JP2018141587A - 空調機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】空調機1では、冷房サイクルで圧縮機11を起動することによって、暖房運転停止中に室外熱交換器13に溜まった冷媒を室内熱交換器16に移動させることができる。室外熱交換器13に溜まり込んだ液冷媒は、冷房サイクル運転により室外熱交換器13から押し出されて膨張弁14と室内ユニット3との間を流れる。その直前までガス冷媒の温度を測定していた第1温度センサ31は、それよりも低い温度である液冷媒の温度を測定することになる。
【選択図】図4
Description
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、室外ユニット2と、室内ユニット3と、室外ユニット2と室内ユニット3とを接続するための液冷媒連絡配管4、及びガス冷媒連絡配管5とを備えている。空調機1の冷媒回路Cには、例えば、単一冷媒であるR32が封入されている。
図1において、室外ユニット2は、主に、圧縮機11、四方切換弁12、室外熱交換器13、及び膨張弁14を有している。さらに、室外ユニット2は室外ファン29も有している。
圧縮機11は、低圧の冷媒を圧縮し、圧縮後の高圧の冷媒を吐出する。圧縮機11では、スクロール式、ロータリ式等の圧縮機構が圧縮機モータによって駆動される。圧縮機モータの運転周波数は、インバータ装置によって変更される。
四方切換弁12は、第1から第4までのポートP1〜P4を有している。四方切換弁12では、第1ポートP1が圧縮機11の吐出側に接続され、第2ポートP2が圧縮機11の吸入側に接続され、第3ポートP3が室外熱交換器13のガス側端部に接続され、第4ポートP4がガス側閉鎖弁18に接続されている。
室外熱交換器13は、フィン・アンド・チューブ式の熱交換器である。室外熱交換器13の近傍には、室外ファン29が設置される。室外熱交換器13では、室外ファン29が搬送する空気と冷媒とが熱交換する。
膨張弁14は、開度可変の電動膨張弁である。膨張弁14は、冷房運転時の冷媒回路Cにおける冷媒の流れ方向において室外熱交換器13の下流側に配置されている。
ガス側閉鎖弁18は、四方切換弁12に接続されている。液側閉鎖弁19は、膨張弁14に接続されている。ガス側閉鎖弁18及び液側閉鎖弁19は、冷媒の通過を遮断することができる。
室外ファン29は、プロペラファンと、プロペラファンを駆動するモータとで構成されている。モータは、インバータ装置によって、その回転数が可変である。
図1に示すように、室外ユニット2には室外側制御部41が搭載されている。また、図2は、空調機1の制御部40を示すブロック図である。図2において、室外側制御部41は、マイコン41a、メモリ41bを内蔵している。マイコン41aは、各種の演算を行い、制御対象機器への指令を行う。メモリ41bは、各種データを格納する。
室外ユニット2には、吐出管温度センサ51、室外温度センサ52、高圧センサ53、第4温度センサ54及び第5温度センサ55が設けられている。吐出管温度センサ51は、圧縮機11の吐出配管に取付けられ、吐出管温度を検出する。
室内ユニット3は、室内熱交換器16と、室内ファン27とを有している。室内熱交換器16では、室内ファン27が搬送する空気と冷媒とが熱交換する。
室内熱交換器16は、フィン・アンド・チューブ式の熱交換器である。室内熱交換器16の近傍には、室内ファン27が設置される。
室内ファン27は、クロスフローファンである。室内ファン27は、ファンと、ファンを回転させるためのファンモータとを有している。
図1に示すように、室内ユニット3には、室内側制御部42が搭載されている。また、図2に示すように、室内側制御部42は、マイコン42a及びメモリ42bを内蔵している。マイコン42aは、各種の演算を行う。また、メモリ42bは、各種データを格納する。
室内ユニット3には、第1温度センサ31、第2温度センサ32、第3温度センサ33及び室内温度センサ35が設けられている。第1温度センサ31は、液冷媒連絡配管4のうちの室外ユニット2と室内ユニット3との間の配管部分に取り付けられ、その配管部分の内部を流れる冷媒の温度を測定する。
(1−3)制御部40
制御部40は、室内側制御部42と室外側制御部41と伝送線とによって構成されている。制御部40は、各種センサと接続され、各種センサからの検出信号等に基づいて各種機器を制御する。
空調機1では、四方切換弁12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。
冷房運転では、図1に示す四方切換弁12が実線で示す状態となり、圧縮機11、室内ファン27、室外ファン29が運転状態となる。これにより、冷媒回路Cでは、室外熱交換器13が凝縮器となり、室内熱交換器16が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。
暖房運転では、図1に示す四方切換弁12が破線で示す状態となり、圧縮機11、室内ファン27、室外ファン29が運転状態となる。これにより、冷媒回路Cでは、室内熱交換器16が凝縮器となり、室外熱交換器13が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。
図3Aは、空調機1の停止中に液冷媒が温度の低い室外熱交換器13に溜まり込んだ状態を示すイメージ図である。図3Aにおいて、黒塗り部分は液冷媒であり、このような状態で圧縮機11を起動すると、液圧縮、オイルフォーミング等、信頼性を損なう事態を発生させる虞がある。
先ず、制御部40は、ステップS1において、暖房運転指令の有無を判定し、暖房運転指令があったときは、ステップS2へ進み、無い場合はこの判定を継続する。ここで、「暖房運転指令があったとき」とは、例えば、ユーザーが空調機に備えられているリモコン(図示せず)で暖房運転モードを選択したときが、それに該当する。
次に、制御部40は、ステップS2において、所定の5条件のうちの少なくとも1つに該当するか否かを判定する。所定の5条件とは、
・室外温度Toが室内温度Tiよりも低い(To<Ti)、
・室外熱交換器温度Thoが室内熱交換器温度Thiより小さい、
・前回の停止からの経過時間tが所定時間tsを超えている、
・前回停止の運転モードが不明、
・今回、初めて電源投入した、
である。
次に、制御部40は、ステップS3において、四方切換弁12を冷房サイクル側(図1に示す四方切換弁12が実線で示す状態)へ切り換える。
次に、制御部40は、ステップS4において、膨張弁14の開度を全開にする。
次に、制御部40は、ステップS5において、圧縮機11を起動する。起動時の周波数は、室内温度Tiから算出する。なお、室外ファン29及び室内ファン27は停止している。
次に、制御部40は、ステップS6において、第1液管温度T1が第1閾値Ts1以下か否かを判定する。ここで、第1液管温度T1は、第1温度センサ31の測定値で代用される。
次に制御部40は、ステップS7において、四方切換弁12を暖房サイクル側(図1に示す四方切換弁12が破線で示す状態)へ切り換える。
そして、制御部40は、ステップS8において、運転制御を通常の暖房運転制御へ移行する。
(4−1)
空調機1では、冷房サイクルで圧縮機11を起動することによって、暖房運転停止中に室外熱交換器13に溜まった冷媒を室内熱交換器16に移動させることができる。室外熱交換器13に溜まり込んだ液冷媒は、冷房サイクル運転により室外熱交換器13から押し出されて膨張弁14と室内ユニット3との間を流れる。その直前までガス冷媒の温度を測定していた第1温度センサ31は、それよりも低い温度である液冷媒の温度を測定することになる。この温度変化をトリガーとして、暖房サイクルへ切り換えることによって、室外熱交換器13から押し出された液冷媒が一巡して圧縮機11まで戻ることを防止することができる。
空調機1では、膨張弁14の開度を全開にすることによって、室外熱交換器13に溜まり込んだ液冷媒の室内熱交換器16への移動時間が短縮され、その分、暖房サイクルへの切り換えが早まるので、暖房遅れによる快適性の低下を抑制することができる。
空調機1では、室内温度Tiに基いて圧縮機11の運転周波数を増減するので、室外熱交換器13に溜まり込んだ液冷媒を適切な時間で室内熱交換器16へ移動させることができる。
上記実施形態では、制御部40が「第1液管温度T1<第1閾値Ts1」と判定したときを、冷房サイクル運転から暖房サイクルへ切り換えるトリガーとしているが、これに限定されるものではなく、以下の変形例を適用することもできる。
図5Aは、第1変形例に係る空調機1の暖房前制御から通常の暖房運転制御までの制御フローチャートの一部を示すチャートであり、図4記載のフローチャートのうちステップS6に替えてステップS6aを使用することを意図している。その他のステップは、上記実施形態と同様であるので、ここではステップS6aについてのみ説明する。
図5Bは、第2変形例に係る空調機1の暖房前制御から通常の暖房運転制御までの制御フローチャートの一部を示すチャートであり、図4記載のフローチャートのうちステップS6に替えてステップS6bを使用することを意図している。その他のステップは、上記実施形態と同様であるので、ここではステップS6bについてのみ説明する。
図5Cは、第3変形例に係る空調機1の暖房前制御から通常の暖房運転制御までの制御フローチャートの一部を示すチャートであり、図4記載のフローチャートのうちステップS6に替えてステップS6cを使用することを意図している。その他のステップは、上記実施形態と同様であるので、ここではステップS6cについてのみ説明する。
3 室内ユニット
11 圧縮機
13 室外熱交換器
14 膨張弁
16 室内熱交換器
31 第1温度センサ
32 第2温度センサ
33 第3温度センサ
35 室内温度センサ
40 制御部
54 第4温度センサ
C 冷媒回路
Claims (7)
- 圧縮機(11)、室外熱交換器(13)、膨張弁(14)及び室内熱交換器(16)が順に接続された冷媒回路(C)を用いて、冷房運転、又は暖房運転を行う空調機であって、
冷房運転時には前記圧縮機(11)の吐出冷媒を前記室外熱交換器(13)へ流す冷房サイクルを行い、暖房運転時には前記圧縮機(11)の吐出冷媒を前記室内熱交換器(16)へ流す暖房サイクルを行う、制御部(40)を備え、
前記制御部(40)は、暖房運転の開始に先立ち、前記冷房サイクルで前記圧縮機(11)を起動して前記膨張弁(14)の開度を通常の冷房運転時よりも大きく開ける暖房前制御を実行し、所定条件が成立時に前記暖房サイクルへ切り換える、
空調機。 - 前記制御部(40)は、前記暖房前制御において、前記膨張弁(14)の開度を全開にする、
請求項1に記載の空調機。 - 前記室内熱交換器(16)は、空調対象空間に据付けられる室内ユニット(3)に収容されており、
前記膨張弁(14)と前記室内ユニット(3)との間を流れる冷媒の温度を測定する第1温度センサ(31)をさらに備え、
前記制御部(40)は、前記暖房前制御において、前記第1温度センサ(31)の測定値が第1閾値以下になったとき、前記暖房サイクルへ切り換える、
請求項1又は請求項2に記載の空調機。 - 前記室内熱交換器(16)は、空調対象空間に据付けられる室内ユニット(3)に収容されており、
前記室内ユニット(3)内で冷媒の温度を測定する第2温度センサ(32)をさらに備え、
前記制御部(40)は、前記暖房前制御において、前記第2温度センサ(32)の測定値が第2閾値以下になったとき、前記暖房サイクルへ切り換える、
請求項1又は請求項2に記載の空調機。 - 前記室内熱交換器(16)内の冷媒の温度を測定する第3温度センサ(33)をさらに備え、
前記制御部(40)は、前記暖房前制御において、前記第3温度センサ(33)の測定値が第3閾値以下になったとき、前記暖房サイクルへ切り換える、
請求項1又は請求項2に記載の空調機。 - 前記室外熱交換器(13)と前記膨張弁(14)との間を流れる冷媒の温度を測定する第4温度センサ(54)をさらに備え、
前記制御部(40)は、前記暖房前制御において、前記第4温度センサ(54)の測定値が第4閾値以上になったとき、前記暖房サイクルへ切り換える、
請求項1又は請求項2に記載の空調機。 - 空調対象空間の温度を測定する室内温度センサ(35)をさらに備え。
前記制御部(40)は、前記暖房前制御において、前記室内温度センサ(35)の測定値に基いて前記圧縮機(11)の運転周波数を制御する、
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の空調機。
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CN109916044A (zh) * | 2019-02-02 | 2019-06-21 | 广东美的暖通设备有限公司 | 模式切换控制方法和空调系统 |
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