JP4269353B2 - 空気調和機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、万一、冷媒回路の配管が破損した場合にも、室内への冷媒洩れを防ぐことができ、着火の危険性を回避できる空気調和機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、室内機と室外機とが分離されている室内外分離型のルームエアコン,パッケージエアコン,低温冷凍機器の代替冷媒としては、HFC(ハイドロフルオロカーボン)物質であるところのR407CやR410AやR404Aが提案されている。
【0003】
これらの冷媒は、アシュレ(ASHRAE)基準での不燃範囲にある冷媒であり、燃焼抑制作用のあるR125が混合されているので、地球温暖化係数GWP(ニ酸化炭素比)については比較的高い。たとえば、R407CのGWPは1530であり、R410AのGWPは1730であり、R404AのGWPは3260であり、R22のGWPは1500である。
【0004】
ところで、HFC冷媒の中でもR32やR152aは、その分子中に水素を比較的多く含むので、大気寿命が比較的短くGWPも低いが、R32やR152aは弱燃焼性を示す。
【0005】
また、フッ素を含まないプロパン,ブタンなど炭化水素のGWPは殆どゼロに近い反面、強燃性を示す。
【0006】
上記R32など弱燃焼性ガスは、室外空間へ漏洩しても、冷媒ガス濃度は上昇せず、安全上の問題が無い。弱燃焼性ガスは、着火に必要な着火エネルギーが非常に大きい上に、空気中ガス濃度が大きくならないと着火に至らない。したがって、弱燃焼性ガスは、室内居住空間へ漏洩した場合でも着火する可能性が非常に小さい。すなわち、弱燃焼性ガスは、熱交換器のピンホールやフレア接続部からの緩慢な漏洩で室内への漏洩速度が小さな場合には室内や室外へ拡散してもガス濃度が上がらず着火しない。また、運転時には、たとえ冷媒が漏洩したとしても、室内の気流が撹拌されており、気流速度が比較的大きな状態であるので、漏洩冷媒が拡散して、着火するようなガス濃度にならない。
【0007】
しかし、運転停止時には、室内気流状態は比較的安定した状態であるので、漏れた冷媒は拡散されない。このため、比重が空気よりも大きいフッ素冷媒が漏れた場合には、床面近くで冷媒濃度が比較的上昇し易い。したがって、この床面近くで通常有り得ないような大きなエネルギーを瞬間的に発する強力な着火源がある場合などは、着火の可能性が僅かに残る。
【0008】
そこで、従来、運転停止時に冷媒を室外機に閉じ込めておくために、停止前にポンプダウン運転を行って、室内機の冷媒を室外機に移動させることが提案されている。また、冷媒漏洩を検知した際にポンプダウン運転することが提案されている(特開平5−118720号公報参照)。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ポンプダウン運転を長く継続すると、圧縮機の内部温度が異常上昇したり、暖房シーズンでの冷風吹き出しなどの問題が生じるし、エネルギー消費も伴う。したがって、頻繁にポンプダウン運転を行うことは、機器の快適性,信頼性,省エネルギー上望ましくない。
【0010】
そこで、この発明の目的は、運転停止後の温度条件,圧力条件等を利用して、ポンプダウン運転を行わなくても、冷媒を室外機に溜め込むことができ、室内への大量の冷媒漏れを防止できる空気調和機を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1の発明の空気調和機は、室内温度を検出する室内温度センサと、
室外温度を検出する室外温度センサと、
室内機と室外機とを接続する冷媒回路の室外側回路に接続され、上記室外機から上記室内機への冷媒の移動を遮断する閉鎖機構と、
運転後に圧縮機を停止する場合に、上記室外温度センサが検出した室外温度と上記室内温度センサが検出した室内温度とに基づいて、運転を停止している期間に、大部分の冷媒を室外機に溜めると共に上記室外熱交換器から上記室内熱交換機へ冷媒が移動しないように、上記閉鎖機構の開閉を制御する閉鎖機構制御部とを備えたことを特徴としている。
【0012】
この請求項1の発明では、上記閉鎖機構制御部は、上記室外温度と室内温度とに基づいて上記閉鎖機構を制御して、大部分の冷媒を室外機に溜める。代表例として、冷房運転後の停止時で、室外温度が室内温度よりも高いときには、冷媒は運転中の主な滞留場所である室外機から室内機に移動しようとするから、閉鎖機構を遮断する。一方、暖房運転後の停止時で、室外温度が室内温度よりも低いときには、冷媒は運転中の主な滞留場所である室内機から室外機に移動しようとするから、閉鎖機構を開いて室内機から室外機への冷媒移動を促す。
【0013】
したがって、この発明によれば、運転停止後の温度条件,圧力条件等を利用して、ポンプダウン運転を行わなくても、冷媒を室外機に溜め込むことができ、室内への大量の冷媒漏れを防止できる。
【0014】
また、請求項2の発明は、請求項1に記載の空気調和機において、
上記閉鎖機構制御部は、
冷房運転後に圧縮機を停止する場合で、上記室内温度が上記室外温度よりも低いときには、圧縮機の停止前もしくは停止直後に、上記閉鎖機構を閉じて、冷媒回路を遮断することを特徴としている。
【0015】
冷房運転中は冷媒の主な滞留場所は室外機である。そして、冷房運転後に圧縮機を停止した直後には、均圧により室外機から室内機に冷媒が戻ろうとする。その後、室内温度が室外温度よりも低いときには、冷媒は室外機から室内機に自然に移動しようとする。
【0016】
したがって、この場合、請求項2の発明では、閉鎖機構制御部は、圧縮機の停止前もしくは停止直後に上記閉鎖機構を閉じて冷媒回路を遮断する。これにより、冷房運転中に室外機に滞留した大部分の冷媒が、冷房運転停止後に室外機から室内機に移動することを防いで、冷媒を室外機に溜め込むことができる。したがって、ポンプダウン運転を行わなくても、室内への大量の冷媒漏れを防止できる。
【0017】
また、請求項3の発明は、請求項1に記載の空気調和機において、
上記閉鎖機構制御部は、
冷房運転後に圧縮機を停止する場合で、上記室内温度と上記室外温度とが略等しいときには、圧縮機の停止前もしくは停止直後に、上記閉鎖機構を閉じて、冷媒回路を遮断することを特徴としている。
【0018】
この請求項3の発明では、上記閉鎖機構制御部は、冷房運転後に圧縮機を停止する場合で上記室内温度と上記室外温度とが略等しいときには、圧縮機の停止前もしくは停止直後に上記閉鎖機構を閉じて冷媒回路を遮断する。これにより、冷房運転停止後の均圧によって室外機から室内機へ大量の冷媒が移動することを防止でき、ポンプダウン運転を行わなくても、冷媒を室外機に溜め込むことができる。
【0019】
また、請求項4の発明は、請求項1に記載の空気調和機において、
上記閉鎖機構制御部は、
冷房運転後に圧縮機を停止する場合で、上記室内温度が上記室外温度よりも高いときには、圧縮機を停止してから所定時間だけ経過して冷媒が室内機から室外機に移動した後もしくは圧縮機の停止直後に、上記閉鎖機構を閉じて、冷媒回路を遮断することを特徴としている。
【0020】
冷房運転後に圧縮機を停止するときに、大部分の冷媒は室外機に滞留しており、室内温度が室外温度よりも高いときには、冷媒は室内機から室外機に自然に移動しようとする。したがって、この場合、請求項4の発明では、圧縮機を停止してから所定時間だけ経過して冷媒が室内機から室外機に移動した後もしくは圧縮機の停止直後に、上記閉鎖機構を閉じて、冷媒回路を遮断する。これにより、冷房運転中に大部分の冷媒を室外機に滞留させた状態で、冷房運転停止後に、さらに、室内機から室外機に冷媒を移動させ、室外機へのさらなる冷媒移動を図れる。
【0021】
また、請求項5の発明は、請求項1に記載の空気調和機において、
上記閉鎖機構制御部は、
暖房運転後に圧縮機を停止する場合で、上記室内温度が上記室外温度よりも低いときには、圧縮機の停止直前もしくは停止直後に、4路切替弁を冷房運転位置に切換え、閉鎖機構を開にして、冷媒を室内機から室外機に移動させるか、ポンプダウン運転を行って、室内機から室外機に冷媒を圧送してから、閉鎖機構を閉じることを特徴としている。
【0022】
暖房運転中は冷媒の主な滞留場所は室内機である。そして、暖房運転後に圧縮機を停止した場合には、均圧により室内機から室外機に冷媒が移動しようとする。その後、室内温度が室外温度よりも低いときには、冷媒は室外機から室内機に自然に移動しようとする。したがって、この場合、この請求項5の発明では、圧縮機の停止直前もしくは停止直後に、4路切替弁を冷房運転位置に切換え、閉鎖機構を開にして、冷媒を室内機から室外機に移動させるか、ポンプダウン運転を行って、室内機から室外機に冷媒を圧送する。そしてその後、閉鎖機構を閉じる。これにより、圧縮機停止直後の均圧による室内機から室外機への冷媒移動を促進でき、その後は閉鎖機構を閉じて温度差に起因する室外機から室内機への冷媒の自然移動を防ぐ。したがって、この発明によれば、運転停止後の温度条件,圧力条件等を利用して、冷媒を室外機に溜め込むことができ、ポンプダウン運転の回数を抑えながら、室内への大量の冷媒漏れを防止できる。
【0023】
また、請求項6の発明は、請求項1に記載の空気調和機において、
上記閉鎖機構制御部は、
暖房運転後に圧縮機を停止する場合で、上記室内温度と上記室外温度が略等しいときには、圧縮機の停止直前もしくは停止直後に、4路切替弁を冷房運転位置に切り替え、閉鎖機構を開にして、冷媒を室内機から室外機に移動させるか、ポンプダウン運転を行って、室内機から室外機に冷媒を圧送してから、閉鎖機構を閉じることを特徴としている。
【0024】
暖房運転後に圧縮機を停止する場合、圧縮機の停止直後に均圧によって、室内機から室外機に冷媒が急速に移動しようとする。したがって、この請求項6の発明では、圧縮機の停止直前もしくは停止直後に、4路切替弁を冷房運転位置に切換え、閉鎖機構を開にして、冷媒を室内機から室外機に移動させる。あるいは、ポンプダウン運転を行って、室内機から室外機に冷媒を圧送する。
【0025】
したがって、この発明によれば、運転停止後の温度条件,圧力条件等を利用して、冷媒を室外機に溜め込むことができ、ポンプダウン運転の回数を抑えながら、室内への大量の冷媒漏れを防止できる。
【0026】
また、請求項7の発明は、請求項1に記載の空気調和機において、
上記閉鎖機構制御部は、
暖房運転後に圧縮機を停止する場合で、上記室内温度が上記室外温度よりも高いときには、圧縮機を停止してから所定時間だけ経過して冷媒が室内機から室外機に移動した後に、上記閉鎖機構を閉じて、冷媒回路を遮断することを特徴としている。
【0027】
暖房運転後に圧縮機を停止する場合で、上記室内温度が上記室外温度よりも高いときには、室内機に滞留している大部分の冷媒が室内機から室外機に移動しようとする。したがって、この場合、請求項7の発明では、圧縮機を停止してから所定時間だけ経過して冷媒が室内機から室外機に移動した後に、上記閉鎖機構を閉じて、冷媒回路を遮断する。これにより、室内温度と室外温度との温度差を利用して、圧縮機停止後に室内機から室外機へ冷媒を移動させ、冷媒を室外機に溜め込むことができる。したがって、この請求項7の発明によれば、ポンプダウン運転の回数を抑えながら、室内への大量の冷媒漏れを防止できる。
【0028】
また、請求項8の発明は、請求項1に記載の空気調和機において、地球温暖化係数が低くて燃焼性を有する冷媒を使用したことを特徴としている。
【0029】
この請求項8の発明では、地球温暖化係数が低い冷媒を使用したから、地球温暖化を防止できる。同時に、運転停止後の温度条件,圧力条件等を利用して、冷媒を室外機に溜め込むことができるから、燃焼性を有する冷媒が室内へ大量に漏れることを防止でき、火災の危険性をなくすることができる。
【0030】
また、請求項9の発明は、請求項5または6に記載の空気調和機において、上記4路切替弁は、コイルが非励磁のときに冷房運転位置になることを特徴としている。
【0031】
この請求項9の発明では、暖房運転後に圧縮機を停止する場合で、室内温度が室外温度よりも低いか略等しいときに、圧縮機の停止直前もしくは停止直後に4路切替弁を冷房運転位置に切り替え、閉鎖機構を開にして、冷媒を室内機から室外機に移動させる。そして、このとき、4路切替弁のコイルを非励磁にすれば、4路切替弁が冷房運転位置になるので、無駄な電力消費をなくすことができると同時に、4路切替弁の長寿命化を図れる。
【0032】
また、請求項10の発明は、請求項4または7に記載の空気調和機において、圧縮機を停止してから閉鎖機構を閉じるまでの所定時間内に室外ファンと室内ファンの少なくとも一方を運転することを特徴としている。
【0033】
この請求項10の発明では、室外ファン,室内ファンを運転することによって、冷媒の温度を室外温度,室内温度に早く近づけることができるから、室内温度と室外温度の差を利用した室外への冷媒移動を促進できる。なお、室外ファンのみを運転する場合には、室外ファンと室内ファンの両方を運転する場合に比べて、冷媒の移動速度が遅くなるが、運転停止後に室内ファンを運転することによる不快感(停止しているのに室内機から風がでること)をおこさずにすむ。
【0034】
上述のように、この発明は、室内外の温度差や、停止時の室内機と室外機との差圧を利用することにより、運転停止後に冷媒を室内側から室外側へと移動させ、停止時の室内冷媒滞留量を常に最小の状態としておく。このことによって、室内への大量の冷媒漏れを防止する。これにより、R32などの低GWP冷媒を安全に使用するための手段を安価に提供することができる。なお、弱燃焼性を有する冷媒に関しては、R32,R512a,R142b,R143aなどのHFC冷媒や、R717(アンモニア)などがある。また、これらの混合物や、これら以外の冷媒との混合物も各種提案されている。
【0035】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【0036】
図1に、この発明の空気調和機の実施の形態の構成を示す。この空気調和機は、室内熱交換器1,電動膨張弁2,室外熱交換器3,4路切替弁5が順に閉ループ状に接続されており、上記4路切替弁5の残りの2つの端子5c,5dに圧縮機6が接続されている。そして、この圧縮機6の吐出側と端子5dとの間に吐出方向に向かって順方向の逆止弁7が接続されている。
【0037】
図1の室内機10は、上記室内熱交換器1と室内クロスフローファン11を有し、この室内機10には、室内温度センサ12が取り付けられている。また、室外機13は、室外熱交換器3と室外ファン15を有し、この室外機13には、室外温度センサ16が取り付けられている。
【0038】
そして、上記室内温度センサ12と室外温度センサ16は、信号線で制御部17に接続されている。この制御部17は、室内温度センサ12からの室内温度を表す信号と、室外温度センサ16からの室外温度を表す信号とに基づいて、電動膨張弁2,4路切替弁5,室内クロスフローファン11,室外ファン15および圧縮機6を制御する。
【0039】
次に、上記制御部17の動作を説明する。この制御部17は、冷房後の停止時には、室内温度と室外温度の組み合わせに応じて、次の(1),(2),(3)のように動作する。
【0040】
(1) 冷房運転後の停止時に、室内温度が室外温度よりも低い場合には、圧縮機6の停止前または停止直後に、電動膨張弁2を全閉にし、かつ、4路切替弁5を破線で示す冷房位置にする。これにより、室外側の冷媒回路21Aが電動膨張弁2によって閉鎖され、室外側の冷媒回路21Bが4路切替弁5と逆止弁7によって室外側から室内側への方向の冷媒流が遮断される。この遮断によって、圧縮機6の停止直後の均圧によって、室外熱交換器3から室内熱交換器1の方向に冷媒が移動することを防止し、かつ、均圧後の室内外温度差によって室外熱交換器3から室内熱交換器1に冷媒が移動することを防止できる。なお、電動膨張弁2による上記遮断のタイミングを圧縮機6の停止前に設定することによって、均圧による冷媒逆流を完全に防止できる。
【0041】
(2) 冷房運転後の停止時に、室内温度と室外温度が略等しい場合には、前記(1)の場合と同じく、電動膨張弁2を全閉にし、かつ、4路切替弁5を冷房位置にして、室外側冷媒回路21A,21Bと室内側冷媒回路22A,22Bとを遮断する。この遮断によって、圧縮機6の停止直後の均圧によって、室外熱交換器3から室内熱交換器1の方向に冷媒が移動することを防止できる。
【0042】
(3) 冷房運転後の停止時に、室内温度が室外温度よりも高い場合には、温度差によって、冷媒が室内機10から室外機13に移動しようとする。したがって、圧縮機6を停止してから所定時間が経過した後に、4路切替弁5を冷房位置にし、電動膨張弁2を全閉にして、室外側冷媒回路21A,21Bと室内側冷媒回路22A,22Bとを遮断する。これにより、冷房運転中に大部分の冷媒が滞留している室外機13に、冷房運転後にさらに、冷媒を溜め込むことができる。これにより、万一の冷媒配管の折損事故時にも、室内への冷媒漏れを最小限に抑えることができる。なお、上記制御部17が電動膨張弁2を全開にしているときに、室外ファン15を駆動すれば、室外熱交換器3の温度をより一層低下させて、温度差に起因する室内機10から室外機13への冷媒移動を促進させることができる。このとき、室外ファン15と室内ファン11の両方を駆動すれば、上記温度差を一層大きくできるが、停止後に室内ファン11を回すことで室内機10から風が出るから、快適性を損なう可能性がある。
【0043】
また、この制御部17は、暖房後の停止時には、室内温度と室外温度の組み合わせに応じて、次の(4),(5),(6)のように動作する。
【0044】
(4) 暖房運転後の停止時に、室内温度が室外温度よりも低い場合には、この温度差に起因して室外機13から室内機10に冷媒が移動しようとするが、圧縮機停止直後の均圧時には、室内機10から室外機13に冷媒が移動しようとする。したがって、制御部17は、圧縮機停止直後の均圧期間だけ、電動膨張弁2を全開にし、4路切替弁5を冷房位置に切換えて、室内機10から室外機13に冷媒を移動させる。その後、電動膨張弁2を全閉にして、冷媒回路を閉鎖する。
【0045】
(5) 暖房運転後の停止時に、室内温度と室外温度とが略等しい場合には、前記(4)と同様に、制御部17は、圧縮機停止直後の均圧期間だけ電動膨張弁2を全開にし、4路切替弁5を冷房位置に切換えて、室内機10から室外機13に冷媒を移動させる。その後、電動膨張弁2を全閉にして、冷媒回路を閉鎖する。
【0046】
(6) 暖房運転後の停止時に、室内温度が室外温度よりも高い場合には、この温度差に起因して、室内機10から室外機13に冷媒が移動しようとする。したがって、制御部17は、圧縮機停止直後の均圧期間に加えて、その後の温度差による冷媒移動期間だけ、電動膨張弁2を全開にし、4路切替弁5を冷房位置にして、室内機10から室外機13に冷媒を移動させる。その後、電動膨張弁2を全閉にして、冷媒回路を閉鎖する。なお、上記制御部17が電動膨張弁2を全開にしているときに、室外ファン15を駆動すれば、温度差に起因する室内機10から室外機13への冷媒移動を促進させることができる。このとき、室外ファン15と室内ファン11の両方を駆動すれば、上記温度差を一層大きくできる利点があるが、停止後に室内ファン11を回すことで室内機10から風が出るから、快適性を損なう可能性がある。
【0047】
なお、上記(4)と(5)のケースにおいて、4路切替弁5を冷房位置に切り替えてポンプダウン運転を行って、室内機10から室外機13に向かって強制的に冷媒を圧送してもよい。
【0048】
次に、図3に、冷房運転後の停止時に、室内温度が室外温度よりも低い場合(上記(1)のケース)における室内側と室外側に対する冷媒分布の時間的変化を示す。図3に示すように、冷房運転中は、約9割の冷媒が室外側に存在する。そして、制御部17が圧縮機6の停止信号および電動膨張弁2を閉動作させる信号を出力すると、所定の短い過渡期間後に、圧縮機6が停止し、かつ、冷媒回路が遮断される。上記過渡期間において、冷媒は更に室外側から室内側に移動し、室外側冷媒回路に全冷媒の95%以上が溜め込まれる。そして、上記冷媒回路が遮断された後は、室外側冷媒回路に95%以上の冷媒が溜め込まれた状態を保つこととなる。したがって、万一、腐食や地震によって、室内側配管の折損事故が起こった場合にも、室内側への冷媒漏れを最小限に抑えることができ、冷媒ガスへの引火の可能性を略零にすることができる。。
【0049】
次に、図4に、暖房運転後の停止時に、室内温度が室外温度よりも高い場合(上記(6)のケース)における室内側と室外側に対する冷媒分布の時間的変化を示す。図4に示すように、暖房運転中は、約4割の冷媒が室外側に在る。そして、制御部17が圧縮機6を停止させた直後の均圧期間において、冷媒が室外側から室内側へ移動し、約7割の冷媒が室外側に溜め込まれる。そしてその後は、室内外温度差に起因して、室内側から室外側に徐々に冷媒が移動し、所定時間(例えば10時間)が経過した安定期間において、約8割の冷媒が室外側に溜め込まれる。このとき、電動膨張弁2を閉じ、4路切替弁5は冷房位置のままにして、冷媒回路を遮断する。これにより、停止時の室内冷媒滞留量を常に最小の状態にして、室内への大量の冷媒漏れを防止することができる。
【0050】
なお、上記実施の形態では、電動膨張弁2でもって閉鎖機構の一部を構成したが、図2に示すように、減圧機構25に並列に閉鎖弁26を接続して閉鎖機構の一部を構成してもよい。この場合には、この閉鎖弁26を開にすることによって、室外側冷媒回路21Aを開にできる。また、減圧機構25を閉にし、かつ、閉鎖弁26を閉にすることによって、室外側冷媒回路21Aを閉にできる。この閉鎖弁26によれば、電動膨張弁2を用いた場合に比べて、短時間で確実に室外側冷媒回路21Aを開にできる。
【0051】
尚、上記実施の形態では、弱燃焼性を有する低GWP冷媒としてR32を用いたが、弱燃焼性を有する低GWP冷媒として、R32以外のR152a,R142b,R143aなどのHFC冷媒や、R717(アンモニア)を用いてもよい。また、これらの混合物や、これら以外の冷媒との混合物を用いても良い。また、上記実施形態では、室外機と室内機とが分離されていたが、この発明は、ウインド型エアコンディショナのように、室外側部分と室内側部分とが表裏一体となった空気調和機にも適用できる。
【0052】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項1の発明の空気調和機は、閉鎖機構制御部でもって、室外温度と室内温度とに基づいて閉鎖機構の開閉を制御して、大部分の冷媒を室外機に溜める。代表例として、冷房運転後の停止時で、室外温度が室内温度よりも高いときには、冷媒は運転中の主な滞留場所である室外機から室内機に移動しようとするから、閉鎖機構を遮断する。一方、暖房運転後の停止時で、室外温度が室内温度よりも低いときには、冷媒は運転中の主な滞留場所である室内機から室外機に移動しようとするから、閉鎖機構を開いて室内機から室外機への冷媒移動を促す。
【0053】
したがって、この発明によれば、運転停止後の温度条件,圧力条件等を利用して、ポンプダウン運転を行わなくても、冷媒を室外機に溜め込むことができ、室内への大量の冷媒漏れを防止できる。
【0054】
また、請求項2の発明は、請求項1に記載の空気調和機において、上記閉鎖機構制御部は、冷房運転後に圧縮機を停止する場合で、上記室内温度が上記室外温度よりも低いときには、圧縮機の停止前もしくは停止直後に、上記閉鎖機構を閉じて、冷媒回路を遮断する。
【0055】
したがって、この請求項2の発明では、閉鎖機構制御部が、圧縮機の停止前もしくは停止直後に上記閉鎖機構を閉じて冷媒回路を遮断することによって、冷房運転中に室外機に滞留した大部分の冷媒が、冷房運転停止後に室外機から室内機に移動することを防ぎ、冷媒を室外機に溜め込める。したがって、ポンプダウン運転を行わなくても、室内への大量の冷媒漏れを防止できる。
【0056】
また、請求項3の発明では、閉鎖機構制御部は、冷房運転後に圧縮機を停止する場合で室内温度と室外温度とが略等しいときには、圧縮機の停止前もしくは停止直後に閉鎖機構を閉じて冷媒回路を遮断する。これにより、冷房運転停止後の均圧によって室外機から室内機へ大量の冷媒が移動することを防止できて、ポンプダウン運転を行わなくても、冷媒を室外機に溜め込める。
【0057】
また、請求項4の発明は、請求項1に記載の空気調和機において、圧縮機を停止してから所定時間だけ経過して冷媒が室内機から室外機に移動した後もしくは圧縮機の停止直後に、閉鎖機構を閉じて冷媒回路を遮断する。これにより、冷房運転中に大部分の冷媒を室外機に滞留させた状態で、冷房運転停止後に、さらに、室内機から室外機に冷媒を移動させ、室外機へのさらなる冷媒移動を図れる。
【0058】
また、請求項5の発明は、暖房運転後に圧縮機を停止する場合で、室内温度が室外温度よりも低いときには、圧縮機の停止直前もしくは停止直後に、4路切替弁を冷房運転位置に切換え、閉鎖機構を開にして、冷媒を室内機から室外機に移動させるか、ポンプダウン運転を行って、室内機から室外機に冷媒を圧送する。そしてその後、閉鎖機構を閉じる。これにより、圧縮機停止直後の均圧による室内機から室外機への冷媒移動を促進でき、その後は閉鎖機構を閉じて温度差に起因する室外機から室内機への冷媒の自然移動を防ぐ。したがって、この発明によれば、運転停止後の温度条件,圧力条件等を利用して、冷媒を室外機に溜め込むことができ、ポンプダウン運転の回数を抑えながら、室内への大量の冷媒漏れを防止できる。
【0059】
また、請求項6の発明では、暖房運転後に圧縮機を停止する場合、圧縮機の停止直後に均圧によって、室内機から室外機に冷媒が急速に移動しようとするから、圧縮機の停止直前もしくは停止直後に、4路切替弁を冷房運転位置に切換え、閉鎖機構を開にして、冷媒を室内機から室外機に移動させる。あるいは、ポンプダウン運転を行って、室内機から室外機に冷媒を圧送する。
【0060】
したがって、この発明によれば、運転停止後の温度条件,圧力条件等を利用して、冷媒を室外機に溜め込むことができ、ポンプダウン運転の回数を抑えながら、室内への大量の冷媒漏れを防止できる。
【0061】
また、請求項7の発明では、上記室内温度が上記室外温度よりも高いときに暖房運転後に圧縮機を停止する場合、圧縮機を停止してから所定時間だけ経過して冷媒が室内機から室外機に移動した後に、上記閉鎖機構を閉じて、冷媒回路を遮断する。これにより、室内温度と室外温度との温度差を利用して、圧縮機停止後に室内機から室外機へ冷媒を移動させ、冷媒を室外機に溜め込むことができる。したがって、この請求項7の発明によれば、ポンプダウン運転の回数を抑えながら、室内への大量の冷媒漏れを防止できる。
【0062】
また、請求項8の発明では、地球温暖化係数が低い冷媒を使用したから、地球温暖化を防止できる。同時に、運転停止後の温度条件,圧力条件等を利用して、冷媒を室外機に溜め込むことができるから、燃焼性を有する冷媒が室内へ大量に漏れることを防止でき、火災の危険性をなくすることができる。
【0063】
また、請求項9の発明では、請求項5または6に記載の空気調和機において、4路切替弁として、コイルが非励磁のときに冷房運転位置になるものを用いた。この請求項9の発明では、暖房運転後に圧縮機を停止する場合で、室内温度が室外温度よりも低いか略等しいときに、圧縮機の停止直前もしくは停止直後に4路切替弁を冷房運転位置に切り替え、閉鎖機構を開にして、冷媒を室内機から室外機に移動させる。そして、このとき、4路切替弁のコイルを非励磁にすれば、4路切替弁が冷房運転位置になるので、無駄な電力消費をなくすことができると同時に、4路切替弁の長寿命化を図れる。
【0064】
また、請求項10の発明は、請求項4または7に記載の空気調和機において、圧縮機を停止してから閉鎖機構を閉じるまでの所定時間内に室外ファンと室内ファンの少なくとも一方を運転する。この請求項10の発明では、室外ファン,室内ファンを運転することによって、冷媒の温度を室外温度,室内温度に早く近づけることができるから、室内温度と室外温度の差を利用した室外への冷媒移動を促進できる。なお、室外ファンのみを運転する場合には、室外ファンと室内ファンの両方を運転する場合に比べて、冷媒の移動速度が遅くなるが、運転停止後に室内ファンを運転することによる不快感(停止しているのに室内機から風がでること)をおこさずにすむ。
【0065】
上述のように、この発明は、室内外の温度差や、停止時の室内機と室外機との差圧を利用することにより、運転停止後に冷媒を室内側から室外側へと移動させ、停止時の室内冷媒滞留量を常に最小の状態としておく。このことによって、室内への大量の冷媒漏れを防止する。これにより、R32などの低GWP冷媒を安全に使用するための手段を安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の空気調和機の第1実施形態の構成を示す図である。
【図2】 上記第1実施形態の変形例を示す図である。
【図3】 冷房運転停止後で(室内温度<室外温度)の場合の冷媒量分布の時間推移を示すグラフである。
【図4】 暖房運転停止後で(室内温度>室外温度)の場合の冷媒量分布の時間推移を示すグラフである。
【符号の説明】
1…室内熱交換器、2…電動膨張弁、3…室外熱交換器、
5…4路切替弁、6…圧縮機、7…逆止弁、10…室内機、
11…室内クロスフローファン、12…室内温度センサ、13…室外機、
15…室外ファン、16…室外温度センサ、17…制御部、
21A,21B…室外側冷媒回路、22A,22B…室内側冷媒回路、
25…減圧機構、26…閉鎖弁。
Claims (10)
- 室内温度を検出する室内温度センサ(12)と、
室外温度を検出する室外温度センサ(16)と、
室内機(10)と室外機(13)とを接続する冷媒回路の室外側回路(21A,21B)に接続され、上記室外機(13)から上記室内機(10)への冷媒の移動を遮断する閉鎖機構(2,5,7,26)と、
運転後に圧縮機を停止する場合に、上記室外温度センサ(16)が検出した室外温度と上記室内温度センサ(12)が検出した室内温度とに基づいて、運転を停止している期間に、大部分の冷媒を室外機(13)に溜めると共に上記室外熱交換器から上記室内熱交換機へ冷媒が移動しないように、上記閉鎖機構(2,5,7,26)の開閉を制御する閉鎖機構制御部(17)とを備えたことを特徴とする空気調和機。 - 請求項1に記載の空気調和機において、
上記閉鎖機構制御部(17)は、
冷房運転後に圧縮機(6)を停止する場合で、上記室内温度が上記室外温度よりも低いときには、圧縮機(6)の停止前もしくは停止直後に、上記閉鎖機構(2,5,7,26)を閉じて、冷媒回路を遮断することを特徴とする空気調和機。 - 請求項1に記載の空気調和機において、
上記閉鎖機構制御部(17)は、
冷房運転後に圧縮機(6)を停止する場合で、上記室内温度と上記室外温度とが略等しいときには、圧縮機(6)の停止前もしくは停止直後に、上記閉鎖機構(2,5,7,26)を閉じて、冷媒回路を遮断することを特徴とする空気調和機。 - 請求項1に記載の空気調和機において、
上記閉鎖機構制御部(17)は、
冷房運転後に圧縮機(6)を停止する場合で、上記室内温度が上記室外温度よりも高いときには、圧縮機(6)を停止してから所定時間だけ経過して冷媒が室内機(10)から室外機(13)に移動した後もしくは圧縮機(6)の停止直後に、上記閉鎖機構(2,5,7,26)を閉じて、冷媒回路を遮断することを特徴とする空気調和機。 - 請求項1に記載の空気調和機において、
上記閉鎖機構制御部(17)は、
暖房運転後に圧縮機(6)を停止する場合で、上記室内温度が上記室外温度よりも低いときには、圧縮機(6)の停止直前もしくは停止直後に、4路切替弁(5)を冷房運転位置に切換え、閉鎖機構(2,5,7,26)を開にして、冷媒を室内機(10)から室外機(13)に移動させるか、ポンプダウン運転を行って、室内機(10)から室外機(13)に冷媒を圧送してから、閉鎖機構(2,5,7,26)を閉じることを特徴とする空気調和機。 - 請求項1に記載の空気調和機において、
上記閉鎖機構制御部(17)は、
暖房運転後に圧縮機(6)を停止する場合で、上記室内温度と上記室外温度が略等しいときには、圧縮機(6)の停止直前もしくは停止直後に、4路切替弁(5)を冷房運転位置に切換え、閉鎖機構(2,5,7,26)を開にして、冷媒を室内機(10)から室外機(13)に移動させるか、ポンプダウン運転を行って、室内機(10)から室外機(13)に冷媒を圧送してから、閉鎖機構(2,5,7,26)を閉じることを特徴とする空気調和機。 - 請求項1に記載の空気調和機において、
上記閉鎖機構制御部(17)は、
暖房運転後に圧縮機(6)を停止する場合で、上記室内温度が上記室外温度よりも高いときには、圧縮機(6)を停止してから所定時間だけ経過して冷媒が室内機(10)から室外機(13)に移動した後に、上記閉鎖機構(2,5,7,26)を閉じて、冷媒回路を遮断することを特徴とする空気調和機。 - 請求項1に記載の空気調和機において、
地球温暖化係数が低くて燃焼性を有する冷媒を使用したことを特徴とする空気調和機。 - 請求項5または6に記載の空気調和機において、
上記4路切替弁(5)は、コイルが非励磁のときに冷房運転位置になることを特徴とする空気調和機。 - 請求項4または7に記載の空気調和機において、
圧縮機(6)を停止してから閉鎖機構(2,5,7,26)を閉じるまでの所定時間内に室外ファン(15)と室内ファン(11)の少なくとも一方を運転することを特徴とする空気調和機。
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