(57)【要約】  圧縮機、冷媒流路切替装置、空気側熱交換器、主膨張弁および水側熱交換器が配管で順次接続され、冷媒が循環する冷媒回路が形成された冷凍サイクル装置であって、主膨張弁に対して並列に設けられ、冷媒を貯留する冷媒量調整タンクと、空気側熱交換器および主膨張弁を接続する配管から分岐して冷媒量調整タンクの一端に接続された配管に設けられ、開度に応じて冷媒量調整タンクに流入出する冷媒の量を調整する第１の冷媒流量制御弁と、主膨張弁および水側熱交換器を接続する配管から分岐して冷媒量調整タンクの他端に接続された配管に設けられ、開度に応じて冷媒量調整タンクに流入出する冷媒の量を調整する第２の冷媒流量制御弁とを備える。
2017068642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、冷媒流路切替装置、空気側熱交換器、主膨張弁および水側熱交換器が配管で順次接続され、冷媒が循環する冷媒回路が形成された冷凍サイクル装置であって、
前記主膨張弁に対して並列に設けられ、前記冷媒を貯留する冷媒量調整タンクと、
前記空気側熱交換器および前記主膨張弁を接続する配管から分岐して前記冷媒量調整タンクの一端に接続された配管に設けられ、開度に応じて前記冷媒量調整タンクに流入出する冷媒の量を調整する第１の冷媒流量制御弁と、
前記主膨張弁および前記水側熱交換器を接続する配管から分岐して前記冷媒量調整タンクの他端に接続された配管に設けられ、開度に応じて前記冷媒量調整タンクに流入出する冷媒の量を調整する第２の冷媒流量制御弁と
を備える
冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記冷媒量調整タンクは、
前記冷媒回路を形成する前記圧縮機、前記膨張弁および前記水側熱交換器を少なくとも収容する機械室内に収容される
請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
一端が前記冷媒量調整タンクに接続され、他端が前記主膨張弁と前記水側熱交換器とを接続する配管に接続されたガス抜き回路をさらに備える
請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記圧縮機、前記膨張弁、前記第１の冷媒流量制御弁および前記第２の冷媒流量制御弁を制御する制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、
冷房運転の際に、前記冷媒量調整タンクの周囲の温度である外気温度および前記冷媒の蒸発温度に基づき、前記第１の冷媒流量制御弁の前記開度を調整する
請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記冷媒の蒸発温度が前記外気温度よりも高い場合に、前記第１の冷媒流量制御弁の開度を予め設定された開度に設定し、
前記冷媒の蒸発温度が前記外気温度以下である場合に、前記第１の冷媒流量制御弁の開度を全閉に設定する
請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記制御装置は、
前記冷媒の蒸発温度が前記外気温度よりも高いときで、前記圧縮機が起動してから予め設定された時間を経過していない場合に、前記第１の冷媒流量制御弁の前記開度を予め設定された第１の開度に設定し、前記圧縮機が起動してから前記設定された時間を経過した場合に、前記第１の冷媒流量制御弁の前記開度を前記第１の開度よりも小さい第２の開度に設定する
請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記冷媒回路が複数設けられる
請求項１〜６のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒回路内を冷媒が循環する冷凍サイクル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空冷式のチラーにおいては、一般に、水側熱交換器の方が空気側熱交換器よりも冷媒を凝縮する効率がよいので、水側熱交換器の容積を小さくすることができる。また、冷房運転時と暖房運転時とでは、暖房運転時の方が冷凍サイクル装置に必要な冷媒量が少なくて済む。
そのため、水側熱交換器が凝縮器として機能する暖房運転時においては、冷房運転時と比較して必要な冷媒量が少ないので、余剰冷媒を貯留する必要がある。
そこで、このようにして生じる余剰冷媒を貯留することが可能な冷凍サイクル装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−８３６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、冷房運転中に冷媒量調整タンクの周囲温度が冷媒の蒸発温度よりも低い場合、冷媒量調整タンク内の冷媒が冷却されることになる。この場合には、冷媒の特性上、冷媒液が冷媒量調整タンクに滞留することになるので、冷媒回路内を循環する冷媒が不足する虞があるという問題点があった。【０００５】
本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、冷媒量調整タンクの周囲温度が冷媒の蒸発温度よりも低い状態となった場合でも、冷媒量調整タンクへの冷媒の滞留を抑制することが可能な冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の冷凍サイクル装置は、圧縮機、冷媒流路切替装置、空気側熱交換器、主膨張弁および水側熱交換器が配管で順次接続され、冷媒が循環する冷媒回路が形成された冷凍サイクル装置であって、前記主膨張弁に対して並列に設けられ、前記冷媒を貯留する冷媒量調整タンクと、前記空気側熱交換器および前記主膨張弁を接続する配管から分岐して前記冷媒量調整タンクの一端に接続された配管に設けられ、開度に応じて前記冷媒量調整タンクに流入出する冷媒の量を調整する第１の冷媒流量制御弁と、前記主膨張弁および前記水側熱交換器を接続する配管から分岐して前記冷媒量調整タンクの他端に接続された配管に設けられ、開度に応じて前記冷媒量調整タンクに流入出する冷媒の量を調整する第２の冷媒流量制御弁とを備えるものである。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように、本発明によれば、冷媒量調整タンクの周囲温度が冷媒の蒸発温度よりも低い状態となった場合でも、冷媒量調整タンクへ冷媒を流して冷媒量調整タンク内の冷媒の液化を防ぐことにより、冷媒量調整タンクへの冷媒の滞留を抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の回路構成の一例を示す概略図である。
【図２】図１の冷凍サイクル装置における冷媒量調整タンクの設置例を示す概略図である。
【図３】図１の冷凍サイクル装置における冷媒量調整タンクへの冷媒流量制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置における冷媒量調整タンクへの冷媒流量制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１および実施の形態２に係る冷凍サイクル装置において、複数の冷媒回路を設けた場合の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置について説明する。
図１は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の回路構成の一例を示す概略図である。
【００１０】
［冷凍サイクル装置の回路構成］
図１に示すように、冷凍サイクル装置１は、圧縮機１１、四方弁等の冷媒流路切替装置１２、空気側熱交換器１３、主膨張弁１４、水側熱交換器１５、アキュムレータ１６、冷媒量調整タンク１７、冷媒流量制御弁としての２つの副膨張弁１８Ａおよび１８Ｂ、ガス抜き回路１９、および制御装置としての熱源機制御装置１０を含んで構成される。
また、圧縮機１１、冷媒流路切替装置１２、空気側熱交換器１３、主膨張弁１４、水側熱交換器１５およびアキュムレータ１６が冷媒配管２によって環状に接続され、冷媒回路の主回路が形成されている。さらに、冷媒量調整タンク１７、副膨張弁１８Ａおよび１８Ｂ、ガス抜き回路１９により、冷媒回路の副回路が形成されている。
【００１１】
圧縮機１１は、低温低圧の冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温高圧のガス冷媒の状態にして吐出する。圧縮機１１としては、例えば、駆動周波数を任意に変化させることにより、単位時間あたりの冷媒送出量である容量を制御することが可能なインバータ圧縮機等を用いることができる。
また、圧縮機１１の吸入側には、低圧圧力センサ２２が設けられ、圧縮機１１に吸入される冷媒の圧力を検出する。検出された圧力を示す情報は、後述する熱源機制御装置１０に供給される。
【００１２】
冷媒流路切替装置１２は、冷媒の流れる方向を切り替えることにより、冷房運転および暖房運転の切り替えを行う。冷媒流路切替装置１２としては、例えば四方弁を用いることができるが、他の弁を組み合わせて使用してもよい。
【００１３】
空気側熱交換器１３は、近傍に設置されたファン等の空気側送風機２１によって供給される空気と冷媒との間で熱交換を行う。具体的には、空気側熱交換器１３は、冷房運転の際に、冷媒の熱を空気に放熱して冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。また、空気側熱交換器１３は、暖房運転の際に、冷媒を蒸発させ、その際の気化熱により室外空気を冷却する蒸発器として機能する。
【００１４】
主膨張弁１４は、冷媒回路内を流れる冷媒を減圧および膨張させる機能を有する。主膨張弁１４は、例えば、電子式膨張弁等の開度の制御が可能な弁で構成される。
【００１５】
水側熱交換器１５は、凝縮器または蒸発器として機能し、冷媒回路内を流れる冷媒と、ポンプ４０によって熱媒体回路内を流れる水等の熱媒体との間で熱交換を行う。
【００１６】
アキュムレータ１６は、圧縮機１１の低圧側である吸入側に設けられる。アキュムレータ１６は、冷房運転および暖房運転の運転状態の違いによって生じる余剰冷媒、過渡的な運転の変化に対する余剰冷媒等を貯留する。
【００１７】
冷媒量調整タンク１７は、主膨張弁１４に対して並列的に設けられ、冷房運転および暖房運転の運転状態の違いによって生じる余剰冷媒を貯留する。
冷媒量調整タンク１７の一端には、空気側熱交換器１３および主膨張弁１４を接続する冷媒配管２から分岐した配管が接続される。また、冷媒量調整タンク１７の他端には、主膨張弁１４および水側熱交換器１５を接続する冷媒配管２から分岐した配管が接続される。
【００１８】
ここで、冷房運転時と暖房運転時とで冷媒回路に必要な冷媒量を比較した場合、水側熱交換器１５の方が空気側熱交換器１３よりも冷媒を凝縮する効率がよいため、水側熱交換器１５における冷媒側の容積を小さくすることができる。これにより、冷房運転時よりも暖房運転時の方が、冷媒回路に必要な冷媒量が少なくて済むことになる。
すなわち、暖房運転時には、冷媒回路に必要な冷媒量が余剰となるので、冷媒量調整タンク１７には余剰分の冷媒液が流れ込み、冷媒液が貯留される。
一方、暖房運転から冷房運転に切り替えた場合には、冷媒回路に必要な冷媒量が不足するので、冷媒量調整タンク１７に貯留された冷媒液が冷媒回路に流れ込む。
【００１９】
副膨張弁１８Ａおよび１８Ｂは、その開度に応じて冷媒量調整タンク１７に流入出する冷媒量を調整する冷媒流量制御弁として機能する。
副膨張弁１８Ａは、冷媒量調整タンク１７の一端側、具体的には冷房運転時の上流側に設けられる。また、副膨張弁１８Ｂは、冷媒量調整タンク１７の他端側、具体的には冷房運転時の下流側に設けられる。
【００２０】
ガス抜き回路１９は、一端が冷媒量調整タンク１７に設けられ、他端が主膨張弁１４および水側熱交換器１５の間の冷媒配管２に設けられる。
ガス抜き回路１９は、冷媒量調整タンク１７の両端側に設けられた副膨張弁１８Ａおよび１８Ｂの両方が全閉となった場合でも、冷媒量調整タンク１７内の冷媒が液封となるのを防ぐ。
【００２１】
低圧圧力センサ２２は、圧縮機１１に流入する冷媒の圧力を検出し、検出結果である圧力情報を熱源機制御装置１０に供給する。
低圧圧力センサ２２は、圧縮機１１の流入側の冷媒配管２に設けられる。
【００２２】
外気温度センサ２３は、冷媒量調整タンク１７の周囲の温度を検出し、検出結果である温度情報を熱源機制御装置１０に供給する。
外気温度センサ２３は、冷媒量調整タンク１７の近傍に設けられるが、これに限られず、例えば、冷媒量調整タンク１７から離れた位置に設けてもよい。また、例えば、空気側熱交換器１３の空気吸い込み位置に設けられた図示しない温度センサを、外気温度センサ２３として用いてもよい。
【００２３】
熱源機制御装置１０は、例えばマイクロコンピュータで構成され、この冷凍サイクル装置１全体を制御する。例えば、熱源機制御装置１０は、低圧圧力センサ２２および外気温度センサ２３等の各種検出手段から検出結果を示す情報を受け取る。そして、熱源機制御装置１０は、検出結果に基づく冷凍サイクル装置１の運転情報、並びに使用者から指示される運転内容に基づき、圧縮機１１の駆動周波数、空気側送風機２１の回転数（ＯＮ／ＯＦＦを含む）、冷媒流路切替装置１２の切り替え、主膨張弁１４の開度、副膨張弁１８Ａおよび１８Ｂの開度等を制御する。
【００２４】
［冷媒量調整タンクの設置位置］
次に、冷凍サイクル装置１における冷媒量調整タンク１７の設置位置について説明する。図２は、図１の冷凍サイクル装置１における冷媒量調整タンク１７の設置例を示す概略図である。
図２に示すように、冷凍サイクル装置１における各種機器は、機械室３０に収容され、機械室３０上に空気側熱交換器１３が配置される。また、空気側熱交換器１３上には空気側送風機２１が配置される。
【００２５】
具体的には、機械室３０に収容される各種機器には、冷媒回路の主回路を構成する圧縮機１１、冷媒流路切替装置１２、主膨張弁１４、水側熱交換器１５およびアキュムレータ１６と、熱源機制御装置１０とが含まれる。また、機械室３０には、冷媒回路の副回路を構成する冷媒量調整タンク１７、副膨張弁１８Ａおよび１８Ｂも収容される。
【００２６】
ところで、従来の冷凍サイクル装置においては、冷媒量調整タンク内の温度が冷媒の蒸発温度よりも常に高くなるようにして冷媒を加熱するために、例えば、冷媒量調整タンクを空気側熱交換器の空気の流れの下流側、すなわち機械室上に設置する構造が提案されている。
【００２７】
しかしながら、このように冷媒量調整タンクを設置した場合には、冷媒量調整タンクに接続される配管の構造が複雑になる虞がある。
また、一般的に、冷媒量調整タンクは重量があるため、冷媒量調整タンクを機械室上に載置するためには、機械室の強度を高める必要があり、冷凍サイクル装置全体としての重量が増大するとともに、製造コストが増大する虞がある。
さらに、重量のある冷媒量調整タンクを機械室上に載置するため、冷凍サイクル装置としての重心が上方に位置することになるため、冷凍サイクル装置を設置した場合に安定性が低下する虞もある。
【００２８】
そこで、本実施の形態１では、冷媒量調整タンク１７を機械室３０内に収容し、上述した問題点を解決するようにしている。
冷媒量調整タンク１７を機械室３０に収容した場合、冷媒量調整タンク１７は、冷媒回路中の接続が必要な水側熱交換器１５等の機器と冷媒配管２を介して略最短距離で接続される。
【００２９】
このように、冷媒量調整タンク１７を機械室３０に収容することにより、冷媒量調整タンクを空気側熱交換器の空気流れの下流側に設置していた従来の冷凍サイクル装置と比較して、構造を簡略化することができる。
【００３０】
また、冷媒量調整タンク１７を機械室３０に収容することにより、冷媒量調整タンク１７に接続される冷媒配管２を略最短距離で接続できるため、冷凍サイクル装置１における冷媒配管２を短くでき、構造をより簡略化することができる。
【００３１】
さらに、機械室３０の強度を高める必要がなくなるため、冷凍サイクル装置１の重量を軽量化することができるとともに、製造コストを低減することができる。
さらにまた、冷凍サイクル装置１としての重心が下方に位置することになるため、冷凍サイクル装置１を設置した場合に安定性を向上させることができる。
【００３２】
ここで、冷媒量調整タンク１７を機械室３０に収容した場合において、冷媒の蒸発温度が外気温度よりも高いときには、冷媒量調整タンク１７の容器壁面を介して冷媒が外気によって冷却される。そのため、冷媒量調整タンク１７内の冷媒が液化され、冷媒量調整タンク１７に冷媒液が滞留することがある。
【００３３】
このとき、冷媒量調整タンク１７に冷媒液が滞留するのを防ぐために、冷媒量調整タンク１７に対して一定量の冷媒を常に供給し続けた場合、冷媒の蒸発温度よりも外気温度が高いときであっても、冷媒量調整タンク１７に一定量の冷媒液が滞留してしまう。
また、これによって冷房運転時における必要冷媒量が増加してしまうため、暖房運転時と冷房運転時とにおける必要冷媒量の差が大きくなり、結果として冷媒量調整タンク１７の容量を大きくする必要が生じる。
【００３４】
本実施の形態１では、冷媒量調整タンク１７の両端に副膨張弁１８Ａおよび１８Ｂを設け、冷房運転時に冷媒量調整タンク１７へ流れる冷媒の流量を適切に調整する。
これにより、冷媒量調整タンク１７を機械室３０内に収容できるとともに、外気温度よりも冷媒の蒸発温度が高い場合の冷媒量調整タンク１７への冷媒の滞留を抑制することができる。
【００３５】
［冷媒量調整タンクへの冷媒流量制御］
図３は、図１の冷凍サイクル装置１における冷媒量調整タンク１７への冷媒流量制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
なお、ここでは、冷媒量調整タンク１７への冷媒流量制御が継続的に行われるものとし、図３のフローチャートの処理が巡回的に繰り返されるものとする。例えば、所定時間毎に図３に示す処理が繰り返される。
【００３６】
まず、ステップＳ１において、熱源機制御装置１０は、ユニット運転が行われているか否かを判断する。なお、「ユニット運転が行われている」状態とは、圧縮機１１が運転状態であり、冷媒が冷媒回路内を循環しており、かつ、運転モードが冷房運転である状態を示す。
ユニット運転が行われていると判断した場合（ステップＳ１；ＹＥＳ）には、処理がステップＳ２に移行する。一方、ユニット運転が行われていないと判断した場合（ステップＳ１；ＮＯ）には、処理がステップＳ４に移行する。
【００３７】
ステップＳ２において、熱源機制御装置１０は、低圧圧力センサ２２で検出された圧力情報を冷媒の飽和温度である蒸発温度に換算する。そして、熱源機制御装置１０は、得られた冷媒の蒸発温度と、外気温度センサ２３で検出された温度情報に基づく外気温度とを比較し、冷媒の蒸発温度が外気温度よりも高いか否かを判断する。
なお、この例では、低圧圧力センサ２２の検出結果に基づいて冷媒の蒸発温度を得るようにしているが、これに限られない。例えば、冷房運転時における空気側熱交換器１３の冷媒の出口側に温度センサを設け、この温度センサの検出結果から冷媒の蒸発温度を得るようにしてもよい。
【００３８】
ここで、冷媒の蒸発温度は、低圧圧力センサ２２によって検出された低圧時の冷媒の圧力に基づき得られる温度であるが、このときの冷媒の圧力は、冷媒量調整タンク１７に流入する際の圧力と異なる。そのため、低圧圧力センサ２２の検出結果に基づく低圧時の冷媒の蒸発温度と、冷媒量調整タンク１７に流入する際の圧力に基づく冷媒の蒸発温度との間には、誤差が生じる。
また、外気温度は、外気温度センサ２３によって検出された温度に基づき得られる温度であるが、この外気温度と実際の冷媒量調整タンク１７の温度との間にも、誤差が生じる。
【００３９】
そこで、本実施の形態１では、これらの誤差を補正するための設定温度を予め設定し、低圧時の冷媒の蒸発温度と、外気温度に設定温度を加算した温度とを比較する。
なお、以下では、外気温度に設定温度を加算して得られる温度を、単に「外気温度」と称して説明する。
【００４０】
冷媒の蒸発温度が外気温度以下であると判断した場合（ステップＳ２；ＮＯ）には、処理がステップＳ４に移行する。
冷媒の蒸発温度が外気温度以下である場合、冷媒量調整タンク１７内の冷媒は、周囲の外気によって加熱される状態となる。このとき、冷媒は加熱されてガス状態となるため、副膨張弁１８Ｂを開として冷媒量調整タンク１７と水側熱交換器１５とを接続する配管を開放しても、冷媒量調整タンク１７へ冷媒液が滞留することはない。
したがって、ステップＳ４において、熱源機制御装置１０は、副膨張弁１８Ａの開度を「全閉」に設定するとともに、副膨張弁１８Ｂの開度を「全開」に設定する。
【００４１】
一方、ステップＳ２において、冷媒の蒸発温度が外気温度よりも高いと判断した場合（ステップＳ２；ＹＥＳ）には、処理がステップＳ３に移行する。
冷媒の蒸発温度が外気温度よりも高い場合、冷媒量調整タンク１７内の冷媒は、周囲の外気によって冷却される状態となる。これにより、冷媒量調整タンク１７内の冷媒が凝縮によって液化するため、副膨張弁１８Ｂを開として冷媒量調整タンク１７と水側熱交換器１５とを接続する配管を開放しても、冷媒量調整タンク１７へ冷媒液が滞留することになる。そして、冷媒液が冷媒量調整タンク１７に滞留することにより、冷房運転時に必要な冷媒が不足する状態となるため、安定した運転ができない虞がある。
【００４２】
したがって、ステップＳ３において、熱源機制御装置１０は、副膨張弁１８Ａの開度を予め設定された「設定開度」に設定するとともに、副膨張弁１８Ｂの開度を「全開」に設定する。
これにより、冷媒量調整タンク１７内の冷媒の液化を抑制し、冷媒が滞留することで安定した運転ができない状態を回避することができる。
【００４３】
このような場合、冷媒量調整タンク１７内の冷媒は、上述したようにガス状態となり、冷媒量調整タンク１７への冷媒の滞留がなくなるので、冷媒回路内に充填されたほとんどの冷媒が冷媒回路内を循環することになる。そのため、冷房運転時における必要冷媒量は、冷媒量調整タンク１７に冷媒を常に流し続ける場合よりも少なくすることができる。
【００４４】
なお、暖房運転時においては、冷房運転時と比較して必要な冷媒量が少ないので、余剰冷媒を冷媒量調整タンク１７に貯留する必要がある。そのため、この場合には、副膨張弁１８Ｂを「全開」に設定して冷媒量調整タンク１７と水側熱交換器１５とを接続する配管を開放し、冷媒量調整タンク１７に余剰冷媒を貯留する。
なお、このときに冷媒が冷媒量調整タンク１７への出入りを繰り返すと、冷媒量調整タンク１７内に冷凍機油が残留する可能性があるので、冷凍機油の残留を抑制するため、副膨張弁１８Ａを最低開度に設定する。これにより、最低循環量の冷媒を冷媒回路に循環させることができる。
【００４５】
以上のように、本実施の形態１では、余剰冷媒を貯留する冷媒量調整タンク１７を主膨張弁１４に並列的に設けるとともに、冷媒量調整タンク１７の両端側に副膨張弁１８Ａおよび１８Ｂを設ける。そして、冷媒量調整タンク１７内の冷媒の蒸発温度および外気温度に基づき、副膨張弁１８Ａおよび１８Ｂの開度を調整し、冷媒量調整タンク１７に流入出する冷媒の量を調整する。
これにより、冷房運転時において、冷媒量調整タンク１７に滞留する冷媒が外気によって液化するのを防ぐように冷媒量調整タンク１７内に冷媒を流すことができ、冷媒量調整タンク１７内への冷媒の滞留を抑制することができる。
【００４６】
また、本実施の形態１では、上述のようにして冷媒量調整タンク１７への冷媒の滞留を抑制できることにより、従来のように冷媒量調整タンクを空気側熱交換器の空気の流れの下流側に設置する必要がなくなる。そのため、冷媒量調整タンク１７を機械室内に収容することができ、冷凍サイクル装置１の構造を簡略化することができる。
【００４７】
なお、副膨張弁１８Ｂは、冷房運転時および暖房運転時においてその開度が常に「全開」に設定されるので、省略してもよい。
【００４８】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置について説明する。
図１に示す冷凍サイクル装置１においては、圧縮機１１が停止している間に冷媒量調整タンク１７が冷却されることがあるので、圧縮機１１が起動してから所定時間の間は、冷媒を冷却する熱量が運転安定時よりも大きくなる。そのため、圧縮機１１が起動してから所定時間の間は、冷媒量調整タンク１７へ流れる冷媒の流量を運転安定時よりも大きくし、流れる冷媒によって冷媒量調整タンク１７を加熱する必要がある。
そこで、本実施の形態２では、圧縮機１１の起動からの経過時間に応じて副膨張弁１８Ａの開度を変更し、冷媒量調整タンク１７へ流れる冷媒の流量を調整するようにしている。
なお、本実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の回路構成、および冷媒量調整タンクの設置位置については、実施の形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００４９】
［冷媒量調整タンクへの冷媒流量制御］
図４は、本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１における冷媒量調整タンク１７への冷媒流量制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
なお、ここでは、冷媒量調整タンク１７への冷媒流量制御が継続的に行われるものとし、図４のフローチャートの処理が巡回的に繰り返されるものとする。例えば、所定時間毎に図４に示す処理が繰り返される。
【００５０】
まず、ステップＳ１１において、熱源機制御装置１０は、ユニット運転が行われているか否かを判断する。ユニット運転が行われていると判断した場合（ステップＳ１１；ＹＥＳ）には、処理がステップＳ１２に移行する。
【００５１】
ステップＳ１２において、熱源機制御装置１０は、低圧圧力センサ２２で検出された圧力情報を冷媒の飽和温度である蒸発温度に換算する。そして、熱源機制御装置１０は、得られた冷媒の蒸発温度と、外気温度センサ２３で検出された温度情報に基づく外気温度とを比較し、冷媒の蒸発温度が外気温度よりも高いか否かを判断する。
冷媒の蒸発温度が外気温度よりも高いと判断した場合（ステップＳ１２；ＹＥＳ）には、処理がステップＳ１３に移行する。
【００５２】
ステップＳ１３において、熱源機制御装置１０は、圧縮機１１の起動から４分間経過したか否かを判断する。これは、上述したように圧縮機１１が安定して運転している状態であるか否かを判断するためである。
なお、圧縮機１１が安定している状態であるか否かを判断する時間は、４分に限られず、例えば、圧縮機１１の性能等を考慮して適宜設定することができる。
【００５３】
４分間経過していないと判断した場合（ステップＳ１３；ＮＯ）には、処理がステップＳ１５に移行する。
ステップＳ１５において、熱源機制御装置１０は、副膨張弁１８Ａの開度を予め設定された「第１の開度」に設定する。具体的には、熱源機制御装置１０は、例えば副膨張弁１８Ａの開度を、「第１の開度」として全開の２０％程度に設定する。
【００５４】
一方、ステップＳ１３において、４分間経過したと判断した場合（ステップＳ１３；ＹＥＳ）には、処理がステップＳ１４に移行する。
ステップＳ１４において、熱源機制御装置１０は、副膨張弁１８Ａの開度をステップＳ１５で設定した開度よりも小さい「第２の開度」に設定する。具体的には、熱源機制御装置１０は、例えば副膨張弁１８Ａの開度を、「第２の開度」として全開の１０％程度に設定する。
【００５５】
一方、ステップＳ１１においてユニット運転が行われていないと判断した場合（ステップＳ１１；ＮＯ）、ならびに、ステップＳ１２において冷媒の蒸発温度が外気温度以下であると判断した場合（ステップＳ１２；ＮＯ）には、処理がステップＳ１６に移行する。
ステップＳ１６において、熱源機制御装置１０は、副膨張弁１８Ａの開度を「全閉」に設定するとともに、副膨張弁１８Ｂの開度を「全開」に設定する。
【００５６】
なお、ステップＳ１４においては、副膨張弁１８Ａの開度をステップＳ１５と同等のより大きい開度に設定することもできる。
しかしながら、運転安定時に流れる冷媒の流量を少なくすることで、主膨張弁１４に流れる冷媒の流量に対して、冷媒量調整タンク１７に流れる冷媒の流量比率を小さくすることができる。そのため、主膨張弁１４に対する冷媒流量制御への影響を小さくすることができ、安定した運転を行うことができる。
【００５７】
以上のように、本実施の形態２によれば、圧縮機１１の起動からの経過時間に応じて副膨張弁１８Ａの開度を変更し、圧縮機１１が起動してから所定時間経過するまでは、運転安定時よりも副膨張弁１８Ａの開度を大きくするため、冷媒量調整タンク１７に流入する冷媒の流量を大きくすることができ、冷媒量調整タンク１７内に滞留する冷媒をより加熱することができる。
【００５８】
また、圧縮機１１の運転安定時における副膨張弁１８Ａの開度を、圧縮機１１の起動時における副膨張弁１８Ａの開度よりも小さくすることにより、主膨張弁１４の冷媒流量制御への影響を小さくすることができ、運転をより安定させることができる。
【００５９】
以上、本発明の実施の形態１および実施の形態２について説明したが、本発明は、上述した本発明の実施の形態１および実施の形態２に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【００６０】
例えば、上述した実施の形態１および実施の形態２では、冷媒回路が１つである場合について説明したが、これに限られず、例えば、同一の冷凍サイクル装置１内に複数の冷媒回路を設けてもよい。
図５は、本発明の実施の形態１および実施の形態２に係る冷凍サイクル装置において、複数の冷媒回路を設けた場合の一例を示す概略図である。図５に示す例では、冷凍サイクル装置１内に、４つの冷媒回路を設けた場合を示す。
この例では、４つのそれぞれの冷媒回路内を流れる冷媒と、１台のポンプ４０によって１つの熱媒体回路内を流れる熱媒体との間で熱交換を行う状態を示している。
【符号の説明】
【００６１】
１  冷凍サイクル装置、２  冷媒配管、１０  熱源機制御装置、１１  圧縮機、１２  冷媒流路切替装置、１３  空気側熱交換器、１４  主膨張弁、１５  水側熱交換器、１６  アキュムレータ、１７  冷媒量調整タンク、１８Ａ、１８Ｂ  副膨張弁、１９  ガス抜き回路、２１  空気側送風機、２２  低圧圧力センサ、２３  外気温度センサ、３０  機械室、４０  ポンプ。
【図１】
2017068642.tif 000003
【図２】
2017068642.tif 000004
【図３】
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【図４】
2017068642.tif 000006
【図５】
2017068642.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成30年1月16日(2018.1.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の冷凍サイクル装置は、圧縮機、冷媒流路切替装置、空気側熱交換器、主膨張弁および水側熱交換器が配管で順次接続され、冷媒が循環する冷媒回路が形成された冷凍サイクル装置であって、前記主膨張弁に対して並列に設けられ、前記冷媒を貯留する冷媒量調整タンクと、前記空気側熱交換器および前記主膨張弁を接続する配管から分岐して前記冷媒量調整タンクの一端に接続された配管に設けられ、開度に応じて前記冷媒量調整タンクに流入出する冷媒の量を調整する第１の冷媒流量制御弁と、前記主膨張弁および前記水側熱交換器を接続する配管から分岐して前記冷媒量調整タンクの他端に接続された配管に設けられ、開度に応じて前記冷媒量調整タンクに流入出する冷媒の量を調整する第２の冷媒流量制御弁とを備え、前記冷媒量調整タンクは、前記冷媒回路を形成する前記圧縮機および前記主膨張弁を少なくとも収容する機械室内に収容され、前記空気側熱交換器の下方に配置されるものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、冷媒流路切替装置、空気側熱交換器、主膨張弁および水側熱交換器が配管で順次接続され、冷媒が循環する冷媒回路が形成された冷凍サイクル装置であって、
前記主膨張弁に対して並列に設けられ、前記冷媒を貯留する冷媒量調整タンクと、
前記空気側熱交換器および前記主膨張弁を接続する配管から分岐して前記冷媒量調整タンクの一端に接続された配管に設けられ、開度に応じて前記冷媒量調整タンクに流入出する冷媒の量を調整する第１の冷媒流量制御弁と、
前記主膨張弁および前記水側熱交換器を接続する配管から分岐して前記冷媒量調整タンクの他端に接続された配管に設けられ、開度に応じて前記冷媒量調整タンクに流入出する冷媒の量を調整する第２の冷媒流量制御弁と
を備え、
前記冷媒量調整タンクは、
前記冷媒回路を形成する前記圧縮機および前記主膨張弁を少なくとも収容する機械室内に収容され、
前記空気側熱交換器の下方に配置される
冷凍サイクル装置。
【請求項２】
圧縮機、冷媒流路切替装置、空気側熱交換器、主膨張弁および水側熱交換器が配管で順次接続され、冷媒が循環する冷媒回路が形成された冷凍サイクル装置であって、
前記主膨張弁に対して並列に設けられ、前記冷媒を貯留する冷媒量調整タンクと、
前記空気側熱交換器および前記主膨張弁を接続する配管から分岐して前記冷媒量調整タンクの一端に接続された配管に設けられ、開度に応じて前記冷媒量調整タンクに流入出する冷媒の量を調整する第１の冷媒流量制御弁と、
前記主膨張弁および前記水側熱交換器を接続する配管から分岐して前記冷媒量調整タンクの他端に接続された配管に設けられ、開度に応じて前記冷媒量調整タンクに流入出する冷媒の量を調整する第２の冷媒流量制御弁と
前記圧縮機、前記主膨張弁、前記第１の冷媒流量制御弁および前記第２の冷媒流量制御弁を制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
冷房運転の際に、前記冷媒量調整タンクの周囲の温度である外気温度および前記冷媒の蒸発温度に基づき、前記第１の冷媒流量制御弁の前記開度を調整する
冷凍サイクル装置。
【請求項３】
一端が前記冷媒量調整タンクに接続され、他端が前記主膨張弁と前記水側熱交換器とを接続する配管に接続されたガス抜き回路をさらに備える
請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記冷媒の蒸発温度が前記外気温度よりも高い場合に、前記第１の冷媒流量制御弁の開度を予め設定された開度に設定し、
前記冷媒の蒸発温度が前記外気温度以下である場合に、前記第１の冷媒流量制御弁の開度を全閉に設定する
請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記冷媒の蒸発温度が前記外気温度よりも高いときで、前記圧縮機が起動してから予め設定された時間を経過していない場合に、前記第１の冷媒流量制御弁の前記開度を予め設定された第１の開度に設定し、前記圧縮機が起動してから前記設定された時間を経過した場合に、前記第１の冷媒流量制御弁の前記開度を前記第１の開度よりも小さい第２の開度に設定する
請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記冷媒回路が複数設けられる
請求項１〜５のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【国際調査報告】
2017068642.tif 000008
2017068642.tif 000009
2017068642.tif 000010
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