JPH04136669A - 多室型空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、多室型空気調和機の除霜運転制御に関する。

従来の技術 従来の多室型空気調和機は、特開昭６３−２６７８６９
号公報に示すような構成が知られている。

従来の多室型空気調和機を第４図、第５図を参考に説明
する。

１は、多室型空気調和機の室外機で、能力可変圧縮機２
、四方弁３、室外側電動膨張弁４、室外側熱交換器５、
室外ファン６を設置している。７は室内機で、室外機１
に４台並列に接続され、それぞれ室内側電動膨張弁８、
室内側熱交換器９、室内ファン１０が設置されている（
室内機７．室内側電動膨張弁８、室内側熱交換器９、室
内ファン１０は４台にそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄの添え字
をつけ、特定する場合は室内機７Ａ、７Ｂ・・とするが
、その他の場合は、室内機７．室内側電動膨張弁８・・
とよぶ）。能力可変圧縮機２は、インバーター１１によ
り駆動電源周波数を変化し、回転数を変化させることに
より能力を変化する。

１２は、室外機制御手段、１３は室内機制御手段、１４
は除霜運転制御手段である。１５は空気温度センサーで
あり、室内側熱交換器９の空気入口側に設置している。

１６は、圧力センサーであり、四方弁８と室外側熱交換
器５を接続する配管の冷媒圧力を検知する。１７は二方
弁、１８は室外側熱交換器５に設置された温度センサー
である。

次に上記のように構成された多室型空気調和機について
動作の説明を第５図のフローチャート行なう。

暖房運転、冷房運転に応じて、室外機制御手段１２と室
内機制御手段１３は、空気温度センサー１５の信号と温
度設定値の差から、能力可変圧縮機２、四方弁３、室外
側電動膨張弁４、二方弁１７、室外ファン６、室内ファ
ン１０を制御して運転を行なう。

暖房運転時、低外気温下では、室外側熱交換器５での冷
媒蒸発温度も低下して、その結果室外側熱交換器５の表
面へ着霜が始まる。このため室外側熱交換器５での蒸発
能力も低下して、室内の暖房能力が低下することにより
室温が低下する。このとき室外側熱交換器５の温度上温
度センサー１８が検知しくステップ１）、所定温度以下
の場合（ステップ２のＹＥＳ側への分岐）、除霜運転制
御手段１４へ信号を送る。この信号により除霜運転制御
手段１４は、能力可変圧縮機２の能力を増加し、室内側
電動膨張弁８、室外側電動膨張弁４の開度を全開にする
とともに二方弁１７を開路して能力可変圧縮機２の高低
圧間をバイパスする。

また同時に、室外ファン６を停止し、室内ファン１０の
風量を小さくする（ステップ８）、この時室内側熱交換
器９では、冷媒循環量の増加、室内ファン１０の風量減
少による熱交換能力の減少などにより冷媒は、室内側熱
交換器９ではまだ過冷却域とならずに室内側電動膨張弁
８、室外側電動膨張弁４を通過し室外側熱交換器５へ流
れる。冷媒は室外側熱交換器５でさらに凝縮し霜を溶か
すのに必要な融解熱を放熱する。冷媒は、このあと四方
弁３を通り再び能力可変圧縮機２に戻るが、冷媒の状態
は、過冷却域、または二相域であるため能力可変圧縮機
２において液圧縮となる可能性大である。このため、二
方弁１７により、能力可変圧縮機２から吐出された過熱
冷媒ガスをバイパスし、主回路を流れてきた冷媒と混合
することによって冷媒のエンタルピーを大きくして、湿
り度を小さくすることにより能力可変圧縮機２の液圧縮
を防ぐ。除霜運転中は、霜の融解により、室外側熱交換
器５の温度はＱ’Ｃ程度であるが、除霜が進むことによ
り室外側熱交換器５の温度が徐々に上昇する。室外側熱
交換器５の温度が一定の温度（たとえば１０°Ｃ）まで
上昇すると温度センサー１８が検知しくステップ４）、
所定温度以上の場合（ステップ５のＹＥＳ側への分岐）
、除霜運転制御手段１４に信号を送る。除霜運転制御手
段１４はこの信号により除霜終了ｔ′検知して、能力可
変圧縮機２の能力を通常の運転能力まで下げ、室外側電
動膨張弁４、室内側電動膨張弁８の開度を通常開度にし
、二方弁１７を閉路、室内ファン１０を通常運転、室外
ファン６を運転し、制御な室外機制御手段１２と室内機
制御手段１３に移す（ステップ６）。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、室内機と室外機の
配管長の長配管化や、複数の室内機により、配管中の放
熱や、室内機で消費される暖房能力としての放熱などの
増加により、室外機へ帰ってくる冷媒のエンタルピーは
小さくなり、室外熱交換器の除霜を短時間で行うには熱
量が不足し、このため除霜時間の長時間化により室温が
下がることにより、快適性の面から非常に大きな問題で
あった。

そこで本発明は、上記従来の欠点を改善するもので、除
霜を行うために最も能力が必要な室外側熱交換器につい
た霜を融解する迄は、室内機、配管からの吸熱を利用し
短時間で霜の融解の大半を行い、その後は従来構成の除
霜運転を行い霜の融解を完全に行って、暖房運転に移行
し除霜運転の短時間化と快適性向上の両立を図るもので
ある。

課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明は、能力可変圧縮機、
四方弁、室外側熱交換器、室外側電動膨張弁を設置した
室外機と、室内側熱交換器、室内側電動膨張弁を設置し
た室内機と、前記圧縮機の吐畠管と吸入管を接続するバ
イパス管と、前記バイパス管の間に設置した二方弁とよ
りなり、除霜運転時は、前記能力可変圧縮機の能力を最
大、前記室内側及び室外側電動膨張弁を最大開度とする
とともに、前記四方弁を切り替え、前記室外側熱交換器
の温度が第１の温度に達するか、または第１の時間に達
すると同時に前記四方弁を切り替え、前記二方弁を開路
とし、さらに前記熱交換器温度が第２の温度に達した時
または、第２の時間に達した時に前記二方弁を閉路、前
記室内側及び室外側電動膨張弁を通常開度、前記能力可
変圧縮機の能力を通常能力とする制御を行なうという構
成を儂えたものである。

作用 本発明は、上記した構成によって、除霜運転の前半部は
四方弁を冷房サイクルに切り替え室外側熱交換器を凝縮
器とし、圧縮機の能力を回転数を上げる等して増加し、
電動膨張弁の開度を全開して冷媒＠埋置を増加して、圧
縮機への入力と室内機や配管からの吸熱を除霜運転に用
い室外側熱交換器に着霜した霜の大半をを融解し、室外
側熱交換器温度または除霜運転開始後の経過時間後、四
方弁を暖房サイクルに切り替えるとともに二方弁上開路
して圧縮機の高低圧間をバイパスし、室内側熱交換器を
通過した二相域の冷媒を室外側熱交換器へ流し、その凝
縮熱により室外側熱交換器表面の霜をとかしたあとバイ
パス管を通って流れてくる過熱冷媒ガスと混合し冷媒の
湿り度を小さくして圧縮機に戻すことにより、圧縮機の
液圧縮等による破壊を防ぎつつ、暖房を維続しながら除
霜を行ない残った霜を完全に融解し、また同時に室内の
暖房を除霜運転終了に先立って開始することにより室温
の降下を最小限にとどめながら除霜運転を行うものであ
る。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面を参考に説明するが、従
来と同一構成であるため構成の説明については省略し動
作の説明について行う。

暖房運転を開始後、低外気温下では、室外側熱交換器５
での冷媒蒸発温度も低下して、その結果室外側熱交換器
５の表面へ着霜が始まる。このため室外側熱交換器５で
の蒸発能力も低下して、室内の暖房能力が低下すること
により室温が低下する。このとき室外側熱交換器５の温
度を温度センサー１８が検知しく第３図ステップ７）、
所定温度以下の場合（ステップ８のＹＥＳ側への分岐）
、除霜運転制御手段１４へ信号を送る。除霜運転制御手
段１４は、能力可変圧縮機２の能力を増加し、室外側電
動膨張弁４、室内側電動膨張弁８の開度な全開にすると
ともに四方弁３を切り替え冷凍サイクルを冷房サイクル
とし、また同時に室外ファン６、室内ファン１０を停止
することにより前半の除霜運転を８始する（ステップ９
）。

除霜が進むにともない、室外側熱交換器５についた霜は
、徐々に融解し、室外機側熱交換器５の温度は水の融解
温度（１気圧下）の０℃となり、さらに除霜が進むと今
度は、徐々に０℃から上昇し始める。このとき、室外側
熱交換器５上の霜の大半は融解を終了しているが、この
段階ではまだ部分的に霜が残った状態となっている。こ
の時湿度センサー１８がこの状態を第１の温度で検知（
たとえば検知温度が３℃となった時）するか（ステップ
１０、ステップ１１）、または除霜運転制御手段１の時
間が経過（たとえば５分経過後）した後、除霜運転制御
手段１４は、後半の除霜運転を行うため、四方弁３を切
り替え暖房サイクルにした後、二方弁１７を開路して能
力可変圧縮機２の高低圧間をバイパスする。また同時に
、室内ファン１０を小風量で運転を開始する（ステップ
１２）。この時室内側熱交換器９では、通常の暖房運転
時と比較し冷媒＊＊量の増加、室内ファン１０の風量減
少による熱交換能力の減少などにより冷媒は、室内側熱
交換器９ではまだ過冷却域とならずに室内側電動膨張弁
８、室外側電動膨張弁４を通過し室外側熱交換器５へ流
れる。冷媒は室外側熱交換器６でさらに凝縮し霜を溶か
すのに必要な融解熱を放熱する。冷媒は、このあと四方
弁３ｔ−通り再び能力可変圧縮機２に戻るが、冷媒の状
態は、過冷却域、または二相域であるため能力可変圧縮
機２において液圧縮となるのを防ぐため、二方弁１０に
より、能力可変圧縮機２から吐呂された過熱冷媒ガスを
バイパスし、主回路を流れてきた冷媒と混合することに
よって冷媒のエンタルピーを大きくして、湿り度を小さ
くすることにより能力可変圧縮機２の液圧縮を防ぐ。

除霜運転後半受は、霜の大半は融解を完了しているため
、室内機７で熱量の大半が消費されても、除霜を完了す
るのに必要な熱量はわずかであり、その熱量によっても
室外側熱交換器５の温度が徐々に上昇する。室外側熱交
換器５の温度が第２の温度（たとえば１０℃）まで上昇
すると温度センサー２０が検知しくステップ１３．ステ
ップ１４）、除霜運転制御手段１４に信号を送る。除霜
運転制御手段１４はこの信号により除霜終了を検知して
、能力可変圧縮機２の能力を通常の運転能力まで下げ、
室外側電動膨張弁４、室内側電動膨張弁４の開度な通常
開度にし、二方弁１７を閉路、室内ファン１０を通常運
転、室外ファン６を運転し、制御を室外機運転制御手段
１２、室内機運転制御手段１３に移す（ステップ１５）
。

このように、室外側熱交換器５に着霜した霜がほぼ融解
する闇での大きな除霜熱量が必要な部分においてはサイ
クルを冷房サイクルとして除霜を行い、速やかに霜を融
解させ、除霜運転から通常運転に移行する期間を暖房サ
イクルとして残りの霜を融解しつつ室内の暖房運転を開
始することにより、除霜時間の短縮と快適性の向上の両
立が可能となる。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明の多室型空気調
和機は、能力可変圧縮機、四方弁、室外側熱交換器、室
外側電動膨張弁を設置した室外機と、室内側熱交換器、
室内側電動膨張弁を設置した室内機と、前記圧縮機の吐
出管と吸入管を接続するバイパス管と前記バイパス管の
途中に設置した二方弁とよりなり、除霜運転時は、前記
能力可変圧縮機の能力を最大、前記室内側及び室外側電
動膨張弁を最大関度とするとともに、前記四方弁を切り
替え、前記室外側熱交換器の温度が第１の温度に達する
か、または第１の時間に達すると同時に前記西方弁を切
り替え、前記二方弁を開路とし、さらに前記熱交換器温
度が第２の温度に達した時に前記二方弁を閉路、前記室
内側及び室外側電動膨張弁を通常開度、前記能力可変圧
縮機の能力を通常能力とする制Ｗを行なうので、大量の
熱量を必要とする霜融解までの区間部分を冷房サイクル
により、室内及び配管中で得られる熱量を用いて速く霜
を融解し、その御暖房サイクルでの除霜を行うことによ
り、暖房を行いながら除霜運転を終了することができ除
霜時運転時の室温降下を防ぎ快適性の面で多大の効果を
有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である多室型空気調和機の冷
凍サイクル図、第２図は同実施例の多室型空気調和機の
制御系のブロック図、第３図は同実施例の多室型空気調
和機の除霜運転の制御のフローチャート、第４図は従来
の多室型空気調和機の冷凍サイクル図、第５図は第４図
の除霜運転の制御のフローチャートである。 １・・・室外機、２・・・能力可変圧縮機、３・・・四
方弁、４・・・室外側電動膨張弁、５・・・室外側熱交
換器、６・・・室外ファン、７・・・室内機、８・・・
室内側電動膨張弁、９・・・室内側熱交換器、１０・・
・　室内ファン、１７・・・二方弁、１８・・・温度セ
ンサー代理人の氏名　弁理士　小鍜治　明　ばか２名第 図 弔 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 能力可変圧縮機、四方弁、室外側熱交換器、室外側電動
   膨張弁を設置した室外機と、室内側熱交換器、室内側電
   動膨張弁を設置した室内機と、前記圧縮機の吐出管と吸
   入管を接続するバイパス管と前記バイパス管の途中に設
   置した二方弁とよりなり、除霜運転時は、前記能力可変
   圧縮機の能力を最大、前記室内側及び室外側電動膨張弁
   を最大開度とするとともに、前記四方弁を切り替え、前
   記室外側熱交換器の温度が第１の温度に達するか、また
   は第１の時間に達すると同時に前記四方弁を切り替え、
   前記二方弁を開路とし、さらに前記熱交換器温度が第２
   の温度に達した時に前記二方弁を閉路、前記室内側及び
   室外側電動膨張弁を通常開度、前記能力可変圧縮機の能
   力を通常能力とする制御を行なう多室型空気調和機。