制冷循环装置及制冷循环装置的控制方法_2

文档序号:8908982阅读:来源:国知局
转时的冷凝温度或制热运转时的 蒸发温度对应的制冷剂温度)进行检测的室外热交换饱和温度传感器42。而且,在室外热 交换器2的液体侧设置对制冷剂的温度进行检测的室外热交换温度传感器43。
[0052] 室外热交换器2在制冷运转时成为冷凝器(散热器),制冷运转时的冷凝器出口的 过冷却度(SC:过冷)通过从室外热交换温度传感器43的检测值减去室外热交换饱和温度 传感器42的检测值来求出。这样地由室外热交换饱和温度传感器42及室外热交换温度传 感器43构成过冷却度检测装置。再者,过冷却度检测装置不限于该结构,也可设置对来自 压缩机1的排出压力进行检测的传感器,做成从室外热交换温度传感器43的检测值减去根 据该传感器的检测值换算的制冷剂饱和气体温度来求出的结构。
[0053] 另外,在室内机62中,在室内热交换器6设置对在室内热交换器6中流动的制冷 剂的温度(即,与制冷运转时的蒸发温度或制热运转时的冷凝温度对应的制冷剂温度)进 行检测的室内热交换饱和温度传感器44。另外,在室内热交换器6的液体侧设置对制冷剂 的温度进行检测的室内热交换温度传感器45。
[0054] 室内热交换器6在制热运转时成为冷凝器(散热器),制热运转时的冷凝器出口的 过冷却度(SC:过冷)通过从室内热交换温度传感器45的检测值减去室内热交换饱和温度 传感器44的检测值来求出。这样地由室内热交换饱和温度传感器44及室内热交换温度传 感器45构成过冷却度检测装置。再者,过冷却度检测装置不限于该结构,也可设置对来自 压缩机1的排出压力进行检测的传感器,做成从室内热交换温度传感器45的检测值减去根 据该传感器的检测值换算的制冷剂饱和气体温度来求出的结构。
[0055] 控制装置50由微型计算机构成,具备CPU、RAM及ROM等,在ROM中存储控制程序 及与后述的流程图对应的程序等。控制装置50基于来自各传感器的检测值对压缩机1、膨 胀阀3、室外风扇31及室内风扇32进行控制。另外,控制装置50通过四通阀8的切换进行 制冷运转或制热运转。再者,控制装置50可设置于室外机61,也可设置于室内机62,另外, 也可分成室内控制装置和室外控制装置来构成,做成相互进行协作处理的结构。
[0056] 接下来,对本实施方式的制冷剂回路20中的制热运转及制冷运转依次进行说明。
[0057]〈制热运转时的制冷剂的动作〉
[0058]制热运转时,四通阀8被切换成由图1的实线表示的状态。于是,从压缩机1排出 的高温高压的制冷剂通过四通阀8从室外机气体管连接部12流入到气体管7。因为气体管 7具有规定的长度,所以,流入到气体管7内的制冷剂因气体管7内的摩擦损失而被减压。其 后,制冷剂从室内机气体管连接部14流入到室内机62的室内热交换器6。因为室内热交换 器6在制热运转时作为散热器工作,所以,流入到室内热交换器6的制冷剂与来自室内风扇 32的室内空气进行热交换而散热,温度降低,成为过冷却状态的液体制冷剂,从室内热交换 器6流出。
[0059] 从室内热交换器6流出的液体制冷剂自室内机液体管连接部13流入到液体管5。 流入到液体管5的制冷剂在通过液体管时也与通过气体管时同样地因为摩擦损失而减压, 从室外机液体管连接部11流入到室外机61。然后,流入到室外机61的制冷剂在制冷剂热 交换器4与来自储液器9的制冷剂进行热交换,成为进一步被冷却的状态的制冷剂。在制 冷剂热交换器4被冷却的状态的制冷剂由膨胀阀3减压,成为气液二相制冷剂,流入到室外 热交换器2。因为室外热交换器2在制热运转时作为蒸发器工作,所以,流入到室外热交换 器2的制冷剂与来自室外风扇31的室外空气进行热交换而吸热、蒸发,成为饱和气体或干 度高的气液二相制冷剂,从室外热交换器2流出。
[0060] 从室外热交换器2流出的制冷剂通过四通阀8流入到储液器9。在储液器9中对 以气液二相流入的制冷剂进行气液分离,气体制冷剂被吸入到压缩机1。
[0061]〈制冷运转时的制冷剂的动作〉
[0062]制冷运转时,四通阀8被切换成由图1的虚线表示的状态。从压缩机1排出的高 温高压的制冷剂通过四通阀8流入到室外热交换器2。流入到室外热交换器2的制冷剂是 与从压缩机1排出的高温高压制冷剂大致没有变化的制冷剂状态。因为室外热交换器2在 制冷运转时作为散热器工作,所以,流入到室外热交换器2的制冷剂与来自室外风扇31的 外部空气(大气)进行热交换而散热,温度降低,成为过冷却状态的液体制冷剂,从室内热 交换器6流出。
[0063] 从室外热交换器2流出的制冷剂由膨胀阀3减压,成为气液二相制冷剂,通过室外 机液体管连接部11流入到液体管5。因为液体管5具有规定的长度,所以,流入到液体管5 的制冷剂因为液体管5内的摩擦损失而被进一步减压,其后,从室内机液体管连接部13流 入到室内机62的室内热交换器6。因为室内热交换器6在制冷运转时作为蒸发器工作,所 以,流入到室内热交换器6的制冷剂与来自室内风扇32的室内空气进行热交换而吸热、蒸 发,成为饱和气体或干度高的气液二相制冷剂,从室内热交换器6流出。
[0064] 从室内热交换器6流出的制冷剂通过室内机气体管连接部14流入到气体管7。气 体管7也具有与液体管5同等的长度,流入到气体管7的制冷剂在通过气体管时因为摩擦 损失而被减压,通过室内机气体管连接部14及四通阀8流入到储液器9。在储液器9中,以 气液二相流入的制冷剂被进行气液分离,气体制冷剂被吸入到压缩机1。
[0065]〈膨胀阀3的开度与排出温度、COP、能力的关系〉
[0066] 图2是表示膨胀阀3的开度与COP改善率及能力改善率的关系的图。
[0067] 图3是表示膨胀阀3的开度与排出温度及吸入SH(过热)的关系的图。
[0068] 在压缩机1的转速为一定的状态下,在使膨胀阀3的开度变化了的情况下,存在性 能系数(CoefficientOfPerformance:C0P)改善率及能力改善率成为最大的开度。在图 2所示的例中,膨胀阀3的开度是lOOpulse时COP改善率及能力改善率为最大。
[0069] 另外,在COP改善率及能力改善率成为最大的膨胀阀3的开度下,成为在被吸入到 压缩机1的制冷剂中带有一些过热度(以下称为吸入SH)的状态。例如,如图3所示的那 样,在COP改善率及能力改善率成为最大的膨胀阀3的开度(lOOpulse)下,吸入SH成为约 1K。另一方面,当吸入SH变得过大时,吸入饱和温度大幅度地降低,所以,COP降低,COP改 善率及能力改善率降低。
[0070] 在制冷剂回路20中,蒸发器出口的过热度与压缩机1吸入的过热度(吸入SH)成 为大致相同值。因此,如图3所示的那样,吸入SH的变化与排出温度的变化存在相关,当吸 入SH增加时,排出温度也增加。即,排出温度与COP改善率及能力改善率存在相关。另外, 当成为蒸发器出口的制冷剂的温度比饱和气体的温度高的过热气体(吸入SH>0)时,排出 温度急剧地变化。
[0071 ]S卩,在吸入SH>0的情况下和吸入SH彡0的情况下,使膨胀阀3的开度变化规定量 (例如lpulse)时的、排出温度的变化量(以下称为排出温度变化率)不同。
[0072] 因此,根据使膨胀阀3的开度变化时的排出温度的变化量,可探索吸入SH成为约 1K的膨胀阀3的开度,或蒸发器出口的制冷剂成为饱和气体的膨胀阀3的开度(LPs)。即, COP改善率及能力改善率成为最大的膨胀阀3的开度(LPm)及目标排出温度(Tdm)的探索 成为可能。
[0073] 根据这样的情况,在本实施方式1中,通过在制冷循环装置100运转的状态下对使 膨胀阀3的开度变化时的排出温度的变化量进行检测,决定在膨胀阀3设定的开度。
[0074]〈控制动作〉
[0075] 图4是表示本发明的实施方式1的制冷循环装置的控制动作的流程图。
[0076] 以下基于图4的各步骤进行说明。
[0077](步骤1)
[0078]当在制冷循环装置100进行制热运转或制冷运转的运转状态下满足了开始条件 时,控制装置50开始使膨胀阀3的开度最佳化的控制。
[0079] 此控制通过尽可能从制冷循环的动作稳定的状态开始进行,可正确地对排出温度 进行判定。
[0080] (开始条件)
[0081] 例如,将以下的[(a)或(b)]和(c)设定为开始条件。
[0082](a)排出温度的变化量在预先设定的范围(例如±1K)内稳定规定时间(例如5 分钟)的情况下。
[0083] (b)压缩机1的转速、室外风扇31的转速及室内风扇32的转速被固定(控制成一 定)的情况下。
[0084] (c)从压缩机1的起动开始经过预先设定的第1时间(例如20分钟)的情况下。
[0085] 再者,在本控制的开始前的运转状态下,当在储液器9中存在剩余制冷剂时,因为 排出温度变化变慢,所以,最好吸入SH是0以上(例如5K)。因此,预先存储不论运转状态 如何吸入SH都成为0以上(例如吸入SH>5K)的初期开度。然后,将制冷循环装置100的 运转初期的膨胀阀3的开度设定成存储的初期开度。
[0086](步骤 2)
[0087] 控制装置50进行数据抽出处理。使用图5说明数据抽出处理的详细内容。
[0088] 〈数据抽出处理〉
[0089] 图5是表示本发明
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