JPH08189717A - ヒートポンプ式空気調和機 - Google Patents

ヒートポンプ式空気調和機

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JPH08189717A
JPH08189717A JP257295A JP257295A JPH08189717A JP H08189717 A JPH08189717 A JP H08189717A JP 257295 A JP257295 A JP 257295A JP 257295 A JP257295 A JP 257295A JP H08189717 A JPH08189717 A JP H08189717A
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JP
Japan
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expansion valve
refrigerant
pressure
indoor
temperature
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP257295A
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English (en)
Inventor
Tetsuei Kuramoto
哲英 倉本
Shigeo Aoyama
繁男 青山
元晴 ▲高▼雄
Motoharu Takao
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Refrigeration Co
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Publication date
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Publication of JPH08189717A publication Critical patent/JPH08189717A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/005—Outdoor unit expansion valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/25—Control of valves
    • F25B2600/2513—Expansion valves

Landscapes

  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 運転条件や室外ユニットと室内ユニットとを
結ぶ冷媒配管長の変化に対して、減圧量を適正に保持す
ることにより最適な冷凍サイクルで運転でき、かつ複数
室内ユニットの場合にも適用可能とする。 【構成】 ヒートポンプ式空気調和機において、室外ユ
ニットＡ’内に室外膨張弁Ｅｘｐ１を、室内ユニット
Ｂ’内に室内膨張弁Ｅｘｐ２を設置し、かつ冷房運転時
は、第３圧力センサーで検出した冷媒圧力が冷房所定冷
媒圧力となるように室外膨張弁Ｅｘｐ１の開度を制御す
る室外膨張弁制御装置Ｃｎｔ１と、暖房運転時は、第４
圧力センサーで検出した冷媒圧力が暖房所定冷媒圧力と
なるように室内膨張弁Ｅｘｐ２の開度を制御する室内膨
張弁制御装置Ｃｎｔ２とを備えるものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、空気を熱源とするヒー
トポンプ式空気調和機において、冷暖房運転時の冷凍サ
イクル制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ヒートポンプ式空気調和機については、
既にさまざまな開発がなされており、例えば、特開昭６
２−１５８９５８号公報に示されているようなヒートポ
ンプ式空気調和機がある。
【０００３】その基本的な技術について以下述べる。上
記従来のヒートポンプ式空気調和機は図５に示すよう
に、室外ユニットＡ、及び室内ユニットＢから構成され
ている。
【０００４】室外ユニットＡは、圧縮機１，四方弁２，
室外熱交換器３，第１減圧用毛細管４ａ，第１逆止弁７
ａ，アキュームレータ６からなり、そして室内ユニット
Ｂは室内熱交換器５，第２減圧用毛細管４ｂ，第２逆止
弁７ｂから構成されている。
【０００５】そして、圧縮機１，四方弁２，室外熱交換
器３，第１減圧用毛細管４ａ，第２減圧用毛細管４ｂ，
室内熱交換器５，アキュームレータ６を冷媒配管にて環
状に順次接続して冷凍サイクルを形成している。
【０００６】以上のように構成されたヒートポンプ式空
気調和機について、その動作を説明する。
【０００７】まず、冷房運転の場合、四方弁２によって
冷房回路に切り替えられ、図中の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、室外熱交換器３を凝
縮器、室内熱交換器５を蒸発器として作用させる。
【０００８】上記冷房サイクルにおいて、圧縮機１を出
た高温高圧のガス冷媒は室外熱交換器３にて凝縮して高
温高圧の液冷媒となり、第１減圧用毛細管４ａにより減
圧膨張されて二相冷媒となって室外ユニットＡを出て、
その後冷媒配管中の管内抵抗により更に減圧膨張しなが
ら、室内ユニットＢへ流入し、室内熱交換器５にて蒸発
することにより室内空気から吸熱（冷房運転）するとい
うサイクルを繰り返す。
【０００９】一方、暖房運転の場合、四方弁２によって
暖房回路に切り替えられ、図中の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、室内熱交換器５を凝
縮器、室外熱交換器３を蒸発器として作用させる。
【００１０】上記暖房サイクルにおいて、圧縮機１を出
た高温高圧のガス冷媒は室内熱交換器５にて凝縮するこ
とにより室内空気へ放熱（暖房運転）して高温高圧の液
冷媒となり、第２減圧用毛細管４ｂにより減圧膨張され
て二相冷媒となって室内ユニットＢを出て、その後冷媒
配管中の管内抵抗により更に減圧膨張しながら、室外ユ
ニットＡへ流入し、室外熱交換器３にて蒸発するという
サイクルを繰り返す。
【００１１】以上のようなヒートポンプ式空気調和機で
は、室外ユニットＡと室内ユニットＢとを結ぶ２本の冷
媒配管内を流動する冷媒はガス冷媒、及び二相冷媒とで
きるため、冷媒の比重量が小さく、冷凍サイクルとして
必要となる冷媒量が少なくて済み、配管長が長くなる場
合においても冷媒追加が不要となる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来の構成は、冷房，暖房運転共、減圧装置として毛細
管４ａ，４ｂを使用しているために減圧量が固定されて
いるために、運転条件や室外ユニットＡと室内ユニット
Ｂとを結ぶ冷媒配管長によっては、減圧量が過大になっ
たり、過小になったりして、冷凍サイクルを最適状態で
運転できない場合が生じるだけでなく、室外ユニット１
台に対して室内ユニットを複数台設置する場合には適用
できないという欠点を有していた。
【００１３】そこで、本発明は従来の課題を解決するも
ので、運転条件や室外ユニットと室内ユニットとを結ぶ
冷媒配管長の変化に対して、減圧量を適正に保持するこ
とにより最適な冷凍サイクルで運転でき、かつ複数室内
ユニットの場合にも適用し得るヒートポンプ式空気調和
機を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明のヒートポンプ式空気調和機は、従来の減圧用
毛細管の代わりに室外ユニット内に室外膨張弁を、また
室内ユニット内に室内膨張弁を設置し、冷房運転時に、
室外膨張弁入口側の冷媒圧力と冷媒温度とを第１圧力セ
ンサーと第１温度センサーとから検出して室外膨張弁出
口側の冷媒乾き度が所定値となるような冷房所定冷媒圧
力を算出し、第３圧力センサーで検出した室外膨張弁出
口側の冷媒圧力が冷房所定冷媒圧力となるように室外膨
張弁の開度を制御する室外膨張弁制御装置と、暖房運転
時に、室内膨張弁入口側の冷媒圧力と冷媒温度とを第２
圧力センサーと第２温度センサーとから検出して室内膨
張弁出口側の冷媒乾き度が所定値となるような暖房所定
冷媒圧力を算出し、第４圧力センサーで検出した室内膨
張弁出口側の冷媒圧力が暖房所定冷媒圧力となるように
室内膨張弁の開度を制御する室内膨張弁制御装置とを備
えたものである。
【００１５】また、他の本発明のヒートポンプ式空気調
和機は、冷房運転時に、室外膨張弁入口側の冷媒圧力と
冷媒温度とを第１圧力センサーと第１温度センサーとか
ら検出して室外膨張弁出口側の冷媒乾き度が所定値とな
るような冷房所定冷媒温度を算出し、第３温度センサー
で検出した室外膨張弁出口側の冷媒温度が冷房所定冷媒
温度となるように室外膨張弁の開度を制御する室外膨張
弁制御装置と、暖房運転時に、室内膨張弁入口側の冷媒
圧力と冷媒温度とを第２圧力センサーと第２温度センサ
ーとから検出して室内膨張弁出口側の冷媒乾き度が所定
値となるような暖房所定冷媒温度を算出し、第４温度セ
ンサーで検出した室内膨張弁出口側の冷媒温度が暖房所
定冷媒温度となるように室内膨張弁の開度を制御する室
内膨張弁制御装置とを備えたものである。
【００１６】
【作用】本発明のヒートポンプ式空気調和機は、冷房運
転時に、室外膨張弁入口側の冷媒圧力と冷媒温度とを第
１圧力センサーと第１温度センサーとから検出して室外
膨張弁出口側の冷媒乾き度が所定値となるような冷房所
定冷媒圧力を算出し、第３圧力センサーで検出した室外
膨張弁出口側の冷媒圧力が冷房所定冷媒圧力となるよう
に室外膨張弁の開度を制御する室外膨張弁制御装置を備
えているので、運転条件や室外ユニットと室内ユニット
とを結ぶ冷媒配管長の変化に対して、室外膨張弁による
減圧量を適正に保持することにより、室内膨張弁にて室
内熱交換器での蒸発圧力を適正に制御することができ、
複数の室内ユニットを設置する場合でも適用できる。
【００１７】また、暖房運転時に、室内膨張弁入口側の
冷媒圧力と冷媒温度とを第２圧力センサーと第２温度セ
ンサーとから検出して室内膨張弁出口側の冷媒乾き度が
所定値となるような暖房所定冷媒圧力を算出し、第４圧
力センサーで検出した室内膨張弁出口側の冷媒圧力が暖
房所定冷媒圧力となるように室内膨張弁の開度を制御す
る室内膨張弁制御装置を備えているので、運転条件や室
外ユニットと室内ユニットとを結ぶ冷媒配管長の変化に
対して、室内膨張弁による減圧量を適正に保持すること
により、室外膨張弁にて室外熱交換器での蒸発圧力を適
正に制御することができ、また、複数の室内ユニットを
設置する場合でも適用できる。
【００１８】また、他の本発明のヒートポンプ式空気調
和機は、冷房運転時に、室外膨張弁入口側の冷媒圧力と
冷媒温度とを第１圧力センサーと第１温度センサーとか
ら検出して室外膨張弁出口側の冷媒乾き度が所定値とな
るような冷房所定冷媒温度を算出し、第３温度センサー
で検出した室外膨張弁出口側の冷媒温度が冷房所定冷媒
温度となるように室外膨張弁の開度を制御する室外膨張
弁制御装置を備えているので、運転条件や室外ユニット
と室内ユニットとを結ぶ冷媒配管長の変化に対して、室
外膨張弁による減圧量を適正に保持することにより、室
内膨張弁にて室内熱交換器での蒸発圧力を適正に制御す
ることができ、複数の室内ユニットを設置する場合でも
適用できる。
【００１９】また、暖房運転時に、室内膨張弁入口側の
冷媒圧力と冷媒温度とを第２圧力センサーと第２温度セ
ンサーとから検出して室内膨張弁出口側の冷媒乾き度が
所定値となるような暖房所定冷媒温度を算出し、第４温
度センサーで検出した室内膨張弁出口側の冷媒温度が暖
房所定冷媒温度となるように室内膨張弁の開度を制御す
る室内膨張弁制御装置を備えているので、運転条件や室
外ユニットと室内ユニットとを結ぶ冷媒配管長の変化に
対して、室内膨張弁による減圧量を適正に保持すること
により、室外膨張弁にて室外熱交換器での蒸発圧力を適
正に制御することができ、また、複数の室内ユニットを
設置する場合でも適用できる。
【００２０】更に、冷房運転時の室外膨張弁の減圧量、
及び暖房運転時の室内膨張弁の減圧量を、それぞれの膨
張弁出口の冷媒圧力に代えて冷媒温度が所定値となるよ
うに制御しているので、センサーに要するコストを抑え
ることができる。
【００２１】
【実施例】以下、本発明によるヒートポンプ式空気調和
機の第１の実施例について、図面を参照しながら説明す
る。なお、従来例と同一構成については同一符号を付し
て詳細な説明を省略する。
【００２２】図１は、本発明の第１の実施例のヒートポ
ンプ式空気調和機の冷凍サイクル図である。図２は、同
実施例の室外膨張弁制御装置Ｃｎｔ１、及び室内膨張弁
制御装置の動作を説明するフローチャート図である。
【００２３】図１において、ヒートポンプ式空気調和機
は室外ユニットＡ’と、室内ユニットＢ’とから構成さ
れている。
【００２４】室外ユニットＡ’は、圧縮機１，四方弁
２，室外熱交換器３，室外膨張弁Ｅｘｐ１，アキューム
レータ６，冷媒配管内を流れる冷媒の流動方向に対し
て、冷房時は室外膨張弁Ｅｘｐ１入口側の冷媒圧力を検
出し暖房時は室外膨張弁Ｅｘｐ１出口側の冷媒圧力を検
出する第１圧力センサーＰ１，冷房時は室外膨張弁Ｅｘ
ｐ１入口側の冷媒温度を検出し暖房時は室外膨張弁Ｅｘ
ｐ１出口側の冷媒温度を検出する第１温度センサーＴ
１，冷房時は室外膨張弁Ｅｘｐ１出口側の冷媒圧力を検
出し暖房時は室外膨張弁Ｅｘｐ１入口側の冷媒圧力を検
出する第３圧力センサーＰ３，冷房運転時に、室外膨張
弁Ｅｘｐ１入口側の冷媒圧力と冷媒温度とを第１圧力セ
ンサーＰ１と第１温度センサーＴ１とから検出して室外
膨張弁Ｅｘｐ１出口側の冷媒乾き度が所定値となるよう
な冷房所定冷媒圧力を算出し、第３圧力センサーＰ３で
検出した冷媒圧力が冷房所定冷媒圧力となるように室外
膨張弁Ｅｘｐ１の開度を制御する室外膨張弁制御装置Ｃ
ｎｔ１から構成されている。
【００２５】室内ユニットＢ’は、室内熱交換器５，室
内流量弁Ｅｘｐ２，冷媒配管内を流れる冷媒の流動方向
に対して、冷房時は室内膨張弁Ｅｘｐ２出口側の冷媒圧
力を検出し暖房時は室内膨張弁Ｅｘｐ２入口側の冷媒圧
力を検出する第２圧力センサーＰ２，冷房時は室内膨張
弁Ｅｘｐ２出口側の冷媒温度を検出し暖房時は室内膨張
弁Ｅｘｐ２入口側の冷媒温度を検出する第２温度センサ
ーＴ２，冷房時は室内膨張弁Ｅｘｐ２入口側の冷媒圧力
を検出し暖房時は室内膨張弁Ｅｘｐ２出口側の冷媒圧力
を検出する第４圧力センサーＰ４，暖房運転時に、室内
膨張弁Ｅｘｐ２入口側の冷媒圧力と冷媒温度とを第２圧
力センサーＰ２と第２温度センサーＴ２とから検出して
室内膨張弁Ｅｘｐ２出口側の冷媒乾き度が所定値となる
ような暖房所定冷媒圧力を算出し、第４圧力センサーＰ
４で検出した冷媒圧力が暖房所定冷媒圧力となるように
室内膨張弁Ｅｘｐ２の開度を制御する室内膨張弁制御装
置Ｃｎｔ２から構成されている。
【００２６】以上のように構成されたヒートポンプ式空
気調和機について、以下その動作を説明する。
【００２７】冷房運転の場合、四方弁２によって冷房回
路に切り替えられ、図中の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、室外熱交換器３を凝縮器、
室内熱交換器５を蒸発器として作用させる。
【００２８】上記冷房サイクルにおいて、圧縮機１を出
た高温高圧のガス冷媒は室外熱交換器３にて凝縮して高
温高圧の液冷媒となり、室外膨張弁Ｅｘｐ１により減圧
膨張されて二相冷媒となる。
【００２９】そして、室外ユニットＡ’を出た後、冷媒
配管中の管内抵抗により更に減圧膨張しながら、室内ユ
ニットＢ’へ流入し、室内膨張弁Ｅｘｐ２により更に減
圧膨張された後、室内熱交換器５にて蒸発することによ
り室内空気から吸熱（冷房運転）する。
【００３０】この際、室内ユニットＢ’を複数台設置す
る場合でも各室内ユニットＢ’での能力制御を可能にす
るためには、室内ユニットＢ’内の室内膨張弁Ｅｘｐ２
に流入する冷媒の圧力が室内膨張弁Ｅｘｐ２での減圧性
能範囲内にある必要がある。
【００３１】ここで、室外膨張弁制御装置Ｃｎｔ１、及
び室内膨張弁制御装置Ｃｎｔ２の動作を図２のフローチ
ャートを用いて説明する。
【００３２】まず図２のＳＴＥＰ１において、冷房運転
の場合にはＳＴＥＰ２へと移行して第１圧力センサーＰ
１と第１温度センサーＴ１とにより室外膨張弁Ｅｘｐ１
入口側の冷媒圧力と冷媒温度とを検出し、それらから室
外膨張弁Ｅｘｐ１出口側の冷媒乾き度が所定値となるよ
うな冷房所定冷媒圧力を算出する。
【００３３】尚、上記室外膨張弁Ｅｘｐ１出口側の冷媒
乾き度所定値は、冷媒としてＨＣＦＣ２２（フロン２
２）を用いる場合では、実際の運転状態から判断してお
よそ０．２〜０．３が目安である。
【００３４】また、本実施例における冷房所定冷媒圧力
の算出方法は、第１圧力センサーＰ１と第１温度センサ
ーＴ１とから検出した室外膨張弁Ｅｘｐ１入口側の冷媒
圧力と冷媒温度とから冷媒過冷却度ＳＣを算出し、第１
温度センサーＴ１の検出した冷媒温度と、その時の冷媒
過冷却度ＳＣとから予め作成しておいた（表１）に示す
ような目標冷房所定冷媒圧力一覧表に基づいて冷房所定
冷媒圧力を求める方法を採っている。
【００３５】
【表１】
【００３６】次にＳＴＥＰ３〜ＳＴＥＰ４に移行し、第
３圧力センサーＰ３で検出した室外膨張弁Ｅｘｐ１出口
側の冷媒圧力と、ＳＴＥＰ２にて算出した冷房所定冷媒
圧力との大小関係を比較する。
【００３７】室外膨張弁Ｅｘｐ１出口側の冷媒圧力が冷
房所定冷媒圧力よりも高い場合にはＳＴＥＰ３からＳＴ
ＥＰ５に移行し、室外膨張弁Ｅｘｐ１の開度を所定開度
だけ絞った後にＳＴＥＰ７に移行する。
【００３８】また、室外膨張弁Ｅｘｐ１出口側の冷媒圧
力が冷房所定冷媒圧力よりも低い場合にはＳＴＥＰ４か
らＳＴＥＰ６に移行し、室外膨張弁Ｅｘｐ１の開度を所
定開度だけ開いた後にＳＴＥＰ７に移行する。
【００３９】次にＳＴＥＰ７では、室内膨張弁Ｅｘｐ２
にて室内ユニットＢ’の冷房能力制御を行った後、ＳＴ
ＥＰ１に戻るという動作を繰り返す。
【００４０】従って、冷房運転時においては、室外ユニ
ットＡ’〜室内ユニットＢ’間の冷媒配管長の長短に拘
らず、室内ユニットＢ’内の室内膨張弁Ｅｘｐ２に流入
する冷媒圧力が室内膨張弁Ｅｘｐ２での減圧性能範囲内
にあるため、室内膨張弁Ｅｘｐ２にて室内ユニットＢ’
の冷房能力制御を最適に行うことができる。
【００４１】一方、暖房運転の場合には、ＳＴＥＰ１か
らＳＴＥＰ８へ移行して第２圧力センサーＰ２と第２温
度センサーＴ２とにより室内膨張弁Ｅｘｐ２入口側の冷
媒圧力と冷媒温度とを検出し、それらから室内膨張弁Ｅ
ｘｐ２出口側の冷媒乾き度が所定値となるような暖房所
定冷媒圧力を算出する。
【００４２】尚、暖房運転時における室内膨張弁Ｅｘｐ
２出口側の冷媒乾き度の所定値、及び暖房所定冷媒圧力
の算出方法は、前述の冷房運転時と同様の方法によるも
のとし、詳細については省略する。
【００４３】次にＳＴＥＰ９〜ＳＴＥＰ１０に移行し、
第４圧力センサーＰ４で検出した室内膨張弁Ｅｘｐ２出
口側の冷媒圧力と、ＳＴＥＰ８にて算出した暖房所定冷
媒圧力との大小関係を比較する。
【００４４】室内膨張弁Ｅｘｐ２出口側の冷媒圧力が暖
房所定冷媒圧力よりも高い場合にはＳＴＥＰ９からＳＴ
ＥＰ１１に移行し、室内膨張弁Ｅｘｐ２の開度を所定開
度だけ絞った後にＳＴＥＰ１３に移行する。
【００４５】また、室内膨張弁Ｅｘｐ２出口側の冷媒圧
力が暖房所定冷媒圧力よりも低い場合にはＳＴＥＰ１０
からＳＴＥＰ１２に移行し、室内膨張弁Ｅｘｐ２の開度
を所定開度だけ開いた後にＳＴＥＰ１３に移行する。
【００４６】次にＳＴＥＰ１３では、室外膨張弁Ｅｘｐ
１にて室外熱交換器３の蒸発圧力を制御した後、ＳＴＥ
Ｐ１に戻るという動作を繰り返す。
【００４７】従って、暖房運転時においても、室外ユニ
ットＡ’〜室内ユニットＢ’間の冷媒配管長の長短に拘
らず、室外ユニットＡ’内の室外膨張弁Ｅｘｐ１に流入
する冷媒圧力が室外膨張弁Ｅｘｐ１での減圧性能範囲内
にあるため、室外膨張弁Ｅｘｐ１にて室外熱交換器３で
の蒸発圧力を適正に制御することができ、また、複数の
室内ユニットＢ’を設置する場合でも適用できる。
【００４８】次に本発明によるヒートポンプ式空気調和
機の第２の実施例について、図面を参照しながら説明す
る。なお、第１の実施例と同一構成については、同一符
号を付して詳細な説明を省略する。
【００４９】図３は、本発明の第２の実施例のヒートポ
ンプ式空気調和機の冷凍サイクル図である。
【００５０】図３において、ヒートポンプ式空気調和機
は室外ユニットＡ”と、室内ユニットＢ”とから構成さ
れている。
【００５１】また、Ｔ３は、管内を流れる冷媒の流動方
向に対して、冷房時は室外膨張弁Ｅｘｐ１出口側の冷媒
温度を検出し暖房時は室外膨張弁Ｅｘｐ１入口側の冷媒
温度を検出する第３温度センサー、Ｔ４は、冷房時は室
内膨張弁Ｅｘｐ２入口側の冷媒温度を検出し暖房時は室
内膨張弁Ｅｘｐ２出口側の冷媒温度を検出する第４温度
センサーである。Ｃｎｔ３は、冷房運転時に、室外膨張
弁Ｅｘｐ１入口側の冷媒圧力と冷媒温度とを第１圧力セ
ンサーＰ１と第１温度センサーＴ１とから検出して室外
膨張弁Ｅｘｐ１出口側の冷媒乾き度が所定値となるよう
な冷房所定冷媒温度を算出し、第３温度センサーＴ３で
検出した室外膨張弁Ｅｘｐ１出口側の冷媒温度が冷房所
定冷媒温度となるように室外膨張弁Ｅｘｐ１の開度を制
御する室外膨張弁制御装置である。Ｃｎｔ４は、暖房運
転時に、室内膨張弁Ｅｘｐ２入口側の冷媒圧力と冷媒温
度とを第２圧力センサーＰ２と第２温度センサーＴ２と
から検出して室内膨張弁Ｅｘｐ２出口側の冷媒乾き度が
所定値となるような暖房所定冷媒温度を算出し、第４温
度センサーＴ４で検出した室内膨張弁Ｅｘｐ２出口側の
冷媒温度が暖房所定冷媒温度となるように室内膨張弁Ｅ
ｘｐ２の開度を制御する室内膨張弁制御装置である。
【００５２】本発明の第２の実施例で、第１の実施例と
異なる点は、第３圧力センサーＰ３に代えて第４温度セ
ンサーＴ３を、第４圧力センサーＰ４に代えて第４温度
センサーＴ４を用いており、かつ、冷房運転時の室外膨
張弁Ｅｘｐ１の制御を第３圧力センサーＰ３で検出した
冷媒圧力に代えて第３温度センサーＴ３で検出した冷媒
温度により行う室外膨張弁制御装置Ｃｎｔ３、及び暖房
運転時の室内膨張弁Ｅｘｐ２の制御を第４圧力センサー
Ｐ４で検出した冷媒圧力に代えて第４温度センサーＴ４
で検出した冷媒温度により行う室内膨張弁制御装置Ｃｎ
ｔ４を用いていることである。
【００５３】以上のように構成された本発明の第２の実
施例のヒートポンプ式空気調和機について、以下その動
作を説明する。
【００５４】冷房運転の場合、四方弁２によって冷房回
路に切り替えられ、図中の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、室外熱交換器３を凝縮器、
室内熱交換器５を蒸発器として作用させる。
【００５５】上記冷房サイクルにおいて、圧縮機１を出
た高温高圧のガス冷媒は室外熱交換器３にて凝縮して高
温高圧の液冷媒となり、室外膨張弁Ｅｘｐ１により減圧
膨張されて二相冷媒となる。
【００５６】そして、室外ユニットＡ”を出た後、冷媒
配管中の管内抵抗により更に減圧膨張しながら、室内ユ
ニットＢ”へ流入し、室内膨張弁Ｅｘｐ２により更に減
圧膨張された後、室内熱交換器５にて蒸発することによ
り室内空気から吸熱（冷房運転）する。
【００５７】この際、室内ユニットＢ”を複数台設置す
る場合でも各室内ユニットＢ”での能力制御を可能にす
るためには、室内ユニットＢ”内の室内膨張弁Ｅｘｐ２
に流入する冷媒の圧力が室内膨張弁Ｅｘｐ２での減圧性
能範囲内にある必要がある。
【００５８】ここで、室外膨張弁制御装置Ｃｎｔ３、及
び室内膨張弁制御装置Ｃｎｔ４の動作を図４のフローチ
ャートを用いて説明する。
【００５９】まず図４のＳＴＥＰ１において、冷房運転
の場合にはＳＴＥＰ２へと移行して第１圧力センサーＰ
１と第１温度センサーＴ１とにより室外膨張弁Ｅｘｐ１
入口側の冷媒圧力と冷媒温度とを検出し、それらから室
外膨張弁Ｅｘｐ１出口側の冷媒乾き度が所定値となるよ
うな冷房所定冷媒温度を算出する。
【００６０】尚、上記室外膨張弁Ｅｘｐ１出口側の冷媒
乾き度所定値は、冷媒としてＨＣＦＣ２２（フロン２
２）を用いる場合では、実際の運転状態から判断してお
よそ０．２〜０．３が目安である。
【００６１】また、本実施例における冷房所定冷媒温度
の算出方法は、第１圧力センサーＰ１と第１温度センサ
ーＴ１とから検出した室外膨張弁Ｅｘｐ１入口側の冷媒
圧力と冷媒温度とから冷媒過冷却度ＳＣを算出し、第１
温度センサーＴ１の検出した冷媒温度と、その時の冷媒
過冷却度ＳＣとから予め作成しておいた（表２）に示す
ような目標冷房所定冷媒温度一覧表に基づいて冷房所定
冷媒温度を求める方法を採っている。
【００６２】
【表２】
【００６３】次にＳＴＥＰ３〜ＳＴＥＰ４に移行し、第
３温度センサーＴ３で検出した室外膨張弁Ｅｘｐ１出口
側の冷媒温度と、ＳＴＥＰ２にて算出した冷房所定冷媒
温度との大小関係を比較する。
【００６４】室外膨張弁Ｅｘｐ１出口側の冷媒温度が冷
房所定冷媒温度よりも高い場合にはＳＴＥＰ３からＳＴ
ＥＰ５に移行し、室外膨張弁Ｅｘｐ１の開度を所定開度
だけ絞った後にＳＴＥＰ７に移行する。
【００６５】また、室外膨張弁Ｅｘｐ１出口側の冷媒温
度が冷房所定冷媒温度よりも低い場合にはＳＴＥＰ４か
らＳＴＥＰ６に移行し、室外膨張弁Ｅｘｐ１の開度を所
定開度だけ開いた後にＳＴＥＰ７に移行する。
【００６６】次にＳＴＥＰ７では、室内膨張弁Ｅｘｐ２
にて室内ユニットＢ”の冷房能力制御を行った後、ＳＴ
ＥＰ１に戻るという動作を繰り返す。
【００６７】従って、冷房運転時においては、室外ユニ
ットＡ”〜室内ユニットＢ”間の冷媒配管長の長短に拘
らず、室内ユニットＢ”内の室内膨張弁Ｅｘｐ２に流入
する冷媒圧力が室内膨張弁Ｅｘｐ２での減圧性能範囲内
にあるため、室内膨張弁Ｅｘｐ２にて室内ユニットＢ”
の冷房能力制御を最適に行うことができる。
【００６８】一方、暖房運転の場合には、ＳＴＥＰ１か
らＳＴＥＰ８へ移行して第２圧力センサーＰ２と第２温
度センサーＴ２とにより室内膨張弁Ｅｘｐ２入口側の冷
媒圧力と冷媒温度とを検出し、それらから室内膨張弁Ｅ
ｘｐ２出口側の冷媒乾き度が所定値となるような暖房所
定冷媒温度を算出する。
【００６９】尚、暖房運転時における室内膨張弁Ｅｘｐ
２出口側の冷媒乾き度の所定値、及び暖房所定冷媒圧力
の算出方法は、前述の冷房運転時と同様の方法によるも
のとし、詳細については省略する。
【００７０】次にＳＴＥＰ９〜ＳＴＥＰ１０に移行し、
第４温度センサーＴ４で検出した室内膨張弁Ｅｘｐ２出
口側の冷媒温度と、ＳＴＥＰ８にて算出した暖房所定冷
媒温度との大小関係を比較する。
【００７１】室内膨張弁Ｅｘｐ２出口側の冷媒温度が暖
房所定冷媒温度よりも高い場合にはＳＴＥＰ９からＳＴ
ＥＰ１１に移行し、室内膨張弁Ｅｘｐ２の開度を所定開
度だけ絞った後にＳＴＥＰ１３に移行する。
【００７２】また、室内膨張弁Ｅｘｐ２出口側の冷媒温
度が暖房所定冷媒温度よりも低い場合にはＳＴＥＰ１０
からＳＴＥＰ１２に移行し、室内膨張弁Ｅｘｐ２の開度
を所定開度だけ開いた後にＳＴＥＰ１３に移行する。
【００７３】次にＳＴＥＰ１３では、室外膨張弁Ｅｘｐ
１にて室外熱交換器３の蒸発圧力を制御した後、ＳＴＥ
Ｐ１に戻るという動作を繰り返す。
【００７４】従って、暖房運転時においても、室外ユニ
ットＡ”〜室内ユニットＢ”間の冷媒配管長の長短に拘
らず、室外ユニットＡ”内の室外膨張弁Ｅｘｐ１に流入
する冷媒圧力が室外膨張弁Ｅｘｐ１での減圧性能範囲内
にあるため、室外膨張弁Ｅｘｐ１にて室外熱交換器３で
の蒸発圧力を適正に制御することができ、また、複数の
室内ユニットＢ”を設置する場合でも適用できる。
【００７５】以上のように本実施例のヒートポンプ式空
気調和機は、室外ユニットＡ’内に室外膨張弁Ｅｘｐ１
を、また室内ユニットＢ’内に室内膨張弁Ｅｘｐ２を設
置し、冷房運転時に、室外膨張弁Ｅｘｐ１入口側の冷媒
圧力と冷媒温度とを第１圧力センサーＰ１と第１温度セ
ンサーＴ１とから検出して室外膨張弁Ｅｘｐ１出口側の
冷媒乾き度が所定値となるような冷房所定冷媒圧力を算
出し、第３圧力センサーＰ３で検出した室外膨張弁Ｅｘ
ｐ１出口側の冷媒圧力が冷房所定冷媒圧力となるように
室外膨張弁Ｅｘｐ１の開度を制御する室外膨張弁制御装
置Ｃｎｔ１と、暖房運転時に、室内膨張弁Ｅｘｐ２入口
側の冷媒圧力と冷媒温度とを第２圧力センサーＰ２と第
２温度センサーＴ２とから検出して室内膨張弁Ｅｘｐ２
出口側の冷媒乾き度が所定値となるような暖房所定冷媒
圧力を算出し、第４圧力センサーＰ４で検出した室内膨
張弁Ｅｘｐ２出口側の冷媒圧力が暖房所定冷媒圧力とな
るように室内膨張弁Ｅｘｐ２の開度を制御する室内膨張
弁制御装置Ｃｎｔ２とを備えているので、冷房運転時に
おいては、室外ユニットＡ’〜室内ユニットＢ’間の冷
媒配管長の長短に拘らず、室内ユニットＢ’内の室内膨
張弁Ｅｘｐ２に流入する冷媒圧力が室内膨張弁Ｅｘｐ２
での減圧性能範囲内にあるため、室内膨張弁Ｅｘｐ２に
て室内ユニットＢ’の冷房能力制御を最適に行うことが
できる。また、暖房運転時においても、室外ユニット
Ａ’〜室内ユニットＢ’間の冷媒配管長の長短に拘ら
ず、室外ユニットＡ’内の室外膨張弁Ｅｘｐ１に流入す
る冷媒圧力が室外膨張弁Ｅｘｐ１での減圧性能範囲内に
あるため、室外膨張弁Ｅｘｐ１にて室外熱交換器３での
蒸発圧力を適正に制御することができ、また、複数の室
内ユニットＢ’を設置する場合でも適用できる。
【００７６】また、室外ユニットＡ”内に室外膨張弁Ｅ
ｘｐ１を、また室内ユニットＢ”内に室内膨張弁Ｅｘｐ
２を設置し、冷房運転時に、室外膨張弁Ｅｘｐ１入口側
の冷媒圧力と冷媒温度とを第１圧力センサーＰ１と第１
温度センサーＴ１とから検出して室外膨張弁Ｅｘｐ１出
口側の冷媒乾き度が所定値となるような冷房所定冷媒温
度を算出し、第３温度センサーＴ３で検出した室外膨張
弁Ｅｘｐ１出口側の冷媒温度が冷房所定冷媒温度となる
ように室外膨張弁Ｅｘｐ１の開度を制御する室外膨張弁
制御装置Ｃｎｔ３と、暖房運転時に、室内膨張弁Ｅｘｐ
２入口側の冷媒圧力と冷媒温度とを第２圧力センサーＰ
２と第２温度センサーＴ２とから検出して室内膨張弁Ｅ
ｘｐ２出口側の冷媒乾き度が所定値となるような暖房所
定冷媒温度を算出し、第４温度センサーＴ４で検出した
室内膨張弁Ｅｘｐ２出口側の冷媒温度が暖房所定冷媒温
度となるように室内膨張弁Ｅｘｐ２の開度を制御する室
内膨張弁制御装置Ｃｎｔ４とを備えているので、冷房運
転時においては、室外ユニットＡ”〜室内ユニットＢ”
間の冷媒配管長の長短に拘らず、室内ユニットＢ”内の
室内膨張弁Ｅｘｐ２に流入する冷媒圧力が室内膨張弁Ｅ
ｘｐ２での減圧性能範囲内にあるため、室内膨張弁Ｅｘ
ｐ２にて室内ユニットＢ”の冷房能力制御を最適に行う
ことができる。また、暖房運転時においても、室外ユニ
ットＡ”〜室内ユニットＢ”間の冷媒配管長の長短に拘
らず、室外ユニットＡ”内の室外膨張弁Ｅｘｐ１に流入
する冷媒圧力が室外膨張弁Ｅｘｐ１での減圧性能範囲内
にあるため、室外膨張弁Ｅｘｐ１にて室外熱交換器３で
の蒸発圧力を適正に制御することができ、また、複数の
室内ユニットＢ”を設置する場合でも適用できる。
【００７７】更に、冷房運転時の室外膨張弁Ｅｘｐ１の
減圧量、及び暖房運転時の室内膨張弁Ｅｘｐ２の減圧量
を、それぞれの膨張弁出口の冷媒圧力に代えて冷媒温度
が所定値となるように制御しているので、センサーに要
するコストを抑えることができる。
【００７８】
【発明の効果】以上のように本発明は、室外ユニット内
に室外膨張弁を設置し、かつ冷房運転時に、室外膨張弁
入口側の冷媒圧力と冷媒温度とを第１圧力センサーと第
１温度センサーとから検出して室外膨張弁出口側の冷媒
乾き度が所定値となるような冷房所定冷媒圧力を算出
し、第３圧力センサーで検出した室外膨張弁出口側の冷
媒圧力が冷房所定冷媒圧力となるように室外膨張弁の開
度を制御する室外膨張弁制御装置を備えているので、運
転条件や室外ユニットと室内ユニットとを結ぶ冷媒配管
長の変化に対して、室外膨張弁による減圧量を適正に保
持することにより、室内膨張弁にて室内熱交換器での蒸
発圧力を適正に制御することができ、複数の室内ユニッ
トを設置する場合でも適用できる。
【００７９】また、室内ユニット内に室内膨張弁を設置
し、かつ暖房運転時に室内膨張弁入口側の冷媒圧力と冷
媒温度とを第２圧力センサーと第２温度センサーとから
検出して室内膨張弁出口側の冷媒乾き度が所定値となる
ような暖房所定冷媒圧力を算出し、第４圧力センサーで
検出した室内膨張弁出口側の冷媒圧力が暖房所定冷媒圧
力となるように室内膨張弁の開度を制御する室内膨張弁
制御装置を備えているので、運転条件や室外ユニットと
室内ユニットとを結ぶ冷媒配管長の変化に対して、室内
膨張弁による減圧量を適正に保持することにより、室外
膨張弁にて室外熱交換器での蒸発圧力を適正に制御する
ことができ、また、複数の室内ユニットを設置する場合
でも適用できる。
【００８０】また、冷房運転時の室外膨張弁の減圧量、
及び暖房運転時の室内膨張弁の減圧量を、それぞれの膨
張弁出口の冷媒圧力に代えて冷媒温度が所定値となるよ
うに制御することにより、センサーに要するコストを抑
えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるヒートポンプ式空気調和機の第１
の実施例の冷凍サイクル図
【図２】同実施例の室外膨張弁制御装置、及び室内膨張
弁制御装置の動作を示すフローチャート
【図３】本発明によるヒートポンプ式空気調和機の第２
の実施例の冷凍サイクル図
【図４】同実施例の室外膨張弁制御装置、及び室内膨張
弁制御装置の動作を示すフローチャート
【図５】従来のヒートポンプ式空気調和機の冷凍サイク
ル図
【符号の説明】
１ 圧縮機 ２ 四方弁 ３ 室外熱交換器 ５ 室内膨張弁 ６ アキュームレータ Ｅｘｐ１ 室外膨張弁 Ｅｘｐ２ 室内膨張弁 Ｃｎｔ１，Ｃｎｔ３ 室外膨張弁制御装置 Ｃｎｔ２，Ｃｎｔ４ 室内膨張弁制御装置 Ｐ１ 第１圧力センサー Ｐ２ 第２圧力センサー Ｐ３ 第３圧力センサー Ｐ４ 第４圧力センサー Ｔ１ 第１温度センサー Ｔ２ 第２温度センサー Ｔ３ 第３温度センサー Ｔ４ 第４温度センサー Ａ’，Ａ” 室外ユニット Ｂ’，Ｂ” 室内ユニット

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 圧縮機と四方弁と室外熱交換器と室外膨
    張弁とアキュームレータとからなる室外ユニットと、室
    内膨張弁と室内熱交換器とからなる室内ユニットとを備
    え、前記圧縮機，前記四方弁，前記室外熱交換器，前記
    室外膨張弁，前記室内膨張弁，前記室内熱交換器，前記
    アキュームレータを順次冷媒配管にて環状に接続してな
    る冷凍サイクルにおいて、前記冷媒配管内を流れる冷媒
    の流動方向に対して、冷房時は前記室外膨張弁入口側の
    冷媒圧力を検出し暖房時は前記室外膨張弁出口側の冷媒
    圧力を検出する第１圧力センサーと、冷房時は前記室外
    膨張弁入口側の冷媒温度を検出し暖房時は前記室外膨張
    弁出口側の冷媒温度を検出する第１温度センサーと、冷
    房時は前記室内膨張弁出口側の冷媒圧力を検出し暖房時
    は前記室内膨張弁入口側の冷媒圧力を検出する第２圧力
    センサーと、冷房時は前記室内膨張弁出口側の冷媒温度
    を検出し暖房時は前記室内膨張弁入口側の冷媒温度を検
    出する第２温度センサーと、冷房時は前記室外膨張弁出
    口側の冷媒圧力を検出し暖房時は前記室外膨張弁入口側
    の冷媒圧力を検出する第３圧力センサーと、冷房時は前
    記室内膨張弁入口側の冷媒圧力を検出し暖房時は前記室
    内膨張弁出口側の冷媒圧力を検出する第４圧力センサー
    と、 冷房運転時に、前記室外膨張弁入口側の冷媒圧力と冷媒
    温度とを前記第１圧力センサーと前記第１温度センサー
    とから検出して前記室外膨張弁出口側の冷媒乾き度が所
    定値となるような冷房所定冷媒圧力を算出し、前記第３
    圧力センサーで検出した冷媒圧力が前記冷房所定冷媒圧
    力となるように前記室外膨張弁の開度を制御する室外膨
    張弁制御装置と、 暖房運転時に、前記室内膨張弁入口側の冷媒圧力と冷媒
    温度とを前記第２圧力センサーと前記第２温度センサー
    とから検出して前記室内膨張弁出口側の冷媒乾き度が所
    定値となるような暖房所定冷媒圧力を算出し、前記第４
    圧力センサーで検出した冷媒圧力が前記暖房所定冷媒圧
    力となるように前記室内膨張弁の開度を制御する室内膨
    張弁制御装置とを備えたヒートポンプ式空気調和機。
  2. 【請求項２】 圧縮機と四方弁と室外熱交換器と室外膨
    張弁とアキュームレータとからなる室外ユニットと、室
    内膨張弁と室内熱交換器とからなる室内ユニットとを備
    え、前記圧縮機，前記四方弁，前記室外熱交換器，前記
    室外膨張弁，前記室内膨張弁，前記室内熱交換器，前記
    アキュームレータを順次冷媒配管にて環状に接続してな
    る冷凍サイクルにおいて、前記冷媒配管内を流れる冷媒
    の流動方向に対して、冷房時は前記室外膨張弁入口側の
    冷媒圧力を検出し暖房時は前記室外膨張弁出口側の冷媒
    圧力を検出する第１圧力センサーと、冷房時は前記室外
    膨張弁入口側の冷媒温度を検出し暖房時は前記室外膨張
    弁出口側の冷媒温度を検出する第１温度センサーと、冷
    房時は前記室内膨張弁出口側の冷媒圧力を検出し暖房時
    は前記室内膨張弁入口側の冷媒圧力を検出する第２圧力
    センサーと、冷房時は前記室内膨張弁出口側の冷媒温度
    を検出し暖房時は前記室内膨張弁入口側の冷媒温度を検
    出する第２温度センサーと、冷房時は前記室外膨張弁出
    口側の冷媒温度を検出し暖房時は前記室外膨張弁入口側
    の冷媒温度を検出する第３温度センサーと、冷房時は前
    記室内膨張弁入口側の冷媒温度を検出し暖房時は前記室
    内膨張弁出口側の冷媒温度を検出する第４温度センサー
    と、 冷房運転時に、前記室外膨張弁入口側の冷媒圧力と冷媒
    温度とを前記第１圧力センサーと前記第１温度センサー
    とから検出して前記室外膨張弁出口側の冷媒乾き度が所
    定値となるような冷房所定冷媒温度を算出し、前記第３
    温度センサーで検出した冷媒温度が前記冷房所定冷媒温
    度となるように前記室外膨張弁の開度を制御する室外膨
    張弁制御装置と、 暖房運転時に、前記室内膨張弁入口側の冷媒圧力と冷媒
    温度とを前記第２圧力センサーと前記第２温度センサー
    とから検出して前記室内膨張弁出口側の冷媒乾き度が所
    定値となるような暖房所定冷媒温度を算出し、前記第４
    温度センサーで検出した冷媒温度が前記暖房所定冷媒温
    度となるように前記室内膨張弁の開度を制御する室内膨
    張弁制御装置とを備えたヒートポンプ式空気調和機。
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