JP2906628B2 - 冷媒加熱装置を具備した空気調和機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は冷媒加熱装置を具備した空気調和機に関する
ものである。

従来の技術 近年、冷媒加熱装置を具備した空気調和機が実用化さ
れている。

以下図面を参照しながら、上述した冷媒加熱装置を具
備した空気調和機の一例について説明する。

第12図、第13図は従来の冷媒加熱装置を具備した空気
調和機の冷凍サイクル図と動作フローチャートを示すも
のである。第12図において、１は圧縮機、２は冷媒の流
れを切り換える四方弁、３は利用側である室内熱交換
器、４は暖房用熱源である冷媒加熱装置５へ冷媒を流す
ための二方弁、６は冷房用室外熱交換器、７は暖房時冷
媒の流れを止める逆止弁、８は冷房用減圧器、９は暖房
時冷媒の流れを止める逆止弁、11は空気調和機の制御装
置である。

以上のように構成された冷媒加熱装置を具備した空気
調和機について、第13図の動作フローチャートに従って
説明する。

運転開始後、冷房を選択すると（ステップ101）圧縮
機１がONとなり（ステップ102）第12図の波線矢印の方
向に冷媒が流れ、利用側である室内熱交換器３が低圧低
温となり冷房が可能となり、そして、その後停止指令が
入るまで（ステップ103）冷房運転をする。また暖房を
選択すると（ステップ101）、室外熱交換器６に貯って
いる冷媒を暖房サイクルに回収する冷媒回収作業を行な
う（ステップ104）。これは四方弁２をONとすることに
より室外熱交換器６を圧縮機１の吸入側に逆止弁９を通
して接続した圧縮機１をONすることにより、室外熱交換
器６に貯っている冷媒を室内熱交換器３に移動させ、暖
房時使用しない室外熱交換器６への冷媒の貯り込みを防
止するものである。この冷媒回収作業は時間制御をして
おり一定時間（90秒）で完了するものが実用化されてい
る（ステップ105）。即ち、どんな状態においても90秒
あれば冷媒回収が十分行える時間であるからである。こ
の冷媒回収作業後、二方弁４を開け冷媒加熱装置５へ冷
媒を流し、燃焼をONすることにより、室内熱交換器３が
高温高圧となり暖房運転が可能となる（ステップ10
6）。暖房時の冷媒の流れは、実線の矢印の方向であ
る。そして、その後停止指令が入ると（ステップ107）
圧縮機１、冷媒加熱装置５の燃焼、二方弁４、四方弁２
がOFFとなり（ステップ108）暖房運転が終了する。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成の冷媒加熱装置を具備
した空気調和機では、冷媒回収時間をどんな状態におい
ても冷媒回収が確実に行える時間即ち90秒に設定してあ
るために、常に圧縮機１が90秒間運転することになる。
しかし、冷媒回収を行う際の冷媒の状態はいろいろであ
り、冷媒回収が完了する時間もいろいろあるが、ほとん
どの場合は、90秒以下である。従って、ほとんどの場合
圧縮機１は真空運転をすることになり圧縮機１の寿命を
著しく損なうこととなる。また、無駄な時間圧縮機１を
運転することになり暖房を選択してから温風が吹き出す
までの時間も長くかかることとなる。

本発明は上記課題に鑑み、冷媒回収を十分行なうとと
もに温風吹き出し時間も短縮しつつ、圧縮機の寿命を損
なうことがないようにすることを目的とする。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の冷媒加熱装置を具
備した空気調和機は、 （１）圧縮機、四方弁、室外熱交換器、逆止弁、減圧
器、室内熱交換器、逆止弁を順次環状に接続し、前記室
内熱交換器の入口側と前記圧縮機の吸入側とを二方弁、
冷媒加熱装置を介して接続して冷凍サイクルを構成し、
圧縮機の電流検出装置を備え、前記四方弁の切り換えに
より、前記室外熱交換器を前記圧縮機の吸入側に、前記
室内熱交換器を前記圧縮機の吐出側に接続して冷媒回収
運転を行なう時間を、前記圧縮機の電流検出装置の信号
に基づいて決定する制御装置を設けたものである。

（２）さらに前記圧縮機に温度センサーを設け、前記圧
縮機の電流検出装置の設定値を２つ以上設け、前記冷媒
回収運転時間を前記温度センサーの検出温度により切り
換える制御装置を設けたものである。

（３）さらに前記冷媒回収を前記圧縮機の電流検出装置
が設定値を検出した後、一定時間後に終了させる制御装
置を設けたものである。

（４）さらに冷媒回収最大時間を設定した制御装置を設
けたものである。

作用 本発明は上記構成により、暖房運転初期に行なう冷媒
回収運転を、圧縮機の運転電流により終了させることに
より、圧縮機の真空運転による寿命を損なうこと無く早
く確実に冷媒回収を行なうものである。

実施例 本発明の一実施例の冷媒加熱装置を具備した空気調和
機について図面を参照にしながら説明をする。

まず、第１図と第２図、第３図、第４図により、本発
明の第１の実施例について説明する。第１図は本発明の
第１の実施例における冷凍サイクル図である。同図にお
いて従来例と同一のものは同一番号を付与し、説明を省
略する。同図において10は圧縮機１の電流検出装置であ
る。第２図は本発明の第１の実施例における電気回路図
である。同図において4aは二方弁４の電磁コイル、4bは
二方弁を制御するスイッチ、12は圧縮機１への通電を制
御するスイッチである。第３図は圧縮機起動時（冷媒回
収運転時）の電流の変化特性図である。冷媒回収運転開
始時圧縮機電流は大きな電流が流れるが徐々に減少して
一定電流になる。一定電流はいわゆる無負荷電流であり
回収する冷媒が無くなった状態であり、冷媒回収完了で
ある。従って第３図のように圧縮機電流ＩがI1に到達し
たところで冷媒回収運転を終了させれば、確実にまた早
く冷媒回収が完了するものである。第４図は本発明第１
の実施例の動作フローチャートである。冷房の動作は従
来例と同一であるので説明は省略する。運転開始後暖房
を選択すると（ステップ110）圧縮機１と四方弁２がON
し冷媒回収作業を開始する（ステップ111）。それと同
時に圧縮機電流Ｉを電流検出装置10により検出、比較し
設定電流I1に到達したら（ステップ112）冷媒回収作業
を終了し二方弁４、燃焼をONする事により暖房運転が可
能となるものである（ステップ113,114）。従って、従
来例のように冷媒回収作業を一定時間で制御するものに
比べ圧縮機１の真空運転をする事なく確実に早く冷媒回
収作業を終了することが出来るものである。

つぎに、第５図と第６図、第７図、第８図により本発
明の第２の実施例について説明する。ここで第１の実施
例と同一のものは同一番号を付与し説明を省略する。第
５図は本発明の第２の実施例における冷凍サイクル図で
ある。同図において13は圧縮機の温度を測定する温度セ
ンサーである。第６図は本発明の第２の実施例における
電気回路図である。第７図は冷媒回収運転時の圧縮機１
の温度違いによる電流特性図である。同図において圧縮
機１の温度により同一圧縮機においても電流値がかなり
違うことがわかる。圧縮機１の温度が高い（T3）ときは
冷媒回収はI3で終了することになるが、このI3では圧縮
機の温度が低い（T2）ときは冷媒回収が不十分であるこ
とがわかる。一方、圧縮機１の温度が低い（T2）ときは
I2で冷媒回収が終了するが、このI2では温度の高い（T
3）ときは冷媒回収がいつまで経っても終了しないこと
がわかる。従って、圧縮機の温度により冷媒回収終了電
流設定値を変える事によりこの問題は解決できる。第８
図は本発明第２の実施例の動作フローチャートである。
運転開始後暖房を選択すると（ステップ120）まず圧縮
機１の温度を温度センサー13により測定し、冷媒回収終
了電流設定値Isを設定する（ステップ121）。（実施例
は設定値を２個設定した場合を説明する。）圧縮機１の
温度がT3以上の場合はIs＝I3とし（ステップ122）、冷
媒回収作業を行ない（ステップ123）、電流検出装置11
の電流ＩとIsを比較しＩ＝Isとなったら（ステップ12
4）冷媒回収作業を終了させ、暖房運転を開始する（ス
テップ125,126）従って、従来例のように冷媒回収作業
を一定時間で制御するものに比べ圧縮機１の真空運転を
する事なく確実に早く冷媒回収作業を終了すると同時
に、圧縮機１の温度によるバラツキを吸収することが出
来るものである。

つぎに、第９図と第10図により本発明の第３の実施例
について説明する。ここで第１、第２の実施例と同一の
ものは同一番号を付与し説明を省略する。第９図は圧縮
機１の冷媒回収運転中の電流特性図であるが、圧縮機単
体のバラツキや温度によるバラツキ（第７図参照）があ
り量産時の電流は同図のように帯状になる。従って、圧
縮機電流のバラツキ最大のものにおける冷媒回収終了電
流はI4に設定することになるが、I4とするとバラツキの
最小のものでは冷媒回収が不十分となってしまう。電流
最小のものに合わせたI5に設定するとバラツキ最大のも
のが冷媒回収を終了しないことになる。そこで、バラツ
キ最大のものの冷媒回収完了電流I4を設定値とし、バラ
ツキ最小のものが設定値I4で冷媒回収を終了する時間
（t0）とバラツキ最小のものが冷媒回収を確実に終了す
る時間（t5）との時間差ｔ（ｔ＝t5−t0）をプラスする
ことにより圧縮機電流のバラツキを吸収することが出来
るものである。第10図は本発明の第３の実施例における
動作フローチャートである。運転開始後暖房を選択する
と（ステップ130）圧縮機、四方弁がONし（ステップ13
1）、冷媒回収を開始する。圧縮機１の電流がI4になる
と（ステップ132）タイマーを動作させ前述の時間ｔ経
過後（ステップ133）冷媒回収を完了し、暖房運転をす
る（ステップ134,135）。このように圧縮機電流のバラ
ツキを吸収し確実な冷媒回収が出来るものである。

つぎに、第11図により本発明の第４の実施例について
説明する。第11図は本発明の第４の実施例における動作
フローチャートである。同図にしたがって動作を説明す
る。運転開始後暖房を選択すると（ステップ140）圧縮
機、四方弁がONし（ステップ141）冷媒回収を開始する
と同時にタイマーを動作させながら（ステップ142）圧
縮機電流を検出し、冷媒回収終了電流I1になると（ステ
ップ143）冷媒回収を終了させる。ところが、電流検出
装置10が故障した場合には冷媒回収が終了しなくなり圧
縮機は真空運転を続けることになり圧縮機の寿命を著し
く損なうことになる。最悪の場合には圧縮機ロックとな
る。その場合は前述のタイマー（90秒）にて冷媒回収を
強制的に終了させることとする事により電流検出装置10
が故障した場合にも確実に冷媒回収を終了させることが
出来るものである。

発明の効果 上記実施例より明らかなように本発明は、 （１）圧縮機の電流検出装置により早く確実に冷媒回収
が完了するものである。

（２）温度センサーを設け、冷媒回収終了電流設定値を
圧縮機温度により変える事により圧縮機温度にかかわり
なく早く確実に冷媒回収が完了するものである。

（３）圧縮機電流が冷媒回収終了電流設定値に到達後、
一定時間強制的に冷媒回収を続けることにより圧縮機個
々に発生する電流のバラツキを吸収することが出来るも
のである。

（４）冷媒回収最大時間を設定することにより、電流検
出装置が故障した場合においても圧縮機の寿命を損なう
ことがないものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における冷凍サイクル
図、第２図は同電気回路図、第３図は一般的な圧縮機の
電流特性図、第４図は本発明の第１の実施例における動
作フローチャート、第５図は本発明の第２の実施例にお
ける冷凍サイクル図、第６図は同電気回路図、第７図は
一般的な圧縮機の温度の違いによる電流特性図、第８図
は本発明の第２の実施例における動作フローチャート、
第９図は一般的な圧縮機のバラツキを考慮した電流特性
図、第10図は本発明の第３の実施例における動作フロー
チャート、第11図は本発明の第４の実施例における動作
フローチャート、第12図は従来例の冷凍サイクル図、第
13図は従来例の動作フローチャートである。 １……圧縮機、２……四方弁、３……室内熱交換器、４
……二方弁、５……冷媒加熱装置、６……室外熱交換
器、７……逆止弁、８……減圧器、９……逆止弁、10…
…電流検出装置、11……制御装置、12……スイッチ、13
……温度センサー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F25B 1/00 F25B 13/00 F24F 11/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機、四方弁、室外熱交換器、逆止弁、
   減圧器、室内熱交換器、逆止弁を順次環状に接続し、前
   記室内熱交換器の入口側と前記圧縮機の吸入側とを二方
   弁、冷媒加熱装置を介して接続して冷凍サイクルを構成
   し、圧縮機の電流検出装置を備え、前記四方弁の切り換
   えにより、前記室外熱交換器を前記圧縮機の吸入側に、
   前記室内熱交換器を前記圧縮機の吐出側に接続して冷媒
   回収運転を行なう時間を前記圧縮機の電流検出装置の信
   号に基づいて決定する制御装置を設けた冷媒加熱装置を
   具備した空気調和機において、前記制御装置は、前記圧
   縮機に温度センサーを設け、前記電流検出装置の設定値
   を複数設け、前記冷媒回収運転を行う時間を前記温度セ
   ンサーの検出温度により切り換えることを特徴とする冷
   媒加熱装置を具備した空気調和機。