JP7507402B2 - Air Conditioning Equipment - Google Patents
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Description
本発明は、空気調和装置に関する。 The present invention relates to an air conditioning device.
従来、圧縮機に戻される冷媒を気液分離して液冷媒を貯留するアキュムレータを備える空気調和装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この種の空気調和装置では、吐出された冷凍機油が冷媒回路内を循環して圧縮機へと戻る際に、冷凍機油が液冷媒と共にアキュムレータ内に溜まる場合がある。このとき、アキュムレータ内で液冷媒と冷凍機油とが二層分離してしまうと、アキュムレータ内に溜まった冷凍機油が圧縮機へと戻り難くなるため、圧縮機内の冷凍機油が不足し圧縮機が潤滑不良を起こす恐れがある。
そこで、特許文献1では、二層分離状態を検知した場合に、圧縮機の回転数を上げることにより、アキュムレータ内の二層分離した液冷媒と冷凍機油とを撹拌して二層分離状態を解消しようとしている。
Conventionally, there is known an air conditioner equipped with an accumulator that separates the refrigerant returned to the compressor into gas and liquid and stores the liquid refrigerant (see, for example, Patent Document 1). In this type of air conditioner, when the discharged refrigeration oil circulates through the refrigerant circuit and returns to the compressor, the refrigeration oil may accumulate in the accumulator together with the liquid refrigerant. In this case, if the liquid refrigerant and the refrigeration oil are separated into two layers in the accumulator, it becomes difficult for the refrigeration oil accumulated in the accumulator to return to the compressor, which may cause a shortage of refrigeration oil in the compressor and cause poor lubrication of the compressor.
Therefore, in
しかしながら、二層分離状態にあるか否かはアキュムレータ内の冷媒温度に起因するため、圧縮機の回転数を上げて撹拌しても二層分離状態は解消され難いという課題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、二層分離状態を解消し易くして、圧縮機の潤滑性を維持し易い空気調和装置を提供することを目的とする。
However, since whether or not the refrigerant is in a two-phase state depends on the refrigerant temperature in the accumulator, there is a problem in that the two-phase state is difficult to resolve even if the rotation speed of the compressor is increased to stir the refrigerant.
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and has an object to provide an air conditioner that makes it easy to eliminate the two-layer separation state and to easily maintain the lubrication of the compressor.
前記課題を解決するために、本発明は、圧縮機と、凝縮器と、蒸発器と、前記蒸発器から流入する冷媒を気液分離して液冷媒を貯留するアキュムレータと、を備える空気調和装置であって、前記圧縮機の吸込側に配置されて冷媒温度を検出する吸込温度センサ、外気の温度を検出する外気温センサ、前記アキュムレータ内の冷凍機油の濃度を検出する濃度センサ、及び、前記圧縮機の吸込側に配置されて冷媒圧力を検出する低圧センサの少なくとも一つで構成された検出手段と、前記検出手段の検出値に基づいて、冷凍機油が前記アキュムレータ内で液冷媒から分離している二層分離状態にあるか否かを判別する制御部と、を備え、前記検出手段は、前記圧縮機の吸込側に配置されて冷媒温度を検出する吸込温度センサを備え、前記制御部は、前記吸込温度センサの検出値に対応する冷媒温度が、前記二層分離状態が生じる温度に基づいて予め設定された閾値温度以下か否かを判別することにより、前記二層分離状態にあるか否かを判別し、前記制御部は、前記二層分離状態にあると判別した場合に、前記圧縮機の吸込温度を上昇させる二層分離解消制御を実行し、前記制御部は、前記吸込温度センサに検出された冷媒温度が、前記閾値温度よりも高く且つ空調性能が維持できるように予め設定された第二閾値温度よりも低い温度となるように、前記二層分離解消制御を実行することを特徴とする。
これによれば、蒸発器から流出する冷媒の冷媒温度を上昇させて、アキュムレータ内に流入する冷媒温度を上昇させることができる。
In order to solve the above problems, the present invention provides an air conditioning apparatus comprising a compressor, a condenser, an evaporator, and an accumulator that separates refrigerant flowing in from the evaporator into gas and liquid and stores the liquid refrigerant, comprising detection means arranged on the suction side of the compressor and including at least one of a suction temperature sensor that detects a refrigerant temperature, an outside air temperature sensor that detects an outside air temperature, a concentration sensor that detects a refrigerant oil concentration in the accumulator, and a low pressure sensor arranged on the suction side of the compressor that detects a refrigerant pressure, and a control unit that determines whether or not the refrigerant oil is separated from the liquid refrigerant in the accumulator based on a detection value of the detection means , and the detection means is The control unit is provided with a suction temperature sensor arranged on the suction side of the compressor to detect the refrigerant temperature, and the control unit determines whether or not the refrigerant temperature corresponding to the detection value of the suction temperature sensor is below a preset threshold temperature based on the temperature at which the two-layer separation state occurs, thereby determining whether or not the refrigerant is in the two-layer separation state, and when the control unit determines that the refrigerant is in the two-layer separation state, executes two-layer separation elimination control to raise the suction temperature of the compressor, and the control unit executes the two-layer separation elimination control so that the refrigerant temperature detected by the suction temperature sensor is higher than the threshold temperature and lower than a second threshold temperature that is preset so that air conditioning performance can be maintained .
According to this, the refrigerant temperature of the refrigerant flowing out from the evaporator can be increased, and the refrigerant temperature flowing into the accumulator can be increased.
本発明によれば、アキュムレータ内の冷媒温度を上昇させてアキュムレータ内の二層分離状態を解消し易くできるため、圧縮機に冷凍機油が戻り易くなり、圧縮機の潤滑性を維持し易くできる。 According to the present invention, the refrigerant temperature in the accumulator can be increased to easily eliminate the two-phase separation state in the accumulator, which makes it easier for the refrigeration oil to return to the compressor and makes it easier to maintain the lubrication of the compressor.
第1の発明は、圧縮機と、凝縮器と、蒸発器と、前記蒸発器から流入する冷媒を気液分離して液冷媒を貯留するアキュムレータと、を備える空気調和装置であって、前記圧縮機の吸込側に配置されて冷媒温度を検出する吸込温度センサ、外気の温度を検出する外気温センサ、前記アキュムレータ内の冷凍機油の濃度を検出する濃度センサ、及び、前記圧縮機の吸込側に配置されて冷媒圧力を検出する低圧センサの少なくとも一つで構成された検出手段と、前記検出手段の検出値に基づいて、冷凍機油が前記アキュムレータ内で液冷媒から分離している二層分離状態にあるか否かを判別する制御部と、を備え、前記制御部は、前記二層分離状態にあると判別した場合に、前記圧縮機の吸込温度を上昇させる二層分離解消制御を実行する。
これにより、蒸発器から流出する冷媒の冷媒温度を上昇させて、アキュムレータ内に流入する冷媒温度を上昇させることができる。アキュムレータ内の冷媒温度を上昇させてアキュムレータ内の二層分離状態を解消し易くできるため、圧縮機に冷凍機油が戻り易くなり、圧縮機の潤滑性を維持し易くできる。
A first invention is an air conditioning apparatus comprising a compressor, a condenser, an evaporator, and an accumulator that separates the refrigerant flowing in from the evaporator into gas and liquid and stores the liquid refrigerant, and further comprising detection means comprising at least one of an intake temperature sensor arranged on the suction side of the compressor to detect the refrigerant temperature, an outside air temperature sensor to detect the temperature of the outside air, a concentration sensor to detect the concentration of refrigeration oil in the accumulator, and a low pressure sensor arranged on the suction side of the compressor to detect the refrigerant pressure, and a control unit that determines whether the accumulator is in a two-layer separation state in which the refrigeration oil has been separated from the liquid refrigerant based on the detection value of the detection means, and when the control unit determines that the accumulator is in the two-layer separation state, it executes two-layer separation elimination control to increase the suction temperature of the compressor.
This increases the temperature of the refrigerant flowing out of the evaporator, thereby increasing the temperature of the refrigerant flowing into the accumulator. By increasing the refrigerant temperature in the accumulator, the two-phase separation state in the accumulator can be easily eliminated, making it easier for refrigeration oil to return to the compressor and making it easier to maintain the lubrication of the compressor.
第2の発明は、前記検出手段は、前記圧縮機の吸込側に配置されて冷媒温度を検出する吸込温度センサを備え、前記制御部は、前記吸込温度センサの検出値に対応する冷媒温度が、前記二層分離状態が生じる温度に基づいて予め設定された閾値温度以下か否かを判別することにより、前記二層分離状態にあるか否かを判別する。
これにより、冷媒温度に基づいて二層分離状態を判別して、二層分離解消制御を実行することができる。
In a second invention, the detection means includes an inlet temperature sensor arranged on the suction side of the compressor to detect the refrigerant temperature, and the control unit determines whether or not the refrigerant temperature corresponding to the detection value of the suction temperature sensor is below a preset threshold temperature based on the temperature at which the two-phase separation state occurs, thereby determining whether or not the refrigerant is in the two-phase separation state.
This makes it possible to determine whether the refrigerant is in a two-layer separation state based on the refrigerant temperature and to execute two-layer separation elimination control.
第3の発明は、前記制御部は、前記吸込温度センサに検出された冷媒温度が、前記閾値温度よりも高く且つ空調性能が維持できるように予め設定された第二閾値温度よりも低い温度となるように、前記二層分離解消制御を実行する。
これにより、圧縮機の吸込温度を上昇させ過ぎて空調性能を損なうことを回避でき、空調性能の維持と二層分離状態の解消性能の確保との両立を図ることができる。
In a third invention, the control unit executes the two-layer separation elimination control so that the refrigerant temperature detected by the suction temperature sensor is higher than the threshold temperature and lower than a second threshold temperature that is preset so as to maintain air conditioning performance.
This makes it possible to avoid damaging the air conditioning performance by excessively increasing the suction temperature of the compressor, and makes it possible to maintain the air conditioning performance while ensuring the ability to eliminate the two-layer separation state.
第4の発明は、前記制御部は、前記圧縮機を、通常運転時の周波数よりも抑制された周波数で運転することにより、前記二層分離解消制御を実行する。
これにより、圧縮機の制御により圧縮機の吸込温度を上昇させることができる。
In a fourth aspect of the present invention, the control unit executes the two-phase separation elimination control by operating the compressor at a frequency that is suppressed below a frequency during normal operation.
This allows the suction temperature of the compressor to be increased by controlling the compressor.
第5の発明は、前記圧縮機の吐出側に配置されて冷媒温度を検出する吐出温度センサを備え、前記制御部は、空調運転起動初期に前記吐出温度センサの検出値に基づいて冷媒が再凝縮しているか否かを判別し、冷媒が再凝縮している場合に前記二層分離解消制御を実行する。
これにより、空調運転起動初期において冷媒の再凝縮が検出される場合には、二層分離解消制御が実行されて圧縮機の運転周波数が抑制される。このため、圧縮機から吐出される冷凍機油の吐出量が抑制され、圧縮機内に冷凍機油を残し易くでき、圧縮機の損傷を抑制することができる。
The fifth invention includes a discharge temperature sensor arranged on the discharge side of the compressor to detect the refrigerant temperature, and the control unit determines whether the refrigerant is re-condensing based on the detection value of the discharge temperature sensor at the beginning of air conditioning operation startup, and executes the two-layer separation elimination control if the refrigerant is re-condensing.
As a result, when recondensation of the refrigerant is detected at the beginning of the air conditioning operation, the two-layer separation elimination control is executed to suppress the operating frequency of the compressor, thereby suppressing the amount of refrigeration oil discharged from the compressor, making it easier for refrigeration oil to remain in the compressor and suppressing damage to the compressor.
第6の発明は、前記制御部は、冷房運転で前記二層分離解消制御を実行し、暖房運転で前記二層分離解消制御を実行しない。
これにより、暖房運転では空調負荷が大きいので、二層分離解消制御を実行しないことにより、空調性能が大きく落ちこむことを回避できる。
In a sixth aspect of the present invention, the control unit executes the two-layer separation elimination control in a cooling operation and does not execute the two-layer separation elimination control in a heating operation.
As a result, since the air conditioning load is large during heating operation, by not executing the two-layer separation elimination control, it is possible to avoid a significant drop in air conditioning performance.
以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。
[1.第1実施形態]
図1は、実施形態に係る空気調和装置1の構成を示す図である。
図1に示すように、本実施形態の空気調和装置1は、室外ユニット10と、室外ユニット10に冷媒配管11を介して接続された室内ユニット20と、制御ユニット100を備えている。ただし、本実施形態においては、室内ユニット20を1台設置した場合の例を示しているが、これに限定されず、例えば、2台の室内ユニット20を設置しても、あるいは3台以上の室内ユニット20を設置するようにしてもよい。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[1. First embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an
As shown in Fig. 1, the
室外ユニット10は、インバータを用いて運転周波数を変化させることにより、能力が可変する。すなわち、運転周波数に応じて能力が変わる能力可変型の圧縮機12を備えている。圧縮機12の吐出側には、オイルセパレータ13が冷媒配管11を介して接続される。
The
オイルセパレータ13には、逆止弁14および四方弁15を介して室外熱交換器16が冷媒配管11を介して接続されている。室外熱交換器16には室外ファン16aで外気が送風される。室外熱交換器16には、室内ユニット20が冷媒配管11を介して接続されている。この室外熱交換器16と室内ユニット20との間の冷媒配管11の途中には、膨張弁17が設けられている。
An
室内ユニット20は、室内熱交換器21と室内膨張弁22とを備えている。室内熱交換器21には、室内ファン21aで内気が送風される。室内ユニット20には、冷媒配管11を介して室外ユニット10の四方弁15が接続されている。四方弁15は、アキュムレータ18を介して圧縮機12の吸込側に接続されている。
The
アキュムレータ18は、冷媒を気液分離するとともに、余剰冷媒を貯留する機能を有している。アキュムレータ18は、蒸発器として機能する室内熱交換器21あるいは室外熱交換器16から戻ってきた冷媒を、気液分離し、ガス冷媒が圧縮機12に送られ易くなっている。
アキュムレータ18のU字状の冷媒配管18aの下部には、オイル戻し穴18bが設けられている。オイル戻し穴18bを通じて、冷凍機油が圧縮機12側に戻される。
なお、本実施形態のアキュムレータ18では、冷媒配管18aにオイル戻し穴18bが設けられるが、冷媒配管18aのオイル戻し穴18bを用いずに(すなわち、オイル戻し穴18bが無い構成で)、冷凍機油を圧縮機12側に戻す構成でもよい。例えば、アキュムレータ18の底部に、アキュムレータ18外で冷媒配管18aから延びるオイル抜き配管を設け、そのオイル抜き配管に電磁弁または電動弁を設ける構成でもよい。この構成のアキュムレータ18では、冷凍機油を圧縮機12に戻す際にその電磁弁または電動弁を作動させてオイル抜き配管を開くことで、冷凍機油を圧縮機12側に戻すことができる。
The
An
In the
また、オイルセパレータ13には、オイル配管25が接続される。オイル配管25の一端はオイルセパレータ13に接続され、他端が圧縮機12の吸込側の冷媒配管11に接続される。オイル配管25には、オイル戻し用のキャピラリチューブ26が設けられている。オイルセパレータ13で冷媒から分離された冷凍機油はオイル配管25を介して圧縮機12に戻される。
An
冷媒配管11や、オイル配管25には複数のフィルター27が配置されている。具体的には、フィルター27が膨張弁17と開閉弁19aとの間に配置される。また、フィルター27は、開閉弁19bと四方弁15との間に配置される。さらに、フィルター27は、圧縮機12の吸込側に配置される。
室外ユニット10は、室内ユニット20から延びる冷媒配管11に接続される開閉弁19a、19bを備える。
A plurality of
The
圧縮機12の吐出側には、圧縮機12から吐出された冷媒の温度を検出する吐出温度センサ30が設けられている。オイルセパレータ13と逆止弁14との間には、高圧センサ31および高圧スイッチ32がそれぞれ設けられている。高圧センサ31は、圧縮機12から吐出された冷媒の圧力を検出する。高圧スイッチ32は、吐出冷媒の圧力が所定の最大圧力に達した場合に、空気調和装置1の動作を停止するためのスイッチである。
A
また、室外熱交換器16の一方の側(冷房運転時における冷媒流入側)には、室外熱交換器16のガス冷媒の温度を検出する室外ガス温度センサ33が設けられている。室外熱交換器16の他方の側(冷房運転時における冷媒流出側)には、室外熱交換器16の液冷媒の温度を検出する室外液温度センサ34が設けられている。さらに、室外熱交換器16には、外気温を検出する外気温センサ35が設けられている。
An outdoor
圧縮機12の吸込側の冷媒配管11には、圧縮機12に吸い込まれる冷媒の温度を検出する吸込温度センサ36および圧縮機12に吸い込まれる冷媒の圧力を検出する低圧センサ37がそれぞれ設けられている。本実施形態においては、吸込温度センサ36は四方弁15とアキュムレータ18との間に配置される。また、低圧センサ37は、アキュムレータ18と圧縮機12との間に配置される。なお、吸込温度センサ36は、四方弁15とアキュムレータ18との間に代えて、アキュムレータ18と圧縮機12との間であって、オイル配管25と冷媒配管11の接続部よりもアキュムレータ18側に配置してもよい。吸込温度センサ36および低圧センサ37により、過熱度検知手段が構成される。
The
室内熱交換器21の一方の側(冷房運転時における冷媒流入側)には、室内熱交換器21の液冷媒の温度を検出する室内液温度センサ38が設けられており、室内熱交換器21の他方の側(冷房運転時における冷媒流出側)には、室内熱交換器21のガス冷媒の温度を検出する室内ガス温度センサ39が設けられている。室内熱交換器21には、内気温(室内気温)を検出する内気温センサ40が設けられている。
An indoor
アキュムレータ18の底部には、オイル濃度センサ41が設けられている。オイル濃度センサ41は、アキュムレータ18内の冷凍機油の濃度を検出する。
An
空気調和装置1の室外ユニット10は、制御ユニット100を備える。制御ユニット100は、制御対象の部品や装置と電気的に接続されている。制御ユニット100は空気調和装置1の制御を行う。ただし、制御ユニット100が必ずしも室外ユニット10に設けられている必要はなく、適宜配置場所を変更しても良い。また、制御ユニット100は一か所にのみ配置される必要もなく、例えば、室外ユニット10と室内ユニット20とに分割して配置される構成でも良い。
なお、図1においては制御ユニット100の結線を省略している。制御ユニット100は、以下に説明するように電気的に各センサなどの電子部品と接続されて適宜必要な命令(コマンド)の送信や情報の相互通信を行っている。
ただし、電気的に接続とは、電線やケーブルによる接続以外に無線通信などが用いられる接続形態でも良い。
The
1 does not show wiring for the
However, the electrical connection may be a connection using wireless communication or the like other than a connection using electric wires or cables.
図2は、実施形態に係る制御構成を示すブロック図である。制御ユニット100は、空気調和装置1の各部を統括的に制御するものであり、図2に示すように、演算実行部としてのCPU、このCPUによって実行可能な基本制御プログラムや所定のデータ等を不揮発的に記憶するROM、データ等を揮発的に記憶するRAMなどのメモリ、その他の周辺回路などを備えている。
Figure 2 is a block diagram showing the control configuration according to the embodiment. The
また、制御ユニット100は、吐出温度センサ30、高圧センサ31、高圧スイッチ32、室外ガス温度センサ33、室外液温度センサ34、外気温センサ35、吸込温度センサ36、低圧センサ37、室内液温度センサ38、室内ガス温度センサ39、内気温センサ40、オイル濃度センサ41による検出値が入力される。そして、制御ユニット100は、これらの検出値に基づいて、圧縮機12の運転周波数、室外熱交換器16の室外ファン16a、室内熱交換器21の室内ファン21aの駆動制御や、膨張弁17、室内膨張弁22の開度制御等を行うように構成されている。
The
また、本実施形態においては、制御ユニット100は、冷房運転時において所定の条件に達した際に、二層分離解消制御を実行する。なお、本実施形態における冷房運転とは、室外熱交換器16が凝縮器として機能し、室内熱交換器機21が蒸発器として機能する空気調和装置1の運転を意味し、いわゆる、除湿運転も冷房運転に含む。
In addition, in this embodiment, the
図3は、油分比率と二層分離温度との関係を示す図である。
図3に示すように、R32の冷媒では、油分比率が10[wt%]から30[wt%]程度の場合について、液冷媒と冷凍機油とが二層分離した場合の二層分離温度(冷媒の温度)をプロットすると、二層分離温度は、マイナス所定温度近傍と、プラス所定温度近傍にあらわれる。つまり、アキュムレータ18内で液冷媒と冷凍機油とが二層分離状態にあるか否かは冷媒温度に依存する。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the oil content and the two-phase separation temperature.
As shown in Fig. 3, when the R32 refrigerant has an oil content of about 10 wt% to 30 wt%, the two-layer separation temperature (refrigerant temperature) when the liquid refrigerant and the refrigeration oil are separated into two layers is plotted, and the two-layer separation temperature appears near the minus a specified temperature and near the plus a specified temperature. In other words, whether the liquid refrigerant and the refrigeration oil are in a two-layer state in the
マイナス所定温度近傍にプロットした点を結んだ線L1により、液冷媒と冷凍機油が分離する分離域R1と、液冷媒に冷凍機油が溶解する溶解域R2とに分けられる。また、プラス所定温度近傍にプロットした点を結んだ線L2により、液冷媒に冷凍機油が溶解する溶解域R2と、液冷媒と冷凍機油が分離する分離域R3とに分けられる。 Line L1, which connects the plotted points near the minus specified temperature, divides the temperature into a separation region R1 where the liquid refrigerant and the refrigeration oil separate, and a dissolution region R2 where the refrigeration oil dissolves in the liquid refrigerant. Line L2, which connects the plotted points near the plus specified temperature, divides the temperature into a dissolution region R2 where the refrigeration oil dissolves in the liquid refrigerant, and a separation region R3 where the liquid refrigerant and the refrigeration oil separate.
一般に、空調運転においては、冷媒温度は分離域R1に属する温度になる可能性があるので、冷媒温度が分離域R1に属する温度にある場合には、冷媒温度を高めて溶解域R2に属する温度へ冷媒温度を移行する。
ここで、従来、空調運転に用いられることが多いR410A冷媒は、上記線L1に対応するマイナス所定温度は低い。これに対して、本実施形態で使用されるR32冷媒では、マイナス所定温度が、R410A冷媒よりも相当に高いので、R410A冷媒を使用する場合よりも、R32冷媒を使用する場合の方が、冷媒温度が分離機R1の温度になり易く、二層分離状態となり易い。よって、R32冷媒を使用する本実施形態の空気調和装置1では、二層分離状態を解消する必要性が高い。
Generally, during air conditioning operation, the refrigerant temperature may reach a temperature belonging to separation region R1, so when the refrigerant temperature is at a temperature belonging to separation region R1, the refrigerant temperature is increased to transition to a temperature belonging to dissolution region R2.
Here, the R410A refrigerant, which has been used in many air-conditioning operations, has a low minus-predetermined temperature corresponding to the line L1. In contrast, the R32 refrigerant used in this embodiment has a significantly higher minus-predetermined temperature than the R410A refrigerant, so the refrigerant temperature is more likely to reach the separator R1 temperature and the two-layer separation state occurs more easily when the R32 refrigerant is used than when the R410A refrigerant is used. Therefore, in the air-
そこで、本実施形態の制御ユニット100は、二層分離状態にある場合に、圧縮機12の吸込温度を上昇させる二層分離解消制御を実行する。具体的には、制御ユニット100は、圧縮機12の吸込温度を上昇させるために、蒸発器として機能する室内熱交換器21の蒸発温度を上昇させる。これにより、アキュムレータ18内の冷媒温度を溶解域R2の温度とさせ易く、液冷媒に冷凍機油が溶解し二層分離状態が解消され易くなる。よって、液冷媒に溶解した冷凍機油がオイル戻し穴18bを通じて圧縮機12に戻り易くなり、圧縮機12の潤滑性が維持され易くなる。
なお、一般的な、空調運転時に必要な空調能力を確保するための蒸発温度は、5[℃]以上15[℃]以下である。このため、実用上は、15[℃]以下の二層分離温度に基づいて、二層分離解消制御を実行すればよい。
Therefore, in the present embodiment, the
Generally, the evaporation temperature for ensuring the air conditioning capacity required during air conditioning operation is 5° C. or higher and 15° C. or lower. Therefore, in practice, two-layer separation elimination control may be executed based on the two-layer separation temperature of 15° C. or lower.
図4は、運転起動初期における圧縮機12の吐出凝縮温度(吐出飽和温度)と圧縮機12の容器の表面温度と運転時間との関係を示す図である。
図4において、圧縮機12の吐出凝縮温度を符号A1、A2で示す。このうち、高温側の吐出凝縮温度A1は、低温側の吐出凝縮温度A2よりも、圧縮機12の運転周波数が高い場合を示す。また、圧縮機12の容器の表面温度を符号Bで示す。
図4に示すように、空調の運転起動初期には、圧縮機12の表面温度Bは圧縮機12の運転時間の経過と共に上昇する。吐出凝縮温度A1、A2も、圧縮機12の運転時間の経過と共に上昇する傾向にあるが、圧縮機12の運転周波数が高いほど吐出凝縮温度A1、A2が大きい温度になり易い。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the discharge condensation temperature (discharge saturation temperature) of the
4, the discharge condensation temperatures of the
4, in the early stage of starting up the air conditioning operation, the surface temperature B of the
よって、運転起動初期には、圧縮機12の運転周波数が高いほど、圧縮機12の表面温度Bに対する飽和温度(凝縮温度)A1の温度差Cが大きくなり易い。温度差Cが大きくなると、ガス冷媒が圧縮機12の容器の表面で冷却された場合に、容易に飽和温度(凝縮温度)以下になり易い。よって、圧縮機12では、ガス冷媒が圧縮機12の表面温度で冷却されて液化される現象、いわゆる、再凝縮が発生し易くなる。再凝縮が発生すると、圧縮機12から液冷媒が吐出され易くなるため、冷凍機油が液冷媒に溶解して吐出され、圧縮機12内の冷凍機油が減少し易くなる。一方で、再凝縮が発生しない場合には、液冷媒が吐出され難くなるため、再凝縮が発生する場合に比べて、圧縮機12内の冷凍機油の量が低下し難い。
Therefore, at the beginning of operation, the higher the operating frequency of the
そこで、本実施形態の制御ユニット100は、空調運転初期段階において再凝縮が発生すると判別される場合に、圧縮機12の運転周波数を、通常運転時の周波数よりも抑制された周波数にする二層分離解消制御を実行する。通常運転は、二層分離解消制御を実行しない場合の運転である。
これにより、圧縮機12の表面温度Bに対する飽和温度(凝縮温度)A2の温度差Cが小さくなるようにして、圧縮機12から吐出する冷凍機油の量を抑制することができる。また、二層分離解消制御に伴い冷凍機油がアキュムレータ18に戻り易くなる。
Therefore, when it is determined that re-condensation will occur in the early stage of air conditioning operation, the
This reduces the temperature difference C between the saturation temperature (condensation temperature) A2 and the surface temperature B of the
次に、本実施形態における二層分離解消制御の判別実行動作について説明する。
図5は、実施形態に係る空気調和装置1の二層分離解消制御の判別実行動作を示すフローチャートである。図5の動作は、制御ユニット100が空気調和装置1の各部を制御することにより実行される。
Next, the determination and execution operation of the two-layer separation elimination control in this embodiment will be described.
5 is a flowchart showing the determination and execution operation of the two-layer separation elimination control of the
図5に示すように、制御ユニット100は、二層分離解消制御の判別実行動作の処理を開始すると、冷房運転か否かを判別する(ステップST1)。
制御ユニット100は、冷房運転の場合(ステップST1;YES)、二層分離状態にあるか否かを判別する(ステップST2)。本実施形態では、二層分離状態にあるか否かを、吸込温度センサ36の検出値に対応する吸込冷媒温度に基づいて判別する。制御ユニット100は、吸込冷媒温度が、予め設定された閾値温度以下か否かを判別する。閾値温度は、二層分離温度に基づいて設定される。冷媒がR32である本実施形態では、閾値温度は、図3の線L1で示される温度に基づいて設定される。一例として、閾値温度は、図3の線L1が示す最大となる場合の第1温度T1が設定されている。制御ユニット100は、吸込冷媒温度が、閾値温度(第1温度T1)以下と判別した場合に、二層分離状態にあると判別する。また、制御ユニット100は、吸込冷媒温度が、閾値温度(第1温度T1)以下ではない、すなわち、吸込冷媒温度が閾値温度(第1温度T1)よりも大きいと判別した場合に、二層分離状態にないと判別する。
As shown in FIG. 5, when the
In the case of cooling operation (step ST1; YES), the
なお、本実施形態では、二層分離状態か否かを冷媒温度に基づいて判別するが、例えば、外気温センサ35の取得する外気温に基づいて判別してもよい。すなわち、外気温が所定の温度以下の場合にアキュムレータ18内で二層分離状態が生じていると判別してもよい。また、冷媒温度や外気温という温度に基づいて二層分離状態が生じているか否かを判別する構成に代えて、オイル濃度センサ41が検知する冷凍機油の濃度に基づいて、アキュムレータ18内で二層分離状態が生じているか否かを判別してもよい。すなわち、冷凍機油の濃度が所定の閾値濃度以下の場合に二層分離状態が生じていると判別してもよい。さらに、低圧センサ37が検出する吸込冷媒圧力に対応する冷媒の飽和温度(低圧冷媒飽和温度)に基づいて、二層分離状態が生じていると判別してもよい。また、一つだけのセンサの検出値に限らず、吸込温度センサ36と外気温センサ35とオイル濃度センサ41と低圧センサ37のうちの複数のセンサの検出値に基づいて二層分離状態が生じていると判別してもよい。
In this embodiment, the two-layer separation state is determined based on the refrigerant temperature, but it may be determined based on the outside air temperature acquired by the outside
制御ユニット100は、二層分離状態であると判別する場合(ステップST2;YES)、圧縮機12で冷媒の再凝縮が発生したか否かを判別する(ステップST3)。本実施形態では、制御ユニット100は、吐出温度センサ30の検出値に対応する吐出冷媒温度と、高圧センサ31の検出値に対応する吐出冷媒圧力とに基づいて、再凝縮が発生した否かを判別する。
When the
詳細には、制御ユニット100は、予め記憶されたルックアップテーブル情報に基づいて、吐出冷媒圧力に対応する冷媒の飽和温度を取得する。制御ユニット100は、冷媒の飽和温度を取得すると、吐出冷媒温度から飽和温度を引いた温度差分ΔT(図6、図7参照)を演算する。制御ユニット100は、この温度差分ΔTが、所定の差分閾値Δa(図6、図7参照)以上か否かを判別する。制御ユニット100は、温度差分ΔTが、差分閾値Δa以下と判別した場合に、再凝縮が発生したと判別する。また、制御ユニット100は、温度差分ΔTが差分閾値Δa以下でない、すなわち、温度差分ΔTが差分閾値Δaよりも大きいと判別した場合には、再凝縮が発生していないと判別する。なお、差分閾値Δaとしては、0[℃]が設定可能であるが、マージンを考慮して、0[℃]以上10[℃]以下の値が設定される。本実施形態では、一例として、差分閾値Δaは5[℃]に設定される。
In detail, the
なお、本実施形態では、吐出温度センサ30の検出値に対応する吐出冷媒温度と、高圧センサ31の検出値に対応する吐出冷媒圧力とに基づいて、再凝縮が発生した否かを判別するが、吐出冷媒圧力に基づかずに、吐出冷媒温度に基づいて再凝縮が発生したか否かを判別してもよい。
In this embodiment, whether or not recondensation has occurred is determined based on the discharge refrigerant temperature corresponding to the detection value of the
制御ユニット100は、再凝縮が発生したと判別する場合(ステップST3;YES)、吸込冷媒温度が、予め設定された第1温度T1(図3参照)以下か否かを判別する(ステップST3)。第1温度T1は、冷凍機油がアキュムレータ18内で液冷媒から分離している二層分離状態にあるか否かを判別するための温度であり、二層分離温度に基づいて設定される。本実施形態では、第1温度T1は、上述の閾値温度と同じ温度が設定されている。
When the
制御ユニット100は、吸込冷媒温度が、第1温度T1以下であると判別する場合(ステップST4;YES)、圧縮機12の運転周波数を第1抑制周波数に設定する(ステップST5)。第1抑制周波数は、二層分離解消制御を実行しない場合の通常運転時の運転周波数に対して、所定の周波数が減算された周波数である。ただし、第1抑制周波数は、空気調和装置1の冷凍回路内を冷媒が循環可能な周波数に設定されるため、第1抑制周波数には下限が存在する。下限は、一例として、25[Hz]である。ステップST5により、制御ユニット100は、圧縮機12を第1抑制周波数で運転する。これにより、通常運転時よりも圧縮機12の吸込温度が上昇し、アキュムレータ18内の冷媒温度が上昇し易くなる。
制御ユニット100は、第1抑制周波数を設定した場合(ステップST5)、ステップST3に戻る。
When the
When the
制御ユニット100は、吸込冷媒温度が、第1温度T1以下でないと判別する場合(ステップST4;NO)、吸込冷媒温度が、予め設定された第2温度T2(図3参照)以下か否かを判別する(ステップST6)。第2温度T2は、第1温度T1よりも高く、空調性を阻害しない温度が設定される。
When the
制御ユニット100は、吸込冷媒温度が、第2温度T2以下であると判別する場合(ステップST6;YES)、圧縮機12の運転周波数を第2抑制周波数に設定する(ステップST7)。第2抑制周波数は、第1抑制周波数よりも高く、通常運転時の運転周波数よりも小さい周波数である。第2抑制周波数は、通常運転時の運転周波数に対して、所定の周波数が減算された周波数である。ステップST7により、制御ユニット100は、圧縮機12を第2抑制周波数で運転する。これにより、通常運転時よりも圧縮機12の吸込温度が上昇し易くなり、アキュムレータ18内の冷媒温度が上昇し易くなる。
制御ユニット100は、第2抑制周波数を設定した場合(ステップST7)、ステップST3に戻る。
When the
When the
制御ユニット100は、吸込冷媒温度が、第2温度T2以下でないと判別する場合(ステップST6;NO)、吸込冷媒温度が、第3温度(第二閾値温度)T3(図3参照)以下か否かを判別する(ステップST8)。第3温度T3は、第2温度T2よりも高く、空調性を阻害しない温度が設定される。一般の空調性に必要な吸込冷媒温度は5[℃]以上15[℃]以下である。二層分離解消制御により、吸込冷媒温度が、その上限の15[℃]よりも大きい冷媒温度にならないように第3温度T3は設定される。すなわち、第3温度T3は15[℃]よりも小さい温度に設定される。
When the
制御ユニット100は、吸込冷媒温度が、第3温度T3以下であると判別する場合(ステップST8;YES)、圧縮機12の運転周波数を第3抑制周波数に設定する(ステップST9)。第3抑制周波数は、第2抑制周波数よりも高く、通常運転時の運転周波数よりも小さい周波数である。第3抑制周波数は、通常運転時の運転周波数に対して、所定の周波数が減算された周波数である。ステップST9により、制御ユニット100は、圧縮機12を第3抑制周波数で運転する。これにより、通常運転時よりも圧縮機12の吸込温度が上昇し易くなり、アキュムレータ18内の冷媒温度が上昇し易くなる。
制御ユニット100は、第3抑制周波数を設定した場合(ステップST9)、ステップST3に戻る。
When the
When the
制御ユニット100は、冷房運転でないと判別する場合(ステップST1;NO)、圧縮機12の運転周波数を、二層分離解消制御を実行しない場合の通常周波数(通常運転時の周波数)に設定する(ステップST10)。ステップST10により、制御ユニット100は、圧縮機12を、通常周波数で運転する。これにより、空調性が良好な状態で運転される。
When the
制御ユニット100は、二層分離状態でないと判別する場合(ステップST2;NO)、圧縮機12の運転周波数を、通常周波数に設定する(ステップST10)。
制御ユニット100は、再凝縮が発生していないと判別する場合(ステップST3;NO)、圧縮機12の運転周波数を、通常周波数に設定する(ステップST10)。二層分離解消による圧縮機12の損傷抑制と、運転性能の維持はトレードオフの関係となっている。二層分離解消制御を当該制御とすることで、再凝縮が発生している場合にのみ二層分離解消制御を実行することで、圧縮機12の損傷抑制しつつ、運転性能低下も抑制できる。
When the
When the
制御ユニット100は、吸込冷媒温度が、第3温度T3以下でないと判別する場合(ステップST8;NO)、すなわち、吸込冷媒温度が、第3温度T3よりも大きいと判別する場合には、通常周波数に設定する(ステップST10)。これにより、空調運転の性能低下を抑制できる。
制御ユニット100は、運転周波数を通常周波数に設定した場合(ステップST10)、ステップST1に戻る。
When the
When the
本実施形態の空気調和装置1では、二層分離解消制御の判別実行動作のステップST1~ST3により、冷房運転の場合であって、アキュムレータ18内が二層分離状態であり、再凝縮が発生していると判別した場合に、二層分離解消制御の判別実行動作のステップST3~ST9を実行する。すなわち、二層分離解消制御を実行し、冷房運転の通常運転時の周波数よりも抑制された周波数で圧縮機12を運転する。これにより、蒸発器として機能する室内熱交換器21では蒸発温度が上昇し、アキュムレータ18内に流入する冷媒の温度が上昇し易くなる。また、アキュムレータ18から流出する冷媒の温度が上昇し易くなり、圧縮機12の吸込温度が上昇し易くなる。
In the
このとき、アキュムレータ18内では、運転起動開始時には、図3の矢印Lで示すように、油分比率と温度との関係を示す位置が、分離域R1から溶解域R2に推移する。すなわち、アキュムレータ18では、液冷媒に冷凍機油が溶解し易くなり、二層分離状態が解消され易くなる。よって、アキュムレータ18のオイル戻し穴18bから冷凍機油が圧縮機12に戻り易くなり、圧縮機12の潤滑性が維持され易くなる。
At this time, when the operation starts, the position showing the relationship between the oil content ratio and the temperature in the
図6は、再凝縮が生じる場合の温度差分ΔTと運転周波数Fと運転時間との関係を示す図である。図7は、二層分離状態の解消前に再凝縮が解消する場合の温度差分ΔTと運転周波数Fと運転時間との関係を示す図である。図6、図7では、横軸は運転時間を示し、縦軸は温度[℃]または周波数[Hz]を示す。図6、図7では、二層分離状態とみなせる期間を符号TLで示している。また、二層分離解消制御から通常運転時の制御に切替えるタイミングをtaで示している。
図6、図7に示すように、二層分離解消制御が実行される場合、圧縮機12の運転周波数は、通常周波数よりも抑制された抑制周波数で運転されて、圧縮機12の吸込温度を上昇させる。そして、吸込冷媒温度の上昇に伴って、抑制周波数は通常運転時の周波数に近づくように順次上げられ、空調性能を確保しながら、圧縮機12の吸込温度を上昇させている。
Fig. 6 is a diagram showing the relationship between the temperature difference ΔT, the operation frequency F, and the operation time when recondensation occurs. Fig. 7 is a diagram showing the relationship between the temperature difference ΔT, the operation frequency F, and the operation time when recondensation is eliminated before the elimination of the two-layer separation state. In Figs. 6 and 7, the horizontal axis indicates the operation time, and the vertical axis indicates the temperature [°C] or the frequency [Hz]. In Figs. 6 and 7, the symbol TL indicates the period during which the two-layer separation state can be considered to exist. Also, ta indicates the timing of switching from the two-layer separation elimination control to the control during normal operation.
6 and 7, when two-layer separation elimination control is executed, the
このとき、ステップST3~ST9の処理により、吸込冷媒温度が第3温度T3以上になると、図6に示すように、タイミングtaで二層分離解消制御が終了し、圧縮機12は通常周波数での運転に切り替えられる。よって、二層分離温度に基づく第1温度T1よりも高い第3温度T3になるまで、二層分離解消制御が実行されており、二層分離状態が十分に解消された状態で、アキュムレータ18のオイル戻し穴18bから冷凍機油が圧縮機12に戻り易くなり、圧縮機12の潤滑性が維持され易くなる。
At this time, when the intake refrigerant temperature becomes equal to or higher than the third temperature T3 as a result of the processing of steps ST3 to ST9, the two-layer separation elimination control ends at timing ta as shown in FIG. 6, and the
また、図7に示すように、冷媒温度が第3温度T3以上にならなくても、温度差分ΔTが差分閾値Δaよりも大きくなり、ステップST3の処理により、再凝縮が解消したと判別される場合には、タイミングtaで二層分離解消制御が終了され、圧縮機12は通常周波数での運転に切り替えられる。
再凝縮が発生していない場合には、圧縮機12から冷凍機油が吐出され難くなるため、仮に、アキュムレータ18内から冷凍機油が補給されなくても、圧縮機12の潤滑性は維持され易い。よって、本実施形態では、再凝縮が発生していない場合には、圧縮機12の制御を通常周波数に切り替えて、空調性能を優先できる。
Furthermore, as shown in FIG. 7 , even if the refrigerant temperature does not become equal to or higher than the third temperature T3, if the temperature difference ΔT becomes greater than the difference threshold value Δa and it is determined by the processing of step ST3 that re-condensation has been eliminated, the two-layer separation elimination control is terminated at timing ta, and the
When re-condensation is not occurring, it becomes difficult for refrigeration oil to be discharged from the
なお、本実施形態の空気調和装置1では、暖房運転の場合には、二層分離解消制御を実行せず、暖房運転のための通常運転時の運転周波数で圧縮機12の運転を行う。暖房運転は、大きな空調運転負荷が求められるため、二層分離解消運転を実行すると、空調性能に大きな影響が生じる。そこで、暖房運転において二層分離解消制御を実行しないことにより、空調性が大きく損なわれことを抑制できる。
In the
ここで、本実施形態では、二層分離解消制御の一例として、制御ユニット100がステップST4~ST9の処理を実行し、圧縮機12の運転周波数を通常運転時の通常周波数よりも抑制された抑制周波数とする構成を説明した。しかし、二層分離解消制御としては、圧縮機12の運転周波数を抑制周波数とする構成に代えて、吸込過熱度が通常運転時よりも下降させるように空気調和装置1を制御する構成でもよい。また、二層分離解消制御としては、室内ファン21aの送風量を増大させるように制御する構成でもよい。さらに、二層分離解消制御としては、圧縮機12の運転周波数を通常周波数よりも抑制する制御、吸込過熱度を下降させるように空気調和装置1を運転する制御、および、室内ファン21aの送風量を増大させるように室内ファン21aを駆動する制御を組み合わせてもよい。
Here, in this embodiment, as an example of two-layer separation elimination control, the
また、図5に示す二層分離解消制御の判別実行動作では、ステップST1を実行して、冷房運転か否かを判断する構成を説明した。しかし、図5に示す二層分離解消制御の判別実行動作のステップST1を省略し、二層分離解消制御の判別実行動作を冷房運転時のみ実行する構成としてもよい。 In addition, in the determination and execution operation of the two-layer separation elimination control shown in FIG. 5, step ST1 is executed to determine whether or not the operation is cooling. However, step ST1 of the determination and execution operation of the two-layer separation elimination control shown in FIG. 5 may be omitted, and the determination and execution operation of the two-layer separation elimination control may be executed only during cooling operation.
以上説明したように、本実施形態の空気調和装置1は、圧縮機12と、凝縮器に対応する室外熱交換器16と、減圧装置に対応する膨張弁17、室内膨張弁22と、蒸発器に対応する室内熱交換器21と、室内熱交換器21から流入する冷媒を気液分離して液冷媒を貯留するアキュムレータ18と、を備える空気調和装置1であって、圧縮機12の吸込側に配置されて吸込冷媒温度を検出する吸込温度センサ36、外気に対応する室外熱交換器16の外気の温度を検出する外気温センサ35、及び、アキュムレータ18内の冷凍機油の濃度を検出するオイル濃度センサ41、及び、圧縮機12の吸込側に配置されて冷媒圧力を検出する低圧センサ37の少なくとも一つで構成された検出手段と、検出手段の検出値に基づいて、冷凍機油がアキュムレータ18内で液冷媒から分離している二層分離状態にあるか否かを判別する制御部に対応する制御ユニット100と、を備え、制御ユニット100は、二層分離状態にあると判別した場合に、圧縮機12の吸込温度を上昇させる二層分離解消制御を実行する。
As described above, the
これにより、室内熱交換器21から流出する冷媒の冷媒温度を上昇させて、アキュムレータ18内に流入する冷媒温度を上昇させることができ、アキュムレータ18内の冷媒温度を上昇させることができる。アキュムレータ18内の冷媒温度を上昇させてアキュムレータ18内の二層分離状態を解消し易くできるため、圧縮機12に冷凍機油が戻り易くなり、圧縮機12の潤滑性を維持し易くできる。
This increases the refrigerant temperature of the refrigerant flowing out of the
本実施形態では、検出手段は、圧縮機12の吸込側に配置されて吸込冷媒温度を検出する吸込温度センサ36を備え、制御ユニット100は、吸込温度センサ36の検出値に対応する吸込冷媒温度が、二層分離状態が生じる二層分離温度に基づいて予め設定された閾値温度以下か否かを判別することにより、二層分離状態にあるか否かを判別する。
これにより、冷媒温度に基づいて二層分離状態を判別して、二層分離解消制御を実行することができる。
In this embodiment, the detection means includes an
This makes it possible to determine whether the refrigerant is in a two-layer separation state based on the refrigerant temperature and to execute two-layer separation elimination control.
また、本実施形態では、制御ユニット100は、吸込温度センサ36に検出された吸込冷媒温度が、閾値温度よりも高く且つ空調性能が維持できるように予め設定された第二閾値温度に対応する第3温度T3よりも低い温度となるように、二層分離解消制御を実行する。
これにより、圧縮機12の吸込温度を上昇させ過ぎて空調性能を損なうことを回避でき、空調性能の維持と二層分離状態の解消性能の確保との両立を図ることができる。
In addition, in this embodiment, the
This makes it possible to avoid excessively increasing the suction temperature of the
また、本実施形態では、制御ユニット100は、圧縮機12を、通常運転時の周波数に対応する通常周波数よりも抑制された周波数に対応する抑制周波数で運転することにより、二層分離解消制御を実行する。
これにより、圧縮機12の制御により圧縮機12の吸込温度を上昇させることができる。
In addition, in this embodiment, the
This allows the suction temperature of the
また、本実施形態では、圧縮機12の吐出側に配置されて吐出冷媒温度を検出する吐出温度センサ30を備え、制御ユニット100は、空調運転起動初期に吐出温度センサ30の検出値に基づいて冷媒が再凝縮しているか否かを判別し、冷媒が再凝縮している場合に二層分離解消制御を実行する。
これにより、空調運転起動初期において冷媒の再凝縮が検出される場合には、二層分離解消制御が実行されて圧縮機12の運転周波数が抑制される。このため、圧縮機12から吐出される冷凍機油の吐出量が抑制され、圧縮機12内に冷凍機油を残し易くでき、圧縮機12の損傷を抑制することができる。
In addition, in this embodiment, a
As a result, when recondensation of the refrigerant is detected at the beginning of air-conditioning operation, two-layer separation elimination control is executed to suppress the operating frequency of the
また、本実施形態では、制御ユニット100は、冷房運転で二層分離解消制御を実行し、暖房運転で二層分離解消制御を実行しない。
これにより、暖房運転では空調負荷が大きいので、二層分離解消制御を実行しないことにより、空調性能が大きく落ちこむことを回避できる。
In addition, in this embodiment, the
As a result, since the air conditioning load is large during heating operation, by not executing the two-layer separation elimination control, it is possible to avoid a significant drop in air conditioning performance.
[2.他の実施形態]
なお、実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。あくまでも本発明の一実施態様を例示するものであるから、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変更、および応用が可能である。
2. Other embodiments
Although the present invention has been described based on the embodiment, the present invention is not limited to this embodiment. Since this is merely an example of one embodiment of the present invention, any modification and application is possible without departing from the spirit of the present invention.
上記実施形態では、一例として、冷房運転時に、二層分離解消制御を実行する構成を説明したが、暖房運転時において、二層分離解消制御を実行してもよい。 In the above embodiment, as an example, a configuration in which two-layer separation elimination control is executed during cooling operation is described, but two-layer separation elimination control may also be executed during heating operation.
上記実施形態では、一例として、制御ユニット100は、二層分離状態にあるか否かを判別する場合の閾値温度として、線L1で示される温度の最大値としての第1温度が設定された構成を説明したが、これに代えて、線L1で示される温度の最小値が設定されてもよい。また、実運転上のオイル濃度を基準として、そのオイル濃度に対応する線L1上の温度を閾値温度としてもよい。さらに、閾値温度が単一の固定値の構成に代えて、あらかじめ図3の線L1で示される油分比率と二層分離温度の関係を記憶させておき、オイル濃度センサ41の検出値に対応する油分比率から、線L1上の対応する温度を求め、その温度を閾値温度としてもよい。
In the above embodiment, as an example, the
また、上記実施形態では、一例として、再凝縮が発生したか否かの判別は、吐出冷媒温度と吐出冷媒の飽和温度とに基づいて判別される構成を説明したが、他の構成でもよい。例えば、圧縮機12に、圧縮機12の表面温度を検出する温度センサを設け、圧縮機12の表面温度と、吐出冷媒の飽和温度とに基づく構成でもよい。
In the above embodiment, as an example, a configuration has been described in which the determination of whether recondensation has occurred is based on the discharged refrigerant temperature and the saturation temperature of the discharged refrigerant, but other configurations are also possible. For example, the
また、上記実施形態で説明した通り、二層分離解消制御を実行する場合には、二層分離状態を十分に解消させるために、吸込冷媒温度が、二層分離温度に基づく第1温度T1よりも高い第3温度T3になるまで、抑制周波数で運転する構成が望ましいが、吸込冷媒温度が第1温度T1よりも高くなった場合には、抑制周波数で運転する二層分離解消制御を終了させ、通常運転に戻す構成としてもよい。 As described in the above embodiment, when two-layer separation elimination control is executed, it is desirable to operate at the suppression frequency until the suction refrigerant temperature reaches a third temperature T3 that is higher than the first temperature T1 based on the two-layer separation temperature in order to fully eliminate the two-layer separation state, but when the suction refrigerant temperature becomes higher than the first temperature T1, the two-layer separation elimination control that operates at the suppression frequency may be terminated and normal operation may be resumed.
また、上記実施形態では、一例として、二層分離解消制御を実行する場合には、第1温度T1、第2温度T2、第3温度T3の3つの温度に基づく構成を説明したが、第1温度T1、第2温度T2の2つの温度のみに基づく構成や、あるいは、4つ以上の温度に基づいて、抑制周波数を通常運転時の周波数に近づくように順次上げる構成でもよい。 In the above embodiment, as an example, when two-layer separation elimination control is executed, a configuration based on three temperatures, the first temperature T1, the second temperature T2, and the third temperature T3, is described. However, a configuration based on only two temperatures, the first temperature T1 and the second temperature T2, or a configuration based on four or more temperatures in which the suppression frequency is gradually increased to approach the frequency during normal operation may also be used.
上記実施形態では、一例として、1台の室外ユニット10と1台の室内ユニット20とを備えたルームエアコンの構成を有する空気調和装置1について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、1台の室外ユニット10と複数台の室内ユニット20とを備えたパッケージエアコンや、複数の室外ユニット10に複数の室内ユニット20を接続したパッケージエアコンや、ビル用マルチエアコンの構成にも適用可能である。
In the above embodiment, as an example, the
また、例えば、図5に示す動作のステップ単位は、制御ユニット100の各部の動作の理解を容易にするために、主な処理内容に応じて分割したものであり、処理単位の分割の仕方や名称によって、本発明が限定されることはない。処理内容に応じて、さらに多くのステップ単位に分割してもよい。また、1つのステップ単位がさらに多くの処理を含むように分割してもよい。また、そのステップの順番は、本発明の趣旨に支障のない範囲で適宜に入れ替えてもよい。
For example, the step units of the operation shown in FIG. 5 are divided according to the main processing content in order to facilitate understanding of the operation of each part of the
以上のように、本発明に係る空気調和装置は、アキュムレータ内の二層分離状態を解消させることができる空気調和装置として、好適に利用可能である。 As described above, the air conditioner according to the present invention can be suitably used as an air conditioner that can eliminate the two-layer separation state in the accumulator.
1 空気調和装置
12 圧縮機
16 室外熱交換器(凝縮器、蒸発器)
18 アキュムレータ
20 室内ユニット
21 室内熱交換器(蒸発器、凝縮器)
21a 室内ファン
30 吐出温度センサ
35 外気温センサ
36 吸込温度センサ
37 低圧センサ
41 オイル濃度センサ(濃度センサ)
100 制御ユニット(制御部)
T1 第1温度(閾値温度)
T3 第3温度(第二閾値温度)
1
18
21a
100 Control unit (control section)
T1 First temperature (threshold temperature)
T3: Third temperature (second threshold temperature)
Claims (4)
前記圧縮機の吸込側に配置されて冷媒温度を検出する吸込温度センサ、外気の温度を検出する外気温センサ、前記アキュムレータ内の冷凍機油の濃度を検出する濃度センサ、及び、前記圧縮機の吸込側に配置されて冷媒圧力を検出する低圧センサの少なくとも一つで構成された検出手段と、
前記検出手段の検出値に基づいて、冷凍機油が前記アキュムレータ内で液冷媒から分離している二層分離状態にあるか否かを判別する制御部と、を備え、
前記検出手段は、前記圧縮機の吸込側に配置されて冷媒温度を検出する吸込温度センサを備え、
前記制御部は、前記吸込温度センサの検出値に対応する冷媒温度が、前記二層分離状態が生じる温度に基づいて予め設定された閾値温度以下か否かを判別することにより、前記二層分離状態にあるか否かを判別し、
前記制御部は、前記二層分離状態にあると判別した場合に、前記圧縮機の吸込温度を上昇させる二層分離解消制御を実行し、
前記制御部は、前記吸込温度センサに検出された冷媒温度が、前記閾値温度よりも高く且つ空調性能が維持できるように予め設定された第二閾値温度よりも低い温度となるように、前記二層分離解消制御を実行することを特徴とする空気調和装置。 An air conditioning apparatus comprising a compressor, a condenser, an evaporator, and an accumulator that separates a refrigerant flowing from the evaporator into gas and liquid and stores the liquid refrigerant,
a detection means including at least one of a suction temperature sensor disposed on the suction side of the compressor and detecting a refrigerant temperature, an outside air temperature sensor disposed on the suction side of the compressor and detecting an outside air temperature, a concentration sensor disposed on the suction side of the compressor and detecting a refrigerant pressure, and a low pressure sensor disposed on the suction side of the compressor and detecting a refrigerant pressure;
and a control unit that determines whether or not the refrigeration oil is in a two-layer separated state from the liquid refrigerant in the accumulator based on a detection value of the detection means,
The detection means includes a suction temperature sensor disposed on the suction side of the compressor to detect a refrigerant temperature,
the control unit determines whether the refrigerant temperature corresponding to the detection value of the suction temperature sensor is equal to or lower than a threshold temperature that is preset based on a temperature at which the two-phase separation state occurs, thereby determining whether the two-phase separation state occurs;
When it is determined that the two-layer separation state exists, the control unit executes a two-layer separation elimination control for increasing a suction temperature of the compressor ,
The control unit executes the two-layer separation elimination control so that the refrigerant temperature detected by the suction temperature sensor is higher than the threshold temperature and lower than a second threshold temperature that is preset so as to maintain air conditioning performance.
ことを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。 The air-conditioning apparatus according to claim 1 , wherein the control unit executes the two-layer separation elimination control by operating the compressor at a frequency that is suppressed compared to a frequency during normal operation.
前記制御部は、空調運転起動初期に前記吐出温度センサの検出値に基づいて冷媒が再凝縮しているか否かを判別し、冷媒が再凝縮している場合に前記二層分離解消制御を実行する
ことを特徴とする請求項2に記載の空気調和装置。 a discharge temperature sensor disposed on a discharge side of the compressor to detect a refrigerant temperature,
The air-conditioning apparatus according to claim 2, characterized in that the control unit determines whether or not the refrigerant is re-condensing based on the detection value of the discharge temperature sensor at the beginning of air-conditioning operation startup, and executes the two -layer separation elimination control if the refrigerant is re-condensing.
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の空気調和装置。 The air-conditioning apparatus according to any one of claims 1 to 3 , wherein the control unit executes the two-layer separation elimination control in a cooling operation and does not execute the two-layer separation elimination control in a heating operation.
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