JP5239204B2 - Refrigeration cycle equipment - Google Patents
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Description
本発明は、冷凍サイクル装置およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a refrigeration cycle apparatus and a control method thereof.
一般的に、冷凍サイクル装置を有する給湯装置などの据付工事不良、配管の損傷等により、冷凍サイクル中の冷媒が漏れると、冷凍サイクル全体の圧力が低下したり、冷媒循環量が不足して、その結果、能力が低下してしまい、さらに、冷媒が不足したまま運転を継続すると、圧縮機が損傷してしまう恐れがある。 Generally, if the refrigerant in the refrigeration cycle leaks due to poor installation work such as a hot water supply device having a refrigeration cycle device, damage to the piping, etc., the pressure of the entire refrigeration cycle decreases, or the refrigerant circulation amount is insufficient. As a result, the capacity is reduced, and further, if the operation is continued with a shortage of refrigerant, the compressor may be damaged.
そこで、上記のような冷媒漏れによる故障を防止する目的で、冷媒不足を判定する判定手段が設けられている。例えば、圧縮機の吐出温度がある設定値を上回り、かつ、圧縮機の通電電流が設定値よりも下回る場合に冷媒不足を判定する判定手段や、放熱器で冷媒と熱交換する流体の循環量と、流体の放熱器出口温度とを検出し、流体の放熱器出口温度の目標値と、流体の放熱器出口温度の検出値との温度差を演算し、流体の循環量が所定値以下であり、かつ、流体の放熱器出口温度の目標値と検出値との温度差が所定値以上であることを冷媒が不足している判定基準として設けていた(例えば、特許文献1、2参照)。
Therefore, for the purpose of preventing the failure due to the refrigerant leakage as described above, a determination means for determining the refrigerant shortage is provided. For example, when the discharge temperature of the compressor exceeds a set value and the energization current of the compressor is lower than the set value, the judging means for judging the refrigerant shortage or the circulation amount of the fluid that exchanges heat with the refrigerant by the radiator And the fluid radiator outlet temperature, and the temperature difference between the target value of the fluid radiator outlet temperature and the detected value of the fluid radiator outlet temperature is calculated. Yes, and the temperature difference between the target value and the detected value of the fluid radiator outlet temperature is greater than or equal to a predetermined value as a criterion for lack of refrigerant (see, for example,
一方、冷凍サイクル装置内に封入される冷媒として、フッ素原子を含有する炭化水素類(フロン類)が使用されてきた。しかしながらフロン類は、オゾン層を破壊する性質を有していたり、大気中での寿命が長く、温室効果が大きいため地球温暖化に大きく影響してしまい、満足な冷媒であるとは言えなかった。 On the other hand, hydrocarbons (fluorocarbons) containing fluorine atoms have been used as the refrigerant sealed in the refrigeration cycle apparatus. However, chlorofluorocarbons have the property of destroying the ozone layer, have a long life in the atmosphere, and have a large greenhouse effect, so they have a great influence on global warming and could not be said to be satisfactory refrigerants. .
そこで、フロン類の代わりに、オゾン破壊係数がゼロであり、かつ、地球温暖化係数もフロン類に比較すれば格段に小さい、二酸化炭素やエタンなどを冷媒として用いる冷凍サイクル装置が提案されている(例えば、特許文献3参照)。二酸化炭素やエタンなどの冷媒は臨界温度が低く、従来の冷凍サイクル装置の高圧側(圧縮機出口〜放熱器〜減圧器入口)では凝縮が生じないため、臨界圧力以上で運転される超臨界サイクルとなる。そのため、高圧側の圧力は、冷媒の凝縮温度とは無関係に任意に調節でき、通常は冷凍サイクル装置の効率が最良となる圧力に調整される。 Therefore, a refrigeration cycle apparatus that uses carbon dioxide, ethane, or the like as a refrigerant has been proposed instead of chlorofluorocarbons, which has an ozone depletion coefficient of zero and a global warming coefficient that is much smaller than that of chlorofluorocarbons. (For example, refer to Patent Document 3). A refrigerant such as carbon dioxide or ethane has a low critical temperature, and condensation does not occur on the high pressure side (compressor outlet-radiator-decompressor inlet) of a conventional refrigeration cycle device, so a supercritical cycle operated at a critical pressure or higher. It becomes. Therefore, the pressure on the high-pressure side can be arbitrarily adjusted regardless of the condensation temperature of the refrigerant, and is usually adjusted to a pressure at which the efficiency of the refrigeration cycle apparatus is optimal.
また、圧縮機としては図12に示すようなスクロール圧縮機が用いられる。図12は従来から使用されているスクロール圧縮機の断面図であり、鏡板から渦巻きラップが立ち上がる固定スクロール101および旋回スクロール102を噛み合わせて双方間に圧縮室103を形成し、旋回スクロール102を自転拘束機構104による自転の拘束のもとに円軌道に沿って旋回させたとき圧縮室103が容積を変えながら移動することで冷媒の吸入、圧縮、吐出を行う。旋回スクロール102とこれの背面側をバックアップする固定部材105との間に、旋回スクロール102の背面の中央部に潤滑用のオイルにより高圧を与
える高圧部106が設けられ、この高圧部106との間をシールリング107によって仕切られ前記背面の外周部に前記高圧部106よりも低い所定の圧力(背圧)を印加する背圧室108を設け、これらの高圧と背圧により、旋回スクロール102を固定スクロール部品101に押しつけることで、旋回スクロール102が固定スクロール部品101から離れて転覆するようなことがないようにしている(例えば、特許文献4参照)。
しかしながら、特許文献1に記載の判定方法(吐出冷媒温度が所定値を上回った場合、冷媒漏れと判断する方法)では、臨界圧力を超えて運転される冷媒(例えば、二酸化炭素など)を用いた場合、冷媒不足時の吐出冷媒温度の上昇度合いが小さいために、冷媒不足を判定できず信頼性を確保することができなかった。 However, in the determination method described in Patent Document 1 (a method of determining that the refrigerant leaks when the discharged refrigerant temperature exceeds a predetermined value), a refrigerant (for example, carbon dioxide) that is operated exceeding the critical pressure is used. In this case, since the degree of increase in the discharge refrigerant temperature at the time of refrigerant shortage is small, it is not possible to determine the refrigerant shortage and to ensure reliability.
また、特許文献2に記載の判定方法(流体の目標温度と、放熱器から出る流体の検出温度との差が所定温度以上のときに冷媒不足であると判断する方法)では、スクロール圧縮機を用いた冷凍サイクルで転覆現象が発生した場合にも、冷媒の循環量が不足して冷凍能力が低下してしまい、所望の流体温度を検出することが出来ず、転覆現象を発生しているだけで冷媒が不足していないにも関わらず、冷媒が不足していると判断されてしまうという課題を有していた。 Further, in the determination method described in Patent Document 2 (a method of determining that the refrigerant is insufficient when the difference between the target temperature of the fluid and the detected temperature of the fluid flowing out of the radiator is equal to or higher than a predetermined temperature), the scroll compressor is used. Even if the capsizing phenomenon occurs in the used refrigeration cycle, the refrigerant circulation amount is insufficient and the refrigeration capacity is lowered, the desired fluid temperature cannot be detected, and only the capsizing phenomenon occurs. However, although the refrigerant is not insufficient, there is a problem that it is determined that the refrigerant is insufficient.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、冷媒不足を確実に判断可能な冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a refrigeration cycle apparatus that can reliably determine the shortage of refrigerant.
前記従来の課題を解決するために、本発明の冷凍サイクル装置は、臨界圧力以上で運転される冷媒を使用し、少なくともスクロール圧縮機、放熱器、減圧装置、蒸発器を冷媒配管にて順次環状に接続した冷凍サイクルと、前記圧縮機から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度検出手段と、前記圧縮機から吐出される冷媒の目標吐出温度を設定する目標吐出温度設定手段と、前記放熱器で冷媒と熱交換された後の流体の温度を検出する放熱器流体出口温度検出手段と、前記放熱器で冷媒と熱交換された後の流体の目標温度を設定する放熱器流体出口温度設定手段と、前記放熱器に流体を搬送する流体搬送手段と、前記流体搬送手段で搬送される流体の循環量を制御する循環量制御手段と、前記減圧装置を制御する減圧装置制御手段とを備え、前記減圧装置制御手段は、前記吐出温度検出手段で検出される温度が、前記目標吐出温度設定手段で設定された目標吐出温度となるように前記減圧装置を制御するとともに、前記循環量制御手段は、前記放熱器流体出口温度検出手段で検出される温度が、前記放熱器流体出口温度設定手段で設定された目標温度となるように前記流体搬送手段を制御する冷凍サイクル装置であって、前記流体搬送手段で搬送される流体の循環量が所定値α未満であり、かつ、前記放熱器出口の流体温度と目標温度との差が所定値β以上であり、かつ、前記圧縮機から吐出される冷媒の吐出温度と前記放熱器流体出口温度検出手段で検出された流体温度との差が所定値γ以上である場合に、前記冷凍サイクルを循環する冷媒の量が不足していると判断することを特徴とするものである。 In order to solve the above-described conventional problems, the refrigeration cycle apparatus of the present invention uses a refrigerant that is operated at a critical pressure or higher, and at least a scroll compressor, a radiator, a decompressor, and an evaporator are sequentially arranged in a refrigerant pipe. A refrigeration cycle connected to the compressor, a discharge temperature detecting means for detecting a temperature of refrigerant discharged from the compressor, a target discharge temperature setting means for setting a target discharge temperature of refrigerant discharged from the compressor, and the heat dissipation A radiator fluid outlet temperature detecting means for detecting a temperature of the fluid after heat exchange with the refrigerant in the radiator, and a radiator fluid outlet temperature setting for setting a target temperature of the fluid after heat exchange with the refrigerant in the radiator Means, fluid conveying means for conveying the fluid to the radiator, circulation amount control means for controlling the circulation amount of the fluid conveyed by the fluid conveying means, and pressure reducing device control means for controlling the pressure reducing device. The decompression device controlling means, the temperature detected by the discharge temperature detecting means, controls the pressure reducing device so that the set target discharge temperature at the target discharge temperature setting means, wherein circulation quantity control means The refrigeration cycle apparatus for controlling the fluid conveying means such that the temperature detected by the radiator fluid outlet temperature detecting means becomes a target temperature set by the radiator fluid outlet temperature setting means, wherein the fluid The circulating amount of the fluid conveyed by the conveying means is less than the predetermined value α, the difference between the fluid temperature at the radiator outlet and the target temperature is equal to or larger than the predetermined value β, and is discharged from the compressor. Determining that the amount of refrigerant circulating in the refrigeration cycle is insufficient when the difference between the refrigerant discharge temperature and the fluid temperature detected by the radiator fluid outlet temperature detection means is equal to or greater than a predetermined value γ. The It is an butterfly.
これによって、冷媒不足の誤判定を防止するとともに、確実に冷媒不足の判定が可能となり、圧縮機の損傷や、冷凍サイクル装置の信頼性の低下を防止することができる。 This prevents erroneous determination of refrigerant shortage and makes it possible to reliably determine refrigerant shortage and prevent damage to the compressor and deterioration of the reliability of the refrigeration cycle apparatus.
本発明の冷凍サイクル装置は、冷媒不足を確実に判断することが可能である。 The refrigeration cycle apparatus of the present invention can reliably determine the shortage of refrigerant.
第1の発明の冷凍サイクル装置は、臨界圧力以上で運転される冷媒を使用し、少なくともスクロール圧縮機、放熱器、減圧装置、蒸発器を冷媒配管にて順次環状に接続した冷凍サイクルと、前記圧縮機から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度検出手段と、前記圧縮機から吐出される冷媒の目標吐出温度を設定する目標吐出温度設定手段と、前記放熱器で冷媒と熱交換された後の流体の温度を検出する放熱器流体出口温度検出手段と、前記放熱器で冷媒と熱交換された後の流体の目標温度を設定する放熱器流体出口温度設定手段と、前記放熱器に流体を搬送する流体搬送手段と、前記流体搬送手段で搬送される流体の循環量を制御する循環量制御手段と、前記減圧装置を制御する減圧装置制御手段とを備え、前記減圧装置制御手段は、前記吐出温度検出手段で検出される温度が、前記目標吐出温度設定手段で設定された目標吐出温度となるように前記減圧装置を制御するとともに、前記循環量制御手段は、前記放熱器流体出口温度検出手段で検出される温度が、前記放熱器流体出口温度設定手段で設定された目標温度となるように前記流体搬送手段を制御する冷凍サイクル装置であって、前記流体搬送手段で搬送される流体の循環量が所定値α未満であり、かつ、前記放熱器出口の流体温度と目標温度との差が所定値β以上であり、かつ、前記圧縮機から吐出される冷媒の吐出温度と前記放熱器流体出口温度検出手段で検出された流体温度との差が所定値γ以上である場合に、前記冷凍サイクルを循環する冷媒の量が不足していると判断することにより、冷媒不足の誤判定を防止するとともに、確実に冷媒不足の判定が可能となり、圧縮機の損傷や、冷凍サイクル装置の信頼性の低下を防止することができる。 The refrigeration cycle apparatus of the first invention uses a refrigerant operated at a critical pressure or higher, and at least a scroll compressor, a radiator, a decompression device, and an evaporator are sequentially connected in an annular manner through a refrigerant pipe, The discharge temperature detecting means for detecting the temperature of the refrigerant discharged from the compressor, the target discharge temperature setting means for setting the target discharge temperature of the refrigerant discharged from the compressor, and heat exchange with the refrigerant by the radiator A radiator fluid outlet temperature detecting means for detecting the temperature of the subsequent fluid, a radiator fluid outlet temperature setting means for setting a target temperature of the fluid after heat exchange with the refrigerant in the radiator, and a fluid in the radiator Fluid conveying means for conveying the fluid, circulation amount control means for controlling the circulation amount of the fluid conveyed by the fluid conveying means, and pressure reducing device control means for controlling the pressure reducing device, wherein the pressure reducing device control means comprises: Previous Temperature detected by the discharge temperature detecting means, controls the pressure reducing device so that the set target discharge temperature at the target discharge temperature setting means, wherein circulation quantity control means, wherein the radiator fluid outlet temperature detector A refrigeration cycle apparatus for controlling the fluid conveying means so that a temperature detected by the means becomes a target temperature set by the radiator fluid outlet temperature setting means, wherein the fluid conveyed by the fluid conveying means The circulation amount is less than the predetermined value α, the difference between the fluid temperature at the outlet of the radiator and the target temperature is not less than the predetermined value β, and the discharge temperature of the refrigerant discharged from the compressor and the radiator When the difference from the fluid temperature detected by the fluid outlet temperature detection means is equal to or greater than a predetermined value γ, it is determined that the amount of refrigerant circulating in the refrigeration cycle is insufficient. Prevention Rutotomoni reliably enables determination of the refrigerant shortage, damage to the compressor, it is possible to prevent a decrease in reliability of the refrigeration cycle apparatus.
第2の発明の冷凍サイクル装置は、特に第1の発明において、さらに前記冷凍サイクル装置の通電電流を検出する電流検出手段を備え、前記電流検出手段で検出された電流値が、所定値I未満であれば、前記冷凍サイクルを循環する冷媒の量が不足していると判断することにより、さらに冷媒不足の判定基準に加えることによって圧縮機の高負荷運転時などに誤判定することなく、確実に冷媒不足を判定することができる。 The refrigeration cycle apparatus according to the second invention is the refrigeration cycle apparatus according to the second invention, particularly in the first invention, further comprising current detection means for detecting an energization current of the refrigeration cycle apparatus, wherein the current value detected by the current detection means is less than a predetermined value I. If it is determined that the amount of refrigerant circulating in the refrigeration cycle is insufficient, it can be surely added to the criteria for determining refrigerant shortage without erroneous determination during high-load operation of the compressor. It is possible to determine whether the refrigerant is insufficient.
第3の発明の冷凍サイクル装置は、特に第1または第2の発明において、さらに前記減圧装置の開度方向を判定する減圧装置開度方向判定手段を備え、前記開度方向判定手段で前記減圧装置の開度方向が開方向に動作していると判定すれば、前記冷凍サイクルを循環する冷媒の量が不足していると判断することにより、保護制御の実施後のような冷凍サイクルが安定していない場合などに誤判定することがなく、確実に冷媒不足を判定することができる。 The refrigeration cycle apparatus according to a third aspect of the invention is particularly provided in the first or second aspect of the invention, further comprising a decompression device opening direction determining means for determining an opening direction of the decompression apparatus, wherein the decompression direction determination means performs the decompression If it is determined that the opening direction of the apparatus is operating in the opening direction, it is determined that the amount of refrigerant circulating through the refrigeration cycle is insufficient, so that the refrigeration cycle after the execution of protection control is stabilized. It is possible to reliably determine the lack of refrigerant without making an erroneous determination in the case where it is not performed.
第4の発明の冷凍サイクル装置は、特に第1〜第3のいずれかの発明において、さらに前記冷凍サイクル装置が除霜運転中であるか否かを判定する除霜運転判定手段を備え、前記除霜運転判定手段で前記冷凍サイクル装置が除霜運転中でないと判定すれば、前記冷凍サイクルを循環する冷媒の量が不足していると判断することにより、除霜運転中に誤判定することがなく、確実に冷媒不足を判定することができる。 The refrigeration cycle apparatus according to a fourth aspect of the invention is particularly any one of the first to third aspects of the invention, further comprising a defrosting operation determining means for determining whether or not the refrigeration cycle apparatus is in a defrosting operation, If the defrosting operation determination means determines that the refrigeration cycle apparatus is not in the defrosting operation, it is erroneously determined during the defrosting operation by determining that the amount of refrigerant circulating in the refrigeration cycle is insufficient. It is possible to reliably determine whether the refrigerant is insufficient.
第5の発明の冷凍サイクル装置は、特に第1〜第4のいずれかの発明において、冷媒に二酸化炭素を使用したことにより、製品コストを抑えるとともに、信頼性を向上させることができる。また二酸化炭素は、オゾン破壊係数がゼロであり、地球温暖化係数も代替冷媒HFC−407Cの約1700分の1と非常に小さいため、地球環境にやさしい製品を提供することができる。 In the refrigeration cycle apparatus of the fifth invention, in particular, in any one of the first to fourth inventions, the use of carbon dioxide as the refrigerant can reduce the product cost and improve the reliability. Carbon dioxide has an ozone depletion coefficient of zero and a global warming coefficient of about 1/700 that of the alternative refrigerant HFC-407C, which makes it possible to provide a product that is friendly to the global environment.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における冷凍サイクル装置の一実施例である給湯装置を示す概略図である。本実施の形態1における給湯装置は、ヒートポンプユニットAと貯湯ユニットBとで構成され、少なくともインバータ式のスクロール圧縮機11、放熱器12の冷媒流路12a、減圧装置13、蒸発器14を冷媒配管にて順次環状に接続された冷凍サイクルと、蒸発器14に外気を送風する送風ファン17を有している。冷凍サイクルの冷媒には、高圧側が臨界圧力を超える二酸化炭素を使用する。またスクロール圧縮機11がアキュームレータのない圧縮機構成としたもので、アキュームレータがないため冷凍サイクル装置本体の小型化、軽量化が可能となる。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a hot water supply apparatus which is an example of a refrigeration cycle apparatus according to
また、温水を貯える貯湯タンク16と、放熱器12の流体流路12bと、貯湯タンク16内に貯えられている液体(本実施の形態では水)を放熱器12の流体流路12bに搬送する流体搬送手段である水ポンプ15とを備えており、貯湯タンク16の下方部の水を水ポンプ15を駆動することにより流体流路12bに搬送し、放熱器12で高温水を生成後、貯湯タンク16の上方部より積層上に高温水を貯えていく。さらに放熱器12では冷媒流路12aと、流体流路12bとが対向流を成しており、効率の良い熱交換を可能としている。
Further, the hot
また、冷凍サイクルにおいて、スクロール圧縮機11の冷媒吐出口には、吐出冷媒の温度(以下、吐出冷媒温度と称する)を検出する吐出温度検出手段41を設けており、一方、放熱器12の流体流路12bから出湯する湯の温度(以下、出湯温度検出値と称する)を検出する放熱器流体出口温度検出手段21を設けている。
Further, in the refrigeration cycle, the refrigerant discharge port of the scroll compressor 11 is provided with discharge temperature detection means 41 for detecting the temperature of the discharge refrigerant (hereinafter referred to as discharge refrigerant temperature), while the fluid of the radiator 12 A radiator fluid outlet temperature detecting means 21 for detecting the temperature of hot water discharged from the
また、外気温度や、流体流路12bの入り口側の温度(以下、入水温度と称する)や、使用者によるリモコン設定等から、流体流路12bの出口側の温度(以下、出湯温度と称する)の目標値(以下、出湯温度目標値と称する)を演算、設定する放熱器流体出口温度設定手段22を設けている。
Further, the temperature on the outlet side of the
また、出湯温度検出値と出湯温度目標値に応じて、水ポンプ15の回転数を演算、制御する循環量制御手段23と、水ポンプ15への回転数指示値から流体流路12bを流れる循環量を推定する循環量検出手段24とを備えている。
Further, according to the hot water temperature detection value and the hot water temperature target value, the circulation amount control means 23 that calculates and controls the rotation speed of the
また、放熱器流体出口温度設定手段22が設定した出湯温度目標値と、出湯温度検出値との差を演算する放熱器出口流体温度差演算手段25を備えている。 Further, a radiator outlet fluid temperature difference calculating means 25 for calculating a difference between the tapping temperature target value set by the radiator fluid outlet temperature setting means 22 and the tapping temperature detected value is provided.
また、スクロール圧縮機11を駆動する駆動手段31を有しており、駆動手段31からスクロール圧縮機11への通電電流を検出する電流検出手段32を備えている。 In addition, a driving unit 31 that drives the scroll compressor 11 is provided, and a current detection unit 32 that detects an energization current from the driving unit 31 to the scroll compressor 11 is provided.
また、外気温度や、入水温度等から減圧装置13の開度の第1目標値を演算、設定する減圧装置目標開度設定手段42と、目標吐出温度設定手段(図示せず)で設定される目標吐出温度に吐出冷媒温度を合わせるような減圧装置13の開度の第2目標値を演算し、第1目標値もしくは第2目標値のいずれか1つの開度の目標値を選択して減圧装置13の開度を操作する減圧装置制御手段43を備える。
Further, it is set by a decompression device target opening degree setting means 42 for calculating and setting the first target value of the opening degree of the
また、減圧装置13の開度の第1目標値と第2目標値(或いは、減圧装置制御手段43が実際に操作した減圧装置13の開度)とを比較して、減圧装置13の開度が、開方向に調整しつつあるか、或いは、閉方向に調整しつつあるかを判定する減圧装置開度方向判定手段44を備える。
Further, the first target value and the second target value of the opening of the decompression device 13 (or the opening of the
また、吐出冷媒温度と、出湯温度目標値との温度差を演算する温度差演算手段45を備え、冷凍サイクル装置が除霜運転中であるか否かを判定する除霜運転判定手段51を備えている。 Moreover, the temperature difference calculating means 45 which calculates the temperature difference of discharge refrigerant temperature and tapping temperature target value is provided, and the defrost operation determination means 51 which determines whether the refrigeration cycle apparatus is in defrost operation is provided. ing.
そして、循環量検出手段24、放熱器出口流体温度差演算手段25、電流検出手段32、減圧装置開度方向判定手段44、温度差演算手段45、除霜運転判定手段51からの幾つかの信号により冷媒不足を判定する冷媒不足判定手段61を備えている。
And some signals from the circulation
以上のように構成された冷凍サイクル装置について、以下その動作について説明する。冷凍サイクルを構成するスクロール圧縮機11にて、冷媒である二酸化炭素を臨界圧力を超える圧力まで圧縮し、圧縮された冷媒は高温・高圧状態となり、放熱器12の冷媒流路12aを流れる際に、流体流路12bを流れる水に放熱する。
The operation of the refrigeration cycle apparatus configured as described above will be described below. When the scroll compressor 11 constituting the refrigeration cycle compresses carbon dioxide, which is a refrigerant, to a pressure exceeding the critical pressure, the compressed refrigerant becomes a high temperature / high pressure state and flows through the
そして、放熱器12で冷却された冷媒は、減圧装置13で減圧され、低温・低圧の気液二相状態となり、蒸発器14に入る。蒸発器14では、冷媒は送風ファン17によって送り込まれた外気によって加熱され、気液二相またはガス状態となり、再び、スクロール圧縮機11に吸入される。
Then, the refrigerant cooled by the
一方、貯湯タンク16の底部から水ポンプ15により放熱器12の流体流路12bへ送り込まれた水は、冷媒流路12aを流れる高温冷媒によって加熱され、高温の湯となり、貯湯タンク16の上部から貯める。
On the other hand, the water sent from the bottom of the hot
上記のような動作を繰り返すことにより、貯湯タンク16には上から下へ温度分布が積層式に形成されるように高温水が貯えられる。また、貯湯タンク16の底部には給水源から水を供給する給水口が設けられており、貯湯タンク16の上部には給湯端末へ湯を供給する給湯口が設けられている。
By repeating the above operation, hot water is stored in the hot
次に減圧装置13の制御について説明する。減圧装置13は応答性の向上を目的として、起動時などの冷凍サイクルが安定していないときには、減圧装置制御手段43は、減圧装置目標開度設定手段42で設定した第1目標値となるように減圧装置13の開度を調整(フィードフォワード制御)しており、冷凍サイクルが安定しているときには、減圧装置制御手段43は、吐出温度検出手段41が検出するスクロール圧縮機11から吐出される冷媒の温度が、予め定められた目標吐出温度となるように、減圧装置制御手段43が演算・設定した第2目標値となるように、減圧装置13の開度を調整(フィードバック制御)している。
Next, control of the
また、放熱器流体出口温度検出手段21で検出される出湯温度検出値が、放熱器流体出口温度設定手段22が設定した出湯温度目標値となるように、フィードバック制御により循環量制御手段23は、水ポンプ15の回転数を調整し、放熱器12の流体流路12bを流れる水の循環量を調節することで、一定の温度の湯が貯湯タンク16に貯められるように制御している。
Further, the circulation amount control means 23 is controlled by feedback control so that the detected hot water temperature detected by the radiator fluid outlet temperature detecting means 21 becomes the hot water temperature target value set by the radiator fluid outlet temperature setting means 22. By adjusting the rotation speed of the
次に、冷媒漏れ等による冷媒不足判定の動作について、図2のフローチャートを用いて説明する。 Next, the operation of the refrigerant shortage determination due to refrigerant leakage or the like will be described using the flowchart of FIG.
スクロール圧縮機11の運転が開始され、所定時間経過後、経過時間計測値tをリセットし、再度経過時間の計測を開始する。(ステップ101)
次に、循環量検出手段24により流体(湯水)の循環量Gwを検出する。(ステップ102)本実施の形態では、循環量を直接検出するのではなく、循環量制御手段23が水ポンプ15に対して指示した回転数より、循環量を推定している。
The operation of the scroll compressor 11 is started, and after a predetermined time has elapsed, the elapsed time measurement value t is reset, and the measurement of the elapsed time is started again. (Step 101)
Next, the circulation amount Gw of the fluid (hot water) is detected by the circulation amount detection means 24. (Step 102) In the present embodiment, the circulation amount is not directly detected, but the circulation amount is estimated from the number of revolutions instructed to the
次に、検出した循環量Gwが、予め定められた循環量α未満であるか否かの比較を行い、流体の循環量Gwと予め定められた循環量αとの大小判定を行う。(ステップ103)Gw≧αの場合には、ステップ101に戻り、Gw<αの場合には、ステップ104に進む。 Next, a comparison is made as to whether or not the detected circulation amount Gw is less than a predetermined circulation amount α to determine whether the fluid circulation amount Gw is equal to the predetermined circulation amount α. (Step 103) If Gw ≧ α, the process returns to Step 101. If Gw <α, the process proceeds to Step 104.
次に、放熱器流体出口温度検出手段21(例えば、配管上に設けられ配管の温度を検出する温度センサや、配管中に設けられ直接水温を検出する温度センサ)により出湯温度Twを検出する。(ステップ104)
次に、検出した出湯温度Twと、放熱器流体出口温度設定手段22により予め定められた出湯温度目標値Tw0との温度差ΔTwを演算する。(ステップ105)
次に、ΔTwが、予め設定されたβ以上であるか否かの比較を行い、出湯温度が出湯温度目標値に達しているか否かを判定する。(ステップ106)ΔTw<βの場合には、ステップ101に戻り、ΔTw≧βの場合には、ステップ107に進む。
Next, the tapping temperature Tw is detected by the radiator fluid outlet temperature detection means 21 (for example, a temperature sensor provided on the pipe for detecting the temperature of the pipe or a temperature sensor provided in the pipe for directly detecting the water temperature). (Step 104)
Next, a temperature difference ΔTw between the detected hot water temperature Tw and a hot water temperature target value Tw0 determined in advance by the radiator fluid outlet temperature setting means 22 is calculated. (Step 105)
Next, a comparison is made as to whether ΔTw is equal to or greater than β set in advance, and it is determined whether the tapping temperature reaches a tapping temperature target value. (Step 106) If ΔTw <β, the process returns to Step 101. If ΔTw ≧ β, the process proceeds to Step 107.
次に、吐出温度検出手段41(例えば、配管上に設けられた配管の温度を検出する温度センサ)により吐出冷媒温度Tdを検出する。(ステップ107)
次に、検出した吐出冷媒温度Tdと、放熱器流体出口温度設定手段22により予め定められた出湯温度目標値Tw0との温度差ΔTdを算出する。(ステップ108)
次に、温度差ΔTdが、予め定めた値γ以上であるかの比較を行い、ΔTd≧γの場合には、ステップ110に進み、ΔTd<γの場合には、ステップ101に戻る。(ステップ109)
次に、経過時間計測値tが、予め定められた時間t0以上であるか否かの判定を行う。(ステップ110)ここでは、各々の検出手段の誤検出を防止するために、ステップ103、106、109の条件が連続して一定時間成立しているか否かの判定を行っており、経過時間tが一定時間t0以上経過した場合には、ステップ111に進み、経過していない場合には、ステップ102に戻る。
Next, the discharge refrigerant temperature Td is detected by the discharge temperature detection means 41 (for example, a temperature sensor that detects the temperature of a pipe provided on the pipe). (Step 107)
Next, a temperature difference ΔTd between the detected discharged refrigerant temperature Td and the tapping temperature target value Tw0 determined in advance by the radiator fluid outlet temperature setting means 22 is calculated. (Step 108)
Next, a comparison is made as to whether the temperature difference ΔTd is equal to or greater than a predetermined value γ. If ΔTd ≧ γ, the process proceeds to step 110, and if ΔTd <γ, the process returns to step 101. (Step 109)
Next, it is determined whether or not the elapsed time measurement value t is equal to or greater than a predetermined time t0. (Step 110) Here, in order to prevent erroneous detection of each detection means, it is determined whether or not the conditions of
以上のステップ103、106、109の条件が連続して一定時間成立しているか否かの判定を行い、所定の時間成立した場合には、冷媒不足判定手段61は冷媒不足の状態であると判定し、リモコン等の表示機器(図示せず)に異常表示を行うとともに、スクロール圧縮機11を停止し、インバータ式のスクロール圧縮機11を損傷等の信頼性の低下を防止する。
It is determined whether or not the above conditions of
次に、冷媒不足となった場合の冷凍サイクルの動きについて説明する。図3は冷媒量に対応する水ポンプ15の回転数を図に示したものである。図3において、横軸の冷媒量比とは、適正な冷媒量に対する冷媒不足時の冷媒量の比である。つまり冷媒量比50%とは、適正な冷媒量に対して50%の冷媒量しか有していないことを示す。また、縦軸のうち左の軸に示すものは、出湯温度検出値および出湯温度目標値を示すものであり、右の軸に示すものは、適正な冷媒量時における水ポンプの回転数に対する割合であり、循環量比80%とは、適正な冷媒量時における水ポンプの回転数の80%の回転数しか出力していないことを示す。なお、図3に示す図は冷凍サイクル装置の一実施例について示すものであり、これに限定されることはない。
Next, the movement of the refrigeration cycle when the refrigerant becomes insufficient will be described. FIG. 3 shows the number of rotations of the
一般的に、冷媒不足を生じると、スクロール圧縮機11が吐出する冷媒の循環量が不足し、放熱器12での加熱能力が低下する。しかしながら、上述のように、出湯温度検出値が出湯温度目標値となるように、流体の循環量を水ポンプ15により調整しているので、図3に示すように、ある程度の冷媒不足であれば、(図3において示すのであれば、冷媒量比40〜50%までの冷媒量までは)水の循環量を低下させることによって、出湯温度を目標値に維持することは可能である。
Generally, when the refrigerant shortage occurs, the circulation amount of the refrigerant discharged from the scroll compressor 11 is insufficient, and the heating capacity in the
しかしながら、それ以下の冷媒量になると、水ポンプ15の回転数は、最小回転数となってしまい、水の循環量をそれ以上低下させることができず、出湯温度検出値と出湯温度目標値との温度差が大きく拡大してしまうため、出湯温度検出値と出湯温度目標値との温度差が、所定温度以上拡大したときには、冷媒漏れ判定の基準の一つであるといえる。
However, when the refrigerant amount becomes less than that, the rotation speed of the
上記のように構成、あるいは、制御された冷凍サイクル装置の効果について説明する。図4は、放熱器12において冷媒から水に与えられる熱量(放熱能力)が一定となるように制御された状態で、冷媒が不足した場合の高圧側圧力の変化を示している。図4より、二酸化炭素(CO2)を用いた場合には、従来冷媒であるR410Aを用いた場合に比べて、冷媒不足時の高圧側圧力の低下度合いが大きい。これは、図5、6に示す適正冷媒量(実線)から冷媒不足時(破線、一点鎖線)の圧力・エンタルピ線図上に示した冷凍サイクルの動きから説明できる。図5のように、二酸化炭素(CO2)を用いた場合には、適正冷媒量(実線)や若干の冷媒不足時(破線)では超臨界サイクルとなる。また、大きく冷媒不足(一点鎖線)となった場合にも、高圧側のエンタルピ変化の大部分は二相域よりもガス域での変化となる。このため、放熱器12の冷媒流路12aにおける入口と出口との冷媒温度差が大きく(温度勾配が大きく)なるために、高圧側圧力が低くても、流体流路12bを流れる水との温度差が確保できるので十分な熱交換が行える(加熱能力が確保できる)。一方、図6のように、従来の冷媒であるR410Aを用いた場合には、高圧側のエンタルピ変化の大部分は二相域での変化となるので、流体流路2bを流れる水との温度差を確保するために比較的高い凝縮温度に応じた高圧側圧力となり、冷媒不足となっても大幅に高圧側圧力が低下することはない。
The effects of the refrigeration cycle apparatus configured or controlled as described above will be described. FIG. 4 shows a change in the high-pressure side pressure when the refrigerant runs short in a state where the heat (heat radiation capacity) given from the refrigerant to the water in the
すなわち、二酸化炭素を用いた場合には、凝縮温度と無関係に高圧側圧力が決まる超臨界サイクルゆえの特徴により、冷媒不足時に高圧側圧力が大きく低下する。さらに、図7は、放熱器12において冷媒から水に与えられる熱量が一定となるように制御された状態で、冷媒不足時の吐出温度の上昇を適正冷媒量での吐出温度からの差で示している。図7より、二酸化炭素(CO2)を用いた場合には、吸入過熱度や、吐出温度が一定となるように制御されていない場合でも、従来冷媒であるR410Aを用いた場合に比べて、冷媒不足時の吐出温度の上昇度合いが小さいことがわかる。これは、図4で説明したように、二酸化炭素(CO2)を用いた場合には高圧側圧力の低下が大きいために、それに応じて吐出温度の上昇度合いも小さくなるものである。なお、吸入過熱度を一定とするように減圧器13を制御している場合や、本実施の形態のように吐出温度を一定とするように減圧器13を制御している場合には、吐出温度の上昇がさらに抑制される。したがって、冷媒に二酸化炭素のように高圧側で超臨界状態となりうる冷媒を用いた場合には、従来のように吐出温度の上昇により冷媒不足を判定するのは困難である。
That is, when carbon dioxide is used, the high pressure side pressure is greatly reduced when the refrigerant is insufficient due to the supercritical cycle in which the high pressure side pressure is determined regardless of the condensation temperature. Further, FIG. 7 shows an increase in the discharge temperature when the refrigerant is insufficient with a difference from the discharge temperature at an appropriate refrigerant amount in a state where the heat given from the refrigerant to the water in the
しかしながら、特許文献2に示すような冷媒不足の判定方法(流体の循環量が所定値未満であり、出湯温度検出値と出湯温度目標値との温度差が所定値以上である時に冷媒不足であると判断する方法)を用いると、出湯温度検出値と出湯温度目標値との温度差が所定値以上であったとしても、転覆現象時にも同様に出湯温度検出値と出湯温度目標値との温度差が所定値以上拡大することがあり、冷媒不足でないにも関わらず、冷媒不足であると判定される。 However, the refrigerant shortage determination method as shown in Patent Document 2 (the refrigerant is short when the circulating amount of the fluid is less than a predetermined value and the temperature difference between the hot water temperature detection value and the hot water temperature target value is greater than or equal to the predetermined value). If the temperature difference between the tapping temperature detection value and the tapping temperature target value is equal to or greater than a predetermined value, the temperature between the tapping temperature detection value and the tapping temperature target value is also the same during the overturning phenomenon. The difference may increase by a predetermined value or more, and it is determined that the refrigerant is insufficient even though the refrigerant is not insufficient.
そこで、本発明では、ステップ109の判断を行うことによって、確実に冷媒不足と転覆現象とを区別しており、より正確に冷媒不足を判定するものである。
Therefore, in the present invention, the determination in
図8は、転覆現象発生時の吐出冷媒温度と出湯温度とを示した図である。図8において、転覆現象発生時には、吐出冷媒温度および出湯温度が、目標吐出温度および出湯温度目標値よりも大きく低下していることが分かる。つまり、流体の循環量が所定値未満であり
、かつ、出湯温度検出値が出湯温度目標値に達していない場合がある。
FIG. 8 is a diagram showing the discharged refrigerant temperature and the tapping temperature when the overturning phenomenon occurs. In FIG. 8, it can be seen that when the overturning phenomenon occurs, the discharge refrigerant temperature and the hot water temperature are significantly lower than the target discharge temperature and the hot water temperature target value. That is, the circulating amount of fluid is less than a predetermined value, and the hot water temperature detection value may not reach the hot water temperature target value.
一方、冷媒不足時には能力が低下するが、吐出冷媒温度が転覆現象発生時に比較してそれほど低下していない。そのため、吐出冷媒温度(冷媒の温度)と出湯温度検出値(流体の温度)との温度差が所定値γ以上であれば、転覆現象ではなく、冷媒不足と判定することができる。 On the other hand, the capacity decreases when the refrigerant is insufficient, but the discharged refrigerant temperature does not decrease so much as compared to the time when the capsize phenomenon occurs. Therefore, if the temperature difference between the discharged refrigerant temperature (refrigerant temperature) and the hot water temperature detection value (fluid temperature) is equal to or greater than the predetermined value γ, it can be determined that the refrigerant is insufficient and that the refrigerant is insufficient.
以上のように、吐出冷媒温度と出湯温度検出値との温度差が所定値γ以上であることを冷媒不足判定の基準のひとつとすることで、転覆現象と冷媒不足とを正確に判定することができ、使用性の高い冷凍サイクル装置を提供することができる。 As described above, it is possible to accurately determine the overturning phenomenon and the refrigerant shortage by setting the temperature difference between the discharged refrigerant temperature and the tapping temperature detection value to be equal to or greater than the predetermined value γ as one of the criteria for the refrigerant shortage determination. Therefore, a refrigeration cycle apparatus with high usability can be provided.
(実施の形態2)
本発明の第2の実施の形態における冷凍サイクル装置である給湯装置について説明する。本実施の形態の概略構成は図1と同様であるため、構成および冷凍サイクルの動作の説明は省略する。
(Embodiment 2)
A hot water supply apparatus that is a refrigeration cycle apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described. Since the schematic configuration of the present embodiment is the same as that of FIG. 1, description of the configuration and the operation of the refrigeration cycle is omitted.
冷媒漏れ等による冷媒不足時の制御の動作について図9のフローチャートを用いて説明する。なお、図9において図2と同様のステップは同じ番号を付し、説明を省略する。ステップ101から109を行った後、電流検出手段32(例えば、駆動手段31であるインバータ回路から圧縮機11へ通電される電流を検出する電流センサ)により通電電流を検出する(ステップ201)。検出した通電電流値Iと予め定められた電流値I0との比較を行い(ステップ202)、圧縮機11が高負荷の状態であるか否かを判定する。通電電流値Iが予め定められた値I0未満の場合には次のステップに進み、設定値I0以上の場合にはステップ101に戻る。その後、ステップ110を行う。したがって、水の循環量が予め定められた値未満であり、かつ、出湯温度が出湯温度目標値に達しておらず、かつ、吐出温度と放熱器流体目標温度との温度差が所定値以上であり、かつ、通電電流が予め定められた値未満である条件が一定時間、成立した場合には、冷媒不足判定手段61は冷媒不足の状態であると判定し、リモコン等の表示器(図示せず)に異常表示を行うとともに、スクロール圧縮機11を停止し(ステップ111)、スクロール圧縮機11を損傷させるといった冷凍サイクル装置の信頼性の低下を防止する。
The control operation when the refrigerant is insufficient due to refrigerant leakage or the like will be described with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 9, the same steps as those in FIG. After performing
次に、冷媒不足となった場合の冷凍サイクルの動きについて説明する。冷媒不足が生じると、スクロール圧縮機11が吐出する冷媒の循環量が不足し、放熱器12での加熱能力が低下する。また、冷媒の循環量が不足により圧縮機11は低負荷となるので、圧縮機11への通電電流は減少する。このため、水の循環量が予め定められた値未満であり、かつ、出湯温度が出湯温度目標値に達しておらず、かつ、吐出温度と放熱器流体目標温度との温度差が所定値以上であり、かつ、電流検出手段32により検出された通電電流が予め定められた値未満である場合には、冷媒不足の状態であると判定できる。
Next, the movement of the refrigeration cycle when the refrigerant becomes insufficient will be described. When the refrigerant shortage occurs, the circulation amount of the refrigerant discharged from the scroll compressor 11 is insufficient, and the heating capacity in the
一方、冷媒不足でない場合であっても、例えば、低外気温での運転時などには、水の循環量が予め定められた値未満であり、かつ、出湯温度が出湯温度目標値に達していないことがある。しかし、この場合にはスクロール圧縮機11は高負荷で運転されているので、通電電流は低減せれずにむしろ増大する。したがって、電流検出手段32の検出した電流検出値が予め定められた値以上となり、冷媒不足判定手段61は冷媒不足を判定せずに、スクロール圧縮機11への通電を続行しその運転を継続させる。このため、本実施の形態ではスクロール圧縮機の高負荷運転時に誤って冷媒不足を判定するのを防止し、冷媒不足をより正確に検出することができる。
On the other hand, even when the refrigerant is not insufficient, for example, during operation at a low outside air temperature, the amount of water circulation is less than a predetermined value, and the tapping temperature reaches the tapping temperature target value. There may not be. However, in this case, since the scroll compressor 11 is operated at a high load, the energization current is not reduced but rather increases. Therefore, the current detection value detected by the current detection unit 32 becomes equal to or greater than a predetermined value, and the refrigerant
なお、電流検出手段32は圧縮機11への通電電流を検出するとしているが、送風ファン17や、水ポンプ15などへの通電電流を含む冷凍サイクル装置全体への通電電流を検
出するようにしても、スクロール圧縮機11への通電電流が冷凍サイクル装置全体への通電電流の大部分を占めるために、同様の効果が得られる。
The current detection means 32 detects the energization current to the compressor 11. However, the current detection means 32 detects the energization current to the entire refrigeration cycle apparatus including the energization current to the blower fan 17 and the
また、予め定められた電流値I0は、スクロール圧縮機11の運転周波数に応じた複数の値を設定してもよい。 The predetermined current value I0 may be set to a plurality of values corresponding to the operating frequency of the scroll compressor 11.
(実施の形態3)
本発明の第3の実施の形態における冷凍サイクル装置である給湯装置について説明する。本実施の形態の概略構成は図1と同様であるため、構成および冷凍サイクルの動作の説明は省略する。
(Embodiment 3)
A hot water supply apparatus that is a refrigeration cycle apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described. Since the schematic configuration of the present embodiment is the same as that of FIG. 1, description of the configuration and the operation of the refrigeration cycle is omitted.
冷媒漏れ等による冷媒不足時の制御の動作について図10のフローチャートを用いて説明する。なお、図10において図9と同様のステップは同じ番号を付し、説明を省略する。ステップ101から109を行った後、減圧器開度方向判定手段44によって、減圧器目標開度演算手段42が演算したフィードフォワード制御の目標値(目標減圧器開度1)PLS1と自らが演算したフィードバック制御の目標値(目標減圧器開度2)PLS2との比較を行い(ステップ301)、減圧器13が開方向に調整されつつあるか、あるいは、閉方向に調整されつつあるかを判定する。減圧器13が開方向に調整されつつある場合には次のステップに進み、閉方向に調整されつつある場合にはステップ101に戻る。その後、ステップ110を行う。したがって、水の循環量が予め定められた値未満であり、かつ、出湯温度が出湯温度目標値に達しておらず、かつ、吐出温度と放熱器流体目標温度との温度差が所定値以上であり、かつ、減圧器13が開方向に調整されつつある条件が一定時間、成立した場合には、冷媒不足判定手段61は冷媒不足の状態であると判定し、リモコン等の表示器(図示せず)に異常表示を行うとともに、スクロール圧縮機11を停止し(ステップ111)、スクロール圧縮機11を損傷させるといった冷凍サイクル装置の信頼性の低下を防止する。
The control operation when the refrigerant is insufficient due to refrigerant leakage or the like will be described with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 10, the same steps as those in FIG. After performing
次に、冷媒不足となった場合の冷凍サイクルの動きについて説明する。冷媒不足が生じると、スクロール圧縮機11が吐出する冷媒の循環量が不足し、放熱器12での加熱能力が低下するとともに、吐出温度が上昇する。しかし、冷凍サイクルが安定しているときには、減圧器開度演算操作手段43は、吐出温度検出手段41が検出したスクロール圧縮機11の吐出温度が、予め定められた目標吐出温度となるように、自ら演算した目標減圧器開度2に減圧器13の開度を調整(フィードバック制御)する。すなわち、冷媒不足の状態では吐出温度は上昇傾向あるので、減圧器13を開方向に調整しようとする。ここで、冷媒不足時の冷凍サイクルの状態をもとに演算したフィードバック制御の目標値(目標減圧器開度2)は、適正冷媒量での冷凍サイクルの状態をもとに演算されているフィードフォワード制御の目標値(目標減圧器開度1)より大きな値となるために、これらの値を比較することで減圧器13の開度方向が判定できる。
Next, the movement of the refrigeration cycle when the refrigerant becomes insufficient will be described. When the refrigerant shortage occurs, the circulation amount of the refrigerant discharged from the scroll compressor 11 is insufficient, the heating capacity in the
したがって、水の循環量が予め定められた値未満であり、かつ、出湯温度が出湯温度目標値に達しておらず、かつ、吐出温度と放熱器流体目標温度との温度差が所定値以上であり、かつ、減圧器13が開方向に調整されつつある場合には、冷媒不足の状態であると判定できる。一方、例えば、高圧側圧力や吐出温度による保護制御により減圧器13を大きく開方向に調整する場合がある。この場合には、減圧器13を大きく開けることで保護制御が解除されれば、再び吐出温度が一定となるように減圧器開度演算操作手段43によって減圧器13は閉方向に調整される。したがって、冷媒不足でない場合であっても、保護制御などにより減圧器13を大きく開方向に調整されたことにより、水の循環量が予め定められた値未満であり、かつ、出湯温度が出湯温度目標値に達していないことがあるが、この場合には、減圧器13は閉方向に調整されつつあるので、冷媒不足判定手段61は冷媒不足を判定せずに、圧縮機11への通電を続行しその運転を継続させる。したがって、
本実施の形態では保護制御等の実施後のような冷凍サイクルが安定していない場合に、誤って冷媒不足を判定するのを防止し、冷媒不足をより正確に検出することができる。
Therefore, the circulation amount of water is less than a predetermined value, the tapping temperature does not reach the tapping temperature target value, and the temperature difference between the discharge temperature and the radiator fluid target temperature is not less than a predetermined value. If the
In the present embodiment, when the refrigeration cycle after the implementation of protection control or the like is not stable, it is possible to prevent the refrigerant shortage from being erroneously determined, and to detect the refrigerant shortage more accurately.
なお、減圧器開度方向判定手段44は、フィードフォワード制御の目標値(目標減圧器開度1)とフィードバック制御の目標値(目標減圧器開度2)を比較して、減圧器13の開度方向を判定するものとしているが、例えば、一定時間前の減圧器13の開度と、現在の減圧器13の開度を比較して、減圧器13が開方向に調整されつつあるか、あるいは、閉方向に調整されつつあるかを判定してもよい。また、目標減圧器開度1や目標減圧器開度2に一定値を加算、乗算するなどの補正を行ってもよい。
The decompressor opening direction determining means 44 compares the target value of feedforward control (target decompressor opening 1) with the target value of feedback control (target decompressor opening 2) to open the
また、減圧器13は吐出温度が一定となるように制御されているとして説明したが、圧縮機11の吸入過熱度や、蒸発器14の出口過熱度が一定になるように制御する場合でも、同様の効果が得られる。
(実施の形態4)
本発明の第4の実施の形態における冷凍サイクル装置である給湯装置について説明する。本実施の形態の概略構成は図1と同様であるため、構成および冷凍サイクルの動作の説明は省略する。
Further, the
(Embodiment 4)
A hot water supply apparatus that is a refrigeration cycle apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described. Since the schematic configuration of the present embodiment is the same as that of FIG. 1, description of the configuration and the operation of the refrigeration cycle is omitted.
冷媒漏れ等による冷媒不足時の制御の動作について図11のフローチャートを用いて説明する。なお、図11において図9と同様のステップは同じ番号を付し、説明を省略する。ステップ101を行う前に、冷凍サイクルが除霜運転中であるか否を判定する(ステップ401)。冷凍サイクルが除霜運転中でない場合には次のステップに進み、除霜運転中である場合にはステップ401に戻る。その後、ステップ101から109、201および202、110を行う。したがって、水の循環量が予め定められた値未満であり、かつ、出湯温度が出湯温度目標値に達していない、かつ、吐出温度と放熱器流体目標温度との温度差が所定値以上である条件が一定時間、成立した場合には、冷媒不足判定手段61は冷媒不足の状態であると判定し、リモコン等の表示器(図示せず)に異常表示を行うとともに、スクロール圧縮機11を停止し(ステップ111)、スクロール圧縮機11を損傷させるといった冷凍サイクル装置の信頼性の低下を防止する。
The control operation when the refrigerant is insufficient due to refrigerant leakage or the like will be described with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 11, steps similar to those in FIG. Before performing
冷媒不足でない場合であっても、除霜運転中であるために、水の循環量が予め定められた値未満であり、かつ、出湯温度が出湯温度目標値に達していないことがあるが、この場合には、冷媒不足判定手段61は冷媒不足を判定せずに、スクロール圧縮機11への通電を続行しその運転を継続させる。したがって、本実施の形態では、除霜運転中である場合に、誤って冷媒不足を判定するのを防止し、冷媒不足をより正確に検出することができる。
Even if it is not a shortage of refrigerant, because the defrosting operation is in progress, the circulation rate of water is less than a predetermined value, and the tapping temperature may not reach the tapping temperature target value. In this case, the refrigerant
以上のように、本発明の冷凍サイクル装置および制御方法は、冷媒として高圧側で超臨界状態となりうる冷媒(例えば、R32、二酸化炭素、エタン、エチレン、酸化窒素およびそれらを含む混合冷媒など)を用いた給湯装置(給湯器)、空調機、車両用空調機(カーエアコン)において、安価な方法で、冷媒不足を確実に検知でき、冷凍サイクル装置の信頼性を損なうことがない。 As described above, the refrigeration cycle apparatus and the control method of the present invention use a refrigerant (for example, R32, carbon dioxide, ethane, ethylene, nitrogen oxide and a mixed refrigerant containing them) that can be in a supercritical state on the high pressure side as a refrigerant. In the used hot water supply device (hot water heater), air conditioner, and vehicle air conditioner (car air conditioner), the shortage of refrigerant can be reliably detected by an inexpensive method without impairing the reliability of the refrigeration cycle apparatus.
11 スクロール圧縮機
12 放熱器
13 減圧装置
14 蒸発器
15 水ポンプ
16 貯湯タンク
17 送風ファン
21 放熱器流体出口温度検出手段
22 放熱器流体出口温度設定手段
23 循環量制御手段
24 循環量検出手段
25 放熱器出口流体温度差演算手段
31 駆動手段
32 電流検出手段
41 吐出温度検出手段
42 減圧装置目標開度設定手段
43 減圧装置制御手段
44 減圧装置開度方向判定手段
45 温度差演算手段
51 除霜運転判定手段
61 冷媒不足判定手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11
Claims (5)
記冷凍サイクルを循環する冷媒の量が不足していると判断することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。 Furthermore, it is provided with a defrosting operation determination means for determining whether or not the refrigeration cycle apparatus is in a defrosting operation, and if the defrosting operation determination means determines that the refrigeration cycle apparatus is not in a defrosting operation, the refrigeration It is judged that the quantity of the refrigerant | coolant which circulates through a cycle is insufficient, The refrigeration cycle apparatus of any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101737502B1 (en) * | 2014-02-24 | 2017-05-18 | 신와 콘트롤즈 가부시키가이샤 | Chiller device |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014089007A (en) * | 2012-10-31 | 2014-05-15 | Daikin Ind Ltd | Air conditioner |
| JP6393895B2 (en) * | 2014-05-09 | 2018-09-26 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Refrigeration cycle equipment |
| JP6289403B2 (en) * | 2015-03-04 | 2018-03-07 | 株式会社ヴァレオジャパン | Refrigerant shortage determination device, refrigeration cycle provided with the same, and refrigerant shortage determination method for refrigeration cycle |
| EP3348938B1 (en) * | 2015-09-07 | 2019-11-27 | Mitsubishi Electric Corporation | Refrigeration cycle system |
| WO2021024404A1 (en) * | 2019-08-07 | 2021-02-11 | 三菱電機株式会社 | Chilling unit and air conditioning system |
| CN111397135A (en) * | 2020-04-02 | 2020-07-10 | 青岛海尔空调电子有限公司 | Fluorine-lack detection control method of air conditioner and air conditioner |
| CN114963528B (en) * | 2021-06-29 | 2023-08-18 | 青岛海尔新能源电器有限公司 | Refrigerant detection method, device, equipment and storage medium |
| CN115143671B (en) * | 2022-06-26 | 2024-02-06 | 浙江国祥股份有限公司 | Electronic expansion valve coupling control technology of screw water chilling unit |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08128765A (en) * | 1994-10-31 | 1996-05-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Compressor protection controller for air conditioner |
| JPH08254376A (en) * | 1995-03-17 | 1996-10-01 | Mitsubishi Electric Corp | Air conditioner |
| JP2000304388A (en) * | 1999-04-23 | 2000-11-02 | Matsushita Refrig Co Ltd | Air conditioner |
| JP3811153B2 (en) * | 2003-10-28 | 2006-08-16 | 松下電器産業株式会社 | Refrigeration cycle apparatus and control method thereof |
| JP4430406B2 (en) * | 2004-01-05 | 2010-03-10 | パナソニック株式会社 | Refrigeration cycle equipment |
| US7010925B2 (en) * | 2004-06-07 | 2006-03-14 | Carrier Corporation | Method of controlling a carbon dioxide heat pump water heating system |
| JP2006112698A (en) * | 2004-10-14 | 2006-04-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Air conditioner |
| JP2006194552A (en) * | 2005-01-17 | 2006-07-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Air conditioner |
| JP2006242438A (en) * | 2005-03-02 | 2006-09-14 | Sharp Corp | Refrigeration cycle equipment |
-
2007
- 2007-04-25 JP JP2007115203A patent/JP5239204B2/en active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101737502B1 (en) * | 2014-02-24 | 2017-05-18 | 신와 콘트롤즈 가부시키가이샤 | Chiller device |
| US9739514B2 (en) | 2014-02-24 | 2017-08-22 | Shinwa Controls Co., Ltd | Chiller apparatus with freezing cycle for cooling and refrigerant cycle for heating |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2008267761A (en) | 2008-11-06 |
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