JP2001147052A - 空気調和機 - Google Patents

空気調和機

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JP2001147052A
JP2001147052A JP32895699A JP32895699A JP2001147052A JP 2001147052 A JP2001147052 A JP 2001147052A JP 32895699 A JP32895699 A JP 32895699A JP 32895699 A JP32895699 A JP 32895699A JP 2001147052 A JP2001147052 A JP 2001147052A
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degree
refrigerant
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temperature sensor
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Hiroki Igarashi
浩樹 五十嵐
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Fujitsu General Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/21Refrigerant outlet evaporator temperature

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 独立した複数の冷媒循環経路にそれぞれ設け
た減圧機構により冷房時に過熱度を、暖房時に過冷却度
を設定した目標値になるよう制御し、熱交換性能および
快適性の向上を図る。 【解決手段】 吸込温度センサ6の検知温度と、第一室
内熱交温度センサ7a、第二室内熱交温度センサ7bのそれ
ぞれの検知温度との温度差に応じた冷媒の過熱度の目標
値を記憶する過熱度目標値記憶部9を設け、冷媒の実際
の過熱度を検出する過熱度検出部10を設け、第一室内熱
交温度センサ7aと第三室内熱交温度センサ7c、第二室内
熱交温度センサ7bと第四室内熱交温度センサ7dのそれぞ
れの検知温度の温度差に応じた冷媒の過冷却度の目標値
を記憶する過冷却度目標値記憶部11を設け、冷媒の実際
の過冷却度を検出する過冷却度検出部12を設け、これら
の検出結果が各目標値となるよう第一膨張弁4a、第二膨
張弁4bの開度を弁開度補正部13により補正制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は空気調和機に係り、より
詳しくは、独立した複数の冷媒循環経路にそれぞれ個別
の減圧機構を設け、それぞれの減圧機構により冷房運転
時に過熱度を、暖房運転時に過冷却度を設定した目標値
になるよう制御し、熱交換性能の向上および快適性の向
上を図る空気調和機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の空気調和機は例えば、図4および
図5に示すように、圧縮機1と、四方弁2と、室外熱交
換器3'と、減圧装置4'と、室内熱交換器5'とを順次配管
接続してなる冷媒回路があり、暖房運転時に圧縮機1よ
り吐出した高温高圧の冷媒ガスは実線矢印で示すように
四方弁2を通して室内熱交換器5に送られ、室内空気と
の熱交換の後、減圧装置4'により減圧液化され、室外熱
交換器3'で室外空気との熱交換によりガス化され、再度
四方弁2を通して圧縮機1の吸入側に戻るようになって
いる。また、冷房運転時には四方弁2が切換えられるこ
とにより、破線矢印で示すように冷媒の流れが変わり、
室外熱交換器3'と室内熱交換器5'の作用が逆になる。
【0003】近年、室内機の小型化に伴い、送風機6'の
周囲に室内熱交換器5'を多段に曲げ、また熱交換性能の
向上を図るため冷媒循環経路を複数設けることが通例と
なっている。(例えば、16段の熱交換器を2パスにす
る場合、8段×2とする。)また、冷媒循環経路の配置
も室内機が凝縮器時の性能をアップするため対交流(通
過空気)となるようにしていた。しかし上記構成では、
熱交換器を通過する空気の風速は一様でなく、また、複
数設けた冷媒循環経路も熱交換器の入口、出口は一つで
あり、複数の経路の温度も1つの減圧機構4'(膨張弁)
で過熱度、過冷却を制御しているため、各冷媒循環経路
の同段数での温度が異なっていたため、熱交換性能の低
下、冷房運転時の露付き、および暖房運転時の吹き出し
温度の低下等の室内の快適性の向上を損なうケースも生
じていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みなされたもので、独立した複数の冷媒循環経路にそ
れぞれ個別の減圧機構を設け、それぞれの減圧機構によ
り冷房運転時に過熱度を、暖房運転時に過冷却度を設定
した目標値になるよう制御し、熱交換性能の向上および
快適性の向上を図ることができる空気調和機を提供する
ことを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたもので、圧縮機と、四方弁と、室外
熱交換器と、膨張弁と、室内熱交換器を順次配管接続し
冷媒回路を形成し、前記圧縮機の吸込口側の吸込冷媒温
度を検知する吸込温度センサと、前記室内熱交換器の温
度を検知する室内熱交温度センサにより、前記膨張弁の
弁の開度を制御する空気調和機の制御方法であって、前
記冷媒回路を第一室外熱交換器、第一膨張弁および第一
室内熱交換器と、第二室外熱交換器、第二膨張弁および
第二室内熱交換器とのそれぞれ独立した回路で構成し、
前記圧縮機の吸込口側に吸込冷媒温度を検知する吸込温
度センサを設け、前記第一室内熱交換器および第二室内
熱交換器に室内熱交換器の温度を検知する第一室内熱交
温度センサおよび第二室内熱交温度センサをそれぞれ設
けるとともに、前記第一室内熱交換器および第二室内熱
交換器の近傍の冷媒配管に、冷媒温度を検知する第三室
内熱交温度センサおよび第四室内熱交温度センサをそれ
ぞれ設け、前記吸込温度センサの検知温度と、前記第一
室内熱交温度センサおよび第二室内熱交温度センサのそ
れぞれの検知温度との温度差に応じた冷媒の過熱度の目
標値を記憶する過熱度目標値記憶部を設けるとともに、
冷媒の実際の前記過熱度を検出する過熱度検出部を設
け、前記第一室内熱交温度センサと第三室内熱交温度セ
ンサ、および前記第二室内熱交温度センサと第四室内熱
交温度センサのそれぞれの検知温度の温度差に応じた冷
媒の過冷却度の目標値を記憶する過冷却度目標値記憶部
を設けるとともに、、冷媒の実際の前記過冷却度を検出
する過冷却度検出部を設け、これらの検出結果が前記各
目標値となるよう前記第一膨張弁および第二膨張弁の開
度を弁開度補正部により補正するよう制御する構成とな
っている。
【0006】また、前記第一室内熱交温度センサおよび
第二室内熱交温度センサを、それぞれ前記第一室内熱交
換器および第二室内熱交換器の略中央部に設けた構成と
なっている。
【0007】また、前記第三室内熱交温度センサおよび
第四室内熱交温度センサを、それぞれ前記第一室内熱交
換器および第二室内熱交換器の冷房時の入口側配管に設
けた構成となっている。
【0008】また、除湿運転時に前記第一の膨張弁また
は第二の膨張弁のいずれか一方を全開とし、他方を絞り
ぎみに制御する構成となっている。
【0009】また、前記過熱度目標値を冷房運転時に設
定する構成となっている。
【0010】また、前記過冷却度目標値を暖房運転時に
設定する構成となっている。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明における実施の形態
を添付図面に基づいて説明する。図1において、1は圧
縮機、2は圧縮機より吐出する冷媒の流れを暖房運転、
冷房運転等に合わせて切り換える四方弁、3は複数の冷
媒循環経路を備えた室外熱交換器、4は複数の膨張弁、
5は複数の冷媒循環経路を備えた室内熱交換器で、これ
らを順次配管接続し冷媒回路を形成している。
【0012】前記冷媒回路を第一室外熱交換器3aと、第
一膨張弁4aおよび第一室内熱交換器5aとからなる冷媒循
環経路Aと、第二室外熱交換器3bと、第二膨張弁4bおよ
び第二室内熱交換器5bとからなる冷媒循環経Bとのそれ
ぞれ独立した2つの回路で構成されている。冷房運転時
には、冷媒は図1の破線矢印に示すように流れ、また暖
房運転時には、実線矢印示すように流れが変わり、室外
熱交換器4と室内熱交換器6の作用が冷房運転時の逆と
なる。
【0013】前記圧縮機1の吸込口側1aの配管に、吸込
冷媒温度を検知する吸込温度センサ6を設け、前記第一
室内熱交換器5aおよび第二室内熱交換器5bの略中央部
に、室内熱交換器5の温度を検知する第一室内熱交温度
センサ7aおよび第二室内熱交温度センサ7bをそれぞれ設
けるとともに、前記第一室内熱交換器7aおよび第二室内
熱交換器7bの冷房時入口の近傍の冷媒配管に、冷媒温度
を検知する第三室内熱交温度センサ7cおよび第四室内熱
交温度センサ7dをそれぞれ設けた構成となっている。
【0014】図2は制御ブロック図で、8はマイコンか
らなる制御部である。冷房運転時に、前記吸込温度セン
サ6の検知温度Tと、前記第一室内熱交温度センサ7aの
検知温度Ta、第二室内熱交温度センサ7bの検知温度Tbの
それぞれの温度差に応じた冷媒の過熱度の目標値を記憶
する過熱度目標値記憶部9を設けるとともに、冷媒の実
際の過熱度を検出する過熱度検出部10を設け、この検出
結果と前記目標値とを比較演算する比較演算部14を設
け、前記過熱度が目標値になるよう前記第一の膨張弁4a
および第二の膨張弁4bの開度を弁開度補正部13により補
正するよう制御する構成となっている。尚、本発明では
前記過熱度の目標値を以下のように設定している。 T−Ta=5℃ T−Tb=2.5 ℃
【0015】また、暖房運転時に、前記第一室内熱交温
度センサ7aの検知温度Taと前記第三室内熱交温度センサ
7cの検知温度Tc、および前記第二室内熱交温度センサ7b
の検知温度Tbと第四室内熱交温度センサ7dの検知温度Td
とのそれぞれの温度差に応じた冷媒の過冷却度の目標値
を記憶する過冷却度目標値記憶部11を設けるとともに、
冷媒の実際の過冷却度を検出する過冷却度検出部12を設
け、この検出結果と前記目標値とを比較演算する比較演
算部14を設け、前記過冷却度が目標値になるよう前記第
一の膨張弁4aおよび第二の膨張弁4bの開度を弁開度補正
部13により補正するよう制御する構成となっている。
尚、本発明では前記過冷却度の目標値を以下のように設
定している。 Ta−Tc=6℃ Tb−Td=9℃
【0016】次に、上記構成において図3のフローチャ
ートを参照しながら作用を説明する。運転操作が行われ
ると、ステップST1で冷房または暖房運転の判定がな
される。このとき、冷房運転であれば、ステップST2
で圧縮機1の吸入温度(サクション温度)Tと第一室内
熱交温度Taとの温度差、即ち過熱度が目標値の5℃であ
るかどうか判断され、目標値であれば、次のステップS
T3に進められるが、若し目標値でなければ、ステップ
ST4で第一膨張弁4aの開度が補正され、目標値の5℃
になされステップST3に進む。次にステップST3で
圧縮機1の吸入温度Tと第二室内熱交温度Tbとの温度
差、即ち過熱度が目標値の2.5 ℃であるかどうか判断さ
れ、目標値であれば終了する。若し目標値でなければ、
ステップST5で第二膨張弁4bの開度が補正され、目標
値の2.5 ℃になされ終了する。
【0017】以上説明したように、冷媒回路をそれぞれ
独立した2つの回路で構成し、それぞれの回路に絞り量
を調整する独立した膨張弁を設け、冷房運転時に過熱度
が設定した目標値になるようにそれぞれの膨張弁の開度
を制御し、暖房運転時に過冷却度が設定した目標値にな
るようにそれぞれの膨張弁の開度を制御することによ
り、冷媒のバランス崩れによる損失を軽減できる。特に
暖房運転時に過冷却度の取れ過ぎによる室内機からの吹
き出し温度の低下を軽減できる。また、除湿運転時に、
一方の膨張弁を全開として蒸発器として作用させ、他方
の膨張弁を絞りぎみとして凝縮器として作用させること
により、室内機からの吹き出し温度の低下を軽減できる
空気調和機となる。
【0018】
【発明の効果】上記のように本発明によれば、冷媒回路
をそれぞれ独立した2つの回路で構成し、それぞれの回
路に絞り量を調整する独立した膨張弁を設け、冷房運転
時に過熱度が設定した目標値になるようにそれぞれの膨
張弁の開度を制御し、暖房運転時に過冷却度が設定した
目標値になるようにそれぞれの膨張弁の開度を制御する
ことにより、冷媒のバランス崩れによる損失を軽減でき
る。特に暖房運転時に過冷却度の取れ過ぎによる室内機
からの吹き出し温度の低下を軽減できる。また、除湿運
転時に、一方の膨張弁を全開として蒸発器として作用さ
せ、他方の膨張弁を絞りぎみとして凝縮器として作用さ
せることにより、室内機からの吹き出し温度の低下を軽
減できる空気調和機となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す空気調和機の冷媒回路図
である。
【図2】本発明による制御ブロック図である。
【図3】本発明によるフローチャートである。
【図4】従来例による空気調和機の冷媒回路図である。
【図5】従来例による室内機の熱交換器を示す概略断面
図である。
【符号の説明】
1 圧縮機 1a 圧縮機の吸入口側 2 四方弁 3a 第一室外熱交換器 3b 第二室外熱交換器 4a 第一膨張弁 4b 第二膨張弁 5a 第一室内熱交換器 5b 第二室内熱交換器 6 吸入温度センサ 7a 第一室内熱交温度センサ 7b 第二室内熱交温度センサ 7c 第三室内熱交温度センサ 7d 第四室内熱交温度センサ 8 制御部(マイコン) 9 過熱度目標値記憶部 10 過熱度検出部 11 過冷却度目標値記憶部 12 過冷却検出部 13 弁開度補正部 14 比較演算部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、
    膨張弁と、室内熱交換器を順次配管接続し冷媒回路を形
    成し、前記圧縮機の吸込口側の吸込冷媒温度を検知する
    吸込温度センサと、前記室内熱交換器の温度を検知する
    室内熱交温度センサにより、前記膨張弁の弁の開度を制
    御するものにおいて、 前記冷媒回路を第一室外熱交換器、第一膨張弁および第
    一室内熱交換器と、第二室外熱交換器、第二膨張弁およ
    び第二室内熱交換器とのそれぞれ独立した回路で構成
    し、前記圧縮機の吸込口側に吸込冷媒温度を検知する吸
    込温度センサを設け、前記第一室内熱交換器および第二
    室内熱交換器に室内熱交換器の温度を検知する第一室内
    熱交温度センサおよび第二室内熱交温度センサをそれぞ
    れ設けるとともに、前記第一室内熱交換器および第二室
    内熱交換器の近傍の冷媒配管に、冷媒温度を検知する第
    三室内熱交温度センサおよび第四室内熱交温度センサを
    それぞれ設け、 前記吸込温度センサの検知温度と、前記第一室内熱交温
    度センサおよび第二室内熱交温度センサのそれぞれの検
    知温度との温度差に応じた冷媒の過熱度の目標値を記憶
    する過熱度目標値記憶部を設けるとともに、冷媒の実際
    の前記過熱度を検出する過熱度検出部を設け、前記第一
    室内熱交温度センサと第三室内熱交温度センサ、および
    前記第二室内熱交温度センサと第四室内熱交温度センサ
    のそれぞれの検知温度の温度差に応じた冷媒の過冷却度
    の目標値を記憶する過冷却度目標値記憶部を設けるとと
    もに、冷媒の実際の前記過冷却度を検出する過冷却度検
    出部を設ける一方、前記第一膨張弁および第二膨張弁の
    開度を制御する弁開度補正部を設け、前記過熱度検出部
    および過冷却度検出部の検出結果が前記各目標値となる
    よう前記第一膨張弁および第二膨張弁の開度を前記弁開
    度補正部により補正するよう制御してなることを特徴と
    する空気調和機。
  2. 【請求項2】 前記第一室内熱交温度センサおよび第二
    室内熱交温度センサを、それぞれ前記第一室内熱交換器
    および第二室内熱交換器の略中央部に設けてなることを
    特徴とする請求項1記載の空気調和機。
  3. 【請求項3】 前記第三室内熱交温度センサおよび第四
    室内熱交温度センサを、それぞれ前記第一室内熱交換器
    および第二室内熱交換器の冷房時の入口側配管に設けて
    なることを特徴とする請求項1記載の空気調和機。
  4. 【請求項4】 除湿運転時に前記第一の膨張弁または第
    二の膨張弁のいずれか一方を全開とし、他方を絞りぎみ
    に制御してなることを特徴とする請求項1記載の空気調
    和機。
  5. 【請求項5】 前記過熱度目標値を冷房運転時に設定し
    てなることを特徴とする請求項1記載の空気調和機。
  6. 【請求項6】 前記過冷却度目標値を暖房運転時に設定
    してなることを特徴とする請求項1記載の空気調和機。
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