JPH06201199A

JPH06201199A - ルームエアコンの制御方法

Info

Publication number: JPH06201199A
Application number: JP2393A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Iwanaga; 隆喜岩永; Yasuhiro Arai; 康弘新井; Tetsuji Yamashita; 哲司山下; Akihiro Noguchi; 明裕野口
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-01-04
Filing date: 1993-01-04
Publication date: 1994-07-19

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、暖房スタート時にコンプレッサへ
の液バックを抑制し、かつ適正な暖房スタート特性を確
保することを目的とする。【構成】暖房運転におけるコンプレッサ１の起動時
に、検出された外気温度に応じて膨張弁４の初期開度を
可変することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ルームエアコンの制御
方法に関し、特に暖房スタート時におけるコンプレッサ
への液バックの抑制と適正な暖房スタート特性を確保す
るための制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ルームエアコンは、コンプレッ
サ、室内熱交換器、電動式膨張弁及び室外熱交換器を順
次連結して構成されたヒートポンプ式冷凍サイクルを備
え、四方弁を正逆に切替えることにより、冷、暖房の切
替えが行われる。このようなルームエアコンにおいて、
暖房運転時、冷媒はスーパーヒート制御により室外熱交
換器の入り口でほぼ全液、出口でちょうど全ガスになっ
ている。この状態でコンプレッサを停止した場合、室外
熱交換器容積のほぼ半分が液冷媒で満たされている。さ
らに室外気温が低い場合は、より多くの冷媒が時間とと
もに徐々に凝縮し溜っていく。このような条件でコンプ
レッサを起動した場合、（ａ）室外ファンの送風開始と
ともに、室外熱交換器内の液冷媒が急激にガス化する。
この時、ガスの膨張する圧力により、冷媒の一部はガス
化できない内に液のままサクションパイプに導かれ、コ
ンプレッサの信頼性上問題となる”液バック”運転にな
ってしまう。（ｂ）さらに吐出ガスの圧力により、室内
熱交換器−電動式膨張弁−室外熱交換器の順に冷媒が流
れ、サクションパイプへの液バックを増加させる。こう
いった不都合に対し、従来は電動式膨張弁の制御で対応
してきた。即ち、暖房スタート時に一定時間電動式膨張
弁の開度をある任意の絞った状態で固定し、その後通常
のスーパーヒート制御等に移行させるようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の制御では、暖房
スタート時に一定時間電動式膨張弁の開度をある任意の
絞った状態で固定し、その後通常のスーパーヒート制御
等に移行させるようにしていたため、コンプレッサに液
バックしている／いないに拘わらず暖房スタート時の冷
媒の流れを抑制することになり、ルームエアコンの快適
性の重要な要素である”部屋を早く暖める”ことに対し
てはマイナスに作用するという問題があった。

【０００４】本発明は、上記のような従来の問題に着目
してなされたもので、暖房スタート時にコンプレッサへ
の液バックを抑制し、かつ適正な暖房スタート特性を確
保することのできるルームエアコンの制御方法を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、第１に、少なくともコンプレッサ、室内
熱交換器、膨張弁及び室外熱交換器が順次連結された冷
凍サイクルを有するルームエアコンの制御方法におい
て、暖房運転における前記コンプレッサの起動時に、検
出された外気温度に応じて前記膨張弁の初期開度を可変
することを要旨とする。

【０００６】第２に、上記第１の構成において、前記冷
凍サイクルにおける室内熱交換器と膨張弁の間に液溜タ
ンクを設け、前記コンプレッサの停止時に、前記膨張弁
を安定運転時の開度よりも所要量絞った状態で一定時間
運転し、前記液溜タンクに冷媒を貯溜させることを要旨
とする。

【０００７】

【作用】上記構成において、第１に、暖房運転における
コンプレッサの起動時に、外気温度が高く冷媒が蒸発し
易い条件では、膨張弁の開度を開き気味に設定すること
により、冷媒循環量が確保され、部屋を早く暖めるとい
う暖房スタート特性が適正に確保される。一方、外気温
度が低く冷媒が蒸発しにくい条件では、膨張弁の開度を
絞り気味に設定することにより、コンプレッサへの液バ
ックが抑制される。

【０００８】第２に、コンプレッサを停止させる時、膨
張弁を安定運転時の開度よりも所要量絞った状態で一定
時間運転することにより、液溜タンク側に冷媒が貯溜さ
れて室外熱交換器内の冷媒量を少なくすることが可能と
なる。これにより、次のコンプレッサ起動時における液
バックが一層的確に抑制される。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１及び図２は、本発明の第１実施例を示す図で
ある。図１は適用される冷凍サイクルを示し、図２は暖
房スタート時における電動式膨張弁の開度制御状態（同
図（ａ））、それに伴うコンプレッササクションパイプ
温度の推移（同図（ｂ））、空調される部屋の温度の推
移（同図（ｃ））を示している。まず適用される冷凍サ
イクルから説明すると、図１において、１はコンプレッ
サ、２は四方弁、３は室内熱交換器、４は電動式膨張
弁、５は室外熱交換器であり、室外熱交換器５の近傍に
は外気温度を検出するための温度センサ（図示せず）が
設けられている。そして、四方弁２を正逆に切替えるこ
とにより、冷、暖房の切替えが行われるようになってい
る。同図中、実線矢印は暖房モードの冷媒流れ方向を示
し、破線矢印は冷房モードの冷媒流れ方向を示してい
る。

【００１０】次に、図２を用いて、暖房スタート時にお
ける電動式膨張弁４の開度制御方法を説明する。

【００１１】室外熱交換器に溜まる冷媒量は、室外熱交
換器温度の影響を受け、温度が低いほど溜り易くなる。
これに対応して、コンプレッサの起動時に電動式膨張弁
開度を絞ることにより、吐出側から伝わってくる冷媒や
圧力を抑えることができ、結果として、コンプレッサへ
の液バックを少なくすることができる。この点は従来制
御法と同じ考え方である。しかし、電動式膨張弁を閉め
すぎたままにするとコンプレッサの吸い込み冷媒循環量
が少なくなり、その結果暖房立ち上がり特性を悪くする
ことになる。

【００１２】これに対し本実施例では、外気温度が低い
場合、冷媒は蒸発しにくいという特性に着目して制御が
なされている。即ち、外気温度が高く冷媒の蒸発し易い
条件では、電動式膨張弁４の開度を開き気味に設定し
（図２（ａ）のｅ特性）、冷媒循環量を確保して暖房ス
タート時の特性を確保する（図２（ｃ）のｅ特性）。一
方、外気温度が低く冷媒の蒸発しにくい条件では、電動
式膨張弁４の開度を絞り気味に設定し（図２（ａ）のｆ
特性）、コンプレッサ１への液バックを抑制することに
重点をおいた制御を行う。図２（ｂ）は電動式膨張弁４
の開度に伴うコンプレッササクションパイプ温度の推移
を示しているが、これは同時に液バックの状態も示して
おり、同図のｆ特性に示すように、外気温低温時は液バ
ックが抑制されている。なお、図２の（ａ）〜（ｃ）
中、ｇ特性は従来の制御法による場合を比較例として示
している。上述のように、本実施例の制御方法によれ
ば、液バックを抑えることができ、かつ暖房スタート時
に部屋を早く暖めるという暖房スタート特性が適正に確
保される。

【００１３】次いで、図３及び図４には、本発明の第２
実施例を示す。図３は適用される冷凍サイクルを示し、
図４はコンプレッサ停止時における電動式膨張弁の開度
制御状態（同図（ａ））、それに伴う室外熱交換器に溜
る冷媒量（同図（ｂ））を示している。図３に示すよう
に、本実施例では冷凍サイクル中の室内熱交換器３と電
動式膨張弁４との間に、冷媒を貯溜するための液溜タン
ク６が追加されている。

【００１４】暖房運転時、スーパーヒート制御により冷
媒は室外熱交換器の入り口でほぼ全液、出口でちょうど
全ガスになっている。この状態でコンプレッサを停止し
た場合、室外熱交換器容積のほぼ半分が液で満たされ
る。この状態で温度コントロールなどによりコンプレッ
サが停止し、その後に暖房運転を再開した場合、室外熱
交換器に溜った液冷媒によりサクションパイプに液バッ
クする。この液バックを抑制するためには、コンプレッ
サの停止時に室外熱交換器に液冷媒を溜めないように制
御すればよい。

【００１５】そこで、本実施例では、コンプレッサ停止
時の室外熱交換器内の冷媒量を少なくするため、前記の
ように、冷凍サイクル内に液溜タンク６を追加して、こ
れを実現している。そして、図４（ａ）のｈ特性で示す
ように、室外制御器が室内制御器からサーモオフ信号を
受けた場合、コンプレッサ１を「即停止」とはせず、電
動式膨張弁４を安定運転時の制御量より絞った状態で一
定時間運転した後、コンプレッサ１を停止する。このよ
うに、電動式膨張弁４を絞ることにより室内熱交換器３
内に、より多くの冷媒を溜めることができ、さらに、液
溜タンク６を追加することで、その効果は大きくなる。
この状態で次にコンプレッサ１が起動する場合、室外熱
交換器５内の液冷媒は、冷凍サイクル中に液溜タンク６
を持たない場合に比べて少なくなっているので（図４
（ｂ）のｈ特性）、サクションパイプへの液バックを一
層的確に抑制することが可能となる。コンプレッサ１の
停止時間が長い場合、圧力バランスや室内外熱交換器温
度差により室外熱交換器５に冷媒が徐々に流れ込んで行
くが、液溜タンク６も冷やされて液冷媒を保持するの
で、従来の冷凍サイクル構成に比べ室外熱交換器５内の
液冷媒は少なくなり、コンプレッサ１起動時の液バック
を抑えることができる。

【００１６】次に、本発明の第３実施例による電動式膨
張弁の開度制御方法を述べる。本実施例で適用される冷
凍サイクルは、図３に示す第２実施例のものと同じであ
り、制御方法において第２実施例の考え方をさらに１歩
進めたものである。通常コンプレッサの運転周波数が高
いということは、冷凍サイクル配管内の冷媒の流速が速
いということである。電動式膨張弁の開度が同一であっ
てもコンプレッサの運転周波数が高ければ、相対的に絞
りはきつくなるので、暖房時に室内熱交換器及び液溜タ
ンクに溜る冷媒量は多くなる。そこで、本実施例は、こ
のことを踏まえて、停止前の電動式膨張弁４の開度を、
コンプレッサ１の運転中の周波数に応じて過不足なく設
定することにより、液バックを抑制してコンプレッサの
信頼性を確保しつつ、次の起動時に素早く適正な暖房能
力を取り出すことができるようにしている。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１に、暖房運転におけるコンプレッサの起動時に、検
出された外気温度に応じて膨張弁の初期開度を可変する
ようにしたため、コンプレッサの起動時に、外気温度が
高く冷媒が蒸発し易いときは膨張弁の開度を開き気味に
設定して冷媒循環量を確保し暖房スタート特性を適正に
確保することができ、また外気温度が低く冷媒が蒸発し
にくいときは膨張弁の開度を絞り気味に設定してコンプ
レッサへの液バックを抑制することができる。

【００１８】第２に、冷凍サイクルにおける室内熱交換
器と膨張弁との間に液溜タンクを設け、コンプレッサの
停止時に、膨張弁を安定運転時の開度よりも所要量絞っ
た状態で一定時間運転し、液溜タンクに冷媒を貯溜させ
るようにしたため、室外熱交換器内の液冷媒量を少なく
することができて次のコンプレッサ起動時における液バ
ックを一層的確に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るルームエアコンの制御方法の第１
実施例に適用される冷凍サイクルを示す図である。

【図２】上記第１実施例において暖房スタート時におけ
る電動式膨張弁の開度制御状態及びそれに伴うサクショ
ンパイプ温度と空調される部屋の温度の推移を示す図で
ある。

【図３】本発明の第２実施例に適用される冷凍サイクル
を示す図である。

【図４】上記第２実施例においてコンプレッサ停止時に
おける電動式膨張弁の開度制御状態及びそれに伴う室外
熱交換器に溜る冷媒量を示す図である。

【符号の説明】

１コンプレッサ３室内熱交換器４電動式膨張弁５室外熱交換器６液溜タンク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者野口明裕神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝住空間システム技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともコンプレッサ、室内熱交換
器、膨張弁及び室外熱交換器が順次連結された冷凍サイ
クルを有するルームエアコンの制御方法において、暖房
運転における前記コンプレッサの起動時に、検出された
外気温度に応じて前記膨張弁の初期開度を可変すること
を特徴とするルームエアコンの制御方法。
【請求項２】前記冷凍サイクルにおける室内熱交換器
と膨張弁の間に液溜タンクを設け、前記コンプレッサの
停止時に、前記膨張弁を安定運転時の開度よりも所要量
絞った状態で一定時間運転し、前記液溜タンクに冷媒を
貯溜させることを特徴とする請求項１記載のルームエア
コンの制御方法。