JP6107726B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は空気調和機に関し、特に、低外気温時における圧縮機停止後の冷媒の寝込みの抑制に関するものである。

従来の空気調和機においては、外気温が低い環境下で長時間停止した状態だと、圧縮機内の潤滑油と接している冷媒が潤滑油に溶け込んだ状態となる。これを冷媒が圧縮機内で寝込んだ状態と呼ぶ。この寝込み状態が発生することによって、次回の圧縮機の起動時に圧縮機内の潤滑油が希釈されているため潤滑不良の問題が発生する。この寝込み状態を防止することを目的として、圧縮機を加熱し潤滑油内の冷媒を気化させるためにヒーター等が設置される場合があるが、この場合、ヒーターを動作させるために空気調和機の待機電力が増加するという問題が発生する。さらに、電源が遮断された場合にはこの手段は使用できない。

その他、潤滑油への冷媒の寝込みを抑制するものとして、圧縮機の停止時に冷媒をレシーバータンク、室内熱交換器及び室外熱交換器に収容する空気調和装置の運転制御装置（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）が提案されている。

しかしながら、特許文献１及び特許文献２においては、圧縮機への急な液戻りによる液圧縮を避けるものであり、圧縮機内の潤滑油と冷媒とを完全に分離させるものではないため、時間が経つにつれて冷媒は圧縮機へ戻って潤滑油への溶け込みを起こしてしまうという問題点があった。

さらに、圧縮機の起動後は冷媒がさらに潤滑油へ溶け込む。これは、潤滑油の温度上昇より冷媒の吐出圧力の上昇が早いためである。このように、冷媒が大量に溶け込んだ潤滑油が温度上昇していくと冷媒が急激に蒸発することで、いわゆるオイルフォーミングが発生する。これによって圧縮機内から冷媒と共に潤滑油が吐出されてしまい、圧縮機内の潤滑油量が低下し、更なる潤滑不良の問題が発生する。したがって、従来は圧縮機の起動時の回転数を潤滑油の吐出量が少なくなるような低回転で冷媒の寝込み状態が解消されるまで一定時間運転させた後に、所望の回転数へ上昇させていた。そのため、暖房運転の立ち上がりが遅く快適性を悪化させていた。

特開平６−２６７１６号公報 特開平２−２６３０２８号公報

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、圧縮機内の潤滑油から冷媒を分離させ、潤滑油への冷媒の寝込みの発生を抑制することができ、さらに、暖房運転の立ち上がり性能を向上させる空気調和機を得ることを目的とする。

上記した課題を解決するため、本発明は、圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器とが冷媒配管を介して接続される冷媒回路と、前記冷媒回路を制御する制御部と、前記凝縮器と前記膨張弁との間の前記冷媒配管に並列に接続された並列回路に設けられた冷媒ボンベと、前記並列回路に設けられ前記冷媒ボンベの前後に配置された二つの電磁弁とを備えた空気調和機において、外気温度を検出する外気温度センサと、前記圧縮機から吐出された冷媒の温度を検出する吐出温度センサと、前記凝縮器を流れる冷媒の温度を検出する凝縮温度センサとが設けられ、前記制御部は、前記空気調和機の運転停止後、前記外気温度センサの検出値が所定値以下の場合、前記二つの電磁弁を開制御して前記冷媒ボンベに前記冷媒回路を流れる冷媒の一部を回収する冷媒回収モードと、前記冷媒回収モード後に、前記二つの電磁弁を閉制御して前記冷媒回路から前記冷媒ボンベを遮断する冷媒保管モードと、前記圧縮機の起動後、吐出温度センサの検出値及び凝縮温度センサの検出値から算出した吐出過熱度が所定値以上のとき、前記二つの電磁弁を開閉制御して前記冷媒ボンベに回収された冷媒を前記冷媒回路に供給する冷媒供給モードとを行うことを特徴としている。

本発明の好ましい態様によると、前記二つの電磁弁は、前記凝縮器側に設けられた第１の電磁弁と、前記膨張弁側に設けられた第２の電磁弁とからなり、前記冷媒供給モードでは前記第１の電磁弁を先に開制御することを特徴とする。

本発明によれば、圧縮機の停止時に冷媒をボンベ内に収容することで圧縮機内の潤滑油から冷媒を分離させ、潤滑油への冷媒の溶け込みの発生を抑制することができ、さらに、起動時の冷媒量が少ないので、潤滑油の温度上昇が早くなり暖房運転の立ち上がり性能を向上させることができる。

本発明の空気調和機が備える冷凍サイクルを示す模式図。 本発明で行われる冷媒回収モードでの動作を説明するためのフローチャート。 本発明で行われる冷媒供給モードでの動作を説明するためのフローチャート。 本発明で行われる冷媒供給モードでの開閉弁の制御タイミングを説明するための図。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

図１（Ａ）に示すように、本実施例における空気調和機１は、屋外に設置される室外機２と、室外機２に液管４およびガス管５で接続された室内機３とを備えている。詳細には、液管４は、一端が室外機２の閉鎖弁２５に、他端が室内機３の液管接続部３４に接続されている。また、ガス管５は、一端が室外機２の閉鎖弁２６に、他端が室内機３のガス管接続部３５に接続されている。以上により、空気調和機１の冷媒回路１０が構成されている。

まずは、室外機２について説明する。室外機２は、圧縮機２０と、四方弁２２と、室外熱交換器２３と、液管４の一端が接続された閉鎖弁２５と、ガス管５の一端が接続された閉鎖弁２６と、アキュムレータ２１と、室外ファン２４と、膨張弁２７ａ，２７ｂと、冷媒ボンベ２８とを備えている。そして、室外ファン２４を除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１０の一部をなす室外機冷媒回路１０ａを構成している。

圧縮機２０は、図示しないインバータにより回転数が制御される図示しないモータによって駆動されることで、運転能力を可変できる能力可変型圧縮機である。圧縮機２０の冷媒吐出側は、四方弁２２のポートａに吐出管６１で接続されており、また、圧縮機２０の冷媒吸入側は、アキュムレータ２１の冷媒流出側に吸入管６６で接続されている。

四方弁２２は、冷媒の流れる方向を切り換えるための弁であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄの４つのポートを備えている。ポートａは、上述したように圧縮機２０の冷媒吐出側に吐出管６１で接続されている。ポートｂは、室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口と冷媒配管６２で接続されている。ポートｃは、アキュムレータ２１の冷媒流入側と冷媒配管６５で接続されている。そして、ポートｄは、閉鎖弁２６と室外機ガス管６４で接続されている。

室外熱交換器２３は、冷媒と、後述する室外ファン２４の回転により室外機２内部に取り込まれた外気とを熱交換させるものである。室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口は、上述したように四方弁２２のポートｂに冷媒配管６２で接続され、他方の冷媒出入口は室外機液管６３で閉鎖弁２５に接続されている。

膨張弁２７ａ，２７ｂは、室外機液管６３に設けられた電子膨張弁であり、閉鎖弁２５側から室外熱交換器２３に向かって膨張弁２７ａと２７ｂとが順に設けられている。膨張弁２７ａ，２７ｂは冷媒回路１０内の冷媒循環量を調節するために制御される。冷媒循環量を調節することで冷房・暖房能力を調整し、且つ、圧縮機２０の適正な冷媒吸入状態を保っている。これによって、蒸発器（暖房時は室外熱交換器２３、冷房時は室内熱交換器３１）の熱交換効率及び圧縮機２０の信頼性を向上させることができる。冷房運転時には、膨張弁２７ａは運転状況に合わせて開度制御され、膨張弁２７ｂは全開となるように制御される。一方、暖房運転時には、膨張弁２７ｂは運転状況に合わせて開度制御され、膨張弁２７ａは全開となるように制御される。

冷媒ボンベ２８は、室外機液管６３の膨張弁２７ａと膨張弁２７ｂとの間に室外機液管６３と並列に接続された並列回路に設けられている。冷媒ボンベ２８は、高圧の冷媒を貯留できる密閉容器である。冷媒ボンベ２８の両側には、膨張弁２７ａ側に開閉弁２９ａと、膨張弁２７ｂ側に開閉弁２９ｂとが夫々設けられている。開閉弁２９ａ、２９ｂを開閉制御することで冷媒ボンベ２８への冷媒回収、または冷媒ボンベ２８から冷媒回路１０への冷媒供給を行う。

室外ファン２４は樹脂材で形成されており、室外熱交換器２３の近傍に配置されている。室外ファン２４は、図示しないファンモータによって回転することで図示しない吸込口から室外機２内部へ外気を取り込み、室外熱交換器２３において冷媒と熱交換した外気を図示しない吹出口から室外機２外部へ放出する。

アキュムレータ２１は、上述したように、冷媒流入側が四方弁２２のポートｃと冷媒配管６５で接続され、冷媒流出側が圧縮機２０の冷媒吸入側と吸入管６６で接続されている。アキュムレータ２１は、冷媒配管６５からアキュムレータ２１内部に流入した冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離してガス冷媒のみを圧縮機２０に吸入させる。

以上説明した構成の他に、室外機２には各種のセンサが設けられている。図１（Ａ）に示すように、吐出管６１には、圧縮機２０から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度センサ７３が設けられている。

室外気液管６３には、室外熱交換器２３から流出、または、室外熱交換器２３に流入する冷媒の温度を検知するための室外機液側温度センサ７５が設けられている。また、室外熱交換器２３には、室外熱交換器２３を通過する冷媒の温度を検出する室外熱交温度センサ７４が設けられている。そして、室外機２の図示しない吸込口付近には、室外機２内に流入する外気の温度、すなわち外気温度を検出する外気温度センサ７６が備えられている。

また、室外機２には、室外機制御手段１００が備えられている。室外機制御手段１００は、室外機２の図示しない電装品箱に格納されている制御基板に搭載されている。図１（Ｂ）に示すように、室外機制御手段１００は、ＣＰＵ１１０と、記憶部１２０と、通信部１３０と、検出値入力部１４０と、膨張弁制御部１５０とを備えている。

記憶部１２０は、ＲＯＭやＲＡＭで構成されており、室外機２の制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、圧縮機２０や室外ファン２４の制御状態等を記憶している。通信部１３０は、室内機３との通信を行うためのインターフェイスである。検出値入力部１４０は、室外機２の各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ１１０に出力する。開閉弁制御部１５０は、後述する開閉弁２９ａ，２９ｂの開度制御を行う。

ＣＰＵ１１０は、前述した室外機２の各種センサでの検出結果を検出値入力部１４０を介して取り込む。また、ＣＰＵ１１０は、室内機３から送信される制御信号を通信部１３０を介して取り込む。また、ＣＰＵ１１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、圧縮機２０や室外ファン２４の駆動制御を行う。さらには、ＣＰＵ１１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、四方弁２２の切り換え制御を行う。

次に、図１（Ａ）を用いて、室内機３について説明する。室内機３は、室内熱交換器３１と、液管４の他端が接続された液管接続部３４と、ガス管５の他端が接続されたガス管接続部３５と、室内ファン３３とを備えている。そして、室内ファン３３を除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１０の一部をなす室内機冷媒回路１０ｂを構成している。

室内熱交換器３１は、冷媒と後述する室内ファン３３により図示しない吸込口から室内機３内部に取り込まれた室内空気とを熱交換させるものであり、一方の冷媒出入口が液管接続部３４に室内機液管６８で接続され、他方の冷媒出入口がガス管接続部３５に室内機ガス管６９で接続されている。室内熱交換器３１は、室内機３が冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、室内機３が暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。なお、液管接続部３４やガス管接続部３５では、各冷媒配管が溶接やフレアナット等により接続されている。

室内ファン３３は樹脂材で形成されており、室内熱交換器３１の近傍に配置されている。室内ファン３１は、図示しないファンモータによって回転することで、図示しない吸込口から室内機３内に室内空気を取り込み、室内熱交換器３１において冷媒と熱交換した室内空気を図示しない吹出口から室内へ吹き出す。

以上説明した構成の他に、室内機３には各種のセンサが設けられている。室内機液管６８には、室内熱交換器３１に流入あるいは室内熱交換器３１から流出する冷媒の温度を検出する室内機液側温度センサ７７が設けられている。室内熱交換器３１には、室内熱交換器３１を通過する冷媒の温度を検出する室内熱交温度センサ７８が設けられている。そして、室内機３の図示しない吸込口付近には、室内機３内に流入する室内空気の温度、すなわち室内温度を検出する室内温度センサ７９が備えられている。

次に、本実施形態における空気調和機１の空調運転時の冷媒回路１０における冷媒の流れや各部の動作について、図１（Ａ）を用いて説明する。なお、以下の説明では、室内機３が暖房運転を行う場合について説明し、冷房運転を行う場合については詳細な説明を省略する。また、図１（Ａ）における矢印は暖房運転時の冷媒の流れを示している。

図１（Ａ）に示すように、室内機３が暖房運転を行う場合、室外機制御手段１００は、四方弁２２を実線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｄとが連通するよう、また、ポートｃとポートｂとが連通するよう、切り換える。これにより、室外熱交換器２３が蒸発器として機能するとともに、室内熱交換器３１が凝縮器として機能する。また、膨張弁２７ｂは運転状況に合わせて開度制御され、膨張弁２７ａは全開となるように制御される。これによって冷媒ボンベ２８が高圧側に位置し、冷媒ボンベ２８内に冷媒を回収する際に、高圧の液冷媒を回収することができる。

圧縮機２０から吐出された高圧の冷媒は、吐出管６１を流れて四方弁２２に流入し、四方弁２２から室外機ガス管６４を流れて閉鎖弁２６を介してガス管５に流入する。ガス管５を流れた冷媒はガス管接続部３５を介して室内機３の室内機ガス管６９に流入する。室内機ガス管６９を流れる冷媒は、室内熱交換器３１に流入し、室内ファン３３の回転により室内機３内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って凝縮する。このように、室内熱交換器３１が凝縮器として機能し、室内熱交換器３１で冷媒と熱交換を行い加熱された室内空気が図示しない吹出口から室内に吹き出されることによって、室内機３が設置された室内の暖房が行われる。室内熱交換器３１から流出した冷媒は室内機液管６８を流れ、液管接続部３４を介して液管４に流入する。

液管４を流れて閉鎖弁２５を介して室外機２に流入した冷媒は、室外機液管６３に設けられた膨張弁２７ａを通過してから膨張弁２７ｂに流入する。この時、膨張弁２７ａは全開となっているため通過した冷媒に圧力変化は起こらず、膨張弁２７ｂを通過した冷媒は、減圧されて低圧の冷媒となる。膨張弁２７ｂを通過した冷媒はその後、室外熱交換器２３に流入する。室外熱交換器２３に流入した冷媒は、室外ファン２４の回転により室外機２内部に取り込まれた外気と熱交換を行って蒸発する。室外熱交換器２３から流出した冷媒は、順に冷媒配管６２、四方弁２２、冷媒配管６５、アキュムレータ２１、吸入管６６を流れ、圧縮機２０に吸入されて再び圧縮される。以上説明したように冷媒回路１０を冷媒が循環することで、空気調和機１の暖房運転が行われる。

なお、室内機３が冷房運転を行う場合、室外機制御手段１００は、四方弁２２が破線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｂとが連通するよう、また、ポートｃとポートｄとが連通するよう、切り換える。これにより、室外熱交換器２３が凝縮器として機能するとともに、室内熱交換器３１が蒸発器として機能する。また、膨張弁２７ａは運転状況に合わせて開度制御され、膨張弁２７ｂは全開となるように制御される。これによって冷媒ボンベ２８が高圧側に位置し、冷媒ボンベ２８内に冷媒を回収する際に、高圧の液冷媒を回収することができる。

次に、低外気温環境下で冷媒ボンベ２８へ冷媒を回収する際の制御方法について詳細に説明する。

図２は、空気調和機１の運転停止後の冷媒回収モードの制御方法を示すフローチャートである。ＳＴの後の数字はステップの番号を、ＹはＹｅｓ、ＮはＮｏをそれぞれ表す。

まず、ステップＳＴ１０１で暖房運転中に停止指令があったか否かを判定する。停止指令があった場合（ＳＴ１０１−Ｙ）、ステップＳＴ１０２で除霜運転開始条件を満たすか否かを判定する。このとき、除霜運転開始条件は例えば外気温が−５℃以下、室外熱交温度Ｔｃが−１５℃以下、暖房運転継続３時間である。条件が満たされると（ＳＴ１０２−Ｙ）、ステップＳＴ１０３が実行され、除霜運転を行い、ステップＳＴ１０４へ移行する。また、ステップＳＴ１０２で条件が満たされていなかった場合（ＳＴ１０２−Ｎ）はそのままステップＳＴ１０４へ移行する。

ステップＳＴ１０４では、外気温が０℃以下であるか否かを判定し、外気温が０℃以下（ＳＴ１０４−Ｙ）であれば冷媒回収を実行するためステップＳＴ１０５へ移行し、開閉弁２９ａ及び２９ｂを開状態となるように制御する。その後、ステップＳＴ１０６において、後述する過冷却度（ＳＣ）が所定値以上となるように圧縮機２０の回転数及び膨張弁２７ｂの開度を制御する。なお、この時、四方弁２２は冷媒回路１０が暖房運転サイクルとなるように切り換えられている。また、ステップＳＴ１０４において外気温＞０℃と判定された場合（ＳＴ１０４−Ｎ）は停止中に圧縮機で冷媒が寝込まない条件であると判断し、ステップＳＴ１０５からステップＳＴ１０８で行う冷媒回収を実施せずに圧縮機２０を停止する。

ステップＳＴ１０７では、凝縮器となる室内熱交換器３１の過冷却度（ＳＣ）が所定値以上であるか否かが判定される。過冷却度（ＳＣ）とは、凝縮器の中間温度（冷媒が気液二相状態の時の温度）から凝縮器の出口側温度（冷媒が液相状態の時の温度）を引いた値であり、過冷却度（ＳＣ）が所定値以上だと、室内熱交換器３１出口から膨張弁２７入口まで液冷媒が十分に溜まっている状態であり、即ち、冷媒ボンベ２８にも高圧の液冷媒が流入していることを意味する。なお、過冷却度（ＳＣ）は、液側温度センサ７７の検出値と室内熱交温度センサ７８の検出値との差から求められる。

ステップＳＴ１０７でＳＣ≧所定値と判定されたら（ＳＴ１０７−Ｙ）、ステップＳＴ１０８に移行して、開閉弁２９ａ及び２９ｂを閉制御する。これによって、冷媒ボンベ２８内に冷媒回路１０を循環する冷媒の一部を回収し、停止中は冷媒ボンベ２８が冷媒回路１０から切り離された状態となる。これを、本実施例では冷媒保管モードと呼ぶ。このあと、ステップＳＴ１０９で圧縮機２０を停止し、冷媒回収を終了する。

次に、空気調和機１起動後の冷媒ボンベ２８に回収された冷媒を冷媒回路１０へ供給する際の制御方法について詳細に説明する。

図３は、空気調和機１の暖房運転起動後の冷媒供給モードの制御方法を示すフローチャートである。ＳＴの後の数字はステップの番号を、ＹはＹｅｓ、ＮはＮｏをそれぞれ表す。

まず、ステップＳＴ２０１で圧縮機２０の起動指令の有無を判定し、起動指令有の場合（ＳＴ２０１−Ｙ）は、ステップＳＴ２０２において圧縮機２０を起動する。その後、ステップＳＴ２０３で前回運転停止時に上述の冷媒回収モードを行ったか否かを判定し、冷媒回収モード実施の場合（ＳＴ２０２−Ｙ）はステップＳＴ２０４に移行する。冷媒回収モード未実施の場合（ＳＴ２０２−Ｎ）は、ステップＳＴ２０８へ移行し、膨張弁２７ａを運転状況に合わせた開度に制御して冷媒循環量を調節して通常の暖房運転を行う。ステップＳＴ２０４では、吐出冷媒の吐出過熱度（吐出ＳＨ）が予め定められた所定値以上であるか否かが判定される。これは、冷媒ボンベ２８内の冷媒を冷媒回路１０に供給する際、吐出過熱度（吐出ＳＨ）が低いと圧縮機２０内の潤滑油の温度も低いため、冷媒ボンベ２８から供給された冷媒が圧縮機２０内で潤滑油に溶け込んでしまい、潤滑油の希釈やオイルフォーミングが発生する可能性があるからである。したがって、冷媒ボンベ２８から冷媒が供給されても冷媒が溶け込まない程度に高い値を吐出過熱度（吐出ＳＨ）の所定値に設定する。

ステップＳＴ２０４で吐出ＳＨ≧所定値と判定された場合（ＳＴ２０４−Ｙ）、ステップＳＴ２０５に移行して、開閉弁２９ａ及び２９ｂを開閉制御する。これによって、冷媒ボンベ２８内の冷媒の一部を冷媒回路へ供給する。以下に、ステップＳＴ２０５における開閉弁２９ａ及び２９ｂの制御方法を図４を用いて説明する。

図４はステップＳＴ２０５における開閉弁２９ａ及び２９ｂの開閉制御のタイミングを示している。なお、図４においてステップＳＴ２０４の吐出ＳＨの所定値を５ｄｅｇとしている。圧縮機２０起動後は吐出ＳＨは上昇していき、吐出ＳＨ≧所定値となったらステップＳＴ２０４でＹｅｓ判定となり、時間ｔ１において開閉弁２９ａを開制御する。これによって、開閉弁２９ａ側から冷媒回路１０中の冷媒が冷媒ボンベ２８内に流入し、冷媒ボンベ２８内の圧力が冷媒回路１０よりも一時的に高くなる。その後、時間ｔ２では開閉弁２９ｂを開制御する。これによって、圧力の高い冷媒ボンベ２８内の冷媒が開閉弁２９ｂから冷媒回路１０へ流出し、開閉弁２９ａ側から開閉弁２９ｂ側へ流れる冷媒流が形成される。その後、時間ｔ３において開閉弁２９ａを閉制御する。これによって、冷媒回路１０の開閉弁２９ａ側から冷媒ボンベ２８内へ流入しようとする冷媒を遮断しつつ、時間ｔ２の時点で形成された冷媒流に従って開閉弁２９ｂ側から冷媒ボンベ２８内の冷媒が冷媒回路１０へ流出する。その後、時間ｔ４で開閉弁２９ｂを閉制御する。このように、開閉弁２９ａ及び２９ｂを制御することによって一時的に冷媒回路１０と冷媒ボンベ２８とに差圧が生じ、差圧によって冷媒流を形成することで、冷媒ボンベ２８内に回収された冷媒を効率的に冷媒回路１０へ供給することができる。また、ステップＳＴ２０５における開閉弁２９ａ及び２９ｂの開閉制御時、冷媒ボンベ２８内に回収された冷媒が冷媒回路１０側を流れる冷媒より高圧となる機種も考えられる。その場合は、開閉弁２９ａ及び２９ｂを開度制御可能な膨張弁に変更し、冷媒ボンベ２８から供給する冷媒が冷媒回路１０側を流れる冷媒と同等の圧力となるようにしてもよい。

ステップＳＴ２０５の制御の後、ステップＳＴ２０６で吐出温度（若しくは、吐出過熱度）の低下があったか否かが判定される。冷媒ボンベ２８から冷媒が供給されると、冷媒回路内の冷媒量が増えるため、蒸発器で熱交換しきれずに湿り度が高くなった冷媒を吸入した圧縮機２０の吐出温度（及び吐出過熱度）が低下する。図４の時間ｔ５以降のように、ステップＳＴ２０５において開閉弁２９ａ及び２９ｂを開閉制御したのにもかかわらず吐出温度が低下しなかった場合、冷媒ボンベ２８内の冷媒は全て冷媒回路に供給されたことを意味する。したがって、ステップＳＴ２０６で吐出温度（若しくは、吐出過熱度）の低下があった場合（ＳＴ２０６−Ｎ）、ステップＳＴ２０４に戻り、吐出冷媒の吐出過熱度（吐出ＳＨ）が所定値以上となったら、ステップＳＴ２０５に移行して、再度開閉弁２９ａ及び２９ｂを開閉制御する。ステップＳＴ２０６で、吐出温度（若しくは、吐出過熱度）が低下しなかった場合（Ｙｅｓ判定）、ステップＳＴ２０７に移行し、開閉弁２９ａ及び２９ｂの両方を閉制御する。その後、ステップＳＴ２０８で膨張弁２７ｂを運転状況に合わせた開度に制御して冷媒循環量を調節して通常の暖房運転を行う。

以上、本実施形態によれば、空気調和機１の運転停止後に冷媒ボンベ２８内に冷媒回路１０内を循環する冷媒の一部を回収し、その後、開閉弁２９ａ及び２９ｂを閉制御して冷媒ボンベ２８を冷媒回路１０から遮断するようにしているので、空気調和機１の運転停止中に圧縮機２０内で寝込む冷媒量を低減できる。また、従来は、圧縮機２０起動後において、吐出圧力の上昇に対して吐出温度の上昇が遅く、圧縮機２０内の潤滑油の温度上昇も遅かったため、冷媒圧力上昇により圧縮機２０内で冷媒寝込みが発生していた。そのため、圧縮機２０起動後は緩やかに回転数を上昇させなければならなかったが、本実施形態によれば、圧縮機２０起動時は冷媒回路１０内の冷媒量が少ない状態であるため、吐出温度の上昇が早く、圧縮機２０内の潤滑油の温度上昇も早くなる。したがって、圧縮機２０起動後は従来より早く回転数を上昇でき、立ち上がり性能を向上できる。

なお、本実施形態では、空気調和機１の運転停止後の冷媒回収モードを暖房サイクルで行うように四方弁２２を切り換えているが、暖房運転停止後も圧縮機２０は運転を継続することになる。さらに、冷媒ボンベ２８に多くの冷媒を回収するためには凝縮器として機能する室内熱交換器３１で冷媒と室内空気とを十分に熱交換させる必要があるので、室内ファン３３も駆動させる。すると、ユーザが空気調和機１に暖房運転停止指令を出したにもかかわらず、室内機３から暖気が吹出されたままとなり、ユーザに故障だと誤認させてしまう可能性がある。そこで、空気調和機１の運転停止後の冷媒回収モードを冷房サイクルで行うようにしてもよい。冷房サイクルであれば、室外熱交換器２３が凝縮器として機能するため、室内ファン３３を駆動させる必要が無く、室内機３から空調空気が吹出されることが無くなる。

また、本実施形態では、空気調和機１の暖房サイクルでの圧縮機２０起動後の冷媒供給モードについてのみ説明したが、冷媒ボンベ２８に冷媒を溜め込んだまま冷房シーズンを迎えることも考えられる。冷媒ボンベ２８に溜め込まれた冷媒は回収時は高圧の液冷媒であったため、もし、冷媒供給モードにおいて低圧側（膨張弁より下流側）で冷媒回路に戻されると、蒸発器（冷房運転時の室内熱交換器３１）で蒸発しきれずに圧縮機２０に吸入されてしまい、液圧縮してしまう可能性がある。ただし、この場合であっても、冷房運転時は膨張弁２７ａが運転状況に合わせて開度制御され、膨張弁２７ｂは全開となるように制御されるため、冷媒ボンベ２８は常に高圧側に位置することになるので、冷房運転起動後の冷媒供給モードであっても液圧縮が生じることなく冷媒回路１０に冷媒を供給することができる。

１ 空気調和機
２ 室外機
３ 室内機
４ 液管
５ ガス管
１０ 冷媒回路
２０ 圧縮機
２１ アキュムレータ
２２ 四方弁
２３ 室外熱交換器
２４ 室外ファン
２７ａ，ｂ 膨張弁
２８ 冷媒ボンベ
２９ａ，ｂ 開閉弁
３１ 室内熱交換器
３３ 室内ファン
６１ 吐出管
６２ 冷媒配管
６３ 室外気液管
６４ 室外機ガス管
６５ 冷媒配管
６６ 吸入管
６８ 室内機液管
６９ 室内機ガス管
７３ 吐出温度センサ
７４ 室外熱交温度センサ
７５ 室外機液側温度センサ
７７ 室内機液側温度センサ
７８ 室内熱交温度センサ
７９ 室内温度センサ
１００ 室外機制御手段

Claims (2)

1. 圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器とが冷媒配管を介して接続される冷媒回路と、
   前記冷媒回路を制御する制御部と、前記凝縮器と前記膨張弁との間の前記冷媒配管に並列に接続された並列回路に設けられた冷媒ボンベと、前記並列回路に設けられ前記冷媒ボンベの前後に配置された二つの電磁弁とを備えた空気調和機において、
   外気温度を検出する外気温度センサと、
   前記圧縮機から吐出された冷媒の温度を検出する吐出温度センサと、
   前記凝縮器を流れる冷媒の温度を検出する凝縮温度センサとが設けられ、
   前記制御部は、
   前記空気調和機の運転停止後、前記外気温度センサの検出値が所定値以下の場合、前記二つの電磁弁を開制御して前記冷媒ボンベに前記冷媒回路を流れる冷媒の一部を回収する冷媒回収モードと、
   前記冷媒回収モード後に、前記二つの電磁弁を閉制御して前記冷媒回路から前記冷媒ボンベを遮断する冷媒保管モードと、
   前記圧縮機の起動後、吐出温度センサの検出値及び凝縮温度センサの検出値から算出した吐出過熱度が所定値以上のとき、前記二つの電磁弁を開閉制御して前記冷媒ボンベに回収された冷媒を前記冷媒回路に供給する冷媒供給モードとを備えることを特徴とした空気調和機。
2. 前記二つの電磁弁は、前記凝縮器側に設けられた第１の電磁弁と、前記膨張弁側に設けられた第２の電磁弁とからなり、
   前記冷媒供給モードでは前記第１の電磁弁を先に開制御することを特徴とした請求項１に記載の空気調和機。
   
   

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