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JP3495858B2 - 空気調和機 - Google Patents

空気調和機

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JP3495858B2
JP3495858B2 JP29088396A JP29088396A JP3495858B2 JP 3495858 B2 JP3495858 B2 JP 3495858B2 JP 29088396 A JP29088396 A JP 29088396A JP 29088396 A JP29088396 A JP 29088396A JP 3495858 B2 JP3495858 B2 JP 3495858B2
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JP
Japan
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indoor
heat exchanger
compressor
way valve
fan
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JP29088396A
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Inventor
信夫 川合
秀明 本橋
宏之 田中
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Carrier Japan Corp
Original Assignee
Toshiba Carrier Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Carrier Corp filed Critical Toshiba Carrier Corp
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Priority to CN97116922A priority patent/CN1108491C/zh
Priority to KR1019970057581A priority patent/KR100263664B1/ko
Priority to EP97308769A priority patent/EP0840071B1/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/72—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure
    • F24F11/79—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling the direction of the supplied air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/0007—Indoor units, e.g. fan coil units
    • F24F1/0043—Indoor units, e.g. fan coil units characterised by mounting arrangements
    • F24F1/0057—Indoor units, e.g. fan coil units characterised by mounting arrangements mounted in or on a wall
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/0007—Indoor units, e.g. fan coil units
    • F24F1/0059—Indoor units, e.g. fan coil units characterised by heat exchangers
    • F24F1/0063—Indoor units, e.g. fan coil units characterised by heat exchangers by the mounting or arrangement of the heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/18—Refrigerant conversion

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＨＣＦＣ（ハイド
ロクロロフルオロカーボン）２２（以下、Ｒ２２とい
う）に代わる代替冷媒として、当該Ｒ２２よりも同一温
度で飽和圧力が高い、言い換えればより高圧で動作する
代替冷媒を用いた空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】ルームエアコン等の空気調和機は、冷凍
サイクルにおいて冷媒を循環させて、当該冷媒の凝縮作
用及び蒸発作用により室内空気を冷房又は（及び）暖房
するものであり、今や各家庭やビル等では必需品の一つ
になっている。
【０００３】上述した空気調和機において使用される冷
媒として、現在は無毒で不燃性であり、熱的にも化学的
にも安定なＲ２２を用いている。
【０００４】ところで、Ｒ２２を冷媒とした従来の空気
調和機では、図１５の暖房運転フローチャートに示すよ
うに、当該空気調和装置を運転して暖房を開始する際に
おいては、室内送風ルーバを通常暖房時に向ける位置
（吹出風が室内の床方向（下方向）に向かう位置）に設
定制御した状態でコンプレッサをＯＮ駆動させる。この
とき、室内側熱交換器の温度Ｔが上昇して、その温度Ｔ
が熱交換（凝縮）可能温度Ｔ0を越える（Ｔ≧Ｔ0）まで
は（ステップＳ２の判断の結果ＮＯ）、冷風を室内空間
に送らないように室内ファンの運転を停止制御していた
（ステップＳ１）。
【０００５】そして、運転開始後しばらくして室内側熱
交換器温度Ｔが上昇して当該Ｔが熱交換可能温度Ｔ0を
越えて温風が吹き出される状態に到達したとき（Ｔ≧Ｔ
0；ステップＳ２の判断の結果ＹＥＳ）、室内ファンの
運転を開始して通常運転を行なうように制御していた
（ステップＳ３）。
【０００６】一方、空気調和機においては、暖房時に蒸
発器である室外側熱交換器の外面に外気中の霜が付着
（着霜）することがあり、この着霜は、室外側熱交換器
の蒸発作用を阻害する一因となっていた。そこで、空気
調和機では、暖房時において一時的に室外側熱交換器の
着霜を除去する運転、いわゆる除霜運転が行なわれてい
る。
【０００７】空気調和装置の除霜運転は、例えば暖房運
転時にＯＮの四方弁をＯＦＦに反転して、冷媒の循環方
向を暖房時と逆転させる。そして、流量調整弁（電子制
御弁、ＰＭＶ）である膨張弁の開度が所定開度で一定に
保持されるように制御し、室内外ファンの運転を停止さ
せるものである。
【０００８】すなわち、コンプレッサから吐出された高
温高圧のガス状冷媒は、室外側熱交換器内に導入され、
その室外側熱交換器内で放熱して液化される。このと
き、冷媒の放熱により室外側熱交換器の外面に付着した
霜が加熱されて除去される。また、室外側熱交換器で凝
縮液化した液状冷媒は膨張弁を介して室内側熱交換器内
へ流入され、その室内側熱交換器内で蒸発して気化され
る。気化された冷媒（ガス状冷媒）は再びコンプレッサ
に戻され、以下、上述した動作サイクルが繰り返し行な
われるようになっている。
【０００９】ここで、Ｒ２２を冷媒とした空気調和機に
おいて除霜運転を行なった場合の吐出圧力（コンプレッ
サから吐出され室内側熱交換器（凝縮器）を介して膨張
弁に達するまでの圧力）Ｐｄと吸込圧力（膨張弁から室
外側熱交換器（蒸発器）を介してコンプレッサに吸い込
まれるまでの圧力）Ｐｓとの差は、図１６に示すように
約２０ｋｇ／ｃｍ2に止まっていた。したがって、四方
弁反転時に急激な圧力変化が生じても、その圧力変化に
基づいて四方弁の配管等に発生する騒音、振動は、周囲
にほとんど影響を与えない程度であった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来空気調和機に冷媒
として用いられたＲ２２は、オゾン層を破壊する恐れが
あるため、将来的に使用を廃止することが正式に決定さ
れており、Ｒ２２に代わる冷媒を用いた空気調和機の研
究開発が進められている。
【００１１】そして、Ｒ２２に対する代替冷媒として、
当該Ｒ２２よりも同一温度で飽和圧力（凝縮圧力）が高
い代替冷媒（例えば、５０℃における飽和圧力が２５０
０ｋＰａ以上）を用いた空気調和機が考えられている。
【００１２】しかしながら、従来の空気調和機において
Ｒ２２よりも同一温度で飽和圧力が高い代替冷媒を用い
た場合、高圧側（コンプレッサから凝縮器（暖房時には
室内側熱交換器）を介して膨張弁に至る系統；なお、膨
張弁から蒸発器（暖房時における室外側熱交換器）を介
してコンプレッサに至る系統を低圧側という）の圧力上
昇（言い換えれば吐出圧力の上昇）が急速に起こるた
め、上述した暖房運転開始においては、上述した室内フ
ァンが運転を開始するまでの運転停止時において高圧側
の圧力が異常上昇する。
【００１３】この結果、コンプレッサの信頼性に対して
悪影響を与えるとともに、各熱交換器や配管等を破損す
る危険性が生じていた。また、コンプレッサの潤滑油
（冷凍機油）としてエステル油等の相容性が良く比誘電
率が高い油を用いた場合、高圧側の圧力の急激な上昇に
伴い、コンプレッサ中の潤滑油に冷媒が溶け込み、潤滑
油の油面が上昇した。そして、この油面の上昇により、
コンプレッサ内のモータ巻線部分までもが潤滑油に浸漬
される状態を引き起こし、漏洩電流が増加した。
【００１４】例えば、図１７は、従来のＲ２２よりも同
一温度で飽和圧力が高い代替冷媒を用いた空気調和機に
おいて暖房運転をスタートさせた後（室内ファン運転停
止時）において、横軸を当該暖房運転スタート時からの
経過時間ｔとした際の高圧側圧力Ｐ、油面の高さＨ、漏
洩電流Ｉの変化の一例を示すグラフである。この図１７
によれば、暖房運転スタート直後に高圧側圧力Ｐが急激
且つ異常に上昇し、その上昇に応じて油面の高さＨ及び
漏洩電流Ｉの量が増大していることが分かる。
【００１５】一方、上述した高圧側の異常な圧力上昇
は、除霜運転時においても問題を発生していた。すなわ
ち、Ｒ２２よりも同一温度で飽和圧力が高い代替冷媒と
して、例えば、５０℃における飽和圧力が２５００ｋＰ
ａ以上の冷媒を用いた場合の前掲図１６に対応する吐出
圧力Ｐｄ'と吸込圧力Ｐｓ'との関係を図１８に示す。図
１８によれば、除霜運転時における吐出圧力Ｐｄ'の異
常な上昇により、当該Ｐｄ'とＰｓ'との差は約３０ｋｇ
／ｃｍ2にまで達してしまった。したがって、四方弁反
転時の急激な圧力変化に基づいて四方弁の配管等から発
生する騒音、振動が増大して周囲に悪影響を及ぼす恐れ
が生じていた。
【００１６】本発明は上述した事情に鑑みてなされたも
ので、その目的は、Ｒ２２よりも同一温度で飽和圧力が
高い代替冷媒を用いた空気調和機において、高圧側の急
速且つ異常な圧力上昇を抑制することにより、コンプレ
ッサの性能や信頼性を高度に維持し、且つ熱交換器等の
破損を防止するとともに、快適な暖房空間を提供するこ
とにある。
【００１７】また、本発明のその他の目的は、Ｒ２２よ
りも同一温度で飽和圧力が高い、例えば５０℃における
飽和圧力が２５００ｋＰａ以上の代替冷媒を用いた空気
調和機において、吐出圧力の異常な上昇を抑制して当該
吐出圧力と吸込圧力との差を小さくすることにより、除
霜運転の四方弁反転時に配管等から発生する騒音、振動
を低減することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】Ｒ２２よりも同一温度で
飽和圧力が高い、例えば５０℃における飽和圧力が２５
００ｋＰａ以上の代替冷媒を用いた場合において、暖房
運転開始時から高圧側の圧力が急激に上昇する理由の一
つとして、室内ファンの運転が停止し、室内側熱交換器
の熱交換作用が行なわれていないことがある。しかしな
がら、通常に室内ファンを運転したのでは熱交換可能な
状態に達していない室内側熱交換器で熱交換された冷た
い吹出風が室内に流れてしまうため、第１の発明では、
室内空間における天井側上方及び床側下方への吹出角度
を、暖房運転開始時において吹出風が天井側上方へ向か
う位置に設定し、例えば室内側熱交換器の温度が上昇し
て熱交換可能な状態に達した時に、その吹出角度を吹出
風が床側下方へ向かう位置に設定している。このように
設定すれば、高圧側の急激な圧力上昇を回避しながら室
内の快適さを損なわずに暖房運転を開始できる。
【００１９】一方、第２の発明では、除霜運転開始時の
四方弁反転時に吐出圧力と吸込圧力との差を小さくする
手段（例えば圧縮機の運転を四方弁反転の前に所定時間
ＯＦＦにする手段や、膨張機構の開度を四方弁反転の所
定時間時から所定開度アップ又はダウンさせる手段等）
を設けたため、当該四方弁反転時における急激な圧力変
化を抑制することができる。したがって、除霜運転開始
時の四方弁の配管等から発生する騒音、振動を低減させ
ることができる。
【００２０】すなわち、上記目的を達成するため請求項
１に係る発明は、圧縮機、四方弁、室内ファンを有する
室内側熱交換器、膨張機構、及び室外ファンを有する室
外側熱交換器を順次接続して冷媒循環サイクルを構成
し、前記室内ファンと前記室内側熱交換器は室内側に設
置された室内ユニット内に配設され、この室内ユニット
は、前面側に室内空気を吸い込んで前記室内側熱交換器
に送る吸込グリルが配置された前面パネルと、この前面
パネル下方に配置された前記室内側熱交換器により調温
された空気を前記室内ファンを介して前記室内空間へ吹
き出す吹出グリルとを備え、前記冷媒として同一温度で
の飽和圧力がＨＣＦＣ２２より高い代替冷媒を用いた空
気調和機において、前記吹出グリル近傍に設置され室内
ファンから吹き出される風の室内空間における天井側上
方及び床側下方への吹出角度を調節する吹出角度調節手
段と、前記室内側熱交換器の温度及び当該室内側熱交換
器の吹き出し温度の少なくとも一方を検出する温度検出
手段と、前記室内側熱交換器の近傍に配設され室内の温
度を検出する室温センサと、暖房運転開始時において前
記吹出角度を前記吹出風が天井側上方へ向かう位置に設
定し、その後に前記吹出角度を前記吹出風が床側下方へ
向かう位置に設定するように前記吹出角度調節手段を制
御する吹出角度制御手段と、前記暖房開始時に設定され
る前記吹出角度の位置は、前記吹出グリルから吹き出さ
れた吹出風が短絡的に前記吸込グリルへ吸い込まれる位
置に設定するとともに、前記吹出風が天井側上方へ向か
う位置に前記吹出角度が設定されている際に前記室温セ
ンサの検出温度を補正する室温補 正手段とを備えてい
る。
【００２１】請求項２に係る発明は、前記室内側熱交換
器の近傍に配設され室内の温度を検出する室温センサを
有し、前記吹出風が天井側上方へ向かう位置に前記吹出
角度が設定されている際に前記室温センサの検出温度を
無効とするようにしている。
【００２２】請求項３に係る発明は、圧縮機、四方弁、
室内ファンを有する室内側熱交換器、膨張機構、及び室
外ファンを有する室外側熱交換器を順次接続して冷媒循
環サイクルを構成し、前記室内ファンと前記室内側熱交
換器は室内側に設置された室内ユニット内に配設され、
この室内ユニットは、前面側に室内空気を吸い込んで前
記室内側熱交換器に送る吸込グリルが配置された前面パ
ネルと、この前面パネル下方に配置された前記室内側熱
交換器により調温された空気を前記室内ファンを介して
前記室内空間へ吹き出す吹出グリルとを備え、前記冷媒
として同一温度での飽和圧力がＨＣＦＣ２２より高い代
替冷媒を用いた空気調和機において、前記四方弁により
前記圧縮機の吐出側を前記室内側熱交換器に、当該圧縮
機の吸込側を前記室外側熱交換器に接続した前記暖房運
転中における除霜運転開始時に、前記四方弁を反転制御
して前記圧縮機の吐出側を前記室外側熱交換器に、当該
圧縮機の吸込側を前記室内側熱交換器にそれぞれ反転接
続する反転制御手段と、前記四方弁の反転制御時に前記
圧縮機の運転周波数を所定の除霜運転周波数に設定する
とともに、当該四方弁の反転制御時に前記室内ファン及
び前記室外ファンの回転を停止し、且つ前記膨張機構の
開度を所定の除霜開度に設定する除霜運転制御手段と、
前記反転制御の開始前に所定時間前記圧縮機の運転を停
止し前記冷媒循環サイクルにおける吐出側圧力と吸込側
圧力との差を小さくする圧力差調整手段と、を備えてい
る。
【００２３】請求項４に係る発明は、圧縮機、四方弁、
室内ファンを有する室内側熱交換器、膨張機構、及び室
外ファンを有する室外側熱交換器を順次接続して冷媒循
環サイクルを構成し、前記室内ファンと前記室内側熱交
換器は室内側に設置された室内ユニット内に配設され、
この室内ユニットは、前面側に室内空気を吸い込んで 前
記室内側熱交換器に送る吸込グリルが配置された前面パ
ネルと、この前面パネル下方に配置された前記室内側熱
交換器により調温された空気を前記室内ファンを介して
前記室内空間へ吹き出す吹出グリルとを備え、前記冷媒
として同一温度での飽和圧力がＨＣＦＣ２２より高い代
替冷媒を用いた空気調和機において、前記四方弁により
前記圧縮機の吐出側を前記室内側熱交換器に、当該圧縮
機の吸込側を前記室外側熱交換器に接続した前記暖房運
転中における除霜運転開始時に、前記四方弁を反転制御
して前記圧縮機の吐出側を前記室外側熱交換器に、当該
圧縮機の吸込側を前記室内側熱交換器にそれぞれ反転接
続する反転制御手段と、前記四方弁の反転制御時に前記
圧縮機の運転周波数を所定の除霜運転周波数に設定する
とともに、当該四方弁の反転制御時に前記室内ファン及
び前記室外ファンの回転を停止し、且つ前記膨張機構の
開度を所定の除霜開度に設定する除霜運転制御手段と、
前記反転制御時に於ける前記圧縮機の運転周波数を前記
除霜運転周波数よりも低く設定し前記冷媒循環サイクル
における吐出側圧力と吸込側圧力との差を小さくする圧
力差調整手段と、を備えている。
【００２４】請求項５に係る発明は、圧縮機、四方弁、
室内ファンを有する室内側熱交換器、膨張機構、及び室
外ファンを有する室外側熱交換器を順次接続して冷媒循
環サイクルを構成し、前記室内ファンと前記室内側熱交
換器は室内側に設置された室内ユニット内に配設され、
この室内ユニットは、前面側に室内空気を吸い込んで前
記室内側熱交換器に送る吸込グリルが配置された前面パ
ネルと、この前面パネル下方に配置された前記室内側熱
交換器により調温された空気を前記室内ファンを介して
前記室内空間へ吹き出す吹出グリルとを備え、前記冷媒
として同一温度での飽和圧力がＨＣＦＣ２２より高い代
替冷媒を用いた空気調和機において、前記四方弁により
前記圧縮機の吐出側を前記室内側熱交換器に、当該圧縮
機の吸込側を前記室外側熱交換器に接続した前記暖房運
転中における除霜運転開始時に、前記四方弁を反転制御
して前記圧縮機の吐出側を前記室外側熱交換器に、当該
圧縮機の吸込側を前記室内側熱交換器にそれぞれ反転接
続する反転制御手段と、前記四方弁の反転制御時に前記
圧縮機の運転周波数を所定の除霜運転周波数に設定する
とともに、当該四方弁の反転制御時に前記室内ファン及
び前記室外ファンの 回転を停止し、且つ前記膨張機構の
開度を所定の除霜開度に設定する除霜運転制御手段と、
前記反転制御開始時よりも所定時間前に前記圧縮機の運
転周波数を前記除霜運転周波数に設定し、前記反転制御
開始時まで当該除霜運転周波数を維持させる前記圧力差
調整手段を備えている。
【００２５】請求項６に係る発明は、前記圧力差調整手
段は、前記反転制御の開始前に所定時間前記膨張機構の
開度を前記暖房運転時における開度よりも所定量アップ
させ吐出圧力を一時的に低下させる開度制御手段を備え
ている。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、添付図面を参照して説明する。
【００２７】（第１実施形態） 図１は、本実施形態における空気調和機の冷凍サイクル
の構成を示す図である。そして、本構成の空気調和装置
の冷凍サイクルにおいては、Ｒ２２よりも同一温度で飽
和圧力が高い、例えば５０℃における飽和圧力が２５０
０ｋＰａ以上の代替冷媒を用いている。なお、このよう
な代替冷媒として特にオゾン層を破壊しないものは、Ｒ
３２（ＣＨ2Ｆ2）とＲ１２５（ＣＨＦ2ＣＦ3）との合成
組成が８０％以上の冷媒、Ｒ１４３ａ（ＣＨ3ＣＦ3）と
Ｒ１２５（ＣＨＦ2ＣＦ3）との合成組成が８０％以上の
冷媒、及びＲ３２（ＣＨ2Ｆ2）の組成が４５％以上の冷
媒等がある。
【００２８】図１に示すように、空気調和機１は、コン
プレッサ（圧縮機）２、冷媒流路切り換え機能を有する
四方弁３、室内ファン４ａを有する室内側熱交換器４、
膨張弁としての電子制御弁（ＰＭＶ）５、及び室外ファ
ン６ａを有する室外側熱交換器６を配管７を介して順次
且つ環状に接続して冷媒を可逆的に循環させる冷凍サイ
クルを構成している。
【００２９】この冷凍サイクルから分かるように、空気
調和機１は、室内ファン４ａ及び室外ファン６ａの運転
時における四方弁３の切換制御（四方弁３→ＯＦＦ）に
より、冷媒を図中実線矢印方向に循環（コンプレッサ２
→四方弁３→室外側熱交換器（凝縮作用）６→ＰＭＶ５
→室内側熱交換器（蒸発冷房作用）４→四方弁３→コン
プレッサ２→…）させることにより冷房運転し、また、
四方弁３の切換制御（四方弁３→ＯＮ）により、冷媒を
図中破線方向に循環（コンプレッサ２→四方弁３→室内
側熱交換器（凝縮暖房作用）４→膨張弁５→室外側熱交
換器（蒸発作用）６→四方弁３→コンプレッサ２→…）
させることにより暖房運転するように構成されている。
さらに、暖房運転時において室内ファン４ａ及び室外フ
ァン６ａを停止させるとともに四方弁３を切り換え制御
して、冷媒を暖房時における循環方向とは逆方向（図中
実線方向）に循環させて除霜運転を実行可能になってい
る。
【００３０】そして、コンプレッサ２、四方弁３、ＰＭ
Ｖ５、室外側熱交換器６、及び室外ファン６ａは、室外
に設置された室外ユニットに設けられている。その室外
ユニットは、室外側熱交換器６に設置されその室外側熱
交換器６の冷媒蒸発温度を検出する蒸発温度センサ９
と、室外側熱交換器６自体に、あるいはその室外側熱交
換器６近傍に設けられ外気温度を検出する外気温度セン
サ１０とを備えており、この蒸発温度センサ９及び外気
温度センサ１０により検出された信号等に基づいてコン
プレッサ２等を含む室外側全体を制御する機能を有して
いる。
【００３１】また、室内側熱交換器４と室内ファン４ａ
とは室内に設置された室内ユニットに設けられている。
室内ユニットは、室内の温度を検出する室内温度センサ
１１と、室内側熱交換器４に設置されその室内側熱交換
器４の冷媒凝縮温度を検出する熱交換器温度センサ１２
とを備えており、室内温度センサ１１及び熱交換器温度
センサ１２によりそれぞれ検出された信号等に基づいて
室内側熱交換器４及び室内ファン４ａを含む室内側全体
を制御する機能を有している。なお、室内温度センサ１
１は、室内ユニット内の室内側熱交換器４の近傍（例え
ば風上側）に設置されている。
【００３２】ここで、図１における室内ユニットの概略
構成を図２に示す。図２によれば、室内側熱交換器４及
び室内ファン４ａを有する室内ユニット１５は、全体で
略直方体状に形成され、室内ファン４ａの回転軸方向に
対応する長手方向が室内の水平方向に沿うように例えば
室内壁等に設置されている。
【００３３】室内ユニット１５は本体ケーシング１６を
有し、この本体ケーシング１６における室内壁設置側に
対向する前面側に前面パネル１７が装着されている。そ
して、この前面パネル１７の前面側には吸込グリル１８
が配設され、当該前面パネル１７の前面床側（図中下方
側）の下方には、吹出口である吹出グリル１９が配設さ
れている。そして、本体ケーシング１６のファンケーシ
ング２０内には、これら吸込グリル１８と吹出グリル１
９とを連通させる通風路２１が形成されている。
【００３４】この通風路２１には、例えば逆Ｖ字状に屈
曲された室内側熱交換器４と、その送風方向下流側に例
えば横流ファンよりなる室内ファン４ａとが配設されて
おり、吸込グリル１８から本体ケーシング１６内へ吸い
込んだ室内空気を室内側熱交換器４で熱交換して、冷風
又は暖房の調温空気を室内ファン４ａにより吹出グリル
１９から室内へ再び送風して冷房又は暖房するようにな
っている。
【００３５】室内ファン４ａはファンケーシング２０と
ノーズ２５とともに送風機として構成されており、ノー
ズ２５は室内側熱交換器４からのドレンを受けるドレン
パン２６の後部側壁側に固定されている。
【００３６】吹出グリル１９の内方には、この吹出グリ
ル１９から外方へ吹き出される送風（吹出風）ｗの室内
空間における天井側上方及び床側下方（以下、上下方向
という）への吹出角度を調節する上下風向調節ルーバ２
７と、ファン回転軸に沿った水平方向（左右方向）への
吹出角度を調節する左右風向調節ルーバ２８とが配設さ
れている。
【００３７】上下風向調節ルーバ２７は例えば帯状薄板
の上下一対の横ルーバ２７ａ、２７ｂを有しており、こ
の横ルーバ２７ａ、２７ｂは、ファン回転軸に略平行な
吹出グリル１９の長手方向に沿ってその略全長に亘って
平行且つ上下方向に所要の間隔をおいて並設されてい
る。また、各横ルーバ２７ａ、２７ｂは図示しない揺動
機構により前記長手方向に沿った軸（揺動軸）を中心に
上下方向に揺動するように構成され、これら横ルーバ２
７ａ、２７ｂの上下方向の揺動角を揺動機構の後述する
ルーバモータにより適宜調節することにより、吹出風ｗ
の上下方向の吹出角度を制御するようになっている。
【００３８】ここで、図３に室内ユニット１５及び室外
ユニット３０を含む空気調和機１全体の制御系統を示
す。
【００３９】図３によれば、室内ユニット１５は、その
室内ユニット１５全体を制御する例えばマイクロコンピ
ュータを搭載した室内制御部３１を備えており、この室
内制御部３１には、電源供給用の交流電源Ｓ及び遠隔操
作制御用のリモコンＲがそれぞれ接続されている。
【００４０】また、室内ユニット１５は、前述した室内
温度センサ１１及び熱交換器温度センサ１２と、室内フ
ァン４ａを回転させるファンモータ（ＦＭ）３２と、こ
のＦＭ３２の回転速度を可変速制御可能な速度制御回路
３３と、上下風向調節ルーバ２７（横ルーバ２７ａ、２
７ｂ）を前記揺動軸を中心に回転させて揺動運動させる
ルーバモータ（ＲＭ）３４と、このＲＭ３４を、その回
転角度を制御しながら駆動させるルーバ駆動回路３５と
を備えている。そして、室内温度センサ１１、熱交換器
温度センサ１２、速度制御回路３４及びルーバ駆動回路
３５はそれぞれ室内制御部３１に接続されている。
【００４１】室内制御部３１は、暖房時における室内側
熱交換器４の熱交換（凝縮）可能温度Ｔ0，その熱交換
可能温度Ｔ0に対応する高圧側圧力Ｐ0，及び暖房運転開
始時から室内側熱交換器４が熱交換（凝縮）可能な状態
になるまでの時間ｔ0の内の少なくとも１つを予め内部
メモリに記憶しており、室内温度センサ１１及び熱交換
器温度センサ１２からの検出信号及び室外ユニット３０
（の室外制御部）から送られる室外情報信号等に応じて
速度制御回路３３及びルーバ駆動回路３４を制御するよ
うに構成されている。
【００４２】一方、室外ユニット３０は、その室外ユニ
ット３０全体を制御する例えばマイクロコンピュータを
搭載した室外制御部４０と、この室外制御部４０に相互
接続され当該室外制御部４０の制御に必要な情報データ
等を記憶可能なメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）４１とを備えて
おり、この室外制御部４０には室内制御部３１を介して
交流電源供給ラインＬが接続されている。
【００４３】また、室外ユニット３０は、コンプレッサ
２を回転駆動させるコンプレッサモータ（ＣＭ）４２
と、交流電源供給ラインＬを介して交流電源Ｓから供給
された交流電力を一度直流に変換し、平滑化した後で再
度交流電力に変換してＣＭ４２を回転駆動するインバー
タ回路４３とを備えており、このインバータ回路４３
は、室外制御部４０からの制御信号に応じてＣＭ４２の
回転周波数制御を行なうことにより、冷暖房能力を広範
囲で調節可能になっている。
【００４４】さらに、室外ユニット３０は、室外ファン
６ａを回転させるファンモータ（ＦＭ）４４と、ＦＭ４
４の回転速度を可変速制御しながら駆動させるファン駆
動回路４５と、前述した四方弁（４Ｖ）３、ＰＭＶ５、
及び外気温度センサ１０とを備えており、室外制御部４
０は、蒸発温度センサ９及び外気温度センサ１０からの
検出信号及び室内ユニット１５（の室内制御部３１）か
ら送られる室内情報信号に応じて、ファン駆動回路４５
の駆動制御、四方弁３のＯＮ／ＯＦＦの切換制御及びＰ
ＭＶ５の開度制御を行なうようになっている。
【００４５】次に本実施形態の全体動作について、特に
暖房運転開始における室内ユニットの動作について説明
する。
【００４６】空気調和装置１を運転して暖房を開始する
際において、室内制御部３１は、ルーバ駆動回路３５を
介してＲＭ３４を回転制御して、横ルーバ２７ａ、２７
ｂの角度位置を、吹出風ｗが室内空間の天井方向（上方
向）に向かう位置（例えば天井面や床面に略平行な水平
位置（又はこの水平位置よりも天井側上方へ向いた水平
位置）、もしくは吹出風ｗが吸込グリル１８に短絡的に
吸い込まれるような位置（上記水平位置よりも天井側上
方へ向いたショートサーキット位置）に設定する（図２
における破線で示された横ルーバ２７ａ'、２７ｂ'の位
置及び破線矢印で示された吹出風ｗ1（ルーバ水平位
置），吹出風ｗ2（ルーバショートサーキット位置）参
照）。この状態で、室外制御部４０は、四方弁３をＯＮ
に切り換え制御し、インバータ回路４３を介してＣＭ４
２を回転駆動させてコンプレッサ２を起動させるととも
に、ファン駆動回路４５を介してＦＭ３２を回転駆動し
て室外ファン４４を駆動させる。
【００４７】一方、室内制御部３１は、室外制御部４０
から送られるコンプレッサ２起動情報に応じて、当該コ
ンプレッサ２起動と略同時にファン駆動回路４５を介し
てＦＭ４４を回転駆動させて室内ファン４ａの運転を開
始（室内ファンＯＮ）させる。この結果、暖房運転開始
時から室内ファン４ａの運転により室内側熱交換器４を
介して室内側の熱交換が行なわれる。（図４、ステップ
Ｓ１０参照）。
【００４８】このとき、室内制御部３１は、熱交換器温
度センサ１２により検出される検出信号を常時参照して
おり、その検出信号に基づく室内側熱交換器４の温度Ｔ
が上昇して、当該Ｔが熱交換可能温度Ｔ0を越える（Ｔ
≧Ｔ0）かどうかを判断している（ステップＳ１１）。
【００４９】すなわち、室内制御部３１は、熱交換器温
度センサ１２により検出された室内側熱交換器４の温度
Ｔが熱交換可能温度Ｔ0を越えていない場合（Ｔ＜Ｔ0）
のいては、ステップＳ１１の判断はＮＯとなり、ステッ
プＳ１１の判断処理を繰り返す。このとき、Ｔ＜Ｔ0の
ため、室内ファン４ａの運転の下で吹出グリル１９から
吹き出される吹出風は冷風であるが、この冷たい吹出風
は、横ルーバ２７ａ、２７ｂの角度位置が水平位置もし
くはショートサーキット位置に設定されているため、吹
出風ｗ1及び吹出風ｗ2として示すように、室内空間の天
井側上方に吹き出されるか、もしくは吸込グリル１８に
短絡的に吸い込まれるように吹き出されるため、室内空
間全体を冷やすことがなく、当該室内空間の温度変化が
少ない状態で維持されている。
【００５０】そして、室内側熱交換器４の温度Ｔが熱交
換可能温度Ｔ0を越えた場合（Ｔ≧Ｔ0）においては、ス
テップＳ１１の判断の結果はＹＥＳとなり、室内制御部
３１は、ルーバ駆動回路３５を介してＲＭ３４を回転制
御して、横ルーバ２７ａ、２７ｂの角度位置を、通常暖
房時に向ける位置である吹出風が室内の床方向（下方
向）に向かう位置に設定する（図２における実線で示さ
れた横ルーバ２７ａ、２７ｂの位置参照）。そして、通
常の暖房運転が行なわれる。すなわち、室内ファン４ａ
の運転の下で吹出グリル１９から吹き出される吹出風は
Ｔ≧Ｔ0であるため暖風であり、この暖かい吹出風が実
線矢印ｗで示すように、室内の床方向（下方向）に向け
て吹き出されるため、室内空間が暖房される（ステップ
Ｓ１２）。
【００５１】以上の暖房運転起動動作における、横軸を
当該暖房運転スタート時からの経過時間ｔとした際の高
圧側圧力ＰA、油面の高さＨA、漏洩電流ＩAの変化の一
例を図５に示す。
【００５２】すなわち、本構成では、Ｒ２２よりも同一
温度で飽和圧力が高い代替冷媒を用いた空気調和機であ
っても、室内ファン４ａを暖房運転開始直後から運転さ
せており、当該暖房運転開始直後から室内側熱交換器４
で熱交換が行なわれているため、図５に示すように、高
圧側圧力ＰAは緩やかに上昇していく。この結果、高圧
側圧力ＰAの最高圧（ピーク）も従来に比べて低く、高
圧側圧力ＰAの急上昇及び高いピークによるコンプレッ
サ２や室内側熱交換器４等の信頼性や寿命等への影響を
回避することができる。
【００５３】また、図５に示すように、高圧側圧力ＰA
が緩やかに上昇していくため、冷媒の潤滑油への溶け込
みも過度には発生せず、油面の上昇も従来に比べて非常
に僅かである（油面の高さＨA参照）。したがって、油
面の上昇によって発生する漏洩電流ＩAのピークも従来
に比べて非常に低くすることができる。
【００５４】なお、本構成において横ルーバ２７ａ'、
２７ｂ'の位置をショートサーキット位置に設定すれ
ば、室内側熱交換器４の吸込温度が上昇するため、通常
暖房運転（ルーバ下向運転）を開始するまでの時間が短
縮される。
【００５５】また、本構成では、横ルーバ２７ａ、２７
ｂの角度位置を熱交換器温度センサ１２により検出され
た室内側熱交換器４の温度Ｔにより制御したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、室内側熱交換器４の
温度Ｔが熱交換可能温度Ｔ0を越えたことを、その温度
変化に対応して室内温度センサ１１により検出された室
温の変化に基づいて認識し、横ルーバ２７ａ、２７ｂの
角度位置制御を行ってもよい。さらに、横ルーバ２７
ａ、２７ｂの角度位置制御を、暖房運転開始時から室内
側熱交換器４が熱交換（凝縮）可能な状態になるまでの
時間ｔ0に基づいて、暖房運転開始時からの経過時間に
より行ってもよい。さらにまた、横ルーバ２７ａ、２７
ｂの角度位置制御を、室内側熱交換器４の熱交換（凝
縮）可能な状態における高圧側圧力Ｐ0を参照して、室
内側熱交換器４の温度Ｔにより求められる高圧側圧力値
に基づいて行ってもよい。
【００５６】なお、横ルーバ２７ａ、２７ｂが水平位置
あるいはショートサーキット位置に向いている間は吹出
風が天井側上方へ吹き出されて吸込グリル１８に吸い込
まれるため、室内温度センサ１１により検出される室温
が実際の室温を超えているように感知される危険性があ
る。したがって、横ルーバ２７ａ、２７ｂが水平位置あ
るいはショートサーキット位置に向いている間において
は、室内温度センサ１１により検出された室温を、吹出
風が天井側上方へ吹き出した分における温度上昇分を加
味して補正し、その補正室温に基づいて室内制御部３１
を動作制御させるか、あるいは横ルーバ２７ａ、２７ｂ
が水平位置あるいはショートサーキット位置に向いてい
る間においては、室内温度センサ１１により検出された
室温を無効として室内制御部３１を動作制御させるよう
に構成してもよい。このように構成すれば、上述した室
内温度センサ１１の実際の室温とは異なる検出値に基づ
く室内制御部３１の動作制御により発生する誤動作を回
避することができ、さらに信頼性を向上させることがで
きる。
【００５７】（第２実施形態） 本実施形態における空気調和機の構成は、図１〜図３に
示した構成と略同様であり、その説明は省略する。すな
わち、本実施形態の空気調和機１は、除霜制御を行う際
の制御動作に特徴があるため、除霜制御に基づく全体動
作について図６を参照して以下に詳しく説明し、その他
の動作については説明を省略する。なお、第１実施形態
と同様に、使用冷媒は、Ｒ２２ではなく、当該Ｒ２２よ
りも同一温度で飽和圧力が高い、例えば５０℃における
飽和圧力が２５００ｋＰａ以上の代替冷媒を用いてい
る。
【００５８】今、空気調和機１において、暖房運転を行
っているとすると、コンプレッサ２は予め定められた一
定の運転周波数（回転数）で駆動し、四方弁３はＯＮに
切り換え制御されている。なお、この運転周波数（回転
数）のことを以下、暖房運転周波数という。
【００５９】また、室内ファン４ａは予め定められた一
定の回転数で運転（ＯＮ）されており、室外ファン６ａ
も予め定められた一定の回転数で運転（ＯＮ）されてい
る。さらに、ＰＭＶ５は、暖房運転時に基づく制御（ス
ーパーヒート（ＳＨ）制御）に基づく一定の開度に制御
されている。
【００６０】すなわち、暖房運転時においては、コンプ
レッサ２で圧縮された高温高圧冷媒（代替冷媒）は、実
線で示すように四方弁３を経て室内側熱交換器４に案内
され、室内ファン４ａの回転に応じて放熱して室内を暖
房する。室内を暖房することにより凝縮された冷媒は、
ＰＭＶ５で膨張作用を受けて減圧されて室外側熱交換器
６に案内される。この室外側熱交換器６で室外ファン６
ａの回転数に応じて外気から吸熱して蒸発した冷媒は、
四方弁３を介して再度コンプレッサ２に送られ圧縮さ
れ、高温高圧冷媒として再度四方弁３を介して室内側熱
交換器４に案内される。このような暖房サイクルを繰り
返し行うことにより、暖房運転が行われている（図６；
ステップＳ２０参照）。
【００６１】上述した暖房運転中において、蒸発温度セ
ンサ９により検出された室外熱交換器６内で蒸発した冷
媒の蒸発温度Ｔeが所定温度Ｔs（例えば−２℃）よりも
低い（Ｔe＜Ｔs）状態を所定時間（例えば３０分間）継
続しているか否かを室外制御部４０は常に判断しており
（ステップＳ２１）、継続していなければ（ステップＳ
２１の判断の結果ＮＯ）除霜運転は行う必要は無いと判
断してステップＳ２０の動作、すなわち暖房運転を繰り
返す。
【００６２】一方、ステップＳ２１の判断の結果ＹＥ
Ｓ、すなわち、「Ｔe＜Ｔs」を所定時間以上継続してい
る場合、室内制御部３１及び室外制御部４０は、除霜運
転制御を実行する。
【００６３】このとき、室外制御部４０は、最初にイン
バータ回路４３を介してＣＭ４２の駆動を停止制御して
コンプレッサ２の回転動作を停止させる（コンプレッサ
２ＯＦＦ；ステップＳ２２）。そして、コンプレッサ２
停止後所定時間経過後に、室外制御部４０はＯＮの四方
弁３をＯＦＦに反転して冷媒の循環方向を暖房時と逆転
させるとともに、ＰＭＶ５の開度を一定の開度（除霜開
度）に保持するように制御する。さらに、四方弁３の反
転と同時にファン駆動回路４５を介してＦＭ４４を制御
して室外ファン６ａの運転を停止させる。また、室内制
御部３１は、四方弁３の反転と同時（室外ファン６ａの
運転停止と同時）に速度制御回路３３を介してＦＭ３２
を制御して室内ファン４ａの運転を停止させる（ステッ
プＳ２３）。
【００６４】この結果、除霜運転が開始される。すなわ
ち、コンプレッサ２から吐出された高温高圧のガス状冷
媒は、ＯＦＦ状態の四方弁３を経て室外側熱交換器６内
に案内され、その室外側熱交換器６内で放熱して液化さ
れる。このとき、冷媒の放熱により室外側熱交換器６の
外面に付着した霜が加熱されて除去される。また、室外
側熱交換器６で凝縮液化した液状冷媒はＰＭＶ５を介し
て室内側熱交換器４内へ送られ、その室内側熱交換器４
内で自然対流により吸熱して蒸発し気化される。気化さ
れた冷媒（ガス状冷媒）は再びコンプレッサ２に戻さ
れ、以下、上述した動作サイクルが繰り返し行なわれる
（ステップＳ２４）。
【００６５】一方、室外制御部４０は、蒸発温度センサ
９により検出された室外熱交換器６内で蒸発した冷媒の
蒸発温度Ｔe値に基づいて、当該蒸発温度Ｔeが所定温度
Ｔu（例えば５℃）を越えているか（Ｔe＞Ｔu）否かを
判断しており（ステップＳ２５）、この判断の結果ＮＯ
（Ｔe≦Ｔu）の場合は、ステップＳ２４における除霜運
転を繰り返し行う。一方、ステップＳ２５の判断の結果
ＹＥＳ、すなわち「Ｔe＞Ｔu」の場合においては、室外
制御部３１は、除霜が完了したものと判断してステップ
Ｓ２０の処理に戻り、上述した暖房運転を繰り返す。
【００６６】前掲図６のフローチャートで示した暖房運
転及び除霜運転における空気調和機１（コンプレッサ
２、四方弁３、室内ファン４ａ、室外ファン６ａ、及び
ＰＭＶ５）のシーケンス図を図７に示す。図７に示すよ
うに、本構成では、コンプレッサ２を除霜開始前にＯＦ
Ｆして、コンプレッサ２における吐出圧力及び吸込圧力
を零にした状態で四方弁３を反転させて除霜運転を開始
しているため、全体の吐出圧力及び吸込圧力の差が小さ
くなり、四方弁３反転時の圧力変化も緩やかに起こる。
したがって、四方弁３反転時にその四方弁３の配管等に
発生する騒音、振動を、周囲にほとんど影響を与えない
程度に低減させることができる。
【００６７】なお、除霜が完了したものと判断してステ
ップＳ２０の処理に戻り、暖房運転を繰り返す場合にお
いては、室外制御部４０は、インバータ回路４３及びＣ
Ｍ４２を制御してコンプレッサ２の運転を継続させなが
ら当該コンプレッサ２の運転周波数を除霜周波数から前
記暖房運転周波数まで引き上げてもよい。また、室外制
御部４０は、インバータ回路４３及びＣＭ４２を制御し
てコンプレッサ２の運転を一旦停止させ、所定時間経過
後に当該コンプレッサ２の運転周波数を前記暖房運転周
波数まで引き上げてもよい（図７に破線で示すコンプレ
ッサの運転周波数のシーケンス参照）。
【００６８】また、本構成では、除霜運転開始前にコン
プレッサ２をＯＦＦして全体の吐出圧力及び吸込圧力の
差を小さくしているが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、種々の変形例が考えられる。
【００６９】例えば第１の変形例として、図８のシーケ
ンス図に示すように、室外制御部４０は、図６のステッ
プＳ２２の処理において、コンプレッサ２の運転周波数
を徐々に下げていき、当該運転周波数が除霜周波数より
も低下した時点（このときの運転周波数Ｈmin）で四方
弁３を反転させる等して除霜運転を開始している。この
ように構成しても、上述したコンプレッサ２→ＯＦＦの
場合と同様に除霜開始時点でコンプレッサ２の運転周波
数は暖房運転周波数及び除霜運転周波数と比べて十分に
低下しているため吐出圧力は十分に低下し、当該吐出圧
力と吸込圧力との差が小さくなっている。したがって、
四方弁３反転時にその四方弁３の配管等に発生する騒
音、振動を、周囲にほとんど影響を与えない程度に低減
させることができる。また、本変形例の構成では、コン
プレッサ２の運転周波数を徐々に下げるように制御して
おり、ＯＦＦにしてはいないため、除霜開始時（四方弁
３反転時）における吐出圧力と吸込圧力との差の度合い
は、「コンプレッサ２→ＯＦＦ制御」の場合と比べて小
さいが、反面、除霜運転を開始するまでに常にコンプレ
ッサ２が駆動しているため、その間の暖房運転を継続し
て行なうことができ、除霜運転開始前の暖房による快適
性を損なうことがないという利点を有している。なお、
運転周波数Ｈminを「０Hz」にしてもよいのは言うまで
もない。
【００７０】また、第２の変形例を図９にシーケンス図
として示す。図９によれば、室外制御部４０は、図６の
ステップＳ２２の処理において、コンプレッサ２の運転
周波数を徐々に下げていき、当該運転周波数を除霜周波
数と略一致させた状態で運転周波数を一定時間保持し、
この保持した状態で四方弁３を反転させる等して除霜運
転を開始してもよい。このように構成した場合、除霜開
始時点でコンプレッサ２の運転周波数は、暖房運転周波
数よりも十分に低い状態で一定の除霜周波数のままで変
化なく保持されているため、吸込圧力を上昇及び吐出圧
力を低下させることができ、当該吐出圧力と吸込圧力と
の差を小さくすることができる。したがって、四方弁３
反転時にその四方弁３の配管等に発生する騒音、振動
を、周囲にほとんど影響を与えない程度に低減させるこ
とができる。
【００７１】なお、本変形例も第１変形例と同様に除霜
運転を開始するまでに常にコンプレッサ２が駆動してい
るため、その間の暖房運転を継続して行なうことがで
き、除霜運転開始前の暖房による快適性を損なうことが
ないという利点を有している。
【００７２】さらに第３の変形例を図１０にシーケンス
図として示す。図１０によれば、室外制御部４０は、図
６のステップＳ２２の処理において、コンプレッサ２の
運転周波数を徐々に下げ始めるとともに、ＰＭＶ５の開
度をＳＨ制御に基づく開度からさらに所定の開度だけ開
くように制御する（開度”ｕｐ”）。そして、運転周波
数が除霜周波数に達したときに、室外制御部４０は四方
弁３をＯＦＦに反転して冷媒の循環方向を暖房時と逆転
させるとともに、ＰＭＶ５の開度をさらに開いて除霜開
度に保持するように制御する。さらに、四方弁３の反転
と同時に室外ファン６ａの運転をＯＦＦ及び室内制御部
３１の制御の下で室内ファン４ａの運転をＯＦＦさせて
除霜運転を開始している。
【００７３】本変形例の構成によれば、除霜開始前にＰ
ＭＶ５の開度をＳＨ制御に基づく開度からさらに所定の
開度だけ開いているため、ＰＭＶ５を開いてから除霜開
始までの時間は、ＰＭＶ５及び室外熱交換器６（蒸発
器）を介してコンプレッサ２へ送られる冷媒ガス中に液
化冷媒を含むことになる（液バック状態）。この液化冷
媒を含む冷媒ガスは、図示しないアキュムレータを介し
て液化冷媒が取り除かれ、冷媒ガスのみがコンプレッサ
２に吸入されることになる。
【００７４】すなわち、本変形例の構成によれば、除霜
運転前にＰＭＶ５の開度を所定開度開いて暖房運転して
液バック状態を作り、アキュムレータを介して液化成分
を分離することにより、暖房サイクルを循環する冷媒ガ
スの量を低減したため、一時的（除霜運転開始までの
間）に吐出圧力を低下させることができる。したがっ
て、上述した実施形態及び各変形例と同様に、吐出圧力
及び吸込圧力の差が小さくなり、四方弁３反転時の圧力
変化も緩やかに起こる。この結果、四方弁３反転時にそ
の四方弁３の配管等に発生する騒音、振動を周囲にほと
んど影響を与えない程度に低減させることができる。
【００７５】そして、第４の変形例を図１１にシーケン
ス図として示す。図１１によれば、室外制御部４０は、
図６のステップＳ２２の処理において、コンプレッサ２
の運転周波数を徐々に下げ始めるとともに、ＰＭＶ５の
開度をＳＨ制御に基づく開度からさらに所定の開度だけ
閉じるように制御する（開度”ｄｏｗｎ”）。そして、
運転周波数が除霜周波数に達したときに、室外制御部４
０は四方弁３をＯＦＦに反転して冷媒の循環方向を暖房
時と逆転させるとともに、ＰＭＶ５の開度を大きく開い
て除霜開度に保持するように制御する。さらに、四方弁
３の反転と同時に室外ファン６ａの運転をＯＦＦ及び室
内制御部３１の制御の下で室内ファン４ａの運転を→Ｏ
ＦＦさせて除霜運転を開始している。
【００７６】本変形例の構成によれば、除霜開始前にＰ
ＭＶ５の開度をＳＨ制御に基づく開度から一定の開度だ
け閉じているため、ＰＭＶ５を閉じてから除霜開始まで
の間においては、暖房サイクルを循環する冷媒ガスの量
は低減する。したがって、除霜運転開始までの間におい
て吐出圧力を低下させることができる。この結果、上述
した第２実施形態及び各変形例と同様に、吐出圧力及び
吸込圧力の差が小さくなり、四方弁３反転時の圧力変化
も緩やかに起こり、当該第２実施形態及び各変形例と同
様の騒音・振動抑制効果が得られる。
【００７７】続いて、第５の変形例を図１２にシーケン
ス図として示す。図１２によれば、室外制御部４０は、
図６のステップＳ２２の処理において、コンプレッサ２
の運転周波数を徐々に下げ始める。この室外制御部４０
の運転周波数低下制御の開始と同時に室内制御部３１
は、速度制御回路３３及びＦＭ３２を介して室内ファン
４ａの回転数を所定数アップ（”ｕｐ”）させる。そし
て、運転周波数が除霜周波数に達したときに、室外制御
部４０は四方弁３をＯＦＦに反転して冷媒の循環方向を
暖房時と逆転させるとともに、ＰＭＶ５の開度を開いて
除霜開度に保持するように制御する。さらに、四方弁３
の反転と同時に室外ファン６ａの運転をＯＦＦさせる。
そして、室内制御部３１は、四方弁３の反転と同時（室
外ファン６ａの運転ＯＦＦと同時）に速度制御回路３３
及びＦＭ３２を介して室内ファン４ａの運転（回転）を
ＯＦＦさせて除霜運転を開始している。
【００７８】本変形例の構成によれば、除霜開始前に室
内ファン４ａの回転数を所定数アップさせているため、
室内ファン４ａの回転数がアップしてから除霜開始まで
の間においては、室内側熱交換器４（凝縮器）の凝縮量
（放熱量）が増加する。したがって、除霜運転開始まで
の間において吐出圧力を低下させることができる。この
結果、上述した第２実施形態及び各変形例と同様に、吐
出圧力及び吸込圧力の差が小さくなり、四方弁３反転時
の圧力変化も緩やかに起こり、当該第２実施形態及び各
変形例と同様の騒音・振動抑制効果が得られる。
【００７９】また、第６の変形例を図１３にシーケンス
図として示す。図１３によれば、室外制御部４０は、図
６のステップＳ２２の処理において、コンプレッサ２の
運転周波数を徐々に下げ始めるとともに、ファン駆動回
路４５及びＦＭ４４を介して室外ファン６ａの回転数を
所定数ダウン（”ｄｏｗｎ”）させる。そして、運転周
波数が除霜周波数に達したときに、室外制御部４０は四
方弁３をＯＦＦに反転して冷媒の循環方向を暖房時と逆
転させるとともに、ＰＭＶ５の開度を開いて除霜開度に
保持するように制御する。さらに、室外制御部４０は、
四方弁３の反転と同時にファン駆動回路４５及びＦＭ４
４を介して室外ファン６ａの運転（回転）をＯＦＦさせ
るとともに、室内制御部３１の制御の下で室内ファン４
ａの運転をＯＦＦさせて除霜運転を開始している。
【００８０】本変形例の構成によれば、除霜開始前に室
外ファン６ａの回転数を所定数ダウンさせているため、
室外ファン６ａの回転数がダウンしてから除霜開始まで
の間においては、室外側熱交換器６（蒸発器）の蒸発量
（吸熱量）が低下する。したがって、除霜運転開始まで
の間において吸込圧力が低下するものの、暖房サイクル
における冷媒循環量を低減させることができる。この冷
媒循環量の低減により吐出圧力が低下し、この低下量は
吸込圧力の低下量よりも大きいため、上述した第２実施
形態及び各変形例と同様に、吐出圧力及び吸込圧力の差
が小さくなる。したがって、四方弁３反転時の圧力変化
も緩やかに起こり、当該第２実施形態及び各変形例と同
様の騒音・振動抑制効果が得られる。
【００８１】ところで、本実施形態では、吐出圧力と吸
込圧力との差を小さくする各種の制御を図６のフローチ
ャート及び図７〜図１３のシーケンス図で示したが、図
７〜図１３に示した各制御を組み合わせて実行すること
も可能である。すなわち、図７〜図９に示したコンプレ
ッサ２の周波数制御の内のどれか１つ、図１０〜図１１
に示したＰＭＶ５の開度制御の内のどちらか一方、図１
２に示した室内ファン４ａの回転数制御、及び図１３に
示した室外ファン６ａの回転数制御をそれぞれ組み合わ
せて実行することができる。例えば、図１４に、コンプ
レッサ２ＯＦＦ制御（図７）、ＰＭＶ５開度アップ制御
（図１０）、室内ファン４ａ回転数アップ（図１２）、
および室外ファン６ａ回転数ダウン（図１３）をそれぞ
れ組み合わせて実行したシーケンス図を示す。
【００８２】このように各動作制御を組み合わせて実行
することにより、相乗効果が生まれてより大きな騒音・
振動抑制効果が得られる。
【００８３】なお、本実施形態では、代替冷媒として、
５０℃における飽和圧力が２５００ｋＰａ以上の冷媒を
用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ｒ
２２よりも同一温度で飽和圧力が高い冷媒であり、且つ
オゾン層を破壊しない冷媒であれば何れの冷媒を用いて
も良い。
【００８４】
【発明の効果】以上述べたように請求項１に係る空気調
和機によれば、室内空間における天井側上方及び床側下
方への吹出角度を、暖房運転開始時において吹出風が天
井側上方へ向かう位置（冷房時に向ける位置、あるいは
さらに上方で吹出グリルから吹き出される空気が前記吸
込グリルへ短絡的に吸い込まれる位置等）に設定し、例
えば室内側熱交換器の温度が上昇して熱交換可能な状態
に達した時に、その吹出角度を吹出風が床側下方へ向か
う位置に設定している。このように設定すれば、高圧側
の急激な圧力上昇を回避しながら室内の快適さを損なわ
ずに暖房運転を開始できる。すなわち、高圧側の圧力上
昇は緩やかに起こるため、コンプレッサの性能や信頼性
を高度に維持し、且つ熱交換器等の破損を防止すること
ができる。
【００８５】また、請求項３に係わる空気調和機によれ
ば、除霜運転開始時の四方弁反転時に吐出圧力と吸込圧
力との差を小さくしたため、四方弁反転時における急激
な圧力変化を抑制することができる。したがって、除霜
運転の四方弁反転時に配管等から発生する騒音、振動を
低減することができ、使い勝手のよい空気調和機を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係わる空気調和機の冷
凍サイクルの構成を示す図。
【図２】図１における室内ユニットの概略構成を示す縦
断面図。
【図３】室内ユニット及び室外ユニットを含む空気調和
機全体の制御系統図。
【図４】第１実施形態における暖房運転開始から通常暖
房運転までの動作の一例を示す概略フローチャート。
【図５】本実施形態のＲ２２よりも同一温度で飽和圧力
が高い代替冷媒を用いた空気調和機において、横軸を当
該暖房運転スタート時からの経過時間ｔとした際の高圧
側圧力ＰA、油面の高さＨA、漏洩電流ＩAの変化の一例
を示すグラフ。
【図６】第２実施形態における暖房運転中の除霜運転に
おける動作の一例を示す概略フローチャート。
【図７】横軸を時間軸とした場合の暖房運転及び除霜運
転におけるコンプレッサ、四方弁、室内ファン、室外フ
ァン、及びＰＭＶのシーケンス図。
【図８】第１の変形例において横軸を時間軸とした場合
の暖房運転及び除霜運転におけるコンプレッサ、四方
弁、室内ファン、室外ファン、及びＰＭＶのシーケンス
図。
【図９】第２の変形例において横軸を時間軸とした場合
暖房運転及び除霜運転におけるコンプレッサ、四方弁、
室内ファン、室外ファン、及びＰＭＶのシーケンス図。
【図１０】第３の変形例において横軸を時間軸とした場
合の暖房運転及び除霜運転におけるコンプレッサ、四方
弁、室内ファン、室外ファン、及びＰＭＶのシーケンス
図。
【図１１】第４の変形例において横軸を時間軸とした場
合の暖房運転及び除霜運転におけるコンプレッサ、四方
弁、室内ファン、室外ファン、及びＰＭＶのシーケンス
図。
【図１２】第５の変形例において横軸を時間軸とした場
合の暖房運転及び除霜運転におけるコンプレッサ、四方
弁、室内ファン、室外ファン、及びＰＭＶのシーケンス
図。
【図１３】第６の変形例において横軸を時間軸とした場
合の暖房運転及び除霜運転におけるコンプレッサ、四方
弁、室内ファン、室外ファン、及びＰＭＶのシーケンス
図。
【図１４】その他の例において横軸を時間軸とした場合
の暖房運転及び除霜運転におけるコンプレッサ、四方
弁、室内ファン、室外ファン、及びＰＭＶのシーケンス
図。
【図１５】従来における暖房運転開始から通常暖房運転
までの動作の一例を示す概略フローチャート。
【図１６】Ｒ２２を冷媒とした空気調和機で除霜運転を
行なった場合において、横軸を当該除霜運転スタート時
からの経過時間ｔとした際の吐出圧力Ｐｄと吸込圧力Ｐ
ｓとの差を示すグラフ。
【図１７】従来のＲ２２よりも同一温度で飽和圧力が高
い代替冷媒を用いた空気調和機において、横軸を当該暖
房運転スタート時からの経過時間ｔとした際の高圧側圧
力Ｐ、油面の高さＨ、漏洩電流Ｉの変化の一例を示すグ
ラフ。
【図１８】５０℃における飽和圧力が２５００ｋＰａ以
上の代替冷媒を用いた空気調和機で除霜運転を行なった
場合において、横軸を当該除霜運転スタート時からの経
過時間ｔとした際の吐出圧力Ｐｄ'と吸込圧力Ｐｓ'との
差を示すグラフ。
【符号の説明】
１ 空気調和機 ２ コンプレッサ ３ 四方弁 ４ 室内側熱交換器 ４ａ 室内ファン ５ ＰＭＶ ６ 室外側熱交換器 ６ａ 室外ファン ９ 蒸発温度センサ １０ 外気温度センサ １１ 室内温度センサ １２ 熱交換機温度センサ １５ 室内ユニット １８ 吸込グリル １９ 吹出グリル ２７ 上下風向調節ルーバ ２７ａ、２７ｂ 横ルーバ ３０ 室外ユニット ３１ 室内制御部 ３２ ＦＭ（ファンモータ） ３３ 速度制御回路 ３４ ＲＭ（ルーバモータ） ３５ ルーバ駆動回路 ４０ 室外制御部 ４１ ＥＥＰＲＯＭ ４２ ＣＭ（コンプレッサモータ） ４３ インバータ回路 ４４ ＦＭ（ファンモータ） ４５ ファン駆動回路
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ２５Ｂ 47/02 ５７０ Ｆ２５Ｂ 47/02 ５７０Ｆ ５７０Ｍ (56)参考文献 特開 昭63−143446（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−233386（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−50038（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−288386（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−210711（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−327193（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−243436（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−49834（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−24454（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F24F 11/02 102

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 圧縮機、四方弁、室内ファンを有する室
    内側熱交換器、膨張機構、及び室外ファンを有する室外
    側熱交換器を順次接続して冷媒循環サイクルを構成し、
    前記室内ファンと前記室内側熱交換器は室内側に設置さ
    れた室内ユニット内に配設され、この室内ユニットは、
    前面側に室内空気を吸い込んで前記室内側熱交換器に送
    る吸込グリルが配置された前面パネルと、この前面パネ
    ル下方に配置された前記室内側熱交換器により調温され
    た空気を前記室内ファンを介して前記室内空間へ吹き出
    す吹出グリルとを備え、前記冷媒として同一温度での飽
    和圧力がＨＣＦＣ２２より高い代替冷媒を用いた空気調
    和機において、 前記吹出グリル近傍に設置され室内ファンから吹き出さ
    れる風の室内空間における天井側上方及び床側下方への
    吹出角度を調節する吹出角度調節手段と、前記室内側熱
    交換器の温度及び当該室内側熱交換器の吹き出し温度の
    少なくとも一方を検出する温度検出手段と、前記室内側
    熱交換器の近傍に配設され室内の温度を検出する室温セ
    ンサと、暖房運転開始時において前記吹出角度を前記吹
    出風が天井側上方へ向かう位置に設定し、その後に前記
    吹出角度を前記吹出風が床側下方へ向かう位置に設定す
    るように前記吹出角度調節手段を制御する吹出角度制御
    手段と、前記暖房開始時に設定される前記吹出角度の位
    置は、前記吹出グリルから吹き出された吹出風が短絡的
    に前記吸込グリルへ吸い込まれる位置に設定するととも
    に、前記吹出風が天井側上方へ向かう位置に前記吹出角
    度が設定されている際に前記室温センサの検出温度を補
    正する室温補正手段とを備えたことを特徴とする空気調
    和機。
  2. 【請求項２】 前記室内側熱交換器の近傍に配設され室
    内の温度を検出する室温センサを有し、前記吹出風が天
    井側上方へ向かう位置に前記吹出角度が設定されている
    際に前記室温センサの検出温度を無効とするようにした
    請求項１記載の空気調和機。
  3. 【請求項３】 圧縮機、四方弁、室内ファンを有する室
    内側熱交換器、膨張機構、及び室外ファンを有する室外
    側熱交換器を順次接続して冷媒循環サイクル を構成し、
    前記室内ファンと前記室内側熱交換器は室内側に設置さ
    れた室内ユニット内に配設され、この室内ユニットは、
    前面側に室内空気を吸い込んで前記室内側熱交換器に送
    る吸込グリルが配置された前面パネルと、この前面パネ
    ル下方に配置された前記室内側熱交換器により調温され
    た空気を前記室内ファンを介して前記室内空間へ吹き出
    す吹出グリルとを備え、前記冷媒として同一温度での飽
    和圧力がＨＣＦＣ２２より高い代替冷媒を用いた空気調
    和機において、 前記四方弁により前記圧縮機の吐出側を前記室内側熱交
    換器に、当該圧縮機の吸込側を前記室外側熱交換器に接
    続した前記暖房運転中における除霜運転開始時に、前記
    四方弁を反転制御して前記圧縮機の吐出側を前記室外側
    熱交換器に、当該圧縮機の吸込側を前記室内側熱交換器
    にそれぞれ反転接続する反転制御手段と、前記四方弁の
    反転制御時に前記圧縮機の運転周波数を所定の除霜運転
    周波数に設定するとともに、当該四方弁の反転制御時に
    前記室内ファン及び前記室外ファンの回転を停止し、且
    つ前記膨張機構の開度を所定の除霜開度に設定する除霜
    運転制御手段と、前記反転制御の開始前に所定時間前記
    圧縮機の運転を停止し前記冷媒循環サイクルにおける吐
    出側圧力と吸込側圧力との差を小さくする圧力差調整手
    段と、を備えたことを特徴とする空気調和機。
  4. 【請求項４】 圧縮機、四方弁、室内ファンを有する室
    内側熱交換器、膨張機構、及び室外ファンを有する室外
    側熱交換器を順次接続して冷媒循環サイクルを構成し、
    前記室内ファンと前記室内側熱交換器は室内側に設置さ
    れた室内ユニット内に配設され、この室内ユニットは、
    前面側に室内空気を吸い込んで前記室内側熱交換器に送
    る吸込グリルが配置された前面パネルと、この前面パネ
    ル下方に配置された前記室内側熱交換器により調温され
    た空気を前記室内ファンを介して前記室内空間へ吹き出
    す吹出グリルとを備え、前記冷媒として同一温度での飽
    和圧力がＨＣＦＣ２２より高い代替冷媒を用いた空気調
    和機において、 前記四方弁により前記圧縮機の吐出側を前記室内側熱交
    換器に、当該圧縮機の吸込側を前記室外側熱交換器に接
    続した前記暖房運転中における除霜運転開始時に、前記
    四方弁を反転制御して前記圧縮機の吐出側を前記室外側
    熱交換器に、当該圧縮機の吸込側を前記室内側熱交換器
    にそれぞれ反転接続する反転制御手段と、前記四方弁の
    反転制御時に前記圧縮機の運転周波数を所定の除霜運転
    周波数に 設定するとともに、当該四方弁の反転制御時に
    前記室内ファン及び前記室外ファンの回転を停止し、且
    つ前記膨張機構の開度を所定の除霜開度に設定する除霜
    運転制御手段と、前記反転制御時に於ける前記圧縮機の
    運転周波数を前記除霜運転周波数よりも低く設定し前記
    冷媒循環サイクルにおける吐出側圧力と吸込側圧力との
    差を小さくする圧力差調整手段と、を備えたことを特徴
    とする空気調和機。
  5. 【請求項５】 圧縮機、四方弁、室内ファンを有する室
    内側熱交換器、膨張機構、及び室外ファンを有する室外
    側熱交換器を順次接続して冷媒循環サイクルを構成し、
    前記室内ファンと前記室内側熱交換器は室内側に設置さ
    れた室内ユニット内に配設され、この室内ユニットは、
    前面側に室内空気を吸い込んで前記室内側熱交換器に送
    る吸込グリルが配置された前面パネルと、この前面パネ
    ル下方に配置された前記室内側熱交換器により調温され
    た空気を前記室内ファンを介して前記室内空間へ吹き出
    す吹出グリルとを備え、前記冷媒として同一温度での飽
    和圧力がＨＣＦＣ２２より高い代替冷媒を用いた空気調
    和機において、 前記四方弁により前記圧縮機の吐出側を前記室内側熱交
    換器に、当該圧縮機の吸込側を前記室外側熱交換器に接
    続した前記暖房運転中における除霜運転開始時に、前記
    四方弁を反転制御して前記圧縮機の吐出側を前記室外側
    熱交換器に、当該圧縮機の吸込側を前記室内側熱交換器
    にそれぞれ反転接続する反転制御手段と、前記四方弁の
    反転制御時に前記圧縮機の運転周波数を所定の除霜運転
    周波数に設定するとともに、当該四方弁の反転制御時に
    前記室内ファン及び前記室外ファンの回転を停止し、且
    つ前記膨張機構の開度を所定の除霜開度に設定する除霜
    運転制御手段と、前記反転制御開始時よりも所定時間前
    に前記圧縮機の運転周波数を前記除霜運転周波数に設定
    し、前記反転制御開始時まで当該除霜運転周波数を維持
    させる前記圧力差調整手段を備えたことを特徴とする空
    気調和機。
  6. 【請求項６】 前記圧力差調整手段は、前記反転制御の
    開始前に所定時間前記膨張機構の開度を前記暖房運転時
    における開度よりも所定量アップさせ吐出圧力を一時的
    に低下させる開度制御手段を備えた請求項３ないし５記
    載の空気調和機。
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