(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、四方弁、室外熱交換器、電子膨張弁及び室内熱交換器によりヒートポンプ冷凍サイクルを構成するとともに上記電子膨張弁の開度を最適状態に制御する膨張弁制御手段を備えた空気調和機において、サーモ停止を含む運転停止時に高・低圧バランスのための切換信号が上記四方弁に入力されたとき、上記四方弁の切り換えに先立って、上記圧縮機を停止するとともに上記電子膨張弁の開度を上記最適状態に保ち、所定時間経過後に上記電子膨張弁の開度を予め全開とする膨張弁補助制御手段を付設したことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
圧縮機、四方弁、室外熱交換器、電子膨張弁及び室内熱交換器によりヒートポンプ冷凍サイクルを構成するとともに上記電子膨張弁の開度を最適状態に制御する膨張弁制御手段を備えた空気調和機において、上記四方弁を切り換えてリバースサイクルデフロストを行うための着霜信号により上記電子膨張弁の開度を上記最適状態開度から中間開度近傍のデフロスト入り開度となすとともに除霜信号により上記電子膨張弁の開度を全開近傍の所定のデフロスト終り開度となす膨張弁補助制御手段、及び上記着霜信号が入力され第１の設定時間経過後に上記四方弁を切り換えるとともに上記除霜信号が入力され第２の設定時間経過後に上記四方弁を切り換えるデフロスト制御手段を付設したことを特徴とする空気調和機。
【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関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空気調和機の冷媒回路が図５に示されている。空気調和機の冷房運転時、圧縮機２から吐出されたガス冷媒は、実線矢印で示すように、四方弁３を経て室外熱交換器４に入り、ここでモータ９により駆動される室外フアン７によって送風される外気に放熱して凝縮液化する。
【０００３】
この液冷媒は電子膨張弁５を流過する過程で絞られることにより断熱膨張して室内熱交換器６に入り、ここでモータ１０により駆動される室内フアン８によって送風される室内空気を冷却して蒸発気化した後、四方弁３を経て圧縮機２に吸い込まれる。
【０００４】
暖房運転時には四方弁３が上記と逆に切り換えられるので、圧縮機２から吐出された冷媒は、破線矢印で示すように、四方弁３、室内熱交換器６、電子膨張弁５、室外熱交換器４、四方弁３をこの順に経て圧縮機２に吸い込まれる。
【０００５】
室温センサ１１によって検出された室温とその設定温度との偏差に応じて圧縮機２の運転周波数が決定され、圧縮機２に供給される電流の周波数をインバータ１２により変更することによって圧縮機２の回転数、即ち、容量が変化する。
【０００６】
また、圧縮機２から吐出されたガス冷媒の温度を吐出管温度センサ１３によって検出し、これが予め定められた目標範囲内に入るように電子膨張弁５の開度がフィードバック制御される。
【０００７】
暖房運転によって室外熱交換器４に霜が付着した場合には、四方弁３を切り換えることによってリバースサイクルデフロスト運転が実施され、このデフロスト運転時、冷媒は冷房運転時と同様実線矢印で示すように循環する。
【０００８】
このデフロスト運転によって室外熱交換器４に付着していた霜が溶融除去されたとき、四方弁３を切り換えることによって暖房運転に復帰する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の空気調和機においては、リバースサイクルデフロスト運転時、四方弁３を暖房状態から冷房状態に又はこの逆に切り換えると、四方弁３を経てその片側の高圧ガス冷媒が他側に移動してその前後の高・低圧がバランスするため、四方弁３から大きな騒音が発生するという問題があった。
【００１０】
また、空気調和機のサーモ停止を含む運転停止時、高・低圧をバランスさせるために四方弁３が切り換えられるが、高・低圧差が残った状態では四方弁３を確実に切り換えることができない場合があった。
【００１１】
【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に発明されたものであって、第１の発明の要旨とするところは、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、電子膨張弁及び室内熱交換器によりヒートポンプ冷凍サイクルを構成するとともに上記電子膨張弁の開度を最適状態に制御する膨張弁制御手段を備えた空気調和機において、サーモ停止を含む運転停止時に高・低圧バランスのための切換信号が上記四方弁に入力されたとき、上記四方弁の切り換えに先立って、上記圧縮機を停止するとともに上記電子膨張弁の開度を上記最適状態に保ち、所定時間経過後に上記電子膨張弁の開度を予め全開とする膨張弁補助制御手段を付設した。
【００１２】
第２の発明の要旨とするところは、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、電子膨張弁及び室内熱交換器によりヒートポンプ冷凍サイクルを構成するとともに上記電子膨張弁の開度を最適状態に制御する膨張弁制御手段を備えた空気調和機において、上記四方弁を切り換えてリバースサイクルデフロストを行うための着霜信号により上記電子膨張弁の開度を上記最適状態開度から中間開度近傍のデフロスト入り開度となすとともに除霜信号により上記電子膨張弁の開度を全開近傍の所定のデフロスト終り開度となす膨張弁補助制御手段、及び上記着霜信号が入力され第１の設定時間経過後に上記四方弁を切り換えるとともに上記除霜信号が入力され第２の設定時間経過後に上記四方弁を切り換えるデフロスト制御手段を付設したことを特徴とする空気調和機にある。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態が図１及び図２に示され、図１は制御系統図、図２はタイムチャートである。空気調和機の運転中、圧縮機２から吐出されたガス冷媒の温度が吐出管温度センサ１３によって検出されて膨張弁制御手段２１に入力される。すると、膨張弁制御手段２１は電子膨張弁５に出力して吐出ガス冷媒温度が予め定められた目標範囲内に入るようにその開度を制御することによって最適状態ｆとする。
【００１４】
空気調和機の停止信号、サーモ停止信号等の停止信号が運転・停止制御手段２２に入力されると、運転・停止制御手段２２は、図２に示されるように、直ちにタイマ２３及び圧縮機運転・停止手段２４に出力し、これによってタイマ２３はカウントを開始し、また、圧縮機運転・停止手段２４はインバータ１２に出力することによって圧縮機２を停止する。
【００１５】
タイマ２３に設定された第１の設定時間Ｔ１が経過したとき、この信号を受けて運転・停止制御手段２２は膨張弁補助制御手段２５に出力する。すると、膨張弁補助制御手段２５は開度設定手段２６に設定された開度、即ち、全開する旨を決定し、この決定が膨張弁制御手段２１を経由して電子膨張弁５に出力されてこれを全開ｇとする。
【００１６】
これによって電子膨張弁５の片側の高圧の液冷媒が電子膨張弁５を通って他側に移動し、電子膨張弁５の前後の高・低圧がバランスするが、この際電子膨張弁５は全開となっているので、これから冷媒の流動音が発生することはない。
【００１７】
タイマ２３に設定された第２の設定時間Ｔ２が経過したとき、この信号を受けて運転・停止制御手段２２は膨張弁補助制御手段２５及び四方弁切換手段２７に出力する。これによって膨張弁補助制御手段２５は電子膨張弁５の開度を停止時開度ｋとし、四方弁切換手段２７は四方弁３に出力してこれを切り換える。この際、回路内の高圧と低圧の差が少なくなっているので、四方弁３を確実に切り換えることができ、また、四方弁３を切り換えたときに発生する騒音を抑制できる。
【００１８】
本発明の第２の実施形態が図３及び図４に示され、図３は制御系統図、図４はタイムチャートである。暖房運転時、霜センサ１４からの着霜信号がデフロスト制御手段４０に入力されると、デフロスト制御手段４０はタイマ４１に出力してカウントを開始させると同時に圧縮機回転数制御手段４２及び膨張弁補助制御手段４３に出力する。
【００１９】
すると、圧縮機回転数制御手段４２はインバータ１２に出力して圧縮機２の回転数を暖房負荷に対応する回転数Ｆから零とする。また、膨張弁補助制御手段４３は入り開度設定手段４４から入力されたデフロスト入り開度ｅ（中間開度近傍）とする旨を決定し、この決定は膨張弁制御手段２１を経由して電子膨張弁５に出力されて電子膨張弁５の開度はｅとなる。
【００２０】
かくして、入り運転が開始され、この入り運転中圧縮機２が停止しているので電子膨張弁５の片側の高圧液冷媒が電子膨張弁５を通って低圧側に移動することによって回路内の高圧と低圧とが迅速にバランスする。この際電子膨張弁５の開度はデフロスト入り開度ｅとされているので、電子膨張弁５から冷媒流動音が発生することはない。
【００２１】
タイマ４１に設定された第１の設定時間Ｔ５が経過したとき、この信号を受けてデフロスト制御手段４０は圧縮機回転数制御手段４２及び四方弁切換手段２７に出力する。すると、圧縮機回転数制御手段４２はインバータ１２に出力して圧縮機２の回転数を回転数設定手段４５に設定された回転数Ｘに上昇させる。
【００２２】
また、四方弁切換手段２７は四方弁３に出力してこれをＯＮ（冷房）側に切り換える。この際回路内の高圧と低圧がバランスしているので、四方弁３を確実に切り換えることができ、また、四方弁３から騒音が発生することもない。これによってリバースサイクルデフロスト運転が開始され、冷媒は冷房運転と同様に循環し、圧縮機２は高速の回転数Ｘで回転するので、室外熱交換器４に付着している霜を効果的に溶融しうる。
【００２３】
このデフロスト運転によって室外熱交換器４に付着していた霜が溶融除去され、これを検知した霜センサ１４からの除霜信号がデフロスト制御手段４０に入力されると、デフロスト制御手段４０はタイマ４１に出力してカウントを開始させると同時に圧縮機回転数制御手段４２及び膨張弁補助制御手段４３に出力する。
【００２４】
すると、圧縮機回転数制御手段４２はインバータ１２に出力して圧縮機２の回転数を零とする。また、膨張弁補助制御手段４３は終り開度設定手段４７から入力されたデフロスト終り開度ｊ（全開近傍）とする旨を決定し、この決定は膨張弁制御手段２１を経由して電子膨張弁５に出力されて電子膨張弁５の開度は終り開度ｊとなる。
【００２５】
かくして、終り運転が開始され、この終り運転中圧縮機２が停止しているので、電子膨張弁５を通って冷媒が移動することにより回路内の高圧と低圧を迅速にバランスさせることができる。この際電子膨張弁５はデフロスト終り開度となっているので電子膨張弁５から冷媒流動音が発生することはない。
【００２６】
タイマ４１に設定された第２の設定時間Ｔ６が経過したとき、この信号を受けると、デフロスト制御手段４０は圧縮機回転数制御手段４２及び膨張弁補助制御手段４３及び四方弁切換手段２７に出力する。すると、圧縮機回転数制御手段４２はインバータ１２に出力してその回転数を暖房負荷に対応する回転数Ｆに上昇させる。
【００２７】
そして、膨張弁補助制御手段４３はその制御を停止し、膨張弁制御手段２１が電子膨張弁５に出力することにより電子膨張弁５の開度は最適状態ｆとなる。
また、四方弁切換手段２７は四方弁３に出力してこれをＯＦＦ（暖房側）に切り換える。これによって空気調和機は暖房運転に復帰する。この際回路内の高圧と低圧がバランスしているので、四方弁３を確実に切り換えることができるとともに四方弁３から騒音が発生することもない。
【００２８】
上記第２の実施形態においては、霜センサ１４から着霜信号又は除霜信号を出力しているが、リバースサイクルデフロスト運転を周期的に、かつ、所定時間だけ実施することができ、この場合にはデフロスト運転終了後の暖房運転時間をカウントするタイマから着霜信号を出力させることができ、また、デフロスト運転時間をカウントするタイマから除霜信号を出力させることができる。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１記載の第１の発明においては、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、電子膨張弁及び室内熱交換器によりヒートポンプ冷凍サイクルを構成するとともに電子膨張弁の開度を最適状態に制御する膨張弁制御手段を備えた空気調和機において、サーモ停止を含む運転停止時に高・低圧バランスのための切換信号が四方弁に入力されたとき、四方弁の切り換えに先立って、圧縮機を停止するとともに電子膨張弁の開度を最適状態に保ち、所定時間経過後に電子膨張弁の開度を予め全開とする膨張弁補助制御手段を付設して、この電子膨張弁を通って冷媒を移動させることにより、回路内の高圧と低圧をバランスさせることができるので、安価な四方弁であってもこれを確実に切り換えることができるとともに四方弁から発生する騒音を低減しうる。
【００３０】
請求項２記載の第２の発明においては、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、電子膨張弁及び室内熱交換器によりヒートポンプ冷凍サイクルを構成するとともに電子膨張弁の開度を最適状態に制御する膨張弁制御手段を備えた空気調和機において、四方弁を切り換えてリバースサイクルデフロストを行うための着霜信号により電子膨張弁の開度を最適状態開度から中間開度近傍のデフロスト入り開度となすとともに除霜信号により電子膨張弁の開度を全開近傍の所定のデフロスト終り開度となす膨張弁補助制御手段、及び着霜信号が入力され第１の設定時間経過後に四方弁を切り換えるとともに除霜信号が入力され第２の設定時間経過後に四方弁を切り換えるデフロスト制御手段を付設したので、第１の発明と同様の効果を奏することができるのみならず電子膨張弁から発生する冷媒流動音を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態を示す制御系統図である。
【図２】  第１の実施形態のタイムチャートである。
【図３】  本発明の第２の実施形態を示す制御系統図である。
【図４】  第２の実施形態のタイムチャートである。
【図５】  従来の空気調和機の冷媒回路図である。
【符号の説明】
２  圧縮機
３  四方弁
４  室外熱交換器
５  電子膨張弁
６  室内熱交換器
【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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