JP2014228224A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】膨張弁のロックを抑制しつつ、冷媒の微少漏れによる結露水が室内機から吹出されることを抑制し、使用者に不快感を与えないようにする。
【解決手段】室内熱交換器９−１，９−２、室内膨張弁８−１，８−２、室内送風機をそれぞれ有する複数の室内機３１，３２と、複数の室内機と冷媒配管６により接続され、圧縮機１を備えた室外機と、を備えた空気調和機において、冷房運転時において、圧縮機が運転中である場合に、複数の室内機のうち停止中の室内機の室内膨張弁を全閉とし、圧縮機が停止した場合に全閉とした室内機の室内膨張弁を所定の開度で開くように制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は空気調和機の室内機について特に室内膨張弁の制御に技術に関する。

本発明の従来技術として特許文献１に示すものがある。この特許文献１では、全開の開度で膨張弁がロックしたことを早期に判断するために、「冷凍サイクル装置Ｒは、圧縮機２６、凝縮器２７、膨張弁４４及び蒸発器１５を含む冷媒回路Ｒを備えたものであって、蒸発器１５における冷媒の過熱度の基づいて膨張弁４４の弁開度を制御する制御装置Ｃを備え、制御装置Ｃは、膨張弁４４の弁開度を全閉、若しくは、最小開度に制御している状態で、過熱度が所定の値より低く、且つ、一定時間その状態が継続した場合、膨張弁４４のロックと判断して所定の警報動作を実行する」と記載されている（要約参照）。

特開２００８−２４９２０３号公報

上記技術では膨張弁ロックしてしまった場合の対応についての技術であるが、膨張弁がロックしてしまうと空気調和機の制御が不可能になるので回避しすることが必要である。膨張弁のロックの原因の一つとして、きつく弁を閉めこんだ閉弁状態を保持したままにしておくと弁体が弁座に食いつき、ロック（固渋、固着とも言う）状態に至るというものがある。

そこで本発明では膨張弁のロックを抑制しつつ、冷媒の微少漏れによる結露水が室内機から吹出されることを抑制し、使用者に不快感を与えないようにすることを目的とする。

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、
「室内熱交換器、室内膨張弁、室内送風機をそれぞれ有する複数の室内機と、該複数の室内機と冷媒配管により接続され、圧縮機を備えた室外機と、を備えた空気調和機において、
冷房運転時において、
前記圧縮機が運転中である場合に、前記複数の室内機のうち停止中の室内機の室内膨張弁を全閉とし、
前記圧縮機が停止した場合に前記全閉とした室内機の室内膨張弁を所定の開度で開くように制御すること」を特徴とする。

本発明によれば、膨張弁のロックを抑制しつつ、冷媒の微少漏れによる結露水が室内機から吹出されることを抑制し、使用者に不快感を与えないようにすることができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

マルチ型の空気調和機システムの冷凍サイクル系統図である。 壁掛型の室内機の断面図である。 膨張弁の概略断面図である。 実施例の室内膨張弁の制御フローを説明する図である。 天井埋込型のカセットタイプで４方向に吹出すタイプの室内機の断面図である。

以下、実施例について、図面を用いて説明する。

本発明の実施例を図１〜５にて説明する。
図１にマルチ型の空気調和機の冷凍サイクル系統図を示す。室外機に室内機３１、室内機３２が接続されている。図１では簡易的に２台のみの記載だが、室内機３、室内機４と複数台接続されていても良い。冷房運転時の場合、冷凍サイクルの冷媒の流れは、室外機の圧縮機１で高圧・高温に圧縮された冷媒は四方弁２を通過し室外熱交換器３で液冷媒に凝縮される。

これが室外減圧装置４、受液器５を通り室外機を出て、液配管６、液管接続キット７を経由して、室内機３１と室内機３２に流れる。室内機内部では室内膨張弁８−１および８−２により低圧に膨張され、室内熱交換器９−１および９−２でガス冷媒に蒸発される。ガス管接続キット１０を経由してガス配管１１にて再び室外機に戻りこれを循環する。マルチ型の空気調和機の場合、室内機３１と室内機３２は各々個別に制御される。例えば室内機３１を空気調和機使用者が運転停止させた場合でも、保護制御により運転が禁止されている条件以外では室内壁２は運転することが可能である。このように圧縮機１を起点とする冷媒の循環は継続されることとなり停止させた室内機３１にも冷媒が流れ込んでくる虞がある。そこで本実施例の空気調和機においては、停止した室内機３１の室内膨張弁８−１は基本的には全閉し室内熱交換器９−１に流れないように制御する。この室内膨張弁８の制御方法については後に詳述する。

図２には壁掛け型の室内機（３１、３２）の外観を示す。室内機（３１、３２）の中には室内熱交換器９、室内膨張弁８、室内送風機１４を配置し、室内送風機１４は送風機用モータ１５へ接続されている。室内膨張弁８、送風機用モータ１５は室内機の運転を制御する制御装置１６により制御される。送風機用モータ１５によって室内送風機１４が回転し室内空気は空気吸込口１７より吸い込まれ、室内熱交換器９を通過して空気吹出口１８より吹出される。

本実施例の空気調和機の室内機（３１、３２）は図２に示すように、壁に取り付けられる壁掛け型の室内機である。壁掛け型の室内機（３１、３２）では室内熱交換器９の伝熱面積を確保しつつ製品コンパクト化を実現させるために室内送風機１４を取り囲むように室内熱交換器９を配置している。また空気の流れに関しては熱交換器の下流側に室内送風機１４が位置している。すなわち、複数の室内機（３１、３２）はそれぞれ室内熱交換器９を通った後に室内送風機１４を介して室内に空調した空気を送風する。

図１のマルチ型の空気調和機は前述したとおり、冷房運転時に、室内機３１が停止していても室内機３２が冷房運転をすることができる。すなわち室外機の圧縮機１が運転している場合には室内機３１が停止していても冷媒配管を冷媒が循環している。このとき停止している室内機３１の室内膨張弁８−１が微開の状態であると冷媒が室内熱交換器９−１に流れ込んだ場合、微少冷媒により室内熱交換器９−１は徐々に冷却される。

この停止している室内機３１の室内送風機１４は停止していて空気の流れは無いが、室内送風機１４を取り囲むように配置された室内熱交換器９−１が冷却されるので、その輻射熱で室内送風機１４も冷却される。すると室内送風機１４の周囲の空気に含まれる水分が凝縮され結露水となって室内送風機１４の表面に付着する。この状態で室内機３１の運転を再開すると、室内送風機１４が回転することで、その表面に付着した結露水は空気吹出口１８より室内機外に排出されてしまう。

図２に示すような壁掛け型の室内機においては特に、冷房運転の場合、冷媒が室内熱交換器９を通過すると室内熱交換器９は冷たくなり、室内送風機１４も冷やされることになるため、上記した結露水の排出の虞がある。このように結露水が空気吹出口２８より飛び出し、これにより使用者に不快感を与える虞があった。

図３では室内膨張弁８の簡略断面図を示す。冷媒入口２２から冷媒出口２３に流れる場合、膨張弁モータ１９によってニードル弁２０を上下させ、弁座２１との隙間量を変化させることによって冷媒流量を調節する。冷媒を流さないようにするためには完全に閉弁させるようにニードル弁２０を弁座２１に押し付けるようにする。

しかしながらこの状態が長く続くと温度変化等で、ニードル弁２０が弁座２１に食い付いてしまい、開弁させようと膨張弁モータ１９によってニードル弁２０を上方向に駆動させても動かなくなってしまうことがある。これをロック状態または固渋、固着と呼び、本来の冷媒流量調整が不可となり空気調和機の故障を招く虞が生じる。

ここで上記した微少冷媒の流れで室内送風機１４の表面に結露水が付着することを抑制するためには室内膨張弁８を全閉することが必要であるが、一方で図３で記述したように、閉弁状態が長く続くと室内膨張弁８の信頼性を損なうことにもなりかねない。

この相反する事象を解決するために本発明者等は、室内膨張弁８に関して図４に示す制御を考案するに至ったものである。室内機（３１、３２）が運転している場合には室内機（３１、３２）および室外機の各種検知温度や圧力等による情報で室内膨張弁（８−１、８−２）の開度を決定する。ここで室内機３１が停止したとすると、室外機の圧縮機１が運転しているかどうかの情報を入手して、もし圧縮機１が運転している場合には停止した室内機３１の室内熱交換器９−１に冷媒が流れ込まないように室内膨張弁８−１を全閉とする。このとき圧縮機１が停止している場合には冷媒の流れは無いため室内膨張弁８−１のロックを避ける目的で室内膨張弁８−１の開度を微開に設定する。

圧縮機１の運転状態が変わった場合にはその都度、室内膨張弁８の開度設定を変更する。すなわち、圧縮機１が運転開始すれば、停止した室内機３１の室内膨張弁８−１の開度は全閉とし、圧縮機１の運転が停止すれば停止した室内機３１の室内膨張弁８−１の開度を微開とするように制御する。このように室内膨張弁８の全閉時間を極力、減少させることで室内膨張弁８がロックする虞を抑制させることができる。

以上に説明したように本実施例の空気調和機は、室内熱交換器９、室内膨張弁８、室内送風機１４をそれぞれ有する複数の室内機（３１、３２）と、複数の室内機（３１、３２）と冷媒配管（６、１１）により接続され、圧縮機１を備えた室外機と、を備えたことを前提としている。そして冷房運転時において、圧縮機１が運転中である場合に、複数の室内機（３１、３２）のうち停止中の室内機３１の室内膨張弁８−１を全閉とする。さらに圧縮機１が停止した場合に全閉とした室内機３１の室内膨張弁８−１を所定の開度（微開）で開くように制御するものである。

なお、圧縮機１が停止した場合には、複数の室内機（３１、３２）の全ての室内膨張弁８を所定の開度（微開）で開くように制御することが望ましい。これにより複数の室内機（３１、３２）の全てにおいて室内膨張弁８のロックを防止することが可能となる。

図５に天井埋込型のカセットタイプと言われる４方向に空気を吹き出すタイプの室内機の構造を示す。送風機用モータ２４によって回転する送風機２５を取り巻くように室内熱交換器２６は配置され、送風機の下には風路を形成するためのベルマウス２９および制御機器を内蔵する電気品箱３０をベルマウスの一部を配置する。空気吸込口２７から吸い込まれた空気は送風機２５を通り、室内熱交換器２６を通過後、空気吹出口２８より室内機機外に排出される。

図５の室内機が停止している状態で室内膨張弁が微開の状態となると、冷媒が室内熱交換器２６に流れるため、室内熱交換器２６によって送風機２５、ベルマウス２６、電気品箱３０が冷却される。するとこれらの部品の表面に結露水が付着し、この状態が長く継続されると結露水の量が多くなり空気吸込口２７より落下に至る。このため、このような４方向への吹出すタイプの室内機においても本実施例では圧縮機が運転状態では膨張弁を全閉にすることで冷媒の流入を止めるため、結露水の落下を防ぐことが可能となる。

１・・・・・圧縮機
２・・・・・四方弁
３・・・・・室外熱交換器
４・・・・・室外減圧装置
５・・・・・受液器
６・・・・・液配管
７・・・・・液管接続キット
８・・・・・室内膨張弁
９・・・・・室内熱交換器
１０・・・・・ガス管接続キット
１１・・・・・ガス配管
１４・・・・・室内送風機
１５・・・・・送風機用モータ
１６・・・・・制御装置
１７・・・・・空気吸込口
１８・・・・・空気吹出口
１９・・・・・膨張弁モータ
２０・・・・・ニードル弁
２１・・・・・弁座
２２・・・・・冷媒入口
２３・・・・・冷媒出口
２４・・・・・送風機用モータ
２５・・・・・送風機
２６・・・・・室内熱交換器
２７・・・・・空気吸込口
２８・・・・・空気吹出口
２９・・・・・ベルマウス
３０・・・・・電気品箱
３１、３２・・室内機

Claims (4)

1. 室内熱交換器、室内膨張弁、室内送風機をそれぞれ有する複数の室内機と、該複数の室内機と冷媒配管により接続され、圧縮機を備えた室外機と、を備えた空気調和機において、
   冷房運転時において、
   前記圧縮機が運転中である場合に、前記複数の室内機のうち停止中の室内機の室内膨張弁を全閉とし、
   前記圧縮機が停止した場合に前記全閉とした室内機の室内膨張弁を所定の開度で開くように制御することを特徴とする空気調和機。
2. 請求項１に記載の空気調和機において、
   冷房運転時において、
   前記圧縮機が停止した場合に、前記複数の室内機の全ての室内膨張弁を所定の開度で開くように制御することを特徴とする空気調和機。
3. 請求項１に記載の空気調和機において、
   前記複数の室内機は壁に取り付けられる壁掛け型の室内機であることを特徴とする空気調和機。
4. 請求項１に記載の空気調和機において、
   前記複数の室内機はそれぞれ前記室内熱交換器を通った後に前記室内送風機を介して室内に空気を送風する室内機であることを特徴とする空気調和機。