JPH09138012A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空調負荷に応じて圧縮機の能力を変える空気
調和機では、空調負荷が小さくなると圧縮機の能力を低
下させる。そして暖房運転中において、室温が設定温度
近くになると圧縮機の能力が低下しすぎて、室内機が吹
き出す風で冷風感を感じ、利用者が不快感を憶えること
があった。 【解決手段】 室温と設定温度の差に応じて圧縮機２の
能力並びに膨張弁７の開度を調節する空気調和機であ
り、暖房運転時に室温と設定温度の差が所定値以下にな
ると圧縮機２の能力並びに膨張弁７の開度の調節を停止
して、それまでの圧縮機２の能力及び膨張弁７の開度を
維持する構成にしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、空調負荷に応じ
て能力を調整する圧縮機を備えた空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の冷暖房運転ができる空気調和機と
しては、特開平４−３２０７６０号公報や特開平４−３
２０７６１号公報に開示されるものがある。この空気調
和機は、室外機に圧縮機と四方弁と室外熱交換器とアキ
ュムレータなどを備えており、室内機には膨張弁と室内
熱交換器などを備えている。そして冷房運転中は、圧縮
機、室外熱交換器、膨張弁、室内熱交換器、アキュムレ
ータの順に冷媒が流れ、室外熱交換器が凝縮器として作
用し、室内熱交換器が蒸発器として作用する。また暖房
運転中は、圧縮機、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換
器、アキュムレータの順に冷媒が流れ、室内熱交換器が
凝縮器として作用し、室外熱交換器が蒸発器として作用
する。

【０００３】この圧縮機は能力一定型であり、膨張弁の
開度を調節して、室内熱交換器の冷媒流量を調節してい
る。つまり室内熱交換器には中間部と出口に温度センサ
が設けられ、中間温度と出口温度の差が所定値以下にな
るように膨張弁を調整している。また室温と設定温度の
差が所定値以上の時は、その温度差に応じた開度に膨張
弁を調整し、室温と設定温度の差が所定値以下になると
膨張弁の制御を停止するか、膨張弁を所定の開度に維持
して能力を低下させる。こうして室温が設定温度の近く
になるとその室温を維持するようにして、温度の変動の
少ない安定した運転を行う。

【０００４】また、能力可変型の圧縮機を備え、圧縮機
の出力を変えて室内熱交換器の冷媒流量を調整する空気
調和機があり、このとき膨張弁の代わりにキャピラリー
チューブを用いる場合もある。この空気調和機は、室温
と設定温度の差が大きいときは圧縮機を高出力にして冷
媒流量を多くし、室温と設定温度が近くなると徐々に出
力を抑制して冷媒流量を少なくしている。そして室温が
設定温度の付近で維持するように制御している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし暖房運転の時
に、室温が設定温度の付近になって圧縮機の出力を低く
すると、圧縮機の吐出圧力が下がって、通常運転よりも
低圧のガス冷媒が室内熱交換器に流入する。これによっ
て室内熱交換器の凝縮温度が低くなるため室内に吹き出
される風の温度も下がってしまう。この凝縮温度が約４
０度以下になると、人（使用者）は冷風感を感じてしま
い、暖房中であるのにも関わらず冷風感を感じるという
不快感があった。

【０００６】そこで本発明は、暖房中に冷風感を感じな
い空気調和機を提案する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１の発明は、能力可変型の圧縮機と凝縮器と膨
張弁と蒸発器とを備え、この膨張弁の弁開度並びに圧縮
機の能力を空調負荷に応じて調整する空気調和機であっ
て、暖房運転中に室内温度と設定温度との差の絶対値が
所定値以下になったとき、前記膨張弁の弁開度の調整並
びに圧縮機の能力調整を停止する制御手段を設けてい
る。

【０００８】また請求項２の発明は、能力可変型の圧縮
機と室外熱交換器と膨張弁と室内熱交換器とを備え、こ
の膨張弁の弁開度並びに圧縮機の能力を空調負荷に応じ
て調整する空気調和機であって、室内熱交換器の凝縮温
度を検知する検知部を備えている。そして、暖房運転中
には、前記検知部による凝縮温度が所定値以下になる
と、前記膨張弁の弁開度の調整並びに圧縮機の能力調整
を停止する。

【０００９】また請求項３の発明は、暖房運転中に、室
内熱交換器の凝縮温度が４０度以下にならないようにし
ている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００１１】図１はこの実施の形態の冷凍回路図であ
る。この実施の形態は１台の室外機Ａに１台の室内機Ｂ
を接続した場合であり、室外機Ａと室内機Ｂは接続バル
ブ１を介して連結されている。２は室外機Ａ内に配設さ
れた能力可変型の圧縮機であり、空調負荷に応じて出力
を変えることができる。この圧縮機２は能力を可変する
ことができれば、インバータ式でもパワーセーブ機能を
備えたものでもよい。

【００１２】３は四方弁であり、圧縮機２、室外熱交換
器４、室内熱交換器５、アキュムレータ６と接続されて
おり、冷房並びに暖房運転に応じて四方弁３を切り替え
て、冷媒の循環する方向を変えている。室外熱交換器４
にはファン４ａが設けられており、運転中は室外熱交換
器４に送風して、室外熱交換器４内を通過する冷媒と熱
交換させている。

【００１３】７は室外熱交換器４と室内熱交換器５の間
に設けられた膨張弁７であり、室内熱交換器５に流れる
冷媒量を調整している。室外熱交換器５はファン５ａを
備えており、室内熱交換器５内の冷媒と熱交換された空
気をファン５ａによって室内に吹き出している。室内熱
交換器５には、暖房運転時の出口側に温度センサＴ１
が、中間部に温度センサＴ２がそれぞれ設けられてい
る。この温度センサＴ１、Ｔ２は室内熱交換器５内を通
過する冷媒の温度を検出し、冷房並びに暖房運転時には
この検出結果をもとに圧縮機２の制御を行う。

【００１４】８は室外機Ａ内に設けられた制御部であ
り、圧縮機２の能力並びに膨張弁７の開閉度を制御して
いる。この制御部８は温度センサＴ１、Ｔ２が接続され
ており、冷房運転時には温度センサＴ１の信号が、暖房
運転時には温度センサＴ１、Ｔ２からの信号が入力され
る。そして運転中は、制御部８に入力される室温及び設
定温度と、前述の各温度センサＴ１、Ｔ２から適時入力
される検出結果をもとに圧縮機２並びに膨張弁７の調整
を行う。

【００１５】そして冷房運転時には四方弁３によって圧
縮機２の吐出側と室外熱交換器４が、室内熱交換器５と
アキュムレータ６が接続され、図１の実線の矢印の方に
冷媒が循環する。このとき、圧縮機２で圧縮された高温
高圧のガス冷媒は室外熱交換器４で凝縮されて液冷媒に
なり、膨張弁７を経て室内熱交換器５に流入する。室内
熱交換器５を通過する空気は液冷媒と熱交換し、液冷媒
は蒸発してガス冷媒になり、室内熱交換器５を通過した
空気は冷風となって室内を冷やす。ガス冷媒は四方弁３
を通過してアキュムレータ６に戻り、再び圧縮機２で圧
縮される。このとき室外熱交換器４が凝縮器として作用
し、室内熱交換器５が蒸発器として作用する。なお冷房
運転時には、室内熱交換器５の入口側に設けられた温度
センサＴ１からの入力信号によって、膨張弁７の開度や
圧縮機２の能力を変化させる。

【００１６】暖房運転の時には四方弁３が切り替わり、
圧縮機２の吐出側と室内熱交換器５を、室外熱交換器４
とアキュムレータ６を接続させる。そして冷媒は図１の
破線の矢印の方向に流れ、室内熱交換器５を凝縮器に、
室外熱交換器４を蒸発器として作用させる。このとき室
内熱交換器５には高温高圧のガス冷媒が通過するので、
ガス冷媒と熱交換して暖かくなった空気を室内に吹き出
している。そして温度センサＴ１、Ｔ２によって室内熱
交換器５を通過する冷媒の温度を検知し、その温度差の
絶対値が所定値以下になるように圧縮機２の能力並びに
膨張弁７の開度を調整する。また室温と設定温度の差の
絶対値が大きなときには、圧縮機２の能力を高出力に
し、膨張弁７を大きく開いて、冷媒循環量を多くする。
このため高温の温風によって、室内を暖めている。そし
て設定温度と室温の差が徐々に小さくなると、圧縮機２
の能力を低出力にすると共に膨張弁７の開度を小さくし
て、冷媒循環量を少なくする。

【００１７】次に、図２のこの空気調和機の動作を示す
フローチャートをもとに、この空気調和機の動作を説明
する。まずステップＳ１で室温が設定温度と同じ温度か
否かを判断し、室温が設定温度と異なればステップＳ２
に進み、室温と設定温度が同じであればステップＳ６で
圧縮機２を停止させる。ステップＳ２では、空気調和機
が冷房運転中か暖房運転中かを判断し、暖房運転中であ
ればステップＳ３に進み、冷房運転中であればステップ
Ｓ５に進んで前述の温度センサＴ１からの入力信号に基
づいて、圧縮機２並びに膨張弁７を最適制御する。

【００１８】ステップＳ３（暖房運転中）では設定温度
と室温の差の絶対値が所定値α以下であるか否かを判断
し、所定値α以下でなければステップＳ４に進み、所定
値α以下であればステップＳ７に進む。この所定値α
は、利用者が室温と設定温度との差を余り感じない程度
の温度差であり、室温が設定温度と異なっても利用者が
満足できる温度差である。また、圧縮機２の能力を室温
と設定温度との差の応じて制御したときに、圧縮機２の
能力を下げて室内機Ｂの吹き出し温度が冷風感を感じる
ときの室温と設定温度の温度差よりも、所定値αは若干
高くなっている。

【００１９】ステップＳ４では室内熱交換器５の凝縮温
度（吹出温度）が目標値β以下か否かを判断し、目標値
β以下であればステップＳ７に進み、目標値β以下でな
ければステップＳ５に進む。この目標値βは人が冷風感
を感じる温度であり、４０℃〜４５℃程度である。この
実施の形態ではこの目標値βを４５℃に設定し、冷風感
を感じないようにする。

【００２０】ステップＳ５では設定温度と室温の差に応
じて圧縮機２の能力と膨張弁７の開度を最適制御を行
い、室温が設定温度付近になるようにしている。ステッ
プＳ７では、圧縮機２の能力並びに膨張弁７の開度の調
整を停止し、その時の圧縮機２の能力並びに膨張弁７の
開度をそのまま維持するようにする。

【００２１】この実施の形態によれば、暖房運転中の吹
出温度は図３に示すように推移する。つまり暖房運転の
開始時は、部屋が冷えた状態で室温が設定温度よりもか
なり低いので、圧縮機を高出力で運転して、室内機から
高温の温風が吹き出される。運転を続けると室温が徐々
に高くなり、それに応じて圧縮機の能力も下げていく。
このとき室内機の吹き出し温度も徐々に下がっていく。
そして室温と設定温度の差が所定値α以下になると、そ
のときの圧縮機の能力をそのまま維持する。そのため吹
出温度はその時の温度を維持するので、冷風感を感じる
目標値βまで下がることがない。

【００２２】なお、この実施の形態では膨張弁を用いた
が、膨張弁の代わりにキャピラリーチューブなどの減圧
手段を用いた場合、空調負荷に応じて圧縮機の能力を変
化させることで室温の温度制御を行う。このとき圧縮機
の能力のみをこの実施の形態と同じように制御すること
によって、同様の効果を得ることができる。

【００２３】

【発明の効果】この発明によれば、空調負荷に応じて圧
縮機の能力並びに膨張弁の開度を調節する空気調和機に
おいて、暖房運転中に室内機の吹出温度が目標値以下に
なると圧縮機並びに膨張弁の調節を停止するものであ
る。そのため、室温が設定温度に近くなって圧縮機の能
力を低下させても、室内機から冷風感を感じる風が吹き
出すことがない。よって暖房運転中に利用者が冷風感を
感じて、不快感を憶えることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この実施の形態の冷凍回路図である。

【図２】 この実施例の形態の空気調和機の動作を示す
フローチャートである。

【図３】 この実施の形態の圧縮機の能力と室温及び吹
き出し温度の関係を示す説明図である。

【符号の説明】

２ 圧縮機 ４ 室外熱交換器 ５ 室内熱交換器 ７ 膨張弁 ８ 制御部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 能力可変型の圧縮機と凝縮器と膨張弁と
   蒸発器とを備え、この膨張弁の弁開度並びに能力可変型
   の圧縮機の能力を空調負荷に応じて調整する空気調和機
   において、暖房運転中に室内温度と設定温度との差の絶
   対値が所定値以下になったとき、前記膨張弁の弁開度の
   調整並びに圧縮機の能力調整を停止する制御手段を設け
   たことを特徴とする空気調和機。
2. 【請求項２】 能力可変型の圧縮機と室外熱交換器と膨
   張弁と室内熱交換器とを備え、この膨張弁の弁開度並び
   に圧縮機の能力を空調負荷に応じて調整する空気調和機
   において、室内熱交換器の凝縮温度を検知する検知部を
   備え、暖房運転中に前記凝縮温度が所定値以下になった
   ときに、前記膨張弁の弁開度の調整並びに圧縮機の能力
   調整を停止する制御手段を設けたことを特徴とする空気
   調和機。
3. 【請求項３】 暖房運転中は、室内熱交換器の凝縮温度
   が４０度以下にならないようにしたことを特徴とする請
   求項２記載の空気調和機。