ヒートポンプおよびその四方切換弁切換え方法
【課題】四方切換弁を複数個並列に接続しているヒートポンプにおいて、四方切換弁を確実に切換えることができるヒートポンプおよびその四方切換弁切換え方法を提供することを目的とする。
【解決手段】冷凍サイクル４を冷房サイクルと暖房サイクルとに切換える四方切換弁６Ａ，６Ｂが複数個並列に接続されているヒートポンプ１において、四方切換弁６Ａ，６Ｂの切換え時、冷凍サイクル４内の吐出圧力が、作動圧力が高い方の四方切換弁６Ｂの作動圧力になったことを確認した後、作動圧力が高い方の四方切換弁６Ｂから順次切換えられる構成とされている。
【解決手段】冷凍サイクル４を冷房サイクルと暖房サイクルとに切換える四方切換弁６Ａ，６Ｂが複数個並列に接続されているヒートポンプ１において、四方切換弁６Ａ，６Ｂの切換え時、冷凍サイクル４内の吐出圧力が、作動圧力が高い方の四方切換弁６Ｂの作動圧力になったことを確認した後、作動圧力が高い方の四方切換弁６Ｂから順次切換えられる構成とされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、四方切換弁により冷凍サイクルを切換えるヒートポンプおよびその四方切換弁切換え方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷房運転および暖房運転が可能なヒートポンプは、冷凍サイクルを冷房サイクルから暖房サイクルに切換えるための四方切換弁を備えている。この四方切換弁は、ヒートポンプの容量が大きくなって冷媒の循環流量が多くなると、それに合わせてサイズを大型化しなければならなくなる。しかし、大型の四方切換弁は、生産数量が限られることから、価格が著しく高額になってしまうという問題が派生する。そこで、コスト低減のため、小型の四方切換弁を複数個並列に接続して使う方法が従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
これは、例えば２０馬力のヒートポンプに対して、その冷媒流量に見合った四方切換弁を１個設けて冷凍サイクルを切換えるようにすると、四方切換弁が大型化して価格が跳ね上がってしまうため、１０馬力クラスの小型の四方切換弁を２個並列に接続して使うことにより、コストをセーブしようというものである。上記特許文献１には、四方切換弁を複数個並列に接続した場合において、高低圧の圧力差を利用して移動される弁体が移動時のバイパス流量の増大により、圧力差が確保できなくなることに起因する四方切換弁の作動不良を、一方の四方切換弁をバイパス流が発生しない構成とすることにより解決したものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６４−２１２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、弁体を高低圧の圧力差を利用して移動させ、流路を切換えるようにしている四方切換弁においては、弁体を移動させるための圧力差の確保が重要であることは云うまでもないが、特に四方切換弁を複数個並列に接続した場合には、同じ大きさの四方切換弁を用いても、各々の弁に製造上不可避な個体差があって、作動圧力にバラツキが生じることは避けられない。このため、冷凍サイクルを切換える際に、２個の四方切換弁が同時に切換らずに、一方の四方切換弁が切換らないという不適合が発生することがある。
【０００６】
つまり、２個の四方切換弁の作動圧力にバラツキがあった場合、一方の四方切換弁が或る圧力で切換わり、それにより高圧側の圧力が一時的に低下すると、他方の四方切換弁においては、作動圧力が確保できなくなり作動不良を起こすことがある。この場合、一方の四方切換弁が切換ってサイクルが切換わることから、他方の四方切換弁内の圧力関係が逆になるため、該弁の切換えが困難となり、その結果、暖房運転（四方切換弁は、一般に無励磁のときに冷房サイクル、励磁状態として弁体を移動させることにより暖房サイクルに切換えられるようになっている。）を行うことができなくなるという課題があった。
【０００７】
なお、四方切換弁の作動不良は、作動圧力を高めに設定することによって、減少させることは可能であるが、作動圧力を高くすると、四方切換弁特有の切換音が大きくなってしまうという問題があり、特に大型の四方切換弁ではその傾向が強く、好ましい解決策とはなり得なかった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、四方切換弁を複数個並列に接続しているヒートポンプにおいて、四方切換弁を確実に切換えることができるヒートポンプおよびその四方切換弁切換え方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した課題を解決するために、本発明のヒートポンプおよびその四方切換弁切換え方法は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるヒートポンプは、冷凍サイクルを冷房サイクルと暖房サイクルとに切換える四方切換弁が複数個並列に接続されているヒートポンプにおいて、前記四方切換弁の切換え時、冷凍サイクル内の吐出圧力が、作動圧力が高い方の前記四方切換弁の作動圧力になったことを確認した後、前記作動圧力が高い方の前記四方切換弁から順次切換えられる構成とされていることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、四方切換弁の切換え時、冷凍サイクル内の吐出圧力が、作動圧力が高い方の四方切換弁の作動圧力になったことを確認した後、作動圧力が高い方の四方切換弁から順次切換えられる構成とされているため、複数個の四方切換弁の作動圧力間に製造上避け難いバラツキがあったとしても、各四方切換弁の作動圧力以上の圧力を確保し、高低の圧力差を利用して弁体を移動させることにより、各四方切換弁の切換えを行うことができる。従って、冷凍サイクルの切換え時、すなわち四方切換弁を励磁して冷房サイクルから暖房サイクルに切換える時の各四方切換弁の作動圧力のバラツキに起因する作動不良を解消し、冷凍サイクルを確実に切換えることができる。また、各四方切換弁の作動圧力を徒に大きくすることなく、最小限の圧力に抑えて四方切換弁の切換えを行うことができるため、切換音を抑制することができる。
【００１１】
さらに、本発明のヒートポンプは、上記のヒートポンプにおいて、前記各四方切換弁の切換えは、作動圧力が高い方の前記四方切換弁のパイロット弁を励磁し、当該四方切換弁が実際に切換った直後に、作動圧力が低い方の前記四方切換弁のパイロット弁を励磁し、当該四方切換弁を切換える構成とされていることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、各四方切換弁の切換えは、作動圧力が高い方の四方切換弁のパイロット弁を励磁し、当該四方切換弁が実際に切換った直後に、作動圧力が低い方の四方切換弁のパイロット弁を励磁し、当該四方切換弁を切換える構成とされているため、作動圧力が高い方の四方切換弁は、サイクル内の吐出圧力が作動圧力以上であることを確認して切換えられることから、作動圧力以上の圧力を確保して切換えることができる。また、作動圧力が低い方の四方切換弁も、作動圧力が高い方の四方切換弁が切換えられた直後にそれを検知して切換えられることから、作動圧力以上の圧力を確保した状態下で確実に切換えることができる。従って、複数個並列に接続されている四方切換弁の切換え不良を確実に解消することができる。
【００１３】
さらに、本発明のヒートポンプは、上述のいずれかのヒートポンプにおいて、前記各四方切換弁の作動圧力および作動順序は、前記ヒートポンプの最初の運転時、前記複数個の四方切換弁を個別に順次励磁し、吐出圧力センサを介して前記各四方切換弁の作動圧力を確認することにより、それを比較して設定される構成とされていることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、各四方切換弁の作動圧力および作動順序は、ヒートポンプの最初の運転時、複数個の四方切換弁を個別に順次励磁し、吐出圧力センサで各四方切換弁の作動圧力を確認することにより、それを比較して設定される構成とされているため、ヒートポンプを据え付け後の最初の運転時に、各四方切換弁の作動圧力および作動順序を設定することができ、その以後の四方切換弁の切換え時には、その作動圧力および作動順序に基づいて作動圧力が高い方の四方切換弁から順次切換えを行うことができる。従って、各四方切換弁に対して必要な作動圧力を確保し、並列に接続されている複数個の四方切換弁を確実に切換えることができる。
【００１５】
さらに、本発明にかかるヒートポンプの四方切換弁切換え方法は、冷凍サイクルを冷房サイクルと暖房サイクルとに切換える四方切換弁が複数個並列に接続されているヒートポンプの四方切換弁切換え方法において、前記ヒートポンプの最初の運転時、複数個の前記四方切換弁を個別に順次励磁し、吐出圧力センサで前記各四方切換弁の作動圧力を確認することにより、それを比較して前記各四方切換弁の作動圧力および作動順序を設定し、その以後の通常運転時での前記四方切換弁の切換え時には、冷凍サイクル内の吐出圧力が、作動圧力が高い方の前記四方切換弁の作動圧力になったことを確認した後、前記作動圧力が高い方の前記四方切換弁から順次切換えることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、ヒートポンプの最初の運転時、複数個の四方切換弁を個別に順次励磁し、吐出圧力センサで各四方切換弁の作動圧力を確認することにより、それを比較して各四方切換弁の作動圧力および作動順序を設定し、それ以後の通常運転時での四方切換弁の切換え時には、冷凍サイクル内の吐出圧力が、作動圧力が高い方の四方切換弁の作動圧力になったことを確認した後、作動圧力が高い方の四方切換弁から順次切換えるようにしているため、ヒートポンプを据え付け後の最初の運転時に、各四方切換弁の作動圧力および作動順序を設定することができ、その後の通常運転時には、四方切換弁の切換え時、四方切換弁の作動圧力間に製造上避け難いバラツキがあったとしても、各四方切換弁の作動圧力以上の圧力を確保し、高低の圧力差を利用して弁体を移動させることにより、各四方切換弁を確実に切換えることができる。従って、冷凍サイクルの切換え時、すなわち四方切換弁を励磁して冷房サイクルから暖房サイクルに切換える時の各四方切換弁の作動圧力のバラツキに起因する作動不良を解消し、暖房不能に陥る事態をなくすることができる。また、各四方切換弁の作動圧力を徒に大きくすることなく、最小限の圧力に抑えて四方切換弁の切換えを行うことができるため、切換音を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のヒートポンプによると、複数個の四方切換弁の作動圧力間に製造上避け難いバラツキがあったとしても、各四方切換弁の作動圧力以上の圧力を確保し、高低の圧力差を利用して弁体を移動させることにより、各四方切換弁の切換えを行うことができるため、冷凍サイクルの切換え時、すなわち四方切換弁を励磁して冷房サイクルから暖房サイクルに切換える時の各四方切換弁の作動圧力のバラツキに起因する作動不良を解消し、冷凍サイクルを確実に切換えることができる。また、各四方切換弁の作動圧力を徒に大きくすることなく、最小限の圧力に抑えて四方切換弁の切換えを行うことができるため、切換音を抑制することができる。
【００１８】
本発明のヒートポンプの四方切換弁切換え方法によると、ヒートポンプを据え付け後の最初の運転時に、各四方切換弁の作動圧力および作動順序を設定することができ、その後の通常運転時には、四方切換弁の切換え時、四方切換弁の作動圧力間に製造上避け難いバラツキがあったとしても、各四方切換弁の作動圧力以上の圧力を確保し、高低の圧力差を利用して弁体を移動させることによって、各四方切換弁を確実に切換えることができるため、冷凍サイクルの切換え時、すなわち四方切換弁を励磁して冷房サイクルから暖房サイクルに切換える時の各四方切換弁の作動圧力のバラツキに起因する作動不良を解消し、暖房不能に陥る事態をなくすることができる。また、各四方切換弁の作動圧力を徒に大きくすることなく、最小限の圧力に抑えて四方切換弁の切換えを行うことができるため、切換音を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るヒートポンプの冷媒回路図である。
【図２】図１に示すヒートポンプに適用される四方切換弁の構成図である。
【図３】図１に示すヒートポンプの四方切換弁の作動順設定運転時のフローチャート図である。
【図４】図１に示すヒートポンプの四方切換弁の通常運転での切換え時のフローチャート図である。
【図５】図１に示すヒートポンプに適用される２個の四方切換弁の切換え動作時の作動圧力が変化する状態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明の一実施形態について、図１ないし図５を参照して説明する。
本実施形態では、ヒートポンプ１として、圧縮機をガスエンジンで駆動するガスヒートポンプ式空気調和機（以下、ＧＨＰという。）の例について説明する。本実施形態のＧＨＰ１は、図１に示されるように、並列に接続されている４台の圧縮機２Ａないし２Ｄを備えている。これらの圧縮機２Ａないし２Ｄは、図示省略のガスエンジンにより、電磁クラッチ等を介して駆動可能とされている。
【００２１】
４台の圧縮機２Ａないし２Ｄから吐出された高温高圧の冷媒ガスは、吐出配管（冷媒配管）４Ａを介して油分離器５に導入され、冷媒中の油が分離された後、互いに並列に接続されている複数個（２個）の四方切換弁６Ａ，６Ｂに至り、この四方切換弁６Ａ，６Ｂで冷房サイクルと暖房サイクルとに切換え可能とされている。冷房サイクルの場合、高圧冷媒ガスは、四方切換弁６Ａ，６Ｂから冷媒配管４Ｂを介して室外熱交換器７Ａ，７Ｂに導かれ、ここで室外送風機８により通風される外気と熱交換されることによって凝縮液化されるようになっている。
【００２２】
この液冷媒は、冷媒配管４Ｃにより逆止弁９、過冷却熱交換器１０を経て室内ユニット１１に導かれ、電子膨張弁１２で断熱膨張された後、室内熱交換器１３に導入される。室内熱交換器１３に導入された冷媒は、室内送風機１４を介して送風される室内空気と熱交換され、この室内空気を冷却することによって蒸発ガス化される。この冷却空気は、室内送風機１４を介して室内に送風されることにより、その室内の冷房に供される。
【００２３】
室内熱交換器１３で蒸発ガス化された低圧の冷媒ガスは、冷媒配管４Ｄを介して複数個の四方切換弁６Ａ，６Ｂに至り、該四方切換弁６Ａ，６Ｂにより吸入配管（冷媒配管）４Ｅを経てアキュームレータ１５に導かれ、ここで冷媒中の液分が分離されることによりガス冷媒のみが圧縮機２Ａないし２Ｄに吸入されるようになっている。各圧縮機２Ａないし２Ｄに吸入された低圧の冷媒ガスは、再圧縮され、以下、同様のサイクルを繰り返すことによって冷房運転が行われる。
【００２４】
上記のように、４台の圧縮機２Ａないし２Ｄ、油分離器５、四方切換弁６Ａ，６Ｂ、室外熱交換器７Ａ，７Ｂ、逆止弁９、過冷却熱交換器１０、電子膨張弁１２、室内熱交換器１３、およびアキュームレータ１５が、冷媒配管４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅを介して接続されることにより、密閉サイクルの冷媒回路（冷凍サイクル）４が構成されている。なお、油分離器５と圧縮機２Ａないし２Ｄへの吸入配管（冷媒配管）４Ｅとの間には、油分離器５で分離された潤滑油を各圧縮機２Ａないし２Ｄ側に戻すための油戻し回路１６が設けられ、この油戻し回路１６には、それぞれ電磁弁１７が設けられている。
【００２５】
また、上記の冷媒回路（冷凍サイクル）４は、冷媒循環方向を四方切換弁６Ａ，６Ｂを介して冷房サイクルと逆方向に切替えることにより暖房サイクルとされ、暖房運転ができるように構成されている。このため、逆止弁９に対してメイン膨張弁１８を備えたバイパス回路１９が接続されている。更に、冷媒回路４には、低外気温下の冷房運転時、冷媒の凝縮温度および高圧を適正範囲にコントロールして運転を維持するための回路、すなわちサブ液弁２０およびサブ熱交換器（冷媒／冷却水熱交換器）２１を備えたバイパス回路２２が設けられている。
【００２６】
サブ熱交換器（冷媒／冷却水熱交換器）２１は、低外気温下での冷房運転時に、外気温の低下により室外熱交換器７Ａ，７Ｂでの凝縮温度および高圧が低下し、それに伴って蒸発温度が低下するのをコントロールする機能を担うものであり、室外熱交換器７Ａ，７Ｂで凝縮された高圧液冷媒をガスエンジンの冷却水回路内を循環している冷却水（エンジンを冷却することにより加熱された温水）と熱交換させて加熱することにより、冷媒の凝縮温度および蒸発温度を適正な温度に維持するものである。
【００２７】
上記四方切換弁６Ａ，６Ｂは、同一仕様、同一サイズの四方切換弁とされており、冷媒回路（冷凍サイクル）４中に互いに並列に接続されている。この四方切換弁６Ａ，６Ｂ自体は、公知のものでよく、図２に示されるように、弁本体３０の一側壁面には、高圧ポート３１が設けられているとともに、他側壁面には、弁座部に低圧ポート３２と、この低圧ポート３２を挟んでその両側に設けられた第１ポート３３および第２ポート３４とが設けられており、更に、弁本体３０の内部流路３５内には、他側壁面の弁座部上を摺接するスライド弁体３６が内蔵された構成とされている。
【００２８】
上記スライド弁体３６には、摺接面側に低圧ポート３２を第１ポート３３または第２ポート３４のいずれか一方に連通する切換流路３７が設けられるとともに、その両端部には一対のピストン３８，３９が結合されており、これらピストン３８，３９によって、内部流路３５から区画された第１パイロット室４０および第２パイロット室４１が形成されている。なお、弁本体３０内の内部流路３５と第１パイロット室４０および第２パイロット室４１との間は、弁本体３０とピストン３８および３９との間の微小隙間により冷媒ガスが微小漏れされるようになっている。
【００２９】
また、四方切換弁６Ａ，６Ｂには、第１パイロット室４０および第２パイロット室４１と低圧ポート３２との連通状態を切換えるためのパイロット弁４２が具備されており、高低の圧力差を第１パイロット室４０および第２パイロット室４１に与え、その圧力差でスライド弁体３６をピストン３８および３９と共に移動させ、高圧ポート３１および低圧ポート３２と第１ポート３３および第２ポート３４との間の連通状態を切換えできるようにしている。
【００３０】
パイロット弁４２は、弁本体４３と、該弁本体４３の一端側に設置されている電磁コイル４４と、該電磁コイル４４を励磁することにより吸引されるプランジャ４５と、電磁コイル４４が無励磁状態のとき、プランジャ４５を押し出すバネ４６と、プランジャ４５の動作に応動して第１パイロット室４０または第２パイロット室４１の一方を低圧ポート３２に切換え連通させる弁体４７とを備えた構成とされている。
【００３１】
次に、上記四方切換弁６Ａ，６Ｂの切換え制御する構成について説明する。
四方切換弁６Ａ，６Ｂは、ＧＨＰ１の据え付け後の最初の運転時に、四方切換弁作動順設定運転を行うことにより四方切換弁６Ａ，６Ｂの作動圧力が確認され、作動順序が設定されるようになっている。この四方切換弁作動順設定運転は、図３に示されるように、ステップＳ１において、電源をＯＮとした後、ステップＳ２において、サブエンジンの駆動を開始して４台の圧縮機２Ａないし２ＤをＯＮとすることにより、ＧＨＰ１の運転を開始するようにしている。この状態で、四方切換弁６Ａ，６Ｂは、パイロット弁４２が無励磁であり、高圧ポート３１と第２ポート３４、低圧ポート３２と第１ポート３３がそれぞれ連通された冷房サイクルの状態となっている。
【００３２】
かかる状態から、ステップＳ３において、四方切換弁Ａ（６Ａ）をＯＮ（パイロット弁４２を励磁）にすると、プランジャ４５が電磁コイル４４により吸引され、弁体４７により第１パイロット室４０が低圧ポート３２に連通されていた状態から第２パイロット室４１が低圧ポート３２に連通された状態に切換えられる。これによって、第２パイロット室４１が低圧ポート３２に連通され、低圧側に吸引される一方で、内部流路３５内の高圧ガスが弁本低３０とピストン３８との隙間から第１パイロット室４０の漏れ、第１パイロット室４０内の圧力が吐圧圧力の上昇と共に徐々に上昇し、第２パイロット室４１内の圧力との差圧でスライド弁体３６が、図２の右方向に移動される。その結果、ステップＳ４の如く、四方切換弁Ａ（６Ａ）が切換わり、高圧ポート３１と第１ポート３３および低圧ポート３２と第１ポート３４が各々連通された暖房サイクルに切換えられる。
【００３３】
この瞬間に高圧ポート３１側の吐出圧力（高圧）が一時的に低下する。つまり、図５に示されるように、運転開始と共に除々に上昇していた吐出圧力がＡ点に達した時点でパイロット弁４２が励磁状態とされた四方切換弁Ａ（６Ａ）が実際に切換わり、吐出圧力が一時的にＡ’点まで低下した後、再び上昇する。このＡ点からの圧力低下を吐出圧力センサ２３で確認することによって、ステップＳ５の如く、四方切換弁Ａ（６Ａ）の作動圧力がＡであることを確認することができる。四方切換弁Ａ（６Ａ）の作動圧力Ａが確認できた段階でステップＳ６に移行し、圧縮機２Ａないし２ＤをＯＦＦとする。そして、ステップＳ７で高低圧をバランスさせる圧力バランス時間をカウントし、該時間が経過後、ステップＳ８において、再び圧縮機２Ａないし２ＤをＯＮとする。
【００３４】
その後、ステップＳ９において、もう一方の四方切換弁Ｂ（６Ｂ）をＯＮ（パイロット弁４２を励磁）とし、更にステップＳ１０、Ｓ１１、Ｓ１２を経ることによって、上記四方切換弁Ａ（６Ａ）の場合と同様に、四方切換弁Ｂ（６Ｂ）の作動圧力がＢであることを確認することができる。続いて、ステップＳ１３において、四方切換弁Ａ（６Ａ）と四方切換弁Ｂ（６Ｂ）の作動圧力Ａ，Ｂを比較し、その結果、ステップＳ１４で作動圧力が高い方の四方切換弁Ｂ（６Ｂ）を第１切換弁と設定し、ステップＳ１５で作動圧力が低い方の四方切換弁Ａ（６Ａ）を第２切換弁Ａ（６Ａ）と設定することにより、切換え時の作動順序を第１切換弁Ｂ，第２切換弁Ａの順に設定し、四方切換弁６Ａ，６Ｂの作動順設定運転を終了する。
【００３５】
一方、通常の運転時に四方切換弁６Ａ，６Ｂが切換えられる際には、上記によって設定された作動圧力および作動順序に基づいて、図４および図５に示されるように、四方切換弁６Ａ，６Ｂが切換えられることになる。
すなわち、ステップＳ２１において、圧縮機２Ａないし２ＤがＯＮされ、ＧＨＰ１が運転されている状態で四方切換弁６Ａ，６Ｂの切換運転が指令（冷房サイクルから暖房サイクルへの切換え指令）が出される（ステップＳ２２）と、吐出圧力センサ２３で検出される吐出圧力が第１切換弁Ｂ（６Ｂ）の作動圧力Ｂに達していることをステップＳ２３で確認し、ステップＳ２４において、第１切換弁Ｂ（四方切換弁６Ｂ）のパイロット弁４２がＯＮ（励磁）される。
【００３６】
これによって、作動圧力Ｂが高い方の四方切換弁６Ｂ（第１切換弁Ｂ）がステップＳ２５で切換えられる。このＢ点での四方切換弁６Ｂ（第１切換弁Ｂ）の切換えにより、図５に示されるように、高圧ポート３１側の吐出圧力（高圧）が一時的に低下するので、吐出圧力センサ２３で検出される吐出圧力が低下した瞬間を捉え、四方切換弁６Ｂ（第１切換弁Ｂ）が切換った直後のＡ’’点で作動圧力Ａが低い方の第２切換弁Ａ（四方切換弁６Ａ）のパイロット弁４２をＯＮ（励磁）する（ステップＳ２６）。その結果、ステップＳ２７において、第２切換弁Ａ（四方切換弁６Ａ）を作動圧力Ａよりも高い作動圧力Ａ’’で切換えることが可能となる。
【００３７】
斯くして、本実施形態によれば、冷媒回路（冷凍サイクル）４中に互いに並列に接続されている２個の四方切換弁６Ａ，６Ｂの切換え時、冷凍サイクル４内の吐出圧力が、作動圧力が高い方の四方切換弁６Ｂ（第１切換弁Ｂ）の作動圧力Ｂになっていることを確認した後、作動圧力が高い方の四方切換弁６Ｂ（第１切換弁Ｂ）から順次切換えられるようになっているため、複数個の四方切換弁６Ａ，６Ｂの作動圧力間に製造上避け難いバラツキがあったとしても、それぞれの四方切換弁６Ａ，６Ｂの作動圧力Ａ，Ｂ以上の作動圧力を確保し、高低の圧力差を利用してスライド弁体３６を移動させることにより、各四方切換弁６Ａ，６Ｂの切換えを行うことができる。
【００３８】
このため、冷凍サイクル４の切換え時、すなわち並列に接続されている複数個の四方切換弁６Ａ，６Ｂを励磁して冷房サイクルから暖房サイクルに切換える時に、作動圧力のバラツキに起因して一方の四方切換弁６Ａ，６Ｂが作動不良を起こす不適合を解消し、冷凍サイクル４を確実に切換えることができる。また、各四方切換弁６Ａ，６Ｂの作動圧力を徒に大きくすることなく、最小限の圧力に抑えて四方切換弁６Ａ，６Ｂの切換えを行うことができるため、切換音を抑制することができる。
【００３９】
また、各四方切換弁６Ａ，６Ｂの切換えは、作動圧力が高い方の四方切換弁６Ｂ（第１切換弁Ｂ）のパイロット弁４２を励磁し、当該四方切換弁６Ｂ（第１切換弁Ｂ）が実際に切換った直後に、作動圧力が低い方の四方切換弁６Ａ（第２切換弁Ａ）のパイロット弁４２を励磁し、当該四方切換弁６Ａ（第２切換弁Ａ）を切換えるようにしているため、作動圧力が高い方の四方切換弁６Ｂ（第１切換弁Ｂ）は、サイクル４内の吐出圧力が作動圧力Ｂ以上であることを確認して切換えられることから、確実に作動圧力Ｂ以上の圧力を確保して切換えることができる。一方、作動圧力が低い方の四方切換弁６Ａ（第２切換弁Ａ）も、作動圧力が高い方の四方切換弁６Ｂ（第１切換弁Ｂ）が切換えられた直後にそれを検知して切換えられることから、確実に作動圧力Ａ以上の圧力を確保した状態下で切換えることができる。従って、複数個並列に接続されている四方切換弁６Ａ，６Ｂの切換え不良を確実に解消することができる。
【００４０】
さらに、各四方切換弁６Ａ，６Ｂの作動圧力Ａ，Ｂおよび作動順序は、ＧＨＰ１（ヒートポンプ１）の最初の運転時、複数個の四方切換弁６Ａ，６Ｂを個別に順次励磁し、吐出圧力センサ２３で各四方切換弁６Ａ，６Ｂの作動圧力Ａ，Ｂを確認することにより、それを比較して設定される構成とされているため、ヒートポンプを据え付け後の最初の運転時に、各四方切換弁の作動圧力Ａ，Ｂおよび作動順序（第１切換弁Ｂ，第２切換弁Ａ）を設定することにより、その以後の四方切換弁６Ａ，６Ｂの切換え時には、その作動圧力および作動順序に基づいて、作動圧力が高い方の四方切換弁６Ｂ（第１切換弁Ｂ）から順次切換えを行うことができる。従って、各四方切換弁６Ａ，６Ｂに対して、それぞれ必要な作動圧力Ａ，Ｂを確保し、並列に接続されている複数個の四方切換弁６Ａ，６Ｂを確実に切換えることができる。
【００４１】
また、本実施形態によれば、ＧＨＰ１（ヒートポンプ１）の最初の運転時、複数個の四方切換弁６Ａ，６Ｂを個別に順次励磁し、吐出圧力センサ２３で各四方切換弁６Ａ，６Ｂの作動圧力Ａ，Ｂを確認することにより、それを比較して各四方切換弁６Ａ，６Ｂの作動圧力および作動順序を設定し、それ以後の通常運転時での四方切換弁６Ａ，６Ｂの切換え時には、冷凍サイクル４内の吐出圧力が、作動圧力が高い方の四方切換弁６Ｂ（第１切換弁Ｂ）の作動圧力Ｂになったことを確認した後、作動圧力が高い方の四方切換弁６Ｂ（第１切換弁Ｂ）から順次切換えるようにしているため、各四方切換弁６Ａ，６Ｂの作動圧力Ａ，Ｂ間に製造上避け難いバラツキがあったとしても、各四方切換弁６Ａ，６Ｂの作動圧力以上の圧力を確保し、高低の圧力差を利用してスライド弁体３６を移動させることによって、各四方切換弁６Ａ，６Ｂを確実に切換えることができる。従って、冷凍サイクル４の切換え時、四方切換弁６Ａ，６Ｂの作動不良を解消し、暖房不能に陥る事態をなくすることができる。
【００４２】
なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態では、ヒートポンプ１について、ＧＨＰ１に適用した例について説明したが、これに限らず、複数個の四方切換弁６Ａ，６Ｂにより冷凍サイクル４が切換えられるようにされている電気式ヒートポンプ（ＥＨＰ）にも同様に適用できることはもちろんである。
【００４３】
また、室内ユニット１２が１台の例について説明したが、室内ユニット１２が複数台並列に接続されているマルチ型ヒートポンプ（空気調和機）にも同様に適用できることは云うまでもない。さらに、四方切換弁６Ａ，６Ｂについても、上記実施形態で例示された構成の弁に制約されるものではなく、様々な構成の四方切換弁を用いてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１ ヒートポンプ（ＧＨＰ）
４ 冷媒回路（冷凍サイクル）
６Ａ 四方切換弁（第２切換弁Ａ）
６Ｂ 四方切換弁（第１切換弁Ｂ）
２３ 吐出圧力センサ
４２ パイロット弁
Ａ，Ｂ 作動圧力
【技術分野】
【０００１】
本発明は、四方切換弁により冷凍サイクルを切換えるヒートポンプおよびその四方切換弁切換え方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷房運転および暖房運転が可能なヒートポンプは、冷凍サイクルを冷房サイクルから暖房サイクルに切換えるための四方切換弁を備えている。この四方切換弁は、ヒートポンプの容量が大きくなって冷媒の循環流量が多くなると、それに合わせてサイズを大型化しなければならなくなる。しかし、大型の四方切換弁は、生産数量が限られることから、価格が著しく高額になってしまうという問題が派生する。そこで、コスト低減のため、小型の四方切換弁を複数個並列に接続して使う方法が従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
これは、例えば２０馬力のヒートポンプに対して、その冷媒流量に見合った四方切換弁を１個設けて冷凍サイクルを切換えるようにすると、四方切換弁が大型化して価格が跳ね上がってしまうため、１０馬力クラスの小型の四方切換弁を２個並列に接続して使うことにより、コストをセーブしようというものである。上記特許文献１には、四方切換弁を複数個並列に接続した場合において、高低圧の圧力差を利用して移動される弁体が移動時のバイパス流量の増大により、圧力差が確保できなくなることに起因する四方切換弁の作動不良を、一方の四方切換弁をバイパス流が発生しない構成とすることにより解決したものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６４−２１２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、弁体を高低圧の圧力差を利用して移動させ、流路を切換えるようにしている四方切換弁においては、弁体を移動させるための圧力差の確保が重要であることは云うまでもないが、特に四方切換弁を複数個並列に接続した場合には、同じ大きさの四方切換弁を用いても、各々の弁に製造上不可避な個体差があって、作動圧力にバラツキが生じることは避けられない。このため、冷凍サイクルを切換える際に、２個の四方切換弁が同時に切換らずに、一方の四方切換弁が切換らないという不適合が発生することがある。
【０００６】
つまり、２個の四方切換弁の作動圧力にバラツキがあった場合、一方の四方切換弁が或る圧力で切換わり、それにより高圧側の圧力が一時的に低下すると、他方の四方切換弁においては、作動圧力が確保できなくなり作動不良を起こすことがある。この場合、一方の四方切換弁が切換ってサイクルが切換わることから、他方の四方切換弁内の圧力関係が逆になるため、該弁の切換えが困難となり、その結果、暖房運転（四方切換弁は、一般に無励磁のときに冷房サイクル、励磁状態として弁体を移動させることにより暖房サイクルに切換えられるようになっている。）を行うことができなくなるという課題があった。
【０００７】
なお、四方切換弁の作動不良は、作動圧力を高めに設定することによって、減少させることは可能であるが、作動圧力を高くすると、四方切換弁特有の切換音が大きくなってしまうという問題があり、特に大型の四方切換弁ではその傾向が強く、好ましい解決策とはなり得なかった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、四方切換弁を複数個並列に接続しているヒートポンプにおいて、四方切換弁を確実に切換えることができるヒートポンプおよびその四方切換弁切換え方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した課題を解決するために、本発明のヒートポンプおよびその四方切換弁切換え方法は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるヒートポンプは、冷凍サイクルを冷房サイクルと暖房サイクルとに切換える四方切換弁が複数個並列に接続されているヒートポンプにおいて、前記四方切換弁の切換え時、冷凍サイクル内の吐出圧力が、作動圧力が高い方の前記四方切換弁の作動圧力になったことを確認した後、前記作動圧力が高い方の前記四方切換弁から順次切換えられる構成とされていることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、四方切換弁の切換え時、冷凍サイクル内の吐出圧力が、作動圧力が高い方の四方切換弁の作動圧力になったことを確認した後、作動圧力が高い方の四方切換弁から順次切換えられる構成とされているため、複数個の四方切換弁の作動圧力間に製造上避け難いバラツキがあったとしても、各四方切換弁の作動圧力以上の圧力を確保し、高低の圧力差を利用して弁体を移動させることにより、各四方切換弁の切換えを行うことができる。従って、冷凍サイクルの切換え時、すなわち四方切換弁を励磁して冷房サイクルから暖房サイクルに切換える時の各四方切換弁の作動圧力のバラツキに起因する作動不良を解消し、冷凍サイクルを確実に切換えることができる。また、各四方切換弁の作動圧力を徒に大きくすることなく、最小限の圧力に抑えて四方切換弁の切換えを行うことができるため、切換音を抑制することができる。
【００１１】
さらに、本発明のヒートポンプは、上記のヒートポンプにおいて、前記各四方切換弁の切換えは、作動圧力が高い方の前記四方切換弁のパイロット弁を励磁し、当該四方切換弁が実際に切換った直後に、作動圧力が低い方の前記四方切換弁のパイロット弁を励磁し、当該四方切換弁を切換える構成とされていることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、各四方切換弁の切換えは、作動圧力が高い方の四方切換弁のパイロット弁を励磁し、当該四方切換弁が実際に切換った直後に、作動圧力が低い方の四方切換弁のパイロット弁を励磁し、当該四方切換弁を切換える構成とされているため、作動圧力が高い方の四方切換弁は、サイクル内の吐出圧力が作動圧力以上であることを確認して切換えられることから、作動圧力以上の圧力を確保して切換えることができる。また、作動圧力が低い方の四方切換弁も、作動圧力が高い方の四方切換弁が切換えられた直後にそれを検知して切換えられることから、作動圧力以上の圧力を確保した状態下で確実に切換えることができる。従って、複数個並列に接続されている四方切換弁の切換え不良を確実に解消することができる。
【００１３】
さらに、本発明のヒートポンプは、上述のいずれかのヒートポンプにおいて、前記各四方切換弁の作動圧力および作動順序は、前記ヒートポンプの最初の運転時、前記複数個の四方切換弁を個別に順次励磁し、吐出圧力センサを介して前記各四方切換弁の作動圧力を確認することにより、それを比較して設定される構成とされていることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、各四方切換弁の作動圧力および作動順序は、ヒートポンプの最初の運転時、複数個の四方切換弁を個別に順次励磁し、吐出圧力センサで各四方切換弁の作動圧力を確認することにより、それを比較して設定される構成とされているため、ヒートポンプを据え付け後の最初の運転時に、各四方切換弁の作動圧力および作動順序を設定することができ、その以後の四方切換弁の切換え時には、その作動圧力および作動順序に基づいて作動圧力が高い方の四方切換弁から順次切換えを行うことができる。従って、各四方切換弁に対して必要な作動圧力を確保し、並列に接続されている複数個の四方切換弁を確実に切換えることができる。
【００１５】
さらに、本発明にかかるヒートポンプの四方切換弁切換え方法は、冷凍サイクルを冷房サイクルと暖房サイクルとに切換える四方切換弁が複数個並列に接続されているヒートポンプの四方切換弁切換え方法において、前記ヒートポンプの最初の運転時、複数個の前記四方切換弁を個別に順次励磁し、吐出圧力センサで前記各四方切換弁の作動圧力を確認することにより、それを比較して前記各四方切換弁の作動圧力および作動順序を設定し、その以後の通常運転時での前記四方切換弁の切換え時には、冷凍サイクル内の吐出圧力が、作動圧力が高い方の前記四方切換弁の作動圧力になったことを確認した後、前記作動圧力が高い方の前記四方切換弁から順次切換えることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、ヒートポンプの最初の運転時、複数個の四方切換弁を個別に順次励磁し、吐出圧力センサで各四方切換弁の作動圧力を確認することにより、それを比較して各四方切換弁の作動圧力および作動順序を設定し、それ以後の通常運転時での四方切換弁の切換え時には、冷凍サイクル内の吐出圧力が、作動圧力が高い方の四方切換弁の作動圧力になったことを確認した後、作動圧力が高い方の四方切換弁から順次切換えるようにしているため、ヒートポンプを据え付け後の最初の運転時に、各四方切換弁の作動圧力および作動順序を設定することができ、その後の通常運転時には、四方切換弁の切換え時、四方切換弁の作動圧力間に製造上避け難いバラツキがあったとしても、各四方切換弁の作動圧力以上の圧力を確保し、高低の圧力差を利用して弁体を移動させることにより、各四方切換弁を確実に切換えることができる。従って、冷凍サイクルの切換え時、すなわち四方切換弁を励磁して冷房サイクルから暖房サイクルに切換える時の各四方切換弁の作動圧力のバラツキに起因する作動不良を解消し、暖房不能に陥る事態をなくすることができる。また、各四方切換弁の作動圧力を徒に大きくすることなく、最小限の圧力に抑えて四方切換弁の切換えを行うことができるため、切換音を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のヒートポンプによると、複数個の四方切換弁の作動圧力間に製造上避け難いバラツキがあったとしても、各四方切換弁の作動圧力以上の圧力を確保し、高低の圧力差を利用して弁体を移動させることにより、各四方切換弁の切換えを行うことができるため、冷凍サイクルの切換え時、すなわち四方切換弁を励磁して冷房サイクルから暖房サイクルに切換える時の各四方切換弁の作動圧力のバラツキに起因する作動不良を解消し、冷凍サイクルを確実に切換えることができる。また、各四方切換弁の作動圧力を徒に大きくすることなく、最小限の圧力に抑えて四方切換弁の切換えを行うことができるため、切換音を抑制することができる。
【００１８】
本発明のヒートポンプの四方切換弁切換え方法によると、ヒートポンプを据え付け後の最初の運転時に、各四方切換弁の作動圧力および作動順序を設定することができ、その後の通常運転時には、四方切換弁の切換え時、四方切換弁の作動圧力間に製造上避け難いバラツキがあったとしても、各四方切換弁の作動圧力以上の圧力を確保し、高低の圧力差を利用して弁体を移動させることによって、各四方切換弁を確実に切換えることができるため、冷凍サイクルの切換え時、すなわち四方切換弁を励磁して冷房サイクルから暖房サイクルに切換える時の各四方切換弁の作動圧力のバラツキに起因する作動不良を解消し、暖房不能に陥る事態をなくすることができる。また、各四方切換弁の作動圧力を徒に大きくすることなく、最小限の圧力に抑えて四方切換弁の切換えを行うことができるため、切換音を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るヒートポンプの冷媒回路図である。
【図２】図１に示すヒートポンプに適用される四方切換弁の構成図である。
【図３】図１に示すヒートポンプの四方切換弁の作動順設定運転時のフローチャート図である。
【図４】図１に示すヒートポンプの四方切換弁の通常運転での切換え時のフローチャート図である。
【図５】図１に示すヒートポンプに適用される２個の四方切換弁の切換え動作時の作動圧力が変化する状態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明の一実施形態について、図１ないし図５を参照して説明する。
本実施形態では、ヒートポンプ１として、圧縮機をガスエンジンで駆動するガスヒートポンプ式空気調和機（以下、ＧＨＰという。）の例について説明する。本実施形態のＧＨＰ１は、図１に示されるように、並列に接続されている４台の圧縮機２Ａないし２Ｄを備えている。これらの圧縮機２Ａないし２Ｄは、図示省略のガスエンジンにより、電磁クラッチ等を介して駆動可能とされている。
【００２１】
４台の圧縮機２Ａないし２Ｄから吐出された高温高圧の冷媒ガスは、吐出配管（冷媒配管）４Ａを介して油分離器５に導入され、冷媒中の油が分離された後、互いに並列に接続されている複数個（２個）の四方切換弁６Ａ，６Ｂに至り、この四方切換弁６Ａ，６Ｂで冷房サイクルと暖房サイクルとに切換え可能とされている。冷房サイクルの場合、高圧冷媒ガスは、四方切換弁６Ａ，６Ｂから冷媒配管４Ｂを介して室外熱交換器７Ａ，７Ｂに導かれ、ここで室外送風機８により通風される外気と熱交換されることによって凝縮液化されるようになっている。
【００２２】
この液冷媒は、冷媒配管４Ｃにより逆止弁９、過冷却熱交換器１０を経て室内ユニット１１に導かれ、電子膨張弁１２で断熱膨張された後、室内熱交換器１３に導入される。室内熱交換器１３に導入された冷媒は、室内送風機１４を介して送風される室内空気と熱交換され、この室内空気を冷却することによって蒸発ガス化される。この冷却空気は、室内送風機１４を介して室内に送風されることにより、その室内の冷房に供される。
【００２３】
室内熱交換器１３で蒸発ガス化された低圧の冷媒ガスは、冷媒配管４Ｄを介して複数個の四方切換弁６Ａ，６Ｂに至り、該四方切換弁６Ａ，６Ｂにより吸入配管（冷媒配管）４Ｅを経てアキュームレータ１５に導かれ、ここで冷媒中の液分が分離されることによりガス冷媒のみが圧縮機２Ａないし２Ｄに吸入されるようになっている。各圧縮機２Ａないし２Ｄに吸入された低圧の冷媒ガスは、再圧縮され、以下、同様のサイクルを繰り返すことによって冷房運転が行われる。
【００２４】
上記のように、４台の圧縮機２Ａないし２Ｄ、油分離器５、四方切換弁６Ａ，６Ｂ、室外熱交換器７Ａ，７Ｂ、逆止弁９、過冷却熱交換器１０、電子膨張弁１２、室内熱交換器１３、およびアキュームレータ１５が、冷媒配管４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅを介して接続されることにより、密閉サイクルの冷媒回路（冷凍サイクル）４が構成されている。なお、油分離器５と圧縮機２Ａないし２Ｄへの吸入配管（冷媒配管）４Ｅとの間には、油分離器５で分離された潤滑油を各圧縮機２Ａないし２Ｄ側に戻すための油戻し回路１６が設けられ、この油戻し回路１６には、それぞれ電磁弁１７が設けられている。
【００２５】
また、上記の冷媒回路（冷凍サイクル）４は、冷媒循環方向を四方切換弁６Ａ，６Ｂを介して冷房サイクルと逆方向に切替えることにより暖房サイクルとされ、暖房運転ができるように構成されている。このため、逆止弁９に対してメイン膨張弁１８を備えたバイパス回路１９が接続されている。更に、冷媒回路４には、低外気温下の冷房運転時、冷媒の凝縮温度および高圧を適正範囲にコントロールして運転を維持するための回路、すなわちサブ液弁２０およびサブ熱交換器（冷媒／冷却水熱交換器）２１を備えたバイパス回路２２が設けられている。
【００２６】
サブ熱交換器（冷媒／冷却水熱交換器）２１は、低外気温下での冷房運転時に、外気温の低下により室外熱交換器７Ａ，７Ｂでの凝縮温度および高圧が低下し、それに伴って蒸発温度が低下するのをコントロールする機能を担うものであり、室外熱交換器７Ａ，７Ｂで凝縮された高圧液冷媒をガスエンジンの冷却水回路内を循環している冷却水（エンジンを冷却することにより加熱された温水）と熱交換させて加熱することにより、冷媒の凝縮温度および蒸発温度を適正な温度に維持するものである。
【００２７】
上記四方切換弁６Ａ，６Ｂは、同一仕様、同一サイズの四方切換弁とされており、冷媒回路（冷凍サイクル）４中に互いに並列に接続されている。この四方切換弁６Ａ，６Ｂ自体は、公知のものでよく、図２に示されるように、弁本体３０の一側壁面には、高圧ポート３１が設けられているとともに、他側壁面には、弁座部に低圧ポート３２と、この低圧ポート３２を挟んでその両側に設けられた第１ポート３３および第２ポート３４とが設けられており、更に、弁本体３０の内部流路３５内には、他側壁面の弁座部上を摺接するスライド弁体３６が内蔵された構成とされている。
【００２８】
上記スライド弁体３６には、摺接面側に低圧ポート３２を第１ポート３３または第２ポート３４のいずれか一方に連通する切換流路３７が設けられるとともに、その両端部には一対のピストン３８，３９が結合されており、これらピストン３８，３９によって、内部流路３５から区画された第１パイロット室４０および第２パイロット室４１が形成されている。なお、弁本体３０内の内部流路３５と第１パイロット室４０および第２パイロット室４１との間は、弁本体３０とピストン３８および３９との間の微小隙間により冷媒ガスが微小漏れされるようになっている。
【００２９】
また、四方切換弁６Ａ，６Ｂには、第１パイロット室４０および第２パイロット室４１と低圧ポート３２との連通状態を切換えるためのパイロット弁４２が具備されており、高低の圧力差を第１パイロット室４０および第２パイロット室４１に与え、その圧力差でスライド弁体３６をピストン３８および３９と共に移動させ、高圧ポート３１および低圧ポート３２と第１ポート３３および第２ポート３４との間の連通状態を切換えできるようにしている。
【００３０】
パイロット弁４２は、弁本体４３と、該弁本体４３の一端側に設置されている電磁コイル４４と、該電磁コイル４４を励磁することにより吸引されるプランジャ４５と、電磁コイル４４が無励磁状態のとき、プランジャ４５を押し出すバネ４６と、プランジャ４５の動作に応動して第１パイロット室４０または第２パイロット室４１の一方を低圧ポート３２に切換え連通させる弁体４７とを備えた構成とされている。
【００３１】
次に、上記四方切換弁６Ａ，６Ｂの切換え制御する構成について説明する。
四方切換弁６Ａ，６Ｂは、ＧＨＰ１の据え付け後の最初の運転時に、四方切換弁作動順設定運転を行うことにより四方切換弁６Ａ，６Ｂの作動圧力が確認され、作動順序が設定されるようになっている。この四方切換弁作動順設定運転は、図３に示されるように、ステップＳ１において、電源をＯＮとした後、ステップＳ２において、サブエンジンの駆動を開始して４台の圧縮機２Ａないし２ＤをＯＮとすることにより、ＧＨＰ１の運転を開始するようにしている。この状態で、四方切換弁６Ａ，６Ｂは、パイロット弁４２が無励磁であり、高圧ポート３１と第２ポート３４、低圧ポート３２と第１ポート３３がそれぞれ連通された冷房サイクルの状態となっている。
【００３２】
かかる状態から、ステップＳ３において、四方切換弁Ａ（６Ａ）をＯＮ（パイロット弁４２を励磁）にすると、プランジャ４５が電磁コイル４４により吸引され、弁体４７により第１パイロット室４０が低圧ポート３２に連通されていた状態から第２パイロット室４１が低圧ポート３２に連通された状態に切換えられる。これによって、第２パイロット室４１が低圧ポート３２に連通され、低圧側に吸引される一方で、内部流路３５内の高圧ガスが弁本低３０とピストン３８との隙間から第１パイロット室４０の漏れ、第１パイロット室４０内の圧力が吐圧圧力の上昇と共に徐々に上昇し、第２パイロット室４１内の圧力との差圧でスライド弁体３６が、図２の右方向に移動される。その結果、ステップＳ４の如く、四方切換弁Ａ（６Ａ）が切換わり、高圧ポート３１と第１ポート３３および低圧ポート３２と第１ポート３４が各々連通された暖房サイクルに切換えられる。
【００３３】
この瞬間に高圧ポート３１側の吐出圧力（高圧）が一時的に低下する。つまり、図５に示されるように、運転開始と共に除々に上昇していた吐出圧力がＡ点に達した時点でパイロット弁４２が励磁状態とされた四方切換弁Ａ（６Ａ）が実際に切換わり、吐出圧力が一時的にＡ’点まで低下した後、再び上昇する。このＡ点からの圧力低下を吐出圧力センサ２３で確認することによって、ステップＳ５の如く、四方切換弁Ａ（６Ａ）の作動圧力がＡであることを確認することができる。四方切換弁Ａ（６Ａ）の作動圧力Ａが確認できた段階でステップＳ６に移行し、圧縮機２Ａないし２ＤをＯＦＦとする。そして、ステップＳ７で高低圧をバランスさせる圧力バランス時間をカウントし、該時間が経過後、ステップＳ８において、再び圧縮機２Ａないし２ＤをＯＮとする。
【００３４】
その後、ステップＳ９において、もう一方の四方切換弁Ｂ（６Ｂ）をＯＮ（パイロット弁４２を励磁）とし、更にステップＳ１０、Ｓ１１、Ｓ１２を経ることによって、上記四方切換弁Ａ（６Ａ）の場合と同様に、四方切換弁Ｂ（６Ｂ）の作動圧力がＢであることを確認することができる。続いて、ステップＳ１３において、四方切換弁Ａ（６Ａ）と四方切換弁Ｂ（６Ｂ）の作動圧力Ａ，Ｂを比較し、その結果、ステップＳ１４で作動圧力が高い方の四方切換弁Ｂ（６Ｂ）を第１切換弁と設定し、ステップＳ１５で作動圧力が低い方の四方切換弁Ａ（６Ａ）を第２切換弁Ａ（６Ａ）と設定することにより、切換え時の作動順序を第１切換弁Ｂ，第２切換弁Ａの順に設定し、四方切換弁６Ａ，６Ｂの作動順設定運転を終了する。
【００３５】
一方、通常の運転時に四方切換弁６Ａ，６Ｂが切換えられる際には、上記によって設定された作動圧力および作動順序に基づいて、図４および図５に示されるように、四方切換弁６Ａ，６Ｂが切換えられることになる。
すなわち、ステップＳ２１において、圧縮機２Ａないし２ＤがＯＮされ、ＧＨＰ１が運転されている状態で四方切換弁６Ａ，６Ｂの切換運転が指令（冷房サイクルから暖房サイクルへの切換え指令）が出される（ステップＳ２２）と、吐出圧力センサ２３で検出される吐出圧力が第１切換弁Ｂ（６Ｂ）の作動圧力Ｂに達していることをステップＳ２３で確認し、ステップＳ２４において、第１切換弁Ｂ（四方切換弁６Ｂ）のパイロット弁４２がＯＮ（励磁）される。
【００３６】
これによって、作動圧力Ｂが高い方の四方切換弁６Ｂ（第１切換弁Ｂ）がステップＳ２５で切換えられる。このＢ点での四方切換弁６Ｂ（第１切換弁Ｂ）の切換えにより、図５に示されるように、高圧ポート３１側の吐出圧力（高圧）が一時的に低下するので、吐出圧力センサ２３で検出される吐出圧力が低下した瞬間を捉え、四方切換弁６Ｂ（第１切換弁Ｂ）が切換った直後のＡ’’点で作動圧力Ａが低い方の第２切換弁Ａ（四方切換弁６Ａ）のパイロット弁４２をＯＮ（励磁）する（ステップＳ２６）。その結果、ステップＳ２７において、第２切換弁Ａ（四方切換弁６Ａ）を作動圧力Ａよりも高い作動圧力Ａ’’で切換えることが可能となる。
【００３７】
斯くして、本実施形態によれば、冷媒回路（冷凍サイクル）４中に互いに並列に接続されている２個の四方切換弁６Ａ，６Ｂの切換え時、冷凍サイクル４内の吐出圧力が、作動圧力が高い方の四方切換弁６Ｂ（第１切換弁Ｂ）の作動圧力Ｂになっていることを確認した後、作動圧力が高い方の四方切換弁６Ｂ（第１切換弁Ｂ）から順次切換えられるようになっているため、複数個の四方切換弁６Ａ，６Ｂの作動圧力間に製造上避け難いバラツキがあったとしても、それぞれの四方切換弁６Ａ，６Ｂの作動圧力Ａ，Ｂ以上の作動圧力を確保し、高低の圧力差を利用してスライド弁体３６を移動させることにより、各四方切換弁６Ａ，６Ｂの切換えを行うことができる。
【００３８】
このため、冷凍サイクル４の切換え時、すなわち並列に接続されている複数個の四方切換弁６Ａ，６Ｂを励磁して冷房サイクルから暖房サイクルに切換える時に、作動圧力のバラツキに起因して一方の四方切換弁６Ａ，６Ｂが作動不良を起こす不適合を解消し、冷凍サイクル４を確実に切換えることができる。また、各四方切換弁６Ａ，６Ｂの作動圧力を徒に大きくすることなく、最小限の圧力に抑えて四方切換弁６Ａ，６Ｂの切換えを行うことができるため、切換音を抑制することができる。
【００３９】
また、各四方切換弁６Ａ，６Ｂの切換えは、作動圧力が高い方の四方切換弁６Ｂ（第１切換弁Ｂ）のパイロット弁４２を励磁し、当該四方切換弁６Ｂ（第１切換弁Ｂ）が実際に切換った直後に、作動圧力が低い方の四方切換弁６Ａ（第２切換弁Ａ）のパイロット弁４２を励磁し、当該四方切換弁６Ａ（第２切換弁Ａ）を切換えるようにしているため、作動圧力が高い方の四方切換弁６Ｂ（第１切換弁Ｂ）は、サイクル４内の吐出圧力が作動圧力Ｂ以上であることを確認して切換えられることから、確実に作動圧力Ｂ以上の圧力を確保して切換えることができる。一方、作動圧力が低い方の四方切換弁６Ａ（第２切換弁Ａ）も、作動圧力が高い方の四方切換弁６Ｂ（第１切換弁Ｂ）が切換えられた直後にそれを検知して切換えられることから、確実に作動圧力Ａ以上の圧力を確保した状態下で切換えることができる。従って、複数個並列に接続されている四方切換弁６Ａ，６Ｂの切換え不良を確実に解消することができる。
【００４０】
さらに、各四方切換弁６Ａ，６Ｂの作動圧力Ａ，Ｂおよび作動順序は、ＧＨＰ１（ヒートポンプ１）の最初の運転時、複数個の四方切換弁６Ａ，６Ｂを個別に順次励磁し、吐出圧力センサ２３で各四方切換弁６Ａ，６Ｂの作動圧力Ａ，Ｂを確認することにより、それを比較して設定される構成とされているため、ヒートポンプを据え付け後の最初の運転時に、各四方切換弁の作動圧力Ａ，Ｂおよび作動順序（第１切換弁Ｂ，第２切換弁Ａ）を設定することにより、その以後の四方切換弁６Ａ，６Ｂの切換え時には、その作動圧力および作動順序に基づいて、作動圧力が高い方の四方切換弁６Ｂ（第１切換弁Ｂ）から順次切換えを行うことができる。従って、各四方切換弁６Ａ，６Ｂに対して、それぞれ必要な作動圧力Ａ，Ｂを確保し、並列に接続されている複数個の四方切換弁６Ａ，６Ｂを確実に切換えることができる。
【００４１】
また、本実施形態によれば、ＧＨＰ１（ヒートポンプ１）の最初の運転時、複数個の四方切換弁６Ａ，６Ｂを個別に順次励磁し、吐出圧力センサ２３で各四方切換弁６Ａ，６Ｂの作動圧力Ａ，Ｂを確認することにより、それを比較して各四方切換弁６Ａ，６Ｂの作動圧力および作動順序を設定し、それ以後の通常運転時での四方切換弁６Ａ，６Ｂの切換え時には、冷凍サイクル４内の吐出圧力が、作動圧力が高い方の四方切換弁６Ｂ（第１切換弁Ｂ）の作動圧力Ｂになったことを確認した後、作動圧力が高い方の四方切換弁６Ｂ（第１切換弁Ｂ）から順次切換えるようにしているため、各四方切換弁６Ａ，６Ｂの作動圧力Ａ，Ｂ間に製造上避け難いバラツキがあったとしても、各四方切換弁６Ａ，６Ｂの作動圧力以上の圧力を確保し、高低の圧力差を利用してスライド弁体３６を移動させることによって、各四方切換弁６Ａ，６Ｂを確実に切換えることができる。従って、冷凍サイクル４の切換え時、四方切換弁６Ａ，６Ｂの作動不良を解消し、暖房不能に陥る事態をなくすることができる。
【００４２】
なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態では、ヒートポンプ１について、ＧＨＰ１に適用した例について説明したが、これに限らず、複数個の四方切換弁６Ａ，６Ｂにより冷凍サイクル４が切換えられるようにされている電気式ヒートポンプ（ＥＨＰ）にも同様に適用できることはもちろんである。
【００４３】
また、室内ユニット１２が１台の例について説明したが、室内ユニット１２が複数台並列に接続されているマルチ型ヒートポンプ（空気調和機）にも同様に適用できることは云うまでもない。さらに、四方切換弁６Ａ，６Ｂについても、上記実施形態で例示された構成の弁に制約されるものではなく、様々な構成の四方切換弁を用いてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１ ヒートポンプ（ＧＨＰ）
４ 冷媒回路（冷凍サイクル）
６Ａ 四方切換弁（第２切換弁Ａ）
６Ｂ 四方切換弁（第１切換弁Ｂ）
２３ 吐出圧力センサ
４２ パイロット弁
Ａ，Ｂ 作動圧力
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍サイクルを冷房サイクルと暖房サイクルとに切換える四方切換弁が複数個並列に接続されているヒートポンプにおいて、
前記四方切換弁の切換え時、冷凍サイクル内の吐出圧力が、作動圧力が高い方の前記四方切換弁の作動圧力になったことを確認した後、前記作動圧力が高い方の前記四方切換弁から順次切換えられる構成とされていることを特徴とするヒートポンプ。
【請求項２】
前記各四方切換弁の切換えは、作動圧力が高い方の前記四方切換弁のパイロット弁を励磁し、当該四方切換弁が実際に切換った直後に、作動圧力が低い方の前記四方切換弁のパイロット弁を励磁し、当該四方切換弁を切換える構成とされていることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ。
【請求項３】
前記各四方切換弁の作動圧力および作動順序は、前記ヒートポンプの最初の運転時、前記複数個の四方切換弁を個別に順次励磁し、吐出圧力センサを介して前記各四方切換弁の作動圧力を確認することにより、それを比較して設定される構成とされていることを特徴とする請求項１または２に記載のヒートポンプ。
【請求項４】
冷凍サイクルを冷房サイクルと暖房サイクルとに切換える四方切換弁が複数個並列に接続されているヒートポンプの前記四方切換弁切換え方法において、
前記ヒートポンプの最初の運転時、複数個の前記四方切換弁を個別に順次励磁し、吐出圧力センサで前記各四方切換弁の作動圧力を確認することにより、それを比較して前記各四方切換弁の作動圧力および作動順序を設定し、その以後の通常運転時での前記四方切換弁の切換え時には、冷凍サイクル内の吐出圧力が、作動圧力が高い方の前記四方切換弁の作動圧力になったことを確認した後、前記作動圧力が高い方の前記四方切換弁から順次切換えることを特徴とするヒートポンプの四方切換弁切換え方法。
【請求項１】
冷凍サイクルを冷房サイクルと暖房サイクルとに切換える四方切換弁が複数個並列に接続されているヒートポンプにおいて、
前記四方切換弁の切換え時、冷凍サイクル内の吐出圧力が、作動圧力が高い方の前記四方切換弁の作動圧力になったことを確認した後、前記作動圧力が高い方の前記四方切換弁から順次切換えられる構成とされていることを特徴とするヒートポンプ。
【請求項２】
前記各四方切換弁の切換えは、作動圧力が高い方の前記四方切換弁のパイロット弁を励磁し、当該四方切換弁が実際に切換った直後に、作動圧力が低い方の前記四方切換弁のパイロット弁を励磁し、当該四方切換弁を切換える構成とされていることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ。
【請求項３】
前記各四方切換弁の作動圧力および作動順序は、前記ヒートポンプの最初の運転時、前記複数個の四方切換弁を個別に順次励磁し、吐出圧力センサを介して前記各四方切換弁の作動圧力を確認することにより、それを比較して設定される構成とされていることを特徴とする請求項１または２に記載のヒートポンプ。
【請求項４】
冷凍サイクルを冷房サイクルと暖房サイクルとに切換える四方切換弁が複数個並列に接続されているヒートポンプの前記四方切換弁切換え方法において、
前記ヒートポンプの最初の運転時、複数個の前記四方切換弁を個別に順次励磁し、吐出圧力センサで前記各四方切換弁の作動圧力を確認することにより、それを比較して前記各四方切換弁の作動圧力および作動順序を設定し、その以後の通常運転時での前記四方切換弁の切換え時には、冷凍サイクル内の吐出圧力が、作動圧力が高い方の前記四方切換弁の作動圧力になったことを確認した後、前記作動圧力が高い方の前記四方切換弁から順次切換えることを特徴とするヒートポンプの四方切換弁切換え方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−７７９７５（Ｐ２０１２−７７９７５Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２２５０６（Ｐ２０１０−２２２５０６）
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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