JPH04340044A

JPH04340044A - 空気調和装置の運転制御装置

Info

Publication number: JPH04340044A
Application number: JP3046915A
Authority: JP
Inventors: Yukio Kitade; 幸生北出
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1991-03-12
Filing date: 1991-03-12
Publication date: 1992-11-26

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気調和装置の運転制
御装置に係り、特に暖房運転中に油戻し，デフロスト等
の逆サイクル運転をするようにしたものの改良に関する
。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開昭６３―７３０５
２号公報に開示される如く、室外ユニット及び室内ユニ
ットを備え、かつサイクルの切換可能に構成された冷媒
回路を備えた空気調和装置において、暖房運転中に、油
戻しを行う目的で冷媒回路のサイクルを逆サイクルつま
り冷房サイクルに切換えて、室内電動膨張弁や室外電動
膨張弁の開度を大きくして逆サイクル運転をすることに
より、冷媒循環量を増大させて、冷媒回路中に滞溜した
油を圧縮機に戻して油不足による圧縮機の焼付きを防止
しようとするものは公知の技術である。また、同公報に
おいて、暖房運転時における熱源側熱交換器の除霜を逆
サイクルで行うデフロスト運転も油戻し運転と同様の方
法で行われ、除霜効果だけでなく油戻し効果をも有する
ことが開示されている。。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のものにおい
て、油戻し運転の場合、冷媒循環量を増大させるととも
に冷媒を湿り状態として、冷媒配管中に付着した油を冷
媒と共に圧縮機に速やかに回収しようとするものである
が、このような油戻し運転中に高圧側圧力が低下するこ
とがある。これは、例えば室内ユニット−室外ユニット
間の連絡配管が長くて圧力損失が大きいような装置にお
いて、外気温度が低くて凝縮能力が過大になるときなど
に生じるが、このように高圧側圧力が低下すると、冷媒
の湿りが不十分となって油戻し機能が悪化することがあ
った。

【０００４】また、逆サイクル運転の終了後暖房サイク
ルに戻す際、それまでの間の湿り気味の油戻し運転によ
り液冷媒が利用側熱交換器やガス冷媒配管中側に偏って
滞溜しているので、サイクル切換時に熱源側熱交換器か
ら蒸発されるガス冷媒量が不足し、その結果、一時的に
低圧側圧力が低下していわゆる低圧カットを生じる虞れ
があった。

【０００５】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その第１の目的は、逆サイクル運転時に、冷媒の
湿り状態を適度に保持する手段を講ずることにより、油
戻し機能を維持し、もって、信頼性の向上を図ることに
ある。

【０００６】また、第２の目的は、逆サイクル運転終了
後暖房サイクルへの切換前における熱源側熱交換器の冷
媒量を確保する手段を講ずることにより、サイクル切換
時における低圧側圧力の過低下を防止し、信頼性の向上
を図ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明の解決手段は、室外ファンの風量を制御するこ
とにより熱源側熱交換器の凝縮能力を適正にするよう調
節することにある。

【０００８】具体的に請求項１の発明の講じた手段は、
図１に示すように（破線部分は含まず）、空気調和装置
の構成として、圧縮機（１）、風量可変な室外ファン（
３ａ）を付設した熱源側熱交換器（３）及び室外電動膨
張弁（４）を有する室外ユニット（Ａ）と、室内電動膨
張弁（６）及び利用側熱交換器（７）を有する室内ユニ
ット（Ｂ）を設け、上記両ユニット（Ａ），（Ｂ）の各
機器を冷媒配管で接続してなる冷媒回路（１０）と、該
冷媒回路（１０）のサイクルを切換えるサイクル切換機
構（２）とを設けたものを前提とする。

【０００９】そして、空気調和装置の運転制御装置とし
て、空気調和装置の暖房運転中、上記冷媒回路（１０）
を逆サイクルにするよう上記サイクル切換機構（２）を
切換え、上記各電動膨張弁（４），（６）の開度を大開
度にして油戻し，デフロスト等の逆サイクル運転をする
よう制御する逆サイクル運転制御手段（５１）を設ける
ものとする。

【００１０】さらに、冷媒回路（１０）の高圧側圧力を
検出する高圧検出手段（Ｐ１）と、上記逆サイクル運転
制御手段（５１）による逆サイクル運転中、上記高圧検
出手段（Ｐ１）の出力を受け、高圧側圧力を所定範囲内
に維持するよう上記室外ファン（３ａ）の風量を制御す
る風量制御手段（５２）とを設ける構成としたものであ
る。

【００１１】請求項２の発明の講じた手段は、図１の破
線部分に示すように、上記請求項１の発明において、上
記逆サイクル運転制御手段（５１）による逆サイクル運
転の終了後、一定時間の間上記サイクル切換機構（２）
を逆サイクルのままに保持し、上記室外ファン（３ａ）
の風量を大きくするよう制御する終了後制御手段（５３
）を設けたものである。

【００１２】

【作用】以上の構成により、請求項１の発明では、空気
調和装置の暖房運転中、逆サイクル運転制御手段（５１
）により、冷媒回路（１０）のサイクルを冷房サイクル
側つまり逆サイクル側に切換え、室外電動膨張弁（４）
及び室内電動膨張弁（６）を大開度にして油戻し運転，
デフロスト等の逆サイクル運転が行われる。

【００１３】つまり、油戻し運転の場合には、冷媒循環
量の増大と冷媒の湿りとにより、冷媒配管等に滞溜した
油が冷媒と共に圧縮機（１）に吸入される。そのとき、
室外ユニット（Ａ）と室内ユニット（Ｂ）が分離したタ
イプの空気調和装置では、連絡配管における圧力損失が
あるので、外気温度が低い時などに高圧側圧力が低下し
、冷媒が十分な湿り状態とならずに油戻し機能が悪化す
る虞れがあるが、本発明では、風量制御手段（５２）に
より、上記逆サイクル制御手段（５１）による逆サイク
ル運転の間、高圧検出手段（Ｐ１）で検出される高圧側
圧力を一定範囲に維持するよう室外ファン（３ａ）の風
量が制御されるので、冷媒の湿り状態が適正状態に保た
れ、油戻し機能の悪化が防止されることになる。

【００１４】請求項２の発明では、逆サイクル運転時、
請求項１の発明における風量制御手段（５２）による室
外ファン（３ａ）の風量制御により、高圧側圧力を一定
範囲に維持すべく熱源側熱交換器（３）の凝縮能力は小
さめに押さえられているので、熱源側熱交換器（３）に
貯溜される冷媒量が比較的少なくなっている。ここで、
逆サイクル運転が終了して通常の暖房サイクルに切換え
る際、終了後制御手段（５３）により、逆サイクル運転
の終了後に、一定時間の間逆サイクルのままで室外ファ
ン（３ａ）風量を大きくするよう制御されるので、熱源
側熱交換器（３）の凝縮能力が増大して熱源側熱交換器
（３）に多量の液冷媒が貯溜され、暖房サイクルに切換
えたときに蒸発器となる熱源側熱交換器（３）から圧縮
機（１）への吸入冷媒量が確保され、低圧の過低下が防
止されることになる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図２以下の
図面に基づき説明する。

【００１６】図２は本発明の実施例に係る空気調和装置
の冷媒配管系統を示し、一台の室外ユニット（Ａ）に対
して一台の室内ユニット（Ｂ）が設けられたセパレ―ト
タイプのものである。

【００１７】上記室外ユニット（Ａ）には、２台の圧縮
機（１ａ），（１ｂ）を並列に接続してなる圧縮機（１
）が配設されている。一方の圧縮機（１ａ）はインバ―
タ（図示せず）により３０〜７０Ｈｚ　の間で運転周波
数を調節され、他方の圧縮機（１ｂ）はアンロ―ダ機構
（図示せず）によりアンロ―ドとフルロ―ドに運転容量
を制御されるものであって、各圧縮機（１ａ），（１ｂ
）の容量制御の組合わせにより、圧縮機（１）全体とし
ての圧縮能力を調節するようになされている。また、室
外ユニット（Ａ）には、冷房運転時には図中実線の如く
、暖房運転時には図中破線の如く切換わる四路切換弁（
２）と、容量が可変な室外ファン（３ａ）を付設し、冷
房運転時には凝縮器として、暖房運転時には蒸発器とし
て機能する熱源側熱交換器（３）と、暖房運転時に減圧
弁として機能する室外電動膨張弁（４）と、液冷媒を貯
溜するためのレシ―バ（５）と、吸入冷媒中の液冷媒を
除去するためのアキュムレ―タ（８）とが主要機器とし
て配置され、上記各機器は冷媒配管（９）の室外配管（
９ａ）により順次直列に接続されている。

【００１８】一方、室内ユニット（Ｂ）には、冷房運転
時に減圧弁として機能する室内電動膨張弁（６）と、，
冷房運転時には蒸発器として、暖房運転時には凝縮器と
して機能する利用側熱交換器（７）とが主要機器として
配置され、上記各機器は冷媒配管（９）の室内配管（９
ｂ）により直列に接続されている。

【００１９】そして、上記室外ユニット（Ａ）と室内ユ
ニット（Ｂ）との間は２本の連絡配管、つまり液側連絡
配管（９ｃ）と、ガス側連絡配管（９ｄ）とにより閉鎖
弁（２０ａ），（２０ａ）及び（２０ｂ），（２０ｂ）
を介して接続されている。すなわち、上記両ユニット（
Ａ），（Ｂ）の各機器（１）〜（８）は、冷媒配管（９
）により冷媒が循環する閉回路を形成するように接続さ
れており、室外空気との熱交換により得た熱又は冷熱を
室内空気に付与するようにした冷媒回路（１０）が構成
されている。

【００２０】また、（１１）は液ラインと上記アキュム
レ―タ（８）上流側との間を接続するインジェクション
バイパス路、（１２）は該インジェクションバイパス路
（１１）に設けられた流量制御弁、（１３）はインジェ
クションバイカス路（１１）に介設されたキャピラリチ
ュ―ブ、（１４）は吐出ガス中に含まれる油を分離して
圧縮機（１）に戻すための油分離器である。さらに、（
Ｐ１）は冷媒回路（１０）の高圧側圧力を検出する高圧
検出手段としての高圧圧力センサ、（Ｐ２）は低圧側圧
力を検出する低圧検出手段としての低圧圧力センサ、（
Ｔｈ１）は上記熱源側熱交換器（３）の温度から暖房運
転中における熱源側熱交換器（３）の着霜状態を検出す
るディアイサである。

【００２１】上記の構成を有する空気調和装置において
、冷房運転時、四路切換弁（２）が図中実線側に切換わ
り、吐出ガスが熱源側熱交換器（３）で凝縮され、液冷
媒となってレシ―バ（５）に貯溜された後、室内ユニッ
ト（Ｂ）に流れ、室内電動膨張弁（６）で減圧されて利
用側熱交換器（７）で蒸発し、室外ユニット（Ａ）に戻
って圧縮機（１）に吸入される。

【００２２】一方、暖房運転時には、四路切換弁（２）
が図中破線側に切換わり、吐出ガスが室内ユニット（Ｂ
）に流れ、利用側熱交換器（７）で凝縮されて液冷媒と
なって各室外ユニット（Ａ）に戻り、室外電動膨張弁（
４）で減圧され、熱源側熱交換器（３）で蒸発して圧縮
機（１）に吸入される。

【００２３】次に、空気調和装置の暖房運転中における
油戻し運転の制御内容について、図３のフロ―チャ―ト
に基づき説明する。まず、ステップＳＴ１で、油戻し運
転を行う時間間隔（８時間に設定されている）を積算す
るタイマ（図示せず）の初期値を７時間に設定して、つ
まり運転開始後１時間で油戻し運転を行うよう設定し、
ステップＳＴ２で暖房運転を行い、ステップＳＴ３で圧
縮機（１）が運転中か否かを判別して、運転中のときの
みステップＳＴ４に進んで、デフロスト運転中か否かを
判別する。そして、デフロスト運転中であれば、ほぼ油
戻し運転と同様の油戻し機能が得られるため、ステップ
ＳＴ５に進んで上記タイマをリセットした後、上記ステ
ップＳＴ２に戻る一方、デフロスト運転中でなければ、
ステップＳＴ６でタイマをカウントし、ステップＳＴ７
で、タイマのカウントが８時間に達するまで上記ステッ
プＳＴ２以下の制御を繰り返す。

【００２４】そして、タイマのカウントが８時間に達す
ると、冷媒回路（１０）に多量の油が滞溜している虞れ
があると判断し、ステップＳＴ８に移行して、上記高圧
圧力センサ（Ｐ１）で検出される高圧側圧力値Ｈｐ　を
入力した後、ステップＳＴ９に進んで、油戻し運転を行
う。すなわち、四路切換弁（２）を冷房サイクル側つま
り逆サイクルに切換えて、一方の圧縮機（１ａ）を７０
Ｈｚに、他方の圧縮機（１ｂ）をフルロ―ドにして圧縮
機（１）容量を最大容量とし、室外電動膨張弁（４）及
び室内電動膨張弁（６）を最大開度にして、上記インジ
ェクションバイパス路（１１）の流量制御弁（１２）を
閉じる。そして、ステップＳＴ１０で、高圧側圧力Ｈｐ
　を一定範囲（例えば１３〜１６（Ｋｇ／ｃｍ２　）程
度の範囲）に保持するよう室外ファン（３ａ）のタップ
を切換えてその風量を制御する。つまり、室外ファン（
３ａ）の風量が大きいと熱源側熱交換器（３）の凝縮能
力が大きくなり高圧側圧力Ｈｐ　が低下する一方、室外
ファン（３ａ）の風量が小さいときには、熱源側熱交換
器（３）の凝縮能力が小さくなり、高圧側圧力Ｈｐ　は
上昇する。このように熱源側熱交換器（３）の凝縮能力
を調節することより、高圧側圧力を一定範囲に保持する
ようになされている。

【００２５】次に、ステップＳＴ１１で、油戻し運転を
開始してから４分間が経過するまで、以上の油戻し運転
を行って、４分間が経過すると、ステップＳＴ１２に進
んで、以下の終了後制御を行う。すなわち、圧縮機（１
）の運転容量を上記油戻し運転時と同様に最大に、室外
ファン（３ａ）の風量を強風量「ＨＨ」に、四路切換弁
（２）は冷房サイクルのままで、室内電動膨張弁（６）
及び室外電動膨張弁（４）を通常制御時の開度に設定し
て、終了後制御を行い、それまでの油戻し運転で利用側
熱交換器（７）に貯溜された冷媒を熱源側熱交換器（３
）或いはレシ―バ（５）に溜め込む。その後、ステップ
ＳＴ１３で一定時間１分が経過するまで上記終了後制御
を行った後、ステップＳＴ１４で、暖房サイクルに切換
える。

【００２６】そして、暖房サイクルに切換えた後、ステ
ップＳＴ１５で、上記低圧圧力センサ（Ｐ２）で検出さ
れる低圧側圧力値Ｌｐ　を入力し、ステップＳＴ１６で
、この低圧圧力値Ｌｐ　が低圧カットを招く下限値より
も少し高く設定された設定値Ｌｐｓ以上か否かを判別し
て、Ｌｐ　≧Ｌｐｓでなければ、低圧の過低下による低
圧カットを生じる虞れがあると判断し、ステップＳＴ１
７に移行して、インジェクションバイパス路（１１）の
流量制御弁（１２）を開くことにより、吸入冷媒量を増
大させて、低圧側圧力Ｌｐ　の過低下を防止する。

【００２７】そして、このインジェクション制御により
低圧側圧力値Ｌｐ　が設定値Ｌｐｓ以上に達すると、ス
テップＳＴ２に戻って通常暖房運転に復帰し、上記制御
を繰り返すようになされている。

【００２８】以上のフロ―において、ステップＳＴ９の
制御により、請求項１の発明にいう逆サイクル運転制御
手段５１が構成され、ステップＳＴ１０の制御により、
風量制御手段５２が構成されている。また、ステップＳ
Ｔ１２の制御により、請求項２の発明にいう終了後制御
手段５３が構成されている。

【００２９】したがって、上記実施例では、空気調和装
置の暖房運転中、所定時間（８時間）が経過すると、逆
サイクル運転制御手段（５１）により、冷媒回路（１０
）のサイクルを冷房サイクル側つまり逆サイクル側に切
換え、室外電動膨張弁（４）及び室内電動膨張弁（６）
を最大開度にして油戻し運転が行われる。すなわち、冷
媒循環量が増大し、かつ冷媒が湿り状態となって、冷媒
配管（９）等に滞溜した油が冷媒と共に圧縮機（１）に
吸入されると期待される。ところが、特に上記実施例の
ように室外ユニット（Ａ）と室内ユニット（Ｂ）に分離
されたセパレ―トタイプのものでは、連絡配管（９ｃ）
，（９ｄ）における圧力損失があるので、外気温度が低
い暖房運転時になると、熱源側熱交換器（３）の凝縮能
力が過大となり高圧側圧力Ｈｐ　が低下して、冷媒が十
分な湿り状態とならずに油戻し機能が悪化する虞れがあ
る。

【００３０】ここで、上記実施例では、風量制御手段（
５２）により、上記逆サイクル制御手段（５１）による
逆サイクル運転の間、高圧圧力センサ（Ｐ１）で検出さ
れる高圧側圧力Ｈｐ　を一定範囲（上記実施例では１３
〜１６（Ｋｇ／ｃｍ２　）に保持するよう室外ファン（
３ａ）の風量が制御される。すなわち、室外ファン（３
ａ）の風量が大きいと熱源側熱交換器（３）の凝縮能力
が大きくなり高圧側圧力Ｈｐ　が低下する一方、室外フ
ァン（３ａ）の風量が小さいときには、熱源側熱交換器
（３）の凝縮能力が小さくなり、高圧側圧力Ｈｐ　は上
昇する。したがって、室外ファン（３ａ）の風量制御に
より、高圧側圧力Ｈｐ　が一定範囲に維持されるので、
冷媒の湿り状態が適正状態に保たれ、油戻し機能の悪化
を防止することができるのである。

【００３１】また、上記のような逆サイクル運転では、
風量制御手段（５２）による室外ファン（３ａ）の風量
制御により、高圧側圧力を一定範囲に維持すべく熱源側
熱交換器（３）の凝縮能力は小さめに押さえられている
ので、熱源側熱交換器（３）に貯溜される冷媒量が比較
的少なくなっている。したがって、逆サイクル運転が終
了して、通常の暖房サイクルに切換える際、そのままサ
イクルを切換えると、切換えた直後に圧縮機（１）への
吸入冷媒量が不足して、低圧の過低下を生じていわゆる
低圧カットによる空気調和装置の異常停止を招く虞れが
ある。

【００３２】ここで、上記実施例のように、終了後制御
手段（５３）により、逆サイクル運転の終了後に、逆サ
イクルのままで室外ファン（３ａ）風量を大きく制御す
るようにした場合、熱源側熱交換器（３）の凝縮能力が
増大して熱源側熱交換器（３）に多量の液冷媒が貯溜さ
れるので、暖房サイクルに切換えたときに蒸発器となる
熱源側熱交換器（３）から圧縮機（１）への吸入冷媒量
が確保され、低圧の過低下が防止されることになる。

【００３３】なお、上記実施例のように、暖房サイクル
に切換えた後、低圧が設定値以上になるまで液冷媒のイ
ンジェクションを行うことにより、吸入冷媒の不足分を
補うことができ、低圧の過低下防止効果が顕著になる。

【００３４】また、上記実施例では、逆サイクル運転が
油戻し運転の場合について説明したが、デフロスト運転
の場合には、ディアイサ（Ｔｈ１）の検出値に応じて、
逆サイクルによるデフロスト運転への突入及びデフロス
ト運転の終了を制御するようになされている。

【００３５】さらに、上記実施例では、一台の室外ユニ
ット（Ａ）に対して単一の室内ユニット（Ｂ）を配置し
たが、本発明は斯かる実施例に限定されるものではない
。特に、複数の室内ユニットを配置したいわゆるマルチ
タイプの空気調和装置では、連絡配管が長く圧力損失も
大きいが、このような場合にも、逆サイクル運転時にお
ける高圧側圧力を一定範囲に維持することで油戻し機能
を良好に維持することができ、著効を得ることができる
。

【００３６】加えて、外気温度が高いときには、高圧側
圧力が過上昇していわゆる高圧カットを生じたり、湿り
運転に陥る虞れが生じるが、上記のような高圧側圧力を
一定に保持する風量制御を行うことにより、そのような
不具合の発生を有効に防止することができ、信頼性の向
上を図ることができる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、室外ユニットと室内ユニットとに分離された空
気調和装置の運転制御装置として、暖房運転中、冷媒回
路のサイクルを逆サイクル側に切換え、室外電動膨張弁
及び室内電動膨張弁を大開度にして逆サイクル運転を行
いながら、冷媒回路の高圧側圧力を一定範囲に維持する
よう室外ファン風量を制御したので、冷媒の湿り状態を
適正状態に保持することにより、油戻し機能の悪化を有
効に防止することができ、よって、信頼性の向上を図る
ことができる。

【００３８】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
による逆サイクル運転が終了して通常の暖房サイクルに
切換える前に、一定時間の間、逆サイクルのままで室外
ファン風量を大きくするようにしたので、熱源側熱交換
器の凝縮能力を増大させて多量の液冷媒を貯溜すること
により、暖房サイクルへの切換え時に圧縮機の吸入冷媒
量を確保することができ、低圧の過低下を有効に防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の構成を示すブロック図である。

【図２】実施例に係る空気調和装置の冷媒配管系統図で
ある。

【図３】逆サイクル運転の制御内容を示すフロ―チャ―
ト図である。

【符号の説明】

１　　　　圧縮機２　　　　四路切換弁３　　　　熱源側熱交換器３ａ　　室外ファン４　　　　室外電動膨張弁６　　　　室内電動膨張弁１０　　冷媒回路５１　　逆サイクル運転制御手段５２　　風量制御手段５３　　終了後制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　圧縮機（１）、風量可変な室外ファン
（３ａ）を付設した熱源側熱交換器（３）及び室外電動
膨張弁（４）を有する室外ユニット（Ａ）と、室内電動
膨張弁（６）及び利用側熱交換器（７）を有する室内ユ
ニット（Ｂ）を備えるとともに、上記両ユニット（Ａ）
，（Ｂ）の各機器を冷媒配管で接続してなる冷媒回路（
１０）と、該冷媒回路（１０）のサイクルを切換えるサ
イクル切換機構（２）とを備えた空気調和装置において
、空気調和装置の暖房運転中、上記冷媒回路（１０）を
逆サイクルにするよう上記サイクル切換機構（２）を切
換え、上記各電動膨張弁（４），（６）の開度を大開度
にして油戻し，デフロスト等の逆サイクル運転をするよ
う制御する逆サイクル運転制御手段（５１）を備えると
ともに、冷媒回路（１０）の高圧側圧力を検出する高圧
検出手段（Ｐ１）と、上記逆サイクル運転制御手段（５
１）による逆サイクル運転中、上記高圧検出手段（Ｐ１
）の出力を受け、高圧側圧力を所定範囲内に維持するよ
う上記室外ファン（３ａ）の風量を制御する風量制御手
段（５２）とを備えたことを特徴とする空気調和装置の
運転制御装置。
【請求項２】　　請求項１記載の空気調和装置の運転制
御装置において、上記逆サイクル運転制御手段（５１）
による逆サイクル運転の終了後、一定時間の間上記サイ
クル切換機構（２）を逆サイクルのままに保持し、上記
室外ファン（３ａ）の風量を大きくするよう制御する終
了後制御手段（５３）を備えたことを特徴とする空気調
和装置の運転制御装置。