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公開番号2025014254
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2023116670
出願日2023-07-18
発明の名称冷凍サイクル装置
出願人パナソニックIPマネジメント株式会社
代理人弁理士法人クシブチ国際特許事務所
主分類F25B 1/00 20060101AFI20250123BHJP(冷凍または冷却;加熱と冷凍との組み合わせシステム;ヒートポンプシステム;氷の製造または貯蔵;気体の液化または固体化)
要約【課題】本開示は、圧縮機のインジェクションポートへの冷媒のインジェクション流量を変更する際に、利用側熱交換器の加熱能力が変動することを抑制し得る冷凍サイクル装置を提供する。
【解決手段】本開示における冷凍サイクル装置は、圧縮室に連通するインジェクションポートを有する圧縮機と、利用側熱交換器と、第1膨張弁と、熱源側熱交換器とが、順に接続されて、冷媒が循環する主冷媒回路と、利用側熱交換器と第1膨張弁との間の主冷媒回路から分岐して、圧縮機のインジェクションポートに連通し、主冷媒回路側から、第2膨張弁と利用側熱交換器とが順に接続されたバイパス冷媒回路と、圧縮機の運転周波数と第2膨張弁の開度を制御するコントローラと、を備え、コントローラは、第2膨張弁の開度に応じて、圧縮機の運転周波数を変更する圧縮機運転制御を実行する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
圧縮室に連通するインジェクションポートを有する圧縮機と、利用側熱交換器と、第１膨張弁と、熱源側熱交換器とが、順に接続されて、冷媒が循環する主冷媒回路と、
前記利用側熱交換器と前記第１膨張弁との間の前記主冷媒回路から分岐して、前記圧縮機のインジェクションポートに連通し、前記主冷媒回路側から、第２膨張弁と前記利用側熱交換器とが順に接続されたバイパス冷媒回路と、
前記圧縮機の運転周波数と前記第２膨張弁の開度を制御するコントローラと、
を備える冷凍サイクル装置であって、
前記コントローラは、前記第２膨張弁の開度に応じて、前記圧縮機の運転周波数を変更する圧縮機運転制御を実行する
冷凍サイクル装置。
続きを表示（約 690 文字）【請求項２】
前記コントローラは、前記圧縮機運転制御として、前記第２膨張弁の開度を第１開度から前記第１開度よりも大きい第２開度に変更する場合に、前記圧縮機の運転周波数を低下させる制御を実行する
請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記コントローラは、前記第２膨張弁の開度を前記第１開度から前記第２開度に変更する場合に、前記第１膨張弁の開度を減少させる
請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記第２膨張弁は開弁状態と閉弁状態とに切り替えられる開閉弁であって、前記第１開度は閉弁状態における開度であり、前記第２開度は開弁状態における開度である
請求項２又は請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記コントローラは、前記圧縮機運転制御として、前記第２膨張弁の開度を第３開度から前記第３開度よりも小さい第４開度に変更する場合に、前記圧縮機の運転周波数を上昇させる制御を実行する
請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記コントローラは、前記第２膨張弁の開度を前記第３開度から前記第４開度に変更する場合に、前記第１膨張弁の開度を増大させる
請求項５に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記第２膨張弁は開弁状態と閉弁状態とに切り替えられる開閉弁であって、前記第３開度は開弁状態における開度であり、前記第４開度は開弁状態における開度である
請求項５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】
本開示は、冷凍サイクル装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、二段圧縮機を有する冷凍サイクルにより室内の空調を行う空調装置において、外気温度が所定温度以下になった場合に、圧縮機の周波数と高低圧比に基づいて目標吐出過熱度を算出し、目標吐出過熱度となるように、室内熱交換器と室外熱交換器を接続する主管から分岐したインジェクション管により二段圧縮機のインジェクションポートに流入する冷媒の流量を、インジェクション管に設けられた膨張弁によって制御する構成を開示している。上記構成では、二段圧縮機の高低圧比が小さい場合には、目標吐出過熱度が小さくなるように膨張弁を制御して効率を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
欧州特許出願公開第３７３０８７５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、圧縮機のインジェクションポートへの冷媒のインジェクション流量を変更する際に、利用側熱交換器の加熱能力が変動することを抑制し得る冷凍サイクル装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示における冷凍サイクル装置は、圧縮室に連通するインジェクションポートを有する圧縮機と、利用側熱交換器と、第１膨張弁と、熱源側熱交換器とが、順に接続されて、冷媒が循環する主冷媒回路と、利用側熱交換器と第１膨張弁との間の主冷媒回路から分岐して、圧縮機のインジェクションポートに連通し、主冷媒回路側から、第２膨張弁と利用側熱交換器とが順に接続されたバイパス冷媒回路と、圧縮機の運転周波数と第２膨張弁の開度を制御するコントローラと、を備え、コントローラは、第２膨張弁の開度に応じて、圧縮機の運転周波数を変更する圧縮機運転制御を実行する。
圧縮機の運転周波数は、ロータの回転運動により冷媒を圧送する圧縮機においてはロータの回転速度に対応し、ピストンの往復運動により冷媒を圧送する圧縮機においてはピストンの往復速度に対応する。
【発明の効果】
【０００６】
本開示の冷凍サイクル装置は、バイパス冷媒回路により圧縮機への冷媒のインジェクションを行う構成を有し、バイパス冷媒回路に設けられた第２膨張弁の開度に応じて圧縮機の運転周囲数を変更する。そのため、冷媒のインジェクション流量に応じて変化する利用側熱交換器の加熱能力の変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
実施の形態における冷凍サイクル装置の構成図
実施の形態における冷凍サイクル装置の制御ブロック図
実施の形態における冷凍サイクル装置での圧力－エンタルピー線図（Ｐ－ｈ線図）
実施の形態における冷凍サイクル装置での暖房能力向上率－外気温度の対応グラフ
実施の形態における冷凍サイクル装置での圧縮機の運転周波数の変化割合－外気温度の対応グラフ
実施の形態における冷凍サイクル装置の始動とインジェクションの制御のタイミングチャート
実施の形態における冷凍サイクル装置の始動とインジェクションの制御の変更バージョンのタイミングチャート
実施の形態における冷凍サイクル装置の圧縮機、第１膨張弁、及び第２膨張弁の制御処理の第１のフローチャート
実施の形態における冷凍サイクル装置の圧縮機、第１膨張弁、及び第２膨張弁の制御処理の第２のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（本開示の基礎となった知見等）
【０００９】
本発明者らが本開示に想到するに至った当時、冷凍サイクル装置において、外気温度が低い場合等の所定条件下で、圧縮機から吐出されて利用側熱交換器で熱交換を行った冷媒の一部をバイパス回路により圧縮機にインジェクションする技術があった。この技術により、利用側熱交換器の加熱能力を向上させることができる。
【００１０】
しかしながら、圧縮機への冷媒のインジェクションを無しから有りに切り替える際には、圧縮機からの冷媒の吐出温度のオーバーシュートが生じて圧縮機にかかる負荷が高まるという不都合がある。また、インジェクションを有から無しに切り替える際には、利用側熱交換器の加熱能力が著しく低下して、利用側熱交換器から供給される熱媒体の温度が低下するという不都合がある。これらの不都合の発生を回避するという課題を発明者らは発見し、その課題を解決するために、本開示の主題を構成するに至った。
そこで本開示は、圧縮機のインジェクションポートへの冷媒のインジェクション流量を変更する際に、利用側熱交換器の加熱能力が変動することを抑制し得る冷凍サイクル装置を提供する。
（【００１１】以降は省略されています）

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