JPH01169261A - ヒートポンプ式空気調和機 - 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〕 本発明はヒートポンプ式空気調和機の室内ファンの制御
装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、ヒートポンプ式空気調和機の暖房運転始動時及
び除１゛自遜転終了時は、冷風による居住者の不夫感を
な（すために、室内側熱交換器の温度が設定値になるま
で室内ファンを停止する予熱連転を行っている。しかし
、暖房運転始動時ｈ時は、通常圧縮機、室外側熱交換器
等室外に設置されているものは室外温度に、室外側熱交
換器等室外に設置さｊているものは室内温度になってい
る。この状態でヒートポンプ式空気調和機を始動すると
室外側熱交換器内に涌笛していた液冷媒が未蒸発のまま
圧縮機にもどる◇ この液冷媒と圧縮機内の急激な圧力上昇によって圧縮機
内で凝縮した液冷媒が、圧縮機の摺ｍ部の潤滑のために
封入されている冷凍機油に播は込み、冷凍機油の容積か
増加し圧縮機からＭＬ出する。また予熱時間の間は圧動
様出口から気液二相の状態となっているために、空気調
和機を徊成している冷凍サイクル内の冷媒か不通正にな
っており、流出した冷体イセ前は圧縮＠にもとりにくい
。

この状、四で予熱時間が終了し、室Ｐ′３ファンか応Ｍ
ｆると、圧縮機内の圧力が急激に低下し、冷媒磯度が高
い冷凍機油は発泡し、冷凍機油とともに圧縮機から流出
する。この結果圧縮機内の冷凍機油不足か生じ、各摺動
部の肋滑不良による焼付き、かじり等か生じ、ヒートポ
ンプ式空気調和機の信頼性が低下する。また、除矛°自
運転終了時も圧縮機、室内側熱交換器の温度が低く、始
動時と同様の現象が生じる。

発泡による冷凍機油の圧動様流出を防止する方法として
は、特開昭５５−１４５０号公報に記載のように、発泡
現象が生じると圧縮機の回転数を低速に制御する方法が
知られている。

〔発明か解決しようとする問題点〕

上記従来技術では、発泡椀象か押えられ、圧縮機から流
出する冷凍機油量は少なくなるか、冷凍後油中の冷媒の
蒸発による冷凍機油量・の減少、また、圧縮機回転数低
下による暖房能力の低下寺が配慮さｊていない。

本発明の目「うは、暖房運転始動時及び除ね運転終了時
の暖房能力を低下させずに、冷凍機油不足をなくシ、信
頼性の尚いヒートポンプ式空気調相機を提供てることに
ある。

〔問題点を滌決するための手段〕

上記目的は、下部に冷凍機油を封入した冶閉容器からな
る圧縮機、冷房運転と暖房運転で冷媒の訛れ方向２変れ
る四方切換え弁、室内側熱交換器、室内側熱交換器に送
；賦するための室内ファン及び室内ファンモータ、減圧
装置が、室外側熱交換器を有し１暖房運転始動時あるい
は除霜達私於了時に予熱時間を設定したヒートポンプ式
空気Ａ）ｉｌ相１沙において、前記室内ファンモータの
回転数を圧縮機内の圧力変化が一定値以下となるように
制御できる？ｉｔ制御装置を設けることにより達成され
る。

〔作用〕

暖房運転始動時及び除ね運転終了時の予熱運転中に、圧
縮恢への液もどり及び圧部機内での冷媒の凝縮のために
耐尿磯油の冷媒へ度が増加した場合でも・予熱運転終了
後の室内ファン回転数開側ｊにより圧縮機内圧力の変化
が設定置以下ｌ／ｃなるため・冷凍轡油内の冷媒の発泡
がなくなり、除々に冷媒が蒸発する。始＠時の圧力変化
を図８に示−「。

実線が呈内ファン回転数乞制御した場合、破紛がしない
場合である。この間、圧縮様内の冷凍機油量も少な（な
るか、室内ファンが始動すると室内側熱交換器出口でザ
ブクールがとねるようになり、冷凍サイクル内の冷妹分
布が適正になり、冷凍サイクル内に１４笛していた冷凍
機油が圧Ｉ４機にもどる。したかって、圧Ｒｉ８内の冷
凍機油中の冷媒が蒸発し終る前に冷凍サイクルから冷凍
機油かもどるために、冷凍機油不足が生じることはない
。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図により説明す
る。第１図は本発明の一実施例を明わす冷凍サイクル構
成図、第２図はマイクロコンピュータのｆｆ１ｔｉＩ倒
乞示す流ｉ図、第３図は暖房運転始動時の制御特性図で
ある。

第１図において、１は圧縮機（詳細後述）、２は冷房運
転と暖房運転で冷媒の流れを切り換える四方切換え弁、
３は室内１ｌｌｌＩ熱父換器、４は室内ファンモータ５
により回転して室内側熱交換器３へ送風する室内ファン
、６は減圧器、７は室外側熱交換器、８は室外ファンモ
ータ９により回転して室外熱交換器７に送風する室外フ
ァン、１０はアキュームレータ、１１は圧縮ｅｋｊ内の
圧力を検出する圧力センサ、１２は圧カセ／す１１の信
号を処ｆｌｌｆる圧力検出装置、１５は圧縮機１表面ま
たは出口配管に取り付けた圧縮機１の温度を検出する温
度センサ、１４は温度センサ１３の信号を処理する温度
検出装ｆａ、１５は圧力検出装置１２と温度検出装置１
４からの信号により、室内ファン５０回転数を決めるマ
イクロコンピュータ、１６はマイクロコンピュータ１５
かもの信号によって室内ファン５に電圧を加える室内フ
ァン駆動装置である・ 圧縮＠１は密閉容器１７の下部に＠滑油２５に授私され
た圧Ｍｄ女索であるシリンダ１８、クランクシャフト１
９、ローラ２０、上軸覚２１、下軸受２２、消音室２３
、吐出通路２４、ベーン（図示せ′ｆ）、上Ｔｈにクラ
ンクシャフト１９　？：：回転させるための電動要素か
らなっている。

サラニ、マイクロコンピュータ１５は第２図の流れ図に
示すように暖房運転始動時には、温度検出装［１４及び
圧力検出装置１ｉ１２からの信号により以下のように制
御される。

温度恢出装ｆｉｔ　１４　Ｋより検出される温度Ｔ］が
設定値’１’？）　（例えば４ｃＰＣ）以下の場合は室
内ファンＯＦ　１”　、　’ｉ’ｌが゛ｉ’ｐ以上にな
ると圧帽１出口のスーパーヒー）ｉ、ｔ（温度検出装置
Ｍ１４で検出され一度ｌ１１１と、圧力検出装置１２で
検出される圧力での冷媒の飽和温度′１２σ）雀）か設
定値’Ｌ’ｓ　（例えば１００Ｃ）以上であれは室内フ
ァンモータ５に通′ＢＰ；運転時の電圧Ｖｏが印加さｊ
るように室内７アン駆動装置１６に信号が送られる。ス
ーパーヒート量か設定値Ｔｓより小さい場合には、室内
ファンモータ５の電圧をＶｏ上げる信号を室内ファン駆
動装置乙に送る。そして、一定時ｊ用七円の圧力ｆ１と
を測定１、圧力変化か８足値ΔＰ（例えは６に４／−）
より小さけれは、さらに室内ファンモータの電圧ｆ　Ｖ
ｏ増加させることをスーパーヒート賞が設定値１８以上
になるまで繰りかえ丁。案内ファンモータ５に印加電圧
ＶＯを増加させた時、圧縮機１内の圧力変化が設定値Δ
Ｐよりも太き（なった場合には印加電圧をＶｏ秋少さゼ
る・Ｖｏの値を小さ（するほど圧＋Ｍ機１内の圧力低下
は少な（なるＯ 以上のように構成したヒートポンプ式空気調和機の暖房
始動時の特性について第５図を用いて説明する。運転停
止時は３１！ｉ宮室内側熱交換器３は室内温度、圧縮機
１及び室外側熱又換器７は室外温度になっている。この
ような状態でヒートポンプ式窒気調和磯乞始動すると、
室外側熱又換器Ｚ内に滞留していた液冷媒が未蒸発のま
ま圧均機１に戻る・さらに、圧縮機１内の圧力上昇に伴
なってガス冷媒か凝縮する。この凝縮した液冷媒と前記
室外ｍｌ＋熱交換器７からの液冷媒の一部は冷凍機油の
一部とともに圧縮機から流出するか、残りは圧Ｎ［１円
の下部に封入された冷凍機油２５に俗は込む、このため
冷凍機油中の油成分は減少てるか冷凍機油中の冷媒嬢度
が増加し、冷凍機油の菫も増加する。

この状態で運転を続けると圧縮機１出口の冷媒確度か上
昇し、時間ｔｐになると設定温度′１゛１以上になり室
内ファン４が始動する。このため−時的に圧縮機１内の
圧力が低下するが、マイクロコンピュータ１５により、
圧力変化が小さくなるように制御されているため、冷凍
機油２５中の冷媒の急激な発成はなく除々に冷凍機油中
の冷媒磯度が低下てる。／ｖ媒−度が低下すると冷凍磯
油童も減少するが、室内ファン４が始動すると室内側熱
交換器３内で冷媒が凝縮するために圧縮機１出口ではス
ーパーヒート賞が大きくなり、冷凍サイクルとして適正
な冷媒状態に近づき、時間ｔｏ［なると冷凍サイクル内
にωＬ出していた冷凍機油が圧縮機１にもどる。。

第６図に、予熱運転時終了時の圧力変化ムＰｌと圧力変
化の設定値は次のようにして決まる。第６図に、冷媒温
度５０°Ｃでの圧力と冷偲機油中の飽和冷媒磯度の関係
を示す。この冷媒磯度から予熱終了時の圧力変化量によ
る冷媒蒸発−を引いた冷凍機油ｉＶと圧力変化量の関係
を第７図に示ｆ。

冷凍機油ＮＶは予熱終了時の最太冷凍磯油倉■・（この
ときの冷媒−度は通常７０％程度である）との割合で示
している。したかって、必要冷凍機油量が５０％であれ
は圧力変化の設定値ΔＰを４に９１５１以下に押える必
要がある。

本実施例では、予熱運転中のスーパーヒートが設定値以
下の場合にのみ、室内ファンモータの回転数の制御を行
ったが、予熱運転中のスーパーヒートが設定値以上の場
合でも、実施例の制御を行っても不都合は生じない。ま
た、この場合には、予熱運転中の冷凍機油の冷媒ｇ度か
低く、圧力変化を太き（しても冷凍機油中の冷媒の蒸発
量は少なく、冷凍機油不足は生じない。

以上のように、暖房運転始動時に、冷媒＆度が高くても
急激な圧力変化がなくなり、冷α機油の急激な発成によ
る冷凍＋８ッ油不足が生じないため、摺動部の焼付き、
かじり等かなくなり、信頼性が向上する。また、本実施
例では常に圧縮機内の圧力変化を検出して室内ファンの
回転数を開演１しているため、葦同温度が低温でわすか
な）虱釦゛で圧力変化か大きくなるような場合でも、を
風菫で（Ｊ　Ｎ−ＯＦ　Ｆとなるため油切ｊは生じない
。

除籍運転終了時も圧縮機温度、室内狙ＩＪ熱交換器の温
度が低下しているために、除籍終了後の予熱運転も暖房
始動時と同様の特性になる。

本発明の他の実施例を第４図、第５図を用いて説明する
。第４図は本発明の他の実施例を明わす冷凍サイクル構
成図、第５図は他の実施例に係るマイクロコンピュータ
の流れ図である。

第３図において、１１αは室内１１１１１１熱父換器の
中央部に取り付けた温度センサＣ１１２αは温度センサ
Ｃｔ＋αの信号を処理する温度検出装置Ｃである。

第１図と同一符号は同一部品を表わす。

室内側熱交換器６の中央部の温度は室内側熱交換器３内
の圧力の紀和温度を示すために、圧縮機１内の圧力を間
接的に検出することかできる。したかって、第５図に示
すようにスーパーヒート鑵を温度センサ１３で検出され
る温度′１□ｌと温度センサＣ１１αで検出される温度
１゛２の差とし、圧縮機１内の圧力変動を温度センサＣ
１１αで検出さ怒扇度Ｔ２とも時間後の縣反Ｔ３の差か
設定―直走Δ１１以下になるようにマイクロコンピュー
タ１５ヲ制御すれは前記実施例と同一の効果を得る。さ
らに、温度センサは配管等に接触して取り付けｊば良＜
、圧力センサのようにセンサ部を圧縮機内部に設ける必
要がなく構造が簡単になるという効果がある。また、予
熱運転中は温度センサ１１αで検出される温度と温度セ
ンサ１５で検出されるτ配置の差は小さく、予熱運転終
了時の温度センサ１１αで検出さｎるｔＩｉＡ度で行っ
てもよい。

上記実施例では室内ファンモータの回転を電圧を震えて
行っているか、比較的短時間内に０Ｎ−ＯＦ　Ｆを繰り
かえす制御を行っても同様の効果を得る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、予熱運転終了時の室内ファン回転数を
圧締機内の圧力変化が少なくなるように制御することに
より、圧酪機内の冷凍機油０）発泡をなくし、冷凍機油
中の冷媒の蒸発を少な（することにより、冷凍機油不足
がなくなり、信相性が鍋（、さらに、圧縮機の能力を最
大で運獣でることができ、快適性の高いヒートポンプ式
空気調相磯か提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体構成図、第２図は第１
図に経るマイクロコンピュータの制御を示す流れ図、第
６図は第１図に係る冷凍サイクルの暖房連転始動時の制
御特注図、第４図は他の実施例の冷凍サイクル構成図、
第５図は第４図に係６マイクロコンピユータの制御１を
示す流れ図、第６図は圧力と飽和冷媒−度を示す線図、
第７図は圧力変化捕と冷凍機油貞の関係を示す線図、第
８図は始動図の圧力変化を示す線図である。 １・・・圧縮機、５・・・室内側熱交換器、４・・・室
内ファン、１１・・・圧力センサ、１３．１１α・・・
温度センサ。 １５、・・・マイクロコンピュータ、２５・・・冷凍機
油。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、冷凍機油を封入した密閉容器からなる圧縮機、冷房
   運転と暖房運転で冷媒の流れ方向を変える四方切換え弁
   、室内側熱交換器、室内側熱交換器に送風するための室
   内ファン及び室内ファンモータ、減圧装置、室外側熱交
   換器を有し、暖房運転始動時あるいは除霜運転終了時に
   予熱時間を設定したヒートポンプ式空気調和機において
   、予熱運転終了時に前記室内ファンモータの回転数を圧
   縮機内の圧力変化が一定値以下になるように制御できる
   制御装置を設けたことを特徴とするヒートポンプ式空気
   調和機。