冷冻循环装置和冷冻循环装置的控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用配管将压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器连接成环状并使制冷剂循 环的冷冻循环装置及其控制方法。
【背景技术】
[0002] 在以往的冷冻循环装置中，例如提出有如下的技术方案，即，在制热运转起动时将 膨胀阀的开度设定为预先设定的起动开度，且在低压制冷剂压力是规定压力以上时，使膨 胀阀的开度小于起动开度，在低压制冷剂压力低于规定压力时，将膨胀阀的开度设定得较 大（例如，参照专利文献1)。
[0003] 此外，提出有如下的技术方案，即，在运转起动时，在被判别为流入蒸发器的制冷 剂是过热气体状态的情况下，使膨胀阀的开度增加（例如，参照专利文献2)。
[0004] 此外，提出有如下的技术方案，即，通过监视压缩机的排出管温度的变化，并使下 次起动时的膨胀阀开度与该排出管温度的变化相对应产生变化，设定下次起动时的膨胀阀 的开度（例如，参照专利文献3)。
[0005] 此外，提出有如下的技术方案，即，进行按照室外温度条件阶段性地调整膨胀阀的 开度，并使其到达适合于压缩机的设定频率的设定开度的控制（例如，参照专利文献4)。
[0006] 先行技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本专利第3208923号公报（[0016]、[0017]段）
[0009] 专利文献2 :日本专利第5022920号公报（[0005]段）
[0010] 专利文献3 :日本特开平11 一 153366号公报（[0008]段）
[0011] 专利文献4 :日本特开2000 - 337717号公报（[0010]段）
【发明内容】
[0012] 发明要解决的课题
[0013] 在室外空气温度低的环境条件下起动冷冻循环装置的运转的情况下，由于停止时 制冷剂成为液相状态积存在室外机的设备内（蒸发器、储液器等），所以起动时流入膨胀阀 的制冷剂成为气液二相状态，制冷剂密度变小。因此，在刚刚起动之后的运转中，低压侧的 制冷剂压力降低，产生冷冻机油的循环不良。
[0014] 此外，在室外空气温度高的环境条件下起动冷冻循环装置的运转的情况下，由于 成为高压缩比运转，所以起动时压缩机的排出温度容易过剩地上升。若排出温度过剩地上 升，则冷冻机油劣化，压缩机的线圈的耐热能力降低。
[0015] 在以往的技术中，将膨胀阀的起动开度设定得较大，从经过了确保膨胀阀的入口 侧的过冷（SC)的规定的时间起，开始正常控制（排出温度控制、室内机的SC控制）。
[0016] 可是，根据室外空气温度与设想不同的情况等环境条件的变化或压缩机的运转容 量的变更等，存在产生向压缩机回液这样的问题点。因此，存在运转效率的降低和设备可靠 性降低这样的问题点。
[0017] 此外，在相反地起动开度过小的情况下，存在低压侧的制冷剂压力降低，压缩机的 排出温度（Td)过剩地上升，运转效率降低和设备可靠性降低这样的问题点。特别是作为 GWP (Global Warming potential)低的制冷剂的R32制冷剂，与现在使用的R410A制冷剂相 比，存在排出的温度（Td)上升15~30K程度的倾向，该问题点较为显著。
[0018] 在专利文献1~4记载的技术中，未考虑随着膨胀阀的开度控制而带来的对高压 侧的制冷剂压力和排出温度的影响。因此，根据环境条件的不同，存在压缩机的排出温度过 剩地上升，运转效率降低和设备可靠性降低这样的问题点。
[0019] 另外，在专利文献2记载的技术中，由于在判别为流入蒸发器的制冷剂是过热气 体状态之后进行膨胀阀的开度控制，所以存在产生响应延迟而控制的适应性低这样的问题 点。此外，在专利文献3记载的技术中，需要使下次起动时的膨胀阀开度进行变化，存在控 制的适应性低这样的问题点。
[0020] 本发明是为了解决如上述那样的课题而提出的，其目的在于，获得一种能够设定 与环境条件和压缩机的运转容量相应且适当的膨胀阀的开度的冷冻循环装置和冷冻循环 装置的控制方法。
[0021] 此外，其目的在于，获得一种能够抑制室外空气温度低的环境条件下的低压侧的 制冷剂压力的降低，并提高运转效率的冷冻循环装置和冷冻循环装置的控制方法。
[0022] 此外，其目的在于，获得一种能够抑制压缩机的排出温度的过剩上升，提高设备可 靠性的冷冻循环装置和冷冻循环装置的控制方法。
[0023] 此外，其目的在于，获得一种能够提高膨胀阀的开度控制的适应性的冷冻循环装 置和冷冻循环装置的控制方法。
[0024] 用于解决课题的手段
[0025] 本发明的冷冻循环装置，其用配管将运转容量可变的压缩机、冷凝器、开度可变的 膨胀阀和蒸发器连接成环状，并使制冷剂循环，其特征在于，该冷冻循环装置具备：第1温 度传感器，检测与上述冷凝器内的上述制冷剂进行热交换的热介质的温度；第2温度传感 器，检测与上述蒸发器内的上述制冷剂进行热交换的热介质的温度；以及控制装置，控制上 述压缩机的运转容量和上述膨胀阀的开度，在起动上述压缩机时或变更上述压缩机的运转 容量时，上述控制装置基于上述第1温度传感器的检测值、上述第2温度传感器的检测值和 上述压缩机所设定的运转容量的设定值（VP)，求出起动了上述压缩机之后或变更了上述压 缩机的运转容量之后的、上述制冷剂的冷凝温度的预测值（Tc * )和上述制冷剂的蒸发温 度的预测值（Te * )，并基于上述冷凝温度的预测值（Tc * )、上述蒸发温度的预测值（Te * )和上述压缩机所设定的运转容量的设定值（VP)，决定上述膨胀阀所设定的开度。
[0026] 发明的效果
[0027] 本发明能够设定与环境条件和压缩机的运转容量相应且适当的膨胀阀的开度。此 外，能够抑制室外空气温度低的环境条件下的低压侧的制冷剂压力的降低，并提高运转效 率。此外，能够抑制压缩机的排出温度的过剩上升，提高设备可靠性。此外，能够提高膨胀 阀的开度控制的适应性。
【附图说明】
[0028] 图1是本发明的实施方式1的冷冻循环装置的结构图。
[0029] 图2是表示本发明的实施方式1的冷冻循环装置的整体控制流程的图。
[0030] 图3是本发明的实施方式1的冷冻循环装置的Ph线图。
[0031] 图4是表示膨胀阀的开度和Cv值的关系的图。
[0032] 图5是表示本发明的实施方式1的冷冻循环装置的基准开度运算流程的图。
[0033] 图6是说明本发明的实施方式1的冷冻循环装置的低压修正控制的Ph线图。
[0034] 图7是表示本发明的实施方式1的冷冻循环装置的低压修正控制流程的图。
[0035] 图8是表示本发明的实施方式1的冷冻循环装置的Td修正控制流程的图。
[0036] 图9是表示本发明的实施方式1的冷冻循环装置的动作结果的一个例子的图。
【具体实施方式】
[0037] 实施方式1
[0038] <冷冻循环装置的结构>
[0039] 图1是本发明的实施方式1的冷冻循环装置的结构图。
[0040] 如图1所示，冷冻循环装置100具备室外机61和室内机62。室外机61和室内机 62由液管5和气管7连接，构成后述的制冷剂回路20。室外机61进行向热源例如大气等 的散热或吸热。室内机62进行例如向室内空气的散热或吸热。另外，在图1中表示了仅具 备一台室内机62的结构，但是也可以为多台。
[0041] <室外机的结构>
[0042] 室外机61具备压缩机1、作为流路切换装置的四通阀8、与大气、水等热介质进行 热交换的室外热交换器2、和作为减压装置的膨胀阀3,它们由制冷剂配管连接。室外机61 还具备作为将大气、水等热介质向室外热交换器2输送的装置的室外风扇31。以下，对构成 室外机61的各设备依次进行说明。
[0043] (压缩机）
[0044] 压缩机1例如是全密闭式压缩机，是利用变频器根据来自控制装置50的指令能够 使转速可变的压缩机。控制装置50根据空调负荷等控制压缩机1的转速，调整在制冷剂回 路20中循环的制冷剂流量。由此，能够调整室内机62的散热或吸热量，例如在负荷侧是室 内空气的情况下适当地保持室内空气温度。
[0045] (四通阀）
[0046] 四通阀8用于切换流路，以使从压缩机1被排出的气体制冷剂流入室外热交换器2 或室内热交换器6。通过由四通阀8切换流路，例如能够使室外热交换器2作为冷凝器（散 热器）而发挥作用或作为蒸发器而发挥作用。
[0047] (室外热交换器）
[0048] 室外热交换器2例如是翅片管型热交换器，进行作为从室外风扇31供给的热介质 的室外空气与制冷剂的热交换。另外，在室外热交换器2中与制冷剂进行热交换的热介质， 不限于室外空气（空气），例如也能够将水、防冻液等利用为热源。在该情况下，室外热交换 器2使用板式热交换器，热源侧输送装置使用泵而不是室外风扇31。此外，室外热交换器2 也可以通过将热交换配管埋入地下而利用地热，能够遍及全年地供给稳定的温度的热源。
[0049] (膨胀阀）
[0050] 膨胀阀3是根据来自控制装置50的指令能够使开度可变的阀。膨胀阀3例如使 用电子控制式膨胀阀（Linear Expansion Valve :LEV)。膨胀阀3通过使开度变化而使流 路阻力变化。设定膨胀阀3的开度的动作后述。
[0051] <室内机的结构>