WO2021038660A1 - 空気調和機 - Google Patents
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Definitions
- the three-way valves 600 and 700 are always energized three-way valves. This is because the position of the main valve can be grasped even when the substrate and the coil fail and the coil cannot be energized.
- the position of the main valve when the coil cannot be energized cannot be determined in a single way, and any position can be taken depending on the operating state at the time of failure, making it difficult to grasp the flow path of the refrigerant circuit. Because it becomes.
- the control device 300 controls energization and de-energization of the coils of the three-way valves 600 and 700.
- a cooling circuit is configured to flow the refrigerant compressed by the compressor 10 to the upper outdoor heat exchanger 50A and the lower outdoor heat exchanger 50B, respectively, and the three-way valve 600 is configured.
- the three-way valve 700 is energized, it constitutes a heating circuit.
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Abstract
本発明に係る空気調和機は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、圧縮機の冷媒配管に接続された流路切替装置と、流路切替装置を介して配管接続され、圧縮機から吐出された冷媒と室内空気とを熱交換させる室内熱交換器と、室内熱交換器で凝縮された冷媒を減圧する絞り装置と、互いに流路が独立している上側室外熱交換器及び下側室外熱交換器を有し、絞り装置を通過した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器と、室外熱交換器の上側室外熱交換器の配管及び圧縮機の吸入側の配管に接続された第1流路選択装置と、室外熱交換器の下側室外熱交換器の配管及び圧縮機の吸入側の配管に接続された第2流路選択装置と、圧縮機の吐出側と、第1流路選択装置及び第2流路選択装置とを連結するバイパス配管とを有し、冷媒が循環する冷媒回路と、冷媒回路を第1流路選択装置及び第2流路選択装置が、圧縮機から吐出され、バイパス配管を介して入力される冷媒を上側室外熱交換器及び下側室外熱交換器にそれぞれ流す冷房回路又は第1流路選択装置及び第2流路選択装置が、上側室外熱交換器及び下側室外熱交換器から入力される冷媒を圧縮機の吸入側の配管にそれぞれ流す暖房回路に切り替える流路切替装置を制御する制御装置とを備え、第1流路選択装置及び第2流路選択装置は、通電されていない状態で主弁位置を限定できる常時通電型の三方弁であり、流路切替装置により、冷媒回路が冷房回路に切り替えられている場合において、第1流路選択装置及び第2流路選択装置の少なくとも一方が通電されていない状態で、通電されていない第1流路選択装置あるいは第2流路選択装置は、流路切替装置及びバイパス配管を介して入力された圧縮機から吐出された冷媒を、上側室外熱交換器あるいは下側室外熱交換器に出力する。
Description
本発明は、室外熱交換器のデフロストと室内の暖房運転とを同時に行う空気調和機に関する。
冬季での暖房運転中、気温が低く湿度が高い条件下では、蒸発器となる室外熱交換器に霜がつく。室外熱交換器に霜がつくと通風抵抗が大きくなり、室外熱交換器における交換熱量が低下して暖房能力が低下する。この際、暖房運転回路から冷房運転回路に切り替えて室外熱交換器を凝縮器とし、室外熱交換器の霜を溶かすリバース運転を行う。この場合、暖房運転を一時的に止めるため暖房能力が0になることで室内の温度が下がり、快適性が低下する。
リバース運転による室内の快適性低下を抑制することを目的とした空気調和機がある。これは、室外熱交換器の除霜、すなわち、デフロストと室内の暖房運転とを同時に行うものである(例えば、特許文献1参照)。特許文献1では、圧縮機、四方弁、室内熱交換器、減圧装置及び室外熱交換器を冷媒配管で連結した冷媒回路を有し、圧縮機の吐出側から室外熱交換器にホットガスを流すバイパス回路を設けている。室外熱交換器は、その冷媒回路を上下に2つに分けて、下側室外熱交換器と上側室外熱交換器とを構成している。
そして、制御装置により、主回路開閉機構とバイパス開閉弁とを開閉して、上側室外熱交換器をデフロストしつつ下側室外熱交換器で暖房運転した後に、下側室外熱交換器をデフロストしつつ上側室外熱交換器で暖房運転する、暖房デフロスト運転を行う。これにより、室内機の暖房運転能力の低下を抑制しつつ、室内の温度低下を抑えることができる。
また、室外熱交換器のデフロストと室内の暖房運転とを同時に行う回路としては、通常の冷媒回路に加えて、流路切替装置である三方弁2つ、第2絞り装置、逆止弁で構成したものがある。
このような回路において、三方弁の主弁が冷房運転側で故障した状態で暖房運転を行うと、圧縮機から吐出した冷媒が室内機、室外機の順に通過した後、三方弁で行き場をなくし、詰まることで閉回路運転となる。以後、このような閉回路を「暖房閉回路」と称する。
また、三方弁の主弁が暖房運転側で故障した状態で冷房運転を行うと、圧縮機から吐出した冷媒が三方弁で行き場をなくし、詰まることで閉回路運転となる。以後、このような閉回路を「冷房閉回路」と称する。この場合、吐出圧力が異常高圧となって冷媒配管の破裂と冷媒漏洩が起きる恐れがある。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、第1流路選択装置又は第2流路選択装置が故障した場合であっても、閉回路状態で運転が行なわれることを防止することができる空気調和機を提供することを目的とする。
また、三方弁の主弁が暖房運転側で故障した状態で冷房運転を行うと、圧縮機から吐出した冷媒が三方弁で行き場をなくし、詰まることで閉回路運転となる。以後、このような閉回路を「冷房閉回路」と称する。この場合、吐出圧力が異常高圧となって冷媒配管の破裂と冷媒漏洩が起きる恐れがある。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、第1流路選択装置又は第2流路選択装置が故障した場合であっても、閉回路状態で運転が行なわれることを防止することができる空気調和機を提供することを目的とする。
本発明に係る空気調和機によれば、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、前記圧縮機の冷媒配管に接続された流路切替装置と、前記流路切替装置を介して配管接続され、前記圧縮機から吐出された冷媒と室内空気とを熱交換させる室内熱交換器と、前記室内熱交換器で凝縮された冷媒を減圧する絞り装置と、互いに流路が独立している上側室外熱交換器及び下側室外熱交換器を有し、前記絞り装置を通過した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器と、前記室外熱交換器の上側室外熱交換器の配管及び前記圧縮機の吸入側の配管に接続された第1流路選択装置と、前記室外熱交換器の下側室外熱交換器の配管及び前記圧縮機の吸入側の配管に接続された第2流路選択装置と、前記圧縮機の吐出側と、前記第1流路選択装置及び前記第2流路選択装置とを連結するバイパス配管とを有し、冷媒が循環する冷媒回路と、前記冷媒回路を前記第1流路選択装置及び前記第2流路選択装置が、前記圧縮機から吐出され、前記バイパス配管を介して入力される冷媒を前記上側室外熱交換器及び前記下側室外熱交換器にそれぞれ流す冷房回路又は前記第1流路選択装置及び前記第2流路選択装置が、前記上側室外熱交換器及び前記下側室外熱交換器から入力される冷媒を前記圧縮機の吸入側の配管にそれぞれ流す暖房回路に切り替える前記流路切替装置を制御する制御装置とを備え、前記第1流路選択装置及び前記第2流路選択装置は、通電されていない状態で主弁位置を限定できる常時通電型の三方弁であり、前記流路切替装置により、前記冷媒回路が前記冷房回路に切り替えられている場合において、前記第1流路選択装置及び前記第2流路選択装置の少なくとも一方が通電されていない状態で、通電されていない前記第1流路選択装置あるいは前記第2流路選択装置は、前記流路切替装置及び前記バイパス配管を介して入力された前記圧縮機から吐出された冷媒を、前記上側室外熱交換器あるいは前記下側室外熱交換器に出力する。
本発明によれば、第1流路選択装置又は第2流路選択装置が故障した場合であっても、閉回路状態で運転が行なわれることを防止することができる空気調和機を提供することができる。
以下、図面を参照して、実施の形態に係る空気調和機について説明する。なお、図面において、同一の構成要素には同一符号を付して説明し、重複説明は必要な場合にのみ行なう。また、以下の図では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る空気調和機100-1の冷媒回路図である。
実施の形態1に係る空気調和機100-1は、室外機1と室内機2とを備え、室外機1と室内機2とが冷媒配管83、84及び電気配線(図示せず)で接続されたセパレート形である。
図1は、実施の形態1に係る空気調和機100-1の冷媒回路図である。
実施の形態1に係る空気調和機100-1は、室外機1と室内機2とを備え、室外機1と室内機2とが冷媒配管83、84及び電気配線(図示せず)で接続されたセパレート形である。
[室外機]
室外機1は、圧縮機10と、流路切替装置20と、第1絞り装置30と、第2絞り装置60と、流路選択装置FPSWと、室外熱交換器50と、室外ファン500と、外気温度を検出する外気温度検出装置200と、制御装置300とを備えている。流路選択装置FPSWは、三方弁600と、三方弁700とを備える。なお、ここでは、四方弁で三方弁600、700を代用している。
室外機1は、圧縮機10と、流路切替装置20と、第1絞り装置30と、第2絞り装置60と、流路選択装置FPSWと、室外熱交換器50と、室外ファン500と、外気温度を検出する外気温度検出装置200と、制御装置300とを備えている。流路選択装置FPSWは、三方弁600と、三方弁700とを備える。なお、ここでは、四方弁で三方弁600、700を代用している。
[室内機]
室内機2は、室内熱交換器40と、室内ファン400と、室内熱交換器管温度検出装置800を備えている。
室内機2は、室内熱交換器40と、室内ファン400と、室内熱交換器管温度検出装置800を備えている。
空気調和機100-1は、圧縮機10、流路切替装置20、室内熱交換器40、第1絞り装置30、室外熱交換器50、及び、三方弁600、三方弁700が冷媒配管81~85、86A~87A及びまたは86B~87B、89、91で順次接続されて、冷媒が循環する冷媒回路を有している。この冷媒回路を循環する冷媒には様々なものを採用することが可能であり、例えば、R32、R410Aなどである。
また、圧縮機10の吐出側と三方弁600のJポート、三方弁700のPポートとがバイパス配管80、88で接続されており、バイパス配管80、88の間には第2絞り装置60が設けられている。
[冷媒配管、バイパス配管]
冷媒配管81は圧縮機10の吐出側に接続され、途中でバイパス配管80と冷媒配管82とに分岐する。
冷媒配管82は流路切替装置20のGポートに接続される。
バイパス配管80は第2絞り装置60に接続される。
冷媒配管83は流路切替装置20のHポートと室内熱交換器40とを接続する。
冷媒配管84は室内熱交換器40と第1絞り装置30とを接続する。
冷媒配管85は第1絞り装置30に接続され、途中で冷媒配管86A、冷媒配管86Bに分岐する。
冷媒配管81は圧縮機10の吐出側に接続され、途中でバイパス配管80と冷媒配管82とに分岐する。
冷媒配管82は流路切替装置20のGポートに接続される。
バイパス配管80は第2絞り装置60に接続される。
冷媒配管83は流路切替装置20のHポートと室内熱交換器40とを接続する。
冷媒配管84は室内熱交換器40と第1絞り装置30とを接続する。
冷媒配管85は第1絞り装置30に接続され、途中で冷媒配管86A、冷媒配管86Bに分岐する。
室外熱交換器50は上側室外熱交換器50Aと下側室外熱交換器50Bとに分かれ、それぞれ流路が独立している。冷媒配管86Aは室外熱交換器50が有する上側室外熱交換器50Aに接続され、冷媒配管86Bは室外熱交換器50が有する下側室外熱交換器50Bに接続される。冷媒配管86A、86Bには、共に絞り装置としてキャピラリ―チューブが設けられているが、膨張弁も採用できる。
冷媒配管87Aは上側室外熱交換器50Aと三方弁600のKポートとを接続し、冷媒配管87Bは下側室外熱交換器50Bと三方弁700のQポートとを接続する。
バイパス配管88は三方弁600のJポートと三方弁700のPポートとを接続する。
冷媒配管93は三方弁600のLポートと接続され、冷媒配管94は三方弁700のRポートと接続される。冷媒配管93と冷媒配管94とは合流して冷媒配管89に接続される。
冷媒配管95は冷媒配管89と流路切替装置20のFポートとを接続する。
冷媒配管91は冷媒配管89と圧縮機10の吸入側とを接続する。
バイパス配管88は三方弁600のJポートと三方弁700のPポートとを接続する。
冷媒配管93は三方弁600のLポートと接続され、冷媒配管94は三方弁700のRポートと接続される。冷媒配管93と冷媒配管94とは合流して冷媒配管89に接続される。
冷媒配管95は冷媒配管89と流路切替装置20のFポートとを接続する。
冷媒配管91は冷媒配管89と圧縮機10の吸入側とを接続する。
[制御装置300]
制御装置300は、例えば、専用のハードウェア、またはメモリに格納されるプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう)で構成されている。
制御装置300は、例えば、専用のハードウェア、またはメモリに格納されるプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう)で構成されている。
制御装置300が専用のハードウェアである場合、制御装置300は、例えば、単一回路、複合回路、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、又はこれらを組み合わせたものが該当する。制御装置300が実現する各機能部のそれぞれを、個別のハードウェアで実現してもよいし、各機能部を一つのハードウェアで実現してもよい。
制御装置300がCPUの場合、制御装置300が実行する各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアはプログラムとして記述され、メモリに格納される。CPUは、メモリに格納されたプログラムを読み出して実行することにより、制御装置300の各機能を実現する。ここで、メモリは、例えば、RAM、ROM、フラッシュメモリ、EPROM、EEPROM等の、不揮発性又は揮発性の半導体メモリである。
なお、制御装置300の機能の一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。
制御装置300は、冷媒回路の圧縮機10、流路切替装置20、第1絞り装置30、三方弁600、700などの各構成要素の制御を行なう。
本実施の形態に係る空気調和機100-1の運転動作としては、冷房運転及び暖房運転の2種類がある。暖房運転では、上側室外熱交換器50A及び下側室外熱交換器50Bの両方が蒸発器として機能する。暖房デフロスト運転では、上側室外熱交換器50A及び下側室外熱交換器50Bのうち一方が蒸発器として機能し、もう一方が凝縮器として機能する。制御装置300は、ユーザーによる選択などに応じて、それら運転動作のいずれかを行う。
圧縮機10は、制御装置300によって運転周波数が変更される。圧縮機10の運転周波数を変更することで、圧縮機10で吐出される冷媒流量及び圧力を調整することができる。圧縮機10は種々のタイプを採用可能であり、例えば、ロータリータイプ、往復タイプ、スクロールタイプ、スクリュータイプなどである。
流路切替装置20は冷房運転と暖房運転(暖房デフロスト運転を含む)とを切り替える装置であり、例えば四方弁であるが、二方弁、三方弁を組み合わせて構成してもよい。暖房運転では、図1における三方弁中の破線のように、圧縮機10の吐出配管である冷媒配管82と冷媒配管83とを接続するとともに、冷媒配管95と冷媒配管92とを接続する。また、冷房運転では、三方弁中の実線のように、冷媒配管82と冷媒配管92とを接続するとともに、冷媒配管83と冷媒配管95とを接続する。
第1絞り装置30は、それに流れ込む冷媒を減圧する装置であり、例えば膨張弁である。
室内ファン400は、室内熱交換器40に併設され、室内熱交換器40に空気を供給するものである。
室外ファン500は、室外熱交換器50に併設され、室外熱交換器50に空気を供給するものである。
室外熱交換器50は、複数の伝熱配管と複数の伝熱フィンとを有するフィンチューブ型熱交換器である。室外熱交換器50は、上下に分割された上側室外熱交換器50Aと下側室外熱交換器50Bとで構成され、並列に接続されている。なお、冷媒の流れ方向については運転動作の説明の際に述べる。
バイパス配管80、88は、圧縮機10から吐出された冷媒の一部を上側室外熱交換器50A及び下側室外熱交換器50Bのデフロストに利用するために設けられている。バイパス配管80には絞り機構として、例えば膨張弁である第2絞り装置60が接続されている。バイパス配管80、88は、圧縮機10の吐出冷媒の一部を中圧に減圧してから、三方弁600もしくは三方弁700を介して上側室外熱交換器50A及び下側室外熱交換器50Bのうち、デフロスト対象の方に冷媒を導く。
三方弁600及び三方弁700は、四方弁の4本の配管のうち1本を塞ぐことで構成することができる。なお、三方弁600のMポート及び三方弁700のSポートは、冷媒が流れ出すことがないように封止されている。また、三方弁600、700は、二方弁を組み合わせて構成してもよい。
逆止弁90は、冷媒が一方向にのみ流れるように構成された装置の一例である。図1の接続方向により、冷媒配管92から冷媒配管93の方向に冷媒が流れ出し、冷媒配管93から冷媒配管92の方向に冷媒が流れ出すことはない。
三方弁600のKポートに冷媒配管87Aが接続されており、Lポートに冷媒配管93が接続されている。また、三方弁700のQポートに冷媒配管87Bが接続されており、Rポートに冷媒配管94が接続されている。また、冷媒配管93、94は合流し、合流部で冷媒配管89に接続されている。
バイパス配管88は二手に分岐し、三方弁600のJポート及び三方弁700のPポートにそれぞれ接続されている。
次に、本実施の形態に係る空気調和機100-1の運転動作について説明する。
[冷房運転]
まず、冷房運転について説明する。冷房運転では、JポートとKポートとが接続され、LポートとMポートとが接続されるように三方弁600を動作させる。また、PポートとQポートとが接続され、RポートとSポートとが接続されるように三方弁700を動作させる。
まず、冷房運転について説明する。冷房運転では、JポートとKポートとが接続され、LポートとMポートとが接続されるように三方弁600を動作させる。また、PポートとQポートとが接続され、RポートとSポートとが接続されるように三方弁700を動作させる。
圧縮機10から吐出された高温高圧のガス冷媒は、冷媒配管82から流路切替装置20を経由して冷媒配管92へと流れ、逆止弁90を通過して冷媒配管93からバイパス配管88へと流れる。
その後、冷媒は分岐して三方弁600のJポート及び三方弁700のPポートにそれぞれ流れ込む。三方弁600のJポートに流れ込んだガス冷媒は、冷媒配管87Aを流れた後に上側室外熱交換器50Aで室外空気と熱交換し、凝縮して高圧の液冷媒となって冷媒配管86Aに流れる。また、三方弁700のPポートに流れ込んだガス冷媒は、冷媒配管87Bを流れた後に下側室外熱交換器50Bで室外空気と熱交換し、凝縮して高圧の液冷媒となって冷媒配管86Bに流れる。
冷媒配管86Aを流れる液冷媒と冷媒配管86Bを流れる液冷媒は、冷媒配管86A、86Bと冷媒配管85との合流部で合流して冷媒配管85に流れる。その後、第1絞り装置30によって減圧され、低温低圧の二相冷媒となって冷媒配管84へ流れる。
冷媒配管84を流れる液冷媒は室内熱交換器40に流入し、室内熱交換器40で室内空気と熱交換し、蒸発して低温低圧のガス冷媒となって冷媒配管83に流れる。冷媒配管83を流れるガス冷媒は、流路切替装置20、冷媒配管95を経由して冷媒配管91から再び圧縮機10に流れる。
このような実施の形態1に係る空気調和機100-1によれば、冷房運転時において、何らかの原因により、三方弁600が暖房回路側にある場合であっても、三方弁700が、流路切替装置20、バイパス配管88を介して入力された圧縮機10から吐出された冷媒を、下側室外熱交換器50Bに出力する。また、冷房運転時において、何らかの原因により、三方弁700が暖房回路側にある場合であっても、三方弁600が、流路切替装置20、バイパス配管88を介して入力された圧縮機10から吐出された冷媒を、上側室外熱交換器50Aに出力する。従って、実施の形態1に係る空気調和機100-1の構成によれば、冷房運転時に冷房閉回路が発生することがない。
[暖房運転]
次に、暖房運転について説明する。暖房運転では、KポートとLポートとが接続され、JポートとMポートとが接続されるように三方弁600を動作させる。また、QポートとRポートとが接続され、PポートとSポートとが接続されるように三方弁700を動作させる。また、第2絞り装置60を開いた状態とするが、バイパス配管88内の冷媒が三方弁600のJポートからLポートあるいはKポートに流れ出すことはないし、三方弁700のPポートからRポートあるいはQポートに流れ出すこともない。
次に、暖房運転について説明する。暖房運転では、KポートとLポートとが接続され、JポートとMポートとが接続されるように三方弁600を動作させる。また、QポートとRポートとが接続され、PポートとSポートとが接続されるように三方弁700を動作させる。また、第2絞り装置60を開いた状態とするが、バイパス配管88内の冷媒が三方弁600のJポートからLポートあるいはKポートに流れ出すことはないし、三方弁700のPポートからRポートあるいはQポートに流れ出すこともない。
圧縮機10から吐出された高温高圧のガス冷媒は、冷媒配管81、冷媒配管82、流路切替装置20を経由し、冷媒配管83へ流れる。冷媒配管83から室内熱交換器40に流入したガス冷媒は、室内熱交換器40で室内空気と熱交換し、凝縮して高圧の液冷媒となって冷媒配管84に流れる。
室内熱交換器40から流出した液冷媒は、冷媒配管84を通り、第1絞り装置30によって減圧され、低温低圧の二相冷媒となって冷媒配管85へ流れる。冷媒配管85を流れる二相冷媒は、冷媒配管86Aと冷媒配管86Bとに分岐する。冷媒配管86Aに分岐した二相冷媒は上側室外熱交換器50Aに流れ、上側室外熱交換器50Aで室外空気と熱交換し、蒸発して低温低圧のガス冷媒となる。また、冷媒配管86Bに分岐した二相冷媒は下側室外熱交換器50Bに流れ、下側室外熱交換器50Bで室外空気と熱交換し、蒸発して低温低圧のガス冷媒となる。
上側室外熱交換器50Aから出た冷媒は、冷媒配管87Aから三方弁600を流れ、冷媒配管93へと流れる。また、下側室外熱交換器50Bから出た冷媒は、冷媒配管87Bから三方弁700を流れ、冷媒配管94へと流れる。冷媒配管93を流れる冷媒と冷媒配管94を流れる冷媒とは、冷媒配管93、94と冷媒配管89との合流部で合流し、冷媒配管89に流れ、冷媒配管91から再び圧縮機10に流れる。
[暖房デフロスト運転]
次に、暖房デフロスト運転について説明する。
次に、暖房デフロスト運転について説明する。
暖房運転が行われている間に室外熱交換器50に霜が付き、例えば、上側室外熱交換器50Aをデフロストする必要が生じた場合、JポートとKポートとが接続され、MポートとLポートとが接続されるように三方弁600を動作させる。この時、三方弁700はQポートとRポートとが接続され、PポートとSポートとが接続されるように動作させる。
圧縮機10から吐出された高温高圧のガス冷媒の一部がバイパス配管80に流れ込み、残りのガス冷媒は、冷媒配管82、流路切替装置20、冷媒配管83を経由して室内熱交換器40に流れる。
バイパス配管80に流れ込んだ冷媒は第2絞り装置60によって減圧され、バイパス配管88、三方弁600、冷媒配管87Aを経由してデフロスト対象である上側室外熱交換器50Aに流れ込む。上側室外熱交換器50Aに流れ込んだ冷媒は、霜と熱交換しながら凝縮し、上側室外熱交換器50Aのデフロストを行う。
このとき、制御装置300により第2絞り装置60の開度を変更することで、デフロスト対象である上側室外熱交換器50Aに流れ込む冷媒量を調節して、冷媒と霜との交換熱量を調整することができる。
第2絞り装置60の開度を開方向に変化させると、第2絞り装置60の出口の冷媒量が増加して上側室外熱交換器50Aを流れる冷媒量が増加し、冷媒と霜との交換熱量が増加する。このとき、室内熱交換器40を流れる冷媒量は相対的に減少するため、暖房能力が下がる。
一方、第2絞り装置60の開度を閉方向に変化させると、第2絞り装置60の出口の冷媒量が減少して上側室外熱交換器50Aを流れる冷媒量が減少し、冷媒と霜との交換熱量が減少する。このとき、室内熱交換器40を流れる冷媒量は相対的に増加するため、暖房能力が上がる。
このとき、凝縮器となる上側室外熱交換器50Aに流れる冷媒の飽和温度が0℃より高く、例えば、0℃~10℃程度になるように第2絞り装置60の開度を制御することで、凝縮潜熱を利用して効率よく霜を溶かすことができる。また、冷媒配管86Aのキャピラリーチューブの長さ及び径を変更して絞り量を調整することでも冷媒の飽和温度を調整できる。
このとき、凝縮器となる上側室外熱交換器50Aに流れる冷媒の飽和温度が0℃より高く、例えば、0℃~10℃程度になるように第2絞り装置60の開度を制御することで、凝縮潜熱を利用して効率よく霜を溶かすことができる。また、冷媒配管86Aのキャピラリーチューブの長さ及び径を変更して絞り量を調整することでも冷媒の飽和温度を調整できる。
上側室外熱交換器50Aで凝縮した冷媒は、冷媒配管86Aを通り減圧され、冷媒配管85との合流部で、室内熱交換器40で凝縮され第1絞り装置30で減圧された冷媒と合流し、冷媒配管86Bに流れる。
冷媒配管86Bに流れた冷媒は下側室外熱交換器50Bに流れ込み、蒸発する。その後、冷媒配管87B、三方弁700、冷媒配管94、89を経由して冷媒配管91から再び圧縮機10に流れる。
また、下側室外熱交換器50Bをデフロストする必要が生じた場合、PポートとQポートとが接続され、SポートとRポートとが接続されるように三方弁700を動作させる。この時、三方弁600はJポートとMポートとが接続され、KポートとLポートとが接続されるように動作させる。圧縮機10から吐出された高温高圧のガス冷媒の一部がバイパス配管80に流れ込み、残りのガス冷媒は、冷媒配管82、流路切替装置20、冷媒配管83を経由して室内熱交換器40に流れる。
バイパス配管80に流れ込んだ冷媒は、第2絞り装置60によって減圧され、バイパス配管88、三方弁700、冷媒配管87Bを経由してデフロスト対象である下側室外熱交換器50Bに流れ込む。下側室外熱交換器50Bに流れ込んだ冷媒は、霜と熱交換しながら凝縮し、下側室外熱交換器50Bのデフロストを行う。
このとき、制御装置300により第2絞り装置60の開度を変更することで、デフロスト対象である下側室外熱交換器50Bに流れ込む冷媒量を調節して、冷媒と霜との交換熱量を調整することができる。
第2絞り装置60の開度を開方向に変化させると、第2絞り装置60の出口の冷媒量が増加して下側室外熱交換器50Bを流れる冷媒量が増加し、冷媒と霜との交換熱量が増加する。このとき、室内熱交換器40を流れる冷媒量は相対的に減少するため、暖房能力が下がる。
一方、第2絞り装置60の開度を閉方向に変化させると、第2絞り装置60の出口の冷媒量が減少して下側室外熱交換器50Bを流れる冷媒量が減少し、冷媒と霜との交換熱量が減少する。このとき、室内熱交換器40を流れる冷媒量は相対的に増加するため、暖房能力が上がる。
このとき、凝縮器となる下側室外熱交換器50Bに流れる冷媒の飽和温度が0℃より高く、例えば、0℃~10℃程度になるように第2絞り装置60の開度を制御することで、凝縮潜熱を利用して効率よく霜を溶かすことができる。また、冷媒配管86Bのキャピラリーチューブの長さ及び径を変更して絞り量を調整することでも冷媒の飽和温度を調整できる。
このとき、凝縮器となる下側室外熱交換器50Bに流れる冷媒の飽和温度が0℃より高く、例えば、0℃~10℃程度になるように第2絞り装置60の開度を制御することで、凝縮潜熱を利用して効率よく霜を溶かすことができる。また、冷媒配管86Bのキャピラリーチューブの長さ及び径を変更して絞り量を調整することでも冷媒の飽和温度を調整できる。
下側室外熱交換器50Bで凝縮した冷媒は、冷媒配管86Bを通り減圧され、冷媒配管85との合流部で、室内熱交換器40で凝縮され第1絞り装置30で減圧された冷媒と合流し、冷媒配管86Aに流れる。
冷媒配管86Aに流れた冷媒は上側室外熱交換器50Aに流れ込み、蒸発する。その後、冷媒配管87A、三方弁600、冷媒配管93、89を経由して冷媒配管91から再び圧縮機10に流れる。
なお、互いに並列に接続された上側室外熱交換器50A及び下側室外熱交換器50Bのデフロスト順序は、下側室外熱交換器50Bのデフロストの後、上側室外熱交換器50Aのデフロストを行なう。その後、再度、下側室外熱交換器50Bのデフロストを行うことが望ましい。以下でその理由について説明する。
例えば、上側室外熱交換器50Aのデフロストの後、下側室外熱交換器50Bのデフロストを行う場合について考える。上側室外熱交換器50Aのデフロスト中、伝熱フィンに付着した霜が融解して水滴となり、上側室外熱交換器50Aの伝熱フィン面上を流下する。以下、霜が融解した水滴または水流をドレン水と称する。上側室外熱交換器50Aから下側室外熱交換器50Bに流下したドレン水の一部は、蒸発器として機能している下側室外熱交換器50Bで再氷結する。
その後、下側室外熱交換器50Bをデフロストする際は、暖房運転中に下側室外熱交換器50Bの伝熱フィン上に生じた霜と、上側室外熱交換器50Aから流下して再氷結したドレン水とをデフロストする必要があり、デフロスト完了に要する時間が長くなる。このとき、上側室外熱交換器50Aが蒸発器として機能しているため、上側室外熱交換器50Aに付く霜の量が多くなる。すると、次回の上側室外熱交換器50Aのデフロスト時に、デフロスト完了に要する時間が長くなる。
そのため、最初に下側室外熱交換器50Bをデフロストして暖房運転中に生じた霜をデフロストし、次に上側室外熱交換器50Aをデフロストして暖房運転中に生じた霜をデフロストする。最後に、上側室外熱交換器50Aから流下して再氷結したドレン水の一部をデフロストするために、再度下側室外熱交換器50Bをデフロストする。これにより、デフロスト時間を短縮することができる。
次に、上下に分割された上側室外熱交換器50Aと下側室外熱交換器50Bとで構成された室外熱交換器50を有する冷媒回路における、暖房デフロスト運転での課題について説明する。
表1は各運転状態の際の三方弁600、700のポート接続状態を示している。暖房デフロスト運転1は、上側室外熱交換器50Aを除霜する回路を示し、暖房デフロスト運転2は、下側室外熱交換器50Bを除霜する回路を示す。
図1の回路における三方弁600、700は、コイルに通電することで主弁を切り替え、通電している間主弁位置を保持する常時通電式の三方弁と、主弁切り替え時のみコイルに通電するラッチ式の三方弁を選択できる。常時通電式の三方弁600、700は、通電されていない状態で主弁位置を限定できる。
通常の冷房運転では、JポートとKポートとが接続され、LポートとMポートとが接続されるように三方弁600を動作させる。また、PポートとQポートとが接続され、RポートとSポートとが接続されるように三方弁700を動作させる。
図2は、実施の形態1の空気調和機の暖房運転時に何らかの原因により三方弁600、700が冷房回路側の状態になった状態を示す図である。
冷房回路側の状態では、三方弁600はJポートとKポートが接続され、LポートとMポートが接続された状態となる。三方弁700は、PポートとQポートが接続され、RポートとSポートが接続された状態となる。
冷房回路側の状態では、三方弁600はJポートとKポートが接続され、LポートとMポートが接続された状態となる。三方弁700は、PポートとQポートが接続され、RポートとSポートが接続された状態となる。
この状態で暖房運転を行なうと、圧縮機10から吐出された冷媒は室内熱交換器40→膨張弁ととなる第1絞り装置30→室外熱交換器50へ流れるが、圧縮機10の吸入に戻れない閉回路運転、すなわち、「暖房閉回路」になる。この状態で運転を続けると、室内熱交換器40の温度が上がらないため室内の快適性は得られない上、冷媒吐出温度及び圧縮機の巻き線温度が上昇することで圧縮機の故障を招く。
圧縮機10の吐出先の配管は閉回路ではあるものの配管内体積は大きい。そのため、冷媒圧力上昇は小さく、配管破裂による冷媒漏洩の可能性は小さい。通常の暖房運転では、圧縮機10の起動後に圧縮機10で圧縮された高温高圧冷媒が室内機2に流れ込むため、室内熱交換器温度を検知する室内熱交換器管温度検出装置800は温度上昇を検知する。
しかし、暖房閉回路運転では、圧縮機で圧縮された冷媒は高温高圧にならず、室内熱交換器管温度検出装置800は温度上昇を検知しない。
しかし、暖房閉回路運転では、圧縮機で圧縮された冷媒は高温高圧にならず、室内熱交換器管温度検出装置800は温度上昇を検知しない。
図3は、実施の形態1に係る空気調和機100-1の暖房運転時に暖房閉回路を防止するための制御装置300の動作を説明するためのフローチャートである。図3に示すように、制御装置300は、空気調和機100-1が暖房運転をしているかを判断する(S1)。ステップS1において、暖房運転をしていない場合には、ステップS1の処理を継続する(S1のNO)。
ステップS1において、制御装置300が暖房運転をしていると判断した場合(S1のYES)、制御装置300は、室内熱交換器管温度検出装置800が一定時間の間に温度上昇を検知したかの判断をする(S2)。
ステップS2において、制御装置300が、暖房運転を開始し、予め定められた時間の間に室内熱交換器管温度検出装置800が温度上昇を検知しない判断した場合(S2のNO)、制御装置300は、圧縮機10へ運転点停止を指示し(S3)、空気調和機100-1の運転を停止する。一方、ステップS2において、制御装置300が、暖房運転を開始し、予め定められた時間の間に室内熱交換器管温度検出装置800が温度上昇を検知しした判断した場合(S2のYES)、圧縮機の運転を継続する(S4)。
実施の形態1によれば、暖房運転開始から一定時間、室内熱交換器管温度検出装置800が温度上昇を検知しない場合は暖房閉回路と判定し、運転を停止する。これにより、圧縮機10の故障を回避できる。
実施の形態2.
実施の形態2は、冷房閉回路を防止するための空気調和機に関する。
図4は、実施の形態2に係る空気調和機100-2の冷媒回路図である。なお、図1と同一部分には同一符号を付し、ここでは異なる部分について説明する。
実施の形態2は、冷房閉回路を防止するための空気調和機に関する。
図4は、実施の形態2に係る空気調和機100-2の冷媒回路図である。なお、図1と同一部分には同一符号を付し、ここでは異なる部分について説明する。
実施の形態2では、三方弁600、700は常時通電式の三方弁を使用する。なぜなら、基板及びコイルが故障してコイルに通電できなくなった際でも主弁位置を把握できるからである。ラッチ式の三方弁を使用すると、コイルに通電できなくなった際の主弁位置が一通りに定まらず、故障した時の運転状態によってどのような位置も取り得て、冷媒回路の流路把握が困難になるからである。制御装置300は、三方弁600、700のコイルへの通電及び非通電の制御を行なう。
表2は、各運転状態の際の三方弁600、700のポート接続状態及び通電状態に応じた三方弁600、700のポート接続状態を示している。暖房デフロスト運転1は、上側室外熱交換器50Aを除霜する回路を示し、暖房デフロスト運転2は、下側室外熱交換器50Bを除霜する回路を示す。
表2中のON側とは、三方弁のコイルに通電した状態を指し、図4中の三方弁600のJポートとKポートが接続され、LポートとMポートが接続された状態をいう。三方弁700については、PポートとQポートが接続され、RポートとSポートが接続された状態をいう。
表2中のON側とは、三方弁のコイルに通電した状態を指し、図4中の三方弁600のJポートとKポートが接続され、LポートとMポートが接続された状態をいう。三方弁700については、PポートとQポートが接続され、RポートとSポートが接続された状態をいう。
また、表2中のOFF側とは、三方弁のコイルに通電されていない状態を指し、図4中の三方弁600のJポートとMポートが接続され、KポートとLポートが接続された状態をいう。三方弁700については、表中のPポートとSポートが接続され、RポートとQポートが接続された状態をいう。
図4のように、三方弁600のKポート及び三方弁700のQポートを冷媒が流れ出すことがないように封止する。また、三方弁600、700の2つを、非通電で冷房回路、通電で暖房回路となるように冷媒回路を構成する。ここでは、このような冷媒回路の切り替え方式を「暖房通電式」と称する。
すなわち、三方弁600及び三方弁700が非通電の場合、圧縮機10により圧縮された冷媒を上側室外熱交換器50A及び下側室外熱交換器50Bにそれぞれ流す冷房回路を構成し、三方弁600及び三方弁700が通電している場合、暖房回路を構成する。
制御装置300は、表2に示すように、空気調和機100-2を冷房運転する場合、三方弁600及び三方弁700を非通電とする。制御装置300は、空気調和機100-2を暖房運転する場合、三方弁600及び三方弁700を通電する。また、制御装置300は、空気調和機100-2を暖房デフロスト運転1、すなわち、上側室外熱交換器50Aを除霜する場合、三方弁600を非通電とし、三方弁700を通電する。制御装置300は、空気調和機100-2を暖房デフロスト運転2、すなわち、下側室外熱交換器50Bを除霜する場合、三方弁600を通電し、三方弁700を非通電とする。
従って、実施の形態2に係る空気調和機100-2によれば、三方弁600、700に通電できない故障が生じた際に閉回路状態になることは無く、冷媒配管破裂と冷媒漏洩を招く冷房閉回路は起こらなくなる。また、三方弁600、700に通電できない故障が生じた際に暖房運転を使用した場合に生ずる暖房閉回路の問題については、実施の形態1により解決することができる。
実施の形態3.
図5は、実施の形態3に係る空気調和機100-3の冷媒回路図である。なお、図1と同一部分には同一符号を付し、ここでは異なる部分について説明する。
表3は、各運転状態の際の三方弁600、700のポート接続状態及び通電状態に応じた三方弁600、700のポート接続状態を示している。実施の形態3においては、流路選択装置FPSWの三方弁600、700として常時通電型の三方弁を使用する。制御装置300は、三方弁600、700のコイルへの通電及び非通電の制御を行なう。
図5は、実施の形態3に係る空気調和機100-3の冷媒回路図である。なお、図1と同一部分には同一符号を付し、ここでは異なる部分について説明する。
表3は、各運転状態の際の三方弁600、700のポート接続状態及び通電状態に応じた三方弁600、700のポート接続状態を示している。実施の形態3においては、流路選択装置FPSWの三方弁600、700として常時通電型の三方弁を使用する。制御装置300は、三方弁600、700のコイルへの通電及び非通電の制御を行なう。
図5のように、三方弁600のKポート及び三方弁700のSポートから冷媒が流れ出すことがないように封止する。三方弁600、700の2つの三方弁の内の片方を通電することで冷房回路、もう片方を通電することで暖房運転回路となるように冷媒回路を構成する。このような冷媒回路の切り替え方式を「冷暖片方通電式」と称する。
冷暖片方通電式は、2つの三方弁600、700の各4本の配管の内、塞ぐ配管を各々変えたものを冷媒回路上に接続することで実現できる。冷房運転時は、三方弁600のJポートとMポートを接続し、KポートとLポートを接続する。また、三方弁700のPポートとQポートを接続し、SポートとRポートを接続する。
制御装置300は、表3に示すように、空気調和機100-3を冷房運転する場合、三方弁600非通電とし、三方弁700を非通電とする。制御装置300は、空気調和機100-3を暖房運転する場合、三方弁600を通電とし、三方弁700を非通電とする。また、制御装置300は、空気調和機100-3を暖房デフロスト運転1、すなわち、上側室外熱交換器50Aを除霜する場合、三方弁600及び三方弁700を非通電とする。制御装置300は、空気調和機100-3を暖房デフロスト運転2、すなわち、下側室外熱交換器50Bを除霜する場合、三方弁600及び三方弁700を通電する。
実施の形態3の空気調和機100-3によれば、冷房運転時に三方弁600、700に通電できない故障が生じた際には、圧縮機10から吐出した冷媒は三方弁600のJポート、冷媒配管87Aを通り、上側室外熱交換器50Aに流れ込む。圧縮機10から吐出し、三方弁700のPポートに達した冷媒は行き場がなくなるが、冷媒回路全体として閉回路状態になることは無く、冷媒配管破裂と冷媒漏洩を招く冷房閉回路は起こらなくなる。
実施の形態4.
図6は、実施の形態4に係る空気調和機100-4の冷媒回路図である。なお、図1と同一部分には同一符号を付し、ここでは異なる部分について説明する。
図6は、実施の形態4に係る空気調和機100-4の冷媒回路図である。なお、図1と同一部分には同一符号を付し、ここでは異なる部分について説明する。
表4は、各運転状態の際の三方弁600、700のポート接続状態及び通電状態に応じた三方弁600、700のポート接続状態を示している。
実施の形態4においては、流路選択装置FPSWの三方弁600、700として常時通電型の三方弁を使用する。制御装置300は、三方弁600、700のコイルへの通電及び非通電の制御を行なう。
実施の形態4においては、流路選択装置FPSWの三方弁600、700として常時通電型の三方弁を使用する。制御装置300は、三方弁600、700のコイルへの通電及び非通電の制御を行なう。
三方弁600のMポート及び三方弁700のQポートは、冷媒が流れ出すことがないように封止される。この回路では上側室外熱交換器50A及び下側室外熱交換器50Bを交互に除霜する暖房デフロスト運転時又はリバース運転時、三方弁600、700に通電できない故障が生じた際にも下側室外熱交換器50Bを除霜できるように冷媒回路が構成されている。ここで、リバース運転とは、暖房運転回路から冷房運転回路に切り替えて室外熱交換器を凝縮器とし、室外熱交換器の霜を溶かす運転をいう。
制御装置300は、表4に示すように、空気調和機100-4を冷房運転する場合、三方弁600を通電し、三方弁700を非通電とする。制御装置300は、空気調和機100-2を暖房運転する場合、三方弁600を非通電とし、三方弁700を通電する。また、制御装置300は、空気調和機100-4を暖房デフロスト運転1、すなわち、上側室外熱交換器50Aを除霜する場合、三方弁600及び三方弁700を通電する。制御装置300は、空気調和機100-4を暖房デフロスト運転2、すなわち、下側室外熱交換器50Bを除霜する場合、三方弁600及び三方弁700を非通電とする。
実施の形態4によれば、下側室外熱交換器50Bにつながる三方弁700は、非通電でリバース運転/下側室外熱交換器除霜回路になるように構成する。これにより、空気調和機100-4は、三方弁600、700に通電できない故障が生じた際にも下側室外熱交換器50Bの霜を溶かし続ける。
下側室外熱交換器50Bを除霜できないと、肥大化した霜や氷が室外機の圧縮機10、室外熱交換器50等の各要素を固定するベースである底部板金部品に開けられたドレン水排出穴を閉塞し、ドレン水の排出ができなくなる。また、ベースを起点に成長した霜や氷が室外熱交換器50の冷媒配管に過度な応力を生じさせる。その結果、冷媒配管をつぶし冷媒の流れを閉塞して閉回路を生じさせたり、熱交換量が低下したりする。さらに、冷媒配管が割れて冷媒漏洩を生じさせたりする可能性がある。
実施の形態4の空気調和機によれば、三方弁600、700に通電できない故障が生じた際にも下側室外熱交換器50Bの霜を溶かし続けるので、肥大化した霜や氷がドレイン水排出穴が閉塞して、ドレイン水の排出ができなくなることを防止できる。また、室外機1のベースを起点に成長した氷が冷媒配管をつぶしたり、冷媒配管が割れて冷媒漏洩が生ずることがない。
実施の形態5.
図7は、実施の形態5に係る空気調和機の三方弁600及び三方弁700を示す図である。図7に示すように、三方弁600の三方弁本体601は、プランジャ602を有する。また、三方弁本体601には、その表面に型名シール603が貼り付けられている。型名シール603は、三方弁600の型番、シリアルNo.、メーカー名などを表示する。同様に、三方弁700の三方弁本体701は、プランジャ702を有する。また、三方弁本体701には、その表面に型名シール703が貼り付けられている。型名シール703は、三方弁700の型番、シリアルNo.、メーカー名などを表示する。
図7は、実施の形態5に係る空気調和機の三方弁600及び三方弁700を示す図である。図7に示すように、三方弁600の三方弁本体601は、プランジャ602を有する。また、三方弁本体601には、その表面に型名シール603が貼り付けられている。型名シール603は、三方弁600の型番、シリアルNo.、メーカー名などを表示する。同様に、三方弁700の三方弁本体701は、プランジャ702を有する。また、三方弁本体701には、その表面に型名シール703が貼り付けられている。型名シール703は、三方弁700の型番、シリアルNo.、メーカー名などを表示する。
図8は、実施の形態5に係る空気調和機の三方弁600の三方弁用コイル604及び三方弁700の三方弁用コイル704を示す図である。三方弁用コイル604は、プランジャ602に備えられる。また、三方弁用コイル604は、コイルリード線605を介して、三方弁側コイルコネクタ606に接続される。同様に、三方弁用コイル704は、プランジャ702に備えられる。また、三方弁用コイル704は、コイルリード線705を介して、三方弁側コイルコネクタ706に接続される。
図9は、実施の形態5に係る空気調和機の室外機に備えられた室外基板900を示す図である。同図に示すように、室外機に備えられた室外基板900には、三方弁側コイルコネクタ606の受け側の基板側コネクタ607及び三方弁側コイルコネクタ706の受け側の基板側コネクタ707が備えられている。
三方弁側コイルコネクタ606は基板側コネクタ607に接続される。三方弁側コイルコネクタ706は基板側コネクタ707に接続される。三方弁600の型名シール603、コイルリード線605、三方弁側コイルコネクタ606及び基板側コネクタ607の一部または全域には視覚的に同一系統であることを認識できるような着色が施されている。例えば、三方弁600の型名シール603、コイルリード線605、三方弁側コイルコネクタ606及び基板側コネクタ607の一部または全域を赤色で統一する。
同様に、三方弁700の型名シール703、コイルリード線705、三方弁側コイルコネクタ706及び基板側コネクタ707の一部または全域に視覚的に同一系統であることを認識できるような着色が施されている。例えば、三方弁700の型名シール703、コイルリード線705、三方弁側コイルコネクタ706及び基板側コネクタ707の一部または全域を青色で統一する。
これにより、実施の形態2の図4において、三方弁600を室外基板900の基板側コネクタ607へ組み付け時、三方弁600を室外基板900の基板側コネクタ707へ誤接続することを避けることができる。同様に、三方弁700を室外基板900の基板側コネクタ707へ組み付け時、三方弁700を室外基板900の基板側コネクタ607へ誤接続することを避けることができる。
従って、実施の形態5に係る空気調和機によれば、暖房デフロスト運転の際、本来、下側室外熱交換器50B→上側室外熱交換器50A→下側室外熱交換器50Bのデフロスト順序とすべきところ、誤接続により、上側室外熱交換器50A→下側室外熱交換器50B→上側室外熱交換器50Aとなってデフロスト時間が長くなることが無い。
また、これにより、実施の形態3の図5、実施の形態4の図6においても、三方弁用コイル604及び三方弁用コイル704の組み付け時、2つの三方弁600及び三方弁700とそれらに対応する2つの基板側コネクタ607及び基板側コネクタ707との誤接続を避けることができる。
実施の形態5に係る空気調和機によれば、流路切替装置20がEポートとGポートを連通し、FポートとHポートを連通する冷房回路の際、冷媒配管破裂と冷媒漏洩を招く冷房閉回路になることがない。
以上、本実施の形態1に係る空気調和機100-1は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機10と、圧縮機10から吐出された冷媒と室内空気とを熱交換させる室内熱交換器40と、室内熱交換器40で凝縮された冷媒を減圧する第1絞り装置30と、互いに流路が独立している上側室外熱交換器50Aと下側室外熱交換器50Bとで構成され、第1絞り装置30を通過した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器50と、流路を上側室外熱交換器50A側または下側室外熱交換器50B側に選択的に切り替える三方弁600、700と、が順次配管接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、室外熱交換器50に空気を供給する室外ファン500と、圧縮機10の吐出側と三方弁600、700とを連結するバイパス配管80、88と、バイパス配管80、88に設けられた第2絞り装置60と、暖房運転を行いながら上側室外熱交換器50A及び下側室外熱交換器50Bを交互にデフロストする暖房デフロスト運転を行う制御装置300と、を備える。
本実施の形態2に係る空気調和機100-2によれば、流路切替装置として常時通電型の三方弁を使用し、非通電で冷房回路、通電で暖房運転回路となるように冷媒回路を構成する。このような構成にすることにより、三方弁に通電できない故障が生じた際に冷媒配管破裂と冷媒漏洩を招く冷房閉回路は起こらなくなる。
本実施の形態3に係る空気調和機100-3によれば、常時通電型の三方弁を使用し、2つの三方弁の内の片方を通電することで冷房回路、もう片方を通電することで暖房運転回路となるように冷媒回路を構成する。これは、2つの三方弁の各4本の配管の内、塞ぐ配管を各々変えたものを冷媒回路上に接続することで実現できる。このような構成にすることにより、三方弁に通電できない故障が生じた際に冷媒配管破裂と冷媒漏洩を招く冷房閉回路は起こらなくなる。
本実施の形態4に係る空気調和機100-4によれば、上下の熱交換器を交互に除霜する暖房デフロスト運転時又はリバース運転時、三方弁600、700に通電できない故障が生じた際にも下側室外熱交換器50Bを除霜できるように冷媒回路が構成されている。つまり、下側室外熱交換器50Bにつながる三方弁は、非通電でリバース運転/下側室外熱交換器除霜回路になるように構成することにより、三方弁に通電できない故障が生じた際にも下側室外熱交換器50Bの霜を溶かし続ける。これにより、三方弁に通電できない故障が生じた際に室外機1のベースを起点に成長した氷が冷媒配管をつぶしたり、冷媒配管が割れて冷媒漏洩したりしないようにする。
なお、暖房デフロスト運転中は、必要に応じて第2絞り装置60の開度、圧縮機10の運転周波数、及び、第1絞り装置30の開度を変更してもよい。例えば、暖房デフロスト運転中に室内熱交換器40の交換熱量を増加させたい場合、圧縮機10の運転周波数を増加させてもよい。また、室内熱交換器40の交換熱量を増加させたい場合、第2絞り装置60の開度を閉方向に変更してもよい。この場合は、バイパス配管88を流れる冷媒流量が減少するため、デフロスト対象の熱交換器における交換熱量が減少する。さらに、圧縮機10から吐出される冷媒の温度を低下させたい場合は、第1絞り装置30の開度を開方向に変更してもよい。
実施形態に係る空気調和機によれば、流路選択装置FPSWとして、コイルに通電することで主弁を切り替え、通電している間主弁位置を保持する常時通電式の三方弁を採用する。常時通電式の三方弁は基板やコイルが故障してコイルに通電できなくなった際に主弁位置を把握するうえで望ましい。またこの三方弁は、四方弁の4本の配管のうち1本を塞ぐことで構成することができる。
2つの三方弁の内の片方を通電することで冷房回路、もう片方を通電することで暖房運転回路となるように冷媒回路を構成する。これは、2つの三方弁の各4本の配管の内、塞ぐ配管を各々で変えたものを冷媒回路上に接続することで実現できる。
これにより、冷房運転時に三方弁に通電できない故障が生じた際でも、圧縮機から吐出した冷媒は2つの三方弁のうち1つを通り室外熱交換器に流れ込むこととなり、冷媒回路全体として閉回路状態になることはない。また、冷媒配管破裂と冷媒漏洩を招く冷房閉回路を回避することができる。
上述の実施の形態において、三方弁600は第1流路選択装置、三方弁700は第2流路選択装置及び第1絞り装置30は絞り装置とも称する。また、三方弁600の三方弁本体601は、プランジャ602、型名シール603、三方弁用コイル604、コイルリード線605及び三方弁側コイルコネクタ606は、第1三方弁本体、第1プランジャ、第1型名シール、第1三方弁用コイル、第1コイルリード線及び第1三方弁側コイルコネクタとも称する。三方弁700の三方弁本体701は、プランジャ702、型名シール703、三方弁用コイル704、コイルリード線705及び三方弁側コイルコネクタ706は、第2三方弁本体、第2プランジャ、第2型名シール、第2三方弁用コイル、第2コイルリード線及び第2三方弁側コイルコネクタとも称する。三方弁600用の室外基板900の基板側コネクタ607は第1基板側コネクタ、三方弁700用の室外基板900の基板側コネクタ707は第2基板側コネクタとも称する。
実施の形態は、例として提示したものであり、実施の形態の範囲を限定することは意図していない。実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、実施の形態の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施の形態及びその変形は、実施の形態の範囲及び要旨に含まれる。
1 室外機、2 室内機、10 圧縮機、20 流路切替装置、30 第1絞り装置、40 室内熱交換器、50 室外熱交換器、50A 上側室外熱交換器、50B 下側室外熱交換器、60 第2絞り装置、80 バイパス配管、81~85 冷媒配管、86A 冷媒配管、86B 冷媒配管、87A 冷媒配管、87B 冷媒配管、88 バイパス配管、89 冷媒配管、90 逆止弁、91~95 冷媒配管、100 空気調和機、200 外気温度検出装置、300 制御装置、400 室内ファン、500 室外ファン、600 三方弁、601 三方弁本体、602 プランジャ、603 型名シール、604 三方弁用コイル、605 コイルリード線、606 三方弁側コイルコネクタ、607 基板側コネクタ、700 三方弁、701 三方弁本体、702 プランジャ、703 型名シール、704 三方弁用コイル、705 コイルリード線、706 三方弁側コイルコネクタ、707 基板側コネクタ、800 室内熱交換器管温度検出装置、900 室外機板、FPSW 流路選択装置。
Claims (6)
- 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、前記圧縮機の冷媒配管に接続された流路切替装置と、前記流路切替装置を介して配管接続され、前記圧縮機から吐出された冷媒と室内空気とを熱交換させる室内熱交換器と、前記室内熱交換器で凝縮された冷媒を減圧する絞り装置と、互いに流路が独立している上側室外熱交換器及び下側室外熱交換器を有し、前記絞り装置を通過した冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器と、前記室外熱交換器の上側室外熱交換器の配管及び前記圧縮機の吸入側の配管に接続された第1流路選択装置と、前記室外熱交換器の下側室外熱交換器の配管及び前記圧縮機の吸入側の配管に接続された第2流路選択装置と、前記圧縮機の吐出側と、前記第1流路選択装置及び前記第2流路選択装置とを連結するバイパス配管とを有し、冷媒が循環する冷媒回路と、
前記冷媒回路を前記第1流路選択装置及び前記第2流路選択装置が、前記圧縮機から吐出され、前記バイパス配管を介して入力される冷媒を前記上側室外熱交換器及び前記下側室外熱交換器にそれぞれ流す冷房回路又は前記第1流路選択装置及び前記第2流路選択装置が、前記上側室外熱交換器及び前記下側室外熱交換器から入力される冷媒を前記圧縮機の吸入側の配管にそれぞれ流す暖房回路に切り替える前記流路切替装置を制御する制御装置と
を備え、
前記第1流路選択装置及び前記第2流路選択装置は、通電されていない状態で主弁位置を限定できる常時通電型の三方弁であり、
前記流路切替装置により、前記冷媒回路が前記冷房回路に切り替えられている場合において、前記第1流路選択装置及び前記第2流路選択装置の少なくとも一方が通電されていない状態で、通電されていない前記第1流路選択装置あるいは前記第2流路選択装置は、前記流路切替装置及び前記バイパス配管を介して入力された前記圧縮機から吐出された冷媒を、前記上側室外熱交換器あるいは前記下側室外熱交換器に出力する、
空気調和機。 - 前記制御装置は、前記流路切替装置により前記冷媒回路を前記冷房回路に切り替えた場合、前記第1流路選択装置及び前記第2流路選択装置を非通電に制御し、
前記非通電に制御された前記第1流路選択装置は、前記バイパス配管を介して入力された前記圧縮機から吐出された冷媒を、前記上側室外熱交換器に出力し、
前記非通電に制御された前記第2流路選択装置は、前記バイパス配管を介して入力された前記圧縮機から吐出された冷媒を、前記下側室外熱交換器に出力する、
請求項1に記載の空気調和機。 - 前記制御装置は、前記流路切替装置により、前記冷媒回路を前記冷房回路に切り替えた場合、前記第1流路選択装置を非通電に制御し、
前記非通電に制御された前記第1流路選択装置は、前記バイパス配管を介して入力された前記圧縮機から吐出された冷媒を、前記上側室外熱交換器に出力する、請求項1に記載の空気調和機。 - 前記室外熱交換器の温度を検出する室内熱交換器管温度検出装置をさらに具備し、
前記制御装置は、
前記空気調和機の暖房運転を開始し、予め定められた時間、前記室内熱交換器管温度検出装置により検出された温度の温度上昇を検出している場合に、前記圧縮機の運転の継続する、
請求項1に記載の空気調和機。 - 前記制御装置は、
前記暖房回路の状態で前記上側室外熱交換器及び前記下側室外熱交換器を交互にデフロストする暖房デフロスト運転又は前記冷媒回路を前記暖房回路から前記冷房回路に切り替えてデフロストするリバース運転を行ない、
前記暖房デフロスト運転又は前記リバース運転において、前記第2流路選択装置を非通電に制御し、
前記非通電に制御された前記第2流路選択装置は、前記バイパス配管を介して入力された前記圧縮機から吐出された冷媒を、前記下側室外熱交換器に出力する、
請求項1に記載の空気調和機。 - 前記第1流路選択装置用の第1基板側コネクタ及び前記第2流路選択装置用の第2基板側コネクタが設けられた室外機の室外基板をさらに具備し、
前記第1流路選択装置は、
第1プランジャを有する第1三方弁本体と、
前記第1三方弁本体のプランジャに設けられた第1三方弁用コイルと、
前記第1三方弁用コイルに接続された第1コイルリード線と、
前記第1コイルリード線に接続された第1三方弁側コイルコネクタと、
前記第1三方弁本体に貼り付けられた第1型名シールと
を具備し、
前記第2流路選択装置は、
第2プランジャを有する第2三方弁本体と、
前記第2三方弁本体のプランジャに設けられた第2三方弁用コイルと、
前記第2三方弁用コイルに接続された第2コイルリード線と、
前記第2コイルリード線に接続された第2三方弁側コイルコネクタと、
前記第2三方弁本体に貼り付けられた第2型名シールと
を具備し、
前記第1型名シール、前記第1コイルリード線、前記第1三方弁側コイルコネクタ及び前記第1基板側コネクタの一部又は全域は、第1の色に着色されており、
前記第2型名シール、前記第2コイルリード線、前記第2三方弁側コイルコネクタ及び前記第2基板側コネクタの一部又は全域は、前記第1の色と異なる第2の色に着色されている、
請求項1~5のいずれか1項に記載の空気調和機。
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