JPS63169461A

JPS63169461A - 空気調和機

Info

Publication number: JPS63169461A
Application number: JP31129586A
Authority: JP
Inventors: 寿彦榎本; 明徳豊田; 信山田; 章雄福嶋; 康雄中島
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-12-27
Filing date: 1986-12-27
Publication date: 1988-07-13

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】（産業上の利用分野）この発明は空気調和機に関し、特に冷媒量の判定を容易
にした空気調和機に関するものである。

〔従来の技術〕

第９図は、従来の空気調和機を示す特に冷媒系の回路で
ある。同図において、１は圧縮機、２は四方弁、３は室
外熱交換器、４は減圧用毛細管、５は室内熱交換器、６
はアキュムレータであって、これらの各部は冷媒配管に
より順次連結されることによって、冷媒回路を構成して
いる。

次に動作について説明する。冷房運転時に圧縮機１から
吐出される高温高圧のガス冷媒は、四方弁２を介して凝
縮器として作用する室外熱交換器３に供給され、ここで
室外空気と熱交換することにより凝縮されて高圧の液冷
媒となる。そしてこの高圧の液冷媒は、毛細管４におい
て減圧されて低圧の二相冷媒となる。この二相冷媒は蒸
発器として作用する室内熱交換器５に供給され、ここで
室内空気と熱交換されることにより蒸発して、所定の冷
房能力を発揮する。次に、室内熱交換器５において蒸発
した低圧のガス冷媒（又は二相冷媒）は、四方弁２を経
てアキュムレータ６に供給され、ここで余剰冷媒が貯留
されてガス冷媒のみが再び圧縮機１に吸入されるという
サイクルを形成する。暖房時は四方弁２２が切換わり、
室内熱交換器５が凝縮器として、また室外熱交換器３が
蒸発器となることを除いて、その動作は冷房運転時と同
様である。冷房、暖房いずれの運転においても、その運
転状態は冷媒量により大きく左右され、冷媒量が過少の
時は過熱運転、過剰の時は液戻り運転となり、いずれに
しても、圧縮機には過酷な運転となる。特にアキュムレ
ータの液面があふれる程、過剰な冷媒量の時は、圧縮機
のいわゆる液圧縮運転となり、圧縮機にとって最も危険
な状態となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の空気調和機は以上のように構成されているので、
運転中の冷媒量の過少、適正、過剰を判定することが困
難であり、危険な状態で運転を続は故障に至るという問
題点があった。特に空気調和機の据付現場において、冷
媒量の調整を行なう場合にも、適正冷媒量の判定が出来
ないことが問題となる。

この発明による空気調和機は、上記のような問題点を解
決するためになされたもので、運転中の冷媒量の過少、
適正、過剰を容易に判定することができる空気調和機を
得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明による空気調和機は、凝縮器出口から毛細管を
介し、アキュムレータ入口に至る第１のバイパス回路の
出口部に第１の温度検出器を、圧縮機の吸入配管上に第
２の温度検出器を、またアキュムレ゛−夕の所定の高さ
位置から圧縮機の吐出配管と熱交換するように構成され
た配管および毛細管を介して圧縮機の吸入管に至第２の
バイパス回路の出口に第３の温度検出器をそれぞれ設け
、第１および第２の温度検出器による温度差と、第１及
び第３の温度検出器による温度差を検出て演算処理する
ことにより、冷媒量の判定を行なうようにしたものであ
る。

〔作　用〕

この発明による空気調和機は、前記３つの温度検出器か
らの温度情報により、運転中の冷媒量の過少、適正、過
剰の判定を容易に行うことが可能になる。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、１は圧縮機、２は四方弁、３は室外熱交換
器、４は減圧用毛細管、５は室内熱交換器、６はアキュ
ムレータであり、これらを冷媒配管により接続すること
によって、第６図に示した従来の場合と同様に、冷媒回
路の主回路を構成している。７．８は毛細管であり、一
端は減圧用毛細管４の前後に接続され、他端はアキュム
レータ６の入口配管に接続されることにより第１のバイ
パス回路１３を構成している。９は毛細管であり、一端
は圧縮機１の吐出配管と熱交換し得るように構成された
冷媒配管を介して、アキュムレータ６の所定の高“さ位
置に接続され、他端は圧縮機１の吸入配管に接続される
ことにより、第２のバイパス回路１４を構成している。

１０，１１゜１２はそれぞれ第１．第２．第３の温度検
出器であり、それぞれ前記第１のバイパス回路上の出口
、圧縮機の吸入配管上、第２のバイパス回路の出口に配
設されている。１５は圧縮機１の吐出管と第２のバイパ
ス配管１４との間で熱交換を行う熱交換部である。

次に、以上のように構成された冷媒回路の動作を説明す
る。冷媒主回路による冷房及び暖房のサイクル動作は従
来例と同様であるので説明を省略する。まず第１図にお
いて第１のバイパス回路１３は、冷房時は室外熱交換器
３で凝縮された高圧の液冷媒の一部を毛細管８によりバ
イパスさせて減圧することにより、吸入圧力に等しい二
相状態を生成させ、その温度、すなわち飽和蒸発温度Ｔ
Ｈ１を第１の温度検出器１０により検出するための飽和
蒸発温度生成回路である。また暖房時は室内熱交換器５
で凝縮された高圧の液冷媒を毛細管７によりバイパスさ
せて吸入圧力まで減圧させることにより、冷房時と同様
の動作を行なう。また、圧縮機１の吸入配管上には、第
２の温度検出器１１が設けられており、これにより吸入
冷媒の温度ＴＨ，を検出する。

一方、アキュムレータ内の冷媒の一部は、第２のバイパ
ス回路１４を通る過程で、圧縮機１の吐出配管と熱交換
することにより加熱され、その温度ＴＨ，を第３の温度
検出器１２により検出する。

電気式膨張弁はバイパス流量を規制するものである。

次に、第１．第２および第３の温度検出器によって検出
される温度ＴＨｒ　、ＴＨｚ　、ＴＨ：＋と冷媒量の関
係を第２図により詳しく説明する。ここで飽和蒸発温度
ＴＨ，と吸入冷媒温度ＴＨ，との差を吸入スーパーヒー
ト（以下、ＳＨ，と称す）及び飽和蒸発温度ＴＨ，と第
３の温度検出器により検出される温度ＴＨ３との差をバ
イパススーパーヒート（以下Ｓ　Ｈｔと書く）を次のよ
うに定義する。

ＳＨ＋　”ＴＨｚ　　ＴＨ＋　　（吸入スーパーヒート
）ＳＨｚ　−ＴＨ３ＴＨ＋　　（バイパススーパーヒー
ト）このＳＨ，、ｓＨｇは、冷媒量を横軸にとると、第
２図のように変化する。同図においてＷ　Ｉ（ｋｇ　）
はアキュムレータ６に冷媒量が貯留され始める冷媒量、
Ｗ２（ｋｇ）はアキュムレータ６の液面が所定の高さ位
置に設けた第２のバイパス回路１４の位置まで上昇した
時の冷媒量を示すものである。第２図中の実線で示す吸
入スーパーヒー）ＳＨ，は、Ｗｌ（ｋｇ）より冷媒量が
少ない程、過熱ガスとなって圧縮機１に吸入されるため
に大きな値を示すこ・とになる。そして、冷媒量がＷｌ
（ｋｇ）より大きい時は、吸入冷媒が二相状態となり、
過熱度は無くなって、吸入スーパーヒートＳＨＩ　−０
となる。

一方バイパススーパーヒー）ＳＨ，は、冷媒量力Ｗ　ｚ
　（ｋｇ　）より少ない時はほぼ一定の大きな値を示す
が、冷媒量がＷ　ｚ　（ｋｇ　）より大きいと、急激に
５Ｈ２＝０となる。これは、冷媒量がＷ　ｚ　（ｋｇ）
より少ない時は、アキュムレータ６の液面は、第２のバ
イパス回路１４の高さ位置より低く、第２のバイパス回
路１４には、過熱ガス又は飽和ガスが流れ、その過程で
圧縮機１の吐出管と熱交換されることにより過熱される
ため、バイパススーパーヒートＳＨｚはかなり大きな値
を示す。また冷媒量がＷ　ｚ　（ｋｇ　）より大きい時
は、アキュムレータ６の液面は第２のバイパス回路１４
の高さ位置よりも高くなるため、第２のバイパス回路１
４には液冷媒が流れ、その過程で周囲空気と熱交換する
ことにより過熱され蒸発し、二相状態又は飽和ガス冷媒
となって圧縮機１に吸入されるため、バイパススーパー
ヒートＳＨ，はほぼ０に等しくなる。　すなわち、上記
のように吸入スーパーヒートＳＨ。

により「冷媒量の少なさ加減」をバイパススーパーヒー
）ＳＨ，により「冷媒量の所定の上限値」を検出するこ
とが出来る。

第３図は、上記の内容を基にしてシステムを構成したも
のであり、第１．第２及び第３の温度検出器１０，１１
．１２からの情報を電気信号変換部１６において電気信
号に変換し、その出力信号を比較演算部１７において演
算することにより、吸入スーパーヒートＳＨＩ　及びバ
イパススーパーヒー）ＳＨ，を算出し、これらの情報か
ら冷媒量の状態を判定部１８において判定する。そして
、この判定結果を表示部１９に供給することにより表示
するように構成している。

第４図は、その動作をフローチャートとして示したもの
である。先ず、ステップＳ１においては、運転を開始し
て１５分間は冷媒サイクルの運転状態が安定するまで放
置する。次に、ステップＳ２においては、第１．第２及
び第３の温度検出器１０．１１．１２からそれぞれの温
度ＴＨ，，ＴＨｚ　、　Ｔ　Ｈｌを検出し、ステップＳ
３においては吸入スーパーヒー）ＳＨ，及びバイパスス
ーパーヒ−Ｉ−Ｓ　Ｈ，を算出する。冷媒量の過少の判
定はステップＳ４において吸入スーパーヒートで行ない
、ＳＨ≧１０　（ｄｅｇ）の判断がイエスの場合にはス
テップＳ５に移行して「過少」と判定し、その表示をス
テップＳ６において行う。適正冷媒量の判定は、ステッ
プＳ７におけるＳＨ，＜１０からＳＨ２≧５　（ｄｅｇ
）の判断がイエスの時、ステップＳ８に移行して「適正
」と判定し、その表示をステップＳ９において行う。冷
媒量が過剰の判定は、ステップＳ７におけるＳＨｚ　＜
５　（ｄ　ｅ　ｇ）の判断がノーの時、ステップＳ１０
に移行して「過剰」と判定し、その表示をステップＳｌ
ｌにおいて行う。

第５図は、この発明による空気調和機の他の実施例を示
す冷媒回路の回路図であって、第１図と同一部分は同記
号を用いて示しである。同図において、第１図との相違
点は、圧縮機１の吐出管と第２のバイパス回路１４との
間に設けられた熱交、換部１５の代わりに、固定容量の
電熱器２０を設けたことである。

このように構成された空気調和機においては、第２のバ
イパス回路１４を流れる過熱ガス、飽和ガスおよび液冷
媒が、電熱器２０により加熱されて圧縮機１に供給され
ることになる。

ここで、外気温が高くなってバイパス回路１５の配管と
周囲空気との間での熱交換量が大きくなる場合には、電
熱器２０の容量は小さくてすむことになる。従って、こ
の場合には第６図に示すように、例えば２本の電熱器２
０ａ、２０ｂを並列に設け、第１の温度検出値ＴＨ，の
変化に応じてＴ　Ｈ＋が低い場合には電熱器２０ａ、２
０ｂの両方に通電し、ＴＨｌが高い場合には電熱器２０
ａのみに通電させるように構成すれば、電熱器に使用す
る電力の効率化が図れることになる。

なお、上記実施例では、飽和蒸発温度を生成するための
第１のバイパス回路１３を設けているが、第７図および
第８図に示すように、圧力検出器２１を吸入配管に設け
て吸入圧力を検出し、その吸入圧力に対する飽和蒸発温
度を式化して、演算処理部で飽和蒸発温度を算出するよ
う構成しても上記と同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明による空気調和機においては、
第１のバイパス配管に設けた第１の温度検出器、吸入配
管に設けた第２の温度検出器、及び第２のバイパス回路
に設けた第３の温度検出器がそれぞれ温度情報を演算処
理し、冷媒量の適正度を判定できるよう構成したので、
冷媒量に関する事故を防止でき、信幀性の高い空気調和
機が提供できる。また、市場での精度の良い冷媒量調整
が簡易に行なえるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例による空気調和機の冷媒
回路を示す図、第２図は吸入スーパーヒート、バイパス
スーパーヒートと冷媒量の関係を示す図、第３図はこの
発明による空気調和機の制御系を示すブロック図、第４
図は第３図に示す回路の動作を示すフローチャート、第
５図〜第８図はこの発明の他の実施例による空気調和機
の冷媒回路を示す図、第９図は従来の空気調和機の冷媒
回路を示す図である。１は圧縮機、２は四方弁、３は室外熱交換器、４は毛細
管、５は室内熱交換器、６はアキュムレータ、７．８．
９は毛細管、１０は第１の温度検出器、１１は第２の温
度検出器、１２は第３の温度検出器、９は電気式膨張弁
、１３は第１のバイバス回路、１４は第２のバイパス回
路、１５は熱交換器、１６は電気信号変換部、１７は比
較演算部、１８は判定部、１９は表示部、２０．２０ａ
、２０ｂは電熱器、２１は圧力検出器。図中、同一符号は、同−又は相当部分を示す。代理人　弁理士　大　岩　増　雄　（外２名）第１図１・・・圧縮機２・・・四方弁３・・・室外熱交換器４、　７．　８・・・毛細管５・・・室内熱交換器６・・・アキュムレータ９・・・毛細管１０・・・第１の温度検出器１１・・・第２の温度検出器１２・・・第３の温度検出器１３・・・第１のバイパス回路１４・・・第２のバイパス回路１５・・・熱交換部第２図第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）圧縮機、四方弁、室外熱交換器、絞り装置、室内
熱交換器、アキュムレータを順次冷媒配管を用いて接続
することにより構成した冷媒回路において、絞り装置の
前後から毛細管を介してアキュムレータの入口配管に至
る第１のバイパス回路と、アキュムレータの所定の高さ
位置から毛細管を介して圧縮機の吸入配管に至るととも
に、この毛細管のアキュムレータ側において加熱される
第２のバイパス回路と、前記第１のバイパス回路の出口
部に設けた第１の温度検出器と、圧縮器の吸入管上に設
けた第２の温度検出器と、前記第２のバイパス回路上に
おける前記電気式膨張弁の後に設けた第３の温度検出器
と、前記第１、第２、第３の温度検出器から供給される
温度情報を演算処理することにより冷媒量を判定する演
算処理部と、この演算処理部の判定結果を表示する表示
部とを備えたことを特徴とする空気調和機。
（２）第２のバイパス回路における加熱は、圧縮機の吐
出配管からの熱交換による加熱であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の空気調和機。
（３）第２のバイパス回路における加熱は、電熱器によ
る加熱であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の空気調和機。
（４）圧縮機、四方弁、室外熱交換器、絞り装置、室内
熱交換器、アキュムレータを順次冷媒配管を用いて接続
することにより構成した冷媒回路において、アキュムレ
ータの所定の高さ位置から毛細管を介して圧縮機の吸入
配管に至るとともに、この毛細管のアキュムレータ側に
おいて加熱されるバイパス回路と、前記圧縮器の吸入管
上に設けた温度検出器と、前記バイパス回路上における
前記毛細管の後に設けた温度検出器と、前記圧縮機の吸
入配管に接続された圧力検出器と、前記両温度検出器か
ら供給される温度情報および前記圧力検出器の出力信号
を演算処理することにより冷媒量を判定する演算処理部
と、この演算処理部の判定結果を表示する表示部とを備
えたことを特徴とする空気調和機。