本發(fā)明涉及具有使制冷劑循環(huán)的制冷劑回路的空氣調(diào)節(jié)裝置。

背景技術(shù)：

以往，在空氣調(diào)節(jié)裝置等制冷循環(huán)裝置中，設(shè)置有積存剩余制冷劑的制冷劑容器，以免在制冷劑回路內(nèi)因運(yùn)轉(zhuǎn)條件的變化而產(chǎn)生制冷劑不足。作為制冷劑容器，例如有儲(chǔ)液器，該儲(chǔ)液器被設(shè)置在壓縮機(jī)的吸入側(cè)并暫時(shí)積存從蒸發(fā)器流出的制冷劑。另外，作為制冷劑容器，還有貯液器等，貯液器等被配置在中壓狀態(tài)的制冷劑導(dǎo)通的位置，暫時(shí)積存從冷凝器或蒸發(fā)器流出的制冷劑。

在上述制冷劑容器中，設(shè)置在壓縮機(jī)的吸入側(cè)的儲(chǔ)液器要求具有積存剩余制冷劑的功能。而且，儲(chǔ)液器要求具有如下功能：為了防止液體制冷劑向壓縮機(jī)流入的液體回流的過(guò)剩狀態(tài)而抑制液體回流量，并且，使與制冷劑一起從壓縮機(jī)流出的冷凍機(jī)油向壓縮機(jī)切實(shí)地返油而不會(huì)使上述冷凍機(jī)油大量地積存于容器內(nèi)部。剩余制冷劑量因室外空氣條件和壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率等運(yùn)轉(zhuǎn)條件而變動(dòng)。大體上說(shuō)，在低蒸發(fā)溫度條件下，存在制冷劑循環(huán)量少而剩余制冷劑量變多的傾向。另一方面，在高蒸發(fā)溫度條件下，存在制冷劑循環(huán)量多而剩余制冷劑量變少的傾向。

另外，與制冷劑一起用于空氣調(diào)節(jié)裝置的冷凍機(jī)油在成為某個(gè)恒定溫度以上時(shí)，油密度變得比制冷劑密度小，從而會(huì)產(chǎn)生液體制冷劑和冷凍機(jī)油的兩層分離。將產(chǎn)生該兩層分離的溫度稱(chēng)為兩層分離溫度，兩層分離溫度因所使用的制冷劑和冷凍機(jī)油的組合而不同。例如，在r410a制冷劑中采用醚油(pve)時(shí)，兩層分離溫度為-50℃以下，在r32制冷劑中采用pve時(shí)，兩層分離溫度增高到-5℃左右。

在由具有儲(chǔ)液器的制冷劑回路構(gòu)成的空氣調(diào)節(jié)裝置中，在使用兩層分離溫度高的冷凍機(jī)油例如在r32制冷劑中采用pve等時(shí)，在制冷劑的蒸發(fā)溫度變低的極低溫條件(例如-20℃)下，會(huì)產(chǎn)生冷凍機(jī)油和液體制冷劑的兩層分離。其結(jié)果是，冷凍機(jī)油在儲(chǔ)液器內(nèi)在液體制冷劑上層部分離，從而無(wú)法經(jīng)由位于儲(chǔ)液器的下部的回油孔而返回到壓縮機(jī)中，因而存在在壓縮機(jī)的滑動(dòng)部產(chǎn)生燒結(jié)的問(wèn)題。于是，以往，提出有抑制流入到壓縮機(jī)的液體制冷劑量并且能夠高效地實(shí)施使所需要的量的油返回壓縮機(jī)的技術(shù)(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。

以往的空氣調(diào)節(jié)裝置具有儲(chǔ)液器，該儲(chǔ)液器具有：密閉容器；在密閉容器內(nèi)開(kāi)口的入口管和出口管；多孔管，該多孔管的一端與密閉容器的外部的出口管相連結(jié)，沿上下方向形成有多個(gè)油回收孔；以及第一返油管，該第一返油管的一端與密閉容器的外部的出口管相連結(jié)，另一端在密閉容器底部開(kāi)口。而且，該空氣調(diào)節(jié)裝置在第一返油管和出口管的連接部分的任一處設(shè)有第一開(kāi)關(guān)閥，在密閉容器的外部的多孔管和出口管的連接部分的任一處設(shè)有第二開(kāi)關(guān)閥，該空氣調(diào)節(jié)裝置具有兩層分離檢測(cè)控制機(jī)構(gòu)，該兩層分離檢測(cè)控制機(jī)構(gòu)利用制冷劑的壓力和溫度的至少一個(gè)來(lái)檢測(cè)滯留于密閉容器內(nèi)的冷凍機(jī)油和制冷劑的狀態(tài)從而控制開(kāi)關(guān)閥。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2011-163671號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

專(zhuān)利文獻(xiàn)1中記載的空氣調(diào)節(jié)裝置在密閉容器外部將第一返油管和多孔管與出口管相連結(jié)，在密閉容器與各個(gè)連結(jié)部之間設(shè)有第一開(kāi)關(guān)閥和第二開(kāi)關(guān)閥，利用兩層分離檢測(cè)控制機(jī)構(gòu)對(duì)這些開(kāi)關(guān)閥進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制?？諝庹{(diào)節(jié)裝置通過(guò)這樣的開(kāi)關(guān)控制，即使在產(chǎn)生了兩層分離的情況下，也能夠抑制液體制冷劑向壓縮機(jī)的過(guò)量流入并且執(zhí)行所需要的量的返油。

但是，以往的空氣調(diào)節(jié)裝置雖然可以通過(guò)開(kāi)關(guān)閥的開(kāi)關(guān)動(dòng)作來(lái)控制向壓縮機(jī)流入的液體制冷劑流入量和返油量，但卻沒(méi)有根據(jù)制冷劑回路的動(dòng)作狀態(tài)或室外空氣條件等運(yùn)轉(zhuǎn)條件的變化來(lái)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度的機(jī)構(gòu)。因此，空氣調(diào)節(jié)裝置無(wú)法進(jìn)行與運(yùn)轉(zhuǎn)條件相匹配的適當(dāng)?shù)闹评鋭┝髁亢头涤土康牧髁靠刂疲瑥亩嬖跁?huì)產(chǎn)生空氣調(diào)節(jié)裝置的性能降低和可靠性惡化的問(wèn)題。

本發(fā)明是為了解決上述那樣的課題而完成的，其目的在于獲得如下的空氣調(diào)節(jié)裝置：不管制冷劑回路的動(dòng)作狀態(tài)和室外空氣條件等運(yùn)轉(zhuǎn)條件如何變化，總是能夠確保與運(yùn)轉(zhuǎn)條件相匹配的適當(dāng)?shù)闹评鋭┝髁亢拖驂嚎s機(jī)的返油量，能夠防止性能降低和可靠性惡化。

用于解決課題的方案

本發(fā)明的空氣調(diào)節(jié)裝置具有：制冷劑回路，該制冷劑回路經(jīng)由配管依次連接壓縮機(jī)、熱源側(cè)熱交換器、減壓裝置、利用側(cè)熱交換器和制冷劑容器；旁通配管，該旁通配管的一端被插入到所述制冷劑容器的內(nèi)部，另一端與所述壓縮機(jī)的吸引側(cè)的配管連接；流量調(diào)節(jié)閥，該流量調(diào)節(jié)閥被設(shè)置于所述旁通配管；第一檢測(cè)器，該第一檢測(cè)器檢測(cè)所述制冷劑容器內(nèi)的制冷劑溫度；存儲(chǔ)部，該存儲(chǔ)部存儲(chǔ)制冷劑和冷凍機(jī)油的兩層分離溫度的信息；判定器，該判定器對(duì)所述制冷劑溫度和所述兩層分離溫度進(jìn)行比較來(lái)判定所述制冷劑和所述冷凍機(jī)油的兩層分離狀態(tài)；第二檢測(cè)器，該第二檢測(cè)器檢測(cè)所述壓縮機(jī)的吸入制冷劑狀態(tài)；以及控制部，該控制部基于所述兩層分離狀態(tài)和所述吸入制冷劑狀態(tài)來(lái)調(diào)節(jié)所述流量調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，空氣調(diào)節(jié)裝置具有判定制冷劑容器內(nèi)的兩層分離狀態(tài)的判定部、以及基于兩層分離狀態(tài)的判定結(jié)果來(lái)調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度的控制裝置。由此，可基于高精度的兩層分離狀態(tài)判定來(lái)進(jìn)行旁通流量控制，可避免不需要的液體回流并切實(shí)地向壓縮機(jī)返油，能夠避免因液體回流和壓縮機(jī)滑動(dòng)部的燒結(jié)等所導(dǎo)致的壓縮機(jī)故障，能夠?qū)崿F(xiàn)高可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1是概略地表示本發(fā)明的實(shí)施方式的空氣調(diào)節(jié)裝置的制冷劑回路的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式的空氣調(diào)節(jié)裝置的儲(chǔ)液器內(nèi)部的概略結(jié)構(gòu)圖。

圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式的空氣調(diào)節(jié)裝置的控制框圖。

圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的空氣調(diào)節(jié)裝置的流量調(diào)節(jié)閥的控制動(dòng)作的流程的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面，參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的空氣調(diào)節(jié)裝置的實(shí)施方式。需要說(shuō)明的是，附圖的方式是一個(gè)例子，而并非用來(lái)限定本發(fā)明。另外，在各圖中，標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記的部件是相同或與之相當(dāng)?shù)牟考?，這在說(shuō)明書(shū)全文中是通用的。而且，在下面的附圖中，各結(jié)構(gòu)部件的大小關(guān)系有時(shí)與實(shí)際的不同。

實(shí)施方式.

[設(shè)備結(jié)構(gòu)]

圖1是概略地表示本發(fā)明的實(shí)施方式的空氣調(diào)節(jié)裝置100的制冷劑回路的結(jié)構(gòu)圖?？諝庹{(diào)節(jié)裝置100是通過(guò)進(jìn)行蒸氣壓縮式的制冷循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)而被用于屋內(nèi)的制冷制熱的裝置。如圖1所示，空氣調(diào)節(jié)裝置100由熱源單元a和多臺(tái)利用單元b構(gòu)成。需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施方式中，以1臺(tái)利用單元b的情況為例進(jìn)行說(shuō)明。熱源單元a和多臺(tái)利用單元b經(jīng)由作為制冷劑聯(lián)絡(luò)配管的液體連接配管6和氣體連接配管9連接。

作為用于空氣調(diào)節(jié)裝置100的制冷劑，例如存在r410a、r407c、r404a、r32等hfc制冷劑、或者r1234yf/ze等hfo制冷劑、r22、r134a等hcfc制冷劑、或者二氧化碳(co2)、烴、氦、丙烷等那樣的自然制冷劑等。

[利用單元b]

利用單元b通過(guò)向屋內(nèi)的頂棚的埋入、從屋內(nèi)的頂棚的懸吊、或者掛在屋內(nèi)的壁面等而被設(shè)置。利用單元b如上所述經(jīng)由液體連接配管6和氣體連接配管9與熱源單元a連接而構(gòu)成制冷劑回路的一部分。

接著，對(duì)利用單元b的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。利用單元b構(gòu)成作為制冷劑回路的一部分的室內(nèi)側(cè)制冷劑回路，具有室內(nèi)送風(fēng)裝置8和室內(nèi)熱交換器7。需要說(shuō)明的是，室內(nèi)熱交換器7相當(dāng)于本發(fā)明中的“利用側(cè)熱交換器”。

室內(nèi)熱交換器7由例如由傳熱管和很多翅片構(gòu)成的交叉翅片式的翅片管型熱交換器構(gòu)成。室內(nèi)熱交換器7在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)作為制冷劑的蒸發(fā)器發(fā)揮作用來(lái)冷卻室內(nèi)的空氣，在制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)作為制冷劑的冷凝器發(fā)揮作用來(lái)加熱室內(nèi)的空氣。

室內(nèi)送風(fēng)裝置8是能夠使供給到室內(nèi)熱交換器7的空氣的流量可變的風(fēng)扇，例如由被dc馬達(dá)(未圖示)驅(qū)動(dòng)的離心風(fēng)扇、或多葉片風(fēng)扇等構(gòu)成。室內(nèi)送風(fēng)裝置8將室內(nèi)空氣吸入利用單元b內(nèi)，在室內(nèi)空氣與室內(nèi)熱交換器7內(nèi)的制冷劑之間進(jìn)行熱交換。接著，室內(nèi)送風(fēng)裝置8將進(jìn)行了熱交換的空氣作為供給空氣供給到室內(nèi)。

另外，在利用單元b中設(shè)置有各種傳感器。也就是說(shuō)，在室內(nèi)熱交換器7的液體側(cè)，設(shè)有用于檢測(cè)液體狀態(tài)或氣液二相狀態(tài)的制冷劑的溫度的液體側(cè)溫度傳感器205。作為液體狀態(tài)或氣液二相狀態(tài)的制冷劑的溫度，包括與制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的過(guò)冷卻液溫度tco或制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的蒸發(fā)溫度te相對(duì)應(yīng)的制冷劑溫度。

另外，用于檢測(cè)氣液二相狀態(tài)的制冷劑的溫度的氣體側(cè)溫度傳感器207設(shè)置于室內(nèi)熱交換器7。作為氣液二相狀態(tài)的制冷劑的溫度，包括與制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的冷凝溫度tc或制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的蒸發(fā)溫度te相對(duì)應(yīng)的制冷劑溫度。

而且，在利用單元b的室內(nèi)空氣的吸入口側(cè)，設(shè)有用于檢測(cè)流入單元內(nèi)的室內(nèi)空氣的溫度的室內(nèi)溫度傳感器206。需要說(shuō)明的是，液體側(cè)溫度傳感器205、氣體側(cè)溫度傳感器207、以及室內(nèi)溫度傳感器206均由熱敏電阻構(gòu)成。室內(nèi)送風(fēng)裝置8的動(dòng)作由控制裝置30(運(yùn)轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu))控制。

[熱源單元a]

接下來(lái)，對(duì)熱源單元a的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。熱源單元a設(shè)置于屋外，經(jīng)由液體連接配管6和氣體連接配管9與利用單元b連接而構(gòu)成制冷劑回路的一部分。

熱源單元a具有壓縮機(jī)1、四通閥2、室外熱交換器3、室外送風(fēng)裝置4、減壓裝置5、儲(chǔ)液器11、以及流量調(diào)節(jié)閥13。需要說(shuō)明的是，室外熱交換器3相當(dāng)于本發(fā)明中的“熱源側(cè)熱交換器”。另外，儲(chǔ)液器11相當(dāng)于本發(fā)明中的“制冷劑容器”。

壓縮機(jī)1是能夠使運(yùn)轉(zhuǎn)容量(頻率)可變的裝置，在此，采用容積式壓縮機(jī)，該容積式壓縮機(jī)由被變頻器控制的馬達(dá)(未圖示)驅(qū)動(dòng)。需要說(shuō)明的是，壓縮機(jī)1在此僅有1臺(tái)，但本發(fā)明不限于此，也可以根據(jù)利用單元b的連接臺(tái)數(shù)等將2臺(tái)以上的壓縮機(jī)1并列地連接。

四通閥2是具有切換制冷劑的流動(dòng)方向的功能的閥。四通閥2切換制冷劑流路，以便在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)將壓縮機(jī)1的排出側(cè)和室外熱交換器3的氣體側(cè)連接并將壓縮機(jī)1的吸入側(cè)和氣體連接配管9側(cè)連接(圖1的四通閥2的虛線(xiàn))。通過(guò)這樣進(jìn)行切換，在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，室外熱交換器3作為在壓縮機(jī)1中被壓縮的制冷劑的冷凝器發(fā)揮作用，室內(nèi)熱交換器7作為在室外熱交換器3中被冷凝的制冷劑的蒸發(fā)器發(fā)揮作用。

另一方面，四通閥2切換制冷劑流路，以便在制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)將壓縮機(jī)1的排出側(cè)和氣體連接配管9側(cè)連接并將壓縮機(jī)1的吸入側(cè)和室外熱交換器3的氣體側(cè)連接(圖1的四通閥2的實(shí)線(xiàn))。通過(guò)這樣進(jìn)行切換，在制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，室內(nèi)熱交換器7作為在壓縮機(jī)1中被壓縮的制冷劑的冷凝器發(fā)揮作用，室外熱交換器3作為在室內(nèi)熱交換器7中被冷凝的制冷劑的蒸發(fā)器發(fā)揮作用。

室外熱交換器3由交叉翅片式的翅片管型的熱交換器構(gòu)成，該翅片管型的熱交換器由傳熱管和很多翅片構(gòu)成。室外熱交換器3的氣體側(cè)的配管與四通閥2連接，液體側(cè)的配管與液體連接配管6連接，室外熱交換器3在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)作為制冷劑的冷凝器發(fā)揮作用，在制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)作為制冷劑的蒸發(fā)器發(fā)揮作用。

室外送風(fēng)裝置4是能夠使供給到室外熱交換器3的空氣的流量可變的風(fēng)扇，例如由被dc馬達(dá)(未圖示)驅(qū)動(dòng)的螺旋槳風(fēng)扇構(gòu)成。室外送風(fēng)裝置4具有如下功能：將室外空氣吸入熱源單元a內(nèi)，并將在室外空氣與室外熱交換器3內(nèi)的制冷劑之間進(jìn)行了熱交換的空氣排出到室外。

減壓裝置5是與熱源單元a的液體側(cè)連接配置并進(jìn)行在制冷劑回路內(nèi)流動(dòng)的制冷劑的流量調(diào)節(jié)等的裝置。

儲(chǔ)液器11是與壓縮機(jī)1的吸入側(cè)的配管連接而配置的制冷劑容器。儲(chǔ)液器11具有積存運(yùn)轉(zhuǎn)中的剩余制冷劑的功能、以及如下功能：抑制液體制冷劑向壓縮機(jī)1的過(guò)量流入并且使與制冷劑一起從壓縮機(jī)1流出的冷凍機(jī)油返回到壓縮機(jī)1。

旁通配管12是一端被插入到儲(chǔ)液器11內(nèi)而另一端繞到壓縮機(jī)1的吸入側(cè)配管的配管。流量調(diào)節(jié)閥13被設(shè)置于旁通配管12的流路，用于調(diào)節(jié)流過(guò)旁通配管12的制冷劑等的流量。

需要說(shuō)明的是，如圖1所示，處于儲(chǔ)液器11的內(nèi)部側(cè)的旁通配管12不具有回油孔14。但是，也可以如圖2所示那樣構(gòu)成為，在處于儲(chǔ)液器11的內(nèi)部側(cè)的旁通配管12上沿著上下方向具有多個(gè)回油孔14。

另外，在熱源單元a中設(shè)置有各種傳感器。用于檢測(cè)制冷劑的排出溫度td的排出溫度傳感器201以及用于檢測(cè)壓縮機(jī)的殼體溫度的壓縮機(jī)殼體溫度傳感器208設(shè)置于壓縮機(jī)1。另外，在壓縮機(jī)1的吸入側(cè)的配管上設(shè)有壓縮機(jī)吸入壓力傳感器209，在壓縮機(jī)1的排出側(cè)的配管上設(shè)有壓縮機(jī)排出壓力傳感器210。

用于檢測(cè)氣液二相狀態(tài)的制冷劑的溫度的氣體側(cè)溫度傳感器202設(shè)置于室外熱交換器3。作為氣液二相狀態(tài)的制冷劑的溫度，包括與制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的冷凝溫度tc或制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的蒸發(fā)溫度te相對(duì)應(yīng)的制冷劑溫度。而且，在室外熱交換器3的液體側(cè)的配管上設(shè)有用于檢測(cè)液體狀態(tài)或氣液二相狀態(tài)的制冷劑的溫度的液體側(cè)溫度傳感器204。

另外，在熱源單元a的室外空氣的吸入口側(cè)，設(shè)有用于檢測(cè)流入單元內(nèi)的室外空氣的溫度、即室外空氣溫度ta的室外溫度傳感器203。需要說(shuō)明的是，在此，排出溫度傳感器201、氣體側(cè)溫度傳感器202、室外溫度傳感器203、液體側(cè)溫度傳感器204以及壓縮機(jī)殼體溫度傳感器208均由熱敏電阻構(gòu)成。需要說(shuō)明的是，壓縮機(jī)1、四通閥2、室外送風(fēng)裝置4、減壓裝置5的動(dòng)作由控制裝置30(運(yùn)轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu))控制。

如上所述，熱源單元a和利用單元b經(jīng)由液體連接配管6和氣體連接配管9連接而構(gòu)成空氣調(diào)節(jié)裝置100的制冷劑回路。

需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施方式中，以熱源單元a為1臺(tái)的情況下的結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明并不限于此，熱源單元a也可以是2臺(tái)以上的多個(gè)。另外，在熱源單元a和利用單元b都由多個(gè)單元構(gòu)成的情況下，各自的容量的大小可以不同，或者也可以使所有的容量都是相同的容量。

另外，在本實(shí)施方式中，對(duì)構(gòu)成通過(guò)設(shè)置四通閥2而能夠切換制熱運(yùn)轉(zhuǎn)和制冷運(yùn)轉(zhuǎn)的制冷劑回路的情況進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明并不限于此。例如也可以不設(shè)置四通閥2而僅進(jìn)行制冷運(yùn)轉(zhuǎn)或僅進(jìn)行制熱運(yùn)轉(zhuǎn)。

圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式的空氣調(diào)節(jié)裝置100的控制框圖。如圖3所示，控制裝置30進(jìn)行傳感器類(lèi)部件和促動(dòng)器類(lèi)部件的計(jì)測(cè)控制。

控制裝置30內(nèi)置于空氣調(diào)節(jié)裝置100，具有測(cè)定部30a、運(yùn)算部30b、驅(qū)動(dòng)部30c、存儲(chǔ)部30d、以及判定部30e。測(cè)定部30a、運(yùn)算部30b、驅(qū)動(dòng)部30c以及判定部30e例如由微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成。另外，存儲(chǔ)部30d由半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等構(gòu)成。

向測(cè)定部30a輸入由各種傳感器類(lèi)部件(壓力傳感器和溫度傳感器)檢測(cè)到的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)量來(lái)進(jìn)行壓力和溫度的測(cè)定。由測(cè)定部30a測(cè)出的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)量被輸入到運(yùn)算部30b。需要說(shuō)明的是，由測(cè)定部30a和各種傳感器類(lèi)部件構(gòu)成本發(fā)明中的“第一檢測(cè)器”。

運(yùn)算部30b基于由測(cè)定部30a測(cè)出的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)量，使用預(yù)先提供的式子等來(lái)運(yùn)算例如制冷劑物性值(飽和壓力、飽和溫度、焓等)。需要說(shuō)明的是，運(yùn)算部30b相當(dāng)于本發(fā)明中的“第二檢測(cè)器”。

驅(qū)動(dòng)部30c基于運(yùn)算部30b的運(yùn)算結(jié)果來(lái)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)1、室外送風(fēng)裝置4、減壓裝置5、流量調(diào)節(jié)閥13等。需要說(shuō)明的是，由運(yùn)算部30b和驅(qū)動(dòng)部30c構(gòu)成本發(fā)明中的“控制部”。

存儲(chǔ)部30d存儲(chǔ)由運(yùn)算部30b獲得的結(jié)果、預(yù)先確定的常數(shù)、計(jì)算制冷劑的物性值(飽和壓力、飽和溫度、干燥度等)的函數(shù)式、以及函數(shù)表(表格)等。存儲(chǔ)部30d內(nèi)的這些存儲(chǔ)內(nèi)容可根據(jù)需要來(lái)參照、改寫(xiě)。在存儲(chǔ)部30d中還存儲(chǔ)有控制程序，控制裝置30按照存儲(chǔ)部30d內(nèi)的程序來(lái)控制空氣調(diào)節(jié)裝置100。

判定部30e基于由運(yùn)算部30b獲得的結(jié)果來(lái)進(jìn)行大小的比較、判定等處理。需要說(shuō)明的是，判定部30e相當(dāng)于本發(fā)明中的“判定器”。

需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)例中，采用將控制裝置30內(nèi)置于空氣調(diào)節(jié)裝置100的結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明并不限于此。也可以構(gòu)成為：在熱源單元a設(shè)置主控制部，在利用單元b設(shè)置具有控制裝置30的一部分功能的子控制部，通過(guò)在主控制部與子控制部之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信來(lái)進(jìn)行協(xié)同處理?；蛘?，也可以采用在利用單元b設(shè)置具有所有功能的控制裝置30的結(jié)構(gòu)、或者在空氣調(diào)節(jié)裝置100的外部另行設(shè)置控制裝置30的方式等。

[空氣調(diào)節(jié)裝置100的基本運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)作]

接下來(lái)，對(duì)本實(shí)施方式的空氣調(diào)節(jié)裝置100的各運(yùn)轉(zhuǎn)模式下的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。首先，用圖1對(duì)制冷運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。

在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，四通閥2成為用圖1的虛線(xiàn)所示的狀態(tài)、即壓縮機(jī)1的排出側(cè)與室外熱交換器3的氣體側(cè)連接并且壓縮機(jī)1的吸入側(cè)與室內(nèi)熱交換器7的氣體側(cè)連接的狀態(tài)。

從壓縮機(jī)1排出的高溫高壓的氣體制冷劑經(jīng)由四通閥2而到達(dá)作為冷凝器的室外熱交換器3，在室外送風(fēng)裝置4的送風(fēng)作用下，制冷劑冷凝液化而成為高壓低溫的制冷劑。冷凝液化了的高壓低溫的制冷劑被減壓裝置5減壓而成為二相制冷劑，經(jīng)由液體連接配管6而被送到利用單元b，并送往室內(nèi)熱交換器7。減壓了的二相制冷劑在作為蒸發(fā)器的室內(nèi)熱交換器7中在室內(nèi)送風(fēng)裝置8的送風(fēng)作用下蒸發(fā)而成為低壓的氣體制冷劑。然后，低壓的氣體制冷劑經(jīng)由四通閥2、儲(chǔ)液器11再次被吸入到壓縮機(jī)1。

在此，減壓裝置5調(diào)節(jié)開(kāi)度以使室外熱交換器3的出口處的制冷劑過(guò)冷卻度成為規(guī)定值，從而控制流過(guò)室內(nèi)熱交換器7的制冷劑的流量。因此，在室外熱交換器3中被冷凝后的液體制冷劑成為具有規(guī)定的過(guò)冷卻度的狀態(tài)。室外熱交換器3的出口處的制冷劑過(guò)冷卻度通過(guò)從液體側(cè)溫度傳感器204的檢測(cè)值減去氣體側(cè)溫度傳感器202的檢測(cè)值(相當(dāng)于制冷劑的冷凝溫度tc)而得到的值來(lái)檢測(cè)。這樣，流量與在設(shè)置有利用單元b的空調(diào)空間中所要求的運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷相應(yīng)的制冷劑在室內(nèi)熱交換器7中流動(dòng)。

接著，用圖1對(duì)制熱運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。在制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，四通閥2成為用圖1的實(shí)線(xiàn)所示的狀態(tài)、即壓縮機(jī)1的排出側(cè)與室內(nèi)熱交換器7的氣體側(cè)連接并且壓縮機(jī)1的吸入側(cè)與室外熱交換器3的氣體側(cè)連接的狀態(tài)。

從壓縮機(jī)1排出的高溫高壓的氣體制冷劑經(jīng)由四通閥2和氣體連接配管9而被送往利用單元b。接著，高溫高壓的氣體制冷劑到達(dá)作為冷凝器的室內(nèi)熱交換器7，在室內(nèi)送風(fēng)裝置8的送風(fēng)作用下，制冷劑冷凝液化而成為高壓低溫的制冷劑。冷凝液化了的高壓低溫的制冷劑經(jīng)由液體連接配管6而被送到熱源單元a，被減壓裝置5減壓而成為二相制冷劑，并被送往室外熱交換器3。減壓了的二相制冷劑在作為蒸發(fā)器的室外熱交換器3中在室外送風(fēng)裝置4的送風(fēng)作用下蒸發(fā)而成為低壓的氣體制冷劑。然后，低壓氣體制冷劑經(jīng)由四通閥2、儲(chǔ)液器11再次被吸入到壓縮機(jī)1。

在此，減壓裝置5調(diào)節(jié)開(kāi)度以使室內(nèi)熱交換器7的出口處的制冷劑過(guò)冷卻度成為規(guī)定值，從而控制流過(guò)室內(nèi)熱交換器7的制冷劑的流量。因此，在室內(nèi)熱交換器7中被冷凝后的液體制冷劑成為具有規(guī)定的過(guò)冷卻度的狀態(tài)。室內(nèi)熱交換器7的出口處的制冷劑過(guò)冷卻度通過(guò)從液體側(cè)溫度傳感器205的檢測(cè)值減去氣體側(cè)溫度傳感器207的檢測(cè)值(相當(dāng)于制冷劑的冷凝溫度tc)而得到的值來(lái)檢測(cè)。這樣，流量與在設(shè)置有利用單元b的空調(diào)空間中所要求的運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷相應(yīng)的制冷劑在室內(nèi)熱交換器7中流動(dòng)。

需要說(shuō)明的是，在此，作為制冷劑的冷凝溫度tc，采用的是設(shè)置于各熱交換器的溫度傳感器的檢測(cè)值，但也可以由壓縮機(jī)1的壓縮機(jī)排出壓力傳感器210檢測(cè)制冷劑的排出壓力并對(duì)排出壓力的檢測(cè)值進(jìn)行飽和溫度換算而用作制冷劑的冷凝溫度tc。

[流量調(diào)節(jié)閥13的控制方法]

圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的空氣調(diào)節(jié)裝置100的流量調(diào)節(jié)閥12的控制動(dòng)作的流程的流程圖。下面，參照?qǐng)D1并基于圖4的各步驟，對(duì)流量調(diào)節(jié)閥13的控制動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。

(步驟11)

流程開(kāi)始后，測(cè)定部30a檢測(cè)制冷劑容器內(nèi)溫度tacc。然后向(步驟12)轉(zhuǎn)移。在此，制冷劑容器內(nèi)溫度tacc是儲(chǔ)液器11內(nèi)的制冷劑溫度，例如采用制冷劑的蒸發(fā)溫度te。制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的制冷劑的蒸發(fā)溫度te采用被設(shè)置于室內(nèi)熱交換器7的氣體側(cè)溫度傳感器207的檢測(cè)值。另外，制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的制冷劑的蒸發(fā)溫度te采用被設(shè)置于室外熱交換器3的氣體側(cè)溫度傳感器202的檢測(cè)值。

需要說(shuō)明的是，在此，作為制冷劑的蒸發(fā)溫度，采用的是被設(shè)置于各熱交換器的溫度傳感器的檢測(cè)值。但是，也可以由被設(shè)置在壓縮機(jī)1的吸入側(cè)的壓縮機(jī)吸入壓力傳感器209檢測(cè)制冷劑的吸入壓力并對(duì)吸入壓力的檢測(cè)值進(jìn)行飽和溫度換算而用作制冷劑的蒸發(fā)溫度。另外，也可以在儲(chǔ)液器11的入口側(cè)配管上設(shè)置制冷劑溫度傳感器并將該溫度傳感器的檢測(cè)值用作制冷劑容器內(nèi)溫度tacc。

(步驟12)

判定部30e對(duì)預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部30d中的冷凍機(jī)油的兩層分離溫度t0和制冷劑容器內(nèi)溫度tacc進(jìn)行比較來(lái)判定在儲(chǔ)液器11內(nèi)是否產(chǎn)生液體制冷劑和冷凍機(jī)油的兩層分離。若制冷劑容器內(nèi)溫度tacc低于兩層分離溫度t0，則判斷為產(chǎn)生液體制冷劑和冷凍機(jī)油的兩層分離，向(步驟13)轉(zhuǎn)移。另一方面，若制冷劑容器內(nèi)溫度tacc高于兩層分離溫度t0，則判斷為未產(chǎn)生兩層分離，向(步驟17)轉(zhuǎn)移。

(步驟13)

運(yùn)算部30b經(jīng)由驅(qū)動(dòng)部30c使流量調(diào)節(jié)閥13全開(kāi)。然后，向(步驟14)轉(zhuǎn)移。

(步驟14)

運(yùn)算部30b算出壓縮機(jī)1的吸入制冷劑過(guò)熱度shs。然后，向(步驟15)轉(zhuǎn)移。在此，吸入制冷劑過(guò)熱度shs是從壓縮機(jī)1的吸入制冷劑溫度ts減去制冷劑的蒸發(fā)溫度te而得到的值。制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的制冷劑的蒸發(fā)溫度te采用被設(shè)置于室內(nèi)熱交換器7的氣體側(cè)溫度傳感器207的檢測(cè)值。另外，制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的制冷劑的蒸發(fā)溫度te采用被設(shè)置于室外熱交換器3的氣體側(cè)溫度傳感器202的檢測(cè)值。

另外，為了算出吸入制冷劑溫度ts而采用對(duì)制冷劑的蒸發(fā)溫度te進(jìn)行飽和壓力換算而得到的低壓壓力ps(相當(dāng)于壓縮機(jī)1的吸入壓力)、以及對(duì)制冷劑的冷凝溫度tc進(jìn)行飽和壓力換算而得到的高壓壓力pd(相當(dāng)于壓縮機(jī)1的排出壓力)。另外，為了算出吸入制冷劑溫度ts，在壓縮機(jī)1的壓縮工序中，假定多變指數(shù)n的多變變化，能夠采用由壓縮機(jī)1的排出溫度傳感器201檢測(cè)到的制冷劑的排出溫度td用下述式子求出。

[式1]

在此，ts、td是溫度[k]，ps、pd是壓力[mpa]，n是多變指數(shù)[-]。多變指數(shù)可以是恒定值(例如n＝1.2)，但也可以通過(guò)作為ps、pd的函數(shù)來(lái)定義而能夠更高精度地推測(cè)吸入制冷劑溫度ts。

需要說(shuō)明的是，為了算出制冷劑的高壓壓力(排出制冷劑壓力)pd和低壓壓力(吸入制冷劑壓力)ps，在此，通過(guò)制冷劑的冷凝溫度tc和蒸發(fā)溫度te進(jìn)行了換算，但也可以采用位于壓縮機(jī)1的吸入側(cè)的壓縮機(jī)吸入壓力傳感器209、以及位于排出側(cè)的壓縮機(jī)排出壓力傳感器210來(lái)求出。另外，也可以在壓縮機(jī)1的吸入側(cè)設(shè)置溫度傳感器來(lái)直接檢測(cè)吸入制冷劑溫度ts。

(步驟15)

基于算出的吸入制冷劑過(guò)熱度shs來(lái)判定壓縮機(jī)1的吸入制冷劑是否是過(guò)熱氣體狀態(tài)。若壓縮機(jī)1的吸入制冷劑是過(guò)熱氣體狀態(tài)(shs＞0)，則直接結(jié)束控制流程。若壓縮機(jī)1的吸入制冷劑不是過(guò)熱氣體狀態(tài)，則向(步驟16)轉(zhuǎn)移。

(步驟16)

運(yùn)算部30b經(jīng)由驅(qū)動(dòng)部30c將流量調(diào)節(jié)閥13的開(kāi)度向關(guān)閉方向進(jìn)行調(diào)節(jié)。然后，向(步驟14)轉(zhuǎn)移。在此，對(duì)于流量調(diào)節(jié)閥13的開(kāi)度調(diào)節(jié)來(lái)說(shuō)，例如在作為流量調(diào)節(jié)閥13而采用電子膨脹閥的情況下，利用如下方法進(jìn)行調(diào)節(jié)：與閥的規(guī)格以及開(kāi)度特性相匹配地，每次按恒定開(kāi)度(例如20脈沖)來(lái)減小開(kāi)度。需要說(shuō)明的是，在此，作為流量調(diào)節(jié)閥13的例子而采用了電子膨脹閥，但只要是能進(jìn)行同樣的開(kāi)度調(diào)節(jié)的閥即可，也可以采用其他方式的流量調(diào)節(jié)閥13。

需要說(shuō)明的是，在此，對(duì)基于壓縮機(jī)1的吸入制冷劑過(guò)熱度shs來(lái)調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥13的開(kāi)度的方法進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以是代替吸入制冷劑過(guò)熱度shs而基于吸入制冷劑干燥度來(lái)調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥13的開(kāi)度的方法。在該情況下，由于在制冷劑干燥度x＝1時(shí)為飽和氣體狀態(tài)而在制冷劑干燥度x＞1時(shí)為過(guò)熱氣體狀態(tài)，所以，調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥13的開(kāi)度以使制冷劑干燥度x≥1即可。吸入制冷劑干燥度作為制冷劑的物性信息而被預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部30d中，能夠用壓縮機(jī)1的吸入制冷劑溫度ts或低壓壓力(吸入制冷劑壓力)ps來(lái)求出。

(步驟17)

運(yùn)算部30b經(jīng)由驅(qū)動(dòng)部30c使流量調(diào)節(jié)閥13全閉。然后，結(jié)束控制流程。

根據(jù)以上說(shuō)明，運(yùn)算部30b基于兩層分離狀態(tài)和吸入制冷劑過(guò)熱度shs并經(jīng)由驅(qū)動(dòng)部30c來(lái)調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥13的開(kāi)度，從而能通過(guò)高精度的兩層分離狀態(tài)判定來(lái)進(jìn)行旁通流量控制。由此，可避免不需要的液體回流并切實(shí)地向壓縮機(jī)1返油，能夠避免因液體回流或壓縮機(jī)1的滑動(dòng)部的燒結(jié)等所導(dǎo)致的壓縮機(jī)1的故障，能夠?qū)崿F(xiàn)高可靠性。

另外，運(yùn)算部30b基于壓縮機(jī)1的吸入側(cè)的吸入制冷劑狀態(tài)并經(jīng)由驅(qū)動(dòng)部30c來(lái)調(diào)節(jié)被設(shè)置于旁通配管12的流量調(diào)節(jié)閥13的開(kāi)度。通過(guò)如上所述進(jìn)行調(diào)節(jié)，不管制冷劑回路的動(dòng)作狀態(tài)和室外空氣條件等運(yùn)轉(zhuǎn)條件如何，總是能夠確保適當(dāng)?shù)闹评鋭┝髁亢拖驂嚎s機(jī)1的返油量，能夠防止性能降低和可靠性惡化。

而且，在從儲(chǔ)液器11的內(nèi)部向壓縮機(jī)1的吸入側(cè)連接的旁通配管12上，在被插入到儲(chǔ)液器11的內(nèi)部側(cè)的配管前端具有多個(gè)回油孔14。通過(guò)如上所述構(gòu)成，即使伴隨著室外空氣條件和運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的變化等運(yùn)轉(zhuǎn)條件的變化而使得儲(chǔ)液器11內(nèi)的液體的積存量發(fā)生變化，也能夠切實(shí)地實(shí)現(xiàn)向壓縮機(jī)1返油。

[冷卻裝置的變形例]

在各實(shí)施方式中對(duì)本發(fā)明的特征事項(xiàng)進(jìn)行了說(shuō)明，但例如制冷劑的流路結(jié)構(gòu)(配管連接)、壓縮機(jī)1、熱交換器、膨脹閥等制冷劑回路要素的結(jié)構(gòu)等內(nèi)容不限于在各實(shí)施方式中已說(shuō)明的內(nèi)容，可在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行變更。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1壓縮機(jī)、2四通閥、3室外熱交換器、4室外送風(fēng)裝置、5減壓裝置、6液體連接配管、7室內(nèi)熱交換器、8室內(nèi)送風(fēng)裝置、9氣體連接配管、11儲(chǔ)液器、12旁通配管、13流量調(diào)節(jié)閥、14回油孔、30控制裝置、30a測(cè)定部、30b運(yùn)算部、30c驅(qū)動(dòng)部、30d存儲(chǔ)部、30e判定部、100空氣調(diào)節(jié)裝置、201排出溫度傳感器、202氣體側(cè)溫度傳感器、203室外溫度傳感器、204液體側(cè)溫度傳感器、205液體側(cè)溫度傳感器、206室內(nèi)溫度傳感器、207氣體側(cè)溫度傳感器、208壓縮機(jī)殼體溫度傳感器、209壓縮機(jī)吸入壓力傳感器、210壓縮機(jī)排出壓力傳感器、a熱源單元、b利用單元。