JP6524670B2 - 空気調和装置 - Google Patents
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(1)空気調和装置の構成
図1は、本発明の第1実施形態にかかる空気調和装置1の概略構成図である。
室内ユニット4は、室内に設置されており、冷媒回路10の一部を構成している。室内ユニット4は、主として、室内熱交換器41を有している。
室外ユニット2は、室外に設置されており、冷媒回路10の一部を構成している。室外ユニット2は、主として、圧縮機21と、四路切換弁22と、室外熱交換器23と、第1膨張弁24と、レシーバ25と、液側閉鎖弁27と、ガス側閉鎖弁28とを有している。
冷媒連絡管5、6は、空気調和装置1を建物等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管であり、設置場所や室外ユニットと室内ユニットとの組み合わせ等の設置条件に応じて種々の長さや管径を有するものが使用される。
空気調和装置1は、室内側制御部44と室外側制御部38とから構成される制御部8によって、室外ユニット2及び室内ユニット4の各機器の制御を行うことができるようになっている。すなわち、室内側制御部44と室外側制御部38との間を接続する伝送線8aとによって、暖房運転や逆サイクル除霜運転、冷房運転等を含む空気調和装置1全体の運転制御を行う制御部8が構成されている。
次に、空気調和装置1の基本動作について、図1を用いて説明する。空気調和装置1は、冷房運転及び暖房運転を切り換えて行うことが可能である。また、暖房運転時においては、室外熱交換器23に付着した霜を融解させるための逆サイクル除霜運転に切り換えて行うことも可能である。尚、これらの基本動作としての冷房運転及び暖房運転、逆サイクル除霜運転は、制御部8によって行われる。
冷房運転時には、四路切換弁22が冷房サイクル状態(図1の実線で示される状態)に切り換えられる。
暖房運転時には、四路切換弁22が暖房サイクル状態(図1の破線で示される状態)に切り換えられる。
上記の暖房運転中において、室外熱交換器23における冷媒の温度Tormが所定の除霜開始温度以下に低下する等によって室外熱交換器23における着霜が検知された場合、すなわち、室外熱交換器23の除霜が必要であることを示す除霜開始条件に達した場合に、室外熱交換器23に付着した霜を融解させることで室外熱交換器23を除霜する逆サイクル除霜運転を行う。
逆サイクル除霜運転は、上記のように、室外熱交換器23のガス側端部23aを冷媒の入口とし、かつ、室外熱交換器23の液側端部23bを冷媒の出口として、室外熱交換器23のガス側端部23aから液側端部23bに向かって圧縮機21から吐出された冷媒を流す運転である。このため、逆サイクル除霜運転では、室外熱交換器23のガス側端部23a及びその付近に付着した霜が最初に融解し始め、その後、室外熱交換器23の中間部分23cに付着した霜が融解し、室外熱交換器23の液側端部23b及びその付近に付着した霜が最後に融解することになる。このような逆サイクル除霜運転における冷媒の流れに起因して、逆サイクル除霜運転後に室外熱交換器23の液側端部23b及びその付近に付着した霜の融け残りが発生しやすく、除霜時間が長くなる傾向にある。
暖房運転中において、制御部8は、まず、ステップST1において、室外熱交換器23の除霜が必要であることを示す除霜開始条件に達したかどうかを判定する。ここでは、上記のように、室外熱交換器23における冷媒の温度Tormが所定の除霜開始温度以下に低下する等によって室外熱交換器23における着霜が検知されたかどうかを判定するようにしている。
次に、制御部8は、ステップST2、ST3において、レシーバ利用除霜運転を行う。すなわち、ここでは、ステップST4の逆サイクル除霜運転を開始する前に、レシーバ利用除霜運転を行う。
次に、制御部8は、ステップST4、ST5において、逆サイクル除霜運転を行う。すなわち、ここでは、ステップST2、ST3のレシーバ利用除霜運転を行った後に、逆サイクル除霜運転を行う。ここで、逆サイクル除霜運転は、上記の基本動作における逆サイクル除霜運転と同様であり、ここでは、制御部8が、ステップST4において、四路切換弁22を冷房サイクル状態に切り換え、かつ、圧縮機21を起動することによって開始される(図8参照)。そして、逆サイクル除霜運転は、制御部8が、ステップST5において、室外熱交換器23の除霜が終了したことを示す除霜終了条件に達したものと判断するまで行われる。ここで、除霜終了条件は、上記の基本動作における除霜終了条件と同様である。
上記のレシーバ利用除霜運転による除霜効果は、レシーバ利用除霜運転時にレシーバ25内に溜まっている冷媒の量に依存する傾向にある。具体的には、レシーバ25内に溜まっている冷媒量が多いほど、レシーバ利用除霜運転時において、レシーバ25内の冷媒と室外熱交換器23内の冷媒との差圧が維持されやすくなり、これにより、レシーバ25から室外熱交換器23に向かう冷媒の流れを確保しやすくすることができるのである。
暖房運転中において、制御部8は、まず、ステップST1において、室外熱交換器23の除霜が必要であることを示す除霜開始条件に達したかどうかを判定する。
次に、制御部8は、ステップST6において、レシーバ25に冷媒を溜める除霜準備運転を行う。すなわち、ここでは、制御部8が、ステップST2のレシーバ利用除霜運転を開始する前に、レシーバ25に冷媒を溜める除霜準備運転を行うことで、レシーバ25内に溜まっている冷媒の量が予め多くなるようにしている。ここでは、制御部8が、除霜準備運転として、暖房運転を行っている冷媒回路10において(すなわち、四路切換弁22を暖房サイクル状態にしたままで)、圧縮機21の運転を継続したままで、暖房運転時の通常制御状態にあった第1膨張弁24の開度を小開度状態(ここでは、全閉状態)まで閉める(図10参照)。
次に、制御部8は、ステップST2、ST3において、レシーバ利用除霜運転を行う。すなわち、ここでは、ステップST4の逆サイクル除霜運転を開始する前に、レシーバ利用除霜運転を行う。すなわち、制御部8は、ステップST2において、圧縮機21を停止し、かつ、第1膨張弁24を開ける操作を行う。具体的には、制御部8は、四路切換弁22を暖房サイクル状態にしたままで、圧縮機21を停止させる(図8及び図7参照)。そして、制御部8は、除霜準備運転時の小開度状態にあった第1膨張弁24の開度を大開度状態(ここでは、全開状態)まで開ける(図8及び図7参照)。このレシーバ利用除霜運転は、ステップST3において、レシーバ利用除霜終了条件に達するまで行われる。
次に、制御部8は、ステップST4、ST5において、逆サイクル除霜運転を行う。すなわち、ここでは、ステップST2、ST3のレシーバ利用除霜運転を行った後に、逆サイクル除霜運転を行う。ここで、逆サイクル除霜運転は、上記の基本動作における逆サイクル除霜運転と同様であり、ここでは、制御部8が、ステップST4において、四路切換弁22を冷房サイクル状態に切り換え、かつ、圧縮機21を起動することによって開始される(図8参照)。そして、逆サイクル除霜運転は、制御部8が、ステップST5において、室外熱交換器23の除霜が終了したことを示す除霜終了条件に達したものと判断するまで行われる。ここで、除霜終了条件は、上記の基本動作における除霜終了条件と同様である。
上記の第1実施形態及びその変形例(図1参照)の構成において、図11に示すように、レシーバ25に、ガス状態の冷媒を圧縮機21の吸入側に抜き出すためのレシーバ圧力調整管30を接続するようにしてもよい。ここで、レシーバ圧力調整管30は、レシーバ25の上部の気相部分から冷媒を抜き出すように設けられている。
上記の第1実施形態及びその変形例(図1参照)の構成において、図15に示すように、液冷媒管35の室内熱交換器41とレシーバ25との間の部分(ここでは、液側閉鎖弁27とレシーバ25との間の部分)に第2膨張弁26をさらに設けるようにしてもよい。第2膨張弁26は、図16に示すように、制御部8によって開度制御可能な弁である、ここで、第2膨張弁26として電動膨張弁が採用されている。また、上記の第2実施形態及びその変形例(図11参照)と同様に、レシーバ25にレシーバ圧力調整弁30aを有するレシーバ圧力調整管30をさらに設けるようにしてもよい。
<A>
上記の実施形態及びその変形例では、レシーバ利用除霜終了条件として、レシーバ利用除霜時間を経過したかどうかが採用されているが、これに限定されるものではない。
上記の実施形態及びその変形例では、室外熱交換器23として、扁平管からなる多数の伝熱管61と差込フィンからなる多数の伝熱フィン64とにより構成された差込フィン式の熱交換器が採用されているが、これに限定されるものではない。例えば、波形フィンを伝熱フィン64として採用した熱交換器であってもよいし、また、円形管を伝熱管61として採用した熱交換器であってもよい。
8 制御部
10 冷媒回路
21 圧縮機
23 室外熱交換器
23b 液側端部
24 第1膨張弁
25 レシーバ
30 レシーバ圧力調整管
30a レシーバ圧力調整弁
41 室内熱交換器
Claims (7)
- 圧縮機(21)、室外熱交換器(23)、膨張弁(24)及び室内熱交換器(41)が接続されることによって構成された冷媒回路(10)と、前記圧縮機及び前記膨張弁を制御する制御部(8)と、を有しており、前記制御部が、前記圧縮機、前記室内熱交換器、前記膨張弁、前記室外熱交換器の順に冷媒を循環させて室内を暖房する暖房運転と、前記圧縮機、前記室外熱交換器、前記膨張弁、前記室内熱交換器の順に冷媒を循環させて前記室外熱交換器を除霜する逆サイクル除霜運転とを切り換えて行う空気調和装置において、
前記冷媒回路は、前記室内熱交換器と前記膨張弁との間に接続されたレシーバ(25)と、前記冷媒回路における冷媒の流れの方向を前記暖房運転時の暖房サイクル状態又は前記逆サイクル除霜運転時の冷房サイクル状態に切り換える四路切換弁(22)と、をさらに有しており、
前記制御部は、前記暖房運転中に前記室外熱交換器の除霜が必要であることを示す除霜開始条件に達した場合に、前記逆サイクル除霜運転を開始する前に、前記四路切換弁を前記室外熱交換器のガス側と前記圧縮機の吸入側とを連通させる前記暖房サイクル状態にしたままで、前記圧縮機を停止しかつ前記膨張弁を開けることで、前記レシーバ内の冷媒と前記室外熱交換器内の冷媒との差圧によって前記レシーバから前記室外熱交換器に向けて冷媒を流して前記室外熱交換器の液側端部(23b)の除霜を行うレシーバ利用除霜運転を行う、
空気調和装置(1)。 - 前記制御部(8)は、前記レシーバ(25)内の冷媒と前記室外熱交換器(23)内の冷媒との差圧がなくなるまで、前記レシーバ利用除霜運転を行う、
請求項1に記載の空気調和装置(1)。 - 前記レシーバ(25)には、ガス状態の冷媒を前記圧縮機(21)の吸入側に抜き出すためのレシーバ圧力調整管(30)が接続されており、
前記レシーバ圧力調整管には、レシーバ圧力調整弁(30a)が設けられており、
前記制御部(8)は、前記レシーバ利用除霜運転を行う際に、前記レシーバ圧力調整弁を閉じる、
請求項1又は2に記載の空気調和装置(1)。 - 前記制御部(8)は、前記レシーバ利用除霜運転を開始する前に、前記レシーバ(25)に冷媒を溜める除霜準備運転を行う、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の空気調和装置(1)。 - 前記除霜準備運転は、前記圧縮機(21)の運転を継続したままで、前記膨張弁(24)の開度を前記暖房運転時よりも小開度にして行う、
請求項4に記載の空気調和装置(1)。 - 前記除霜準備運転時の前記膨張弁(24)の開度は、全閉状態である、
請求項5に記載の空気調和装置(1)。 - 前記レシーバ(25)には、ガス状態の冷媒を前記圧縮機(21)の吸入側に抜き出すためのレシーバ圧力調整管(30)が接続されており、
前記レシーバ圧力調整管には、レシーバ圧力調整弁(30a)が設けられており、
前記制御部(8)は、前記レシーバ利用除霜運転を開始する前に、前記圧縮機の運転を継続したままで、前記膨張弁(24)を全閉状態にし、かつ、前記レシーバ圧力調整弁を開状態にして、前記レシーバに冷媒を溜める除霜準備運転を行う、
請求項1又は2に記載の空気調和装置(1)。
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