JPH07158981A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は空気調和装置の冷媒回路におい
て、圧縮機起動時の能力不足を解消するための制御手段
に関するものである。 【構成】 圧力センサ６によって検出された冷媒圧力
は、流量制御装置制御手段７に入力され、そこで所定の
圧力値と比較される。暖房の起動時や除霜運転からの復
帰時などに冷媒圧力が所定値より低くなった場合は、電
気式膨張弁３は現在の基準開度よりも所定の開度だけ開
けられる。そのことによって、冷媒の循環量が増加し、
冷媒圧力を上昇させるので、素早く必要な暖房能力を出
せるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は空気調和装置の冷媒回
路において、おもに圧縮機起動時の能力不足を解消する
ための制御手段に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、従来の空気調和装置で用いら
れている冷媒回路図を示している。図１１において、１
は圧縮機、２は室内側熱交換器、３は電気式膨張弁（流
量制御装置）、４は熱源側熱交換器、５は四方切換弁で
ある。図中、実線矢印は暖房運転時、破線矢印は冷房運
転時の冷媒の流れ方向を示す。

【０００３】次に図１１を使って暖房運転時の動作を説
明する。圧縮機１より吐出された高温高圧のガス冷媒
は、四方切換弁５を通り、室内側熱交換器２に流入し、
室内空気と熱交換をおこなって凝縮し液化されて室内を
暖房する。そして、この液状態となった冷媒は、電気式
膨張弁３で減圧されて熱源側熱交換器４へ流入し、ここ
で室外空気などと熱交換してガス化し、再び四方切換弁
５を通って圧縮機１に吸入される。このようにして冷凍
サイクルが形成される。

【０００４】次に冷房運転時の動作を説明する。圧縮機
１より吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切換弁５
を通って熱源側熱交換器４に流入する。ここで熱源側熱
交換器４内の冷媒は室外空気などと熱交換し、放熱、凝
縮されて高温高圧の液冷媒となる。この液冷媒は電気式
膨張弁３へ流れ、減圧されて低温の二相冷媒となって室
内側熱交換器２に流入する。ここで吸熱することによ
り、液冷媒部分が蒸発して低温のガス冷媒となり、再び
四方切換弁５を通って圧縮機１へ戻る。

【０００５】次に除霜運転の動きを説明する。暖房運転
中に熱源側熱交換器４に着霜量が増加してくると、四方
切換弁５を切り換えて、室内側熱交換器２へ送っていた
ホットガス冷媒を熱源側熱交換器４へ送り込んで、付着
した霜を解かす運転をする。この時の冷媒の流れは、四
方切換弁５を切り換えたため、前記冷房運転時と同じと
なる。除霜運転を終了して再び四方切換弁５を切り換え
て暖房運転を開始する場合は、暖房起動時と全く同じ運
転をする。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の空気調和装置で
は、圧縮機１の起動時には電気式膨張弁３の初期開度を
常に一定に設定し、所定時間が経過した後に必要に応じ
て開閉操作を行っていた。一般的に、空気調和装置は起
動時には低圧側の冷媒圧力が下がりやすく、極端に下が
りすぎると回復するのに時間がかかる。また、過度の低
下が原因で、圧縮機１の吐出温度の異常な上昇や、熱源
側熱交換器４の配管温度の低下による着霜などの問題も
出てくる。

【０００７】このような問題に対しては、従来の空気調
和装置は圧縮機１の容量を小さくして対処し、圧縮機１
が損傷したり、熱源側熱交換器４に着霜したりすること
を防いでいた。このとき圧縮機１の運転容量は、室内側
の負荷が大きくとも吐出温度が所定温度を下回るか、若
しくは低圧側の冷媒圧力が所定値を上回るまで増加させ
ない。また、低圧側の冷媒圧力が低下し過ぎた場合に
は、圧縮機１の容量を小さくしても、冷媒圧力の上昇に
は時間がかかる。このように圧縮機１の容量を抑えた状
態が長く続くと冷媒の循環量が小さいために必要な能力
が出ない状態が続く。こうした圧縮機起動時の冷媒圧力
の低下は、回路内の絞りがきつい、つまり電気式膨張弁
３の開度が小さい程顕著となる。また、熱源側熱交換器
４での熱交換容量に比べ室内側熱交換器２の熱交換容量
が小さい程顕著に現れる。

【０００８】本発明にかかる空気調和装置は、前記のよ
うな問題点を解消するためになされたもので、圧縮機起
動時の低圧側の冷媒圧力の低下を極力抑え、冷媒回路内
の冷媒を素早く循環させ、安定した冷暖房運転を行わせ
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１の発明にかかる空気調和装置では、圧縮
機、熱源側熱交換器、室内側熱交換器、及び流量制御装
置を配管接続した空気調和装置において、冷媒圧力を検
出する冷媒圧力検出手段と、前記冷媒圧力が所定値より
低い場合には前記流量制御装置の開度を前記冷媒圧力の
所定値に対応する基準開度から開方向へ変化させる流量
制御装置制御手段とを備えた。

【００１０】また、請求項２の発明にかかる空気調和装
置では、圧縮機、熱源側熱交換器、室内側熱交換器、及
び流量制御装置を配管接続した空気調和装置において、
冷媒圧力を検出する冷媒圧力検出手段と、前記冷媒圧力
が所定値より低い場合には前記流量制御装置の開度を前
記冷媒圧力の所定値に対応する基準開度から開方向へ変
化させ、前記冷媒圧力が前記所定値より高い場合には前
記流量制御装置の開度を基準開度に戻す流量制御装置制
御手段とを備えた。

【００１１】また、請求項３の発明にかかる空気調和装
置では、圧縮機、熱源側熱交換器、室内側熱交換器、及
び流量制御装置を配管接続した空気調和装置において、
冷媒圧力を検出する冷媒圧力検出手段と、前記冷媒圧力
が所定値より低い場合には前記流量制御装置の開度を前
記冷媒圧力の所定値に対応する基準開度から開方向へ変
化させ、所定の時間経過後に前記流量制御装置の開度を
基準開度に戻す流量制御装置制御手段とを備えた。

【００１２】また、請求項４の発明にかかる空気調和装
置では、圧縮機、熱源側熱交換器、室内側熱交換器、及
び流量制御装置を配管接続した空気調和装置において、
外気温度を検出する外気温度検出手段と、この外気温度
検出手段が検出する外気温度が所定値より低い場合には
前記流量制御装置の開度を開方向へ変化させる流量制御
装置制御手段とを備えた。

【００１３】また、請求項５の発明にかかる空気調和装
置では、圧縮機、熱源側熱交換器、及び流量制御装置を
備えた複数台の室内側熱交換器を配管接続した空気調和
装置において、運転中の室内側熱交換器を検知する運転
検知手段と、この運転検知手段より得られた信号によっ
て運転中の室内側熱交換器の合計容量を検出する合計容
量検出手段と、この合計容量検出手段より検出した容量
が所定値より低い場合には前記流量制御装置の開度を開
方向へ変化させる流量制御装置制御手段とを備えた。

【００１４】また、請求項６の発明にかかる空気調和装
置では、圧縮機、熱源側熱交換器、及び流量制御装置を
備えた複数台の室内側熱交換器を配管接続した空気調和
装置において、冷媒圧力を検出する冷媒圧力検出手段
と、前記冷媒圧力が所定値より低い場合には前記流量制
御装置の開度を開方向へ変化させる流量制御装置制御手
段とを備えた。

【００１５】

【作用】請求項１の発明においては、冷媒圧力検出手段
は常に冷媒圧力を検出し、所定値と比較している。そこ
で検出した冷媒圧力が所定値より低い場合は、流量制御
装置の開度を基準開度から開方向へ変化させ、冷媒回路
内を流れる冷媒の循環量を増加させる。

【００１６】請求項２の発明においては、冷媒圧力検出
手段より検出した冷媒圧力が所定値より低い場合、流量
制御装置の開度を基準開度から開方向へ変化させて冷媒
回路内を流れる冷媒の循環量を増加させる。その後、冷
媒圧力が前記所定値より高くなれば、流量制御装置を基
準開度に戻す。

【００１７】請求項３の発明においては、冷媒圧力検出
手段より検出した冷媒圧力が所定値より低い場合、前記
流量制御装置の開度を基準開度から開方向へ変化させて
冷媒回路内を流れる冷媒の循環量を増加させる。変化さ
せた後、所定の時間が過ぎると、流量制御装置を基準開
度に戻す。

【００１８】請求項４の発明においては、外気温検出手
段より検出した外気温度が所定値より低い場合、流量制
御装置の開度を基準開度から開方向へ変化させ、冷媒回
路内を流れる冷媒の循環量を増加させる。

【００１９】請求項５の発明においては、配管接続され
た複数台の室内側熱交換器の内、運転中の室内側熱交換
器を運転検知手段によって検知する。検知された室内側
熱交換器の合計容量を合計容量検出手段が検出し、その
値が所定値より低い場合は流量制御装置の開度を基準開
度から開方向へ変化させ、冷媒回路内を流れる冷媒の循
環量を増加させる。

【００２０】請求項６の発明においては、冷媒回路の共
用部の冷媒圧力を冷媒圧力検出手段によって検出する。
その冷媒圧力が所定値より低い場合は、それぞれの流量
制御装置の開度を基準開度から開方向へ変化させ、冷媒
回路内を流れる冷媒の循環量を増加させる。

【００２１】

【実施例】

実施例１．実施例１は請求項１の発明にかかる空気調和
装置の一例である。図１はこの空気調和装置の冷媒系を
中心とする全体構成図である。図１において、１は圧縮
機、２は室内側熱交換器、３は流量制御装置としての電
気式膨張弁、４は熱源側熱交換器、５は四方切換弁、６
は圧縮機１の低圧側の冷媒圧力を検出する冷媒圧力検出
手段としての圧力センサ、７は電気式膨張弁３の開度を
制御する流量制御装置制御手段である。尚、図中、実線
矢印は暖房運転時、破線矢印は冷房運転時の冷媒の流れ
方向を示す。

【００２２】図２は実施例１の空気調和装置の制御フロ
ーチャートである。このフローチャートによって作用を
説明する。圧力センサ６によって検出された冷媒圧力
は、ステップＳ１１で流量制御装置制御手段７に入力さ
れ、ステップＳ１２で所定値と比較される。暖房の起動
時や除霜運転からの復帰時などに、冷媒圧力が所定値よ
り低くなった場合は、ステップＳ１３に進み、電気式膨
張弁３を現在の基準開度よりも所定の開度だけ開ける。
そのことによって、冷媒の循環量が増加し、低圧側の冷
媒圧力を上昇させるので、素早く必要な暖房能力を出せ
るようになる。一方、冷媒圧力が所定値より高い場合ま
たは等しい場合は、ステップＳ１４の電気式膨張弁３の
開度は基準開度のままである。

【００２３】実施例２．実施例２は請求項２の発明にか
かる空気調和装置の一例で、全体構成図は図１と同様で
ある。図３はこの空気調和装置の制御フローチャート
で、これに従ってその動作を説明する。圧力センサ６に
よって検出された冷媒圧力はステップＳ２１で流量制御
装置制御手段７に入力され、ステップＳ２２で所定値と
比較される。冷媒圧力が所定値より低い場合は、ステッ
プＳ２３に進み、電気式膨張弁３が今の基準開度から所
定の開度だけ開けられる。一方、冷媒圧力が所定値より
高い場合または等しい場合はステップＳ２６に進み、電
気式膨張弁３は基準開度のままである。

【００２４】ステップＳ２３で電気式膨張弁３が所定の
開度だけ開けられた後は、ステップＳ２４へ進んでここ
で再び冷媒圧力が検出され、ステップＳ２５でその値と
前記所定値とが比較される。冷媒の循環量が増加して低
圧側の冷媒圧力が上昇しても、電気式膨張弁３が開き気
味になっていると能力が出にくいので、ステップＳ２５
で冷媒圧力が前記所定値より高いと判断されれば、ステ
ップＳ２６で電気式膨張弁３は基準開度に戻される。ま
た、冷媒圧力が前記所定値より低い場合または等しい場
合はステップＳ２４に戻される。

【００２５】実施例３．実施例３は請求項３の発明にか
かる空気調和装置の一例で、全体構成図は図１と同様で
ある。図４はこの空気調和装置の制御フローチャート
で、これに従ってその動作を説明する。先ず検出された
冷媒圧力が、ステップＳ３１で流量制御装置制御手段７
に入力され、ステップＳ３２でその値が所定値と比べら
れて、冷媒圧力の方が低ければ、ステップＳ３３で電気
式膨張弁３が基準開度から所定開度開けられる。もし冷
媒圧力の方が高ければ、ステップＳ３６へ進んで基準開
度のままである。ステップＳ３３で電気式膨張弁３が所
定開度開けられてからの時間をＳ３４において積算し、
ステップＳ３５で所定の時間が過ぎたと判断されたら、
ステップＳ３６に進んで電気式膨張弁３は基準開度に戻
される。

【００２６】実施例４．実施例４は請求項４の発明にか
かる空気調和装置の一例である。図５はこの空気調和装
置の冷媒系を中心とする全体構成図である。図５におい
て、１から５、及び７は図１と同様のものである。８は
熱源側熱交換器４の近くに設けられた外気温検出手段と
しての温度センサで外気温度を検出している。尚、図
中、実線矢印は暖房運転時、破線矢印は冷房運転時の冷
媒の流れ方向を示す。

【００２７】図６は実施例４の空気調和装置の制御フロ
ーチャートで、これに従ってその動作を説明する。温度
センサ８によって検出された外気温度が、ステップＳ４
１で流量制御装置制御手段７に入力される。次のステッ
プＳ４２では、検出された外気温度と所定値とが比較さ
れる。外気温度が所定値より低かったら、ステップＳ４
３で電気式膨張弁３は現在の基準温度より所定開度開け
られる。こうして、素早く必要な暖房能力を高める。ま
た、外気温度が所定値より高いか若しくは等しければ、
ステップＳ４４に進むので電気式膨張弁３は基準開度の
ままである。

【００２８】実施例５．実施例５は請求項５の発明にか
かる空気調和装置の一例である。図７はこの空気調和装
置の冷媒系を中心とする全体構成図である。図７におい
て、１，４，５は図１と同様のものである。２ａ，２ｂ
は室内側熱交換器、３ａ，３ｂは室内側熱交換器２ａ，
２ｂにそれぞれ取り付けられた流量制御装置としての電
気式膨張弁、７ａは流量制御装置３ａ，３ｂを制御する
流量制御装置制御手段、９ａ，９ｂは室内側熱交換器２
ａ，２ｂにそれぞれ内蔵されてその運転状態を検知する
運転検知手段、１０は運転検知手段９ａ，９ｂによって
検知した室内側熱交換器の合計容量を検出する合計容量
検出手段である。尚、図中、実線矢印は暖房運転時、破
線矢印は冷房運転時の冷媒の流れ方向を示す。

【００２９】図８は実施例５の空気調和装置の制御フロ
ーチャートで、これに従ってその動作を説明する。先
ず、運転検知手段９ａ，９ｂによって運転している室内
側熱交換器を検知する。ここでは室内側熱交換器２ａの
みが運転しているものとする。先に検知した運転中の室
内側熱交換器２ａの情報が、ステップＳ５１で流量制御
装置制御手段７ａに入力され、ステップＳ５２では室内
側熱交換器２ａの合計容量（容量）が検出される。ステ
ップＳ５３で合計容量が所定値より小さいと判断される
と、ステップＳ５４で運転していない室内側熱交換器２
ｂの電気式膨張弁３ｂを現在の開度より所定開度開け
る。そのことによって、冷媒の循環量が増加して冷媒圧
力を上昇させ、素早く必要な暖房能力を出すことができ
る。また、ステップＳ５３で所定値より大きいか若しく
は等しければ、ステップＳ５５に進んで電気式膨張弁３
ｂの開度は変わらない。

【００３０】実施例６．実施例６は請求項６の発明にか
かる空気調和装置の一例である。図９はこの空気調和装
置の冷媒系を中心とする全体構成図である。図９におい
て、１から５及び７ａは図７と同様のもので、６は圧縮
機１の低圧側に設けた冷媒圧力検出手段としての圧力セ
ンサである。尚、図中、実線矢印は暖房運転時、破線矢
印は冷房運転時の冷媒の流れ方向を示す。

【００３１】図１０は実施例６の空気調和装置の制御フ
ローチャートで、これに従ってその動作を説明する。圧
力センサ６によって検出された低圧側の冷媒圧力は、ス
テップＳ６１で流量制御装置制御手段７ａに入力され
る。ここでは室内側熱交換器２ａのみが運転しているも
のとする。検出された冷媒圧力がステップＳ６２におい
て所定値より低いと判断されたら、ステップＳ６３で運
転していない室内側熱交換器２ｂの電気式膨張弁３ｂを
所定開度開ける。それによって、冷媒の循環量が増加
し、圧力を上昇させ、素早く必要な暖房能力を出すこと
ができる。また、ステップＳ６２で所定値より高いか若
しくは等しければ、ステップＳ６４に進んで電気式膨張
弁３ｂの開度は変わらない。

【００３２】実施例５と実施例６において、運転してい
ない室内側熱交換器２ｂの電気式膨張弁３ｂを開ける代
わりに、運転中の室内側熱交換器２ａの電気式膨張弁３
ａの方を所定開度開けても、配管接続されているすべて
の室内側熱交換器の電気式膨張弁を所定開度開けても、
先の実施例と同様の効果が得られる。

【００３３】実施例１、実施例２、実施例３及び実施例
６において、低圧側の冷媒圧力に代わって、高圧側の冷
媒圧力を流量制御装置制御手段への入力に使っても、先
の実施例と同様の効果が得られる。また、冷媒圧力の代
わりに、冷媒回路の温度、例えば、吐出温度、吸入温
度、吐出過熱度、吸入過熱度等を使ってもよい。

【００３４】また、実施例では主に暖房運転の場合を想
定して記したが、冷房運転の場合も同様である。

【００３５】

【発明の効果】このように、請求項１の空気調和装置に
よれば、冷媒圧力が所定値より低い場合には、流量制御
装置の開度を基準開度から開方向へ変化させるので、圧
縮機起動時の冷媒の循環量不足による低圧低下、及び吐
出温度の上昇を防ぎ、熱交換能力を素早く上昇させられ
る。

【００３６】また、請求項２の空気調和装置によれば、
流量制御装置の開度を基準開度より開いたまま運転して
冷媒圧力が所定値より高くなれば、前記流量制御装置の
開度を基準開度に戻すので、流量制御装置の開度の開き
過ぎによる熱交換能力不足が解消できる。

【００３７】請求項３の空気調和装置によれば、流量制
御装置の開度を基準開度より開いたまま運転しても、何
らかの原因によって所定の時間内に冷媒圧力が所定値ま
で達しない場合は、流量制御装置の開度を基準開度に戻
すので、圧縮機に無理をかけることなく流量制御装置の
開き過ぎによる熱交換能力不足が解消できる。

【００３８】請求項４の空気調和装置によれば、外気温
検出手段によって圧縮機起動時の冷媒の循環量不足を比
較的安価に予測して対処することができる。

【００３９】請求項５の空気調和装置によれば、運転検
知手段と合計容量検出手段によって起動時の冷媒の循環
量不足を比較的安価に予測して対処することができる。

【００４０】請求項６の空気調和装置によれば、冷媒圧
力が所定値より低い場合には、流量制御装置の開度を開
方向へ変化させるので、室内側熱交換器が複数の場合で
も、熱交換能力不足を素早く解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の空気調和装置の冷媒系を中心とする
全体構成図である。

【図２】実施例１の空気調和装置の流量制御装置の制御
フローチャートを示す。

【図３】実施例２の空気調和装置の流量制御装置の制御
フローチャートを示す。

【図４】実施例３の空気調和装置の流量制御装置の制御
フローチャートを示す。

【図５】実施例４の空気調和装置の冷媒系を中心とする
全体構成図を示す。

【図６】実施例４の空気調和装置の流量制御装置の制御
フローチャートを示す。

【図７】実施例５の空気調和装置の冷媒系を中心とする
全体構成図を示す。

【図８】実施例５の空気調和装置の流量制御装置の制御
フローチャートを示す。

【図９】実施例６の空気調和装置の冷媒系を中心とする
全体構成図を示す。

【図１０】実施例６の空気調和装置の流量制御装置の制
御フローチャートを示す。

【図１１】従来の空気調和装置の冷媒系を中心とする全
体構成図を示す。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２，２ａ，２ｂ 室内側熱交換器 ３，３ａ，３ｂ 電気式膨張弁（流量制御装置） ４ 熱源側熱交換器 ５ 四方切換弁 ６ 圧力センサ（冷媒圧力検出手段） ７，７ａ 流量制御装置制御手段 ８ 温度センサ（外気温検出手段） ９ａ，９ｂ 運転検知手段 １０ 合計容量検出手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、熱源側熱交換器、室内側熱交換
   器、及び流量制御装置を配管接続した空気調和装置にお
   いて、 冷媒圧力を検出する冷媒圧力検出手段と、前記冷媒圧力
   が所定値より低い場合には前記流量制御装置の開度を前
   記冷媒圧力の所定値に対応する基準開度から開方向へ変
   化させる流量制御装置制御手段と、を備えたことを特徴
   とする空気調和装置。
2. 【請求項２】 圧縮機、熱源側熱交換器、室内側熱交換
   器、及び流量制御装置を配管接続した空気調和装置にお
   いて、 冷媒圧力を検出する冷媒圧力検出手段と、前記冷媒圧力
   が所定値より低い場合には前記流量制御装置の開度を前
   記冷媒圧力の所定値に対応する基準開度から開方向へ変
   化させ、前記冷媒圧力が前記所定値より高い場合には前
   記流量制御装置の開度を基準開度に戻す流量制御装置制
   御手段と、を備えたことを特徴とする空気調和装置。
3. 【請求項３】 圧縮機、熱源側熱交換器、室内側熱交換
   器、及び流量制御装置を配管接続した空気調和装置にお
   いて、 冷媒圧力を検出する冷媒圧力検出手段と、前記冷媒圧力
   が所定値より低い場合には前記流量制御装置の開度を前
   記冷媒圧力の所定値に対応する基準開度から開方向へ変
   化させ、所定の時間経過後に前記流量制御装置の開度を
   基準開度に戻す流量制御装置制御手段と、を備えたこと
   を特徴とする空気調和装置。
4. 【請求項４】 圧縮機、熱源側熱交換器、室内側熱交換
   器、及び流量制御装置を配管接続した空気調和装置にお
   いて、 外気温度を検出する外気温度検出手段と、この外気温度
   検出手段が検出する外気温度が所定値より低い場合には
   前記流量制御装置の開度を開方向へ変化させる流量制御
   装置制御手段と、を備えたことを特徴とする空気調和装
   置。
5. 【請求項５】 圧縮機、熱源側熱交換器、及び流量制御
   装置を備えた複数台の室内側熱交換器を配管接続した空
   気調和装置において、 運転中の室内側熱交換器を検知する運転検知手段と、こ
   の運転検知手段より得られた信号によって運転中の室内
   側熱交換器の合計容量を検出する合計容量検出手段と、
   この合計容量検出手段より検出した容量が所定値より低
   い場合には前記流量制御装置の開度を開方向へ変化させ
   る流量制御装置制御手段と、を備えたことを特徴とする
   空気調和装置。
6. 【請求項６】 圧縮機、熱源側熱交換器、及び流量制御
   装置を備えた複数台の室内側熱交換器を配管接続した空
   気調和装置において、 冷媒圧力を検出する冷媒圧力検出手段と、前記冷媒圧力
   が所定値より低い場合には前記流量制御装置の開度を開
   方向へ変化させる流量制御装置制御手段と、を備えたこ
   とを特徴とする空気調和装置。