JP2006258381A - Air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は空気調和機に関し、特に、室外熱交換器と室内熱交換器と圧縮機と膨張弁とを備えた空気調和機に関する。 The present invention relates to an air conditioner, and more particularly to an air conditioner including an outdoor heat exchanger, an indoor heat exchanger, a compressor, and an expansion valve.
従来より、空気調和機には、室外熱交換器と室内熱交換器と圧縮機と膨張弁とが設けられている。冷房時は、圧縮機で圧縮された冷媒が室外熱交換器で液化され、液化された冷媒が膨張弁で減圧され、減圧された冷媒が室内熱交換器で蒸発し、蒸発した冷媒が圧縮機に戻される。暖房時は、圧縮機で圧縮された冷媒が室内熱交換器で液化され、液化された冷媒が膨張弁で減圧され、減圧された冷媒が室外熱交換器で蒸発し、蒸発した冷媒が圧縮機に戻される(たとえば特許文献1参照)。
しかし、従来の空気調和機では、膨張弁の入口と出口の間の圧力差が大きくなると、冷媒の流量制御が困難になり、異常音が発生するという問題があった。この問題は、膨張弁の下側開口部から横側開口部に冷媒が流れる暖房時で特に顕著であった。 However, the conventional air conditioner has a problem that when the pressure difference between the inlet and outlet of the expansion valve becomes large, it becomes difficult to control the flow rate of the refrigerant and abnormal noise is generated. This problem was particularly noticeable during heating when the refrigerant flows from the lower opening of the expansion valve to the lateral opening.
それゆえに、この発明の主たる目的は、膨張弁の異常音の発生を防止することが可能な空気調和機を提供することである。 Therefore, a main object of the present invention is to provide an air conditioner that can prevent the occurrence of abnormal noise of an expansion valve.
この発明に係る空気調和機は、各々が空気と冷媒の熱交換を行なう第1および第2の熱交換器と、それぞれ第1および第2の熱交換器に空気を送る第1および第2の送風機と、第1の熱交換器で蒸発した冷媒を圧縮して第2の熱交換器に与える圧縮機と、第2の熱交換器で液化された冷媒を減圧して第1の熱交換器に与える膨張弁と、膨張弁の入口と出口の圧力差を検出する検出手段と、検出手段によって検出された圧力差が予め定められた値を超えたことに応じて圧縮機の駆動周波数を低下させる制御手段とを備えたものである。したがって、膨張弁の入口と出口の圧力差を所定値以下に調整することができ、膨張弁の異常音の発生を防止することができる。 The air conditioner according to the present invention includes first and second heat exchangers each for exchanging heat between air and refrigerant, and first and second air for sending air to the first and second heat exchangers, respectively. A blower, a compressor that compresses the refrigerant evaporated by the first heat exchanger and applies it to the second heat exchanger, and a first heat exchanger that decompresses the refrigerant liquefied by the second heat exchanger. An expansion valve, a detection means for detecting the pressure difference between the inlet and the outlet of the expansion valve, and the compressor drive frequency is lowered when the pressure difference detected by the detection means exceeds a predetermined value. And a control means for making it. Therefore, the pressure difference between the inlet and outlet of the expansion valve can be adjusted to a predetermined value or less, and abnormal noise of the expansion valve can be prevented.
好ましくは、検出手段は、膨張弁の入口と出口の温度差を検出し、制御手段は、検出手段によって検出された温度差が予め定められた温度差を超えた場合に膨張弁の入口と出口の圧力差が予め定められた値を超えたと判断する。この場合は、圧力差を容易にモニタすることができる。 Preferably, the detection means detects a temperature difference between the inlet and outlet of the expansion valve, and the control means detects that the temperature difference detected by the detection means exceeds a predetermined temperature difference. Is determined to have exceeded a predetermined value. In this case, the pressure difference can be easily monitored.
また好ましくは、制御手段は、検出手段によって検出された圧力差が予め定められた値を超えている場合は、圧縮機の駆動周波数を所定時間毎に所定周波数ずつ低下させる。この場合は、より確実に圧力差を小さくすることができる。 Further preferably, when the pressure difference detected by the detecting means exceeds a predetermined value, the control means decreases the driving frequency of the compressor by a predetermined frequency every predetermined time. In this case, the pressure difference can be reduced more reliably.
また好ましくは、制御手段は、検出手段によって検出された圧力差が予め定められた値を超えたことに応じて、圧縮機の駆動周波数を低下させるとともに、第1の送風機の送風能力を低下させる。この場合は、より確実に圧力差を小さくすることができる。 Preferably, the control means lowers the driving frequency of the compressor and lowers the blowing capacity of the first blower in response to the pressure difference detected by the detection means exceeding a predetermined value. . In this case, the pressure difference can be reduced more reliably.
また好ましくは、膨張弁は、弁座と、該弁座の中心線に沿って移動可能に設けられた弁棒とを含み、膨張弁の入口は、弁棒の長さ方向に設けられ、膨張弁の出口は、弁棒の長さ方向と直交する方向に設けられている。本願発明は、この場合に特に有効である。 Preferably, the expansion valve includes a valve seat and a valve rod provided so as to be movable along the center line of the valve seat, and an inlet of the expansion valve is provided in a length direction of the valve rod, The outlet of the valve is provided in a direction orthogonal to the length direction of the valve stem. The present invention is particularly effective in this case.
また好ましくは、第1の熱交換器は室外に設けられ、第2の熱交換器は室内に設けられている。 Preferably, the first heat exchanger is provided outdoors and the second heat exchanger is provided indoors.
以上のように、この発明によれば、膨張弁の入口と出口の間の圧力差を所定値以下に調整するので、冷媒の流量制御が困難になったり、異常音が発生することがない。 As described above, according to the present invention, the pressure difference between the inlet and the outlet of the expansion valve is adjusted to a predetermined value or less, so that it becomes difficult to control the flow rate of the refrigerant and no abnormal noise is generated.
図1は、この発明の一実施の形態による空気調和機の冷房/暖房サイクルを示す図である。図1において、この空気調和機は、室外ユニット1と室内ユニット10を備える。
FIG. 1 is a diagram showing a cooling / heating cycle of an air conditioner according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the air conditioner includes an
室外ユニット1は、室外熱交換器2、室外送風機3、四方弁4、圧縮機5、膨張弁6、およびサーミスタ7,8を含み、室内ユニット10は室内熱交換器11および室内送風機12を含む。室外熱交換器2は、冷媒と室外空気の熱交換を行なう。室外送風機3は、室外熱交換器2に室外空気を供給する。四方弁4は、冷房時は圧縮機5の吸込口5aおよび吐出口5bをそれぞれ室内熱交換器11および室外熱交換器2に接続し、暖房時は圧縮機5の吸込口5aおよび吐出口5bをそれぞれ室外熱交換器2および室内熱交換器11に接続する。圧縮機5は、蒸発した冷媒を圧縮する。膨張弁6は、液化した冷媒を減圧する。
The
図2は、図1に示した膨張弁6の構成を示す断面図である。図2において、膨張弁6は弁本体20を含む。弁本体20の内部には、リング状の弁座21が形成され、弁座21の中心線に沿って弁棒22が配置されている。弁棒22の下端は円錐状に形成されており、弁棒22は弁座21に対して近づきまたは離れる方向すなわち図中上下方向に移動可能に設けられている。弁本体20の横側開口部には横銅管23が接合され、弁本体20の下側開口部には下銅管24が接合されている。横銅管23は室外熱交換器2に接続され、下銅管24は室内熱交換器11に接続される。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the
また、弁本体20の上部には、弁棒22を上下動させるためのステッピングモータ25が設けられている。ステッピングモータ25のロータ26は弁棒22の上端部に結合されている。弁本体20の上部外周部にはネジ溝が形成されており、ロータ26の内周部はそのネジ溝に螺合されている。ステッピングモータ25のステータ27の電磁コイル28に正パルスを与えるとロータ26が正方向に所定角度だけ回転して弁棒22が所定距離だけ弁座21に近づく。電磁コイル28に負パルスを与えるとロータ26が負方向に所定角度だけ回転して弁棒22が所定距離だけ弁座21から離れる。弁棒22を上下動させることにより、弁棒22の先端部と弁座21の隙間面積を変化させて、そこを通過する冷媒の流量を調節することができる。
Further, a
この膨張弁6は、冷房時は、室外熱交換器2から横銅管23を介して与えられる冷媒を減圧して下銅管24を介して室内熱交換器11に与え、暖房時は、室内熱交換器11から下銅管24を介して与えられる冷媒を減圧して横銅管23を介して室外熱交換器2に与える。この膨張弁6では、下側開口部に供給される冷媒と上側開口部から吐出される冷媒との圧力差が所定値以上になると冷媒の流量制御が困難になり、異常音が発生する。
The
図1に戻って、サーミスタ7は、膨張弁6の下銅管24の温度T1を検出し、検出値を示す信号を出力する。サーミスタ8は、膨張弁6の横銅管23の温度T2を検出し、検出値を示す信号を出力する。サーミスタ7,8の検出温度T1,T2の差は、暖房時における膨張弁6の入口と出口の圧力差と相関があるので、サーミスタ7,8の検出温度T1,T2の差をモニタすることにより暖房時における膨張弁6の入口と出口の圧力差を簡単な構成でモニタすることができる。室内熱交換器11は、冷媒と室内空気の熱交換を行なう。室外送風機12は、室内熱交換器11に室外空気を供給する。
Returning to FIG. 1, the
図3は、この空気調和機の電気回路図である。図3において、この空気調和機は、制御部30、スイッチ31〜33およびインバータ34を含む。室外送風機3とスイッチ31、室外送風機12とスイッチ32、四方弁4とスイッチ33は、それぞれ電源端子間に直列接続されている。スイッチ31,32がオンされると、それぞれ室外送風機3および室外送風機12に電源電圧が供給される。スイッチ33がオンされるかオフされるかにより四方弁4の接続状態の切換えが行なわれる。インバータ35は、制御部30の指示に応じた周波数の交流電圧を圧縮機5に与える。
FIG. 3 is an electric circuit diagram of the air conditioner. In FIG. 3, the air conditioner includes a
制御部30は、操作部(図示せず)からの信号(冷房/暖房の切換を指示する信号、駆動の開始/停止を指示する信号、冷房能力のレベルを指示する信号、暖房能力のレベルを指示する信号など)とサーミスタ7,8の出力信号とに基づいて、スイッチ31〜33のオン/オフ制御、室外送風機3の送風量の制御、室内送風機12の送風量の制御、四方弁4の切換制御、膨張弁6の開度の制御、インバータ35の出力電圧の周波数の制御などを行なう。
The
特に、制御部30は、暖房時にサーミスタ7,8の検出温度T1,T2の差T1−T2が所定温度TR以上である場合は、圧縮機5の駆動周波数を所定周波数Δfだけ下げる。これにより、膨張弁6に供給される冷媒の圧力を下げて膨張弁6の入口と出口の圧力差を下げることができる。
In particular, when the difference T1-T2 between the detected temperatures T1 and T2 of the
次に、この空気調和機の動作について説明する。ユーザによって冷房運転の開始が指示されると、スイッチ31〜33がオンされて室外送風機3および室内送風機12が駆動されるとともに、四方弁4によって圧縮機5の吸込口5aおよび吐出口5bがそれぞれ室内熱交換器11および室外熱交換器2に接続される。また、膨張弁6の開度が所定値に設定され、圧縮機5の運転が開始される。
Next, the operation of this air conditioner will be described. When the start of the cooling operation is instructed by the user, the switches 31 to 33 are turned on to drive the
圧縮機5で圧縮された冷媒ガスは室外熱交換器2に送られる。この冷媒ガスは、室外熱交換器2で室外空気と熱交換し、凝縮液化する。この凝縮液は膨張弁6で減圧され、室内熱交換器11内で蒸発して気化熱を奪い、室内熱交換器11を冷却させる。室内空気は、室内送風機12によって室内熱交換器11に送られて冷却および除湿される。蒸発した冷媒ガスは圧縮機5に戻り、冷房サイクルが繰り返される。
The refrigerant gas compressed by the compressor 5 is sent to the
また、ユーザによって暖房運転の開始が指示されると、スイッチ31,32がオンされるとともにスイッチ33がオフされ、室外送風機3および室内送風機12が駆動されるとともに、四方弁4によって圧縮機5の吸込口5aおよび吐出口5bがそれぞれ室外熱交換器2および室内熱交換器11に接続される。また、膨張弁6の開度が所定値に設定され、圧縮機5の運転が開始される。
When the user instructs the start of the heating operation, the
圧縮機5で圧縮された冷媒ガスは室内熱交換器11に送られる。この冷媒ガスは、室内熱交換器11で室内空気と熱交換し、凝縮液化する。冷媒の凝縮熱によって室内空気が加熱される。冷媒の凝縮液は膨張弁6で減圧され、室外熱交換器2内で蒸発する。蒸発した冷媒ガスは圧縮機5に戻り、暖房サイクルが繰り返される。
The refrigerant gas compressed by the compressor 5 is sent to the
暖房時に膨張弁6の入口と出口の圧力差が所定値以上になると、膨張弁6において冷媒の流量調整が不能になり、異常音が発生する。このような状態は、たとえば気温が比較的高いのに暖房能力が高く設定され、室外熱交換器2で冷媒の蒸発が促進されるとともに圧縮機5の駆動周波数が高められた場合に発生する。本願発明では、このような場合は圧縮機5の駆動周波数を強制的に低下させる。
If the pressure difference between the inlet and the outlet of the
すなわち図4に示すように、ステップS1において所定時間が経過するのを待ち、ステップS2においてサーミスタ7,8によって膨張弁6の入口温度T1と出口温度T2を検出する。ステップS3において膨張弁6の入口温度T1と出口温度T2の差T1−T2が所定温度TR以上であるか否かを判別し、T1−T2≧TRでない場合はステップS1に戻り、T1−T2≧TRである場合はステップS4において圧縮機5の駆動周波数を所定周波数Δfだけ低下させる。これにより、所定時間毎に圧縮機5の吐出ガスの圧力を下げて膨張弁6の入口と出口の圧力差を上げることができ、膨張弁6の異常音の発生を防止することができる。
That is, as shown in FIG. 4, after waiting for a predetermined time in step S1, the
なお、ステップS4において圧縮機5の駆動周波数を所定周波数Δfだけ低下させとともに、室外送風機3の送風量を所定量だけ低下させてもよい。この場合は、室外熱交換器2における冷媒の蒸発を抑制することができ、圧縮機5の吐出ガスの圧力を一層下げることができる。
In step S4, the drive frequency of the compressor 5 may be decreased by a predetermined frequency Δf, and the air flow rate of the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 室外ユニット、2 室外熱交換器、3 室外送風機、4 四方弁、5 圧縮機、6 膨張弁、7,8 サーミスタ、10 室内ユニット、11 室内熱交換器、12 室内送風機、20 弁本体、21 弁座、22 弁棒、23 横銅管、24 下銅管、25 ステッピングモータ、26 ロータ、27 ステータ、28 電磁コイル、30 制御部、31〜33 スイッチ、35 インバータ。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
それぞれ前記第1および第2の熱交換器に空気を送る第1および第2の送風機、
前記第1の熱交換器で蒸発した冷媒を圧縮して前記第2の熱交換器に与える圧縮機、
前記第2の熱交換器で液化された冷媒を減圧して前記第1の熱交換器に与える膨張弁、
前記膨張弁の入口と出口の圧力差を検出する検出手段、および
前記検出手段によって検出された圧力差が予め定められた値を超えたことに応じて前記圧縮機の駆動周波数を低下させる制御手段を備える、空気調和機。 First and second heat exchangers each for heat exchange between air and refrigerant;
First and second blowers for sending air to the first and second heat exchangers, respectively
A compressor that compresses the refrigerant evaporated in the first heat exchanger and applies the compressed refrigerant to the second heat exchanger;
An expansion valve that depressurizes the refrigerant liquefied in the second heat exchanger and applies the refrigerant to the first heat exchanger;
Detection means for detecting the pressure difference between the inlet and outlet of the expansion valve, and control means for lowering the drive frequency of the compressor in response to the pressure difference detected by the detection means exceeding a predetermined value An air conditioner.
前記制御手段は、前記検出手段によって検出された温度差が予め定められた温度差を超えた場合に前記膨張弁の入口と出口の圧力差が前記予め定められた値を超えたと判断する、請求項1に記載の空気調和機。 The detecting means detects a temperature difference between an inlet and an outlet of the expansion valve;
The control means determines that the pressure difference between the inlet and outlet of the expansion valve exceeds the predetermined value when the temperature difference detected by the detecting means exceeds a predetermined temperature difference. Item 2. The air conditioner according to Item 1.
前記膨張弁の入口は、前記弁棒の長さ方向に設けられ、
前記膨張弁の出口は、前記弁棒の長さ方向と直交する方向に設けられている、請求項1から請求項4までのいずれかに記載の空気調和機。 The expansion valve includes a valve seat and a valve rod provided to be movable along a center line of the valve seat;
The inlet of the expansion valve is provided in the length direction of the valve stem;
The air conditioner according to any one of claims 1 to 4, wherein an outlet of the expansion valve is provided in a direction orthogonal to a length direction of the valve rod.
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