JP4164566B2 - 空気調和装置 - Google Patents

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Description

本発明は、空気調和装置に係り、特に、圧縮機の吐出側に設けられた切換手段により冷媒の通流方向を切り換えて冷房運転と暖房運転を切り換える空気調和装置に関する。
冷房と暖房を行える空気調和装置では、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、順次、冷媒を循環させる配管で接続して冷凍サイクルを形成している。そして、圧縮機の吐出側に設けられた切換手段により、圧縮機から吐出された冷媒の通流方向を、室外熱交換器に向かう方向と、室内熱交換器に向かう方向とに切り換えることで冷房運転と暖房運転とを切り換えている。
このような空気調和装置では、暖房運転を開始するために圧縮機を起動したとき、圧縮機へ液冷媒が流入するのを抑制するため、室外熱交換器内の冷媒を回収する必要がある。このため、暖房運転に先立ち、圧縮機を起動する際、四方弁などの切換手段を冷房運転の状態とし、さらに、室外膨張弁を全閉にして、予め設定した時間の間、圧縮機を運転することで、室外熱交換器をほぼ真空状態とすることが一般に行われている。
さらに、圧縮機へ液冷媒が流入するのを抑制するための別の方法として、室外熱交換器の下方に受液器を配置するとともに、この受液器の一方の入口を室外熱交換器と室内熱交換器との間の配管に、他方の入口をキャピラリなどの絞り装置を介して圧縮機の吐出側と四方弁との間の配管に接続する構成とした空気調和装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、アキュムレータを受液器より上方に設け、アキュムレータ下部と受液器とを連結させる連結管を接続する構成とした空気調和装置も提案されている(例えば、特許文献2参照)。さらに別の方法として、暖房運転を停止するために圧縮機を停止するとき、室外膨張弁及び室内膨張弁を全閉にし、液冷媒が室外熱交換器などに封じ込められる構成とした空気調和装置も提案されている(例えば、特許文献3参照)。
特開平5−26477号公報(第3−4頁、第1図) 特開2000−234816号公報(第3−4頁、第1図、第4図) 特開2002−22296号公報(第4−6頁、第1図、第5図)
ところで、暖房運転に先立って室外熱交換器をほぼ真空状態とする空気調和装置では、外気温度が比較的低い状態で運転停止しているときに暖房運転を開始すると、室外熱交換器内に溜まっていた冷媒が蒸発し難いことから、室外熱交換器内に溜まっていた液冷媒が圧縮機へ吸入されたり、室外熱交換器内に溜まっていた液冷媒によってガス冷媒が湿り状態となって圧縮機へ吸入される液バックが生じる場合ある。このような液バックが生じると、冷凍機油に液相の冷媒が溶け込んだ状態となって圧縮機内の冷凍機油の含有率が低下し、これにより冷凍機油の粘度が低下してしまうため、圧縮機の摺動部に摩耗を引き起こし、圧縮機の起動不良、また、圧縮機の破損や寿命の低下などを引き起こすことにより、圧縮機の信頼性が低下してしまう。
これに対して、特許文献1のような室外熱交換器の下方に受液器を配置した空気調和装置や、特許文献2のようなアキュムレータを受液器より上部に設けた空気調和装置では、液バックを抑制することはできるが、室外熱交換器の下方といったように配置の制限を受けた状態で受液器を設けることから、室外ユニットが大型化してしまい、室外ユニットにもとめられているコンパクト化の要求に反してしまう。
また、特許文献3のような暖房運転を停止するときに室外膨張弁及び室内膨張弁を全閉にする空気調和装置では、室外ユニットが大型化することはなく、また、暖房運転を停止するときに生じる液バックを抑制できる。しかし、暖房運転を開始するために圧縮機を起動したときに室外熱交換機に溜まった液冷媒が圧縮機に液バックする可能性があり、やはり、圧縮機への液バックを抑制することはできない。
本発明の課題は、室外ユニットを大型化させることなく圧縮機への液バックを抑制することにある。
本発明の空気調和装置は、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、順次、冷媒を循環させる配管で接続して冷凍サイクルを形成し、圧縮機の吐出側に設けられた切換手段により、この切換手段よりも冷媒の流れに対して下流側での冷媒の通流方向を切り換えて冷房運転と暖房運転を切り換え可能に形成され、圧縮機の吸込み側にアキュムレータを備えていない空気調和装置であり、
暖房運転を開始するために圧縮機を起動したとき、切換手段冷房運転の状態、室外膨張弁開いた状態、及び室外熱交換器に付設された室外送風機停止した状態で運転を行い、その後、切換手段暖房運転の状態に切り換えて暖房運転を行う構成とすることにより上記課題を解決する。
このような構成とすれば、暖房運転を開始するとき、室外熱交換器に付設された室外送風機が停止した状態で冷房運転を行うことにより、室外熱交換器でのガス冷媒の凝縮を抑制しながら、室外熱交換器内に溜まった液冷媒を冷房運転時の冷媒の通流方向に流すことで、暖房運転時の冷媒の通流方向に対して室外熱交換器よりも上流側に液冷媒を押し出し、その後、実際の暖房運転を開始することになる。したがって、受液器などがなくても、室外熱交換器内に液冷媒がほとんど溜まっていない状態にできるため、室外ユニットを大型化させることなく圧縮機への液バックを抑制できる。
また、切換手段が冷房運転の状態、室外膨張弁が開いた状態、及び室外熱交換器に付設された室外送風機が停止した状態での運転は、予め設定された時間の間行われる構成とする。このような構成とすれば、予め設定された時間を、室外熱交換器内に溜まる最大量の液冷媒を室外熱交換器から排出するのに必要な時間に設定することにより、圧縮機への液バックを確実に抑制できる。
さらに、切換手段が冷房運転の状態、室外膨張弁が開いた状態、及び室外熱交換器に付設された室外送風機が停止した状態で運転を行っているとき、室内膨張弁が全閉となる構成とする。このような構成とすれば、暖房運転時の冷媒の通流方向に対して室外熱交換器よりも上流側に押し出された液冷媒は、室内膨張弁と室外膨張弁の間に溜まり、室内熱交換器に流入しなくなるため、実際の暖房運転となったときに室内熱交換器でのガス冷媒の凝縮が起こるまでの時間を短縮でき、実際の暖房運転が始まるまでの立ち上がり時間を短縮できる。
また、切換手段が冷房運転の状態、室外膨張弁が開いた状態、及び室外熱交換器に付設された室外送風機が停止した状態で運転を行った後に切換手段が暖房運転の状態に切り換ったとき、室外膨張弁が予め設定された全開よりも小さい開度となる構成とする。このような構成とすれば、実際の暖房運転を始めたとき、室外膨張弁によって室外熱交換器へ蒸発しきれない量の液冷媒が流れ込むのを防ぐことができる。したがって、実際の暖房運転を始めたときに生じる圧縮機への液バックを抑制できることにより、圧縮機への液バックをより確実に抑制できる。
また、本発明の空気調和装置は、暖房運転を停止するために圧縮機を停止した後、切換手段が冷房運転の状態に切り換わり、室外膨張弁は、切換手段が暖房運転の状態から冷房運転の状態に切り換るまでの間、全閉となり、切換手段が冷房運転の状態に切り換る際、予め設定された全開よりも小さい開度とする構成とすることにより上記課題を解決する。
このような構成とすれば、切換手段が暖房運転の状態から冷房運転の状態に切り換るまでの間、室外膨張弁が全閉となることから、暖房運転時に室内ユニット側に存在していた高圧のガス冷媒が室外ユニット側へと移動したとしても、ガス冷媒は、室外熱交換器には流入せず、室外膨張弁よりも上流側の室内ユニットと室外ユニットを接続する配管の部分にガス冷媒が凝縮して生じた液冷媒が溜まる。さらに、切換手段が冷房運転の状態に切り換るとき、室外膨張弁が予め設定された全開よりも小さい開度となった状態となることにより、暖房運転時には高圧側であった室内熱交換器側と低圧側であった室外熱交換器側との圧力差がほとんど無くなるため、再度暖房運転を開始しても、室外熱交換器内に液冷媒が流入し難く、圧縮機への液バックが起こり難い。したがって、受液器などがなくても、室外熱交換器内に液冷媒がほとんど溜まっていない状態にできるため、室外ユニットを大型化させることなく圧縮機への液バックを抑制できる。
さらに、暖房運転を停止するために圧縮機を停止した後、切換手段が冷房運転の状態に切り換わり、室外膨張弁は、切換手段が暖房運転の状態から冷房運転の状態に切り換るまでの間、全閉となり、切換手段が冷房運転の状態に切り換る際、予め設定された全開よりも小さい開度となり、暖房運転を開始するために圧縮機を起動したとき、切換手段が冷房運転の状態、室外膨張弁が開いた状態、及び室外熱交換器に付設された室外送風機が停止した状態で運転を行い、その後、切換手段が暖房運転の状態に切り換わって暖房運転を行う構成とする。このような構成とすれば、暖房運転の停止時と暖房運転の開始時との両方で室外熱交換器内に液冷媒がほとんど溜まっていない状態にできるため、圧縮機への液バックをより確実に抑制できる。
また、暖房運転を停止するために圧縮機を停止した後、室内膨張弁は、切換手段が冷房運転の状態に切り換る際、全閉となる構成とすれば、冷房運転時と同じ方向に冷媒が通流する状態となっても、液冷媒が室内熱交換器に流入しなくなるため、再度暖房運転が開始されたときに室内熱交換器でのガス冷媒の凝縮が起こるまでの時間を短縮でき、実際の暖房運転が始まるまでの立ち上がり時間を短縮できる。
本発明によれば、室外ユニットを大型化させることなく圧縮機への液バックを抑制できる。
以下、本発明を適用してなる空気調和装置の一実施形態について図1乃至図3を参照して説明する。図1は、本発明を適用してなる空気調和装置の概略構成及び動作を示す系統図である。図2は、暖房運転を開始するときの室外膨張弁、室内膨張弁、室外送風機、及び四方弁の動作を示す図である。図3は、暖房運転を停止するときの室外膨張弁、室内膨張弁、室外送風機、及び四方弁の動作を示す図である。
本実施形態の空気調和装置は、図1に示すように、冷媒が循環するように配管された冷媒循環管路1、冷媒循環管路1に順に設けられた圧縮機3、室外熱交換器5、室外膨張弁7、室内膨張弁9、そして室内熱交換器11などで冷凍サイクルを形成している。
室外熱交換器5と圧縮機3との間、そして室内熱交換器11と圧縮機3との間に位置する冷媒循環管路1の部分には、圧縮機3から吐出された冷媒の通流方向を、室外熱交換器5方向と室内熱交換器11とに切り換える切換手段となる四方弁13が設けられている。つまり、この冷媒循環管路1の部分は、四方弁13の切り換えによって、冷房運転時には、室内熱交換器11からの冷媒を圧縮機3が吸込み、圧縮機3から室外熱交換器5に向けて圧縮された冷媒を吐出し、暖房運転時には、室外熱交換器5からの冷媒を圧縮機3が吸込み、圧縮機3から室内熱交換器11に向けて圧縮された冷媒を吐出する状態に配管されている。室外熱交換器5、そして室内熱交換器11には、各々、電動機により駆動される室外送風機5a、室内送風機11aが各々付設されている。室外送風機5aや室内送風機11aが、各々、室外熱交換器5や室内熱交換器11へ空気を送ることにより、冷媒と空気との熱交換が行われる。
また、圧縮機3、室外熱交換器5、室外膨張弁7、そして四方弁13などは、室外ユニット15に収められている。一方、室内膨張弁9、そして室内熱交換器11などは、室内ユニット17に収められている。室外ユニット15と室内ユニット17とは、冷媒循環管路1の主に液冷媒が通流し、室外膨張弁7と室内膨張弁9との間に設けられた液側接続配管1aと、主にガス冷媒が通流し、室外熱交換器5と四方弁13との間に設けられたガス側接続配管1bとで接続されている。
さらに、室外ユニット15には、圧縮機3、室外送風機5a、室外膨張弁7、そして四方弁13の動作を制御する室外ユニット制御部19が、室内ユニット17には、室内膨張弁9、そして室内送風機11aの動作を制御する室内ユニット制御部21が各々設けられている。したがって、室外ユニット制御部19は、圧縮機3、室外送風機5a、室外膨張弁7、そして四方弁13と各々配線23を介して電気的に接続されており、室内ユニット制御部21は、室内膨張弁9、そして室内送風機11aと、各々配線25を介して電気的に接続されている。また、室外ユニット制御部19と室内ユニット制御部21とは、配線27を介して電気的に接続されている。
なお、室外ユニット制御部19と室内ユニット制御部21とは、本実施形態のように別個に設けた構成にする必要はなく、一体の空気調和装置の制御部とした構成などにすることができる。また、本実施形態では、室内ユニット17を室外ユニット15に対して1台備えた構成を例としているが、室内ユニット17を室外ユニット15に対して複数台備えた構成とすることもできる。
ここで、暖房運転及び冷房運転を行っているときの冷媒の流れについて説明する。圧縮機3より吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁19によって流れ方向を切替えられる。暖房運転では、図1に破線の矢印で示すように、圧縮機3から吐出された高温高圧のガス冷媒は、暖房運転の状態に切り換えられている四方弁13により、ガス側接続配管1bを介して室内ユニット17に送られる。室内ユニット17の室内熱交換器11に流入したガス冷媒は、室内熱交換器11で室内空気と熱交換することにより凝縮され、過冷却された液冷媒となる。この液冷媒は、室内熱交換器11から液側接続配管1aを介して室外ユニット15に送られ、室外ユニット15の室外熱交換器5で室外空気と熱交換することにより蒸発されてガス冷媒となり、四方弁13を介して圧縮機3へと吸入される。
一方、冷房運転では、図1に実線の矢印で示すように、圧縮機3から吐出された高温高圧のガス冷媒は、冷房運転の状態に切り換えられている四方弁13により室外熱交換器3に送られた後、室外熱交換器3で室外空気と熱交換することにより凝縮され、過冷却された液冷媒となる。この液冷媒は、室外熱交換器5から液側接続配管1aを介して室内ユニット17に送られ、室内ユニット17の室内熱交換器11で室内空気と熱交換することにより蒸発され、ガス冷媒となる。このガス冷媒は、ガス側接続配管1bを介して室外ユニット15に送られ、四方弁13を介して圧縮機3へと吸入される。
ところで、暖房運転の停止後、低圧側となる室外熱交換器5と高圧側となる室内熱交換器11との間の液接続配管1aには、液冷媒が溜まることになる。そして、暖房運転が行われる冬の時期などは、室内温度よりも室外温度の方が低いため、長期間空気調和装置を運転していないと、室内熱交換器11にあった液冷媒が徐々に室外ユニット15へと移動し、室外熱交換器5内などに溜まって行く。また、室外熱交換器5内など室外ユニット15に溜まった液冷媒は、昼夜の温度差によって、圧縮機3と室外熱交換器5との間で移動する。つまり、昼は、外気の温度上昇によって室外熱交換器5内の圧力が高くなるため、液冷媒は、圧縮機3と室外熱交換器5との間の冷媒循環管路1の配管部分へ移動し、夜は、外気温度の低下によって室外熱交換器5内の圧力が低くなるため、液冷媒は、室外熱交換器5へと移動する傾向がある。
このような状態で暖房運転を開始するために圧縮機3が起動すると、室外熱交換器5内に溜まった液冷媒が圧縮機3へ流入するか、または、圧縮機3への吸入ガスを湿らせて圧縮機3への液バックが生じ易い。圧縮機3への液バックが生じると、冷凍機油に液相の冷媒が溶け込んだ状態となって圧縮機内の冷凍機油の含有率が低下し、これにより冷凍機油の粘度が低下してしまうため、圧縮機の摺動部に摩耗を引き起こし、圧縮機の起動不良、また、圧縮機の破損や寿命の低下などに繋がりかねない。
これに対して本実施形態の空気調和装置では、図1及び図2に示すように、室外機制御部19は、暖房運転を開始するために圧縮機3を起動するとき、四方弁13を冷房運転の位置に切り換え、さらに、四方弁13を冷房運転の位置に切り換えている間、室外膨張弁7を全開とし、室外送風機5aを停止したままの状態とする。このように四方弁13が冷房運転の状態で圧縮機3が作動し、室外膨張弁7が開いていることにより、冷媒は、図1に実線で示すような冷媒運転のときの方向に流れようとするため、室外熱交換器5内に溜まっている液冷媒は、室外熱交換器5から室内機17側に向けて液側接続配管1aに押し出される。
一方、冷房運転の場合には、暖房運転時では蒸発器であった室外熱交換器5が凝縮器として作用することになるため、冷房運転の状態で運転を行うと、ガス冷媒が凝縮して室外熱交換器5内に液冷媒が溜まり、圧縮機3への液バックを起こす可能性がある。そこで、室外熱交換器5内でガス冷媒が凝縮し難くなるように、四方弁13を冷房運転の位置に切り換えている間、室外送風機5aの運転を停止した状態で、冷房運転と同様の状態の運転を行っている。
さらに、本実施形態では、室内機制御部21は、四方弁13を冷房運転の位置に切り換えている間、室内膨張弁9を全閉としている。このように四方弁13を冷房運転の位置に切り換えている間、室内膨張弁9を全閉とすることにより、室外熱交換器5内に溜まっている液冷媒が室外熱交換器5から室内機17側に向けて液側接続配管1aに押し出されたとき、この液冷媒が室内熱交換器11内に流入して蒸発するのを防いでいる。
このように、四方弁13を冷房運転の位置に切り換え、さらに、室外膨張弁7を全開とし、室外送風機5aを停止したままの状態で予め設定した時間tの間、冷房運転と同様の運転を行った後、室外機制御部19及び室内機制御部21は、運転を暖房運転に切り換える。すなわち、室外機制御部19は、四方弁13を暖房運転の位置に切り換え、室外送風機5aを作動させ、室内機制御部21は、室外内膨張弁9を予め設定された開度にする。さらに、本実施形態では、室外機制御部19は、室外膨張弁7を全開より小さい予め設定した開度にする。このとき、室外膨張弁7及び室内膨張弁9が電子膨張弁であるため、室外機制御部19は、室外膨張弁7に対して予め設定された開度となるパルス数X分のパルス信号を、そして、室内機制御部21は、室内膨張弁9に対して予め設定された開度となるパルス数Y分のパルス信号を、各々室外膨張弁7及び室内膨張弁9に送信する。
これにより、実際の暖房運転が始まり、液側接続配管1aに溜まっていた液冷媒は、室外熱交換器5に流入し、室外熱交換器5で蒸発して圧縮機3へ吸込まれる。このとき、本実施形態では、室外膨張弁7が全開より小さい予め設定した開度になっているため、液冷媒は、減圧されて室外熱交換器5へと流入することとなり、室外熱交換器5へ流入した液冷媒は、室外熱交換器5でより確実に蒸発し、ガス冷媒となって圧縮機3に吸込まれる。一方、圧縮機3から吐出された高温高圧のガス冷媒は、室内熱交換器11で凝縮して液冷媒となり、この液冷媒が室内膨張弁9で減圧されて室外ユニット15へ流入する。室外ユニット15へ流入した液冷媒は、室外膨張弁7でさらに減圧されて室外熱交換器5に流入し、蒸発する。したがって、受液器などを設けていないが、圧縮機3への液バックは生じ難い状態にできる。
なお、冷房運転と同様の運転を開始してから実際の暖房運転に切り換えるまでの予め設定した時間tは、室外熱交換器5内に溜まる最大量の液冷媒を室外熱交換器5から排出するのに必要な時間を予め試験的に確認し、この室外熱交換器5内に溜まる最大量の液冷媒を室外熱交換器5から排出するのに必要な時間以上に設定している。このとき、予め設定した時間tが長過ぎると、暖房運転が実際に始まるまでの立ち上がり時間が長くなるため、冷房運転と同様の運転を開始してから実際の暖房運転に切り換えるまでの予め設定した時間tは、室外熱交換器5内に溜まる最大量の液冷媒を室外熱交換器5から排出するのに必要な時間とすることが望ましい。
加えて、本実施形態の空気調和装置では、図1及び図3に示すように、室外機制御部19は、暖房運転を停止するために圧縮機3及び室外送風機5aを停止してから予め設定した時間tの間、室外膨張弁7を全閉とし、さらに、圧縮機3及び室外送風機5aを停止してから予め設定した時間t経過したとき、室外膨張弁7を全開よりも小さい予め設定した開度に開き、四方弁13を冷房運転の位置に切り換えている。このとき、室外膨張弁7が電子膨張弁であるため、室外機制御部19は、室外膨張弁7に対して予め設定された開度となるパルス数Z分のパルス信号を室外膨張弁7に送信する。
このように、暖房運転を停止するために圧縮機3及び室外送風機5aを停止してから予め設定した時間tの間、室外膨張弁7を全閉とすることで、暖房運転を停止するために圧縮機3及び室外送風機5aを停止したときに、室外膨張弁7と室内膨張弁9との間の液側接続配管1aにある液冷媒が室外熱交換器5へ移動するのを防いでいる。さらに、暖房運転時に高圧で室内ユニット17側に存在していたガス冷媒が室外ユニット15側へ向かって移動して室外熱交換器5に流入することや、室外ユニット15側へ向かって移動したガス冷媒が液側接続配管1aで凝縮しても、この凝縮により液側接続配管1aに溜まった液冷媒が室外熱交換器5へ移動することなども防いでいる。
さらに、圧縮機3及び室外送風機5aを停止してから予め設定した時間t経過したとき、室外膨張弁7を全開よりも小さい予め設定した開度に開き、四方弁13を冷房運転の位置に切り換える、つまり、四方弁13を冷房運転の位置に切り換える直前に室外膨張弁7を全開よりも小さい予め設定した開度に開くことにより、室外熱交換器5に溜まった液冷媒を室外ユニット15と室内ユニット17とを接続する液側接続配管1aに押し出し移動させている。また、本実施形態では、縮機3及び室外送風機5aを停止してから予め設定した時間tまでは、室内膨張弁9は全開とし、圧縮機3及び室外送風機5aを停止してから予め設定した時間t経過して四方弁13を冷房運転の位置に切り換えるとき、室内膨張弁9は全閉としている。つまり、四方弁13を冷房運転の位置に切り換える直前に室内膨張弁9を全閉とすることで、四方弁13を冷房運転の位置に切り換ったときに、室内熱交換器11に液冷媒が流入しないようにしている。この一連の動作によっても、暖房運転を開始するため圧縮機3を起動したときに、圧縮機3への液バックを起こり難くしている。
このように、本実施形態の空気調和装置では、暖房運転を開始するために圧縮機3を起動したとき、切換手段である四方弁13が冷房運転の状態、室外膨張弁7が開いた状態、そして室外熱交換器5に付設された室外送風機5aが停止した状態で冷房運転と同様の運転を行い、その後、暖房運転を行っている。これにより、室外熱交換器5でのガス冷媒の凝縮を抑制しながら、室外熱交換器5内に溜まった液冷媒を液側接続配管1aに押し出し、その後、実際の暖房運転を開始することになる。したがって、受液器などがなくても、室外熱交換器5内に液冷媒がほとんど溜まっていない状態にできるため、室外ユニットを大型化させることなく圧縮機への液バックを抑制できる。
さらに、本実施形態では、四方弁13が冷房運転の状態、室外膨張弁7が開いた状態、そして室外熱交換器5に付設された室外送風機5aが停止した状態での冷房運転と同様の運転を、予め設定された時間tの間行っている。したがって、予め設定された時間tを、室外熱交換器内に溜まる最大量の液冷媒を室外熱交換器から排出するのに必要な時間に設定することにより、圧縮機への液バックを確実に抑制できる。
加えて、本実施形態では、四方弁13が冷房運転の状態、室外膨張弁7が開いた状態、そして室外熱交換器5に付設された室外送風機5aが停止した状態で冷房運転と同様の運転を行っているとき、室内膨張弁11が全閉となる。このため、液側接続配管1aに押し出された液冷媒は、室内膨張弁9と室外膨張弁7の間に溜まり、室内熱交換器11に流入しなくなるため、室内熱交換器11での冷媒の蒸発を防いで室内ユニット11から冷風が吹き出すのを防ぐことができ、また、実際の暖房運転となったときに室内熱交換器11でのガス冷媒の凝縮が起こるまでの時間を短縮でき、実際の暖房運転が始まるまでの立ち上がり時間を短縮できる。
さらに、本実施形態では、四方弁13が冷房運転の状態、室外膨張弁7が開いた状態、そして室外熱交換器5に付設された室外送風機5aが停止した状態で冷房運転と同様の運転を行った後に、四方弁13が暖房運転の状態に切り換ると共に室外送風機5aが作動して暖房運転が始まるとき、室外膨張弁7が予め設定された全開よりも小さい開度となる。したがって、実際の暖房運転を始めたとき、室外膨張弁7によって室外熱交換器5へ蒸発しきれない量の液冷媒が流れ込むのを防ぐことができる。したがって、実際の暖房運転を始めたときに生じる圧縮機3への液バックも抑制できるため、圧縮機への液バックをより確実に抑制できる。
加えて、本実施形態では、暖房運転を停止するために圧縮機3を停止した後、四方弁13が冷房運転の状態に切り換わり、室外膨張弁7は、四方弁13が暖房運転の状態から冷房運転の状態に切り換るまでの間、全閉となり、四方弁13が冷房運転の状態に切り換る際、予め設定された全開よりも小さい開度となる。このため、暖房運転の停止時と暖房運転の開始時との両方で室外熱交換器5内に液冷媒がほとんど溜まっていない状態にできるため、圧縮機3への液バックをより確実に抑制できる。また、暖房運転を停止するときに、室外熱交換器5内に液冷媒がほとんど溜まっていない状態にできるため、暖房運転を開始するときに行う四方弁13が冷房運転の状態、室外膨張弁7が開いた状態、そして室外熱交換器5に付設された室外送風機5aが停止した状態での冷房運転と同様の運転の時間を短くでき、実際の暖房運転が始まるまでの立ち上がり時間を短縮できる。
さらに、本実施形態では、暖房運転を停止するために圧縮機3を停止した後、室内膨張弁9は、四方弁13が冷房運転の状態に切り換る際、全閉となる。したがって、暖房運転を停止したときに四方弁13が冷房運転の状態に切り換り、液冷媒が室内ユニット17側に向かって通流する状態となっても、液冷媒が室内熱交換器11に流入しなくなるため、再度暖房運転が開始されたときに室内熱交換器11でのガス冷媒の凝縮が起こるまでの時間を短縮でき、実際の暖房運転が始まるまでの立ち上がり時間を短縮できる。
また、本実施形態では、暖房運転を開始するときに、四方弁13が冷房運転の状態、室外膨張弁7が開いた状態、そして室外熱交換器5に付設された室外送風機5aが停止した状態で冷房運転と同様の運転を行うのに加えて、暖房運転を停止するために圧縮機3を停止した後、四方弁13が冷房運転の状態に切り換わり、室外膨張弁7は、四方弁13が暖房運転の状態から冷房運転の状態に切り換るまでの間、全閉となり、四方弁13が冷房運転の状態に切り換る際、予め設定された全開よりも小さい開度となることで、圧縮機3への液バックをより確実に抑制できるようにしている。しかし、室外ユニットを大型化させることなく圧縮機への液バックを抑制する上では、暖房運転を開始するときに、四方弁13が冷房運転の状態、室外膨張弁7が開いた状態、そして室外熱交換器5に付設された室外送風機5aが停止した状態で冷房運転と同様の運転を行うだけの構成や運転方法にすることもできる。
さらに、暖房運転を停止するために圧縮機3を停止した後、四方弁13が冷房運転の状態に切り換わり、室外膨張弁7は、四方弁13が暖房運転の状態から冷房運転の状態に切り換るまでの間、全閉となり、四方弁13が冷房運転の状態に切り換る際、予め設定された全開よりも小さい開度となるだけの構成や運転方法でも、室外ユニットを大型化させることなく圧縮機への液バックを抑制できる。
すなわち、四方弁13が暖房運転の状態から冷房運転の状態に切り換るまでの間、室外膨張弁7が全閉となることから、暖房運転時に室内ユニット15側に存在していた高圧のガス冷媒が室外ユニット17側へと移動したとしても、ガス冷媒は、室外熱交換器5には流入せず、液側接続配管1aにガス冷媒が凝縮して生じた液冷媒が溜まる。さらに、四方弁13が冷房運転の状態に切り換るとき、室外膨張弁7が予め設定された全開よりも小さい開度となった状態となることにより、暖房運転時には高圧側であった室内熱交換器側と低圧側であった室外熱交換器側との圧力差がほとんど無くなるため、再度暖房運転を開始しても、室外熱交換器内に液冷媒が流入し難く、圧縮機3への液バックが起こり難い。したがって、暖房運転を停止するために圧縮機3を停止した後、四方弁13が冷房運転の状態に切り換わることなどだけでも、受液器などがなくても、室外熱交換器5内に液冷媒がほとんど溜まっていない状態にでき、室外ユニットを大型化させることなく圧縮機への液バックを抑制できる。
また、本実施形態では、暖房運転を開始するときに、四方弁13が冷房運転の状態、室外膨張弁7が開いた状態、そして室外熱交換器5に付設された室外送風機5aが停止した状態で冷房運転と同様の運転を行う場合、必ずしも室内膨張弁9を全閉にしたり、暖房運転に切り換えたときに室外膨張弁7を予め設定された開度にする必要はない。ただし、立ち上がり間を短縮したり、確実に圧縮機への液バックを抑制する上では、本実実施形態のような構成や運転方法にすることが望ましい。
また、暖房運転を停止するために圧縮機3を停止した後、四方弁13が冷房運転の状態に切り換わり、室外膨張弁7は、四方弁13が暖房運転の状態から冷房運転の状態に切り換るまでの間、全閉となり、四方弁13が冷房運転の状態に切り換る際、予め設定された全開よりも小さい開度となる場合、四方弁13が冷房運転の状態に切り換る際、必ずしも室内膨張弁9を全閉にする必要はない。ただし、立ち上がり間を短縮する上では、本実実施形態のような構成や運転方法にすることが望ましい。
また、本発明は、本実施形態の構成の空気調和装置に限らず、暖房運転と冷房運転を切り換えられる様々な構成の空気調和装置に適用できる。
本発明を適用してなる空気調和装置の一実施形態の概略構成及び動作を示す系統図である。 本発明を適用してなる空気調和装置の一実施形態の暖房運転を開始するときの室外膨張弁、室内膨張弁、室外送風機、及び四方弁の動作を示す図である。 本発明を適用してなる空気調和装置の一実施形態の暖房運転を停止するときの室外膨張弁、室内膨張弁、室外送風機、及び四方弁の動作を示す図である。
符号の説明
1 冷媒循環管路
1a 液側接続配管
1b ガス側接続配管
3 圧縮機
5 室外熱交換器
5a 室外送風機
7 室外膨張弁
9 室内膨張弁
11 室内熱交換器
13 四方弁
19 室外機制御部
21 室内機制御部

Claims (6)

  1. 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、順次、冷媒を循環させる配管で接続して冷凍サイクルを形成し、前記圧縮機の吐出側に設けられた切換手段により、該切換手段よりも冷媒の流れに対して下流側での冷媒の通流方向を切り換えて冷房運転と暖房運転を切り換え可能に形成され、前記圧縮機の吸込み側にアキュムレータを備えていない空気調和装置であり、
    暖房運転を開始するために前記圧縮機を起動したとき、前記切換手段冷房運転の状態、前記室外膨張弁開いた状態、及び前記室外熱交換器に付設された室外送風機停止した状態で運転を行い、その後、前記切換手段暖房運転の状態に切り換えて暖房運転を行うことを特徴とする空気調和装置。
  2. 前記切換手段冷房運転の状態、前記室外膨張弁開いた状態、及び前記室外熱交換器に付設された室外送風機停止した状態で運転を行っているとき、前記室内膨張弁全閉とすることを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。
  3. 前記切換手段冷房運転の状態、前記室外膨張弁開いた状態、及び前記室外熱交換器に付設された室外送風機停止した状態で運転を行った後に前記切換手段暖房運転の状態に切り換えたとき、前記室外膨張弁予め設定された全開よりも小さい開度とすることを特徴とする請求項1または2に記載の空気調和装置。
  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、順次、冷媒を循環させる配管で接続して冷凍サイクルを形成し、前記圧縮機の吐出側に設けられた切換手段により、該切換手段よりも冷媒の流れに対して下流側での冷媒の通流方向を切り換えて冷房運転と暖房運転を切り換え可能に形成され、前記圧縮機の吸込み側にアキュムレータを備えていない空気調和装置であり、
    暖房運転を停止するために前記圧縮機を停止した後、前記切換手段冷房運転の状態に切り換、前記室外膨張弁は、前記切換手段が暖房運転の状態から冷房運転の状態に切り換るまでの間、全閉と、前記切換手段が冷房運転の状態に切り換る際、予め設定された全開よりも小さい開度とすることを特徴とする空気調和装置。
  5. 暖房運転を停止するために前記圧縮機を停止した後、前記切換手段が冷房運転の状態に切り換、前記室外膨張弁は、前記切換手段が暖房運転の状態から冷房運転の状態に切り換るまでの間、全閉と、前記切換手段が冷房運転の状態に切り換る際、予め設定された全開よりも小さい開度とすることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の空気調和装置。
  6. 前記室内膨張弁は、前記切換手段が冷房運転の状態に切り換る際、全閉とすることを特徴とする請求項4または5に記載の空気調和装置。
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