(57)【要約】    【課題】気液分離器を有しない冷凍サイクルにおいて、圧縮機吸入配管に液冷媒が生成することにより液圧縮を発生させないこと。【解決手段】  少なくとも圧縮機１、熱源側熱交換器２、絞り機構３、利用側熱交換器４、前記圧縮機と前記熱源側熱交換器と前記絞り機構と前記利用側熱交換器とを接続する配管６及び送風機４、５から構成される冷凍サイクルを備える空気調和機において、空気調和機の休止中に圧縮機の吸入側の冷媒の圧力に応じて前記圧縮機を運転させる。これにより、圧縮機の吸入側の冷媒が液化しないので、圧縮機の液圧縮による故障を抑制させることができ、空気調和機の信頼性を向上させることができる。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、熱源側熱交換器、絞り機構、利用側熱交換器、前記圧縮機と前記熱源側熱交換器と前記絞り機構と前記利用側熱交換器とを接続する配管及び送風機とから構成される冷凍サイクルを備える空気調和機において、前記空気調和機の休止中に前記圧縮機の運転及び停止を繰り返し行うことを特徴とした空気調和機。
【請求項２】
請求項１において、前記配管の周りの温度を検出する温度検出器を有し、前記温度検出器で検出した前記配管の周りの温度に応じて、前記空気調和機の休止中に前記圧縮機の運転及び停止を繰り返し行うことを特徴とした空気調和機。
【請求項３】
圧縮機、熱源側熱交換器、絞り機構、利用側熱交換器、前記圧縮機と前記熱源側熱交換器と前記絞り機構と前記利用側熱交換器とを接続する配管及び送風機とから構成される冷凍サイクルを備える空気調和機において、前記空気調和機の休止中に前記圧縮機吸入側の冷媒圧力に応じて前記圧縮機を運転させることを特徴とした空気調和機。
【請求項４】
請求項３において、前記空気調和機の休止中に前記圧縮機吸入側の冷媒圧力が所定の運転判定圧力まで上がった場合に、前記圧縮機を運転させることを特徴とした空気調和機。
【請求項５】
請求項３または４において、前記空気調和機の休止中に前記圧縮機吸入側の冷媒圧力に応じて前記圧縮機の運転及び停止を繰り返し行うことを特徴とした空気調和機。
【請求項６】
請求項５において、前記空気調和機の休止中に前記所定の運転判定圧力以上になった場合に前記圧縮機を運転させ、前記圧縮機吸入側の冷媒圧力が所定の停止判定圧力以下になった場合に前記圧縮機を停止させることを特徴とした空気調和機。
【請求項７】
請求項６において、前記所定の運転判定圧力は前記温度検出器で検出した前記配管の周りの温度に基づいて決定されることを特徴とした空気調和機。
【請求項８】
請求項７において、前記所定の運転判定圧力は前記温度検出器で検出した前記配管の周りの温度によって決定される飽和圧力に基づいて決定されることを特徴とした空気調和機。
【請求項９】
請求項８において、前記熱源側熱交換器または前記利用側熱交換器が複数台設置されている場合に、全ての前記温度検出器で検出した前記配管の周りの温度のうちで、最も低い温度を選択し、その温度に基づいて前記所定の運転判定圧力を決定することを特徴とした空気調和機。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかにおいて、前記空気調和機の休止中に前記圧縮機を運転させた後所定の時間経過後に前記圧縮機吸入側の冷媒圧力が所定の圧力以下にならなかった場合は、これを異常として検出することを特徴とした空気調和機。
【請求項１１】
請求項１０において、異常として検出したことを使用者に表示する機能を有したこと特徴とした空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機は性能向上と原価低減の競争が激化している。特に冷凍サイクル内の圧力損失を低減することは性能向上に大きな効果をもたらすことがわかっている。そこで、圧力損失の大きな気液分離器を圧縮機の吸入側に設置しないことで性能向上と原価低減を同時に達成することが可能である。
【０００３】
従来の空気調和機の例として、例えば特許文献１には、空気調和機の運転停止時に、圧縮機を低速回転で運転する空気調和機が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２８８６５７号公報（要約欄参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
圧縮機の吸入側の配管に液冷媒が貯留してしまうと、直接液冷媒が圧縮機に導入されてしまうことが懸念される。圧縮機に液冷媒が導入されると液圧縮を発生させ、圧縮機内の冷媒の圧力が異常に高くなり、ひいては圧縮機の破損に至る可能性がある。従来の技術では、吸入側の配管内のボイド率を上昇させるためのバイパス回路設置や圧縮機そのものにバイパス弁を内蔵することで液圧縮に耐えられる構造にしており、コストが増加するという課題があった。
【０００６】
冷凍サイクルが休止している状態での冷媒は、温度の低いところに移動して、自然対流により熱交換しながら凝縮していくことが知られている。凝縮しながら圧縮機吸入側の冷媒圧力は低下してゆき、最終的には配管の周りの温度における飽和圧力の状態で安定することになる。逆に、安定時の圧力を低く抑えておくことができれば常に冷媒は過熱ガス状態のままで保持することが可能である。
【０００７】
本発明の課題は、製品原価をあげることなく、休止中に液冷媒が貯留しにくくすることである。また本発明の別の課題は、安価な冷凍サイクル構成で圧縮機の信頼性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、空気調和機の休止中に圧縮機の吸入側の冷媒の圧力に応じて圧縮機を運転させるものとしている。
また、空気調和機の休止中に圧縮機吸入側の冷媒圧力に応じて圧縮機の運転・停止を繰り返し行わせることが望ましい。
【０００９】
さらに空気調和機の休止中に圧縮機吸入側の冷媒圧力が所定の運転判定圧力以上になった場合に、圧縮機を運転させるのが望ましい。
【００１０】
さらに空気調和機の休止中に所定の運転判定圧力以上になった場合に圧縮機を運転させ、圧縮機吸入側の冷媒圧力が所定の停止判定圧力以下になった場合に圧縮機を停止させるのが望ましい。
【００１１】
さらに所定の運転判定圧力と停止判定圧力は温度検出器で検出される配管の周りの温度により決定されるのが望ましい。
【００１２】
さらに所定の運転判定圧力は温度検出器で検出される配管の周りの温度により決定される飽和圧力に基づいて決められるのが望ましい。
【００１３】
また本発明の他の態様では、熱源側熱交換器または利用側熱交換器が複数台設置されている場合には、全ての温度検出器で検出した配管の周りの温度のうちで、最も低い温度を選択し、その温度に基づいて所定の運転判定圧力を決定することとにしている。
【００１４】
また本発明の他の態様では、空気調和機の休止中に圧縮機を運転させることにより圧縮機吸入側の冷媒圧力が所定の圧力以下にならなかった場合は、これを異常として検出するというものにしている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、製品原価をあげることなく、休止中に液冷媒が貯留しにくくすることができる。また、本発明によれば、安価な冷凍サイクル構成で圧縮機の信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１に一般的な冷凍サイクルを示す。圧縮機１、熱源側熱交換器２、絞り機構３、利用側熱交換器４、気液分離器７、四方切換弁８、液タンク９、阻止弁１０がそれぞれ接続配管６で接続され、この中を循環する冷媒が封入されている。冷媒は圧縮機１で圧縮され、熱源側熱交換器２で凝縮し室内ユニット側の絞り機構３で膨張し、利用側熱交換器４で蒸発、気液分離器７で圧縮機１の吸入に適した乾き度に調整された後に再び吸入される一連のサイクルを形成している。熱源側熱交換器２および利用側熱交換器４にはそれぞれ送風機５が設置され空気と熱交換することにより空調を行う。また、室外ユニットには温度検出器１１、圧力検出器１２が設置されており、空気温度や冷媒温度、冷媒圧力を検出して適正な運転を行うことができる構成となっている。さらに、これらの検出器からの出力を用いた制御機器が設置されている。圧縮機１は運転容量を可変できるものの利用が増えてきている。
【００１８】
空気調和機の原価低減策としては構成部品の削減が最も効果的である。また、性能向上策としては圧力損失の低減が有効であり、特に圧縮機１の吸入側の冷媒圧力の損失を低減することは冷媒循環量の増大につながるため、圧縮機の運転周波数の低減が可能となることから、気液分離器７の削減が有効である。
【００１９】
図２に気液分離器７を削減した本発明の一実施例を示す。図１との違いは前述の他に吐出側から吸入側にガスを導入するためのバイパス回路が設置され電磁弁１３で回路の入切ができるようになっている。ここで、気液分離器７が設置されていないため、圧縮機１の吸入乾き度は全く調整されず、蒸発器を出てきた冷媒が直接吸入されることになる。このため、蒸発器側の絞り装置を適切に制御することにより運転中の吸入乾き度を適正化することが重要である。
【００２０】
また、空気調和機の停止中（空気調和機の配管内の冷媒が循環していない状態）に圧縮機１の吸入配管が外気温度などで冷却されると、ここに冷媒が凝縮し液化してしまう。これを圧縮機１が直接吸入した場合には液圧縮による圧縮機構の破損に至る可能性があるため、吐出側から吸入側にガスを導入するいわゆるガスバイパス回路を設置しているケースが一般的である。このガスバイパス回路は回路の入切ができるように電磁弁１３が設置されており、圧縮機の運転時の乾き度を調整するほか圧縮機停止時に吐出側と吸入側をバイパスさせ、圧力を均一にさせるいわゆるバランス回路としても作用する。図４に示すように、このバランス動作を行うと、圧縮機吸入側の冷媒圧力が上昇するため、外気温度が低い場合には吸入側の配管が冷却されることにより配管内に冷媒が凝縮し、液冷媒を生成してしまう原因となる。
【００２１】
本発明では、まずこの均圧処理を空気調和機の停止直後の実施から、図５に示すように圧縮機の起動直前の実施に変更させることで、圧縮機吸入側の冷媒圧力を低く保持させる。ここで、利用側熱交換器４、室外ユニットや室内ユニットの温度検出器で検出される配管の周りの温度のなかで最も低い温度を選択し、この温度における飽和圧力を算出する。絞り機構の漏れなどにより圧縮機吸入側の冷媒圧力が上昇し、求めた飽和圧力を上回った場合には、吸入側の配管に冷媒が凝縮してしまう可能性が高まる。そこで圧縮機吸入側の冷媒圧力が求めた飽和圧力から設定した運転判定圧力以上になった場合に、圧縮機を運転することにより吸入側の冷媒圧力を低下させる。これにより、常に吸入側の配管内の圧力を飽和圧力よりも低く保つことが可能となり、吸入側の配管には液冷媒の発生を抑制することが可能となる。またあらかじめ設定した停止判定圧力まで吸入側の配管内の圧力が下がった場合に、消費電力の削減のため圧縮機の運転を停止させる。
【００２２】
また、圧縮機の運転を開始する前には圧縮機の起動トルクを緩和するためにバイパス用電磁弁１３を開き均圧させる。空気調和機としては停止中の処理であるため、容量制御可能な圧縮機の場合にはできるだけ低い運転周波数で圧縮機１を運転し騒音、消費電力を抑えることはいうまでもない。
【実施例２】
【００２３】
図３に複数の室内ユニットが接続されている例をしめす。複数台の室内ユニットが接続されている場合には、接続されている室内ユニットすべてと室外ユニットすべての温度検出器で検出される配管の周りの温度の中で最も低い温度を選択し、これから飽和圧力を求め、この飽和圧力に基づいて、圧縮機の運転判定圧力を設定する。このとき、圧縮機の運転判定圧力を予め低い圧力に設定しておき、この圧力を上回った場合に、圧縮機を運転するように設定しておくことも可能である。このように配管の周りの温度に関わらず低めの圧力（たとえば、温度-20℃位に相当する飽和圧力）を運転判定圧力に設定しておくことで、常に圧縮機の吸入側の圧力を低く保つことが可能である。またこの場合には、圧力はセンサによる検出ではなくスイッチを用いることが可能である。圧力スイッチとは予め設定された圧力に等しくなると接点が開閉する装置であり、これを圧縮機の運転に連動させるものである。
【００２４】
また、図３では複数の室内ユニットを示したが、室外ユニットが複数になるいわゆるモジュール室外ユニットに対しても同様の処置が可能であることはいうまでもない。
【実施例３】
【００２５】
以上に説明したとおり、空気調和機の休止中に圧縮機を運転することにより圧縮機吸入側の冷媒圧力を設定値以下に保とうとするが、この休止中の運転が一定時間経過しても設定した圧力以下にならなかった場合はこれを異常として検出し、記憶装置に記録し、さらに表示装置に結果を表示することにより機器の異常を知らせることが可能である。この場合の異常は、蒸発器側の絞り機構が閉止不可の状態であることを示しており、特に圧縮機の吸入工程よりも漏れ量が多い場合にこのような異常現象となる。
【００２６】
また、別の異常の検知方法としては、設定圧力には到達するものの何回も休止中の運転を繰り返す場合も異常として扱う方法がある。この場合も蒸発器側の絞り機構が閉止不可の状態であることを示しているが、特に圧縮機の吸入工程よりも漏れ量が少なく、一旦は設定圧力に到達するが圧縮停止後に漏れにより圧力が上昇してしまっていることがわかる。
【００２７】
上述のとおり機器の異常検出として用いることが可能である。この異常検出結果は、運転操作用のリモコンなどに表示することで早期に機器の異常を使用者に知らせることができる。これにより機器の補修を早期に実施することができる。
【００２８】
また、この情報をインターネットなどを通じて機器の管理センタで監視しておくことにより顧客からの連絡を受ける前に機器の補修を実施することも可能である。
【００２９】
また、上述の本発明の実施例によれば、圧縮機の信頼性を低下させることなく、圧縮機や冷凍サイクルそのものに構造、部品の追加を実施することなく、気液分離器の廃止による性能向上および原価低減を実現できる。
【００３０】
本発明と特許文献１との相違点を以下に説明する。特許文献１の制御方法では、空気調和機の休止中に常に圧縮機を低速回転で運転しているが、本発明では、空気調和機の休止中に吸入側の圧力に応じて圧縮機の運転・停止を繰り返すことで、液圧縮による故障の可能性を低減でき、信頼性を向上できる。また、空気調和機の休止中の圧縮機の運転・停止を繰り返すことで、常に圧縮機を運転している場合と比較して、消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来の冷凍サイクル構成図。
【図２】本発明の冷凍サイクル構成図。
【図３】室内ユニットが複数台設置された冷凍サイクル構成図。
【図４】従来の圧縮機運転に対応した吸入圧力変化図。
【図５】本発明の圧縮機運転に対応した吸入圧力変化図。
【符号の説明】
【００３２】
１：圧縮機、２：熱源側熱交換器、３：絞り機構、４：利用側熱交換器、５：送風機、６：接続配管、7：気液分離器、８：四方切換弁、９：液タンク、１０：阻止弁、１１：温度検出器、１２：圧力検出器、１３：電磁弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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