(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、四方弁及び室外熱交換器が室外冷媒配管に配設されると共に、上記室外熱交換器に室外ファンが隣接配置された室外機と、室内熱交換器が室内冷媒配管に配設された室内機とを有し、上記室外冷媒配管及び室内冷媒配管が連結されて冷媒回路を構成する空気調和装置の四方弁切換方法において、
上記圧縮機が停止状態から起動するタイミングよりも遅いタイミングで、且つ上記室外ファンの停止状態下で、上記四方弁を切り換えることを特徴とする空気調和装置の四方弁切換方法。
【請求項２】
圧縮機、四方弁及び室外熱交換器が室外冷媒配管に配設されると共に、上記室外熱交換器に室外ファンが隣接配置された室外機と、室内熱交換器が室内冷媒配管に配設された室内機とを有し、上記室外冷媒配管及び室内冷媒配管が連結されて冷媒回路を構成する空気調和装置の四方弁切換方法において、
上記圧縮機が停止状態から起動するタイミングよりも遅いタイミングで上記室外ファンを起動させ、
この室外ファンの起動と同時に、又は上記室外ファンの起動よりも遅いタイミングで、上記四方弁を切り換えることを特徴とする空気調和装置の四方弁切換方法。
【請求項３】
上記四方弁を暖房位置から冷房位置に切り換えて除霜運転を実施することを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置の四方弁切換方法。
【請求項４】
上記四方弁を冷房位置から暖房位置に切り換えて、除霜運転から暖房運転に復帰させることを特徴とする請求項２に記載の空気調和装置の四方弁切換方法。
【請求項５】
圧縮機、四方弁及び室外熱交換器が室外冷媒配管に配設されると共に、上記室外熱交換器に室外ファンが隣接配置された室外機と、室内熱交換器が室内冷媒配管に配設された室内機とを有し、上記室外冷媒配管及び室内冷媒配管が連結されて冷媒回路を構成し、上記圧縮機、上記四方弁及び上記室外ファンが制御装置により制御される空気調和装置において、
上記制御装置は、上記圧縮機が停止状態から起動するタイミングよりも遅いタイミングで、且つ上記室外ファンの停止状態下で、上記四方弁を切り換えることを特徴とする空気調和装置。
【請求項６】
圧縮機、四方弁及び室外熱交換器が室外冷媒配管に配設されると共に、上記室外熱交換器に室外ファンが隣接配置された室外機と、室内熱交換器が室内冷媒配管に配設された室内機とを有し、上記室外冷媒配管及び室内冷媒配管が連結されて冷媒回路を構成し、上記圧縮機、上記四方弁及び上記室外ファンが制御装置により制御される空気調和装置において、
上記制御装置は、上記圧縮機が停止状態から起動するタイミングよりも遅いタイミングで上記室外ファンを起動させ、この室外ファンの起動と同時に、又は上記室外ファンの起動よりも遅いタイミングで、上記四方弁を切り換えることを特徴とする空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和装置の四方弁切換方法、及びその方法を実施する空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和装置は、圧縮機、四方弁及び室外熱交換器が室外冷媒配管に配設されるとともに、室外熱交換器に室外ファンが隣接配置された室外機と、室内熱交換器が室内冷媒配管に配設された室内機とを有し、室外冷媒配管及び室内冷媒配管が連結されて冷媒回路を構成し、圧縮機、四方弁及び室外ファンなどが制御装置により制御されて、室内を冷房または暖房するものである。
【０００３】
ところで、空気調和装置の暖房運転時には、外気温度が約５℃以下に低下すると、室外熱交換器の冷媒の蒸発温度が０℃以下となって、室外熱交換器に霜が付着するので、この霜を取り除く除霜運転を適宜実施する必要がある。この除霜運転は各種の方式があるが、逆サイクル除霜方式として、図３に示すように、暖房運転中に四方弁を暖房位置から冷房位置に切り換え、室外ファンの運転を停止し、圧縮機からの高温高圧ガス冷媒を、霜が付着した室外熱交換器へ導き、その冷媒ガスの熱で付着した霜をとかすものがある。
【０００４】
上述の除霜運転では、圧縮機を運転したままで四方弁を冷房位置に切り換えたり、暖房位置に切り換えると、室内機側の冷媒配管内で圧力が急激に変化し、この圧力急変に伴う異音が室内機側へ伝達されてしまう。そこで、四方弁を暖房位置から冷房位置に切り換える除霜運転の開始時と、四方弁を冷房位置から暖房位置に切り換える除霜運転から暖房運転への復帰時に、圧縮機の運転を停止させて冷媒回路内での冷媒圧力を均一化した後に、四方弁を切り換える方法が採用されている。
【０００５】
また、上述のような四方弁の切換方法においては、除霜運転の開始時に、圧縮機の起動と四方弁の冷房位置への切換とを同一タイミング（時刻ｔ１）で実施している。更に、除霜運転から暖房運転への復帰時に、圧縮機の起動と、四方弁の暖房位置への切換と、室内ファンの起動とを同一タイミング（時刻ｔ２）で実施している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述のような従来の除霜運転における四方弁の切換方法には、次のような問題点がある。つまり、特に除霜運転から暖房運転への復帰時には、四方弁が未だ冷房位置にあり、しかも、除霜運転を実施するのは外気温度が低い場合であるので、この外気温度の低い状態で圧縮機を起動させ、かつ室外ファンも起動させると、低外気冷房運転となり、空気調和装置は冷房運転能力が過大とならないように圧縮機の吐出圧力を低下させてしまう。この結果、四方弁の最低作動差圧（つまり四方弁の切換作動を実施させるためにこの四方弁に作用している、圧縮機の吐出側冷媒圧力と吸込側冷媒圧力との差圧）が十分に確保されず、四方弁を冷房位置から暖房位置へ短時間（瞬時）に切り換えることができない。
【０００７】
最悪の状態として、四方弁内部のスライド弁が冷房位置と暖房位置との中間位置で停止してしまい、上述の四方弁の最低作動差圧を得ることがますますできなくなって、この四方弁によっては冷房位置、暖房位置への切換が不可能になる虞がある。
【０００８】
そこで、四方弁の切換時に圧縮機の運転能力を高くし、圧縮機の吐出側における冷媒圧力を上昇させて、四方弁を強制的に切り換えることも考えられる。
【０００９】
しかし、この場合には、圧縮機の吐出側における冷媒温度が異常に上昇したり、圧縮機の吸込側における冷媒圧力が負圧化して低圧カットが発生してしまう虞れがある。
【００１０】
本発明の課題は、上述の事情を考慮してなされたものであり、圧縮機の運転能力を増大させることなく、四方弁の切換を確実に実施できる空気調和装置の四方弁切換方法及び空気調和装置を提供することにある。
【００１１】
【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、四方弁及び室外熱交換器が室外冷媒配管に配設されると共に、上記室外熱交換器に室外ファンが隣接配置された室外機と、室内熱交換器が室内冷媒配管に配設された室内機とを有し、上記室外冷媒配管及び室内冷媒配管が連結されて冷媒回路を構成する空気調和装置の四方弁切換方法において、上記圧縮機が停止状態から起動するタイミングよりも遅いタイミングで、且つ上記室外ファンの停止状態下で、上記四方弁を切り換えるものである。
【００１２】
請求項２記載の発明は、圧縮機、四方弁及び室外熱交換器が室外冷媒配管に配設されると共に、上記室外熱交換器に室外ファンが隣接配置された室外機と、室内熱交換器が室内冷媒配管に配設された室内機とを有し、上記室外冷媒配管及び室内冷媒配管が連結されて冷媒回路を構成する空気調和装置の四方弁切換方法において、上記圧縮機が停止状態から起動するタイミングよりも遅いタイミングで上記室外ファンを起動させ、この室外ファンの起動と同時に、又は上記室外ファンの起動よりも遅いタイミングで、上記四方弁を切り換えるものである。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記四方弁を暖房位置から冷房位置に切り換えて除霜運転を実施するものである。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項２に記載の発明において、上記四方弁を冷房位置から暖房位置に切り換えて、除霜運転から暖房運転に復帰させるものである。
【００１５】
請求項５記載の発明は、圧縮機、四方弁及び室外熱交換器が室外冷媒配管に配設されると共に、上記室外熱交換器に室外ファンが隣接配置された室外機と、室内熱交換器が室内冷媒配管に配設された室内機とを有し、上記室外冷媒配管及び室内冷媒配管が連結されて冷媒回路を構成し、上記圧縮機、上記四方弁及び上記室外ファンが制御装置により制御される空気調和装置において、上記制御装置は、上記圧縮機が停止状態から起動するタイミングよりも遅いタイミングで、且つ上記室外ファンの停止状態下で、上記四方弁を切り換えるものである。
【００１６】
請求項６記載の発明は、圧縮機、四方弁及び室外熱交換器が室外冷媒配管に配設されると共に、上記室外熱交換器に室外ファンが隣接配置された室外機と、室内熱交換器が室内冷媒配管に配設された室内機とを有し、上記室外冷媒配管及び室内冷媒配管が連結されて冷媒回路を構成し、上記圧縮機、上記四方弁及び上記室外ファンが制御装置により制御される空気調和装置において、上記制御装置は、上記圧縮機が停止状態から起動するタイミングよりも遅いタイミングで上記室外ファンを起動させ、この室外ファンの起動と同時に、又は上記室外ファンの起動よりも遅いタイミングで、上記四方弁を切り換えるものである。
【００１７】
請求項１〜６に記載の発明には、次の作用がある。
【００１８】
圧縮機を停止状態から起動させる圧縮機の起動時に室外ファンが停止されていることから、四方弁を切り換えるために四方弁に作用する冷媒回路内の冷媒の圧力差を、四方弁の最低作動差圧以上に確保できるので、四方弁を確実に切り換えることができる。
【００１９】
また、圧縮機の起動時に室外ファンが停止されて、四方弁の最低作動差圧が確保されるので、四方弁の最低作動差圧を確保するために圧縮機の運転能力を高める必要がない。このため、圧縮機の吐出側における冷媒温度の異常上昇や、圧縮機の吸込側における低圧カット（負圧化）現象の発生を防止できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、本発明に係る空気調和装置の四方弁切換方法の一実施の形態を実施する空気調和装置を示す回路図である。
【００２２】
この図１に示すように、空気調和装置１０は、室外機１１、複数の室内機１２Ａ、１２Ｂ…及び制御装置１３を有してなり、室外機１１の室外冷媒配管１４と室内機１２Ａ、１２Ｂ…の室内冷媒配管１５とが連結されて冷媒回路が構成される。
【００２３】
室外機１１は室外に設置され、室外冷媒配管１４に容量可変型の圧縮機１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃが並列に配設され、これらの圧縮機１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃの吸込側にアキュムレータ１７が、吐出側に四方弁１８が室外冷媒配管１４を介してそれぞれ接続され、この四方弁１８に室外熱交換器１９及び電動膨張弁２４が室外冷媒配管１４を介して接続されて構成される。室外熱交換器１９には、この室外熱交換器１９へ向かって送風する室外ファン２０が隣接して配置されている。
【００２４】
一方、室内機１２Ａ、１２Ｂ…はそれぞれ室内に設置され、それぞれ、室内冷媒配管１５に室内熱交換器２１が配設されると共に、室内冷媒配管１５において室内熱交換器２１近傍に電動膨張弁２２が配設されて構成される。上記室内熱交換器２１には、この室内熱交換器２１へ送風する室内ファン２３が隣接して配置されている。
【００２５】
また、上記制御装置１３は、室外機１１及び室内機１２Ａ、Ｂ…の運転を制御し、具体的には、室外機１１における圧縮機１６Ａ〜１６Ｃ、四方弁１８、室外ファン２０及び電動膨張弁２４、並びに室内機１２Ａ、１２Ｂ…における電動膨張弁２２、及び室内ファン２３をそれぞれ制御する。
【００２６】
制御装置１３により四方弁１８が切り換えられることにより、空気調和装置１０が冷房運転又は暖房運転に設定される。つまり、制御装置１３が四方弁１８を冷房側に切り換えたときには、冷媒が実線矢印の如く流れ、室外熱交換器１９が凝縮器に、室内熱交換器２１が蒸発器になって冷房運転状態となり、各室内機１２Ａ、１２Ｂ…の室内熱交換器２１が室内を冷房する。また、制御装置１３が四方弁１８を暖房側に切り換えたときには、冷媒が破線矢印の如く流れ、室内熱交換器２１が凝縮器に、室外熱交換器１９が蒸発器になって暖房運転状態となり、室内機１２Ａ、１２Ｂ、…の室内熱交換器２１が室内を暖房する。
【００２７】
また、制御装置１３は、室内機１２Ａの空調負荷に応じて、室内機１２Ａにおける電動膨張弁２２の開度を調整し、室内機１２Ａにおける室内ファン２３を制御し、又、室内機１２Ｂの空調負荷に応じて、室内機１２Ｂにおける電動膨張弁２２の開度を調整し、室内機１２Ｂにおける室内ファン２３を制御する。制御装置１３は、他の室内機についても同様に制御する。
【００２８】
さて、上述の空気調和装置１０においては、暖房運転時に外気温度が約５℃以下に低下すると、室外熱交換器１９での冷媒の蒸発温度が０℃以下となって、室外熱交換器１９に霜が付着するので、この霜を取り除く除霜運転を適宜実施する必要がある。
【００２９】
制御装置１３は、上記除霜運転を実施すべく、暖房運転時に四方弁１８を暖房位置から冷房位置に切り換え、室外ファン２０の運転を停止させ、圧縮機１６Ａ〜１６Ｃからの高温高圧のガス冷媒を、霜が付着した室外熱交換器１９へ導いて、上記ガス冷媒の熱により、室外熱交換器１９に付着した霜をとかしている。
【００３０】
制御装置１３は、上述の除霜運転において、図２に示すように、圧縮機１６Ａ〜１６Ｃ、四方弁１８及び室外ファン２０の運転を以下のように制御する。
【００３１】
つまり、時刻Ｔ１において、圧縮機１６Ａ〜１６Ｃ及び室外ファン２０の運転を停止させ、その後時刻Ｔ２における除霜運転開始時に圧縮機１６Ａ〜１６Ｃを起動させ、この時刻Ｔ２から一定時間Ｘ経過後の時刻Ｔ３に、四方弁１８を暖房位置（通電状態）から冷房位置（非通電状態）に切り換えて、空気調和装置１０に除霜運転を実施させる。
【００３２】
その後、除霜運転の終了に際し、制御装置１３は、時刻Ｔ４において圧縮機１６Ａ〜１６Ｃの運転を停止させ、時刻Ｔ５において圧縮機１６Ａ〜１６Ｃを起動させ、この時刻Ｔ５よりも一定時間Ｙ遅い時刻Ｔ６において、四方弁１８を冷房位置から暖房位置へ切り換えると同時に、室外ファン２０を起動させて、空気調和装置１０を暖房運転に復帰させる。
【００３３】
上述の除霜運転前の時刻Ｔ１と、暖房運転への復帰前の時刻Ｔ４とにおいて圧縮機１６Ａ〜１６Ｃの運転を停止させるのは、空気調和装置１０の冷媒回路内で冷媒の圧力がほぼ均一化されるのを待つためであり、これにより、四方弁１８の切換時に発生する冷媒回路内での冷媒圧力の急変を回避できる。
【００３４】
また、除霜運転から暖房運転への復帰時に、時刻Ｔ５において圧縮機１６Ａ〜１６Ｃを起動させた後、この起動タイミングよりも遅いタイミングの時刻Ｔ６において四方弁１８を切り換え、同時に室外ファン２０を起動させるのは、次の理由による。
【００３５】
つまり、暖房運転への復帰時には、四方弁１８が未だ冷房位置にあり、しかも除霜運転を実施するのは外気温度が低い場合である。このとき、圧縮機１６Ａ〜１６Ｃの起動と同時に室外ファン２０を起動させると、冷房能力が過大とならないように圧縮機１６Ａ〜１６Ｃの吐出側の冷媒圧力が低下して、四方弁１８の最低作動差圧（例えば約３ｋｇ／ｃｍ２）が得られないことがある。ここで、四方弁１８は、通電、非通電時において、圧縮機１６Ａ〜１６Ｃの吐出側の冷媒圧力と吸込み側の冷媒圧力との差が上記最低作動差圧以下であると切換作動が不可能となる。そこで、制御装置１３は、圧縮機１６Ａ〜１６Ｃの起動タイミング（時刻Ｔ５）よりも遅いタイミング（時刻Ｔ６）で室外ファン２０を起動させ、この間（一定時間Ｙ）に圧縮機１６Ａ〜１６Ｃの吐出側の冷媒圧力を上昇させて、圧縮機１６Ａ〜１６Ｃの吐出側と吸込側の冷媒圧力の圧力差を四方弁１８の最低作動差圧以上（例えば約５〜１０ｋｇ／ｃｍ２）として、四方弁１８を冷房位置から暖房位置へ切り換えるのである。
【００３６】
また、除霜運転開始時において、室外ファン２０の停止状態下での圧縮機１６Ａ〜１６Ｃの起動（時刻Ｔ２）後、一定時間Ｘ経過後の時刻Ｔ３に四方弁１８を切り換えるのは、次の理由による。
【００３７】
つまり、この除霜運転開始時にも、四方弁１８は最低作動差圧が確保される必要がある。この場合には、室外ファン２０が既に停止状態にあるので、圧縮機１６Ａ〜１６Ｃの起動後一定時間Ｘ待機するだけで、圧縮機１６Ａ〜１６Ｃの吐出側と吸込側との冷媒圧力の差圧が、四方弁１８の最低作動差圧以上（約５〜１０ｋｇ／ｃｍ２）となって、四方弁１８を暖房位置から冷房位置へ切り換えることができるのである。
【００３８】
したがって、上記実施の形態によれば、次の効果▲１▼及び▲２▼を奏する。
【００３９】
▲１▼圧縮機１６Ａ〜１６Ｃを停止状態から起動させる圧縮機１６Ａ〜１６Ｃの起動時（時刻Ｔ２、時刻Ｔ５）に室外ファン２０が停止されていることから、四方弁１８を切り換えるためにこの四方弁１８に作用する冷媒回路内の冷媒の圧力差（圧縮機１６Ａ〜１６Ｃの吐出側と吸込側との冷媒圧力の差圧）を、四方弁１８の最低作動差圧以上に確保できるので、四方弁１８を確実に切り換えることができる。
【００４０】
▲２▼圧縮機１６Ａ〜１６Ｃの起動時に室外ファン２０が停止されて、四方弁１８の最低作動差圧が確保されるので、四方弁１８の最低作動差圧を確保するために圧縮機１６Ａ〜１６Ｃの運転能力を高める必要がない。このため、圧縮機１６Ａ〜１６Ｃの吐出側における冷媒温度の異常上昇や、圧縮機１６Ａ〜１６Ｃの吸込側における負圧化による低圧カット現象の発生を防止できる。
【００４１】
以上、一実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４２】
例えば、上記実施の形態では、除霜運転から暖房運転への復帰時に、時刻Ｔ６において室外ファン２０を起動させると同時に、四方弁１８を冷房位置から暖房位置へ切り換えるものを述べたが、時刻Ｔ６において室外ファン２０を起動させ、その後一定時間経過後の時刻Ｔ７において、四方弁１８を冷房位置から暖房位置へ切り換えてもよい。ただし、この場合にも、圧縮機１６Ａ〜１６Ｃの吐出側と吸込側の冷媒圧力の差を約５〜１０ｋｇ／ｃｍ２）として、四方弁１８の切換時に、室内機１２Ａ、１２Ｂ、…側の室内冷媒配管１５内で急激な圧力変動を生じないようにする必要がある。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る空気調和装置の四方弁切換方法及び空気調和装置によれば、圧縮機が停止状態から起動するタイミングよりも遅いタイミングで、かつ室外ファンの停止状態下で四方弁を切り換え、又は、圧縮機が停止状態から起動するタイミングよりも遅いタイミングで室外ファンを起動させ、この室外ファンの起動と同時に四方弁を切り換えることから、圧縮機の起動時に室外ファンが停止されているので、圧縮機の運転能力を増大させることなく、四方弁の切換を確実に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る空気調和装置の四方弁切換方法の一実施の形態を実施する空気調和装置を示す回路図である。
【図２】図１の空気調和装置において、除霜運転における四方弁の切換タイミングを示すタイミングチャートである。
【図３】従来の空気調和装置の除霜運転における四方辺の切換タイミングを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０  空気調和装置
１１  室外機
１２Ａ、１２Ｂ  室内機
１３  制御装置
１４  室外冷媒配管
１５  室内冷媒配管
１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ  圧縮機
１８  四方弁
１９  室外熱交換器
２０  室外ファン
２１  室内熱交換器
Ｔ２、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ６  時刻
Ｘ  一定時間
Ｙ  一定時間
【図１】
0003778687.tif 000002
【図２】
0003778687.tif 000003
【図３】
0003778687.tif 000004