JP7741769B2 - air conditioner - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、空気調和機に関する。 An embodiment of the present invention relates to an air conditioner.
エアコンディショナのような空気調和機は、冷凍サイクルにおける冷媒の凝縮及び蒸発により、室内の温度を調節する。冷媒は、暖房運転において室外熱交換器(蒸発器)で蒸発し、室内熱交換器(凝縮器)で凝縮する。反対に、冷媒は、冷房運転において室外熱交換器(凝縮器)で凝縮し、室内熱交換器(蒸発器)で蒸発する。 Air conditioners, such as air conditioners, regulate indoor temperatures by condensing and evaporating refrigerant in a refrigeration cycle. During heating operation, the refrigerant evaporates in the outdoor heat exchanger (evaporator) and condenses in the indoor heat exchanger (condenser). Conversely, during cooling operation, the refrigerant condenses in the outdoor heat exchanger (condenser) and evaporates in the indoor heat exchanger (evaporator).
もし室内熱交換器又は室外熱交換器の効率が向上するならば、当該熱交換器は、能力を向上させられるか小型化され得る。熱交換器が小型化されるならば、空気調和機における冷媒の総量が低減され得る。 If the efficiency of the indoor or outdoor heat exchanger is improved, the heat exchanger can be increased in capacity or made smaller. If the heat exchanger is made smaller, the total amount of refrigerant in the air conditioner can be reduced.
本発明が解決する課題の一例は、冷媒の量を低減可能な空気調和機を提供することである。 One example of the problem solved by this invention is to provide an air conditioner that can reduce the amount of refrigerant used.
本発明の一つの実施形態に係る空気調和機は、室外熱交換器と、室内熱交換器と、第1の配管と、第2の配管と、圧縮機と、エジェクタと、気液分離器と、第3の配管と、第4の配管と、第3の熱交換器と、を備える。前記第1の配管は、前記室外熱交換器と前記室内熱交換器とを接続し、冷媒が流れる。前記第2の配管は、前記室内熱交換器と前記室外熱交換器とを接続し、前記冷媒が流れる。前記圧縮機は、前記第1の配管に設けられ、前記冷媒を吸入する吸入口と、前記冷媒を吐出する吐出口と、を有する。前記エジェクタは、前記第2の配管に設けられ、当該第2の配管を介して前記室外熱交換器と前記室内熱交換器とのうち一方の第1の熱交換器に接続される流出口と、前記第2の配管を介して前記室内熱交換器と前記室内熱交換器とのうち他方の第2の熱交換器に接続される第1の流入口と、第2の流入口と、が設けられ、前記第1の流入口に供給された前記冷媒を前記第2の流入口に供給された前記冷媒と混合するとともに昇圧して前記流出口から前記第1の熱交換器に供給可能である。前記気液分離器は、前記第2の熱交換器と前記第1の流入口との間において前記第2の配管に設けられ、前記第2の熱交換器から供給された前記冷媒を液状の前記冷媒と気体を含む前記冷媒とに分離し、気体を含む前記冷媒を前記第2の配管を介して前記第1の流入口に供給する。前記第3の配管は、前記第2の熱交換器と前記気液分離器との間において前記第2の配管に接続されるとともに、前記吐出口と前記第2の熱交換器との間において前記第1の配管に接続される。前記第4の配管は、前記気液分離器と前記第2の流入口とを接続し、前記気液分離器から液状の前記冷媒を分配される。前記第3の熱交換器は、前記第3の配管を流れる前記冷媒と前記第4の配管を流れる前記冷媒との間で熱交換を行う。 An air conditioner according to one embodiment of the present invention comprises an outdoor heat exchanger, an indoor heat exchanger, a first pipe, a second pipe, a compressor, an ejector, a gas-liquid separator, a third pipe, a fourth pipe, and a third heat exchanger. The first pipe connects the outdoor heat exchanger and the indoor heat exchanger, and a refrigerant flows through it. The second pipe connects the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger, and the refrigerant flows through it. The compressor is provided on the first pipe and has an inlet for drawing in the refrigerant and an outlet for discharging the refrigerant. The ejector is provided in the second piping and has an outlet connected to a first heat exchanger, which is one of the outdoor heat exchanger and the indoor heat exchanger, via the second piping, a first inlet connected to a second heat exchanger, which is the other of the indoor heat exchanger and the indoor heat exchanger, via the second piping, and a second inlet, and is capable of mixing the refrigerant supplied to the first inlet with the refrigerant supplied to the second inlet, increasing the pressure of the refrigerant, and supplying the refrigerant from the outlet to the first heat exchanger. The gas-liquid separator is provided in the second piping between the second heat exchanger and the first inlet, and separates the refrigerant supplied from the second heat exchanger into the liquid refrigerant and the refrigerant containing gas, and supplies the refrigerant containing gas to the first inlet via the second piping. The third pipe is connected to the second pipe between the second heat exchanger and the gas-liquid separator, and is connected to the first pipe between the discharge port and the second heat exchanger. The fourth pipe connects the gas-liquid separator to the second inlet and distributes the liquid refrigerant from the gas-liquid separator. The third heat exchanger exchanges heat between the refrigerant flowing through the third pipe and the refrigerant flowing through the fourth pipe.
上記空気調和機は、例えば、前記気液分離器と前記第3の熱交換器との間で前記第4の配管に設けられた第1の膨張弁、をさらに備える。 The air conditioner may further include, for example, a first expansion valve provided in the fourth pipe between the gas-liquid separator and the third heat exchanger.
上記空気調和機は、例えば、第1のセンサと、第2のセンサと、制御装置とをさらに備える。前記第1のセンサは、前記第3の熱交換器と前記気液分離器との間において前記第4の配管を流れる前記冷媒の温度を測定する。前記第2のセンサは、前記第3の熱交換器と前記第2の流入口との間において前記第4の配管を流れる前記冷媒の温度を測定する。前記制御装置は、前記第1のセンサ及び前記第2のセンサから測定結果を取得し、当該測定結果に基づいて前記第1の膨張弁の開度を制御する。 The air conditioner further includes, for example, a first sensor, a second sensor, and a control device. The first sensor measures the temperature of the refrigerant flowing through the fourth pipe between the third heat exchanger and the gas-liquid separator. The second sensor measures the temperature of the refrigerant flowing through the fourth pipe between the third heat exchanger and the second inlet. The control device acquires measurement results from the first sensor and the second sensor and controls the opening of the first expansion valve based on the measurement results.
上記空気調和機は、例えば、前記気液分離器と前記第2の熱交換器との間で前記第2の配管に設けられた第2の膨張弁、をさらに備える。 The air conditioner may further include, for example, a second expansion valve provided in the second piping between the gas-liquid separator and the second heat exchanger.
上記空気調和機は、例えば、前記第3の熱交換器に熱的に接続された蓄熱材、をさらに備える。 The air conditioner may further include, for example, a heat storage material thermally connected to the third heat exchanger.
上記空気調和機において、例えば、前記第4の配管は、前記第3の熱交換器の一つの端部に位置する入口部と、前記第3の熱交換器の他の一つの端部に位置する出口部と、を有し、前記出口部は前記入口部よりも前記第2の流入口に近い。前記出口部における内径は、前記入口部における内径よりも大きい。 In the above air conditioner, for example, the fourth pipe has an inlet portion located at one end of the third heat exchanger and an outlet portion located at the other end of the third heat exchanger, the outlet portion being closer to the second inlet than the inlet portion. The inner diameter of the outlet portion is larger than the inner diameter of the inlet portion.
以上の空気調和機によれば、例えば、冷媒の量を低減することができる。 The above air conditioner allows, for example, to reduce the amount of refrigerant used.
以下に、一つの実施形態について、図1乃至図7を参照して説明する。なお、本明細書において、実施形態に係る構成要素及び当該要素の説明が、複数の表現で記載されることがある。構成要素及びその説明は、一例であり、本明細書の表現によって限定されない。構成要素は、本明細書におけるものとは異なる名称でも特定され得る。また、構成要素は、本明細書の表現とは異なる表現によっても説明され得る。 One embodiment will be described below with reference to Figures 1 to 7. Note that in this specification, components according to the embodiment and descriptions of those components may be described using multiple expressions. The components and their descriptions are merely examples and are not limited by the expressions in this specification. Components may also be identified by names different from those used in this specification. Furthermore, components may also be described using expressions different from those used in this specification.
図1は、一つの実施形態に係る暖房運転時の空気調和機10を概略的に示す冷媒系統図である。空気調和機10は、例えば、家庭用のエアコンディショナである。なお、空気調和機10は、この例に限られず、業務用のエアコンディショナのような他の空気調和機であっても良い。 Figure 1 is a refrigerant system diagram that schematically illustrates an air conditioner 10 during heating operation according to one embodiment. The air conditioner 10 is, for example, a home air conditioner. However, the air conditioner 10 is not limited to this example and may be another type of air conditioner, such as a commercial air conditioner.
図1に示すように、空気調和機10は、室外機11と、室内機12と、冷媒配管13と、制御装置14とを有する。室外機11は、例えば、屋外に配置される。室内機12は、例えば、屋内に配置される。 As shown in FIG. 1, the air conditioner 10 has an outdoor unit 11, an indoor unit 12, refrigerant piping 13, and a control device 14. The outdoor unit 11 is, for example, located outdoors. The indoor unit 12 is, for example, located indoors.
空気調和機10は、室外機11と室内機12とが冷媒配管13により接続された冷凍サイクルを備える。室外機11と室内機12との間で、冷媒配管13を通り、冷媒が流れる。また、室外機11と室内機12とは、例えば電気配線により互いに電気的に接続される。 The air conditioner 10 has a refrigeration cycle in which an outdoor unit 11 and an indoor unit 12 are connected by refrigerant piping 13. Refrigerant flows between the outdoor unit 11 and the indoor unit 12 through the refrigerant piping 13. The outdoor unit 11 and the indoor unit 12 are also electrically connected to each other, for example, by electrical wiring.
室外機11は、室外熱交換器21と、室外送風ファン22と、圧縮機23と、アキュムレータ24と、第1の四方弁25と、第2の四方弁26と、エジェクタ27と、気液分離器28と、第1の膨張弁31と、第2の膨張弁32と、第1のバルブ33と、第2のバルブ34と、逆止弁35と、中間熱交換器37と、蓄熱材38と、複数の温度センサ41,42,43,44,45,46とを有する。中間熱交換器37は、第3の熱交換器の一例である。温度センサ41は、第1のセンサの一例である。温度センサ42は、第2のセンサの一例である。室内機12は、室内熱交換器51と、室内送風ファン52と、温度センサ53とを有する。 The outdoor unit 11 has an outdoor heat exchanger 21, an outdoor blower fan 22, a compressor 23, an accumulator 24, a first four-way valve 25, a second four-way valve 26, an ejector 27, a gas-liquid separator 28, a first expansion valve 31, a second expansion valve 32, a first valve 33, a second valve 34, a check valve 35, an intermediate heat exchanger 37, a heat storage material 38, and multiple temperature sensors 41, 42, 43, 44, 45, and 46. The intermediate heat exchanger 37 is an example of a third heat exchanger. The temperature sensor 41 is an example of a first sensor. The temperature sensor 42 is an example of a second sensor. The indoor unit 12 has an indoor heat exchanger 51, an indoor blower fan 52, and a temperature sensor 53.
冷媒配管13は、例えば、銅又はアルミニウムのような金属で作られた管である。冷媒配管13は、第1の配管61と、第2の配管62と、第3の配管63と、第4の配管64とを有する。 The refrigerant piping 13 is a pipe made of a metal such as copper or aluminum. The refrigerant piping 13 includes a first pipe 61, a second pipe 62, a third pipe 63, and a fourth pipe 64.
第1の配管61は、室外熱交換器21と室内熱交換器51とを接続する。圧縮機23、アキュムレータ24、及び第1の四方弁25は、第1の配管61に設けられる。第2の配管62は、室内熱交換器51と室外熱交換器21とを接続する。第2の四方弁26、エジェクタ27、気液分離器28、及び第2の膨張弁32は、第2の配管62に設けられる。 The first pipe 61 connects the outdoor heat exchanger 21 and the indoor heat exchanger 51. The compressor 23, accumulator 24, and first four-way valve 25 are provided on the first pipe 61. The second pipe 62 connects the indoor heat exchanger 51 and the outdoor heat exchanger 21. The second four-way valve 26, ejector 27, gas-liquid separator 28, and second expansion valve 32 are provided on the second pipe 62.
第3の配管63は、第1の配管61と第2の配管62とを接続する。第1のバルブ33、第2のバルブ34、及び逆止弁35は、第3の配管63に設けられる。第4の配管64の一方の端部64aは、エジェクタ27に接続される。第4の配管64の他方の端部64bは、気液分離器28に接続される。第1の膨張弁31は、第4の配管64に設けられる。 The third pipe 63 connects the first pipe 61 and the second pipe 62. The first valve 33, the second valve 34, and the check valve 35 are provided on the third pipe 63. One end 64a of the fourth pipe 64 is connected to the ejector 27. The other end 64b of the fourth pipe 64 is connected to the gas-liquid separator 28. The first expansion valve 31 is provided on the fourth pipe 64.
暖房運転において、冷媒は、室外熱交換器21から室内熱交換器51へ向かって第1の配管61を流れ、室内熱交換器51から室外熱交換器21へ向かって第2の配管62を流れる。図1の矢印は、暖房運転における冷媒の流れを示す。 During heating operation, the refrigerant flows through the first pipe 61 from the outdoor heat exchanger 21 to the indoor heat exchanger 51, and then flows through the second pipe 62 from the indoor heat exchanger 51 to the outdoor heat exchanger 21. The arrows in Figure 1 indicate the flow of refrigerant during heating operation.
図2は、本実施形態の冷房運転時の空気調和機10を概略的に示す冷媒系統図である。図2に示すように、冷房運転において、冷媒は、室内熱交換器51から室外熱交換器21へ向かって第1の配管61を流れ、室外熱交換器21から室内熱交換器51へ向かって第2の配管62を流れる。図2の矢印は、冷房運転における冷媒の流れを示す。 Figure 2 is a refrigerant system diagram that schematically illustrates the air conditioner 10 during cooling operation in this embodiment. As shown in Figure 2, during cooling operation, the refrigerant flows through the first pipe 61 from the indoor heat exchanger 51 to the outdoor heat exchanger 21, and then flows through the second pipe 62 from the outdoor heat exchanger 21 to the indoor heat exchanger 51. The arrows in Figure 2 indicate the flow of refrigerant during cooling operation.
室外機11の室外熱交換器21は、冷媒の流れる方向に応じて、蒸発器Eとして冷媒の吸熱を行い、又は凝縮器Cとして冷媒の放熱を行う。蒸発器Eは、第1の熱交換器の一例である。凝縮器Cは、第2の熱交換器の一例である。本実施形態の室外機11は、小型の室外熱交換器21を有する。例えば、室外熱交換器21の容積は、室内熱交換器51の容積よりも小さい。なお、室外熱交換器21の容積は、この例に限られない。 The outdoor heat exchanger 21 of the outdoor unit 11 acts as an evaporator E to absorb heat from the refrigerant, or as a condenser C to release heat from the refrigerant, depending on the direction of refrigerant flow. The evaporator E is an example of a first heat exchanger. The condenser C is an example of a second heat exchanger. The outdoor unit 11 of this embodiment has a small outdoor heat exchanger 21. For example, the volume of the outdoor heat exchanger 21 is smaller than the volume of the indoor heat exchanger 51. However, the volume of the outdoor heat exchanger 21 is not limited to this example.
室外送風ファン22は、室外熱交換器21を通る気流を生成し、室外熱交換器21における冷媒と空気との熱交換を促進する。言い換えると、室外送風ファン22は、室外熱交換器21と熱交換する気流を生成する。 The outdoor blower fan 22 generates an airflow that passes through the outdoor heat exchanger 21, promoting heat exchange between the refrigerant and the air in the outdoor heat exchanger 21. In other words, the outdoor blower fan 22 generates an airflow that exchanges heat with the outdoor heat exchanger 21.
圧縮機23は、吸入口23aと吐出口23bとを有する。圧縮機23は、吸入口23aから冷媒を吸入し、圧縮した冷媒を吐出口23bから吐出する。これにより、圧縮機23は、冷凍サイクルにおいて冷媒を圧縮するとともに、冷媒の循環を生じさせる。 The compressor 23 has an intake port 23a and a discharge port 23b. The compressor 23 draws in refrigerant through the intake port 23a and discharges the compressed refrigerant from the discharge port 23b. In this way, the compressor 23 compresses the refrigerant in the refrigeration cycle and causes the refrigerant to circulate.
アキュムレータ24は、圧縮機23の吸入口23aに接続される。アキュムレータ24は、ガス状の冷媒と液状の冷媒とを分離する。これにより、圧縮機23は、アキュムレータ24を通過したガス状の冷媒を吸入口23aから吸入することができる。アキュムレータ24は、圧縮機23と一体に構成されることで、圧縮機23の吸入口となることができる。 The accumulator 24 is connected to the suction port 23a of the compressor 23. The accumulator 24 separates the gaseous refrigerant from the liquid refrigerant. This allows the compressor 23 to draw the gaseous refrigerant that has passed through the accumulator 24 through the suction port 23a. The accumulator 24 is configured integrally with the compressor 23, so it can serve as the suction port of the compressor 23.
第1の四方弁25は、室外熱交換器21と、室内熱交換器51と、圧縮機23の吐出口23bと、アキュムレータ24(圧縮機23の吸入口23a)とに接続される。第1の四方弁25は、暖房運転時と冷房運転時とで、室外熱交換器21、室内熱交換器51、圧縮機23の吐出口23b、及びアキュムレータ24のそれぞれに接続される流路を切り替え、冷媒が流れる方向を変更する。 The first four-way valve 25 is connected to the outdoor heat exchanger 21, the indoor heat exchanger 51, the discharge port 23b of the compressor 23, and the accumulator 24 (the suction port 23a of the compressor 23). The first four-way valve 25 switches the flow paths connected to the outdoor heat exchanger 21, the indoor heat exchanger 51, the discharge port 23b of the compressor 23, and the accumulator 24 between heating and cooling operation, changing the direction of refrigerant flow.
室内機12の室内熱交換器51は、冷媒の流れる方向に応じて、蒸発器Eとして吸熱し、又は凝縮器Cとして放熱する。室内送風ファン52は、室内熱交換器51を通る気流を生成し、室内熱交換器51と空気との熱交換を促進する。言い換えると、室内送風ファン52は、室内熱交換器51と熱交換する気流を生成する。 The indoor heat exchanger 51 of the indoor unit 12 absorbs heat as an evaporator E or releases heat as a condenser C, depending on the direction of refrigerant flow. The indoor blower fan 52 generates an airflow that passes through the indoor heat exchanger 51, promoting heat exchange between the indoor heat exchanger 51 and the air. In other words, the indoor blower fan 52 generates an airflow that exchanges heat with the indoor heat exchanger 51.
図1に示すように、暖房運転において、第1の四方弁25は、室外熱交換器21(蒸発器E)とアキュムレータ24とを接続する。さらに、暖房運転において、第1の四方弁25は、室内熱交換器51(凝縮器C)と圧縮機23の吐出口23bとを接続する。これにより、圧縮機23で圧縮された冷媒が凝縮器Cへ流れ、蒸発器Eで蒸発した冷媒がアキュムレータ24へ流れる。 As shown in FIG. 1, during heating operation, the first four-way valve 25 connects the outdoor heat exchanger 21 (evaporator E) to the accumulator 24. Furthermore, during heating operation, the first four-way valve 25 connects the indoor heat exchanger 51 (condenser C) to the discharge port 23b of the compressor 23. As a result, the refrigerant compressed by the compressor 23 flows to the condenser C, and the refrigerant evaporated by the evaporator E flows to the accumulator 24.
図2に示すように、冷房運転において、第1の四方弁25は、室外熱交換器21(凝縮器C)と圧縮機23の吐出口23bとを接続する。さらに、冷房運転において、第1の四方弁25は、室内熱交換器51(蒸発器E)とアキュムレータ24とを接続する。これにより、圧縮機23で圧縮された冷媒が凝縮器Cへ流れ、蒸発器Eで蒸発した冷媒がアキュムレータ24へ流れる。 As shown in FIG. 2, during cooling operation, the first four-way valve 25 connects the outdoor heat exchanger 21 (condenser C) to the discharge port 23b of the compressor 23. Furthermore, during cooling operation, the first four-way valve 25 connects the indoor heat exchanger 51 (evaporator E) to the accumulator 24. As a result, the refrigerant compressed by the compressor 23 flows to the condenser C, and the refrigerant evaporated by the evaporator E flows to the accumulator 24.
第2の四方弁26は、第2の配管62を、室外側配管71と、室内側配管72と、中間配管73とに分割する。言い換えると、第2の配管62は、室外側配管71と、室内側配管72と、中間配管73とを有する。なお、第2の配管62は、他の部分をさらに有しても良い。 The second four-way valve 26 divides the second piping 62 into an outdoor piping 71, an indoor piping 72, and an intermediate piping 73. In other words, the second piping 62 has the outdoor piping 71, the indoor piping 72, and the intermediate piping 73. Note that the second piping 62 may also have other sections.
室外側配管71は、室外熱交換器21と第2の四方弁26とを接続する。室内側配管72は、第2の四方弁26と室内熱交換器51とを接続する。エジェクタ27、気液分離器28、及び第2の膨張弁32は、中間配管73に設けられる。中間配管73は、上流側端部73aと、下流側端部73bとを有する。上流側端部73a及び下流側端部73bは、第2の四方弁26に接続される。 The outdoor piping 71 connects the outdoor heat exchanger 21 and the second four-way valve 26. The indoor piping 72 connects the second four-way valve 26 and the indoor heat exchanger 51. The ejector 27, gas-liquid separator 28, and second expansion valve 32 are provided in the intermediate piping 73. The intermediate piping 73 has an upstream end 73a and a downstream end 73b. The upstream end 73a and the downstream end 73b are connected to the second four-way valve 26.
図1に示すように、暖房運転時において、第2の四方弁26は、室外側配管71を中間配管73の下流側端部73bに接続するとともに、室内側配管72を中間配管73の上流側端部73aに接続する。このため、室内熱交換器51(凝縮器C)で凝縮した冷媒が、室内側配管72から上流側端部73aへ流れるとともに、下流側端部73bから室外側配管71へ流れる。 As shown in FIG. 1, during heating operation, the second four-way valve 26 connects the outdoor pipe 71 to the downstream end 73b of the intermediate pipe 73, and connects the indoor pipe 72 to the upstream end 73a of the intermediate pipe 73. Therefore, refrigerant condensed in the indoor heat exchanger 51 (condenser C) flows from the indoor pipe 72 to the upstream end 73a and from the downstream end 73b to the outdoor pipe 71.
図2に示すように、冷房運転時において、第2の四方弁26は、室外側配管71を上流側端部73aに接続するとともに、室内側配管72を下流側端部73bに接続する。このため、室外熱交換器21(凝縮器C)で凝縮した冷媒が、室外側配管71から上流側端部73aへ流れるとともに、下流側端部73bから室内側配管72へ流れる。 As shown in FIG. 2, during cooling operation, the second four-way valve 26 connects the outdoor pipe 71 to the upstream end 73a and the indoor pipe 72 to the downstream end 73b. Therefore, refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger 21 (condenser C) flows from the outdoor pipe 71 to the upstream end 73a and from the downstream end 73b to the indoor pipe 72.
第2の四方弁26は、暖房運転及び冷房運転のいずれにおいても、上流側端部73aを凝縮器Cに接続するとともに、下流側端部73bを蒸発器Eに接続する。このため、暖房運転及び冷房運転のいずれにおいても、中間配管73における冷媒は、上流側端部73aから下流側端部73bへ流れる。 The second four-way valve 26 connects the upstream end 73a to the condenser C and the downstream end 73b to the evaporator E in both heating and cooling operation. Therefore, in both heating and cooling operation, the refrigerant in the intermediate pipe 73 flows from the upstream end 73a to the downstream end 73b.
図3は、本実施形態のエジェクタ27を模式的に示す断面図である。図3に示すように、エジェクタ27は、簡素な構造を有するため、保守及び空気調和機10への組み込みが容易である。なお、エジェクタ27の構造は、図3の例に限られない。エジェクタ27には、第1の流入口81と、第2の流入口82と、流出口83と、ノズル部84と、吸引部85と、混合部86と、ディフューザ部87とが設けられる。 Figure 3 is a cross-sectional view schematically showing the ejector 27 of this embodiment. As shown in Figure 3, the ejector 27 has a simple structure, making it easy to maintain and install in the air conditioner 10. Note that the structure of the ejector 27 is not limited to the example shown in Figure 3. The ejector 27 is provided with a first inlet 81, a second inlet 82, an outlet 83, a nozzle portion 84, a suction portion 85, a mixing portion 86, and a diffuser portion 87.
図1に示すように、第1の流入口81は、中間配管73の上流側端部73aを介して、第2の四方弁26に接続される。このため、第1の流入口81は、第2の配管62を介して凝縮器Cに接続される。 As shown in FIG. 1, the first inlet 81 is connected to the second four-way valve 26 via the upstream end 73a of the intermediate pipe 73. Therefore, the first inlet 81 is connected to the condenser C via the second pipe 62.
第2の流入口82は、第4の配管64の端部64aに接続される。第4の配管64は、気液分離器28と第2の流入口82とを接続する。流出口83は、中間配管73の下流側端部73bを介して、第2の四方弁26に接続される。このため、流出口83は、第2の配管62を介して蒸発器Eに接続される。 The second inlet 82 is connected to the end 64a of the fourth pipe 64. The fourth pipe 64 connects the gas-liquid separator 28 to the second inlet 82. The outlet 83 is connected to the second four-way valve 26 via the downstream end 73b of the intermediate pipe 73. Therefore, the outlet 83 is connected to the evaporator E via the second pipe 62.
エジェクタ27は、第1の流入口81に供給された冷媒を、第2の流入口82に供給された冷媒と混合するとともに昇圧して流出口83から放出することができる。このため、エジェクタ27は、冷媒を流出口83から第2の配管62を通じて蒸発器Eに供給することができる。 The ejector 27 mixes the refrigerant supplied to the first inlet 81 with the refrigerant supplied to the second inlet 82, increases the pressure, and releases it from the outlet 83. As a result, the ejector 27 can supply the refrigerant from the outlet 83 through the second pipe 62 to the evaporator E.
図3に示すように、ノズル部84は、第1の流入口81と混合部86との間に設けられる。ノズル部84は、混合部86に向かって先細る部分を有した流路である。ノズル部84は、第1の流入口81に流入した冷媒を、減圧膨張させて混合部86に噴出する。ノズル部84の出口近傍における圧力が低いため、ノズル部84に接続された第1の流入口81は、冷媒を吸引できる。 As shown in FIG. 3, the nozzle portion 84 is provided between the first inlet 81 and the mixing portion 86. The nozzle portion 84 is a flow path having a portion that tapers toward the mixing portion 86. The nozzle portion 84 reduces the pressure of the refrigerant that has flowed into the first inlet 81, expands it, and sprays it into the mixing portion 86. Because the pressure near the outlet of the nozzle portion 84 is low, the first inlet 81 connected to the nozzle portion 84 can draw in the refrigerant.
吸引部85は、第2の流入口82と混合部86との間に設けられる。吸引部85は、ノズル部84の周りに設けられ、混合部86に向かって先細る部分を有した略円筒状の流路である。吸引部85は、第2の流入口82に流入した冷媒を、減圧膨張させて混合部86に噴出する。吸引部85の出口近傍における圧力が低いため、吸引部85に接続された第2の流入口82は、冷媒を吸引できる。 The suction section 85 is provided between the second inlet 82 and the mixing section 86. The suction section 85 is provided around the nozzle section 84 and is a substantially cylindrical flow path with a portion tapering toward the mixing section 86. The suction section 85 decompresses and expands the refrigerant that has flowed into the second inlet 82, and then sprays it into the mixing section 86. Because the pressure near the outlet of the suction section 85 is low, the second inlet 82 connected to the suction section 85 can suck in the refrigerant.
混合部86は、ノズル部84及び吸引部85と、ディフューザ部87との間に設けられる。エジェクタ27は、混合部86において、吸引部85から噴出した冷媒を、ノズル部84から噴出した冷媒と混合する。 The mixing section 86 is provided between the nozzle section 84 and the suction section 85 and the diffuser section 87. In the mixing section 86, the ejector 27 mixes the refrigerant sprayed from the suction section 85 with the refrigerant sprayed from the nozzle section 84.
ディフューザ部87は、混合部86と流出口83との間に設けられる。ディフューザ部87は、流出口83に向かって拡大する部分を有した流路である。混合部86で混合された冷媒は、ディフューザ部87で減速して昇圧し、流出口83から放出される。 The diffuser section 87 is provided between the mixing section 86 and the outlet 83. The diffuser section 87 is a flow path that has a portion that expands toward the outlet 83. The refrigerant mixed in the mixing section 86 is decelerated and pressurized in the diffuser section 87 and released from the outlet 83.
エジェクタ27は、電磁弁88を有する。電磁弁88は、第1の流入口81を開閉することができる。なお、図3において、電磁弁88はノズル部84の外部に位置するが、電磁弁88はノズル部84の内部又は他の部分に設けられても良い。電磁弁88は、開度を制御されることで、第1の流入口81に供給される冷媒の量を調節する。なお、エジェクタ27は、第2の流入口82に供給される冷媒の量を調節可能な電磁弁を有しても良い。 The ejector 27 has a solenoid valve 88. The solenoid valve 88 can open and close the first inlet 81. Note that in FIG. 3, the solenoid valve 88 is located outside the nozzle portion 84, but the solenoid valve 88 may be provided inside the nozzle portion 84 or in another location. The solenoid valve 88 adjusts the amount of refrigerant supplied to the first inlet 81 by controlling its opening degree. Note that the ejector 27 may also have a solenoid valve that can adjust the amount of refrigerant supplied to the second inlet 82.
図1に示すように、気液分離器28は、第2の四方弁26と第1の流入口81との間に設けられる。言い換えると、気液分離器28は、凝縮器Cと第1の流入口81との間において、第2の配管62に設けられる。 As shown in FIG. 1, the gas-liquid separator 28 is provided between the second four-way valve 26 and the first inlet 81. In other words, the gas-liquid separator 28 is provided in the second pipe 62 between the condenser C and the first inlet 81.
気液分離器28は、例えば表面張力式気液分離器である。なお、気液分離器28は、他の気液分離器であっても良い。気液分離器28に、冷媒入口28aと、ガス出口28bと、液出口28cとが設けられる。 The gas-liquid separator 28 is, for example, a surface tension gas-liquid separator. However, the gas-liquid separator 28 may be another type of gas-liquid separator. The gas-liquid separator 28 is provided with a refrigerant inlet 28a, a gas outlet 28b, and a liquid outlet 28c.
冷媒入口28aは、中間配管73の上流側端部73aを介して第2の四方弁26に接続される。このため、冷媒入口28aは、第2の配管62を介して凝縮器Cに接続される。凝縮器Cで凝縮された冷媒は、冷媒入口28aから気液分離器28に流入する。冷媒入口28aを通る冷媒は、気体を含んでも良い。 The refrigerant inlet 28a is connected to the second four-way valve 26 via the upstream end 73a of the intermediate pipe 73. Therefore, the refrigerant inlet 28a is connected to the condenser C via the second pipe 62. The refrigerant condensed in the condenser C flows from the refrigerant inlet 28a into the gas-liquid separator 28. The refrigerant passing through the refrigerant inlet 28a may contain gas.
気液分離器28は、凝縮器Cから冷媒入口28aに供給された冷媒を、液状の冷媒と、気液二相の冷媒とに分離する。気液二相の冷媒は、気体を含む冷媒の一例である。なお、気液分離器28は、冷媒を、液状の冷媒と、ガス状の冷媒とに分離しても良い。 The gas-liquid separator 28 separates the refrigerant supplied from the condenser C to the refrigerant inlet 28a into a liquid refrigerant and a two-phase gas-liquid refrigerant. A two-phase gas-liquid refrigerant is an example of a refrigerant that contains gas. However, the gas-liquid separator 28 may also separate the refrigerant into a liquid refrigerant and a gas refrigerant.
ガス出口28bは、中間配管73を通じてエジェクタ27の第1の流入口81に接続される。液出口28cは、第4の配管64の端部64bに接続される。このため、液出口28cは、第4の配管64を介して第2の流入口82に接続される。 The gas outlet 28b is connected to the first inlet 81 of the ejector 27 through the intermediate pipe 73. The liquid outlet 28c is connected to the end 64b of the fourth pipe 64. Therefore, the liquid outlet 28c is connected to the second inlet 82 via the fourth pipe 64.
気液分離器28は、分離された冷媒を、ガス出口28bと液出口28cに分配する。気液分離器28は、気液二相の冷媒を、ガス出口28bから第2の配管62を介して第1の流入口81に供給する。気液分離器28は、液状の冷媒を、液出口28cから第4の配管64に分配する。第4の配管64において、冷媒は、第4の配管64の一方の端部64b(気液分離器28の液出口28c)から、他方の端部64a(エジェクタ27の第2の流入口82)へ流れる。 The gas-liquid separator 28 distributes the separated refrigerant to the gas outlet 28b and the liquid outlet 28c. The gas-liquid separator 28 supplies the two-phase gas-liquid refrigerant from the gas outlet 28b via the second pipe 62 to the first inlet 81. The gas-liquid separator 28 distributes the liquid refrigerant from the liquid outlet 28c to the fourth pipe 64. In the fourth pipe 64, the refrigerant flows from one end 64b of the fourth pipe 64 (the liquid outlet 28c of the gas-liquid separator 28) to the other end 64a (the second inlet 82 of the ejector 27).
第1の膨張弁31及び第2の膨張弁32は、例えば、電磁膨張弁である。なお、第1の膨張弁31及び第2の膨張弁32は、他の膨張弁であっても良い。また、室外機11は、第2の膨張弁32を省略しても良い。 The first expansion valve 31 and the second expansion valve 32 are, for example, electromagnetic expansion valves. However, the first expansion valve 31 and the second expansion valve 32 may be other expansion valves. Furthermore, the outdoor unit 11 may omit the second expansion valve 32.
第1の膨張弁31は、開度を制御されることで、第4の配管64において気液分離器28の液出口28cからエジェクタ27の第2の流入口82へ流れる冷媒の量を調節する。第2の膨張弁32は、第2の四方弁26と気液分離器28との間に位置する。言い換えると、第2の膨張弁32は、気液分離器28と凝縮器Cとの間で第2の配管62に設けられる。第2の膨張弁32は、開度を制御されることで、第2の配管62において凝縮器Cから気液分離器28の冷媒入口28aへ流れる冷媒の量を調節する。 By controlling the opening degree, the first expansion valve 31 adjusts the amount of refrigerant flowing in the fourth pipe 64 from the liquid outlet 28c of the gas-liquid separator 28 to the second inlet 82 of the ejector 27. The second expansion valve 32 is located between the second four-way valve 26 and the gas-liquid separator 28. In other words, the second expansion valve 32 is provided in the second pipe 62 between the gas-liquid separator 28 and the condenser C. By controlling the opening degree, the second expansion valve 32 adjusts the amount of refrigerant flowing in the second pipe 62 from the condenser C to the refrigerant inlet 28a of the gas-liquid separator 28.
第3の配管63は、主配管90と、第1の導入配管91と、第2の導入配管92とを有する。なお、第3の配管63は、他の部分を有しても良い。逆止弁35は、主配管90に設けられる。第1のバルブ33は、第1の導入配管91に設けられる。第2のバルブ34は、第2の導入配管92に設けられる。 The third pipe 63 has a main pipe 90, a first inlet pipe 91, and a second inlet pipe 92. The third pipe 63 may also have other components. A check valve 35 is provided in the main pipe 90. A first valve 33 is provided in the first inlet pipe 91. A second valve 34 is provided in the second inlet pipe 92.
主配管90は、気液分離器28の冷媒入口28aと、第2の膨張弁32と、の間で中間配管73に接続される。言い換えると、第3の配管63は、凝縮器Cと気液分離器28との間において、第2の配管62に接続される。 The main pipe 90 is connected to the intermediate pipe 73 between the refrigerant inlet 28a of the gas-liquid separator 28 and the second expansion valve 32. In other words, the third pipe 63 is connected to the second pipe 62 between the condenser C and the gas-liquid separator 28.
第1の導入配管91は、第1の四方弁25と室内熱交換器51との間で、第1の配管61に接続される。第2の導入配管92は、第1の四方弁25と室外熱交換器21との間で、第1の配管61に接続される。第1の導入配管91及び第2の導入配管92のそれぞれは、第1の配管61と主配管90とを接続する。 The first inlet pipe 91 is connected to the first pipe 61 between the first four-way valve 25 and the indoor heat exchanger 51. The second inlet pipe 92 is connected to the first pipe 61 between the first four-way valve 25 and the outdoor heat exchanger 21. The first inlet pipe 91 and the second inlet pipe 92 each connect the first pipe 61 and the main pipe 90.
第1のバルブ33及び第2のバルブ34は、例えば、電磁弁である。なお、第1のバルブ33及び第2のバルブ34は、他のバルブであっても良い。第1のバルブ33は、暖房運転において開き、冷房運転において閉じる。第2のバルブ34は、暖房運転において閉じ、冷房運転において開く。 The first valve 33 and the second valve 34 are, for example, solenoid valves. However, the first valve 33 and the second valve 34 may be other valves. The first valve 33 opens during heating operation and closes during cooling operation. The second valve 34 closes during heating operation and opens during cooling operation.
図1に示すように、暖房運転において、圧縮機23の吐出口23bから吐出された冷媒は、第1の配管61を通って室内熱交換器51(凝縮器C)へ向かって流れる。第1の配管61を流れる冷媒の一部は、第1の導入配管91及び主配管90を通って、中間配管73に供給される。 As shown in FIG. 1, during heating operation, the refrigerant discharged from the discharge port 23b of the compressor 23 flows through the first pipe 61 toward the indoor heat exchanger 51 (condenser C). A portion of the refrigerant flowing through the first pipe 61 passes through the first inlet pipe 91 and the main pipe 90 and is supplied to the intermediate pipe 73.
図2に示すように、冷房運転において、圧縮機23の吐出口23bから吐出された冷媒は、第1の配管61を通って室外熱交換器21(凝縮器C)へ向かって流れる。第1の配管61を流れる冷媒の一部は、第2の導入配管92及び主配管90を通って、中間配管73に供給される。 As shown in FIG. 2, during cooling operation, the refrigerant discharged from the discharge port 23b of the compressor 23 flows through the first pipe 61 toward the outdoor heat exchanger 21 (condenser C). A portion of the refrigerant flowing through the first pipe 61 passes through the second inlet pipe 92 and the main pipe 90 and is supplied to the intermediate pipe 73.
第3の配管63は、暖房運転及び冷房運転のいずれにおいても、凝縮器Cと気液分離器28との間で第2の配管62に接続されるとともに、吐出口23bと凝縮器Cとの間で第1の配管61に接続される。このため、第3の配管63は、凝縮器Cを迂回して、第1の配管61と第2の配管62とを接続する。 In both heating and cooling operation, the third pipe 63 is connected to the second pipe 62 between the condenser C and the gas-liquid separator 28, and is connected to the first pipe 61 between the discharge port 23b and the condenser C. Therefore, the third pipe 63 bypasses the condenser C and connects the first pipe 61 and the second pipe 62.
逆止弁35は、第3の配管63において、圧縮機23の吐出口23bから中間配管73へ向かう冷媒の流れを通過させる。一方、逆止弁35は、中間配管73から第1の配管61へ向かう冷媒の流れを遮断する。 The check valve 35 allows refrigerant to pass through the third pipe 63 from the discharge port 23b of the compressor 23 toward the intermediate pipe 73. On the other hand, the check valve 35 blocks the flow of refrigerant from the intermediate pipe 73 toward the first pipe 61.
中間熱交換器37は、第3の配管63の主配管90を流れる冷媒と、第4の配管64を流れる冷媒との間で熱交換を行う。中間熱交換器37は、二重管式熱交換器である。例えば、第4の配管64が主配管90の内側に位置し、主配管90を流れる冷媒と、第4の配管64を流れる冷媒と、が第4の配管64を介して熱交換を行う。すなわち、本実施形態の中間熱交換器37は、主配管90の一部と、第4の配管64の一部とを含む。なお、中間熱交換器37は、この例に限られない。例えば、中間熱交換器37は、プレート式熱交換器のような他の熱交換器であっても良い。 The intermediate heat exchanger 37 exchanges heat between the refrigerant flowing through the main pipe 90 of the third pipe 63 and the refrigerant flowing through the fourth pipe 64. The intermediate heat exchanger 37 is a double-pipe heat exchanger. For example, the fourth pipe 64 is located inside the main pipe 90, and the refrigerant flowing through the main pipe 90 exchanges heat with the refrigerant flowing through the fourth pipe 64 via the fourth pipe 64. That is, the intermediate heat exchanger 37 of this embodiment includes a portion of the main pipe 90 and a portion of the fourth pipe 64. Note that the intermediate heat exchanger 37 is not limited to this example. For example, the intermediate heat exchanger 37 may be another heat exchanger, such as a plate-type heat exchanger.
中間熱交換器37は、第1の膨張弁31とエジェクタ27の第2の流入口82との間に位置する。このため、第1の膨張弁31は、気液分離器28の液出口28cと、中間熱交換器37との間で、第4の配管64に設けられる。 The intermediate heat exchanger 37 is located between the first expansion valve 31 and the second inlet 82 of the ejector 27. Therefore, the first expansion valve 31 is provided on the fourth pipe 64 between the liquid outlet 28c of the gas-liquid separator 28 and the intermediate heat exchanger 37.
第4の配管64は、入口部64cと、出口部64dとを有する。入口部64cは、中間熱交換器37の一つの端部37aに位置する。出口部64dは、中間熱交換器37の他の一つの端部37bに位置する。 The fourth pipe 64 has an inlet 64c and an outlet 64d. The inlet 64c is located at one end 37a of the intermediate heat exchanger 37. The outlet 64d is located at the other end 37b of the intermediate heat exchanger 37.
冷媒は、入口部64cから中間熱交換器37に含まれる第4の配管64の一部に流入し、出口部64dから流出する。このため、入口部64cは、出口部64dよりも上流側に位置し、出口部64dよりも気液分離器28の液出口28cに近い。出口部64dは、入口部64cよりも下流側に位置し、入口部64cよりもエジェクタ27の第2の流入口82に近い。 The refrigerant flows from the inlet 64c into a portion of the fourth pipe 64 included in the intermediate heat exchanger 37 and flows out from the outlet 64d. Therefore, the inlet 64c is located upstream of the outlet 64d and closer to the liquid outlet 28c of the gas-liquid separator 28 than the outlet 64d. The outlet 64d is located downstream of the inlet 64c and closer to the second inlet 82 of the ejector 27 than the inlet 64c.
出口部64dにおける第4の配管64の内径は、入口部64cにおける第4の配管64の内径よりも大きい。さらに、入口部64cと出口部64dとの間における第4の配管64の内径は、入口部64cにおける第4の配管64の内径よりも小さく、且つ出口部64dにおける第4の配管64の内径よりも小さい。なお、第4の配管64の内径は、この例に限られない。 The inner diameter of the fourth pipe 64 at the outlet 64d is larger than the inner diameter of the fourth pipe 64 at the inlet 64c. Furthermore, the inner diameter of the fourth pipe 64 between the inlet 64c and the outlet 64d is smaller than the inner diameter of the fourth pipe 64 at the inlet 64c and also smaller than the inner diameter of the fourth pipe 64 at the outlet 64d. Note that the inner diameter of the fourth pipe 64 is not limited to this example.
蓄熱材38は、中間熱交換器37に熱的に接続される。蓄熱材38は、例えば、ブロック状の容器に充填された潜熱蓄熱材を有する。潜熱蓄熱材は、例えば、塩化カルシウムである。蓄熱材38は、他の潜熱蓄熱材を有しても良い。 The heat storage material 38 is thermally connected to the intermediate heat exchanger 37. The heat storage material 38 includes, for example, a latent heat storage material filled in a block-shaped container. The latent heat storage material is, for example, calcium chloride. The heat storage material 38 may also include other latent heat storage materials.
温度センサ41は、気液分離器28と中間熱交換器37との間において、第4の配管64を流れる冷媒の温度を測定する。本実施形態では、温度センサ41は、第1の膨張弁31と中間熱交換器37との間に設けられる。温度センサ42は、中間熱交換器37と第2の流入口82との間において、第4の配管64を流れる冷媒の温度を測定する。 The temperature sensor 41 measures the temperature of the refrigerant flowing through the fourth pipe 64 between the gas-liquid separator 28 and the intermediate heat exchanger 37. In this embodiment, the temperature sensor 41 is provided between the first expansion valve 31 and the intermediate heat exchanger 37. The temperature sensor 42 measures the temperature of the refrigerant flowing through the fourth pipe 64 between the intermediate heat exchanger 37 and the second inlet 82.
温度センサ43は、圧縮機23の吸入口23aと蒸発器Eとの間において、第1の配管61を流れる冷媒の温度を測定する。本実施形態では、温度センサ43は、アキュムレータ24と第1の四方弁25との間に設けられる。温度センサ44は、室外熱交換器21を流れる冷媒の温度を測定する。例えば、温度センサ44は、室外熱交換器21を流れる冷媒の飽和温度が取得可能な位置に配置される。 The temperature sensor 43 measures the temperature of the refrigerant flowing through the first pipe 61 between the intake port 23a of the compressor 23 and the evaporator E. In this embodiment, the temperature sensor 43 is provided between the accumulator 24 and the first four-way valve 25. The temperature sensor 44 measures the temperature of the refrigerant flowing through the outdoor heat exchanger 21. For example, the temperature sensor 44 is positioned at a position where the saturation temperature of the refrigerant flowing through the outdoor heat exchanger 21 can be obtained.
温度センサ45は、第2の四方弁26と室内熱交換器51との間において、第2の配管62を流れる冷媒の温度を測定する。温度センサ46は、気液分離器28と第2の膨張弁32との間において、第2の配管62を流れる冷媒の温度を測定する。本実施形態では、温度センサ46は、第2の配管62と第3の配管63とが接続される部分と、第2の膨張弁32と、の間に設けられる。 The temperature sensor 45 measures the temperature of the refrigerant flowing through the second pipe 62 between the second four-way valve 26 and the indoor heat exchanger 51. The temperature sensor 46 measures the temperature of the refrigerant flowing through the second pipe 62 between the gas-liquid separator 28 and the second expansion valve 32. In this embodiment, the temperature sensor 46 is provided between the second expansion valve 32 and the portion where the second pipe 62 and the third pipe 63 are connected.
温度センサ47は、第2の四方弁26と室外熱交換器21との間において、第2の配管62を流れる冷媒の温度を測定する。温度センサ53は、室内熱交換器51を流れる冷媒の温度を測定する。例えば、温度センサ53は、室内熱交換器51を流れる冷媒の飽和温度が取得可能な位置に配置される。 The temperature sensor 47 measures the temperature of the refrigerant flowing through the second pipe 62 between the second four-way valve 26 and the outdoor heat exchanger 21. The temperature sensor 53 measures the temperature of the refrigerant flowing through the indoor heat exchanger 51. For example, the temperature sensor 53 is positioned at a position where the saturation temperature of the refrigerant flowing through the indoor heat exchanger 51 can be obtained.
制御装置14は、例えば、室外制御装置14aと、室内制御装置14bとを有する。室外制御装置14aと室内制御装置14bとは、互いに電気配線により電気的に接続される。室外制御装置14a及び室内制御装置14bのうち少なくとも一方は、例えば、CPU(Central Processing Unit)又はマイクロコントローラのような制御装置と、ROM(Read Only Memory)と、RAM(Random Access Memory)と、フラッシュメモリのような記憶装置とを有するコンピュータである。なお、制御装置14は、この例に限られない。例えば、制御装置14は、室外制御装置14a及び室内制御装置14bのうち一方のみを有しても良い。 The control device 14 includes, for example, an outdoor control device 14a and an indoor control device 14b. The outdoor control device 14a and the indoor control device 14b are electrically connected to each other via electrical wiring. At least one of the outdoor control device 14a and the indoor control device 14b is a computer including, for example, a control device such as a CPU (Central Processing Unit) or a microcontroller, and a storage device such as a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and a flash memory. Note that the control device 14 is not limited to this example. For example, the control device 14 may include only one of the outdoor control device 14a and the indoor control device 14b.
室外制御装置14aは、室外機11の室外送風ファン22、圧縮機23、第1の四方弁25、第2の四方弁26、第1の膨張弁31、第2の膨張弁32、第1のバルブ33、第2のバルブ34、及びエジェクタ27の電磁弁88を制御する。室内制御装置14bは、室内機12の室内送風ファン52を制御する。 The outdoor control device 14a controls the outdoor blower fan 22, compressor 23, first four-way valve 25, second four-way valve 26, first expansion valve 31, second expansion valve 32, first valve 33, second valve 34, and solenoid valve 88 of the ejector 27 of the outdoor unit 11. The indoor control device 14b controls the indoor blower fan 52 of the indoor unit 12.
制御装置14が室外機11及び室内機12を制御することで、空気調和機10は、冷房運転、暖房運転、除湿運転、除霜運転、及び他の運転を行う。室内制御装置14bは、例えば、リモートコントローラから信号を入力されても良いし、通信装置を通じてスマートフォンのような情報端末から信号を入力されても良い。 The control device 14 controls the outdoor unit 11 and the indoor unit 12, causing the air conditioner 10 to perform cooling operation, heating operation, dehumidification operation, defrosting operation, and other operations. The indoor control device 14b may receive signals, for example, from a remote controller, or may receive signals from an information terminal such as a smartphone via a communication device.
図1に示すように、暖房運転においては、圧縮機23の吐出口23bから吐出されたガス状の冷媒が、第1の配管61を通って室内熱交換器51(凝縮器C)に供給される。凝縮器Cで凝縮した冷媒は、第2の膨張弁32によって減圧され、気液分離器28の冷媒入口28aに流入する。 As shown in FIG. 1, during heating operation, gaseous refrigerant discharged from the discharge port 23b of the compressor 23 is supplied to the indoor heat exchanger 51 (condenser C) through the first pipe 61. The refrigerant condensed in the condenser C is decompressed by the second expansion valve 32 and flows into the refrigerant inlet 28a of the gas-liquid separator 28.
気液二相の冷媒は、気液分離器28のガス出口28bから、エジェクタ27の第1の流入口81に供給される。液状の冷媒は、気液分離器28の液出口28cから、第4の配管64に流入する。第4の配管64において、液状の冷媒は、第1の膨張弁31によって減圧される。 The two-phase gas-liquid refrigerant is supplied from the gas outlet 28b of the gas-liquid separator 28 to the first inlet 81 of the ejector 27. The liquid refrigerant flows into the fourth pipe 64 from the liquid outlet 28c of the gas-liquid separator 28. In the fourth pipe 64, the liquid refrigerant is decompressed by the first expansion valve 31.
一方、圧縮機23の吐出口23bから吐出された高温高圧の冷媒の一部は、第1の導入配管91から第3の配管63に流入する。中間熱交換器37は、第3の配管63を流れる高温の冷媒と、第4の配管64を流れる液状の冷媒との間で、熱交換を行う。これにより、中間熱交換器37は、第4の配管64を流れる液状の冷媒を、部分的に蒸発させて気液二相の冷媒とする。中間熱交換器37を通過した気液二相の冷媒は、第4の配管64からエジェクタ27の第2の流入口82に流入する。第3の配管63を通過した冷媒は、第2の膨張弁32で減圧された冷媒と混合し、気液分離器28の冷媒入口28aに流入する。 Meanwhile, a portion of the high-temperature, high-pressure refrigerant discharged from the discharge port 23b of the compressor 23 flows from the first inlet pipe 91 into the third pipe 63. The intermediate heat exchanger 37 exchanges heat between the high-temperature refrigerant flowing through the third pipe 63 and the liquid refrigerant flowing through the fourth pipe 64. As a result, the intermediate heat exchanger 37 partially evaporates the liquid refrigerant flowing through the fourth pipe 64, converting it into a two-phase gas-liquid refrigerant. The two-phase gas-liquid refrigerant that has passed through the intermediate heat exchanger 37 flows from the fourth pipe 64 into the second inlet 82 of the ejector 27. The refrigerant that has passed through the third pipe 63 mixes with refrigerant decompressed by the second expansion valve 32 and flows into the refrigerant inlet 28a of the gas-liquid separator 28.
エジェクタ27は、第1の流入口81に供給された気液二相の冷媒と、第2の流入口82に供給された気液二相の冷媒とを混合するとともに昇圧して、流出口83から室外熱交換器21(蒸発器E)に供給する。蒸発器Eで蒸発した冷媒は、アキュムレータ24を通って圧縮機23の吸入口23aに流入する。 The ejector 27 mixes and pressurizes the two-phase gas-liquid refrigerant supplied to the first inlet 81 and the two-phase gas-liquid refrigerant supplied to the second inlet 82, and supplies the resulting mixture to the outdoor heat exchanger 21 (evaporator E) through the outlet 83. The refrigerant evaporated in the evaporator E passes through the accumulator 24 and flows into the suction port 23a of the compressor 23.
本実施形態において、室外熱交換器21は小型である。このため、空気調和機10における冷媒の総量が少なく、過冷却度が小さくなりやすい。しかし、本実施形態の空気調和機10は、エジェクタ27を備えることで、過冷却度が小さくとも高い冷凍能力を得ることができる。 In this embodiment, the outdoor heat exchanger 21 is small. As a result, the total amount of refrigerant in the air conditioner 10 is small, and the degree of subcooling is likely to be small. However, by including an ejector 27, the air conditioner 10 of this embodiment can achieve high refrigeration capacity even with a small degree of subcooling.
図2に示すように、冷房運転においては、圧縮機23の吐出口23bから吐出されたガス状の冷媒が、第1の配管61を通って室外熱交換器21(凝縮器C)に供給される。凝縮器Cから室内熱交換器51(蒸発器E)までの冷媒の移動は、暖房運転における冷媒の移動と実質的に等しい。また、圧縮機23の吐出口23bから吐出された高温高圧の冷媒の一部は、第2の導入配管92から第3の配管63に流入する。第3の配管63から気液分離器28の冷媒入口28aまでの冷媒の移動は、暖房運転における冷媒の移動と実質的に等しい。 As shown in FIG. 2, during cooling operation, gaseous refrigerant discharged from the discharge port 23b of the compressor 23 is supplied to the outdoor heat exchanger 21 (condenser C) through the first pipe 61. The movement of refrigerant from the condenser C to the indoor heat exchanger 51 (evaporator E) is substantially the same as the movement of refrigerant during heating operation. In addition, a portion of the high-temperature, high-pressure refrigerant discharged from the discharge port 23b of the compressor 23 flows from the second inlet pipe 92 into the third pipe 63. The movement of refrigerant from the third pipe 63 to the refrigerant inlet 28a of the gas-liquid separator 28 is substantially the same as the movement of refrigerant during heating operation.
エジェクタ27は気液二相の冷媒により動作可能である。このため、小型の室外熱交換器21(凝縮器C)が冷媒を十分に液化しなかったとしても、エジェクタ27が気液二相の冷媒により十分に動作することができ、ひいては空気調和機10における冷凍サイクルの冷凍能力が低下することが抑制される。 The ejector 27 can operate with two-phase gas-liquid refrigerant. Therefore, even if the small outdoor heat exchanger 21 (condenser C) does not fully liquefy the refrigerant, the ejector 27 can operate sufficiently with two-phase gas-liquid refrigerant, thereby preventing a decrease in the refrigeration capacity of the refrigeration cycle in the air conditioner 10.
図4は、本実施形態の空気調和機10の構成を機能的に示すブロック図である。図4に示すように、本実施形態の空気調和機10は、室外ファン駆動回路101と、室内ファン駆動回路102と、インバータ回路103と、複数の弁駆動回路111~117とをさらに有する。 Figure 4 is a block diagram showing the functional configuration of the air conditioner 10 of this embodiment. As shown in Figure 4, the air conditioner 10 of this embodiment further includes an outdoor fan drive circuit 101, an indoor fan drive circuit 102, an inverter circuit 103, and multiple valve drive circuits 111-117.
室外ファン駆動回路101は、室外送風ファン22の駆動回路である。室内ファン駆動回路102は、室内送風ファン52の駆動回路である。インバータ回路103は、圧縮機23をインバータ制御し、圧縮機23の運転周波数を変更する。インバータ回路103は、例えば、PAM(pulse amplitude modulation)方式のインバータ回路である。なお、圧縮機23は、インバータ制御と異なる方法で制御されても良い。 The outdoor fan drive circuit 101 is a drive circuit for the outdoor blower fan 22. The indoor fan drive circuit 102 is a drive circuit for the indoor blower fan 52. The inverter circuit 103 inverter-controls the compressor 23 and changes the operating frequency of the compressor 23. The inverter circuit 103 is, for example, a PAM (pulse amplitude modulation) inverter circuit. Note that the compressor 23 may also be controlled by a method other than inverter control.
弁駆動回路111は、第1の四方弁25の駆動回路である。弁駆動回路112は、第2の四方弁26の駆動回路である。弁駆動回路113は、第1の膨張弁31の駆動回路である。弁駆動回路114は、第2の膨張弁32の駆動回路である。 Valve drive circuit 111 is the drive circuit for the first four-way valve 25. Valve drive circuit 112 is the drive circuit for the second four-way valve 26. Valve drive circuit 113 is the drive circuit for the first expansion valve 31. Valve drive circuit 114 is the drive circuit for the second expansion valve 32.
弁駆動回路115は、エジェクタ27の電磁弁88の駆動回路である。弁駆動回路116は、第1のバルブ33の駆動回路である。弁駆動回路117は、第2のバルブ34の駆動回路である。 The valve drive circuit 115 is the drive circuit for the solenoid valve 88 of the ejector 27. The valve drive circuit 116 is the drive circuit for the first valve 33. The valve drive circuit 117 is the drive circuit for the second valve 34.
制御装置14は、複数の温度センサ41~47及び温度センサ53と、室外ファン駆動回路101と、室内ファン駆動回路102と、インバータ回路103と、複数の弁駆動回路111~117とに接続される。制御装置14は、温度取得部121と、運転切替部122と、室外ファン制御部123と、室内ファン制御部124と、圧縮機制御部125と、弁制御部126とを備える。 The control device 14 is connected to multiple temperature sensors 41-47 and temperature sensor 53, the outdoor fan drive circuit 101, the indoor fan drive circuit 102, the inverter circuit 103, and multiple valve drive circuits 111-117. The control device 14 includes a temperature acquisition unit 121, an operation switching unit 122, an outdoor fan control unit 123, an indoor fan control unit 124, a compressor control unit 125, and a valve control unit 126.
温度取得部121は、複数の温度センサ41~47及び温度センサ53から、冷媒の温度の測定結果を取得する。例えば、温度取得部121は、温度センサ41~47及び温度センサ53の出力信号から、冷媒の温度を算出する。 The temperature acquisition unit 121 acquires refrigerant temperature measurement results from multiple temperature sensors 41-47 and temperature sensor 53. For example, the temperature acquisition unit 121 calculates the refrigerant temperature from the output signals of temperature sensors 41-47 and temperature sensor 53.
運転切替部122は、空気調和機10における冷房運転と、暖房運転と、除湿運転と、除霜運転とを切り替える。なお、運転切替部122は、空気調和機10の運転を他の運転方式に切り替えても良い。 The operation switching unit 122 switches the air conditioner 10 between cooling operation, heating operation, dehumidification operation, and defrosting operation. Note that the operation switching unit 122 may also switch the operation of the air conditioner 10 to another operating mode.
室外ファン制御部123は、室外送風ファン22を制御する。例えば、室外ファン制御部123は、室外ファン駆動回路101を制御することで、室外送風ファン22のモータの回転数を制御する。 The outdoor fan control unit 123 controls the outdoor blower fan 22. For example, the outdoor fan control unit 123 controls the outdoor fan drive circuit 101 to control the rotation speed of the motor of the outdoor blower fan 22.
室内ファン制御部124は、室内送風ファン52を制御する。例えば、室内ファン制御部124は、室内ファン駆動回路102を制御することで、室内送風ファン52のモータの回転数を制御する。 The indoor fan control unit 124 controls the indoor blower fan 52. For example, the indoor fan control unit 124 controls the rotation speed of the motor of the indoor blower fan 52 by controlling the indoor fan drive circuit 102.
圧縮機制御部125は、圧縮機23を制御する。例えば、圧縮機制御部125は、インバータ回路103を制御することで、インバータ制御により圧縮機23の運転周波数を制御する。 The compressor control unit 125 controls the compressor 23. For example, the compressor control unit 125 controls the inverter circuit 103 to control the operating frequency of the compressor 23 through inverter control.
弁制御部126は、第1の四方弁25、第2の四方弁26、第1の膨張弁31、第2の膨張弁32、第1のバルブ33、第2のバルブ34、及び電磁弁88を制御する。弁制御部126は、弁駆動回路111,112を制御することで、第1の四方弁25及び第2の四方弁26のアクチュエータを駆動し、第1の四方弁25及び第2の四方弁26に冷媒が流れる方向を変更させる。 The valve control unit 126 controls the first four-way valve 25, the second four-way valve 26, the first expansion valve 31, the second expansion valve 32, the first valve 33, the second valve 34, and the solenoid valve 88. By controlling the valve drive circuits 111 and 112, the valve control unit 126 drives the actuators of the first four-way valve 25 and the second four-way valve 26, causing the first four-way valve 25 and the second four-way valve 26 to change the direction of refrigerant flow.
弁制御部126は、弁駆動回路113~115を制御することで、第1の膨張弁31、第2の膨張弁32、及び電磁弁88の開度を変更させる。さらに、弁制御部126は、弁駆動回路116,117を制御することで、第1のバルブ33及び第2のバルブ34を開閉させる。 The valve control unit 126 controls the valve drive circuits 113-115 to change the opening degrees of the first expansion valve 31, the second expansion valve 32, and the solenoid valve 88. Furthermore, the valve control unit 126 controls the valve drive circuits 116 and 117 to open and close the first valve 33 and the second valve 34.
以下に、本実施形態の空気調和機10の暖房運転制御及び冷房運転制御について説明する。なお、上述のように、空気調和機10は、暖房運転及び冷房運転に限らず、除湿運転及び除霜運転のような他の運転を行うことができる。また、空気調和機10の暖房運転制御及び冷房運転制御は、以下に説明される例に限られない。 The heating operation control and cooling operation control of the air conditioner 10 of this embodiment will be described below. As mentioned above, the air conditioner 10 is not limited to heating operation and cooling operation, and can also perform other operations such as dehumidification operation and defrosting operation. Furthermore, the heating operation control and cooling operation control of the air conditioner 10 are not limited to the examples described below.
図5は、本実施形態の空気調和機10の暖房運転制御の一例を示すフローチャートである。なお、例えば、空気調和機10の起動と暖房運転の開始が同時である場合、室外送風ファン22、圧縮機23、及び室内送風ファン52は停止している。この場合、室外ファン制御部123、室内ファン制御部124、及び圧縮機制御部125は、暖房運転の開始時に、室外送風ファン22、圧縮機23、及び室内送風ファン52を起動する。 Figure 5 is a flowchart showing an example of heating operation control of the air conditioner 10 of this embodiment. For example, if the air conditioner 10 is started and heating operation begins simultaneously, the outdoor blower fan 22, compressor 23, and indoor blower fan 52 are stopped. In this case, the outdoor fan control unit 123, indoor fan control unit 124, and compressor control unit 125 start the outdoor blower fan 22, compressor 23, and indoor blower fan 52 when heating operation begins.
図5に示すように、暖房運転が開始されると、弁制御部126が弁駆動回路111,112を制御し、第1の四方弁25及び第2の四方弁26に冷媒が流れる方向を、暖房運転の方向に切り替えさせる(S101)。これにより、図1に示すように、室内熱交換器51と圧縮機23の吐出口23bとが接続されるとともに、室外熱交換器21とアキュムレータ24(圧縮機23の吸入口23a)とが接続される。さらに、室外熱交換器21がエジェクタ27の流出口83に接続されるとともに、室内熱交換器51が第2の膨張弁32に接続される。 As shown in FIG. 5, when heating operation is started, the valve control unit 126 controls the valve drive circuits 111, 112 to switch the direction of refrigerant flow through the first four-way valve 25 and the second four-way valve 26 to the heating operation direction (S101). As a result, as shown in FIG. 1, the indoor heat exchanger 51 is connected to the discharge port 23b of the compressor 23, and the outdoor heat exchanger 21 is connected to the accumulator 24 (suction port 23a of the compressor 23). Furthermore, the outdoor heat exchanger 21 is connected to the outlet 83 of the ejector 27, and the indoor heat exchanger 51 is connected to the second expansion valve 32.
次に、図5に示すように、弁制御部126が第1のバルブ33及び第2のバルブ34を制御し、第1のバルブ33を開き、第2のバルブ34を閉じる(S102)。これにより、第2のバルブ34は、第2の導入配管92における冷媒の流れを遮断する。一方、圧縮機23の吐出口23bから吐出された冷媒は、第1の導入配管91から、第3の配管63に流入する。 Next, as shown in FIG. 5, the valve control unit 126 controls the first valve 33 and the second valve 34 to open the first valve 33 and close the second valve 34 (S102). As a result, the second valve 34 blocks the flow of refrigerant through the second inlet pipe 92. Meanwhile, the refrigerant discharged from the discharge port 23b of the compressor 23 flows from the first inlet pipe 91 into the third pipe 63.
次に、運転切替部122は、暖房運転を終了するか否かを判定する(S103)。例えば、リモートコントローラから室内制御装置14bが停止信号又は他の運転への切替信号を入力された場合、運転切替部122は、暖房運転が終了するものと判定し(S103:Yes)、暖房運転を終了する。 Next, the operation switching unit 122 determines whether to end the heating operation (S103). For example, if the indoor control device 14b receives a stop signal or a signal to switch to another operation from the remote controller, the operation switching unit 122 determines that the heating operation should be ended (S103: Yes) and ends the heating operation.
一方、暖房運転が終了しない場合(S103:No)、弁制御部126は、温度TN1,TN2が、約3.5℃であるか否かを判定する(S104)。例えば、温度取得部121が、温度センサ41から第1の膨張弁31と中間熱交換器37との間の冷媒の温度TN1を取得する。さらに、温度取得部121が、温度センサ42から中間熱交換器37とエジェクタ27の第2の流入口82の間の冷媒の温度TN2を取得する。弁制御部126は、温度TN1,TN2のそれぞれが3.5±0.5℃の範囲内にあるか否かを判定する。なお、S104おける判定はこの例に限られない。 On the other hand, if the heating operation has not ended (S103: No), the valve control unit 126 determines whether the temperatures TN1 and TN2 are approximately 3.5°C (S104). For example, the temperature acquisition unit 121 acquires the temperature TN1 of the refrigerant between the first expansion valve 31 and the intermediate heat exchanger 37 from the temperature sensor 41. Furthermore, the temperature acquisition unit 121 acquires the temperature TN2 of the refrigerant between the intermediate heat exchanger 37 and the second inlet 82 of the ejector 27 from the temperature sensor 42. The valve control unit 126 determines whether each of the temperatures TN1 and TN2 is within the range of 3.5±0.5°C. Note that the determination in S104 is not limited to this example.
温度TN1が約3.5℃に設定されることで、第4の配管64において中間熱交換器37に流入する冷媒の圧力P1は、約0.9MPaとなる。また、温度TN2が約3.5℃に設定されることで、中間熱交換器37からエジェクタ27の第2の流入口82に供給される冷媒の圧力P2も、約0.9MPaとなる。 By setting the temperature TN1 to approximately 3.5°C, the pressure P1 of the refrigerant flowing into the intermediate heat exchanger 37 in the fourth pipe 64 becomes approximately 0.9 MPa. Furthermore, by setting the temperature TN2 to approximately 3.5°C, the pressure P2 of the refrigerant supplied from the intermediate heat exchanger 37 to the second inlet 82 of the ejector 27 also becomes approximately 0.9 MPa.
圧力P1と圧力P2とが0.9MPaに近く、且つ圧力P1と圧力P2とが互いに略等しいか圧力P2が圧力P1より高い場合、エジェクタ27の能力が大きくなる。このため、温度TN1,TN2が約3.5℃に設定されることで、室外熱交換器21(蒸発器E)の冷凍能力が向上し得る。 When pressures P1 and P2 are close to 0.9 MPa and are approximately equal to or higher than pressure P1, the capacity of the ejector 27 increases. Therefore, by setting temperatures TN1 and TN2 to approximately 3.5°C, the refrigeration capacity of the outdoor heat exchanger 21 (evaporator E) can be improved.
温度TN1,TN2が約3.5℃でない場合(S104:No)、弁制御部126は、第1の膨張弁31を制御し、第1の膨張弁31の開度を調整する(S105)。弁制御部126は、温度TN1,TN2が約3.5℃となるように、第1の膨張弁31の開度を調整する。すなわち、弁制御部126は、温度センサ41,42の測定結果(温度TN1,TN2)に基づいて、第1の膨張弁31の開度を制御する。 If temperatures TN1 and TN2 are not approximately 3.5°C (S104: No), the valve control unit 126 controls the first expansion valve 31 to adjust the opening degree of the first expansion valve 31 (S105). The valve control unit 126 adjusts the opening degree of the first expansion valve 31 so that temperatures TN1 and TN2 are approximately 3.5°C. In other words, the valve control unit 126 controls the opening degree of the first expansion valve 31 based on the measurement results (temperatures TN1 and TN2) of the temperature sensors 41 and 42.
S104において温度TN1,TN2が約3.5℃である場合(S104:Yes)、又はS105で第1の膨張弁31の開度が調整されると、弁制御部126は、温度SUと温度TC1との差(過熱度)が約1℃であるか否かを判定する(S106)。 If temperatures TN1 and TN2 are approximately 3.5°C in S104 (S104: Yes), or if the opening degree of the first expansion valve 31 is adjusted in S105, the valve control unit 126 determines whether the difference between temperature SU and temperature TC1 (degree of superheat) is approximately 1°C (S106).
例えば、温度取得部121が、温度センサ43からアキュムレータ24と室外熱交換器21(蒸発器E)との間における冷媒の温度SUを取得する。さらに、温度取得部121が、温度センサ44から室外熱交換器21における冷媒の温度TC1を取得する。弁制御部126は、過熱度(SU-TC1)が1±0.5℃の範囲内にあるか否かを判定する。なお、S106における判定はこの例に限られない。 For example, the temperature acquisition unit 121 acquires the refrigerant temperature SU between the accumulator 24 and the outdoor heat exchanger 21 (evaporator E) from the temperature sensor 43. Furthermore, the temperature acquisition unit 121 acquires the refrigerant temperature TC1 in the outdoor heat exchanger 21 from the temperature sensor 44. The valve control unit 126 determines whether the degree of superheat (SU-TC1) is within the range of 1±0.5°C. Note that the determination in S106 is not limited to this example.
過熱度(SU-TC1)が約1℃でない場合(S106:No)、弁制御部126は、エジェクタ27の電磁弁88を制御し、電磁弁88の開度を調整する(S107)。弁制御部126は、過熱度(SU-TC1)が約1℃となるように、電磁弁88の開度を調整する。 If the degree of superheat (SU-TC1) is not approximately 1°C (S106: No), the valve control unit 126 controls the solenoid valve 88 of the ejector 27 to adjust the opening degree of the solenoid valve 88 (S107). The valve control unit 126 adjusts the opening degree of the solenoid valve 88 so that the degree of superheat (SU-TC1) is approximately 1°C.
S106において過熱度(SU-TC1)が約1℃である場合(S106:Yes)、又はS107で電磁弁88の開度が調整されると、弁制御部126は、温度TC3と温度TC4との差が約5℃であるか否かを判定する(S108)。 If the degree of superheat (SU-TC1) is approximately 1°C in S106 (S106: Yes), or if the opening of the solenoid valve 88 is adjusted in S107, the valve control unit 126 determines whether the difference between temperature TC3 and temperature TC4 is approximately 5°C (S108).
例えば、温度取得部121が、温度センサ45から室内熱交換器51(凝縮器C)と第2の膨張弁32との間における冷媒の温度TC3を取得する。さらに、温度取得部121が、温度センサ46から第2の膨張弁32と気液分離器28との間における冷媒の温度TC4を取得する。弁制御部126は、温度差(TC3-TC4)が5±0.5℃の範囲内にあるか否かを判定する。なお、S108における判定はこの例に限られない。 For example, the temperature acquisition unit 121 acquires the refrigerant temperature TC3 between the indoor heat exchanger 51 (condenser C) and the second expansion valve 32 from the temperature sensor 45. Furthermore, the temperature acquisition unit 121 acquires the refrigerant temperature TC4 between the second expansion valve 32 and the gas-liquid separator 28 from the temperature sensor 46. The valve control unit 126 determines whether the temperature difference (TC3 - TC4) is within the range of 5 ± 0.5°C. Note that the determination in S108 is not limited to this example.
温度差(TC3-TC4)が約5℃でない場合(S108:No)、弁制御部126は、第2の膨張弁32を制御し、第2の膨張弁32の開度を調整する(S109)。弁制御部126は、温度差(TC3-TC4)が約5℃となるように、第2の膨張弁32の開度を調整する。 If the temperature difference (TC3 - TC4) is not approximately 5°C (S108: No), the valve control unit 126 controls the second expansion valve 32 to adjust the opening degree of the second expansion valve 32 (S109). The valve control unit 126 adjusts the opening degree of the second expansion valve 32 so that the temperature difference (TC3 - TC4) is approximately 5°C.
例えば高圧の冷媒が気液分離器28に流入した場合、気液分離器28において液状の冷媒と気液二相の冷媒とが十分に分離されないことがある。しかし、温度差(TC3-TC4)が約5℃に設定されることで、第2の膨張弁32が冷媒の圧力を十分に減少させる。このため、気液分離器28において、液状の冷媒と気液二相の冷媒とが十分に分離される。 For example, when high-pressure refrigerant flows into the gas-liquid separator 28, the liquid refrigerant and the two-phase gas-liquid refrigerant may not be sufficiently separated in the gas-liquid separator 28. However, by setting the temperature difference (TC3 - TC4) to approximately 5°C, the second expansion valve 32 sufficiently reduces the refrigerant pressure. As a result, the liquid refrigerant and the two-phase gas-liquid refrigerant are sufficiently separated in the gas-liquid separator 28.
S108において温度差(TC3-TC4)が約5℃である場合(S108:Yes)、又はS109で第2の膨張弁32の開度が調整されると、S103に戻り、運転切替部122が暖房運転を終了するか否かを再度判定する。暖房運転が終了するまで、S103~S109が繰り返される。 If the temperature difference (TC3 - TC4) is approximately 5°C in S108 (S108: Yes), or if the opening of the second expansion valve 32 is adjusted in S109, the process returns to S103, and the operation switching unit 122 again determines whether to end the heating operation. S103 to S109 are repeated until the heating operation ends.
制御装置14は、以上の制御に限られず、他の制御を行っても良い。例えば、室内ファン制御部124は、温度センサ53から取得した室内熱交換器51(凝縮器C)における冷媒の温度TE1と、温度センサ45から取得した冷媒の温度TC3と、の温度差(過冷却度)が約2℃となるように、室内送風ファン52を制御しても良い。 The control device 14 is not limited to the above control and may perform other control. For example, the indoor fan control unit 124 may control the indoor blower fan 52 so that the temperature difference (degree of subcooling) between the refrigerant temperature TE1 in the indoor heat exchanger 51 (condenser C) obtained from the temperature sensor 53 and the refrigerant temperature TC3 obtained from the temperature sensor 45 is approximately 2°C.
以上の本実施形態の暖房運転では、エジェクタ27が冷媒を昇圧させる。すなわち、本実施形態の空気調和機10では、圧縮機23のみならず、エジェクタ27が冷媒を昇圧させる。このため、空気調和機10は、圧縮機23が冷媒を所望の凝縮圧力まで昇圧させるための仕事量及び消費電力を低減することができる。 In the heating operation of this embodiment, the ejector 27 increases the pressure of the refrigerant. That is, in the air conditioner 10 of this embodiment, not only the compressor 23 but also the ejector 27 increases the pressure of the refrigerant. As a result, the air conditioner 10 can reduce the workload and power consumption required for the compressor 23 to increase the pressure of the refrigerant to the desired condensation pressure.
さらに、本実施形態の暖房運転では、エジェクタ27の流出口83から出た冷媒が、膨張弁や気液分離器を介さず、直接的に室外熱交換器21に供給される。これにより、本実施形態の空気調和機10は、膨張弁や気液分離器による圧力損失が生じることを抑制でき、十分な冷媒を圧縮機23の吸入口23aに戻すことができる。 Furthermore, during heating operation in this embodiment, the refrigerant discharged from the outlet 83 of the ejector 27 is supplied directly to the outdoor heat exchanger 21 without passing through an expansion valve or gas-liquid separator. This allows the air conditioner 10 of this embodiment to suppress pressure loss caused by the expansion valve or gas-liquid separator, and allows sufficient refrigerant to be returned to the suction port 23a of the compressor 23.
本実施形態では、エジェクタ27で昇圧した冷媒を室外熱交換器21に供給することで、室外熱交換器21の冷凍能力が向上する。このため、蒸発器Eとしての室外熱交換器21は、冷媒の温度が比較的高くても、冷媒を外気と十分に熱交換させることができる。 In this embodiment, the refrigeration capacity of the outdoor heat exchanger 21 is improved by supplying the refrigerant pressurized by the ejector 27 to the outdoor heat exchanger 21. Therefore, the outdoor heat exchanger 21, which serves as an evaporator E, can sufficiently exchange heat between the refrigerant and the outside air even when the refrigerant temperature is relatively high.
室外熱交換器21に着霜した場合、弁制御部126は、第1の膨張弁31を閉じ、第2の膨張弁32及び電磁弁88の開度を最大にする。これにより、比較的高温の冷媒が第2の膨張弁32、気液分離器28、及びエジェクタ27を通過し、室外熱交換器21に流入する。これにより、高温の冷媒が室外熱交換器21の表面の霜を溶かすことができる。 If frost forms on the outdoor heat exchanger 21, the valve control unit 126 closes the first expansion valve 31 and maximizes the opening of the second expansion valve 32 and the solenoid valve 88. This allows relatively high-temperature refrigerant to pass through the second expansion valve 32, gas-liquid separator 28, and ejector 27 and flow into the outdoor heat exchanger 21. This allows the high-temperature refrigerant to melt the frost on the surface of the outdoor heat exchanger 21.
図6は、本実施形態の空気調和機10の冷房運転制御の一例を示すフローチャートである。なお、例えば、空気調和機10の起動と冷房運転の開始が同時である場合、室外ファン制御部123、室内ファン制御部124、及び圧縮機制御部125は、冷房運転の開始時に、室外送風ファン22、圧縮機23、及び室内送風ファン52を起動する。 Figure 6 is a flowchart showing an example of cooling operation control of the air conditioner 10 of this embodiment. For example, if the air conditioner 10 is started and the cooling operation begins simultaneously, the outdoor fan control unit 123, indoor fan control unit 124, and compressor control unit 125 start the outdoor blower fan 22, compressor 23, and indoor blower fan 52 at the start of the cooling operation.
図6に示すように、冷房運転が開始されると、弁制御部126が弁駆動回路111,112を制御し、第1の四方弁25及び第2の四方弁26に冷媒が流れる方向を、冷房運転の方向に切り替えさせる(S201)。これにより、図2に示すように、室外熱交換器21と圧縮機23の吐出口23bとが接続されるとともに、室内熱交換器51とアキュムレータ24(圧縮機23の吸入口23a)とが接続される。さらに、室内熱交換器51がエジェクタ27の流出口83に接続されるとともに、室外熱交換器21が第2の膨張弁32に接続される。 As shown in FIG. 6, when cooling operation is started, the valve control unit 126 controls the valve drive circuits 111, 112 to switch the direction of refrigerant flow through the first four-way valve 25 and the second four-way valve 26 to the direction of cooling operation (S201). As a result, as shown in FIG. 2, the outdoor heat exchanger 21 is connected to the discharge port 23b of the compressor 23, and the indoor heat exchanger 51 is connected to the accumulator 24 (suction port 23a of the compressor 23). Furthermore, the indoor heat exchanger 51 is connected to the outlet 83 of the ejector 27, and the outdoor heat exchanger 21 is connected to the second expansion valve 32.
次に、図6に示すように、弁制御部126が第1のバルブ33及び第2のバルブ34を制御し、第1のバルブ33を閉じ、第2のバルブ34を開く(S202)。これにより、第1のバルブ33は、第1の導入配管91における冷媒の流れを遮断する。一方、圧縮機23の吐出口23bから吐出された冷媒は、第2の導入配管92から、第3の配管63に流入する。 Next, as shown in FIG. 6, the valve control unit 126 controls the first valve 33 and the second valve 34 to close the first valve 33 and open the second valve 34 (S202). As a result, the first valve 33 blocks the flow of refrigerant through the first inlet pipe 91. Meanwhile, the refrigerant discharged from the discharge port 23b of the compressor 23 flows into the third pipe 63 through the second inlet pipe 92.
次に、運転切替部122は、冷房運転を終了するか否かを判定する(S203)。S103と同じく、運転切替部122は、冷房運転が終了するものと判定した場合(S203:Yes)、冷房運転を終了する。 Next, the operation switching unit 122 determines whether or not to terminate the cooling operation (S203). As in S103, if the operation switching unit 122 determines that the cooling operation should be terminated (S203: Yes), the operation switching unit 122 terminates the cooling operation.
一方、冷房運転が終了しない場合(S203:No)、弁制御部126は、温度TN1,TN2が、約3.5℃であるか否かを判定する(S204)。温度TN2が約3.5℃でない場合(S204:No)、弁制御部126は、第1の膨張弁31を制御し、第1の膨張弁31の開度を調整する(S205)。S204,S205は、S104、S105と実質的に等しい。 On the other hand, if the cooling operation has not ended (S203: No), the valve control unit 126 determines whether the temperatures TN1 and TN2 are approximately 3.5°C (S204). If the temperature TN2 is not approximately 3.5°C (S204: No), the valve control unit 126 controls the first expansion valve 31 to adjust the opening degree of the first expansion valve 31 (S205). S204 and S205 are substantially the same as S104 and S105.
S204において温度TN1,TN2が約3.5℃である場合(S204:Yes)、又はS205で第1の膨張弁31の開度が調整されると、弁制御部126は、温度SUと温度TE1との差(過熱度)が2℃以上であるか否かを判定する(S206)。 If temperatures TN1 and TN2 are approximately 3.5°C in S204 (S204: Yes), or if the opening degree of the first expansion valve 31 is adjusted in S205, the valve control unit 126 determines whether the difference between temperature SU and temperature TE1 (degree of superheat) is 2°C or more (S206).
例えば、温度取得部121が、温度センサ43から温度SUを取得する。さらに、温度取得部121が、温度センサ53から室内熱交換器51における冷媒の温度TE1を取得する。弁制御部126は、過熱度(SU-TE1)が2℃以上であるか否かを判定する。なお、S206における判定はこの例に限られない。 For example, the temperature acquisition unit 121 acquires the temperature SU from the temperature sensor 43. Furthermore, the temperature acquisition unit 121 acquires the temperature TE1 of the refrigerant in the indoor heat exchanger 51 from the temperature sensor 53. The valve control unit 126 determines whether the degree of superheat (SU-TE1) is 2°C or higher. Note that the determination in S206 is not limited to this example.
過熱度(SU-TE1)が2℃より低い場合(S206:No)、弁制御部126は、エジェクタ27の電磁弁88を制御し、電磁弁88の開度を調整する(S207)。弁制御部126は、過熱度(SU-TE1)が2℃以上となるように、電磁弁88の開度を調整する。 If the degree of superheat (SU-TE1) is lower than 2°C (S206: No), the valve control unit 126 controls the solenoid valve 88 of the ejector 27 to adjust the opening degree of the solenoid valve 88 (S207). The valve control unit 126 adjusts the opening degree of the solenoid valve 88 so that the degree of superheat (SU-TE1) is 2°C or higher.
S206において過熱度(SU-TE1)が2℃以上である場合(S206:Yes)、又はS207で電磁弁88の開度が調整されると、弁制御部126は、温度TC3と温度TC4との差が約5℃であるか否かを判定する(S208)。温度差(TC3-TC4)が約5℃でない場合(S208:No)、弁制御部126は、第2の膨張弁32を制御し、第2の膨張弁32の開度を調整する(S209)。S208,S209は、S108,S109と実質的に等しい。 If the degree of superheat (SU-TE1) is 2°C or higher in S206 (S206: Yes), or if the opening of the solenoid valve 88 is adjusted in S207, the valve control unit 126 determines whether the difference between the temperature TC3 and the temperature TC4 is approximately 5°C (S208). If the temperature difference (TC3-TC4) is not approximately 5°C (S208: No), the valve control unit 126 controls the second expansion valve 32 to adjust the opening of the second expansion valve 32 (S209). S208 and S209 are substantially the same as S108 and S109.
S208において温度差(TC3-TC4)が約5℃である場合(S208:Yes)、又はS209で第2の膨張弁32の開度が調整されると、弁制御部126は、温度TC2と温度TC1との差(過冷却度)が-5℃より低いか否かを判定する(S210)。 If the temperature difference (TC3 - TC4) is approximately 5°C in S208 (S208: Yes), or if the opening degree of the second expansion valve 32 is adjusted in S209, the valve control unit 126 determines whether the difference between temperature TC2 and temperature TC1 (degree of subcooling) is lower than -5°C (S210).
例えば、温度取得部121が、温度センサ44から室外熱交換器21における冷媒の温度TC1を取得する。さらに、温度取得部121が、温度センサ47から室外熱交換器21(凝縮器C)と第2の膨張弁32との間における冷媒の温度TC2を取得する。弁制御部126は、過冷却度(TC2-TC1)が-5℃より低いか否かを判定する。なお、S210における判定はこの例に限られない。 For example, the temperature acquisition unit 121 acquires the refrigerant temperature TC1 in the outdoor heat exchanger 21 from the temperature sensor 44. Furthermore, the temperature acquisition unit 121 acquires the refrigerant temperature TC2 between the outdoor heat exchanger 21 (condenser C) and the second expansion valve 32 from the temperature sensor 47. The valve control unit 126 determines whether the degree of subcooling (TC2 - TC1) is lower than -5°C. Note that the determination in S210 is not limited to this example.
過冷却度(TC2-TC1)が-5℃以上である場合(S210:No)、室外ファン制御部123は、室外送風ファン22を制御し、室外送風ファン22の回転数を調整する(S211)。室外ファン制御部123は、過冷却度(TC2-TC1)が-5℃より低くなるように、室外送風ファン22の回転数を調整する。過冷却度(TC2-TC1)が-5℃より低く設定されることで、室内熱交換器51(蒸発器E)の能力が低下することが抑制される。 If the degree of subcooling (TC2 - TC1) is -5°C or higher (S210: No), the outdoor fan control unit 123 controls the outdoor blower fan 22 to adjust the rotation speed of the outdoor blower fan 22 (S211). The outdoor fan control unit 123 adjusts the rotation speed of the outdoor blower fan 22 so that the degree of subcooling (TC2 - TC1) is lower than -5°C. Setting the degree of subcooling (TC2 - TC1) to be lower than -5°C prevents a decrease in the capacity of the indoor heat exchanger 51 (evaporator E).
S210において過冷却度(TC2-TC1)が-5℃より低い場合(S210:Yes)、又はS211で室外送風ファン22の回転数が調整されると、S203に戻り、運転切替部122が冷房運転を終了するか否かを再度判定する。冷房運転が終了するまで、S203~S211が繰り返される。 If the degree of subcooling (TC2 - TC1) is lower than -5°C in S210 (S210: Yes), or if the rotation speed of the outdoor blower fan 22 is adjusted in S211, the process returns to S203, where the operation switching unit 122 again determines whether to end the cooling operation. S203 to S211 are repeated until the cooling operation ends.
図7は、本実施形態の制御装置14のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。制御装置14は、例えば、図7に示すようなハードウェア構成のコンピュータ140により実現される。 Figure 7 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the control device 14 of this embodiment. The control device 14 is realized, for example, by a computer 140 with the hardware configuration shown in Figure 7.
コンピュータ140は、例えば、CPU141と、ROM142と、RAM143と、記憶装置144と、インターフェース(I/F)146とを有する。CPU141、ROM142、RAM143、記憶装置144、及びI/F146は、バスにより接続されている。 The computer 140 includes, for example, a CPU 141, a ROM 142, a RAM 143, a storage device 144, and an interface (I/F) 146. The CPU 141, ROM 142, RAM 143, storage device 144, and I/F 146 are connected via a bus.
CPU141は、記憶装置144に記憶されたプログラムをRAM143に展開して実行し、各部を制御して入出力を行ったり、データの加工を行ったりすることができる。ROM142には、オペレーティングシステムの起動用プログラムを記憶装置144からRAM143に読み出すスタートプログラムが記憶されている。 The CPU 141 loads programs stored in the storage device 144 into the RAM 143 and executes them, controlling each component to perform input and output and processing data. The ROM 142 stores a start program that reads the operating system startup program from the storage device 144 into the RAM 143.
記憶装置144は、例えば、フラッシュメモリである。記憶装置144は、オペレーティングシステム、アプリケーションプログラム、及びデータを記憶している。これらのプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルで、コンピュータで読み取り可能な記録メディアに記録して配布される。また、プログラムは、サーバからダウンロードすることにより配布されても良い。 Storage device 144 is, for example, a flash memory. Storage device 144 stores an operating system, application programs, and data. These programs are distributed as installable or executable files recorded on computer-readable storage media. The programs may also be distributed by downloading them from a server.
I/F146は、例えば、温度センサ41~47、温度センサ53、室外ファン駆動回路101、室内ファン駆動回路102、インバータ回路103、及び弁駆動回路111~117に接続するためのインターフェース装置である。 I/F 146 is an interface device for connecting to, for example, temperature sensors 41-47, temperature sensor 53, outdoor fan drive circuit 101, indoor fan drive circuit 102, inverter circuit 103, and valve drive circuits 111-117.
本実施形態のコンピュータ140で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD-ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD-R、DVD等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供され得る。 The program executed by the computer 140 of this embodiment can be provided as an installable or executable file recorded on a computer-readable recording medium such as a CD-ROM, flexible disk (FD), CD-R, or DVD.
また、本実施形態のコンピュータ140で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態のコンピュータ140で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供又は配布するように構成しても良い。また、本実施形態のプログラムを、ROM142等に予め組み込んで提供するように構成しても良い。 The program executed by the computer 140 of this embodiment may also be configured to be stored on a computer connected to a network such as the Internet and provided by being downloaded via the network. The program executed by the computer 140 of this embodiment may also be configured to be provided or distributed via a network such as the Internet. The program of this embodiment may also be configured to be provided by being pre-installed in ROM 142 or the like.
このようなコンピュータ140を制御装置14として機能させるためのプログラムは、温度取得モジュールと、運転切替モジュールと、室外ファン制御モジュールと、室内ファン制御モジュールと、圧縮機制御モジュールと、弁制御モジュールと、を含むモジュール構成となっている。コンピュータ140は、実際のハードウェアとしてはプロセッサ(CPU141)が記憶媒体(記憶装置144等)からプログラムを読み出して実行することにより、各モジュールが主記憶装置(RAM143)上にロードされる。これにより、プロセッサ(CPU141)は、図4の温度取得部121、運転切替部122、室外ファン制御部123、室内ファン制御部124、圧縮機制御部125、及び弁制御部126として機能する。なお、コンピュータ140は、温度取得部121、運転切替部122、室外ファン制御部123、室内ファン制御部124、圧縮機制御部125、及び弁制御部126の構成の一部又は全部がハードウェアにより実現されていても良い。 The program for causing the computer 140 to function as the control device 14 is modularly configured, including a temperature acquisition module, an operation switching module, an outdoor fan control module, an indoor fan control module, a compressor control module, and a valve control module. In terms of actual hardware, the computer 140 loads each module into the main memory device (RAM 143) by having the processor (CPU 141) read and execute the program from a storage medium (such as the storage device 144). As a result, the processor (CPU 141) functions as the temperature acquisition unit 121, operation switching unit 122, outdoor fan control unit 123, indoor fan control unit 124, compressor control unit 125, and valve control unit 126 shown in FIG. 4 . Note that the computer 140 may be configured such that some or all of the components of the temperature acquisition unit 121, operation switching unit 122, outdoor fan control unit 123, indoor fan control unit 124, compressor control unit 125, and valve control unit 126 are implemented by hardware.
以上説明された実施形態に係る空気調和機10において、第2の配管62に設けられたエジェクタ27に、当該第2の配管62を介して蒸発器Eに接続される流出口83と、第2の配管62を介して凝縮器Cに接続される第1の流入口81と、第2の流入口82と、が設けられる。エジェクタ27は、第1の流入口81に供給された冷媒を第2の流入口82に供給された冷媒と混合するとともに昇圧して、流出口83から蒸発器Eに供給する。このため、空気調和機10は、消費電力量に対する冷凍能力を向上させ、冷凍サイクルの効率を高めることができる。気液分離器28は、凝縮器Cと第1の流入口81との間において第2の配管62に設けられる。気液分離器28は、凝縮器Cから供給された冷媒を液状の冷媒と気体を含む冷媒とに分離し、気体を含む冷媒を第2の配管62を介して第1の流入口81に供給する。第3の配管63は、凝縮器Cと気液分離器28との間において第2の配管62に接続されるとともに、吐出口23bと凝縮器Cとの間において第1の配管61に接続される。このため、圧縮機23により圧縮された高温高圧の冷媒が、第3の配管63を通って気液分離器28に供給される。第4の配管64は、気液分離器28と第2の流入口82とを接続し、気液分離器28から液状の冷媒を分配される。すなわち、液状の冷媒は、気液分離器28から第2の流入口82に向かって第4の配管64を流れる。中間熱交換器37は、第3の配管63を流れる冷媒と第4の配管64を流れる冷媒との間で熱交換を行う。これにより、第4の配管64を流れる液状の冷媒は、熱交換によって一部又は全部が気化される。換言すると、第4の配管64を流れる液状の冷媒は、熱交換によって少なくとも部分的に気化される。そして、エジェクタ27の第1の流入口81及び第2の流入口82の両方に気体を含む冷媒が供給され、ひいては気体を含む冷媒がエジェクタ27から蒸発器Eに供給される。このように、エジェクタ27には気体を含む冷媒が供給されるため、凝縮器Cによって冷媒を十分に液化させる必要が無く、凝縮器Cを小型化することができる。これにより、空気調和機10における冷媒の量を低減することができる。 In the air conditioner 10 according to the embodiment described above, the ejector 27 provided on the second pipe 62 is provided with an outlet 83 connected to the evaporator E via the second pipe 62, a first inlet 81 connected to the condenser C via the second pipe 62, and a second inlet 82. The ejector 27 mixes the refrigerant supplied to the first inlet 81 with the refrigerant supplied to the second inlet 82, increases the pressure of the refrigerant, and supplies it to the evaporator E from the outlet 83. This allows the air conditioner 10 to improve its refrigeration capacity relative to the amount of power consumed and increase the efficiency of the refrigeration cycle. The gas-liquid separator 28 is provided on the second pipe 62 between the condenser C and the first inlet 81. The gas-liquid separator 28 separates the refrigerant supplied from the condenser C into liquid refrigerant and refrigerant containing gas, and supplies the refrigerant containing gas to the first inlet 81 via the second pipe 62. The third pipe 63 is connected to the second pipe 62 between the condenser C and the gas-liquid separator 28, and is connected to the first pipe 61 between the discharge port 23b and the condenser C. Therefore, the high-temperature, high-pressure refrigerant compressed by the compressor 23 is supplied to the gas-liquid separator 28 through the third pipe 63. The fourth pipe 64 connects the gas-liquid separator 28 to the second inlet 82, and the liquid refrigerant is distributed from the gas-liquid separator 28. That is, the liquid refrigerant flows through the fourth pipe 64 from the gas-liquid separator 28 toward the second inlet 82. The intermediate heat exchanger 37 exchanges heat between the refrigerant flowing through the third pipe 63 and the refrigerant flowing through the fourth pipe 64. As a result, the liquid refrigerant flowing through the fourth pipe 64 is partially or completely vaporized by the heat exchange. In other words, the liquid refrigerant flowing through the fourth pipe 64 is at least partially vaporized by the heat exchange. Then, gaseous refrigerant is supplied to both the first inlet 81 and the second inlet 82 of the ejector 27, and thus the gaseous refrigerant is supplied from the ejector 27 to the evaporator E. In this way, because the ejector 27 is supplied with gaseous refrigerant, there is no need to fully liquefy the refrigerant using the condenser C, and the condenser C can be made smaller. This allows for a reduction in the amount of refrigerant in the air conditioner 10.
また、例えば、冷房運転において室温が設定温度に近づくと、冷房運転が停止することがある。冷房運転が停止すると、室外熱交換器21側から室内熱交換器51側に冷媒が移動することがある。これにより、室内熱交換器51の温度が上昇する虞がある。この場合、空気調和機10のエネルギーロスとなる。特に、冷房運転の停止及び再起動が断続的に繰り返されると、空気調和機10のエネルギーロスが大きくなる。しかし、本実施形態の空気調和機10は、冷媒の量が低減することで、室内熱交換器51による空気の冷やし過ぎを抑制でき、ひいては、室温が設定温度に近づいたとしても、冷房運転が停止することを抑制できる。また、冷房運転が停止したとしても、冷房運転の停止時における冷媒の移動量を低減し、ひいては冷房運転の停止時において室内熱交換器51の温度が上昇することを抑制できる。従って、空気調和機10は、エネルギーロスを低減し、省エネルギー性能を向上することができる。例えば、空気調和機10は、CD値(coefficient of degradation)のような指標を改善することができる。 Furthermore, for example, when the room temperature approaches the set temperature during cooling operation, the cooling operation may be stopped. When the cooling operation is stopped, refrigerant may move from the outdoor heat exchanger 21 to the indoor heat exchanger 51. This may cause the temperature of the indoor heat exchanger 51 to rise. This results in energy loss in the air conditioner 10. In particular, when the cooling operation is stopped and restarted intermittently, the energy loss of the air conditioner 10 increases. However, the air conditioner 10 of this embodiment reduces the amount of refrigerant, thereby preventing the indoor heat exchanger 51 from overcooling the air and thereby preventing the cooling operation from stopping even when the room temperature approaches the set temperature. Furthermore, even when the cooling operation is stopped, the amount of refrigerant moving when the cooling operation is stopped is reduced, thereby preventing the temperature of the indoor heat exchanger 51 from rising when the cooling operation is stopped. Therefore, the air conditioner 10 can reduce energy loss and improve energy-saving performance. For example, the air conditioner 10 can improve an index such as a CD value (coefficient of degradation).
第1の膨張弁31は、気液分離器28と中間熱交換器37との間で第4の配管64に設けられる。このため、第1の膨張弁31は、エジェクタ27の能力が高まるように、第2の流入口82に供給される冷媒の圧力を調整することができる。また、第4の配管64を流れる冷媒は、第1の膨張弁31により減圧された後、中間熱交換器37において第3の配管63を流れる冷媒と熱交換を行う。これにより、第4の配管64を流れる冷媒が中間熱交換器37における熱交換により気化しやすくなる。 The first expansion valve 31 is provided on the fourth pipe 64 between the gas-liquid separator 28 and the intermediate heat exchanger 37. Therefore, the first expansion valve 31 can adjust the pressure of the refrigerant supplied to the second inlet 82 so as to increase the capacity of the ejector 27. Furthermore, after the refrigerant flowing through the fourth pipe 64 is depressurized by the first expansion valve 31, it exchanges heat with the refrigerant flowing through the third pipe 63 in the intermediate heat exchanger 37. This makes it easier for the refrigerant flowing through the fourth pipe 64 to vaporize due to the heat exchange in the intermediate heat exchanger 37.
また、第2の流入口82に供給される冷媒(吸引流)が減圧及び加速させられることで、第1の流入口81に供給される冷媒(駆動流)と吸引流との速度差が低減する。これにより、駆動流と吸引流との速度差による損失が低減されるとともに、吸引流の運動エネルギーも向上するため、エジェクタ27の能力が向上する。 In addition, by reducing the pressure and accelerating the refrigerant (suction flow) supplied to the second inlet 82, the speed difference between the refrigerant (driving flow) supplied to the first inlet 81 and the suction flow is reduced. This reduces losses due to the speed difference between the driving flow and the suction flow, and also increases the kinetic energy of the suction flow, thereby improving the performance of the ejector 27.
温度センサ41は、中間熱交換器37と気液分離器28との間において第4の配管64を流れる冷媒の温度TN1を測定する。温度センサ42は、中間熱交換器37と第2の流入口82との間において第4の配管64を流れる冷媒の温度TN2を測定する。制御装置14は、温度センサ41及び温度センサ42から測定結果を取得し、当該測定結果に基づいて第1の膨張弁31の開度を制御する。温度センサ41及び温度センサ42の測定結果である温度TN1,TN2から、中間熱交換器37の入口と出口における冷媒の圧力P1,P2が算出され得る。中間熱交換器37から第2の流入口82に供給される冷媒の圧力P2が所定の範囲内にある場合、エジェクタ27の能力が高まる。また、中間熱交換器37の入口における冷媒の圧力P1が出口における冷媒の圧力P2とほぼ同じ又はより低いと、エジェクタ27の能力が高まる。従って、制御装置14は、第1の膨張弁31の開度を制御することで、中間熱交換器37の入口と出口における冷媒の圧力P1,P2を、エジェクタ27の能力が高まるように制御することができる。 The temperature sensor 41 measures the temperature TN1 of the refrigerant flowing through the fourth pipe 64 between the intermediate heat exchanger 37 and the gas-liquid separator 28. The temperature sensor 42 measures the temperature TN2 of the refrigerant flowing through the fourth pipe 64 between the intermediate heat exchanger 37 and the second inlet 82. The control device 14 acquires the measurement results from the temperature sensors 41 and 42 and controls the opening degree of the first expansion valve 31 based on the measurement results. The refrigerant pressures P1 and P2 at the inlet and outlet of the intermediate heat exchanger 37 can be calculated from the temperatures TN1 and TN2 measured by the temperature sensors 41 and 42. When the pressure P2 of the refrigerant supplied from the intermediate heat exchanger 37 to the second inlet 82 is within a predetermined range, the capacity of the ejector 27 is increased. Furthermore, when the refrigerant pressure P1 at the inlet of the intermediate heat exchanger 37 is approximately the same as or lower than the refrigerant pressure P2 at the outlet, the capacity of the ejector 27 is increased. Therefore, by controlling the opening degree of the first expansion valve 31, the control device 14 can control the refrigerant pressures P1 and P2 at the inlet and outlet of the intermediate heat exchanger 37 so as to increase the capacity of the ejector 27.
第2の膨張弁32は、気液分離器28と凝縮器Cとの間で第2の配管62に設けられる。気液分離器28に供給される冷媒の圧力が高いと、気液分離器28における冷媒の分離が妨げられることがある。しかし、空気調和機10において、冷媒は、第2の膨張弁32により減圧された後、気液分離器28に供給される。これにより、空気調和機10は、気液分離器28における冷媒の分離の不具合を抑制でき、第3の配管63及び第4の配管64に分配される冷媒の量を調整することができる。 The second expansion valve 32 is provided on the second pipe 62 between the gas-liquid separator 28 and the condenser C. If the pressure of the refrigerant supplied to the gas-liquid separator 28 is high, separation of the refrigerant in the gas-liquid separator 28 may be hindered. However, in the air conditioner 10, the refrigerant is depressurized by the second expansion valve 32 before being supplied to the gas-liquid separator 28. This allows the air conditioner 10 to prevent problems with refrigerant separation in the gas-liquid separator 28 and adjust the amount of refrigerant distributed to the third pipe 63 and the fourth pipe 64.
蓄熱材38は、中間熱交換器37に熱的に接続される。これにより、第3の配管63を流れる冷媒の温度が変化したとしても、中間熱交換器37は、第4の配管64を流れる冷媒と蓄熱材38との熱交換により、第4の配管64を流れる冷媒を気化させることができる。また、中間熱交換器37は、第3の配管63を流れる冷媒と第4の配管64を流れる冷媒との熱交換の効率を向上させることができる。 The heat storage material 38 is thermally connected to the intermediate heat exchanger 37. As a result, even if the temperature of the refrigerant flowing through the third pipe 63 changes, the intermediate heat exchanger 37 can vaporize the refrigerant flowing through the fourth pipe 64 by exchanging heat between the refrigerant flowing through the fourth pipe 64 and the heat storage material 38. Furthermore, the intermediate heat exchanger 37 can improve the efficiency of heat exchange between the refrigerant flowing through the third pipe 63 and the refrigerant flowing through the fourth pipe 64.
第4の配管64は、中間熱交換器37の一つの端部37aに位置する入口部64cと、中間熱交換器37の他の一つの端部37bに位置する出口部64dと、を有する。出口部64dは、入口部64cよりも第2の流入口82に近い。出口部64dにおける内径は、入口部64cにおける内径よりも大きい。これにより、第4の配管64は、出口部64dにおける冷媒の圧力損失を抑制することができる。従って、空気調和機10は、エジェクタ27の能力が低下することを抑制することができる。 The fourth pipe 64 has an inlet 64c located at one end 37a of the intermediate heat exchanger 37 and an outlet 64d located at the other end 37b of the intermediate heat exchanger 37. The outlet 64d is closer to the second inlet 82 than the inlet 64c. The inner diameter of the outlet 64d is larger than the inner diameter of the inlet 64c. This allows the fourth pipe 64 to suppress refrigerant pressure loss at the outlet 64d. Therefore, the air conditioner 10 can suppress a decrease in the performance of the ejector 27.
中間熱交換器37は、第3の配管63の一部及び第4の配管64の一部を含む、二重管式熱交換器である。これにより、空気調和機10は、中間熱交換器37における第3の配管63及び第4の配管64の長さを低減することができ、中間熱交換器37における冷媒の圧力損失を抑制することができる。 The intermediate heat exchanger 37 is a double-pipe heat exchanger that includes a portion of the third pipe 63 and a portion of the fourth pipe 64. This allows the air conditioner 10 to reduce the lengths of the third pipe 63 and the fourth pipe 64 in the intermediate heat exchanger 37, thereby suppressing refrigerant pressure loss in the intermediate heat exchanger 37.
以上の説明において、抑制は、例えば、事象、作用、若しくは影響の発生を防ぐこと、又は事象、作用、若しくは影響の度合いを低減させること、として定義される。また、以上の説明において、制限は、例えば、移動若しくは回転を防ぐこと、又は移動若しくは回転を所定の範囲内で許容するとともに当該所定の範囲を超えた移動若しくは回転を防ぐこと、として定義される。 In the above explanation, suppression is defined as, for example, preventing an event, action, or influence from occurring, or reducing the severity of an event, action, or influence. Also, in the above explanation, restriction is defined as, for example, preventing movement or rotation, or allowing movement or rotation within a specified range and preventing movement or rotation beyond that specified range.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 While several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments may be embodied in a variety of other forms, and various omissions, substitutions, and modifications may be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their variations are within the scope and spirit of the invention, and are also included in the scope of the invention and its equivalents as set forth in the claims.
10…空気調和機、14…制御装置、21…室外熱交換器、23…圧縮機、23a…吸入口、23b…吐出口、27…エジェクタ、28…気液分離器、31…第1の膨張弁、32…第2の膨張弁、37…中間熱交換器、37a,37b…端部、38…蓄熱材、41,42…温度センサ、51…室内熱交換器、61…第1の配管、62…第2の配管、63…第3の配管、64…第4の配管、64c…入口部、64d…出口部、81…第1の流入口、82…第2の流入口、83…流出口、E…蒸発器、C…凝縮器。 10...Air conditioner, 14...Control device, 21...Outdoor heat exchanger, 23...Compressor, 23a...Inlet, 23b...Outlet, 27...Ejector, 28...Gas-liquid separator, 31...First expansion valve, 32...Second expansion valve, 37...Intermediate heat exchanger, 37a, 37b...End, 38...Heat storage material, 41, 42...Temperature sensor, 51...Indoor heat exchanger, 61...First pipe, 62...Second pipe, 63...Third pipe, 64...Fourth pipe, 64c...Inlet, 64d...Outlet, 81...First inlet, 82...Second inlet, 83...Outlet, E...Evaporator, C...Condenser.
Claims (6)
室内熱交換器と、
前記室外熱交換器と前記室内熱交換器とを接続し、冷媒が流れる、第1の配管と、
前記室内熱交換器と前記室外熱交換器とを接続し、前記冷媒が流れる、第2の配管と、
前記第1の配管に設けられ、前記冷媒を吸入する吸入口と、前記冷媒を吐出する吐出口と、を有する、圧縮機と、
前記第2の配管に設けられ、当該第2の配管を介して前記室外熱交換器と前記室内熱交換器とのうち一方の第1の熱交換器に接続される流出口と、前記第2の配管を介して前記室内熱交換器と前記室内熱交換器とのうち他方の第2の熱交換器に接続される第1の流入口と、第2の流入口と、が設けられ、前記第1の流入口に供給された前記冷媒を前記第2の流入口に供給された前記冷媒と混合するとともに昇圧して前記流出口から前記第1の熱交換器に供給可能な、エジェクタと、
前記第2の熱交換器と前記第1の流入口との間において前記第2の配管に設けられ、前記第2の熱交換器から供給された前記冷媒を液状の前記冷媒と気体を含む前記冷媒とに分離し、気体を含む前記冷媒を前記第2の配管を介して前記第1の流入口に供給する、気液分離器と、
前記第2の熱交換器と前記気液分離器との間において前記第2の配管に接続されるとともに、前記吐出口と前記第2の熱交換器との間において前記第1の配管に接続される、第3の配管と、
前記気液分離器と前記第2の流入口とを接続し、前記気液分離器から液状の前記冷媒を分配される、第4の配管と、
前記第3の配管を流れる前記冷媒と前記第4の配管を流れる前記冷媒との間で熱交換を行う第3の熱交換器と、
を具備する空気調和機。 An outdoor heat exchanger;
An indoor heat exchanger;
a first pipe connecting the outdoor heat exchanger and the indoor heat exchanger and through which a refrigerant flows;
a second pipe connecting the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger and through which the refrigerant flows;
a compressor provided in the first pipe, the compressor having a suction port through which the refrigerant is drawn and a discharge port through which the refrigerant is discharged;
an ejector provided in the second piping, the ejector having an outlet connected to a first heat exchanger of either the outdoor heat exchanger or the indoor heat exchanger via the second piping, a first inlet connected to a second heat exchanger of the other of the indoor heat exchanger or the indoor heat exchanger via the second piping, and a second inlet, the ejector being capable of mixing the refrigerant supplied to the first inlet with the refrigerant supplied to the second inlet, increasing the pressure of the refrigerant, and supplying the refrigerant from the outlet to the first heat exchanger;
a gas-liquid separator that is provided in the second pipe between the second heat exchanger and the first inlet, that separates the refrigerant supplied from the second heat exchanger into the liquid refrigerant and the refrigerant containing gas, and that supplies the refrigerant containing gas to the first inlet through the second pipe;
a third pipe connected to the second pipe between the second heat exchanger and the gas-liquid separator and connected to the first pipe between the discharge port and the second heat exchanger;
a fourth pipe connecting the gas-liquid separator and the second inlet and distributing the liquid refrigerant from the gas-liquid separator;
a third heat exchanger that performs heat exchange between the refrigerant flowing through the third pipe and the refrigerant flowing through the fourth pipe;
An air conditioner equipped with the above.
前記第3の熱交換器と前記第2の流入口との間において前記第4の配管を流れる前記冷媒の温度を測定する第2のセンサと、
前記第1のセンサ及び前記第2のセンサから測定結果を取得し、当該測定結果に基づいて前記第1の膨張弁の開度を制御する、制御装置と、
をさらに具備する請求項2の空気調和機。 a first sensor that measures the temperature of the refrigerant flowing through the fourth pipe between the third heat exchanger and the gas-liquid separator;
a second sensor that measures the temperature of the refrigerant flowing through the fourth pipe between the third heat exchanger and the second inlet;
a control device that acquires measurement results from the first sensor and the second sensor and controls the opening degree of the first expansion valve based on the measurement results;
3. The air conditioner of claim 2, further comprising:
前記出口部における内径は、前記入口部における内径よりも大きい、
請求項1乃至請求項3のいずれか一つの空気調和機。 the fourth pipe has an inlet portion located at one end of the third heat exchanger and an outlet portion located at another end of the third heat exchanger, the outlet portion being closer to the second inlet than the inlet portion;
The inner diameter at the outlet portion is larger than the inner diameter at the inlet portion.
4. An air conditioner according to any one of claims 1 to 3.
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