JP2010243149A - 空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】圧縮機構による液圧縮を抑制させるための制御を応答性よく行うことが可能な空気調和装置を提供する。
【解決手段】圧縮機21、室外熱交換器23、電動膨張弁24および室内熱交換器41を含む空気調和装置1であって、コイル68、第2圧力センサ29g、電磁誘導サーミスタ14および制御部11を備えている。コイル68は、アキューム管Fの外側に設けられた磁性体管F2を誘導加熱させるために磁界を生じさせる。制御部11は、第2圧力センサ29gおよび電磁誘導サーミスタ14によって把握される吸入冷媒の過熱度が所定過熱度未満の過熱状態となった場合に、コイル68に磁界を生じさせるか増大させる。
【選択図】図9
【解決手段】圧縮機21、室外熱交換器23、電動膨張弁24および室内熱交換器41を含む空気調和装置1であって、コイル68、第2圧力センサ29g、電磁誘導サーミスタ14および制御部11を備えている。コイル68は、アキューム管Fの外側に設けられた磁性体管F2を誘導加熱させるために磁界を生じさせる。制御部11は、第2圧力センサ29gおよび電磁誘導サーミスタ14によって把握される吸入冷媒の過熱度が所定過熱度未満の過熱状態となった場合に、コイル68に磁界を生じさせるか増大させる。
【選択図】図9
Description
本発明は、空気調和装置に関する。
従来より、圧縮機を液圧縮から保護するために、圧縮機に吸入される冷媒が液体状態となることなく気体状態となるように、冷媒循環量等を制御する空気調和装置が知られている。
例えば、以下に示す特許文献1(特開平7−120083号公報)に記載の空気調和装置では、電動膨張弁の弁開度を締めるように制御することで冷媒循環量を下げて、圧縮機の液圧縮が生じないようにしている。
上述の特許文献1(特開平7−120083号公報)記載の技術では、電動膨張弁の弁開度を制御しているため、制御の応答性を良好にすることが難しい。すなわち、特許文献1に記載の電動膨張弁の開度を下げた場合であっても、このような循環量の低下によって圧縮機の液圧縮を防止する効果が生じるのは、締め気味に制御された電動膨張弁を未だ通過していない冷媒が圧縮機にまで達した時点以降のことである。このため、締め気味に制御された電動膨張弁を既に通過しており、電動膨張弁から圧縮機の吸入側の間を流れており、すぐに圧縮機に吸入される冷媒については、液圧縮の発生を防止することが困難な場合がある。
本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、圧縮機構による液圧縮を抑制させるための制御を応答性よく行うことが可能な空気調和装置を提供することにある。
第1の観点にかかる空気調和装置は、圧縮機構、冷媒冷却器、膨張機構および冷媒加熱器を少なくとも含む空気調和装置であって、磁界発生部、冷媒状態把握部および制御部を備えている。磁界発生部は、冷媒配管、および/または、冷媒配管中を流れる冷媒と熱的接触をする部材、を誘導加熱させるために磁界を生じさせる。この冷媒配管は、圧縮機構と冷媒冷却器と膨張機構と冷媒加熱器に冷媒を循環させるための配管である。冷媒状態把握部は、少なくとも圧縮機構が吸入する冷媒の状態を把握する。制御部は、冷媒状態把握部が把握する冷媒の状態が湿り蒸気もしくは所定過熱度未満の過熱状態となった場合に、磁界発生部に磁界を発生させるもしくは発生させる磁界を増大させる誘導加熱制御を行う。
この空気調和装置では、冷媒配管を流れて循環している冷媒を誘導加熱することで、短時間で急速に温度上昇させることができる。このため、冷媒の乾き度もしくは過熱度を急速に上げることができる。これにより、圧縮機構における液圧縮の発生を短時間で抑制させることができ、圧縮機構による液圧縮を抑制させるための制御を応答性よく行うことが可能になる。
第2の観点にかかる空気調和装置は、第1の観点にかかる空気調和装置において、磁界発生部は、冷媒配管のうち圧縮機構の吸入側における吸入冷媒配管、および/または、吸入冷媒配管中を流れる冷媒と熱的接触をする部材、を誘導加熱させるための磁界を生じさせる。
この空気調和装置では、圧縮機構からかなり離れた冷媒配管を流れる冷媒ではなくて圧縮機構に吸入される直前の冷媒を迅速に加熱させることができる。このため、誘導加熱制御を開始した後、圧縮機構での液圧縮が抑制されるまでに要する時間を短縮化させることが可能になる。
第3の観点にかかる空気調和装置は、第1の観点または第2の観点にかかる空気調和装置において、制御部は、冷媒状態把握部が把握する冷媒の状態が湿り蒸気もしくは所定過熱度未満の過熱状態となった場合に、膨張機構の開度を狭める膨張開度制御を行う。
この空気調和装置では、膨張機構の開度を狭めることで、冷媒加熱器を通過して圧縮機構に吸入される冷媒量を少なくすることができる。よって、冷媒加熱器における負担が小さく抑えられ、圧縮機構の吸入冷媒に適度の過熱度をもたせることができるようになる。これにより、磁界発生部によって誘導加熱を行う誘導加熱制御だけでなく膨張開度制御を利用することができるため、液圧縮を確実に防止することが可能になる。
第4の観点にかかる空気調和装置は、第3の観点にかかる空気調和装置において、制御部は、膨張開度制御を、第1所定条件を満たした後に開始する。ここで、第1所定条件を満たすとは、誘導加熱制御を開始した時点から第1所定時間が経過するか、もしくは、誘導加熱制御が開始された後に冷媒状態把握部が把握する冷媒の状態が第1所定状態になるか、の少なくともいずれかの条件を満たすことをいう。
この空気調和装置では、磁界発生部によって誘導加熱を行う誘導加熱制御により液圧縮の状態を回避できる場合には、膨張開度制御を行わないようにすることができる。これにより、冷凍サイクルにおける冷媒循環量を下げる程度を小さく抑えて、冷凍能力の低下を小さく抑えつつ液圧縮を防止することが可能になる。
第5の観点にかかる空気調和装置は、第3の観点にかかる空気調和装置において、制御部は、誘導加熱制御を、第2所定条件を満たした後に開始する。ここで、第2所定条件を満たすとは、膨張開度制御を開始した時点から第2所定時間が経過するか、もしくは、膨張開度制御が開始された後に冷媒状態把握部が把握する冷媒の状態が第2所定状態になるか、の少なくともいずれかの条件を満たすことをいう。
この空気調和装置では、膨張開度制御によって液圧縮の状態を回避できる場合には、磁界発生部によって誘導加熱を行う誘導加熱制御を行わないようにすることができる。これにより、磁界発生部に供給する電力を少なく抑えつつ液圧縮を防止することが可能になる。
第6の観点にかかる空気調和装置は、第3の観点にかかる空気調和装置において、制御部は、誘導加熱制御と膨張開度制御とを同時に行う。
この空気調和装置では、磁界発生部によって誘導加熱を行う誘導加熱制御により液圧縮の状態を回避できない場合が生じたとしても、さらに膨張開度制御を併せて行うことで、液圧縮の状態を確実に回避させることができるようになる。また、同様に、膨張開度制御によって液圧縮の状態を回避できない場合が生じたとしても、さらに誘導加熱制御を併せて行うことで、液圧縮の状態を確実に回避させることができるようになる。
第7の観点にかかる空気調和装置は、第3の観点から第6の観点のいずれかにかかる空気調和装置において、膨張開度制御は、膨張機構の開度の上限を低下させる制御である。
この空気調和装置では、膨張機構の開度の上限を低下させるように定めることで、膨張機構の開度を閉じた状態から低下された上限までの間で開度制御を行うことができるようになる。
第8の観点にかかる空気調和装置は、第7の観点にかかる空気調和装置において、過冷却度把握部をさらに備えている。過冷却度把握部は、冷媒冷却器を通過した後であって膨張機構を通過する前の冷媒の過冷却度を把握する。制御部は、過冷却度把握部が把握する過冷却度が所定過冷却度条件を満たすことを目標として、膨張機構が上限開度以下の開度範囲内で膨張機構の開度を制御する過冷却度制御を行う。
この空気調和装置では、過冷却制御を成立させるために膨張機構の開度を十分に締めることができない場合であっても、誘導加熱制御を行うことで液圧縮を防止することができる。このため、冷媒冷却器から膨張機構に向かう冷媒の過冷却度が所定過冷却条件を満たすように過冷却度制御を行っている場合であっても、液圧縮を防止させることができるようになる。
第1の観点にかかる空気調和装置では、圧縮機構における液圧縮の発生を短時間で抑制させることができ、圧縮機構による液圧縮を抑制させるための制御を応答性よく行うことが可能になる。
第2の観点にかかる空気調和装置では、誘導加熱制御を開始した後、圧縮機構での液圧縮が抑制されるまでに要する時間を短縮化させることが可能になる。
第3の観点にかかる空気調和装置では、磁界発生部によって誘導加熱を行う誘導加熱制御だけでなく膨張開度制御を利用することができるため、液圧縮を確実に防止することが可能になる。
第4の観点にかかる空気調和装置では、冷凍サイクルにおける冷媒循環量を下げる程度を小さく抑えて、冷凍能力の低下を小さく抑えつつ液圧縮を防止することが可能になる。
第5の観点にかかる空気調和装置では、磁界発生部に供給する電力を少なく抑えつつ液圧縮を防止することが可能になる。
第6の観点にかかる空気調和装置では、液圧縮の状態を確実に回避させることができるようになる。
第7の観点にかかる空気調和装置では、膨張機構の開度を閉じた状態から低下された上限までの間で開度制御を行うことができるようになる。
第8の観点にかかる空気調和装置では、冷媒冷却器から膨張機構に向かう冷媒の過冷却度が所定過冷却条件を満たすように過冷却度制御を行っている場合であっても、液圧縮を防止させることができるようになる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態における電磁誘導加熱ユニット6を備えた空気調和装置1を例に挙げて説明する。
<第1実施形態>
<1−1>空気調和装置1
図1に、空気調和装置1の冷媒回路10を示す冷媒回路図を示す。
<1−1>空気調和装置1
図1に、空気調和装置1の冷媒回路10を示す冷媒回路図を示す。
空気調和装置1は、熱源側装置としての室外機2と、利用側装置としての室内機4とが冷媒配管によって接続されて、利用側装置が配置された空間の空気調和を行うものであって、圧縮機21、四路切換弁22、室外熱交換器23、電動膨張弁24、アキュームレータ25、室外ファン26、室内熱交換器41、室内ファン42、ホットガスバイパス弁27、キャピラリーチューブ28および電磁誘導加熱ユニット6等を備えている。
圧縮機21、四路切換弁22、室外熱交換器23、電動膨張弁24、アキュームレータ25、室外ファン26、ホットガスバイパス弁27、キャピラリーチューブ28および電磁誘導加熱ユニット6は、室外機2内に収容されている。室内熱交換器41および室内ファン42は、室内機4内に収容されている。
冷媒回路10は、吐出管A、室内側ガス管B、室内側液管C、室外側液管D、室外側ガス管E、アキューム管F、吸入管Gおよびホットガスバイパス回路Hを有している。室内側ガス管Bおよび室外側ガス管Eは、ガス状態の冷媒が多く通過するものではあるが、通過する冷媒をガス冷媒に限定しているものではない。室内側液管Cおよび室外側液管Dは、液状態の冷媒が多く通過するものではあるが、通過する冷媒を液冷媒に限定しているものではない。
吐出管Aは、圧縮機21と四路切換弁22とを接続している。吐出管Aには、通過する冷媒温度を検知する吐出温度センサ29dが設けられている。なお、圧縮機21には、電流供給部21eが電流の供給を行う。この電流供給部21eの供給電力量は、圧縮機電力検知部29fが検知している。室内側ガス管Bは、四路切換弁22と室内熱交換器41とを接続している。この室内側ガス管Bの途中には、通過する冷媒の圧力を検知する第1圧力センサ29aが設けられている。室内側液管Cは、室内熱交換器41と電動膨張弁24とを接続している。室外側液管Dは、電動膨張弁24と室外熱交換器23とを接続している。室外側ガス管Eは、室外熱交換器23と四路切換弁22とを接続している。この室外側ガス管Eの途中には、通過する冷媒の圧力を検知する第2圧力センサ29gが設けられている。
アキューム管Fは、四路切換弁22とアキュームレータ25とを接続しており、室外機2の設置状態で鉛直方向に伸びている。アキューム管Fの一部に対して、電磁誘導加熱ユニット6が取り付けられている。アキューム管Fのうち、少なくとも後述するコイル68によって周囲を覆われている発熱部分は、内側に冷媒を流している銅管F1と、銅管F1の周囲を覆うように設けられた磁性体管F2によって構成されている。この磁性体管F2は、SUS(Stainless Used Steel:ステンレス鋼)430によって構成されている。このSUS430は、強磁性体材料であって、磁界に置かれると渦電流を生じつつ、自己の電気抵抗によって生ずるジュール熱により発熱する。冷媒回路10を構成する配管のうち磁性体管F2以外の部分は、銅管で構成されている。このように電磁誘導加熱を行うことで、アキューム管Fを電磁誘導によって加熱させることができ、アキュームレータ25を介して圧縮機21に吸入される冷媒を暖めることができる。これにより、空気調和装置1の暖房能力を向上させることができる。また、例えば、暖房運転の起動時においては、圧縮機21が十分に暖まっていない場合であっても、電磁誘導加熱ユニット6による迅速な加熱によって起動時の能力不足を補うことができる。さらに、四路切換弁22を冷房運転用の状態に切り換えて、室外熱交換器23等に付着した霜を除去するデフロスト運転を行う場合には、電磁誘導加熱ユニット6がアキューム管Fを迅速に加熱することで、圧縮機21は迅速に暖められた冷媒を対象として圧縮することができる。このため、圧縮機21から吐出するホットガスの温度を迅速に上げることができる。これにより、デフロスト運転によって霜を解凍させるのに必要とされる時間を短縮化させることができる。そして、暖房運転中に適時デフロスト運転を行うことが必要となる場合であっても、できるだけ早く暖房運転に復帰させることができ、ユーザの快適性を向上させることができる。
吸入管Gは、アキュームレータ25と圧縮機21の吸入側とを接続している。
ホットガスバイパス回路Hは、吐出管Aの途中に設けられた分岐点A1と室外側液管Dの途中に設けられた分岐点D1とを接続している。ホットガスバイパス回路Hは、途中に冷媒の通過を許容する状態と許容しない状態とを切換可能なホットガスバイバス弁27が配置されている。なお、ホットガスバイパス回路Hは、ホットガスバイバス弁27と分岐点D1との間に、通過する冷媒圧力を下げるキャピラリーチューブ28が設けられている。このキャピラリーチューブ28は、暖房運転時の電動膨張弁24による冷媒圧力の低下後の圧力に近づけることができるため、ホットガスバイパス回路Hを通じた室外側液管Dへのホットガスの供給による室外側液管Dの冷媒圧力上昇を抑えることができる。
四路切換弁22は、冷房運転サイクルと暖房運転サイクルとを切換可能である。図1では、暖房運転を行う際の接続状態を実線で示し、冷房運転を行う際の接続状態を点線で示している。暖房運転時には、室内熱交換器41が冷媒の冷却器として、室外熱交換器23が冷媒の加熱器として機能する。冷房運転時には、室外熱交換器23が冷媒の冷却器として、室内熱交換器41が冷媒の加熱器として機能する。
室外熱交換器23は、一端が室外熱交換器23の室外側ガス管E側の端部と接続されており、他端が室外熱交換器23の室外側液管D側の端部と接続されている。また、室外熱交換器23には、空気調和装置1を流れる冷媒温度を検知する室外熱交温度センサ29cが設けられている。さらに、室外熱交換器23に対して、空気流れ方向上流側には、室外の気温を検知する室外温度センサ29bが設けられている。
室内機4内には、室内温度を検知する室内温度センサ43が設けられている。また、室内熱交換器41には、電動膨張弁24が接続されている室内側液管C側の冷媒温度を検知する室内熱交温度センサ44が設けられている。
室外機2内に配置される機器を制御する室外制御部12と、室内機4内に配置されている機器を制御する室内制御部13とが、通信線11aによって接続されることで、制御部11を構成している。この制御部11は、空気調和装置1を対象とした種々の制御を行う。
また、室外制御部12には、各種制御を行う際に経過時間をカウントするタイマ95が設けられている。
なお、制御部11には、ユーザからの設定入力を受け付けるコントローラ90が接続されている。
<1−2>電磁誘導加熱ユニット6
図2に、アキューム管Fに取り付けられた電磁誘導加熱ユニット6の概略斜視図を示す。図3に、電磁誘導加熱ユニット6から遮蔽カバー75を取り除いた状態の外観斜視図を示す。図4に、電磁誘導サーミスタ14の概略構成図を示す。図5に、ヒューズ15の概略構成図を示す。図6に、電磁誘導サーミスタ14およびヒューズ15のアキューム管Fへの取付状態についての断面図を示す。図7に、アキューム管Fに取り付けられた電磁誘導加熱ユニット6の断面図を示す。図8に、コイル68によって磁界を生じさせた状態についての説明図を示す。
図2に、アキューム管Fに取り付けられた電磁誘導加熱ユニット6の概略斜視図を示す。図3に、電磁誘導加熱ユニット6から遮蔽カバー75を取り除いた状態の外観斜視図を示す。図4に、電磁誘導サーミスタ14の概略構成図を示す。図5に、ヒューズ15の概略構成図を示す。図6に、電磁誘導サーミスタ14およびヒューズ15のアキューム管Fへの取付状態についての断面図を示す。図7に、アキューム管Fに取り付けられた電磁誘導加熱ユニット6の断面図を示す。図8に、コイル68によって磁界を生じさせた状態についての説明図を示す。
電磁誘導加熱ユニット6は、アキューム管Fのうち発熱部分である磁性体管F2を径方向外側から覆うように配置されており、電磁誘導加熱によって磁性体管F2を発熱させる。このアキューム管Fの発熱部分は、内側の銅管F1と外側の磁性体管F2とを有する二重管構造となっている。
電磁誘導加熱ユニット6は、第1六角ナット61、第2六角ナット66、第1ボビン蓋63、第2ボビン蓋64、ボビン本体65、第1フェライトケース71、第2フェライトケース72、第3フェライトケース73、第4フェライトケース74、第1フェライト98、第2フェライト99、コイル68、遮蔽カバー75、電磁誘導サーミスタ14およびヒューズ15等を備えている。
第1六角ナット61および第2六角ナット66は、樹脂製であって、図示しないC型リングを用いて、電磁誘導加熱ユニット6とアキューム管Fとの固定状態を安定させる。第1ボビン蓋63および第2ボビン蓋64は、樹脂製であって、アキューム管Fをそれぞれ上端位置および下端位置において径方向外側から覆っている。この第1ボビン蓋63および第2ボビン蓋64は、後述する第1〜第4フェライトケース71〜74をネジ69を介して螺着させるための、ネジ69用の螺着孔を4つ有している。さらに、第2ボビン蓋64は、電磁誘導サーミスタ14を差し込んで、磁性体管F2の外表面に取り付けるための電磁誘導サーミスタ差し込み開口64fを有している。また、第2ボビン蓋64は、ヒューズ15を差し込んで、磁性体管F2の外表面に取り付けるためのヒューズ差し込み開口64eを有している。電磁誘導サーミスタ14は、図4に示すように、電磁誘導サーミスタ検知部14a、外側突起14b、側面突起14cおよび電磁誘導サーミスタ検知部14aの検知結果を信号にして制御部11まで伝える電磁誘導サーミスタ配線14dを有している。電磁誘導サーミスタ検知部14aは、アキューム管Fの外表面の湾曲形状に沿うような形状を有しており、実質的な接触面積を有している。ヒューズ15は、図5に示すように、ヒューズ検知部15a、非対称形状15bおよびヒューズ検知部15aの検知結果を信号にして制御部11まで伝えるヒューズ配線15dを有している。ヒューズ15から所定制限温度を超えた温度検知の知らせを受けた制御部11は、コイル68への電力供給を停止させる制御を行って、機器の熱損傷を回避させる。ボビン本体65は、樹脂製であって、コイル68が巻き付けられる。コイル68は、ボビン本体65の外側においてアキューム管Fの延びる方向を軸方向として螺旋状に巻き付けられている。コイル68は、図示しない制御用プリント基板に接続されており、高周波電流の供給を受ける。制御用プリント基板は、制御部11によって出力制御される。図6に示すように、ボビン本体65と第2ボビン蓋64とが勘合している状態で、電磁誘導サーミスタ14およびヒューズ15が取り付けられる。ここで、電磁誘導サーミスタ14の取り付け状態では、板バネ16によって磁性体管F2の径方向内側に押されることで、磁性体管F2の外表面との良好な圧接状態を維持している。また、ヒューズ15の取り付け状態も同様に、板バネ17によって磁性体管F2の径方向内側に押されることで、磁性体管F2の外表面との良好な圧接状態を維持している。このように、電磁誘導サーミスタ14およびヒューズ15がアキューム管Fの外表面との密着性を良好に保たれているために、応答性を向上させ、電磁誘導加熱による急激な温度変化も迅速に検出できるようにしている。第1フェライトケース71は、第1ボビン蓋63と第2ボビン蓋64とをアキューム管Fの延びている方向から挟み込み、ネジ69によって螺着固定されている。第1フェライトケース71〜第4フェライトケース74は、透磁率の高い素材であるフェライトによって構成された第1フェライト98および第2フェライト99を収容している。第1フェライト98および第2フェライト99は、図7のアキューム管Fおよび電磁誘導加熱ユニット6の断面図および図8の磁束説明図において示すように、コイル68によって生じる磁界を取りこんで磁束の通り道を形成することで、磁界が外部に漏れ出しにくいようにしている。遮蔽カバー75は、電磁誘導加熱ユニット6の最外周部分に配置されており、第1フェライト98および第2フェライト99だけでは呼び込みきれない磁束を集める。この遮蔽カバー75の外側にはほとんど漏れ磁束が生じず、磁束の発生場所について自決することができている。
<1−3>電磁誘導加熱制御
上述した電磁誘導加熱ユニット6は、冷凍サイクルを暖房運転させる場合に暖房運転を開始させる起動時、暖房能力補助時、および、デフロスト運転を行う時にアキューム管Fの磁性体管F2を発熱させる制御を行う。
上述した電磁誘導加熱ユニット6は、冷凍サイクルを暖房運転させる場合に暖房運転を開始させる起動時、暖房能力補助時、および、デフロスト運転を行う時にアキューム管Fの磁性体管F2を発熱させる制御を行う。
ここでは、暖房能力補助時の電磁誘導加熱ユニット6の制御について例に挙げて説明する。
(湿り保護誘導加熱制御)
湿り保護誘導加熱制御は、圧縮機21等の起動時の制御が終了した後であって空気調和装置1の冷媒回路10における冷媒分布状況が安定してきた定常制御状態において、なんらかの原因で圧縮機21が液圧縮を行いそうな状況になると、電磁誘導加熱ユニット6の出力を上げてアキューム管Fを通過する冷媒を加熱させる制御である。
湿り保護誘導加熱制御は、圧縮機21等の起動時の制御が終了した後であって空気調和装置1の冷媒回路10における冷媒分布状況が安定してきた定常制御状態において、なんらかの原因で圧縮機21が液圧縮を行いそうな状況になると、電磁誘導加熱ユニット6の出力を上げてアキューム管Fを通過する冷媒を加熱させる制御である。
定常制御状態では、空気調和装置1の起動時の各種制御が終了した後であって、圧縮機21の駆動周波数が定格である最大周波数で維持された状態において、制御部11が電動膨張弁24の開度を調節することで冷媒循環量を変更し、外気温の変化やユーザによる設定温度の変化などの状況変化に対応する制御が行われている。ここで、制御部11は、暖房運転状態の冷媒流れにおける室内熱交換器41と電動膨張弁24との間を通過する冷媒の過冷却度が5℃で維持されるように、電動膨張弁24の開度を制御している。この過冷却度は、第2圧力センサ29gの検知圧力に相当する飽和温度と室内熱交温度センサ44が検知する温度との差を制御部11が算出することで得られる。
圧縮機21の吸入冷媒の乾き度もしくは過熱度は、第2圧力センサ29gが検知する圧力に相当する飽和温度と、電磁誘導サーミスタ14が検知する温度との差によって制御部11が算出する。ここで、電磁誘導サーミスタ14が検知する温度は、電磁誘導加熱ユニット6の出力が無い状態においてアキューム管Fを通過している冷媒の温度に相当する値として把握することができる。
圧縮機21の吐出冷媒の乾き度もしくは過熱度は、第1圧力センサ29aが検知する圧力に相当する飽和温度と、吐出温度センサ29dが検知する温度との差によって制御部11が算出する。
以下、図9に示す湿り保護誘導加熱制御のフローチャートを用いて説明する。
ステップS11では、制御部11は、定常制御状態にあるか否かを判断する。ここで、定常制御状態にあると判断された場合は、ステップS12に移行する。なお、定常制御状態では、電磁誘導加熱ユニット6の出力は0となっている。
ステップS12では、制御部11は、吸入冷媒の過熱度が4℃未満となり、かつ、吐出冷媒の過熱度が10℃未満となっている、という誘導加熱開始条件を満たしているか否か判断する。誘導加熱開始条件を満たしていない場合には、ステップS12を繰り返す。誘導加熱開始条件を満たしている場合には、ステップS13に移行する。
ステップS13では、制御部11は、電磁誘導加熱ユニット6によるアキューム管Fの誘導加熱を開始させる。
ステップS14では、制御部11は、吸入冷媒の過熱度が5℃以上になるか、もしくは、吐出冷媒の過熱度が12℃以上になっている誘導加熱終了条件を満たしているか否か判断する。誘導加熱終了条件を満たしていない場合には、ステップS14を繰り返す。誘導加熱終了条件を満たしている場合には、ステップS15に移行する。
ステップS15では、制御部11は、電磁誘導加熱ユニット6によるアキューム管Fの誘導加熱を停止させる。
ステップS16では、制御部11は、定常制御状態にあるか否かを判断する。ここで、定常制御状態にあると判断された場合は、ステップS12に移行する。なお、定常制御状態ではないと判断された場合は、湿り保護誘導加熱制御を終了する。
このようにして、圧縮機21が液圧縮を行うことを回避させることができる。
<第1実施形態の空気調和装置1の特徴>
空気調和装置1では、圧縮機21において液圧縮が生じそうな状況になると電磁誘導加熱ユニット6によってアキューム管Fが加熱される湿り保護誘導加熱制御が行われることで、圧縮機21が吸入する冷媒の過熱度を4℃以上に維持することが可能になる。これにより、圧縮機21における液圧縮の発生を抑制させることができるようになっている。
空気調和装置1では、圧縮機21において液圧縮が生じそうな状況になると電磁誘導加熱ユニット6によってアキューム管Fが加熱される湿り保護誘導加熱制御が行われることで、圧縮機21が吸入する冷媒の過熱度を4℃以上に維持することが可能になる。これにより、圧縮機21における液圧縮の発生を抑制させることができるようになっている。
また、このような圧縮機21での液圧縮を抑制させるための制御は、板バネ16によってアキューム管Fとの密着性を向上させて温度変化を敏感に読み取ることができる電磁誘導サーミスタ14を用いていること、電磁誘導加熱ユニット6が圧縮機21の吸入側に近いアキューム管Fを加熱していること、および、電磁誘導加熱ユニット6による誘導加熱によってヒータ等を用いる場合よりも迅速に昇温させることができること、により、液圧縮を応答性よく抑制させることができるようになっている。
なお、第1実施形態の湿り保護誘導加熱制御では、液圧縮の回避のために電磁誘導加熱ユニット6による誘導加熱を行うだけであり、電動膨張弁24の開度を絞ることはしないため、液圧縮防止のための制御によって冷媒回路10における冷媒循環量が下がる事態が避けられる。これにより、液圧縮防止のための制御を行っているときも、冷凍サイクルの能力の低下を抑制させることができている。
<第2実施形態>
第2実施形態の空気調和装置の構成は、上述した第1実施形態の空気調和装置1と同様であるため、説明を省略する。
第2実施形態の空気調和装置の構成は、上述した第1実施形態の空気調和装置1と同様であるため、説明を省略する。
第2実施形態の空気調和装置では、第1実施形態の湿り保護誘導加熱制御の代わりに、湿り保護誘導加熱循環量制御を行う。
湿り保護誘導加熱循環量制御では、圧縮機21等の起動時の制御が終了した後であって空気調和装置1の冷媒回路10における冷媒分布状況が安定してきた定常制御状態において、なんらかの原因で圧縮機21が液圧縮を行いそうな状況になると、電磁誘導加熱ユニット6の出力を上げてアキューム管Fを通過する冷媒を加熱させつつ、電動膨張弁24の開度を絞ることで冷媒循環量を少なくすることで、圧縮機21の液圧縮を防止する制御である。
定常制御状態では、空気調和装置1の起動時の各種制御が終了した後であって、圧縮機21の駆動周波数が定格である最大周波数で維持された状態において、制御部11が、電動膨張弁24の開度を調節することで冷媒循環量を変更し、外気温の変化やユーザによる設定温度の変化などの状況変化に対応する制御が行われている。ここで、制御部11は、暖房運転状態の冷媒流れにおける室内熱交換器41と電動膨張弁24との間を通過する冷媒の過冷却度が5度で維持されるように、電動膨張弁24の開度を制御する過冷却度一定制御を行っている。この過冷却度は、第2圧力センサ29gの検知圧力に相当する飽和温度と室内熱交温度センサ44が検知する温度との差を制御部11が算出することで得られる。なお、この制御部11による電動膨張弁24の開度の制御においては、上限開度が予め定められている。ここでは、電動膨張弁24の開度は、制御部11によってパルス制御されており、パルス数が大きいほど弁開度がより開くように設定されている。
圧縮機21の吸入冷媒の乾き度もしくは過熱度は、第2圧力センサ29gが検知する圧力に相当する飽和温度と、電磁誘導サーミスタ14が検知する温度との差によって制御部11が算出する。ここで、電磁誘導サーミスタ14が検知する温度は、電磁誘導加熱ユニット6の出力が無い状態においてアキューム管Fを通過している冷媒の温度に相当する値として把握することができる。
圧縮機21の吐出冷媒の乾き度もしくは過熱度は、第1圧力センサ29aが検知する圧力に相当する飽和温度と、吐出温度センサ29dが検知する温度との差によって制御部11が算出する。
以下、図10に示す湿り保護誘導加熱循環量制御のフローチャートを用いて説明する。
ステップS21では、制御部11は、定常制御状態にあるか否かを判断する。ここで、定常制御状態にあると判断された場合は、ステップS22に移行する。なお、定常制御状態では、電磁誘導加熱ユニット6の出力は0となっている。
ステップS22では、制御部11は、吸入冷媒の過熱度が4℃未満となり、かつ、吐出冷媒の過熱度が10℃未満となっている、という誘導加熱開始条件を満たしているか否か判断する。誘導加熱開始条件を満たしていない場合には、ステップS22を繰り返す。誘導加熱開始条件を満たしている場合には、ステップS23に移行する。
ステップS23では、制御部11は、電磁誘導加熱ユニット6によるアキューム管Fの誘導加熱を開始させる。
ステップS24では、制御部11は、吸入冷媒の過熱度が5℃以上になるか、もしくは、吐出冷媒の過熱度が12℃以上になっている誘導加熱終了条件を満たしているか否か判断する。誘導加熱終了条件を満たしていない場合には、ステップS25に移行する。誘導加熱終了条件を満たしている場合には、ステップS27に移行する。
ステップS25では、制御部11は、電磁誘導加熱ユニット6によるアキューム管Fの誘導加熱を開始してからの経過時間が、所定誘導加熱時間を経過したか否かを判断する。所定誘導加熱時間を経過していない場合には、ステップS24に戻る。所定誘導加熱時間を経過していた場合には、ステップS26に移行する。
ステップS26では、制御部11は、電動膨張弁24の上限開度を絞るように制御する循環量低減制御を行う。すなわち、ここでは、電磁誘導加熱ユニット6による誘導加熱だけでは圧縮機21における液圧縮の発生を回避できそうにないと判断し、電磁誘導加熱ユニット6の誘導加熱による液圧縮回避だけでなく、さらに循環量低減による液圧縮回避も追加的に行うことになる。これにより、アキューム管Fを通過する冷媒量が低減され、電磁誘導加熱ユニット6による誘導加熱で発熱する磁性体管F2が冷媒によって奪われる熱量が減少し、圧縮機21の吸入冷媒の乾き度もしくは過熱度を上昇させることができるようになる。この循環量低減制御では、具体的には、パルス制御されている電動膨張弁24の上限開度を、5パルスだけ低下させる制御を行う。これにより、制御部11は、電動膨張弁24の制御については、低下した上限開度を限度とした範囲内で開度を調節することで過冷却度一定制御を行う状態になる。このように循環量低減制御が開始されると、再度ステップS24に移行する。
このようにして、ステップS24において誘導加熱終了条件を満たすか否かが繰り返し判断され、最新の循環量を低下させた時点から所定誘導加熱時間が経過した後であっても誘導加熱終了条件を満たしていない場合には、さらに循環量低減制御によって5パルス分だけ電動膨張弁24の上限開度が低下される。このようにして、誘導加熱終了条件を満たすまで、徐々に電動膨張弁24の上限開度が狭められていく。
ステップS27では、制御部11は、電磁誘導加熱ユニット6によるアキューム管Fの誘導加熱を停止させる。
ステップS28では、制御部11は、定常制御状態にあるか否かを判断する。ここで、定常制御状態にあると判断された場合は、ステップS22に移行する。なお、定常制御状態ではないと判断された場合は、湿り保護誘導加熱循環量制御を終了する。
このようにして、圧縮機21が液圧縮を行うことを回避させることができる。
<第2実施形態の空気調和装置1の特徴>
第2実施形態の湿り保護誘導加熱循環量制御では、上記第1実施形態の特徴だけでなく、さらに、液圧縮回避のために電磁誘導加熱ユニット6による誘導加熱では不足する際にさらに循環量低減制御を行うことで、より確実に圧縮機21での液圧縮を回避させることができる。これにより、機器の信頼性をより向上させることができている。
第2実施形態の湿り保護誘導加熱循環量制御では、上記第1実施形態の特徴だけでなく、さらに、液圧縮回避のために電磁誘導加熱ユニット6による誘導加熱では不足する際にさらに循環量低減制御を行うことで、より確実に圧縮機21での液圧縮を回避させることができる。これにより、機器の信頼性をより向上させることができている。
なお、電磁誘導加熱ユニット6による誘導加熱では、液圧縮を回避するのに十分でない場合にのみ、循環量低減制御が行われ、電磁誘導加熱ユニット6による誘導加熱だけで十分に液圧縮を回避できる場合には、循環量低減制御は行われず、循環量の上限の制約がより少ない状態で維持することができる。このように、循環量が低下しない状態のままで液圧縮を回避させることができる場合には、冷凍サイクルの能力の低下を抑制させることもできている。
<他の実施形態>
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
(A)
上記実施形態では、磁性体管F2の材質としてSUS430が用いられる場合について例に挙げて説明した。
上記実施形態では、磁性体管F2の材質としてSUS430が用いられる場合について例に挙げて説明した。
しかし、本発明はこれに限られるものではない。例えば、鉄、銅、アルミ、クロム、ニッケル等の導体およびこれらの群から選ばれる少なくとも2種以上の金属を含有する合金等とすることができる。
また、磁性体材料としては、例えば、フェライト系、マルテンサイト系およびこれらの2種類の組み合わせを含有したものが例として挙げられるが、強磁性体であって電気抵抗が比較的高いものであり使用温度範囲よりもキュリー温度が高い材料が好ましい。
なお、ここでのアキューム管Fは、より多くの電力が必要とされるが、磁性体および磁性体を含有する材料を備えていなくてもよく、誘導加熱が行われる対象となる材質を含有するものであってもよい。
なお、磁性体材料は、例えば、アキューム管Fのすべてを構成していてもよいし、アキューム管Fの内側表面のみに形成されていてもよく、アキューム管F配管を構成する材料中に含有されることで存在していてもよい。
(B)
上記第2実施形態では、過冷却度一定制御において、最初から電動膨張弁24の上限開度が設定されている場合を例に挙げて説明した。
上記第2実施形態では、過冷却度一定制御において、最初から電動膨張弁24の上限開度が設定されている場合を例に挙げて説明した。
しかし、本発明はこれに限られるものではない。例えば、循環量低減制御を開始した時に始めて電動膨張弁24の上限開度を設定するようにしてもよい。
(C)
上記第2実施形態では、誘導加熱を行っただけでは液圧縮の回避に十分でない時にはじめて、循環量低減制御を開始させる場合について例に挙げて説明した。
上記第2実施形態では、誘導加熱を行っただけでは液圧縮の回避に十分でない時にはじめて、循環量低減制御を開始させる場合について例に挙げて説明した。
しかし、本発明はこれに限られるものではない。例えば、誘導加熱と循環量低減制御とを同時に開始させるようにしてもよい。
(D)
上記第2実施形態では、誘導加熱を行っただけでは所定誘導加熱時間内に誘導加熱終了条件を満たすことができなかった時にはじめて、循環量低減制御を開始させる場合について例に挙げて説明した。
上記第2実施形態では、誘導加熱を行っただけでは所定誘導加熱時間内に誘導加熱終了条件を満たすことができなかった時にはじめて、循環量低減制御を開始させる場合について例に挙げて説明した。
しかし、本発明はこれに限られるものではない。例えば、所定誘導加熱時間の経過を待つことなく、誘導加熱を行っただけでは誘導加熱終了条件(もしくは、誘導加熱終了条件よりもより高い過熱度が要求される条件等)を満たすことができなかった時に、すぐに循環量低減制御を開始させるようにしてもよい。この場合には、迅速に液圧縮を回避させる状態を確保させることができる。
(E)
上記第1、第2実施形態では、単に、電磁誘導加熱ユニット6による誘導加熱を開始するか終了するかのみで制御を行う場合について例に挙げて説明した。
上記第1、第2実施形態では、単に、電磁誘導加熱ユニット6による誘導加熱を開始するか終了するかのみで制御を行う場合について例に挙げて説明した。
しかし、本発明はこれに限られるものではない。例えば、電磁誘導加熱ユニット6による誘導加熱の出力程度を、液圧縮が生じる危険性が高い状況に応じて増大させるように制御してもよい。例えば、圧縮機21が吸入する冷媒の過熱度が目標値である4℃よりも大きく下回っている状況では、電磁誘導加熱ユニット6による出力をより大幅に増大させつつ、圧縮機21が吸入する冷媒の過熱度が目標値である4℃からわずかに下回っている程度では、電磁誘導加熱ユニット6による出力を抑え気味に制御するようにしてもよい。
また、単に、電磁誘導加熱ユニット6による誘導加熱を開始するか終了するかだけでなく、すでに出力状態にある出力レベルを上げるもしくは下げる等の制御を行うようにしてもよい。
(F)
上記第2実施形態では、誘導加熱を行っただけでは液圧縮の回避に十分でない時にはじめて、循環量低減制御を開始させる場合について例に挙げて説明した。
上記第2実施形態では、誘導加熱を行っただけでは液圧縮の回避に十分でない時にはじめて、循環量低減制御を開始させる場合について例に挙げて説明した。
しかし、本発明はこれに限られるものではない。例えば、電磁誘導加熱ユニット6による誘導加熱は、循環量低減制御だけでは液圧縮を回避に十分でない時にはじめて行うようにしてもよい。すなわち、電磁誘導加熱ユニット6による誘導加熱の前に、先に、循環量低減制御を行うようにしてもよい。
(G)
上記第2実施形態では、循環量低減制御において5パルスずつ上限開度を低下させる場合について例に挙げて説明した。
上記第2実施形態では、循環量低減制御において5パルスずつ上限開度を低下させる場合について例に挙げて説明した。
しかし、本発明はこれに限られるものではない。例えば、目標とする過熱度との乖離程度に応じて、上限開度を下げる下げ幅をより大きく設定するようにしてもよい。
(H)
上記第1、第2実施形態では、圧縮機21の吸入冷媒の過熱度にのみ着目して制御を行う場合について例に挙げて説明した。
上記第1、第2実施形態では、圧縮機21の吸入冷媒の過熱度にのみ着目して制御を行う場合について例に挙げて説明した。
しかし、本発明はこれに限られるものではない。例えば、圧縮機21の回転周波数等を空調負荷として捕らえて、この空調負荷(圧縮機21の回転周波数)に応じて、電磁誘導加熱ユニット6による誘導加熱の出力程度の制御、もしくは、電動膨張弁24の上限開度規制の程度の制御を行うようにしてもよい。これにより、液圧縮を回避させつつ、空調負荷に応じた運転を行うことが可能になる。
(I)
上記第1、第2実施形態では、特に周囲温度条件によることなく各制御を行う場合について例に挙げて説明した。
上記第1、第2実施形態では、特に周囲温度条件によることなく各制御を行う場合について例に挙げて説明した。
しかし、本発明はこれに限られるものではない。例えば、図11に示すように、室外温度センサ29bによる検知温度および室内温度センサ43による検知温度が、液圧縮防止制御可能範囲を満たす場合にのみ上述の各制御が行われるように、制御部11が前提条件の判断を行うようにしてもよい。
ここで、室外温度センサ29bの検知温度が−25℃において室内温度センサ43による検知温度が27℃の場合を湿り限界ポイントとして、この湿り限界ポイントよりも負荷が増大している状況では、冷凍サイクルにおける高圧側と低圧側との圧力差が非常に大きくなってしまう。これにより、循環量低減制御を行って、電動膨張弁24の開度の上限を規制したとしても、圧力差が冷媒流れ増大を促すために、液圧縮の回避が困難になることがある。この技術的意義のために、ここでは、この湿り限界ポイントよりも負荷が増大している場合には、上記各制御を行うことなく、運転停止等の他の回避処理を行うようにしてもよい。
(J)
上記実施形態では、冷凍サイクルの冷媒状態の安定化を過冷却度一定制御により行う場合について例に挙げて説明した。
上記実施形態では、冷凍サイクルの冷媒状態の安定化を過冷却度一定制御により行う場合について例に挙げて説明した。
しかし、本発明はこれに限られるものではない。
例えば、冷凍サイクルにおける冷媒の分布状態の変化の程度を、所定分布状態で、もしくは、所定分布範囲内で所定時間の間維持させる制御を行うようにしてもよい。この冷媒分布状態の検知としては、例えば、冷凍サイクルの凝縮器にサイトグラスを設けておく等して冷媒の液面を把握することで冷媒分布状態を把握し、この分布状態が所定分布状態もしくは所定分布範囲内となるように行われる安定化の制御であってもよい。
(K)
上記実施形態では、冷媒回路10のうち、アキューム管Fに対して電磁誘導加熱ユニット6が取り付けられる場合について説明した。
上記実施形態では、冷媒回路10のうち、アキューム管Fに対して電磁誘導加熱ユニット6が取り付けられる場合について説明した。
しかし、本発明はこれに限られるものではない。
例えば、アキューム管F以外の他の冷媒配管に設けられていてもよい。この場合には、電磁誘導加熱ユニット6を設ける冷媒配管部分に磁性体管F2等の磁性体を設ける。
(L)
上記実施形態では、アキューム管Fは、銅管F1と磁性体管F2との二重管として構成されている場合を挙げて説明した。
上記実施形態では、アキューム管Fは、銅管F1と磁性体管F2との二重管として構成されている場合を挙げて説明した。
しかし、本発明はこれに限られるものではない。
図12に示すように、例えば、磁性体部材F2aと、2つのストッパーF1a、F1bと、がアキューム管Fや加熱対象となる冷媒配管の内部に配置されていてもよい。ここで、磁性体部材F2aは、磁性体材料を含有しており、上記実施形態における電磁誘導加熱によって発熱を生じる部材である。ストッパーF1a、F1bは、銅管F1の内側二カ所において、冷媒の通過を常時許容するが、磁性体部材F2aの通過は許容しない。これにより、磁性体部材F2aは、冷媒が流れても移動しない。このため、アキューム管F等の目的の加熱位置を加熱させることができる。さらに、発熱する磁性体部材F2aと冷媒とが直接接触するため、熱伝達効率を向上させることができる。
(M)
上記他の実施形態(L)で説明した磁性体部材F2aは、ストッパーF1a、F1bを用いることなく配管に対して位置が定まるようにしてもよい。
上記他の実施形態(L)で説明した磁性体部材F2aは、ストッパーF1a、F1bを用いることなく配管に対して位置が定まるようにしてもよい。
図13に示すように、例えば、銅管F1に二カ所で曲げ部分FWを設け、当該二カ所の曲げ部分FWの間の銅管F1の内側に磁性体部材F2aを配置させてもよい。このようにしても、冷媒を通過させつつ、磁性体部材F2aの移動を抑制させることができる。
(N)
上記実施形態では、コイル68がアキューム管Fに対して螺旋状に巻き付けられている場合について説明した。
上記実施形態では、コイル68がアキューム管Fに対して螺旋状に巻き付けられている場合について説明した。
しかし、本発明はこれに限られるものではない。
例えば、図14に示すように、ボビン本体165に巻き付けられたコイル168が、アキューム管Fに巻き付くことなく、アキューム管Fの周囲に配置されていてもよい。ここでは、ボビン本体165は、軸方向がアキューム管Fの軸方向に対して略垂直となるように配置されている。また、ボビン本体165およびコイル168は、アキューム管Fを挟むように2つに別れて配置されている。
この場合には、例えば、図15に示すように、アキューム管Fを貫通させている第1ボビン蓋163および第2ボビン蓋164が、ボビン本体165に対して勘合した状態で配置されていてもよい。
さらに、図16に示すように、第1ボビン蓋163および第2ボビン蓋164が、第1フェライトケース171および第2フェライトケース172によって挟み込まれて固定されていてもよい。図16では、2つのフェライトケースがアキューム管Fを挟み込むように配置されている場合を例に挙げたが、上記実施形態と同様に、4方向に配置されていてもよい。また、上記実施形態と同様に、フェライトを収容させていてもよい。
(O)
上記第1実施形態では、圧縮機21の吸入冷媒が湿り気味か否かを判断する手法の例として、湿り保護誘導加熱制御のステップS12において吸入冷媒の過熱度が4℃未満となり、かつ、吐出冷媒の過熱度が10℃未満となっている、という誘導加熱開始条件を満たしているか否かを判断する場合を例に挙げて説明した。また、第2実施形態では、同様に、湿り保護誘導加熱循環量制御のステップS22において同様の誘導加熱開始条件の判断を行う場合を例に挙げて説明した。
上記第1実施形態では、圧縮機21の吸入冷媒が湿り気味か否かを判断する手法の例として、湿り保護誘導加熱制御のステップS12において吸入冷媒の過熱度が4℃未満となり、かつ、吐出冷媒の過熱度が10℃未満となっている、という誘導加熱開始条件を満たしているか否かを判断する場合を例に挙げて説明した。また、第2実施形態では、同様に、湿り保護誘導加熱循環量制御のステップS22において同様の誘導加熱開始条件の判断を行う場合を例に挙げて説明した。
しかし、圧縮機21の吸入冷媒が湿り気味か否かを判断する手法としてはこれらに限定されるものではない。
例えば、圧縮機21の吸入冷媒が湿り気味か否かを判断する手法として、圧縮機21の吐出冷媒の過熱度のみから判断するようにしてもよい。この場合には、例えば、吐出冷媒の過熱度が10℃未満になっている場合には、圧縮機21の吸入冷媒が湿り気味になっていると判断して上記制御を行うようにしてもよい。そして、吐出冷媒の過熱度の算出方法としては、第1圧力センサ29aが検知する圧力に相当する飽和温度と、吐出温度センサ29dが検知する温度との差によって制御部11が算出する、という上記実施形態の例には限られない。吐出冷媒の過熱度の算出方法としては、この他にも、室内熱交換器41が凝縮器として機能している際に室内熱交温度センサ44が検知する凝縮温度に対応する飽和温度と、吐出温度センサ29dが検知する温度との差によって制御部11が算出する、という方法でもよい。
また、例えば、圧縮機21の吸入冷媒が湿り気味か否かを判断する手法として、圧縮機21の吸入冷媒の過熱度のみから判断するようにしてもよい。この場合には、例えば、吸入冷媒の過熱度が4℃未満になっている場合には、圧縮機21の吸入冷媒が湿り気味になっていると判断して上記制御を行うようにしてもよい。そして、吸入冷媒の過熱度の算出方法としては、第2圧力センサ29gが検知する圧力に相当する飽和温度と、電磁誘導加熱ユニット6の停止時に電磁誘導サーミスタ14が検知する温度との差によって制御部11が算出する、という上記実施形態の例には限られない。吸入冷媒の過熱度の算出方法としては、この他にも、室外熱交換器23が蒸発器として機能している際に室外熱交温度センサ29cが検知する蒸発温度に対応する飽和温度と、電磁誘導加熱ユニット6の停止時に電磁誘導サーミスタ14が検知する温度の差によって制御部11が算出する、という方法でもよい。また、これらの検知値から吸入冷媒の乾き度を算出することで、圧縮機21の吸入冷媒が湿り気味か否かを判断してもよい。
また、以上の算出手法は、誘導加熱終了条件を判断する場合についても同様に適用することができる。
(P)
上記第1、第2実施形態では、圧縮機21の吸入冷媒が湿り気味になりやすい状況については、特に限定することなく説明した。
上記第1、第2実施形態では、圧縮機21の吸入冷媒が湿り気味になりやすい状況については、特に限定することなく説明した。
これに対して、圧縮機21の吸入冷媒が湿り気味になりやすい状況としては、特に、デフロスト運転状態から通常の暖房運転状態に復帰した際に、電磁誘導加熱ユニット6を用いた誘導加熱を行うようにした場合には、より効果的に、圧縮機21で液圧縮が生じるおそれを低減させることができる。
すなわち、上記第1実施形態の湿り保護誘導加熱制御や、第2実施形態の湿り保護誘導加熱循環量制御において、電磁誘導加熱ユニット6を用いた誘導加熱を開始する条件としては、デフロスト運転が終了して四路切換弁22が通常の暖房運転のサイクルに切り換えられたことを条件としてもよい。
このような運転としては、例えば、以下のような内容が例として挙げられる。
すなわち、デフロスト運転では、四路切換弁22を冷房運転での接続状態(図1において点線で示す)として圧縮機21を駆動させ、室外熱交換器23を冷媒の凝縮器として機能させる。その後、所定のデフロスト終了条件を満たした時に、圧縮機21の運転を停止させ、四路切換弁22を通常の暖房運転の接続状態に切り換える(図1において実線で示す)。そして、通常の暖房運転の接続状態への切り換えが終了し、圧縮機21を駆動させると同時に電磁誘導加熱ユニット6による誘導加熱を開始させる。
なお、この電磁誘導加熱ユニット6による誘導加熱の開始は、これに限られず、例えば、所定のデフロスト終了条件を満たした時や、四路切換弁22が通常の暖房運転の接続状態に切り換えられた時であってもよい。
また、デフロスト運転において、除霜能力を向上させる目的で電磁誘導加熱ユニット6による誘導加熱を行った場合には、デフロスト運転の終了時の圧縮機21の停止と共に電磁誘導加熱ユニット6による誘導加熱を停止し、通常の暖房運転の開始時の圧縮機21の駆動再開と共に電磁誘導加熱ユニット6による誘導加熱を再開させるようにしてもよい。
また、デフロスト運転状態から通常の暖房運転状態に復帰しすることで電磁誘導加熱ユニット6による誘導加熱が開始された後、圧縮機21の吸入冷媒の状態について、上記実施形態と同様の誘導加熱開始条件を判断することで、必要であればさらに出力を高めた誘導加熱を行うようにしてもよい。これにより、デフロスト運転から通常の暖房運転に復帰した際に生じうる液圧縮を効果的に抑制できるとともに、復帰時の誘導加熱では加熱不足となるような場合においても出力を高めることで液圧縮の効果的な抑制が可能になる。
また、デフロスト運転状態から通常の暖房運転状態に復帰したことにより開始される電磁誘導加熱ユニット6による誘導加熱は、例えば、所定のデフロスト終了条件を満たすまでのデフロスト運転期間が所定時間(例えば、3分)を超えた場合に限って行うようにしてもよい。
<その他>
以上、本発明の実施形態について、いくつかの例を挙げて説明したが、本発明はこれらに限られない。例えば、上記記載から当業者が実施可能な範囲で、上述の実施形態の異なる部分を適宜組み合わせて得られる組合せ実施形態も、本発明に含まれる。
以上、本発明の実施形態について、いくつかの例を挙げて説明したが、本発明はこれらに限られない。例えば、上記記載から当業者が実施可能な範囲で、上述の実施形態の異なる部分を適宜組み合わせて得られる組合せ実施形態も、本発明に含まれる。
本発明を利用すれば、圧縮機構による液圧縮を抑制させるための制御を応答性よく行うことが可能なため誘導加熱ユニットを備えた空気調和装置において特に有用である。
1 空気調和装置
11 制御部(冷媒状態把握部、過冷却度把握部)
14 電磁誘導サーミスタ(冷媒状態把握部)
21 圧縮機(圧縮機構)
23 室外熱交換器(冷媒加熱器)
24 電動膨張弁(膨張機構)
29a 第1圧力センサ
29g 第2圧力センサ(冷媒状態把握部、過冷却度把握部)
41 室内熱交換器(冷媒冷却器)
44 室内熱交温度センサ(過冷却度把握部)
68 コイル(磁界発生部)
F アキューム管(冷媒配管)
11 制御部(冷媒状態把握部、過冷却度把握部)
14 電磁誘導サーミスタ(冷媒状態把握部)
21 圧縮機(圧縮機構)
23 室外熱交換器(冷媒加熱器)
24 電動膨張弁(膨張機構)
29a 第1圧力センサ
29g 第2圧力センサ(冷媒状態把握部、過冷却度把握部)
41 室内熱交換器(冷媒冷却器)
44 室内熱交温度センサ(過冷却度把握部)
68 コイル(磁界発生部)
F アキューム管(冷媒配管)
Claims (8)
- 圧縮機構(21)、冷媒冷却器(41)、膨張機構(24)および冷媒加熱器(23)を少なくとも含む空気調和装置(1)であって、
前記圧縮機構(21)と前記冷媒冷却器(41)と前記膨張機構(24)と前記冷媒加熱器(23)に冷媒を循環させるための冷媒配管(F)、および/または、前記冷媒配管(F)中を流れる前記冷媒と熱的接触をする部材、を誘導加熱させるために磁界を生じさせる磁界発生部(68)と、
少なくとも前記圧縮機構(21)が吸入する冷媒の状態を把握する冷媒状態把握部(29g、14、11)と、
前記冷媒状態把握部(29g、14、11)が把握する冷媒の状態が湿り蒸気もしくは所定過熱度未満の過熱状態となった場合に、前記磁界発生部(68)に磁界を発生させるもしくは発生させる磁界を増大させる誘導加熱制御を行う制御部(11)と、
を備えた空気調和装置(1)。 - 前記磁界発生部(68)は、前記冷媒配管のうち前記圧縮機構(21)の吸入側における吸入冷媒配管(F)、および/または、前記吸入冷媒配管(F)中を流れる冷媒と熱的接触をする部材、を誘導加熱させるための磁界を生じさせる、
請求項1に記載の空気調和装置(1)。 - 前記制御部(11)は、前記冷媒状態把握部(29g、14、11)が把握する冷媒の状態が湿り蒸気もしくは所定過熱度未満の過熱状態となった場合に、前記膨張機構(24)の開度を狭める膨張開度制御を行う、
請求項1または2に記載の空気調和装置(1)。 - 前記制御部(11)は、前記誘導加熱制御を開始した時点から第1所定時間が経過するかもしくは前記誘導加熱制御が開始された後に前記冷媒状態把握部(29g、14、11)が把握する冷媒の状態が第1所定状態になるという第1所定条件を満たした後に、前記膨張開度制御を開始する、
請求項3に記載の空気調和装置(1)。 - 前記制御部(11)は、前記膨張開度制御を開始した時点から第2所定時間が経過するかもしくは前記膨張開度制御が開始された後に前記冷媒状態把握部(29g、14、11)が把握する冷媒の状態が第2所定状態になるという第2所定条件を満たした後に、前記誘導加熱制御を開始する、
請求項3に記載の空気調和装置(1)。 - 前記制御部(11)は、前記誘導加熱制御と前記膨張開度制御とを同時に行う、
請求項3に記載の空気調和装置(1)。 - 前記膨張開度制御は、前記膨張機構(24)の開度の上限を低下させる制御である、
請求項3から6のいずれか1項に記載の空気調和装置(1)。 - 前記冷媒冷却器(41)を通過した後であって前記膨張機構(24)を通過する前の冷媒の過冷却度を把握する過冷却度把握部(44、29g、11)をさらに備え、
前記制御部(11)は、前記過冷却度把握部(44、29g、11)が把握する過冷却度が所定過冷却度条件を満たすことを目標として、前記膨張機構(24)が前記上限開度以下の開度範囲内で前記膨張機構(24)の開度を制御する過冷却度制御を行う、
請求項7に記載の空気調和装置(1)。
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JP2010061965A JP2010243149A (ja) | 2009-03-19 | 2010-03-18 | 空気調和装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2010061965A Pending JP2010243149A (ja) | 2009-03-19 | 2010-03-18 | 空気調和装置 |
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JP (1) | JP2010243149A (ja) |
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2010
- 2010-03-18 JP JP2010061965A patent/JP2010243149A/ja active Pending
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