JP2009162475A - 空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】空気調和装置1は、冷媒回路20と制御部6とを備えている。冷媒回路20は、圧縮機10、蒸発器11、凝縮器12及び複数の電動弁13〜16が配管によって接続されている。制御部6は、圧縮機10の起動及び電動弁13〜16の弁開度を制御する。また、制御部6は、圧縮機10を起動させるときに、通常起動制御と短縮起動制御とを実行可能であり、所定の条件で、短縮起動制御を選択し実行する。通常起動制御は、電動弁を全閉にして弁開度の基準位置を確認する初期化動作を、全ての電動弁13〜16に行なわせた後に圧縮機10を起動させる。短縮起動制御、少なくとも1つの電動弁15の初期化動作を、圧縮機10の起動開始後に行なわせる。
【選択図】図6
Description
図1は、本発明の一実施形態に係る空気調和装置の冷媒回路図である。図1において、空気調和装置1は、室内ユニット2と、室内ユニット2に配管18a,18bを介して連結される室外ユニット3とを有している。室内ユニット2は、電算機室内に設置されており、室外ユニット3は、屋外に設置されている。空気調和装置1は、第1冷媒回路20aと第2冷媒回路20bという2系統の冷媒回路を形成している。第1冷媒回路20a及び第2冷媒回路20bそれぞれは同様の構成を有しており、それらの冷媒回路内を循環する冷媒は、室内ユニット2側においては電算機室内の空気との間で熱交換を行い吸熱し、室外ユニット3側においては外気との間で熱交換を行い放熱する。
以下に、空気調和装置1の2系統の冷媒回路のうち第1冷媒回路20aを例に挙げて、冷媒が第1冷媒回路20a内を循環する様子について説明する。(なお、第1冷媒回路20aの第1圧縮機10aは、室内ユニット2内に配置されているが、これに限定されるものではなく、室外ユニット3内でもよい)。図1において、室内ユニット2側の第1圧縮機10aは、ガス冷媒を吸入して低圧状態から高圧状態へ圧縮し、この高圧状態のガス冷媒を吐出して室外ユニット3側へと送り込む。室外ユニット3側では、室内ユニット2側から送られてきた高圧状態のガス冷媒が第1凝縮器12aへと導かれ、第1凝縮器12aにおいて外気との間で熱交換を行って凝縮する。
図2は、室内ユニット2の内部中央が視える正面図であり、図3は、室内ユニット2の内部が視える左側面図である。図2および図3においては、図の簡素化のために、主要部品以外の部品が一部省略されている。
(蒸発器)
蒸発器11は、クロスフィンチューブ式の熱交換器であり、室内ユニット2を左側面板40c側から見て略V字形状を有している。蒸発器11のV字の頂点は、下方を向いている。蒸発器11は、正面板40a側から見て電装品箱60の奥側に配置されており、左右方向におおよそ正面板40aと同じ幅を有している。
ドレンパン46は、板金製の皿形状の導水路であり、蒸発器11の表面において結露したドレン水を回収し、ケーシング40の外部に連通するドレン管47へと案内する。ドレンパン46は、蒸発器11のV字の頂点部分に沿ってその真下に配置されており、正面板40a側から見て左右方向におおよそ蒸発器11と同じ幅を有している。これにより、ドレンパン46は、蒸発器11の表面から落下するドレン水を受け取ることができるようになっている。
正面板40a側から見て、第1室内ファン31と第2室内ファン32とは、両軸モータ30を挟むように並べられており、両軸モータ30の右側に第1室内ファン31が配置され、両軸モータ30の左側に第2室内ファン32が配置されている。第1室内ファン31及び第2室内ファン32は、いずれもシロッコファンである。
圧縮機10は、制御部6によって回転数が制御される容量可変のインバータ圧縮機であり、空間S3の前方(正面板40a側)に配置されている。圧縮機10の上方には、付属機器が取り付けられており、圧縮機10とその付属機器とを含めた高さは、空間S3の高さを超えて、空間S2まで占有している。その結果、空間S2に段差面49が形成されている。
室内電動膨張弁13,14、室外メイン電動弁15及び室外バイパス電動弁16は、いずれもステッピングモータによって弁が開く機構を有しており、総称して電動弁と呼ぶ。電動弁は、弁が完全に閉じた状態を原点位置とし、ステッピンッグモータに入力されるパルス数に応じて弁が開く。
図2,図3において、空間S1の正面板40a側に電装品箱60が設置されている。電装品箱60は、略直方体形状の箱であり、その内部には、制御部6を構成する電子部品及び電子回路が収容されている。図4は、本発明の一実施形態に係る空気調和装置の制御ブロック図であり、図4において、制御部6は、マイコン62、メモリ63、第1インバータ回路64、第2インバータ回路65、第1駆動回路66、第2駆動回路67、第3駆動回路68、及びリレー回路69を搭載している。
本実施形態では、各電動弁は、弁が全閉となる原点位置にあるとき、正のパルスをYパルス以上入力されることによって、弁が全開する。また、弁が全開位置にあるとき、負のパルスをYパルス以上入力されることによって、弁が全閉する。Yパルスを入力するために要する時間は、0.5分程度である。
(通常起動制御)
図5は、圧縮機の通常起動制御時の電動弁の初期化動作のタイムチャートである。図5において、第1圧縮機10a及び第2圧縮機10bが起動する前に、室内ユニット2側では、第1室内電動膨張弁13a,14aが順に初期化動作を開始し、同時に、第2室内電動膨張弁13b,14bが順に初期化動作を開始する。また、同時に、室外ユニット3側では、第1室外バイパス電動弁16a、第2室外バイパス電動弁16b、第1室外メイン電動弁15a及び第2室外メイン電動弁15bが順に初期化動作を開始する。
図6は、圧縮機の短縮起動制御時の電動弁の初期化動作のタイムチャートである。図6において、第1圧縮機10a及び第2圧縮機10bが起動する前に、室内ユニット2側では、第1室内電動膨張弁13a,14aが順に初期化動作を開始し、同時に、第2室内電動膨張弁13b,14bが順に初期化動作を開始する。また、同時に、室外ユニット3側では、第1室外バイパス電動弁16a及び第2室外バイパス電動弁16bが順に初期化動作を開始する。
通常、空気調和装置1の運転状態には、室内温度が設定温度となって圧縮機10が停止しているサーモOFF状態と、室内温度が設定温度となるように圧縮機10が稼動しているサーモON状態とがある。
(1)
空気調和装置1では、短縮起動制御によって、室外メイン電動弁15の初期化動作の完了を待たずに圧縮機10が起動するので、通常起動制御に比べて早く圧縮機が起動する。例えば、熱源を有する部屋を冷却している場合、停電等による瞬時停止から圧縮機10を再起動するときには、少しでも起動時間を短くして部屋の温度上昇を抑制する必要があるので、短縮起動制御を選択することによって圧縮機10を早期に起動させ温調を開始することができる。
空気調和装置1では、制御部6が、圧縮機10が運転しているときに運転フラグを立ててその運転フラグをメモリ63に書き込んでいる。そして、制御部6は、圧縮機10を再起動させるとき、メモリ63からその運転フラグを読み取った場合には短縮起動制御を実行し、その運転フラグを読み取らなかった場合には通常起動制御を実行する。即ち、制御部6は、圧縮機10の再起動時にメモリ63内の運転フラグの有無を確認することによって、先の停止が停電による停止であったのか否かを判断することができる。その結果、停電を検知するための高価な装置を備える必要がなくなる。
空気調和装置1では、圧縮機10起動後に室外メイン電動弁15が全閉になったとき、冷媒はバイパス配管19を通ることができるので、冷媒回路20の高圧側が異常上昇することがない。また、圧縮機10停止時には、室外電磁開閉弁17がバイパス配管19の冷媒流れを止めることができるので、ホットガスがバイパス配管から蒸発器へ流入しない。
6 制御部
10 圧縮機
10a 第1圧縮機
10b 第2圧縮機
11 蒸発器
11a 第1蒸発器
11b 第2蒸発器
12 凝縮器
12a 第1凝縮器
12b 第2凝縮器
13,14 室内電動膨張弁
13a,14a 第1室内電動膨張弁
13b,14b 第2室内電動膨張弁
15 室外メイン電動弁
15a 第1室外メイン電動弁
15b 第2室外メイン電動弁
16 室外バイパス電動弁
16a 第1室外バイパス電動弁
16b 第2室外バイパス電動弁
17 室外電磁開閉弁
17a 第1室外電磁開閉弁
17b 第2室外電磁開閉弁
19 バイパス配管
19a 第1バイパス配管
19b 第2バイパス配管
20 冷媒回路
20a 第1冷媒回路
20b 第2冷媒回路
63 メモリ
66 第1駆動回路
67 第2駆動回路
68 第3駆動回路
Claims (8)
- 圧縮機(10)、蒸発器(11)、凝縮器(12)及び複数の電動弁(13〜16)が配管によって接続された冷媒回路(20)と、
前記圧縮機(10)の起動及び前記電動弁(13〜16)の弁開度を制御する制御部(6)と、
を備え、
前記制御部(6)は、前記圧縮機(10)を起動させるときに、
前記電動弁(13〜16)を全閉にして弁開度の基準位置を確認する初期化動作を、全ての前記電動弁(13〜16)に行なわせた後に前記圧縮機(10)を起動させる通常起動制御と、
少なくとも1つの前記電動弁の前記初期化動作を、前記圧縮機(10)の起動開始後に行なわせる短縮起動制御と、
を実行可能であり、
所定の条件で、前記短縮起動制御を選択し実行する。
空気調和装置(1)。 - 前記所定の条件は、停止した前記圧縮機(10)を再起動させることである、
請求項1に記載の空気調和装置(1)。 - 前記制御部(6)は、停止した前記圧縮機(10)を再起動させる際に先の停止が停電による停止か否かを判断し、停電によって停止していた前記圧縮機(10)を再起動させる場合には前記短縮起動制御を実行する、
請求項2に記載の空気調和装置(1)。 - 前記制御部(6)は、
不揮発性のメモリ(63)を有し、
前記圧縮機(10)が運転しているときに運転フラグを立てて前記運転フラグを前記メモリ(63)に書き込み、
前記圧縮機(10)を再起動させるとき、前記メモリ(63)から前記運転フラグを読み取った場合には前記短縮起動制御を実行し、前記運転フラグを読み取らなかった場合には前記通常起動制御を実行する、
請求項3に記載の空気調和装置(1)。 - 複数の前記電動弁(13〜16)には、冷媒を前記凝縮器(12)から前記蒸発器(11)に向わせる配管の途中に接続される主要電動弁(15)が含まれ、
前記冷媒回路(20)には、前記主要電動弁(15)を避けて前記蒸発器(11)へ冷媒を向わせるバイパス配管(19)がさらに接続されており、
前記短縮起動制御では、前記制御部(6)が、前記圧縮機(10)の起動開始後に前記主要電動弁(15)に前記初期動作を行わせる、
請求項1に記載の空気調和装置(1)。 - 前記冷媒回路(20)には、前記バイパス配管(19)の冷媒流路を開閉する開閉弁(17)がさらに接続されている、
請求項5に記載の空気調和装置(1)。 - 前記制御部(6)は、前記短縮起動制御に基づいて前記主要電動弁(15)に前記初期化動作を行わせている間、前記開閉弁(17)に開動作を行わせる、
請求項6に記載の空気調和装置(1)。 - 前記制御部(6)は、複数の前記電動弁(13〜16)を駆動する複数の駆動回路(66〜68)を有し、
1つの前記駆動回路が、1つ以上の前記電動弁を駆動する、
請求項1に記載の空気調和装置(1)。
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