| 【発明の名称】 |
ヒ―トポンプ式空調装置の制御方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】安部 吉弘
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| 【要約】 |
【課題】冷媒流路切換用の四方弁３への異物の付着も少なくでき、弁をスムーズに切換えることできるようにし、かつ、弁の切換えの回数を極力少なくして、サイクル内部品の寿命への悪影響及びサイクル切換時の音の発生を少なくする。
【解決手段】四方弁３に圧力を加えてから電気信号を送るようにして弁を切換える方法を採用すると共に、ステップＳ１１で暖房運転のときステップＳ１２で四方弁をオンして冷媒流路を暖房サイクルに切換え、暖房運転でなければ、冷房条件が成立しているか否かの判定を行うステップＳ１３に移行し、この判定のステップＳ１３で冷房条件が成立しているときはステップＳ１４で上記弁をオフし、冷房条件が成立していなければ、リターンして、上記弁をオン状態のまま保持するようにした。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 暖房運転か否かの判定を行い、暖房運転のとき冷媒流路切換用弁をオンして冷媒流路を暖房サイクルに切換え、暖房運転でなければ、冷房条件が成立しているか否かの判定を行うステップに移行し、この判定のステップで冷房条件が成立しているときは上記弁をオフし、冷房条件が成立していなければ上記弁をオン状態のまま保持するようにしたことを特徴とするヒートポンプ式空調装置の制御方法。
【請求項２】 弁に圧力を加えてから電気信号を送るようにして冷媒流路切換用弁を切換える方法を採用するヒートポンプ式空調装置の制御方法であって、暖房運転か否かの判定を行い、暖房運転のとき上記弁をオンして冷媒流路を暖房サイクルに切換え、暖房運転でなければ、冷房条件が成立しているか否かの判定を行うステップに移行し、この判定のステップで冷房条件が成立しているときは上記弁をオフし、冷房条件が成立していなければ上記弁をオン状態のまま保持するようにしたことを特徴とするヒートポンプ式空調装置の制御方法。
【請求項３】 運転開始か否かの判定ステップを経て、運転開始のときは上記暖房運転か否かの判定を行い、運転開始でなければ、上記弁をオン状態のまま保持するようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のヒートポンプ式空調装置の制御方法。
【請求項４】 冷房条件が成立していないとする条件の中には、送風運転のモードが含まれることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３に記載のヒートポンプ式空調装置の制御方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ヒートポンプ式空調装置における冷媒流路切換用弁の切換制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ヒートポンプ式空調装置は、ディーゼルエンジンで駆動される圧縮機と、冷媒流路切換用弁としての四方弁と、室外熱交換器と、絞り機構と、室内熱交換器等により構成されるヒートポンプサイクルを具備するものである。これは、暖房時と冷房時に応じて上記四方弁の駆動コイルをオン・オフすることで四方弁に内蔵されるピストン弁の位置を変更するようにしてヒートポンプサイクル中の冷媒流路を切換えることにより、暖房運転や冷房運転を行わせるものである。
【０００３】この場合、上記四方弁が切換わるには■電気信号を切換える■弁に圧力を加えるという２種類のａｎｄ条件が必要である。従来は運転を開始する時点で運転モードに合わせた電気信号を四方弁に送り、その後にコンプレッサをオンさせて冷媒を循環することで弁に圧力を徐々に加え、四方弁の切換を実現している。これは、仮にこの順序を逆にすると、冷媒が循環している最中（圧力が高い状態）でサイクルを切換えることになり、サイクル内部品の寿命に悪影響を与えることと、サイクル切換時の音（四方弁を切換える時にコンプレッサの吐出側高圧冷媒と吸込側低圧冷媒がショートする際に発生する音（高圧側と低圧側がつながるときに発生する「シュー」という音））が問題になるからである。
【０００４】ところが、従来は、■オイル添加剤＋空気による樹脂成分析出■オイル添加剤＋水分による酸性物質生成等の問題により、四方弁に異物が付いてしまうので、電気信号を先に送って四方弁を徐々に切換える方法では、弁をＯＦＦ→ＯＮする際にスムーズな切換えが行えないという問題がある。そこで、上記の「順序を逆にする方法」、つまり予め弁に圧力を加えてから電気信号を送るようにすれば、四方弁を一気に切換えることができるので、電気信号を先に送って四方弁を徐々に切換える方法に比べて、四方弁への異物の付着も少なくでき、弁をスムーズに切換えることできると考えられる。
【０００５】しかしながら、上述の「順序を逆にする方法」を採用すると、上述したような「サイクル内部品の寿命への悪影響」，「サイクル切換時の音」の問題が残る。この問題は、四方弁の切換回数が少なければそれ程問題にならないと考えられるが、従来装置では、四方弁の動作切換え回数はそれ程少ないとはいえない。このことを、図３，図４（ａ）を用いて説明すると、図３において、例えば、操作者により有線，無線のリモートコントローラの運転停止スイッチがオンされてステップＳ１で運転開始がなされると、ステップＳ２で暖房運転か否かの判定が行われ、暖房運転であれば、ステップＳ３で四方弁をオンすることで、ヒートポンプサイクルの冷媒の流路を暖房方向に切換える。
【０００６】一方、運転が停止されると、ステップＳ１での運転開始の判定がＮＯとなって四方弁はオフされて、切換えられる。また、暖房運転から冷房運転又は送風運転のモードに切換わると、ステップＳ２で暖房運転がＮＯの判定となり、ステップＳ４で四方弁がオフに切換えられることになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来は暖房運転時、四方弁がオンされてからオフに切換えられるのは、冷房運転時だけではなく、停止時及び冷房を伴なわない送風運転時も切換えられる。図４（ａ）はこのことを示すタイムチャートであり、同図から明らかなように従来は、頻繁に四方弁がオン，オフに切換えられることになる。以上のように四方弁が頻繁に切換えられるため、以下のような課題が生じる。
■上述したような「電気信号を四方弁に送り、その後にコンプレッサをオンさせて冷媒を循環することで弁に圧力を徐々に加え、四方弁の切換える方法」あるいは「予め弁に圧力を加えてから電気信号を送るようにして四方弁を一気に切換える方法」のいずれを採用するとしても、四方弁が頻繁に切換えられるために、四方弁のピストン弁が着座するときの音が頻繁に発生するし、また、四方弁の寿命を劣化させてしまうという課題がある。
■また、「予め弁に圧力を加えてから電気信号を送るようにして四方弁を一気に切換える方法」を採用する場合は、四方弁を一気に切換えることができるので、「電気信号を先に送って四方弁を徐々に切換える方法」に比べて、四方弁への異物の付着も少なくでき、弁をスムーズに切換えることできると考えられるが、上述したような「サイクル内部品の寿命への悪影響」，「サイクル切換時の音」の問題が残り、この問題は、四方弁が頻繁に切換えられることから、より顕著な問題となってしまうという課題があった。
【０００８】本発明は上記課題を解決するためになされたもので、四方弁などの冷媒流路切換用弁が比較的頻繁に切換えられることに起因する、冷媒流路切換用弁のピストン弁が着座するときの音の発生及び冷媒流路切換用弁の寿命の劣化を少なくすることができるようにすること、また、冷媒流路切換用弁への異物の付着も少なくでき、弁をスムーズに切換えることできるようにするとともに、上述の「サイクル内部品の寿命への悪影響」，「サイクル切換時の音」の問題も解決できるようにすることを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、暖房運転か否かの判定を行い、暖房運転のとき冷媒流路切換用弁をオンして冷媒流路を暖房サイクルに切換え、暖房運転でなければ、冷房条件が成立しているか否かの判定を行うステップに移行し、この判定のステップで冷房条件が成立しているときは上記弁をオフし、冷房条件が成立していなければ上記弁をオン状態のまま保持するようにした。また、弁に圧力を加えてから電気信号を送るようにして冷媒流路切換用弁を切換える方法を採用した上で、上述の方法を行うようにした。また、運転開始か否かの判定ステップを経て、運転開始のときは暖房運転か否かの判定を行い、運転開始でなければ、上記弁をオン状態のまま保持するようにした。さらに、冷房条件が成立していないとする条件の中に、送風運転のモードを含ませるようにした。
【００１０】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、本発明で使用されるヒートポンプ式空調装置の一実施の形態を示すブロック図であり、ヒートポンプ式空調装置は、図１に示すように、エンジン１により図外のプーリー及び電磁クラッチ２ａを介して駆動されるコンプレッサ２、冷媒流路切換用弁としての四方弁３、室外熱交換器４、絞り機構５、室内熱交換器６等によってヒートポンプサイクルが構成されている。
【００１１】エンジン１はスタータモータ１１によってそのクランク軸を回転することによって起動される。冷房運転時は、電磁クラッチ２ａをオンしてエンジン１によってコンプレッサ２をオンすると、このコンプレッサ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、ここで室外ファン７によって送風される外気に放熱することによって凝縮液化する。この場合、四方弁３の駆動コイル３ｍはオフとなるように制御手段２０で制御されている。この液冷媒は絞り機構５を流過する過程で断熱膨張した後、室内熱交換器６に入り、ここで室内ファン８によって送風される室内空気を冷却することによって蒸発気化する。しかる後、このガス冷媒は四方弁３を経てコンプレッサ２に戻る。
【００１２】暖房運転時には、四方弁３の駆動コイル３ｍがオンされて、切換えられ、コンプレッサ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、絞り機構５、室外熱交換器４、四方弁３をこの順に経てコンプレッサ２に戻る。これにより、室内熱交換器６より温風を導出できる。エンジン１を流過することによって昇温した冷却水はラジエータ９に入り、ここで室外ファン７によって送風される外気に放熱することによって降温した後、冷却水循環ポンプ１０によって付勢されてエンジン１に戻る。
【００１３】制御手段２０には、この制御手段２０自体に装着された図外のコントローラあるいは、リモートコントローラ２０ａに設けられた温度設定器２０ｂ、室温センサ２０ｃ、運転切換スイッチ２０ｄ、運転停止スイッチ２０ｅ、自動モード切換スイッチ２０ｆ等からの各信号が入力されることで、上記電磁クラッチ２ａや四方弁３の駆動コイル３ｍを制御するものである。
【００１４】ここで、運転停止モードスイッチ２０ｅがオンされて、運転が開始されると、エンジン１をスタートさせた後に電磁クラッチ２ａをオンしてコンプレッサ２を駆動する。運転切換スイッチ２０ｄは、「暖房」、「送風」、「冷房」の設定を行うためのもので、このスイッチ２０ｄにより暖房に設定されると、制御手段２０は、破線矢印の方向に冷媒を流すように四方弁３の駆動コイル３ｍをオンする。また、スイッチ２０ｄにより冷房に設定されると、制御手段２０は実線矢印の方向に冷媒を流すように四方弁３の駆動コイル３ｍをオフする。一方、このスイッチ２０ｄにより送風に設定されると、制御手段２０は電磁クラッチ２ａをオフしてコンプレッサ２をオフした状態で、室内ファン８を回して外気を室内に取込むように制御する。
【００１５】なお、四方弁３の駆動コイル３ｍは、停止，暖房及び送風の各モードでオン、冷房のモードでオフされる。自動モード切換スイッチ２０ｆがオンされると、制御手段２０は室温センサ２０ｃで検出される室温と温度設定器２０ｂの設定温度等に基づいて、空調装置を「暖房」、「冷房」、「送風」に自動設定制御する。この場合も、停止，暖房及び送風の運転モードで、四方弁３の駆動コイル３ｍがオン、冷房のモードで四方弁３の駆動コイル３ｍがオフされる。
【００１６】以上の構成において、図２を用いて動作を説明する。ステップＳ１０で、空調装置の運転が開始されたと判定されると、ステップＳ１１で、暖房運転か否かの判定が行われ、暖房運転であれば、ステップＳ１２で四方弁３の駆動コイル３ｍがオンされ、破線矢印で示す冷媒流路が形成されて暖房運転がなされる。一方、ステップＳ１１で暖房運転ではないと判定されると、ステップＳ１３の判定に移行し、このステップＳ１３で、冷房条件であると判定されると、ステップＳ１４で四方弁３の駆動コイル３ｍがオフされて、四方弁３は切換えられる。
【００１７】しかるに、ステップＳ１３で冷房条件ではない場合、例えば、ファン８のみを駆動して外気を導入する送風運転のモードのときは駆動コイル３ｍはオフされないので、オンの状態を保持する。なお、運転が停止されてステップＳ１０で運転開始がＮＯとなると、フローはそのままリターンするので、この場合も駆動コイル３ｍはオンの状態を保持する。
【００１８】尚、本実施の形態では、前述したように「順序を逆にする方法」を採用するので、コンプレッサ２をオンした後に駆動コイル３ｍをオンオフ制御するものである。
【００１９】以上の構成によれば、図４（ｂ）に示すように四方弁３は暖房運転及び冷房条件以外（例えば、停止モード、送風運転モード）では常にオン状態に設定され、冷房条件のときだけオフに切換えられるので、その切換回数を極めて少なくできる。従って、実施の形態１によれば、「順序を逆にする方法」を採用しているので、冷媒流路切換用弁への異物の付着も少なくでき、弁をスムーズに切換えることできるようになるとともに、弁の切換えの回数を極力少なくできることから、サイクル内部品の寿命への悪影響を少なくでき、サイクル切換時の音の発生も少なくできるようになる。
【００２０】尚、上記実施の形態においては、前述したように「順序を逆にする方法」すなわち「予め弁に圧力を加えてから電気信号を送るようにして四方弁を一気に切換える方法」を採用した場合について説明したが、「電気信号を四方弁に送り、その後にコンプレッサをオンさせて冷媒を循環することで弁に圧力を徐々に加え、四方弁の切換える方法」を採用しても、四方弁の切換えの回数を極力少なくできるので、四方弁のピストン弁が着座するときの音の発生を少なくでき、四方弁の寿命の劣化を抑えることができる。
【００２１】また、春，秋等の中間期等では送風と暖房とが度々切換えられることになるが、このような場合でも四方弁３はオン状態を保持するので、その切換回数が極めて少ないものとなり、さらに上述した効果を高めることができる。なお、本発明は冷媒流路切換用弁として、四方弁３を用いて説明したが、三方弁を用いた場合も本発明を適用できる。また、本発明では、空調装置を停止しても、四方弁はオンで通電状態となるが、四方弁の駆動コイルの消費電力は極めて小さいので、この点はあまり問題とはならない。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、弁に圧力を加えてから電気信号を送るようにして冷媒流路切換用弁を切換える方法を採用した上で、暖房運転か否かの判定を行い、暖房運転のとき上記弁をオンして冷媒流路を暖房サイクルに切換え、暖房運転でなければ、冷房条件が成立しているか否かの判定を行うステップに移行し、この判定のステップで冷房条件が成立しているときは上記弁をオフし、冷房条件が成立していなければ上記弁をオン状態のまま保持するようにしたので、冷媒流路切換用弁への異物の付着も少なくでき、弁をスムーズに切換えることできるようになるとともに、弁の切換えの回数を極力少なくできることから、冷媒流路切換用弁の切換えの回数を極力少なくできるので、冷媒流路切換用弁のピストン弁が着座するときの音の発生を少なくでき、冷媒流路切換用弁の寿命の劣化を抑えることができる。また、弁に圧力を加えてから電気信号を送るようにして冷媒流路切換用弁を切換える方法を採用した上で、上述の方法を採用することにより、冷媒流路切換用弁への異物の付着も少なくでき、弁をスムーズに切換えることできるようになるとともに、弁の切換えの回数を極力少なくできることから、サイクル内部品の寿命への悪影響を少なくでき、サイクル切換時の音の発生も少なくできるようになる。また、運転開始でなければ、弁をオン状態のまま保持するようにしたので、弁の切換回数をより一層少なくでき、さらに上述の効果を高めることができる。さらに、冷房条件が成立していないとする条件の中に、送風運転のモードを含ませたので、送風運転切換時の弁の切換をなくすことが可能となってさらに弁の切換回数を少なくでき、さらに上述の効果を高めることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３３３３
【氏名又は名称】株式会社ゼクセル
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| 【出願日】 |
平成１１年１月８日（１９９９．１．８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８０２９６
【弁理士】
【氏名又は名称】宮園 純一
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２０５６８３（Ｐ２０００−２０５６８３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年７月２８日（２０００．７．２８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３２１１ |
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