JPH0821667A

JPH0821667A - 空気調和機

Info

Publication number: JPH0821667A
Application number: JP15609894A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kaneko; 孝金子; Masao Kurachi; 正夫蔵地; Hiroshi Kitayama; 浩北山; Kazuhiko Marumoto; 一彦丸本
Original assignee: Matsushita Refrigeration Co
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-07-07
Filing date: 1994-07-07
Publication date: 1996-01-23

Abstract

(57)【要約】【目的】非共沸混合冷媒を用いた空気調和機におい
て、アキュームレータ内の液面の高さから、循環冷媒組
成比率を予測することにより、精度良く液飽和温度を演
算し、室内機側熱交換器出口過冷却度の演算精度を向上
させ、室内側膨張弁開度を適正開度に制御することによ
り、最適な運転を行い、効率を向上するとともに、室内
機間に高低差がある場合の高位の室内機の能力不足を防
止する。【構成】アキュームレータ６内の液面の高さを検知す
る液面高さ検知センサー１８と、循環冷媒の組成比率を
予測する循環冷媒組成比率予測装置１９と、高圧側圧力
を検知する高圧側圧力センサー１２と、液配管温度を検
知する液配管温度検知センサー１３と、室内側熱交換器
出口過冷却度を演算する過冷却度演算手段２５と、前記
室内側膨張弁の開度の制御を行う冷媒制御手段１７を備
えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非共沸混合冷媒を用い
た空気調和機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の空気調和機として、例え
ば、特開昭６３−１８００５１号公報に示されている様
な空気調和機がある。

【０００３】以下、図面を参照しながら上述した空気調
和機について説明する。図１３において、空気調和機の
室外機１は、圧縮機２、四方弁３、室外側熱交換器４、
室外側膨張弁５、アキュームレータ６から構成されてい
る。また、室内機７は、室内側膨張弁８、室内側熱交換
器９から構成されている。さらに、室外機１と室内機７
は、液管１０、及び、ガス管１１によって環状に接続さ
れ、冷媒回路が構成されている。

【０００４】また、高圧側圧力を検知する高圧側圧力検
知センサー１２と、室内側膨張弁８と室内側熱交換器９
の間に取り付けられ温度を検知する液配管温度検知セン
サー１３を備え、高圧側圧力検知センサー１２によって
検知した高圧側圧力と、液配管温度検知センサー１３に
よって検知した液配管温度に基づき過冷却度を演算する
過冷却度演算装置１５と、過冷却度演算装置１５によっ
て演算した過冷却度に基づき室内側膨張弁８を制御する
冷媒制御手段１７を有している。尚、室内機６は本従来
例では３台接続されており、区別する場合は添字ａ，
ｂ，ｃを付けることにする。

【０００５】次に、上記構成の空気調和機の動作につい
て、非共沸混合冷媒を使用した場合に、アキュームレー
タ６内の液冷媒溜まり込みにより、循環冷媒の組成比率
の変化が発生する、暖房運転時についてのみ説明する。

【０００６】暖房運転の場合、圧縮機２により吐出され
た高温高圧ガスは、四方弁３を通って各室内側熱交換器
９に導かれ、ここで凝縮液化して室内側膨張弁８を通っ
て液管１０に流入し、室外側膨張弁５で低圧二相状態ま
で減圧され、室外側熱交換器４に入り蒸発気化して、四
方弁３を介し、アキュームレータ６を通って圧縮機２に
戻り、暖房運転を行う。

【０００７】この時、過冷却度演算装置１５は、室内側
熱交換器９出口の過冷却度を、高圧側圧力検知センサー
１２で検知した高圧側圧力より演算した液飽和温度と、
液配管温度検知センサー１３で検知した温度の差として
算出し、冷媒制御手段１７により、室内側膨張弁８を、
演算した過冷却度が所定値より小さくなると開度を減少
させ、また、過冷却度が所定値より大きくなると開度を
増加させることにより、室内側膨張弁８を適正開度に制
御している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、非共沸混合冷媒（例えば高沸点冷媒であ
るＲ１３４ａと低沸点冷媒であるＲ３２の２種の混合冷
媒）を使用した場合に、アキュームレータ６内で、非共
沸混合冷媒が気液平衡状態となると、液側は高沸点冷媒
の組成比率が高くなり、ガス側は低沸点冷媒の組成比率
が高くなる。従って、圧縮機２はアキュームレータ６内
の低沸点冷媒に富んだガス冷媒を吸い込むため、低沸点
冷媒の組成比率が高い冷媒がサイクル内を循環する。

【０００９】よって、同一圧力では、循環冷媒の液飽和
温度が低下してしまい、過冷却度演算装置１５により演
算した過冷却度が、循環冷媒の過冷却度より大きくな
り、冷媒制御手段１７により制御される室内側膨張弁８
の開度が適正開度より大きくなってしまう。このため、
最適な運転が行えず、効率が低下するという欠点があっ
た。

【００１０】また、複数の室内機を備えた空気調和機
で、室内機間に高低差が存在している場合、例えば室内
機７ａが高位に、室内機７ｂ，７ｃが低位に設置されて
いる場合、低位の室内機７ｂ，７ｃへの冷媒循環量が適
正量より増加し、高位の室内機７ａへの冷媒循環量が減
少するため、高位の室内機７ａの能力が不足するという
欠点もあった。

【００１１】本発明は従来の課題を解決するもので、非
共沸混合冷媒を使用した場合の暖房時に、循環冷媒組成
比率を予測し、精度良く液飽和温度を演算することによ
り、室内側熱交換器出口過冷却度の演算精度を向上さ
せ、室内側膨張弁の開度を適正開度に制御することによ
り、最適な運転を行い、効率を向上するとともに、室内
機間に高低差がある場合の高位の室内機の能力不足を防
止することができる空気調和機を提供することを目的と
する。

【００１２】

【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、非共沸混合冷媒を使用し、圧縮機、四方
弁、室外側熱交換器、室外側膨張弁、アキュームレータ
から成る室外機と、室内側膨張弁、室内側熱交換器から
成る室内機とを接続して環状の冷媒回路を構成し、前記
アキュームレータ内の液面の高さを検知する液面高さ検
知センサーと、前記液面高さ検知センサーによって検知
したアキュームレータ内の液面高さから、循環冷媒の組
成比率を予測する循環冷媒組成比率予測装置と、高圧側
圧力を検知する高圧側圧力センサーと、液配管温度を検
知する液配管温度検知センサーと、前記循環冷媒組成比
率予測装置によって予測した循環冷媒の組成比率と、暖
房運転時に前記高圧側圧力センサーにより検知した高圧
側圧力と、前記液配管温度検知センサーにより検知した
液配管温度とにより、室内側熱交換器出口過冷却度を演
算する過冷却度演算手段と、前記過冷却度演算手段で演
算された過冷却度に応じて前記室内側膨張弁の開度の制
御を行う冷媒制御手段を備えた構成となっている。

【００１３】また、非共沸混合冷媒を使用し、圧縮機、
四方弁、室外側熱交換器、室外側膨張弁、アキュームレ
ータから成る室外機と、室内側膨張弁、室内側熱交換器
から成る室内機とを接続して環状の冷媒回路を構成し、
高圧側圧力を検知する高圧側圧力検知センサーと、外気
温度を検知する外気温度検知センサーと、室内負荷を検
出する室内負荷検出装置と、前記室内負荷検出装置によ
って検出した室内負荷と、前記外気温度検知センサーに
よって検知した外気温度と、前記高圧側圧力検知センサ
ーによって検知した高圧側圧力から、循環冷媒の組成比
率を予測する循環冷媒組成比率予測装置と、液配管温度
を検知する液配管温度検知センサーと、前記循環冷媒組
成比率予測装置によって予測した循環冷媒の組成比率
と、暖房運転時に前記高圧側圧力センサーにより検知し
た高圧側圧力と、前記液配管温度検知センサーにより検
知した液配管温度とにより、室内側熱交換器出口過冷却
度を演算する過冷却度演算手段と、前記過冷却度演算手
段で演算された過冷却度に応じて前記室内側膨張弁の開
度の制御を行う冷媒制御手段を備えた構成となってい
る。

【００１４】また、非共沸混合冷媒を使用し、圧縮機、
四方弁、室外側熱交換器、室外側膨張弁、アキュームレ
ータから成る室外機と、室内側膨張弁、室内側熱交換器
から成る室内機とを接続して環状の冷媒回路を構成し、
高圧側圧力を検知する高圧側圧力検知センサーと、外気
温度を検知する外気温度検知センサーと、前記高圧側圧
力検知センサーによって検知された高圧側圧力により前
記圧縮機の運転周波数を制御する圧縮機運転周波数制手
段と、室内負荷を検出する室内負荷検出装置と、前記室
内負荷検出装置によって検出した室内負荷と、前記外気
温度検知センサーによって検知した外気温度と、前記圧
縮機の運転周波数から、循環冷媒の組成比率を予測する
循環冷媒組成比率予測装置と、液配管温度を検知する液
配管温度検知センサーと、前記循環冷媒組成比率予測装
置によって予測した循環冷媒の組成比率と、暖房運転時
に前記高圧側圧力センサーにより検知した高圧側圧力
と、前記液配管温度検知センサーにより検知した液配管
温度とにより、室内側熱交換器出口過冷却度を演算する
過冷却度演算手段と、前記過冷却度演算手段で演算され
た過冷却度に応じて室内側膨張弁の開度の制御を行う冷
媒制御手段を備えた構成となっている。

【００１５】また、非共沸混合冷媒を使用し、圧縮機、
四方弁、室外側熱交換器、室外側膨張弁、アキュームレ
ータから成る室外機と、室内側膨張弁、室内側熱交換器
から成る室内機とを接続して環状の冷媒回路を構成し、
高圧側圧力を検知する高圧側圧力検知センサーと、前記
圧縮機の吐出温度を検知する吐出温度検知センサーと、
外気温度を検知する外気温度検知センサーと、前記外気
温度検知センサーによって検知した外気温度と、前記高
圧側圧力検知センサーによって検知した高圧側圧力と、
前記吐出温度検知センサーによって検知した前記圧縮機
の吐出温度から、循環冷媒の組成比率を予測する循環冷
媒組成比率予測装置と、液配管温度を検知する液配管温
度検知センサーと、前記循環冷媒組成比率予測装置によ
って予測した循環冷媒の組成比率と、暖房運転時に前記
高圧側圧力センサーにより検知した高圧側圧力と、前記
液配管温度検知センサーにより検知した液配管温度とに
より、室内側熱交換器出口過冷却度を演算する過冷却度
演算手段と、前記過冷却度演算手段で演算された過冷却
度に応じて室内側膨張弁の開度の制御を行う冷媒制御手
段を備えた構成となっている。

【００１６】

【作用】本発明は上記のような構成により、非共沸混合
冷媒（例えば高沸点冷媒であるＲ１３４ａと低沸点冷媒
であるＲ３２の２種の混合冷媒）を使用した場合の暖房
時に、アキュームレータ内で、非共沸混合冷媒が気液平
衡状態となると、液側は高沸点冷媒の組成比率が高くな
り、ガス側は低沸点冷媒の組成比率が高くなる。従っ
て、圧縮機はアキュームレータ内の低沸点冷媒に富んだ
ガス冷媒を吸い込むため、アキュームレータ内の液量が
増加し液面高さが上昇すると、循環冷媒の低沸点冷媒組
成比率が高くなる。また、アキュームレータ内の液量が
減少し液面高さが低下すると、循環冷媒の低沸点冷媒の
組成比率が低くなる。よって、アキュームレータ内の液
面の高さから循環冷媒の組成比率を予測できる。そし
て、予測した循環冷媒の組成比率より、液飽和温度が精
度良く演算でき、室内側熱交換器出口過冷却度の演算精
度を向上でき、室内側膨張弁の開度を適正開度に制御で
きる。そのため、最適な運転を行い、効率を向上すると
ともに、室内機間に高低差がある場合の高位の室内機の
能力不足を防止することができる。

【００１７】また、室内側の負荷、及び、外気温度が同
一である場合は、循環冷媒の低沸点冷媒組成比率が高く
なると高圧側圧力が所定値より上昇する。また、循環冷
媒の低沸点冷媒組成比率が低くなると、高圧側圧力が所
定値より低下する。よって、室内負荷と、外気温度か
ら、高圧側圧力の所定値を求め、その所定値と、高圧側
圧力センサーによって検知された高圧側圧力との差によ
り、循環冷媒の組成比率を予測できる。そして、予測し
た循環冷媒の組成比率より、液飽和温度が精度良く演算
でき、室内側熱交換器出口過冷却度の演算精度を向上で
き、室内側膨張弁の開度を適正開度に制御できる。その
ため、最適な運転を行い、効率を向上するとともに、室
内機間に高低差がある場合の高位の室内機の能力不足を
防止することができる。

【００１８】また、室内側の負荷、及び、外気温度が同
一である場合は、循環冷媒の低沸点冷媒組成比率が高く
なると、高圧側力が上昇し、高圧側圧力により制御され
る圧縮機の運転周波数が所定値より低下する。また、循
環冷媒の低沸点冷媒組成比率が低くなると、高圧側圧力
が低下し、高圧側圧力により制御される圧縮機の運転周
波数が所定値より上昇する。よって、室内負荷と、外気
温度から、圧縮機の運転周波数の所定値を求め、その所
定値と、実際の圧縮機の運転周波数との差により、循環
冷媒の組成比率を予測できる。そして、予測した循環冷
媒の組成比率より、液飽和温度が精度良く演算でき、室
内側熱交換器出口過冷却度の演算精度を向上でき、室内
側膨張弁の開度を適正開度に制御できる。そのため、最
適な運転を行い、効率を向上するとともに、室内機間に
高低差がある場合の高位の室内機の能力不足を防止する
ことができる。

【００１９】また、外気温度、及び、高圧側圧力が同一
である場合は、循環冷媒の低沸点冷媒組成比率が高くな
ると、ガス飽和温度が低下し、吐出温度が所定値より低
下する。また、循環冷媒の低沸点冷媒組成比率が低くな
ると、ガス飽和温度が上昇し、吐出温度が所定値より上
昇する。よって、外気温度と、高圧側圧力から、圧縮機
の吐出温度の所定値を求め、その所定値と、吐出温度検
知センサーによって検知された圧縮機の吐出温度との差
により、循環冷媒の組成比率を予測できる。そして、予
測した循環冷媒の組成比率より、液飽和温度が精度良く
演算でき、室内側熱交換器出口過冷却度の演算精度を向
上でき、室内側膨張弁の開度を適正開度に制御できる。
そのため、最適な運転を行い、効率を向上するととも
に、室内機間に高低差がある場合の高位の室内機の能力
不足を防止することができる。

【００２０】

【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照しな
がら説明する。尚、従来と同一部分については同一符号
を付しその詳細な説明を省略する。

【００２１】まず本発明の第１の実施例について図１〜
図３を用いて説明する。図１において、１８はアキュー
ムレータ６内の液面の位置を検知する液面高さ検知セン
サー（例えば、複数のフロートスイッチ）である。ま
た、１９は液面高さ検知センサー１８によって検知した
アキュームレータ６内の液面の高さから循環冷媒の組成
比率を予測する循環冷媒組成比率予測装置である。

【００２２】ここで、過冷却度演算手段２５は、この冷
媒組成比率予測装置１９によって予測した循環冷媒の組
成比率と、暖房運転時に高圧側圧力センサー１２により
検知した高圧側圧力と、液配管温度検知センサー１３に
より検知した液配管温度とにより、室内側熱交換器出口
過冷却度を演算し、そして、冷媒制御手段１７は、過冷
却度演算手段２５で演算された過冷却度に応じて室内側
膨張弁８の開度を制御を行う。

【００２３】次に、このように構成された空気調和機
の、問題となっている暖房時の動作について説明する。
尚、従来例と同一構成については同一符号を付し、その
詳細な説明は省略する。

【００２４】まず、図２は本発明の第１の実施例におけ
る空気調和機のフローチャートであり、図３は本発明の
第１の実施例におけるアキュームレータの液面高さと循
環冷媒の低沸点冷媒組成比率の関係線図である。アキュ
ームレータ６内で、非共沸混合冷媒が気液平衡状態とな
ると、液側は高沸点冷媒の組成比率が高くなり、ガス側
は低沸点冷媒の組成比率が高くなり、圧縮機２はアキュ
ームレータ６内の低沸点冷媒に富んだガス冷媒を吸い込
むため、アキュームレータ６内の液量が増加し液面高さ
が上昇すると、循環冷媒の低沸点冷媒組成比率が高くな
る。また、アキュームレータ６内の液量が減少し液面高
さが低下すると、循環冷媒の低沸点冷媒の組成比率が低
くなる。よって、アキュームレータ６の液面高さと循環
冷媒の低沸点冷媒組成比率の関係は、図３の様な線図で
表わすことができる。

【００２５】図２より、まず、ステップ１では、液面高
さ検知センサー１６がアキュームレータ６内の液面高さ
Ｈを検知する。ステップ２では、アキュームレータ６内
の液面高さＨを、図３に示すアキュームレータ液面高さ
と循環冷媒の低沸点冷媒組成比率の関係線図を用いて、
循環冷媒の低沸点冷媒組成比率Ｘに換算する。ステップ
３では、高圧側圧力検知センサー１２が高圧側圧力Ｐ_a
を検知する。ステップ４では、液配管温度検知センサー
１３が液配管温度Ｔ_aを検知する。

【００２６】そして、ステップ５では、過冷却度演算装
置２５が、循環冷媒の低沸点冷媒組成比率Ｘと高圧側圧
力Ｐ_aより換算した液飽和温度Ｔ_bと、液配管温度Ｔ_aの
差を、過冷却度ＳＣとして算出する。ステップ６では、
冷媒制御手段１７が、室内側膨張弁８を、演算された過
冷却度ＳＣに応じた開度に制御する。

【００２７】この第１の実施例によれば、非共沸混合冷
媒（例えば高沸点冷媒であるＲ１３４ａと低沸点冷媒で
あるＲ３２の２種の混合冷媒）を使用した場合の暖房時
に、循環冷媒の組成比率を予測し、精度良く液飽和温度
を演算することにより、室内機側熱交換器９出口過冷却
度の演算精度を向上させ、室内側膨張弁８の開度を適正
開度に制御することができる。従って、最適な運転を行
い、効率を向上するとともに、室内機間に高低差がある
場合の高位の室内機の能力不足を防止することができ
る。

【００２８】次に本発明の第２の実施例について図４〜
図７を用いて説明する。図４において、１４は外気温度
を検知する外気温度検知センサーである。また、１６は
室内負荷を検出する室内負荷検出装置であり、本実施例
では、室内機７の運転容量と室内側膨張弁８の開度より
室内負荷の検出を行っている。また、２０は室内負荷検
出装置１６によって検出した室内負荷と、外気温度検知
センサー１４によって検出した外気温度と、高圧側圧力
検知センサー１２によって検知した高圧側圧力から、循
環冷媒の組成比率を予測する循環冷媒組成比率予測装置
である。

【００２９】ここで、過冷却度演算手段２５は、この冷
媒組成比率予測装置２０によって予測した循環冷媒の組
成比率と、暖房運転時に高圧側圧力センサー１２により
検知した高圧側圧力と、液配管温度検知センサー１３に
より検知した液配管温度とにより、室内側熱交換器出口
過冷却度を演算し、そして、冷媒制御手段１７は、過冷
却度演算手段２５で演算された過冷却度に応じて室内側
膨張弁８の開度を制御を行う。

【００３０】次に、このように構成された空気調和機
の、問題となっている暖房時の動作について説明する。
尚、従来例と同一構成については同一符号を付し、その
詳細な説明は省略する。

【００３１】まず、図５は本発明の第２の実施例におけ
る空気調和機のフローチャートであり、図６は本発明の
第２の実施例における室内負荷と外気温度と高圧側圧力
の所定値の関係線図であり、図７は本発明の第２の実施
例における高圧側圧力の検知値と所定値の差と、循環冷
媒の低沸点冷媒組成比率の関係線図である。

【００３２】図５より、まず、ステップ１１では、高圧
側圧力検知センサー１２が高圧側圧力Ｐ_aを検知する。
ステップ１２では、室内負荷検出装置１６が、室内の温
度が低下する、或いは、室内側ファンが強運転と設定さ
れることなどにより、室内側の負荷が増加した場合は、
冷媒制御手段により室内側膨張弁の開度が増加し、ま
た、室内の温度が上昇する、或いは、室内側ファンが弱
運転と設定されることなどにより、室内側の負荷が低下
した場合は、冷媒制御手段により室内側膨張弁の開度が
減少することを利用し、室内機７の運転容量と室内側膨
張弁８の開度から室内負荷Ａを検出する。ステップ１３
では、外気温度検知センサー１４が外気温度Ｔ_cを検知
する。

【００３３】次に、ステップ１４では、循環冷媒組成比
率予測装置２０が、室内負荷検出装置１６が検出した室
内負荷Ａと、外気温度検知センサー１４が検知した外気
温度Ｔ_cを、図６に示す室内負荷と外気温度と高圧側圧
力の所定値の関係線図を用いて、高圧側圧力の所定値Ｐ
_bに換算する。そして、室内側の負荷、及び、外気温度
が同一である場合は、循環冷媒の低沸点冷媒組成比率が
高くなると高圧側圧力が所定値より上昇し、また、循環
冷媒の低沸点冷媒組成比率が低くなると、高圧側圧力が
所定値より低下することより求められる、図７に示す高
圧側圧力の検知値と所定値の差と、循環冷媒の低沸点冷
媒組成比率の関係線図を用いて、高圧側センサー１２が
検知した高圧側圧力Ｐ_aと高圧側圧力の所定値Ｐ_bの差
を、循環冷媒の低沸点冷媒組成比率Ｘに演算する。ステ
ップ１５では、液配管温度検知センサー１３が液配管温
度Ｔ_aを検知する。

【００３４】そして、ステップ１６では、過冷却度演算
装置２５が、循環冷媒組成比率予測装置２０が予測した
循環冷媒の低沸点冷媒組成比率Ｘと高圧側センサー１２
が検知した高圧側圧力Ｐ_aより演算した液飽和温度Ｔ
_bと、液配管温度Ｔ_aの差を、過冷却度ＳＣとして算出す
る。ステップ１７では、冷媒制御手段１７が、室内側膨
張弁８を、演算された過冷却度ＳＣに応じた開度に制御
する。

【００３５】この第２の実施例によれば、非共沸混合冷
媒（例えば高沸点冷媒であるＲ１３４ａと低沸点冷媒で
あるＲ３２の２種の混合冷媒）を使用した場合の暖房時
に、循環冷媒の組成比率を予測し、精度良く液飽和温度
を演算することにより、室内側熱交換器８出口過冷却度
の演算精度を向上させ、室内側膨張弁８の開度を適正開
度に制御することができる。従って、最適な運転を行
い、効率を向上するとともに、室内機間に高低差がある
場合の高位の室内機の能力不足を防止することができ
る。

【００３６】次に本発明の第３の実施例について図８〜
図１１を用いて説明する。図８において、１４は外気温
度を検知する外気温度検知センサーである。また、１６
は室内負荷を検出する室内負荷検出装置であり、本実施
例では室内機７の運転容量と室内側膨張弁８の開度から
室内負荷の検出を行っている。また、２２は圧縮機２の
運転周波数を制御する圧縮機運転周波数制手段である。
また、２１は室内負荷検出装置１６が検出した室内負荷
と、外気温度検知センサー１４が検知した外気温度と、
圧縮機２の運転周波数から、循環冷媒の組成比率を予測
する循環冷媒組成比率予測装置である。

【００３７】ここで、過冷却度演算手段２５は、この冷
媒組成比率予測装置２１によって予測した循環冷媒の組
成比率と、暖房運転時に高圧側圧力センサー１２により
検知した高圧側圧力と、液配管温度検知センサー１３に
より検知した液配管温度とにより、室内側熱交換器出口
過冷却度を演算し、そして、冷媒制御手段１７は、過冷
却度演算手段２５で演算された過冷却度に応じて室内側
膨張弁８の開度を制御を行う。

【００３８】次に、このように構成された空気調和機
の、問題となっている暖房時の動作について説明する。
尚、従来例と同一構成については同一符号を付し、その
詳細な説明は省略する。

【００３９】まず、図９は本発明の第３の実施例におけ
る空気調和機のフローチャートであり、図１０は本発明
の第３の実施例における室内負荷と外気温度と圧縮機運
転周波数の所定値の関係線図であり、図１１は本発明の
第３の実施例における圧縮機運転周波数の所定値との差
と、循環冷媒の低沸点冷媒組成比率の関係線図である。

【００４０】図９より、まず、ステップ２１では、高圧
側圧力検知センサー１２が高圧側圧力Ｐ_aを検知する。
ステップ２２では、室内負荷検出装置１６が、室内の温
度が低下する、或いは、室内側ファンが強運転と設定さ
れることなどにより、室内側の負荷が増加した場合は、
冷媒制御手段により室内側膨張弁の開度が増加し、ま
た、室内の温度が上昇する、或いは、室内側ファンが弱
運転と設定されることなどにより、室内側の負荷が低下
した場合は、冷媒制御手段により室内側膨張弁の開度が
減少することを利用し、室内機７の運転容量と室内側膨
張弁８の開度から室内負荷Ａを検出する。

【００４１】次に、ステップ２３では、外気温度検知セ
ンサー１４が外気温度Ｔ_cを検知する。ステップ２４で
は、循環冷媒組成比率予測装置２１が、室内負荷検出装
置１６が検知した室内負荷Ａと、外気温度検知センサー
１４が検知した外気温度Ｔ_cを、図１０に示す室内負荷
と外気温度と圧縮機運転周波数の所定値の関係線図を用
いて、圧縮機周波数の所定値Ｆ_bに換算する。そして、
室内側の負荷、及び、外気温度が同一である場合は、循
環冷媒の低沸点冷媒組成比率が高くなると高圧側圧力が
上昇し、圧縮機の運転周波数が所定値より低下し、ま
た、循環冷媒の低沸点冷媒組成比率が低くなると、高圧
側圧力が低下し、圧縮機の運転周波数が所定値より上昇
することより求められる、図１１に示す圧縮機運転周波
数の所定値との差と、循環冷媒の低沸点冷媒組成比率の
関係線図を用いて、圧縮機運転周波数Ｆ_aと圧縮機運転
周波数の所定値Ｆ_bの差を、循環冷媒の低沸点冷媒組成
比率Ｘに演算する。ステップ２５では、液配管温度検知
センサー１３が液配管温度Ｔ_aを検知する。

【００４２】そして、ステップ２６では、過冷却度演算
装置２５が、循環冷媒組成比率予測装置２１が予測した
循環冷媒の低沸点冷媒組成比率Ｘと高圧側センサー１２
が検知した高圧側圧力Ｐ_aより演算した液飽和温度Ｔ
_bと、液配管温度Ｔ_aの差を、過冷却度ＳＣとして算出す
る。ステップ２７では、冷媒制御手段１７が、室内側膨
張弁８を、演算された過冷却度ＳＣに応じた開度に制御
する。

【００４３】この第３の実施例によれば、非共沸混合冷
媒（例えば高沸点冷媒であるＲ１３４ａと低沸点冷媒で
あるＲ３２の２種の混合冷媒）を使用した場合の暖房時
に、循環冷媒組成比率を予測し、精度良く液飽和温度を
演算することにより、室内機側熱交換器８出口過冷却度
の演算精度を向上させ、室内側膨張弁８の開度を適正開
度に制御することができる。従って、最適な運転を行
い、効率を向上するとともに、室内機間に高低差がある
場合の高位の室内機の能力不足を防止することができ
る。

【００４４】次に本発明の第４の実施例について図１２
〜図１５を用いて説明する。図１２において、１４は外
気温度を検知する外気温度検知センサーである。また、
２４は圧縮機２の吐出温度を検知する吐出温度検知セン
サーである。また、また、２３は外気温度検知センサー
１４が検知した外気温度と、高圧側圧力検知センサー１
２が検知した高圧側圧力と、吐出温度検知センサー２４
が検知した圧縮機２の吐出温度から、循環冷媒の組成比
率を予測する循環冷媒組成比率予測装置である。

【００４５】ここで、過冷却度演算手段２５は、この冷
媒組成比率予測装置２４によって予測した循環冷媒の組
成比率と、暖房運転時に高圧側圧力センサー１２により
検知した高圧側圧力と、液配管温度検知センサー１３に
より検知した液配管温度とにより、室内側熱交換器出口
過冷却度を演算し、そして、冷媒制御手段１７は、過冷
却度演算手段２５で演算された過冷却度に応じて室内側
膨張弁８の開度を制御を行う。

【００４６】次に、このように構成された空気調和機
の、問題となっている暖房時の動作について説明する。
尚、従来例と同一構成については同一符号を付し、その
詳細な説明は省略する。

【００４７】まず、図１３は本発明の第４の実施例にお
ける空気調和機のフローチャートであり、図１４は本発
明の第４の実施例における外気温度と高圧側圧力と圧縮
機吐出温度の所定値の関係線図であり、図１５は本発明
の第４の実施例における圧縮機吐出温度の検知値と所定
値の差と、循環冷媒の低沸点冷媒組成比率の関係線図で
ある。

【００４８】図１３より、まず、ステップ３１では、高
圧側圧力検知センサー１２が高圧側圧力Ｐ_aを検知す
る。ステップ３２では、吐出温度検知センサー２４が圧
縮機２の吐出温度Ｔ_dを検知する。ステップ３３では、
外気温度検知センサー１４が外気温度Ｔ_cを検知する。

【００４９】次に、ステップ３４では、循環冷媒組成比
率予測装置２３が、外気温度検知センサー１４が検知し
た外気温度Ｔ_cと、高圧側センサー１２が検知した高圧
側圧力Ｐ_aと、圧縮機２の吐出温度Ｔ_dを、図１４に示す
外気温度と高圧側圧力と圧縮機吐出温度の所定値の関係
線図を用いて、圧縮機の吐出温度の所定値Ｔ_eに換算す
る。そして、外気温度、及び、高圧側圧力が同一である
場合は、循環冷媒の低沸点冷媒組成比率が高くなると、
ガス飽和温度が低下し、圧縮機の吐出温度が低下する、
また、循環冷媒の低沸点冷媒組成比率が低くなると、ガ
ス飽和温度が上昇し、圧縮機の吐出温度が上昇すること
より求められる、図１５に示す圧縮機吐出温度の検知値
と所定値の差と、循環冷媒の低沸点冷媒組成比率の関係
線図を用いて、吐出温度検知センサー２４が検知した圧
縮機吐出温度Ｔ_dと圧縮機吐出温度の所定値Ｔ_eの差を、
循環冷媒の低沸点冷媒組成比率Ｘに演算する。ステップ
３５では、液配管温度検知センサー１３が液配管温度Ｔ
_aを検知する。

【００５０】そして、ステップ３６では、過冷却度演算
装置２５が、循環冷媒組成比率予測装置２３が予測した
循環冷媒の低沸点冷媒組成比率Ｘと高圧側センサー１２
が検知した高圧側圧力Ｐ_aより演算した液飽和温度Ｔ
_bと、液配管温度Ｔ_aの差を、過冷却度ＳＣとして算出す
る。ステップ３７では、冷媒制御手段１７が、室内側膨
張弁８を、演算された過冷却度ＳＣに応じた開度に制御
する。

【００５１】この第４の実施例によれば、非共沸混合冷
媒（例えば高沸点冷媒であるＲ１３４ａと低沸点冷媒で
あるＲ３２の２種の混合冷媒）を使用した場合の暖房時
に、循環冷媒組成比率を予測し、精度良く液飽和温度を
演算することにより、室内機側熱交換器８出口過冷却度
の演算精度を向上させ、室内側膨張弁８の開度を適正開
度に制御することができる。従って、最適な運転を行
い、効率を向上するとともに、室内機間に高低差がある
場合の高位の室内機の能力不足を防止することができ
る。

【００５２】

【発明の効果】以上のように本発明は、非共沸混合冷媒
を使用した場合の暖房時に、アキュームレータ内の液面
の高さから、循環冷媒の組成比率を予測する循環冷媒組
成比率予測装置と、循環冷媒の組成比率と、高圧側圧力
と、液配管温度とにより、室内側熱交換器出口過冷却度
を演算する過冷却度演算手段と、過冷却度に応じて室内
側膨張弁の開度制御する冷媒制御手段を備えたものであ
る。

【００５３】そのため、循環冷媒の組成比率を予測し、
精度良く液飽和温度を演算することにより、室内機側熱
交換器出口過冷却度の演算精度を向上させ、室内側膨張
弁の開度を適正開度に制御することにより、最適な運転
を行い、効率を向上するとともに、室内機間に高低差が
ある場合の高位の室内機の能力不足を防止することがで
きる。

【００５４】また、非共沸混合冷媒を使用した場合の暖
房時に、室内負荷と、外気温度と、高圧側圧力から、循
環冷媒の組成比率を予測する循環冷媒組成比率予測装置
と、循環冷媒の組成比率と、高圧側圧力と、液配管温度
とにより、室内側熱交換器出口過冷却度を演算する過冷
却度演算手段と、過冷却度に応じて室内側膨張弁の開度
を制御する冷媒制御手段を備えたものである。

【００５５】そのため、循環冷媒の組成比率を予測し、
精度良く液飽和温度を演算することにより、室内機側熱
交換器出口過冷却度の演算精度を向上させ、室内側膨張
弁の開度を適正開度に制御することにより、最適な運転
を行い、効率を向上するとともに、室内機間に高低差が
ある場合の高位の室内機の能力不足を防止することがで
きる。

【００５６】また、非共沸混合冷媒を使用した場合の暖
房時に、室内負荷と、外気温度と、高圧側圧力により制
御される圧縮機の運転周波数から、循環冷媒の組成比率
を予測する循環冷媒組成比率予測装置と、循環冷媒の組
成比率と、高圧側圧力と、液配管温度とにより、室内側
熱交換器出口過冷却度を演算する過冷却度演算手段と、
過冷却度に応じて室内側膨張弁の開度を制御する冷媒制
御手段を備えたものである。

【００５７】そのため、循環冷媒の組成比率を予測し、
精度良く液飽和温度を演算することにより、室内機側熱
交換器出口過冷却度の演算精度を向上させ、室内側膨張
弁の開度を適正開度に制御することにより、最適な運転
を行い、効率を向上するとともに、室内機間に高低差が
ある場合の高位の室内機の能力不足を防止することがで
きる。

【００５８】また、非共沸混合冷媒を使用した場合の暖
房時に、高圧側圧力と、外気温度と、圧縮機の吐出温度
から、循環冷媒の組成比率を予測する循環冷媒組成比率
予測装置と、循環冷媒の組成比率と、高圧側圧力と、液
配管温度とにより、室内側熱交換器出口過冷却度を演算
する過冷却度演算手段と、過冷却度に応じて室内側膨張
弁の開度を制御する冷媒制御手段を備えたものである。

【００５９】そのため、循環冷媒の組成比率を予測し、
精度良く液飽和温度を演算することにより、室内機側熱
交換器出口過冷却度の演算精度を向上させ、室内側膨張
弁の開度を適正開度に制御することにより、最適な運転
を行い、効率を向上するとともに、室内機間に高低差が
ある場合の高位の室内機の能力不足を防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における空気調和機の冷
凍サイクル図

【図２】本発明の第１の実施例における空気調和機のフ
ローチャート

【図３】本発明の第１の実施例におけるアキュームレー
タの液面高さと循環冷媒の低沸点冷媒組成比率の関係を
示す特性図

【図４】本発明の第２の実施例における空気調和機の冷
凍サイクル図

【図５】本発明の第２の実施例における空気調和機のフ
ローチャート

【図６】本発明の第２の実施例における室内負荷と外気
温度と高圧側圧力の所定値の関係を示す特性図

【図７】本発明の第２の実施例における高圧側圧力の検
知値と所定値の差と循環冷媒の低沸点冷媒組成比率の関
係を示す特性図

【図８】本発明の第３の実施例における空気調和機の冷
凍サイクル図

【図９】本発明の第３の実施例における空気調和機のフ
ローチャート

【図１０】本発明の第３の実施例における室内負荷と外
気温度と圧縮機運転周波数の所定値の関係を示す特性図

【図１１】本発明の第３の実施例における圧縮機運転周
波数の所定値との差と循環冷媒の低沸点冷媒組成比率の
関係を示す特性図

【図１２】本発明の第４の実施例における空気調和機の
冷凍サイクル図

【図１３】本発明の第４の実施例における空気調和機の
フローチャート

【図１４】本発明の第４の実施例における高圧側圧力と
圧縮機の吐出温度の所定値の関係を示す特性図

【図１５】本発明の第４の実施例における圧縮機吐出温
度の検知値と所定値の差と循環冷媒の低沸点冷媒組成比
率の関係を示す特性図

【図１６】従来の空気調和機の冷凍サイクル図

【符号の説明】

１室外機２圧縮機３四方弁４室外側熱交換器５室外側膨張弁６アキュームレータ７室内機８室内側膨張弁９室内側熱交換器１２高圧側圧力検知センサー１３液配管温度検知センサー１４外気温度検知センサー１６室内負荷検出装置１７冷媒制御手段１８液面高さ検知センサー１９循環冷媒組成比率予測装置２０循環冷媒組成比率予測装置２１循環冷媒組成比率予測装置２２圧縮機運転周波数制御手段２３循環冷媒組成比率予測装置２４吐出温度検知センサー２５過冷却度演算装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者丸本一彦大阪府東大阪市高井田本通３丁目22番地松下冷機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非共沸混合冷媒を使用し、圧縮機、四方
弁、室外側熱交換器、室外側膨張弁、アキュームレータ
から成る室外機と、室内側膨張弁、室内側熱交換器から
成る室内機とを接続して環状の冷媒回路を構成し、前記
アキュームレータ内の液面の高さを検知する液面高さ検
知センサーと、前記液面高さ検知センサーによって検知
した前記アキュームレータ内の液面高さから、循環冷媒
の組成比率を予測する循環冷媒組成比率予測装置と、高
圧側圧力を検知する高圧側圧力センサーと、液配管温度
を検知する液配管温度検知センサーと、前記循環冷媒組
成比率予測装置によって予測した循環冷媒の組成比率
と、暖房運転時に前記高圧側圧力センサーにより検知し
た高圧側圧力と、前記液配管温度検知センサーにより検
知した液配管温度とにより、室内側熱交換器出口過冷却
度を演算する過冷却度演算手段と、前記過冷却度演算手
段で演算された過冷却度に応じて前記室内側膨張弁の開
度の制御を行う冷媒制御手段を備えた空気調和機。
【請求項２】非共沸混合冷媒を使用し、圧縮機、四方
弁、室外側熱交換器、室外側膨張弁、アキュームレータ
から成る室外機と、室内側膨張弁、室内側熱交換器から
成る室内機とを接続して環状の冷媒回路を構成し、高圧
側圧力を検知する高圧側圧力検知センサーと、外気温度
を検知する外気温度検知センサーと、室内負荷を検出す
る室内負荷検出装置と、前記室内負荷検出装置によって
検出した室内負荷と、前記外気温度検知センサーによっ
て検知した外気温度と、前記高圧側圧力検知センサーに
よって検知した高圧側圧力から、循環冷媒の組成比率を
予測する循環冷媒組成比率予測装置と、液配管温度を検
知する液配管温度検知センサーと、前記循環冷媒組成比
率予測装置によって予測した循環冷媒の組成比率と、暖
房運転時に前記高圧側圧力センサーにより検知した高圧
側圧力と、前記液配管温度検知センサーにより検知した
液配管温度とにより、室内側熱交換器出口過冷却度を演
算する過冷却度演算手段と、前記過冷却度演算手段で演
算された過冷却度に応じて前記室内側膨張弁の開度の制
御を行う冷媒制御手段を備えた空気調和機。
【請求項３】非共沸混合冷媒を使用し、圧縮機、四方
弁、室外側熱交換器、室外側膨張弁、アキュームレータ
から成る室外機と、室内側膨張弁、室内側熱交換器から
成る室内機とを接続して環状の冷媒回路を構成し、高圧
側圧力を検知する高圧側圧力検知センサーと、外気温度
を検知する外気温度検知センサーと、前記高圧側圧力検
知センサーによって検知された高圧側圧力により前記圧
縮機の運転周波数を制御する圧縮機運転周波数制手段
と、室内負荷を検出する室内負荷検出装置と、前記室内
負荷検出装置によって検出した室内負荷と、前記外気温
度検知センサーによって検知した外気温度と、前記圧縮
機の運転周波数から、循環冷媒の組成比率を予測する循
環冷媒組成比率予測装置と、液配管温度を検知する液配
管温度検知センサーと、前記循環冷媒組成比率予測装置
によって予測した循環冷媒の組成比率と、暖房運転時に
前記高圧側圧力センサーにより検知した高圧側圧力と、
前記液配管温度検知センサーにより検知した液配管温度
とにより、室内側熱交換器出口過冷却度を演算する過冷
却度演算手段と、前記過冷却度演算手段で演算された過
冷却度に応じて前記室内側膨張弁の開度の制御を行う冷
媒制御手段を備えた空気調和機。
【請求項４】非共沸混合冷媒を使用し、圧縮機、四方
弁、室外側熱交換器、室外側膨張弁、アキュームレータ
から成る室外機と、室内側膨張弁、室内側熱交換器から
成る室内機とを接続して環状の冷媒回路を構成し、高圧
側圧力を検知する高圧側圧力検知センサーと、前記圧縮
機の吐出温度を検知する吐出温度検知センサーと、外気
温度を検知する外気温度検知センサーと、前記外気温度
検知センサーによって検知した外気温度と、前記高圧側
圧力検知センサーによって検知した高圧側圧力と、前記
吐出温度検知センサーによって検知した前記圧縮機の吐
出温度から、循環冷媒の組成比率を予測する循環冷媒組
成比率予測装置と、液配管温度を検知する液配管温度検
知センサーと、前記循環冷媒組成比率予測装置によって
予測した循環冷媒の組成比率と、暖房運転時に前記高圧
側圧力センサーにより検知した高圧側圧力と、前記液配
管温度検知センサーにより検知した液配管温度とによ
り、室内側熱交換器出口過冷却度を演算する過冷却度演
算手段と、前記過冷却度演算手段で演算された過冷却度
に応じて前記室内側膨張弁の開度の制御を行う冷媒制御
手段を備えた空気調和機。