JPS63290355A - ヒ−トポンプ式空気調和機の冷媒制御方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、冷媒流量制御装置として、電動膨張弁を採用
し、室内外の空気温度が上昇する暖房過負荷時のヒート
ポンプ式空気調和機の冷媒制御方法に関する。

従来の技術 近年、ヒートポンプ式空気調和機は、運転状態に合った
最適な冷媒流量を決定するために冷凍サイクルの冷媒制
御装置として、電動膨張弁が採用されている。

以下図面を参照しながら従来のヒートポンプ式空気調和
機の冷媒制御手法の一例について説明する。第４図は冷
媒制御装置として、電動膨張弁を用いた従来のヒートポ
ンプ式空気調和機の冷却システム図を示すもので、１は
圧縮機、２は冷房時凝縮器法して作用する室外熱交換器
、３は暖房運転時に減圧装置として働く電動膨張弁４は
、冷房運転時に減圧装置として働く電動膨張弁、５は冷
房時蒸発器として作用する室内熱交換器で、これらを環
状に接続して、冷凍サイクルを構成している。１６は暖
房運転時に、室外熱交換器２の中間部の配管温度と出口
部の配管温度をそれぞれ温度センサー１２及び１１にて
測定し、この差を演算して、電動膨張弁３の開度変更動
作を出力する制御器である。同様に、１６は冷房運転時
に、室内熱交換器５の中間部の配管温度と出口部の配管
温度をそれぞれ温度センサー１４及び１３にて測定し、
この差を演算して、電動膨張弁４の開度変更動作を出力
する制御器である。６は高圧圧力スイッチで暖房過負荷
時に吐出圧力が設定値以上になると、電動膨張弁３の開
度を大きく設定する。７は四方弁で冷房サイクル、暖房
サイクルを切シ換える。１０はアキュムレーターである
。

以上のように構成された空気調和機について、以下その
動作について説明する。

暖房運転時、圧縮機１で圧縮された高温、高圧の冷媒ガ
スは、四方弁７を通り、室内熱交換器６で凝縮液化する
。暖房時、電動膨張弁４は全開とし、室外機には、高圧
液冷媒が入る。更に室外機側の電動膨張弁３にて、断熱
膨張して、低温、低圧の気液二相の冷媒となり、室外熱
交換器２で蒸発・ガス化してアキュムレーター１０に至
り、圧縮機１に戻るサイクルを繰り返す。

次に第５図より、暖房時電動膨張弁３による冷媒流量制
御方法について説明する。

室内熱交換器２の中間部と出口部に設けられた温度セン
サー１２．１１から差温計測手段１５ａにより差温を求
めると同時に、高圧圧力スイッチ６から吐出圧力計測手
段１５ｂにより、吐出圧力を計測する。吐出圧力が上限
値ＰＨを下回っているときは、電動膨張弁開度決定手段
１５ｃは、差温に基づいて、弁開度を決定し、それに基
づき電動膨張弁制御手段１５ｄにて電動膨張弁３を制御
し、弁開度を調節、設定、制御する。吐出圧力が上限値
ＰＨを上回っているときは、吐出圧力計測手段１５ｂに
て吐出圧力を検知しそれに基づき電動膨張弁制御手段１
５ｄにて電動膨張弁３を制御し、弁開度を調節、設定制
御する。

次に第６図より、室内側、室外側の空気温度が上昇する
暖房過負荷時の電動膨張弁制御について、更に詳しく説
明する。暖房時、室内側、室外側の空気温度が上昇して
くると、吐出温度・吐出圧力がそれにともなって上昇し
てくる（０＜ｔ＜７１）。

そして吐出圧力がＰＨ１以上になると、高圧圧力スイッ
チ６が働き、電動膨張弁３の開度を大きくすることによ
って冷媒流量を増加させ、圧縮機１の吸入側のガスを冷
やし、吐出温度・吐出圧力の上昇、冷凍機油の劣化を防
ぐ（Ｔ１＜ｔ＜Ｔ２）。なお、吐出圧力がＰＬ以下にな
ると電動膨張弁３を室外熱交換器２の中間部の配管温度
と出口部の配管温度の差温を演算することによって、開
度を制御するという手法に切り換える（Ｔ２＜ｔ）。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような構成では、暖房過負荷時に
吐出圧力のみを検知して、電動膨張弁の開度を大きく設
定するために、一時的に大量の液冷媒を、圧縮機の吸入
側に戻すため、液バツクを起こし易く、圧縮機の信頼性
の面で問題があった。

更にこの方法では吐出圧力によって、暖房過負荷時の冷
媒制御を行なうために、きめ細かく、サイクル状態を制
御することが難かしいという問題点も有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、暖房過負荷時に電動膨張弁
を有効に使うことにより、吐出温度・吐出圧力の増大を
防ぎ、サイクル状態を安定に保つと共に圧縮機の信頼性
の向上をはかることができる制御機能を備えたヒートポ
ンプ式空気調和機の冷媒制御方法を提供するものである
。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のヒートポンプ式空
気調和機の冷媒制御方法は、室内側、室外側の空気温度
が上昇する暖房過負荷時に、圧縮機の吐出圧力または吐
出温度または外気温が、あらかじめ設定しておいた値よ
り大きくなると、電動膨張弁の開度を大きく設定した後
に、タイマー起動にて、一定時間後に蒸発器となる室外
熱交換器の中間部の配管温度と出口部の配管温度を測定
し、室外熱交換器出口部の配管温度が、室外熱交換器の
中間部の配管温度よりも低くなると電動膨張弁の開度を
段階的に閉じる方向に変化させるという工程を備えたも
のである。

作　　用 本発明は上記した制御方法によって、室内側。

室外側の空気温度が上昇する暖房過負荷時に、圧縮機の
吐出圧力または吐出温度まだは、外気温を検知して、電
動膨張弁の開度を大きく決定するために、圧縮機の吸入
側を冷却することが出来るので、吐出圧力、吐出温度の
上昇を抑えることが出来、圧縮機の信頼性も向上する。

まだ電動膨張弁の開贋を大きく設定した後、タイマー起
動にて、一定時間抜蒸発器となる室外熱交換器の中間部
の配管温度と出口部の配管温度を測定し、室外熱交換器
出口部の配管温度が室外熱交換器の中間部の配管温度よ
りも圧力損失の影響を受けて、低くなる湿り二相状態に
なると、電動膨張弁の開度を段階的に閉じる方向に変化
させることによって、湿］圧縮も防止することが出来る
ので、圧縮機の信頼性が向上する。

実施例 以下本発明の一′実施例について、第１図、第２図及び
第３図を参照しながら説明する。冷凍サイクル構成は従
来と同じであり、８は室外側の制御器、９は室内側の制
御器である。

まず第２図より電動膨張弁３の制御について説明する。

通常の暖房時の電動膨張弁制御は同一であるので、暖房
過負荷時の室外側の電動膨張弁３の制御について説明す
る。暖房時室外熱交換器２の中間部と出口部の配管に設
けられた温度センサー１２゜１１から差温計測手段８ａ
により差温を求め、その差温に基づき電動膨張弁開度決
定手段８ｃにより開度を決定するが、吐出圧力が上限値
のＰＨを越えた場合、高圧圧力スイッチ６より吐出圧力
計測手段８ｂが吐出圧力の上限値ＰＨを検知し、電動膨
張弁開度決定手段８ｃにより開度を大きく決定し、電動
膨張弁制御手段８ｄにて電動膨張弁３の弁開度を制御す
る。

電動膨張弁３の開度を大きく設定した後、時間計測手段
８ｅにて時間を計測し、一定時間後に差温計測手段８ａ
より、差温を検知し、室外熱交換器２の出口部の配管温
度が中間部の配管温度より低くなると、電動膨張弁３の
開度を段階的に閉じるように電動膨張弁開度決定手段８
Ｃにて、開度を設定し、電動膨張弁制御手段８ｄにて電
動膨張弁３の弁開度を制御する。

次に第３図より暖房過負荷時の挙動について、更に詳し
く説明する。暖房時、室内側、室外側の空気温度が上昇
してくると、吐出温度・吐出圧力がそれにともなって上
昇する（０＜ｔ＜Ｔ１）。そして、吐出圧力がＰＨ以上
になると、高圧圧力スイッチ６の働きで、電動膨張弁３
の開度を大きくとり、冷媒流量を増加させることによっ
て、室外熱交換器２での蒸発量を小さくし、圧縮機１の
吸入側のガスを冷やし、吐出温度・吐出圧力の上昇。

冷凍機油の劣化を防ぐ（Ｔ１〈ｔくＴ２）。更に電動膨
張弁３の開度を大きく設定した後に、タイマー起動にて
、一定時間後に、蒸発器となる室外熱交換器２の中間部
の配管温度と出口部の配管温度を測定し、室外熱交換器
２の出口部の配管温度が、室外熱交換器２の中間部の配
管温度よりも低くなると、電動膨張弁３の開度を段階的
に閉じる方向に変化させる（Ｔ２（ｔ）。

このように暖房過負荷時に、吐出圧力が設定値以上まで
上昇してくると、高圧圧カスイソチロによって、電動膨
張弁３の開度を大きくとり、吐出温度・吐出圧力を下げ
た後、蒸発器となる室外熱交換器２の中間部の配管温度
と出口部の配管温度を測定し、室外熱交換器２の中間部
の配管温度よりも出口部の配管温度が圧力損失の影響を
受けて低くなると、電動膨張弁２の開度を段階的に閉じ
る方向に変化させることによって、湿り圧縮も防止する
ことが出来るので、圧縮機１の信頼性を向上させること
ができる。

発明の効果 以上のように本発明は、室内側、室外側の空気温度が上
昇する暖房過負荷時に、吐出圧力・吐出温度または、外
気温を検知して、電動膨張弁の開度を大きくとった後に
、タイマー起動にて、一定時間後に蒸発器となる室外熱
交換器の中間部の配管温度と出口部の配管温度を測定し
、室外熱交換器出口部の配管温度が中間部の配管温度よ
りも低くなると、電動膨張弁の開度を段階的に閉じる方
向に変化させることにより、吐出温度・吐出圧力の増大
及び冷凍機油の劣化を防ぎ、更に湿り圧縮も防止するこ
とが出来るので、圧縮機の信頼性の向上をはかることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるヒートポンプ式空気
調和機の冷却システム図、第２図は同制御器のブロック
図、第３図は同暖房過負荷時の挙動図、第４図は従来の
ヒートポンプ式空気調和機の冷却システム図、第６図は
同制御器のブロック図、第６図は同暖房過負荷時の挙動
図である。 １・・・・・・圧縮機、２・・・・・・室外熱交換器、
３，４・・−・・・電動膨張弁、５・・・・−・室内熱
交換器、８，９・・・・・・制御器。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ｌ−
・Ｆｉｍ機 ２−−一室りト熟交模）釆 ３、４−ｍ−電動５ｗ ５−−一室内熱交換器 第１図　　　　ａ、Ｃｔ−御■＃器 ３−　電動膨張弁 ６−−−高圧五カスイツチ ８−＠Ｉ御七 １１ｆ２−−一λυ建ゼンブー 第２図 乙 第３図 １２　　　　　　　　碑間ｔ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　圧縮機，室内熱交換器，室外熱交換器等を環状に接続
   して構成されるヒートポンプ式空気調和機の冷媒回路中
   にあって、室内熱交換器と室外熱交換器との間に電動膨
   張弁を設け、室内側，室外側の空気温度が、上昇する暖
   房過負荷時に、前記圧縮機の吐出圧力または吐出温度ま
   たは外気温が設定値より大きくなると、前記電動膨張弁
   の開度を大きくし、タイマ起動にて、一定時間後に蒸発
   器となる室外熱交換器の中間部の配管温度と出口部の配
   管温度を測定し、室外熱交換器出口部の配管温度が、室
   外熱交換器の中間部の配管温度よりも低くなると、前記
   電動膨張弁の開度を段階的に閉じる方向に変化させるこ
   とを特徴とするヒートポンプ式空気調和機の冷媒制御方
   法。