JP2010112619A

JP2010112619A - 空気調和装置

Info

Publication number: JP2010112619A
Application number: JP2008285131A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Kamata; 充博鎌田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2008-11-06
Filing date: 2008-11-06
Publication date: 2010-05-20

Abstract

【課題】シンプルな構成で効果的に圧縮機内部に液冷媒が溜まることを防止し、機器の信頼性の向上と消費電力の低減を図る。
【解決手段】電気ヒータ１１を有する圧縮機２、室外熱交換器３、室外送風機４、４方弁７、絞り装置８、室外気温度を検出する室外気温度検出装置１０を有する室外機１と、室内熱交換器１４、室内送風機１３を有する室内機１２とから構成され、少なくとも冷房運転または除湿運転または暖房運転を行う空気調和装置において、前記圧縮機２の停止時に、室外気温度と冷媒封入量に応じて前記電気ヒータ１１への通電を制御するようにしたもので、電気ヒータ１１を最適な通電量で制御することにより、消費電力削減と機器信頼性の向上を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和装置に関するもので、特に、空気調和装置の制御に関するものである。

従来の空気調和装置では、圧縮機保護の点から電気ヒータに通電し圧縮機温度を上昇させる制御が行われているが、室内機と室外機を接続する配管の長さに比例して通電させる電気ヒータの個数を変えることにより加熱能力を変えるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１−１８９４６２号公報

しかしながら、上記従来の空気調和装置では低外気温時の停止時に加熱量を可変することによる消費電力の低減が可能だが、加熱量を変えるために複数個の電気ヒータを必要とする欠点があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、圧縮機に設ける電気ヒータを１個とし、その電気ヒータに通電する時間をたとえば５分間ＯＮ／１０分間サイクルの繰り返しのように通電時間を制御することで最適な加熱量を出力し、消費電力削減と圧縮機保護を行うことができる空気調和装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和装置は、電気ヒータを有する圧縮機、室外熱交換器、室外送風機、４方弁、絞り装置、室外気温度を検出する室外気温度検出装置を有する室外機と、室内熱交換器、室内送風機を有する室内機とから構成され、少なくとも冷房運転または除湿運転または暖房運転を行う空気調和装置において、前記圧縮機の停止時に、室外気温度と冷媒封入量に応じて前記電気ヒータへの通電を制御するようにしたもので、電気ヒータを最適な通電量で制御することにより、消費電力削減と機器信頼性の向上を図ることができる。

本発明の空気調和装置は、冷媒量、圧縮機容量、電気ヒータ仕様の定数をあらかじめ設定しておくことで電気ヒータの通電時間を制御し、１個の電気ヒータで消費電力低減と圧縮機保護に最適な加熱量の出力を実現することが出来る。

第１の発明は、電気ヒータを有する圧縮機、室外熱交換器、室外送風機、４方弁、絞り装置、室外気温度を検出する室外気温度検出装置を有する室外機と、室内熱交換器、室内送風機を有する室内機とから構成され、少なくとも冷房運転または除湿運転または暖房運転を行う空気調和装置において、前記圧縮機の停止時に、室外気温度と冷媒封入量に応じて前記電気ヒータへの通電を制御するようにしたもので、電気ヒータを最適な通電量で制御することにより、消費電力削減と機器信頼性の向上を図ることができる。

第２の発明は、電気ヒータを有する圧縮機、室外熱交換器、室外送風機、４方弁、絞り装置、室外気温度を検出する室外気温度検出装置を有する室外機と、室内熱交換器、室内送風機を有する室内機とから構成され、少なくとも冷房運転または除湿運転または暖房運
転を行う空気調和装置において、前記圧縮機の停止時に、室外気温度と前記圧縮機の容積に応じて、前記電気ヒータへの通電を制御するようにしたもので、圧縮機の容積によらず同じ仕様の電気ヒータで効率よく加熱できる。

第３の発明は、電気ヒータを有する圧縮機、室外熱交換器、室外送風機、４方弁、絞り装置、室外気温度を検出する室外気温度検出装置を有する室外機と、室内熱交換器、室内送風機を有する室内機とから構成され、少なくとも冷房運転または除湿運転または暖房運転を行う空気調和装置において、前記圧縮機の停止時に、室外気温度と前記電気ヒータの仕様に応じて前記電気ヒータへの通電を制御するようにしたもので、たとえば、故障により、電気ヒータを交換した場合でも、代替の電気ヒータの出力が違う場合でも対応できる。

第４の発明は、電気ヒータを有する圧縮機、室外熱交換器、室外送風機、４方弁、絞り装置、室外気温度を検出する室外気温度検出装置を有する室外機と、室内熱交換器、室内送風機を有する室内機とから構成され、少なくとも冷房運転または除湿運転または暖房運転を行う空気調和装置において、前記圧縮機の停止時に、室外気温度と冷媒封入量と前記圧縮機の容積に応じて、前記電気ヒータへの通電を制御するようにしたもので、電気ヒータを最適な通電量で制御することにより、消費電力削減と機器信頼性の向上を図ることが出来る。

第５の発明は、電気ヒータを有する圧縮機、室外熱交換器、室外送風機、４方弁、絞り装置、室外気温度を検出する室外気温度検出装置を有する室外機と、室内熱交換器、室内送風機を有する室内機とから構成され、少なくとも冷房運転または除湿運転または暖房運転を行う空気調和装置において、前記圧縮機の停止時に、室外気温度と前記圧縮機の容積と前記電気ヒータの仕様に応じて、前記電気ヒータへの通電を制御するようにしたもので、電気ヒータを最適な通電量で出力することにより、消費電力削減と機器信頼性の向上を図ることが出来る。

第６の発明は、電気ヒータを有する圧縮機、室外熱交換器、室外送風機、４方弁、絞り装置、室外気温度を検出する室外気温度検出装置を有する室外機と、室内熱交換器、室内送風機を有する室内機とから構成され、少なくとも冷房運転または除湿運転または暖房運転を行う空気調和装置において、前記圧縮機の停止時に、室外気温度と冷媒封入量と前記電気ヒータの仕様に応じて、前記電気ヒータへの通電を制御するようにしたもので、電気ヒータを最適な通電量で制御することにより、消費電力削減と機器信頼性の向上を図ることが出来る。

第７の発明は、電気ヒータを有する圧縮機、室外熱交換器、室外送風機、４方弁、絞り装置、室外気温度を検出する室外気温度検出装置を有する室外機と、室内熱交換器、室内送風機を有する室内機とから構成され、少なくとも冷房運転または除湿運転または暖房運転を行う空気調和装置において、前記圧縮機の停止時に、室外気温度と冷媒封入量と前記圧縮機の容積と前記電気ヒータの仕様に応じて、前記電気ヒータへの通電を制御するようにしたもので、電気ヒータを最適な通電量で制御することにより、消費電力削減と機器信頼性の向上を図ることが出来る。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における空気調和装置の冷凍サイクル図であり、図２は、同空気調和装置の動作を示すフローチャート図である。

図１において、本実施の形態における空気調和装置は、室外機１と、室内機１２から構成され、室外機１には圧縮機２と、室外熱交換器３と、室外送風機４と、冷媒液管５ａと、冷媒ガス管６ａと、冷暖房切換用の四方弁７と、絞り装置８が設けられている。
また、室外機１には、室外熱交換器３の温度を検出する室外熱交換器温度検出装置９と、室外気温を検出する室外気温度検出装置１０が設けられ、圧縮機２には、電気ヒータ１１が設けられている。

一方、室内機１２には、室内送風機１３と、室内熱交換器１４と、室内熱交換器１４の温度を検出する室内熱交換器温度検出装置１５と、部屋の室温を検出する室内吸込み温度検出装置１６と、居住者が希望する運転モード（冷房、除湿または暖房）、室温、運転あるいは停止、風量及び風向などを設定できる運転設定装置１７が設けられている。そして、室外機１と室内機１２とは接続配管５ｂ，６ｂで接続されて、冷凍サイクルが構成されている。

上記冷凍サイクルにおいて、冷房あるいは除湿運転時、圧縮機２から吐出された冷媒は、四方弁７を介して室外熱交換器３へと流れ、室外送風機４により室外熱交換器３で室外空気と熱交換して凝縮液化し、次に、冷媒液管５ａを通って絞り装置８を通過することにより減圧された冷媒は、室内熱交換器１４で蒸発した後に、冷媒ガス管６ａを通り四方弁７を介して再び圧縮機２に吸入される。暖房運転時は、圧縮機２から吐出された冷媒は、四方弁７を介して室内熱交換器１４へと流れ、室内送風機１３により室内熱交換器１４で室内空気と熱交換して凝縮液化し、次に絞り装置８を通過することにより減圧された冷媒は、室外熱交換器３で蒸発した後に、四方弁７を介して再び圧縮機２に吸入される。

次に、本実施の形態における空気調和装置の制御について図２のフローチャートを用いて説明する。

居住者が、運転設定装置１７で冷房、除湿または暖房を選択し運転を開始後停止（ステップ２。以下「Ｓ２」という）すると、停止からの時間ＴｉｍｅＳの計数を開始し（Ｓ３）、室外気温度Ｔｈｏｕｔがある設定値より高い場合は（ここでは、例えばＴｈｏｕｔ≧２０℃）（Ｓ５）電気ヒータ１１に通電を行わない。室外気温度Ｔｈｏｕｔがある設定値より低い場合は（ここでは、例えばＴｈｏｕｔ＜２０℃）電気ヒータ１１への通電量を決定し（Ｓ６）、電気ヒータ１１にある通電量で通電する（Ｓ７）。圧縮機２が運転を開始、または室外気温度Ｔｈｏｕｔがある設定値より高くなった場合、電気ヒータ１１への通電を停止する。

次に、電気ヒータ１１への通電量の設定方法について説明する。

室内機１２、室外機１の設置時に追加した冷媒量によってたとえば４段階に設定する。例えば、設定１が、通電量２５％、設定２が５０％、設定３が７５％、設定４が１００％の通電量とし、追加冷媒が少ない場合は設定１、追加冷媒が多い場合は、設定４というように設定する。設定２の通電量５０％の場合は、例えば、１０分ＯＮ／２０分サイクルとなるように電気ヒータ１１の通電時間を制御する。電気ヒータ１１を最適な通電量で出力することにより、消費電力削減と機器信頼性の向上を図ることができる。

上記実施の形態では、室内機１２、室外機１の設置時に追加した冷媒量によって、電気ヒータ１１への通電量を４段階に設定したが、圧縮機２の容積によって例えば４段階に設定するようにしても良い。

すなわち、圧縮機２の容積が小さければ少ない熱量で、目標の温度に到達できるため通
電量を低く設定する。逆に、圧縮機２の容積が大きい場合は目標の温度に到達するために多くの熱量が必要なため通電量を多く設定する。適切に設定することで圧縮機２の容積によらず同じ仕様の電気ヒータ１１で効率よく加熱できる。

また、通電量の設定方法に関して、電気ヒータ１１の仕様によってたとえば４段階に設定するようにしても良い。

電気ヒータ１１の定格出力が小さい場合、少ない熱量で目標の温度に到達できるため通電量を低く設定する。逆に、電気ヒータ１１の定格出力が大きい場合は、目標の温度に到達するために多くの熱量が必要なため通電量を多く設定する。このようにすれば、たとえば、故障により、電気ヒータ１１を交換した場合、代替の電気ヒータの出力が違う場合でも対応できる。

さらに、通電量の設定方法を、冷媒封入量、圧縮機２の容積の２個の要素を組み合わせて決定するようにしても良い。具体的には、冷媒封入量による設定値と、圧縮機２の容積による設定値の２つの設定値から演算を行い最終通電量を決定する。その例として、冷媒封入量による設定値を設定２とし、そのときの通電量を５０％とする。一方圧縮機２の容積の設定値を設定２とし通電量を５０％とする。この二つの通電量から、最終通電量を算出する。算出方法を仮に積とすると５０％×５０％＝２５％の通電量に決定され、電気ヒータ１１の通電時間を５分ＯＮ／２０分サイクルで制御する。

このように電気ヒータ１１を最適な通電量で出力することにより、消費電力削減と機器信頼性の向上を図ることができる。

又、通電量の設定方法を、圧縮機２の容積と電気ヒータ１１の仕様の２個の要素を組み合わせて決定するようにしても良い。具体的には、圧縮機２の容積による設定値と電気ヒータ１１の仕様による設定値の２つの設定値から演算を行い最終通電量を決定する。その例として、圧縮機２の容積による設定値を設定２とし、そのときの通電量を５０％とする。電気ヒータ１１の仕様の設定値を設定２とし通電量を５０％とする。この二つの通電量から最終通電量を算出する。算出方法を仮に積とすると５０％×５０％＝２５％の通電量に決定され、電気ヒータ１１の通電時間を５分ＯＮ／２０分サイクルで制御する。このように電気ヒータ１１を最適な通電量で出力することにより、消費電力削減と機器信頼性の向上を図ることができる。

また、通電量の設定方法を、冷媒封入量と、電気ヒータ１１の仕様の２個の要素を組み合わせて決定するようにしても良い。冷媒封入量による設定値と電気ヒータ１１の仕様による設定値の２つの設定値から演算を行い最終通電量を決定する。その例として冷媒封入量による設定値を設定２とし、そのときの通電量を５０％とする。電気ヒータ１１の仕様の設定値を設定２とし通電量を５０％とする。この２つの通電量から最終通電量を算出する。算出方法を仮に積とすると５０％×５０％＝２５％の通電量に決定され、電気ヒータ１１の通電時間を５分ＯＮ／２０分サイクルで制御する。このように電気ヒータ１１を最適な通電量で出力することにより、消費電力削減と機器信頼性の向上を図ることができる。

さらに、通電量の設定方法を、冷媒封入量と、圧縮機の容積と、電気ヒータ１１の仕様の３個の要素を組み合わせて決定するようにしても良い。

この場合は、冷媒封入量による設定値と、圧縮機２の容積による設定値と、電気ヒータ１１の仕様による設定値の３つの設定値から演算を行い最終通電量を決定する。その例として、冷媒封入量による設定値を設定２とし、そのときの通電量を５０％とする。圧縮機
２の容積による設定値を設定２とし、そのときの通電量を５０％とする。電気ヒータ１１の仕様の設定値を設定２とし通電量を５０％とする。この３つの通電量から最終通電量を算出する。算出方法を仮に積とすると５０％×５０％×５０％＝１２．５％の通電量に決定され、電気ヒータ１１の通電時間を５分ＯＮ／４０分サイクルで制御する。このように電気ヒータ１１を最適な通電量で出力することにより、消費電力削減と機器信頼性の向上を図ることができる。

上記実施の形態では、電気ヒータ１１の通電時間を変化させることで最適な通電量を実現しているが、通電時間を変える代わりに、通電電圧を変化させることにより電気ヒータ１１への通電量を変化させることも可能であり、本発明に含まれる。

以上のように本発明にかかる空気調和装置は、圧縮機へのヒータ通電量を制御し圧縮機内部への液冷媒の溜まりを防止しているので、多室型空気調和装置にも応用できる。

本発明の実施の形態１における空気調和装置の冷凍サイクル図同空気調和装置の動作を示すフローチャート

符号の説明

１室外機
２圧縮機
３室外熱交換器
４室外送風機
７四方弁
８絞り装置
１０室外気温度検出装置
１１電気ヒータ
１２室内機
１３室内送風機
１４室内熱交換器

Claims

電気ヒータを有する圧縮機、室外熱交換器、室外送風機、４方弁、絞り装置、室外気温度を検出する室外気温度検出装置を有する室外機と、室内熱交換器、室内送風機を有する室内機とから構成され、少なくとも冷房運転または除湿運転または暖房運転を行う空気調和装置において、前記圧縮機の停止時に、室外気温度と冷媒封入量に応じて前記電気ヒータへの通電を制御するようにしたことを特徴とする空気調和装置。
電気ヒータを有する圧縮機、室外熱交換器、室外送風機、４方弁、絞り装置、室外気温度を検出する室外気温度検出装置を有する室外機と、室内熱交換器、室内送風機を有する室内機とから構成され、少なくとも冷房運転または除湿運転または暖房運転を行う空気調和装置において、前記圧縮機の停止時に、室外気温度と前記圧縮機の容積に応じて、前記電気ヒータへの通電を制御するようにしたことを特徴とする空気調和装置。
電気ヒータを有する圧縮機、室外熱交換器、室外送風機、４方弁、絞り装置、室外気温度を検出する室外気温度検出装置を有する室外機と、室内熱交換器、室内送風機を有する室内機とから構成され、少なくとも冷房運転または除湿運転または暖房運転を行う空気調和装置において、前記圧縮機の停止時に、室外気温度と前記電気ヒータの仕様に応じて前記電気ヒータへの通電を制御するようにしたことを特徴とする空気調和装置。
電気ヒータを有する圧縮機、室外熱交換器、室外送風機、４方弁、絞り装置、室外気温度を検出する室外気温度検出装置を有する室外機と、室内熱交換器、室内送風機を有する室内機とから構成され、少なくとも冷房運転または除湿運転または暖房運転を行う空気調和装置において、前記圧縮機の停止時に、室外気温度と冷媒封入量と前記圧縮機の容積に応じて、前記電気ヒータへの通電を制御するようにしたことを特徴とする空気調和装置。
電気ヒータを有する圧縮機、室外熱交換器、室外送風機、４方弁、絞り装置、室外気温度を検出する室外気温度検出装置を有する室外機と、室内熱交換器、室内送風機を有する室内機とから構成され、少なくとも冷房運転または除湿運転または暖房運転を行う空気調和装置において、前記圧縮機の停止時に、室外気温度と前記圧縮機の容積と前記電気ヒータの仕様に応じて、前記電気ヒータへの通電を制御するようにしたことを特徴とする空気調和装置。
電気ヒータを有する圧縮機、室外熱交換器、室外送風機、４方弁、絞り装置、室外気温度を検出する室外気温度検出装置を有する室外機と、室内熱交換器、室内送風機を有する室内機とから構成され、少なくとも冷房運転または除湿運転または暖房運転を行う空気調和装置において、前記圧縮機の停止時に、室外気温度と冷媒封入量と前記電気ヒータの仕様に応じて、前記電気ヒータへの通電を制御するようにしたことを特徴とする空気調和装置。
電気ヒータを有する圧縮機、室外熱交換器、室外送風機、４方弁、絞り装置、室外気温度を検出する室外気温度検出装置を有する室外機と、室内熱交換器、室内送風機を有する室内機とから構成され、少なくとも冷房運転または除湿運転または暖房運転を行う空気調和装置において、前記圧縮機の停止時に、室外気温度と冷媒封入量と前記圧縮機の容積と前記電気ヒータの仕様に応じて、前記電気ヒータへの通電を制御するようにしたことを特徴とする空気調和装置。