JP4169526B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、逆サイクル除霜運転時の配管振動を抑制した技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室外電動弁、室内電動弁及び室内熱交換器を備え、暖房運転中に四方弁を逆位置に切り替えて、圧縮機から吐出される冷媒を、暖房運転サイクルとは逆のサイクルで室外熱交換器に流す逆サイクル除霜運転を行う空気調和装置が知られている。
【０００３】
図３は、逆サイクル除霜運転の従来のタイミングチャートである。
【０００４】
暖房運転時には、圧縮機が駆動され、四方弁が暖房位置に切り替えられ、室外電動弁が暖房負荷に応じて制御され、室内電動弁が全開で制御される。これに対し、除霜運転が必要になると、それに先立って１分間、圧縮機が停止され、室外電動弁が全閉にされる。１分間を経た後、圧縮機が駆動されると同時に、四方弁が逆位置に切り替えられ、室外電動弁が全開にされ、室内電動弁が約半開に制御されて逆サイクル除霜運転が行われる。
【０００５】
この除霜運転の終了後には、１分間、圧縮機が停止され、室外電動弁と室内電動弁の両方が全閉に制御される。その後、圧縮機が駆動され、四方弁が暖房位置に切り替えられ、室外電動弁が暖房負荷に応じて制御され、室内電動弁が全開に制御され、元の暖房運転に復帰する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の構成では、除霜運転の停止後、室外電動弁と室内電動弁とを全閉にしているため、配管内の高低圧のバランスがとれず、この状態から暖房運転に復帰する場合、圧縮機の起動によって、配管内にショックが発生し、大きな配管振動が生じるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、暖房運転への復帰時、圧縮機の起動による配管振動の発生を抑制することができる空気調和装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室外電動弁、室内電動弁及び室内熱交換器を備え、暖房運転中に四方弁を逆位置に切り替えて、圧縮機から吐出される冷媒を、暖房運転サイクルとは逆のサイクルで室外熱交換器に流す逆サイクル除霜運転を行う空気調和装置において、逆サイクル除霜運転が終了した後、四方弁を逆位置としたまま、所定時間、圧縮機の運転を停止する手段と、この時間が経過した後、四方弁を暖房位置に復帰させ、時間間隔をあけて圧縮機を起動して元の暖房運転に復帰させる手段と、逆サイクル除霜運転中から元の暖房運転に復帰するまでの間、室外電動弁を全開に維持する手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室外電動弁、室内電動弁及び室内熱交換器を備え、暖房運転中に四方弁を逆位置に切り替えて、圧縮機から吐出される冷媒を、暖房運転サイクルとは逆のサイクルで室外熱交換器に流す逆サイクル除霜運転を行う空気調和装置において、逆サイクル除霜運転が終了した後、四方弁を逆位置としたまま、所定時間、圧縮機の運転を停止する手段と、この時間が経過した後、四方弁を暖房位置に復帰させ、時間間隔をあけて圧縮機を起動して元の暖房運転に復帰させる手段と、逆サイクル除霜運転中から元の暖房運転に復帰するまでの間、室内電動弁を略半開に維持する手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のものにおいて、逆サイクル除霜運転中から元の暖房運転に復帰するまでの間、室外電動弁を全開に維持する手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載のものにおいて、暖房運転から逆サイクル除霜運転に移行する間、所定時間、圧縮機を停止させるとともに室内電動弁を全開にした状態を維持することを特徴とする。
【００１２】
これらの発明では、暖房運転に復帰する際の圧縮機の起動時に、すでに四方弁が切り替えられ、しかも配管内の高低圧差が少ない。これによると、圧縮機起動時の液ハンマによるショックが少ない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１において、１は圧縮機を示しており、この圧縮機１には四方弁３を介して室外熱交換器５が接続されている。この室外熱交換器５には室外電動膨張弁（以下、室外電動弁）６を介してレシーバタンク７が接続され、このレシーバタンク７には管路９を介して蓄熱槽電動弁１１、サブクール弁１３、逆止弁１４および室内電動膨張弁（以下、電動弁）１５が接続され、この電動弁１５は管路２０を介して室内機１７の室内熱交換器１９に接続されている。この室内機１７の室内熱交換器１９は管路２０を介して四方弁３に接続され、この四方弁３にはアキュムレータ２１および圧縮機１が接続されている。
【００１５】
本空気調和装置では、上述したサブクール弁１３、逆止弁１４、電動弁１５および室内機１７をバイパスするように管路２２が接続され、この管路２２には蓄熱コイル２３および二方弁２４が接続されている。上述した蓄熱コイル２３は蓄熱槽２５中に水没状態で設置されている。
【００１６】
レシーバタンク７は、解氷弁２６および逆止弁２７を有した管路２８を介して、蓄熱コイル２３と二方弁２４を接続する管路２２に接続され、また、レシーバタンク７は液ライン弁２９を有した管路３０を介して逆止弁１４と電動弁１５を接続する管路９に接続されている。室外電動弁６とレシーバタンク７の間にはリキッド弁３１およびキャピラリチューブ３２を有した管路３２が接続され、この管路３２は圧縮機２１の吸込に接続されている。
【００１７】
製氷運転時には、四方弁３が実線位置に切り替わり、圧縮機１から吐出された冷媒が、四方弁３、室外熱交換器５、室外電動弁６の順に流れてレシーバタンク７に入り、ここから管路９、蓄熱槽電動弁１１、管路２２を経て、蓄熱槽２５中の蓄熱コイル２３に流入し、ここで蒸発して蓄熱槽２５中に製氷し、二方弁２４、四方弁３、アキュムレータ２１を経て圧縮機１に戻される。
【００１８】
通常冷房運転時には、四方弁３が実線位置に切り替わり、圧縮機１から吐出された冷媒が、四方弁３、室外熱交換器５、室外電動弁６の順に流れてレシーバタンク７に入り、ここから管路３０、液ライン弁２９に至り、さらに電動弁１５を経て、室内機１７の室内熱交換器１９に流入し、ここで蒸発して気化し、管路２０、四方弁３、アキュムレータ２１を経て圧縮機１に戻される。
【００１９】
蓄熱冷房運転時には、四方弁３が実線位置に切り替わり、圧縮機１から吐出された冷媒が、四方弁３、室外熱交換器５、室外電動弁６の順に流れてレシーバタンク７に入り、ここから管路２８、解氷弁２６、逆止弁２７を経て、蓄熱槽２５中の蓄熱コイル２３に流入し、ここで冷却され氷から冷熱を得て、管路２２、サブクール弁１３、逆止弁１４に至り、さらに電動弁１５を経て、室内機１７の室内熱交換器１９に流入し、ここで蒸発して気化し、管路２０、四方弁３、並びにアキュムレータ２１を経て圧縮機１に戻される。
【００２０】
暖房運転時には、四方弁３が破線位置に切り替わり、圧縮機１から吐出された冷媒が、四方弁３を介して、室内機１７の室内熱交換器１９に流入し、ここで凝縮した後に、電動弁１５、液ライン弁２９を経てレシーバタンク７に入り、ここから室外電動弁６を経て、室外熱交換器５に流入し、ここで蒸発して気化した後、四方弁３、アキュムレータ２１を経て圧縮機１に戻される。
【００２１】
つぎに、除霜運転について説明する。
【００２２】
暖房運転中に、室外熱交換器５への着霜が検知されると、四方弁３が逆位置（実線位置）に切り替えられ、圧縮機１から吐出された冷媒が、上述した暖房運転サイクルとは逆のサイクル（冷房運転サイクル）に沿って流れ、いわゆるホットガスが室外熱交換器５に流入し、この室外熱交換器５が除霜される。すなわち、逆サイクル除霜運転である。
【００２３】
図２は、逆サイクル除霜運転のタイミングチャートである。
【００２４】
上記の暖房運転時には、圧縮機１が駆動され、四方弁３が暖房位置Ａ（図１の破線位置）に切り替えられ、室外電動弁６が暖房負荷に応じて制御され、室内電動弁１５が略半開Ｂ（中間開度）で制御される。
【００２５】
除霜運転が必要になると、それに先立って1分間、四方弁３は暖房位置Ａのまま、圧縮機１が停止される。この場合、室外電動弁６及び室内電動弁１５は全開Ｃ，Ｄにされる。1分間を経た後、圧縮機１が駆動されると同時に、四方弁３が逆位置Ｅに切り替えられ、室外電動弁６が全開Ｃのまま、室内電動弁１５が約半開Ｆに制御されて逆サイクル除霜運転が行われる。
【００２６】
この除霜運転の終了後、８０秒間、四方弁３が逆位置Ｅで、室外電動弁６が全開Ｃで、室内電動弁１５が約半開Ｆのまま、圧縮機１の運転が停止される。８０秒間が経過した後、室外電動弁６が全開Ｃで、室内電動弁１５が約半開Ｆのまま、四方弁３が暖房位置Ａに切り替えられ、ついで、１０秒間、時間間隔をあけて圧縮機１が起動されて元の暖房運転に復帰する。
【００２７】
ところで、四方弁３は、配管内の高低圧にある程度の圧力差が生じないと、切り替えられない構造である。従って、圧縮機１を停止させる８０秒間があまり長く設定されると、配管内の高低圧がバランスし、四方弁３を切り替えることができなくなる。そこで、配管内に若干の高低圧差が生じている間、すなわち配管内の高低圧がほぼ完全にバランスする前に、まず四方弁３を切り替え、その後、配管内の高低圧がほぼ完全にバランスした後、圧縮機１を起動させて、元の暖房運転に復帰させることとした。
【００２８】
本実施形態では、圧縮機１の起動時に、すでに四方弁３は切り替えられ、しかも、配管内に高低圧差がほとんどないため、この圧縮機１の起動時にショックが発生することがなく、配管の振動が大幅に抑制された。ちなみに、配管内の高低圧がほぼ完全にバランスした後であっても、圧縮機１の起動と、四方弁３の切り替えとを同時に行った場合、配管内に液ハンマが生じ、大きな配管振動の発生することが判明している。
【００２９】
図２において、逆サイクル除霜運転から元の暖房運転に復帰するまでの間（９０秒間）、室外電動弁６が全開Ｃに維持され、室内電動弁１５が略半開Ｆに維持されるため、従来のように各弁を全閉に制御した場合に比べ、短時間で高低圧のバランスをとることができる。
【００３０】
また、暖房運転から逆サイクル除霜運転に移行するまでの間（１分間）、室外電動弁６が全開Ｃに維持されるため、従来のように当該弁を全閉に制御した場合に比べ、高低圧のバランスを効率よくとることができる。従って、逆サイクル除霜運転への移行時に、圧縮機１を起動する際のショックが低減されて、配管振動を抑制することができる。
【００３１】
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３２】
【発明の効果】
本発明では、暖房運転に復帰する際の圧縮機の起動時、すでに四方弁が切り替えられ、しかも配管内の高低圧差が少ないため、液ハンマによるショックが少なく、配管振動が大幅に抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る空気調和装置の一実施形態を示す冷媒回路図である。
【図２】逆サイクル除霜運転のタイミングチャートである。
【図３】従来の逆サイクル除霜運転のタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ 圧縮機
３ 四方弁
５ 室外熱交換器
６ 室外電動膨張弁
１５ 室内電動膨張弁
１９ 室内熱交換器

Claims (4)

1. 圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室外電動弁、室内電動弁及び室内熱交換器を備え、暖房運転中に四方弁を逆位置に切り替えて、圧縮機から吐出される冷媒を、暖房運転サイクルとは逆のサイクルで室外熱交換器に流す逆サイクル除霜運転を行う空気調和装置において、
   逆サイクル除霜運転が終了した後、四方弁を逆位置としたまま、所定時間、圧縮機の運転を停止する手段と、
   この時間が経過した後、四方弁を暖房位置に復帰させ、時間間隔をあけて圧縮機を起動して元の暖房運転に復帰させる手段と、
   逆サイクル除霜運転中から元の暖房運転に復帰するまでの間、室外電動弁を全開に維持する手段と、
   を備えたことを特徴とする空気調和装置。
2. 圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室外電動弁、室内電動弁及び室内熱交換器を備え、暖房運転中に四方弁を逆位置に切り替えて、圧縮機から吐出される冷媒を、暖房運転サイクルとは逆のサイクルで室外熱交換器に流す逆サイクル除霜運転を行う空気調和装置において、
   逆サイクル除霜運転が終了した後、四方弁を逆位置としたまま、所定時間、圧縮機の運転を停止する手段と、
   この時間が経過した後、四方弁を暖房位置に復帰させ、時間間隔をあけて圧縮機を起動して元の暖房運転に復帰させる手段と、
   逆サイクル除霜運転中から元の暖房運転に復帰するまでの間、室内電動弁を略半開に維持する手段と、
   を備えたことを特徴とする空気調和装置。
3. 逆サイクル除霜運転中から元の暖房運転に復帰するまでの間、室外電動弁を全開に維持する手段を備えることを特徴とする請求項２記載の空気調和装置。
4. 暖房運転から逆サイクル除霜運転に移行する間、所定時間、圧縮機を停止させるとともに室外電動弁を全開にした状態を維持することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の空気調和装置。

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