JP2017161182A - Heat pump device - Google Patents
Heat pump device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017161182A JP2017161182A JP2016047205A JP2016047205A JP2017161182A JP 2017161182 A JP2017161182 A JP 2017161182A JP 2016047205 A JP2016047205 A JP 2016047205A JP 2016047205 A JP2016047205 A JP 2016047205A JP 2017161182 A JP2017161182 A JP 2017161182A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigerant
- compressor
- evaporator
- temperature
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Air Conditioning Control Device (AREA)
Abstract
【課題】第1冷凍回路の蒸発器出口で第1冷媒の過熱度が大きくなる場合の第1冷凍回路の蒸発能力低下を抑制して熱媒体の蓄熱量を増加する共に、第2冷媒の流量低下に伴う蒸発器での冷凍機油の滞留による熱交換効率の低下を抑制して省エネ性の高いヒートポンプ装置を提供すること。【解決手段】圧縮機1、凝縮器2、絞り手段3、蒸発器4を配管で環状に接続し、第1冷媒を循環させる第1冷凍回路5と、前記凝縮器1と前記絞り手段3との間から、前記蒸発器4と前記圧縮機1との間に接続されるバイパス回路8と、前記バイパス回路8に配設されたバイパス絞り手段9と、第2冷媒を循環させ、前記蒸発器4で前記第1冷凍回路5と熱交換を行う第2冷凍回路19と、制御部20と、を備え、前記制御部20は、前記圧縮機1に吸入される第1冷媒の温度が所定値以上の場合に、前記バイパス回路8を流れる第1冷媒の流量が大きくなるように前記バイパス絞り手段9を調整する。【選択図】図1A heat storage amount of a heat medium is increased by suppressing a decrease in evaporation capacity of a first refrigeration circuit when the degree of superheat of the first refrigerant increases at the evaporator outlet of the first refrigeration circuit, and the flow rate of the second refrigerant is increased. To provide a heat pump device with high energy saving performance by suppressing a decrease in heat exchange efficiency due to stagnation of refrigerating machine oil in an evaporator due to a decrease. A compressor, a condenser, a throttling means, and an evaporator are connected in a ring shape with a pipe to circulate a first refrigerant, and the condenser and the throttling means. A bypass circuit 8 connected between the evaporator 4 and the compressor 1, a bypass throttling means 9 disposed in the bypass circuit 8, and a second refrigerant are circulated, and the evaporator 4, a second refrigeration circuit 19 that performs heat exchange with the first refrigeration circuit 5, and a control unit 20, wherein the control unit 20 has a temperature of the first refrigerant sucked into the compressor 1 at a predetermined value. In the above case, the bypass throttling means 9 is adjusted so that the flow rate of the first refrigerant flowing through the bypass circuit 8 is increased. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、二元冷凍サイクルの高段側サイクルにおいて、凝縮器から流出した冷媒を圧縮機と蒸発器との間にバイパスするヒートポンプ装置に関するものである。 The present invention relates to a heat pump device that bypasses a refrigerant that has flowed out of a condenser between a compressor and an evaporator in a high-stage side cycle of a dual refrigeration cycle.
従来、この種のヒートポンプ装置は図9に示すように、空調用冷凍サイクル59と給湯用冷凍サイクル63との2つの冷凍回路で構成されるものがある。
空調用冷凍サイクル59は、空調用圧縮機50、室外熱交換器51、及び、室外熱交換器用開閉手段52a、52b、室外熱交換器用絞り手段53、室内熱交換器54、及び、室内熱交換器用開閉手段55a、55b、室内熱交換器用絞り手段56が直列に接続されているとともに、冷媒−冷媒熱交換器57及び給湯熱源用絞り手段58が直列に接続されて室内熱交換器54及び室内熱交換器用開閉手段55a、55b、室内熱交換器用絞り手段56に並列に接続して構成され、空調用冷媒を循環させる。
また、給湯用冷凍サイクル63は給湯用圧縮機60、熱媒体−冷媒熱交換器61、給湯用絞り手段62、及び、冷媒−冷媒熱交換器57が直列に接続して構成され、給湯用冷媒を循環させる。
空調用冷凍サイクル59と給湯用冷凍サイクル63とは、冷媒−冷媒熱交換器57で、空調用冷媒と給湯用冷媒とが熱交換を行なうように接続することで、空調用冷凍サイクル59での冷房あるいは暖房運転と、給湯用冷凍サイクル63での給湯用熱媒体の加熱運転とを同時に行うことを可能にしたものがある。
Conventionally, as shown in FIG. 9, this type of heat pump apparatus includes an
The air-
The hot water
The
しかしながら、前記従来の構成では、空調用冷凍サイクル59で暖房負荷が高い時や、外気温度が高い条件での冷房運転の時のように凝縮温度が高くなる(例えば、50℃)ような条件では、冷媒−冷媒熱交換器57での空調用冷凍サイクル59につられて給湯用冷凍サイクル63の蒸発温度も高くなり、蒸発温度が低い場合と同等のエンタルピ差を確保する場合に冷媒−冷媒熱交換器57出口での給湯用冷媒の過熱度が大きくなりやすい。
このような場合、給湯用圧縮機60における給湯用冷媒の吸入密度が低下し、第1冷媒の流量が低下する為、過熱度が小さい場合と比べて、給湯用冷凍サイクル63の能力が低下する。
However, in the conventional configuration, when the heating load is high in the air-
In such a case, since the suction density of the hot water supply refrigerant in the hot
ところで、給湯用冷凍サイクル63において熱媒体−冷媒熱交換器61に流入する熱媒体(例えば、水)の温度が高くなると、熱媒体−冷媒熱交換器61出口での給湯用冷媒の温度も高くなってエンタルピが増加する。
従って、等エンタルピとなる冷媒−冷媒熱交換器57入口での給湯用冷媒のエンタルピも増加し、冷媒−冷媒熱交換器57での給湯用冷媒のエンタルピ差が小さくなり、給湯用冷凍サイクル63の蒸発能力が低下する。
特に、熱媒体−冷媒熱交換器61に流入する熱媒体の温度が最も高くなる条件では、
給湯用冷凍サイクル63の蒸発能力が最小となる。
By the way, when the temperature of the heat medium (for example, water) flowing into the heat medium-
Accordingly, the enthalpy of the hot water supply refrigerant at the inlet of the refrigerant-
In particular, under conditions where the temperature of the heat medium flowing into the heat medium-
The evaporation capacity of the hot water
一方で、空調給湯両方の能力を賄う空調用冷媒サイクル59は、給湯用冷凍サイクル63に比べて定格能力が大きい反面、最小能力も大きい。
冷媒−冷媒熱交換器57で空調用冷凍サイクル59の凝縮能力が給湯用冷凍サイクル63の蒸発能力を上回ると、空調用冷凍サイクル59で熱過多となって高圧が上昇し、空調用圧縮機50の使用可能範囲を超えてしまう。
On the other hand, the air-
When the condensing capacity of the air-
したがって、空調用冷凍サイクル59の凝縮能力が給湯用冷凍サイクル63の蒸発能力を上回らないように、熱媒体−冷媒熱交換器61に流入する熱媒体の温度が最も高くなる前にヒートポンプ装置を停止する必要がある。
Therefore, the heat pump device is stopped before the temperature of the heat medium flowing into the heat medium-
熱媒体を蓄熱する場合、熱媒体−冷媒熱交換器61に流入する熱媒体の温度が最も高くなる前にヒートポンプ装置を停止した時の熱媒体の蓄熱量は、熱媒体の温度が最も高くなるまで運転した時の熱媒体の蓄熱量よりも少なくなるので、ユーザーが利用できる熱媒体の量が減少するという課題を有していた。
When storing the heat medium, the amount of heat stored in the heat medium when the heat pump device is stopped before the temperature of the heat medium flowing into the heat medium-
前記従来の課題を解決するために、本発明のヒートポンプ装置は、圧縮機、凝縮器、絞り手段、蒸発器を配管で環状に接続し、第1冷媒を循環させる第1冷凍回路と、前記凝縮器と前記絞り手段との間から、前記蒸発器と前記圧縮機との間に接続されるバイパス回路と、前記バイパス回路に配設されたバイパス絞り手段と、第2冷媒を循環させ、前記蒸発器で前記第1冷凍回路と熱交換を行う第2冷凍回路と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記圧縮機に吸入される第1冷媒の温度が所定値以上の場合に、前記バイパス回路を流れる第1冷媒の流量が大きくなるように前記バイパス絞り手段を調整するものである。 In order to solve the above-described conventional problems, the heat pump device of the present invention includes a first refrigeration circuit that circulates a first refrigerant by connecting a compressor, a condenser, a throttle means, and an evaporator in a ring shape, and the condensation. A bypass circuit connected between the evaporator and the compressor, a bypass throttle means disposed in the bypass circuit, and a second refrigerant are circulated from between the condenser and the throttle means, and the evaporation A second refrigeration circuit for exchanging heat with the first refrigeration circuit in a cooler, and a control unit, wherein the control unit is configured such that when the temperature of the first refrigerant sucked into the compressor is equal to or higher than a predetermined value, The bypass throttling means is adjusted so that the flow rate of the first refrigerant flowing through the bypass circuit is increased.
これによって蒸発器出口にて、過熱度が大きい蒸発器からの第1冷媒と、乾き度が小さい凝縮器出口の第1冷媒とが混合されることとなり、圧縮機に吸入される第1冷媒の過熱度が低下する。
従って、圧縮機に吸入される第1冷媒の過熱度が大きい場合に比べて第1冷媒の吸込密度を向上し、第1冷媒の流量が増加して第1冷凍回路の蒸発能力低下を抑制することとなる。
As a result, the first refrigerant from the evaporator having a large degree of superheat and the first refrigerant from the condenser outlet having a low degree of dryness are mixed at the outlet of the evaporator, and the first refrigerant sucked into the compressor is mixed. The degree of superheat decreases.
Therefore, compared with the case where the superheat degree of the 1st refrigerant | coolant suck | inhaled by a compressor is large, the suction density of a 1st refrigerant | coolant is improved, the flow volume of a 1st refrigerant | coolant increases, and the evaporation capability fall of a 1st freezing circuit is suppressed. It will be.
また、第1冷凍回路の蒸発能力低下を抑制することで、蒸発器にて熱交換を行う第2冷凍回路の凝縮能力低下を抑制し、第2冷媒の流量の低下を抑制する。
従って、蒸発器において第2冷凍回路での第2冷媒の流量不足による冷凍機油の滞留を防止し、冷凍機油による伝熱阻害を防止することとなる。
Moreover, by suppressing the evaporation capability fall of a 1st freezing circuit, the condensation capacity fall of the 2nd freezing circuit which performs heat exchange with an evaporator is suppressed, and the fall of the flow volume of a 2nd refrigerant | coolant is suppressed.
Therefore, stagnation of refrigeration oil due to insufficient flow rate of the second refrigerant in the second refrigeration circuit in the evaporator is prevented, and heat transfer inhibition by the refrigeration oil is prevented.
本発明のヒートポンプ装置は、第2冷凍回路が高負荷で凝縮温度が高くなり第1冷凍回路の蒸発器出口で第1冷媒の過熱度が大きくなる場合でも、第1冷凍回路の蒸発能力低下を抑制し、凝縮器に流入する熱媒体の温度が高くなるまでヒートポンプ装置を運転可能となり、熱媒体の蓄熱量を増加できると共に、蒸発器での冷凍機油の滞留による熱交換効率の低下を抑制し、省エネ性を向上できる。 The heat pump device of the present invention reduces the evaporation capacity of the first refrigeration circuit even when the second refrigeration circuit has a high load and the condensation temperature increases and the degree of superheat of the first refrigerant increases at the evaporator outlet of the first refrigeration circuit. The heat pump device can be operated until the temperature of the heat medium flowing into the condenser rises, and the heat storage amount of the heat medium can be increased, and the decrease in heat exchange efficiency due to the stagnation of refrigeration oil in the evaporator is suppressed. , Energy saving can be improved.
第1の発明は、圧縮機、凝縮器、絞り手段、蒸発器を配管で環状に接続し、第1冷媒を循環させる第1冷凍回路と、前記凝縮器と前記絞り手段との間に一端が接続され、前記蒸発器と前記圧縮機との間に他端が接続されるバイパス回路と、前記バイパス回路に配設されたバイパス絞り手段と、第2冷媒を循環させ、前記蒸発器で前記第1冷凍回路と熱交換を行う第2冷凍回路と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記圧縮機に吸入される第1冷媒の温度が所定値以上の場合に、前記バイパス回路を流れる第1冷媒の流量が大きくなるように前記バイパス絞り手段の開度を調整することにより、蒸発器出口にて、過熱度が大きい蒸発器からの第1冷媒と、乾き度が小さい凝縮器出口の第1冷媒とが混合されることとなり、圧縮機に吸入される第1冷媒の過熱度が低下する。
従って、圧縮機に吸入される第1冷媒の過熱度が大きい場合に比べて第1冷媒の吸込密度を向上し、第1冷媒の流量が増加して第1冷凍回路の蒸発能力低下を抑制することとなる。
According to a first aspect of the present invention, a compressor, a condenser, a throttle means, and an evaporator are connected in a ring shape with a pipe, and one end is provided between the first refrigeration circuit for circulating the first refrigerant, and the condenser and the throttle means. A bypass circuit connected at the other end between the evaporator and the compressor, a bypass throttling means disposed in the bypass circuit, and a second refrigerant circulated. A second refrigeration circuit for exchanging heat with one refrigeration circuit, and a control unit, wherein the control unit is configured to switch the bypass circuit when the temperature of the first refrigerant sucked into the compressor is equal to or higher than a predetermined value. By adjusting the opening degree of the bypass throttling means so that the flow rate of the flowing first refrigerant increases, the first refrigerant from the evaporator having a large superheat degree and the outlet of the condenser having a low dryness can be obtained at the evaporator outlet. The first refrigerant is mixed and sucked into the compressor 1 degree of superheat of the refrigerant is reduced.
Therefore, compared with the case where the superheat degree of the 1st refrigerant | coolant suck | inhaled by a compressor is large, the suction density of a 1st refrigerant | coolant is improved, the flow volume of a 1st refrigerant | coolant increases, and the evaporation capability fall of a 1st freezing circuit is suppressed. It will be.
また、第1冷凍回路の蒸発能力低下を抑制することで、蒸発器にて熱交換を行う第2冷凍回路の凝縮能力低下を抑制し、第2冷媒の流量の低下を抑制する。
従って、蒸発器において第2冷凍回路での第2冷媒の流量不足による冷凍機油の滞留を防止し、冷凍機油による伝熱阻害を防止することとなる。
よって、第2冷凍回路が高負荷で凝縮温度が高くなり第1冷凍回路の蒸発器出口で第1冷媒の過熱度が大きくなる場合でも、第1冷凍回路の蒸発能力低下を抑制し、凝縮器に流入する熱媒体の温度が高くなるまでヒートポンプ装置を運転可能となり、熱媒体の蓄熱量を増加できると共に、蒸発器での冷凍機油の滞留による熱交換効率の低下を抑制し、省エネ性を向上できる。
Moreover, by suppressing the evaporation capability fall of a 1st freezing circuit, the condensation capacity fall of the 2nd freezing circuit which performs heat exchange with an evaporator is suppressed, and the fall of the flow volume of a 2nd refrigerant | coolant is suppressed.
Therefore, stagnation of refrigeration oil due to insufficient flow rate of the second refrigerant in the second refrigeration circuit in the evaporator is prevented, and heat transfer inhibition by the refrigeration oil is prevented.
Therefore, even when the second refrigeration circuit has a high load and the condensation temperature becomes high and the superheat degree of the first refrigerant increases at the evaporator outlet of the first refrigeration circuit, the decrease in the evaporation capacity of the first refrigeration circuit is suppressed. The heat pump device can be operated until the temperature of the heat medium flowing into the chamber rises, and the heat storage amount of the heat medium can be increased, and the decrease in heat exchange efficiency due to refrigeration oil stagnation in the evaporator is improved, improving energy savings it can.
第2の発明は、前記凝縮器と前記絞り手段との間に過冷却熱交換器を備え、前記過冷却熱交換器は、前記凝縮器から流出した前記第1冷媒と前記バイパス絞り手段から流出した前記第1冷媒とを熱交換させるように前記第1冷凍回路と前記バイパス回路とが接続され、前記制御部は、前記圧縮機に吸入される第1冷媒の温度が所定値以上の場合に、前記バイパス回路を流れる第1冷媒の流量が大きくなるように前記バイパス絞り手段を調整することにより、第1冷凍回路の過冷却熱交換器出口の第1冷媒の温度を低下すると共に、蒸発器出口にて、過熱度が大きい蒸発器からの第1冷媒と、乾き度が小さいバイパス回路からの第1冷媒とが混合されることとなり、圧縮機に吸入される第1冷媒の過熱度が低下する。
従って、蒸発器での第1冷凍回路のエンタルピ差を増加すると共に、第1冷凍回路高圧側の冷媒密度を低下して高圧を下げる。
また、圧縮機に吸入される第1冷媒の過熱度が大きい場合に比べて第1冷媒の吸入密度が向上し、第1冷媒の流量が増加する。
よって、蒸発器で過熱度が大きくなると共に、第1冷凍回路の高圧が高くなる場合でも、圧縮機の高圧の制約に伴う回転数低下と、蒸発器での第1冷凍回路のエンタルピ差の減少を抑制すると共に、第1冷媒の流量を増加して、第1冷凍回路の蒸発能力低下を抑制することとなる。
According to a second aspect of the present invention, a supercooling heat exchanger is provided between the condenser and the throttling means, and the supercooling heat exchanger flows out of the first refrigerant that has flowed out of the condenser and the bypass throttling means. The first refrigeration circuit and the bypass circuit are connected so as to exchange heat with the first refrigerant, and the control unit is configured when the temperature of the first refrigerant sucked into the compressor is equal to or higher than a predetermined value. The temperature of the first refrigerant at the outlet of the supercooling heat exchanger of the first refrigeration circuit is lowered and the evaporator is adjusted by adjusting the bypass throttling means so that the flow rate of the first refrigerant flowing through the bypass circuit is increased. At the outlet, the first refrigerant from the evaporator having a high degree of superheat and the first refrigerant from the bypass circuit having a low degree of dryness are mixed, and the degree of superheat of the first refrigerant sucked into the compressor is reduced. To do.
Accordingly, the enthalpy difference of the first refrigeration circuit in the evaporator is increased, and the refrigerant density on the high pressure side of the first refrigeration circuit is decreased to lower the high pressure.
Further, the suction density of the first refrigerant is improved and the flow rate of the first refrigerant is increased as compared with the case where the degree of superheat of the first refrigerant sucked into the compressor is large.
Therefore, even when the degree of superheat is increased in the evaporator and the high pressure of the first refrigeration circuit is increased, the rotational speed is reduced due to the high pressure restriction of the compressor, and the enthalpy difference of the first refrigeration circuit in the evaporator is reduced. In addition, the flow rate of the first refrigerant is increased, and the decrease in the evaporation capacity of the first refrigeration circuit is suppressed.
また、第1冷凍回路の過冷却熱交換器出口の第1冷媒の温度を低下することで、第1冷凍回路の蒸発器入口の第1冷媒の温度が低下し、蒸発器にて熱交換を行う第2冷凍回路の第2冷媒の低温側の温度も低下する。
従って、蒸発器での第2冷凍回路のエンタルピ差を増加する。
これにより、第2冷凍回路が高負荷で凝縮温度が高くなり第1冷凍回路の蒸発器出口で第1冷媒の過熱度が大きくなると共に、凝縮器から流出する熱媒体が高温で、第1冷凍回路の高圧が高くなる、即ち、高温出水の場合でも、第1冷凍回路の蒸発能力低下を抑制し、凝縮器に流入する熱媒体の温度が高くなるまでヒートポンプ装置を運転可能となり、熱媒体の蓄熱量を増加できると共に、第2冷凍回路での第2冷媒の流量を増やすことなく凝縮能力を増加し、省エネ性を向上できる。
Moreover, the temperature of the 1st refrigerant | coolant of the evaporator entrance of a 1st freezing circuit falls by reducing the temperature of the 1st refrigerant | coolant of the supercooling heat exchanger exit of a 1st freezing circuit, and heat exchange is carried out with an evaporator. The temperature on the low temperature side of the second refrigerant in the second refrigeration circuit to be performed also decreases.
Therefore, the enthalpy difference of the 2nd freezing circuit in an evaporator is increased.
As a result, the second refrigeration circuit is heavily loaded and the condensing temperature is increased, the degree of superheat of the first refrigerant is increased at the evaporator outlet of the first refrigeration circuit, and the heat medium flowing out from the condenser is at a high temperature. Even when the high pressure of the circuit is high, that is, even when high temperature water is discharged, the heat pump device can be operated until the temperature of the heat medium flowing into the condenser becomes high. The heat storage amount can be increased, and the condensing capacity can be increased without increasing the flow rate of the second refrigerant in the second refrigeration circuit, thereby improving the energy saving performance.
第3の発明は、第2の発明において、前記バイパス回路は、一端が前記凝縮器と前記過冷却熱交換器との間に接続され、他端が前記蒸発器と前記圧縮機との間に接続されていることにより、第2の発明と同様に、第1冷凍回路の過冷却熱交換器出口の第1冷媒の温度を低下すると共に、蒸発器出口にて、過熱度が大きい蒸発器からの第1冷媒と、乾き度が小さいバイパス回路からの第1冷媒とが混合されることとなり、圧縮機に吸入される第1冷媒の過熱度が低下する。
従って、蒸発器での第1冷凍回路のエンタルピ差を増加すると共に、第1冷凍回路高圧側の冷媒密度を低下して高圧を下げる。
また、圧縮機に吸入される第1冷媒の過熱度が大きい場合に比べて第1冷媒の吸入密度が向上し、第1冷媒の流量が増加する。
よって、蒸発器で過熱度が大きくなると共に、第1冷凍回路の高圧が高くなる場合でも、圧縮機の高圧の制約に伴う回転数低下と、蒸発器での第1冷凍回路のエンタルピ差の減少を抑制すると共に、第1冷媒の流量を増加して、第1冷凍回路の蒸発能力低下を抑制することとなる。
In a third aspect based on the second aspect, the bypass circuit has one end connected between the condenser and the supercooling heat exchanger, and the other end between the evaporator and the compressor. By being connected, the temperature of the first refrigerant at the outlet of the supercooling heat exchanger of the first refrigeration circuit is lowered and the evaporator having a high degree of superheat is provided at the outlet of the evaporator as in the second invention. The first refrigerant from the bypass circuit having a low dryness is mixed, and the degree of superheat of the first refrigerant sucked into the compressor is reduced.
Accordingly, the enthalpy difference of the first refrigeration circuit in the evaporator is increased, and the refrigerant density on the high pressure side of the first refrigeration circuit is decreased to lower the high pressure.
Further, the suction density of the first refrigerant is improved and the flow rate of the first refrigerant is increased as compared with the case where the degree of superheat of the first refrigerant sucked into the compressor is large.
Therefore, even when the degree of superheat is increased in the evaporator and the high pressure of the first refrigeration circuit is increased, the rotational speed is reduced due to the high pressure restriction of the compressor, and the enthalpy difference of the first refrigeration circuit in the evaporator is reduced. In addition, the flow rate of the first refrigerant is increased, and the decrease in the evaporation capacity of the first refrigeration circuit is suppressed.
第4の発明は、第2の発明において、前記バイパス回路は、一端が前記過冷却熱交換器と前記絞り手段との間に接続され、他端が前記蒸発器と前記圧縮機との間に接続されていることにより、第2の発明と同様に、第1冷凍回路の過冷却熱交換器出口の第1冷媒の温度を低下すると共に、蒸発器出口にて、過熱度が大きい蒸発器からの第1冷媒と、乾き度が小さいバイパス回路からの第1冷媒とが混合されることとなり、圧縮機に吸入される第1冷媒の過熱度が低下する。
従って、蒸発器での第1冷凍回路のエンタルピ差を増加すると共に、第1冷凍回路高圧側の冷媒密度を低下して高圧を下げる。
また、圧縮機に吸入される第1冷媒の過熱度が大きい場合に比べて第1冷媒の吸入密度が向上し、第1冷媒の流量が増加する。
よって、蒸発器で過熱度が大きくなると共に、第1冷凍回路の高圧が高くなる場合でも、圧縮機の高圧の制約に伴う回転数低下と、蒸発器での第1冷凍回路のエンタルピ差の減少を抑制すると共に、第1冷媒の流量を増加して、第1冷凍回路の蒸発能力低下を抑制することとなる。
In a fourth aspect based on the second aspect, the bypass circuit has one end connected between the supercooling heat exchanger and the throttling means, and the other end between the evaporator and the compressor. By being connected, the temperature of the first refrigerant at the outlet of the supercooling heat exchanger of the first refrigeration circuit is lowered and the evaporator having a high degree of superheat is provided at the outlet of the evaporator as in the second invention. The first refrigerant from the bypass circuit having a low dryness is mixed, and the degree of superheat of the first refrigerant sucked into the compressor is reduced.
Accordingly, the enthalpy difference of the first refrigeration circuit in the evaporator is increased, and the refrigerant density on the high pressure side of the first refrigeration circuit is decreased to lower the high pressure.
Further, the suction density of the first refrigerant is improved and the flow rate of the first refrigerant is increased as compared with the case where the degree of superheat of the first refrigerant sucked into the compressor is large.
Therefore, even when the degree of superheat is increased in the evaporator and the high pressure of the first refrigeration circuit is increased, the rotational speed is reduced due to the high pressure restriction of the compressor, and the enthalpy difference of the first refrigeration circuit in the evaporator is reduced. In addition, the flow rate of the first refrigerant is increased, and the decrease in the evaporation capacity of the first refrigeration circuit is suppressed.
第5の発明は、前記圧縮機に吸入される前記第1冷媒の温度を検知する圧縮機吸入温度検知手段を備えたことにより、前記圧縮機に吸入される第1冷媒の温度を直接的に検知でき、第1冷媒の温度が所定値以上の場合に、前記バイパス回路を流れる第1冷媒の流量が大きくなるように前記バイパス絞り手段の開度を調整することにより、蒸発器出口にて、過熱度が大きい蒸発器からの第1冷媒と、乾き度が小さい凝縮器出口の第1冷媒とが混合されることとなり、圧縮機に吸入される第1冷媒の過熱度が低下する。
従って、圧縮機に吸入される第1冷媒の過熱度が大きい場合に比べて第1冷媒の吸込密度を向上し、第1冷媒の流量が増加して第1冷凍回路の蒸発能力低下を抑制することとなる。
According to a fifth aspect of the present invention, a compressor suction temperature detecting means for detecting the temperature of the first refrigerant sucked into the compressor is provided, so that the temperature of the first refrigerant sucked into the compressor is directly controlled. By adjusting the opening of the bypass throttling means so that the flow rate of the first refrigerant flowing through the bypass circuit is increased when the temperature of the first refrigerant is greater than or equal to a predetermined value, at the evaporator outlet, The first refrigerant from the evaporator with a high degree of superheat and the first refrigerant at the outlet of the condenser with a low degree of dryness are mixed, and the degree of superheat of the first refrigerant drawn into the compressor is reduced.
Therefore, compared with the case where the superheat degree of the 1st refrigerant | coolant suck | inhaled by a compressor is large, the suction density of a 1st refrigerant | coolant is improved, the flow volume of a 1st refrigerant | coolant increases, and the evaporation capability fall of a 1st freezing circuit is suppressed. It will be.
第6の発明は、前記圧縮機に吸入される前記第1冷媒の圧力を検知する圧縮機吸入圧力検知手段を備えたことにより、前記制御部は、前記圧縮機吸入温度検知手段で検知された温度と、前記圧縮機吸入圧力検知手段で検知された圧力をもとに算出した飽和温度と、の差から求まる過熱度に基づいて、前記バイパス絞り手段の開度を調整することができるようになり、上記発明と同様に、蒸発器出口にて、過熱度が大きい蒸発器からの第1冷媒と、乾き度が小さい凝縮器出口の第1冷媒とが混合されることとなり、圧縮機に吸入される第1冷媒の過熱度が低下する。
従って、圧縮機に吸入される第1冷媒の過熱度が大きい場合に比べて第1冷媒の吸込密度を向上し、第1冷媒の流量が増加して第1冷凍回路の蒸発能力低下を抑制することとなる。
According to a sixth aspect of the present invention, the control unit is detected by the compressor suction temperature detecting means by including a compressor suction pressure detecting means for detecting the pressure of the first refrigerant sucked into the compressor. The degree of opening of the bypass throttle means can be adjusted based on the degree of superheat determined from the difference between the temperature and the saturation temperature calculated based on the pressure detected by the compressor suction pressure detection means. As in the above invention, the first refrigerant from the evaporator having a high degree of superheat and the first refrigerant from the condenser outlet having a low dryness are mixed at the outlet of the evaporator and sucked into the compressor. The superheat degree of the 1st refrigerant | coolant made falls.
Therefore, compared with the case where the superheat degree of the 1st refrigerant | coolant suck | inhaled by a compressor is large, the suction density of a 1st refrigerant | coolant is improved, the flow volume of a 1st refrigerant | coolant increases, and the evaporation capability fall of a 1st freezing circuit is suppressed. It will be.
第7の発明は、前記蒸発器の入口温度を検知する第1冷凍回路蒸発器入口温度検知手段を備えたことにより、前記制御部は、前記圧縮機吸入温度検知手段で検知された温度と、前記第1冷凍回路蒸発器入口温度検知手段で検知された温度と、の差から求まる過熱度に基づいて前記バイパス絞り手段の開度を調整することができるようになり、上記発明と同様に、蒸発器出口にて、過熱度が大きい蒸発器からの第1冷媒と、乾き度が小さい凝縮器出口の第1冷媒とが混合されることとなり、圧縮機に吸入される第1冷媒の過熱度が低下する。
従って、圧縮機に吸入される第1冷媒の過熱度が大きい場合に比べて第1冷媒の吸込密度を向上し、第1冷媒の流量が増加して第1冷凍回路の蒸発能力低下を抑制することとなる。
According to a seventh aspect of the present invention, the controller is provided with first refrigeration circuit evaporator inlet temperature detection means for detecting the inlet temperature of the evaporator, so that the control unit detects the temperature detected by the compressor suction temperature detection means, The degree of opening of the bypass throttling means can be adjusted based on the degree of superheat determined from the difference between the temperature detected by the first refrigeration circuit evaporator inlet temperature detecting means, At the evaporator outlet, the first refrigerant from the evaporator having a large degree of superheat and the first refrigerant at the outlet of the condenser having a low degree of dryness are mixed, and the degree of superheat of the first refrigerant sucked into the compressor. Decreases.
Therefore, compared with the case where the superheat degree of the 1st refrigerant | coolant suck | inhaled by a compressor is large, the suction density of a 1st refrigerant | coolant is improved, the flow volume of a 1st refrigerant | coolant increases, and the evaporation capability fall of a 1st freezing circuit is suppressed. It will be.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は本発明の第1の実施の形態におけるヒートポンプ装置100の冷媒回路図を示すものである。図1においてヒートポンプ装置は、第1冷凍回路5と、第2冷凍回路19との2つの冷凍回路から構成される。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a refrigerant circuit diagram of a
第1冷凍回路5は、圧縮機1、凝縮器2、絞り手段3、及び、蒸発器4を冷媒配管で直列に接続して構成される。この第1冷凍回路5には、第1冷媒を循環させる。この第1冷凍回路5は、凝縮器2と絞り手段3との間の液管50と、蒸発器4と圧縮機1との間のガス管60と、を結ぶバイパス回路8を備える。すなわち、バイパス回路8は、一端が液管50に接続され、他端がガス管60に接続されている。バイパス回路8と液管50との接続箇所をバイパス回路液管接続口51とする。また、バイパス回路8とガス管60との接続箇所をバイパス回路ガス管接続口61とする。
バイパス回路8は、バイパス回路8を流れる第1冷媒の流量を調整するバイパス絞り手段9を備える。このバイパス絞り手段9とガス管60との間には、バイパス絞り手段出口温度検知手段22を備える。
The
The
圧縮機1と凝縮器2との間には、圧縮機吐出温度検知手段6が備えられる。この圧縮機吐出温度検知手段6は、圧縮機1から吐出される第1冷媒の温度を検知する。
凝縮器2とバイパス回路液管接続口51との間には、凝縮器出口温度検知手段31が備えられる。この凝縮器出口温度検知手段31は、凝縮器2の出口における第1冷媒の温度を検知する。
第1絞り手段3と蒸発器4との間には、第1冷凍回路蒸発器入口温度検知手段23が備えられる。この第1冷凍回路蒸発器入口温度検知手段23は、蒸発器4の入口における第1冷媒の温度を検知する。
A compressor discharge temperature detection means 6 is provided between the compressor 1 and the
A condenser outlet
A first refrigeration circuit evaporator inlet temperature detection means 23 is provided between the first throttling means 3 and the
バイパス回路ガス管接続口61と圧縮機1との間には、圧縮機吸入温度検知手段7が備えられる。この圧縮機吸入温度検知手段7は、圧縮機1から吐出される第1冷媒の温度を検知する。
また、バイパス回路ガス管接続口61と圧縮機1との間には、圧縮機吸入圧力検知手段21が備えられる。この圧縮機吸入圧力検知手段21は、圧縮機1と圧縮機吸入温度検知手段7との間に備えられる。
A compressor suction
Further, a compressor suction pressure detection means 21 is provided between the bypass circuit gas
蒸発器4は第1冷媒と第2冷媒を熱交換する冷媒―冷媒熱交換器であり、プレート熱交換器や、二重管式熱交換器が用いられる。
The
一方、第2冷凍回路19は、第2圧縮機11、室内空気と熱交換を行う室内熱交換器12a、12b、及び、室内熱交換器12a、12bの一方の入口に配設された、室内熱交換器用開閉手段13a、13b、及び、13c、13d、室内熱交換器12a、12bのもう一方の入口に配設された、室内熱交換器用絞り手段14a、14b、室外空気と熱交換を行う室外熱交換器15、室外熱交換器15の一方の入口に配設された室外熱交換器用開閉手段16a、16b、室外熱交換器15のもう一方の入口に配設された室外熱交換器用絞り手段17が冷媒配管で直列に接続されているとともに、蒸発器4及び蒸発器用絞り手段18が直列に接続されて室内熱交換器12a、12b、室内熱交換器用開閉手段13a、13b、13c、13d、室内熱交換器用絞り手段14a、14bを冷媒配管で並列に接続して構成され、第2冷媒を循環させる。
On the other hand, the
そして、ヒートポンプ装置100は、第1冷凍回路5及び第2冷凍回路19の制御手段として制御部20を備える。制御部20は、ヒートポンプ装置の各部を中枢的に制御するものであり、CPU、実行可能な基本制御プログラムやこの基本制御プログラムに係るデータなどを不揮発的に記憶するROM、CPUに実行されるプログラムや所定データなどを一時的に記憶するRAM、その他の周辺回路などを備えている。
The
また、第1冷媒および第2冷媒としては、R22、R410A、R407C、R32、R134aなどのフロン系冷媒のほかに、二酸化炭素(CO2)などの自然冷媒が用いられ、特に、第1冷媒としては高温用途に広く用いられるR407C,R134aや二酸化炭素(CO2)が望ましい。 Further, as the first refrigerant and the second refrigerant, natural refrigerants such as carbon dioxide (CO2) are used in addition to chlorofluorocarbon refrigerants such as R22, R410A, R407C, R32, and R134a. R407C, R134a and carbon dioxide (CO2) widely used for high temperature applications are desirable.
以上のように構成されたヒートポンプ装置100について、以下その動作、作用を説明する。
まず、室内熱交換器12a、12bを凝縮器として利用して第2冷凍回路19を暖房運転し、第1冷凍回路5も運転する場合、図2に示すように第2圧縮機11から吐出された第2冷媒は、開状態の室内熱交換器用開閉手段13bを通って室内熱交換器12aに流入し、室内空気に放熱する。また、この場合、第2圧縮機11から吐出された第2冷媒は、開状態の室内熱交換器用開閉手段13dを通って室内熱交換器12bに流入し、室内空気に放熱する。また、この場合、第2圧縮機11から吐出された第2冷媒は、蒸発器4に流入し、第1冷媒に吸熱される。
About the
First, when the
また第1冷凍回路5では、圧縮機1から吐出された第1冷媒は、凝縮器2にて放熱し、圧縮機吐出温度検知手段6で検知された温度に基づいて絞り手段3で絞られて蒸発器4に流入し、第2冷媒から吸熱して圧縮機1に吸入される。また、凝縮器2を通過した第1冷媒は、バイパス絞り手段9の開度に応じてバイパス回路8を流れ、蒸発器4で第2冷媒から吸熱した第1冷媒と合流する。
なお、絞り手段3の開度は、圧縮機吐出温度検知手段6で検知された温度に基づいて調整される。
In the
The opening degree of the throttle means 3 is adjusted based on the temperature detected by the compressor discharge
そして、蒸発器4にて第1冷媒に吸熱された第2冷媒は、蒸発器用絞り手段18をほぼ絞られることなく通過する。また、室内熱交換器12aおよび12bから流出した第2冷媒は、室内熱交換器用絞り手段14a、14bをほぼ絞られることなく通過する。蒸発器用絞り手段18、室内熱交換器用絞り手段14a、および室内熱交換器用絞り手段14bを通過した第2冷媒は、合流し、室外熱交換器用絞り手段17で絞られて室外熱交換器15に流入して、室外空気から吸熱して開状態の室外熱交換器用開閉手段16aを通って、第2圧縮機11に吸入される。この場合、室内熱交換器用開閉手段13a、13c及び室外熱交換器用開閉手段16bは閉じられており、第2冷媒が流通しないようになっている。
And the 2nd refrigerant | coolant absorbed into the 1st refrigerant | coolant in the
次に、室内熱交換器12a、12bを蒸発器として利用して第2冷凍回路19を冷房運転し、第1冷凍回路5も運転する場合、図3に示すように第2圧縮機11から吐出された第2冷媒は、開状態の室外熱交換器用開閉手段16bを通って室外熱交換器15に流入し、室外空気に放熱する。また、この場合、第2圧縮機11から吐出された第2冷媒は、蒸発器4に流入し、第1冷媒に吸熱される。
Next, when the
また、第1冷凍回路5では第2冷凍回路19の暖房運転時同様、圧縮機1から吐出された第1冷媒は、凝縮器2にて放熱し、圧縮機吐出温度検知手段6で検知された温度に基づいて絞り手段3で絞られて蒸発器4に流入し、第2冷媒から吸熱して圧縮機1に吸入される。また、凝縮器2を通過した第1冷媒は、バイパス絞り手段9の開度に応じてバイパス回路8を流れ、蒸発器4で第2冷媒から吸熱した第1冷媒と合流する。
なお、絞り手段3の開度は、圧縮機吐出温度検知手段6で検知された温度に基づいて調整される。
In the
The opening degree of the throttle means 3 is adjusted based on the temperature detected by the compressor discharge
そして、蒸発器4にて第1冷媒に吸熱された第2冷媒は、蒸発器用絞り手段18、をほぼ絞られることなく通過する。また、室外熱交換器15から流出した第2冷媒は、室外熱交換器用絞り手段17をほぼ絞られることなく通過する。蒸発器用絞り手段18および室外熱交換器用絞り手段17を通過した第2冷媒は、室内熱交換器用絞り手段14a、14bで絞られて室内熱交換器12a、12bに流入して室内空気から吸熱し、開状態の室内熱交換器用開閉手段13a、13cを通って、第2圧縮機11に吸入される。この場合、室内熱交換器用開閉手段13b、13d及び室外熱交換器用開閉手段16aは閉じられており、第2冷媒が流通しないようになっている。
And the 2nd refrigerant | coolant absorbed into the 1st refrigerant | coolant in the
次に、室内熱交換器12aを凝縮器として、室内熱交換器12bを蒸発器として利用して第2冷凍回路19を冷暖同時運転し、第1冷凍回路5も運転する場合、図4に示すように第2圧縮機11から吐出された第2冷媒は、開状態の室内熱交換器用開閉手段13bを通って室内熱交換器12aに流入し、室内空気に放熱する。また、この場合、第2圧縮機11から吐出された第2冷媒は、蒸発器4に流入し、第1冷媒に吸熱される。
Next, FIG. 4 shows a case where the
また、第1冷凍回路5では、圧縮機1から吐出された第1冷媒は、凝縮器2にて放熱し、圧縮機吐出温度検知手段6で検知された温度に基づいて絞り手段3で絞られて蒸発器4に流入し、第2冷媒から吸熱して圧縮機1に吸入される。また、凝縮器2を通過した第1冷媒は、バイパス絞り手段9の開度に応じてバイパス回路8を流れ、蒸発器4で第2冷媒から吸熱した第1冷媒と合流する。
なお、絞り手段3の開度は、圧縮機吐出温度検知手段6で検知された温度に基づいて調整される。
In the
The opening degree of the throttle means 3 is adjusted based on the temperature detected by the compressor discharge
そして、蒸発器4にて第1冷媒に吸熱された第2冷媒は、蒸発器用絞り手段18、をほぼ絞られることなく通過する。また、室内熱交換器12aから流出した第2冷媒は、室内熱交換器用絞り手段14aをほぼ絞られることなく通過する。蒸発器用絞り手段18および室内熱交換器用絞り手段14aを通過した第2冷媒は、室内熱交換器用絞り手段14b、及び、室外熱交換器用絞り手段17で絞られて室内熱交換器12b、及び、室外熱交換器15に流入して、室内空気と室外空気から吸熱して開状態の室内熱交換器用開閉手段13cと室外熱交換器用開閉手段16aを通って、第2圧縮機11に吸入される。この場合、室内熱交換器用開閉手段13a、13d及び室外熱交換器用開閉手段16bは閉じられており、第2冷媒が流通しないようになっている。
And the 2nd refrigerant | coolant absorbed into the 1st refrigerant | coolant in the
室内熱交換器12aを蒸発器として、室内熱交換器12bを凝縮器として利用して第2冷凍回路を冷暖同時運転し、第1冷凍回路5も運転する場合には、図5に示すように室内熱交換器用開閉手段13a、13dを開状態とし、室内熱交換器開閉手段を閉状態として、室外熱交換器開閉手段の開閉は変えず運転する。
When the
以上のような運転状態で、第2冷凍回路19が暖房運転で室内空気への放熱量が多く必要(例えば、室内の温度が5℃で、設定温度が30℃)な場合や、冷房運転で室外空気の温度が高く(例えば、40℃)、室外熱交換器15へ流入する第2冷媒の温度を室外空気の温度以上としなければならない場合、第2冷凍回路19の高圧側圧力が高くなる。
従って、蒸発器4に流入する第2冷媒も圧力が高くなることで、凝縮温度が高くなる(例えば、50℃)ため、第1冷凍回路5の蒸発温度も高くなる。このときに、蒸発温度が低い時と同等のエンタルピ差を確保する場合、蒸発器4から流出する第1冷媒の過熱度が大きくなる。
In the operation state as described above, the
Accordingly, the pressure of the second refrigerant flowing into the
本実施の形態では、制御部20は、図6に示すように、圧縮機吸入温度検知手段7が検知した第1冷媒の温度Tsが所定値α(例えば25℃)以上か否かを判断する(S1)。
この温度Tsが所定値α以上の場合に、バイパス回路8を流れる第1冷媒の流量が大きくなるようにバイパス絞り手段9の開度を大きくする(S2)。
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the
When the temperature Ts is equal to or higher than the predetermined value α, the opening degree of the bypass throttling means 9 is increased so that the flow rate of the first refrigerant flowing through the
これによって、蒸発器4出口にて、過熱度が大きい蒸発器4からの第1冷媒と、乾き度が小さい凝縮器2出口の第1冷媒とが混合されることとなり、圧縮機1に吸入される第1冷媒の温度Tsが低下して、過熱度が低下する。
従って、圧縮機1に吸入される第1冷媒の過熱度が大きい場合に比べて第1冷媒の吸込密度を向上し、第1冷媒の流量が増加して第1冷凍回路5の蒸発能力低下を抑制することとなる。
As a result, the first refrigerant from the
Accordingly, the suction density of the first refrigerant is improved and the flow rate of the first refrigerant is increased to reduce the evaporation capacity of the
また、第1冷凍回路5の蒸発能力低下を抑制することで、蒸発器4にて熱交換を行う第2冷凍回路19の凝縮能力低下を抑制し、第2冷媒の流量の低下を抑制する。
従って、蒸発器4において第2冷凍回路19での第2冷媒の流量不足による冷凍機油の滞留を防止し、冷凍機油による伝熱阻害を防止することとなる。
Moreover, by suppressing the evaporation capability fall of the 1st freezing
Therefore, the refrigeration oil is prevented from staying in the
以上のように、本実施の形態においては圧縮機吸入温度検知手段7が検知した第1冷媒の温度が所定値以上の場合に、バイパス回路8を流れる第1冷媒の流量が大きくなるようにバイパス絞り手段9を調整することで、蒸発器4出口にて、過熱度が大きい蒸発器4からの第1冷媒と、乾き度が小さい凝縮器2出口の第1冷媒とが混合されることとなり、圧縮機1に吸入される第1冷媒の過熱度が低下する。
従って、圧縮機1に吸入される第1冷媒の過熱度が大きい場合に比べて第1冷媒の吸込密度を向上し、第1冷媒の流量が増加して第1冷凍回路5の蒸発能力低下を抑制することとなる。
As described above, in the present embodiment, when the temperature of the first refrigerant detected by the compressor suction
Accordingly, the suction density of the first refrigerant is improved and the flow rate of the first refrigerant is increased to reduce the evaporation capacity of the
また、第1冷凍回路5の蒸発能力低下を抑制することで、蒸発器4にて熱交換を行う第2冷凍回路19の凝縮能力低下を抑制し、第2冷媒の流量の低下を抑制する。
従って、蒸発器4において第2冷凍回路19での第2冷媒の流量不足による冷凍機油の滞留を防止し、冷凍機油による伝熱阻害を防止することとなる。
Moreover, by suppressing the evaporation capability fall of the 1st freezing
Therefore, the refrigeration oil is prevented from staying in the
これにより、第2冷凍回路が高負荷で凝縮温度が高くなり第1冷凍回路の蒸発器出口で第1冷媒の過熱度が大きくなる場合でも、第1冷凍回路5の蒸発能力低下を抑制し、凝縮器2に流入する熱媒体の温度が高くなるまでヒートポンプ装置を運転可能となり、熱媒体の蓄熱量を増加できると共に、蒸発器4での冷凍機油の滞留による熱交換効率の低下を抑制し、省エネ性を向上できる。
Thereby, even when the second refrigeration circuit has a high load and the condensation temperature becomes high, and the degree of superheat of the first refrigerant increases at the evaporator outlet of the first refrigeration circuit, the decrease in the evaporation capacity of the
また、本実施の形態ではバイパス絞り手段9の開度を圧縮機吸入温度検知手段7で検知された温度に基づいて調整しているが、図7に示すように、圧縮機吸入温度検知手段7で検知された温度と、圧縮機吸入圧力検知手段21で検知された圧力をもとに算出した飽和温度と、の差から求まる過熱度に基づいてバイパス絞り手段9の開度を調整することもできる。
また、圧縮機吸入温度検知手段7で検知された温度と、バイパス絞り手段出口温度検知手段24で検知された温度と、の差から求まる過熱度に基づいてバイパス絞り手段9の開度を調整することもできる。
また、圧縮機吸入温度検知手段7で検知された温度と、第1冷凍回路蒸発器入口温度検知手段23で検知された温度と、の差から求まる過熱度に基づいてバイパス絞り手段9の開度を調整することもできる。
Further, in the present embodiment, the opening degree of the bypass throttle means 9 is adjusted based on the temperature detected by the compressor intake temperature detection means 7, but as shown in FIG. 7, the compressor intake temperature detection means 7 It is also possible to adjust the opening degree of the bypass throttling means 9 based on the degree of superheat determined from the difference between the temperature detected in step S3 and the saturation temperature calculated based on the pressure detected by the compressor suction pressure detection means 21. it can.
Further, the opening degree of the bypass throttle means 9 is adjusted based on the degree of superheat determined from the difference between the temperature detected by the compressor suction temperature detection means 7 and the temperature detected by the bypass throttle means outlet temperature detection means 24. You can also
Further, the opening degree of the bypass throttling means 9 is based on the degree of superheat determined from the difference between the temperature detected by the compressor suction
また、本実施の形態では、絞り手段3の開度を圧縮機吐出温度検知手段6で検知された温度に基づいて調整しているが、絞り手段3の開度は、図1に示すように、凝縮器熱媒体流入温度検知手段30で検知された温度と、凝縮器出口温度検知手段31で検知された温度との差に基づいて調整することもできる。
Further, in the present embodiment, the opening degree of the throttle means 3 is adjusted based on the temperature detected by the compressor discharge
(実施の形態2)
図7に、本発明の第2の実施の形態におけるヒートポンプ装置200の冷媒回路図を示す。なお、本実施の形態では、第1の実施の形態と同一構成部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
(Embodiment 2)
In FIG. 7, the refrigerant circuit figure of the
実施の形態2において、第1冷凍回路5は、凝縮器2と絞り手段3との間に過冷却熱交換器10を備える。バイパス回路液管接続口51は、凝縮器2と過冷却熱交換器10との間に備えられる。バイパス回路8は、凝縮器2と過冷却熱交換器10との間から分岐し、バイパス絞り手段9、過冷却熱交換器10を順に通って蒸発器4と圧縮機1との間に合流するように配設される。過冷却熱交換器10では、凝縮器2から流出した第1冷媒とバイパス絞り手段9を通った第1冷媒とが熱交換を行う。
In the second embodiment, the
本実施の形態においても制御部20は図6に示すように、圧縮機吸入温度検知手段7が検知した第1冷媒の温度Tsが所定値α(例えば25℃)以上か否かを判断する(S1)。
この温度Tsが所定値α以上の場合に、バイパス回路8を流れる第1冷媒の流量が大きくなるようにバイパス絞り手段9の開度を大きくする(S2)。
Also in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the
When the temperature Ts is equal to or higher than the predetermined value α, the opening degree of the bypass throttling means 9 is increased so that the flow rate of the first refrigerant flowing through the
これによって、第1冷凍回路5の過冷却熱交換器10出口の第1冷媒の温度を低下すると共に、蒸発器4出口にて、過熱度が大きい蒸発器4からの第1冷媒と、乾き度が小さいバイパス回路8からの第1冷媒とが混合されることとなり、圧縮機1に吸入される第1冷媒の過熱度が低下する。
従って、蒸発器4入口に流入する第1冷媒の温度が低下することから、蒸発器4での第1冷凍回路5のエンタルピ差を増加すると共に、第1冷凍回路5高圧側の冷媒密度を低下する。
As a result, the temperature of the first refrigerant at the outlet of the
Accordingly, since the temperature of the first refrigerant flowing into the inlet of the
また、圧縮機1に吸入される第1冷媒の過熱度が大きい場合に比べて第1冷媒の吸入密度が向上し、第1冷媒の流量が増加する。
よって、蒸発器4出口で過熱度が大きくなると共に、第1冷凍回路5の高圧が高くなる場合でも、圧縮機1の高圧の制約に伴う回転数低下と、蒸発器4での第1冷凍回路5の減少を抑制すると共に、第1冷媒の流量を増加して、第1冷凍回路5の蒸発能力低下を抑制することとなる。
Moreover, compared with the case where the superheat degree of the 1st refrigerant | coolant suck | inhaled by the compressor 1 is large, the suction density of a 1st refrigerant | coolant improves and the flow volume of a 1st refrigerant | coolant increases.
Therefore, even when the degree of superheat increases at the outlet of the
また、第1冷凍回路5の過冷却熱交換器10出口の第1冷媒の温度を低下することで、
第1冷凍回路5の蒸発器4入口の第1冷媒の温度が低下し、蒸発器4にて熱交換を行う第2冷凍回路19の第2冷媒の低温側の温度も低下する。
従って、蒸発器4での第2冷凍回路19のエンタルピ差を増加する。
Moreover, by lowering the temperature of the first refrigerant at the outlet of the
The temperature of the 1st refrigerant | coolant of the
Accordingly, the enthalpy difference of the
以上のように、本実施の形態において圧縮機吸入温度検知手段7が検知した第1冷媒の温度が所定値以上の場合に、バイパス回路8を流れる第1冷媒の流量が大きくなるようにバイパス絞り手段9を調整することで、第1冷凍回路5の過冷却熱交換器10出口の第1冷媒の温度を低下すると共に、蒸発器4出口にて、過熱度が大きい蒸発器4からの第1冷媒と、乾き度が小さいバイパス回路8からの第1冷媒とが混合されることとなり、圧縮機1に吸入される第1冷媒の過熱度が低下する。
As described above, in the present embodiment, when the temperature of the first refrigerant detected by the compressor suction
従って、蒸発器4入口に流入する第1冷媒の温度が低下することから、蒸発器4での第1冷凍回路5のエンタルピ差を増加すると共に、第1冷凍回路5高圧側の冷媒密度を低下して高圧を下げる。
Accordingly, since the temperature of the first refrigerant flowing into the inlet of the
また、圧縮機1に吸入される第1冷媒の過熱度が大きい場合に比べて第1冷媒の吸入密度が向上し、第1冷媒の流量が増加する。
よって、蒸発器4で過熱度が大きくなると共に、第1冷凍回路5の高圧が高くなる場合でも、圧縮機1の高圧の制約に伴う回転数低下と、蒸発器4での第1冷凍回路5のエンタルピ差の減少を抑制すると共に、第1冷媒の流量を増加して、第1冷凍回路5の蒸発能力低下を抑制することとなる。
Moreover, compared with the case where the superheat degree of the 1st refrigerant | coolant suck | inhaled by the compressor 1 is large, the suction density of a 1st refrigerant | coolant improves and the flow volume of a 1st refrigerant | coolant increases.
Therefore, even when the degree of superheat increases in the
また、第1冷凍回路5の過冷却熱交換器10出口の第1冷媒の温度を低下することで、
第1冷凍回路5の蒸発器4入口の第1冷媒の温度が低下し、蒸発器4にて熱交換を行う第2冷凍回路19の第2冷媒の低温側の温度も低下する。
従って、蒸発器4での第2冷凍回路19のエンタルピ差を増加する。
これにより、第2冷凍回路が高負荷で凝縮温度が高くなり第1冷凍回路5の蒸発器4出口で第1冷媒の過熱度が大きくなると共に、凝縮器2から流出する熱媒体が高温で、第1冷凍回路5の高圧が高くなる場合、即ち、高温出水となる場合でも、第1冷凍回路5の蒸発能力低下を抑制し、凝縮器2に流入する熱媒体の温度が高くなるまでヒートポンプ装置を運転可能となり、熱媒体の蓄熱量を増加することができると共に、第2冷凍回路19での第2冷媒の流量を増やすことなく凝縮能力を増加し、省エネ性を向上できる。
Moreover, by lowering the temperature of the first refrigerant at the outlet of the
The temperature of the 1st refrigerant | coolant of the
Accordingly, the enthalpy difference of the
As a result, the second refrigeration circuit has a high load and the condensation temperature increases, the degree of superheat of the first refrigerant increases at the outlet of the
また、本実施の形態ではバイパス絞り手段9の開度を圧縮機吸入温度検知手段7で検知された温度に基づいて調整しているが、図7に示すように、圧縮機吸入温度検知手段7で検知された温度と、圧縮機吸入圧力検知手段21で検知された圧力をもとに算出した飽和温度と、の差から求まる過熱度に基づいてバイパス絞り手段9の開度を調整することもできる。
また、圧縮機吸入温度検知手段7で検知された温度と、バイパス絞り手段出口温度検知手段24で検知された温度と、の差から求まる過熱度に基づいてバイパス絞り手段9の開度を調整することもできる。
また、圧縮機吸入温度検知手段7で検知された温度と、第1冷凍回路蒸発器入口温度検知手段23で検知された温度と、の差から求まる過熱度に基づいてバイパス絞り手段9の開度を調整することもできる。
Further, in the present embodiment, the opening degree of the bypass throttle means 9 is adjusted based on the temperature detected by the compressor intake temperature detection means 7, but as shown in FIG. 7, the compressor intake temperature detection means 7 It is also possible to adjust the opening degree of the bypass throttling means 9 based on the degree of superheat determined from the difference between the temperature detected in step S3 and the saturation temperature calculated based on the pressure detected by the compressor suction pressure detection means 21. it can.
Further, the opening degree of the bypass throttle means 9 is adjusted based on the degree of superheat determined from the difference between the temperature detected by the compressor suction temperature detection means 7 and the temperature detected by the bypass throttle means outlet temperature detection means 24. You can also
Further, the opening degree of the bypass throttling means 9 is based on the degree of superheat determined from the difference between the temperature detected by the compressor suction
(実施の形態3)
また、実施の形態2ではバイパス回路8が凝縮器2と過冷却熱交換器10との間から分岐しているが、図8に示すように、過冷却熱交換器10と絞り手段3との間から分岐してもよい。すなわち、バイパス回路液管接続口51は、過冷却熱交換器10と絞り手段3との間に備えてもよい。
なお、本実施の形態では、第2の実施の形態と同一構成部分には同一符号を付して、その説明を省略している。
(Embodiment 3)
In the second embodiment, the
In the present embodiment, the same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
また、本実施の形態では絞り手段3の開度を圧縮機吐出温度検知手段6で検知された温度に基づいて調整しているが、図7、8に示すように、凝縮器熱媒体流入温度検知手段30で検知された温度と、凝縮器出口温度検知手段31で検知された温度との差に基づいて調整することもできる。
Further, in this embodiment, the opening degree of the throttle means 3 is adjusted based on the temperature detected by the compressor discharge
以上のように、本発明にかかるヒートポンプ装置100は、二元冷凍サイクルにおける高段側冷凍回路の圧縮機吸入温度の上昇を抑制するもので、空気調和機、チラー、乾燥機、給湯空調複合装置、温水暖房機等の用途に適用できる。
As described above, the
1 圧縮機
2 凝縮器
3 絞り手段
4 蒸発器
5 第1冷凍回路
8 バイパス回路
9 バイパス絞り手段
19 第2冷凍回路
20 制御部
51 バイパス回路液管接続口
61 バイパス回路ガス管接続口
100 ヒートポンプ装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記凝縮器と前記絞り手段との間に一端が接続され、前記蒸発器と前記圧縮機との間に他端が接続されるバイパス回路と、
前記バイパス回路に配設されたバイパス絞り手段と、
第2冷媒を循環させ、前記蒸発器で前記第1冷凍回路と熱交換を行う第2冷凍回路と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記圧縮機に吸入される第1冷媒の温度が所定値以上の場合に、前記バイパス回路を流れる第1冷媒の流量が大きくなるように前記バイパス絞り手段の開度を調整することを特徴とするヒートポンプ装置。 A first refrigeration circuit for circulating a first refrigerant by connecting a compressor, a condenser, a throttle means, and an evaporator in a ring shape;
A bypass circuit in which one end is connected between the condenser and the throttling means, and the other end is connected between the evaporator and the compressor;
Bypass throttling means disposed in the bypass circuit;
A second refrigeration circuit for circulating a second refrigerant and exchanging heat with the first refrigeration circuit in the evaporator;
A control unit,
The controller is
When the temperature of the first refrigerant sucked into the compressor is equal to or higher than a predetermined value, the opening degree of the bypass throttling means is adjusted so that the flow rate of the first refrigerant flowing through the bypass circuit is increased. Heat pump device.
前記過冷却熱交換器は、前記凝縮器から流出した前記第1冷媒と、前記バイパス回路を流通し、前記バイパス絞り手段から流出した前記第1冷媒とを熱交換させることを特徴とする請求項1に記載のヒートポンプ装置。 A supercooling heat exchanger is provided between the condenser and the throttle means,
The said subcooling heat exchanger makes it heat-exchange the said 1st refrigerant | coolant which flowed out from the said condenser, and the said 1st refrigerant | coolant which distribute | circulated the said bypass circuit and flowed out from the said bypass throttle means. The heat pump apparatus according to 1.
前記制御部は、
前記圧縮機吸入温度検知手段で検知された温度と、前記圧縮機吸入圧力検知手段で検知された圧力をもとに算出した飽和温度と、の差から求まる過熱度に基づいて、前記バイパス絞り手段の開度を調整することを特徴とする請求項5に記載のヒートポンプ装置。 A compressor suction pressure detecting means for detecting the pressure of the first refrigerant sucked into the compressor;
The controller is
The bypass throttling means based on the degree of superheat determined from the difference between the temperature detected by the compressor suction temperature detection means and the saturation temperature calculated based on the pressure detected by the compressor suction pressure detection means The heat pump device according to claim 5, wherein an opening degree of the heat pump device is adjusted.
前記制御部は、
前記圧縮機吸入温度検知手段で検知された温度と、前記第1冷凍回路蒸発器入口温度検知手段で検知された温度と、の差から求まる過熱度に基づいて前記バイパス絞り手段の開度を調整することを特徴とする請求項5に記載のヒートポンプ装置。 A first refrigeration circuit evaporator inlet temperature detection means for detecting the inlet temperature of the evaporator;
The controller is
The opening degree of the bypass throttling means is adjusted based on the degree of superheat determined from the difference between the temperature detected by the compressor intake temperature detecting means and the temperature detected by the first refrigeration circuit evaporator inlet temperature detecting means. The heat pump device according to claim 5, wherein
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016047205A JP2017161182A (en) | 2016-03-10 | 2016-03-10 | Heat pump device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016047205A JP2017161182A (en) | 2016-03-10 | 2016-03-10 | Heat pump device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017161182A true JP2017161182A (en) | 2017-09-14 |
Family
ID=59853068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016047205A Pending JP2017161182A (en) | 2016-03-10 | 2016-03-10 | Heat pump device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2017161182A (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019219164A (en) * | 2018-06-19 | 2019-12-26 | バイス ウンベルトテヒニク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Fluid adjustment method and test chamber |
| JP2020201009A (en) * | 2019-06-12 | 2020-12-17 | ダイキン工業株式会社 | Refrigerant cycle system |
| JP2020201008A (en) * | 2019-06-12 | 2020-12-17 | ダイキン工業株式会社 | Refrigerant cycle system |
| JP2020201007A (en) * | 2019-06-12 | 2020-12-17 | ダイキン工業株式会社 | Refrigerant cycle system |
| WO2020250986A1 (en) * | 2019-06-12 | 2020-12-17 | ダイキン工業株式会社 | Refrigerant cycle system |
| CN113891634A (en) * | 2021-10-26 | 2022-01-04 | 苏州英维克温控技术有限公司 | Cold station unit, integrated cold station system, control method of integrated cold station system and related equipment |
| CN114008393A (en) * | 2019-07-01 | 2022-02-01 | 三菱电机株式会社 | Air conditioner |
| JP2025095229A (en) * | 2023-12-14 | 2025-06-26 | 株式会社ダイキンアプライドシステムズ | Air Conditioning Equipment |
-
2016
- 2016-03-10 JP JP2016047205A patent/JP2017161182A/en active Pending
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7454918B2 (en) | 2018-06-19 | 2024-03-25 | バイス テヒニク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Fluid preparation method and test chamber |
| JP2019219164A (en) * | 2018-06-19 | 2019-12-26 | バイス ウンベルトテヒニク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Fluid adjustment method and test chamber |
| JP2025010423A (en) * | 2019-06-12 | 2025-01-20 | ダイキン工業株式会社 | Refrigerant Cycle System |
| JP2020201009A (en) * | 2019-06-12 | 2020-12-17 | ダイキン工業株式会社 | Refrigerant cycle system |
| JP2020201007A (en) * | 2019-06-12 | 2020-12-17 | ダイキン工業株式会社 | Refrigerant cycle system |
| WO2020250986A1 (en) * | 2019-06-12 | 2020-12-17 | ダイキン工業株式会社 | Refrigerant cycle system |
| JP7759171B2 (en) | 2019-06-12 | 2025-10-23 | ダイキン工業株式会社 | Refrigerant Cycle System |
| US12422175B2 (en) | 2019-06-12 | 2025-09-23 | Daikin Industries, Ltd. | Refrigerant cycle system |
| JP7642305B2 (en) | 2019-06-12 | 2025-03-10 | ダイキン工業株式会社 | Refrigerant Cycle System |
| JP7343755B2 (en) | 2019-06-12 | 2023-09-13 | ダイキン工業株式会社 | refrigerant cycle system |
| JP2020201008A (en) * | 2019-06-12 | 2020-12-17 | ダイキン工業株式会社 | Refrigerant cycle system |
| US12092374B2 (en) | 2019-06-12 | 2024-09-17 | Daikin Industries, Ltd. | Refrigerant cycle system |
| WO2020250987A1 (en) * | 2019-06-12 | 2020-12-17 | ダイキン工業株式会社 | Refrigerant cycle system |
| CN114008393B (en) * | 2019-07-01 | 2023-08-22 | 三菱电机株式会社 | air conditioner |
| CN114008393A (en) * | 2019-07-01 | 2022-02-01 | 三菱电机株式会社 | Air conditioner |
| CN113891634A (en) * | 2021-10-26 | 2022-01-04 | 苏州英维克温控技术有限公司 | Cold station unit, integrated cold station system, control method of integrated cold station system and related equipment |
| JP2025095229A (en) * | 2023-12-14 | 2025-06-26 | 株式会社ダイキンアプライドシステムズ | Air Conditioning Equipment |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5847366B1 (en) | Air conditioner | |
| JP2017161182A (en) | Heat pump device | |
| JP6792057B2 (en) | Refrigeration cycle equipment | |
| JP5411643B2 (en) | Refrigeration cycle apparatus and hot water heater | |
| EP2902726B1 (en) | Combined air-conditioning and hot-water supply system | |
| JP6019837B2 (en) | Heat pump system | |
| JP3702724B2 (en) | Heat pump system and heat pump system installation method | |
| JP2006283989A (en) | Cooling/heating system | |
| JP6038382B2 (en) | Air conditioner | |
| JP6758506B2 (en) | Air conditioner | |
| JP2023503192A (en) | air conditioner | |
| JP6267952B2 (en) | Refrigeration cycle equipment | |
| JP6051401B2 (en) | Heat pump air conditioning and hot water supply system | |
| JP6675083B2 (en) | Binary heat pump device | |
| JP6692083B2 (en) | Dual heat pump device | |
| WO2022230034A1 (en) | Air conditioning device | |
| KR101692243B1 (en) | Heat pump with cascade refrigerating cycle | |
| WO2015121992A1 (en) | Refrigeration cycle device | |
| JP2017227396A (en) | Dual refrigeration cycle device | |
| WO2017138243A1 (en) | Refrigeration cycle device | |
| JP6695033B2 (en) | Heat pump device | |
| JP6695034B2 (en) | Heat pump device | |
| US20240027077A1 (en) | Hybrid multi-air conditioning system and method for controlling a hybrid multi-air conditioning system | |
| WO2024252468A1 (en) | Refrigeration cycle device | |
| EP3217118B1 (en) | Heat pump apparatus |