JP5315969B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和装置に関し、特に、電算機室で用いられる空気調和装置に関する。

電算機室を冷却する空気調和装置では、高集積化された電算機の発熱に対応できるように、通常の空気調和装置よりもさらに高い性能が要求される（例えば、特許文献１参照）。そのような空気調和装置は、停電によって圧縮機が停止した後に電源が復旧したときには、圧縮機が自動復帰するように設定されており、これを復電再起動と呼んでいる。停電による圧縮機停止は、電算機室の急激な温度上昇を招くので、復電再起動は、素早く行われる必要がある。
特開２００２−２４３１９１号公報

しかしながら、空気調和装置の冷媒回路には複数の電動弁が接続されており、圧縮機を再起動させるためには各電動弁の弁開度をゼロにする初期化動作を行う必要があり、これが、復電再起動の早期化を阻害する要因となっている。仮に、電動弁の初期化動作を行わずに圧縮機を再起動させると、一挙に冷媒が蒸発器に流れ込み、性能に悪影響を及ぼす可能性がある。また、制御部が、全ての電動弁の弁開度をメモリに記憶させることができれば初期化動作を廃止することができるが、それだけのために大容量のメモリを搭載することは、コスト増大を招くので非現実的である。

本発明の課題は、電動弁の初期化動作を適時に行い、早期に圧縮機を再起動させることができる空気調和装置を提供することにある。

第１発明に係る空気調和装置は、冷媒回路と制御部とを備えている。冷媒回路は、圧縮機、蒸発器、凝縮器及び複数の電動弁が配管によって接続されている。制御部は、圧縮機の起動及び電動弁の弁開度を制御する。また、制御部は、圧縮機を起動させるときに、通常起動制御と短縮起動制御とを実行可能であり、所定の条件で、短縮起動制御を選択し実行する。通常起動制御は、電動弁を全閉にして弁開度の基準位置を確認する初期化動作を、全ての電動弁に行なわせた後に圧縮機を起動させる。短縮起動制御は、少なくとも１つの電動弁の初期化動作を、圧縮機の起動開始後に行なわせる。さらに、制御部が、停止した圧縮機を再起動させる際に先の停止が停電による停止か否かを判断し、停電によって停止していた圧縮機を再起動させる場合には短縮起動制御を実行する。

この空気調和装置では、短縮起動制御によって、少なくとも１つの電動弁の初期化動作の完了を待たずに圧縮機が起動するので、通常起動制御に比べて早く圧縮機が起動する。その結果、短時間で起動して空調対象空間の温調を開始することができる。

例えば、熱源を有する部屋を冷却している場合、圧縮機の停止には、停電による停止と、いわゆるサーモオフという正常な停止とがあり、正常な停止の場合には部屋の温度が適正に維持されているので、圧縮機の再起動は通常の起動でよい。しかし、停電による停止の場合には部屋の温度が上昇している可能性が高く、少しでも起動時間を短くして部屋の温度上昇を抑制する必要があるので、短縮起動制御を選択することによって圧縮機を早期に起動させ温調を開始することができる。

第２発明に係る空気調和装置は、第１発明に係る空気調和装置であって、制御部が、不揮発性のメモリを有し、圧縮機が運転しているときに運転フラグを立ててその運転フラグをメモリに書き込み、圧縮機を再起動させるとき、メモリから運転フラグを読み取った場合には短縮起動制御を実行し、運転フラグを読み取らなかった場合には通常起動制御を実行する。

この空気調和装置では、制御部は、再起動前の停止が停電による停止であったのか否かの判断を、圧縮機が運転しているときに停止したのか否かを判断することによって代用している。圧縮機が運転しているときに、運転フラグが、随時、不揮発性のメモリに書き込まれていれば、停電による不慮の停止が発生した場合でも、制御部が、圧縮機の再起動時にメモリ内の運転フラグの有無を確認することによって、先の停止が停電による停止であったのか否かを判断することができる。その結果、停電を検知するための高価な装置を備える必要がなくなり、経済的である。

第３発明に係る空気調和装置は、第１発明に係る空気調和装置であって、複数の電動弁には、冷媒を凝縮器から蒸発器に向わせる配管の途中に接続される主要電動弁が含まれている。冷媒回路には、主要電動弁を避けて蒸発器へ冷媒を向わせるバイパス配管がさらに接続されている。短縮起動制御では、制御部が、圧縮機の起動開始後に主要電動弁に初期動作を行わせる。

この空気調和装置では、圧縮機起動後に主要電動弁が全閉になったとき、冷媒はバイパス配管を通ることができるので、冷媒回路の高圧側の異常上昇が抑制される。したがって、圧縮機起動後に主要電動弁が初期化動作を行っても、冷媒回路への悪影響が抑制される。

第４発明に係る空気調和装置は、第３発明に係る空気調和装置であって、冷媒回路には、バイパス配管の冷媒流路を開閉する開閉弁がさらに接続されている。

この空気調和装置では、圧縮機停止時に、バイパス配管の冷媒流れを止めることができるので、ホットガスがバイパス配管から蒸発器へ流入しない。その結果、圧縮機停止時の蒸発器の温度上昇が抑制され、再起動後の負荷が低減される。

第５発明に係る空気調和装置は、第４発明に係る空気調和装置であって、制御部が、短縮起動制御に基づいて主要電動弁に初期化動作を行わせている間、開閉弁に開動作を行わせる。

この空気調和装置では、圧縮機起動後に主要電動弁が全閉になったとき、冷媒はバイパス配管を通ることができるので、冷媒回路の高圧側が異常上昇することがない。また、圧縮機停止時には、バイパス配管の冷媒流れを止めることができるので、ホットガスがバイパス配管から蒸発器へ流入しない。その結果、圧縮機停止時の蒸発器の温度上昇が抑制され、再起動後の負荷が低減される。

第６発明に係る空気調和装置は、第１発明に係る空気調和装置であって、制御部が、複数の電動弁を駆動する複数の駆動回路を有している。そして、１つの駆動回路が、１つ以上の電動弁を駆動する。この空気調和装置では、駆動回路の数量が減少するので、コスト低減となる。

第１発明に係る空気調和装置では、制御部が、停電等による瞬時停止から圧縮機を再起動させるときに、短縮起動制御を選択することによって圧縮機を早期に起動させ温調を開始することができる。

第４発明に係る空気調和装置では、停電を検知するための高価な装置を備える必要がなくなり、経済的である。

第５発明に係る空気調和装置では、圧縮機起動後に主要電動弁が初期化動作を行っても、冷媒回路への悪影響が抑制される。

第６発明に係る空気調和装置では、圧縮機停止時に、ホットガスがバイパス配管から蒸発器へ流入しないので、圧縮機停止時の蒸発器の温度上昇が抑制され、再起動後の負荷が低減される。

第７発明に係る空気調和装置では、圧縮機停止時の蒸発器の温度上昇が抑制され、再起動後の負荷が低減される。

第８発明に係る空気調和装置では、駆動回路の数量が減少するので、コスト低減となる。

以下図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

＜空気調和装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る空気調和装置の冷媒回路図である。図１において、空気調和装置１は、室内ユニット２と、室内ユニット２に配管１８ａ，１８ｂを介して連結される室外ユニット３とを有している。室内ユニット２は、電算機室内に設置されており、室外ユニット３は、屋外に設置されている。空気調和装置１は、第１冷媒回路２０ａと第２冷媒回路２０ｂという２系統の冷媒回路を形成している。第１冷媒回路２０ａ及び第２冷媒回路２０ｂそれぞれは同様の構成を有しており、それらの冷媒回路内を循環する冷媒は、室内ユニット２側においては電算機室内の空気との間で熱交換を行い吸熱し、室外ユニット３側においては外気との間で熱交換を行い放熱する。

室内ユニット２は、圧縮機１０、蒸発器１１、及び室内電動膨張弁１３，１４を有し、冷媒回路の一部を構成している。（なお、圧縮機１０の配置は、室内ユニット２内に限定されるものではなく、室外ユニット３内でもよい）。さらに、室内ユニット２は、両軸モータ３０、第１室内ファン３１及び第２室内ファン３２を有しており、両軸モータ３０が第１室内ファン３１及び第２室内ファン３２を回転させ、蒸発器１１と熱交換を行う空気流を発生させる。

室外ユニット３は、凝縮器１２、室外メイン電動弁１５、室外バイパス電動弁１６、及び室外電磁開閉弁１７を有し、冷媒回路の一部を構成している。さらに、室外ユニット３は、第１室外ファン５１及び第２室外ファン５２を有しており、第１室外ファン５１及び第２室外ファン５２が、凝縮器１２と熱交換を行う空気流を発生させる。制御部６は、圧縮機１０、室内電動膨張弁１３，１４、室外メイン電動弁１５、室外バイパス電動弁１６及び室外電磁開閉弁１７を制御する。

なお、第１冷媒回路２０ａ及び第２冷媒回路２０ｂでは、同様の圧縮機１０、蒸発器１１、室内電動膨張弁１３，１４、凝縮器１２、室外メイン電動弁１５、室外バイパス電動弁１６及び室外電磁開閉弁１７を使用しているので、どちらか一方を説明する場合を除き、同じ名称と符号を付与して説明する。但し、第１冷媒回路２０ａと第２冷媒回路２０ｂとを区別して説明する場合、便宜上、第１冷媒回路２０ａでは、第１圧縮機１０ａ、第１蒸発器１１ａ、第１室内電動膨張弁１３ａ，１４ａ、第１凝縮器１２ａ、第１室外メイン電動弁１５ａ、第１室外バイパス電動弁１６ａ及び第１室外電磁開閉弁１７ａのように名称と符号を付与し、第２冷媒回路２０ｂでは、第２圧縮機１０ｂ、第２蒸発器１１ｂ、第２室内電動膨張弁１３ｂ，１４ｂ、第２凝縮器１２ｂ、第２室外メイン電動弁１５ｂ、第２室外バイパス電動弁１６ｂ及び第２室外電磁開閉弁１７ｂのように名称と符号を付与する。

（冷媒の循環）
以下に、空気調和装置１の２系統の冷媒回路のうち第１冷媒回路２０ａを例に挙げて、冷媒が第１冷媒回路２０ａ内を循環する様子について説明する。（なお、第１冷媒回路２０ａの第１圧縮機１０ａは、室内ユニット２内に配置されているが、これに限定されるものではなく、室外ユニット３内でもよい）。図１において、室内ユニット２側の第１圧縮機１０ａは、ガス冷媒を吸入して低圧状態から高圧状態へ圧縮し、この高圧状態のガス冷媒を吐出して室外ユニット３側へと送り込む。室外ユニット３側では、室内ユニット２側から送られてきた高圧状態のガス冷媒が第１凝縮器１２ａへと導かれ、第１凝縮器１２ａにおいて外気との間で熱交換を行って凝縮する。

このとき、室外ユニット３のケーシング（図示せず）の内部には第１室外ファン５１の駆動によって空気流が発生しており、第１凝縮器１２ａにおける熱交換が促される状態になっている。

また、第１冷媒回路２０ａには、第１圧縮機１０ａから出た冷媒が、第１凝縮器１２ａを通らずに、第１蒸発器１１ａへ向うためのホットガスバイパス配管が接続されている。このホットガスバイパス配管の途中に、第１室外バイパス電動弁１６ａが設けられており、低外気運転時に、第１室外バイパス電動弁１６ａの弁開度が制御される。

第１凝縮器１２ａの出口に接続されている配管には、第１室外メイン電動弁１５ａが設けられており、第１凝縮器１２ａから第１蒸発器１１ａに向う冷媒量を調節している。さらに、第１室外バイパス配管１９ａが第１室外メイン電動弁１５ａと並列に接続されており、その第１室外バイパス配管１９ａに第１室外電磁開閉弁１７ａが設けられている。

空気調和装置１が稼動しているときは、第１室外電磁開閉弁１７ａは常に開いている。したがって、第１室外メイン電動弁１５ａが開いているときは、第１凝縮器１２ａから出た冷媒の一部は、第１室外電磁開閉弁１７ａを通り、残りが第１室外メイン電動弁１５ａを通る。

第１室外メイン電動弁１５ａ及び第１室外電磁開閉弁１７ａそれぞれを通過した冷媒は合流し、第１室内電動膨張弁１３ａ，１４ａに入り、減圧されて低圧状態へと変化する。低圧状態となった液冷媒は、第１蒸発器１１ａへと導かれ、第１蒸発器１１ａで電算機室内の空気との間で熱交換を行って蒸発する。このとき、室内ユニット２内部には第１室内ファン３１の駆動によって空気流が発生しており、第１蒸発器１１ａにおける熱交換が促される状態になっている。こうして再び低圧のガス状態となった冷媒は、第１圧縮機１０ａの吸入管へと供給される。

＜室内ユニット２の構造＞
図２は、室内ユニット２の内部中央が視える正面図であり、図３は、室内ユニット２の内部が視える左側面図である。図２および図３においては、図の簡素化のために、主要部品以外の部品が一部省略されている。

室内ユニット２のケーシング４０は、略直方体形状を有しており、主として、正面板４０ａと、右側面板４０ｂと、左側面板４０ｃと、背面板４０ｄと、天板４０ｅと、底板４０ｆとから構成されている。

右側面板４０ｂは、正面板４０ａ側から見て正面板４０ａの右側に位置しており、左側面板４０ｃは、正面板４０ａ側から見て正面板４０ａの左側に位置している。天板４０ｅには、電算機室内の空気をケーシング４０の内部に吸い込むための多数のスリットが形成されている。

ケーシング４０の内部の空間は、３段構成となっており、上から順に空間Ｓ１、空間Ｓ２及び空間Ｓ３に分割される。上段の空間Ｓ１には、蒸発器１１、ドレンパン４６および電装品箱６０が配置されている。中段の空間Ｓ２には、両軸モータ３０、第１室内ファン３１及ぶ第２室内ファン３２配置されている。下段の空間Ｓ３には、圧縮機１０が配置されている。

正面板４０ａを開くことにより、空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３へ作業者が手を差し込んで作業するための作業用の開口が現われ、作業者は、ケーシング４０の内部に配置されている各種部品のメンテナンス作業を行うことができる。

＜主要部品の構成＞
（蒸発器）
蒸発器１１は、クロスフィンチューブ式の熱交換器であり、室内ユニット２を左側面板４０ｃ側から見て略Ｖ字形状を有している。蒸発器１１のＶ字の頂点は、下方を向いている。蒸発器１１は、正面板４０ａ側から見て電装品箱６０の奥側に配置されており、左右方向におおよそ正面板４０ａと同じ幅を有している。

（ドレンパン）
ドレンパン４６は、板金製の皿形状の導水路であり、蒸発器１１の表面において結露したドレン水を回収し、ケーシング４０の外部に連通するドレン管４７へと案内する。ドレンパン４６は、蒸発器１１のＶ字の頂点部分に沿ってその真下に配置されており、正面板４０ａ側から見て左右方向におおよそ蒸発器１１と同じ幅を有している。これにより、ドレンパン４６は、蒸発器１１の表面から落下するドレン水を受け取ることができるようになっている。

（両軸モータ、第１室内ファン及び第２室内ファン）
正面板４０ａ側から見て、第１室内ファン３１と第２室内ファン３２とは、両軸モータ３０を挟むように並べられており、両軸モータ３０の右側に第１室内ファン３１が配置され、両軸モータ３０の左側に第２室内ファン３２が配置されている。第１室内ファン３１及び第２室内ファン３２は、いずれもシロッコファンである。

第１室内ファン３１及び第２室内ファン３２が駆動されると、天板４０ｅに形成されているスリットから吸い込まれた空気は、クロスフィンチューブ式の蒸発器１１を通り抜けながら冷媒との間で熱交換を行い冷却される。冷却された空気は、第１室内ファン３１及び第２室内ファン３２に吸い込まれ、真下に向けて吹き出される。

第１室内ファン３１及び第２室内ファン３２から真下に向けて吹き出された空気は、ケーシング４０の底板４０ｆに形成されている吹出口から床下へ流れ込む。

（圧縮機）
圧縮機１０は、制御部６によって回転数が制御される容量可変のインバータ圧縮機であり、空間Ｓ３の前方（正面板４０ａ側）に配置されている。圧縮機１０の上方には、付属機器が取り付けられており、圧縮機１０とその付属機器とを含めた高さは、空間Ｓ３の高さを超えて、空間Ｓ２まで占有している。その結果、空間Ｓ２に段差面４９が形成されている。

（電動弁）
室内電動膨張弁１３，１４、室外メイン電動弁１５及び室外バイパス電動弁１６は、いずれもステッピングモータによって弁が開く機構を有しており、総称して電動弁と呼ぶ。電動弁は、弁が完全に閉じた状態を原点位置とし、ステッピンッグモータに入力されるパルス数に応じて弁が開く。

（制御部）
図２，図３において、空間Ｓ１の正面板４０ａ側に電装品箱６０が設置されている。電装品箱６０は、略直方体形状の箱であり、その内部には、制御部６を構成する電子部品及び電子回路が収容されている。図４は、本発明の一実施形態に係る空気調和装置の制御ブロック図であり、図４において、制御部６は、マイコン６２、メモリ６３、第１インバータ回路６４、第２インバータ回路６５、第１駆動回路６６、第２駆動回路６７、第３駆動回路６８、及びリレー回路６９を搭載している。

制御部６は、第１インバータ回路６４及び第２インバータ回路６５を介して、第１圧縮機１０ａ及び第２圧縮機１０ｂを駆動する。また、制御部６は、第１駆動回路６６を介して第１室内電動膨張弁１３ａ，１４ａを駆動し、第２駆動回路６７を介して第２室内電動膨張弁１３ｂ，１４ｂを駆動し、第３駆動回路６８を介して第１室外メイン電動弁１５ａ、第２室外メイン電動弁１５ｂ、第１室外バイパス電動弁１６ａ及び第２室外バイパス電動弁１６ｂを駆動する。さらに、制御部６は、リレー回路６９を介して第１室外電磁開閉弁１７ａ及び第２室外電磁開閉弁１７ｂを動作させる。つまり、第１駆動回路６６及び第２駆動回路６７それぞれは２つの電動弁を駆動し、第３駆動回路６８は４つの電動弁を駆動する。

第１駆動回路６６、第２駆動回路６７及び第３駆動回路６８は、マイコン６２から出力される信号に基づいて、各電動弁のステッピンッグモータへ向けてパルスを出力する。但し、第１駆動回路６６、第２駆動回路６７及び第３駆動回路６８のいずれも、同時に複数の電動弁へパルスを出力することはできないようになっている。

＜電動弁の初期化動作＞
本実施形態では、各電動弁は、弁が全閉となる原点位置にあるとき、正のパルスをＹパルス以上入力されることによって、弁が全開する。また、弁が全開位置にあるとき、負のパルスをＹパルス以上入力されることによって、弁が全閉する。Ｙパルスを入力するために要する時間は、０．５分程度である。

制御部６は、各電動弁の原点位置を基準にして、各電動弁のステッピングモータへ入力するパルス数を増減させて開度を調節しているが、停電が発生して空気調和装置１が停止したときは、停電直前の開度の記憶を失う。したがって、電源が復旧したときには、制御部６は、各電動弁の開度が分からないので、各電動弁の弁を原点位置に戻す初期化動作をさせなければならない。

初期化動作では、停電直前の電動弁の開度が全開状態であった場合を想定して、全電動弁に負のパルスをＹ以上入力して、原点位置へ戻す。本実施形態では、確実に原点位置に到達するように、初期化動作時には、全電動弁に負のパルスをＹ＋αパルス入力している。したがって、仮に、停電時に、開度が全開であった電動弁は、Ｙパルスで原点位置に到達した後、残りαパルスは停止したまま入力されることとなる。また、仮に、停電時に、開度が原点位置であった電動弁は、Ｙ＋αパルスは停止したまま入力されることとなる。

＜圧縮機の起動制御＞
（通常起動制御）
図５は、圧縮機の通常起動制御時の電動弁の初期化動作のタイムチャートである。図５において、第１圧縮機１０ａ及び第２圧縮機１０ｂが起動する前に、室内ユニット２側では、第１室内電動膨張弁１３ａ，１４ａが順に初期化動作を開始し、同時に、第２室内電動膨張弁１３ｂ，１４ｂが順に初期化動作を開始する。また、同時に、室外ユニット３側では、第１室外バイパス電動弁１６ａ、第２室外バイパス電動弁１６ｂ、第１室外メイン電動弁１５ａ及び第２室外メイン電動弁１５ｂが順に初期化動作を開始する。

室内ユニット２側で、第１室内電動膨張弁１３ａ，１４ａ及び第２室内電動膨張弁１３ｂ，１４ｂの初期化動作が終了したとき、室外ユニット３側では、第１室外バイパス電動弁１６ａ及び第２室外バイパス電動弁１６ｂの初期化動作が終了している。しかし、第１室外メイン電動弁１５ａ及び第２室外メイン電動弁１５ｂの初期化動作が終了していないので、第１圧縮機１０ａ及び第２圧縮機１０ｂは、まだ再起動しない。

そして、第１室外メイン電動弁１５ａ及び第２室外メイン電動弁１５ｂの初期化動作が終了したとき、図１において、第１冷媒回路２０ａ及び第２冷媒回路２０ｂの全ての電動弁の初期化動作が完了したこととなる。

第２室外メイン電動弁１５ｂの初期化動作が完了した後、第１室外メイン電動弁１５ａが開度を全開にする。第１室外メイン電動弁１５ａが開度を全開にした後、第２室外メイン電動弁１５ｂが開度を全開にする。そして、第１室外メイン電動弁１５ａ及び第２室外メイン電動弁１５ｂの開度が全開となった状態で、第１圧縮機１０ａ及び第２圧縮機１０ｂが、再起動を開始する。第１圧縮機１０ａ及び第２圧縮機１０ｂは、所定の回転数上昇ステップを経て最大回転数となる。このように、通常起動制御の下では、全ての電動弁が初期化動作を完了するまで、圧縮機が再起動することはない。

（短縮起動制御）
図６は、圧縮機の短縮起動制御時の電動弁の初期化動作のタイムチャートである。図６において、第１圧縮機１０ａ及び第２圧縮機１０ｂが起動する前に、室内ユニット２側では、第１室内電動膨張弁１３ａ，１４ａが順に初期化動作を開始し、同時に、第２室内電動膨張弁１３ｂ，１４ｂが順に初期化動作を開始する。また、同時に、室外ユニット３側では、第１室外バイパス電動弁１６ａ及び第２室外バイパス電動弁１６ｂが順に初期化動作を開始する。

室内ユニット２側で、第１室内電動膨張弁１３ａ，１４ａ及び第２室内電動膨張弁１３ｂ，１４ｂの初期化動作が終了したとき、室外ユニット３側では、第１室外バイパス電動弁１６ａ及び第２室外バイパス電動弁１６ｂの初期化動作が終了している。短縮起動制御の下では、第１室外メイン電動弁１５ａ及び第２室外メイン電動弁１５ｂが初期化動作を行う前に、第１圧縮機１０ａが再起動を開始し、第１圧縮機１０ａの再起動開度から１２秒後に、第２圧縮機１０ｂが再起動する。したがって、第１室外メイン電動弁１５ａ及び第２室外メイン電動弁１５ｂが順に初期化動作したときに要する１分間が省かれるので、短縮起動制御は、通常起動制御に比べて１分間程度早く第２圧縮機１０ｂを再起動させることができる。

第１室外メイン電動弁１５ａ及び第２室外メイン電動弁１５ｂは、第１圧縮機１０ａ及び第２圧縮機１０ｂが最大回転数に到達した後に初期化動作を開始するので、第１室外メイン電動弁１５ａ及び第２室外メイン電動弁１５ｂが原点位置に戻ったとき、第１室外メイン電動弁１５ａ及び第２室外メイン電動弁１５ｂに冷媒が流れない。しかし、第１室外電磁開閉弁１７ａ及び第２室外電磁開閉弁１７ｂが開いているので、冷媒は、第１室外電磁開閉弁１７ａ及び第２室外電磁開閉弁１７ｂを通って第１蒸発器１１ａ及び第２蒸発器１１ｂへ流れる。したがって、高圧側の圧力が異常に上昇することが抑制される。

（短縮起動制御と通常起動制御との使い分け）
通常、空気調和装置１の運転状態には、室内温度が設定温度となって圧縮機１０が停止しているサーモＯＦＦ状態と、室内温度が設定温度となるように圧縮機１０が稼動しているサーモＯＮ状態とがある。

それゆえ、停電が発生したときの空気調和装置１が、サーモＯＮ状態であったのか、それともサーモＯＦＦ状態であったのかによって、電源が復旧したときの圧縮機１０の再起動の方法は異なる。また、電源が復旧したときの室内温度によっても圧縮機１０の再起動方法が異なる。

図７は、電源が復旧してから短縮起動制御および通常起動制御のいずれか一方が選択されるまでの制御フローチャートである。制御部６は、ステップＳ１１で電源が投入されたか否かを判定し、ＹｅｓのときはステップＳ１２へ進み、Ｎｏのときは引き続き電源投入の有無を監視する。ここで言う電源投入とは、人の手によって電源が入れられた状態、及び停電後に電源が復旧した状態の両方を含んでおり、制御部６からみれば共に電源が投入されたことに等しい。

制御部６は、ステップＳ１２で停電前運転フラグがＯＮしているか否かを判定し、ＹｅｓのときはステップＳ１３へ進み、ＮｏのときはステップＳ１７へ進む。本実施形態では、圧縮機１０が稼動しているとき、不揮発性のメモリ６３に停電前運転フラグが書き込まれており、電源が復旧したときメモリ６３から停電前運転フラグを読み取ることができれば、停電前に圧縮機１０が稼動していたことの根拠となる。したがって、ステップＳ１２で、Ｙｅｓならば停電前まで圧縮機１０が稼動していたことになり、Ｎｏならば圧縮機１０が停止していたこととなる。

制御部６は、ステップＳ１３で停電自動復帰を選択する。つまり、圧縮機１０が稼動していたときに停電が発生して空気調和装置１が停止し、その後、電源が復旧したので空気調和装置１の運転を再開するという意味である。

制御部６は、ステップＳ１４で復電再起動フラグがＯＮしているか否かを判定し、ＹｅｓのときはステップＳ１５へ進み、ＮｏのときはステップＳ１７へ進む。なお、復電再起動フラグが立つのは、停電自動復帰が選択された時点である。

制御部６は、ステップＳ１５で室内温度Ｔが許容温度Ｔｓ＋ａを超えているか否かを判定し、ＹｅｓのときステップＳ１６へ進み、ＮｏのときはステップＳ１７へ進む。例えば、停電によって、電源復旧時の室内温度Ｔが許容温度Ｔｓ＋ａを上回っている場合、制御部６は、ステップＳ１５でＹｅｓと判定してステップＳ１６へ進み、短縮起動制御によって圧縮機１０を短時間で起動させ、室内温度Ｔを素早く設定温度Ｔｓへ近づける。

他方、停電が瞬間的なもので、電源復旧時の室内温度Ｔが設定温度Ｔｓに近かった場合、圧縮機１０が停止したままでも空気調和装置１のサーモＯＦＦ状態と同じである。したがって、制御部６は、ステップＳ１５でＮｏと判定してステップＳ１７へ進み、サーモＯＮの指令を待ってステップＳ１８へ進む。そして、制御部６は、ステップＳ１８で通常起動制御によって圧縮機１０を起動させる。

なお、制御部６は、ステップＳ１２でＮｏと判定したとき、即ち、「停電前運転フラグがＯＮしていない」と判定したときもステップＳ１７に進み、サーモＯＮの指令を待ってから、通常起動制御によって圧縮機１０を起動させる。なぜなら、「停電前運転フラグがＯＮしていない」ということは、停電が発生したときの空気調和装置１がサーモＯＦＦ状態であったことを意味しており、電源復旧後、制御部６は、空気調和装置１はサーモＯＦＦ状態で待機すればよいからである。

＜特徴＞
（１）
空気調和装置１では、短縮起動制御によって、室外メイン電動弁１５の初期化動作の完了を待たずに圧縮機１０が起動するので、通常起動制御に比べて早く圧縮機が起動する。例えば、熱源を有する部屋を冷却している場合、停電等による瞬時停止から圧縮機１０を再起動するときには、少しでも起動時間を短くして部屋の温度上昇を抑制する必要があるので、短縮起動制御を選択することによって圧縮機１０を早期に起動させ温調を開始することができる。

（２）
空気調和装置１では、制御部６が、圧縮機１０が運転しているときに運転フラグを立ててその運転フラグをメモリ６３に書き込んでいる。そして、制御部６は、圧縮機１０を再起動させるとき、メモリ６３からその運転フラグを読み取った場合には短縮起動制御を実行し、その運転フラグを読み取らなかった場合には通常起動制御を実行する。即ち、制御部６は、圧縮機１０の再起動時にメモリ６３内の運転フラグの有無を確認することによって、先の停止が停電による停止であったのか否かを判断することができる。その結果、停電を検知するための高価な装置を備える必要がなくなる。

（３）
空気調和装置１では、圧縮機１０起動後に室外メイン電動弁１５が全閉になったとき、冷媒はバイパス配管１９を通ることができるので、冷媒回路２０の高圧側が異常上昇することがない。また、圧縮機１０停止時には、室外電磁開閉弁１７がバイパス配管１９の冷媒流れを止めることができるので、ホットガスがバイパス配管から蒸発器へ流入しない。

以上のように、本発明によれば、停電後の電源復旧時を起点に圧縮機を早期に起動させることができるので、室内温度を急激に上昇させるような熱源を備えた空間の冷却に有用である。

本発明の一実施形態に係る空気調和装置の冷媒回路図。 本発明の一実施形態に係る空気調和装置の室内ユニットの正面図。 本発明の一実施形態に係る空気調和装置の室内ユニットの左側面図。 本発明の一実施形態に係る空気調和装置の制御ブロック図。 圧縮機の通常起動制御時の電動弁の初期化動作のタイムチャート。 圧縮機の短縮起動制御時の電動弁の初期化動作のタイムチャート。 電源が復旧してから短縮起動制御および通常起動制御のいずれか一方が選択されるまでの制御フローチャート。

１ 空気調和機
６ 制御部
１０ 圧縮機
１０ａ 第１圧縮機
１０ｂ 第２圧縮機
１１ 蒸発器
１１ａ 第１蒸発器
１１ｂ 第２蒸発器
１２ 凝縮器
１２ａ 第１凝縮器
１２ｂ 第２凝縮器
１３，１４ 室内電動膨張弁
１３ａ，１４ａ 第１室内電動膨張弁
１３ｂ，１４ｂ 第２室内電動膨張弁
１５ 室外メイン電動弁
１５ａ 第１室外メイン電動弁
１５ｂ 第２室外メイン電動弁
１６ 室外バイパス電動弁
１６ａ 第１室外バイパス電動弁
１６ｂ 第２室外バイパス電動弁
１７ 室外電磁開閉弁
１７ａ 第１室外電磁開閉弁
１７ｂ 第２室外電磁開閉弁
１９ バイパス配管
１９ａ 第１バイパス配管
１９ｂ 第２バイパス配管
２０ 冷媒回路
２０ａ 第１冷媒回路
２０ｂ 第２冷媒回路
６３ メモリ
６６ 第１駆動回路
６７ 第２駆動回路
６８ 第３駆動回路

Claims (6)

1. 圧縮機（１０）、蒸発器（１１）、凝縮器（１２）及び複数の電動弁（１３〜１６）が配管によって接続された冷媒回路（２０）と、
   前記圧縮機（１０）の起動及び前記電動弁（１３〜１６）の弁開度を制御する制御部（６）と、
   を備え、
   前記制御部（６）は、前記圧縮機（１０）を起動させるときに、
   前記電動弁（１３〜１６）を全閉にして弁開度の基準位置を確認する初期化動作を、全ての前記電動弁（１３〜１６）に行なわせた後に前記圧縮機（１０）を起動させる通常起動制御と、
   少なくとも１つの前記電動弁の前記初期化動作を、前記圧縮機（１０）の起動開始後に行なわせる短縮起動制御と、
   を実行可能であり、
   さらに、前記制御部（６）は、停止した前記圧縮機（１０）を再起動させる際に先の停止が停電による停止か否かを判断し、停電によって停止していた前記圧縮機（１０）を再起動させる場合には前記短縮起動制御を選択し実行する、
   空気調和装置（１）。
2. 前記制御部（６）は、
   不揮発性のメモリ（６３）を有し、
   前記圧縮機（１０）が運転しているときに運転フラグを立てて前記運転フラグを前記メモリ（６３）に書き込み、
   前記圧縮機（１０）を再起動させるとき、前記メモリ（６３）から前記運転フラグを読み取った場合には前記短縮起動制御を実行し、前記運転フラグを読み取らなかった場合には前記通常起動制御を実行する、
   請求項１に記載の空気調和装置（１）。
3. 複数の前記電動弁（１３〜１６）には、冷媒を前記凝縮器（１２）から前記蒸発器（１１）に向わせる配管の途中に接続される主要電動弁（１５）が含まれ、
   前記冷媒回路（２０）には、前記主要電動弁（１５）を避けて前記蒸発器（１１）へ冷媒を向わせるバイパス配管（１９）がさらに接続されており、
   前記短縮起動制御では、前記制御部（６）が、前記圧縮機（１０）の起動開始後に前記主要電動弁（１５）に前記初期動作を行わせる、
   請求項１に記載の空気調和装置（１）。
4. 前記冷媒回路（２０）には、前記バイパス配管（１９）の冷媒流路を開閉する開閉弁（１７）がさらに接続されている、
   請求項３に記載の空気調和装置（１）。
5. 前記制御部（６）は、前記短縮起動制御に基づいて前記主要電動弁（１５）に前記初期化動作を行わせている間、前記開閉弁（１７）に開動作を行わせる、
   請求項４に記載の空気調和装置（１）。
6. 前記制御部（６）は、複数の前記電動弁（１３〜１６）を駆動する複数の駆動回路（６６〜６８）を有し、
   １つの前記駆動回路が、１つ以上の前記電動弁を駆動する、
   請求項１に記載の空気調和装置（１）。

Images