JP2951043B2 - 空気調和装置 - Google Patents

空気調和装置

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JP2951043B2
JP2951043B2 JP3142670A JP14267091A JP2951043B2 JP 2951043 B2 JP2951043 B2 JP 2951043B2 JP 3142670 A JP3142670 A JP 3142670A JP 14267091 A JP14267091 A JP 14267091A JP 2951043 B2 JP2951043 B2 JP 2951043B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、空気調和装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】空気調和装置は、冷媒圧縮機、室外熱交
換器、室内熱交換器、及び減圧装置などより構成され、
これらの構成要素を冷媒配管で順次連結して冷媒回路を
形成している。
【0003】ここで冷媒圧縮機は、モータで駆動される
電気駆動式のものもあれば、ガスエンジン等で駆動され
るエンジン駆動式のものもある。
【0004】エンジン駆動式の冷媒圧縮機を使用した空
気調和装置としては、例えば特開昭58−130973
号公報に示されたようなものがある。
【0005】今、図3に四方弁を使って、冷媒の流通方
向を逆にし、室内の冷房と暖房とが行えるヒートポンプ
装置に係る従来の冷媒回路を示す。
【0006】同図において、1は冷媒圧縮機にして、ガ
スエンジン(図示せず)などにて駆動される。2はこの
冷媒圧縮機1の吸入側の冷媒管3に設けられたアキュム
レータ、4は冷媒の流路を冷房・暖房に応じて変える四
方弁、5は暖房運転時に減圧器として働く膨張弁、6は
暖房運転時に凝縮器として働き、冷房運転時に蒸発器と
して働く室内熱交換器、7は暖房運転時に凝縮器として
働き、冷房運転時に蒸発器として働く室内熱交換器であ
る。また8は室内ユニットAの室内熱交換器6付近の管
路9に取り付けられている電動弁で、この電動弁は冷房
運転時に減圧装置として働く。
【0007】前記冷媒圧縮機1,四方弁4,室内熱交換
器7,膨張弁5,電動弁8,室内熱交換器6等の主要構
成要素が順次冷媒配管10で連結されてヒートポンプ回
路11が構成されている。12は前記膨張弁5の開度を
制御するために設けられた感温部、13は逆止弁であ
る。そして、この逆止弁13と室内熱交換器6との間の
管路にはレシーバタンク14が配設されている。15は
ストレーナーである。
【0008】ところで、冷房運転時に、室内熱交換器6
より出た冷媒が四方弁4を介してアキュムレータ2に戻
る経路をバイパスするように、レシーバタンク14から
アキュムレータ2に冷媒を戻すリキッドインジェクショ
ン回路18が設けられている。
【0009】上記の冷媒回路となっており、冷媒の流れ
としては、冷房時は、冷媒圧縮機1を出た冷媒は、実線
矢印に示すように、四方弁4−室外熱交換器7−レシー
バタンク14−室内熱交換器6−四方弁4−アキュムレ
ータ2を通り冷媒圧縮機1に戻る。又、暖房時には、冷
媒は点線矢印に示すように逆の流れとなる。
【0010】ところで、上述したリキッドインジェクシ
ョン回路18の作用は、冷媒圧縮機1から吐出する冷媒
の温度が高過ぎる場合に、冷媒をアキュムレータ2に送
り込んで膨張させ、冷媒圧縮機1に流入する冷媒の温度
を低下させて、冷媒の吐出温度を下げるものである。こ
れは冷媒の吐出温度が高いと、冷媒圧縮機1自身も温度
上昇し、運転に支障を生じる。
【0011】その支障は例えば、エンジン駆動式の冷媒
圧縮機であると、冷媒圧縮機潤滑用のオイルの温度上昇
で、オイルの劣化が起きる。又、電気モータ駆動式の冷
媒圧縮機であると、温度上昇によりモータコイルの絶縁
不良の問題が生れる。このような不具合を避けるために
リキッドインジェクション回路18が設けられている。
【0012】ここで従来のリキッドインジェクション回
路18は、この管路19に配した絞り(キャタピラリチ
ューブ)21と、その上流に配置した電磁開閉弁22と
で構成し、そして冷媒圧縮機1の吐出側に設けられて冷
媒の吐出温度を測定する冷媒吐出温度センサー23を設
けている。
【0013】冷媒吐出温度センサー23よりの測定温度
データは、信号ラインL1により、制御装置24に入力
する。制御装置24は、この測定吐出温度を予じめ設定
した吐出温度設定値(エンジン駆動式冷媒圧縮機の場合
は通常125℃)と比較し、この設定値以上であると電
磁開閉弁22を開ける制御信号を、又、設定値(通常1
15℃)以下で閉じるような制御信号を出力ラインL2
に出力して、電磁開閉弁22の電磁ソレノイドSを動作
制御して、開閉制御している。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかし上述した従来の
リキッドインジェクション回路であると、電磁開閉弁が
開いた時、絞りで定まる定量の冷媒がアキュムレータに
流入する。それ故、その量が冷媒の吐出温度を下げるの
に多過ぎる場合もあれば、少な過ぎる場合もある。
【0015】冷媒が流れ過ぎると、アキュムレータの冷
媒溜り量が多くなって、時には圧縮機への液戻り現象が
出て、圧縮機を損傷しかねない。逆に冷媒が少なくて、
吐出温度が下がらなく、吐出温度高による異常が出ると
いう欠点がある。
【0016】本発明はこのような欠点のある従来のリキ
ッドインジェクション回路を改良して、冷媒の流れ過ぎ
を防止し、吐出温度が所定温度以下になるように制御し
て、冷凍装置の長期に亘る正常な運転動作が達成できる
ように図ったものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明は、冷媒圧縮機、
凝縮器、減圧器、レシーバタンク、蒸発器、およびアキ
ュムレータとを順次連結すると共に、蒸発器を通ってア
キュムレータに戻ってくる冷媒に対して、バイパスして
冷媒を前記レシーバタンクよりアキュムレータに戻すリ
キッドインジェクション回路を有する冷媒回路構成の空
気調和装置において、リキッドインジェクション回路に
弁開度が自在に変化する比例制御弁を配設し、前記冷媒
圧縮機より吐出する冷媒の温度を検出する冷媒吐出温度
センサーを設けると共に外気温度を検出する外気温度セ
ンサーを設け、この外気温度センサーの検出する外気温
度に応じて冷媒の吐出温度の設定値を演算設定し、前記
冷媒吐出温度センサーにより測定される吐出温度が前記
設定値となるように比例制御弁の弁開度を調整制御する
制御装置を設けたものである。
【0018】
【作用】外気温度センサーの検出する外気温度に応じて
変化する設定値に冷媒の吐出温度が設定される。冷媒吐
出温度センサーは冷媒圧縮機の冷媒吐出温度を検出し、
設定値より高い時は、制御装置が比例制御弁の開度を開
けるよう調節して、所定の設定値温度になるよう制御す
る。
【0019】こうして冷媒圧縮機の温度が上昇しないよ
うに、適量の冷媒がリキッドインジェクション回路を介
してアキュムレータに戻され、多い冷媒の戻し過ぎ、又
少ない量しか冷媒が戻らないという不都合な状況は防止
される。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0021】図1は本発明の冷媒回路図である。なお、
従来装置と同一又は同等の構成部品は同一番号で示して
いる。
【0022】リキッドインジェクション回路18の管路
19には、弁開度をステップ的に(0〜480ステッ
プ)に開口調整できる比例制御弁25を配す。これによ
って、アキュムレータに戻される冷媒流量は自在に調整
される。比例制御弁25は、ステッピングモータMで駆
動されるモータ駆動式の電動弁である。
【0023】冷媒圧縮機1の吐出部には、従来と同様
に、冷媒の吐出温度を測定するための冷媒吐出温度セン
サー23が取り付けられている。26は外気温度測定用
の温度センサーで、この温度センサー26よりの外気温
度データも信号ラインL1によって、冷媒吐出温度デー
タと共に制御装置27に入力する。
【0024】制御の基本は、予め設定した吐出温度の設
定値以上に冷媒吐出温度が高くなると、制御装置27
は、比例制御弁25に対して、現在の弁開度より1ステ
ップ分多く開くように駆動制御する。
【0025】これによって、アキュムレータ2に流入す
る冷媒流量が少し増え、吐出温度の低下作用をする。そ
の後再び、冷媒吐出温度センサー23にて吐出温度を測
り、設定値まで下がっていなければ、更に1ステップ分
比例制御弁25を開ける。この動作を繰り返して設定値
になった段階で、その弁開度に維持される。逆に開け過
ぎて、所定値以下に吐出温度が下がるようであるとステ
ップ的に閉めて行く。
【0026】ここで、吐出温度の設定値は、外気温度が
異常に高くない通常条件の下で、オイル劣化を抑えられ
る温度(例えば110℃)を基準とし、外気温度が異常
高温となる時は、上方修正した設定値とする。下記に設
定値の演算式を示す。
【0027】設定値(T℃)=110℃+(外気温度−
35)/3…I式 但し(外気温度−35)<0となる時は、設定値(T
℃)は110℃とする。
【0028】このように吐出温度の設定値を外気温度よ
り変化させることとすると、次のような利点が生れる。
冷媒の吐出温度は外気温度に追従して高くなる。すなわ
ち、外気温度が異常に高い時は、吐出温度も相当高くな
る。そこで、通常気温時に適当と定められ、外気温と無
関係に固定されている設定値(例えば110℃)に吐出
温度を均衡させようとすると、相当量の冷媒がアキュム
レータ2に戻り、冷媒が流れ過ぎる状態となり、液戻り
の心配が出る。
【0029】これを、設定値を上方修正すれば、その修
正設定値で冷媒流量は制御されるので、その懸念は無く
なる。このようにして、制御装置27は、外気温度セン
サー26より入力する外気温度データを用い、前述のI
式に基づき、吐出温度の設定値を演算する。そして、こ
の設定値と冷媒吐出温度センサー23よりの温度データ
から比例制御弁25の弁開度を演算し、比例制御弁25
を制御し、吐出温度が設定値になるようにする。
【0030】なお、吐出温度の設定値を外気温度の代り
に、吐出圧力や凝縮温度により演算しても同様の効果が
得られる。
【0031】図2は制御装置27にて実行される制御動
作を示すフローチャートである。
【0032】外気温度を検出し(処理31)、その外気
温度を利用して設定値を演算し(処理32)、その設定
値と吐出温度との比較を行い(判断33)、吐出温度が
高ければ(判断33のYES)、比例制御弁25を1ス
テップ分開く(処理34)。設定値以下の吐出温度であ
れば(判断33のNO)、閉じる(処理35)。
【0033】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、弁開度
が自在に変化する比例制御弁を使用して、リキッドイン
ジェクション回路の冷媒の流量制御をするようにしたの
で、冷媒の流れ過ぎ、少な過ぎがなくなる。これによっ
てアキュムレータへの冷媒の溜り込みや、圧縮機への液
戻りを防止できると共に、吐出温度高の異常が起こら
ず、圧縮機の温度上昇による不良動作や寿命の低下を妨
げる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る冷媒回路図。
【図2】本発明の冷媒回路において、そのリキッドイン
ジェクション回路における冷媒の流量制御の制御方法を
説明するフローチャート。
【図3】従来の冷媒回路図。
【符号の説明】
1 冷媒圧縮機 2 アキュムレータ 6 室内熱交換器 7 室外熱交換器 14 レシーバタンク 18 リキッドインジェクション回路 23 冷媒吐出温度センサー 25 比例制御弁 26 温度センサー 27 制御装置

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷媒圧縮機、凝縮器、減圧器、レシーバ
    タンク、蒸発器、およびアキュムレータとを順次連結す
    ると共に、蒸発器を通ってアキュムレータに戻ってくる
    冷媒に対して、バイパスして冷媒を前記レシーバタンク
    よりアキュムレータに戻すリキッドインジェクション回
    路を有する冷媒回路構成の空気調和装置において、リキ
    ッドインジェクション回路に弁開度が自在に変化する比
    例制御弁を配設し、前記冷媒圧縮機より吐出する冷媒の
    温度を検出する冷媒吐出温度センサーを設けると共に外
    気温度を検出する外気温度センサーを設け、この外気温
    度センサーの検出する外気温度に応じて冷媒の吐出温度
    の設定値を演算設定し、前記冷媒吐出温度センサーによ
    り測定される吐出温度が前記設定値となるように比例制
    御弁の弁開度を調整制御する制御装置を設けたことを特
    徴とする空気調和装置。
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WO2001029489A1 (fr) * 1999-10-18 2001-04-26 Daikin Industries, Ltd. Dispositif de refrigeration
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