JPH0333992B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、ヒートポンプ式冷凍サイクルを備
え、暖房運転時、定期的または必要に応じて室外
熱交換器に対する除霜運転を行なう空気調和機に
関する。

〔発明の技術的背景〕

従来、この種の空気調和機にあつては、暖房運
転時、予め定めた除霜タイミングにおいて室外熱
交換器の温度が一定値以下になると、四方弁を復
帰作動せしめることにより暖房サイクルを解除し
て除霜サイクル（冷房サイクル）を形成し、室外
熱交換器に高温、高圧冷媒を供給してその室外熱
交換器の除霜を行なうようにしている。

〔背景技術の問題点〕

ところで、このような空気調和機においては、
除霜運転時、室内フアンの運転を停止して室内へ
の冷風の吹出しを防ぐようにしており、このため
圧縮機の温度が低下するようになる。すなわち、
第７図に示すように、除霜運転が進行するにつれ
て圧縮機の温度が低下し、それに伴つて吐出冷媒
温度が低下する。このような状態で四方弁を切換
作動して暖房運転を再開すると、室外熱交換器に
滞留した液冷媒が圧縮機に戻つてくる液バツクを
生じ、圧縮機に悪影響を与える。

一般に、液バツクが発生すると、圧縮機内で冷
媒が蒸発し、このため第７図に示すように圧縮機
温度が50℃以下まで低下し、圧縮機内の潤滑油へ
冷媒が溶け込む。この溶け込みにより、潤滑油の
粘土低下を引き起こすとともに、冷媒の溶け込ん
だ潤滑油が圧縮機から冷媒サイクルへ吐出されて
圧縮機内の潤滑油が減少し、圧縮機の摺動部が潤
滑不足となり、圧縮機に損傷を与える。

また、圧縮機温度の低下により、暖房能力の立
上がりに遅れを生じてしまう。

〔発明の目的〕

この発明は上記のような事情に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、除霜運転終了
後の暖房運転再開に際し、たとえ液バツクが生じ
ても、それによる圧縮機温度の低下を極力防ぐこ
とができ、これにより圧縮機の損傷を回避し、さ
らには暖房能力の立上がりを速めることができる
信頼性にすぐれた空気調和機を提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

この発明は、除霜運転の終了前、所定時間だけ
減圧装置の絞りを増して冷凍サイクルの冷媒流量
を低減することにより、除霜運転の終了時に圧縮
機の温度を高い状態に保持しておくものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例について図面を参照
して説明する。

第１図に示すように、能力可変圧縮機１、四方
弁２、室外熱交換器３、減圧装置たとえば電気式
膨張弁４、および室内熱交換器５などが順次連通
され、ヒートポンプ式冷凍サイクルが構成されて
いる。すなわち、冷房運転時は図示実線矢印の方
向に冷媒が流れ、暖房運転時は四方弁２が切換作
動することにより図示破線矢印の方向に冷媒が流
れるようになつている。しかして、室外熱交換器
３の近傍には室外フアン６が配設され、室内熱交
換器５の近傍には室内フアン７が配設されてい
る。

第２図は制御回路である。１１は商用交流電源
で、この電源１１には室内制御部２０が接続され
ている。そして、室内制御部２０から室外制御部
３０に対して電源ライン４１が設けられている。
さらに、室内制御部２０と室外制御部３０との間
には情報ライン（シリアル信号ライン等）４２が
設けられている。ここで、室内制御部２０はマイ
クロコンピユータ２１およびその周辺回路などか
ら成り、また室外制御部３０はマイクロコンピユ
ータ３１およびその周辺回路などから成り、これ
ら制御部２０，３０によつて各種運転制御が行な
われるようになつている。

しかして、室内制御部２０には、運転操作部４
３、室内温度センサ４４、室内熱交換器５の温度
を検知する熱交温度センサ４５、表示部４６、お
よび室内フアンモータ７Ｍが接続されている。室
外制御部３０には、室外熱交換器３の温度を検知
する室外温度センサ４７、圧縮機モータ電流を検
知する電流センサ４８、圧縮機モータ１Ｍに所定
周波数および電圧の交流電力を供給するインバー
タ回路４９、室外フアンモータ６Ｍ、四方弁２、
および電気式膨張弁４が接続されている。

そして、室内制御部２０および室外制御部３０
は、次の機能手段を備えている。

圧縮機１の運転、室外フアン６の運転、およ
び室内フアン７の運転を設定し、冷房運転を実
行する手段。

圧縮機１の運転、四方弁２の切換作動、室外
フアン６の運転、および室内フアン７の運転を
設定し、暖房運転を実行する手段。

冷房運転時および暖房運転時、運転操作部４
３による設定室内温度と室内温度センサ４４で
検知される室内温度との差を求め、求めた差に
応じてインバータ回路４９の出力周波数（およ
び電圧）を制御する手段。

暖房運転時、図示していない温度センサによ
り検知される室外熱交換器３のスーパヒート量
（冷媒過熱度）に応じて電気式膨張弁４の開度
を制御する手段。

暖房運転時、定期的たとえば60分ごとに、熱
交温度センサ４７によつて検知される室外熱交
換器３の温度Teを取込み、その温度Teが10℃
以下ならば四方弁２の復帰作動、室内フアン７
の運転停止、および室外フアン６の運転停止を
設定し、室外熱交換器３に対する除霜運転を実
行する手段。

除霜運転時、経過時間が８分に達すると、ま
たは温度Teが３℃以上になると、電気式膨張
弁４を全閉して冷凍サイクルの冷媒流量を低減
する手段。

除霜運転時、電気式膨張弁４の全閉からさら
に２分が経過するか、またはTeが５℃以上に
なると、電気式膨張弁４の全閉制御を解除する
とともに、四方弁２の切換作動、室外フアン６
の運転、および室内フアン７の運転を設定し、
除霜運転を終了して暖房運転を再開する手段。

つぎに、上記のような構成において第３図およ
び第４図を参照しながら動作を説明する。

運転操作部４３で暖房運転および室内温度を設
定し、かつ運転開始操作を行なう。すると、圧縮
機１の運転が開始されるとともに、四方弁２が切
換作動して暖房サイクルが形成される。さらに、
室内フアン６および室外フアン７の運転が開始さ
れる。つまり、暖房運転が開始される。この暖房
運転時、室内温度センサ４４によつて室内温度が
検知されており、この検知温度と上記設定温度と
の差に応じてインバータ回路４９の出力周波数お
よび電圧が設定され、これにより負荷に対応する
能力で圧縮機１の運転が行なわれる。一方、蒸発
器として作用する室外熱交換器３のスーパヒート
量（冷媒加熱度）が図示していない温度センサに
より検知されており、このスーパヒート量に応じ
て電気式膨張弁４の開度が制御される。これによ
り、圧縮機１の能力変化にかかわらず冷凍サイク
ルの安定運転が行なわれる。

しかして、暖房運転の開始と同時に経過時間t₁
が計測されており、さらに室外熱交換器３の温度
Teが熱交温度センサ４７によつて検知されてお
り、t₁≧60分になつたとき、温度Te≦−10℃と
なつていれば、四方弁２が復帰作動する。四方弁
２が復帰作動すると、暖房サイクルが解除されて
除霜サイクル（冷房サイクル）が形成され、室外
熱交換器３に高温、高圧冷媒が供給される。つま
り、室外熱交換器３に対する除霜運転が開始され
る。この除霜運転時、室内への冷風の吹出しを防
ぐために室内フアン７の運転が停止するととも
に、除霜効率向上のために室外フアン６の運転も
停止する。また、除霜運転時、経過時間t₂が計測
されており、t₂≧８分になると、またはTe≧３
℃になると、電気式膨張弁４の絞りが増大たとえ
ば全閉される。そして、T₂≧10分になると、ま
たはTe≧５℃になると、電気式膨張弁４の全閉
制御が解除されるとともに、四方弁２が再び切換
作動し、暖房運転が再開される。

このように、除霜運転終了前の２分間または室
外熱交換器３の温度Teが５℃以上となるまでの
間は、電気式膨張弁４を全閉することにより、冷
凍サイクルの冷媒流量が減少する。

冷媒流量が少なくなれば、圧縮機１に吸い込ま
れる低温冷媒の量も少なくなり、圧縮機１が冷媒
によつて冷却されなくなる。よつて、第４図に示
すように圧縮機１の吐出冷媒温度が上昇し、かつ
圧縮機１の巻線温度も上昇し、除霜運転の終了時
に圧縮機１の温度は50℃以上と高い状態に保持さ
れる。

したがつて、除霜運転の終了後の暖房運転の再
開に際し、たとえ圧縮機１への液バツクが生じて
液冷媒が圧縮機１内で蒸発しても、圧縮機１の温
度が高い状態に保たれていたため、圧縮機１内の
潤滑油に冷媒が溶け込むほどには圧縮機１の温度
が下がらない。すなわち、圧縮機１の温度低下に
起因する潤滑油の粘土低下や潤滑油の減少を回避
することができ、よつて圧縮機１の摺動部が潤滑
不足となる事態を避けることができ、圧縮機１の
損傷を防止できる。

また、圧縮機１の温度低下の抑制により、暖房
運転の再開に際しての暖房能力の立上りを速める
ことができる。

なお、上記実施例では、電気式膨張弁４を全閉
したが、必ずしも全開する必要はなく、開度を小
さくするようにしてもよく、要は冷媒流量を低減
すればよい。さらに、このような冷媒流量の低減
制御の実施時間を２分間または室外熱交換器３の
温度Teの変化に応じて設定するようにしたが、
その設定要素として圧縮機１の温度を加えるよう
にしてもよい。

また、除霜サイクルの形成によつて除霜運転を
行なう場合について説明したが、第５図に示すよ
うに、圧縮機１の冷媒吐出口と室外熱交換器３と
の間に二方弁８を介してホツトガスバイパスサイ
クルを設け、その二方弁８の開放によるホツトガ
ス注入によつて除霜を行なう場合についても同様
に実施できる。

すなわち、このホツトガスバイパス除霜では、
圧縮機１から吐出される高温冷媒の一部が二方弁
８を通つて室外熱交換器３に注入され、室外熱交
換器３が除霜されるが、そのときに室外熱交換器
３で液冷媒が生じ、それが圧縮機１に吸い込まれ
る液バツクを生じる。この液バツクは除霜中から
すでに始まるため、上記実施例の逆サイクル除霜
の場合よりも影響が大きい。そこで、この影響を
極力解消するべく、上記実施例と同様に除霜終了
前に電気式膨張弁４を全閉し、冷凍サイクルの冷
媒流量を減少する。

冷媒流量が少なくなれば、圧縮機１への液バツ
ク量が減少し、圧縮機１の温度低下が抑制されて
圧縮機１の温度が高い状態に保たれる。よつて、
圧縮機１の温度低下に起因する潤滑油の温度低下
や潤滑油の減少を回避することができ、よつて圧
縮機１の摺動部が潤滑不足となる事態を避けるこ
とができ、圧縮機１の損傷を防止できる。しか
も、暖房運転の再開に際しての暖房能力の立上り
を速めることができる。

また、第６図に示すように、減圧装置としてキ
ヤピラリチユーブ９ａ，９ｂを用い、かつそのキ
ヤピラリチユーブ９ｂへの管路に二方弁１０を設
け、除霜運転終了前二方弁１０の閉成に基づくキ
ヤピラリチユーブ９ｂの遮断によつて絞りを増
し、冷媒流量を低減するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたようにこの発明によれば、除霜運転
終了後の暖房運転再開に際し、たとえ液バツクが
生じても、それによる圧縮機温度の低下を極力防
ぐことができ、これにより圧縮機の損傷を回避
し、さらには暖房能力の立上がりを速めることが
できる信頼性にすぐれた空気調和機を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例における冷凍サイ
クルの構成図、第２図は同実施例における制御回
路の構成図、第３図は同実施例の動作を説明する
ためのフローチヤート、第４図は同実施例におけ
る圧縮機の吐出冷媒温度の変化を示す図、第５図
および第６図はそれぞれ同実施例の変形例を示す
冷凍サイクルの構成図、第７図は従来の空気調和
機における圧縮機の吐出冷媒温度の変化を示す図
である。 １……能力可変圧縮機、２……四方弁、３……
室外熱交換器、４……電気式膨張弁（減圧装置）、
５……室内熱交換器、２０……室内制御部、３０
……室外制御部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮機、四方弁、室外熱交換器、減圧装置、
   および室内熱交換器などを順次連通して成るヒー
   トポンプ式冷凍サイクルを備え、暖房運転時、定
   期的または必要に応じて前記室外熱交換器に対す
   る除霜運転を行なう空気調和機において、除霜運
   転の終了前、所定時間だけ前記減圧装置の絞りを
   増して冷凍サイクルの冷媒流量を低減する手段を
   設けたことを特徴とする空気調和機。