JP2005140433A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 室外ユニットを大型化させることなく圧縮機への液バックを抑制できる空気調和装置を提供する。
【解決手段】 圧縮機３、室外熱交換器５、室外膨張弁７、室内膨張弁９、室内熱交換器１１を、順次、冷媒を循環させる配管１で接続して冷凍サイクルを形成し、圧縮機３の吐出側に設けられた切換手段１３により、切換手段１３よりも冷媒の流れに対して下流側での冷媒の通流方向を切り換えて冷房運転と暖房運転を切り換える空気調和装置であり、暖房運転を開始するために圧縮機３を起動したとき、切換手段１３が冷房運転の状態、室外膨張弁７が開いた状態、及び室外熱交換器５に付設された室外送風機５ａが停止した状態で運転を行い、その後、切換手段１３が暖房運転の状態に切り換わって暖房運転を行う構成とする。これにより、室外熱交換器５内の液冷媒を室外膨張弁７と室内膨張弁９との間の配管部分１ａに押し出した後、実際の暖房運転が行われるため、受液器などを備えていなくても圧縮機３への液バックを抑制できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、空気調和装置に係り、特に、圧縮機の吐出側に設けられた切換手段により冷媒の通流方向を切り換えて冷房運転と暖房運転を切り換える空気調和装置に関する。

冷房と暖房を行える空気調和装置では、圧縮機、室外熱交換器、室外膨張弁、室内膨張弁、室内熱交換器を、順次、冷媒を循環させる配管で接続して冷凍サイクルを形成している。そして、圧縮機の吐出側に設けられた切換手段により、圧縮機から吐出された冷媒の通流方向を、室外熱交換器に向かう方向と、室内熱交換器に向かう方向とに切り換えることで冷房運転と暖房運転とを切り換えている。

このような空気調和装置では、暖房運転を開始するために圧縮機を起動したとき、圧縮機へ液冷媒が流入するのを抑制するため、室外熱交換器内の冷媒を回収する必要がある。このため、暖房運転に先立ち、圧縮機を起動する際、四方弁などの切換手段を冷房運転の状態とし、さらに、室外膨張弁を全閉にして、予め設定した時間の間、圧縮機を運転することで、室外熱交換器をほぼ真空状態とすることが一般に行われている。
さらに、圧縮機へ液冷媒が流入するのを抑制するための別の方法として、室外熱交換器の下方に受液器を配置するとともに、この受液器の一方の入口を室外熱交換器と室内熱交換器との間の配管に、他方の入口をキャピラリなどの絞り装置を介して圧縮機の吐出側と四方弁との間の配管に接続する構成とした空気調和装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、アキュムレータを受液器より上方に設け、アキュムレータ下部と受液器とを連結させる連結管を接続する構成とした空気調和装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。さらに別の方法として、暖房運転を停止するために圧縮機を停止するとき、室外膨張弁及び室内膨張弁を全閉にし、液冷媒が室外熱交換器などに封じ込められる構成とした空気調和装置も提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開平５−２６４７７号公報（第３−４頁、第１図） 特開２０００−２３４８１６号公報（第３−４頁、第１図、第４図） 特開２００２−２２２９６号公報（第４−６頁、第１図、第５図）

ところで、暖房運転に先立って室外熱交換器をほぼ真空状態とする空気調和装置では、外気温度が比較的低い状態で運転停止しているときに暖房運転を開始すると、室外熱交換器内に溜まっていた冷媒が蒸発し難いことから、室外熱交換器内に溜まっていた液冷媒が圧縮機へ吸入されたり、室外熱交換器内に溜まっていた液冷媒によってガス冷媒が湿り状態となって圧縮機へ吸入される液バックが生じる場合ある。このような液バックが生じると、冷凍機油に液相の冷媒が溶け込んだ状態となって圧縮機内の冷凍機油の含有率が低下し、これにより冷凍機油の粘度が低下してしまうため、圧縮機の摺動部に摩耗を引き起こし、圧縮機の起動不良、また、圧縮機の破損や寿命の低下などを引き起こすことにより、圧縮機の信頼性が低下してしまう。
これに対して、特許文献１のような室外熱交換器の下方に受液器を配置した空気調和装置や、特許文献２のようなアキュムレータを受液器より上部に設けた空気調和装置では、液バックを抑制することはできるが、室外熱交換器の下方といったように配置の制限を受けた状態で受液器を設けることから、室外ユニットが大型化してしまい、室外ユニットにもとめられているコンパクト化の要求に反してしまう。

また、特許文献３のような暖房運転を停止するときに室外膨張弁及び室内膨張弁を全閉にする空気調和装置では、室外ユニットが大型化することはなく、また、暖房運転を停止するときに生じる液バックを抑制できる。しかし、暖房運転を開始するために圧縮機を起動したときに室外熱交換機に溜まった液冷媒が圧縮機に液バックする可能性があり、やはり、圧縮機への液バックを抑制することはできない。

本発明の課題は、室外ユニットを大型化させることなく圧縮機への液バックを抑制することにある。

本発明の空気調和装置は、圧縮機、室外熱交換器、室外膨張弁、室内膨張弁、室内熱交換器を、順次、冷媒を循環させる配管で接続して冷凍サイクルを形成し、圧縮機の吐出側に設けられた切換手段により、この切換手段よりも冷媒の流れに対して下流側での冷媒の通流方向を切り換えて冷房運転と暖房運転を切り換える空気調和装置であり、暖房運転を開始するために圧縮機を起動したとき、切換手段が冷房運転の状態、室外膨張弁が開いた状態、及び室外熱交換器に付設された室外送風機が停止した状態で運転を行い、その後、切換手段が暖房運転の状態に切り換わって暖房運転を行う構成とすることにより上記課題を解決する。

このような構成とすれば、暖房運転を開始するとき、室外熱交換器に付設された室外送風機が停止した状態で冷房運転を行うことにより、室外熱交換器でのガス冷媒の凝縮を抑制しながら、室外熱交換器内に溜まった液冷媒を冷房運転時の冷媒の通流方向に流すことで、暖房運転時の冷媒の通流方向に対して室外熱交換器よりも上流側に液冷媒を押し出し、その後、実際の暖房運転を開始することになる。したがって、受液器などがなくても、室外熱交換器内に液冷媒がほとんど溜まっていない状態にできるため、室外ユニットを大型化させることなく圧縮機への液バックを抑制できる。

また、切換手段が冷房運転の状態、室外膨張弁が開いた状態、及び室外熱交換器に付設された室外送風機が停止した状態での運転は、予め設定された時間の間行われる構成とする。このような構成とすれば、予め設定された時間を、室外熱交換器内に溜まる最大量の液冷媒を室外熱交換器から排出するのに必要な時間に設定することにより、圧縮機への液バックを確実に抑制できる。

さらに、切換手段が冷房運転の状態、室外膨張弁が開いた状態、及び室外熱交換器に付設された室外送風機が停止した状態で運転を行っているとき、室内膨張弁が全閉となる構成とする。このような構成とすれば、暖房運転時の冷媒の通流方向に対して室外熱交換器よりも上流側に押し出された液冷媒は、室内膨張弁と室外膨張弁の間に溜まり、室内熱交換器に流入しなくなるため、実際の暖房運転となったときに室内熱交換器でのガス冷媒の凝縮が起こるまでの時間を短縮でき、実際の暖房運転が始まるまでの立ち上がり時間を短縮できる。

また、切換手段が冷房運転の状態、室外膨張弁が開いた状態、及び室外熱交換器に付設された室外送風機が停止した状態で運転を行った後に切換手段が暖房運転の状態に切り換ったとき、室外膨張弁が予め設定された全開よりも小さい開度となる構成とする。このような構成とすれば、実際の暖房運転を始めたとき、室外膨張弁によって室外熱交換器へ蒸発しきれない量の液冷媒が流れ込むのを防ぐことができる。したがって、実際の暖房運転を始めたときに生じる圧縮機への液バックを抑制できることにより、圧縮機への液バックをより確実に抑制できる。

また、本発明の空気調和装置は、暖房運転を停止するために圧縮機を停止した後、切換手段が冷房運転の状態に切り換わり、室外膨張弁は、切換手段が暖房運転の状態から冷房運転の状態に切り換るまでの間、全閉となり、切換手段が冷房運転の状態に切り換る際、予め設定された全開よりも小さい開度となる構成とすることにより上記課題を解決する。

このような構成とすれば、切換手段が暖房運転の状態から冷房運転の状態に切り換るまでの間、室外膨張弁が全閉となることから、暖房運転時に室内ユニット側に存在していた高圧のガス冷媒が室外ユニット側へと移動したとしても、ガス冷媒は、室外熱交換器には流入せず、室外膨張弁よりも上流側の室内ユニットと室外ユニットを接続する配管の部分にガス冷媒が凝縮して生じた液冷媒が溜まる。さらに、切換手段が冷房運転の状態に切り換るとき、室外膨張弁が予め設定された全開よりも小さい開度となった状態となることにより、暖房運転時には高圧側であった室内熱交換器側と低圧側であった室外熱交換器側との圧力差がほとんど無くなるため、再度暖房運転を開始しても、室外熱交換器内に液冷媒が流入し難く、圧縮機への液バックが起こり難い。したがって、受液器などがなくても、室外熱交換器内に液冷媒がほとんど溜まっていない状態にできるため、室外ユニットを大型化させることなく圧縮機への液バックを抑制できる。

さらに、暖房運転を停止するために圧縮機を停止した後、切換手段が冷房運転の状態に切り換わり、室外膨張弁は、切換手段が暖房運転の状態から冷房運転の状態に切り換るまでの間、全閉となり、切換手段が冷房運転の状態に切り換る際、予め設定された全開よりも小さい開度となり、暖房運転を開始するために圧縮機を起動したとき、切換手段が冷房運転の状態、室外膨張弁が開いた状態、及び室外熱交換器に付設された室外送風機が停止した状態で運転を行い、その後、切換手段が暖房運転の状態に切り換わって暖房運転を行う構成とする。このような構成とすれば、暖房運転の停止時と暖房運転の開始時との両方で室外熱交換器内に液冷媒がほとんど溜まっていない状態にできるため、圧縮機への液バックをより確実に抑制できる。

また、暖房運転を停止するために圧縮機を停止した後、室内膨張弁は、切換手段が冷房運転の状態に切り換る際、全閉となる構成とすれば、冷房運転時と同じ方向に冷媒が通流する状態となっても、液冷媒が室内熱交換器に流入しなくなるため、再度暖房運転が開始されたときに室内熱交換器でのガス冷媒の凝縮が起こるまでの時間を短縮でき、実際の暖房運転が始まるまでの立ち上がり時間を短縮できる。

本発明によれば、室外ユニットを大型化させることなく圧縮機への液バックを抑制できる。

以下、本発明を適用してなる空気調和装置の一実施形態について図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本発明を適用してなる空気調和装置の概略構成及び動作を示す系統図である。図２は、暖房運転を開始するときの室外膨張弁、室内膨張弁、室外送風機、及び四方弁の動作を示す図である。図３は、暖房運転を停止するときの室外膨張弁、室内膨張弁、室外送風機、及び四方弁の動作を示す図である。

本実施形態の空気調和装置は、図１に示すように、冷媒が循環するように配管された冷媒循環管路１、冷媒循環管路１に順に設けられた圧縮機３、室外熱交換器５、室外膨張弁７、室内膨張弁９、そして室内熱交換器１１などで冷凍サイクルを形成している。

室外熱交換器５と圧縮機３との間、そして室内熱交換器１１と圧縮機３との間に位置する冷媒循環管路１の部分には、圧縮機３から吐出された冷媒の通流方向を、室外熱交換器５方向と室内熱交換器１１とに切り換える切換手段となる四方弁１３が設けられている。つまり、この冷媒循環管路１の部分は、四方弁１３の切り換えによって、冷房運転時には、室内熱交換器１１からの冷媒を圧縮機３が吸込み、圧縮機３から室外熱交換器５に向けて圧縮された冷媒を吐出し、暖房運転時には、室外熱交換器５からの冷媒を圧縮機３が吸込み、圧縮機３から室内熱交換器１１に向けて圧縮された冷媒を吐出する状態に配管されている。室外熱交換器５、そして室内熱交換器１１には、各々、電動機により駆動される室外送風機５ａ、室内送風機１１ａが各々付設されている。室外送風機５ａや室内送風機１１ａが、各々、室外熱交換器５や室内熱交換器１１へ空気を送ることにより、冷媒と空気との熱交換が行われる。

また、圧縮機３、室外熱交換器５、室外膨張弁７、そして四方弁１３などは、室外ユニット１５に収められている。一方、室内膨張弁９、そして室内熱交換器１１などは、室内ユニット１７に収められている。室外ユニット１５と室内ユニット１７とは、冷媒循環管路１の主に液冷媒が通流し、室外膨張弁７と室内膨張弁９との間に設けられた液側接続配管１ａと、主にガス冷媒が通流し、室外熱交換器５と四方弁１３との間に設けられたガス側接続配管１ｂとで接続されている。

さらに、室外ユニット１５には、圧縮機３、室外送風機５ａ、室外膨張弁７、そして四方弁１３の動作を制御する室外ユニット制御部１９が、室内ユニット１７には、室内膨張弁９、そして室内送風機１１ａの動作を制御する室内ユニット制御部２１が各々設けられている。したがって、室外ユニット制御部１９は、圧縮機３、室外送風機５ａ、室外膨張弁７、そして四方弁１３と各々配線２３を介して電気的に接続されており、室内ユニット制御部２１は、室内膨張弁９、そして室内送風機１１ａと、各々配線２５を介して電気的に接続されている。また、室外ユニット制御部１９と室内ユニット制御部２１とは、配線２７を介して電気的に接続されている。

なお、室外ユニット制御部１９と室内ユニット制御部２１とは、本実施形態のように別個に設けた構成にする必要はなく、一体の空気調和装置の制御部とした構成などにすることができる。また、本実施形態では、室内ユニット１７を室外ユニット１５に対して１台備えた構成を例としているが、室内ユニット１７を室外ユニット１５に対して複数台備えた構成とすることもできる。

ここで、暖房運転及び冷房運転を行っているときの冷媒の流れについて説明する。圧縮機３より吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁１９によって流れ方向を切替えられる。暖房運転では、図１に破線の矢印で示すように、圧縮機３から吐出された高温高圧のガス冷媒は、暖房運転の状態に切り換えられている四方弁１３により、ガス側接続配管１ｂを介して室内ユニット１７に送られる。室内ユニット１７の室内熱交換器１１に流入したガス冷媒は、室内熱交換器１１で室内空気と熱交換することにより凝縮され、過冷却された液冷媒となる。この液冷媒は、室内熱交換器１１から液側接続配管１ａを介して室外ユニット１５に送られ、室外ユニット１５の室外熱交換器５で室外空気と熱交換することにより蒸発されてガス冷媒となり、四方弁１３を介して圧縮機３へと吸入される。

一方、冷房運転では、図１に実線の矢印で示すように、圧縮機３から吐出された高温高圧のガス冷媒は、冷房運転の状態に切り換えられている四方弁１３により室外熱交換器３に送られた後、室外熱交換器３で室外空気と熱交換することにより凝縮され、過冷却された液冷媒となる。この液冷媒は、室外熱交換器５から液側接続配管１ａを介して室内ユニット１７に送られ、室内ユニット１７の室内熱交換器１１で室内空気と熱交換することにより蒸発され、ガス冷媒となる。このガス冷媒は、ガス側接続配管１ｂを介して室外ユニット１５に送られ、四方弁１３を介して圧縮機３へと吸入される。
ところで、暖房運転の停止後、低圧側となる室外熱交換器５と高圧側となる室内熱交換器１１との間の液接続配管１ａには、液冷媒が溜まることになる。そして、暖房運転が行われる冬の時期などは、室内温度よりも室外温度の方が低いため、長期間空気調和装置を運転していないと、室内熱交換器１１にあった液冷媒が徐々に室外ユニット１５へと移動し、室外熱交換器５内などに溜まって行く。また、室外熱交換器５内など室外ユニット１５に溜まった液冷媒は、昼夜の温度差によって、圧縮機３と室外熱交換器５との間で移動する。つまり、昼は、外気の温度上昇によって室外熱交換器５内の圧力が高くなるため、液冷媒は、圧縮機３と室外熱交換器５との間の冷媒循環管路１の配管部分へ移動し、夜は、外気温度の低下によって室外熱交換器５内の圧力が低くなるため、液冷媒は、室外熱交換器５へと移動する傾向がある。

このような状態で暖房運転を開始するために圧縮機３が起動すると、室外熱交換器５内に溜まった液冷媒が圧縮機３へ流入するか、または、圧縮機３への吸入ガスを湿らせて圧縮機３への液バックが生じ易い。圧縮機３への液バックが生じると、冷凍機油に液相の冷媒が溶け込んだ状態となって圧縮機内の冷凍機油の含有率が低下し、これにより冷凍機油の粘度が低下してしまうため、圧縮機の摺動部に摩耗を引き起こし、圧縮機の起動不良、また、圧縮機の破損や寿命の低下などに繋がりかねない。
これに対して本実施形態の空気調和装置では、図１及び図２に示すように、室外機制御部１９は、暖房運転を開始するために圧縮機３を起動するとき、四方弁１３を冷房運転の位置に切り換え、さらに、四方弁１３を冷房運転の位置に切り換えている間、室外膨張弁７を全開とし、室外送風機５ａを停止したままの状態とする。このように四方弁１３が冷房運転の状態で圧縮機３が作動し、室外膨張弁７が開いていることにより、冷媒は、図１に実線で示すような冷媒運転のときの方向に流れようとするため、室外熱交換器５内に溜まっている液冷媒は、室外熱交換器５から室内機１７側に向けて液側接続配管１ａに押し出される。

一方、冷房運転の場合には、暖房運転時では蒸発器であった室外熱交換器５が凝縮器として作用することになるため、冷房運転の状態で運転を行うと、ガス冷媒が凝縮して室外熱交換器５内に液冷媒が溜まり、圧縮機３への液バックを起こす可能性がある。そこで、室外熱交換器５内でガス冷媒が凝縮し難くなるように、四方弁１３を冷房運転の位置に切り換えている間、室外送風機５ａの運転を停止した状態で、冷房運転と同様の状態の運転を行っている。
さらに、本実施形態では、室内機制御部２１は、四方弁１３を冷房運転の位置に切り換えている間、室内膨張弁９を全閉としている。このように四方弁１３を冷房運転の位置に切り換えている間、室内膨張弁９を全閉とすることにより、室外熱交換器５内に溜まっている液冷媒が室外熱交換器５から室内機１７側に向けて液側接続配管１ａに押し出されたとき、この液冷媒が室内熱交換器１１内に流入して蒸発するのを防いでいる。
このように、四方弁１３を冷房運転の位置に切り換え、さらに、室外膨張弁７を全開とし、室外送風機５ａを停止したままの状態で予め設定した時間ｔ_１の間、冷房運転と同様の運転を行った後、室外機制御部１９及び室内機制御部２１は、運転を暖房運転に切り換える。すなわち、室外機制御部１９は、四方弁１３を暖房運転の位置に切り換え、室外送風機５ａを作動させ、室内機制御部２１は、室外内膨張弁９を予め設定された開度にする。さらに、本実施形態では、室外機制御部１９は、室外膨張弁７を全開より小さい予め設定した開度にする。このとき、室外膨張弁７及び室内膨張弁９が電子膨張弁であるため、室外機制御部１９は、室外膨張弁７に対して予め設定された開度となるパルス数Ｘ分のパルス信号を、そして、室内機制御部２１は、室内膨張弁９に対して予め設定された開度となるパルス数Ｙ分のパルス信号を、各々室外膨張弁７及び室内膨張弁９に送信する。

これにより、実際の暖房運転が始まり、液側接続配管１ａに溜まっていた液冷媒は、室外熱交換器５に流入し、室外熱交換器５で蒸発して圧縮機３へ吸込まれる。このとき、本実施形態では、室外膨張弁７が全開より小さい予め設定した開度になっているため、液冷媒は、減圧されて室外熱交換器５へと流入することとなり、室外熱交換器５へ流入した液冷媒は、室外熱交換器５でより確実に蒸発し、ガス冷媒となって圧縮機３に吸込まれる。一方、圧縮機３から吐出された高温高圧のガス冷媒は、室内熱交換器１１で凝縮して液冷媒となり、この液冷媒が室内膨張弁９で減圧されて室外ユニット１５へ流入する。室外ユニット１５へ流入した液冷媒は、室外膨張弁７でさらに減圧されて室外熱交換器５に流入し、蒸発する。したがって、受液器などを設けていないが、圧縮機３への液バックは生じ難い状態にできる。

なお、冷房運転と同様の運転を開始してから実際の暖房運転に切り換えるまでの予め設定した時間ｔ_１は、室外熱交換器５内に溜まる最大量の液冷媒を室外熱交換器５から排出するのに必要な時間を予め試験的に確認し、この室外熱交換器５内に溜まる最大量の液冷媒を室外熱交換器５から排出するのに必要な時間以上に設定している。このとき、予め設定した時間ｔ_１が長過ぎると、暖房運転が実際に始まるまでの立ち上がり時間が長くなるため、冷房運転と同様の運転を開始してから実際の暖房運転に切り換えるまでの予め設定した時間ｔ_１は、室外熱交換器５内に溜まる最大量の液冷媒を室外熱交換器５から排出するのに必要な時間とすることが望ましい。
加えて、本実施形態の空気調和装置では、図１及び図３に示すように、室外機制御部１９は、暖房運転を停止するために圧縮機３及び室外送風機５ａを停止してから予め設定した時間ｔ_２の間、室外膨張弁７を全閉とし、さらに、圧縮機３及び室外送風機５ａを停止してから予め設定した時間ｔ_２経過したとき、室外膨張弁７を全開よりも小さい予め設定した開度に開き、四方弁１３を冷房運転の位置に切り換えている。このとき、室外膨張弁７が電子膨張弁であるため、室外機制御部１９は、室外膨張弁７に対して予め設定された開度となるパルス数Ｚ分のパルス信号を室外膨張弁７に送信する。

このように、暖房運転を停止するために圧縮機３及び室外送風機５ａを停止してから予め設定した時間ｔ_２の間、室外膨張弁７を全閉とすることで、暖房運転を停止するために圧縮機３及び室外送風機５ａを停止したときに、室外膨張弁７と室内膨張弁９との間の液側接続配管１ａにある液冷媒が室外熱交換器５へ移動するのを防いでいる。さらに、暖房運転時に高圧で室内ユニット１７側に存在していたガス冷媒が室外ユニット１５側へ向かって移動して室外熱交換器５に流入することや、室外ユニット１５側へ向かって移動したガス冷媒が液側接続配管１ａで凝縮しても、この凝縮により液側接続配管１ａに溜まった液冷媒が室外熱交換器５へ移動することなども防いでいる。

さらに、圧縮機３及び室外送風機５ａを停止してから予め設定した時間ｔ_２経過したとき、室外膨張弁７を全開よりも小さい予め設定した開度に開き、四方弁１３を冷房運転の位置に切り換える、つまり、四方弁１３を冷房運転の位置に切り換える直前に室外膨張弁７を全開よりも小さい予め設定した開度に開くことにより、室外熱交換器５に溜まった液冷媒を室外ユニット１５と室内ユニット１７とを接続する液側接続配管１ａに押し出し移動させている。また、本実施形態では、縮機３及び室外送風機５ａを停止してから予め設定した時間ｔ_２までは、室内膨張弁９は全開とし、圧縮機３及び室外送風機５ａを停止してから予め設定した時間ｔ_２経過して四方弁１３を冷房運転の位置に切り換えるとき、室内膨張弁９は全閉としている。つまり、四方弁１３を冷房運転の位置に切り換える直前に室内膨張弁９を全閉とすることで、四方弁１３を冷房運転の位置に切り換ったときに、室内熱交換器１１に液冷媒が流入しないようにしている。この一連の動作によっても、暖房運転を開始するため圧縮機３を起動したときに、圧縮機３への液バックを起こり難くしている。

このように、本実施形態の空気調和装置では、暖房運転を開始するために圧縮機３を起動したとき、切換手段である四方弁１３が冷房運転の状態、室外膨張弁７が開いた状態、そして室外熱交換器５に付設された室外送風機５ａが停止した状態で冷房運転と同様の運転を行い、その後、暖房運転を行っている。これにより、室外熱交換器５でのガス冷媒の凝縮を抑制しながら、室外熱交換器５内に溜まった液冷媒を液側接続配管１ａに押し出し、その後、実際の暖房運転を開始することになる。したがって、受液器などがなくても、室外熱交換器５内に液冷媒がほとんど溜まっていない状態にできるため、室外ユニットを大型化させることなく圧縮機への液バックを抑制できる。

さらに、本実施形態では、四方弁１３が冷房運転の状態、室外膨張弁７が開いた状態、そして室外熱交換器５に付設された室外送風機５ａが停止した状態での冷房運転と同様の運転を、予め設定された時間ｔ_１の間行っている。したがって、予め設定された時間ｔ_１を、室外熱交換器内に溜まる最大量の液冷媒を室外熱交換器から排出するのに必要な時間に設定することにより、圧縮機への液バックを確実に抑制できる。

加えて、本実施形態では、四方弁１３が冷房運転の状態、室外膨張弁７が開いた状態、そして室外熱交換器５に付設された室外送風機５ａが停止した状態で冷房運転と同様の運転を行っているとき、室内膨張弁１１が全閉となる。このため、液側接続配管１ａに押し出された液冷媒は、室内膨張弁９と室外膨張弁７の間に溜まり、室内熱交換器１１に流入しなくなるため、室内熱交換器１１での冷媒の蒸発を防いで室内ユニット１１から冷風が吹き出すのを防ぐことができ、また、実際の暖房運転となったときに室内熱交換器１１でのガス冷媒の凝縮が起こるまでの時間を短縮でき、実際の暖房運転が始まるまでの立ち上がり時間を短縮できる。

さらに、本実施形態では、四方弁１３が冷房運転の状態、室外膨張弁７が開いた状態、そして室外熱交換器５に付設された室外送風機５ａが停止した状態で冷房運転と同様の運転を行った後に、四方弁１３が暖房運転の状態に切り換ると共に室外送風機５ａが作動して暖房運転が始まるとき、室外膨張弁７が予め設定された全開よりも小さい開度となる。したがって、実際の暖房運転を始めたとき、室外膨張弁７によって室外熱交換器５へ蒸発しきれない量の液冷媒が流れ込むのを防ぐことができる。したがって、実際の暖房運転を始めたときに生じる圧縮機３への液バックも抑制できるため、圧縮機への液バックをより確実に抑制できる。

加えて、本実施形態では、暖房運転を停止するために圧縮機３を停止した後、四方弁１３が冷房運転の状態に切り換わり、室外膨張弁７は、四方弁１３が暖房運転の状態から冷房運転の状態に切り換るまでの間、全閉となり、四方弁１３が冷房運転の状態に切り換る際、予め設定された全開よりも小さい開度となる。このため、暖房運転の停止時と暖房運転の開始時との両方で室外熱交換器５内に液冷媒がほとんど溜まっていない状態にできるため、圧縮機３への液バックをより確実に抑制できる。また、暖房運転を停止するときに、室外熱交換器５内に液冷媒がほとんど溜まっていない状態にできるため、暖房運転を開始するときに行う四方弁１３が冷房運転の状態、室外膨張弁７が開いた状態、そして室外熱交換器５に付設された室外送風機５ａが停止した状態での冷房運転と同様の運転の時間を短くでき、実際の暖房運転が始まるまでの立ち上がり時間を短縮できる。

さらに、本実施形態では、暖房運転を停止するために圧縮機３を停止した後、室内膨張弁９は、四方弁１３が冷房運転の状態に切り換る際、全閉となる。したがって、暖房運転を停止したときに四方弁１３が冷房運転の状態に切り換り、液冷媒が室内ユニット１７側に向かって通流する状態となっても、液冷媒が室内熱交換器１１に流入しなくなるため、再度暖房運転が開始されたときに室内熱交換器１１でのガス冷媒の凝縮が起こるまでの時間を短縮でき、実際の暖房運転が始まるまでの立ち上がり時間を短縮できる。

また、本実施形態では、暖房運転を開始するときに、四方弁１３が冷房運転の状態、室外膨張弁７が開いた状態、そして室外熱交換器５に付設された室外送風機５ａが停止した状態で冷房運転と同様の運転を行うのに加えて、暖房運転を停止するために圧縮機３を停止した後、四方弁１３が冷房運転の状態に切り換わり、室外膨張弁７は、四方弁１３が暖房運転の状態から冷房運転の状態に切り換るまでの間、全閉となり、四方弁１３が冷房運転の状態に切り換る際、予め設定された全開よりも小さい開度となることで、圧縮機３への液バックをより確実に抑制できるようにしている。しかし、室外ユニットを大型化させることなく圧縮機への液バックを抑制する上では、暖房運転を開始するときに、四方弁１３が冷房運転の状態、室外膨張弁７が開いた状態、そして室外熱交換器５に付設された室外送風機５ａが停止した状態で冷房運転と同様の運転を行うだけの構成や運転方法にすることもできる。

さらに、暖房運転を停止するために圧縮機３を停止した後、四方弁１３が冷房運転の状態に切り換わり、室外膨張弁７は、四方弁１３が暖房運転の状態から冷房運転の状態に切り換るまでの間、全閉となり、四方弁１３が冷房運転の状態に切り換る際、予め設定された全開よりも小さい開度となるだけの構成や運転方法でも、室外ユニットを大型化させることなく圧縮機への液バックを抑制できる。

すなわち、四方弁１３が暖房運転の状態から冷房運転の状態に切り換るまでの間、室外膨張弁７が全閉となることから、暖房運転時に室内ユニット１５側に存在していた高圧のガス冷媒が室外ユニット１７側へと移動したとしても、ガス冷媒は、室外熱交換器５には流入せず、液側接続配管１ａにガス冷媒が凝縮して生じた液冷媒が溜まる。さらに、四方弁１３が冷房運転の状態に切り換るとき、室外膨張弁７が予め設定された全開よりも小さい開度となった状態となることにより、暖房運転時には高圧側であった室内熱交換器側と低圧側であった室外熱交換器側との圧力差がほとんど無くなるため、再度暖房運転を開始しても、室外熱交換器内に液冷媒が流入し難く、圧縮機３への液バックが起こり難い。したがって、暖房運転を停止するために圧縮機３を停止した後、四方弁１３が冷房運転の状態に切り換わることなどだけでも、受液器などがなくても、室外熱交換器５内に液冷媒がほとんど溜まっていない状態にでき、室外ユニットを大型化させることなく圧縮機への液バックを抑制できる。

また、本実施形態では、暖房運転を開始するときに、四方弁１３が冷房運転の状態、室外膨張弁７が開いた状態、そして室外熱交換器５に付設された室外送風機５ａが停止した状態で冷房運転と同様の運転を行う場合、必ずしも室内膨張弁９を全閉にしたり、暖房運転に切り換えたときに室外膨張弁７を予め設定された開度にする必要はない。ただし、立ち上がり間を短縮したり、確実に圧縮機への液バックを抑制する上では、本実実施形態のような構成や運転方法にすることが望ましい。

また、暖房運転を停止するために圧縮機３を停止した後、四方弁１３が冷房運転の状態に切り換わり、室外膨張弁７は、四方弁１３が暖房運転の状態から冷房運転の状態に切り換るまでの間、全閉となり、四方弁１３が冷房運転の状態に切り換る際、予め設定された全開よりも小さい開度となる場合、四方弁１３が冷房運転の状態に切り換る際、必ずしも室内膨張弁９を全閉にする必要はない。ただし、立ち上がり間を短縮する上では、本実実施形態のような構成や運転方法にすることが望ましい。

また、本発明は、本実施形態の構成の空気調和装置に限らず、暖房運転と冷房運転を切り換えられる様々な構成の空気調和装置に適用できる。

本発明を適用してなる空気調和装置の一実施形態の概略構成及び動作を示す系統図である。 本発明を適用してなる空気調和装置の一実施形態の暖房運転を開始するときの室外膨張弁、室内膨張弁、室外送風機、及び四方弁の動作を示す図である。 本発明を適用してなる空気調和装置の一実施形態の暖房運転を停止するときの室外膨張弁、室内膨張弁、室外送風機、及び四方弁の動作を示す図である。

符号の説明

１ 冷媒循環管路
１ａ 液側接続配管
１ｂ ガス側接続配管
３ 圧縮機
５ 室外熱交換器
５ａ 室外送風機
７ 室外膨張弁
９ 室内膨張弁
１１ 室内熱交換器
１３ 四方弁
１９ 室外機制御部
２１ 室内機制御部

Claims (6)

1. 圧縮機、室外熱交換器、室外膨張弁、室内膨張弁、室内熱交換器を、順次、冷媒を循環させる配管で接続して冷凍サイクルを形成し、前記圧縮機の吐出側に設けられた切換手段により、該切換手段よりも冷媒の流れに対して下流側での冷媒の通流方向を切り換えて冷房運転と暖房運転を切り換える空気調和装置であり、
   暖房運転を開始するために前記圧縮機を起動したとき、前記切換手段が冷房運転の状態、前記室外膨張弁が開いた状態、及び前記室外熱交換器に付設された室外送風機が停止した状態で運転を行い、その後、前記切換手段が暖房運転の状態に切り換わって暖房運転を行うことを特徴とする空気調和装置。
2. 前記切換手段が冷房運転の状態、前記室外膨張弁が開いた状態、及び前記室外熱交換器に付設された室外送風機が停止した状態で運転を行っているとき、前記室内膨張弁が全閉となることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記切換手段が冷房運転の状態、前記室外膨張弁が開いた状態、及び前記室外熱交換器に付設された室外送風機が停止した状態で運転を行った後に前記切換手段が暖房運転の状態に切り換ったとき、前記室外膨張弁が予め設定された全開よりも小さい開度となることを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和装置。
4. 圧縮機、室外熱交換器、室外膨張弁、室内膨張弁、室内熱交換器を、順次、冷媒を循環させる配管で接続して冷凍サイクルを形成し、前記圧縮機の吐出側に設けられた切換手段により、該切換手段よりも冷媒の流れに対して下流側での冷媒の通流方向を切り換えて冷房運転と暖房運転を切り換える空気調和装置であり、
   暖房運転を停止するために前記圧縮機を停止した後、前記切換手段が冷房運転の状態に切り換わり、前記室外膨張弁は、前記切換手段が暖房運転の状態から冷房運転の状態に切り換るまでの間、全閉となり、前記切換手段が冷房運転の状態に切り換る際、予め設定された全開よりも小さい開度となることを特徴とする空気調和装置。
5. 暖房運転を停止するために前記圧縮機を停止した後、前記切換手段が冷房運転の状態に切り換わり、前記室外膨張弁は、前記切換手段が暖房運転の状態から冷房運転の状態に切り換るまでの間、全閉となり、前記切換手段が冷房運転の状態に切り換る際、予め設定された全開よりも小さい開度となることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の空気調和装置。
6. 前記室内膨張弁は、前記切換手段が冷房運転の状態に切り換る際、全閉となることを特徴とする請求項４または５に記載の空気調和装置。
   

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