JP4027128B2 - 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、アキュームレータを有する空気調和機に関し、特にアキュームレータの液冷媒量を検出して圧縮機への液バックを防止するものに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、空気調和機の冷凍サイクルは、圧縮機、室内熱交換器、電動膨張弁、室外熱交換器から構成され、室内熱交換器にはその入口側の冷媒管に入口サーミスタ、出口側の冷媒管に出口サーミスタを設け、圧縮機の吸込側にアキュームレータを設けている。そして、冷房運転時には冷媒が圧縮機、室外熱交換器、膨張弁、室内熱交換器、アキュームレータの順に循環し、室内熱交換器が蒸発器、室外熱交換器が凝縮器として作用し被空調室内が冷房される。
【0003】
この種の空気調和機では、被空調室内の負荷が小さくなると、アキュームレータに液冷媒が溜まりやすくなる。アキュームレータ内の液冷媒がさらに増加すると圧縮機に液バックを起こし、圧縮機の破損の原因となる。
【0004】
この液バックを起こさないようにするために、前記入口サーミスタと出口サーミスタで検出される温度と温度差を基に温度差が小さいときには、電動膨張弁の開度を絞る等の制御を行うことによりアキュームレータに流入する冷媒量を抑えている。これにより、アキュームレータ内に液冷媒量が増加するのを抑え、圧縮機への液バックを防止している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のものでは、前記室内熱交換器の入口・出口の温度と温度差を基に液バックを防止しようとしているので、ユニット間配管の長さの違いや入口・出口サーミスタの検出温度のばらつき等によりアキュームレータの液冷媒量を正確に把握することができず、適正な制御(電動膨張弁の開度制御等)ができないという問題がある。
【0006】
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する問題点を解消し、アキュームレータ内の液冷媒量を正確に検出して圧縮機の液バックを防止することのできる空気調和機を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、請求項1の発明は、アキュームレータに冷媒の入口管及び出口管を有し、このアキュームレータ、圧縮機、室外熱交換器、及び減圧器等を有する室外機に、室内熱交換器等を有する室内機をつないだ空気調和機において、前記圧縮機から吐出される冷媒を分流してアキュームレータの出口管に流入するように液量検出用回路を設け、この液量検出用回路を流れる冷媒とアキュームレータ内に溜められる液冷媒との熱交換によって、アキュームレータ内の液冷媒量の増減に応じてこの液量検出用回路を流れる冷媒温度を変化させ、この変化させた冷媒の温度を検出する温度センサーを設け、この温度センサーにより検出された温度が所定温度以下のときには前記減圧器の開度を絞るように制御する制御器を設けたことを特徴とする。
【0008】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記アキュームレータに連通する液量検出用容器を設け、この液量検出用容器内の液冷媒の高さと前記アキュームレータ内の液冷媒の高さとが同一液面高さとなるようにして、この液量検出用容器に前記液量検出用回路を組み込んだことを特徴とする。
【0009】
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の空気調和機において、 前記液量検出用回路は液量検出回路用減圧器と開閉弁とを有することを特徴とする請求項1または2に記載の空気調和機。
【0010】
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3に記載のいずれかに記載の空気調和機において、前記開閉弁は空気調和機運転中に定期的に一定時間開くように制御されることを特徴とする。
【0011】
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4に記載のいずれかに記載の空気調和機において、前記液量検出用回路の冷媒管の一部を液量検出容器内に貫通して設けたことを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本実施形態における空気調和機の冷媒回路図であり、矢印は冷房運転時の冷媒の流れを示している。図2はアキュームレータ及び液量検出回路の一部を示す断面図である。
【0013】
図1において、本発明の空気調和機は、室外機1と室内機2とを備え、これら室外機1と室内機2とがユニット間配管3でつながれている。室外機1には圧縮機4、室外熱交換器5、電動膨脹弁6、アキュームレータ7等の機器を備え、室内機2には室内熱交換器8等の機器を備え、これらの機器が冷媒管及び前記ユニット間配管3を介して環状に接続され冷凍サイクルを形成している。また、室外機1には制御器10が備えられ、この制御器10は空気調和機内に設けられた電気部品に接続され、空気調和機の運転を制御する。
【0014】
前記圧縮機4の吐出側は室外熱交換器5の一端に接続され、室外熱交換器5の他端に電動膨張弁6が接続されている。圧縮機4の吸込側はアキュームレータ7の一端に接続され、アキュームレータ7の他端はユニット間配管3を介して室内熱交換器8の一端に接続されている。室内熱交換器8の他端はユニット間配管3を介して前記電動膨張弁6が接続されている。また室外熱交換器5には近接して室外送風機11を備え、室内熱交換器8には近接して室内送風機12を備えている。
【0015】
前記アキュームレータ6は、図2に示すように、円筒形をして縦向きに配置され、その上部には入口管13がつながれるとともに、出口管14がつながれている。この入口管13はアキュームレータ7に挿入され、その内端がアキュームレータ7の上部に位置する。前記出口管14はアキュームレータ7に挿入されて内側に延在し、上部から下部にかけてほぼU字状に曲げられており、その内端が上部に位置している。アキュームレータ6内にはガス冷媒と液冷媒とが溜められるが、液冷媒の溜り量が増大すると、出口管14の内端14aよりも液冷媒が上方に溢れ(オーバーフロー)、その内端14aから液冷媒が吸い込まれて圧縮機4に液バックを起こし、圧縮機4の破損の原因となる。
【0016】
前記アキュームレータ7の近傍には液量検出用容器15が設けられ、この液量検出用容器15は3本の連結管16を介してアキュームレータ7に接続されている。この液量検出用容器15は、アキュームレータ7とほぼ同じ高さ寸法の円筒形をして縦向きに配置された密閉容器であり、アキュームレータ7と同じ高さ位置に配設され、かつ、アキュームレータ7と連通しているので、液量検出用容器15とアキュームレータ7の液冷媒高さ(液冷媒深さ)は常にほぼ等しくなっている。
【0017】
前記圧縮機4の吐出側には圧縮機4と室外熱交換器5との間から分岐管17が分岐され、この分岐管(液量検出用回路の冷媒管)17がアキュームレータ7の出口管14に接続される。この分岐管17にアキュームレータ7内の液冷媒量を検出する液量検出用回路18が形成され、この液量検出用回路18にはキャプラリーチューブ21と電磁開閉弁22とが設けられるとともに、前記液量検出用容器15の円筒形の中心軸に沿って貫通するように配設されている。そして分岐管17の冷媒が液量検出用容器15内を通過するとき、液量検出用容器15内の液冷媒によって冷却される。液量検出用容器15内のガス冷媒では分岐管17の冷媒は冷却されにくくなっている。
【0018】
前記分岐管17の液量検出用容器15出口部付近には液量検出用サーミスタ23が設けられ、前記制御器10に接続されている。この液量検出用サーミスタ23は分岐管17の温度を検出しており、所定温度以下を検出すると、制御器10に温度信号を送るようになっている。前記電磁開閉弁22は通常閉状態にあり、冷房時に、例えば1時間に一回、約3分間開くようになっている。
【0019】
前記室内熱交換器8の入口側と出口側とには、入口側の冷媒の温度を検出する入口サーミスタ24と出口側の冷媒の温度を検出する出口サーミスタ25とが設けられ前記制御器10に電気的に接続されている。
【0020】
図1の冷媒回路において、冷房運転時には、室内熱交換器8が蒸発器、室外熱交換器5が凝縮器として作用し、圧縮機4から吐出された冷媒が室外熱交換器5、電動膨張弁6、室内熱交換器8、アキュームレータ7、圧縮機4の順に循環し、前記室内熱交換器8に設けられた入口サーミスタ24と出口サーミスタ25の温度差に基づいて制御され被空調室内が冷房される。
【0021】
前記液量検出用回路18において、電磁開閉弁22が定期的に開いて圧縮機4から吐出される高温の冷媒が流される。この冷媒がキャピラリーチューブ21で減圧され、電磁開閉弁22及び液量検出用容器15内を通過してアキュームレータ7に流れ込み循環される。
【0022】
ここで、アキュームレータ7内に液冷媒が溜まると、液量検出用容器15にも同一液面を有する液冷媒が溜められ、この液冷媒によって液量検出用回路18を流れる冷媒が冷却される。アキュームレータ7内の液冷媒が多ければ多いほど分岐管17を流れる冷媒の温度が下げられる(液量検出用容器15内の液冷媒量の増減に応じて分岐管17を流れる冷媒の温度が上下する)。そして、液量検出用サーミスタ23の温度が所定温度以下を検出すると、その検出された温度の温度信号を制御器10に送り、制御器10は送られた温度信号に基づいて電動膨張弁6の開度を絞るように制御する。電動膨張弁6の開度が絞られることにより、室内熱交換器8に流入する冷媒量が少なくなるとともに、アキュームレータ7内の冷媒が圧縮機4に吸引されるので、アキュームレータ7内の液冷媒が減少する。アキュームレータ7内で減少した分、冷媒は室外熱交換器5に溜められる。
【0023】
なお、液量検出用サーミスタ23の温度が所定温度以上を検出している場合には、入口サーミスタ24と出口サーミスタ25の温度差に基づいて制御される通常の冷房運転が行われる。
【0024】
このようにしてアキュームレータ7内の液冷媒が減少するので、圧縮機4の液バックが防止される。
【0025】
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。
【0026】
本実施形態では冷房専用の空気調和機を用いて説明したが、ヒートポンプ式の空気調和機においても適用可能である。
【0027】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、アキュームレータ、圧縮機、室外熱交換器、及び減圧器等を有する室外機に、室内熱交換器等を有する室内機をつないだ空気調和機において、前記圧縮機から吐出される冷媒を分流してアキュームレータの出口管に流入するように液量検出用回路を設け、この液量検出用回路を流れる冷媒をアキュームレータ内に溜められる液冷媒と熱交換させて、アキュームレータ内の液冷媒量の増減に応じて液量検出用回路を流れる冷媒温度を変化させ、この変化させた冷媒の温度を検出する温度センサーを設け、この温度センサーにより検出された温度が所定温度以下のときには前記減圧器の開度を絞るように制御する。これにより、アキュームレータ内の液冷媒量に応じて液量検出用回路内の冷媒温度が低下するので、この低下した冷媒温度を検出することによりアキュームレータ内の液冷媒量を判定することができる。
【0028】
そして、検出された温度が所定温度以下を検出したときに前記減圧器の開度を絞るように制御するので、アキュームレータに液冷媒が溜らなくなり、圧縮機への液バックを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における空気調和機の冷媒回路である。
【図2】図1のアキュームレータ及び液量検出回路の一部を示す断面図である。
【符号の説明】
1 室外機
2 室内機
3 ユニット間配管
4 圧縮機
5 室外熱交換器
6 電動膨脹弁(減圧器)
7 アキュームレータ
8 室内熱交換器
10 制御器
13 入口管
14 出口管
15 液量検出容器
16 連結管
17 分岐管(液量検出回路の冷媒管)
18 液量検出回路
21 キャピラリーチューブ(液量検出回路用減圧器)
22 電磁開閉弁(開閉弁)
23 液量検出用サーミスタ(温度センサー)
Claims (5)
- アキュームレータに冷媒の入口管及び出口管を有し、このアキュームレータ、圧縮機、室外熱交換器、及び減圧器等を有する室外機に、室内熱交換器等を有する室内機をつないだ空気調和機において、前記圧縮機から吐出される冷媒を分流してアキュームレータの出口管に流入するように液量検出用回路を設け、この液量検出用回路を流れる冷媒とアキュームレータ内に溜められる液冷媒との熱交換によって、アキュームレータ内の液冷媒量の増減に応じてこの液量検出用回路を流れる冷媒温度を変化させ、この変化させた冷媒の温度を検出する温度センサーを設け、この温度センサーにより検出された温度が所定温度以下のときには前記減圧器の開度を絞るように制御する制御器を設けたことを特徴とする空気調和機。
- 前記アキュームレータに連通する液量検出用容器を設け、この液量検出用容器内の液冷媒の高さと前記アキュームレータ内の液冷媒の高さとが同一液面高さとなるようにして、この液量検出用容器に前記液量検出用回路を組み込んだことを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。
- 前記液量検出用回路は液量検出回路用減圧器と開閉弁とを有することを特徴とする請求項1または2に記載の空気調和機。
- 前記開閉弁は空気調和機運転中に定期的に一定時間開くように制御されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の空気調和機。
- 前記液量検出用回路の冷媒管の一部を液量検出容器内に貫通して設けたことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の空気調和機。
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