JP2011052849A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】除霜後暖房運転開始時の四方弁切換え時に発生する冷媒音の発生が少ない空気調和機を提供する。
【解決手段】回転数可変の圧縮機１と、四方弁２と、室外熱交換器５と、減圧膨張弁１１と、室内熱交換器３を環状に接続して構成された冷媒回路１０を備え、除霜運転中は、前記圧縮機１の回転数を、前記圧縮機１の電流値が所定の一定の値になるように制御するもので、除霜が進み吐出と吸入の圧力差が大きくなろうとするほど所定の一定の運転電流値となるよう圧縮機１の回転数を低下させるので、除霜制御終了時の吐出と吸入の圧力差が大きくなることを抑制し、暖房再開時の四方弁２切換え時に発生する冷媒音の発生を低減することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和機に関するもので、特に、除霜後暖房運転開始時の四方弁切換え時に発生する騒音を低減する空気調和機に関するものである。

従来、この種の空気調和機の除霜後暖房運転開始時の四方弁切換え時に発生する騒音低減は、除霜運転終了時の圧縮機の電流値を検出し、この電流値に応じて、四方弁を暖房に切換えるまでの時間を変えて、暖房休止時間を短縮するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

図５は、上記特許文献１に記載された従来の空気調和機の構成を示す図である。図５において、示すように、１は、圧縮機、２は、四方弁、３は、室内熱交換器、４は、キャプラリチューブ、５は、室外熱交換器、６は、制御部、７は、除霜運転時間等を計時するタイマー、８は、圧縮機１の電流値を検出する電流検出部、９は、除霜運転終了時の圧縮機１の電流値と、各電流値に対応する四方弁２の切換え前の圧縮機１のオフ時間のデータを記憶するメモリ部である。

特開平０７−１７４４４０号公報

しかしながら上記従来の空気調和機の構成では、除霜が終了しているのに除霜運転を継続するカラ除霜により、高圧が上昇し、高圧が上昇する条件ほど、除霜運転後から暖房運転開始時の四方弁２の切換えまでの時間を長くして高低圧力差を小さくして騒音を低減するようにしているため、高圧が高いほど、暖房運転再開までの時間がかかり、暖房休止時間が増加し、室温の低下により使用者の快適性を大きく損なうという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、除霜運転終了時の高圧上昇を抑制し、四方弁切換え時の騒音を低減し、かつ暖房休止時間の短縮により快適性を向上した空気調和機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、回転数可変の圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、減圧膨張弁と、室内熱交換器を環状に接続して構成された冷媒回路を備え、除霜運転中は、前記圧縮機の回転数を、前記圧縮機の電流値が所定の一定の値になるように制御するもので、除霜が進み吐出と吸入の圧力差が大きくなろうとするほど所定の一定の運転電流値となるよう圧縮機の回転数を低下させるので、除霜制御終了時の吐出と吸入の圧力差が大きくなることを抑制し、暖房再開時の四方弁切換え時に発生する冷媒音の発生を低減することができる。

本発明の空気調和機は、除霜運転中の圧縮機の回転数を圧縮機の電流値が所定の一定の値となるよう制御することにより、除霜終了時の吐出と吸入の圧力差を抑制して、暖房再開時の四方弁切換え時に発生する冷媒音の発生を低減することができる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の構成図 同空気調和機の制御フローチャート 同空気調和機の除霜運転時の圧縮機回転数、吐出圧力、吸入圧力、吐出と吸入の圧力差の時間変化を示すグラフ 従来の空気調和機の除霜運転時の圧縮機回転数、吐出圧力、吸入圧力、吐出と吸入の圧力差の時間変化を示すグラフ 従来の空気調和機の構成を示す図

第１の発明は、回転数可変の圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、減圧膨張弁と、室内熱交換器を環状に接続して構成された冷媒回路を備え、除霜運転中は、前記圧縮機の回転数を、前記圧縮機の電流値が所定の一定の値になるように制御するもので、除霜が進み吐出と吸入の圧力差が大きくなろうとするほど所定の一定の運転電流値となるよう圧縮機の回転数を低下させるので、除霜制御終了時の吐出と吸入の圧力差が大きくなることを抑制し、暖房再開時の四方弁切換え時に発生する冷媒音の発生を低減することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の所定の一定の値を外気温度に応じて変えるもので、外気温度が低い場合は高電流値で、外気温が高い場合は低電流値で除霜を行うようにすれば、外気温が高いときに吐出と吸入の圧力差が大きくなることを抑制できる。

第３の発明は、特に、第１又は第２の発明の空気調和機において、高圧圧力と低圧圧力の差が第１の所定値以下になってから四方弁を暖房運転側に切換えるもので、圧縮機を停止させることなく四方弁の切換えを行え、騒音を常に一定のレベルとすることができ、暖房運転再開までの時間を短縮することにより快適性を向上できる。

第４の発明は、特に、第３の発明の圧縮機の電流値により、高圧圧力と低圧圧力の差を判定するもので、圧力検出器を備えていない空気調和機においても四方弁切換え時の騒音を常に一定のレベルとすることができる。

第５の発明は、特に、第３又は第４の発明の第１の所定値を選択するためのコントローラを設けたもので、騒音が問題にならない条件では、第１の所定値を初期値より高く設定し四方弁を切換えて暖房再開までの時間を短縮でき、一方騒音が非常に気になる条件では第１の所定値を初期値より低く設定することにより、四方弁切換え時の騒音をより小さくする運転となるように選択することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における空気調和機の構成図、図２は、同空気調和機の制御フローチャート、図３は、同空気調和機の除霜運転時の圧縮機回転数、吐出圧力、吸入圧力、吐出と吸入の圧力差の時間変化を示すグラフ、図４は、従来の空気調和機の除霜時の圧縮機回転数、吐出圧力、吸入圧力、吐出と吸入の圧力差の時間変化を示すグラフである。

図１において、本実施の形態における空気調和機は、周波数可変型の圧縮機１と、四方弁２と、室外熱交換器５と、減圧膨張弁１１と、室内熱交換器５を環状に接続して構成された冷媒回路１０を備えている。

圧縮機１は、その電源周波数を変化させることにより圧縮機１の回転数を変化させ、容量を制御するものである。この圧縮機１から吐出された冷媒は、四方弁２を通り、暖房時は、室内熱交換器３で液化凝縮され、減圧膨張弁１１で減圧膨張し、室外熱交換器５で吸熱し、除霜時は、室外熱交換器５で液化凝縮し除霜を行い、減圧膨張弁１１で、減圧膨張し、室内熱交換器３で吸熱し、四方弁２を経て圧縮機１へ吸入される。

１４は、室外熱交換器５の温度から着霜を検出する室外熱交温度センサ、１７は、除霜時の室外熱交換器５の出口温度から除霜度合いを検出する除霜センサ、１２は、外気温度を検出する外気温度センサ、１５は、制御装置で、圧縮機１の電流値も検出する。１６は、空気調和機のコントローラで、四方弁２を切換える際の後述の第１の所定値を選択できる機能も備えている。

以上のように構成された本実施の形態における空気調和機について、図２のフローチャートと図３と図４の圧縮機回転数、吐出圧力、吸入圧力、圧力差の時間変化を示すグラフを用いて以下その動作、作用を説明する。

暖房運転中に、室外熱交温度センサ１４の検出値が除霜運転開始条件を満たすと、圧縮機１の回転数を所定の低速一定回転数としてから、四方弁２を除霜側へ切換え、外気温度センサ１２の検出値に応じた所定の一定の圧縮機電流値で、圧縮機１を運転し除霜運転を開始する。

除霜センサ１７が、除霜完了の所定値まで達した後は、圧縮機１の回転数を低速で一定とし、制御装置１５で検出される圧縮機１の電流が、高圧圧力と低圧圧力の差が所定値となる第１の所定値以下となる値になれば、四方弁２を、暖房側へ切換え、暖房運転を再開する。

除霜時の運転状態は、図３に示すように、所定の一定の圧縮機電流値となるように回転数を制御している。除霜開始直後は圧力差が小さいため圧縮機１の回転数は上昇し速やかな除霜を促進する。除霜が進むと吸入圧力が上昇し吐出圧力が上昇しようとするが圧縮機１の回転数を低下させて圧縮機１の電流が一定となるように運転する。除霜終了時には圧縮機１の回転は低下しており、圧力差の拡大も抑制されている。

比較のため、図４に従来の空気調和機の除霜運転状態を示す。圧縮機の回転を一定として除霜を行うため、除霜運転開始時は吐出、吸入圧力とも低いが、除霜が進むに従って吐出、吸入圧力がともに上昇し、さらに除霜終了間際では急激に上昇する。このため同様に圧力差も急激に大きくなる。

以上のように、本実施の形態においては、除霜完了前に圧縮機１の回転数を低下させてから四方弁２の切換えを一定の高低圧力差で行うため、除霜終了後から四方弁２の切換えまでのカラ除霜による高圧の上昇を抑制し、カラ除霜時間を短縮したうえで常に切換え時の騒音を所定レベル以下に抑えることができる。

また、本実施の形態では、コントローラ１６で四方弁２の切換え時の圧力差である第１の所定値を設定でき、騒音レベルが問題ない運転条件においては、第１の所定値を高く設定し、除霜終了後から四方弁２の切換えまでの時間を短縮でき、一方騒音が気になる条件では第１の所定値を低く設定し、圧力差が小さい条件で四方弁２を切換えるので、切換え時の騒音をより小さくすることができる。

又、本実施の形態では、圧縮機１の電流値により、高圧圧力と低圧圧力の差を判定するようにしているので、圧力検出器を備えていない空気調和機においても四方弁切換え時の
騒音を常に一定のレベルとすることができる。

尚、上記所定の一定の値（圧縮機電流値）を、外気温度が低い場合は高電流値に、外気温が高い場合は低電流値に設定して除霜を行うようにすれば、外気温が高いときに、吐出と吸入の圧力差が大きくなることを抑制できる。

以上のように、本発明にかかる空気調和機は、四方弁切換え時に発生する騒音を抑制できるもので、四方弁を用いた自動販売機等の用途にも適用できる。

１ 圧縮機
２ 四方弁
３ 室内熱交換器
５ 室外熱交換器
１０ 冷媒回路
１１ 減圧膨張弁
１２ 外気温度センサ
１４ 室外熱交温度センサ
１５ 制御装置
１６ コントローラ
１７ 除霜センサ

Claims (5)

1. 回転数可変の圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、減圧膨張弁と、室内熱交換器を環状に接続して構成された冷媒回路を備え、除霜運転中は、前記圧縮機の回転数を、前記圧縮機の電流値が所定の一定の値になるように制御することを特徴とした空気調和機。
2. 外気温度に応じて所定の一定の値を変えることを特徴とした請求項１に記載の空気調和機。
3. 高圧圧力と低圧圧力の差が第１の所定値以下になってから四方弁を暖房運転側に切換えることを特徴とした請求項１又は２に記載の空気調和機。
4. 圧縮機の電流値により、高圧圧力と低圧圧力の差を判定することを特徴とした請求項３に記載の空気調和機。
5. 第１の所定値を選択するためのコントローラを設けたことを特徴とした請求項３又は４に記載の空気調和機。

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