JPH1183212A

JPH1183212A - 冷凍装置の運転制御装置

Info

Publication number: JPH1183212A
Application number: JP23672197A
Authority: JP
Inventors: Seiya Kira; 誠也吉良; Tsugunori Inoue; 世紀井上; Nobuhiro Imada; 信宏今田
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1997-09-02
Filing date: 1997-09-02
Publication date: 1999-03-26

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】冷凍装置において、運転停止直前の運転状態
に応じてポンプダウン制御の実行時間を変えポンプダウ
ン制御の適性化を図り圧縮機の信頼性を高める。【解決手段】運転停止信号の入力時に電子膨張弁５を
全閉とし所定時間だけ圧縮機１と凝縮器ファン７の運転
を継続し受液器４に冷媒を溜め、所定時間経過後に圧縮
機と凝縮器ファンを停止させる装置において、停止信号
の入力以前の運転状態を検出する手段と、該手段により
検出される運転状態に応じ所定時間を設定変更する手段
とを備える。かかる構成で、冷凍装置の停止信号が入力
された時には、膨張弁５を全閉とし圧縮機１と凝縮器フ
ァン７の運転を継し受液器４に冷媒を溜める制御が行わ
れる所定時間が状態検手段により検出される停止信号以
前の状態に応じ変更設定され、ポンプダウン制御の必要
性に対応した制御が実現され、圧縮機に無用のストレス
を与えず、圧縮機の信頼性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、冷凍装置の運転
制御装置に関し、さらに詳しくは例えばサーモオフによ
る運転停止時におけるポンプダウン制御に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、空気調和機等の冷凍装置にお
いては、例えば室内の設定温度と実際の温度との温度差
に基づくサーモオフによる空気調和機の運転停止時に、
図５に示すように、電子膨張弁を全閉として所定時間
「ｔ₀」だけ圧縮機と室外ファンと室内ファンの運転を
継続してレシーバに冷媒を溜め、該所定時間「ｔ₀」の
経過後に上記圧縮機と各ファンの運転を停止させる、所
謂「ポンプダウン制御」を行うことが知られている。

【０００３】このポンプダウン制御は、空気調和機の運
転停止時に冷媒（液冷媒）をレシーバ側に溜めて上記圧
縮機の低圧側の冷媒（ガス冷媒）を乾き状態としておく
ことで、空気調和機の再起動時における上記圧縮機への
液バックを防止すること等の観点から行われるものであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ポンプダウ
ン制御は空気調和機が停止される場合に常に必要なもの
ではなく、運転停止の直前の運転状態によっては圧縮機
の低圧側が既に乾き状態となっており（換言すれば、レ
シーバー側に十分に冷媒が貯留されており）、ポンプダ
ウン制御を行う必要性が少ない場合もある。

【０００５】しかるに、従来は、かかるポンプダウン制
御の必要性の大小に拘わらず、上記所定時間「ｔ₀」を
固定的（例えば、５秒）に設定し、一律に該所定時間
「ｔ₀」だけポンプダウン制御を行うようにしていた。
このため、例えば空気調和機の運転停止時に既に圧縮機
の低圧側の冷媒が乾き状態となっていたような場合に
は、不必要なポンプダウン制御が実行されることで、却
って圧縮機に無用のストレスを加えることとなり、結果
的に圧縮機の信頼性が損なわれるという惧れがあった。

【０００６】そこで本願発明では、冷凍装置の運転停止
直前の運転状態に応じてポンプダウン制御の実行時間を
変更することでポンプダウン制御の適正化を図り、もっ
て圧縮機の信頼性を高めることを目的としてなされたも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願発明ではかかる課題
を解決するための具体的手段として次のような構成を採
用している。

【０００８】本願の第１の発明では、図１に例示するよ
うに圧縮機１と四路切換弁２と凝縮器３とレシーバ４と
電子膨張弁５と蒸発器６とを冷媒管路で順次接続してな
る冷媒回路Ｚを備えるとともに、図３に示すように運転
停止信号の入力時に、上記電子膨張弁５を全閉として所
定時間「ｔ」だけ上記圧縮機１と凝縮器用ファン７と蒸
発器用ファン８の運転を継続して上記レシーバ４に冷媒
を溜め、上記所定時間「ｔ」の経過後に上記圧縮機１と
凝縮器用ファン７と蒸発器用ファン８の運転を停止させ
るようにした冷凍装置の運転制御装置において、上記停
止信号の入力以前の運転状態を検出する運転状態検出手
段Ｐと、該運転状態検出手段Ｐにより検出される運転状
態に応じて上記所定時間「ｔ」を図４に例示するように
変更設定する変更設定手段Ｑとを備えたことを特徴とし
ている。

【０００９】本願の第２の発明では、上記第１の発明に
かかる冷凍装置の運転制御装置において、上記運転状態
検出手段Ｐを上記圧縮機１の吐出管温度に基づいて上記
運転状態を検出するものとし、上記変更設定手段Ｑは上
記吐出管温度が高いほど上記所定時間を短く設定するよ
うに構成したことを特徴としている。

【００１０】本願の第３の発明では、上記第１又は第２
の発明にかかる冷凍装置の運転制御装置において、上記
停止信号が、室内の設定温度と実際の温度との温度差に
基づくサーモオフ信号であることを特徴としている。

【００１１】

【発明の効果】本願発明ではかかる構成とすることによ
り次のような効果が得られる。

【００１２】本願の第１の発明にかかる冷凍装置の
運転制御装置によれば、冷凍装置の停止信号が入力され
た時には、電子膨張弁５を全閉として圧縮機１と凝縮器
用ファン７と蒸発器用ファン８の運転を継続してレシー
バ４に冷媒を溜める制御が行われるが、この制御が継続
される上記所定時間「ｔ」が、運転状態検出手段Ｐによ
り検出される停止信号の入力以前の運転状態に応じて変
更設定される（図３及び図４を参照）。

【００１３】従って、例えば上記停止信号の入力以前の
運転状態が、上記圧縮機の低圧側の冷媒の乾き度が高く
上記レシーバ４への冷媒貯留の必要性が少ない運転状態
である場合には上記所定時間を短くし、上記圧縮機の低
圧側の冷媒の乾き度が低く上記レシーバ４への冷媒貯留
の必要性が多い運転状態である場合には上記所定時間を
長くすることで、レシーバ４への冷媒貯留の必要性（即
ち、ポンプダウン制御の必要性）に対応した制御時間が
確保され、従来の如く不必要なポンプダウン制御が実行
されて圧縮機に無用のストレスが加えられるというよう
なことが確実に回避され、それだけ上記圧縮機の信頼性
が向上することになる。

【００１４】本願の第２の発明にかかる冷凍装置の
運転制御装置によれば、冷凍装置の停止信号が入力され
た時には、電子膨張弁５を全閉として圧縮機１と凝縮器
用ファン７の運転を継続してレシーバ４に冷媒を溜める
制御が行われるが、この制御が継続される上記所定時間
「ｔ」が、上記停止信号の入力以前の吐出管温度から推
測される運転状態に応じて変更設定される。即ち、上記
吐出管温度が高くて圧縮機の吐出側における冷媒量が多
いほど、換言すれば、圧縮機の吸込側の冷媒量が少なく
冷媒の乾き度が高くレシーバ４への冷媒貯留の必要性が
少ないほど、上記所定時間「ｔ」が短く設定される。こ
の結果、上記第１の発明にかかる冷凍装置の運転制御装
置の場合と同様に、レシーバ４への冷媒貯留の必要性
（即ち、ポンプダウン制御の必要性）に対応した制御時
間が確保され、従来の如く不必要なポンプダウン制御が
実行されて圧縮機に無用のストレスが加えられるという
ようなことが確実に回避され、それだけ上記圧縮機の信
頼性が向上することになる。

【００１５】本願の第３の発明にかかる冷凍装置の
運転制御装置によれば、上記第１又は第２の発明にかか
る冷凍装置の運転制御装置において、上記停止信号を、
室内の設定温度と実際の温度との温度差に基づくサーモ
オフ信号としているので、冷凍装置の発停が連続して行
われる可能性が高くこの連続発停に伴う圧縮機の信頼性
の低下が最も懸念されサーモオフ時にポンプダウン制御
が行われることで、上記圧縮機の高い信頼性が確保され
ることになる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本願発明にかかる冷凍装置
の運転制御装置を、空気調和機の運転制御装置を例にと
って具体的に説明する。

【００１７】図１には、本願発明の運転制御装置が適用
される空気調和機の全体システムを示している。この空
気調和機は、圧縮機１と四路切換弁２と冷房運転時には
疑縮器として作用し暖房運転時には蒸発器として作用す
る室外熱交換器３とレシーバ４と減圧機構として作用す
る電子膨張弁５と冷房運転時には蒸発器として作用し暖
房運転時には凝縮器として作用する室内熱交換器６とを
冷媒配管を介して順次接続してなる冷媒回路Ａを備えて
おり、上記四路切換弁２の切換作動により、冷房運転時
には実線矢印で示す方向に、暖房運転時には破線矢印で
示す方向に冷楳を可逆流通させ得るようにされている。
尚、符号７は室外熱交換器３に送風する室外ファン、８
は室内熱交換器６に送風する室内ファンである。

【００１８】上記冷媒回路Ａには、４個の逆止弁９Ａ〜
９Ｄからなる冷媒流通制御機構９が付設されており、該
冷媒流通制御機構９により、冷房運転時には室外熱交換
器３からの液冷媒がレシーバ４及び上記電子膨張弁５を
経て室内熱交換器６へ流れ、暖房運転時には室内熱交換
器６からの液冷媒がレシーバ４及び電子膨張弁５を経て
室外熱交換器３へ流れるように冷楳流通方向が制御され
る。

【００１９】また、上記レシーバ４の上部と上記電子膨
張弁５の下流側とは、キャピラリチューブ２０を介設し
たガス抜き通路１９により連通されている。このガス抜
き通路１９により上記レシーバ４内のガスを抜き取るこ
とで該レシーバ４への液冷媒の溜め込み量を最大とする
ことができるようになっている。

【００２０】また、上記冷媒回路Ａには、圧縮機１の吸
入圧力が所定値以下となった時に動作する低圧スイッチ
１０と、圧縮機１の吐出圧力が所定値以上となった時に
動作する高圧スイッチ１１と、圧縮機１の吐出管温度を
検出する吐出管温度センサー１２と、外気温度を検出す
る外気温センサー１３と、室外熱交換器３の冷媒温度を
検出する外熱交温度センサー１４と、室内熱交換器６の
冷媒温度を検出する内熱交温度センサー１５と、室内空
気温度を検出する室温センサー１６と、圧縮機１の吸入
管温度を検出する吸入管温度センサ１７とが付設されて
いる。

【００２１】上記圧縮機１と上記四路切換弁２と上記室
外熱交換器３と上記レシーバ４と上記電子膨張弁５及び
上記室外ファン７とで室外ユニットＸが構成され、ま
た、上記室内熱交換器６と上記室内ファン８とで室内ユ
ニットＹが構成される。尚、符号２４は液側閉鎖弁、２
５はガス側閉鎖弁である。

【００２２】上記室外ユニットＸには、上記低圧スイッ
チ１０，高圧スイッチ１１，吐出管温度センサー１２，
外気温センサー１３及び外熱交温度センサー１４のそれ
ぞれからの信号を受けて各種の演算処理を行って、上記
圧縮機１，四路切換弁２，室外ファン７及び上記電子膨
張弁５のそれぞれに制御信号を出力する室外制御ユニッ
ト２１が設けられている。

【００２３】一方、上記室内ユニットＹには、上記内熱
交温度センサー１５及び上記室温センサー１６からの信
号入力により各種の演算処理を行って、上記室内ファン
８へ制御信号を出力する室内制御ユニット２３が設けら
れている。尚、上記室内制御ユニット２３は、リモート
コントローラ２２との間で信号の授受が行われる。ま
た、上記室外制御ユニット２１と室内制御ユニット２３
との間においても信号の授受が行われる。

【００２４】ところで、この空気調和機においては、そ
の運転停止時に冷媒回路Ｚ中の冷媒を上記レシーバ４側
に溜める「ポンプダウン制御」を行うようにしている
が、このポンプダウン制御は、その制御の起因により大
きく二つの制御形態に分けられる。

【００２５】その一つは、操作者の意思に基づく運転停
止時におけるポンプダウン制御であり、例えば空気調和
機の運転停止時に、図示しないポンプダウンスイッチを
操作者が操作することで実行されるものである。

【００２６】他の一つは、操作者の意思によらず、温度
変化に伴う運転停止時におけるポンプダウン制御であ
る。そして、この温度変化に基づくポンプダウン制御の
中には、高圧保護の観点からの室外熱交換器の冷媒温度
に基づくポンプダウン制御とか、室内居住者の快適性確
保の観点からの室内設定温度と室内実温度との温度差
（以下、「△Ｔｒ」と表示する）に基づくポンプダウン
制御等があるが、この実施形態のものにおいては、「△
Ｔｒサーモオフ」による運転停止時におけるポンプダウ
ン制御に本願発明を適用しており、従って、以下、この
サーモオフに伴うポンプダウン制御の具体的内容を説明
し、それ以外のポンプダウン制御についてはその制御そ
のものが従来周知であることから、その説明を省略す
る。

【００２７】尚、本願発明のポンプダウン制御は、「△
Ｔｒサーモオフ」による運転停止時におけるポンプダウ
ン制御のみならず、室外熱交換器の冷媒温度に基づくポ
ンプダウン制御及び上述の操作者の意思に基づくポンプ
ダウン制御においても適用できることは勿論である。

【００２８】本願発明が対象とする「△Ｔｒサーモオ
フ」に伴うポンプダウン制御は、上記リモートコントロ
ーラ２２により設定された室内設定温度と上記室温セン
サ１６により検出される室内実温度との温度差「△Ｔ
ｒ」に基づいて空気調和機の運転が自動的に停止される
場合において、図３に示すように、室内設定温度と室内
実温度との温度差「△Ｔｒ」が所定範囲内となりオフ信
号が出力されると、このオフ信号を受けて上記電子膨張
弁５が全閉される。しかし、上記圧縮機１と上記室外フ
ァン７と室内ファン８とは、上記電子膨張弁５の閉弁後
もそのまま所定時間「ｔ」の間だけ運転が継続され、該
所定時間「ｔ」の経過後にそれぞれその運転が停止され
るものである。

【００２９】ここで、上記所定時間「ｔ」が従来のよう
に所定値に固定設定されていると不必要なポンプダウン
制御の実行によって上記圧縮機１の信頼性が損なわれる
惧れがあることは既述の通りである。そこで、この実施
形態のものにおいては、運転停止以前の運転状態によっ
てポンプダウン制御の必要性が相異することに鑑み、運
転停止前の空気調和機の運転状態に対応して上記所定時
間「ｔ」を変更設定するようにしたものである。さら
に、この場合における運転状態の判定を、この実施形態
のものにおいては上記圧縮機１の吐出管温度の値に応じ
て判定するようにしている。尚、このように吐出管温度
によって運転状態を判定することとしたのは、判定しよ
うとする運転状態がレシーバ４への冷媒の貯留量（換言
すれば、圧縮機１の吐出管側における冷媒の湿り度、あ
るいは吸入管側における冷媒の乾き度）であって、この
冷媒の貯留量と吐出管温度との間にほぼ一定の相関関係
があり、該吐出管温度をみることで運転状態を間接的に
検知することができることによる。

【００３０】具体的には、図４に示すように、吐出管温
度「Ｔ２ｍ」を、９０℃と７０℃において三つの範囲に
区画し、これらそれぞれの温度範囲毎にポンプダウン制
御を継続する上記所定時間「ｔ」の値を設定したもので
ある。この実施形態のものにおいては、上記所定時間
「ｔ」の設定の一例として、吐出管温度「Ｔ２ｍ」が９
０℃よりも高い時（即ち、既に、レシーバ４に冷媒が十
分に貯留されている状態）には所定時間「ｔ＝０秒」と
し（即ち、ポンプダウン制御を行わない）、吐出管温度
「Ｔ２ｍ」が９０℃と７０℃の範囲内である時（即ち、
レシーバ４への冷媒貯留の必要性が比較的高い状態）に
は所定時間「ｔ＝５秒」とし、さらに吐出管温度「Ｔ２
ｍ」が７０℃以下である時（即ち、レシーバ４への冷媒
貯留の必要性がさらに高い状態）には所定時間「ｔ＝５
秒」としている。

【００３１】尚、ここでは、吐出管温度「Ｔ２ｍ」が９
０℃と７０℃の範囲内である時と、７０℃以下である時
の両者において同じ所定時間「ｔ＝５」を設定している
が、これは本願発明者らの実験によりかかる時間設定で
も十分に本来の効果が期待できることが知見されたため
であり、当然ながらこの両者の所定時間「ｔ」はこれを
相互に異なる値に設定し得ることは言うまでもない。

【００３２】ここで、図２に示すフローチャートに基づ
いて「△Ｔｒサーモオフ」による運転停止時のポンプダ
ウン制御を説明すると、制御開始後、先ずステップＳ１
において現在冷房運転中あるいは暖房運転中であるかど
うか（即ち、「△Ｔｒサーモオフ」による運転停止が起
こり得る状態か否か）を判定し、冷房運転中あるいは暖
房運転中でない場合には、かかる運転に移行するまで待
機する。

【００３３】一方、現在、冷房運転中あるいは暖房運転
中であると判定された場合には、次にステップＳ２にお
いて「△Ｔｒによるサーモオフ」が発生したか否かを判
定し、発生していなければそのまま発生するまで待機す
るが、「△Ｔｒによるサーモオフ」が発生したと判定さ
れた場合には、サーモオフ直前の運転状態を判定すべく
吐出管温度「Ｔ２ｍ」を検出し且つこれを記憶する。

【００３４】そして、次にステップＳ４及びステップＳ
５において検出された吐出管温度「Ｔ２ｍ」が、７０℃
と９０℃によって区画した三つの温度範囲のどれに属す
るのかを判定し、「Ｔ２ｍ」が９０℃以上である場合に
は所定時間「ｔ」を０秒に設定し、「Ｔ２ｍ」が９０℃
と７０℃の範囲である場合には所定時間「ｔ」を５秒に
設定し、さらに「Ｔ２ｍ」が７０℃以下である場合には
所定時間「ｔ」を５秒に設定する（ステップＳ６〜ステ
ップＳ８）。

【００３５】上記所定時間「ｔ」の設定が完了するとポ
ンプダウン制御に移行し、先ず、ステップＳ９において
電子膨張弁５を全閉とする一方、上記圧縮機１と室外フ
ァン７と室内ファン８の運転をそのまま上記所定時間
「ｔ」まで継続させ（ステップＳ１０）、該所定時間
「ｔ」の経過後、上記圧縮機１と室外ファン７と室内フ
ァン８の運転を停止させるものである。

【００３６】かかるポンプダウン制御が行われること
で、上記レシーバ４への冷媒貯留の必要性（即ち、ポン
プダウン制御の必要性）とポンプダウン制御の実行時間
とが適応し、実際に必要な時間だけポンプダウン制御が
行われることとなり、例えば従来の如く不必要なポンプ
ダウン制御が実行されて圧縮機１に無用のストレスが加
えられるというようなことが確実に回避され、それだけ
上記圧縮機１の信頼性が向上せしめられることになる。

【００３７】その他１．上記実施形態においては、本願発明にかかる運転制
御装置が適用される冷凍装置として、ヒートポンプ式の
空気調和機を例にとって説明したが、本願発明はかかる
ものに限定されるものではなく、例えば冷房専用の空気
調和機にも適用できるものである。

【００３８】２．上記実施形態においては、運転停止前
の運転状態の判定を、吐出管温度により間接的に行うよ
うにしているが、本願発明はかかる吐出管温度に基づい
て運転状態を判定するものに限らず、例えば圧縮機１の
吐出側あるいは吸入側の冷媒圧力、圧縮機１の吸入管温
度等に基づいて運転状態を判定するようにすることもで
きるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明にかかる運転制御装置が適用される空
気調和機の冷媒回路図である。

【図２】本願発明にかかる運転制御装置におけるポンプ
ダウン制御のフローチャートである。

【図３】本願発明にかかる運転制御装置におけるポンプ
ダウン制御のタイムチャートである。

【図４】ポンプダウン継続時間のテーブルである。

【図５】従来の空気調和機の制御装置におけるポンプダ
ウン制御のタイムチャートである。

【符号の説明】

１は圧縮機、２は四路切換弁、３は室外熱交換器、４は
レシーバ、５は電子膨張弁、６は室内熱交換器、７は室
外ファン、８は室内ファン、９は冷媒流通制御機構、９
Ａ〜９Ｄは逆止弁、１０は低圧スイッチ、１１は高圧ス
イッチ、１２は吐出管温度センサ、１３は外気温セン
サ、１４は外熱交温度センサ、１５は内熱交温度セン
サ、１６は室温センサ、１７は吸入管温度センサ、１９
はガス抜き通路、２０はキャピラリチューブ、２１は室
外制御ユニット、２２はリモートコントローラ、２３は
室内制御ユニット、２４は液側閉鎖弁、２５はガス側閉
鎖弁、Ｘは室外ユニット、Ｙは室内ユニット、Ｚは冷媒
回路である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機（１）と四路切換弁（２）と凝縮
器（３）とレシーバ（４）と電子膨張弁（５）と蒸発器
（６）とを冷媒管路で順次接続してなる冷媒回路（Ｚ）
を備え、運転停止信号の入力時に、上記電子膨張弁
（５）を全閉として所定時間だけ上記圧縮機（１）と凝
縮器用ファン（７）と蒸発器用ファン（８）の運転を継
続して上記レシーバ（４）に冷媒を溜め、上記所定時間
経過後に上記圧縮機（１）と凝縮器用ファン（７）と蒸
発器用ファン（８）の運転を停止させるようにした冷凍
装置の運転制御装置であって、上記停止信号の入力以前の運転状態を検出する運転状態
検出手段（Ｐ）と、該運転状態検出手段（Ｐ）により検
出される運転状態に応じて上記所定時間を変更設定する
変更設定手段（Ｑ）とを備えたことを特徴とする冷凍装
置の運転制御装置。
【請求項２】請求項１において、上記運転状態検出手段（Ｐ）が上記圧縮機（１）の吐出
管温度に基づいて上記運転状態を検出するものであり、
上記変更設定手段（Ｑ）は上記吐出管温度が高いほど上
記所定時間を短く設定するように構成されていることを
特徴とする冷凍装置の運転制御装置。
【請求項３】請求項１又は２において、上記停止信号が、室内の設定温度と実際の温度との温度
差に基づくサーモオフ信号であることを特徴とする冷凍
装置の運転制御装置。