(57)【要約】【課題】冷媒としてＲ３２単一冷媒を用いる場合であっても、低能力域において安定的に冷媒を循環させることができる空気調和機を提供する。【解決手段】空気調和機１は、圧縮機５、室外熱交換器６および電子膨張弁１０を有する室外機２と、室内熱交換器１２および送風ファン１４（送風手段）を有する室内機３と、室外機２および室内機３の間を接続する冷媒配管４と、電子膨張弁１０の開度を制御することにより冷媒配管４を流れる冷媒の流量を制御する室外制御部１１（制御手段）とを備え、冷媒としてＲ３２単一冷媒を採用し、冷房運転時または暖房運転時の最小能力が１ｋＷ以下での動作が可能であり、電子膨張弁１０の口径が１．２から１．４ｍｍの範囲に設定されている。【選択図】図１
2015004486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、室外熱交換器、四方弁および電子膨張弁を有する室外機と、室内熱交換器および送風手段を有する室内機と、前記室外機および前記室内機の間を接続する冷媒配管と、前記電子膨張弁の開度を制御することにより前記冷媒配管を流れる冷媒の流量を制御する制御手段と、を備え、
前記冷媒としてＲ３２単一冷媒を採用し、冷房運転時または暖房運転時の最小能力が１ｋＷ以下での動作が可能な空気調和機において、
前記電子膨張弁の口径を、１．２から１．４ｍｍの範囲に設定したことを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、冷凍サイクルで一般的に用いられている冷媒であるＲ４１０Ａ混合冷媒に代えて、Ｒ３２単一冷媒を用いる冷凍サイクルを採用したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２７４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
さて、従来のＲ４１０Ａ混合冷媒と比較して相対的に体積当たりの冷媒能力が高いＲ３２単一冷媒では、同一の冷房能力あるいは暖房能力を出すために必要となる冷媒の流量（循環量）が少なくなる。このため、冷媒の流量を調整する電子膨張弁の開度をＲ３２単一冷媒の特性に合わせて制御することが重要となる。
しかしながら、例えば動作能力が１ｋＷ以下となるような低能力域では、運転に必要な冷媒の流量がそもそも少ないこと、また、Ｒ３２単一冷媒を用いる場合にはさらに流量が少なくなることから、流量の調整が困難になる。その結果、低能力域における冷媒の循環が不安定となり、結果として、冷凍サイクルの作動が不安定になる問題がある。そして、冷凍サイクルの作動が不安定になると、十分な冷房能力や暖房能力を得ることができないという問題が発生する。
本実施形態は、冷媒としてＲ３２単一冷媒を用いる場合であっても、低能力域において安定的に冷媒を循環させることができる空気調和機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の空気調和機は、圧縮機、室外熱交換器および電子膨張弁を有する室外機と、室内熱交換器および送風手段を有する室内機と、室外機および室内機の間を接続する冷媒配管と、電子膨張弁の開度を制御することにより冷媒配管を流れる冷媒の流量を制御する制御手段とを備え、冷媒としてＲ３２単一冷媒を採用し、冷房運転時または暖房運転時の最小能力が１ｋＷ以下での動作が可能であり、電子膨張弁の口径を１．２から１．４ｍｍの範囲に設定したことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】一実施形態の空気調和機の構成を模式的に示す図
【図２】一実施形態の電子膨張弁の構成を模式的に示す図
【図３】一実施形態の冷媒の流量と電子膨張弁の開度との関係を模式的に示す図
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、一実施形態による空気調和機について、図１から図３を参照しながら説明する。図１に示すように、実施形態の空気調和機１は、室外機２、室内機３、室外機２および室内機３の間を接続する冷媒配管４等から構成されている。室外機２は、圧縮機５、室外熱交換器６、室外温度センサ７、冷却ファン８、四方弁９、電子膨張弁１０および室外制御部１１等を備えている。この室外機２は、基本的には周知の構成と共通するため詳細な説明は省略するが、四方弁９を制御して冷媒の流れを冷房運転時（図１に実線の矢印にて示す向き）と暖房運転時（図１に破線の矢印にて示す向き）とで切り替えるとともに、室外温度センサ７により取得した外気温等に基づいて圧縮機５の運転周波数や電子膨張弁１０の開度等を室外制御部１１により制御している。
【０００８】
室内機３は、室内熱交換器１２、室内温度センサ１３、送風手段としての送風ファン１４、およびそれらを制御する室内制御部１５等を有する周知の構成のものである。室内制御部１５は、例えば図示しないリモコン等からの設定情報の受信や送風ファン１４の風量や風向の制御等を行っている。また、室内機３は、図示しない電気配線により室外機２側と接続されており、受信した設定情報を室外制御部１１に送信する。そして、室外制御部１１は、ユーザにより設定された設定温度となるように、室外温度センサ７により取得した外気温や室内温度センサ１３により取得した室温に基づいて冷房運転、暖房運転あるいは除湿運転等の空調制御を行っている。このように、室外機２および室内機３によって、周知の冷凍サイクルが構成されている。
【０００９】
室外機２と室内機３との間を接続する冷媒配管４には、冷媒としてＲ３２単一冷媒が封入されている。このＲ３２単一冷媒は、ＨＦＣ（Hydro Fluoro Carbon）単一冷媒とも称されており、広く採用されてきたＲ４１０Ａ混合冷媒に対して潜熱が大きいという特性を備えている。このため、従来の混合冷媒を使用した場合と同等の空調能力を得るための流量を少なくすることが可能である。
【００１０】
さて、冷媒の流量は、電子膨張弁１０の開度を調整することにより制御されている。具体的には、図２に示すように、電子膨張弁１０は、冷媒が流れる冷媒通路Ｒを形成する口径φＤに設定された配管部２０と、その配管部２０の弁座２１（開口部）を開閉する弁体２２とを有している。上記した室外制御部１１は、この弁座２１と弁体２２との間の距離を変化させることで電子膨張弁１０の開度を制御し、冷媒の流量を調整する。本実施形態では、電子膨張弁１０の口径φＤは、１．２ｍｍ〜１．４ｍｍの範囲に設定されている。また、電子膨張弁１０の開度は、周知のようにパルス制御されており、パルス個数が大になると開度も大になる。そして、空気調和機１では、開度と流量とが安定して比例関係となる安定流量域で運転が行われている。なお、空気調和機１は、冷房能力または暖房能力が１ｋＷ以下のような低能力域から、冷房能力または暖房能力が例えば一例として２．２ｋＷ等の高能力域まで運転可能である。
【００１１】
次に、上記構成の空気調和機１の作用および効果について説明する。
冷房能力または暖房能力が１ｋＷ以下のような低能力域では、必要とされる冷媒の量も少ないことから、電子膨張弁１０の開度が小さい範囲で運転されることになる。このとき、電子膨張弁１０の開度を小さくすれば冷媒の流量を少なくすることはできるものの、開度が小さくなると流量の調整が難しくなる。具体的には、図３に比較例として破線にて示すＲ４１０Ａ混合冷媒の場合、開度がＰ０よりも小さくなると、流量と開度との比例関係が崩れていく。なお、図３に示すＲ４１０Ａ混合冷媒のグラフは、電子膨張弁の口径φＤを１．６ｍｍ〜１．８ｍｍ程度に設定した従来構成によるものである。このため、従来構成の場合、電子膨張弁１０の開度がＰ０以下の範囲では開度１パルスに対する流量の変化量が一定とならず、安定流領域と同様に制御を行ったとしても、冷凍サイクルの作動が不安定となってしまう。
【００１２】
また、上記したようにＲ４１０Ａ混合冷媒に比べて相対的に体積当たりの冷媒能力が高いＲ３２単一冷媒では、同一の冷房能力あるいは暖房能力を出すために必要となる冷媒の流量（循環量）が少なくなる。このため、Ｒ４１０Ａ混合冷媒と同様の制御を行った場合には、安定流量域の下限がＰ０よりも開度が大の方向にさらに移動してしまい、低能力域での安定した運転が一層困難となる。
【００１３】
そこで、本実施形態では、電子膨張弁１０の口径を１．２ｍｍ〜１．４ｍｍの範囲（但し、公差を除く）に設定している。つまり、開度１パルス当たりの冷媒の流量の変化量が従来構成に比べて小さくなるように、電子膨張弁１０の口径φＤを設定している。その結果、図３に実線にて示すように、Ｒ３２単一冷媒を用いた場合の安定流領域の下限が開度Ｐ１に対応する位置となる。換言すると、安定流領域の下限を、Ｒ４１０Ａ混合冷媒を用いる場合に比べて電子膨張弁１０の開度が小となる側に移動させている。これにより、より流量が小さい範囲まで、冷媒の流量を安定して制御することができる。すなわち、冷媒としてＲ３２単一冷媒を用いた場合であっても、低能力域において安定的に冷媒を循環させることができる。
【００１４】
また、冷媒を安定的に循環させることができるため、低能力域まで冷凍サイクルを安定的に運転させることができる。したがって、空調を安定的に行うことができる範囲を広くすることができ、空気調和機１の性能改善を図ることができる。
なお、低能力域での流量の安定化を図るために電子膨張弁１０の口径φＤを１．２ｍｍ〜１．４ｍｍに設定しているが、その口径であっても、開度が最大となるような運転状態においても十分な冷媒の流量を確保することができている。
【００１５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００１６】
図面中、１は空気調和機、２は室外機、３は室内機、４は冷媒配管、５は圧縮機、６は室外熱交換器、９は四方弁、１０は電子膨張弁、１１は室外制御部（制御手段）、１２は室内熱交換器、１４は送風ファン（送風手段）、を示す。
【図１】
2015004486.tif 000003
【図２】
2015004486.tif 000004
【図３】
2015004486.tif 000005