JP3861416B2 - 空気調和機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば除湿運転や乾燥運転を主に行う空気調和機に係り、特に空気調和機の冷媒制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の空気調和機を図７に示す。図７の従来機では、冷却運転時において、圧縮機１から吐出された圧縮冷媒が、図中実線のごとく四方弁２ｂを経て第一の凝縮器４に送られる。第一の凝縮器４では、第一の送風機３により送られた空気によって、冷媒が冷却され凝縮して液冷媒となる。その後、液冷媒は絞り装置５で減圧されて蒸発器７に送られ、第二の送風機６により送られる空気によって過熱され蒸発したのち、圧縮機１に戻る。このとき、第二の送風機６により送られる空気は蒸発器７で冷却されたのち、室内に送られることにより冷却運転となる。尚、第一の送風機３および第一の凝縮器４は通常、室外に設置されている。また、四方弁２ｂと圧縮機１の吸込側との間は、切換圧力伝達配管１６ａで接続されている。この切換圧力伝達配管１６ａは圧力は導通するが冷媒流通量は微少であるキャピラリ状の配管で構成されている。
【０００３】
また、図７の従来機による除湿運転時においては、予め四方弁２ｂの冷媒流路が第二の凝縮器８側へ切り換えられる。そこで、圧縮機１から吐出された圧縮冷媒は、図中破線のごとく、四方弁２ｂを経て第二の凝縮器８に送られる。ここで、第二の送風機６により送られる空気によって冷媒は冷却され凝縮して液冷媒となる。その後、液冷媒は絞り装置５で減圧されたのち蒸発器７に送られる。蒸発器７において冷媒は第二の送風機６により送られる空気によって過熱され蒸発したのち、圧縮機１に戻る。このとき、第二の送風機６により送られる空気は蒸発器７で冷却され、この冷却された空気が更に第二の凝縮器８で過熱されることにより除湿運転となる。
【０００４】
一方、特公平７−３５９１７号公報に記載された別の従来機を図８に示す。
図８の従来機による冷却運転時においては、圧縮機１から吐出された圧縮冷媒が、図中実線のごとく第一の凝縮器４に送られる。ここで、第一の送風機３により送られる空気によって冷媒が冷却され凝縮して液冷媒となる。その後、液冷媒は逆止弁１７を経て電動弁９を通り、絞り装置５で減圧されたのち蒸発器７に送られる。蒸発器７において冷媒は第二の送風機６により送られる空気によって過熱され蒸発したのち、圧縮機１に戻る。このとき、第二の送風機６により送られる空気は蒸発器７で冷却されることにより冷却運転となる。尚、電動弁１０は予め閉じた状態にされている。
【０００５】
また、図８の従来機による除湿運転時において、圧縮機１から吐出された圧縮冷媒は冷却運転時と同様に第一の凝縮器４に送られる。尚、第一の送風機３は停止しており、電動弁９は予め閉じた状態にされている。そこで、圧縮冷媒は、図中破線のごとく電動弁１０を通り第二の凝縮器８に送られる。ここで、第二の送風機６により送られる空気によって冷媒が冷却され凝縮して液冷媒となる。第二の凝縮器８からの液冷媒は逆止弁１８を経て絞り装置５で減圧されたのち蒸発器７へ送られる。蒸発器７において冷媒は第二の送風機６により送られる空気によって過熱され蒸発したのち、圧縮機１に戻る。このとき、第二の送風機６により送られる空気は冷却され、この冷却された空気が更に第二の凝縮器８で過熱されることにより除湿運転となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、冷却機能および除湿機能を有する従来の空気調和機は以上のように構成されているので、次のような問題があった。
すなわち、図７の従来機では、冬期等の低外気温時に除湿運転を行うにあたり、四方弁２ｂによる冷媒流路は、図中破線のように第二の凝縮器８側へ切換わっている。しかしながら、閉じているはずの第一の凝縮器４側へ、冷媒が四方弁２ｂから洩れることがある。その場合は、低温の外気にさらされている第一の凝縮器４内に、洩れた冷媒が液冷媒となって溜まる。このため、冷媒回路内で冷媒が偏在して除湿運転に用い得る冷媒の量が徐々に減少するので、正常運転できないことがある。
【０００７】
また、切換圧力伝達配管１６ａを通じてわずかずつ逆流した冷媒が、低温の外気にさらされている第一の凝縮器４内に液冷媒となって溜まることがある。その場合も除湿運転に用い得る冷媒の量が冷媒回路内で徐々に減少し、正常運転を行えなくなる。
【０００８】
また、四方弁２ｂの冷媒流路を切換えた場合、第一の凝縮器４および第二の凝縮器８のうち未使用側凝縮器から切換圧力伝達配管１６ａを通じて、液冷媒が圧縮機１の吸込側に戻ることがあるため、圧縮機１の故障原因になるうえ、蒸発器７の冷媒通過量が一時的に少なくなり、熱交換能力が低下することがある。
【０００９】
また、除湿運転時における室内への吹出空気温度は、圧縮機１の電動機（図示せず）入力分に相応する吹出空気のエンタルピの上昇と蒸発器７で結露した水の凝縮潜熱とにより、吸込空気温度と比べて大幅に上昇するため、冷却運転時と除湿運転時の室温変動が大きくなる。そこで、室温を所定の目標温度に制御しようとすると、四方弁２ｂの切換えを頻繁に行わなければならず、四方弁２ｂの故障原因となる。
【００１０】
また、第一の凝縮器４または第二の凝縮器８に供給される空気の温度が上昇したり、あるいは風量が低下した場合は、圧縮冷媒の圧力が上昇しひいては冷凍サイクル機器が故障に至るおそれがある。そこで、故障に至らせないためには、圧縮機吐出側の冷媒圧力が高い場合に圧縮機１の運転を停止させる必要があり、機器の信頼性が低下する。
【００１１】
他方、図８の従来機では、冬期等の低外気温時に除湿運転を行う場合でも、冷媒冷媒は常に第一の凝縮器４を流れているため、低外気温による自然放熱量が多くなり、除湿運転を行う際に第二の凝縮器８で加熱される熱量が不足することがあった。
【００１２】
この発明は、上記の問題点を解消するためになされたものであって、四方弁の頻繁な切換を防止し、運転切換時の室温変化を少なくし、更には低外気温時でも長時間安定した除湿運転を継続するとともに、低外気温時の除湿運転でも加熱される熱量を確保できる空気調和機の提供を目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、請求項第１項の発明に係る空気調和機は、冷媒ガスを圧縮する圧縮機、圧縮機からの冷媒流路を選択的に切換える四方弁、第一の送風機により送風される第一の凝縮器、絞り装置、および、第二の送風機により送風される蒸発器を順次環状に配管接続して冷凍サイクルを構成し、四方弁と第一の凝縮器出側との間に第一の凝縮器と並列に配管接続されるとともに蒸発器の風路下流側位置で第二の送風機により送風される第二の凝縮器と、四方弁と圧縮機吸込側とを連通するサクション側配管とを備え、第二の送風機からの送風を蒸発器および第二の凝縮器で空気調和したのち空調負荷側に送るようにした空気調和機において、圧縮機吐出側から第一の凝縮器入側に四方弁をバイパスして接続され第一の電動弁を有する第一のバイパス配管と、圧縮機吐出側から第二の凝縮器入側に四方弁をバイパスして接続され第二の電動弁を有する第二のバイバス配管と、空調負荷側に設置されて負荷温度を検出する温度検出器と、蒸発器および第二の凝縮器を流通する冷媒の状態を制御して空調負荷側の負荷温度を調節する温度調節器とが設けられるとともに、温度調節器は、温度検出器により検出された負荷温度がこの温度調節器に予め設定されている目標温度帯の上限を上回った場合または下限を下回った場合に四方弁の冷媒流路を第一の凝縮器側または第二の凝縮器側のいずれかに切換え、負荷温度が目標温度帯内にその上限または下限を超えて入った場合は第一の電動弁および第二の電動弁の両方を開けて第一の凝縮器および第二の凝縮器の両方並列に圧縮機からの冷媒を送るように制御構成されたものである。
【００１４】
また、請求項第２項の発明は、請求項第１項に記載の構成において、温度調節器は、温度検出器により検出された負荷温度がこの温度調節器に予め設定されている目標温度帯の上限を上回った場合には四方弁の冷媒流路を第一の凝縮器側に切換えるとともに第一の電動弁および第二の電動弁を閉じ、負荷温度が目標温度帯の上限を下回った場合には四方弁の冷媒流路を第一の凝縮器側に保持したまま第二の電動弁を開き、負荷温度が目標温度帯の下限を下回った場合には四方弁の冷媒流路を第二の凝縮器側に切換えるとともに第一の電動弁および第二の電動弁を閉じ、負荷温度が目標温度帯の下限を上回った場合には四方弁の冷媒流路を第二の凝縮器側に保持したまま第一の電動弁を開くように制御構成されたものである。
【００１５】
そして、請求項第３項の発明は、請求項第１項または第２項に記載の構成において、サクション側配管に代え、四方弁と圧縮機吸込側との間を、圧力は導通するが冷媒流通量は微少であるキャピラリ状の切換圧力伝達配管で接続したものである。
【００１６】
更に、請求項第４項の発明は、請求項第１項乃至第３項のいずれかに記載の構成において、第一のバイパス配管および第二のバイパス配管に代え、第二の凝縮器入側から第一の凝縮器入側へ連通する第三のバイパス配管と、第一の凝縮器入側から第二の凝縮器入側へ連通する第四のバイパス配管とを設け、第三のバイバス配管には第一の電動弁を配備し、第四のバイバス配管には第二の電動弁を配備したものである。
【００１７】
また、請求項第５項の発明は、請求項第１項乃至第３項のいずれかに記載の構成において、第一の電動弁、第一のバイパス配管、第二の電動弁、および第二のバイパス配管に代え、第一の凝縮器入側と第二の凝縮器入側との間を連通する第五のバイパス配管を設け、第五のバイパス配管に双方向に冷媒流通可能な第三の電動弁を配備したものである。
【００１８】
そして、請求項第６項の発明は、請求項第１項乃至第５項のいずれかに記載の構成において、圧縮機吐出側に冷媒圧力を検出する圧力検出器を設け、圧力検出器により検出された冷媒圧力が予め設定されている設定圧力以上である場合に第一の電動弁および第二の電動弁の両方、または第三の電動弁を開いて第一の凝縮器および第二の凝縮器の両方並列に圧縮機からの冷媒を送るように制御構成したものである。
【００１９】
更に、請求項第７項の発明は、請求項第１項乃至第６項のいずれかに記載の構成において、第一の凝縮器または第二の凝縮器のいずれかに向けて選択的に冷媒を流通させている状態のとき、所定時間毎に第一の電動弁および第二の電動弁の両方、または第三の電動弁を開いて第一の凝縮器および第二の凝縮器の両方並列に定期的に圧縮機からの冷媒を送るように制御構成したものである。
【００２０】
また、請求項第８項の発明は、請求項第１項乃至第７項のいずれかに記載の構成において、四方弁と第一の凝縮器との間に第一の凝縮器向きにのみ冷媒を流通させる第一の逆止弁を配備し、四方弁と第二の凝縮器との間に第二の凝縮器向きにのみ冷媒を流通させる第二の逆止弁を配備したものである。
【００２１】
そして、請求項第９項の発明は、請求項第１項、第２項、第４項乃至第８項のいずれかに記載の構成において、サクション側配管に圧縮機吸込側にのみ冷媒を流通させる第三の逆止弁を配備したものである。
【００２２】
更に、請求項第１０項の発明は、請求項第３項に記載の構成において、切換圧力伝達配管に圧縮機吸込側にのみ冷媒を流通させる第三の逆止弁を配備したものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００２４】
発明の実施の形態１．
図１はこの発明の実施形態１に係る空気調和機の冷媒系統図、図２は前記実施形態１に係る空気調和機の電気回路図、図３は前記実施形態１に係る空気調和機の動作フローチャート、図４は前記実施形態１に係る四方弁の作動状態を示す説明図である。
【００２５】
図１に示したこの実施形態に係る空気調和機では、冷媒ガスを圧縮する圧縮機１と、圧縮機１からの冷媒流路を選択的に切換える四方弁２ｂと、第一の送風機３により送風される第一の凝縮器４と、冷媒を減圧する絞り装置５と、第二の送風機６により送風される蒸発器７とが順次環状に配管接続されて、冷凍サイクルの冷媒回路が構成されている。そして、四方弁２ｂと第一の凝縮器４出側との間には、蒸発器７の風路下流側位置で第二の送風機６により送風される第二の凝縮器８が、第一の凝縮器４と並列に配管接続されている。また、四方弁２ｂと圧縮機１の吸込側との間は、冷媒を通常に流し得る管内径のサクション側配管１６ｂで連通されている。
【００２６】
この空気調和機は、第二の送風機６からの送風を蒸発器７および第二の凝縮器８で空気調和したのち、空調負荷（例えば、室内空気である。以下同じ）側に送るようになっている。また、例えば運転中は第二の送風機６により蒸発器７から第二の凝縮器８へ一連に送風するとともに、四方弁２ｂより圧縮冷媒が選択的に第一の凝縮器４へ送られている場合は、第一の送風機３により第一の凝縮器４へも送風するようになっている。
【００２７】
そして、四方弁２ｂと第一の凝縮器４との間の冷媒回路には、第一の凝縮器４へのみ冷媒を流通させる向きで第一の逆止弁１４が配備されている。また、四方弁２ｂと第二の凝縮器８との間の冷媒回路には、第二の凝縮器８へのみ冷媒を流通させる向きで第二の逆止弁１５が配備されている。これら第一の逆止弁１４と第二の逆止弁１５の存在により、四方弁２ｂから第一の凝縮器４に圧縮冷媒が送られている場合は、第二の凝縮器８に溜まった液冷媒が四方弁２ｂから圧縮機１の吸込側に流れることが防止され、四方弁２ｂから第二の凝縮器８に圧縮冷媒が送られている場合は、第一の凝縮器４に溜まった液冷媒が四方弁２ｂから圧縮機１の吸込側に流れることが防止される。これらの構成により、四方弁２ｂ切換時の液バックが阻止され、蒸発器７の能力を十分に確保するようにしている。
【００２８】
また、サクション側配管１６ｂには、圧縮機１の吸込側へのみ冷媒を流通させる向きで第三の逆止弁１３が配備されている。この第三の逆止弁１３の存在により、蒸発器７から圧縮機１へ吸込まれる冷媒が四方弁２ｂ側に流れることを防止している。また、第一の凝縮器４出側には絞り装置５へのみ冷媒を流通させる向きで第四の逆止弁１７が配備され、第二の凝縮器８出側にも絞り装置５へのみ冷媒を流通させる向きで第五の逆止弁１８が配備されている。
【００２９】
そして、この空気調和機では、圧縮機１の吐出側から第一の凝縮器４入側に四方弁２ｂをバイパスして配管接続され第一の電動弁１１を有する第一のバイパス配管１９と、圧縮機１の吐出側から第二の凝縮器８入側に四方弁２ｂをバイパスして配管接続され第二の電動弁１２を有する第二のバイパス配管２０と、空調負荷側に設置されて負荷温度（例えば、室温などである。以下同じ）を検出する温度検出器３４と、圧縮機１の吐出側配管に設けられ冷媒圧力を検出する圧力検出器３３と、第一の凝縮器４、第二の凝縮器８、および蒸発器７などを流通する冷媒伏態を制御して負荷温度を調節する温度調節器３５とが設けられている。
【００３０】
次に、この空気調和機の電気回路について図２を中心に説明する。
図２において、ＭＣは圧縮機用電動機、ＭＦ１、ＭＦ２はそれぞれ第一の送風機３用の電動機、第二の送風機６用の電動機である。５２Ｃは圧縮機用電動機ＭＣ用の電磁接触機であり、５２Ｃ１はそのａ接点である。５２Ｆ１、５２Ｆ２はそれぞれ第一の送風機用電動機ＭＦ１用の電磁接触機、第二の送風機用電動機ＭＦ２用の電磁接触機であり、５２Ｆ１１、５２Ｆ２１はそれらのａ接点である。２１Ｒ１は第一の電動弁１１のコイル、２１Ｒ２は第二の電動弁１２のコイル、２１Ｒ４は四方弁２ｂのコイルである。Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４はそれぞれリレーである。Ｘ１１、Ｘ１２、Ｘ１３はそれぞれリレーＸ１のａ接点、ｂ接点、ａ接点であり、Ｘ２１、Ｘ２２はそれぞれリレーＸ２のｂ接点であり、Ｘ３１はリレーＸ３のａ接点であり、Ｘ４１はリレーＸ４のａ接点である。２３ＨＳは湿度調節器３６の接点であり、リレーＸ１のａ接点と並列回路を形成している。この並列回路は圧縮機用電動機ＭＣ用の電磁接触機５２Ｃと直列関係にある。２３ＲＨは温度調節器３５の目標温度帯の上限値接点であり、２３ＲＬは温度調節器３５の目標温度帯の下限値接点である。Ｔは限時動作限時復帰タイマであり、Ｔ１はその接点である。６３Ｈは高圧スイッチであり、圧力検出器３３により検出された圧縮機１吐出側の冷媒圧力が設定値以上になればその接点をＯＮし、リレーＸ３を励磁するようになっている。また、ＳＷは運転スイッチである。
【００３１】
続いて、この空気調和機の動作について図３を中心に説明する。
まず、運転スイッチＳＷをＯＮにすると、第二の送風機用電動機ＭＦ２用の電磁接触機５２Ｆ２が励磁され、そのａ接点５２Ｆ２１がＯＮすることにより、第二の送風機用電動機ＭＦ１に電源が供給され送風が開始される。このとき、湿度調節器３６の接点２３ＨＳ、または温度調節器３５の目標温度帯の上限値接点２３ＲＨのいずれかがＯＮであれば、圧縮機用電動機ＭＣ用の電磁接触機５２Ｃが励磁され、そのａ接点５２Ｃ１がＯＮすることにより、圧縮機用電動機ＭＣに電源が供給されて冷媒圧縮運転が開始される。
【００３２】
このとき、温度調節器３５の目標温度帯の上限値接点２３ＲＨがＯＮであれば、湿度調節器３６の接点２３ＨＳのＯＮ、ＯＦＦに拘らず、リレーＸ１が励磁され、そのｂ接点Ｘ１２の作動により第一の電動弁１１のコイル２１Ｒ１および第二の電動弁１２のコイル２１Ｒ２がＯＦＦにされる。それに伴ってａ接点Ｘ１３がＯＮされることにより、四方弁２ｂのコイル２１Ｒ４がＯＮする。これにより、四方弁２ｂに流入した圧縮冷媒は第一の凝縮器４側への流路が設定される。このとき、リレーＸ４が励磁されるため、そのａ接点Ｘ４１によりリレーＸ４は自己保持される。
【００３３】
以上の動作により、圧縮冷媒は第一の凝縮器４で放熱され凝縮して液冷媒となり、絞り装置５で減圧され更に蒸発器７で冷却負荷から熱を吸収することにより蒸発し、再び圧縮機１に戻る。このとき、第二の凝縮器８の液冷媒は、第二の逆止弁１５により圧縮機１の吸込側へは戻ることがなく、第二の凝縮器８内に留まっている。
これを負荷側から見ると、第二の送風機６から供給された空気は蒸発器７で熱を奪われたのち負荷側に供給されるので、冷却運転となる。
【００３４】
次に、負荷が十分に冷却され、目標温度帯の上限値接点２３ＲＨがＯＦＦした場合について述ベる。リレーＸ１が非励磁となってそのｂ接点Ｘ１２が閉となり、第一の電動弁１１のコイル２１Ｒ１および第二の電動弁１２のコイル２１Ｒ２が通電されてＯＮとなる。同じくａ接点Ｘ１３がＯＦＦするが、四方弁２ｂのコイル２１Ｒ４はリレーＸ４がそのａ接点Ｘ４１により自己保持されているため、四方弁２ｂは第一の凝縮器４側に流路設定されたまま保持される。
【００３５】
以上の動作により、圧縮冷媒は四方弁２ｂおよび第一の電動弁１１から第一の凝縮器４ヘ、更には第二の電動弁１２から第二の凝縮器８ヘと並列に供給され、それぞれの凝縮器４、８で放熱し凝縮して液冷媒となる。この液冷媒は絞り装置５により減圧され、蒸発器７で負荷から熱を吸収して蒸発したのち、再び圧縮機１に戻る。
【００３６】
これを負荷側から見ると、第二の送風機６により供給された空気は蒸発器７により熱を奪われたのち、第二の凝縮器８により再び熱を与えられる。
このとき、第二の送風機６により負荷側に送風される供給空気の温度は、先に述べた冷却運転よりも高く、加えて、第一の凝縮器４にも並列に圧縮冷媒が供給されて放熱していることから、後で述べる除湿運転よりも低くなる。すなわち、冷却運転と除湿運転の中間状態である中間運転になる。
【００３７】
またこのとき、湿度調節器３６の接点２３ＨＳがＯＦＦすれば、圧縮機用電動機ＭＣ用の電磁接触機５２Ｃが非励磁となって、そのａ接点５２Ｃ１がＯＦＦすることになる。これにより、圧縮機用電動機ＭＣが停止し送風運転となる。そうして、再び湿度が上昇し湿度調節器３６の接点２３ＨＳがＯＮすれば、圧縮機用電動機ＭＣ用の電磁接触機５２Ｃが励磁され、中間運転となる。このときも、コイル２１Ｒ４はリレーＸ４がそのａ接点Ｘ４１により自己保持されているため、四方弁２ｂは第一の凝縮器４側に流路設定されたまま保持される。
【００３８】
そうして、温度調節器３５の目標温度帯の上限値接点２３ＲＨが再度ＯＮすれば、再び冷却運転となる。ここで、再びリレーＸ１が励磁され、そのｂ接点Ｘ１２の作動により第一の電動弁１１のコイル２１Ｒ１および第二の電動弁１２のコイル２１Ｒ２をＯＦＦする。このときも、四方弁２ｂのコイル２１Ｒ４はリレーＸ４がそのａ接点Ｘ４１により自己保持されているため、四方弁２ｂは第一の凝縮器４側に流路設定されたまま保持されている。
【００３９】
次に、中間運転において温度調節器３５の目標温度帯の下限値接点２３ＲＬがＯＮし、除湿運転となった場合の動作について説明する。
このとき、湿度調節器３６の接点２３ＨＳがＯＦＦであれば、圧縮機用電動機ＭＣ用の電磁接触機５２Ｃが非励磁となる。そして、ａ接点５２Ｃ１がＯＦＦすることになり、圧縮機用電動機ＭＣが停止して送風運転となる。そして、再び湿度調節器３６の接点２３ＨＳがＯＮすれば、圧縮機１から圧縮冷媒が供給され始まる。まず、リレーＸ２が励磁されそのｂ接点Ｘ２２が開となり、リレーＸ４とそのａ接点Ｘ４１の自己保持が解除される。それに伴って四方弁２ｂのコイル２１Ｒ４がＯＦＦし、四方弁２ｂに入った圧縮冷媒は第二の凝縮器８側への流路が設定される。そして、リレーＸ２が励磁され、そのｂ接点Ｘ２１の作動により第一の電動弁１１のコイル２１Ｒ１および第二の電動弁１２のコイル２１Ｒ２がＯＦＦされる。そこで、圧縮冷媒は第二の凝縮器８側にすべて供給され始める。
【００４０】
以上の動作により、圧縮冷媒は第二の凝縮器８で放熱し凝縮して液冷媒となる。この液冷媒は絞り装置５により減圧され、蒸発器７で負荷側から熱を吸収することにより蒸発し、再び圧縮機１に戻る。このとき、第一の凝縮器４の液冷媒は、第一の逆止弁１４の存在により圧縮機１の吸込側に戻ることなく、第一の凝縮器４内に留まっている。
これを負荷側から見ると、第二の送風機６からの空気は蒸発器７で熱を奪われ、続いて第二の凝縮器８で加熱されたのち、再び負荷側に供給されることにより除湿運転となる。
【００４１】
次に、負荷が十分に加熱され、目標温度帯の下限値接点２３ＲＬがＯＦＦした場合について述べる。
まず、リレーＸ２が非励磁となってそのｂ接点Ｘ２１が閉となり、第一の電動弁１１のコイル２１Ｒ１および第二の電動弁１２のコイル２１Ｒ２が通電されてＯＮとなる。同じくｂ接点Ｘ２２が閉じるが、リレーＸ４は非励磁のままであるので、四方弁２ｂは第二の凝縮器８側に流路設定されたまま保持される。
【００４２】
以上の動作により、圧縮冷媒は第一の電動弁１１から第一の凝縮器４ヘ、更には四方弁２ｂおよび第二の電動弁１２から第二の凝縮器８ヘと双方並列に供給され、それぞれの凝縮器４、８で放熱し凝縮して液冷媒となる。この液冷媒は絞り装置５で減圧され、蒸発器７で負荷側から熱を吸収することにより蒸発し、再び圧縮機１に戻る。
これを負荷側から見ると、先に述べた中間運転になる。
【００４３】
このとき、湿度調節器３６の接点２３ＨＳがＯＦＦすれば、圧縮機用電動機ＭＣ用の電磁接触機５２Ｃが非励磁となり、そのａ接点５２Ｃ１がＯＦＦする。これにより、圧縮機用電動機ＭＣが停止して送風運転となる。そうして、再び湿度が上昇し湿度調節器３６の接点２３ＨＳがＯＮすれば、圧縮機用電動機ＭＣ用の電磁接触機５２Ｃが励磁されて中間運転になる。このときも、四方弁２ｂのコイル２１Ｒ４はリレーＸ４がそのａ接点Ｘ４１により自己保持されているため、四方弁２ｂは第一の凝縮器４側に流路設定されたまま保持される。
【００４４】
また、温度調節器３５の目標温度帯の下限値接点２３ＲＬがＯＮすれば、中間運転から再び除湿運転へ切換えられる。ここで、再びリレーＸ２が励磁され、そのｂ接点Ｘ２１により第一の電動弁１１のコイル２１Ｒ１および第二の電動弁１２のコイル２１Ｒ２がＯＦＦされる。このときも、四方弁２ｂのコイル２１Ｒ４はリレーＸ４が非励磁となっているため、四方弁２ｂは第二の凝縮器８側に流路設定されたまま保持されている。
【００４５】
一方、冷却運転中において、圧力検出器３３により検出された圧縮機１吐出側の冷媒圧力が高圧スイッチ６３Ｈの設定圧力以上であれば、リレーＸ３を励磁してそのａ接点Ｘ３１を閉じることにより、圧縮冷媒は四方弁２ｂおよび第一の電動弁１１から第一の凝縮器４ヘ、更には第二の電動弁１２から第二の凝縮器８ヘと双方並列に供給され、それぞれの凝縮器４、８で放熱するため、圧力を設定圧力以下に下げて運転することができる。
【００４６】
他方、除湿運転中において、検出された冷媒圧力が高圧スイッチ６３Ｈの設定圧力以上である場合も、リレーＸ３を励磁してそのａ接点Ｘ３１を閉じることにより、圧縮冷媒は第一の電動弁１１から第一の凝縮器４へ、更には四方弁２ｂおよび第二の電動弁１２から第二の凝縮器８ヘと双方並列に供給され、それぞれの凝縮器４、８で放熱するため、圧力を設定圧力以下に下げて運転することができる。
【００４７】
更に、除湿運転中において、第一の凝縮器４の周囲温度が極端に下がり、第一の凝縮器４内の圧力が圧縮機１の吸込圧力より低くなった場合も、四方弁２ｂ、第三の逆止弁１３の存在により圧縮機１吸込側の冷媒が第一の凝縮器４側へ流れることがないため、除湿運転に使用し得る量の冷媒を冷媒回路内に確保でき、正常な運転を継続できる。
【００４８】
また、上記と同様に、除湿運転中において、第一の凝縮器４の周囲温度が極端に下がり、第一の凝縮器４内の圧力が圧縮機１の吸込圧力よりも低くなり、冷媒が四方弁２ｂ、第三の逆止弁１３から徐々に第一の凝縮器４ヘ洩れた場合でも、図２中の限時動作限時復帰タイマＴにより、一定時間毎に第一の凝縮器４および第二の凝縮器８の両方に並列に圧縮冷媒が供給される。これにより、除湿運転に使用し得る量の冷媒を冷媒回路内に確保でき、正常な運転を継続できるのである。
【００４９】
ここで、上述した温度調節器３５の機能につき、以降に纏めて要約する。
すなわち、温度調節器３５は、温度検出器３４により検出された負荷温度が温度調節器３５に予め設定されている目標温度帯の上限を上回った場合、または下限を下回った場合に、四方弁２ｂの冷媒流路を第一の凝縮器４側または第二の凝縮器８側のいずれかに切換える制御機能を持っている。他方、負荷温度が目標温度帯内にその上限または下限を超えて入った場合は、第一の電動弁１１および第二の電動弁１２の両方を開け第一のバイパス配管１９および第二のバイパス配管２０を通じて第一の凝縮器４および第二の凝縮器８の両方並列に、圧縮機１からの冷媒を送るようになっている。
【００５０】
また、温度調節器３５は、温度検出器３４により検出された負荷温度がこの温度調節器３５に予め設定されている目標温度帯の上限を上回った場合には、四方弁２ｂの冷媒流路を第一の凝縮器４側に切換えるとともに第一の電動弁１１および第二の電動弁１２を双方とも閉じる制御機能を有している。そして、負荷温度が目標温度帯の上限を下回った場合には、四方弁２ｂの冷媒流路を第一の凝縮器４側に保持したまま第二の電動弁１２を開くようになっている。また、負荷温度が目標温度帯の下限を下回った場合には、四方弁２ｂの冷媒流路を第二の凝縮器８側に切換えるとともに第一の電動弁１１および第二の電動弁１２の双方を閉じるようになっている。更には、負荷温度が目標温度帯の下限を上回った場合に、四方弁２ｂの冷媒流路を第二の凝縮器８側に保持したまま第一の電動弁１１を開くようになっている。
【００５１】
また、温度調節器３５は、圧力検出器３３により検出された冷媒圧力が予め設定されている設定圧力以上である場合は、第一の電動弁１１および第二の電動弁１２の両方を開いて第一の凝縮器４および第二の凝縮器８の両方並列に圧縮機１からの冷媒を送る制御機能も有している。尚、第一の電動弁１１および第二の電動弁１２の代わりに、後述する第三の電動弁１１ａ（図６参照）を設けた場合は、冷媒圧力が設定圧力以上のときに第三の電動弁１１ａを開いて第一の凝縮器４と第二の凝縮器８の両方並列に冷媒を送る制御機能を温度調節器３５に持たせることが可能である。
【００５２】
また、温度調節器３５は、第一の凝縮器４または第二の凝縮器８のいずれかに向けて選択的に冷媒を流通させている状態のとき、所定時間毎に第一の電動弁１１および第二の電動弁１２の両方を開いて第一の凝縮器４および第二の凝縮器８の両方並列に定期的に圧縮機１からの冷媒を送る制御機能を有している。尚、第一の電動弁１１および第二の電動弁１２の代わりに、後述する第三の電動弁１１ａを設けた場合は、所定時間毎に第三の電動弁１１ａを開いて第一の凝縮器４と第二の凝縮器８の両方並列に定期的に圧縮機からの冷媒を送るように制御する機能を温度調節器３５に持たせてもよい。
【００５３】
発明の実施の形態２．
図５はこの発明の実施形態２に係る空気調和機の冷媒回路系統図である。図５に示すように、この実施形態の空気調和機では、先述した実施の形態１における第一のバイバス配管１９および第二のバイパス配管２０が省略されている。これらの代わりに、第二の凝縮器８入側から第一の凝縮器４入側へ連通する第三のバイパス配管３７と、第一の凝縮器４入側から第二の凝縮器８入側へ連通する第四のバイパス配管３８とが設けられている。そして、第三のバイパス配管３７には、第一の電動弁１１が配備されている。また、第四のバイパス配管３８には、第二の電動弁２０が配備されている。
【００５４】
従って、検出された負荷温度が温度調節器３５の目標温度帯の上限を上回った場合は、四方弁２ｂの冷媒流路が第一の凝縮器４側に切換えられる。一方、負荷温度が目標温度帯の下限を下回った場合、四方弁２ｂの冷媒流路は第二の凝縮器８側に切換えられる。また、検出された負荷温度が温度調節器３５の目標温度帯に入った場合は、第一の電動弁１１および第二の電動弁１２の両方が開かれる。これにより、第一の凝縮器４と第二の凝縮器８の両方並列に圧縮冷媒が送られる。
以降の動作については、先述した発明の実施の形態１と同じであるので、説明を省略する。
【００５５】
発明の実施の形態３．
図６はこの発明の実施形態３に係る空気調和機の冷媒回路系統図である。図６に示すように、この実施形態の空気調和機では、先述した実施の形態１における第一の電動弁１１、第一のバイパス配管１９、第二の電動弁１２、および第二のバイパス配管２０が省略されている。そして、これらの代わりに、第一の凝縮器４入側と第二の凝縮器８入側との間を連通する第五のバイパス配管３９と、この第五のバイパス配管３９に配備される第三の電動弁１１ａとが設けられており、双方向に冷媒流通可能となっている。
【００５６】
そこで、検出された負荷温度が温度調節器３５の目標温度帯の上限を上回った場合は、四方弁２ｂの冷媒流路が第一の凝縮器４側に切換えられる。一方、目標温度帯の下限を下回った場合は、四方弁２ｂの冷媒流路が第二の凝縮器８側に切換えられる。更に、負荷側の負荷温度が温度調節器３５の目標温度帯内に入った場合は、電動弁１１ａを開かれる。これにより、第一の凝縮器４と第二の凝縮器８の両方並列に圧縮冷媒が送られる。
以降の動作については、先述した発明の実施の形態１と同じであるので、説明は省略する。
【００５７】
尚、上記したそれぞれの実施形態におけるサクション側配管１６ｂの代わりに、圧縮機１吸込側と四方弁２ｂとの間を、従来機（図７参照）で採用されている切換圧力伝達配管１６ａを用いて接続することもできる。切換圧力伝達配管１６ａは、既述したように圧力は導通するが冷媒流通量は微少であるキャピラリ状の配管で構成されている。この切換圧力伝達配管１６ａを備えたことにより、四方弁２ｂは実質的に三方弁の機能を呈する。加えて、切換圧力伝達配管１６ａに、圧縮機１の吸込側へのみ冷媒を流通させる向きで第三の逆止弁１３を配備しても構わない。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明した通り、請求項第１項の発明は、温度検出器により検出された負荷温度が温度調節器に予め設定されている目標温度帯の上限を上回った場合または下限を下回った場合に四方弁の冷媒流路を第一の凝縮器側または第二の凝縮器側のいずれかに切換え、負荷温度が目標温度帯内にその上限または下限を超えて入った場合は第一の電動弁および第二の電動弁の両方を開けて第一の凝縮器および第二の凝縮器の両方並列に圧縮機からの冷媒を送る制御に構成してあるので、負荷の変化による冷媒流路切換え時に、冷却運転から除湿運転、または除湿運転から冷却運転に直接切換わることがない。従って、室内温度が急に変化することを防止できる。
【００５９】
また、請求項第２項の発明は、温度検出器により検出された負荷温度が温度調節器に予め設定されている目標温度帯の上限を上回った場合には四方弁の冷媒流路を第一の凝縮器側に切換えるとともに第一の電動弁および第二の電動弁を閉じ、負荷温度が目標温度帯の上限を下回った場合には四方弁の冷媒流路を第一の凝縮器側に保持したまま第二の電動弁を開き、負荷温度が目標温度帯の下限を下回った場合には四方弁の冷媒流路を第二の凝縮器側に切換えるとともに第一の電動弁および第二の電動弁を閉じ、負荷温度が目標温度帯の下限を上回った場合には四方弁の冷媒流路を第二の凝縮器側に保持したまま第一の電動弁を開く制御に構成してあるので、負荷温度が温度調節器の目標温度帯の上限を下回った場合または下限を上回った場合は四方弁の冷媒流路をそのままに保持した状態で運転を継続するため、四方弁の切換回数を削減させることができ、耐用年数を長くすることができる。また、冷却運転から除湿運転、または除湿運転から冷却運転に直接切換わらないため、負荷温度が急に変化することを防止できる。
【００６０】
そして、請求項第３項の発明は、圧力は導通するが冷媒流通量は微少であるキャピラリ状の切換圧力伝達配管により、四方弁と圧縮機吸込側との間を接続してあるので、四方弁を実質的に三方弁の構成として用いることができる。
【００６１】
更に、請求項第４項の発明は、第二の凝縮器入側から第一の凝縮器入側へ連通し第一の電動弁を有する第三のバイパス配管と、第一の凝縮器入側から第二の凝縮器入側へ連通し第二の電動弁を有する第四のバイパス配管とを設けてあるので、四方弁の冷媒流路切換状態によらず第一の凝縮器および第二の凝縮器の両方並列に圧縮機からの冷媒を送ることができる。従って、負荷の変化による運転切換え時に、冷却運転から除湿運転、または除湿運転から冷却運転に直接切換わらないため、負荷温度が急に変化することを防止できる。
【００６２】
また、請求項第５項の発明は、第一の凝縮器入側と第二の凝縮器入側との間を連通する第五のバイパス配管を設け、第五のバイパス配管に双方向に冷媒流通可能な第三の電動弁を配備してあるので、四方弁の冷媒流路切換状態によらず第−の凝縮器および第二の凝縮器の両方並列に圧縮機からの冷媒を送ることができる。従って、負荷の変化による冷媒流路切換え時に、冷却運転から除湿運転、または除湿運転から冷却運転に直接切換わらないため、負荷温度が急に変化することを防止できる。
【００６３】
そして、請求項第６項の発明は、圧力検出器で検出された圧縮機吐出側の冷媒圧力が設定圧力以上である場合に第一の電動弁および第二の電動弁の両方、または第三の電動弁を開いて第一の凝縮器および第二の凝縮器の両方並列に圧縮機からの冷媒を送る制御に構成してあるので、第一の凝縮器または第二の凝縮器に供給される空気の温度が上昇した場合、または送風量が低下した場合に両方の凝縮器に圧縮冷媒を送ることができる。従って、圧縮機の運転を継続させることができ、信頼性を向上することができる。
【００６４】
更に、請求項第７項の発明は、第一の凝縮器または第二の凝縮器のいずれかに向けて選択的に冷媒を流通させている状態のとき、所定時間毎に第一の電動弁および第二の電動弁の両方、または第三の電動弁を開いて第一の凝縮器および第二の凝縮器の両方並列に定期的に圧縮機からの冷媒を送る制御に構成してあるので、四方弁から洩れた冷媒が低温の外気にさらされている第一の凝縮器内に液冷媒として溜まっても、所定時間毎に定期的に送られる圧縮冷媒により回収され、安定した運転を継続することができる。
【００６５】
また、請求項第８項の発明は、四方弁と第一の凝縮器との間に第一の凝縮器向きにのみ冷媒を流通させる第一の逆止弁を配備し、四方弁と第二の凝縮器との間に第二の凝縮器向きにのみ冷媒を流通させる第二の逆止弁を配備してあるので、低外気温時に、第一の凝縮器および第二の凝縮器のうち未使用側凝縮器から、四方弁のサクション側配管または切換圧力伝達配管を通じて、圧縮機の吸込側に液冷媒が戻ることがなくなるため、能力低下を紡ぐことができる。これによって、より信頼性の高い空気調和機を得ることができる。
【００６６】
そして、請求項第９項の発明は、サクション側配管に圧縮機吸込側にのみ冷媒を流通させる第三の逆止弁を配備してあるので、低温の外気にさらされて第一の凝縮器内の圧力が下がっても、圧縮機吸込ガスが第一の凝縮器に流れることがない。従って、冷媒回路内で除湿運転に用い得る量の冷媒を確保でき、安定した運転を継続することができる。
【００６７】
更に、請求項第１０項の発明は、切換圧力伝達配管に圧縮機吸込側にのみ冷媒を流通させる第三の逆止弁を配備してあるので、低温の外気にさらされる第一の凝縮器内の圧力が下がっても、圧縮機吸込ガスが第一の凝縮器に流れることがない。これにより、冷媒回路内で除湿運転に用い得る量の冷媒を確保でき、安定した運転を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施形態１に係る空気調和機の冷媒系統図である。
【図２】 この発明の実施形態１に係る空気調和機の電気回路図である。
【図３】 この発明の実施形態１に係る空気調和機の動作フローチャートである。
【図４】 この発明の実施形態１に係る四方弁の作動状態を示す説明図である。
【図５】 この発明の実施形態２に係る空気調和機の冷媒系統図である。
【図６】 この発明の実施形態３に係る空気調和機の冷媒系統図である。
【図７】 従来技術を示す空気調和機の冷媒系統図である。
【図８】 別の従来技術を示す空気調和機の冷媒系統図である。
【符号の説明】
１ 圧縮機、２ｂ 四方弁、３ 第一の送風機、４ 第一の凝縮器、５ 絞り装置、６ 第二の送風機、７ 蒸発器、８ 第二の凝縮器、１１ 第一の電動弁、１１ａ 第三の電動弁、１２ 第二の電動弁、１３ 第三の逆止弁、１４ 第−の逆止弁、１５ 第二の逆止弁、１６ａ 切換圧力伝達配管、１６ｂ サクション側配管、１９ 第一のバイパス配管、２０ 第二のバイパス配管、３３ 圧力検出器、３４ 温度検出器、３５ 温度調節器、３７ 第三のバイパス配管、３８ 第四のバイパス配管、３９ 第五のバイパス配管。
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば除湿運転や乾燥運転を主に行う空気調和機に係り、特に空気調和機の冷媒制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の空気調和機を図７に示す。図７の従来機では、冷却運転時において、圧縮機１から吐出された圧縮冷媒が、図中実線のごとく四方弁２ｂを経て第一の凝縮器４に送られる。第一の凝縮器４では、第一の送風機３により送られた空気によって、冷媒が冷却され凝縮して液冷媒となる。その後、液冷媒は絞り装置５で減圧されて蒸発器７に送られ、第二の送風機６により送られる空気によって過熱され蒸発したのち、圧縮機１に戻る。このとき、第二の送風機６により送られる空気は蒸発器７で冷却されたのち、室内に送られることにより冷却運転となる。尚、第一の送風機３および第一の凝縮器４は通常、室外に設置されている。また、四方弁２ｂと圧縮機１の吸込側との間は、切換圧力伝達配管１６ａで接続されている。この切換圧力伝達配管１６ａは圧力は導通するが冷媒流通量は微少であるキャピラリ状の配管で構成されている。
【０００３】
また、図７の従来機による除湿運転時においては、予め四方弁２ｂの冷媒流路が第二の凝縮器８側へ切り換えられる。そこで、圧縮機１から吐出された圧縮冷媒は、図中破線のごとく、四方弁２ｂを経て第二の凝縮器８に送られる。ここで、第二の送風機６により送られる空気によって冷媒は冷却され凝縮して液冷媒となる。その後、液冷媒は絞り装置５で減圧されたのち蒸発器７に送られる。蒸発器７において冷媒は第二の送風機６により送られる空気によって過熱され蒸発したのち、圧縮機１に戻る。このとき、第二の送風機６により送られる空気は蒸発器７で冷却され、この冷却された空気が更に第二の凝縮器８で過熱されることにより除湿運転となる。
【０００４】
一方、特公平７−３５９１７号公報に記載された別の従来機を図８に示す。
図８の従来機による冷却運転時においては、圧縮機１から吐出された圧縮冷媒が、図中実線のごとく第一の凝縮器４に送られる。ここで、第一の送風機３により送られる空気によって冷媒が冷却され凝縮して液冷媒となる。その後、液冷媒は逆止弁１７を経て電動弁９を通り、絞り装置５で減圧されたのち蒸発器７に送られる。蒸発器７において冷媒は第二の送風機６により送られる空気によって過熱され蒸発したのち、圧縮機１に戻る。このとき、第二の送風機６により送られる空気は蒸発器７で冷却されることにより冷却運転となる。尚、電動弁１０は予め閉じた状態にされている。
【０００５】
また、図８の従来機による除湿運転時において、圧縮機１から吐出された圧縮冷媒は冷却運転時と同様に第一の凝縮器４に送られる。尚、第一の送風機３は停止しており、電動弁９は予め閉じた状態にされている。そこで、圧縮冷媒は、図中破線のごとく電動弁１０を通り第二の凝縮器８に送られる。ここで、第二の送風機６により送られる空気によって冷媒が冷却され凝縮して液冷媒となる。第二の凝縮器８からの液冷媒は逆止弁１８を経て絞り装置５で減圧されたのち蒸発器７へ送られる。蒸発器７において冷媒は第二の送風機６により送られる空気によって過熱され蒸発したのち、圧縮機１に戻る。このとき、第二の送風機６により送られる空気は冷却され、この冷却された空気が更に第二の凝縮器８で過熱されることにより除湿運転となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、冷却機能および除湿機能を有する従来の空気調和機は以上のように構成されているので、次のような問題があった。
すなわち、図７の従来機では、冬期等の低外気温時に除湿運転を行うにあたり、四方弁２ｂによる冷媒流路は、図中破線のように第二の凝縮器８側へ切換わっている。しかしながら、閉じているはずの第一の凝縮器４側へ、冷媒が四方弁２ｂから洩れることがある。その場合は、低温の外気にさらされている第一の凝縮器４内に、洩れた冷媒が液冷媒となって溜まる。このため、冷媒回路内で冷媒が偏在して除湿運転に用い得る冷媒の量が徐々に減少するので、正常運転できないことがある。
【０００７】
また、切換圧力伝達配管１６ａを通じてわずかずつ逆流した冷媒が、低温の外気にさらされている第一の凝縮器４内に液冷媒となって溜まることがある。その場合も除湿運転に用い得る冷媒の量が冷媒回路内で徐々に減少し、正常運転を行えなくなる。
【０００８】
また、四方弁２ｂの冷媒流路を切換えた場合、第一の凝縮器４および第二の凝縮器８のうち未使用側凝縮器から切換圧力伝達配管１６ａを通じて、液冷媒が圧縮機１の吸込側に戻ることがあるため、圧縮機１の故障原因になるうえ、蒸発器７の冷媒通過量が一時的に少なくなり、熱交換能力が低下することがある。
【０００９】
また、除湿運転時における室内への吹出空気温度は、圧縮機１の電動機（図示せず）入力分に相応する吹出空気のエンタルピの上昇と蒸発器７で結露した水の凝縮潜熱とにより、吸込空気温度と比べて大幅に上昇するため、冷却運転時と除湿運転時の室温変動が大きくなる。そこで、室温を所定の目標温度に制御しようとすると、四方弁２ｂの切換えを頻繁に行わなければならず、四方弁２ｂの故障原因となる。
【００１０】
また、第一の凝縮器４または第二の凝縮器８に供給される空気の温度が上昇したり、あるいは風量が低下した場合は、圧縮冷媒の圧力が上昇しひいては冷凍サイクル機器が故障に至るおそれがある。そこで、故障に至らせないためには、圧縮機吐出側の冷媒圧力が高い場合に圧縮機１の運転を停止させる必要があり、機器の信頼性が低下する。
【００１１】
他方、図８の従来機では、冬期等の低外気温時に除湿運転を行う場合でも、冷媒冷媒は常に第一の凝縮器４を流れているため、低外気温による自然放熱量が多くなり、除湿運転を行う際に第二の凝縮器８で加熱される熱量が不足することがあった。
【００１２】
この発明は、上記の問題点を解消するためになされたものであって、四方弁の頻繁な切換を防止し、運転切換時の室温変化を少なくし、更には低外気温時でも長時間安定した除湿運転を継続するとともに、低外気温時の除湿運転でも加熱される熱量を確保できる空気調和機の提供を目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、請求項第１項の発明に係る空気調和機は、冷媒ガスを圧縮する圧縮機、圧縮機からの冷媒流路を選択的に切換える四方弁、第一の送風機により送風される第一の凝縮器、絞り装置、および、第二の送風機により送風される蒸発器を順次環状に配管接続して冷凍サイクルを構成し、四方弁と第一の凝縮器出側との間に第一の凝縮器と並列に配管接続されるとともに蒸発器の風路下流側位置で第二の送風機により送風される第二の凝縮器と、四方弁と圧縮機吸込側とを連通するサクション側配管とを備え、第二の送風機からの送風を蒸発器および第二の凝縮器で空気調和したのち空調負荷側に送るようにした空気調和機において、圧縮機吐出側から第一の凝縮器入側に四方弁をバイパスして接続され第一の電動弁を有する第一のバイパス配管と、圧縮機吐出側から第二の凝縮器入側に四方弁をバイパスして接続され第二の電動弁を有する第二のバイバス配管と、空調負荷側に設置されて負荷温度を検出する温度検出器と、蒸発器および第二の凝縮器を流通する冷媒の状態を制御して空調負荷側の負荷温度を調節する温度調節器とが設けられるとともに、温度調節器は、温度検出器により検出された負荷温度がこの温度調節器に予め設定されている目標温度帯の上限を上回った場合または下限を下回った場合に四方弁の冷媒流路を第一の凝縮器側または第二の凝縮器側のいずれかに切換え、負荷温度が目標温度帯内にその上限または下限を超えて入った場合は第一の電動弁および第二の電動弁の両方を開けて第一の凝縮器および第二の凝縮器の両方並列に圧縮機からの冷媒を送るように制御構成されたものである。
【００１４】
また、請求項第２項の発明は、請求項第１項に記載の構成において、温度調節器は、温度検出器により検出された負荷温度がこの温度調節器に予め設定されている目標温度帯の上限を上回った場合には四方弁の冷媒流路を第一の凝縮器側に切換えるとともに第一の電動弁および第二の電動弁を閉じ、負荷温度が目標温度帯の上限を下回った場合には四方弁の冷媒流路を第一の凝縮器側に保持したまま第二の電動弁を開き、負荷温度が目標温度帯の下限を下回った場合には四方弁の冷媒流路を第二の凝縮器側に切換えるとともに第一の電動弁および第二の電動弁を閉じ、負荷温度が目標温度帯の下限を上回った場合には四方弁の冷媒流路を第二の凝縮器側に保持したまま第一の電動弁を開くように制御構成されたものである。
【００１５】
そして、請求項第３項の発明は、請求項第１項または第２項に記載の構成において、サクション側配管に代え、四方弁と圧縮機吸込側との間を、圧力は導通するが冷媒流通量は微少であるキャピラリ状の切換圧力伝達配管で接続したものである。
【００１６】
更に、請求項第４項の発明は、請求項第１項乃至第３項のいずれかに記載の構成において、第一のバイパス配管および第二のバイパス配管に代え、第二の凝縮器入側から第一の凝縮器入側へ連通する第三のバイパス配管と、第一の凝縮器入側から第二の凝縮器入側へ連通する第四のバイパス配管とを設け、第三のバイバス配管には第一の電動弁を配備し、第四のバイバス配管には第二の電動弁を配備したものである。
【００１７】
また、請求項第５項の発明は、請求項第１項乃至第３項のいずれかに記載の構成において、第一の電動弁、第一のバイパス配管、第二の電動弁、および第二のバイパス配管に代え、第一の凝縮器入側と第二の凝縮器入側との間を連通する第五のバイパス配管を設け、第五のバイパス配管に双方向に冷媒流通可能な第三の電動弁を配備したものである。
【００１８】
そして、請求項第６項の発明は、請求項第１項乃至第５項のいずれかに記載の構成において、圧縮機吐出側に冷媒圧力を検出する圧力検出器を設け、圧力検出器により検出された冷媒圧力が予め設定されている設定圧力以上である場合に第一の電動弁および第二の電動弁の両方、または第三の電動弁を開いて第一の凝縮器および第二の凝縮器の両方並列に圧縮機からの冷媒を送るように制御構成したものである。
【００１９】
更に、請求項第７項の発明は、請求項第１項乃至第６項のいずれかに記載の構成において、第一の凝縮器または第二の凝縮器のいずれかに向けて選択的に冷媒を流通させている状態のとき、所定時間毎に第一の電動弁および第二の電動弁の両方、または第三の電動弁を開いて第一の凝縮器および第二の凝縮器の両方並列に定期的に圧縮機からの冷媒を送るように制御構成したものである。
【００２０】
また、請求項第８項の発明は、請求項第１項乃至第７項のいずれかに記載の構成において、四方弁と第一の凝縮器との間に第一の凝縮器向きにのみ冷媒を流通させる第一の逆止弁を配備し、四方弁と第二の凝縮器との間に第二の凝縮器向きにのみ冷媒を流通させる第二の逆止弁を配備したものである。
【００２１】
そして、請求項第９項の発明は、請求項第１項、第２項、第４項乃至第８項のいずれかに記載の構成において、サクション側配管に圧縮機吸込側にのみ冷媒を流通させる第三の逆止弁を配備したものである。
【００２２】
更に、請求項第１０項の発明は、請求項第３項に記載の構成において、切換圧力伝達配管に圧縮機吸込側にのみ冷媒を流通させる第三の逆止弁を配備したものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００２４】
発明の実施の形態１．
図１はこの発明の実施形態１に係る空気調和機の冷媒系統図、図２は前記実施形態１に係る空気調和機の電気回路図、図３は前記実施形態１に係る空気調和機の動作フローチャート、図４は前記実施形態１に係る四方弁の作動状態を示す説明図である。
【００２５】
図１に示したこの実施形態に係る空気調和機では、冷媒ガスを圧縮する圧縮機１と、圧縮機１からの冷媒流路を選択的に切換える四方弁２ｂと、第一の送風機３により送風される第一の凝縮器４と、冷媒を減圧する絞り装置５と、第二の送風機６により送風される蒸発器７とが順次環状に配管接続されて、冷凍サイクルの冷媒回路が構成されている。そして、四方弁２ｂと第一の凝縮器４出側との間には、蒸発器７の風路下流側位置で第二の送風機６により送風される第二の凝縮器８が、第一の凝縮器４と並列に配管接続されている。また、四方弁２ｂと圧縮機１の吸込側との間は、冷媒を通常に流し得る管内径のサクション側配管１６ｂで連通されている。
【００２６】
この空気調和機は、第二の送風機６からの送風を蒸発器７および第二の凝縮器８で空気調和したのち、空調負荷（例えば、室内空気である。以下同じ）側に送るようになっている。また、例えば運転中は第二の送風機６により蒸発器７から第二の凝縮器８へ一連に送風するとともに、四方弁２ｂより圧縮冷媒が選択的に第一の凝縮器４へ送られている場合は、第一の送風機３により第一の凝縮器４へも送風するようになっている。
【００２７】
そして、四方弁２ｂと第一の凝縮器４との間の冷媒回路には、第一の凝縮器４へのみ冷媒を流通させる向きで第一の逆止弁１４が配備されている。また、四方弁２ｂと第二の凝縮器８との間の冷媒回路には、第二の凝縮器８へのみ冷媒を流通させる向きで第二の逆止弁１５が配備されている。これら第一の逆止弁１４と第二の逆止弁１５の存在により、四方弁２ｂから第一の凝縮器４に圧縮冷媒が送られている場合は、第二の凝縮器８に溜まった液冷媒が四方弁２ｂから圧縮機１の吸込側に流れることが防止され、四方弁２ｂから第二の凝縮器８に圧縮冷媒が送られている場合は、第一の凝縮器４に溜まった液冷媒が四方弁２ｂから圧縮機１の吸込側に流れることが防止される。これらの構成により、四方弁２ｂ切換時の液バックが阻止され、蒸発器７の能力を十分に確保するようにしている。
【００２８】
また、サクション側配管１６ｂには、圧縮機１の吸込側へのみ冷媒を流通させる向きで第三の逆止弁１３が配備されている。この第三の逆止弁１３の存在により、蒸発器７から圧縮機１へ吸込まれる冷媒が四方弁２ｂ側に流れることを防止している。また、第一の凝縮器４出側には絞り装置５へのみ冷媒を流通させる向きで第四の逆止弁１７が配備され、第二の凝縮器８出側にも絞り装置５へのみ冷媒を流通させる向きで第五の逆止弁１８が配備されている。
【００２９】
そして、この空気調和機では、圧縮機１の吐出側から第一の凝縮器４入側に四方弁２ｂをバイパスして配管接続され第一の電動弁１１を有する第一のバイパス配管１９と、圧縮機１の吐出側から第二の凝縮器８入側に四方弁２ｂをバイパスして配管接続され第二の電動弁１２を有する第二のバイパス配管２０と、空調負荷側に設置されて負荷温度（例えば、室温などである。以下同じ）を検出する温度検出器３４と、圧縮機１の吐出側配管に設けられ冷媒圧力を検出する圧力検出器３３と、第一の凝縮器４、第二の凝縮器８、および蒸発器７などを流通する冷媒伏態を制御して負荷温度を調節する温度調節器３５とが設けられている。
【００３０】
次に、この空気調和機の電気回路について図２を中心に説明する。
図２において、ＭＣは圧縮機用電動機、ＭＦ１、ＭＦ２はそれぞれ第一の送風機３用の電動機、第二の送風機６用の電動機である。５２Ｃは圧縮機用電動機ＭＣ用の電磁接触機であり、５２Ｃ１はそのａ接点である。５２Ｆ１、５２Ｆ２はそれぞれ第一の送風機用電動機ＭＦ１用の電磁接触機、第二の送風機用電動機ＭＦ２用の電磁接触機であり、５２Ｆ１１、５２Ｆ２１はそれらのａ接点である。２１Ｒ１は第一の電動弁１１のコイル、２１Ｒ２は第二の電動弁１２のコイル、２１Ｒ４は四方弁２ｂのコイルである。Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４はそれぞれリレーである。Ｘ１１、Ｘ１２、Ｘ１３はそれぞれリレーＸ１のａ接点、ｂ接点、ａ接点であり、Ｘ２１、Ｘ２２はそれぞれリレーＸ２のｂ接点であり、Ｘ３１はリレーＸ３のａ接点であり、Ｘ４１はリレーＸ４のａ接点である。２３ＨＳは湿度調節器３６の接点であり、リレーＸ１のａ接点と並列回路を形成している。この並列回路は圧縮機用電動機ＭＣ用の電磁接触機５２Ｃと直列関係にある。２３ＲＨは温度調節器３５の目標温度帯の上限値接点であり、２３ＲＬは温度調節器３５の目標温度帯の下限値接点である。Ｔは限時動作限時復帰タイマであり、Ｔ１はその接点である。６３Ｈは高圧スイッチであり、圧力検出器３３により検出された圧縮機１吐出側の冷媒圧力が設定値以上になればその接点をＯＮし、リレーＸ３を励磁するようになっている。また、ＳＷは運転スイッチである。
【００３１】
続いて、この空気調和機の動作について図３を中心に説明する。
まず、運転スイッチＳＷをＯＮにすると、第二の送風機用電動機ＭＦ２用の電磁接触機５２Ｆ２が励磁され、そのａ接点５２Ｆ２１がＯＮすることにより、第二の送風機用電動機ＭＦ１に電源が供給され送風が開始される。このとき、湿度調節器３６の接点２３ＨＳ、または温度調節器３５の目標温度帯の上限値接点２３ＲＨのいずれかがＯＮであれば、圧縮機用電動機ＭＣ用の電磁接触機５２Ｃが励磁され、そのａ接点５２Ｃ１がＯＮすることにより、圧縮機用電動機ＭＣに電源が供給されて冷媒圧縮運転が開始される。
【００３２】
このとき、温度調節器３５の目標温度帯の上限値接点２３ＲＨがＯＮであれば、湿度調節器３６の接点２３ＨＳのＯＮ、ＯＦＦに拘らず、リレーＸ１が励磁され、そのｂ接点Ｘ１２の作動により第一の電動弁１１のコイル２１Ｒ１および第二の電動弁１２のコイル２１Ｒ２がＯＦＦにされる。それに伴ってａ接点Ｘ１３がＯＮされることにより、四方弁２ｂのコイル２１Ｒ４がＯＮする。これにより、四方弁２ｂに流入した圧縮冷媒は第一の凝縮器４側への流路が設定される。このとき、リレーＸ４が励磁されるため、そのａ接点Ｘ４１によりリレーＸ４は自己保持される。
【００３３】
以上の動作により、圧縮冷媒は第一の凝縮器４で放熱され凝縮して液冷媒となり、絞り装置５で減圧され更に蒸発器７で冷却負荷から熱を吸収することにより蒸発し、再び圧縮機１に戻る。このとき、第二の凝縮器８の液冷媒は、第二の逆止弁１５により圧縮機１の吸込側へは戻ることがなく、第二の凝縮器８内に留まっている。
これを負荷側から見ると、第二の送風機６から供給された空気は蒸発器７で熱を奪われたのち負荷側に供給されるので、冷却運転となる。
【００３４】
次に、負荷が十分に冷却され、目標温度帯の上限値接点２３ＲＨがＯＦＦした場合について述ベる。リレーＸ１が非励磁となってそのｂ接点Ｘ１２が閉となり、第一の電動弁１１のコイル２１Ｒ１および第二の電動弁１２のコイル２１Ｒ２が通電されてＯＮとなる。同じくａ接点Ｘ１３がＯＦＦするが、四方弁２ｂのコイル２１Ｒ４はリレーＸ４がそのａ接点Ｘ４１により自己保持されているため、四方弁２ｂは第一の凝縮器４側に流路設定されたまま保持される。
【００３５】
以上の動作により、圧縮冷媒は四方弁２ｂおよび第一の電動弁１１から第一の凝縮器４ヘ、更には第二の電動弁１２から第二の凝縮器８ヘと並列に供給され、それぞれの凝縮器４、８で放熱し凝縮して液冷媒となる。この液冷媒は絞り装置５により減圧され、蒸発器７で負荷から熱を吸収して蒸発したのち、再び圧縮機１に戻る。
【００３６】
これを負荷側から見ると、第二の送風機６により供給された空気は蒸発器７により熱を奪われたのち、第二の凝縮器８により再び熱を与えられる。
このとき、第二の送風機６により負荷側に送風される供給空気の温度は、先に述べた冷却運転よりも高く、加えて、第一の凝縮器４にも並列に圧縮冷媒が供給されて放熱していることから、後で述べる除湿運転よりも低くなる。すなわち、冷却運転と除湿運転の中間状態である中間運転になる。
【００３７】
またこのとき、湿度調節器３６の接点２３ＨＳがＯＦＦすれば、圧縮機用電動機ＭＣ用の電磁接触機５２Ｃが非励磁となって、そのａ接点５２Ｃ１がＯＦＦすることになる。これにより、圧縮機用電動機ＭＣが停止し送風運転となる。そうして、再び湿度が上昇し湿度調節器３６の接点２３ＨＳがＯＮすれば、圧縮機用電動機ＭＣ用の電磁接触機５２Ｃが励磁され、中間運転となる。このときも、コイル２１Ｒ４はリレーＸ４がそのａ接点Ｘ４１により自己保持されているため、四方弁２ｂは第一の凝縮器４側に流路設定されたまま保持される。
【００３８】
そうして、温度調節器３５の目標温度帯の上限値接点２３ＲＨが再度ＯＮすれば、再び冷却運転となる。ここで、再びリレーＸ１が励磁され、そのｂ接点Ｘ１２の作動により第一の電動弁１１のコイル２１Ｒ１および第二の電動弁１２のコイル２１Ｒ２をＯＦＦする。このときも、四方弁２ｂのコイル２１Ｒ４はリレーＸ４がそのａ接点Ｘ４１により自己保持されているため、四方弁２ｂは第一の凝縮器４側に流路設定されたまま保持されている。
【００３９】
次に、中間運転において温度調節器３５の目標温度帯の下限値接点２３ＲＬがＯＮし、除湿運転となった場合の動作について説明する。
このとき、湿度調節器３６の接点２３ＨＳがＯＦＦであれば、圧縮機用電動機ＭＣ用の電磁接触機５２Ｃが非励磁となる。そして、ａ接点５２Ｃ１がＯＦＦすることになり、圧縮機用電動機ＭＣが停止して送風運転となる。そして、再び湿度調節器３６の接点２３ＨＳがＯＮすれば、圧縮機１から圧縮冷媒が供給され始まる。まず、リレーＸ２が励磁されそのｂ接点Ｘ２２が開となり、リレーＸ４とそのａ接点Ｘ４１の自己保持が解除される。それに伴って四方弁２ｂのコイル２１Ｒ４がＯＦＦし、四方弁２ｂに入った圧縮冷媒は第二の凝縮器８側への流路が設定される。そして、リレーＸ２が励磁され、そのｂ接点Ｘ２１の作動により第一の電動弁１１のコイル２１Ｒ１および第二の電動弁１２のコイル２１Ｒ２がＯＦＦされる。そこで、圧縮冷媒は第二の凝縮器８側にすべて供給され始める。
【００４０】
以上の動作により、圧縮冷媒は第二の凝縮器８で放熱し凝縮して液冷媒となる。この液冷媒は絞り装置５により減圧され、蒸発器７で負荷側から熱を吸収することにより蒸発し、再び圧縮機１に戻る。このとき、第一の凝縮器４の液冷媒は、第一の逆止弁１４の存在により圧縮機１の吸込側に戻ることなく、第一の凝縮器４内に留まっている。
これを負荷側から見ると、第二の送風機６からの空気は蒸発器７で熱を奪われ、続いて第二の凝縮器８で加熱されたのち、再び負荷側に供給されることにより除湿運転となる。
【００４１】
次に、負荷が十分に加熱され、目標温度帯の下限値接点２３ＲＬがＯＦＦした場合について述べる。
まず、リレーＸ２が非励磁となってそのｂ接点Ｘ２１が閉となり、第一の電動弁１１のコイル２１Ｒ１および第二の電動弁１２のコイル２１Ｒ２が通電されてＯＮとなる。同じくｂ接点Ｘ２２が閉じるが、リレーＸ４は非励磁のままであるので、四方弁２ｂは第二の凝縮器８側に流路設定されたまま保持される。
【００４２】
以上の動作により、圧縮冷媒は第一の電動弁１１から第一の凝縮器４ヘ、更には四方弁２ｂおよび第二の電動弁１２から第二の凝縮器８ヘと双方並列に供給され、それぞれの凝縮器４、８で放熱し凝縮して液冷媒となる。この液冷媒は絞り装置５で減圧され、蒸発器７で負荷側から熱を吸収することにより蒸発し、再び圧縮機１に戻る。
これを負荷側から見ると、先に述べた中間運転になる。
【００４３】
このとき、湿度調節器３６の接点２３ＨＳがＯＦＦすれば、圧縮機用電動機ＭＣ用の電磁接触機５２Ｃが非励磁となり、そのａ接点５２Ｃ１がＯＦＦする。これにより、圧縮機用電動機ＭＣが停止して送風運転となる。そうして、再び湿度が上昇し湿度調節器３６の接点２３ＨＳがＯＮすれば、圧縮機用電動機ＭＣ用の電磁接触機５２Ｃが励磁されて中間運転になる。このときも、四方弁２ｂのコイル２１Ｒ４はリレーＸ４がそのａ接点Ｘ４１により自己保持されているため、四方弁２ｂは第一の凝縮器４側に流路設定されたまま保持される。
【００４４】
また、温度調節器３５の目標温度帯の下限値接点２３ＲＬがＯＮすれば、中間運転から再び除湿運転へ切換えられる。ここで、再びリレーＸ２が励磁され、そのｂ接点Ｘ２１により第一の電動弁１１のコイル２１Ｒ１および第二の電動弁１２のコイル２１Ｒ２がＯＦＦされる。このときも、四方弁２ｂのコイル２１Ｒ４はリレーＸ４が非励磁となっているため、四方弁２ｂは第二の凝縮器８側に流路設定されたまま保持されている。
【００４５】
一方、冷却運転中において、圧力検出器３３により検出された圧縮機１吐出側の冷媒圧力が高圧スイッチ６３Ｈの設定圧力以上であれば、リレーＸ３を励磁してそのａ接点Ｘ３１を閉じることにより、圧縮冷媒は四方弁２ｂおよび第一の電動弁１１から第一の凝縮器４ヘ、更には第二の電動弁１２から第二の凝縮器８ヘと双方並列に供給され、それぞれの凝縮器４、８で放熱するため、圧力を設定圧力以下に下げて運転することができる。
【００４６】
他方、除湿運転中において、検出された冷媒圧力が高圧スイッチ６３Ｈの設定圧力以上である場合も、リレーＸ３を励磁してそのａ接点Ｘ３１を閉じることにより、圧縮冷媒は第一の電動弁１１から第一の凝縮器４へ、更には四方弁２ｂおよび第二の電動弁１２から第二の凝縮器８ヘと双方並列に供給され、それぞれの凝縮器４、８で放熱するため、圧力を設定圧力以下に下げて運転することができる。
【００４７】
更に、除湿運転中において、第一の凝縮器４の周囲温度が極端に下がり、第一の凝縮器４内の圧力が圧縮機１の吸込圧力より低くなった場合も、四方弁２ｂ、第三の逆止弁１３の存在により圧縮機１吸込側の冷媒が第一の凝縮器４側へ流れることがないため、除湿運転に使用し得る量の冷媒を冷媒回路内に確保でき、正常な運転を継続できる。
【００４８】
また、上記と同様に、除湿運転中において、第一の凝縮器４の周囲温度が極端に下がり、第一の凝縮器４内の圧力が圧縮機１の吸込圧力よりも低くなり、冷媒が四方弁２ｂ、第三の逆止弁１３から徐々に第一の凝縮器４ヘ洩れた場合でも、図２中の限時動作限時復帰タイマＴにより、一定時間毎に第一の凝縮器４および第二の凝縮器８の両方に並列に圧縮冷媒が供給される。これにより、除湿運転に使用し得る量の冷媒を冷媒回路内に確保でき、正常な運転を継続できるのである。
【００４９】
ここで、上述した温度調節器３５の機能につき、以降に纏めて要約する。
すなわち、温度調節器３５は、温度検出器３４により検出された負荷温度が温度調節器３５に予め設定されている目標温度帯の上限を上回った場合、または下限を下回った場合に、四方弁２ｂの冷媒流路を第一の凝縮器４側または第二の凝縮器８側のいずれかに切換える制御機能を持っている。他方、負荷温度が目標温度帯内にその上限または下限を超えて入った場合は、第一の電動弁１１および第二の電動弁１２の両方を開け第一のバイパス配管１９および第二のバイパス配管２０を通じて第一の凝縮器４および第二の凝縮器８の両方並列に、圧縮機１からの冷媒を送るようになっている。
【００５０】
また、温度調節器３５は、温度検出器３４により検出された負荷温度がこの温度調節器３５に予め設定されている目標温度帯の上限を上回った場合には、四方弁２ｂの冷媒流路を第一の凝縮器４側に切換えるとともに第一の電動弁１１および第二の電動弁１２を双方とも閉じる制御機能を有している。そして、負荷温度が目標温度帯の上限を下回った場合には、四方弁２ｂの冷媒流路を第一の凝縮器４側に保持したまま第二の電動弁１２を開くようになっている。また、負荷温度が目標温度帯の下限を下回った場合には、四方弁２ｂの冷媒流路を第二の凝縮器８側に切換えるとともに第一の電動弁１１および第二の電動弁１２の双方を閉じるようになっている。更には、負荷温度が目標温度帯の下限を上回った場合に、四方弁２ｂの冷媒流路を第二の凝縮器８側に保持したまま第一の電動弁１１を開くようになっている。
【００５１】
また、温度調節器３５は、圧力検出器３３により検出された冷媒圧力が予め設定されている設定圧力以上である場合は、第一の電動弁１１および第二の電動弁１２の両方を開いて第一の凝縮器４および第二の凝縮器８の両方並列に圧縮機１からの冷媒を送る制御機能も有している。尚、第一の電動弁１１および第二の電動弁１２の代わりに、後述する第三の電動弁１１ａ（図６参照）を設けた場合は、冷媒圧力が設定圧力以上のときに第三の電動弁１１ａを開いて第一の凝縮器４と第二の凝縮器８の両方並列に冷媒を送る制御機能を温度調節器３５に持たせることが可能である。
【００５２】
また、温度調節器３５は、第一の凝縮器４または第二の凝縮器８のいずれかに向けて選択的に冷媒を流通させている状態のとき、所定時間毎に第一の電動弁１１および第二の電動弁１２の両方を開いて第一の凝縮器４および第二の凝縮器８の両方並列に定期的に圧縮機１からの冷媒を送る制御機能を有している。尚、第一の電動弁１１および第二の電動弁１２の代わりに、後述する第三の電動弁１１ａを設けた場合は、所定時間毎に第三の電動弁１１ａを開いて第一の凝縮器４と第二の凝縮器８の両方並列に定期的に圧縮機からの冷媒を送るように制御する機能を温度調節器３５に持たせてもよい。
【００５３】
発明の実施の形態２．
図５はこの発明の実施形態２に係る空気調和機の冷媒回路系統図である。図５に示すように、この実施形態の空気調和機では、先述した実施の形態１における第一のバイバス配管１９および第二のバイパス配管２０が省略されている。これらの代わりに、第二の凝縮器８入側から第一の凝縮器４入側へ連通する第三のバイパス配管３７と、第一の凝縮器４入側から第二の凝縮器８入側へ連通する第四のバイパス配管３８とが設けられている。そして、第三のバイパス配管３７には、第一の電動弁１１が配備されている。また、第四のバイパス配管３８には、第二の電動弁２０が配備されている。
【００５４】
従って、検出された負荷温度が温度調節器３５の目標温度帯の上限を上回った場合は、四方弁２ｂの冷媒流路が第一の凝縮器４側に切換えられる。一方、負荷温度が目標温度帯の下限を下回った場合、四方弁２ｂの冷媒流路は第二の凝縮器８側に切換えられる。また、検出された負荷温度が温度調節器３５の目標温度帯に入った場合は、第一の電動弁１１および第二の電動弁１２の両方が開かれる。これにより、第一の凝縮器４と第二の凝縮器８の両方並列に圧縮冷媒が送られる。
以降の動作については、先述した発明の実施の形態１と同じであるので、説明を省略する。
【００５５】
発明の実施の形態３．
図６はこの発明の実施形態３に係る空気調和機の冷媒回路系統図である。図６に示すように、この実施形態の空気調和機では、先述した実施の形態１における第一の電動弁１１、第一のバイパス配管１９、第二の電動弁１２、および第二のバイパス配管２０が省略されている。そして、これらの代わりに、第一の凝縮器４入側と第二の凝縮器８入側との間を連通する第五のバイパス配管３９と、この第五のバイパス配管３９に配備される第三の電動弁１１ａとが設けられており、双方向に冷媒流通可能となっている。
【００５６】
そこで、検出された負荷温度が温度調節器３５の目標温度帯の上限を上回った場合は、四方弁２ｂの冷媒流路が第一の凝縮器４側に切換えられる。一方、目標温度帯の下限を下回った場合は、四方弁２ｂの冷媒流路が第二の凝縮器８側に切換えられる。更に、負荷側の負荷温度が温度調節器３５の目標温度帯内に入った場合は、電動弁１１ａを開かれる。これにより、第一の凝縮器４と第二の凝縮器８の両方並列に圧縮冷媒が送られる。
以降の動作については、先述した発明の実施の形態１と同じであるので、説明は省略する。
【００５７】
尚、上記したそれぞれの実施形態におけるサクション側配管１６ｂの代わりに、圧縮機１吸込側と四方弁２ｂとの間を、従来機（図７参照）で採用されている切換圧力伝達配管１６ａを用いて接続することもできる。切換圧力伝達配管１６ａは、既述したように圧力は導通するが冷媒流通量は微少であるキャピラリ状の配管で構成されている。この切換圧力伝達配管１６ａを備えたことにより、四方弁２ｂは実質的に三方弁の機能を呈する。加えて、切換圧力伝達配管１６ａに、圧縮機１の吸込側へのみ冷媒を流通させる向きで第三の逆止弁１３を配備しても構わない。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明した通り、請求項第１項の発明は、温度検出器により検出された負荷温度が温度調節器に予め設定されている目標温度帯の上限を上回った場合または下限を下回った場合に四方弁の冷媒流路を第一の凝縮器側または第二の凝縮器側のいずれかに切換え、負荷温度が目標温度帯内にその上限または下限を超えて入った場合は第一の電動弁および第二の電動弁の両方を開けて第一の凝縮器および第二の凝縮器の両方並列に圧縮機からの冷媒を送る制御に構成してあるので、負荷の変化による冷媒流路切換え時に、冷却運転から除湿運転、または除湿運転から冷却運転に直接切換わることがない。従って、室内温度が急に変化することを防止できる。
【００５９】
また、請求項第２項の発明は、温度検出器により検出された負荷温度が温度調節器に予め設定されている目標温度帯の上限を上回った場合には四方弁の冷媒流路を第一の凝縮器側に切換えるとともに第一の電動弁および第二の電動弁を閉じ、負荷温度が目標温度帯の上限を下回った場合には四方弁の冷媒流路を第一の凝縮器側に保持したまま第二の電動弁を開き、負荷温度が目標温度帯の下限を下回った場合には四方弁の冷媒流路を第二の凝縮器側に切換えるとともに第一の電動弁および第二の電動弁を閉じ、負荷温度が目標温度帯の下限を上回った場合には四方弁の冷媒流路を第二の凝縮器側に保持したまま第一の電動弁を開く制御に構成してあるので、負荷温度が温度調節器の目標温度帯の上限を下回った場合または下限を上回った場合は四方弁の冷媒流路をそのままに保持した状態で運転を継続するため、四方弁の切換回数を削減させることができ、耐用年数を長くすることができる。また、冷却運転から除湿運転、または除湿運転から冷却運転に直接切換わらないため、負荷温度が急に変化することを防止できる。
【００６０】
そして、請求項第３項の発明は、圧力は導通するが冷媒流通量は微少であるキャピラリ状の切換圧力伝達配管により、四方弁と圧縮機吸込側との間を接続してあるので、四方弁を実質的に三方弁の構成として用いることができる。
【００６１】
更に、請求項第４項の発明は、第二の凝縮器入側から第一の凝縮器入側へ連通し第一の電動弁を有する第三のバイパス配管と、第一の凝縮器入側から第二の凝縮器入側へ連通し第二の電動弁を有する第四のバイパス配管とを設けてあるので、四方弁の冷媒流路切換状態によらず第一の凝縮器および第二の凝縮器の両方並列に圧縮機からの冷媒を送ることができる。従って、負荷の変化による運転切換え時に、冷却運転から除湿運転、または除湿運転から冷却運転に直接切換わらないため、負荷温度が急に変化することを防止できる。
【００６２】
また、請求項第５項の発明は、第一の凝縮器入側と第二の凝縮器入側との間を連通する第五のバイパス配管を設け、第五のバイパス配管に双方向に冷媒流通可能な第三の電動弁を配備してあるので、四方弁の冷媒流路切換状態によらず第−の凝縮器および第二の凝縮器の両方並列に圧縮機からの冷媒を送ることができる。従って、負荷の変化による冷媒流路切換え時に、冷却運転から除湿運転、または除湿運転から冷却運転に直接切換わらないため、負荷温度が急に変化することを防止できる。
【００６３】
そして、請求項第６項の発明は、圧力検出器で検出された圧縮機吐出側の冷媒圧力が設定圧力以上である場合に第一の電動弁および第二の電動弁の両方、または第三の電動弁を開いて第一の凝縮器および第二の凝縮器の両方並列に圧縮機からの冷媒を送る制御に構成してあるので、第一の凝縮器または第二の凝縮器に供給される空気の温度が上昇した場合、または送風量が低下した場合に両方の凝縮器に圧縮冷媒を送ることができる。従って、圧縮機の運転を継続させることができ、信頼性を向上することができる。
【００６４】
更に、請求項第７項の発明は、第一の凝縮器または第二の凝縮器のいずれかに向けて選択的に冷媒を流通させている状態のとき、所定時間毎に第一の電動弁および第二の電動弁の両方、または第三の電動弁を開いて第一の凝縮器および第二の凝縮器の両方並列に定期的に圧縮機からの冷媒を送る制御に構成してあるので、四方弁から洩れた冷媒が低温の外気にさらされている第一の凝縮器内に液冷媒として溜まっても、所定時間毎に定期的に送られる圧縮冷媒により回収され、安定した運転を継続することができる。
【００６５】
また、請求項第８項の発明は、四方弁と第一の凝縮器との間に第一の凝縮器向きにのみ冷媒を流通させる第一の逆止弁を配備し、四方弁と第二の凝縮器との間に第二の凝縮器向きにのみ冷媒を流通させる第二の逆止弁を配備してあるので、低外気温時に、第一の凝縮器および第二の凝縮器のうち未使用側凝縮器から、四方弁のサクション側配管または切換圧力伝達配管を通じて、圧縮機の吸込側に液冷媒が戻ることがなくなるため、能力低下を紡ぐことができる。これによって、より信頼性の高い空気調和機を得ることができる。
【００６６】
そして、請求項第９項の発明は、サクション側配管に圧縮機吸込側にのみ冷媒を流通させる第三の逆止弁を配備してあるので、低温の外気にさらされて第一の凝縮器内の圧力が下がっても、圧縮機吸込ガスが第一の凝縮器に流れることがない。従って、冷媒回路内で除湿運転に用い得る量の冷媒を確保でき、安定した運転を継続することができる。
【００６７】
更に、請求項第１０項の発明は、切換圧力伝達配管に圧縮機吸込側にのみ冷媒を流通させる第三の逆止弁を配備してあるので、低温の外気にさらされる第一の凝縮器内の圧力が下がっても、圧縮機吸込ガスが第一の凝縮器に流れることがない。これにより、冷媒回路内で除湿運転に用い得る量の冷媒を確保でき、安定した運転を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施形態１に係る空気調和機の冷媒系統図である。
【図２】 この発明の実施形態１に係る空気調和機の電気回路図である。
【図３】 この発明の実施形態１に係る空気調和機の動作フローチャートである。
【図４】 この発明の実施形態１に係る四方弁の作動状態を示す説明図である。
【図５】 この発明の実施形態２に係る空気調和機の冷媒系統図である。
【図６】 この発明の実施形態３に係る空気調和機の冷媒系統図である。
【図７】 従来技術を示す空気調和機の冷媒系統図である。
【図８】 別の従来技術を示す空気調和機の冷媒系統図である。
【符号の説明】
１ 圧縮機、２ｂ 四方弁、３ 第一の送風機、４ 第一の凝縮器、５ 絞り装置、６ 第二の送風機、７ 蒸発器、８ 第二の凝縮器、１１ 第一の電動弁、１１ａ 第三の電動弁、１２ 第二の電動弁、１３ 第三の逆止弁、１４ 第−の逆止弁、１５ 第二の逆止弁、１６ａ 切換圧力伝達配管、１６ｂ サクション側配管、１９ 第一のバイパス配管、２０ 第二のバイパス配管、３３ 圧力検出器、３４ 温度検出器、３５ 温度調節器、３７ 第三のバイパス配管、３８ 第四のバイパス配管、３９ 第五のバイパス配管。
Claims (10)
- 冷媒ガスを圧縮する圧縮機、圧縮機からの冷媒流路を選択的に切換える四方弁、第一の送風機により送風される第一の凝縮器、絞り装置、および、第二の送風機により送風される蒸発器を順次環状に配管接続して冷凍サイクルを構成し、上記四方弁と上記第一の凝縮器出側との間に上記第一の凝縮器と並列に配管接続されるとともに上記蒸発器の風路下流側位置で上記第二の送風機により送風される第二の凝縮器と、上記四方弁と上記圧縮機吸込側とを連通するサクション側配管とを備え、上記第二の送風機からの送風を上記蒸発器および上記第二の凝縮器で空気調和したのち空調負荷側に送るようにした空気調和機において、
上記圧縮機吐出側から上記第一の凝縮器入側に上記四方弁をバイパスして接続され第一の電動弁を有する第一のバイパス配管と、上記圧縮機吐出側から上記第二の凝縮器入側に上記四方弁をバイパスして接続され第二の電動弁を有する第二のバイパス配管と、空調負荷側に設置されて負荷温度を検出する温度検出器と、上記蒸発器および上記第二の凝縮器を流通する冷媒の状態を制御して空調負荷側の負荷温度を調節する温度調節器とが設けられるとともに、
上記温度調節器は、上記温度検出器により検出された負荷温度がこの温度調節器に予め設定されている目標温度帯の上限を上回った場合または下限を下回った場合に上記四方弁の冷媒流路を第一の凝縮器側または第二の凝縮器側のいずれかに切換え、上記負荷温度が上記目標温度帯内にその上限または下限を超えて入った場合は上記第一の電動弁および上記第二の電動弁の両方を開けて上記第一の凝縮器および上記第二の凝縮器の両方並列に上記圧縮機からの冷媒を送るように制御構成されていることを特徴とする空気調和機。 - 請求項第１項に記載の空気調和機において、温度調節器は、温度検出器により検出された負荷温度がこの温度調節器に予め設定されている目標温度帯の上限を上回った場合には四方弁の冷媒流路を第一の凝縮器側に切換えるとともに第一の電動弁および第二の電動弁を閉じ、上記負荷温度が上記目標温度帯の上限を下回った場合には上記四方弁の冷媒流路を上記第一の凝縮器側に保持したまま上記第二の電動弁を開き、上記負荷温度が上記目標温度帯の下限を下回った場合には上記四方弁の冷媒流路を上記第二の凝縮器側に切換えるとともに上記第一の電動弁および上記第二の電動弁を閉じ、上記負荷温度が上記目標温度帯の下限を上回った場合には上記四方弁の冷媒流路を上記第二の凝縮器側に保持したまま上記第一の電動弁を開くように制御構成されていることを特徴とする空気調和機。
- 請求項第１項または第２項に記載の空気調和機において、サクション側配管に代え、四方弁と圧縮機吸込側との間を、圧力は導通するが冷媒流通量は微少であるキャピラリ状の切換圧力伝達配管で接続したことを特徴とする空気調和機。
- 請求項第１項乃至第３項のいずれかに記載の空気調和機において、第一のバイパス配管および第二のバイパス配管に代え、第二の凝縮器入側から第一の凝縮器入側へ連通する第三のバイパス配管と、上記第一の凝縮器入側から上記第二の凝縮器入側へ連通する第四のバイパス配管とを設け、上記第三のバイパス配管には第一の電動弁を配備し、上記第四のバイパス配管には第二の電動弁を配備したことを特徴とする空気調和機。
- 請求項第１項乃至第３項のいずれかに記載の空気調和機において、第一の電動弁、第一のバイパス配管、第二の電動弁、および第二のバイパス配管に代え、第一の凝縮器入側と第二の凝縮器入側との間を連通する第五のバイパス配管を設け、上記第五のバイパス配管に双方向に冷媒流通可能な第三の電動弁を配備したことを特徴とする空気調和機。
- 請求項第１項乃至第５項のいずれかに記載の空気調和機において、圧縮機吐出側に冷媒圧力を検出する圧力検出器を設け、上記圧力検出器により検出された冷媒圧力が予め設定されている設定圧力以上である場合に第一の電動弁および第二の電動弁の両方、または第三の電動弁を開いて第一の凝縮器および第二の凝縮器の両方並列に上記圧縮機からの冷媒を送るように制御構成したことを特徴とする空気調和機。
- 請求項第１項乃至第６項のいずれかに記載の空気調和機において、第一の凝縮器または第二の凝縮器のいずれかに向けて選択的に冷媒を流通させている状態のとき、所定時間毎に第一の電動弁および第二の電動弁の両方、または第三の電動弁を開いて上記第一の凝縮器および上記第二の凝縮器の両方並列に定期的に圧縮機からの冷媒を送るように制御構成したことを特徴とする空気調和機。
- 請求項第１項乃至第７項のいずれかに記載の空気調和機において、四方弁と第一の凝縮器との間に上記第一の凝縮器向きにのみ冷媒を流通させる第一の逆止弁を配備し、上記四方弁と第二の凝縮器との間に上記第二の凝縮器向きにのみ冷媒を流通させる第二の逆止弁を配備したことを特徴とする空気調和機。
- 請求項第１項、第２項、第４項乃至第８項のいずれかに記載の空気調和機において、サクション側配管に圧縮機吸込側にのみ冷媒を流通させる第三の逆止弁を配備したことを特徴とする空気調和機。
- 請求項第３項に記載の空気調和機において、切換圧力伝達配管に圧縮機吸込側にのみ冷媒を流通させる第三の逆止弁を配備したことを特徴とする空気調和機。
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