JPH0627588B2

JPH0627588B2 - 空気調和機

Info

Publication number: JPH0627588B2
Application number: JP18730986A
Authority: JP
Inventors: 敏浩木沢; 浩宮本; 信雄鈴木; 隆幸松本; 孝之杉本
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1986-08-08
Filing date: 1986-08-08
Publication date: 1994-04-13
Anticipated expiration: 2009-04-13
Also published as: JPS6341774A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は空気調和機に関するもので、時に圧縮機停止
後における冷媒配管内の均圧制御方式の改善された空気
調和機に関するものである。

（従来の技術）圧縮機に凝縮器と蒸発器とを冷媒循環可能に接続して成
る空気調和機においては、前回運転時の冷媒配管内の冷
媒高低圧力状態が圧縮機再起動時まで継続していると、
圧縮機に過負荷が生じ、スムーズな起動がなされなくな
る。したがって、圧縮機の起動負荷を軽減するために、
圧縮機の運転停止毎に、冷媒配管内の高低圧力差をなく
す均圧化が必要である。このような均圧化に関連する具
体例が特開昭56-135774 号公報に示されている。第６図
に空気調和機として構成されたその装置の冷媒回路図を
示しているが、同図のように、ロータリタイプの圧縮機
５１の吐出口５２と吸入口５３との間に、凝縮器５４、
膨張機構５５、蒸発器５６が順次接続されて冷媒循環回
路が構成されている。そして図中矢印方向に冷媒を循環
させることによって、例えば室内に蒸発器５６が配置さ
れたものであれば、冷房運転がなされるのである。

上記装置では、さらに圧縮機５１のシリンダ室５７にバ
イパスポート５８が設けられており、このバイパスポー
ト５８に、ばね５９により開弁側に付勢された弁体６０
を内部に有する開閉弁６１が接続されている。上記開閉
弁６１と上記吸入口５３との間に第１バイパス路６２が
設けられている。そして、上記開閉弁６１の弁体６０を
閉弁側に作動するために、上記開閉弁６１の背圧ポート
６３には第１キャピラリチューブ６の介設された連絡管
６５が接続され、この連絡管６５が、電磁弁６６の介設
された第２バイパス路６７により上記吸込口５３に、ま
た第２キャピラリチューブ６８の介設された第３バイパ
ス路６９により上記吐出口５２にそれぞれ接続されてい
る。

上記構成の装置においては、吸入口５３とバイパスポー
ト５８との連通状態を開閉弁６１により切換えることに
より、シリンダ室５７内の圧縮有効容積を変化すること
ができる。また上記開閉弁６１の開閉動作は、圧縮機５
１運転時の吐出口５２から吐出される高圧ガス冷媒の高
圧圧力が、開閉弁６１の背圧ポート６３に作用する状態
を、電磁弁６６を開閉操作することにより切換えて行な
う。上記構成により、圧縮機５１の圧縮能力の調整が可
能であると共に、さらに圧縮機５１停止時には電磁弁６
６を開にすることによって、第２バイパス路６７と第３
バイパス路６９とを通して吸入口５３と吐出口５２とが
連通し、また第１バイパス路６２を通して吸入口５３と
バイパスポート５８との連通が得られて、圧縮機５１の
吐出口５２側の高圧圧力と吸入口５３側の低圧圧力との
均圧化が行なわれるのである。

（発明が解決しようとする問題点）ところで上記のような空気調和機においては、圧縮機停
止後の冷媒配管内の均圧化は、できるだけ短時間でなし
得ることが必要である。それは、使用者の再運転要求に
いつでも対応できるようにしておくためであり、さらに
空調運転時に室内温度が設定温度に達したこと（サーモ
OFF になったこと）によって圧縮機が停止され、その後
この状態でサーモONとなった時に、圧縮機が即起動でき
ないようでは使用者の住居性を損ねるものとなってしま
うからである。しかしながら上記した従来の圧縮機回り
の例えば第３バイパス路は、圧力を導入するために設け
られているものであって、第２キャピラリチューブより
なる流量抵抗手段を介設して、ここを流れる流量が冷媒
循環回路の流通量にできるだけ影響しない構成となって
いる。したがって、このような流量を多くとれないバイ
パス路を通して、冷媒配管内全体の高低圧力状態が均圧
化されるまでには長時間を必要とする。そこで凝縮器と
蒸発器とを接続する液管に電動膨張弁を介設した装置に
おいては、さらに、圧縮機の停止と略同時にこの電動膨
張弁を全開して、圧縮機の吐出口からこの電動膨張弁ま
での高圧ガス及び液冷媒と、この電動膨張弁から圧縮機
の吸込口までの低圧液及びガス冷媒との均圧化を行なう
ようになされている。このような操作によって均圧時間
の短縮化が可能ではあるが、この方式では急速な圧力混
合、すなわち冷媒流動が例えば液バックとなって現わ
れ、圧縮機の吸込配管にアキュームレータを介設した装
置においては、このアキュームレータに極端な液溜りが
生ずる等、再起動時に、冷媒配管流通冷媒の減少、或い
は圧縮機の液圧縮等のトラブルが発生することがあっ
た。また、上記均圧時に急激な高低圧力の混合に伴う均
圧音が発生し、特に室内ユニット側が低圧状態である冷
房運転時においては、上記均圧音が室内側に伝わり、使
用者に違和感を引き起こすことにもなっていた。

この発明は上記した従来の問題点を解消するためになさ
れたものであって、その目的は、電動膨張弁を液管に介
設した空気調和機において、液バックや均圧音の発生を
低減し得る均圧制御機能を有した空気調和機を提供する
ことにある。

（問題点を解決するための手段）そこでこの発明の空気調和機は、第１図に示すように、
圧縮機１からの吐出冷媒を、凝縮器８から蒸発器１８を
経て上記圧縮機１へと返流させる冷媒循環回路を構成す
ると共に、上記凝縮器８と蒸発器１８との間の液管１
０、１２、１５に電動膨張弁１３、１６を介設して成る
空気調和機であって、上記圧縮機１停止後、上記液管１
０、１２、１５中の高低冷媒圧力差を略維持し得る小開
度以下に上記電動膨張弁１３、１６の開度を一旦減少さ
せ、次いで上記電動膨張弁１３、１６の開度を開側へと
広げるように制御する均圧制御手段４３を有している。

（作用）上記装置においては、前記した液バックや均圧音の発生
を伴う急激な均圧化が生じないように、圧縮機停止時に
電動膨張弁１３、１６が広げられている状態にあって
は、これを一旦減少させて均圧化を抑え、その後均圧化
が徐々に行なわれていくように電動膨張弁１３、１６の
開度を開側へ広げるような開度制御が均圧制御手段４３
によりなされる。このように徐々に均圧化が行なわれる
ものであるので、液バックや均圧音の発生を抑えること
ができる。

（実施例）次にこの発明の空気調和機について、空気調和機を例に
して図面を参照しつつ詳細に説明する。

まず第２図には、４台の室内ユニットを備えたマルチ型
式の空気調和機の冷媒回路図を示すが、図において、Ｘ
は室外ユニットを、Ａ〜Ｄは第１〜第４室内ユニットを
それぞれ示している。上記室外ユニットＸは、圧縮機１
を有している。この圧縮機１は前記したバイパス路構成
と同様な起動負荷軽減機能を内蔵する構成のものであ
り、またこの圧縮機１はインバータ２によって能力制御
されるものであって、その吐出配管３と吸込配管４とは
四路切換弁５に接続されている。上記四路切換弁５に
は、第１ガス管６と第２ガス管７とがそれぞれ接続さ
れ、第２ガス管７には室外熱交換器８が接続されてい
る。なお上記室外熱交換器８には室外ファン９が付設さ
れている。また上記室外熱交換器８には、第１液管１
０、受液器１１、第２液管１２が順次接続されており、
上記第１液管１０には第１電動膨張弁１３が介設されて
いる。上記第２液管１２はヘッダー１４に接続されてい
るが、このヘッダー１４からは複数の、図の場合には４
本の液側支管１５・・１５が分岐しており、各液側支管
１５・・１５にはそれぞれ第２電動膨張弁１６・・１６
が介設されている。一方上記第１ガス管６からも上記に
対応して４本のガス側支管１７・・１７が分岐してお
り、上記各支管１５、１７の間に室内熱交換器１８・・
１８が接続されている。なお各室内熱交換器１８には室
内ファン１９が付設され、両者１８、１９によって室内
ユニットＡ〜Ｄが構成されている。また上記受液器１１
と、上記圧縮機１の吸込配管４との間は、配管２０によ
って接続され、この配管２０にはキャピラリーチューブ
２１が介設されている。なお同図において、２２はガス
閉鎖弁、２３は液閉鎖弁、２４、２５はマフラー、２６
はアキュームレータをそれぞれ示している。上記空気調
和機においては、図中実線矢印で示すように、圧縮機１
から吐出された冷媒を、凝縮器となる室外熱交換器８か
ら蒸発器となる室内熱交換器１８・・１８へと回流させ
ることによって冷房運転を行ない、これとは逆に圧縮機
１から吐出された冷媒を、凝縮器となる室内熱交換器１
８から蒸発器となる室外熱交換器８へと回流させること
によって暖房運転を行なうのである（図中破線矢印）。

そして上記冷媒回路においては、上記キャピラリーチュ
ーブ２１の出口側の位置に、第１温度センサー３１が取
着されているが、この第１温度センサー３１は、低圧ガ
ス冷媒の圧力相当飽和温度T1を検出するためのものであ
る。また圧縮機１の吸込配管４には、第２温度センサー
３２が、一方上記各液側支管１５・・１５には第３温度
センサー３３・・３３が、さらに上記各ガス側支管１６
・・１６には第４温度センサー３４・・３４がそれぞれ
取着されているが、これら各温度センサー３２、３３、
３４の機能については後述する。

第３図には上記空気調和機の制御系のブロック図を示
す。図のように室外ユニットＸは室外制御装置３５を、
また各室内ユニットＡ〜Ｄは室内制御装置３６をそれぞ
れ有している。上記室内制御装置３６には、運転スイッ
チ３７と室内サーモ３８とがそれぞれ接続されており、
室内制御装置３６から室外制御装置３５に対して、運転
スイッチ３７がONであり、かつ室温が設定温度に達して
いないときに発せられる運転指令信号と、検出室温と設
定温度との温度差に対応するΔＴ信号とがそれぞれ出力
されるようになっている。

一方上記室外制御装置３５は、上記運転指令のある室内
ユニットＡ〜ＤのΔＴ信号に基づいてインバータ２の周
波数を制御する周波数制御部４１を有している。また上
記室外制御装置３５はさらに、圧縮機１の運転中に、上
記第１〜第４温度センサー３１〜３４の検出温度に基づ
いて第１及び第２電動膨張弁１３、１６・・１６の開度
を制御する弁制御部４２と、圧縮機１停止後上記第１及
び／又は第２電動膨張弁１３、１６・・１６の開度を制
御する均圧制御部くすなわち、均圧制御手段）４３とを
有している。

まず、圧縮機１運転時における上記弁制御部４２による
上記第１及び第２電動膨張弁１３、１６・・１６の制御
方法につき説明する。冷房運転時には、第１電動膨張弁
１３を全開に維持すると共、各第２電動膨張弁１６・・
１６の開度を、各室内熱交換器１８・・１８内で蒸発す
るガス冷媒の過熱度が略一定になるように制御する。こ
の場合、上記第１温度センサー３１にて検出した低圧相
当飽和温度T1と第４温度センサー３４にて検出した蒸発
冷媒温度T4・・T4との差、つまり検出過熱度（T4-T1）
と、基準過熱度との偏差に比例する開度だけ各第２電動
膨張弁１６・・１６の開度を増減する制御を行なう。

一方、暖房運転時には、室外熱交換器８内で蒸発する冷
媒の過熱度を第１電動膨張弁１３にて制御し、また各第
２電動膨張弁１６・・１６においては、運転中の各室内
熱交換器１８・・１８の出口での凝縮冷媒温度を互いに
等しくするような制御を行なう。前者は、第１温度セン
サー３１にて検出した低圧相当飽和温度T1と、第２温度
センサー３２にて検出した蒸発冷媒温度T2との差を求め
ると共に、この検出過熱度（T2-T1）と基準過熱度との
偏差に基づいて、第１電動膨張弁１３の開度を制御する
ものである。

また各第２電動膨張弁１６・・１６の制御は、各第３温
度センサー３３・・３３で、運転中の室内熱交換器１８
・・１８の出口での凝縮冷媒温度T3・・T3を検出すると
共に、これら検出温度T3・・T3の平均温度Tmを求め、上
記各第２電動膨張弁１６・・１６の開度を、上記平均温
度Tmと検出温度T3・・T3との温度差（Tm-T3）に比例す
る量だけ増減することによって行なうのである。

上記のように室内ユニットＡ〜Ｄ側の運転指令信号とΔ
Ｔ信号とに応じた圧縮機１の能力制御と、各電動膨張弁
１３、１６の開度制御とを行ないながら空調運転が継続
される訳であるが、ここで全ての室内ユニットＡ〜Ｄに
おける運転スイッチ３７がOFF となされた場合、或いは
運転中の全ての室内での温度が設定温度に達した場合に
は、運転指令信号が室内制御装置３６から出力されなく
なり、このとき圧縮機１は停止される。そして、次の運
転指令信号が出力される時に、圧縮機１を即起動できる
ように、冷媒配管内に生じていた高低冷媒圧力差を均圧
化するために、周波数制御部４１より圧縮機停止信号を
受けて、上記各電動膨張弁１３、１６の均圧化のための
開度制御を行なう均圧制御部４３を設けており、第４図
のフローチャートに示すような制御を行なっている。

第４図のフローチャート図及び第５図の状態説明図を参
照しつつ、均圧制御部４３における制御方法について次
に説明する。前記したように、周波数制御部４１による
圧縮機１の駆動制御、及び弁制御部４２による各電動膨
張弁１３、１６の開度制御を行ないながら空調運転が行
なわれている間、均圧制御部４３では、第４図のステッ
プS1に示すように、圧縮機の停止信号の入力待ち状態で
待機している。このとき冷媒配管内には第５図に示すよ
うに圧縮機１の吐出配管３側では高圧圧力状態に、吸込
配管４側では低圧圧力状態となって冷媒が循環してい
る。そして、圧縮機１が停止されたとき、すなわち周波
数制御部４１よりインバータ２に停止出力がなされたと
きには、この周波数制御部４１より圧縮機停止信号が均
圧制御部４３にも出力され、この信号を受けて、第４図
におけるステップS1からS2へ処理ステップが移行する。
ステップS2及びS3は、それまで開度制御されていた電動
膨張弁、すなわち冷房運転時にあっては、それまで運転
されていた室内ユニットＡ〜Ｄに対応する第２電動膨張
弁１６、一方暖房運転時にあっては、第１電動膨張弁１
３と、それまで運転されていた室内ユニットＡ〜Ｄに対
応する第２電動膨張弁１６の中で、設定開度Pk以上の開
度を有するものを判別し（ステップS2）、Pk以上のもの
においては、一旦上記設定開度Pk以下へと小さくするよ
うな開度Ｐの制御を行なう（ステップS3）。これは、圧
縮機１停止後も運転中の開度Ｐを維持したままである場
合には、圧縮機１の停止によって冷媒配管内の冷媒流通
状態が停止され、このとき静止状態の低圧冷媒中に、上
記電動膨張弁を通して高圧冷媒がその開度に応じて混入
していくこととなり、この均圧化の冷媒流動に伴って均
圧音が発生する。そこでこのような冷媒流動を阻止する
ために、上記のような均圧化しようとする冷媒流動を阻
止し得る開度、すなわち高低冷媒圧力差を略維持し得る
小開度を予め求めておき、この開度を設定開度Pkとし
て、このPk以下に一旦開度を減少するのである。そして
ステップS4において、上記操作後の冷媒配管内の圧力状
態が略安定する迄の短時間t1の間、上記状態を維持した
後、ステップS5に移行し、一旦減少した開度Ｐをほぼ全
開状態の開度Poへと時間tm（例えば１分３０秒）をかけ
て徐々に開側へと広げていく開度制御を行なう。この間
に、第５図に示すように、冷媒配管内圧力の高圧側とは
低圧側と徐々に均圧化されることとなる。特に、高低圧
力差の大きい初めの間は電動膨張弁の開度Ｐの増加の割
合を小さくすることによって、均圧化に伴う冷媒流動音
の発生が生じないように開度制御している。ステップS5
において、略全開開度Poに達した後、ステップS6に移行
し、完全に均圧状態となるように時間t2の間、その状態
で保持し、そしてステップS7で各電動膨張弁の開度を全
閉状態の開度Pcにすることによって、この均圧化制御を
終了する。この後は、均圧制御部４３は、周波数制御部
４１へと均圧制御終了信号を発すると共に、ステップS1
に戻って次の圧縮機停止信号入力待ち状態に戻る。ま
た、周波数制御部４１、及び弁制御部４２は、次の室内
制御装置３６側からの運転指令信号に備え、運転指令信
号が発生された場合には、それぞれ初期値を設定した
後、前記したような圧縮機能力制御、電動膨張弁の開度
制御を再開するのである。

上記実施例では、以上の説明のように、圧縮機１に内蔵
した起動負荷軽減用のバイパス路を通して、吐出配管３
側と吸込配管４側との高低ガス冷媒圧力の均圧化を図る
と共に、均圧時間を短縮するために、液管側における電
動膨張弁を開いてこの液管側でも均圧化を行なうに際
し、上記のような開度制御を行なうことによって従来生
じていた急激な均圧化に伴う冷媒混合音、流動音の発生
を抑えることが可能であり、また液バック等に伴うトラ
ブルの発生を解消することができる。

なお上記では、インバータ式のマルチ型空気調和機にて
実施した例を示したが、１台の室内ユニットのみを有す
る空気調和機や、他の構成の圧縮機を有する冷凍装置に
おいても実施可能である。また上記実施例では、冷暖両
運転モードについて説明をしたが、いずれか一方の運転
のみを行なう装置においても上記同様に実施可能であ
り、この場合には上記第１電動膨張弁１３と第２電動膨
張弁１６・・１６とのいずれかを備えた構成とすること
ができる。またこのとき、従来装置では、室内ユニット
側が低圧側となる冷房運転時には室内側で均圧化時の異
音が生じていたが、これを防止することのみを必要とす
る場合には、冷房運転時にのみ上記均圧制御手段を有す
る構成とすることもできる。さらに、均圧制御時に一旦
小開度とした電動膨張弁の開度を、上記実施例では徐々
に開いていく構成としたが、例えば上記小開度よりやや
大きな開度にしばらく維持し、この間に初期の高低圧力
差がある程度低下した後に、全開状態へもっていくよう
なステップ状の開度制御構成とすることもできる。

（発明の効果）以上の説明のように、この発明の空気調和機において
は、圧縮機停止後に、電動膨張弁の開度を、液管中の高
低冷媒圧力差を略維持し得る小開度以下に一旦減少さ
せ、次いで開側へと広げるような開度制御を行ない、均
圧化が徐々に進むようになされているので、従来圧縮機
の停止と共に電動膨張弁を全開にしていたときに生じて
いた均圧音の発生や、液バック等のトラブルの発生を抑
えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図はこの発明の空気調和機の実施例を示すもの
で、第１図は機能系統図、第２図は冷媒回路図、第３図
は制御系のブロック図、第４図は均圧制御のフローチャ
ート図、第５図は上記均圧制御における電動膨張弁の開
度及び冷媒配管内高低圧力状態と経過時間との関係を示
す状態説明図であり、第６図は従来の空気調和機の冷媒
回路図である。１……圧縮機、８……室外熱交換器（凝縮器）、１０…
…第１液管、１２……第２液管、１３……第１電動膨張
弁、１５……液側支管、１６……第２電動膨張弁、１８
……室内熱交換器（蒸発器）、４３……均圧制御部（均
圧制御手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松本隆幸滋賀県草津市岡本町字大谷1000番地の２ダイキン工業株式会社滋賀製作所内 (72)発明者杉本孝之滋賀県草津市岡本町字大谷1000番地の２ダイキン工業株式会社滋賀製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機（１）からの吐出冷媒を、凝縮器
（８）から蒸発器（18）を経て上記圧縮機（１）へと返
流させる冷媒循環回路を構成すると共に、上記凝縮器
（８）と蒸発器（18）との間の液管（10）（12）（15）
に電動膨張弁（13）（16）を介設して成る空気調和機で
あって、上記圧縮機（１）停止後、上記液管（10）（1
2）（15）中の高低冷媒圧力差を略維持し得る小開度以
下に上記電動膨張弁（13）（16）の開度を一旦減少さ
せ、次いで上記電動膨張弁（13）（16）の開度を開側へ
と広げるように制御する均圧制御手段（43）を有するこ
とを特徴とする空気調和機。