JP3764551B2 - 空気調和機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は空気調和機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の空気調和機の冷媒回路が図5に示されている。空気調和機の冷房運転時、圧縮機2から吐出されたガス冷媒は、実線矢印で示すように、四方弁3を経て室外熱交換器4に入り、ここでモータ9により駆動される室外フアン7によって送風される外気に放熱して凝縮液化する。
【0003】
この液冷媒は電子膨張弁5を流過する過程で絞られることにより断熱膨張して室内熱交換器6に入り、ここでモータ10により駆動される室内フアン8によって送風される室内空気を冷却して蒸発気化した後、四方弁3を経て圧縮機2に吸い込まれる。
【0004】
暖房運転時には四方弁3が上記と逆に切り換えられるので、圧縮機2から吐出された冷媒は、破線矢印で示すように、四方弁3、室内熱交換器6、電子膨張弁5、室外熱交換器4、四方弁3をこの順に経て圧縮機2に吸い込まれる。
【0005】
室温センサ11によって検出された室温とその設定温度との偏差に応じて圧縮機2の運転周波数が決定され、圧縮機2に供給される電流の周波数をインバータ12により変更することによって圧縮機2の回転数、即ち、容量が変化する。
【0006】
また、圧縮機2から吐出されたガス冷媒の温度を吐出管温度センサ13によって検出し、これが予め定められた目標範囲内に入るように電子膨張弁5の開度がフィードバック制御される。
【0007】
暖房運転によって室外熱交換器4に霜が付着した場合には、四方弁3を切り換えることによってリバースサイクルデフロスト運転が実施され、このデフロスト運転時、冷媒は冷房運転時と同様実線矢印で示すように循環する。
【0008】
このデフロスト運転によって室外熱交換器4に付着していた霜が溶融除去されたとき、四方弁3を切り換えることによって暖房運転に復帰する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の空気調和機においては、リバースサイクルデフロスト運転時、四方弁3を暖房状態から冷房状態に又はこの逆に切り換えると、四方弁3を経てその片側の高圧ガス冷媒が他側に移動してその前後の高・低圧がバランスするため、四方弁3から大きな騒音が発生するという問題があった。
【0010】
また、空気調和機のサーモ停止を含む運転停止時、高・低圧をバランスさせるために四方弁3が切り換えられるが、高・低圧差が残った状態では四方弁3を確実に切り換えることができない場合があった。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために発明されたものであって、第1の発明の要旨とするところは、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、電子膨張弁及び室内熱交換器によりヒートポンプ冷凍サイクルを構成するとともに上記電子膨張弁の開度を最適状態に制御する膨張弁制御手段を備えた空気調和機において、サーモ停止を含む運転停止時に高・低圧バランスのための切換信号が上記四方弁に入力されたとき、上記四方弁の切り換えに先立って、上記圧縮機を停止するとともに上記電子膨張弁の開度を上記最適状態に保ち、所定時間経過後に上記電子膨張弁の開度を予め全開とする膨張弁補助制御手段を付設した。
【0012】
第2の発明の要旨とするところは、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、電子膨張弁及び室内熱交換器によりヒートポンプ冷凍サイクルを構成するとともに上記電子膨張弁の開度を最適状態に制御する膨張弁制御手段を備えた空気調和機において、上記四方弁を切り換えてリバースサイクルデフロストを行うための着霜信号により上記電子膨張弁の開度を上記最適状態開度から中間開度近傍のデフロスト入り開度となすとともに除霜信号により上記電子膨張弁の開度を全開近傍の所定のデフロスト終り開度となす膨張弁補助制御手段、及び上記着霜信号が入力され第1の設定時間経過後に上記四方弁を切り換えるとともに上記除霜信号が入力され第2の設定時間経過後に上記四方弁を切り換えるデフロスト制御手段を付設したことを特徴とする空気調和機にある。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の第1の実施形態が図1及び図2に示され、図1は制御系統図、図2はタイムチャートである。空気調和機の運転中、圧縮機2から吐出されたガス冷媒の温度が吐出管温度センサ13によって検出されて膨張弁制御手段21に入力される。すると、膨張弁制御手段21は電子膨張弁5に出力して吐出ガス冷媒温度が予め定められた目標範囲内に入るようにその開度を制御することによって最適状態fとする。
【0014】
空気調和機の停止信号、サーモ停止信号等の停止信号が運転・停止制御手段22に入力されると、運転・停止制御手段22は、図2に示されるように、直ちにタイマ23及び圧縮機運転・停止手段24に出力し、これによってタイマ23はカウントを開始し、また、圧縮機運転・停止手段24はインバータ12に出力することによって圧縮機2を停止する。
【0015】
タイマ23に設定された第1の設定時間T1が経過したとき、この信号を受けて運転・停止制御手段22は膨張弁補助制御手段25に出力する。すると、膨張弁補助制御手段25は開度設定手段26に設定された開度、即ち、全開する旨を決定し、この決定が膨張弁制御手段21を経由して電子膨張弁5に出力されてこれを全開gとする。
【0016】
これによって電子膨張弁5の片側の高圧の液冷媒が電子膨張弁5を通って他側に移動し、電子膨張弁5の前後の高・低圧がバランスするが、この際電子膨張弁5は全開となっているので、これから冷媒の流動音が発生することはない。
【0017】
タイマ23に設定された第2の設定時間T2が経過したとき、この信号を受けて運転・停止制御手段22は膨張弁補助制御手段25及び四方弁切換手段27に出力する。これによって膨張弁補助制御手段25は電子膨張弁5の開度を停止時開度kとし、四方弁切換手段27は四方弁3に出力してこれを切り換える。この際、回路内の高圧と低圧の差が少なくなっているので、四方弁3を確実に切り換えることができ、また、四方弁3を切り換えたときに発生する騒音を抑制できる。
【0018】
本発明の第2の実施形態が図3及び図4に示され、図3は制御系統図、図4はタイムチャートである。暖房運転時、霜センサ14からの着霜信号がデフロスト制御手段40に入力されると、デフロスト制御手段40はタイマ41に出力してカウントを開始させると同時に圧縮機回転数制御手段42及び膨張弁補助制御手段43に出力する。
【0019】
すると、圧縮機回転数制御手段42はインバータ12に出力して圧縮機2の回転数を暖房負荷に対応する回転数Fから零とする。また、膨張弁補助制御手段43は入り開度設定手段44から入力されたデフロスト入り開度e(中間開度近傍)とする旨を決定し、この決定は膨張弁制御手段21を経由して電子膨張弁5に出力されて電子膨張弁5の開度はeとなる。
【0020】
かくして、入り運転が開始され、この入り運転中圧縮機2が停止しているので電子膨張弁5の片側の高圧液冷媒が電子膨張弁5を通って低圧側に移動することによって回路内の高圧と低圧とが迅速にバランスする。この際電子膨張弁5の開度はデフロスト入り開度eとされているので、電子膨張弁5から冷媒流動音が発生することはない。
【0021】
タイマ41に設定された第1の設定時間T5が経過したとき、この信号を受けてデフロスト制御手段40は圧縮機回転数制御手段42及び四方弁切換手段27に出力する。すると、圧縮機回転数制御手段42はインバータ12に出力して圧縮機2の回転数を回転数設定手段45に設定された回転数Xに上昇させる。
【0022】
また、四方弁切換手段27は四方弁3に出力してこれをON(冷房)側に切り換える。この際回路内の高圧と低圧がバランスしているので、四方弁3を確実に切り換えることができ、また、四方弁3から騒音が発生することもない。これによってリバースサイクルデフロスト運転が開始され、冷媒は冷房運転と同様に循環し、圧縮機2は高速の回転数Xで回転するので、室外熱交換器4に付着している霜を効果的に溶融しうる。
【0023】
このデフロスト運転によって室外熱交換器4に付着していた霜が溶融除去され、これを検知した霜センサ14からの除霜信号がデフロスト制御手段40に入力されると、デフロスト制御手段40はタイマ41に出力してカウントを開始させると同時に圧縮機回転数制御手段42及び膨張弁補助制御手段43に出力する。
【0024】
すると、圧縮機回転数制御手段42はインバータ12に出力して圧縮機2の回転数を零とする。また、膨張弁補助制御手段43は終り開度設定手段47から入力されたデフロスト終り開度j(全開近傍)とする旨を決定し、この決定は膨張弁制御手段21を経由して電子膨張弁5に出力されて電子膨張弁5の開度は終り開度jとなる。
【0025】
かくして、終り運転が開始され、この終り運転中圧縮機2が停止しているので、電子膨張弁5を通って冷媒が移動することにより回路内の高圧と低圧を迅速にバランスさせることができる。この際電子膨張弁5はデフロスト終り開度となっているので電子膨張弁5から冷媒流動音が発生することはない。
【0026】
タイマ41に設定された第2の設定時間T6が経過したとき、この信号を受けると、デフロスト制御手段40は圧縮機回転数制御手段42及び膨張弁補助制御手段43及び四方弁切換手段27に出力する。すると、圧縮機回転数制御手段42はインバータ12に出力してその回転数を暖房負荷に対応する回転数Fに上昇させる。
【0027】
そして、膨張弁補助制御手段43はその制御を停止し、膨張弁制御手段21が電子膨張弁5に出力することにより電子膨張弁5の開度は最適状態fとなる。
また、四方弁切換手段27は四方弁3に出力してこれをOFF(暖房側)に切り換える。これによって空気調和機は暖房運転に復帰する。この際回路内の高圧と低圧がバランスしているので、四方弁3を確実に切り換えることができるとともに四方弁3から騒音が発生することもない。
【0028】
上記第2の実施形態においては、霜センサ14から着霜信号又は除霜信号を出力しているが、リバースサイクルデフロスト運転を周期的に、かつ、所定時間だけ実施することができ、この場合にはデフロスト運転終了後の暖房運転時間をカウントするタイマから着霜信号を出力させることができ、また、デフロスト運転時間をカウントするタイマから除霜信号を出力させることができる。
【0029】
【発明の効果】
請求項1記載の第1の発明においては、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、電子膨張弁及び室内熱交換器によりヒートポンプ冷凍サイクルを構成するとともに電子膨張弁の開度を最適状態に制御する膨張弁制御手段を備えた空気調和機において、サーモ停止を含む運転停止時に高・低圧バランスのための切換信号が四方弁に入力されたとき、四方弁の切り換えに先立って、圧縮機を停止するとともに電子膨張弁の開度を最適状態に保ち、所定時間経過後に電子膨張弁の開度を予め全開とする膨張弁補助制御手段を付設して、この電子膨張弁を通って冷媒を移動させることにより、回路内の高圧と低圧をバランスさせることができるので、安価な四方弁であってもこれを確実に切り換えることができるとともに四方弁から発生する騒音を低減しうる。
【0030】
請求項2記載の第2の発明においては、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、電子膨張弁及び室内熱交換器によりヒートポンプ冷凍サイクルを構成するとともに電子膨張弁の開度を最適状態に制御する膨張弁制御手段を備えた空気調和機において、四方弁を切り換えてリバースサイクルデフロストを行うための着霜信号により電子膨張弁の開度を最適状態開度から中間開度近傍のデフロスト入り開度となすとともに除霜信号により電子膨張弁の開度を全開近傍の所定のデフロスト終り開度となす膨張弁補助制御手段、及び着霜信号が入力され第1の設定時間経過後に四方弁を切り換えるとともに除霜信号が入力され第2の設定時間経過後に四方弁を切り換えるデフロスト制御手段を付設したので、第1の発明と同様の効果を奏することができるのみならず電子膨張弁から発生する冷媒流動音を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態を示す制御系統図である。
【図2】 第1の実施形態のタイムチャートである。
【図3】 本発明の第2の実施形態を示す制御系統図である。
【図4】 第2の実施形態のタイムチャートである。
【図5】 従来の空気調和機の冷媒回路図である。
【符号の説明】
2 圧縮機
3 四方弁
4 室外熱交換器
5 電子膨張弁
6 室内熱交換器
Claims (2)
- 圧縮機、四方弁、室外熱交換器、電子膨張弁及び室内熱交換器によりヒートポンプ冷凍サイクルを構成するとともに上記電子膨張弁の開度を最適状態に制御する膨張弁制御手段を備えた空気調和機において、サーモ停止を含む運転停止時に高・低圧バランスのための切換信号が上記四方弁に入力されたとき、上記四方弁の切り換えに先立って、上記圧縮機を停止するとともに上記電子膨張弁の開度を上記最適状態に保ち、所定時間経過後に上記電子膨張弁の開度を予め全開とする膨張弁補助制御手段を付設したことを特徴とする空気調和機。
- 圧縮機、四方弁、室外熱交換器、電子膨張弁及び室内熱交換器によりヒートポンプ冷凍サイクルを構成するとともに上記電子膨張弁の開度を最適状態に制御する膨張弁制御手段を備えた空気調和機において、上記四方弁を切り換えてリバースサイクルデフロストを行うための着霜信号により上記電子膨張弁の開度を上記最適状態開度から中間開度近傍のデフロスト入り開度となすとともに除霜信号により上記電子膨張弁の開度を全開近傍の所定のデフロスト終り開度となす膨張弁補助制御手段、及び上記着霜信号が入力され第1の設定時間経過後に上記四方弁を切り換えるとともに上記除霜信号が入力され第2の設定時間経過後に上記四方弁を切り換えるデフロスト制御手段を付設したことを特徴とする空気調和機。
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