve to be in the normal operation mode. A refrigeration cycle apparatus, characterized in that the refrigerant flow rate per unit time flowing toward the heat source heat exchanger is reduced to 0 or less than in the normal operation mode .
(i)前記蒸発工程を行う蒸発用熱交換器は、空気と熱交換する空気熱交換器と、熱源からの熱と熱交換する熱源熱交換器とを備えており、 (I) The evaporation heat exchanger that performs the evaporation step includes an air heat exchanger that exchanges heat with air, and a heat source heat exchanger that exchanges heat with heat from the heat source,
(ii)前記制御部は、 (Ii) The control unit
(a)前記膨張弁を経た冷媒を前記空気熱交換器および前記熱源熱交換器に流すことにより前記空気熱交換器および前記熱源熱交換器において熱交換を行う通常運転モードと、 (A) a normal operation mode in which heat exchange is performed in the air heat exchanger and the heat source heat exchanger by flowing the refrigerant that has passed through the expansion valve to the air heat exchanger and the heat source heat exchanger;
(b)前記膨張弁を経た冷媒を前記空気熱交換器に流して前記空気熱交換器において熱交換を行うと共に、前記熱源熱交換器から冷媒への単位時間当たりの伝熱量を前記通常運転モードの場合よりも減少させる操作を行う着霜判定モードとを実施し、 (B) The refrigerant having passed through the expansion valve is flowed to the air heat exchanger to perform heat exchange in the air heat exchanger, and the amount of heat transferred from the heat source heat exchanger to the refrigerant per unit time is set in the normal operation mode. The frosting determination mode for performing the operation to reduce than in the case of
(iii)前記膨張弁は、前記凝縮用熱交換器に繋がるポートと前記空気熱交換器に繋がるポートと前記熱源熱交換器に繋がるポートとを備える三方弁で形成された共通膨張弁であり、 (Iii) The expansion valve is a common expansion valve formed of a three-way valve including a port connected to the heat exchanger for condensation, a port connected to the air heat exchanger, and a port connected to the heat source heat exchanger,
前記制御部は、前記着霜判定モードにおいて、前記共通膨張弁のうち前記熱源熱交換器に繋がるポートの開度を0にするか前記通常運転モードの場合よりも減少させることにより、前記熱源熱交換器に向けて流れる単位時間当たりの冷媒流量を0または前記通常運転モードの場合よりも減少させることを特徴とする冷凍サイクル装置。 In the frosting determination mode, the control unit sets the opening of a port connected to the heat source heat exchanger in the common expansion valve to 0 or reduces the opening of the heat source heat than in the normal operation mode. A refrigeration cycle apparatus characterized in that the flow rate of refrigerant per unit time flowing toward the exchanger is reduced to 0 or less than in the normal operation mode.
(i)前記蒸発工程を行う蒸発用熱交換器は、空気と熱交換する空気熱交換器と、熱源からの熱と熱交換する熱源熱交換器とを備えており、 (I) The evaporation heat exchanger that performs the evaporation step includes an air heat exchanger that exchanges heat with air, and a heat source heat exchanger that exchanges heat with heat from the heat source,
(ii)前記制御部は、 (Ii) The control unit
(a)前記膨張弁を経た冷媒を前記空気熱交換器および前記熱源熱交換器に流すことにより前記空気熱交換器および前記熱源熱交換器において熱交換を行う通常運転モードと、 (A) a normal operation mode in which heat exchange is performed in the air heat exchanger and the heat source heat exchanger by flowing the refrigerant that has passed through the expansion valve to the air heat exchanger and the heat source heat exchanger;
(b)前記膨張弁を経た冷媒を前記空気熱交換器に流して前記空気熱交換器において熱交換を行うと共に、前記熱源熱交換器から冷媒への単位時間当たりの伝熱量を前記通常運転モードの場合よりも減少させる操作を行う着霜判定モードとを実施し、 (B) The refrigerant having passed through the expansion valve is flowed to the air heat exchanger to perform heat exchange in the air heat exchanger, and the amount of heat transferred from the heat source heat exchanger to the refrigerant per unit time is set in the normal operation mode. The frosting determination mode for performing the operation to reduce than in the case of
(iii)前記膨張弁は、前記凝縮用熱交換器と前記空気熱交換器,前記熱源熱交換器との間に設けられており、 (Iii) The expansion valve is provided between the heat exchanger for condensation, the air heat exchanger, and the heat source heat exchanger,
前記制御部は、前記着霜判定モードにおいて、前記熱源熱交換器に繋がる前記膨張弁の開度を調整することにより、前記熱源熱交換器に向けて流れる単位時間当たりの冷媒流量を0または前記通常運転モードの場合よりも減少させることを特徴とする冷凍サイクル装置。 In the frost determination mode, the control unit adjusts the opening of the expansion valve connected to the heat source heat exchanger, thereby reducing the refrigerant flow rate per unit time flowing toward the heat source heat exchanger to 0 or A refrigeration cycle apparatus characterized in that the refrigeration cycle device is reduced as compared with a normal operation mode.
前記制御部は、前記着霜判定モードにおいて着霜有りと判定するときには、前記バイパス弁の開度を開放させて、前記圧縮機で圧縮された冷媒を前記バイパス通路および前記バイパス弁を介して前記空気熱交換器の入口側に供給させることにより前記空気熱交換器に着霜している霜を低減または除去させることを特徴とする冷凍サイクル装置。 When the controller determines that frost is present in the frost determination mode, the controller opens the opening of the bypass valve, and causes the refrigerant compressed by the compressor to pass through the bypass passage and the bypass valve. A refrigeration cycle apparatus that reduces or removes frost forming on the air heat exchanger by supplying the air heat exchanger to an inlet side of the air heat exchanger.
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