JPH09138026A

JPH09138026A - 冷凍サイクル及びその冷凍サイクルを備えた空気調和機

Info

Publication number: JPH09138026A
Application number: JP7295720A
Authority: JP
Inventors: Masanori Akutsu; 正徳阿久津; Katsuyuki Tsuno; 勝之津野; Tomohito Koizumi; 友人小泉; Mikiyasu Shinshi; 幹泰進士; Takahiro Suzuki; 孝浩鈴木; Shigeya Ishigaki; 茂弥石垣; Norio Abukawa; 則男虻川
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1995-11-14
Filing date: 1995-11-14
Publication date: 1997-05-27

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成で冷媒回路における異常な高圧の
発生を防止するととともに運転能力の著しい低下を防止
することができる冷凍サイクル及びその冷凍サイクルを
備えた空気調和機を提供する。【解決手段】混合冷媒を冷媒回路中に循環させるよう
に構成した冷凍サイクルにおいて、圧力検出手段２によ
り検知した冷媒圧力に基づいて、減圧装置５の開度を制
御する構成であるから、冷媒回路における異常な高圧の
発生を防止できる。特に、冷媒として混合冷媒を用いた
場合でも、従来の耐圧設計された冷媒回路を使用でき
る。また、運転が中断されることなく、連続的な運転が
できるので、冷凍サイクルの著しい能力低下を防止でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮機、凝縮器、
減圧装置、蒸発器等を有する冷媒回路を備える冷凍サイ
クルに関し、特に冷媒として特性の異なる冷媒が２種類
混合された混合冷媒を用いた冷凍サイクル及びその冷凍
サイクルを備える空気調和機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、空気調和機の冷媒回路は、圧縮
機、四方切換弁、凝縮器、減圧装置、蒸発器を冷媒管で
接続して構成されており、冷媒回路に冷媒を循環させて
いる。

【０００３】冷媒回路では、冷媒を圧縮吐出して循環さ
せているため、冷媒回路内には所定の冷媒圧力が発生す
るが、冷媒回路は所定の圧力に十分耐え得るような安全
設計がされている。しかしながら、外気温度が予想外に
上昇した場合のように、外部環境等の影響により想定さ
れた圧力以上に冷媒回路内の圧力が異常に高まる場合が
ある。このように冷媒回路内の冷媒圧力が異常に高くな
った場合には、従来は、冷媒回路の破損等が生じるおそ
れがあるため冷媒回路中の圧縮機を停止して冷媒回路内
の異常な圧力の高まりを防止している。

【０００４】一方、冷媒回路に充填される冷媒として、
従来、塩素基を有するＲ−１２やＲ−５０を用いていた
が、地上上空のオゾン層破壊の潜在性があるため、環境
保全の目的から塩素基の含有量の少ないＲー２２（クロ
ロジフルオロメタン）や、塩素基を含まないＲ−３２
（ジフルオロメタン）、Ｒ−１２５（ペンタフルオロエ
タン）、Ｒ−１３４ａ（テトラフルオロエタン）あるい
はこれらの混合物等（以下「ＨＦＣ系冷媒」という）が
代替冷媒として使用されている。

【０００５】冷媒として、このようなＨＦＣ系冷媒を用
いた場合には、その混合冷媒の性質として、運転圧力が
従来の単一冷媒（例えばＲ−２２）より高圧であるた
め、冷媒回路に異常な高圧が発生しやすくなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような運転時の圧
力が高いＨＦＣ系冷媒を冷媒として用いた場合に、従来
の冷媒回路（冷媒管や冷媒機器等）をそのまま使用すれ
ば、冷媒回路の損傷を防止するために上述した圧縮機の
停止が必要になる。

【０００７】しかし、運転途中に圧縮機を停止すれば、
空気調和機としての運転能力は中断され、特に運転時の
圧力が高い混合冷媒を使用した場合にはしばしば、圧縮
機を停止することとなり、頻繁に運転が中断されること
となるので好ましくない。

【０００８】また、冷媒回路の耐圧を見直すことも考え
られるが、耐圧を見直すことは、冷媒管や冷媒機器等の
構成部品の強度設定の変更を要したり、冷媒管の肉厚が
厚くなり重量が増したり大型化する等の問題点がある。

【０００９】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、簡単な構成で冷媒回路における異常な
高圧の発生を防止するととともに運転能力の著しい低下
を防止することができる冷凍サイクル及びその冷凍サイ
クルを備えた空気調和機を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、特性の異なる冷媒が少なくとも２種以上混合された
混合冷媒を、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を有す
る冷媒回路中に循環させるように構成した冷凍サイクル
において、冷媒回路の冷媒圧力を検出する圧力検出手段
と、前記圧力検出手段により検知した圧力に基づいて、
前記減圧装置の開度を制御する制御装置とを備えるもの
である。

【００１１】この請求項１に記載の発明によれば、冷媒
回路の冷媒圧力に基づいて、減圧装置の開度を開閉する
制御を行うことから、例えば、冷媒回路内の冷媒圧力
が、所定の圧力よりも高い場合には、制御装置は冷媒回
路の減圧装置を開いて、冷媒回路の圧力を低減させる。
これにより、冷媒回路における異常な高圧の発生を防止
し、特に、冷媒として混合冷媒を用いた場合でも、従来
の耐圧設計された冷媒回路を使用できる。また、運転が
中断されることなく、連続的な運転ができるので、空気
調和機の著しい能力低下を防止できる。

【００１２】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記制御装置は、前記圧力検出手段が
検出した圧力値が所定値以上である場合には、前記減圧
装置の開度を一定の割合で開くものである。

【００１３】この請求項２に記載の発明によれば、検出
した圧力値が所定値以上である場合には、減圧装置を一
定の割合で開くので、簡単に且つ効果的に高圧時の減圧
を実現できる。これによって、空気調和機の運転能力の
低下を最小限度に保持しつつ、冷媒回路内を所定の圧力
に保持することができる。

【００１４】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の発明において、前記減圧装置の開度の割合は、３乃至
１０％としたものである。

【００１５】請求項３に記載の発明において、３％以上
としているのは３％より少ないと減圧効果が小さすぎて
十分な圧力低下が期待できなかったからであり、１０％
より大きいと減圧が急激すぎて冷凍サイクルの能力が一
時に著しく低下して安定な運転ができにくかったからで
ある。

【００１６】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３
に記載の発明において、前記圧力検出手段は、任意の一
定時間（Ｔ１）毎に圧力を検出するものであり、前記所
定値以上の圧力を検知した場合には、前記一定時間（Ｔ
１）よりも短い時間（Ｔ２）を経過した時に再び圧力を
検知する検出時間可変手段を備えるものである。

【００１７】請求項４に記載の発明では、Ｔ１時間毎に
冷媒の圧力を検出するが、所定の圧力値以上の圧力を検
出した場合には、減圧装置の開度を一定の割合で開く
が、その場合には、Ｔ１でなくこれよりも短い時間Ｔ２
を経過した後に再び圧力を検知して、未だ所定の圧力値
以上である場合には、更に、一定の割合で減圧装置を開
くことになる。このような制御をおこなうことにより、
冷媒回路の高圧を確実に防止できる。

【００１８】請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４
に記載の発明において、前記凝縮器又は蒸発器は、それ
ぞれ熱源側熱交換器または利用側熱交換器とした空気調
和機としたものである。

【００１９】請求項５に記載の発明では、請求項１乃至
４に記載の冷凍サイクルを空気調和機として用いたもの
であり、空気調和機において上述の請求項１乃至４に記
載の発明と同様な作用をする。

【００２０】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を添付図面
に基づいて説明する。

【００２１】図１は、一般的な家庭用の空気調和機を示
す斜視図である。この種の空気調和機は、室内に配置さ
れる利用側ユニットＡと、室外に配置される熱源側ユニ
ットＢとからなり、両者は冷媒管３００によりつながれ
ている。

【００２２】図２は、図１に示す空気調和機の冷凍サイ
クルを示す冷媒回路図である。

【００２３】１はモータ部と、このモータ部により駆動
される圧縮部とからなる圧縮機（コンプレッサ）であ
り、圧縮機１は吐出量が一定のいわゆる定格圧縮機であ
る。従って、冷媒回路が高圧になった場合にも、インバ
ータ圧縮機の場合と異なりその吐出量を変化させること
ができないものである。

【００２４】圧縮機１の吐出側には、冷媒回路における
冷媒圧力を検出するための圧力検センサ（圧力検出手
段）２が設けられている。

【００２５】この圧力センサ２は、冷媒回路内の圧力を
検出するものであり、後述する制御装置としてのマイク
ロコンピュータ４１に接続されて検出信号を発するよう
になっている。圧力センサ２は、常時圧力を検出するも
のであってもよいし、又は、マイクロコンピュータ４１
が所定時間毎に検出指令を発し、その指令があった場合
に圧力を測定するものであってもよい。

【００２６】尚、圧力センサ２は、本実施の形態では圧
縮機１の吐出側に配置しているが、必ずしもこの位置に
設けることに限らず、冷媒回路における冷媒圧力を検出
するものであればよい。但し、圧縮機１の吐出側に配置
すれば、冷媒回路中で最も圧力の高くなる箇所の測定が
できるので、異常に高い圧力の発生を防止するためには
最も有効な位置である。また、検出圧力に基づいて圧縮
機１を制御するうえでは、この圧縮機の吐出口に最も近
い位置の圧力を検出した方が応答性がよい。

【００２７】２ａはマフラー、３は冷房／暖房運転時の
冷媒の流れを切り替えるための四方切換弁である。４は
熱源側熱交換器、５は減圧装置としての電動膨脹弁、６
はスクリーンフィルター、７は利用側熱交換器、８はマ
フラー、９はアキュームレータ、１０は電磁開閉弁であ
る。

【００２８】このような冷媒回路の構成により、圧縮機
１から吐出される冷媒は、四方切換弁３の切り替わり位
置と電磁開閉弁１０の開閉とに応じて、実線の矢印（冷
房運転）、点線の矢印（暖房運転）、実線中点の矢印
（除霜運転）のように、３つのモードに従って、流れる
方向が決まる。

【００２９】即ち、圧縮機１から吐出される冷媒は、四
方切換弁３の切り替わり位置と電磁開閉弁１０の開閉と
に応じて、実線の矢印（冷房運転）、点線の矢印（暖房
運転）、実線中点の矢印（除霜運転）のように、３つの
モードに従って、流れる方向が決まる。冷房運転時に
は、圧縮機１から吐出された冷媒が、圧縮機１、マフラ
ー２ａ、四方切換弁３、熱源側熱交換器４、電動膨脹弁
５、スクリーンフィルター６、利用側熱交換器７、マフ
ラー８、四方切換弁３、アキュームレータ９、圧縮機１
の順に循環し、熱源側熱交換器４が凝縮器として、利用
側熱交換器７が蒸発器として機能し、利用側熱交換器７
による冷房運転が可能になる。暖房運転時には、圧縮機
１から吐出された冷媒が、圧縮機１、マフラー２ａ、四
方切換弁３、マフラー８、利用側熱交換器７、スクリー
ンフィルター６、電動膨脹弁５、熱源側熱交換器４、四
方切換弁３、アキュームレータ９、圧縮機１の順に循環
し、熱源側熱交換器４が蒸発器として、利用側熱交換器
７が凝縮器として機能し、利用側熱交換器７による暖房
運転が可能になる。除霜運転時（暖房運転時のように冷
媒が循環している時）には、電磁開閉弁１０が開き、圧
縮機１から吐出される高温の冷媒の一部が、熱源側熱交
換器４の温度を上昇させるために、熱源側熱交換器４に
直接供給される。これにより、熱源側熱交換器４の温度
が上昇し霜がつきにくくなると共に一部の除霜が行われ
る。尚、この除霜運転が充分に機能しない時（外気温が
特に低い時など）には逆サイクル除霜（冷房運転時のよ
うに冷媒が循環する）で強制的に除霜が行われる。

【００３０】次に、冷媒について説明する。

【００３１】本実施の形態においては、運転時における
圧力が高い冷媒に適しており、単一冷媒、混合冷媒のい
ずれの冷媒をも使用することもでき、例えば、Ｒ−４１
０ＡやＲ−４１０Ｂが用いられる。Ｒ−４１０Ａは、２
成分系の混合冷媒であり、Ｒ−３２を５０Ｗt ％、Ｒ−
１２５を５０Ｗt ％の構成であり、沸点は−５２．２
℃、露点は−５２．２℃である。Ｒ−４１０Ｂは、Ｒー
３２を４５Ｗt ％、Ｒ−１２５を５５Ｗt ％の構成であ
る。

【００３２】このような２成分混合冷媒では、Ｒー２２
の従来の単一冷媒と比較した場合、所定の条件におけ
る、コンプレッサの吐出温度がＲ−２２では６６．０℃
に対してＲ−４１０Ａでは７３．６℃であり、凝縮圧力
がＲ−２２では１７．３５ｂａｒであるのに対してＲ−
４１０Ａでは２７．３０ｂａｒであり、蒸発圧力がＲ−
２２では６．７９ｂａｒであるのに対してＲ−４１０Ａ
では１０．８６ｂａｒという特性を有し、冷媒回路全体
として、従来のＲ−２２の単一冷媒を使用する場合より
高い温度であり且つ高い圧力となる。

【００３３】一方、Ｒ−４１０Ａ及びＲ−４１０Ｂ等の
混合冷媒を用いた場合には、各成分の冷媒の沸点が近似
しているために、冷媒組成に変化が生じにくく、冷媒組
成の変化によって生じる温度グライド等の問題を考慮す
る必要がない。このために運転中における制御がしやす
くなる。

【００３４】図３は、空気調和機の制御回路図である。
図３の中央の一点鎖線を境にして、左側は、利用側ユニ
ットＡの制御回路を示し、右側は、熱源側ユニットＢの
制御回路を示している。両方の制御回路は、動力線１０
０と制御線２００とを介してつながれている。

【００３５】利用側ユニットＡには、整流回路１１と、
モータ用の電源供給回路１２と、制御用の電源供給回路
１３と、モータ駆動回路１５と、スイッチ基板１７と、
受信回路１８ａと、表示基板１８と、フラップモータ１
９とが設けられる。

【００３６】整流回路１１はプラグ１０ａを介して供給
される１００Ｖの交流電力を整流し夫々の電源供給回路
１２、１３へ直流電力を供給する。モータ用の電源供給
回路１２はＤＣファンモータ１６に供給される直流電圧
を１０〜３６Ｖの電圧に調整する。この電源供給回路１
２はマイクロコンピュータ１４から送られてくる信号に
応じて直流電圧を１０〜３６Ｖの範囲で可変し、ＤＣフ
ァンモータ１６の回転数を変えさせてこのモータで駆動
されるファンによって利用側熱交換器７で調和された調
和空気の被調和室への吹き出し量を制御するためのもの
である。

【００３７】制御用の電源供給回路１３は、マイクロコ
ンピュータ１４に供給される５Ｖの直流電圧を発生す
る。モータ駆動回路１５は、ＤＣファンモータ１６の回
転位置情報に基づくマイクロコンピュータ１４からの信
号に応答して、ＤＣファンモータ１６のステータ巻線へ
の通電切換えタイミングを制御する。スイッチ基板１７
は利用側ユニットＡの操作パネルに固定され、このスイ
ッチ基板１７にはオン／オフスイッチ、試運転スイッ
チ、などが設けられている。これらのスイッチの状態は
マイクロコンピュータ１４がキースキャンして取込む。
受信回路１８ａは、ワイヤレスリモートコントローラ６
０からの遠隔操作信号（例えば、オン／オフ信号、冷房
／暖房切り替え信号、或いは室温設定信号など）を受信
し、復調した後マイクロコンピュータ１４に転送する。
表示基板１８は、マイクロコンピュータ１４からの信号
に基づいてＬＥＤをダイナミック点灯させて空気調和機
の運転状態を表示する。フラップモータ１９は、利用側
熱交換器７で調和され、かつファンによって吹き出され
る調和空気の吹き出し方向を変更するフラップを動かす
ように機能する。

【００３８】さらに、この制御回路には、室温を測定す
るための室温センサ２０と、利用側熱交換器７の温度を
測定するための熱交換器温度センサ２１と、部屋の湿度
を測定するための湿度センサ２２とが設けられる。これ
らセンサによって検出された測定値はマイクロコンピュ
ータ１４でＡ／Ｄ変換されて取り込まれる。マイクロコ
ンピュータ１４はこれらの入力情報（取り込み情報）を
基に演算し、四方切換弁、圧縮機１の運転能力を定める
ための信号等をシリアル回路２３と端子板Ｔ3とを通じ
て、熱源側ユニットＢに送る。また、トライアック２６
とヒータリレー２７とは、ドライバー２４を通じてマイ
クロコンピュータ１４により制御される。これによって
除湿運転（冷房運転時に用いる冷凍サイクルの状態）に
用いられる再加熱ヒータ２５に供給する電力を段階的に
制御する。

【００３９】符号３０は、空気調和機の型と特性を示す
特定データを保存した外部ＲＯＭである。これらの特定
データは、プラグ１０ａがコンセントに接続され電力が
供給されてマイクロコンピュータ１４が立上がった後
に、すぐに外部ＲＯＭから取り出される。マイクロコン
ピュータ１４は外部ＲＯＭ３０からの特定データの取り
出しが完了するまで、ワイヤレスリモートコントローラ
６０からの命令の入力、あるいはＯＮ／ＯＦＦスイッチ
又は試運転スイッチ（操作は後述する）の状態の検知は
なさない。

【００４０】次に、熱源側ユニットＢのコントロールサ
ーキットについて説明する。

【００４１】熱源側ユニットＢにおいて、端子板Ｔ´1
、Ｔ´2 、Ｔ´3 は、それぞれ利用側ユニットＡに配
置された端子板Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 に接続されている。符
号３１は、端子板Ｔ´1 とＴ´2 に平行に接続されたバ
リスタであり、３２はノイズフィルタ、３４はリアク
タ、３５は倍電圧整流回路、３６はノイズフィルタであ
る。

【００４２】符号３９は、端子板Ｔ´3 を介して利用側
ユニットＡから供給された制御信号を動力線から分散す
るシリアルサーキットであり、その分散された信号はマ
イクロコンピュータ４１へ伝達される。４０は電流検出
器であり、熱源側ユニットＢに供給された電流を変流
（Ｃ．Ｔ．）で検出しマイクロコンピュータ４１用の信
号に変換する。４２はマイクロコンピュータ４１の動作
用電力を発生させるための定電回路、４３は、冷凍サイ
クルの圧縮機１を運転するためのモータ部であり、４４
は圧縮機１からの咄出される冷媒の温度を検知する咄出
側温度センサーである。４５はファンモータであり、速
度が３段階に制御され、熱源側熱交換器に空気をおくれ
るように配置されている。四方切換弁３、電磁弁１０、
は前述したように冷凍サイクルの冷媒通路を切り替える
ようになっている。更に、熱源側ユニットＢには、室外
温度を検出する室外温度センサ４８がファンモータ４５
の空気取り入れ口に近接取付けられ、熱源側熱交換器の
温度を検知する熱交換器温度センサ４９が熱源側熱交換
器に取付けられている。これらの温度センサ４８、４９
によって得られた検出値はマイクロコンピュータ４１で
Ａ／Ｄ変換されて取込まれる。

【００４３】符号５０は利用側ユニットＡの外部ＲＯＭ
３０と同様な機能を有する外部ＲＯＭである。熱源側ユ
ニットＢについての特有のデータは、外部ＲＯＭ３０で
説明したものと同様のものであるが、ＲＯＭ５０に収納
されている。

【００４４】熱源側ユニットＢと利用側ユニットＡの各
制御回路における記号Ｆは、ヒューズである。

【００４５】マイクロコンピュータ（制御装置）１４と
４１のそれぞれは、予めプログラムを収納したＲＯＭ、
参照データを収納したＲＡＭ、そしてプログラムを演算
するＣＰＵを、同一の容器に収納したものである（イン
テルコーポレーション販売の８７Ｃ１９６ＭＣ（ＭＣ
Ｓー９６シリーズ）等を用いることができる）。

【００４６】一方、マイクロコンピュータ４１は、本実
施の形態では、圧力センサ２に接続されており、その検
出圧力に応答して、電動膨脹弁５の弁開度を制御してお
り、電動膨脹弁５の絞り弁を駆動するステップモータ５
１に開度信号を発するようになっている。

【００４７】即ち、電動膨脹弁５の開度は通常、冷凍サ
イクル中の冷媒の蒸発温度が一定になるように冷媒の蒸
発温度に基づいて制御されるが、本実施の形態では、更
に、圧力センサ２が検出した圧力に基づいても制御がな
されている。

【００４８】尚、図２に示すように、制御装置としての
マイクロコンピュータ４１は、検出時間可変手段７１を
備えており、後述するように、圧力センサ２による検出
時間を決定し、その検出時間を検出圧力に応じて変える
ようになっている。

【００４９】次に、本実施の形態における作用を説明す
る。

【００５０】冷房運転時には、図２に実線矢印で示すよ
うに、圧縮機１から吐出された冷媒は、マフラー２ａ、
四方切換弁３、熱源側熱交換器（室外熱交換器）４、電
動膨脹弁５、スクリーンフィルター６、利用側熱交換器
（室外熱交換器）７、マフラー８、四方切換弁３、アキ
ュームレータ９の順序で冷媒回路を循環し、利用側熱交
換器７が蒸発器として機能し、電動膨脹弁５で減圧され
る。暖房運転時には、破線の矢印示すように、圧縮機１
から吐出された冷媒は、マフラー２ａ、四方切換弁３、
マフラー８、利用側熱交換器（室外熱交換器）７、スク
リーンフィルター６、電動膨脹弁５、熱源側熱交換器
（室外熱交換器）４、四方切換弁３、アキュームレータ
９の順序で冷媒回路を循環し、熱源側熱交換器４が蒸発
器として機能し、電動膨脹弁５で減圧される。

【００５１】本実施の形態では、前述の如く、２成分混
合冷媒であるＲ−４１０ＡやＲ−４１０Ｂを冷媒として
用いているので、単一冷媒を使用した場合に比較して、
運転時における冷媒管内の冷媒圧力が高い。このため、
従来であれば所定以上の圧力になると圧縮機を停止して
冷媒回路の圧力を規定値以下に抑えていたが、圧縮機に
は定格圧縮機が使用されており、コンプレッサモータと
して定速モータが使用されている場合には、その都度回
路中の圧力を再び所定の値まで高めるのに時間がかか
る。そこで、この発明の実施の形態では従来のように圧
縮機を停止せずに、冷媒回路内の冷媒圧力に基づいて減
圧装置としての電動膨脹弁５の開度を制御する構成とし
ている。

【００５２】以下に、図４を参照して、その制御方法に
ついて説明する。

【００５３】運転開始後、ステップＳ１では、所定時間
経過したか否かを判断し、所定時間経過した場合にはス
テップＳ２へ進む。ステップＳ１で判断する所定時間
は、冷媒回路内を循環する冷媒が安定するための時間で
あり、この所定時間は、好ましくは２乃至５分であり、
本実施形態では、例えば３分である。所定時間経過して
ない場合には、再びステップＳ１に戻される。

【００５４】ステップＳ２では、圧力センサ２が圧縮機
１の吐出圧力Ｐを検出し、ステップＳ３へ進む。

【００５５】ステップＳ３では、検出圧力Ｐが所定の第
１圧力値以上であるか否かを判断する。この所定の第１
圧力値は、冷凍サイクルや使用する冷媒等によって異な
るが、冷媒回路の耐圧安全限界値より１０％乃至２０％
低い任意の値である。本実施例では、耐圧安全限界が４
０Ｋｇ／cm2 （後述のステップＳ８）である場合には、
第１圧力値を３４Ｋｇ／cm2 とし、第２圧力値を３５Ｋ
ｇ／cm2 （後述のステップＳ６参照）としている。

【００５６】検出圧力Ｐが第１圧力である３４Ｋｇ／cm
2 より小さい場合には、ステップＳ４に進み、電動膨脹
弁５の開度はそのまま維持される。即ち、冷媒回路の圧
力が第１圧力である３４Ｋｇ／cm2 より小さい場合に
は、特に、冷媒圧力に基づく制限を付けることなく電動
膨脹弁５は、冷媒の蒸発温度に基づいて制御される。

【００５７】次に、ステップＳ５では、一定時間、本実
施例では３０秒、経過したか否かを判断し、一定時間が
経過した場合にはステップＳ１に戻る。従って、冷媒回
路においては冷媒圧力が特に高くない場合には、３０秒
毎に圧力を検知している。

【００５８】ステップＳ３で、検出圧力が３４Ｋｇ／cm
2 以上である場合には、ステップＳ６に進み、冷媒圧力
が３５Ｋｇ／cm2 以上であるか否かが判断される。そし
て、３５Ｋｇ／cm2 より小さい場合にはステップＳ７に
進み、電動膨脹弁５の開度を、現在の開度に対して５％
開く制御をする。即ち、検出圧力Ｐが３４Ｋｇ／cm2以
上で３５Ｋｇ／cm2 より小さい場合（３４≦Ｐ＜３５）
には、冷媒回路内の圧力が比較的高いために、ステップ
Ｓ７で電動膨脹弁５を開く制御をして、それ以上冷媒回
路内の圧力が上がらないように冷媒回路内の圧力を下げ
る。

【００５９】この場合における電動膨脹弁の開度は、３
％乃至１０％が好ましい。実験の結果、開度が３％より
少ないと実験の結果、減圧効果が小さすぎて十分な圧力
低下が期待できなかったからであり、開度が１０％より
大きいと圧力が一時に低下して安定な運転ができにくか
ったからである。尚、本実施の形態では最も良好な結果
が得られたことから、電動膨脹弁５を５％開くことし
た。

【００６０】ステップＳ７で電動膨脹弁５の開度を５％
開いた後には、上述のステップＳ５に移行して３０秒経
過後、再びステップＳ１に戻る。

【００６１】一方、ステップＳ６で、検出圧力Ｐが３５
Ｋｇ／cm2 以上の場合には、ステップＳ８に進み、冷媒
圧力が４０Ｋｇ／cm2 以上であるか否かが判断される。
そして、４０Ｋｇ／cm2 より小さい場合（３５≦Ｐ＜４
０）には、ステップＳ９に進み、電動膨脹弁５の開度
を、現在の開度に対して５％開く制御する。その後、ス
テップＳ１０に進み１０秒経過したか否かを判断し、１
０秒経過した後にステップＳ１に戻り、再び圧力センサ
２が冷媒回路内の圧力検知を開始する。

【００６２】即ち、冷媒圧力Ｐが３５〜４０Ｋｇ／cm2
と高い場合（「第２ゾーン」ということにする）には、
３４〜３５Ｋｇ／cm2 の場合（「第１ゾーン」という）
と同様に電動膨脹弁５を５％の開くのであるが、第１ゾ
ーンの場合の３０秒と異なり、第２ゾーンにある場合に
は１０秒という短い時間で再度圧力を検出した後、未だ
圧力が第２ゾーンにある場合には、更に電動膨脹弁５を
５％開く。従って、この第２ゾーンでは、それ以上の圧
力の増加を迅速且つ確実に防止することができる。

【００６３】一方、ステップＳ８において、検出圧力Ｐ
が４０Ｋｇ／cm2 以上の場合には、ステップＳ１１に進
み、電動膨脹弁５を全開にする。これにより、ただちに
冷媒回路中の冷媒圧力を低下させ、各冷凍機器や冷媒回
路の損傷を防止することができる。

【００６４】しかも、このような第２ゾーンを越える冷
媒圧力である場合にも、圧縮機１を停止させることなく
運転を継続しているので、空気調和機の著しい能力低下
を防止できる。

【００６５】尚、ステップＳ１１で電動膨脹弁５を全開
した後、ステップＳ１２で３０秒経過を待って、再び上
述の制御がなされるので、冷媒回路内の圧力が正常な状
態となった場合には、電動膨脹弁５が迅速に復帰する。
従って、空気調和機の能力の著しい低下を防止できると
ともに能力の迅速な復帰が達成される。

【００６６】上述した実施の形態によれば、簡単な構成
で冷媒回路における異常な高圧の発生を防止できる。し
かも、空気調和機の運転が中断されることなく、連続的
な運転ができるから、運転能力の著しい低下を防止する
ことができる。

【００６７】特に、冷媒として混合冷媒を用いた場合で
も、従来の耐圧設計された冷媒回路を使用できる。

【００６８】次に、図５を参照して第２の実施の形態に
ついて説明する。この第２の実施の形態では、圧力検知
手段として所定の圧力以上になるとＯＮする圧力スイッ
チＰ１及びを用いている点で異なる。このように圧力検
知手段として圧力スイッチを用いることによって、圧力
検知器を用いた上述した実施例と比較して装置を安価に
製造でき且つ構成に簡易にできる。

【００６９】この第２の実施の形態において、運転開始
後、ステップＳ１０１では、所定時間経過したか否かを
判断し、所定時間経過した場合にはステップＳ１０２へ
進む。ステップＳ１０１で判断する所定時間は、上述し
た実施例と同様に冷媒回路内を循環する冷媒が安定する
ための時間であり、２乃至５分である。

【００７０】ステップＳ１０２では、圧力スイッチＰ１
がオン（ＯＮ）したか否かを判断する。この圧力スイッ
チＰ１は、検出圧力が３４Ｋｇ／cm2 以上でＯＮするス
イッチであり、ＯＮすると検出信号を制御装置４１に送
る。圧力スイッチＰ１がＯＮしていない場合には、冷媒
回路内は異常な高圧になっていないため、ステップＳ１
０３へ進み弁開度の補正をせずにステップＳ１０４へ進
み、３０秒経過を待って、ステップＳ１０１へ戻る。

【００７１】一方、ステップＳ１０２において、圧力ス
イッチＰ１がＯＮすると、冷凍サイクル内は３４Ｋｇ／
cm2 以上の高圧となっているため、ステップＳ１０５に
進んで圧力スイッチＰ２がＯＮになっているか否かを判
断する。この圧力スイッチＰ２は、検出圧力が４０Ｋｇ
／cm2 以上でＯＮするスイッチであり、ＯＮすると検出
信号を制御装置４１に送るようになっている。

【００７２】ステップＳ１０５において圧力スイッチＰ
２がＯＮしていない場合には、冷媒回路内の圧力は３４
Ｋｇ／cm2 で以上４０Ｋｇ／cm2 より小さい値（３４Ｋ
ｇ／cm2 ≦Ｐ＜４０Ｋｇ／cm2 ）であるから、上述した
実施の形態と同様に膨脹弁の弁開度を５％開くように補
正する。その後、ステップＳ１０８において１０秒経過
後に再びステップＳ１０１に戻り制御運転を繰り返す。

【００７３】ステップＳ１０５において、更に圧力スイ
ッチＰ２がＯＮしている場合には、冷媒回路内の圧力は
４０Ｋｇ／cm2 以上であるためて、ステップＳ１０６に
進み、膨脹弁の弁開度を全開にする。その後、ステップ
Ｓ１０４に進み３０秒経過した後、再びステップＳ１０
１に戻る。

【００７４】上述した実施の形態によれば、簡単な構成
で冷媒回路における異常な高圧の発生を防止できる。し
かも、空気調和機の運転が中断されることなく、連続的
な運転ができるから、運転能力の著しい低下を防止する
ことができる。

【００７５】本発明は、上述した実施の形態に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能で
ある。

【００７６】例えば、第１の実施の形態において、圧力
センサ２は、圧縮機１の吐出口付近に配置することに限
らず、冷媒回路内であれば同様な効果を得ることができ
る。

【００７７】また、圧力センサ２に代えて温度センサを
用い、検知温度に基づいて圧力を推定して電磁膨脹弁５
の開度を制御する構成であっても同様な効果を得ること
ができる。この場合には、圧力と温度との関係は冷媒の
特性によっても異なるので、予めおこなった実験データ
に基づいて温度と圧力との関係求めておくことが望まし
い。更に、直接圧力に応答して開閉する圧動膨脹弁や熱
動膨張弁を使用することもできる。

【００７８】更に、上述した実施の形態では、空気調和
機を例に用いて説明したが、これに限らず、冷凍サイク
ルを有するものであれば、例えば、冷蔵庫や自動販売機
等にも用いることができる。

【００７９】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、混合冷
媒を冷媒回路中に循環させるように構成した冷凍サイク
ルにおいて、圧力検出手段により検知した冷媒圧力に基
づいて、減圧装置の開度を制御する構成であるから、冷
媒回路における異常な高圧の発生を防止できる。特に、
冷媒として混合冷媒を用いた場合でも、従来の耐圧設計
された冷媒回路を使用できる。また、運転が中断される
ことなく、連続的な運転ができるので、空気調和機の著
しい能力低下を防止できる。

【００８０】請求項２に記載の発明によれば、検出した
圧力値が所定値以上である場合には、減圧装置を一定の
割合で開くので、簡単に且つ効果的に冷媒回路における
高圧時の減圧を実現できる。

【００８１】請求項３に記載の発明によれば、減圧装置
の開度の割合を３％〜１０％としているので、安定な運
転ができる。

【００８２】請求項４に記載の発明によれば、所定の圧
力値以上の圧力を検出した場合には、より短い時間毎に
圧力を検知して制御をおこなうので、冷媒回路の高圧を
確実に防止できる。

【００８３】請求項５に記載の発明によれば、特に、空
気調和機において上述の請求項１乃至４に記載の発明と
同様な効果を得ることができる。

【００８４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に適用される空気調和機の
斜視図である。

【図２】図１に示す空気調和機の冷媒回路図である。

【図３】図１に示す空気調和機の制御回路図である。

【図４】本発明の実施の形態による電動膨脹弁の制御動
作を示すフローチャートである。

【図５】本発明の他の実施の形態（第２の実施の形態）
による電動膨脹弁の制御動作を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１圧縮機２圧力センサ（圧力検出手段）５電動膨脹弁（減圧装置）４１制御装置４７検出知時間可変手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者進士幹泰大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者鈴木孝浩大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者石垣茂弥大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者虻川則男大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】特性の異なる冷媒が少なくとも２種以上
混合された混合冷媒を、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸
発器を有する冷媒回路中に循環させるように構成した冷
凍サイクルにおいて、冷媒回路の冷媒圧力を検出する圧力検出手段と、前記圧
力検出手段により検知した圧力に基づいて、前記減圧装
置の開度を制御する制御装置とを備えることを特徴とす
る冷凍サイクル。
【請求項２】前記制御装置は、前記圧力検出手段が検
出した圧力値が所定値以上である場合には、前記減圧装
置の開度を一定の割合で開くことを特徴とする請求項１
に記載の冷凍サイクル。
【請求項３】前記減圧装置の開度の割合は、３乃至１
０％であることを特徴とする請求項２に記載の冷凍サイ
クル。
【請求項４】前記圧力検出手段は、一定時間（Ｔ１）
毎に圧力を検出するものであり、前記所定値以上の圧力
を検知した場合には、前記一定時間（Ｔ１）よりも短い
時間（Ｔ２）を経過した時に再び圧力を検知する検出時
間可変手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３に
記載の冷凍サイクル。
【請求項５】前記凝縮器又は蒸発器は、それぞれ熱源
側熱交換器または利用側熱交換器であることを特徴とす
る請求項１乃至４に記載の冷凍サイクルを備えることを
特徴とする空気調和機。