JP2016102638A

JP2016102638A - Air conditioner

Info

Publication number: JP2016102638A
Application number: JP2014242566A
Authority: JP
Inventors: 中井　明紀; Akinori Nakai; 明紀中井; 昌和浦川; Masakazu Urakawa; 中村　博; Hiroshi Nakamura; 博中村
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2016-06-02
Also published as: MY192944A; MY187229A; TWM529821U

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a less-expensive air conditioner capable of performing a weak heating suitable for a region where a heating is required only for a short period of time.SOLUTION: In an air conditioner 1, a heating capability is restricted to less than a cooling capability and further a ratio P/d between a cooling capability P [kW] and a diameter d [mm] of a four-way change-over valve is set in a range of 0.1 to 0.8 or a ratio P/S between a cooling capability P [kW] and a flow passage sectional area S [mm] is set in a range of 0.01 to 0.13. As a result, since its size can be made smaller than that of a four-way change-over valve 15 used in the usual heating operation, it is possible to attain a low cost.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、空調機に関し、特に、暖房能力が冷房能力よりも小さい空調機に関する。 The present invention relates to an air conditioner, and more particularly to an air conditioner having a heating capacity smaller than a cooling capacity.

ＡＳＥＡＮ、中南米などで使用されるルームエアコンは、ほとんどが冷房専用である（例えば、特許文献１：特開２００８−９６０８８号公報参照）。しかし、そのような地域でも例えば高地においては、短期間ではあるものの気温が５℃程度まで低下し、何らかの暖房を必要とする時期がある。 Most of room air conditioners used in ASEAN, Latin America and the like are exclusively for cooling (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-96088). However, even in such a region, for example, in a highland, the temperature drops to about 5 ° C. for a short period of time, and there is a time when some kind of heating is required.

ユーザーは、その期間だけヒータなどの機器を用いて室内暖房をしているが、不便さは否めない。その一方、冷房専用地域において本格的なヒートポンプ機はオーバースペックであり、ユーザーの購入価格上昇を伴い市場流通を阻害する結果となっていた。 The user is heating the room using a device such as a heater only during that period, but the inconvenience cannot be denied. On the other hand, a full-scale heat pump machine in the cooling-only area is over-spec, resulting in an increase in the purchase price of users and hindering market distribution.

本発明の課題は、短期間だけ暖房を必要とする地域に適した弱めの暖房を行うことができる安価な空調機を提供することにある。 The subject of this invention is providing the cheap air conditioner which can perform the weak heating suitable for the area which needs heating only for a short period of time.

本発明の第１観点に係る空調機は、圧縮機、熱源側熱交換器、膨張機構、及び利用側熱交換器を順に接続して冷媒回路を構成し、利用側熱交換器が凝縮器として機能するときの暖房能力を、利用側熱交換器が蒸発器として機能するときの冷房能力以下にした空調機であって、冷媒回路において冷房運転を行う接続状態と暖房運転を行う接続状態とを切り換える四路切換弁を備えている。そして、冷房能力Ｐ［ｋＷ］と、四路切換弁の口径ｄ［ｍｍ］との比Ｐ／ｄが、０．１〜０．８の範囲内である。 In the air conditioner according to the first aspect of the present invention, a compressor, a heat source side heat exchanger, an expansion mechanism, and a use side heat exchanger are connected in order to form a refrigerant circuit, and the use side heat exchanger serves as a condenser. An air conditioner in which the heating capacity when functioning is set to be equal to or less than the cooling capacity when the use-side heat exchanger functions as an evaporator, the connection state for performing cooling operation and the connection state for performing heating operation in the refrigerant circuit A four-way switching valve for switching is provided. The ratio P / d between the cooling capacity P [kW] and the diameter d [mm] of the four-way switching valve is in the range of 0.1 to 0.8.

この空調機では、暖房能力が冷房能力以下に抑えられており、通常の暖房運転に使用される四路切換弁よりも小さくできるので、低コスト化を図ることができる。 In this air conditioner, the heating capacity is suppressed below the cooling capacity and can be made smaller than the four-way switching valve used for normal heating operation, so that the cost can be reduced.

本発明の第２観点に係る空調機は、圧縮機、熱源側熱交換器、膨張機構、及び利用側熱交換器を順に接続して冷媒回路を構成し、利用側熱交換器が凝縮器として機能するときの暖房能力を、利用側熱交換器が蒸発器として機能するときの冷房能力以下にした空調機であって、冷媒回路において冷房運転を行う接続状態と暖房運転を行う接続状態とを切り換える四路切換弁を備えている。そして、冷房能力Ｐ［ｋＷ］と、四路切換弁内の流路のうち最も狭くなる部分の流路断面積Ｓ［ｍｍ²］との比Ｐ／Ｓが、０．０１〜０．１３の範囲内である。 The air conditioner according to the second aspect of the present invention is configured by connecting a compressor, a heat source side heat exchanger, an expansion mechanism, and a use side heat exchanger in order to form a refrigerant circuit, and the use side heat exchanger serves as a condenser. An air conditioner in which the heating capacity when functioning is set to be equal to or less than the cooling capacity when the use-side heat exchanger functions as an evaporator, the connection state for performing cooling operation and the connection state for performing heating operation in the refrigerant circuit A four-way switching valve for switching is provided. The ratio P / S between the cooling capacity P [kW] and the channel cross-sectional area S [mm ² ] of the narrowest portion of the channels in the four-way switching valve is 0.01 to 0.13. Within range.

本発明の第１観点又は第２観点に係る空調機では、暖房能力が冷房能力以下に抑えられており、通常の暖房運転に使用される四路切換弁よりも小さくできるので、低コスト化を図ることができる。 In the air conditioner according to the first aspect or the second aspect of the present invention, the heating capacity is suppressed to the cooling capacity or less and can be made smaller than the four-way switching valve used for normal heating operation. Can be planned.

本発明の一実施形態に係る空調機の構成図。The block diagram of the air conditioner which concerns on one Embodiment of this invention. 室内機の斜視図。The perspective view of an indoor unit. 空調機の制御ブロック図。The control block diagram of an air conditioner. 霜付き抑制制御のフローチャート。The flowchart of frost suppression control. 四路切換弁の斜視図。The perspective view of a four-way selector valve. 四路切換弁のスライド台及びスライド弁周辺の断面図。Sectional drawing of the slide stand of a four-way selector valve and a slide valve periphery.

以下図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The following embodiments are specific examples of the present invention and do not limit the technical scope of the present invention.

（１）空調機１の構成
図１は、本発明の一実施形態に係る空調機１の構成図である。図１において、空調機１は、冷房運転および暖房運転が可能な冷凍装置であり、室内機２と、室外機３と、室外機３と室内機２とを接続するための液冷媒連絡配管７、及びガス冷媒連絡配管９とを備えている。空調機１の冷凍回路には、単一冷媒であるＲ３２が封入されている。 (1) Configuration of Air Conditioner 1 FIG. 1 is a configuration diagram of an air conditioner 1 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, an air conditioner 1 is a refrigeration apparatus capable of cooling operation and heating operation, and includes an indoor unit 2, an outdoor unit 3, and a liquid refrigerant communication pipe 7 for connecting the outdoor unit 3 and the indoor unit 2. , And a gas refrigerant communication pipe 9. R32 which is a single refrigerant is enclosed in the refrigeration circuit of the air conditioner 1.

（１−１）室内機２
図２は、室内機２の斜視図である。図１及び図２において、室内機２は、室内熱交換器１１と、室内ファン３５とを有している。また、室内機２には、リモートコントロールユニット（以下、リモコン５２という。）が付帯されている。リモコン５２は、ユーザーの操作に応じて、室内機２及び室外機３に内蔵されている制御部と交信して空調機１を制御する。 (1-1) Indoor unit 2
FIG. 2 is a perspective view of the indoor unit 2. 1 and 2, the indoor unit 2 includes an indoor heat exchanger 11 and an indoor fan 35. The indoor unit 2 is accompanied by a remote control unit (hereinafter referred to as a remote controller 52). The remote controller 52 controls the air conditioner 1 by communicating with a control unit built in the indoor unit 2 and the outdoor unit 3 in accordance with a user operation.

（１−１−１）室内熱交換器１１
室内熱交換器１１は、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。室内熱交換器１１は、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の凝縮器として機能して室内空気を加熱する。 (1-1-1) Indoor heat exchanger 11
The indoor heat exchanger 11 is a cross-fin type fin-and-tube heat exchanger composed of heat transfer tubes and a large number of fins. The indoor heat exchanger 11 functions as a refrigerant evaporator during cooling operation to cool indoor air, and functions as a refrigerant condenser during heating operation to heat indoor air.

なお、室内熱交換器１１は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器に限定されるものではなく、他の型式の熱交換器であっても良い。 The indoor heat exchanger 11 is not limited to a cross fin type fin-and-tube heat exchanger, but may be another type of heat exchanger.

（１−１−２）室内ファン３５
室内ファン３５は、クロスフローファンである。室内ファン３５は、ファン３５ａと、ファン３５ａを回転させるための室内ファンモータユニット３５ｂとを有している。ファン３５ａは、ＡＳ樹脂などの樹脂材料で、長細い円筒形状に形成されており、長軸が水平になるように配置される。 (1-1-2) Indoor fan 35
The indoor fan 35 is a cross flow fan. The indoor fan 35 includes a fan 35a and an indoor fan motor unit 35b for rotating the fan 35a. The fan 35a is made of a resin material such as AS resin, is formed in a long and thin cylindrical shape, and is arranged so that the long axis is horizontal.

室内ファン３５の稼動によって、室内機２は前面側から内部に室内空気を吸入し、室内熱交換器１１において冷媒と熱交換させた後に、供給空気として室内に供給する。また、室内ファン３５は、室内熱交換器１１に供給する空気の風量を所定風量範囲において変更することができる。 With the operation of the indoor fan 35, the indoor unit 2 sucks indoor air into the interior from the front side, and after exchanging heat with the refrigerant in the indoor heat exchanger 11, supplies the indoor air as supply air. Moreover, the indoor fan 35 can change the air volume of the air supplied to the indoor heat exchanger 11 within a predetermined air volume range.

（１−２）室外機３
図１において、室外機３は、主に、圧縮機１３、四路切換弁１５、室外熱交換器１７、膨張弁１９、及びアキュムレータ２１を有している。さらに、室外機３は室外ファン５５も有している。 (1-2) Outdoor unit 3
In FIG. 1, the outdoor unit 3 mainly includes a compressor 13, a four-way switching valve 15, an outdoor heat exchanger 17, an expansion valve 19, and an accumulator 21. Furthermore, the outdoor unit 3 also has an outdoor fan 55.

（１−２−１）圧縮機１３
圧縮機１３は容量可変式圧縮機であり、インバータにより回転数が制御される。本実施形態において、圧縮機１３は１台のみであるが、これに限定されず、室内機２の接続台数等に応じて、２台以上の圧縮機が並列に接続されていても良い。 (1-2-1) Compressor 13
The compressor 13 is a variable capacity compressor, and the rotation speed is controlled by an inverter. In the present embodiment, the number of the compressors 13 is only one. However, the present invention is not limited to this, and two or more compressors may be connected in parallel according to the number of indoor units 2 connected.

（１−２−２）四路切換弁１５
四路切換弁１５は、冷媒の流れの方向を切り換える弁である。冷房運転時、四路切換弁１５は圧縮機１３の吐出側と室外熱交換器１７のガス側とを接続するとともに圧縮機１３の吸入側（具体的には、アキュムレータ２１）とガス冷媒連絡配管９側とを接続する（冷房運転状態：図１の四路切換弁１５の実線を参照）。その結果、室外熱交換器１７は冷媒の凝縮器として、室内熱交換器１１は冷媒の蒸発器として機能する。 (1-2-2) Four-way selector valve 15
The four-way switching valve 15 is a valve that switches the direction of refrigerant flow. During the cooling operation, the four-way switching valve 15 connects the discharge side of the compressor 13 and the gas side of the outdoor heat exchanger 17 and at the same time, the suction side of the compressor 13 (specifically, the accumulator 21) and the gas refrigerant communication pipe. 9 side (cooling operation state: refer to the solid line of the four-way switching valve 15 in FIG. 1). As a result, the outdoor heat exchanger 17 functions as a refrigerant condenser, and the indoor heat exchanger 11 functions as a refrigerant evaporator.

暖房運転時、四路切換弁１５は、圧縮機１３の吐出側とガス冷媒連絡配管９側とを接続するとともに圧縮機１３の吸入側と室外熱交換器１７のガス側とを接続する（暖房運転状態：図１の四路切換弁１５の破線を参照）。その結果、室内熱交換器１１は冷媒の凝縮器として、室外熱交換器１７は冷媒の蒸発器として機能する。 During the heating operation, the four-way switching valve 15 connects the discharge side of the compressor 13 and the gas refrigerant communication pipe 9 side and connects the suction side of the compressor 13 and the gas side of the outdoor heat exchanger 17 (heating). Operation state: (Refer to the broken line of the four-way switching valve 15 in FIG. 1). As a result, the indoor heat exchanger 11 functions as a refrigerant condenser, and the outdoor heat exchanger 17 functions as a refrigerant evaporator.

（１−２−３）室外熱交換器１７
室外熱交換器１７は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。室外熱交換器１７は、冷房運転時には冷媒の凝縮器として機能し、暖房運転時には冷媒の蒸発器として機能する。室外熱交換器１７は、そのガス側が四路切換弁１５に接続され、その液側が膨張弁１９に接続されている。 (1-2-3) Outdoor heat exchanger 17
The outdoor heat exchanger 17 is a cross-fin type fin-and-tube heat exchanger. The outdoor heat exchanger 17 functions as a refrigerant condenser during the cooling operation, and functions as a refrigerant evaporator during the heating operation. The outdoor heat exchanger 17 has a gas side connected to the four-way switching valve 15 and a liquid side connected to the expansion valve 19.

（１−２−４）膨張弁１９
膨張弁１９は、冷媒回路内を流れる冷媒の圧力や流量等の調節を行う。膨張弁１９は、冷房運転時の冷媒回路における冷媒の流れ方向において室外熱交換器１７の下流側に配置されている。 (1-2-4) Expansion valve 19
The expansion valve 19 adjusts the pressure and flow rate of the refrigerant flowing in the refrigerant circuit. The expansion valve 19 is disposed downstream of the outdoor heat exchanger 17 in the refrigerant flow direction in the refrigerant circuit during the cooling operation.

（１−２−５）室外ファン５５
室外ファン５５は、吸入した室外空気を室外熱交換器１７に送風して冷媒と熱交換させる。室外ファン５５は、室外熱交換器１７に送風する際の風量を可変することができる。室外ファン５５は、プロペラファン等であり、ＤＣファンモータ等からなるモータによって駆動される。 (1-2-5) Outdoor fan 55
The outdoor fan 55 blows the sucked outdoor air to the outdoor heat exchanger 17 to exchange heat with the refrigerant. The outdoor fan 55 can vary the amount of air that is blown to the outdoor heat exchanger 17. The outdoor fan 55 is a propeller fan or the like, and is driven by a motor including a DC fan motor or the like.

（１−３）制御部５０
図３は、空調機１の制御ブロック図である。図３において、制御部５０はリモコン５２からの指令信号に基づいて、圧縮機１３の運転周波数、四路切換弁１５の切換動作、膨張弁１９の開度、および風向調整羽根駆動モータ６２の回転を制御する。 (1-3) Control unit 50
FIG. 3 is a control block diagram of the air conditioner 1. In FIG. 3, the control unit 50, based on the command signal from the remote controller 52, the operating frequency of the compressor 13, the switching operation of the four-way switching valve 15, the opening degree of the expansion valve 19, and the rotation of the wind direction adjusting blade drive motor 62. To control.

図１に示すように、制御部５０は、室内機２内に内蔵されている室内制御部５０ａと室外機３内に内蔵されている室外制御部５０ｂとを有している。室内制御部５０ａとリモコン５２との間では赤外線信号の送受信が行われる。室内制御部５０ａと室外制御部５０ｂとの間では信号の送受信がワイヤを介して行われる。 As shown in FIG. 1, the control unit 50 includes an indoor control unit 50 a built in the indoor unit 2 and an outdoor control unit 50 b built in the outdoor unit 3. Infrared signals are transmitted and received between the indoor controller 50a and the remote controller 52. Signals are transmitted and received between the indoor control unit 50a and the outdoor control unit 50b via wires.

リモコン５２には、運転スイッチ２２、運転切換スイッチ２４、温度設定スイッチ２６、及び風向調整スイッチ６１が設けられている。 The remote controller 52 is provided with an operation switch 22, an operation changeover switch 24, a temperature setting switch 26, and a wind direction adjustment switch 61.

運転スイッチ２２は、操作される毎に空調機１の運転と停止とを交互に切り換える。運転切換スイッチ２４は、操作される毎に運転を自動→冷房→除湿→暖房の順に切り換える。温度設定スイッチ２６は、上押操作される毎に設定温度が上昇し、下押操作される毎に設定温度が降下する。 The operation switch 22 alternately switches between operation and stop of the air conditioner 1 every time it is operated. The operation changeover switch 24 switches the operation in the order of automatic → cooling → dehumidification → heating each time it is operated. The temperature setting switch 26 increases the set temperature each time it is pressed upward, and decreases the set temperature every time it is pressed down.

また。風向調整スイッチ６１が操作される毎に、制御部５０（室内制御部５０ａ）が風向調整羽根駆動モータ６２を制御し、風向調整羽根６３（図２参照）の上下遥動と任意位置固定とを交互に切り換える。 Also. Each time the wind direction adjustment switch 61 is operated, the control unit 50 (indoor control unit 50a) controls the wind direction adjustment blade drive motor 62 to move the wind direction adjustment blade 63 (see FIG. 2) up and down and to fix an arbitrary position. Switch alternately.

（１−４）各種センサ
空調機１には、サーミスタから成る室外熱交換器温度センサ４２、室内温度センサ４４、出口管温度センサ４６、及び外気温度センサ４８が設けられている。室外熱交換器温度センサ４２は、室外熱交換器１７に取付けられ、室外熱交換器１７の所定領域を流れる冷媒の温度を検知する。室内温度センサ４４は、室内機２の吸込口に取り付けられ、室内空気温度を検知する。出口管温度センサ４６は、暖房運転時に蒸発器として機能する室外熱交換器１７の冷媒出口配管に取り付けられ、冷媒出口配管の温度を検出する。外気温度センサ４８は、室外機３の周囲温度を検知する。そして、これらの温度センサの測定値に基づき、制御部５０が空調機１を運転制御する。 (1-4) Various Sensors The air conditioner 1 is provided with an outdoor heat exchanger temperature sensor 42 made of a thermistor, an indoor temperature sensor 44, an outlet pipe temperature sensor 46, and an outdoor air temperature sensor 48. The outdoor heat exchanger temperature sensor 42 is attached to the outdoor heat exchanger 17 and detects the temperature of the refrigerant flowing through a predetermined region of the outdoor heat exchanger 17. The indoor temperature sensor 44 is attached to the suction port of the indoor unit 2 and detects the indoor air temperature. The outlet pipe temperature sensor 46 is attached to the refrigerant outlet pipe of the outdoor heat exchanger 17 that functions as an evaporator during heating operation, and detects the temperature of the refrigerant outlet pipe. The outside air temperature sensor 48 detects the ambient temperature of the outdoor unit 3. And the control part 50 carries out operation control of the air conditioner 1 based on the measured value of these temperature sensors.

（２）空調機１の動作
空調機１では、四路切換弁１５によって、冷媒の循環サイクルを冷房運転時の循環サイクルおよび暖房運転時の循環サイクルのいずれか一方に切り換えることが可能である。 (2) Operation of Air Conditioner 1 In the air conditioner 1, the four-way switching valve 15 can switch the refrigerant circulation cycle to either the circulation cycle during the cooling operation or the circulation cycle during the heating operation.

（２−１）冷房運転
冷房運転では、四路切換弁１５が第１状態（図１の実線）に設定される。そして、この状態で制御部５０が圧縮機１３を稼動させると、室外熱交換器１７が凝縮器となり、室内熱交換器１１が蒸発器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。 (2-1) Cooling Operation In the cooling operation, the four-way switching valve 15 is set to the first state (solid line in FIG. 1). Then, when the control unit 50 operates the compressor 13 in this state, a vapor compression refrigeration cycle is performed in which the outdoor heat exchanger 17 becomes a condenser and the indoor heat exchanger 11 becomes an evaporator.

圧縮機１３から吐出された高圧の冷媒は、室外熱交換器１７で室外の空気と熱交換して凝縮する。室外熱交換器１７を出た冷媒は、膨張弁１９を通過する際に減圧され、その後に室内熱交換器１１で室内の空気と熱交換して蒸発する。その際、空気は室内熱交換器１１によって冷却され、その冷却された空気が室内ファン３５を介して吹出口から室内へ吹き出される。室内熱交換器１１を出た冷媒は、圧縮機１３へ吸入されて圧縮される。 The high-pressure refrigerant discharged from the compressor 13 is condensed by exchanging heat with outdoor air in the outdoor heat exchanger 17. The refrigerant exiting the outdoor heat exchanger 17 is decompressed when passing through the expansion valve 19, and then evaporates by exchanging heat with indoor air in the indoor heat exchanger 11. At that time, the air is cooled by the indoor heat exchanger 11, and the cooled air is blown into the room from the outlet through the indoor fan 35. The refrigerant leaving the indoor heat exchanger 11 is sucked into the compressor 13 and compressed.

（２−２）暖房運転
暖房運転では、四路切換弁１５が第２状態（図１の点線）に設定される。そして、この状態で制御部５０が圧縮機１３を稼動させると、室外熱交換器１７が蒸発器となり、室内熱交換器１１が凝縮器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。 (2-2) Heating Operation In the heating operation, the four-way switching valve 15 is set to the second state (dotted line in FIG. 1). When the control unit 50 operates the compressor 13 in this state, a vapor compression refrigeration cycle is performed in which the outdoor heat exchanger 17 serves as an evaporator and the indoor heat exchanger 11 serves as a condenser.

圧縮機１３から吐出された高圧の冷媒は、室内熱交換器１１で室内の空気と熱交換して凝縮する。その際、空気は室内熱交換器１１で加温され、その加温された空気は室内ファン３５を介して吹出口から室内へ吹き出される。凝縮した冷媒は、膨張弁１９を通過する際に減圧された後、室外熱交換器１７で室外の空気と熱交換して蒸発する。室外熱交換器１７を出た冷媒は、圧縮機１３へ吸入されて圧縮される。 The high-pressure refrigerant discharged from the compressor 13 is condensed by exchanging heat with indoor air in the indoor heat exchanger 11. At that time, the air is heated by the indoor heat exchanger 11, and the heated air is blown out from the outlet through the indoor fan 35 into the room. The condensed refrigerant is decompressed when passing through the expansion valve 19, and then evaporates by exchanging heat with outdoor air in the outdoor heat exchanger 17. The refrigerant that has exited the outdoor heat exchanger 17 is sucked into the compressor 13 and compressed.

（３）霜付き抑制制御
通常、暖房運転時には所定運転時間毎に除霜運転が行われるが、本実施形態に係る空調機１では、霜付き抑制制御を実行することによって、除霜運転を回避している。以下、フローチャートを参照しながら、その動作を説明する。 (3) Frost suppression control Normally, defrosting operation is performed every predetermined operation time during heating operation, but in the air conditioner 1 according to this embodiment, defrosting operation is avoided by executing the frost suppression control. doing. The operation will be described below with reference to the flowchart.

図４は、霜付き抑制制御のフローチャートである。図４において、ステップＳ１で制御部５０は暖房運転指令が有るか否かを判定する。例えば、ユーザーがリモコン５２の運転スイッチ２２をオンしたとき、リモコン５２から運転開始信号が制御部５０に送られ、運転開始信号を受信した制御部５０は暖房運転指令が有ったと判定する。制御部５０は、暖房運転指令が有ると判定したときステップＳ２へ進み、暖房運転指令がないと判定したときは引き続き判定を継続する。 FIG. 4 is a flowchart of frost suppression control. In FIG. 4, in step S <b> 1, the control unit 50 determines whether there is a heating operation command. For example, when the user turns on the operation switch 22 of the remote controller 52, an operation start signal is sent from the remote controller 52 to the control unit 50, and the control unit 50 that has received the operation start signal determines that there is a heating operation command. When it is determined that there is a heating operation command, control unit 50 proceeds to step S2, and when it is determined that there is no heating operation command, the control continues.

次に制御部５０は、ステップＳ２において外気温度センサ４８を介して外気温度Ｔｏを検出し、ステップＳ３へ進む。 Next, in step S2, the control unit 50 detects the outside air temperature To via the outside air temperature sensor 48, and proceeds to step S3.

次に制御部５０は、ステップＳ３において外気温度センサ４８の検出値である外気温度Ｔｏが所定外気温度Ｔｏｓ（例えば、５℃）を下回っているか否かを判定する。Ｔｏ＜Ｔｏｓであると判定したときは、ステップＳ１０へ飛び、圧縮機１３を起動せず、霜付き抑制制御を終了する。他方、制御部５０がＴｏ＜Ｔｏｓではないと判定したときは、ステップＳ４へ進む。 Next, in step S3, the control unit 50 determines whether or not the outside air temperature To that is a detection value of the outside air temperature sensor 48 is lower than a predetermined outside air temperature Tos (for example, 5 ° C.). When it determines with To <Tos, it jumps to step S10, does not start the compressor 13, and complete | finishes frost suppression control. On the other hand, when the control unit 50 determines that To <Tos, the process proceeds to step S4.

次に制御部５０は、ステップＳ４において圧縮機１３を起動して、ステップＳ５へ進む。ステップＳ５において、制御部５０は室外熱交換器温度センサ４２を介して室外熱交換器１７の所定領域の温度を検出する。 Next, the control part 50 starts the compressor 13 in step S4, and progresses to step S5. In step S <b> 5, the control unit 50 detects the temperature of a predetermined region of the outdoor heat exchanger 17 via the outdoor heat exchanger temperature sensor 42.

次に制御部５０は、ステップＳ６において室外熱交換器温度センサ４２の検出値から冷媒の蒸発温度Ｔｅを推定し、ステップＳ７へ進む。 Next, in step S6, the controller 50 estimates the refrigerant evaporation temperature Te from the detected value of the outdoor heat exchanger temperature sensor 42, and proceeds to step S7.

次に制御部５０は、ステップＳ７において蒸発温度Ｔｅが閾値Ｔｓ１（例えば、４℃）を下回っているか否かを判定し、Ｔｅ＜Ｔｅ１であると判定したときはステップＳ８へ進み、Ｔｅ＜Ｔｅ１ではないと判定したときはステップＳ５へ戻る。 Next, the control unit 50 determines whether or not the evaporation temperature Te is lower than a threshold value Ts1 (for example, 4 ° C.) in step S7. When it is determined that Te <Te1, the process proceeds to step S8, where Te <Te1. If it is determined that it is not, the process returns to step S5.

次に制御部５０は、ステップＳ８において圧縮機１３の垂下制御を実行する。室外熱交換器１７の冷媒の蒸発温度Ｔｅが閾値Ｔｓ１を下回ったことによって、圧縮機１３の運転周波数を現状のまま維持すると室外熱交換器１７に着霜するので、それを回避するためには蒸発圧力を高める必要がある。それゆえ、圧縮機１３の垂下制御が行われる。 Next, the control part 50 performs droop control of the compressor 13 in step S8. If the evaporating temperature Te of the refrigerant in the outdoor heat exchanger 17 is lower than the threshold value Ts1, if the operating frequency of the compressor 13 is maintained as it is, the outdoor heat exchanger 17 is frosted. It is necessary to increase the evaporation pressure. Therefore, the drooping control of the compressor 13 is performed.

なお、圧縮機１３の垂下制御中も、室外熱交換器温度センサ４２の検出値から蒸発温度Ｔｅを推定する動作、及び外気温度センサ４８を介して外気温度Ｔｏを検出する動作は継続している。 Even during the drooping control of the compressor 13, the operation of estimating the evaporation temperature Te from the detection value of the outdoor heat exchanger temperature sensor 42 and the operation of detecting the outside air temperature To via the outside air temperature sensor 48 are continued. .

次に制御部５０は、ステップＳ９において蒸発温度Ｔｅが閾値Ｔｓ２（例えば、２℃）を下回ったか否か、或いは外気温度Ｔｏが所定外気温度Ｔｏｓ（例えば、５℃）を下回ったか否かを判定し、Ｔｅ＜Ｔｓ２又はＴｏ＜Ｔｏｓのいずれかが成立したと判定したときはステップＳ１０へ進んで圧縮機１３を停止する。 Next, in step S9, the control unit 50 determines whether or not the evaporation temperature Te is lower than a threshold value Ts2 (for example, 2 ° C.), or whether the outside air temperature To is lower than a predetermined outside air temperature Tos (for example, 5 ° C.). When it is determined that either Te <Ts2 or To <Tos is established, the process proceeds to step S10 and the compressor 13 is stopped.

他方、制御部５０がＴｅ＜Ｔｓ２及びＴｏ＜Ｔｏｓのいずれも成立していないと判定したときはステップＳ５へ戻る。 On the other hand, when the control unit 50 determines that neither Te <Ts2 nor To <Tos is established, the process returns to step S5.

以上にように、制御部５０は、外気温度Ｔｏが所定外気温度Ｔｏｓ（例えば、５℃）未満のときは、室外熱交換器１７が直ぐに着霜するので、暖房運転を開始しない。また、制御部５０は、外気温度ＴｏがＴｏｓ以上のときに暖房運転を開始しても、蒸発温度Ｔｅが閾値Ｔｓ１（例えば、４℃）未満になったら圧縮機１３を垂下制御して、室外熱交換器１７への着霜を抑制する。さらに、制御部５０は、上記垂下制御中に蒸発温度Ｔｅが閾値Ｔｓ２（例えば２℃）を下回るか、或いは外気温度Ｔｏが所定外気温度Ｔｏｓを下回ったときは、圧縮機１３を停止して室外熱交換器１７への着霜を防止する。 As described above, when the outside air temperature To is less than a predetermined outside air temperature Tos (for example, 5 ° C.), the control unit 50 does not start the heating operation because the outdoor heat exchanger 17 immediately forms frost. Further, even when the heating operation is started when the outside air temperature To is equal to or higher than Tos, the control unit 50 controls the drooping of the compressor 13 when the evaporation temperature Te becomes less than a threshold value Ts1 (for example, 4 ° C.). Suppression of frost on the heat exchanger 17 is suppressed. Further, when the evaporation temperature Te falls below a threshold value Ts2 (for example, 2 ° C.) or the outside air temperature To falls below a predetermined outside air temperature Tos during the drooping control, the control unit 50 stops the compressor 13 The frost formation on the heat exchanger 17 is prevented.

（４）変形例
（４−１）
上記実施形態では、室外熱交換器温度センサ４２の検出値に基づいて冷媒の蒸発温度Ｔｅを推定しているが、それに限定されるものではない。 (4) Modification (4-1)
In the above embodiment, the refrigerant evaporating temperature Te is estimated based on the detection value of the outdoor heat exchanger temperature sensor 42, but is not limited thereto.

例えば、出口管温度センサ４６は、暖房運転時に蒸発器として機能する室外熱交換器１７の冷媒出口配管に取り付けられて冷媒出口配管の温度を検出するので、制御部５０は出口管温度センサ４６の検出値から冷媒の蒸発器出口温度を推定することができ、さらにその推定値から冷媒の蒸発温度Ｔｅを推定することもできる。 For example, the outlet pipe temperature sensor 46 is attached to the refrigerant outlet pipe of the outdoor heat exchanger 17 that functions as an evaporator during heating operation, and detects the temperature of the refrigerant outlet pipe. The refrigerant evaporator outlet temperature can be estimated from the detected value, and the refrigerant evaporation temperature Te can be estimated from the estimated value.

（４−２）
制御部５０は、上記霜付き抑制制御の実行にもかかわらず室外熱交換器１７に着霜したと判断した場合、除霜運転を行ってもよい。 (4-2)
The control unit 50 may perform a defrosting operation when determining that the outdoor heat exchanger 17 has been frosted despite the execution of the frost suppression control.

この変形例に係る空調機１では、圧縮機１３の吐出ガス温度を利用せず外気のみで室外熱交換器１７の除霜を行う。その結果、ホットガスデフロストを行うタイプの空調機との対比において、部品の小型化、低コスト化を図ることができる。 In the air conditioner 1 according to this modification, the outdoor heat exchanger 17 is defrosted only with outside air without using the discharge gas temperature of the compressor 13. As a result, it is possible to reduce the size and cost of parts in comparison with an air conditioner that performs hot gas defrosting.

（５）霜付き抑制制御の導入に伴う四路切換弁１５の最適化
空調機１の能力が大きいほど冷媒の圧力損失が大きくなるので、四路切換弁１５も大型にする傾向がある。 (5) Optimization of four-way switching valve 15 associated with introduction of frost suppression control Since the pressure loss of the refrigerant increases as the capacity of the air conditioner 1 increases, the four-way switching valve 15 also tends to increase in size.

しかし、本実施形態に係る空調機１では、暖房能力を冷房能力よりも小さく抑えているので、冷房能力に合った大きさの四路切換弁１５を選定することができる。また、そうすることにより、冷房能力よりも大きい暖房能力に合わせて選定された従来の四路切換弁よりも小型化を図ることができる。 However, in the air conditioner 1 according to the present embodiment, since the heating capacity is suppressed to be smaller than the cooling capacity, the four-way switching valve 15 having a size suitable for the cooling capacity can be selected. Moreover, by doing so, size reduction can be achieved rather than the conventional four-way switching valve selected according to the heating capability larger than the cooling capability.

ここでは、先ず、四路切換弁１５の構成、動作を説明した上で、四路切換弁１５の選定時の目安となる、冷房能力と四路切換弁１５の口径との関係について説明する。 Here, first, the configuration and operation of the four-way switching valve 15 will be described, and then the relationship between the cooling capacity and the diameter of the four-way switching valve 15 will be described as a guide when selecting the four-way switching valve 15.

（５−１）構成
図５は、四路切換弁１５の斜視図である。また、図６は、四路切換弁１５のスライド台１５３及びスライド弁１５５周辺の断面図である。 (5-1) Configuration FIG. 5 is a perspective view of the four-way switching valve 15. FIG. 6 is a sectional view around the slide base 153 and the slide valve 155 of the four-way switching valve 15.

図５及び図６において、四路切換弁１５は、切換弁部１５Ａとパイロット電磁弁部１５Ｂとから成る。切換弁部１５Ａは、シリンダ１５１と、スライド台１５３（図６参照）と、スライド弁１５５（図６参照）と、パイロット管１５７とを有している。 5 and 6, the four-way switching valve 15 includes a switching valve portion 15A and a pilot electromagnetic valve portion 15B. The switching valve portion 15A includes a cylinder 151, a slide base 153 (see FIG. 6), a slide valve 155 (see FIG. 6), and a pilot pipe 157.

スライド台１５３は、シリンダ１５１内の中央部分に配置された台であり、スライド弁１５５が摺動する。スライド台１５３には、ポートＰ２，Ｐ３，Ｐ４がシリンダの軸方向に沿って順に設けられている。 The slide table 153 is a table disposed at the center portion in the cylinder 151, and the slide valve 155 slides. The slide table 153 is provided with ports P2, P3, and P4 in order along the axial direction of the cylinder.

スライド弁１５５は、シリンダ１５１内に配置され、シリンダ１５１の軸方向に摺動自在である。また、スライド弁１５５は逆Ｕ字状に形成されている。 The slide valve 155 is disposed in the cylinder 151 and is slidable in the axial direction of the cylinder 151. The slide valve 155 is formed in an inverted U shape.

なお、シリンダ１５１においてスライド台１５３のポートＰ２に対向する位置にポートＰ１が設けられ、ポートＰ１には高圧配管Ｔ１の一端が接続される。 In the cylinder 151, a port P1 is provided at a position facing the port P2 of the slide base 153, and one end of the high-pressure pipe T1 is connected to the port P1.

パイロット管１５７は、シリンダ１５１の両端部とパイロット電磁弁部１５Ｂとを連絡している。パイロット電磁弁部１５Ｂの動作によってシリンダ１５１の一端が高圧、他端が低圧となり、この圧力差によってスライド弁１５５がスライド台１５３上を移動し、ポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の各連通相手が切り換わる。 The pilot pipe 157 communicates both end portions of the cylinder 151 and the pilot solenoid valve portion 15B. Due to the operation of the pilot solenoid valve section 15B, one end of the cylinder 151 becomes high pressure and the other end becomes low pressure. Due to this pressure difference, the slide valve 155 moves on the slide base 153, and each communication partner of the ports P1, P2, P3, P4 is Switch.

ポートＰ１は、高圧配管Ｔ１が接続されて、圧縮機１３の高圧側と繋がる。ポートＰ３は、低圧配管Ｔ３が接続されて、圧縮機１３の低圧側と繋がる。ポートＰ２及びポートＰ４は、冷房運転時と暖房運転時とで高低圧が入れ替わるので、高圧に耐え得るように高圧配管Ｔ２、Ｔ４が接続されている。 The port P1 is connected to the high-pressure side of the compressor 13 by being connected to the high-pressure pipe T1. The port P3 is connected to the low pressure side of the compressor 13 through a low pressure pipe T3. The port P2 and the port P4 are connected to high pressure pipes T2 and T4 so as to withstand high pressure because the high and low pressures are switched between the cooling operation and the heating operation.

パイロット電磁弁部１５Ｂは、パイロット弁ユニット１６１と、コイル１６３とを有している。パイロット弁ユニット１６１内には、バネ力で弁孔を閉じる方向に付勢された可動弁を電磁力で開方向に移動させることができる弁機構（図示せず）が内蔵されている。コイル１６３は、通電されたときに当該弁機構を開方向に動作させるための電磁力を発生させる。 The pilot solenoid valve portion 15B includes a pilot valve unit 161 and a coil 163. The pilot valve unit 161 has a built-in valve mechanism (not shown) that can move a movable valve urged in a direction to close the valve hole by a spring force in an opening direction by an electromagnetic force. The coil 163 generates an electromagnetic force for operating the valve mechanism in the opening direction when energized.

パイロット弁ユニット１６１は、シリンダ１５１に与える高圧・低圧を高圧側配管、低圧側配管からパイロット管１６５，１６７を介して取り入れている。 The pilot valve unit 161 takes in high pressure and low pressure applied to the cylinder 151 from the high pressure side pipe and the low pressure side pipe through the pilot pipes 165 and 167.

（５−２）動作
上記構成の四路切換弁１５において、シリンダ１５１内のスライド弁１５５が図５の左側に位置し、ポートＰ１とポートＰ４とが連通し、ポートＰ２とポートＰ３とが連通しているとき、パイロット電磁弁部１５Ｂのコイル１６３に通電して励磁すると、シリンダ１５１の両端の圧力差はスライド弁１５５が右側に移動するような圧力差となり、スライド弁１５５が右側に移動する。その結果、ポートＰ１とポートＰ２とが連通し、ポートＰ３とポートＰ４とが連通する。 (5-2) Operation In the four-way switching valve 15 configured as described above, the slide valve 155 in the cylinder 151 is located on the left side in FIG. 5, the port P1 and the port P4 communicate with each other, and the port P2 and the port P3 communicate with each other. When the coil 163 of the pilot solenoid valve portion 15B is energized and excited, the pressure difference across the cylinder 151 becomes a pressure difference that causes the slide valve 155 to move to the right, and the slide valve 155 moves to the right. . As a result, the port P1 and the port P2 communicate with each other, and the port P3 and the port P4 communicate with each other.

一方、逆方向に切り換えるときは、パイロット電磁弁部１５Ｂのコイル１６３への通電を止めて非励磁にすると、シリンダ１５１の両端の圧力差はスライド弁１５５が左側に移動するような圧力差となり、スライド弁１５５が左側に移動する。その結果、ポートＰ１とポートＰ４とが連通し、ポートＰ２とポートＰ３とが連通する。 On the other hand, when switching to the reverse direction, when the coil 163 of the pilot solenoid valve portion 15B is de-energized and de-energized, the pressure difference across the cylinder 151 becomes a pressure difference that causes the slide valve 155 to move to the left side. The slide valve 155 moves to the left. As a result, the port P1 and the port P4 communicate with each other, and the port P2 and the port P3 communicate with each other.

（５−３）冷房能力と口径との関係
四路切換弁１５の上記のような動作に鑑みると、四路切換弁１５のポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の内径（以下、口径という。）は、必要以上に大きいと大型化を招き、逆に小さいと圧損を招くので、適切なものを選択する必要がある。 (5-3) Relationship between Cooling Capacity and Diameter In view of the above-described operation of the four-way switching valve 15, the inner diameters of the ports P1, P2, P3, and P4 of the four-way switching valve 15 (hereinafter referred to as the diameter). If it is larger than necessary, it will cause an increase in size, and conversely, if it is small, it will cause a pressure loss.

本実施形態では、冷房能力よりも大きい暖房能力に合わせて選定された従来の四路切換弁よりも小型化を図るために、冷房能力と四路切換弁１５の口径との間に下記に説明する関係を維持させている。 In the present embodiment, the following description is given between the cooling capacity and the diameter of the four-way switching valve 15 in order to reduce the size of the conventional four-way switching valve selected in accordance with the heating capacity larger than the cooling capacity. Maintaining a relationship.

具体的には、冷房能力をＰ［ｋＷ］、口径をｄ［ｍｍ］としたとき、
０．１＜Ｐ／ｄ＜０．８・・・（１）
の関係が維持されている。 Specifically, when the cooling capacity is P [kW] and the aperture is d [mm],
0.1 <P / d <0.8 (1)
The relationship is maintained.

なお、一般にポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４が四路切換弁１５内の流路のうち最も狭くなる部分であるが、仮に、ポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４よりも狭くなる部分が存在する場合、その最も狭くなる部分の流路断面積をＳ［ｍｍ²］としたとき、冷房能力Ｐ［ｋＷ］との間に、
０．０１＜Ｐ／Ｓ＜０．１３・・・（２）
の関係が維持される。 In general, the ports P1, P2, P3, and P4 are the narrowest part of the flow path in the four-way switching valve 15. However, if there is a part that is narrower than the ports P1, P2, P3, and P4. When the channel cross-sectional area of the narrowest part is S [mm ² ], between the cooling capacity P [kW],
0.01 <P / S <0.13 (2)
The relationship is maintained.

上記（１）式又は（２）式の関係が維持されていれば、暖房能力が冷房能力以下に抑えられている以上、通常の暖房運転に使用される四路切換弁よりも小さくできるので、低コスト化を図ることができる。 If the relationship of the above formula (1) or (2) is maintained, it can be made smaller than the four-way switching valve used for normal heating operation as long as the heating capacity is suppressed to the cooling capacity or less. Cost reduction can be achieved.

（６）特徴
空調機１では、暖房能力が冷房能力以下に抑えられており、さらに冷房能力Ｐ［ｋＷ］と、四路切換弁の口径ｄ［ｍｍ］との比Ｐ／ｄが０．１〜０．８の範囲内に設定され、又は冷房能力Ｐ［ｋＷ］と、四路切換弁１５内の流路のうち最も狭くなる部分の流路断面積Ｓ［ｍｍ²］との比Ｐ／Ｓが０．０１〜０．１３の範囲内に設定されている。 (6) Features In the air conditioner 1, the heating capacity is suppressed below the cooling capacity, and the ratio P / d between the cooling capacity P [kW] and the diameter d [mm] of the four-way switching valve is 0.1. The ratio P / of the cooling capacity P [kW], which is set within the range of ~ 0.8, and the channel cross-sectional area S [mm ² ] of the narrowest portion of the channels in the four-way switching valve 15 S is set within a range of 0.01 to 0.13.

その結果、通常の暖房運転に使用される四路切換弁よりも小さくできるので、低コスト化を図ることができる。 As a result, since it can be made smaller than the four-way switching valve used for normal heating operation, the cost can be reduced.

１空調機
１１室内熱交換器（熱源側熱交換器）
１３圧縮機
１５四路切換弁
１７室外熱交換器（利用側熱交換器）
１９膨張弁（膨張機構） 1 Air conditioner 11 Indoor heat exchanger (heat source side heat exchanger)
13 Compressor 15 Four-way selector valve 17 Outdoor heat exchanger (use side heat exchanger)
19 Expansion valve (expansion mechanism)

特開２００８−９６０８８号公報JP 2008-96088 A

Claims

A compressor (13), a heat source side heat exchanger (17), an expansion mechanism (19), and a use side heat exchanger (11) are connected in order to form a refrigerant circuit, and the use side heat exchanger (11). Is an air conditioner in which the heating capacity when functioning as a condenser is less than or equal to the cooling capacity when the use side heat exchanger (11) functions as an evaporator,
A four-way switching valve (15) for switching between a connection state for performing cooling operation and a connection state for performing heating operation in the refrigerant circuit;
A ratio P / d between the cooling capacity P [kW] and the diameter d [mm] of the four-way switching valve (15) is in the range of 0.1 to 0.8.
Air conditioner (1).

A compressor (13), a heat source side heat exchanger (17), an expansion mechanism (19), and a use side heat exchanger (11) are connected in order to form a refrigerant circuit, and the use side heat exchanger (11). Is an air conditioner in which the heating capacity when functioning as a condenser is less than or equal to the cooling capacity when the use side heat exchanger (11) functions as an evaporator,
A four-way switching valve (15) for switching between a connection state for performing cooling operation and a connection state for performing heating operation in the refrigerant circuit;
The ratio P / S between the cooling capacity P [kW] and the cross-sectional area S [mm ² ] of the narrowest portion of the flow paths in the four-way switching valve (15) is 0.01 to 0. .13,
Air conditioner (1).