JP4169526B2 - 空気調和装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、逆サイクル除霜運転時の配管振動を抑制した技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室外電動弁、室内電動弁及び室内熱交換器を備え、暖房運転中に四方弁を逆位置に切り替えて、圧縮機から吐出される冷媒を、暖房運転サイクルとは逆のサイクルで室外熱交換器に流す逆サイクル除霜運転を行う空気調和装置が知られている。
【0003】
図3は、逆サイクル除霜運転の従来のタイミングチャートである。
【0004】
暖房運転時には、圧縮機が駆動され、四方弁が暖房位置に切り替えられ、室外電動弁が暖房負荷に応じて制御され、室内電動弁が全開で制御される。これに対し、除霜運転が必要になると、それに先立って1分間、圧縮機が停止され、室外電動弁が全閉にされる。1分間を経た後、圧縮機が駆動されると同時に、四方弁が逆位置に切り替えられ、室外電動弁が全開にされ、室内電動弁が約半開に制御されて逆サイクル除霜運転が行われる。
【0005】
この除霜運転の終了後には、1分間、圧縮機が停止され、室外電動弁と室内電動弁の両方が全閉に制御される。その後、圧縮機が駆動され、四方弁が暖房位置に切り替えられ、室外電動弁が暖房負荷に応じて制御され、室内電動弁が全開に制御され、元の暖房運転に復帰する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の構成では、除霜運転の停止後、室外電動弁と室内電動弁とを全閉にしているため、配管内の高低圧のバランスがとれず、この状態から暖房運転に復帰する場合、圧縮機の起動によって、配管内にショックが発生し、大きな配管振動が生じるという問題があった。
【0007】
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、暖房運転への復帰時、圧縮機の起動による配管振動の発生を抑制することができる空気調和装置を提供することにある。
【0008】
【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、四方弁、室外熱交換器、室外電動弁、室内電動弁及び室内熱交換器を備え、暖房運転中に四方弁を逆位置に切り替えて、圧縮機から吐出される冷媒を、暖房運転サイクルとは逆のサイクルで室外熱交換器に流す逆サイクル除霜運転を行う空気調和装置において、逆サイクル除霜運転が終了した後、四方弁を逆位置としたまま、所定時間、圧縮機の運転を停止する手段と、この時間が経過した後、四方弁を暖房位置に復帰させ、時間間隔をあけて圧縮機を起動して元の暖房運転に復帰させる手段と、逆サイクル除霜運転中から元の暖房運転に復帰するまでの間、室外電動弁を全開に維持する手段と、を備えたことを特徴とする。
【0009】
請求項2記載の発明は、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室外電動弁、室内電動弁及び室内熱交換器を備え、暖房運転中に四方弁を逆位置に切り替えて、圧縮機から吐出される冷媒を、暖房運転サイクルとは逆のサイクルで室外熱交換器に流す逆サイクル除霜運転を行う空気調和装置において、逆サイクル除霜運転が終了した後、四方弁を逆位置としたまま、所定時間、圧縮機の運転を停止する手段と、この時間が経過した後、四方弁を暖房位置に復帰させ、時間間隔をあけて圧縮機を起動して元の暖房運転に復帰させる手段と、逆サイクル除霜運転中から元の暖房運転に復帰するまでの間、室内電動弁を略半開に維持する手段と、を備えたことを特徴とする。
【0010】
請求項3記載の発明は、請求項2記載のものにおいて、逆サイクル除霜運転中から元の暖房運転に復帰するまでの間、室外電動弁を全開に維持する手段を備えたことを特徴とする。
【0011】
請求項4記載の発明は、請求項1からのいずれかに記載のものにおいて、暖房運転から逆サイクル除霜運転に移行する間、所定時間、圧縮機を停止させるとともに室内電動弁を全開にした状態を維持することを特徴とする。
【0012】
これらの発明では、暖房運転に復帰する際の圧縮機の起動時に、すでに四方弁が切り替えられ、しかも配管内の高低圧差が少ない。これによると、圧縮機起動時の液ハンマによるショックが少ない。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【0014】
図1において、1は圧縮機を示しており、この圧縮機1には四方弁3を介して室外熱交換器5が接続されている。この室外熱交換器5には室外電動膨張弁(以下、室外電動弁)6を介してレシーバタンク7が接続され、このレシーバタンク7には管路9を介して蓄熱槽電動弁11、サブクール弁13、逆止弁14および室内電動膨張弁(以下、電動弁)15が接続され、この電動弁15は管路20を介して室内機17の室内熱交換器19に接続されている。この室内機17の室内熱交換器19は管路20を介して四方弁3に接続され、この四方弁3にはアキュムレータ21および圧縮機1が接続されている。
【0015】
本空気調和装置では、上述したサブクール弁13、逆止弁14、電動弁15および室内機17をバイパスするように管路22が接続され、この管路22には蓄熱コイル23および二方弁24が接続されている。上述した蓄熱コイル23は蓄熱槽25中に水没状態で設置されている。
【0016】
レシーバタンク7は、解氷弁26および逆止弁27を有した管路28を介して、蓄熱コイル23と二方弁24を接続する管路22に接続され、また、レシーバタンク7は液ライン弁29を有した管路30を介して逆止弁14と電動弁15を接続する管路9に接続されている。室外電動弁6とレシーバタンク7の間にはリキッド弁31およびキャピラリチューブ32を有した管路32が接続され、この管路32は圧縮機21の吸込に接続されている。
【0017】
製氷運転時には、四方弁3が実線位置に切り替わり、圧縮機1から吐出された冷媒が、四方弁3、室外熱交換器5、室外電動弁6の順に流れてレシーバタンク7に入り、ここから管路9、蓄熱槽電動弁11、管路22を経て、蓄熱槽25中の蓄熱コイル23に流入し、ここで蒸発して蓄熱槽25中に製氷し、二方弁24、四方弁3、アキュムレータ21を経て圧縮機1に戻される。
【0018】
通常冷房運転時には、四方弁3が実線位置に切り替わり、圧縮機1から吐出された冷媒が、四方弁3、室外熱交換器5、室外電動弁6の順に流れてレシーバタンク7に入り、ここから管路30、液ライン弁29に至り、さらに電動弁15を経て、室内機17の室内熱交換器19に流入し、ここで蒸発して気化し、管路20、四方弁3、アキュムレータ21を経て圧縮機1に戻される。
【0019】
蓄熱冷房運転時には、四方弁3が実線位置に切り替わり、圧縮機1から吐出された冷媒が、四方弁3、室外熱交換器5、室外電動弁6の順に流れてレシーバタンク7に入り、ここから管路28、解氷弁26、逆止弁27を経て、蓄熱槽25中の蓄熱コイル23に流入し、ここで冷却され氷から冷熱を得て、管路22、サブクール弁13、逆止弁14に至り、さらに電動弁15を経て、室内機17の室内熱交換器19に流入し、ここで蒸発して気化し、管路20、四方弁3、並びにアキュムレータ21を経て圧縮機1に戻される。
【0020】
暖房運転時には、四方弁3が破線位置に切り替わり、圧縮機1から吐出された冷媒が、四方弁3を介して、室内機17の室内熱交換器19に流入し、ここで凝縮した後に、電動弁15、液ライン弁29を経てレシーバタンク7に入り、ここから室外電動弁6を経て、室外熱交換器5に流入し、ここで蒸発して気化した後、四方弁3、アキュムレータ21を経て圧縮機1に戻される。
【0021】
つぎに、除霜運転について説明する。
【0022】
暖房運転中に、室外熱交換器5への着霜が検知されると、四方弁3が逆位置(実線位置)に切り替えられ、圧縮機1から吐出された冷媒が、上述した暖房運転サイクルとは逆のサイクル(冷房運転サイクル)に沿って流れ、いわゆるホットガスが室外熱交換器5に流入し、この室外熱交換器5が除霜される。すなわち、逆サイクル除霜運転である。
【0023】
図2は、逆サイクル除霜運転のタイミングチャートである。
【0024】
上記の暖房運転時には、圧縮機1が駆動され、四方弁3が暖房位置A(図1の破線位置)に切り替えられ、室外電動弁6が暖房負荷に応じて制御され、室内電動弁15が略半開B(中間開度)で制御される。
【0025】
除霜運転が必要になると、それに先立って1分間、四方弁3は暖房位置Aのまま、圧縮機1が停止される。この場合、室外電動弁6及び室内電動弁15は全開C,Dにされる。1分間を経た後、圧縮機1が駆動されると同時に、四方弁3が逆位置Eに切り替えられ、室外電動弁6が全開Cのまま、室内電動弁15が約半開Fに制御されて逆サイクル除霜運転が行われる。
【0026】
この除霜運転の終了後、80秒間、四方弁3が逆位置Eで、室外電動弁6が全開Cで、室内電動弁15が約半開Fのまま、圧縮機1の運転が停止される。80秒間が経過した後、室外電動弁6が全開Cで、室内電動弁15が約半開Fのまま、四方弁3が暖房位置Aに切り替えられ、ついで、10秒間、時間間隔をあけて圧縮機1が起動されて元の暖房運転に復帰する。
【0027】
ところで、四方弁3は、配管内の高低圧にある程度の圧力差が生じないと、切り替えられない構造である。従って、圧縮機1を停止させる80秒間があまり長く設定されると、配管内の高低圧がバランスし、四方弁3を切り替えることができなくなる。そこで、配管内に若干の高低圧差が生じている間、すなわち配管内の高低圧がほぼ完全にバランスする前に、まず四方弁3を切り替え、その後、配管内の高低圧がほぼ完全にバランスした後、圧縮機1を起動させて、元の暖房運転に復帰させることとした。
【0028】
本実施形態では、圧縮機1の起動時に、すでに四方弁3は切り替えられ、しかも、配管内に高低圧差がほとんどないため、この圧縮機1の起動時にショックが発生することがなく、配管の振動が大幅に抑制された。ちなみに、配管内の高低圧がほぼ完全にバランスした後であっても、圧縮機1の起動と、四方弁3の切り替えとを同時に行った場合、配管内に液ハンマが生じ、大きな配管振動の発生することが判明している。
【0029】
図2において、逆サイクル除霜運転から元の暖房運転に復帰するまでの間(90秒間)、室外電動弁6が全開Cに維持され、室内電動弁15が略半開Fに維持されるため、従来のように各弁を全閉に制御した場合に比べ、短時間で高低圧のバランスをとることができる。
【0030】
また、暖房運転から逆サイクル除霜運転に移行するまでの間(1分間)、室外電動弁6が全開Cに維持されるため、従来のように当該弁を全閉に制御した場合に比べ、高低圧のバランスを効率よくとることができる。従って、逆サイクル除霜運転への移行時に、圧縮機1を起動する際のショックが低減されて、配管振動を抑制することができる。
【0031】
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0032】
【発明の効果】
本発明では、暖房運転に復帰する際の圧縮機の起動時、すでに四方弁が切り替えられ、しかも配管内の高低圧差が少ないため、液ハンマによるショックが少なく、配管振動が大幅に抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る空気調和装置の一実施形態を示す冷媒回路図である。
【図2】逆サイクル除霜運転のタイミングチャートである。
【図3】従来の逆サイクル除霜運転のタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 圧縮機
3 四方弁
5 室外熱交換器
6 室外電動膨張弁
15 室内電動膨張弁
19 室内熱交換器

Claims (4)

  1. 圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室外電動弁、室内電動弁及び室内熱交換器を備え、暖房運転中に四方弁を逆位置に切り替えて、圧縮機から吐出される冷媒を、暖房運転サイクルとは逆のサイクルで室外熱交換器に流す逆サイクル除霜運転を行う空気調和装置において、
    逆サイクル除霜運転が終了した後、四方弁を逆位置としたまま、所定時間、圧縮機の運転を停止する手段と、
    この時間が経過した後、四方弁を暖房位置に復帰させ、時間間隔をあけて圧縮機を起動して元の暖房運転に復帰させる手段と
    逆サイクル除霜運転中から元の暖房運転に復帰するまでの間、室外電動弁を全開に維持する手段と、
    を備えたことを特徴とする空気調和装置。
  2. 圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室外電動弁、室内電動弁及び室内熱交換器を備え、暖房運転中に四方弁を逆位置に切り替えて、圧縮機から吐出される冷媒を、暖房運転サイクルとは逆のサイクルで室外熱交換器に流す逆サイクル除霜運転を行う空気調和装置において、
    逆サイクル除霜運転が終了した後、四方弁を逆位置としたまま、所定時間、圧縮機の運転を停止する手段と、
    この時間が経過した後、四方弁を暖房位置に復帰させ、時間間隔をあけて圧縮機を起動して元の暖房運転に復帰させる手段と
    逆サイクル除霜運転中から元の暖房運転に復帰するまでの間、室内電動弁を略半開に維持する手段と、
    を備えたことを特徴とする空気調和装置。
  3. 逆サイクル除霜運転中から元の暖房運転に復帰するまでの間、室外電動弁を全開に維持する手段を備えることを特徴とする請求項2記載の空気調和装置。
  4. 暖房運転から逆サイクル除霜運転に移行する間、所定時間、圧縮機を停止させるとともに室外電動弁を全開にした状態を維持することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の空気調和装置。
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