JPH07294054A - 空気調和機とその運転制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 凝縮器の冷媒の回収量を一定にして、安定し
た暖房運転を行うことができる空気調和機とその運転制
御方法を提供する。 【構成】 圧縮機１、凝縮器５、流量制御弁、及び蒸発
器１４ａ，１４ｂを備え、さらには冷媒加熱器２０を備
える空気調和機において、圧縮機１のモータに流れる電
流の大きさによって、冷媒の回収の終了を検出する冷媒
回収終了検出手段５０を備えることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷媒加熱器を備えた空
気調和機に関し、特に、冷媒加熱器を用いた暖房運転時
に、凝縮器に溜った冷媒を回収することができる空気調
和機とその運転制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、圧縮機、凝縮器、流量制御弁、
及び蒸発器を備え、さらには凝縮器と並列に冷媒加熱器
を備えた空気調和機は知られている。

【０００３】この種のものでは、冷媒加熱器を用いて暖
房運転する場合に、冷媒加熱器と並列に設けられた凝縮
器に冷媒が溜まるという問題がある。

【０００４】凝縮器に冷媒が溜ると、冷凍サイクル中に
流れる冷媒の量が変動するので、圧縮機の吸い込み状態
が悪くなり、冷媒の液戻しを起こすなど、安定した暖房
運転を継続できなくなるという問題がある。

【０００５】これを解消するために、従来では、暖房運
転を一時的に停止して、必要な弁を閉じた状態で、圧縮
機を運転させて凝縮器内に溜った冷媒を、蒸発器側に回
収するようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
冷媒回収は、回収運転を一定時間行うだけなので、冷媒
の回収量が一定ではなく、ひいては冷凍サイクル中の冷
媒量が変動し、安定した暖房運転を行うことができない
という問題がある。

【０００７】従って、本発明は上記課題を解決するため
になされたものであり、凝縮器の冷媒の回収量を一定に
して、安定した暖房運転を行うことができる空気調和機
とその運転制御方法を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、圧縮機、凝縮
器、流量制御弁、及び蒸発器を備え、さらには冷媒加熱
器を備えた空気調和機において、冷媒加熱器を用いた暖
房運転時に、凝縮器の内部に溜まった冷媒を、圧縮機の
運転により蒸発器側に回収する冷媒回収手段と、冷媒回
収運転時の圧縮機に流れる電流の大きさによって冷媒の
回収の終了を検出する冷媒回収終了検出手段とを備えた
ことを特徴とするものである。

【０００９】方法に係る本発明は、圧縮機、凝縮器、流
量制御弁、及び蒸発器を備え、さらには冷媒加熱器を備
えた空気調和機の運転制御方法において、冷媒加熱器を
用いた暖房運転時に、凝縮器の内部に溜まった冷媒を、
圧縮機の運転により蒸発器側に回収するとき、圧縮機に
流れる電流の変化によって冷媒の回収の終了を判断する
ことを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】本発明によれば、圧縮機のモータに流れる電流
の大きさによって、冷媒の回収の終了を検出する冷媒回
収終了検出手段を備えるので、一定量の冷媒の回収運転
を安定して行え、凝縮器に冷媒の滞留を起こさず、安定
した暖房運転を継続することができる。

【００１１】また、本発明によれば、圧縮機のモータに
流れる電流の変化を検出して、冷媒の回収の終了を判断
するので、一定量の冷媒の回収運転を安定して行え、凝
縮器に冷媒の滞留を起こさず、安定した暖房運転を継続
することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を、図１に基づ
いて詳細に説明する。

【００１３】図１は、本発明の空気調和機である分離型
除湿空気調和機の好ましい実施例を示す。

【００１４】図１において、分離型除湿空気調和機は、
室外ユニット（室外機）１５と、室内ユニット（室内
機）１６を有している。

【００１５】まず、分離型除湿空気調和機の室外ユニッ
ト１５について説明する。

【００１６】圧縮機１は、四方弁２とアキュムレータ２
ａに接続されており、この四方弁２の配管２ｂは、逆止
弁１９と冷媒加熱器２０を介して二方弁３に接続され、
かつ逆止弁４に接続されている。

【００１７】二方弁３と逆止弁４は、凝縮器５を介し
て、二方弁７と逆止弁８に接続されており、この凝縮器
５には、凝縮器５用の送風機６が配置されて、送風空気
により冷媒を冷却するようになっている。二方弁７と逆
止弁８は、流量制御弁１０とマフラー１２を経て、配管
１８に接続されている。

【００１８】また、凝縮器５をバイパスするバイパス通
路２４が設けられており、このバイパス通路２４は流量
制御弁９により開閉される。

【００１９】即ち、室外ユニット１５では、圧縮機１と
凝縮器５と流量制御弁１０をこの順で直列に配置して、
かつ凝縮器５と流量制御弁１０の直列回路に対して、並
列に流量制御弁９を接続している。

【００２０】バイパス通路２４と配管２ｂの間では、逆
止弁１９と冷媒加熱器２０が並列に配置されている。こ
の冷媒加熱器２０を流れる冷媒は、凝縮器５にほどんど
冷媒を流さないときに暖房能力が不足すると、バーナー
２１により加熱することができる。これにより、冷媒の
再加熱量を更に多くして強力な暖房が可能である。

【００２１】四方弁２は、アキュムレータ２ａと、圧縮
機１と、配管２ｂと、そして配管１７に接続されてい
る。

【００２２】圧縮機１は、インバータモータあるいは定
格モータなどのモータにより駆動する。このモータに流
れる電流を、冷媒回収検出手段５０により検出する。

【００２３】この冷媒回収検出手段５０は、モータに流
れる電流の変化もしくは電流の大きさを検出することに
より、凝縮器５に滞留した冷媒と、圧縮機１内の負圧に
より室内放熱器１４ａ，１４ｂ側に冷媒回収をする際に
その冷媒の回収が完了したかどうかを判断するようにな
っている。

【００２４】なお、バーナー２１を作動する制御と、圧
縮機１のモータの作動制御は、制御部６０により行われ
る。

【００２５】次に、分離型除湿空気調和機の室内ユニッ
ト１６について説明する。

【００２６】再熱器１４ａと蒸発器１４ｂは、室内熱交
換器である。これらの再熱器１４ａと蒸発器１４ｂの間
には、マフラー１３と流量制御弁１１が配置されてい
る。すなわち、配管１８から、順に再熱器１４ａ、膨張
弁ともいう流量制御弁１１、そして蒸発器１４ｂが直列
に接続されており、蒸発器１４ｂは配管１７に接続され
ている。

【００２７】次に、図示の分離型除湿空気調和機の制御
方法の好ましい例を説明する。

【００２８】まず、通常の冷房運転と、除湿を伴う冷房
運転と、暖房運転時の冷媒の流れについて、説明する。

【００２９】通常の冷房運転では、流量制御弁９を閉
じ、流量制御弁１０を少し絞る。冷媒は、図１の破線の
矢印で示す方向に流れる。バーナー２１は作動しない。
圧縮機１からの冷媒は、四方弁２、逆止弁１９、二方弁
３、凝縮器５、逆止弁８、流量制御弁１０を通り、冷媒
はこの流量制御弁１０で絞られて、再熱器１４ａで一部
の冷媒が潜熱を奪って蒸発した後、流量制御弁１１によ
り残りの放熱器１４ｂで潜熱を奪って蒸発する。従っ
て、蒸発器１４ｂ及び再熱器１４ａの両方で風を冷却
後、室内に向けて送風する。

【００３０】次に、除湿を伴う冷房運転では、流量制御
弁９と流量制御弁１０の開度を変え、流量制御弁１１を
絞る。これにより、上述した通常の冷房運転と同様にし
て冷媒は循環するが、凝縮器５とバイパス通路２４を通
る冷媒がある。圧縮機１からの冷媒の一部を凝縮器５を
バイパスさせることにより、再熱器１４ａでの放熱量の
調整ができ且つ熱的ロスを低減できる。そして、冷媒は
再熱器１４ａで放熱し、蒸発器１４ｂで吸熱する。

【００３１】即ち、除湿冷房運転時には、蒸発器１４ｂ
の蒸発熱量に対して圧縮機１において冷媒に投入される
熱量を加えた熱量を、室外ユニット１５の凝縮器５で熱
量放熱し、残りの熱量は室内ユニット１６の再熱器１４
ａに移る。従って、室内ユニット１６の蒸発器１４ｂで
除湿冷却された空気を、再熱器１４ａにおいてこの残り
の熱量で加熱され、室内に吹き出され、除湿冷房され
る。

【００３２】この時、室外ユニット１５の凝縮器５で放
熱する熱量は、流量制御弁９の開度を調整することによ
り、凝縮器５を流れる冷媒循環量と、凝縮器５をバイパ
スして放熱しないで流量制御弁９を介して室内ユニット
１６の再熱器１４ａに流れ込む冷媒循環量を調整するこ
とにより、室外ユニット１５の凝縮器５での冷媒の放熱
量を調整することができ、きめ細かな湿度と温度との制
御が可能となる。

【００３３】したがって、室内ユニット１６の再熱器１
４ａでの放熱量と、室外ユニット１５の凝縮器５での放
熱量の割合を大きく変えることができる。

【００３４】流量制御弁９の開度を小さくして、冷媒の
バイパス２４に通る流量を少なくすることにより（凝縮
器５を流れる冷媒流量を多くすることにより）、室外放
熱量を大きくすることで、再熱器１４ａによる室内再加
熱に利用される熱量が少なくなる。したがって、室内空
気吹き出し温度は低くなり、冷房気味除湿となる。

【００３５】つまり、室内温度が設定温度より高い時に
は、流量制御弁９を流れる冷媒循環量を減らして（凝縮
器５を流れる冷媒循環量を多くして）、再熱器１４ａに
よる室内での再加熱量を少なくして、冷房気味除湿運転
をする。

【００３６】次に、暖房気味除湿運転の場合について説
明する。

【００３７】この場合の冷媒の流れは、図１の破線で示
すように冷房運転時と同じ流れであるが、流量制御弁９
の開度を大きくして、流量制御弁９を通る冷媒のバイパ
ス２４の流量を多くすることにより（凝縮器５を流れる
冷媒流量を少なくすることにより）、室外放熱量を小さ
くし、再熱器１４ａによる室内再加熱に利用される熱量
が多くなる。したがって、室内空気吹き出し温度は高く
なり、暖房気味除湿となる。

【００３８】つまり、室内温度が設定温度より低い時に
は、流量制御弁９を流れる冷媒循環量を増やして（凝縮
器５を流れる冷媒循環量を少なくして）、再熱器１４ａ
による室内での再加熱量を多くして、暖房気味除湿運転
をする。

【００３９】このようにして、除湿しながら、室温を設
定温度に調整することができる。

【００４０】次に、通常の暖房運転の場合について説明
する。

【００４１】通常の暖房運転時の冷媒の流れは、冷房運
転時と逆であり、実線の矢印で示すような流れになる。
つまり、蒸発器１４ｂ、再熱器１４ａ、流量制御弁１
０、凝縮器５、冷媒加熱器２０を通って、四方弁２を介
して圧縮機１に戻る。

【００４２】上述した暖房気味除湿運転状態から強力な
暖房運転を行う際に、凝縮器５に冷媒を少し流す場合で
暖房能力が不足なときには、バーナー２１により冷媒加
熱器２０を流れる冷媒を加熱して、冷媒の再加熱量をさ
らに多くして暖房する。

【００４３】この暖房運転を行ったときに、凝縮器５用
の送風機から送風すると、凝縮器に少ししか冷媒が流れ
ていないので、凝縮器５内の冷媒がほとんど液化してし
まい、冷媒が凝縮器に溜まってしまうことがある。この
ように暖房時に凝縮器に滞留している冷媒量により、冷
媒サイクル中に流れる冷媒の流量が変動し、圧縮機の吸
い込み状態が冷媒の液戻しを起こすなど、安定した空気
調和機の運転を継続できなくなる。

【００４４】そこで、このような場合に冷媒回収を行う
場合には、膨張弁９，１０と二方弁３を閉止した状態に
する。これにより、凝縮器５内の冷媒は、圧縮機１のモ
ータを作動することにより凝縮器５内を負圧にして、凝
縮器５内の冷媒を圧縮機１の負圧側につないで、冷媒加
熱器２０を通り、室内放熱器１４ａ，１４ｂ側に回収す
る。

【００４５】この冷媒回収は、例えば暖房運転を起動す
るごとや、サーモサイクルごとに行う。冷媒回収時の圧
縮機１のモータに流れる電流の変化は、回収開始は大き
く、回収が進むに従って、電流の変化が小さくなり、最
終的に電流の変化が飽和する（なくなる）。

【００４６】よって、圧縮機１のモータに流れる電流を
冷媒回収検出手段５０で検出して、この電流の時間的変
化率により、圧縮機１の負圧による冷媒回収作業の終了
を判断することで、滞留した一定量の冷媒を安定して回
収することができる。

【００４７】このように、冷媒を加熱することにより暖
房運転を行う空気調和機において、暖房運転起動時など
で凝縮器の冷媒を回収することにより、一定の回収運転
が可能なので、安定した冷媒の流量で運転が可能であ
る。

【００４８】本発明は上述した実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々
変形可能である。

【００４９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、圧
縮機のモータに流れる電流によって、冷媒の回収の終了
を検出する冷媒回収終了検出手段を備えるので、一定量
の冷媒の回収運転を安定して行え、凝縮器に冷媒の滞留
を起こさず、安定した暖房運転を継続することができ
る。

【００５０】また、本発明によれば、圧縮機のモータに
流れる電流の変化を検出して、冷媒の回収の終了を判断
するので、一定量の冷媒の回収運転を安定して行え、凝
縮器に冷媒の滞留を起こさず、安定した暖房運転を継続
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気調和機の好適な分離型除湿空気調
和機の冷媒サイクルを示す回路図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ５ 凝縮器 ９ 流量制御弁 １０ 流量制御弁 １４ａ 再熱器 １４ｂ 放熱器 １５ 室外ユニット １６ 室内ユニット ２０ 冷媒加熱器 ２１ バーナー ５０ 冷媒回収検出手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、凝縮器、流量制御弁、及び蒸発
   器を備え、さらには冷媒加熱器を備えた空気調和機にお
   いて、 前記冷媒加熱器を用いた暖房運転時に、凝縮器の内部に
   溜まった冷媒を、圧縮機の運転により蒸発器側に回収す
   る冷媒回収手段と、 冷媒回収運転時の圧縮機に流れる電流の大きさによって
   冷媒の回収の終了を検出する冷媒回収終了検出手段とを
   備えたことを特徴とする空気調和機。
2. 【請求項２】 圧縮機、凝縮器、流量制御弁、及び蒸発
   器を備え、さらには冷媒加熱器を備えた空気調和機の運
   転制御方法において、 前記冷媒加熱器を用いた暖房運転時に、凝縮器の内部に
   溜まった冷媒を、圧縮機の運転により蒸発器側に回収す
   るとき、圧縮機に流れる電流の変化によって冷媒の回収
   の終了を判断することを特徴とする空気調和機の運転制
   御方法。