JPH03164669A - 空気調和機の停止制御装置 - 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） この発明は、圧縮機の能力可変制御用のインバータを備
え、冷凍サイクルを切換える四路切換弁を備えた空気調
和機の停止制御装置に関するものである。

（従来の技術） 従来のインバータ方式の空気調和機においては、室温と
設定温度との差が小さいときには低周波数で、また差が
大きいときには高周波数で圧縮機が運転制御される。

このインバータ空気調和機には、冷凍サイクル切換用の
四路切換弁を備えることが多（、この四路切換弁には、
第４図に示すような、電磁パイロット弁材の四路切換弁
が採用され、冷凍回路における冷媒が作動流体としてス
ライド弁体に作用するようになっている。

まず上記四路切換弁２の構造及び作動を第４図で説明す
ると、四路切換弁２は四路切換弁本体１２と、電磁パイ
ロット弁２５とからなり、四路切換弁本体１２は伏碗状
のスライド弁体１７を挟んで１対の第１、第２ピストン
１９ａ　、　１９ｂを両側に配置し、かつそれらをロッ
ド１８によって連結し、シリンダ内に気密を保持して摺
動可能に収容すると共に、上記第１、第２ピストン１９
ａ　、１９ｂの外側には第１、第２ニードル弁２０ａ　
、２０ｂをそれぞれ突設し、第１、第２ピストン１９ａ
　、１９ｂの摺動により各節１、第２ニードル弁２０ａ
　、２０ｂがシリンダの両端部に設けた第１パイロツト
圧ボート２３、第２パイロツト圧ボート２４を開閉し得
るように形成している。なお、上記第１、第２ピストン
１９ａ　、　１９ｂには各々第１、第２オリフイス２１
．２２が貫通して穿設されている。

上記四路切換弁本体１２は、シリンダの中央部に高圧導
入用の流入ポー１−１３を開口すると共に、この流入ボ
ート１３に対向するシリンダ中央部に低圧導出用の流出
ボート１４を開口し、かつ上記流出ボート１４を挟みそ
の両側に第１、第２切換ポート１５．１６を並設して、
上記スライド弁体１７が第４図において左方に移動した
状態で流出ボート１４と第１切換ボート１５とを気密連
通し、かつ流入ポート１３と第２切換ポート１６とを気
密連通ずるよ・）になり、逆に右方に移動した状態では
流出ボート１４と第２切換ポート１６とを気密連通し、
かつ流入ボート１３と第１切換ボート１５とを気密連通
するようになっている。

一方電磁パイロット弁２５は、二個の第１切換ポート２
５ａ１第２切換ポート２５ｃと、−個の共通ポート２５
ｂとが弁本体に一列に開口されていて、ソレノイド２５
ｓを励磁した際に内部のスプール弁が、第４図において
右方に移動することにより、第１切換ポー）　２５ａは
閉ざされ、かつ共通ポート２５ｂと第２切換ボート２５
ｃとが気密連通する一方、ソレノイド２５ｓの非励磁時
にばね復帰した際には、逆に左方に移動することにより
、第２切換ボート２５ｃは閉ざされ、かつ共通ポート２
５ｂと第１切換ボート２５ａとが気密連通するようにな
っている。

そして、この電磁パイロット弁２５の第１切換ポート２
５ａを配管Ｐ１によって第１パイロツト圧ポート２３に
連通させ、共通ポー）　２５ｂを配管Ｐ２によって流出
ボート１４に連通させ、さらに第２切換ボート２５ｃを
配管Ｐ３によって第２パイロツト圧ポート２４に連絡さ
せて、上記四路切換弁２が構成されている。

ところで上記四路切換弁２のスライド弁体１７が左方あ
るいは右方に完全に移動するためには、上記第１ピスト
ン１９ａ　と第２ピストン１９ｂとに作用する背圧間の
圧力差がある値以上存在することが必要であるが、圧縮
機１が長時間停止していて、しかも空調負荷が小さくて
低回転で始動した状態を考えると、この状態で電磁パイ
ロット弁２５を励磁して停止の状態（第４図の暖房サイ
クル側）から冷房サイクルに切換えると、スライド弁体
１７は第４図の位置から右方へ移動するものの、第１ピ
ストン１９ａの背圧と第２ピストン１９ｂの背圧との間
の圧力差が小さいためにスライド弁体１７の動作が緩慢
となって、流入ポート１３、流出ボート１４、第１１第
２切換ボート１５．１６が共に連通ずる過渡状態の経過
時間が長くなる現象が生じる結果、スライド弁体１７の
移動が停止してしまって、過渡状態の中間位置から動か
なくなり、サイクルの切換えが不可能になってしまうの
である。

そして以上説−明したような四路切換弁２の作動不良が
発生した場合には、本来の空調機能を失してしまうだけ
でなく、圧縮機モータの過熱や圧縮機の潤滑不足等の問
題が発生する。

そこで上記四路切換弁を正常に作動させるために上記冷
媒の冷凍サイクルにおける高低差圧が所定の圧力以上に
なるように、空気調和機の始動時に圧縮機を運転制御す
る空気調和機の停止制御装置が特開昭６２−１７５５６
号で提案されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来例では空気調和機の始動時に圧
縮機１を制御して、四路切換弁２を正常に作動させる高
低差圧を冷凍回路中に発生させることはできるものの、
次のような点で改善の余地が残っている。すなわち上記
従来例では、高低圧差が小さい状態において圧縮機を停
止すると、電磁パイロット弁２５を非励磁状態にしても
、スライド弁体１７が完全には復帰し得す、四路切換弁
２が作動不良状態で空気調和機を停止させてしまう場合
があり、このような作動不良状態から空気調和機を再始
動したときには、上記のような制御を行ったとしても作
動不良状態のままで空気調和機が運転されるという問題
が残っているのである。

この発明は上記従来の問題を解消するためになされたも
のであって、その目的は、空気調和機の停止処理に先立
って、四路切換弁が正常に復帰し得るような高低差圧を
発生させ、四路切換弁を正常状態に復帰させてから空気
調和機の停止処理を行い、空気調和機の再始動時には始
動直後から正常な状態で運転を開始することができる空
気調和機の停止制御装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） そこでこの発明による空気調和機の停止制御装置におい
ては、圧縮機１と、四路切換弁２と、熱源側熱交換器３
と、減圧器４と、利用側熱交換器５と、上記圧縮機１の
運転周波数を可変制御するインバータ４０とを備え、さ
らに上記四路切換弁２においては、複数の切換対象通路
を切換える摺動自在な弁体１７の両側にそれぞれ圧力室
を設けると共に、この圧力室に作用する冷媒の高低圧差
を切換圧力源となし、さらに圧力室への冷媒の流通を切
換えるための電磁パイロット弁２５の励磁時に冷房又は
暖房のいずれか一方に、非励磁時には他方の運転状態に
復帰すべく構成して成る空気調和機の電磁パイロット弁
２５の励磁運転状態における停止制御装置であって、上
記圧縮機１の運転周波数を検出する運転周波数センサ４
２と、外気温を検出する外気温センサ４４と、外気温が
基準温度ｔ　”ｃよりも上記高低差圧を低圧側に変化さ
せるような温度状態であり、かつ上記圧縮機１が基準周
波数Ｆ４未満で運転されている状態において停止操作が
なされたときに、上記運転周波数を基準周波数Ｆ４以上
に上げた後に、停止指令５０を出力する停止前制御手段
４６と、上記停止指令５０により上記四路切換弁２を非
励磁状態に切換える停止処理手段５２とを存している。

（作用） 上記の構成においては、運転周波数センサ４２と外気温
センサ４４とからの出力信号４１．４３とに基づいて、
外気温が基準温度ｔ″Ｃよりも高低差圧が減少するよう
な温度状態にあって、かつ圧縮機ｌが基準周波数Ｆ４未
満で運転しているときには、停止前制御手段４６が圧縮
機ｌの運転周波数を基準周波数Ｆ４以上に上げた後に、
停止前制御手段４６から停止指令５０を停止処理手段５
２へ出力し、四路切換弁２を非励磁状態に切換えて停止
処理する。このため停止前の状態においては、実際の空
調負荷とは関係なく、冷凍回路の高低差圧が上昇し、四
路切換弁２に作動不良が発生するおそれかない状態にな
ってから空気調和機を停止することが可能になる。

（実施例） 次にこの発明の空気調和機の停止制御装置の具体的な実
施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

この発明の一実施例を第１図で説明すると、空気調和機
の冷凍回路は圧縮機ｌ、四路切換弁２、熱源側熱交換器
３、キャピラリチューブ４（減圧器）、アキュームレー
タ３１、及び室外ファン３２を備えた室外機Ｘと、利用
側熱交換器６及び送風ファン３３を備えた室内機Ａと、
室外機Ｘ１室内機Ａ相互を連結する液管３４とガス管３
５とから構成されている。そして、この冷凍回路におい
ては、四路切換弁２を上記ソレノイド２５ｓの励磁によ
って冷房側に切換え、またソレノイド２５ｓを非励磁状
態に戻すことによって暖房側に切換えて、冷房状態及び
暖房状態に運転状態を切換え得るものである。

上記四路切換弁２の構造、機能に関しては先に詳述して
いるので重複説明を避けるが、第４図に図示する非励磁
時の暖房側切換状態で四路切換弁本体１２のスライド弁
体１７外方のシリンダ内空間は高圧域であり、第２パイ
ロツト圧ポート２４を介してこのシリンダ内空間に連通
している配管Ｐ３もまた高圧域になっている。この状態
からソレノイド２５ｓを励磁して冷房運転に切換えると
、低圧域である配管Ｐ１は第１切換ポー）　２５ａで低
圧側から遮断される一方、配管Ｐ３及び第２ピストン１
９ｂの右側の室は、配管Ｐ２を介して流出ポート１４と
連通して低圧域となるので、第２ピストン１９ｂの右側
の室の圧力と第１ピストン１９ａの左側の室の圧力との
差圧によってスライド弁体１７は右方へ摺動する。そし
て四路切換弁２が切換作動することによって、暖房サイ
クルから冷房サイクルに運転状態が切り換わると共に、
四路切換弁本体１２のシリンダ内及び配管Ｐ１は高圧域
となり、かつ第２パイロツト圧ポート２４及び配管Ｐ３
は低圧域となることによって、スライド弁体１７の右方
へ移動した状態に安定保持される。

上記圧縮機１には圧縮能力可変制御用のインバータ４０
が接続されている。このインバータ４０は、圧縮機ｌの
周波数Ｆを可変制御する機能を有している。そして上記
四路切換弁２を励磁している空気調和機の冷房運転状態
から運転を停止する場合において、上記冷凍回路を流れ
る冷媒の高低差圧ΔＰは第３図に示すように各周波数Ｆ
１〜Ｆ４において、外気温Ｔの変化によって特性０１〜
Ｃ４のように変動する。この場合、３ｋｇ／ｃｎｌの基
準差圧に以下では、スライド弁体１７の移動が途中で停
止してしまって、中間位置から動かなくなり、サイクル
の切換えが不可能になる作動不良を起こす可能性が生じ
ることになる。

インバータ４００周波数倍号４１は運転周波数センサ４
２に入力され、運転周波数センサ４２によって圧縮機１
の運転周波数が検出され、運転周波数センサ４２の周波
数信号４１は停止前制御手段４６に入力されるようにな
されている。

また上記室外機Ｘには、外気温を検出する外気温センサ
４４が備えられており、外気温センサ４−４の温度信号
４３も停止前制御手段４６に入力されている。

空気調和機が停止操作されて停止前制御手段４６に停止
操作信号５１が入力されることによって停止前制御手段
４６が作動する。この停止前制御手段４６では、外気温
が基準温度ｔ（例えば、１５℃）以下で、かつ圧縮機ｌ
の運転周波数が基準周波数Ｆ４未満であることを検出し
たときに、圧縮機１の運転周波数を上記基準周波数Ｆ４
に上昇させる周波数上昇指令５３をインバータ４０へ出
力した後に、停止処理手段５２へ停止指令５０を出力す
る機能を備えている。そして停止処理手段５２は、非励
磁信号５４を出力することによって上記四路切換弁２を
非励磁状態に切換操作して、四路切換弁２を暖房運転状
態に復帰させると共に、インバータ４０へ圧縮機１の停
止信号５５を出力するようになされている。

以上のような停止前制御手段４６における制御プロセス
を第２図で説明すると、ステップＳ１で停止前制御手段
４６に停止操作信号５１が入力されたことを検知したと
きに停止前制御手段４６は作動を開始する。そして停止
前制御手段４６はステップＳ２で外気温Ｔが基準温度Ｌ
″ＣＣ以下るか否かを判定し、基準温度ｔ′Ｃ以下のと
きはステップＳ３へ進み、基準温度ｔ″Ｃ６以上きはス
テップＳ５へ進む。ステップＳ３では圧縮機ｌの運転周
波数が上記基準周波数Ｆ４以上であるか否かを判定し、
運転周波数が上記基準周波数Ｆ４未満のときには四路切
換弁２が作動不良を発生する可能性があると判断してス
テップＳ４へ進み、運転周波数が上記基準周波数Ｆ４以
上のときにはステップＳ５へ進む。そして上記ステップ
Ｓ４では圧縮Ｉｌｌの運転周波数を上記基準周波数Ｆ４
に上昇させて一定時間Ｓ（例えば、３０秒）だけ、運転
を継続して上記冷凍回路の高低差圧を上昇させてからス
テップＳ５へ進む。このステップＳ５では、上記停止処
理手段５２が四路切換弁２を非励磁に切換えると共に、
圧縮機１を停止させる停止処理を行う。

以上のように上記停止前制御手段４６は、運転周波数セ
ンサ４２、外気温センサ４４からの周波数倍号４１、温
度信号４３に基づいて、四路切換弁２が作動不良を発生
するおそれのある状態になっているのを判定した場合に
は、インバータ４０へ周波数上昇指令５３を出力して上
記高低差圧を上昇させた後に、停止指令５０を停止処理
手段５２へ出力する。したがって停止処理手段５２は、
四路切換弁２が正常に作動する状態において、上記停止
処理を行うことになり、四路切換弁２が作動不良を起こ
した状態で空気調和機の運転を停止してしまうのが防止
される。このため空気調和機を再始動するときには、最
初から四路切換弁２が正常に動作することになり、空気
調和機の信頼性が向上するのである。

以上にこの発明による空気調和機の停止制御装置の具体
的な実施例について説明したが、この発明は上記実施例
に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変
更して実施することが可能である。例えば上記実施例に
おいては、四路切換弁２が通電時に冷房サイクルに切り
換わる場合を説明したが、逆に通電時に暖房サイクルに
切り換わる場合にも本発明を適用し得ることは勿論であ
る。すなわちこの場合には、空気調和機の冷房運転から
の停止時に発生する四路切換弁４の作動不良を防止する
だけでなく、暖房運転から停止するときに発生する作動
不良をも同様に防止し得るのである。

（発明の効果） 上記したようにこの発明による空気調和機の停止制御装
置においては、運転周波数センサと外気温センサとから
の両出力信号に基づいて、四路切換弁が作動不良を起こ
す可能性のある運転状態であるときには、停止前制御手
段で圧縮機の運転周波数を基準周波数以上に上げた後に
、停止前制御手段から停止指令を停止処理手段へ出力し
、四路切換弁を非励磁状態に切換えることが可能になる
。

このため実際の空調負荷とは関係なく、冷凍回路の高低
差圧が上昇し、四路切換弁に作動不良が発生するおそれ
がない状態になってから空気調和機を停止することがで
き、空気調和機の再始動時には最初から空気調和機は正
常な状態で運転されることになり、空気調和機の信頼性
を向上し得ることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例装置を示す構造略図、第２
図は停止前制御手段の制御プロセスを示すフローチャー
ト図、第３図は外気温−高低差圧のグラフ、第４図は四
路切換弁の縦断面図である。 ■・・・圧縮機、２・・・四路切換弁、３・・・熱源側
熱交換器、５・・・利用側熱交換器、４０・・・インバ
ータ、４２・・・運転周波数センサ、４２・・・外気温
センサ、４６・・・停止前制御手段、５２・・・停止処
理手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、圧縮機（１）と、四路切換弁（２）と、熱源側熱交
   換器（３）と、減圧器（４）と、利用側熱交換器（５）
   と、上記圧縮機（１）の運転周波数を可変制御するイン
   バータ（４０）とを備え、さらに上記四路切換弁（２）
   においては、複数の切換対象通路を切換える摺動自在な
   弁体（１７）の両側にそれぞれ圧力室を設けると共に、
   この圧力室に作用する冷媒の高低圧差を切換圧力源とな
   し、さらに圧力室への冷媒の流通を切換えるための電磁
   パイロット弁（２５）の励磁時に冷房又は暖房のいずれ
   か一方に、非励磁時には他方の運転状態に復帰すべく構
   成して成る空気調和機の電磁パイロット弁（２５）の励
   磁運転状態における停止制御装置であって、上記圧縮機
   （１）の運転周波数を検出する運転周波数センサ（４２
   ）と、外気温を検出する外気温センサ（４４）と、外気
   温が基準温度（ｔ℃）よりも上記高低差圧を低圧側に変
   化させるような温度状態であり、かつ上記圧縮機（１）
   が基準周波数（Ｆ４）未満で運転されている状態におい
   て停止操作がなされたときに、上記運転周波数を基準周
   波数（Ｆ４）以上に上げた後に、停止指令（５０）を出
   力する停止前制御手段（４６）と、上記停止指令（５０
   ）により上記四路切換弁（２）を非励磁状態に切換える
   停止処理手段（５２）とを有することを特徴とする空気
   調和機の停止制御装置。