JP2018025333A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】空気調和機がサーモオフしたときに圧縮機を一時的に停止させる圧縮機一時停止制御時の均圧時間を短縮する。【解決手段】熱源側熱交換器である室外熱交換器３２は、圧縮機３１で圧縮された冷媒と空気との間で熱交換を行わせる。減圧機構である差圧式膨張弁３３は、室外熱交換器３２で熱交換が行われた後の冷媒を減圧する。熱源側ファンである室外ファン３４は、室外熱交換器３２に熱源ユニット３０の周りの空気を送る。利用ユニット２０は、設定温度に対する室内温度の温度差が所定範囲に入ったときに圧縮機３１を停止させてサーモオフする圧縮機一時停止制御を実行可能に構成されている。空気調和機１０は、圧縮機一時停止制御の期間に室外ファン３４の回転数が最大回転数の５０％以上の回転数になるように室外ファン３４に指令を出す。【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和機、特に、冷房専用冷凍サイクルを行う空気調和機に関する。

従来から、圧縮機を備える空気調和機においては、圧縮機停止後の再起動時に圧縮機の高圧側と低圧側との間の差圧に起因して圧縮機の起動不良が発生することを防止するために、圧縮機の高圧側と低圧側の差圧を低減させる均圧が行われている。例えば、特許文献１（特開平４−３０２９５８号公報）には、圧縮機の停止後、一定時間だけ室外側送風機を継続運転して室外側熱交換器の熱交換能率を保持し、冷媒回路の圧力差を少なくし、再起動防止タイマのタイムアップ後直ちに圧縮機を再起動可能にする空気調和機が開示されている。

しかしながら、特許文献１に記載されている空気調和機などでは、四路切換弁の作動時の不快な冷媒音を小さくするには十分であるものの、四路切換弁を作動させない状態では圧縮機の高圧側と低圧側の差圧の低減が不十分であり、四路切換弁を用いなければ再起動防止タイマのタイムアップ後に直ちに再起動ができるものではなかった。

本発明の課題は、空気調和機がサーモオフしたときに圧縮機を一時的に停止させる圧縮機一時停止制御時の均圧時間を短縮することである。

本発明の第１観点に係る空気調和機は、利用ユニットと利用ユニットに接続された熱源ユニットとを備え、利用ユニットと熱源ユニットの間で冷媒を循環させる蒸気圧縮式冷凍サイクルを行って熱源ユニットと利用ユニットとの間で熱を移動させることによって、利用ユニットの周りの利用空間の空気温度を調整する空気調和機であって、蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいて冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機で圧縮された冷媒と空気との間で熱交換を行わせる熱源側熱交換器と、熱源側熱交換器で熱交換が行われた後の冷媒を減圧する減圧機構と、熱源側熱交換器に熱源ユニットの周りの空気を送る熱源側ファンと、を備え、利用ユニットが利用空間の設定温度に対する利用空間の空気温度の温度差が所定範囲に入ったときに圧縮機を停止させてサーモオフする圧縮機一時停止制御を実行可能に構成され、圧縮機一時停止制御の期間に熱源側ファンの回転数が最大回転数の５０％以上の回転数になるように熱源側ファンに指令を出す。

第１観点に係る空気調和機によれば、サーモオフのときの圧縮機一時停止制御時に熱源側ファンの回転数を最大回転数の５０％以上にすることから熱源側熱交換器での冷媒の熱交換を促進でき、圧縮機が再起動するまでに多くの冷媒を熱源側熱交換器に貯留することができる。

本発明の第２観点に係る空気調和機は、第１観点に係る空気調和機において、利用ユニットと熱源ユニットは、利用ユニットで利用空間から奪った熱を熱源ユニットで放出する蒸気圧縮式冷凍サイクルのみを実施可能に構成され、減圧機構は、運転時には一方向にしか冷媒が流れず、冷媒の流れる方向の上流側と下流側の冷媒の圧力差によって開度が調節される差圧式膨張弁を含むものである。

第２観点に係る空気調和機によれば、安価な差圧式膨張弁を用いて圧縮機一時停止制御時の均圧時間を短縮することができる。

本発明の第３観点に係る空気調和機は、第２観点に係る空気調和機において、差圧式膨張弁は、弾性体と、弾性体の付勢力と冷媒の圧力差とのバランスを保つように移動する弁体とを有し、弁体により開度が調節される、ものである。

第３観点に係る空気調和機によれば、弾性体の付勢力と冷媒の圧力差とのバランスを保つように移動する弁体により開度が調節される差圧式膨張弁においては自動的に開度が調整されるが、このような差圧式膨張弁を用いても圧縮機一時停止制御時の均圧時間を短縮できる。

本発明の第４観点に係る空気調和機は、第１観点から第３観点のいずれかに係る空気調和機において、利用ユニット及び熱源ユニットのうちの少なくとも一方は、圧縮機一時停止制御後の圧縮機の再起動を設定時間の間だけ防止する再起動防止タイマを備え、熱源ユニットは、再起動防止タイマの設定時間の間に、圧縮機の高圧側と低圧側の差圧を所定圧力以下に下げられるように構成されている、ものである。

第４観点に係る空気調和機によれば、再起動防止タイマの設定時間によって圧縮機一時停止制御を終了して圧縮機を再起動するまでに均圧に必要な時間が確保されているので、圧縮機の高圧側と低圧側の差圧を所定圧力以下に確実に下げることができる。

本発明の第５観点に係る空気調和機は、第４観点に係る空気調和機において、熱源ユニットは、圧縮機の高圧側と低圧側の差圧が所定圧力以下になる前で且つ再起動防止タイマの設定時間が経過する前に熱源側ファンを停止する、ものである。

第５観点に係る空気調和機によれば、圧縮機の高圧側と低圧側の差圧が所定圧力以下になる前で且つ再起動防止タイマの設定時間が経過する前に熱源側ファンを停止することから、熱源側ファンによる風切音の発生期間を短くできるとともに熱源側ファンの停止によって電力消費を削減することができる。

本発明の第６観点に係る空気調和機は、第１観点から第５観点のいずれかに係る空気調和機において、熱源ユニットは、圧縮機一時停止制御の期間に熱源側ファンの回転数を許容される範囲の上限に固定する、ものである。

第６観点に係る空気調和機によれば、圧縮機一時停止制御の期間に熱源側ファンの回転数が許容される範囲の上限に固定されるので、最大の熱源側ファン風量によって熱源側熱交換器における熱交換を促進できる。

本発明の第１観点に係る空気調和機では、熱源側熱交換器に冷媒を多く溜めることができ、圧縮機一時停止制御時の均圧時間を短縮することができる。

本発明の第２観点に係る空気調和機では、圧縮機一時停止制御時の均圧時間を短縮することによるユーザの快適性の向上を低コストで実現できる。

本発明の第３観点に係る空気調和機では、空気調和機を利用するユーザの快適性を保ちながら、均圧時間を短縮できる空気調和機を得るのに掛かるコストを削減することができる。

本発明の第４観点に係る空気調和機では、圧縮機の高圧側と低圧側の差圧が所定圧力よりも高くなることによる不具合を防止することができる。

本発明の第５観点に係る空気調和機では、熱源側ファンの風切音によってユーザが感じる不快感及び熱源側ファンによって均圧動作で消費される電力を抑制することができる。

本発明の第６観点に係る空気調和機では、圧縮機一時停止制御時の均圧時間の短縮効果を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る空気調和機の構成の概要を示す回路図。 図１の空気調和機の動作を説明するためのｐ-ｈ線図。 差圧式膨張弁の構成の一例を示す断面図。 図３のＩ−Ｉ線に沿って切断された差圧式膨張弁の断面図。 差圧式膨張弁における差圧と流量の関係の一例を示すグラフ。 空気調和機の均圧動作の一例を示すグラフ。 空気調和機の均圧動作の他の例を示すグラフ。

以下、本発明の実施形態に係る空気調和機について図面を用いて説明する。図１には、実施形態に係る空気調和機が備える冷媒回路の回路図が示されている。また、図２には、図１に示された空気調和機１０で行われる蒸気圧縮式冷凍サイクルが示されている。つまり、図２には、空気調和機１０の冷媒回路１１における冷媒圧力ｐと比エンタルピｈとの関係が示されている。

（１）全体構成
図１に示されている空気調和機１０は、利用ユニット２０と利用ユニット２０に接続された熱源ユニット３０とを備えている。利用ユニット２０は、室内熱交換器２１と室内ファン２２とを備えている。熱源ユニット３０は、圧縮機３１と室外熱交換器３２と差圧式膨張弁３３と室外ファン３４を備えている。

利用ユニット２０と熱源ユニット３０とは冷媒配管で接続されており、利用ユニット２０と熱源ユニット３０の間で冷媒を循環させるための冷媒回路１１が形成されている。この冷媒回路１１を冷媒が循環することによって、空気調和機１０は、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行うことができる。言い換えると、空気調和機１０は、利用ユニット２０と熱源ユニット３０の間で冷媒を循環させる蒸気圧縮式冷凍サイクルを行うことによって、利用ユニット２０と熱源ユニット３０の間で熱を移動させている。

この冷媒回路１１には、圧縮機３１と室外熱交換器３２と差圧式膨張弁３３と室内熱交換器２１とが含まれる。圧縮機３１は、ガス冷媒（図２に示された点Ａの状態の冷媒）を圧縮する。圧縮機３１の吐出口から出た高温高圧の冷媒（図２に示された点Ｂの状態の冷媒）は、室外熱交換器３２の流入口に流入する。室外熱交換器３２で熱交換された液冷媒（図２に示された点Ｃの状態の冷媒）は、室外熱交換器３２の流出口から流出し、差圧式膨張弁３３の流入口に流入する。差圧式膨張弁３３で膨張されて減圧された冷媒（図２に示された点Ｄの状態の冷媒）は、差圧式膨張弁３３の流出口から流出し、室内熱交換器２１の流入口に流入する。室内熱交換器２１で熱交換されたガス冷媒（図２に示された点Ａの状態の冷媒）は、室内熱交換器２１の流出口から流出し、圧縮機３１の吸入口に流入する。

（２）詳細構成
（２−１）熱源ユニット
熱源ユニット３０においては、ケーシング（図示せず）の内部に圧縮機３１と室外熱交換器３２と膨張弁３３と室外ファン３４と熱源側制御装置４１が設置されている。熱源ユニット３０に設けられている圧縮機３１は、運転周波数によって運転容量を変えることが可能な容積式圧縮機であり、例えばインバータにより回転数が制御されるモータ３１ｍによって運転周波数が制御される。この圧縮機３１のモータ３１ｍは、後述する熱源側制御装置４１により制御される。

室外熱交換器３２は、熱源ユニット３０の内部に流入する外気と圧縮機３１で圧縮された冷媒との間で熱交換を行わせる。室外熱交換器３２は、例えば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り、チューブ（伝熱管）の中を通る冷媒と多数のフィンの間を通過する外気との間で熱交換を行わせる。つまり、室外熱交換器３２は、冷房運転時に放熱器として機能している。室外熱交換器３２に流入した直後の冷媒は、図２に示されている点Ｂの状態のガス冷媒である。この室外熱交換器３２を通る間に冷媒から熱が放出されて、ガス冷媒は、気液二相状態を経て液冷媒（図２の点Ｃの状態の冷媒）に変化する。室外熱交換器３２で熱交換された空気は、熱源ユニット３０の外部に吹き出される。

室外ファン３４は、室外熱交換器３２に熱源ユニット３０のケーシングの周りの外気を送る。室外ファン３４は、室外熱交換器３２に供給する空気の風量を可変することが可能なファンであり、例えばＤＣファンモータ等からなるモータ３４ｍによって駆動されるプロペラファン等である。この室外ファン３４のモータ３４ｍの回転数は、熱源側制御装置４１により制御される。

熱源側制御装置４１は、上述のように圧縮機３１及び室外ファン３４を制御する。熱源側制御装置４１は、利用側制御装置４２に接続されている。熱源側制御装置４１と利用側制御装置４２は、空気調和機１０の制御装置４０を構成する。利用側制御装置４２から与えられるサーモオフ及びサーモオンなどの指令に応じて圧縮機３１と室外ファン３４のオン、オフ、運転周波数及び回転数を制御する。熱源側制御装置４１は、再起動防止タイマ４３を備えている。再起動防止タイマ４３は、圧縮機３１が運転を停止してから再起動するまで再起動を禁止する期間を設定する。つまり、再起動防止タイマ４３は、圧縮機３１が運転を停止した時点でオンしてカウントを開始し、再起動防止期間（設定時間）が経過した時点でオフして再起動の防止を解除する。熱源側制御装置４１は、再起動防止タイマ４３がオンしているときには圧縮機３１を運転しない制御を行う。

（２−１−１）差圧式膨張弁
差圧式膨張弁３３は、冷媒を減圧する減圧機構である。図３には、差圧式膨張弁３３の構成の一例が示されている。本明細書では、差圧式膨張弁３３の径方向（すなわち、図３の紙面左右方向）をＸ軸方向と定義する。冷媒が流れる方向（すなわち、図３の紙面上下方向）をＹ軸方向と定義する。図４は、図３のＩ−Ｉ線で切断した差圧式膨張弁３３の断面を示している。差圧式膨張弁３３は、本体１１０と継手１４０を有する。本体１１０の形状は、中心軸がＹ軸方向に延びる筒状であり、継手１４０の形状も、中心軸がＹ軸方向に延びる筒状であり、本体１１０の中心軸と継手１４０の中心軸が実質的に一致するように本体１１０と継手１４０が組み合わされる。

本体１１０の上部には、流入口１１１が形成されている。本体１１０の上部外周には、後述の雄ネジ部（不図示）が形成されている。本体１１０の下部には、継手１４０が結合されている。本体１１０内部のＹ軸方向の中央部分には、流入口１１１に連通した弁座部１１２が形成されている。弁座部１１２には、後述の弁体１２０がＹ軸方向に進退自在に配置されている。弁体１２０が前進するとＹ軸方向の下方に移動し、弁体１２０が後退するとＹ軸方向の上方に移動する。

弁座部１１２は、弁案内部１１３と、バネ室１１４とを有する。弁案内部１１３は、弁座部１１２の上部である。バネ室１１４は、弁座部１１２の下部である。弁案内部１１３の内部空間及びバネ室１１４の内部空間は同心軸上に配置された円柱状の空間である。バネ室１１４のＸ軸方向の幅（内径）は、弁案内部１１３のＸ軸方向の幅（内径）よりも大きい。バネ室１１４は、弁体１２０と継手１４０の間に位置している。バネ室１１４には、バネ１３０が配置されている。より詳細には、バネ１３０の一端は、弁体１２０の下面に支持され、バネ１３０の他端は、継手１４０の上面に支持されている。バネ１３０は、継手１４０から弁体１２０を遠ざける方向（上向き）に付勢している。言い換えると、バネ１３０は、弁体１２０を閉弁方向に付勢しているということである。

弁体１２０は、柱状部１２１と、円錐状部１２２と、フランジ部１２３とを有する。柱状部１２１は、弁体１２０の上部である。柱状部１２１は、角が丸い四角柱である。柱状部１２１のそれぞれの角が、弁座部１１２の弁案内部１１３によって案内される。これにより、弁体１２０がＹ軸方向に進退自在に移動することができる。柱状部１２１と弁案内部１１３との間には、冷媒の流通路ｒｐが形成されている。

円錐状部１２２は、柱状部１２１の下部に位置し、柱状部１２１と一体に形成された部分である。円錐状部１２２は、下方に向かって広がった円錐台の形状を呈する。円錐状部１２２の上端の直径は、弁案内部１１３の内径よりも狭く、円錐状部１２２の下端の直径は、弁案内部１１３の内径よりも広い。円錐状部１２２は、弁案内部１１３の下端に当接する当接部としての役割を担う。言い換えると、円錐状部１２２は、上述の流通路ｒｐの蓋の役割を担う。フランジ部１２３は、円錐状部１２２の下部に連続している部分である。フランジ部１２３は、円錐状部１２２よりも大きな直径を有している断面円形の形状を呈する。

弁体１２０の軸心位置には、連通孔１２５が形成されている。連通孔１２５は、流入口１１１に連通している。また、連通孔１２５の下方には、連通孔１２５とバネ室１１４とに連通するオイル戻し用の開口部１２６が形成されている。継手１４０の下部には、流出口１４２が形成されている。継手１４０の上部には、バネ室１１４のほうに突出した凸部１４６が形成されている。凸部１４６には、オリフィス孔１４１が形成されている。オリフィス孔１４１は、流出口１４２に連通している。

冷房運転時には、圧縮機３１から吐出された冷媒は、室外熱交換器３２を経て、流入口１１１に導入される。導入された冷媒の圧力がバネ１３０の付勢力よりも高くなると、弁体１２０が弁案内部１１３から離れる方向、すなわち、継手１４０に近づくように移動する。これにより、円錐状部１２２が弁案内部１１３の下端から離れる。そうすると、冷媒は、流通路ｒｐを通り、円錐状部１２２及びフランジ部１２３と本体１１０との間を通り抜けて、バネ室１１４に到達する。バネ室１１４に到達して冷媒は、さらにバネ室１１４からオリフィス孔１４１を通過し、流出口１４２を経て、室内熱交換器２１へと流れる。冷房運転時には、弁体１２０は、弁座部１１２の上流側の冷媒の圧力と下流側の冷媒の圧力との差圧とバネ１３０の付勢力とのバランスによって、冷媒流量を制御する。

図５は、差圧式膨張弁３３における差圧と流量との関係の一例を示すグラフである。図５に示されるように、流量は、差圧Ｐ_０から差圧Ｐ_１にかけて、流量Ｑ_０からＱ_１の間で緩やかに変化し、差圧Ｐ_１からＰ_２にかけて、流量Ｑ_１からＱ_２の間で急峻に変化する。差圧Ｐ_１からＰ_２の区間は、冷媒の差圧が弁体１２０を押す力がバネ１３０の付勢力以上になっている区間である。従って、差圧Ｐ_１からＰ_２の区間では、弁体１２０が継手１４０の方に向かって移動し、流通路ｒｐを通って冷媒が流れる。冷房運転時の圧縮機３１が駆動されているサーモオン時には、差圧Ｐ_１からＰ_２の区間で差圧式膨張弁３３が動作している。サーモオフ時の圧縮機３１が停止しているときには、差圧Ｐ_１からＰ_２の区間より差圧Ｐ_０から差圧Ｐ_１の区間に移行する。差圧Ｐ_０から差圧Ｐ_１の区間において、差圧式膨張弁３３は、弁体１２０の円錐状部１２２が弁案内部１１３の下端に当接し、円錐状部１２２によって流通路ｒｐが閉じられている。

（２−２）利用ユニット
利用ユニット２０においては、ケーシング（図示せず）の内部に室内熱交換器２１と室内ファン２２と室内温度センサ２３と利用側制御装置４２が設置されている。室内熱交換器２１は、空気と冷媒との間の熱交換をさせる空気熱交換器であって、例えば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２１においては、チューブ（伝熱管）内を流れる冷媒回路１１の冷媒と、フィンの間を通過する室内空気との間で熱交換が行われる。従って、室内熱交換器２１は、冷房運転時に冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却する。

利用ユニット２０の室内ファン２２は、ケーシング内に室内空気を吸入して、室内熱交換器２１において冷媒と熱交換させた後に、熱交換後の空気を供給空気として室内に供給する送風機として機能する。室内ファン２２は、例えば、遠心ファン又は多翼ファンであり、図１に示す利用ユニット２０では、例えばクロスフローファンが用いられる。室内ファン２２は、室内熱交換器２１に供給する空気の風量を所定風量範囲において可変することが可能なファンであり、例えばＤＣファンモータ等からなるモータ２２ｍによって駆動される。モータ２２ｍは、利用側制御装置４２によって制御される。室内温度センサ２３は、室内ファン２２が利用ユニット２０のケーシング内に取り入れる室内空気の温度を検知する。

利用側制御装置４２は、上述の室内ファン２２の制御以外に、制御装置４０として、サーモオンとサーモオフの制御を行う。そのために、利用側制御装置４２は、例えばリモートコントローラ（図示せず）のような入力装置を備えている。ユーザは、リモートコントローラを用いて室内温度の温度設定値を入力する。冷房運転中、制御装置４０は、例えば、温度設定値より第１所定値（例えば、２℃）以上低くなるとサーモオフし、温度設定値よりも第２所定値（例えば、２．５℃）以上高くなるとサーモオンする制御を行う。この制御のために、利用側制御装置４２が室内温度センサ２３から室内温度の検知結果を受信する。

（３）サーモオフ時の均圧動作
ここでサーモオフは、冷房運転中に、温度設定値よりも室内温度が第１設定値以上低くなって室内を冷やす必要がなくなったときに圧縮機３１を停止する操作である。サーモオフにおける圧縮機３１の停止は、冷房運転の全体から見れば一時的なものである。サーモオフによって圧縮機３１が停止しても、空気調和機１０がサーモオフしたために上昇した室内温度が温度設定値よりも第２所定値以上高くなると、サーモオンされて圧縮機３１が再起動される。このように、冷房運転中、空気調和機１０がサーモオンとサーモオフを繰り返すことにより、室内温度が設置温度になるように調整される。このようにサーモオフ時に圧縮機３１を一時的に停止させる制御を、本明細書では圧縮機一時停止制御という。

ところで、圧縮機３１が停止した直後は、冷媒の圧力が冷媒回路１１内の場所によって区々になることが図２から分かる。例えば、図２の点Ａの状態にある圧縮機３１の吸入口の冷媒と図２の点Ｂの状態にある圧縮機３１の吐出口の冷媒との間には、圧縮機３１の停止直後には大きな圧力差が存在する。圧縮機３１の吸入口と吐出口との間に大きな差圧がかかった状態で圧縮機３１が再起動すると、圧縮機３１が損傷したり、起動時に冷媒から大きな音が発生したりする不具合が発生することが知られている。そこで、圧縮機３１の起動時には、圧縮機３１の吸入側と吐出側、言い換えると冷媒回路１１の高圧側（図２の点Ｂと点Ｃの側）と低圧側（図２の点Ｄと点Ｃの側）の圧力差（差圧）が一定値以下になるように、制御装置４０により運転が制御される。ここでは、冷媒回路１１の高圧側と低圧側の差圧を目標差圧値以下にする空気調和機１０の動作を均圧動作という。

図６には、空気調和機１０の均圧動作の一例が示されている。図６の０秒の時点で、サーモオフにより空気調和機１０の運転が停止され、圧縮機３１の運転周波数が０になる。圧縮機３１の運転周波数を０にする時点で再起動防止タイマ４３がオンする。この空気調和機１０では、圧縮機３１の運転周波数が０になってから例えば２００秒後に再起動防止タイマ４３がオフするように設定されている。なお、この空気調和機１０では、サーモオフ時に室内ファン２２の回転数が０になるように、言い換えると室内ファン２２が停止するように設定されている。しかし、本発明にとって均圧動作時に室内ファン２２を停止させることは必須の要件ではなく、均圧動作時に室内ファン２２を停止させずに運転するように構成することもできる。

サーモオフされるまでは、圧縮機３１及び室外ファン３４は、熱源側制御装置４１からの指令により、それぞれ運転周波数及び回転数が適宜調整されながら運転されている。また、サーモオフされるまでは、室内ファン２２は、リモートコントローラで設定されている風量などに応じて利用側制御装置４２からの指令により、回転数が適宜調整されながら運転されている。通常は、サーモオフされる時点では、室内温度が設定温度に近づいているため、圧縮機３１の運転周波数及び室外ファン３４の回転数が比較的低い値になっている。

圧縮機３１の運転周波数が０になると、既に説明した差圧式膨張弁３３を通って冷媒が逆流する。そのため、特別な均圧動作を行わなくても、時間の経過に従って冷媒回路１１の高圧側と低圧側の差圧は小さくなっていく。しかし、冷媒回路１１の高圧側と低圧側の差圧が小さくなっていくと、図５の差圧Ｐ_０の方に向かって差圧が小さくなって逆流する冷媒の流量もＱ_０の方に向かって小さくなる。このような差圧式膨張弁３３を使うと、均圧時間が長くなる傾向がある。参考のために記載すると、例えば、電動弁を用いて全開にした場合の均圧時間に対してキャピラリチューブを用いた場合の均圧時間が１．３倍になる場合があり、電動弁を用いて全開にした場合の均圧時間に対して差圧式膨張弁を用いた場合の均圧時間が３．５倍になる場合があることが確認されている。

そこで、空気調和機１０は、均圧動作として、圧縮機３１の停止時（０秒の時点）で、熱源側制御装置４１が室外ファン３４に対して、室外ファン３４の最大回転数の５０％以上の所定の回転数にするように指令を出す。ここでは、室外ファン３４の回転数を最大回転数にするように、熱源側制御装置４１が室外ファン３４に対して指令を出す。室外ファン３４の回転数が５０％以上、更には最大回転数になると、室外熱交換器３２での熱交換が促進される。圧縮機３１が停止した直後には、室外熱交換器３２では、図２に示されている点Ｂから点Ｃの区間の状態の冷媒が存在する。言い換えると、室外熱交換器３２の流入口に近い所ではガス冷媒が、室外熱交換器３２の流出口に近い所では液冷媒が、それらの間では気液二相の冷媒が存在するということである。室外ファン３４の回転数が高くなって室外熱交換器３２での熱交換が促進されると、ガス冷媒の一部が液冷媒に変化することが促進され、また温度が低くなることによって体積が小さくなることが促進され、室外ファン３４の回転数を高くしない場合に比べて室外熱交換器３２に流れ込む冷媒が増加するとともに室外熱交換器３２の中の冷媒の圧力の低下が促進されて差圧の低下が促進される。その結果、図６に示されているように、圧縮機３１の停止後１００秒経過前に目標差圧値に均圧が完了し、再起動防止タイマ４３がオンする停止後２００秒経過前に均圧を完了することができて支障なく圧縮機３１を再起動することができる。つまり、均圧時間Ｔ１を再起動防止タイマ４３の設定時間である２００秒より小さくできている。このように、均圧時間Ｔ１が安定して１００秒以下にできるのであれば、設定時間を２００秒よりも小さい値、例えば１２０秒に設定しても良いかもしれない。再起動防止タイマ４３の設定時間を短くできれば、圧縮機３１の再起動を速めることができ、設定温度から室内温度が乖離する幅を小さくすることができる。

図６に記載されている均圧動作では、再起動防止タイマ４３が設定時間の前であっても、圧縮機３１の高圧側（吐出口）と低圧側（吸入口）の差圧が目標差圧以下になる前に室外ファン３４が停止できるように構成されている。均圧動作で、室外ファン３４を回転させている時間を短くすればするほど、均圧動作における室外ファン３４の消費電力を小さくできる。また、室外ファン３４の動作に伴う音が発生する時間も短くなる。言い換えると、図６に記載されている均圧動作では、制御装置４０は、室外ファン３４を均圧完了前に停止させている。均圧動作において室外ファン３４をどの時点又はどの程度の差圧で停止させるかは、例えば実機で実験を繰り返して又はシミュレーションを行って、均圧時間Ｔ１が再起動防止タイマ４３の設定時間よりも小さくできる状況を確認して設定される。

図７には、同じ室外ファン駆動期間Ｔ２（約１分程度）だけ室外ファン３４を最大回転数で駆動させた場合と最大回転数の約７８％の回転数で駆動させた場合の比較結果の一例が示されている。図７に示されているような均圧動作については、最大回転数で室外ファン３４を室外ファン駆動期間Ｔ２だけ駆動した場合には再起動防止タイマ４３がオフする前に、目標差圧を、圧縮機３１の高圧側（吐出口）と低圧側（吸入口）の差圧が下回って適切に再起動できる。しかしながら、最大回転数の約７８％の回転数で室外ファン３４を室外ファン駆動期間Ｔ２だけ駆動した場合には再起動防止タイマ４３がオフする前には、目標差圧を、圧縮機３１の高圧側と低圧側の差圧が下回ることができずに適切に再起動することができない。ただし、最大回転数の約７８％の回転数で駆動させた場合に室外ファン駆動期間をＴ２よりも大きく設定すれば、圧縮機３１の高圧側と低圧側の差圧が目標差圧を下回るように制御することができる場合もある。

（４）特徴
（４−１）
上述の空気調和機１０は、利用ユニット２０と熱源ユニット３０の間で冷媒を循環させる蒸気圧縮式冷凍サイクルを行って熱源ユニット３０と利用ユニット２０との間で熱を移動させることによって、室内空気（利用ユニット２０の周りの利用空間の空気温度の例）を調整している。そのため、利用ユニット２０が設定温度に対して室内温度が第１所定温度以下になったとき（設定温度に対する利用空間の空気温度の温度差が所定範囲に入ったときの例）に、空気調和機１０の制御装置４０は、圧縮機３１を停止させてサーモオフする圧縮機一時停止制御を実行可能に構成されている。空気調和機１０は、制御装置４０によってサーモオフのときの圧縮機一時停止制御時に室外ファン３４（熱源側ファンの例）の回転数を最大回転数の５０％以上にすることから室外熱交換器３２（熱源側熱交換器の例）での冷媒の熱交換を促進でき、圧縮機３１が再起動するまでに多くの冷媒を室外熱交換器３２に貯留することができる。その結果、圧縮機一時停止制御時の均圧時間Ｔ１を短縮することができ、空気調和機１０の温度制御能力を向上させてユーザの快適性を高めることができる。

（４−２）
上述の空気調和機１０は、利用ユニット２０で室内（利用空間）から奪った熱を熱源ユニット３０で放出する蒸気圧縮式冷凍サイクルのみを実施可能に構成されている。差圧式膨張弁３３は、運転時には一方向にしか冷媒が流れず、冷媒の流れる方向の上流側と下流側の冷媒の圧力差によって開度が調節される減圧機構である。このように、モータなどを有さずにバネだけで流量を調整する安価な差圧式膨張弁３３を用いて圧縮機一時停止制御時の均圧時間Ｔ１を短縮することができている。その結果、空気調和機１０では、圧縮機一時停止制御時の均圧時間Ｔ１を短縮することによるユーザの快適性の向上が低コストで実現できている。

（４−３）
差圧式膨張弁３３は、バネ１３０（弾性体の例）と、バネ１３０の付勢力と冷媒の圧力差とのバランスを保つように移動する弁体１２０とを有し、弁体１２０により流通路ｒｐの開度が調節されるものである。バネ１３０の付勢力と冷媒の圧力差とのバランスを保つように移動する弁体１２０により開度が調節される差圧式膨張弁３３においては自動的に開度が調整されるが、このような差圧式膨張弁３３を用いても圧縮機一時停止制御時の均圧時間を短縮できている。なお、上記実施形態では、弾性体としてバネ１３０を用いる場合について説明したが、弾性体はバネに限られるものではなく、例えばゴムを用いてもよい。

（４−４）
上述の空気調和機１０は、熱源ユニット３０が、再起動防止タイマ４３の設定時間の間に、圧縮機３１の高圧側と低圧側の差圧を目標差圧（所定圧力の例）以下に下げられるように構成されている。再起動防止タイマ４３の設定時間によって圧縮機一時停止制御を終了して圧縮機３１を再起動するまでに均圧に必要な時間が確保されているので、圧縮機３１の高圧側と低圧側の差圧を目標差圧以下に確実に下げることができる。従って、圧縮機３１の高圧側と低圧側の差圧が目標差圧よりも高くなることによる不具合を防止することができる。

（４−５）
空気調和機１０は、圧縮機３１の高圧側と低圧側の差圧が目標差圧以下になる前で且つ再起動防止タイマ４３の設定時間が経過する前に室外ファン３４を停止することから、室外ファン３４による風切音の発生期間を短くできるとともに室外ファン３４の停止によって電力消費を削減することができる。それにより、室外ファン３４の風切音によってユーザが感じる不快感及び室外ファン３４によって均圧動作で消費される電力を抑制することができる。

（４−６）
熱源ユニット３０は、圧縮機一時停止制御の期間に室外ファン３４の回転数を許容される範囲の上限に固定する、つまり室外ファン駆動期間Ｔ２の間中ずっと最大回転数で室外ファン３４を駆動するように構成することができる。このように構成すると、圧縮機一時停止制御の期間に室外ファン３４の回転数が許容される範囲の上限（最大回転数）に固定されるので、室外ファン３４の最大風量によって室外熱交換器３２における熱交換を促進でき、圧縮機一時停止制御時の均圧時間Ｔ１の短縮効果を向上させることができる。

（５）変形例
（５−１）変形例１Ａ
上記実施形態の空気調和機１０について、１台の熱源ユニット３０に対して１台の利用ユニット２０が接続されるペア型である場合について説明したが、空気調和機の構成はペア型に限られず、本発明は、熱源ユニットに複数の利用ユニットが接続されるマルチ型にも適用することができる。

（５−２）変形例１Ｂ
上記実施形態では、熱源ユニット３０に差圧式膨張弁３３が設けられる場合について説明したが、差圧式膨張弁３３は、利用ユニット２０に設けられてもよく、利用ユニット２０と熱源ユニット３０以外の冷媒回路１１の中に配置されてもよい。

（５−３）変形例１Ｃ
上記実施形態では、減圧機構が差圧式膨張弁３３である場合について説明したが、減圧機構として、電動弁又はキャピラリチューブを用いることもできる。

（５−４）変形例１Ｄ
上記実施形態では、空気調和機１０が冷房専用である場合について説明したが、冷房以外に暖房もできるように構成された空気調和機にも本願発明を適用することができる。

（５−５）変形例１Ｅ
上記実施形態では、差圧式膨張弁について説明しているが、例えば温度自動膨張弁でも、バネとこれを調整し得るネジを使ってニードル弁の開度が調整されるので、差圧式膨張弁と同様に停止時にニードル弁が閉じる際に冷媒が流通する隙間が小さくなっていく現象が起きる。すなわち、温度自動調整弁は、バネと、バネの付勢力と冷媒の圧力差とのバランスを保つように移動するニードル弁とを有し、ニードル弁により流通路の開度が調節されるものである。温度自動調整弁のバネの付勢力と冷媒の圧力差とのバランスを保つように移動するニードル弁により開度が調節される温度自動調整弁においては自動的に開度が調整されるが、このような温度自動調整弁を用いても圧縮機一時停止制御時の均圧時間を短縮できる。温度感知部として感温筒とダイヤフラムを使って過熱度をコントロールするタイプの温度自動膨張弁を備える空気調和機に本発明が適用された場合、サーモオフ時に圧縮機を一時的に停止させる圧縮機一時停止制御時の均圧時間を短縮する点について顕著な効果を奏する。

１０ 空気調和機
２０ 利用ユニット
３０ 熱源ユニット
３１ 圧縮機
３２ 室外熱交換器（熱源側熱交換器の例）
３３ 差圧式膨張弁（減圧機構の例）
３４ 室外ファン（熱源側ファンの例）
４３ 再起動防止タイマ
１２０ 弁体
１３０ バネ（弾性体の例）

特開平４−３０２９５８号公報

Claims (6)

1. 利用ユニット（２０）と前記利用ユニットに接続された熱源ユニット（３０）とを備え、前記利用ユニットと前記熱源ユニットの間で冷媒を循環させる蒸気圧縮式冷凍サイクルを行って前記熱源ユニットと前記利用ユニットとの間で熱を移動させることによって、前記利用ユニットの周りの利用空間の空気温度を調整する空気調和機であって、
   前記蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいて冷媒を圧縮する圧縮機（３１）と、
   前記圧縮機で圧縮された冷媒と空気との間で熱交換を行わせる熱源側熱交換器（３２）と、
   前記熱源側熱交換器で熱交換が行われた後の冷媒を減圧する減圧機構（３３）と、
   前記熱源側熱交換器に前記熱源ユニットの周りの空気を送る熱源側ファン（３４）と、
   を備え、
   前記利用ユニットが前記利用空間の設定温度に対する前記利用空間の空気温度の温度差が所定範囲に入ったときに前記圧縮機を停止させてサーモオフする圧縮機一時停止制御を実行可能に構成され、前記圧縮機一時停止制御の期間に前記熱源側ファンの回転数が最大回転数の５０％以上の回転数になるように前記熱源側ファンに指令を出す、空気調和機。
2. 前記利用ユニットと前記熱源ユニットは、前記利用ユニットで前記利用空間から奪った熱を前記熱源ユニットで放出する蒸気圧縮式冷凍サイクルのみを実施可能に構成され、
   前記減圧機構は、運転時には一方向にしか冷媒が流れず、冷媒の流れる方向の上流側と下流側の冷媒の圧力差によって開度が調節される差圧式膨張弁（３３）を含む、
   請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記差圧式膨張弁は、弾性体（１３０）と、前記弾性体の付勢力と冷媒の圧力差とのバランスを保つように移動する弁体（１２０）とを有し、前記弁体により開度が調節される、
   請求項２に記載の空気調和機。
4. 前記利用ユニット及び前記熱源ユニットのうちの少なくとも一方は、前記圧縮機一時停止制御後の前記圧縮機の再起動を設定時間の間だけ防止する再起動防止タイマ（４３）を備え、
   前記熱源ユニットは、前記再起動防止タイマの設定時間の間に、前記圧縮機の高圧側と低圧側の差圧を所定圧力以下に下げられるように構成されている、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の空気調和機。
5. 前記熱源ユニットは、前記圧縮機の高圧側と低圧側の差圧が所定圧力以下になる前で且つ前記再起動防止タイマの設定時間が経過する前に前記熱源側ファンを停止する、
   請求項４に記載の空気調和機。
6. 前記熱源ユニットは、前記圧縮機一時停止制御の期間に前記熱源側ファンの回転数を許容される範囲の上限に固定する、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の空気調和機。

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