JP3819678B2 - ヒートポンプ式空気調和機 - Google Patents
ヒートポンプ式空気調和機 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3819678B2 JP3819678B2 JP2000175131A JP2000175131A JP3819678B2 JP 3819678 B2 JP3819678 B2 JP 3819678B2 JP 2000175131 A JP2000175131 A JP 2000175131A JP 2000175131 A JP2000175131 A JP 2000175131A JP 3819678 B2 JP3819678 B2 JP 3819678B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- expansion valve
- compressor
- heat exchanger
- control
- time
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば高沸点冷媒と低沸点冷媒からなる非共沸混合冷媒を用いるヒートポンプ式空気調和機に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、圧縮機、室外熱交換器、室外膨張弁、室内膨張弁および室内熱交換器を備えたヒートポンプ式空気調和機が知られている。
【0003】
この種のものでは、空気調和機の起動時に、上記膨張弁の初期ステップを一定に設定して、初期弁開度を一定に制御していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、初期弁開度を一定に制御したのでは、例えば空調負荷が大きい場合、上記膨張弁の相対的な開き不足により、熱交換器に流入する冷媒不足が発生し、圧縮機の吐出温度の上昇の遅れを招来するとともに、空調負荷が小さい場合、上記膨張弁の相対的な開き過ぎにより、熱交換器に多量の冷媒が流入して、圧縮機への液バックが発生する等の問題があった。
【0005】
一方、近年では、冷媒として、高沸点冷媒と低沸点冷媒とからなる非共沸混合冷媒を用いることがある。この場合、これがアキュムレータに入ると、低沸点冷媒から気化して圧縮機に吸い込まれ、高沸点冷媒がアキュムレータの内部に多く残存するという問題がある。こうなると、冷媒回路において低沸点冷媒の液量が多くなって、非共沸混合冷媒の高沸点冷媒と低沸点冷媒との比率が所定値に対して変動し、所定の冷媒能力を発揮できなくなるおそれがある。
【0006】
これを解消するために、従来、上述のアキュムレータを設けずに、上記室外膨張弁および上記室内膨張弁を制御して、上記圧縮機への液バックを防止するようにした技術が提案されている。
【0007】
しかしながら、アキュムレータを設けない場合、起動時において、上記のように初期弁開度を一定に制御したのでは、例えば空調負荷が小さい場合、上記膨張弁の相対的な開き過ぎにより、熱交換器に多量の冷媒が流入して、圧縮機への液バックが発生するという問題があった。
【0008】
そこで、本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、空気調和機の運転停止時の液バックを防止できるようにした、ヒートポンプ式空気調和機を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、圧縮機、室外熱交換器、室外膨張弁、室内膨張弁、室内熱交換器を備えたヒートポンプ式空気調和機において、起動時に、上記室外膨張弁または上記室内膨張弁をほとんど全閉の状態にして、時間の経過とともに、弁開度を開く初期弁開度制御を行う制御手段を備え、前記制御手段は、上記初期弁開度制御の制御時間を、前記圧縮機が高圧容器型の圧縮機の場合には長く、低圧容器型の圧縮機の場合には短く変更することを特徴とする。
【0010】
請求項2記載の発明は、圧縮機、室外熱交換器、室外膨張弁、室内膨張弁、室内熱交換器を備えたヒートポンプ式空気調和機において、起動時に、上記室外膨張弁または上記室内膨張弁をほとんど全閉の状態から、時間の経過とともに、一定の割合で弁開度を開く初期弁開度制御を行う制御手段を備え、前記制御手段は、上記初期弁開度制御の制御時間を、前記圧縮機が高圧容器型の圧縮機の場合には長く、低圧容器型の圧縮機の場合には短く変更することを特徴とする。
【0011】
請求項3記載の発明は、圧縮機、室外熱交換器、室外膨張弁、室内膨張弁、室内熱交換器を備えたヒートポンプ式空気調和機において、起動時に、上記室外膨張弁または上記室内膨張弁をほとんど全閉の状態にして、時間の経過とともに、弁開度を開く初期弁開度制御を行う制御手段を備え、前記制御手段は、上記初期弁開度制御の制御時間を、冷房運転時には短く、暖房運転時には長く変更することを特徴とする。
【0012】
請求項4記載の発明は、圧縮機、室外熱交換器、室外膨張弁、室内膨張弁、室内熱交換器を備えたヒートポンプ式空気調和機において、起動時に、上記室外膨張弁または上記室内膨張弁をほとんど全閉の状態にして、時間の経過とともに、弁開度を開く初期弁開度制御を行う制御手段を備え、前記制御手段は、上記初期弁開度制御の制御時間を、冷房運転時には短く、暖房運転時には長く変更することを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の一実施形態を詳細に説明する。
まず、本発明の実施形態の前提となる構成について説明する。
【0018】
図1は、ヒートポンプ式空気調和機の回路図である。この構成にかかる空気調和機は、冷媒回路を循環する冷媒として高沸点冷媒と低沸点冷媒からなる非共沸混合冷媒を用いている。この非共沸混合冷媒としては、例えば、R134a(化学式;CH2 FCF3 )、R125(化学式;C2 HF5 )、R32(化学式;CH2 F2 )の混合冷媒が用いられる。
【0019】
なお、一般に、R134aの沸点は−26℃であり、R125の沸点が−48℃であり、R32の沸点は−52℃である。
【0020】
図1に示す冷媒回路には、圧縮機3、室内熱交換器5、室内膨張弁7、レシーバタンク17、室外膨張弁10、室外熱交換器9、流路切換え弁としての四方弁11とが、この順序で配置されている。
【0021】
この構成では、一般的に上記圧縮機3の吸込管3Aに接続されるべき、アキュムレータが省略されている。
【0022】
上記圧縮機3の吐出管3Bと吸込管3Aとの間にはバイパス管51が接続され、このバイパス管51にはキャピラリーチューブ53と開閉弁55とが直列に接続されている。これらはバイパス手段を構成する。
【0023】
そして、この空気調和機の運転停止時に、上記室外膨張弁10および上記室内膨張弁7を全閉するとともに、上記開閉弁55を全開して、高圧側と低圧側とを均圧させる制御手段57が設けられている。
【0024】
室外熱交換器9は、冷房時に凝縮器として暖房時に蒸発器としてそれぞれ作用するものであり、室内熱交換器5は、冷房時に蒸発器として暖房時に凝縮器としてそれぞれ作用するものである。
【0025】
四方弁11は、冷房運転時には破線で示すように冷媒を流すように位置し、暖房運転時には実線に示すように位置される。このように四方弁を切換えることにより冷房と暖房時の冷媒流路が切換えられる。
【0026】
次に、この構成における動作を説明する。
【0027】
暖房運転時には、図1中に実線矢印で示すように、圧縮機3、室内熱交換器5、室内膨張弁7、レシーバタンク17、室外膨張弁10、室外熱交換器9、四方弁11の順序で冷媒が循環される。
【0028】
室外膨張弁10から室外熱交換器9に導入された冷媒は、室外熱交換器9が蒸発器として作用するため、気化して外気から熱を汲み上げる。
【0029】
この構成では、圧縮機3の吸込管3Aに、液冷媒を貯えるためのアキュムレータが付設されていないため、この圧縮機3への冷媒は、ほぼ完全に気化してから送り込まなければならない。
【0030】
そこで、暖房運転時には、室外膨張弁10の弁開度が絞られ、室外熱交換器9への冷媒流入量が制御される。この制御は制御手段57が司る。これにより、冷媒は、室外熱交換器9でほぼ完全に気化して、圧縮機3に送り込まれるため、アキュムレータ無しの状態でも、液バックが防止される。
【0031】
一方、冷房運転時には、図1中に点線矢印で示すように、圧縮機3、室外熱交換器9、室外膨張弁10、レシーバタンク17、室内膨張弁7、室内熱交換器5、四方弁11の順序で冷媒が循環される。
【0032】
室内膨張弁7から室内熱交換器5に導入された冷媒は、室内熱交換器5が蒸発器として作用するため、気化して外気から熱を汲み上げる。
【0033】
この場合には、室内膨張弁7の弁開度が絞られ、室内熱交換器5への冷媒流入量が制御される。この制御は制御手段57が司る。これにより、冷媒は、室内熱交換器5でほぼ完全に気化して、圧縮機3に送り込まれるため、アキュムレータ無しの状態でも、液バックが防止される。
【0034】
また、以下の制御によって、アキュムレータ無しの状態で、運転停止時における液バックが防止される。
【0035】
すなわち、冷房運転中に、その運転を停止した場合、まず、制御手段57によって、室外膨張弁10および室内膨張弁7が全閉される。これにより、液冷媒が、室内熱交換器5の内部等に存在する状態となる。
【0036】
ただし、このままの状態を放置すると、運転停止直後に、冷媒回路内の高圧側と低圧側とが均圧されるまでの間、圧縮機3の吸込管3A内の低圧によって吸い上げられるように、室内熱交換器5の内部に止まるべき液冷媒が、圧縮機3側へ移動する。この事態が発生すれば、圧縮機3の吸込管3Aにアキュムレータが無い限り、圧縮機3への液バックを防止できない。
【0037】
この事態を回避するため、運転停止直後には、制御手段57によって、開閉弁55が全開される。すると、圧縮機3の吐出管3Bと吸込管3Aとの間が、強制的に均圧される。これによれば、室内熱交換器5内の液冷媒が、圧縮機3側へ移動することがなく、そのまま、室内熱交換器5内に止まるため、アキュムレータが無い状態でも、圧縮機3への液バックが防止される。
【0038】
暖房運転中に、その運転を停止した場合には、制御手段57によって、室外膨張弁10および室内膨張弁7が全閉される。これにより、液冷媒が、室外熱交換器9の内部等に存在する状態となる。
【0039】
また、運転停止直後に、制御手段57によって、開閉弁55が全開される。すると、圧縮機3の吐出管3Bと吸込管3Aとの間が、強制的に均圧される。これによれば、室外熱交換器9内の液冷媒が、圧縮機3側へ移動することがなく、そのまま、室外熱交換器9内に止まるため、アキュムレータが無い状態でも、圧縮機3への液バックが防止される。
【0040】
これによれば、アキュムレータが不要になるため、コストダウンが図られるとともに、室外機の小型化が図られる。また、上記バイパス手段は、開閉弁55のほかにキャピラリーチューブ53を直列に有するため、このキャピラリーチューブ53の抵抗を適宜設定しておけば、この空気調和機の運転中に開閉弁55を開くことにより、圧縮機3の吐出冷媒の一部が、吸込管3Aに戻されるため、圧縮機3の能力調整が可能になる等の効果が得られる。
【0041】
この構成では、空気調和機の起動時の制御に特徴を有する。
【0042】
すなわち、起動時には、上記制御手段57を介して、図2に示すように、上記膨張弁の初期弁開度制御が行われる。この初期弁開度制御の制御時間Tは例えば3分程度であり、その後、上記膨張弁の通常制御が行われる。
【0043】
冷房運転時には、図1において、弁開度の制御対象が室内膨張弁7である。この室内膨張弁7の起動時制御がうまく実行されないと、室内熱交換器5での冷媒不足や、圧縮機3への液バックが発生する。
【0044】
なお、暖房運転時には、その制御対象が室外膨張弁9となるが、その動作は同じであるため、説明を省略する。
【0045】
この構成では、起動時において、図2に示すように、室内膨張弁7に対する初期弁開度制御が実行される。
【0046】
この初期弁開度制御は、室内膨張弁7の弁開度を100ステップからスタートさせる。ここで、膨張弁7はステッピングモータ(図示せず)で開閉されるものとし、100ステップはほとんど全閉である。その後、時間の経過とともに、一定の割合で弁開度が開かれて、本制御における目標弁開度Aの180ステップに到達する。全開は480ステップである。
【0047】
これによれば、ほぼ全閉の100ステップからスタートし、時間の経過とともに、弁開度が、一定の割合で目標弁開度Aまで開かれていくため、アキュムレータが無い状態でも、起動時における液バックが防止される。
【0048】
上記目標弁開度Aは、空調負荷を考慮して決定される。
【0049】
特に、影響度の大きい、蒸発器として動作する熱交換器側の温度条件を考慮して決定することが望ましい。すなわち、冷房運転時は、室内熱交換器5側の温度条件として、例えば室内機の吸込温度Tbを考慮し、暖房運転時は、室外熱交換器9側の温度条件として、例えば外気温度OAを考慮して決定する。また、膨張弁の流量特性(流量変化量特性)は、二次式的となる。そのため、上記目標弁開度(ステップ)Aは下記式に基づいて設定される。
【0050】
冷房運転時 ステップA=a×(Tb+b)+c …(1)
暖房運転時 ステップA=a’×(OA+b’)+c’ …(2)
a,a’,b,b’,c,c’=定数
この構成では、空調負荷に応じて、上述した目標弁開度Aが変更される。従って、空調負荷に応じて、適正な初期弁開度制御が行われるので、アキュムレータが無い状態でも、起動時における液バックが防止されるとともに、起動後の安定運転移行までの時間短縮が図られる。また、オイル挙動が安定する。
【0051】
つぎに、上記構成に本発明を適用した実施形態を説明する。
【0052】
この実施形態では、初期弁開度制御の制御時間T(図2)を、高圧容器型の圧縮機(例えば、ロータリー圧縮機等)、低圧容器型の圧縮機(例えば、スクロール圧縮機等)に対応して、変更制御する。例えば、高圧容器型の圧縮機では吐出温度がなかなか上昇しないため、上記の制御時間Tを長く設定し、低圧容器型の圧縮機では吐出温度が早く上昇するため、制御時間Tを短く設定する。また、上記の制御時間Tを、冷房運転時、暖房運転時に対応して、変更制御してもよい。例えば、冷房運転時には短く、暖房運転時には長く設定する。
【0053】
これによれば、最適な過熱運転起動制御を行うことができ、アキュムレータが無い状態でも、起動時における液バックが防止されるとともに、起動後の安定運転移行までの時間短縮が図られる。
【0054】
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものでないことは明らかである。
【0055】
【発明の効果】
本発明によれば、アキュムレータ無しの状態で、運転停止時における圧縮機への液バックを防止することができる。空気調和機の起動後の安定運転移行までの時間短縮が図られる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のヒートポンプ式空気調和機の実施形態を示す冷媒回路図である。
【図2】膨張弁の制御タイムチャートである。
【符号の説明】
3 圧縮機
3A 吸込管
3B 吐出管
5 室内熱交換器
9 室外熱交換器
11 四方弁
17 レシーバタンク
57 制御手段
Claims (4)
- 圧縮機、室外熱交換器、室外膨張弁、室内膨張弁、室内熱交換器を備えたヒートポンプ式空気調和機において、起動時に、上記室外膨張弁または上記室内膨張弁をほとんど全閉の状態にして、時間の経過とともに、弁開度を開く初期弁開度制御を行う制御手段を備え、
前記制御手段は、上記初期弁開度制御の制御時間を、前記圧縮機が高圧容器型の圧縮機の場合には長く、低圧容器型の圧縮機の場合には短く変更することを特徴とするヒートポンプ式空気調和機。 - 圧縮機、室外熱交換器、室外膨張弁、室内膨張弁、室内熱交換器を備えたヒートポンプ式空気調和機において、起動時に、上記室外膨張弁または上記室内膨張弁をほとんど全閉の状態から、時間の経過とともに、一定の割合で弁開度を開く初期弁開度制御を行う制御手段を備え、
前記制御手段は、上記初期弁開度制御の制御時間を、前記圧縮機が高圧容器型の圧縮機の場合には長く、低圧容器型の圧縮機の場合には短く変更することを特徴とするヒートポンプ式空気調和機。 - 圧縮機、室外熱交換器、室外膨張弁、室内膨張弁、室内熱交換器を備えたヒートポンプ式空気調和機において、起動時に、上記室外膨張弁または上記室内膨張弁をほとんど全閉の状態にして、時間の経過とともに、弁開度を開く初期弁開度制御を行う制御手段を備え、
前記制御手段は、上記初期弁開度制御の制御時間を、冷房運転時には短く、暖房運転時には長く変更することを特徴とするヒートポンプ式空気調和機。 - 圧縮機、室外熱交換器、室外膨張弁、室内膨張弁、室内熱交換器を備えたヒートポンプ式空気調和機において、起動時に、上記室外膨張弁または上記室内膨張弁をほとんど全閉の状態から、時間の経過とともに、一定の割合で弁開度を開く初期弁開度制御を行う制御手段を備え、
前記制御手段は、上記初期弁開度制御の制御時間を、冷房運転時には短く、暖房運転時には長く変更することを特徴とするヒートポンプ式空気調和機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000175131A JP3819678B2 (ja) | 2000-06-12 | 2000-06-12 | ヒートポンプ式空気調和機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000175131A JP3819678B2 (ja) | 2000-06-12 | 2000-06-12 | ヒートポンプ式空気調和機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001355933A JP2001355933A (ja) | 2001-12-26 |
JP3819678B2 true JP3819678B2 (ja) | 2006-09-13 |
Family
ID=18677055
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000175131A Expired - Fee Related JP3819678B2 (ja) | 2000-06-12 | 2000-06-12 | ヒートポンプ式空気調和機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3819678B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4164566B2 (ja) * | 2003-11-07 | 2008-10-15 | 日立アプライアンス株式会社 | 空気調和装置 |
JP4634226B2 (ja) * | 2005-05-31 | 2011-02-16 | 三菱重工業株式会社 | 空気調和装置 |
JP2012137207A (ja) * | 2010-12-24 | 2012-07-19 | Mitsubishi Electric Corp | 冷凍サイクル装置 |
JP2015083894A (ja) * | 2013-10-25 | 2015-04-30 | ダイキン工業株式会社 | 冷凍装置 |
EP3696473B1 (en) * | 2017-10-10 | 2022-08-17 | Mitsubishi Electric Corporation | Air conditioning device |
EP4015944A4 (en) * | 2019-09-17 | 2023-04-05 | Toshiba Carrier Corporation | AIR CONDITIONING AND CONTROL PROCEDURES |
CN114110999A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-03-01 | 珠海格力电器股份有限公司 | 多联机组内机开度控制方法、装置、电子设备及存储介质 |
-
2000
- 2000-06-12 JP JP2000175131A patent/JP3819678B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001355933A (ja) | 2001-12-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107110570B (zh) | 蓄热式空调机 | |
KR100457569B1 (ko) | 히트펌프 시스템의 전자 팽창밸브 제어방법 | |
KR100922222B1 (ko) | 공기조화 시스템 | |
WO2014068833A1 (ja) | 空気調和装置 | |
WO2018185841A1 (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
JP5239897B2 (ja) | 冷蔵庫 | |
JP2005147456A (ja) | 空気調和装置 | |
JP3819678B2 (ja) | ヒートポンプ式空気調和機 | |
JPH0849930A (ja) | 熱ポンプ装置 | |
JP3750520B2 (ja) | 冷凍装置 | |
WO2018229864A1 (ja) | 空気調和装置 | |
JPH04340046A (ja) | 空気調和装置の運転制御装置 | |
JP3744773B2 (ja) | ヒートポンプ式空気調和機 | |
JPH07190515A (ja) | 冷凍装置 | |
JP2012149834A (ja) | ヒートポンプ | |
JP3744774B2 (ja) | ヒートポンプ式空気調和機 | |
JP4301546B2 (ja) | 冷凍装置 | |
EP3819556A1 (en) | Refrigeration cycle device and method for controlling same | |
JP3945949B2 (ja) | 空気調和装置 | |
CN112050381A (zh) | 空气调节机 | |
JP3804712B2 (ja) | 空気調和機 | |
JP2008232564A (ja) | 冷凍装置及び冷凍装置の制御方法 | |
JPH08210720A (ja) | 冷媒加熱装置を具備した空気調和機 | |
JP5483129B2 (ja) | 二元冷凍装置の立ち上げ制御方法 | |
WO2023199511A1 (ja) | 冷凍サイクル装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040702 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050826 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050913 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051108 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060502 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060515 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060606 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060615 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090623 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100623 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110623 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110623 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120623 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130623 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130623 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |