JPH023093Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 この考案は、電動式膨張弁を備えた空気調和機
に関する。

〔考案の技術的背景〕

一般に、この種の空気調和機にあつては、運転
時、蒸発器の冷媒過熱度を検出し、この冷媒過熱
度と設定目標過熱度との差に応じて電動式膨張弁
の開度を制御し、これにより冷媒循環量を調節
し、冷媒過熱度を設定目標過熱度に至らせて安定
運転を行なうようにしている。

〔背景技術の問題点〕

ところで、このような空気調和機においては、
運転開始に際しての圧縮機の起動時、電動式膨張
弁を一旦全閉または全開してから上記開度制御を
行なうようにしているが、電動式膨張弁が運転に
最適な開度に至るまでに時間がかかり、運転の立
上がりが遅いという欠点があつた。

〔考案の目的〕

この考案は、上記のような事情に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、運転の立上
がりを速めることができ、効率のよい快適な空調
を可能とする空気調和機を提供することにある。

〔考案の概要〕

この考案は、運転開始に際しての圧縮機起動時
は電動式膨張弁を初期開度に設定し、かつ室内温
度制御手段に基づく圧縮機の再起動時は電動式膨
張弁を圧縮機停止前の開度に設定するものであ
る。

〔考案の実施例〕

以下、この考案の第１の実施例について図面を
参照して説明する。

第１図に示すように、圧縮機１、四方弁２、室
外側熱交換器３、ドライヤ４、電動式膨張弁（パ
ルスモータ内蔵）５、室内側熱交換器６などが順
次連通され、ヒートポンプ式冷凍サイクルが構成
される。電動式膨張弁５と室内側熱交換器６との
相互連通部にはキヤピラリチユーブ７の一端が連
通される。そして、キヤピラリチユーブ７の他端
はバイパスサイクル８として圧縮機１の冷媒吸込
み側配管に連通される。こうして、冷房運転時は
図示実線矢印の方向に冷媒が流れて冷房サイクル
が形成され、室外側熱交換器３が凝縮器として作
用するとともに室内側熱交換器６が蒸発器として
作用する。暖房運転時は四方弁２が切換作動する
ことにより図示破線矢印の方向に冷媒が流れて暖
房サイクルが形成され、室内側熱交換器６が凝縮
器として作用するとともに室外側熱交換器３が蒸
発器として作用する。

また、圧縮機１の冷媒吸込み側配管において、
四方弁２とバイパスサイクル８の連通部との間に
は冷媒温度センサ（サーミスタ）９が設けられ
る。さらに、バイパスサイクル８には冷媒温度セ
ンサ（サーミスタ）１０が設けられる。一方、圧
縮機１の冷媒吐出側配管には高圧スイツチ１１が
設けられており、この高圧スイツチ１１が作動す
ると圧縮機１の運転が停止するようになつてい
る。

そして、上記冷媒温度センサ９，１０の出力は
主制御部２０へ供給される。この主制御部２０
は、マイクロコンピユータおよびその周辺回路か
らなり、運転操作部２１で設定される運転条件お
よび室内温度センサ２２の検知温度などに応じた
圧縮機１および四方弁２の制御、および温度セン
サ９，１０の検知温度の差つまり冷媒過熱度に応
じた電動式膨張弁５の開度制御などを行なうもの
である。なお、この開度制御は膨張弁駆動回路２
３を用いて行なわれる。

つぎに、上記のような構成において第２図のフ
ローチヤートを参照しながら動作を説明する。

運転操作部２１の電源スイツチをオンすると
（電源投入）、主制御部２０は冷房運転が設定され
ているかそれとも暖房運転が設定されているかを
判別し、冷房運転であれば電動式膨張弁５を一定
の冷房用初期開度に設定し、暖房運転であれば四
方弁２を切換作動するとともに電動式膨張弁５を
一定の暖房用初期開度に設定する。しかして、運
転操作部２１の運転スイツチをオンすると、圧縮
機１が起動して冷房運転あるいは暖房運転が開始
される。

運転が開始されると、主制御部２０は、温度セ
ンサ９で検知される冷媒温度と温度センサ１０で
検知される冷媒温度との差つまり蒸発器の冷媒加
熱度を一定時間毎に検出し、その検出した冷媒加
熱度が設定目標加熱度となるように電動式膨張弁
５の開度を制御する。しかして、冷媒加熱度が設
定目標加熱度に至ると、主制御部２０は電動式膨
張弁５の開度をその都度記憶するとともに、室内
温度センサ２２で検知される室内温度に応じて圧
縮機１の運転をオン、オフ制御する。すなわち、
冷房運転時は室内温度が設定温度まで低下または
それ以下になると圧縮機１を停止し、室内温度が
設定温度以上になると圧縮機１を再起動する。暖
房運転時は、室内温度が設定温度まで上昇または
それ以上になると圧縮機１を停止し、室内温度が
設定温度以下になると圧縮機１を再起動する。な
お、主制御部２０は、圧縮機１の停止に際し、電
動式膨張弁５を一旦全閉し、所定時間後に全開し
て冷凍サイクルのガスバランスを行なう。

ところで、主制御部２０は、圧縮機１の停止か
ら起動までの時間が一定時間以内であれば、その
起動が室内温度制御に基づく再起動であると判断
し、その再起動に際して電動式膨張弁５を記憶開
度（圧縮機停止前の開度）に設定する。また、圧
縮機１の停止から起動までの時間が一定時間以上
であれば、その起動が運転操作部２１の運転スイ
ツチの操作によるものであると判断し、その起動
に際して電動式膨張弁５を前記冷房用初期開度ま
たは暖房用初期開度に設定する。

このように、運転開始に際しての圧縮機１の起
動時は電動式膨張弁５の開度を一定の冷房用初期
開度または暖房用初期開度に設定し、かつ室内温
度制御に基づく圧縮機１の再起動時は電動式膨張
弁５の開度を圧縮機停止前の開度に設定すること
により、常に速い立上がりをもつて運転を開始ま
たは再開することができ、これにより効率のよい
快適な空調が可能である。

なお、上記実施例では、冷房運転機能および暖
房運転機能を有するヒートポンプ式の空気調和機
を対象として説明したが、どちらか一方だけの運
転機能を有する空気調和機であれば、つまり冷房
運転から暖房運転への切換あるいは暖房運転から
冷房運転への切換がない空気調和機であれば、運
転開始に際しての電動式膨張弁５の初期開度を運
転停止前の開度とするようにしてもよい。

次に、この考案の第２の実施例について図面を
参照して説明する。ただし、図面において第１図
と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明
は省略する。

第３図において、３０は能力可変圧縮機、３１
は室外フアン、３２は室内フアンである。しかし
て、圧縮機３０の冷媒吐出側配管と冷媒吸込み側
配管との間にはキヤピラリチユーブ３３を介して
飽和温度生成用のバイパスサイクル３４が設けら
れる。そして、冷媒吸込み側配管において、四方
弁２とバイパスサイクル３４の連通部との間には
冷媒温度センサ９が設けられる。さらに、バイパ
スサイクル３４には冷媒温度センサ１０が設けら
れる。

第４図は制御回路である。４０は三相交流電源
で、この電源４０のＲ、Ｓ、Ｔ相には室外側制御
部４１が接続され、この室外側制御部４１の電源
ライン（Ｒ、Ｔ相）には室内側制御部４２が接続
される。そして、室外側制御部４１と室内側制御
部４２との間ではたとえば電源電圧のオン、オフ
を利用したシリアル転送方式によつて情報の授受
がなされるようになつている。室外側制御部４１
には、圧縮機モータ３０Ｍ、フアンモータ３１
Ｍ、四方弁２、電動式膨張弁５、および上記温度
センサ９，１０が接続される。また、室内側制御
部４２にはリモートコントロール式の運転操作部
４５、フアンモータ３２Ｍ、室内温度センサ４
４、および熱交温度センサ４５が接続される。し
かして、室外側制御部４１は、圧縮機モータ１Ｍ
をインバータ回路（図示しない）を介して電源４
０に接続しており、そのインバータ回路の出力の
周波数および電圧を調節することにより圧縮機３
０の能力を負荷に応じた最適な能力に設定するよ
うになつている。また、室外側制御部４１は、圧
縮機モータ３０Ｍへの駆動電流が一定値以上にな
るとそれを検知する過電流センサ５０を有してお
り、駆動電流が一定値以上になるとインバータ回
路への通電を遮断してそのインバータ回路のトラ
ンジスタを保護するようになつている。すなわ
ち、インバータ回路に使用されているトランジス
タは過電流に弱いため、それに対する保護が必要
となつている。一方、室内側制御部４２は、マイ
クロコンピユータおよびその周辺回路からなる主
制御部を有している。

つぎに、上記のような構成において第５図のフ
ローチヤートを参照しながら動作を説明する。

運転操作部４３の運転スイツチをオンすると、
電動式膨張弁５をマツチングポイントに近い一定
の初期開度に設定するとともに、暖房運転であれ
ば四方弁２を切換作動する。しかして、室内温度
が設定温度以上であれば（冷房運転時）、また室
内温度が設定温度以下であれば（暖房運転時）、
圧縮機３０を起動して冷房運転あるいは暖房運転
を開始する。

運転を開始すると、温度センサ９で検知される
吸込み冷媒温度と温度センサ１０で検知される飽
和冷媒温度との差つまり蒸発器の冷媒加熱度を一
定時間毎に検出し、その検出した冷媒加熱度が設
定目標加熱度となるように電動式膨張弁５の開度
を制御する。しかして、冷媒加熱度が設定目標加
熱度に至ると、電動式膨張弁５の開度をその都度
記憶するとともに、室内温度センサ４１で検知さ
れる室内温度に応じて圧縮機３０の能力可変制御
を行なう。すなわち、室内温度が設定温度に近付
くにつれてインバータ回路の出力の周波数および
電圧を低下して圧縮機３０の能力を低減してい
き、冷房運転時は室内温度が設定温度以下になる
と、また暖房運転時は設定温度以上になるとそれ
ぞれ圧縮機３０を再起動する。なお、圧縮機３０
が停止している間は開閉制御を行なわず、電動式
膨張弁５の開度を圧縮機停止前の記憶開度に維持
する。

ところで、圧縮機３０の起動時は、冷凍サイク
ルのガスバランスの程度に応じた大きさの始動電
流が圧縮機モータ３０Ｍに流れる。しかして、ガ
スバランスが不安定な状態で起動を行なうと始動
電流が一定値以上となるため、それを過電流セン
サ５０で検知してインバータ回路への通電を遮断
し、圧縮機３０を停止する。このとき、電動式膨
張弁５を一旦全開して完全なガスバランスを行な
い、所定時間（たとえば１分）後、起動時の開度
に戻して圧縮機３０を再起動する。この再起動
時、始動電流が一定値以下の状態を30秒間継続す
れば、正常運転であるとしてそのまま運転を続行
する。ただし、始動電流が一定値以上となつて再
び保護機能が働くと、冷凍サイクルが異常である
と判断してそこで全ての運転を停止する。

このように、運転開始に際しての圧縮機３０の
起動時は電動式膨張弁５の開度を一定の初期開度
に設定し、かつ室内温度制御に基づく圧縮機３０
の再起動時は電動式膨張弁５の開度を圧縮機停止
前の開度に設定することにより、常に速い立上が
りをもつて運転を開始または再開することがで
き、これにより効率のよい快適な空調が可能であ
る。特に、圧縮機３０の起動時（再起動も含む）、
過電流センサ５０に基づく保護機能が働いた場合
には、完全なガスバランスを行なつてから圧縮機
３０を再起動するようにしたので、不要な運転停
止を極力防ぐことができ、よつて効率のよい最適
な運転が可能である。

〔考案の効果〕

以上述べたようにこの考案によれば、運転の立
上がりを速めることができ、効率のよい快適な空
調を可能とする空気調和機を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の第１の実施例を示す全体的
な構成図、第２図は同実施例の動作を説明するた
めのフローチヤート、第３図はこの考案の第２の
実施例を示す冷凍サイクルの構成図、第４図は同
実施例の制御回路の構成図、第５図は同実施例の
動作を説明するためのフローチヤートである。 １……圧縮機、３……室外側熱交換器、５……
電動式膨張弁、６……室内側熱交換器、９，１０
……冷媒温度センサ、２０……主制御部、３０…
…能力可変圧縮機、４１……室外側制御部、４２
……室内側制御部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧縮機、蒸発器、電動式膨張弁、凝縮器などを
   順次連通してなる冷凍サイクルを備え、前記蒸発
   器の冷媒加熱度に応じて前記電動式膨張弁の開度
   を制御する空気調和機において、室内温度に応じ
   て前記圧縮機の運転をオン、オフ制御する室内温
   度制御手段と、運転開始に際しての圧縮機起動時
   は前記電動式膨張弁を初期開度に設定し、かつ前
   記室内温度制御手段に基づく圧縮機の再起動時は
   電動式膨張弁を圧縮機停止前の開度に設定する手
   段とを具備したことを特徴とする空気調和機。