(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機の吐出口から吐出される冷媒を、四方弁、室内熱交換器、電子膨張弁、室外熱交換器、前記四方弁を経て前記圧縮機の吸込口へ循環するヒートポンプ式冷凍サイクルを備えてなる空気調和機において、
前記室外熱交換器のパスをメインパスとサブパスに２分割して並列に接続し、前記メインパスの電子膨張弁側に第１補助電子膨張弁を設け、前記サブパスの四方弁側に第２補助電子膨張弁を設ける一方、前記室外熱交換器の近傍に室外温度センサを設け、前記メインパスの第１補助電子膨張弁側の入口と前記サブパスの電子膨張弁側の入口とに冷媒温度センサを設け、これら温度センサの検知温度にに応じて前記電子膨張弁、前記第１補助電子膨張弁および前記第２補助電子膨張弁を制御する制御部を設けてなり、
暖房運転モード時、前記制御部により、前記電子膨張弁を前記サブパス入口の冷媒温度が０℃以上になるように絞り、前記第１補助電子膨張弁を前記メインパス入口の冷媒温度が室外温度以下になるように絞り、前記第２補助電子膨張弁を前記メインパスと前記サブパスの両方に冷媒が流れるように絞り制御してなることを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
冷房運転モード時、前記制御部により、前記第１補助電子膨張弁を開放する一方、前記第２補助電子膨張弁を前記メインパスと前記サブパスの両方に冷媒が流れるように絞り制御してなることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項３】
冷房運転パワーセーブモード時、前記制御部により、前記第２補助電子膨張弁をパワーセーブ量に応じて絞る一方、前記第１補助電子膨張弁を前記メインパスと前記サブパスの両方に冷媒が流れるように絞り制御してなることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項４】
前記サブパスを前記メインパスの下方に配設してなることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機に係わり、より詳細には、室外熱交換器とその周りの冷媒回路の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空気調和機は、図４の冷媒回路図にて示すように、１は冷媒蒸気を圧縮する圧縮機、５は同圧縮機１より吐出する冷媒の流れを運転モードに応じて切り換える四方弁、６は室内に設置され室内空気に対して冷媒の熱交換を行う室内熱交換器、７は冷媒が通過して膨張する電子膨張弁、８は室外に設置され外気に対して冷媒の熱交換を行う室外熱交換器という構成であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成では、暖房運転モードのとき室外温度が低く０℃以下の場合、蒸発器として機能する室外熱交換器へ流入する冷媒液の温度は室外温度以下である必要があり、外気より冷媒へ蒸発熱を伝達する室外熱交換器の表面は０℃以下の外気より更に低温となり、外気の水蒸気が室外熱交換器の表面に着霜してしまうという問題点があった。
本発明においては、上記の問題点に鑑み、０℃以下程度の低外気温度において室外熱交換器に着霜し難く、かつ効率的に暖房運転を行える空気調和機を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、圧縮機の吐出口から吐出される冷媒を、四方弁、室内熱交換器、電子膨張弁、室外熱交換器、前記四方弁を経て前記圧縮機の吸込口へ循環するヒートポンプ式冷凍サイクルを備えてなる空気調和機において、
前記室外熱交換器のパスをメインパスとサブパスに２分割して並列に接続し、前記メインパスの電子膨張弁側に第１補助電子膨張弁を設け、前記サブパスの四方弁側に第２補助電子膨張弁を設ける一方、前記室外熱交換器の近傍に室外温度センサを設け、前記メインパスの第１補助電子膨張弁側の入口と前記サブパスの電子膨張弁側の入口とに冷媒温度センサを設け、これら温度センサの検知温度にに応じて前記電子膨張弁、前記第１補助電子膨張弁および前記第２補助電子膨張弁を制御する制御部を設けてなり、
暖房運転モード時、前記制御部により、前記電子膨張弁を前記サブパス入口の冷媒温度が０℃以上になるように絞り、前記第１補助電子膨張弁を前記メインパス入口の冷媒温度が室外温度以下になるように絞り、前記第２補助電子膨張弁を前記メインパスと前記サブパスの両方に冷媒が流れるように絞り制御した構成となっている。
【０００５】
また、冷房運転モード時、前記制御部により、前記第１補助電子膨張弁を開放する一方、前記第２補助電子膨張弁を前記メインパスと前記サブパスの両方に冷媒が流れるように絞り制御した構成となっている。
【０００６】
また、冷房運転パワーセーブモード時、前記制御部により、前記第２補助電子膨張弁をパワーセーブ量に応じて絞る一方、前記第１補助電子膨張弁を前記メインパスと前記サブパスの両方に冷媒が流れるように絞り制御した構成となっている。
【０００７】
更に、前記サブパスを前記メインパスの下方に配設した構成となっている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３にて示す本発明の実施例により、本発明の実施の形態について説明する。
図１の冷媒回路図と制御系のブロック図とを混在させた図に示すように、１は吐出口２と吸込口３とアキュムレータ４とを備えた冷媒蒸気を圧縮する圧縮機、５は同圧縮機１の吐出口２より吐出する冷媒の流れを運転モードに応じて切り換える四方弁、６は室内に設置され室内空気に対して冷媒の熱交換を行う室内熱交換器、７は冷媒が通過して膨張する絞り開度が調整可能な電子膨張弁、８は室外に設置され外気に対して冷媒の熱交換を行いパスが上方のメインパス９とその下方のサブパス１０とに分割された室外熱交換器、１１は前記メインパス９の電子膨張弁７側に設けられた冷媒が通過して膨張する絞り開度が調整可能な第１補助電子膨張弁、１２は前記サブパス１０の四方弁５側に設けられた冷媒が通過して膨張する絞り開度が調整可能な第２補助電子膨張弁、１３は前記室外熱交換器８の近傍に設けられたサーミスタからなる室外温度センサ、１４と１５とは前記メインパス９の第１補助電子膨張弁１１側の入口と前記サブパス１０の電子膨張弁７側の入口とに設けられたサーミスタからなる冷媒温度センサである。
【０００９】
更に、１６は前記圧縮機１と前記四方弁５と前記電子膨張弁７と前記室外熱交換器８と前記第１補助電子膨張弁１１と前記第２補助電子膨張弁１２と前記室外温度センサ１３と前記冷媒温度センサ１４、１５とを収納し室外に設置された室外機、１７は前記室内熱交換器６を収納し室内に設置された室内機、１８と１９は同室内機１７の操作面（図示省略）に配設され使用者の操作により、空気調和機の暖房・冷房等の運転モードを切り換える運転モード切換スイッチと、冷房のときのパワーセーブ運転である冷房運転パワーセーブモードを選択するパワーセーブスイッチ、２０は前記運転モード切換スイッチ１８と前記パワーセーブスイッチ１９との切換信号を受信して後記室外機制御部２１へ制御信号を発信する室内機制御部、２１は同室内機制御部２０からの制御信号と、前記室外温度センサ１３と前記冷媒温度センサ１４、１５とからの検知温度データとを受信し、それらの信号とデータとを基に前記圧縮機１と前記四方弁５と前記電子膨張弁７と前記第１補助電子膨張弁１１と前記第２補助電子膨張弁１２とを制御する室外機制御部である。
【００１０】
上記構成において、次にその作用と効果について説明する。
先ず、図１と図２の説明図の項番１にて示す、暖房運転モードについて説明する。
使用者が前記運転モード切換スイッチ１８を操作して暖房運転モードにすると、前記室内機制御部２０はそれを検知して前記室外機制御部２１に対して暖房運転モード信号を発信する。
前記室外機制御部２１は前記室内機制御部２０からの暖房運転モード信号を受信すると、前記四方弁５を前記圧縮機１の吐出口２側と前記室外熱交換器８とを接続し、前記圧縮機１の吸込口３側と前記室内熱交換器６とを接続するように切り換え、前記圧縮機１を作動させる。
【００１１】
前記圧縮機１の吐出口２より吐出した高温高圧の冷媒蒸気は、前記四方弁５を通り、前記室内熱交換器６にて室内空気に放熱し、暖房することにより凝縮して高温高圧の冷媒液となり、同高温高圧の冷媒液は前記冷媒温度センサ１５の検知温度すなわち前記サブパス１０入口の冷媒温度が０℃以上となるように前記電子膨張弁７にて絞り膨張することにより低温低圧の冷媒液となり、同低温低圧の冷媒液の一部はそのまま前記サブパス１０に流入し、前記低温低圧の冷媒液の残りの部分は、前記冷媒温度センサ１４の検知温度すなわち前記メインパス９入口の冷媒温度が前記室外温度センサ１３で検知された室外温度より低くなるように前記第１補助電子膨張弁１１にて更に絞り膨張され前記メインパス９に流入する。室外温度が０℃以下の低温の場合、前記メインパス９へは氷点下の冷たい冷媒が流入することになり、前記室外熱交換器８に着霜し氷結する恐れがある。
前記サブパス１０に０℃以上の冷媒を流すことにより、前記室外熱交換器８に着霜し氷結することを低減することができる。
更に、前記サブパス１０を前記メインパス９の下方に配設することにより、前記サブパス１０の熱の上方への対流を利用して、前記室外熱交換器８全体を有効に暖め、着霜し氷結することを有効に防止できる。
【００１２】
なお、前記第２補助電子膨張弁１２の絞り量を制御することにより、前記メインパス９と前記サブパス１０の両方に冷媒が流れるように制御している。
また、前記冷媒温度センサ１４、１５の検知温度により、冷媒が前記メインパス９と前記サブパス１０とに流れているか、いないかを検知している。
前記低温低圧の冷媒液は前記室外熱交換器８の前記メインパス９と前記サブパス１０とへ流入して外気から吸熱することにより蒸発して低温低圧の冷媒蒸気となり、同低温低圧の冷媒蒸気は前記四方弁５を通り前記圧縮機１の吸込口３へ戻る。
【００１３】
次に、図３と図２の説明図の項番２にて示す、冷房運転モードについて説明する。
使用者が前記運転モード切換スイッチ１８を操作して冷房運転モードにすると、前記室内機制御部２０はそれを検知して前記室外機制御部２１に対して冷房運転モード信号を発信する。
前記室外機制御部２１は前記室内機制御部２０からの冷房運転モード信号を受信すると、前記四方弁５を前記圧縮機１の吐出口２側と前記室内熱交換器６とを接続し、前記圧縮機１の吸込口３側と前記室外熱交換器８とを接続するように切り換え、前記圧縮機１を作動させる。
【００１４】
前記圧縮機１の吐出口２より吐出した高温高圧の冷媒蒸気は、前記四方弁５を通り、前記第１補助電子膨張弁１１を開放し、かつ前記第２補助電子膨張弁１２の絞り量を制御することにより、前記メインパス９と前記サブパス１０の両方に冷媒が流れるように制御され両方のパスを通して前記室外熱交換器８により有効に外気に放熱することにより凝縮して高温高圧の冷媒液となり、同高温高圧の冷媒液は前記電子膨張弁７にて膨張することにより低温低圧の冷媒液となり、同低温低圧の冷媒液は前記室内熱交換器６へ流入して室内空気から吸熱することにより冷房し蒸発して低温低圧の冷媒蒸気となり、同低温低圧の冷媒蒸気は前記四方弁５を通り前記圧縮機１の吸込口３へ戻る。
【００１５】
なお、前記メインパス９は前記サブパス１０より管路長さを長く設定されていることにより流路抵抗が大きいため、前記第１補助電子膨張弁１１は開放し、前記第２補助電子膨張弁１２の絞り量を制御することにより、前記メインパス９と前記サブパス１０の両方に冷媒を流すように制御することができる。
【００１６】
次に、図３と図２の説明図の項番３にて示す、冷房運転パワーセーブモードについて説明する。
使用者が前記運転モード切換スイッチ１８と前記パワーセーブスイッチ１９とを操作して冷房運転パワーセーブモードにすると、前記室内機制御部２０はそれを検知して前記室外機制御部２１に対して冷房運転パワーセーブモード信号を発信する。
前記室外機制御部２１は前記室内機制御部２０からの冷房運転パワーセーブモード信号を受信すると、前記四方弁５を前記圧縮機１の吐出口２側と前記室内熱交換器６とを接続し、前記圧縮機１の吸込口３側と前記室外熱交換器８とを接続するように切り換え、前記圧縮機１をパワーセーブ運転させる。
【００１７】
前記圧縮機１の吐出口２より吐出した高温高圧の冷媒蒸気は、前記四方弁５を通り、前記第２補助電子膨張弁１２の絞り量をパワーセーブ量に応じて制御し、かつ前記第１補助電子膨張弁１１の絞り量を制御することにより、前記メインパス９と前記サブパス１０の両方に冷媒が流れるとともに、前記サブパス１０への冷媒の流入を抑え、前記室外熱交換器８によりパワーセーブ量に応じた放熱を行うことにより過冷却され過ぎないように適性に凝縮して高温高圧の冷媒液となり、同高温高圧の冷媒液は前記電子膨張弁７にて膨張することにより低温低圧の冷媒液となり、同低温低圧の冷媒液は前記室内熱交換器６へ流入して室内空気から吸熱することにより冷房し蒸発して低温低圧の冷媒蒸気となり、同低温低圧の冷媒蒸気は前記四方弁５を通り前記圧縮機１の吸込口３へ戻る。
【００１８】
なお、前記室外熱交換器８において冷媒が過冷却され過ぎていないかどうかは、前記冷媒温度センサ１４、１５の冷媒の検知温度により判断することができる。
【００１９】
前記室外温度センサ１３と前記冷媒温度センサ１４、１５とをサーミスタとすることにより、部品の種類を統一した安価な構成とすることができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、０℃以下程度の低外気温度において室外熱交換器に着霜し難く、かつ効率的に暖房運転を行える空気調和機となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による空気調和機の一実施例の冷媒回路図と制御ブロック図を混在して示した図で、暖房運転状態を示す。
【図２】本発明による空気調和機の一実施例の制御の内容を示す説明図である。
【図３】本発明による空気調和機の一実施例の冷媒回路図と制御ブロック図を混在して示した図で、冷房運転状態を示す。
【図４】従来の空気調和機の冷媒回路図である。
【符号の説明】
１  圧縮機
２  吐出口
３  吸込口
５  四方弁
６  室内熱交換器
７  電子膨張弁
８  室外熱交換器
９  メインパス
１０  サブパス
１１  第１補助電子膨張弁
１２  第２補助電子膨張弁
１３  室外温度センサ
１４、１５  冷媒温度センサ
２０  室内機制御部
２１  室外機制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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