JPH09152237A - 空気調和機 - Google Patents

空気調和機

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JPH09152237A
JPH09152237A JP33583995A JP33583995A JPH09152237A JP H09152237 A JPH09152237 A JP H09152237A JP 33583995 A JP33583995 A JP 33583995A JP 33583995 A JP33583995 A JP 33583995A JP H09152237 A JPH09152237 A JP H09152237A
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JP
Japan
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pressure
refrigerant
saturation temperature
heat exchanger
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP33583995A
Other languages
English (en)
Inventor
Ichiro Kamimura
一朗 上村
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 HFC冷媒を用いても圧力変動を小さくして
安定した運転が行える空気調和機を提供する。 【解決手段】 凝縮器、蒸発器等の熱交換器3,5に設
けられて冷媒の飽和温度を検出する温度センサS1,S
2と、この温度センサで検出する飽和温度とこの飽和温
度に対応する冷媒の圧力との関係を示す冷媒の圧力−飽
和温度曲線の勾配を基にして熱交換器内の冷媒圧力を算
出する圧力算出手段100とを備えた空気調和機におい
て、熱交換器を循環するHFC(ハイドロフルオロカー
ボン)冷媒の圧力−飽和温度曲線の勾配に応じて圧力算
出手段100の検出分解能を設定したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、HFC(ハイドロ
フルオロカーボン)冷媒を凝縮器、蒸発器等の熱交換器
に循環させる空気調和機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、ヒートポンプ式の空気調和機の
冷媒回路は、圧縮機、室内熱交換器、減圧装置、室外熱
交換器、四方弁から構成されており、暖房運転時にはこ
の順序で冷媒が循環され、冷房運転時には暖房運転時と
は逆方向に冷媒が循環される。室外熱交換器は冷房運転
時には凝縮器として、暖房運転時には蒸発器としてそれ
ぞれ作用し、室内熱交換器は冷房運転時には蒸発器とし
て、暖房運転時には凝縮器としてそれぞれ作用する。そ
して、この冷媒に循環させる冷媒としては、従来R22
が用いられる。一方で、凝縮器、蒸発器等の熱交換器内
の冷媒の圧力を検出するため、圧力センサを用いること
があるが、圧力センサは高価であるので、通常では安価
な温度センサ、例えばサーミスタを用いて、冷媒の圧力
−飽和温度曲線の勾配を基にして熱交換器内の冷媒圧力
を算出するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図2はR2
2(曲線L1で示す)とR22の代替冷媒であるR41
0A(曲線L2で示す)の蒸気圧を比較して示してい
る。図2において、R410Aの冷媒の圧力−飽和温度
勾配(1°C当たりの圧力差)は全体的にみてR22の
冷媒の圧力−飽和温度勾配に比べてかなり大きい。
【0004】具体的には、室内熱交換器あるいは室外熱
交換器の蒸発過程で冷媒温度が0°Cないし10°Cの
範囲では、R410Aの圧力−温度勾配は0.287k
g/cm2 /°Cであるのに対して、R22の圧力−温度
勾配は0.186kg/cm2/°Cであり、両者には差
がある。また、室内熱交換器あるいは室外熱交換器の凝
縮過程で冷媒温度が50°Cないし70°Cの範囲で
は、R410Aの圧力−温度勾配は0.84kg/cm2
/°Cであるのに対して、R22の圧力−温度勾配は
0.53kg/cm2 /°Cであり、かなり小さい。
【0005】つまり、R410Aの冷媒の圧力−飽和温
度勾配は、特に凝縮過程でR22の冷媒の圧力−飽和温
度勾配よりもかなり大きい。凝縮圧力制御は負荷に対す
る適正な圧縮機能力(冷媒循環量)を保つ制御であり、
一定圧力以上となった場合には、インバータ等で圧縮機
能力を低下させる。R22に代えてR410Aを使用し
た時に、圧力算出手段が従来のR22の冷媒の圧力−飽
和温度勾配を基にして冷媒の凝縮圧力制御を行うと、凝
縮器における冷媒の圧力変動が大きくなっていしまい、
次のような不都合が生じる。即ち、従来R22の冷媒の
圧力−飽和温度勾配を用いる場合のマイコンなどを利用
した圧力算出手段の検出分解能は、例えば1°Cである
ので、1°C毎の粗い検出分解能でR410Aを使用す
ると、冷媒の圧力−飽和温度勾配が大きいR410Aの
場合には、検出した凝縮圧力の変動がR22の場合に比
べて当然大きくなる。
【0006】サーミスタで高圧の凝縮温度を検出する場
合には、冷媒配管の長さやサーミスタの熱容量等の関係
から応答遅れが生じる。冷媒回路には設計圧力以上の圧
力が生じた時に、圧縮機を停止させるための保護装置と
して高圧スイッチが設けられているが、上述の応答遅れ
が生じると、この高圧スイッチが働きやすくなって、空
気調和機の安定した運転ができなくなるため、より細か
い検出分解能で圧力を検出する必要が生じる。
【0007】蒸発器では例えば室内負荷が減少すると、
必要冷媒量が少なくなるため、インバータ等で圧縮機能
力を低下させるが、室内負荷の減少の検出には蒸発温度
が用いられる。R410Aは冷媒の圧力−飽和温度勾配
がR22のそれよりも大きいために、例えばR22に対
応するマイコンを使用した場合には、R22の冷媒に比
べて低圧がより低くならないと蒸発温度をうまく検出す
ることができない。一方、膨張弁で冷媒循環量の微調整
を行なうが、膨張弁を通過する冷媒量は、膨張弁前後の
差圧に比例するため、検出時の圧力差は冷媒、R22よ
りも冷媒、R410Aのほうが大きくなり、その結果液
戻り量は大きくなる。また、室内負荷が増加すると、必
要冷媒量が大となるため、圧縮機能力を増大させるが、
やはり冷媒、R22よりも低圧がより高くならないと蒸
発温度をうまく検出できず、この場合には、膨張弁の前
後の差圧が小さくなり、過熱度は大きくなる。いずれに
しても冷媒調節の応答性は悪くなる。
【0008】本発明は、上記課題を解消し、HFC(ハ
イドロフルオロカーボン)冷媒を用いても、圧力変動を
小さくして安定した運転が行える空気調和機を提供する
ことを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、凝縮器、蒸発器等の熱交換器に設けられて冷媒の飽
和温度を検出する温度センサと、この温度センサで検出
する飽和温度とこの飽和温度に対応する冷媒の圧力との
関係を示す冷媒の圧力−飽和温度曲線の勾配を基にして
前記熱交換器内の冷媒圧力を算出する圧力算出手段とを
備えた空気調和機において、前記熱交換器を循環するH
FC(ハイドロフルオロカーボン)冷媒の前記圧力−飽
和温度曲線の勾配に応じて前記圧力算出手段の検出分解
能を設定したことを特徴とするものである。
【0010】請求項2に記載の発明は、凝縮器、蒸発器
等の熱交換器に設けられて冷媒の飽和温度を検出する温
度センサと、この温度センサで検出する飽和温度とこの
飽和温度に対応する冷媒の圧力との関係を示す冷媒の圧
力−飽和温度曲線の勾配を基にして前記熱交換器内の冷
媒圧力を算出するマイコンとを備えた空気調和機におい
て、前記熱交換器を循環するHFC(ハイドロフルオロ
カーボン)冷媒の前記圧力−飽和温度曲線の勾配に応じ
て前記マイコンの検出分解能を設定したことを特徴とす
るものである。
【0011】これらの発明によれば、従来用いられてい
るR22に比べて冷媒の圧力−飽和温度勾配の大きいH
FC冷媒を使用しても、圧力算出手段の検出分解能が、
HFC冷媒の圧力−飽和温度勾配の大きさに応じて設定
されているので、R22の冷媒について、その圧力−飽
和温度勾配に基づいて検出していた場合と同様に、冷媒
の圧力の変動を小さくして冷媒圧力を正確に検出するこ
とができる。これによれば、冷媒回路の保護装置が作動
して冷媒回路が停止してしまうといったトラブルを未然
に回避することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図1において、1は圧縮機、
2は四方弁を示し、この四方弁2は冷房運転時には実線
状態に、暖房運転時には破線状態に夫々設定される。上
記の圧縮機1から吐出された冷媒は、冷房運転時におい
て実線矢印で示すように循環され、暖房運転時において
破線矢印で示すように循環される。3は室外熱交換器を
示し、この室外熱交換器3は冷房運転時に凝縮器とし
て、暖房運転時には蒸発器として夫々作用する。4Aは
室外膨張弁、4Bは室内膨張弁、5は室内熱交換器で、
この室内熱交換器5は冷房運転時に蒸発器として、暖房
運転時には凝縮器として夫々作用する。6は圧縮機1の
吸込管7に設けられたアキュムレータである。
【0013】室外熱交換器3及び室内熱交換器5には、
冷媒の温度T1,T2を検出するための温度センサS
1,S2が夫々設けられている。これらの温度センサS
1,S2には、圧力センサに比べて安価な、例えばサー
ミスタが採用されている。室外熱交換器3が冷房運転時
に凝縮器として作用する場合には、温度センサS1が冷
媒の凝縮温度T1を検出し、暖房運転時に蒸発器として
作用する場合には、温度センサS1が冷媒の蒸発温度T
1を検出する。
【0014】一方、室内熱交換器5が冷房運転時に蒸発
器として作用する場合には、温度センサS2が冷媒の蒸
発温度T2を検出し、暖房運転時に凝縮器として作用す
る場合には、温度センサS2が冷媒の凝縮温度T2を検
出する。
【0015】これらの温度センサS1,S2は圧力算出
手段(マイコン)100に接続されており、この圧力算
出手段100は、温度センサS1,S2の検出する温度
を監視して、この温度に対応する圧力との関係を示す勾
配(例えば、図2参照)から温度変化に対応する圧力変
化を算出し、この圧力変化に応じて圧縮機能力を変える
と共に、室内膨張弁4Bのモータ4Dと、室外膨張弁4
Aのモータ4Cをステップ的に動作させて、室内膨張弁
4Bと室外膨張弁4Aを開閉操作する。
【0016】そして、この実施の形態によれば、圧力算
出手段100の温度に関する検出分解能は0.5℃に設
定されており、従来のもの(=1℃)に比べて、検出分
解能は2倍になっている。また、この実施の形態によれ
ば、空気調和機には、例えばHFC冷媒であるR410
Aが封入される。
【0017】次に、上記実施の形態の動作を説明する。
図1の冷媒回路においては、圧縮機1から吐出された冷
媒は、冷房運転時において実線矢印で示すように、圧縮
機1、四方弁2、室外熱交換器3、室外膨張弁4A、室
内膨張弁4B、室内熱交換器5、アキュムレータ6の順
序で循環される。また、暖房運転時において破線矢印で
示すように、圧縮機1、四方弁2、室内熱交換器5、室
内膨張弁4B、室外膨張弁4A、室外熱交換器3、アキ
ュムレータ6の順序で循環される。室外熱交換器3は冷
房運転時に凝縮器として作用し、室内熱交換器5は暖房
運転時に凝縮器として夫々作用する。
【0018】図1の圧力算出手段100は、温度センサ
S1,S2からの温度情報に基づいて、図2の冷媒の圧
力−飽和温度勾配を参照して、冷媒の凝縮圧力と蒸発圧
力とを算出する。
【0019】この実施の形態によれば、圧力算出手段1
00の温度に関する検出分解能は従来の半分の0.5°
Cに設定されているので、正確に冷媒圧力を算出するこ
とができる。例えば、従来の冷媒であるR22の場合に
は仮に圧力算出手段100の温度に関する検出分解能が
1.0°Cであったとしても、図2を参照して、冷媒の
圧力−飽和温度勾配は小さいので、実用上の問題は発生
しない。しかしながら、冷媒にHFC冷媒(R410
A)を使用した場合には、図2を参照して、従来のR2
2に比べて圧力−温度勾配が大きいので、従来のまま検
出分解能が1.0°Cの圧力算出手段100を用いたと
すれば、正確な圧力−温度の対応関係を算出することが
できず、圧力算出手段100に応答遅れが発生する。
【0020】これによれば、R22に比べて圧力−温度
勾配の大きいHFC冷媒(R410A)を使用しても、
従来のR22の冷媒についてその圧力−温度勾配に基づ
いて算出していた場合と同様に、検出毎の冷媒圧力の変
動を小さくして正確に検出することができる。この実施
の形態によれば、圧力の検出結果に基づいて、例えば暖
房時、凝縮器内の凝縮圧力が異常に高まらないように、
又、冷房時、適正な冷媒調節が圧縮機能力、及び室内膨
張弁4Bの開閉を適宜制御する。
【0021】この実施の形態によれば、冷媒の圧力を適
正に制御することができるので、冷媒回路中の保護装置
(=高圧スイッチ)が誤動作することは少なくなり、冷
媒回路が停止してしまうといったトラブル等をほぼ回避
することができるので、空気調和機を安定して冷房、暖
房運転させることができる。
【0022】なお、上記実施の形態では、HFC冷媒と
してR410Aを用いており、その冷媒の圧力−飽和温
度勾配の程度に従って、圧力算出手段100は圧力を検
出するための温度に関する検出分解能を例えば0.5°
Cに設定しているが、検出分解能は、冷媒の圧力−飽和
温度勾配の大きさに応じて、圧力算出手段100におい
てその設定値を変えることができるようにすることが望
ましい。この圧力算出手段100にマイコンが用いられ
れば、設定値の変更は簡単である。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、従来
の例えばR22に比べて冷媒の圧力−飽和温度勾配の大
きいHFC冷媒を使用しても、圧力算出手段の検出分解
能が、HFC冷媒の圧力−温度勾配の大きさに応じて設
定されているので、R22の冷媒について、その冷媒の
圧力−飽和温度勾配に基づいて検出していた場合と同様
に、冷媒の凝縮圧力の変動を小さくして、凝縮圧力をほ
ぼ正確に検出することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の空気調和機の実施の形態の冷媒回路を
示す図である。
【図2】R22とR410Aにおける圧力と飽和温度の
関係を示す図である。
【符号の説明】
3 室外熱交換器 5 室内熱交換器 100 圧力算出手段(マイコン) S1,S2 温度センサ T1,T2 凝縮温度

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 凝縮器、蒸発器等の熱交換器に設けられ
    て冷媒の飽和温度を検出する温度センサと、この温度セ
    ンサで検出する飽和温度とこの飽和温度に対応する冷媒
    の圧力との関係を示す冷媒の圧力−飽和温度曲線の勾配
    を基にして熱交換器内の冷媒圧力を算出する圧力算出手
    段とを備えた空気調和機において、 前記熱交換器を循環するHFC(ハイドロフルオロカー
    ボン)冷媒の前記圧力−飽和温度曲線の勾配に応じて前
    記圧力算出手段の検出分解能を設定したことを特徴とす
    る空気調和機。
  2. 【請求項2】 凝縮器、蒸発器等の熱交換器に設けられ
    て冷媒の飽和温度を検出する温度センサと、この温度セ
    ンサで検出する飽和温度とこの飽和温度に対応する冷媒
    の圧力との関係を示す冷媒の圧力−飽和温度曲線の勾配
    を基にして熱交換器内の冷媒圧力を算出するマイコンと
    を備えた空気調和機において、 前記熱交換器を循環するHFC(ハイドロフルオロカー
    ボン)冷媒の前記圧力−飽和温度曲線の勾配に応じて前
    記マイコンの検出分解能を設定したことを特徴とする空
    気調和機。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007108537A1 (ja) * 2006-03-23 2007-09-27 Daikin Industries, Ltd. 冷凍装置、及び冷凍装置の分析装置
WO2008078371A1 (ja) * 2006-12-25 2008-07-03 Orion Machinery Company Limited 冷凍サイクル用冷媒流量検出装置
WO2008078369A1 (ja) * 2006-12-25 2008-07-03 Orion Machinery Company Limited 冷凍サイクル用物理量検出装置

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