JPH0769091B2 - ヒートポンプ式空気調和機の起動制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ヒートポンプ式空気調和機の暖房時の起動
制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は、例えば時開昭63−32261号公報に示された従
来のヒートポンプ式空気調和機の冷媒回路図である。第
３図において、１は圧縮機、２は四方弁、３は室内熱交
換器、４は絞り装置、５は室外交換部であり、これらが
接続していることでヒートポンプ冷媒回路が構成されて
いる。また、６はバイパス配管であり、この配管６は、
一端が絞り装置４と室外熱交換器５との間の冷媒配管７
に接続され、他端が圧縮機１の吸入配管８に接続されて
いる。９はバイパス配管６に設けられた開閉弁、10は圧
縮機１の温度を検知するセンサ、11は圧縮機１に吸入さ
れる冷媒ガスの温度を検知するセンサである。

以上のように構成されたヒートポンプ式空気調和機は、
起動時に次の２つの制御方法が行える。すなわち、暖房
運転をするにあたり、四方弁２を暖房位置、開閉弁９を
開、絞り装置４の開度を大にして所定時間立ち上がり運
転を行った後、開閉弁９を閉にし、絞り装置４の運転状
況に応じた開度に制御するように切り換えて、通常の暖
房運転に移行させる方法と、四方弁２を冷房位置、開閉
弁９を開、絞り装置４を閉にして所定時間立ち上がり運
転を行った後、四方弁２を暖房位置、開閉弁９を閉に
し、絞り装置４の運転状況に応じた開度に制御する通常
の暖房運転に切り換える方法である。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のヒートポンプ式空気調和機は、以上のように構成
され、また運転制御されているので、停止中に圧縮機の
冷凍機油中に冷媒が溶け込む。従って暖房運転の立ち上
がりが遅く、立ち上がりを早めるためには、暖房運転を
開始する前に冷凍機油中の冷媒を加熱して追い出さなけ
ればならないという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、圧縮機の停止中に冷凍機油中に冷媒が溶け
込むことを極力避けるとともに、暖房運転の立ち上がり
を早くすることができるヒートポンプ式空気調和機の起
動制御方法を得ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るヒートポンプ式空気調和機の起動制御方
法は、圧縮機と四方弁との間に設けた逆止弁、およびア
キュムレータを有するヒートポンプ冷媒回路を備え、圧
縮機の吐出口と逆止弁との間の冷媒配管と、四方弁とア
キュムレータの入口との間の冷媒配管とを、第１開閉弁
が設けられた第１バイパス管で接続し、第１バイパス管
のアキュムレータ側接続点とアキュムレータとの間の冷
媒配管と、絞り装置と室外熱交換器との間の冷媒配管と
を、第２開閉弁が設けられた第２バイパス管で接続した
ヒートポンプ式空気調和機を用い、空気調和機の停止時
には絞り装置を閉にしておき、暖房運転をするにあた
り、まず四方弁を暖房位置、第１開閉弁を開、第２開閉
弁を閉にし、絞り装置を閉にしたまま起動を早めるため
の立ち上がり運転を開始し、圧縮機の吸入圧力低下量の
大きさによって第２開閉弁を開とする上記立ち上がり運
転を所定時間行った後、上記第1,第２開閉弁を閉にし、
絞り装置を運転状況に応じた開度に制御されるように切
換え、通常の暖房運転を移行させるものである。

〔作用〕

この発明におけるヒートポンプ式空気調和機の起動制御
方法は、暖房運転の停止時には、絞り装置を閉にしてお
くことにより、高圧冷媒が逆止弁と絞り装置との間の室
内熱交換器を含む区間内に封じ込められ、圧縮機の吐出
側から高圧の冷媒が圧縮機内に逆流することがなく、し
たがって圧縮機内の冷凍機油中に冷媒が溶け込まない。

また、暖房運転にあたり、まず四方弁を暖房位置、第１
開閉弁を開、第２開閉弁を閉、絞り装置を閉にした状態
で所定時間立ち上がり運転を行うことにより、圧縮機か
ら吐出された冷媒ガスは、第１バイパス管を経てアキュ
ムレータに流入し、圧縮機に吸入される。この立ち上が
り運転時には、圧縮機の吸入圧力が大きく低下する場合
には、第２開閉弁を所定時間開にすることにより、立ち
上がり運転時の循環冷媒量を適量に調節することができ
る。そして、冷媒はほとんど絞られることなく圧縮が繰
り返されるので、圧縮機内のシリンダおよび冷凍機油が
加熱され、冷凍機油に溶ける冷媒の溶解度が減少し、冷
凍機油中の冷媒が蒸発し、また圧縮機に吸入される冷媒
が冷凍機油中に溶解することもなくなる。この時点で、
第１開閉弁を閉、第２開閉弁を閉にし、絞り装置の開度
を運転状況に応じて制御する通常の暖房運転に切り換え
る。そして、この発明では暖房時の立ち上がり運転の開
始時は前の運転の時の冷媒分布が保持されているため、
冷媒の冷凍機油への寝込み量が少なく、また立ち上がり
運転を行うことにより、暖房運転開始直後の冷媒の冷凍
機油への溶け込み量も少なくなり、さらに、その立ち上
がり運転時に圧縮機を循環する冷媒量の不足を第２開閉
弁を開いて冷媒を室外熱交換器から供給することで解消
することができるので、暖房運転の立ち上がりを早くす
ることができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図はこの実施例による起動制御を行うヒートポンプ
式空気調和機の冷媒回路図を示す。第１図において、１
は圧縮機、２は四方弁、19は圧縮機１の吐出口と四方弁
２との間の吐出冷媒配管22に設けられた逆止弁、３は室
内熱交換器、４は開度制御が可能な絞り装置、５は室外
熱交換器、16は圧縮機１の吸入口に接続されたアキュム
レータであり、これらが接続されていることで、ヒート
ポンプ冷媒回路が構成されている。12は一端が上記吐出
配管22に接続され、他端が四方弁２とアキュムレータ16
の入口との間で吸入冷媒配管20に接続された第１バイパ
ス管、13はバイパス管12に設けられた第１開閉弁であ
る。14は一端が吸入冷媒配管20の第１バイパス管12の接
続点21とアキュムレータ16の入口との間で吸入冷媒配管
20に接続され、他端が絞り装置４と室外熱交換器５との
間の冷媒配管23に接続された第２バイパス管、15は第２
バイパス管14に設けられた第２開閉弁である。また、17
は圧縮機１の温度を検知するセンサ、18は圧縮機１の吸
入圧力を検知するセンサである。

次に、上述のように構成されたヒートポンプ式空気調和
機を用いたこの発明の一実施例による暖房時の起動制御
方法について説明する。

通常の暖房運転時には、四方弁２を暖房位置、第1,第２
開閉弁13,15を閉、絞り装置４を運転状況に応じた開度
に制御されるようにしてある。この状態では圧縮機１か
ら吐出された冷媒は、第１図に実線矢印で示すように、
逆止弁19、四方弁２、室内熱交換器３、絞り装置４、室
外熱交換器５、四方弁２およびアキュムレータ16をこの
順に通って圧縮機１に戻る。

暖房運転の停止時には、絞り装置４が閉になっている。
この状態では高圧冷媒は逆止弁19と絞り装置４とによっ
て両端が閉止されているので、運転中のままの冷媒分布
で室内熱交換器３内に蓄えられている。そして、圧縮機
１の吐出冷媒管22に逆止弁19が設けられているので、高
圧冷媒は圧縮機１に逆流することがなく、このため圧縮
機１の冷凍機油中に冷媒が溶け込むこともない。したが
って、圧縮機１はいわゆる寝込み起動が発生しにくい状
態になっている。

暖房運転にあたり、まず四方弁２を暖房位置、第１開閉
弁13を開、第２開閉弁を閉、絞り装置４を閉にして、立
ち上がり運転が行われる。立ち上がり運転時には、第１
図の破線に示すように、圧縮機１から吐出された高温，
高圧の冷媒ガスが第１開閉弁13、アキュムレータ16を経
て圧縮機１に戻る。この際、凝縮熱交換はほとんど行わ
れないので、圧縮機１の吸入温度と吐出温度とが急激に
上昇し、圧縮機１内の冷凍機油中に溶け込んでいた冷媒
ガス化して分離され、さらに圧縮機１に吸入された冷媒
が冷凍機油中に溶解することも避けられるため、立ち上
がり運転終了後、冷媒回路を循環する冷媒流量が増加す
る。また、立ち上がり運転時の循環冷媒量が減少量で、
冷凍機油の温度を急速に上昇させることができない時に
は、吸入圧力が急激低下するので、センサ18によって吸
入圧力の低下を検知し、第２開閉弁15を開にすることに
より、冷媒が第１図の１点鎖線矢印で示すように室外熱
交換器５から第２開閉弁15、アキュムレータ16を経て圧
縮機１に供給される。なお、第２開閉弁15は設定時間経
過後に閉にする。圧縮機１の温度が予め定められた温度
に到達すると、これをセンサ17によって検知し、センサ
17からの信号によって第１開閉弁13を閉にし、絞り装置
４が運転状況に応じた開度に制御されるように切り換え
て、通常の暖房運転に移行する。

この実施例による起動制御方法では、空気調和機の停止
時に絞り装置４を閉とし、暖房起動時の立ち上がり運転
時に、四方弁２を暖房位置、第１開閉弁13を開、絞り装
置４を閉、第２開閉弁15を圧縮機１の吸入圧力に応じて
開閉しながら、所定時間立ち上がり運転を行った後、第
１開閉弁13を閉、第２開閉弁15を閉、絞り装置４を運転
状況に応じた開度に制御されるように切り換えて通常の
暖房運転に移行させるので、第２図の破線に示すように
圧縮機１の吐出圧力Ia,吸入圧力Ibと（第１図も参照）
が変化する。即ち、吸入圧力Ibと吐出圧力Iaとは、立ち
上がり運転前からすでに圧力差があり、立ち上がり運転
の初期に吸入圧力Ibは低下して行くが、その低下スピー
ドは緩やかであり、圧力が下がり過ぎると、第２開閉弁
15が開いて冷媒が圧縮機１に供給されるので、その圧力
がほとんど低下しなくなり。つまり、低圧の引込み減少
が起こらない。また、吐出圧力Iaは逆止弁19があるの
で、立ち上がり運転の初期には変化せず、第１開閉弁13
を閉にした時点から急上昇する。

なお、第３図に示す従来の制御方法では、暖房運転の立
ち上がり時に第２図の実線に示すように、圧縮機の吐出
圧力IIa,吸入圧力IIbが変化し、これらを上記実施例に
よる立ち上がり時の吐出圧力Ia,吸入圧力Ibと対比すれ
ば明らかなように、暖房運転の立ち上がりに要する時間
は、実施例の起動制御方法が従来の起動制御方法よりも
短くなり、室内を早急に暖めることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、空気調和機の
停止時には、絞り装置を閉にしておくことにより、停止
弁によって吐出側から高圧冷媒が圧縮機内に逆流するこ
とがなく、上記高圧冷媒が逆止弁と閉にした絞り装置と
の間の室内熱交換器を含む区間内に封じ込められるの
で、圧縮機内の冷凍機油中に冷媒が溶け込まない。ま
た、暖房時の立ち上がり運転は、四方弁を暖房位置、第
１開閉弁を開、絞り装置を閉、第２開閉弁を圧縮機の吸
入圧力に応じて開閉しながら所定時間行われ、その後第
1,第２開閉弁を閉、絞り装置を運転状況に応じた開度に
制御されるように切り換えて通常の暖房運転に移行させ
ることにより、立ち上がり運転の開始時は前の運転の時
の冷媒分布が保持されているため、冷媒の冷凍機油への
寝込み量が少なく、また立ち上がり運転を行うことによ
り、暖房運転開始直後の冷媒の冷凍機油への溶け込み量
も少なく、さらに、その立ち上がり運転時に圧縮機を循
環する冷媒量の不足を第２開閉弁を開いて冷媒を室外熱
交換器から供給することで解消することができるので、
暖房運転の立ち上がりを早くすることができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による起動制御方法に用い
るヒートポンプ式空気調和機の冷媒回路図、第２図はこ
の発明の一実施例による起動制御方法および従来の起動
制御方法における圧縮機の吐出圧力と吸入圧力の時間的
変化を示す図、第３図は従来の起動制御方法を行うヒー
トポンプ式空気調和機の冷媒回路図である。 １……圧縮機、２……四方弁、３……室内熱交換器、４
……絞り装置、５……室外熱交換器、12,14……第1,第
２バイパス管、13,15……第1,第２開閉弁、16……アキ
ュムレータ、17,18……センサ、19……逆止弁、20,22…
…冷媒配管、21……接続点。 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機、四方弁、これらの間に設けた逆止
   弁、室内熱交換器、開度制御が可能な絞り装置、室外熱
   交換器、およびアキュムレータを接続してヒートポンプ
   冷媒回路を構成し、上記圧縮機の吐出口と上記逆止弁と
   の間の冷媒配管と、上記四方弁と上記アキュムレータの
   入口との間の冷媒配管とを、第１開閉弁が設けられた第
   １バイパス管で接続し、第１バイパス管のアキュムレー
   タ入口側の接続点とアキュムレータとの間の冷媒配管
   と、上記絞り装置と上記室外熱交換との間の冷媒配管と
   を、第２開閉弁が設けられた第２バイパス管で接続した
   ヒートポンプ式空気調和機の起動制御方法であって、空
   気調和機の停止時には絞り装置を閉にしておき、暖房運
   転をするにあたり、まず四方弁を暖房位置、第１開閉弁
   を開、第２開閉弁を閉にし、絞り装置を閉にしたまま起
   動を早めるための立ち上がり運転を開始し、圧縮機の吸
   入圧力低下量の大きさによって第２開閉弁を開とする上
   記立ち上がり運転を所定時間行った後、上記第1,第２開
   閉弁を閉にし、絞り装置を運転状況に応じた開度に制御
   されるように切換え、通常の暖房運転に移行させること
   を特徴とするヒートポンプ式空気調和機の起動制御方
   法。