JPH09152199A - 空気調和機 - Google Patents

空気調和機

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JPH09152199A
JPH09152199A JP7332661A JP33266195A JPH09152199A JP H09152199 A JPH09152199 A JP H09152199A JP 7332661 A JP7332661 A JP 7332661A JP 33266195 A JP33266195 A JP 33266195A JP H09152199 A JPH09152199 A JP H09152199A
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JP
Japan
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accumulator
refrigerant
liquid
level
refrigerant liquid
Prior art date
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Application number
JP7332661A
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English (en)
Inventor
Kazuhiro Shimura
一廣 志村
Naoto Sakamoto
直人 坂本
Takashi Watabe
岳志 渡部
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/04Refrigerant level

Landscapes

  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アキュムレータにおける冷媒液の貯留量があ
る一定レベルにすることができる空気調和機を提供す
る。 【解決手段】 圧縮機1、アキュムレータ7、凝縮器
2,4、減圧装置3,5、蒸発器4,2を有する冷媒回
路中に疑似共沸冷媒を循環するように構成した空気調和
機であり、アキュムレータ7内における冷媒液のレベル
を検出する検出手段50と、検出手段50のレベル検出
信号LSに基づいてアキュムレータ7内の冷媒液LRが
一定レベルになるように、アキュムレータ7内における
冷媒液LRが所定のレベルを超えた時には蒸発器の減圧
装置3、5を閉じ、アキュムレータ内における冷媒液が
所定のレベルを下回った時には蒸発器の減圧装置3、5
を開くように制御する制御手段100とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮機、アキュム
レータ、凝縮器、減圧装置、蒸発器等を有する冷媒回路
を備える空気調和機に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、空気調和機の冷媒回路は、圧縮
機、アキュムレータ、凝縮器、減圧装置、蒸発器を有
し、圧縮機によりR−22のような単一冷媒を圧縮吐出
して冷媒回路内に循環させている。
【0003】空気調和機の冷房運転時には、圧縮機、凝
縮器、減圧装置、蒸発器、アキュムレータの順序で冷媒
が循環され、室外ユニットの室外熱交換器が凝縮器とし
て作用し、室内ユニットの室内熱交換器が蒸発器として
作用する。
【0004】また、暖房運転時には、圧縮機、凝縮器、
減圧装置、蒸発器、アキュムレータの順序で冷媒が循環
され、室外ユニットの室外熱交換器が蒸発器として作用
し、室内ユニットの室内熱交換器が凝縮器として作用す
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、R−22に
代えて疑似共沸混合冷媒(疑似共沸冷媒)、例えばR−
410AやR−410B等が用いられることがある。こ
の種の冷媒回路の冷房運転では、R−410Aは、高い
吐出圧力で圧縮機から凝縮器側に送られるのであるが、
吐出圧力が大きくなりすぎると吐出温度が高くなる。こ
のR−410Aの吐出温度とR−22の吐出温度を比較
すると、およそ8°C程度R−410Aの吐出温度が高
い。このように吐出温度が高いと冷媒中のオイルの劣化
を引き起こすので、R−410Aの吐出温度をR−22
の吐出温度並に下げるために、R−22の場合と異なる
冷媒の温度低減の対策を施す必要がある。
【0006】ところで、従来、特開昭62−15895
5号公報には、冷媒の吐出温度を目標温度にするため
に、蒸発器の膨張弁の開き具合を調整することが開示さ
れている。
【0007】本発明は上記課題を解消するために、アキ
ュムレータにおける冷媒液の貯留量がある一定レベルに
することができる空気調和機を提供することを目的とし
ている。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、圧縮機、アキュムレータ、凝縮器、減圧装置、蒸発
器を有する冷媒回路中に疑似共沸冷媒を循環するように
構成した空気調和機において、アキュムレータ内におけ
る冷媒液のレベルを検出する検出手段と、検出手段のレ
ベル検出信号に基づいてアキュムレータ内の冷媒液が一
定レベルになるように、アキュムレータ内における冷媒
液が所定のレベルを超えた時には減圧装置を閉じ、アキ
ュムレータ内における冷媒液が所定のレベルを下回った
時には減圧装置を開くように制御する制御手段と、を備
えるものである。
【0009】請求項1に記載の発明では、検出手段がア
キュムレータ内における冷媒液のレベルを検出する。そ
して、制御手段は、検出手段のレベル検出信号に基づい
てアキュムレータ内の冷媒液が一定レベルになるよう
に、アキュムレータ内における冷媒液が所定のレベルを
超えた時には蒸発器の減圧装置を閉じ、アキュムレータ
内における冷媒液が所定のレベルを下回った時には減圧
装置を開く。
【0010】これにより、この貯留された冷媒液が飽和
ガス冷媒を吸引するために、圧縮機の吐出側における過
熱ガスが出ず、圧縮機の吐出温度を下げることができ
る。つまり、疑似共沸冷媒の吐出温度を常時低温化する
ので、冷媒中のオイルの劣化が生じないので、安定した
冷房運転動作を長期間行うことができる。
【0011】請求項2に記載の発明は、圧縮機、アキュ
ムレータ、凝縮器、減圧装置、蒸発器を有する冷媒回路
中に疑似共沸冷媒を循環するように構成した空気調和機
において、アキュムレータ内における冷媒液の貯留量を
検出する検出手段と、検出手段の検出信号に基づいてア
キュムレータ内の冷媒液の貯留量が一定量になるよう
に、アキュムレータ内における冷媒液が所定量を超えた
時には減圧装置を閉じ、アキュムレータ内における冷媒
液が所定量を下回った時には減圧装置を開くように制御
する制御手段と、を備えるものである。
【0012】請求項2に記載の発明では、検出手段は、
アキュムレータ内における冷媒液の貯留量を検出する。
そして、制御手段は、検出手段の検出信号に基づいてア
キュムレータ内の冷媒液の貯留量が一定量になるよう
に、アキュムレータ内における冷媒液が所定量を超えた
時には減圧装置を閉じ、アキュムレータ内における冷媒
液が所定量を下回った時には減圧装置を開くように制御
する。
【0013】これにより、この貯留された冷媒液が飽和
ガス冷媒を吸引するために、圧縮機の吐出側における過
熱ガスが出ず、圧縮機の吐出温度を下げることができ
る。つまり、疑似共沸冷媒の吐出温度を常時低温化する
ので、冷媒中のオイルの劣化が生じないので、安定した
冷房運転動作を長期間行うことができる。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面に
基づいて説明する。
【0015】図1は、本発明の空気調和機の冷媒回路で
あり、この冷媒回路において、例えばロータリ式の圧縮
機1、室内熱交換器2、減圧装置であり、室内熱交換器
2側に位置し冷房時に略全開状態に設定され、暖房時に
その開度が調整される電動膨張弁3、レシーバ8、減圧
装置であり、室外熱交換器4側に位置し暖房時に略全開
状態に設定され、冷房時にその開度が調整される電動膨
張弁5、室外熱交換器4、四方弁6、アキュムレータ7
が、この順序で配置されている。室内熱交換器2と室外
熱交換器4はそれぞれファンを備えており、室内空気ま
たは室外空気が熱交換される。
【0016】四方弁6は、冷房運転時には実線で示すよ
うに冷媒を流す方向に切り換えられ、暖房運転時には破
線で示すように冷媒を流す方向に切り換えられる。
【0017】ヒートポンプ式の空気調和機では、冷房運
転時に室内熱交換器2が蒸発器として作用し室外熱交換
器4が凝縮器として作用し、暖房運転時に室内熱交換器
2が凝縮器として作用し室外熱交換器4が蒸発器として
作用する。
【0018】この冷媒回路に用いられる冷媒は、疑似共
沸混合冷媒、例えばR−410Aである。このR−41
0Aの物性特性としては、R−32とR−125の構成
成分が50wt%/50wt%の成分比率で構成され、
吐出温度が73.6°Cで凝縮圧力が27.30ba
r、蒸発圧力が10.86barである。
【0019】図1の冷媒回路においては、冷房運転時に
は、四方弁6が実線で示す方向に切り換えられて、圧縮
機1、四方弁6、室外熱交換器4、電動膨張弁5、レシ
ーバ8、電動膨張弁3、室内熱交換器2、四方弁6、ア
キュムレータ7の順序で冷媒が循環される。
【0020】暖房運転時には、四方弁6が破線で示す方
向に切り換えられて、圧縮機1、四方弁6、室内熱交換
器2、電動膨張弁3、レシーバ8、電動膨張弁5、室外
熱交換器4、四方弁6、アキュムレータ7の順序で冷媒
が循環される。
【0021】図1の実施の形態で特徴的なのは、次の点
である。
【0022】すなわち、気液分離用のアキュムレータ7
には、検出手段であるリードスイッチ構造の液面センサ
50が付設されており、この液面センサ50の液面レベ
ル検出信号LSは、制御手段100に入力され、制御手
段100はこの液面レベル検出信号LSに従って蒸発器
である室内熱交換器2の主制御弁である電動膨張弁3の
開閉度を制御して、アキュムレータ7内に貯留されてい
る冷媒液CLの液面レベル(冷媒液の貯留量)を一定に
するようになっている。
【0023】つまり、例えば冷房運転時において、液面
センサ50は、アキュムレータ7内における冷媒液CL
のレベル(貯留量)を検出し、制御手段100は、液面
センサ50のレベル検出信号LSに基づいてアキュムレ
ータ7内の冷媒液CLが一定レベル(例えば液面レベル
2)になるように、アキュムレータ7内における冷媒液
CLが所定の一定レベル(例えば液面レベル2)を超え
た時には蒸発器である室内熱交換器2の主制御用の電動
膨張弁3を閉じ、アキュムレータ7内における冷媒液C
Lが所定のレベル(例えば液面レベル2)を下回った時
には、室内熱交換器2の主制御用の電動膨張弁3を開け
るように制御する。
【0024】逆に、暖房運転時において、液面センサ5
0は、アキュムレータ7内における冷媒液CLのレベル
を検出し、制御手段100は、液面センサ50のレベル
検出信号LSに基づいてアキュムレータ7内の冷媒液C
Lが一定レベル(例えば液面レベル2)になるように、
アキュムレータ7内における冷媒液CLが所定の一定レ
ベル(例えば液面レベル2)を超えた時には蒸発器であ
る室外熱交換器4の主制御用の電動膨張弁5を閉じ、ア
キュムレータ7内における冷媒液CLが所定のレベル
(例えば液面レベル2)を下回った時には室外熱交換器
4の主制御用の電動膨張弁5を開けるように制御する。
【0025】図2は、このアキュムレータ7と液面セン
サ50の一例を示しており、液面センサ50は、例えば
冷媒液CLに浮くフロート52を用いるものである。
【0026】図3は、液面センサ50をより具体的に示
しており、筐体60内には筒68とフロート52を備
え、フロート52は磁石を備えており、冷媒液CLの浮
力により筒68に沿って上下移動するようになってい
る。筒68内には、例えば液面レベル0ないし9に対応
する位置に端子70,・・・79が配列されている。こ
れらの端子70,・・・79は、接触子88に対応して
おり、フロート52の磁石が液面レベル0ないし9に沿
って移動するに従って、その磁力により接触子88とそ
の対応する端子70,・・・79のいずれかが電気的に
接触するようになっている。この接触により、液面セン
サ50はレベル検出信号LSを制御手段100に送り、
図1の制御手段100は、冷媒液CLの液面位置がどこ
にあるかの情報を得て、冷媒液量を知ることができる。
【0027】なお、筒68に上下位置には、フロート5
2の抜け止め用のストッパ90、90が設けられてい
る。
【0028】次に、上記空気調和機の作用を説明する。
【0029】図1の冷媒回路においては、冷房運転時に
は、四方弁6が実線で示す方向に切り換えられて、圧縮
機1、四方弁6、室外熱交換器4、電動膨張弁5、レシ
ーバ8、電動膨張弁3、室内熱交換器2、四方弁6、ア
キュムレータ7の順序で冷媒が循環されて、室内熱交換
器2が蒸発器として作用するので、室内が冷房される。
【0030】この冷房運転時においては、液面センサ5
は、アキュムレータ7内における冷媒液CLのレベルを
検出し、制御手段100は、液面センサ5のレベル検出
信号LSに基づいてアキュムレータ7内の冷媒液CLが
一定レベル(例えば液面レベル2)になるように、アキ
ュムレータ7内における冷媒液CLが所定の一定レベル
(例えば液面レベル2)を超えた時には蒸発器である室
内熱交換器2側の電動膨張弁3を所定量分閉じ、アキュ
ムレータ7内における冷媒液CLが所定のレベル(例え
ば液面レベル2)を下回った時には室内熱交換器2側の
電動膨張弁3を所定量分開ける。これにより、アキュム
レータ7内における冷媒液CLの液面レベル(貯留すべ
き冷媒量、例えば深さ5cm)を常に一定にすることがで
きるので、この貯留された冷媒CLが飽和ガス冷媒を吸
引するために、圧縮機1の吐出側における過熱ガスが出
ず、圧縮機1の吐出温度を下げることができる。
【0031】つまり、R−410Aの吐出温度を例えば
8°C程度常時低温化して、R−22の吐出温度程度に
常時保持するのである。
【0032】これにより、冷媒中のオイルの劣化が生じ
ないので、安定した冷房運転動作を長期間行うことがで
きる。
【0033】一方、図1の冷媒回路においては、暖房運
転時には、四方弁6が破線で示す方向に切り換えられ
て、圧縮機1、室内熱交換器2、電動膨張弁3、レシー
バ8、電動膨張弁4、室外熱交換器5、四方弁6、アキ
ュムレータ7の順序で冷媒が循環されて、室内が暖房さ
れる。
【0034】この暖房運転時においては、液面センサ5
は、アキュムレータ7内における冷媒液CLのレベルを
検出し、制御手段100は、液面センサ5のレベル検出
信号LSに基づいてアキュムレータ7内の冷媒液CLが
一定レベル(例えば液面レベル2)になるように、アキ
ュムレータ7内における冷媒液CLが所定の一定レベル
(例えば液面レベル2)を超えた時には蒸発器である室
外熱交換器4の主制御用の電動膨張弁5を所定量分閉
じ、アキュムレータ7内における冷媒液CLが所定のレ
ベル(例えば液面レベル2)を下回った時には室外熱交
換器4側の電動膨張弁5を所定量分開けるように制御す
る。
【0035】これにより、アキュムレータ7内における
冷媒液CLの液面レベル(貯留すべき冷媒量、例えば深
さ5cm)を常に一定にすることができるので、この貯留
された冷媒CLが飽和ガス冷媒を吸引するために、圧縮
機1の吐出側における過熱ガスが出ず、圧縮機1の吐出
温度を下げることができる。
【0036】つまり、R−410Aの吐出温度を例えば
8°C程度常時低温化して、R−22の吐出温度程度に
常時保持するのである。
【0037】これにより、冷媒中のオイルの劣化が生じ
ないので、安定した暖房運転動作を長期間行うことがで
きる。
【0038】次に、図4を参照して、冷房運転時におけ
る実際の液面レベルを常に一定にするための制御例を説
明する。
【0039】図4において、ステップS1において、制
御手段100に貯留されている液面レベルが所定レベル
(又は冷媒液量)(例えば液面レベル2)を下回るかど
うかを判断して、液面レベルが液面レベル2を下回る場
合には、ステップS2のように電動膨張弁3のステップ
モータ3aに5ステップ分の指令信号を与えて電動膨張
弁3をその分開く。これにより、アキュムレータ7内の
貯留される冷媒液CLの量が増えていくので、制御手段
100はステップS3,S4のように所定時間、例えば
1分間待って液面レベルが液面レベル2になっているか
を確認する。
【0040】一方、ステップS1,S5において、制御
手段100に貯留されている液面レベルが所定レベル
(又は冷媒液量)(例えば液面レベル2)を上回る場合
であって、その検出した液面レベルが液面レベル2を大
きく上回っている場合には、ステップS6のように電動
膨張弁3のステップモータ3aに10ステップ分の指令
信号を与えて電動膨張弁3をその分大きめに閉じ、ステ
ップS7,S10のように所定時間、例えば1分間待っ
て実際の液面レベルが液面レベル2になっているかを確
認する。
【0041】そうでなく、ステップS1,S5におい
て、制御手段100に貯留されている液面レベルが所定
レベル(例えば液面レベル2)を少しだけ上回る場合に
は、ステップS8のように電動膨張弁3のステップモー
タ3aに5ステップ分の指令信号を与えて電動膨張弁3
を少し閉じ、ステップS9,S10のように所定時間、
例えば1分間待って実際の液面レベルが液面レベル2に
なっているかを確認する。
【0042】このようにして、液面センサ50を用いて
アキュムレータ7内の貯留冷媒液の量を一定に保持する
ことができるので、貯留された冷媒CLが飽和ガス冷媒
を吸引するために、圧縮機1の吐出側における過熱ガス
が出ず、圧縮機1の吐出温度を下げることができる。つ
まり、R−410Aの吐出温度を例えば8°C程度常時
低温化して、R−22の吐出温度程度に常時保持するの
である。これにより、冷媒中のオイルの劣化が生じない
ので、安定した冷房運転動作を長期間行うことができ
る。
【0043】なお、暖房運転時においても、冷房運転時
と同様な要領で液面センサ50を用いてアキュムレータ
7内の貯留冷媒液の量を一定に保持することができるの
で、貯留された冷媒CLが飽和ガス冷媒を吸引するため
に、圧縮機1の吐出側における過熱ガスが出ず、圧縮機
1の吐出温度を下げることができる。つまり、R−41
0Aの吐出温度を例えば8°C程度常時低温化して、R
−22の吐出温度程度に常時保持するのである。これに
より、冷媒中のオイルの劣化が生じないので、安定した
冷房運転動作を長期間行うことができる。
【0044】本発明は上記実施の形態に限定されず、特
許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であ
る。
【0045】液面センサの液面レベルのレベル数は、必
要に応じて変えることができる。
【0046】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に記載の
発明では、検出手段がアキュムレータ内における冷媒液
のレベルを検出する。制御手段は、検出手段のレベル検
出信号に基づいてアキュムレータ内の冷媒液が一定レベ
ルになるように、アキュムレータ内における冷媒液が所
定のレベルを超えた時には蒸発器の減圧装置を所定量分
閉じ、アキュムレータ内における冷媒液が所定のレベル
を下回った時には減圧装置を所定量分開く。これによ
り、この貯留された冷媒液が飽和ガス冷媒を吸引するた
めに、圧縮機の吐出側における過熱ガスが出ず、圧縮機
の吐出温度を下げることができる。つまり、疑似共沸冷
媒の吐出温度を常時低温化し、冷媒中のオイルの劣化が
生じないので、安定した冷房運転動作を長期間行うこと
ができる。
【0047】請求項2に記載の発明では、検出手段は、
アキュムレータ内における冷媒液の貯留量を検出する。
制御手段は、検出手段の検出信号に基づいてアキュムレ
ータ内の冷媒液の貯留量が一定レベルになるように、ア
キュムレータ内における冷媒液が所定のレベルを超えた
時には減圧装置を所定量分閉じ、アキュムレータ内にお
ける冷媒液が所定のレベルを下回った時には減圧装置を
所定量分開くように制御する。
【0048】これにより、この貯留された冷媒液が飽和
ガス冷媒を吸引するために、圧縮機の吐出側における過
熱ガスが出ず、圧縮機の吐出温度を下げることができ
る。つまり、疑似共沸冷媒の吐出温度を常時低温化し、
冷媒中のオイルの劣化が生じないので、安定した冷房運
転動作を長期間行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に適用される空気調和機の
冷媒回路を示す図である。
【図2】本発明の空気調和機の冷媒回路のアキュムレー
タと液面センサの一例を示す図である。
【図3】液面センサの構造例を示す図である。
【図4】液面センサによる冷媒液のレベルの検出用のフ
ロー図である。
【符号の説明】
1 圧縮機 2 室内熱交換器(冷房時の蒸発器、暖房時の凝縮器) 4 室外熱交換器(冷房時の凝縮器、暖房時の蒸発器) 3、5 電動膨張弁(減圧装置) 7 アキュムレータ 50 液面センサ(検出手段) 100 制御手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮機、アキュムレータ、凝縮器、減圧
    装置、蒸発器を有する冷媒回路中に疑似共沸冷媒を循環
    するように構成した空気調和機において、 アキュムレータ内における冷媒液のレベルを検出する検
    出手段と、 検出手段のレベル検出信号に基づいてアキュムレータ内
    の冷媒液が一定レベルになるように、アキュムレータ内
    における冷媒液が所定のレベルを超えた時には前記減圧
    装置を閉じ、アキュムレータ内における冷媒液が所定の
    レベルを下回った時には前記減圧装置を開くように制御
    する制御手段とを備えることを特徴とする空気調和機。
  2. 【請求項2】 圧縮機、アキュムレータ、凝縮器、減圧
    装置、蒸発器を有する冷媒回路中に疑似共沸冷媒を循環
    するように構成した空気調和機において、 アキュムレータ内における冷媒液の貯留量を検出する検
    出手段と、検出手段の検出信号に基づいてアキュムレー
    タ内の冷媒液の貯留量が一定量になるように、アキュム
    レータ内における冷媒液が所定量を超えた時には前記減
    圧装置を閉じ、アキュムレータ内における冷媒液が所定
    量を下回った時には前記減圧装置を開くように制御する
    制御手段とを備えることを特徴とする空気調和機。
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US6314750B1 (en) 1999-05-13 2001-11-13 Denso Corporation Heat pump air conditioner
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