JP4735557B2

JP4735557B2 - 冷凍装置

Info

Publication number: JP4735557B2
Application number: JP2007024886A
Authority: JP
Inventors: 明治小島
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2027-02-02
Also published as: JP2008190767A

Description

本発明は、冷凍装置に関し、特に、低外気温時における冷媒の溜まり込み防止対策に関するものである。

従来、特許文献１に示されているように、複数台の室内熱交換器と複数台の室外熱交換器を備えた空気調和装置がある。この空気調和装置は、室内の空調負荷に対応して室外ユニットの圧縮機の運転容量を制御すると共に、室外ユニットの運転台数をも制御している。
特開平８−２００９０２号公報

しかしながら、従来の空気調和装置においては、室外ユニットの運転台数を制御しているので、冬季などの冷房運転時などにおいて、外気温度が低い場合、停止する室外ユニットが生じる。

このため、長期間停止している室外ユニットには液冷媒が溜まり込み、いわゆる寝込みが生ずることとなる。この結果、冷媒回路中の冷媒不足や圧縮機の起動時における液バック等が生ずるという問題があった。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、低外気温時における冷媒の溜まり込み防止等を目的とする。

本発明は、冷媒回路(10)の運転中に外気温が所定温度以下になると、停止している室外ユニット(3a,3b)の圧縮機(11)を駆動するようにしたものである。

第１の発明は、圧縮機(11)をそれぞれ備えた複数台の室外ユニット(3a,3b)が互いに並列に接続された冷媒回路(10)を備えた冷凍装置を前提としている。

冷媒回路(10)の冷却運転中に外気温度が所定温度以下に低下すると、停止している室外ユニット(3a,3b)の圧縮機(11)を駆動させる圧縮機制御手段(41)を備えている。

上記圧縮機制御手段(41)は、外気温度が所定温度以下で低温度になるに従って駆動させた圧縮機(11)の容量を増大させるように構成されている。

上記第１の発明では、通常の冷房運転中に外気温度が所定温度以下になると、停止状態の室外ユニット(3a,3b)の圧縮機(11)を駆動させる。

つまり、室外ユニット(3a)が長時間停止すると、液冷媒が溜まり込む恐れがあるので、室外ユニット(3a)の圧縮機(11)を駆動させ、圧縮機(11)に液冷媒が溜まり込むことを未然に防止する。

そして、停止状態の室外ユニット(3a)を駆動させた場合、室外ユニット(3a)の圧縮機(11)の運転容量を、外気温度が低温度になるに従って増大し、液冷媒の溜まり込みを確実に防止する。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記外気温度が上記所定温度以下の状態で室外ユニット(3a,3b)の停止時間が所定時間以上継続した場合、上記停止している室外ユニット(3a,3b)の圧縮機(11)を駆動させるように構成されている。

上記第２の発明では、室外ユニット(3a)の停止時間が所定時間以上継続し、且つ外気温度が所定温度以下になると、液冷媒が溜まり込む可能性が極めて高いので、室外ユニット(3a)の圧縮機(11)を駆動させる。

上記本発明によれば、冷媒回路(10)の冷却運転中に外気温度が所定温度以下になると、停止状態の室外ユニット(3a,3b)の圧縮機(11)を駆動させる構成としたため、圧縮機(11)に液冷媒が溜まり込むことを未然に防止することができる。この結果、冷媒不足や、いわゆる圧縮機の液バック等を確実に防止することができることから、圧縮機(11)の信頼性の向上を図ることができる。

また、外気温度が所定温度以下で、低温度になるに従って駆動させた圧縮機(11)の容量を増大させる構成としたため、液冷媒の溜まり込みをより確実に防止することができる。

また、上記第２の発明によれば、外気温度が所定温度以下で、且つ室外ユニット(3a,3b)の停止時間が所定時間以上継続すると停止している室外ユニット(3a,3b)の圧縮機(11)を駆動させるように構成されているため、室外ユニット(3a,3b)の停止時間と外気温度との関係に基づいて、室外ユニット(3a,3b)の圧縮機(11)を駆動させることができる。この結果、圧縮機(11)に液冷媒が溜まり込むことを確実に防止することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

〈発明の実施形態１〉
図１は本発明の実施形態１に係る空気調和装置(1)の冷媒回路(10)を示す回路構成図である。この空気調和装置(1)は、１つの室内ユニット(2)に対して２つの室外ユニット(3a,3b)が並列に接続された、いわゆる室外マルチタイプの空気調和装置(1)である。室内ユニット(2)と各室外ユニット(3a,3b)は、ガス側連絡配管(4)と液側連絡配管(5)とにより接続されている。ガス側連絡配管(4)は室外ユニット(3a,3b)側でガス側第１分岐管(4a)とガス側第２分岐管(4b)に分岐しており、液側連絡配管(5)は室外ユニット(3a,3b)側で液側第１分岐管(5a)と液側第２分岐管(5b)に分岐している。

各室外ユニット(3a,3b)は空調対象室(6)の室外に設置されている。各室外ユニット(3a,3b)は、インバータの周波数制御により運転容量が可変に構成された圧縮機(11)と四路切換弁(12)と室外熱交換器(13)と、電子膨張弁により構成された室外膨張弁(14)と、アキュムレータ(15)とを備えている。室外熱交換器(13)の近傍には室外ファンが設けられているが図示を省略している。

各室外ユニット(3a,3b)において、上記圧縮機(11)は、吐出配管(21)を介して四路切換弁(12)の第１ポート（P1)に接続されている。この四路切換弁(12)の第２ポート（P2)は、室外熱交換器(13)のガス側端部に接続されている。また、上記圧縮機(11)は、途中にアキュムレータ(15)が設けられた吸込配管(22)を介して四路切換弁(12)の第３ポート（P3)に接続されている。四路切換弁(12)の第４ポート（P4)は室外ガス管(23)を介してガス側連絡配管(4)の分岐管に接続されている。

上記四路切換弁(12)は、第１ポート（P1)と第２ポート（P2)が連通するとともに第３ポート（P3)と第４ポート（P4)が連通する第１位置（図の実線参照）と、第１ポート（P1)と第４ポート（P4)が連通するとともに第２ポート（P2)と第３ポート（P3)が連通する第２位置（図の破線参照）とに切り換え可能に構成されている。この四路切換弁(12)は、冷房運転時には第１位置に設定され、暖房運転時には第２位置に設定される。

上記室外熱交換器(13)の液側端部は、途中に室外膨張弁(14)が設けられた室外液管(24)を介して液側連絡管の分岐管に接続されている。

上記室内ユニット(2)は空調対象室(6)の室内に設置され、室内熱交換器(16)と室内膨張弁(17)（膨張機構）とを備えている。室内膨張弁(17)は電子膨張弁により構成されている。上記液側連絡管は、途中に室内膨張弁(17)を有する室内液管(25)を介して室内熱交換器(16)の液側端部に接続されている。室内熱交換器(16)のガス側端部は室内ガス管(26)を介してガス側連絡配管(4)に接続されている。上記室内熱交換器(16)の近傍には室内ファン(18)が設置されている。

上記室外ユニット(3a,3b)には、外気温度を測定する外気温度センサ(36)と圧縮機(11)の吐出圧力が所定値以上に上昇すると圧縮機(11)の運転を停止させる高圧圧力開閉器(38)等が設けられている。なお、他のセンサ類については図示を省略している。

この空気調和装置(1)は、制御手段であるコントローラ(40)を含んでいる。このコントローラ(40)には、上記外気温度センサ(36)が接続されてその検出値が入力されるようになっている（図ではコントローラ(40)と外気温度センサ(36)の接続状態は省略している）。該コントローラ(40)には、溜まり込んだ冷媒を回収する圧縮機制御部(41)が設けられている。

上記圧縮機制御部(41)は本発明の特徴とするものであって、冷媒回路(10)の冷却運転中に、外気温度が所定温度以下であることを検知すると、停止状態の室外ユニット(3a,3b)の圧縮機(11)を強制的に駆動させる。

また、上記圧縮機制御部(41)は、外気温度が所定温度以上であることを検知すると、強制駆動させた圧縮機(11)を停止させる制御を行う。

尚、停止している室外ユニット(3b)を運転すると、運転容量が増大し、冷房運転自体が休止される（いわゆるサーモオフ状態）。この場合、ポンプダウン運転をして冷房運転を停止するので、圧縮機(11)の液冷媒の溜まり込みは生じない。

−運転動作−
次に、上述した空気調和装置(1)の動作について説明する。

冷房運転時は、圧縮機(11)を駆動すると、該圧縮機(11)から吐出された冷媒は各室外熱交換器(13)で凝縮した後、室内膨張弁(17)で減圧され、その後、室内熱交換器(16)で蒸発して圧縮機(11)へ戻る。この運転を繰り返して室内熱交換器(16)で室内空気を冷却する。

一方、上記圧縮機制御部(41)は、冷房運転中に外気温度が１０℃以下であることを検知すると、停止状態の室外ユニット(3a,3b)の圧縮機(11)を強制駆動させる。

具体的に、室外ユニット(3b)の圧縮機制御について説明すると、圧縮機制御部(41)は、冷媒回路(10)が冷却運転中に外気温度が１０℃以下であることを検知すると、図２の状態が図３の状態に移り、停止状態の室外ユニット(3b)の圧縮機(11)を強制駆動させて冷媒を循環させる。つまり、低外気温度になると圧縮機(11)内で冷媒が凝縮し、液冷媒が溜まり込み、いわゆる寝込みが生じることになる。

そこで、停止している室外ユニット(3b)の圧縮機(11)を駆動し、冷媒を循環させる。

一方、上記圧縮機制御部(41)は、外気温度が１０℃より高いことを検知すると、強制駆動させた室外ユニット(3b)を停止させる。

また、上記圧縮機制御部(41)は、室外ユニット(3a,3b)の停止時間が所定時間以上継続した状態で、外気温度が１０℃以下に低下すると、停止状態の圧縮機(11)に液冷媒が溜まり込むことを防止する圧縮機制御を実行するようにしてもよい。

−実施形態１の効果−
以上のように、本実施形態によれば、冷媒回路(10)の冷却運転中に、外気温度が１０℃以下であることを検知すると、停止状態の室外ユニット(3a,3b)の圧縮機(11)を強制的に駆動させるため、圧縮機(11)に液冷媒が溜まり込むことを未然に防止することができる。この結果、冷媒不足や、いわゆる圧縮機の液バック等を確実に防止することができることから、圧縮機(11)の信頼性の向上を図ることができる。

また、上記圧縮機制御部(41)は、外気温度が１０℃以上になると、強制駆動させた室外ユニット(3a,3b)の圧縮機(11)を停止させるようにしたため、該圧縮機(11)に冷媒が溜まり込む問題を防止する。

また、上記圧縮機制御部(41)は、外気温度が１０℃以下で、且つ室外ユニット(3a,3b)の停止時間が所定時間以上継続すると停止している室外ユニット(3a,3b)の圧縮機(11)を強制駆動させるようにしたため、該圧縮機(11)に液冷媒が溜まり込むことを未然に防止することができる。

〈発明の実施形態２〉
次に本発明の実施形態２について図面に基づき詳細に説明する。

本実施形態は、実施形態１が外気温度が所定温度以下に低下したときに、停止状態の圧縮機(11)を強制駆動させて、該圧縮機(11)に溜まり込んだ冷媒を冷媒回路(10)へ戻すようにしたのに代わり、外気温度が所定温度以下となり、更に低温度になるに従って強制駆動させた圧縮機(11)の容量を増大させるようにしたものである。

具体的には、図４に示すように、外気温度が１０℃より高い場合は、停止状態の室外ユニット(3b)の圧縮機(11)は駆動させない。

一方、外気温度が０℃以上、１０℃以下である場合は、停止状態の室外ユニット(3b)の圧縮機(11)を強制駆動させて、最低の容量で運転させる。

一方、外気温度が０℃より低い場合は、停止状態から駆動させた室外ユニット(3b)の圧縮機(11)を中間容量に増大させる。

つまり、本実施形態は、図４に示すように、強制駆動させた圧縮機(11)の容量は、外気温度の低下によって運転容量が増大する。

−実施形態２の効果−
以上のように、本実施形態によれば、外気温度の低下に伴い、強制駆動させた圧縮機(11)の容量を増加させて駆動させるよう制御したため、外気温度が０℃より低い場合においても、確実に液冷媒の溜まり込みを未然に防止することができる。この結果、より確実に冷媒不足を防止することができる。その他の効果は実施形態１と同様である。

〈その他の実施形態〉
本発明は、上記実施形態１について、以下のような構成としてもよい。

本各実施形態は空気調和装置(1)について説明したが、本発明は空気調和装置(1)の他、各種の冷凍装置について適用することができる。

また、本発明の冷凍装置は、年間冷房を行う環境下での使用に適している。

尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、複数台の室外ユニットを備えた冷凍装置について有用である。

本発明の実施形態１に係る空気調和装置の冷媒回路を示す回路構成図である。１台の室外ユニットが停止している状態を示す概略構成図である。停止している室外ユニットを強制駆動した状態をしめす概略構成図である。本発明の実施形態２に係る外気温度と圧縮機容量の関係を示す図である。

１空気調和装置
２室内ユニット
３a 室外ユニット
３b 室外ユニット
１０冷媒回路
１１圧縮機
１２四路切換弁
１３室外熱交換器
１４室外膨張弁
１６室内熱交換器
１７室内膨張弁
３６外気温度センサ
３８高圧圧力開閉弁
４０コントローラ
４１圧縮機制御部

Claims

圧縮機(11)をそれぞれ備えた複数台の室外ユニット(3a,3b)が互いに並列に接続された冷媒回路(10)を備えた冷凍装置であって、
上記冷媒回路(10)の冷却運転中に外気温度が所定温度以下に低下すると、停止している室外ユニット(3a,3b)の圧縮機(11)を駆動させる圧縮機制御手段(41)を備え、
上記圧縮機制御手段(41)は、外気温度が所定温度以下で低温度になるに従って駆動させた圧縮機(11)の容量を増大させるように構成されている
ことを特徴とする冷凍装置。
請求項１において、
上記圧縮機制御手段(41)は、上記外気温度が上記所定温度以下の状態で室外ユニット(3a,3b)の停止時間が所定時間以上継続した場合、上記停止している室外ユニット(3a,3b)の圧縮機(11)を駆動させるように構成されている
ことを特徴とする冷凍装置。