JPS6159160A - ヒ−トポンプ式冷凍サイクルの製御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明はヒートポンプ式冷凍ナイクルの制υＯ方法に係
り、特に圧縮癲の吐出圧力と吸込圧力との差圧を利用し
て四方弁を切換作動させるヒートポンプ式冷凍サイクル
において、上記四方弁を切換作動させるに際してその切
換作動の作動性を確実となすことができるヒートポンプ
式冷凍サイクルの制御方法に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 一般に、ヒートポンプ式冷凍サイクルにあっては１．冷
媒の流れを逆転させてその冷暖房運転を切換えさぜるの
に差圧四方弁を用いたものが知られている。差圧四方弁
は圧縮機の吐出圧力と吸込圧力との圧力差を利用して弁
体を切換え作動させるもので、その−例を第３図〜第４
図に例示してその作動を説明する。

第３図はヒートポンプ式冷凍サイクル１を冷房運転させ
るときの状態を示しており、圧縮機２がら吐出された冷
媒は差圧四方弁３、室外熱交換側４、膨張薇構５、至内
熱交換器６、差圧四方弁３、圧縮機２へと順次流されて
循環される。

第４図はヒートポンプ式冷凍サイクル１を暖房運転させ
るときの状態を示しており、圧縮機２がら吐出された冷
媒は差圧四方弁３、全内熱交換器６、膨張機構５、室外
熱交換器４、差圧四方弁３、圧縮機２へと順次流され、
冷房運転のときに対して冷媒の流れが差圧四方弁３で逆
転されている。

第３図と第４図とに承りように、差圧四方弁３は両端が
閉塞された円筒体の弁本体７と、この弁本体７内を摺動
移動して冷媒の流路を切換える弁体８と、この弁体８を
作動させるピストン機構９と、このピストン機構９を駆
動させるための作動圧力を供給する圧力供給機構１０と
から構成されている。

弁本体７内はピストン機構９によって３ｖに区画され、
その中央の室が冷媒の流路切換室１１、両側の室がピス
トン機構９を駆動さぜるための圧力作用室１２ａ、１２
ｂとなっている。流路切換室１１には圧縮機２から吐出
された高圧冷媒が流入される入口バイブ１３と、入口バ
イブ１３に対、　　　　向されて圧縮ｎ２に低圧冷媒を
戻すだめの出口バイブ１４とが設けられ、その出口バイ
ブ１４の両側には室外熱交換器４側に連通されたパイプ
１５と至内烈交換器６側に連通されたパイプ１６とが設
けられている。

冷媒の流路を切換えるための弁体８は流路切換室１１内
を摺動移動されて、上記室外熱交換器４側のパイプ１５
又は案内熱交換器６側のパイプ１６のいずれか一方と出
口バイブ１４とを連通させるよう構成されたもので、冷
房運転時には第３図に示すように図示する右方に移動さ
れて室内熱交換器６側のパイプ１６と出口バイブ１４と
を連通させ、かつ入口バイブ１３と室外熱交換器４側の
パイプ１４と連通さ仕る。また暖房運転時には第４図に
示すように図示する左方に移動されて室外熱交換器４側
のパイプ１５と出口バイブ１４とを連通させ、かつ入口
バイブ１３と室内熱交換器６側のパイプ１６とを連通さ
せる。

圧力供給機構１０は四方弁３の切換作動時に、圧力作用
！１２ａ、１２ｂの一方ニ圧ｗ１ｔｉｌｔ　２　（７）
吐出圧力を作用させ、他方に吸込圧力を作用させてピス
トン機構９と弁体８とを駆動させるもので、弁本体７の
出口バイブ１４に接続されて吸込圧力を作用させるため
の抽気管１７が電磁三方弁１８で分岐され、その分岐さ
れた抽気管１７ａ、１７ｂがそれぞれ圧力作用窒１２ａ
、１２ｂに接続されている。また、吐出圧力はピストン
機構９のピストン１９ａ、１９ｆｌに形成した微小口径
の連通孔２０ａ、２Ｑｂを通じて流路切換室１１内の高
圧冷媒が圧力作用室１２ａ、１２ｂ内に導入されること
により作用されるよう構成されている。

即ち、例えば第３図に示す冷房運転状態から第４図に示
す暖房運転状態に四方弁３を切換作動させる場合には、
電磁三方弁１８への通電をＯＮにして、図示する右方の
圧力作用室１２ｂに連通した抽気管１７ｂを閉塞し、左
方の圧力作用室１２ａに連通ずる抽気管１７ａを開放す
る。すると右方の圧力作用室１２ｔｌにはピストン１９
ｂの連通孔２０ｂから流路切換室１１内の高圧冷媒がリ
ークして圧縮閑２の吐出圧力が作用する。一方、左方の
圧力作用室１２ａには抽気管１７．１７ａを通じて出口
バイブ１４の吸込圧力が作用される。

このとき、左方の圧力作用室１２ａにもピストン１９ａ
の連通孔２０ａから高圧冷媒がリークしているが、その
リーク邑よりも抽気管１７．１７ａによる抽気量の方が
多大なため結果的に左方の圧力作用室１２ａには圧縮機
２の吸込圧力が作用することになる。

従って、ピストン機構９にはその左方から高圧の吐出圧
力が作用し、右方からは低圧の吸込圧力が作用して、そ
の差圧力によってピストン別格つと弁体８とが左側に移
動され、差圧四方弁３が切換作動されることになる。

ところで、通常ヒートポンプ式冷凍サイクルは、それが
暖房運転されているときにその運転が停止されると四方
弁が冷房運転側にセットされるようになされたものが多
く、上述したヒートポンプ式冷凍サイクル１であると暖
房運転が停止された場合、その停止と同時にｆｆ１ｆａ
三方弁１８への通電がＯＦＦとなるように制御されてい
る。このため、暖房運転が停止されるとその停止直後で
は圧縮機２の吐出圧力と吸込圧力との圧力差が充分とな
っているので差圧四方弁３は瞬時に作動してその流路を
反転さけ、冷凍ナイクル１を冷房運転状態に切換えその
際に不快な冷媒音を発生させていた。

また従来では暖房運転の起動時には、圧縮機２の起動と
同時に電磁三方弁１８への通電をＯＮにして差圧四方弁
３の切換作動を開始させるように制御していた。ところ
が、このように圧縮機２の起動と差圧四方弁３の切換作
動の開始とを同時に制御すると、第６図に示すように、
圧縮機２の吐出圧力Ｐｄと吸込圧力Ｐｓとの圧力差ΔＰ
は徐々に増大していくため、これに比例して差圧四方弁
３の切換動作は緩慢に行なわれる。このとき最悪の場合
には第５図に示すように弁体８が、室内熱交換器側のパ
イプ１６を介して、流路切換ｖ１１と出口バイブ１４と
を連通させた状態の中間位置で停止してしまうことがあ
った。この状態をシヨ・−トサイクルと称するが、この
ような状態に陥いると、流路切！ｆｋ至１１内の冷媒が
直接出口バイブ１４へと流出してしまうため吐出圧力と
吸込圧力との圧力差に上昇が生じなくなり、差圧四方弁
３の作動は中途で停止したままになるという問題があっ
た。そして、このショートサイクルの状ｆフに陥いり易
いのは、■差圧四方弁３の容量に比して圧縮機２の容量
が小さすぎる場合、■周囲温度が低く、冷媒ガスの°密
度が小さい場合、■圧力差の小さい状態から切換動作を
行なう場合等であった。

［発明の目的］ 本発明は上述のごとき問題点に鑑みて、それを有効に解
決すべく創案されたものである。

本発明の目的は、圧縮機の吐出圧力と吸込圧力との差圧
を利用して四方弁の切換作動を行なわせるヒートポンプ
式冷凍サイクルに対し、その差圧四方弁の切換作動を確
実に行なわせることのできるヒートポンプ式冷凍サイク
ルの制御方法を提供することにある。

［発明の概要］ 本発明は上記目的を達成するために、圧縮機の吐出圧力
と吸込圧力との差圧を利用して四方弁の切換作動を行な
わせるヒートポンプ式冷凍サイクルの制御方法において
、上記四方弁を切換えさせるに際し、先ず上記圧縮機を
起動させ、その吐出圧力との差圧が充分となった模に上
記四方弁の切換作動を開始させるよう制御するもので、
例えばＴｉ電磁三方弁用いて四方弁に供給する作動圧力
の流路を切換えさせることにより四方弁を切換作動させ
る場合には圧縮機の起動に遅延させて電磁三方弁への通
電をＯＮとなすものである。

［発明の実施例］ 以下に本発明のヒートポンプ式冷凍サイクルの制御方法
の好適一実施例を添付図面に基づき詳述する。

第１図は本発明の制御方法を、第３図と第４図とに示し
たヒートポンプ式冷凍サイクル１に適用した例を示して
いる。前述したように、ヒートポンプ式冷凍サイクル１
はこれが搭載された空気調和機の主電源が切られる等そ
の運転が完全に停止されると、暖房運転されている場合
にあっても三方電磁弁１８への通電がＯＦＦとされるた
め、差圧四方弁３は冷房運転側にセットされる。このた
め空気調和機の主電源を入れてヒートポンプ式冷凍サイ
クル１を暖房運転させる場合には、その運転を開始させ
る度に、差圧四方弁３を切換作動させる必要がある。

本実施例は、その暖房運転を開始させるときの差圧四方
弁３の切換作動を制御するに際し、第１図に示すように
、空気調和機の主電源が入れられた時にそれと同時に先
ず圧縮機２を起動させる。

そして圧縮機２の起動によってその吐出圧力Ｐｄと吸、
込圧力Ｐｓとに差が生じ、その圧力差ΔＰが差圧四方弁
３の弁体８を迅速に移動させうるに十分な所定値となる
までの所定時間ｔ１を経過させた後、差圧四方弁３を切
換作動さ才るためにこれに作動圧力を供給する電磁三方
弁１８への通電をＯＮにする。

即ち、圧縮機２の起動に対して差圧四方弁３の切換作動
の開始を所定時間１＋だけ遅延させるようにヒートポン
プ式冷凍ナイクル１を制御する。

従って、差圧四方弁３にこれを切換作動させるための作
動圧力が供給されたときには、その吐出圧力Ｐｄと吸込
圧力ｐｓとの圧力差ΔＰは充分となっているため、差圧
四方弁３の弁体８は迅速にがつ確実に移動され弁体８が
中間位置で停止してショートサイクルを起すことがなく
差圧四方弁３の作動性が確実となる。

また、第３図、第４図において２１は室外熱交換器４用
の送風機（外ファン）であるが、この送風機２１の作動
も圧！ｌｉｔ！Ｉ！２の起動に所定時間［１を遅延させ
て作動させるように制御すれば圧力差ΔＰが所定値に達
するまでに必要な上記所定時間【１を可及的に短縮させ
ることができる。

また、第２図は変形実施例として暖房運転を停止させる
時点でのヒートポンプ式冷凍サイクル１の制御方法を示
している。この制御方法は空気調和機の主電源を切って
暖房運転を停止させるときの制御であり、主電源が切ら
れたときは三方電磁弁１８への通電は所定時間ｔ２だけ
ＯＮ状態に維持し、圧縮機２の作動は主電源のＯＦＦと
同時に停止させるものである。上記所定時間ｔ２は、圧
１　　　　縮機２の停止によってその吐出圧力Ｐｄと吸
込圧力ｐｓとが均圧されていき、その圧力差ΔＰが弁体
８を移動さ往うる圧力１ａ以下となるまでの時間である
。

このように制御した場合には、差圧四方弁３は暖房状態
に維持されたまま運転が停止されるので、次の暖房運転
開始時には圧縮機２の起動と同時に暖房運転に入ること
ができ、また暖房運転の停止時に差圧四方弁３で冷媒の
流路が反転されることにより生ずる冷媒の不快音の発生
が防止できる。

尚、本実施例では暖房運転の開始時に差圧四方弁３を切
換作動させるヒートポンプ式冷凍サイクル１を例にして
その暖房運転の起動時の制御方法を説明したが、本発明
は冷房運転の開始時に差圧四方弁３を切換作動させるよ
うにしたヒートポンプ式冷凍サイクルの冷房運転の起動
時に採用しても良い。また差圧四方弁３は図示例の構造
のものに限定されるものではなく、圧縮機の吐出圧力と
吸込圧力とが作用されて、その差圧によって弁体が切換
駆動される構造のものであれば良い。

〔発明の効果］ 以上要するに本発明によれば次のごとぎ優れた効果を発
揮する。

（１］　　圧縮機の吐出圧力と吸込圧力との差圧力を利
用してヒートポンプ式冷凍サイクルの流路を反転させる
ようにした差圧四方弁の切換作動・を行なわせるに際し
、先ず圧縮機を起動させてその吐出圧力と吸込圧力との
圧力差を十分となした後、その圧縮機の起動に遅延させ
て差圧四方弁の切換動作を開始させるように制御したの
で、差圧四方弁を迅速且つ確実に作動させることかでき
、ショートサイクルを防止できる。

（２）　　差圧四方弁の切換動作の開始を遅延させると
共に室外熱交換器用送風截フ１ンの作動の開始も遅延さ
せるように制御すれば吐出圧力と吸込圧力との圧力差の
上昇を早くすることができ、遅延時間を可及的に短縮さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るヒートポンプ式冷凍サイクルの制
御方法の好適一実施例を示す図、第２図はその変形例を
示す図、第３図、第４図は本発明の好適一実施例の制御
方法が採用されるヒートポンプ式冷凍サイクルを示す図
、第５図は四方弁がショートサイクルを起した時の状態
を示す部分拡大断面図、第６図は従来の制御方法を示す
図である。 図中、１はヒートポンプ式冷凍サイクル、２は圧縮機、
３は（差圧）四方弁、４は室外熱交換器、２１は全外熱
交換器用送風間である。 代理人弁理士　則　　近　　憲　　侑 第１図 第２図 ↑ 主室ｊぶＱ７ｆ 第３図 第４図 Ｉフ 第５図 笛６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機の吐出圧力と吸込圧力とを四方弁に作用さ
   せその差圧を利用して四方弁の切換作動を行なわせるヒ
   ートポンプ式冷凍サイクルの制御方法において、上記四
   方弁を切換えさせるに際し、先ず上記圧縮機を起動させ
   その吐出圧力と吸込圧力との差圧が充分となった後、四
   方弁の切換作動を開始させるようにしたヒートポンプ式
   冷凍サイクルの制御方法。
2. （２）上記ヒートポンプ式冷凍サイクルの室外熱交換器
   用送風機が上記圧縮機の起動に遅延して作動される上記
   特許請求の範囲第１項記載のヒートポンプ式冷凍サイク
   ルの制御方法。