JP2010223454A - 空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の課題は、圧縮機の運転容量を極力保ち、運転効率が著しく低下することを防ぐことができる空気調和装置を提供することにある。
【解決手段】本発明の空気調和装置は、熱源ユニットと膨張機構と利用ユニットと電磁誘導加熱ユニットと制御部とを備える。熱源ユニットは、圧縮機構と熱源側熱交換器と熱源側熱交換器の熱交換効率を促進する熱源側送風機とを有する。利用ユニットは、利用側熱交換器を有する。電磁誘導加熱ユニットは、膨張機構と圧縮機との間の少なくとも1カ所における冷媒配管および/または冷媒配管中を、流れる冷媒と熱的接触をする部材を加熱する。制御部は、圧縮機構にかかる第1電流値、あるいは、第1電流値に熱源側送風機にかかる第2電流値および/または利用ユニットにかかる第3電流値を加えて導出した総合電流値の大きさに応じて、電磁誘導加熱ユニットにかかる第4電流値の上限を変更する。
【選択図】図1
【解決手段】本発明の空気調和装置は、熱源ユニットと膨張機構と利用ユニットと電磁誘導加熱ユニットと制御部とを備える。熱源ユニットは、圧縮機構と熱源側熱交換器と熱源側熱交換器の熱交換効率を促進する熱源側送風機とを有する。利用ユニットは、利用側熱交換器を有する。電磁誘導加熱ユニットは、膨張機構と圧縮機との間の少なくとも1カ所における冷媒配管および/または冷媒配管中を、流れる冷媒と熱的接触をする部材を加熱する。制御部は、圧縮機構にかかる第1電流値、あるいは、第1電流値に熱源側送風機にかかる第2電流値および/または利用ユニットにかかる第3電流値を加えて導出した総合電流値の大きさに応じて、電磁誘導加熱ユニットにかかる第4電流値の上限を変更する。
【選択図】図1
Description
本発明は、冷媒回路内に加熱手段を有する空気調和装置に関する。
従来、冷媒回路内に加熱手段を有し、暖房運転サイクルにおいて加熱手段が冷媒を加熱することにより暖房能力を補助する空気調和装置がある(特許文献1:特開2000−97510号公報参照)。特許文献1(特開2000−97510号公報)の空気調和装置では、冷媒の圧力に応じて加熱量の調整を行っており、圧力の過上昇を防いでいる。
また、このような空気調和装置では、空気調和装置全体に係る電流値が所定値を超えないように、電流値の制限を行っている。そして、この制限は、圧縮機に多くの電流が流れているため、圧縮機の容量制御をインバータにより行っている空気調和装置において、圧縮機の運転容量を落とすことにより行われている。
しかしながら、加熱手段が作動している場合に、単純に圧縮機の運転容量を落としてしまうと、運転効率が悪くなってしまう。
本発明の課題は、圧縮機の運転容量を極力保ち、運転効率が著しく低下することを防ぐことができる空気調和装置を提供することにある。
第1発明に係る空気調和装置は、熱源ユニットと、膨張機構と、利用ユニットと、電磁誘導加熱ユニットと、制御部とを備える。熱源ユニットは、圧縮機構と、熱源側熱交換器と、熱源側熱交換器の熱交換効率を促進する熱源側送風機と、を有する。利用ユニットは、利用側熱交換器を有する。電磁誘導加熱ユニットは、膨張機構と圧縮機との間の少なくとも1カ所における冷媒配管および/または冷媒配管中を、流れる冷媒と熱的接触をする部材を加熱する。制御部は、圧縮機構にかかる第1電流値、あるいは、熱源側送風機にかかる第2電流値および/または利用ユニットにかかる第3電流値を第1電流値に加えて導出した総合電流値の大きさに応じて、電磁誘導加熱ユニットにかかる第4電流値の上限を変更する。
本発明の空気調和装置では、例えば、暖房運転において暖房負荷が大きい場合に、暖房運転を行いつつ電磁誘導加熱ユニットを作動させることにより、暖房能力を補助した状態で暖房運転を行うことができる。そして、本発明の空気調和装置では、総合電流値(第1電流値、第2電流値、および第3電流値の総和)の大きさに応じて、電磁誘導加熱ユニットにかかる電流値である第4電流値の上限を変更する。なお、第1電流値、第2電流値、第3電流値、および第4電流値は、空気調和装置の各機器にかかる電流値のうちで主に大きいものである。
したがって、例えば、本発明の空気調和装置にかかる主な電流値の合計が所定値を超えないように制御することができる。そして、所定値を越えないように空気調和装置にかかる電流値の合計を制限することを、第4電流値の上限を変更することにより行っているため、無駄に電磁誘導加熱ユニットを作動させずに、圧縮機構を優先的に駆動させることができ、効率よく運転を行うことができる。
第2発明に係る空気調和装置は、第1発明に係る空気調和装置であって、第4電流値の上限は、総合電流値と第4電流値の上限との合計値が、所定値未満になるように決定される。
本発明の空気調和装置では、第1電流値、第2電流値、および第3電流値の総和である総合電流値と、第4電流値の上限との合計値が、所定値未満になるように、第4電流値の上限が決定されており、第4電流値は、決定された上限以下の値になるように制御部によって制御される。
したがって、本発明の空気調和装置にかかる主な電流値の合計が所定値を超えないように制御することができる。そして、空気調和装置にかかる電流値の合計を所定値を越えないように制限することを、第4電流値の上限を変更することにより行っているため、無駄に電磁誘導加熱ユニットを作動させずに、圧縮機構を優先的に駆動させることができ、効率よく運転を行うことができる。
第3発明に係る空気調和装置は、第1発明または第2発明に係る空気調和装置であって、制御部は、少なくとも実測された第1電流値に基づいて、総合電流値を導出する。
本発明の空気調和装置では、圧縮機構にかかる電流値である第1電流値に、実測した値を利用している。なお、圧縮機構にかかる電流値(第1電流値)は、空気調和装置の各機器にかかる電流値の中で最大のものであり、空調負荷の増減によって生じるその値の増減が大きくなる。したがって、主に第1電流値の値に応じて、第4電流値の上限を変更することができ、第1電流値を優先的に確保することができる。これにより、圧縮機構の出力を担保することができる。
第4発明に係る空気調和装置は、第1発明から第3発明のいずれかに記載の空気調和装置であって、制御部は、少なくとも実測された第2電流値に基づいて、総合電流値を導出する。
本発明の空気調和装置では、熱源側送風機にかかる電流値である第2電流値に、実測した値を利用している。したがって、第2電流値が増減したことを検出して、その結果、第4電流値の上限を変更することができる。
第5発明に係る空気調和装置は、第1発明から第4発明のいずれかに係る空気調和装置であって、利用ユニットは、複数台ある。制御部は、利用ユニット1台あたりの電流値と利用ユニットの台数とに基づいて、第3電流値を導出する。
本発明の空気調和装置は、利用ユニットを複数台有するマルチ式の空気調和装置であって、利用ユニットにかかる電流値である第3電流値を、利用ユニット1台あたりの電流値と利用ユニットの台数とに基づいて導出する。
したがって、マルチ式の空気調和装置であっても、第3電流値を導出しているため、第4電流値の上限を変更することにより行っているため、無駄に電磁誘導加熱ユニットを作動させずに、圧縮機構を優先的に駆動させることができ、効率よく運転を行うことができる。
第6発明に係る空気調和装置は、第1発明から第5発明のいずれかに係る空気調和装置であって、熱源ユニットは、切換機構をさらに有する。切換機構は、熱源側熱交換器を圧縮機において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、利用側熱交換器を熱源側熱交換器において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させる冷房運転状態と、利用側熱交換器を圧縮機において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、熱源側熱交換器を熱源側熱交換器において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させる暖房運転状態とに、切り換えることができる。電磁誘導加熱ユニットは、切換機構が暖房運転状態の場合に、動作する。
本発明の空気調和装置では、冷凍サイクルが暖房運転として機能している場合に、電磁誘導加熱ユニットを作動させる。
したがって、暖房運転時において、第4電流値の上限を変更することにより、本発明の空気調和装置にかかる主な電流値の合計が所定値を超えないように制御することができる。このため、無駄に電磁誘導加熱ユニットを作動させずに、圧縮機構を優先的に駆動させることができ、効率よく運転を行うことができる。
第7発明に係る空気調和装置は、第1発明から第6発明のいずれかに係る空気調和装置であって、電磁誘導加熱ユニットは、熱源側熱交換器に霜付が発生した場合に行われる、霜付を除去するデフロスト運転中に、動作する。熱源側送風機は、デフロスト運転中に停止する。制御部は、デフロスト運転中に、少なくとも第1電流値を含み、かつ、第2電流値を除外して導出されるデフロスト総合電流値を、総合電流値として導出する。
本発明の空気調和装置では、デフロスト運転を行っている場合に、電磁誘導加熱ユニットを作動させる。そして、少なくとも圧縮機構にかかる電流値(第1電流値)を含む空気調和装置にかかる電流値の総和(デフロスト総合電流値)を、デフロスト運転中に停止している熱源側送風機にかかる電流値(第2電流値)を除外して導出している。すなわち、熱源側送風機にかかる電流値である第2電流値をゼロとして、デフロスト総合電流値を導出しており、このデフロスト総合電流値に基づいて第4電流値の上限を変更している。
したがって、熱源側送風機にかかる電流値の分だけ、第4電流値を確保することができる。このため、デフロスト運転の際に、電磁誘導加熱ユニットを極力作動させることができ、デフロスト運転を速やかに行うことができる。
第8発明に係る空気調和装置は、第7発明に係る空気調和装置であって、制御部は、暖房運転状態において、総合電流値と電磁誘導加熱ユニットの電流値の出力上限とを関連づけた第1マップに基づいて、電磁誘導加熱ユニットの電流値の出力上限を変更する。また、制御部は、デフロスト運転中において、第1総合電流値と電磁誘導加熱ユニットの出力上限とを関連づけた第2マップに基づいて、電磁誘導加熱ユニットの電流値の出力上限を変更する。
本発明では、総合電流値と第4電流値の上限とを関連づけたマップを、暖房運転における第1マップと、デフロスト運転における第2マップとの2種類を有している。したがって、第4電流値の上限制御を、運転状態の違いに応じて行うことができる。このため、運転状態が異なっても、それぞれの運転状態に応じて最適に第4電流値の上限制御を行うことができる。
第1発明に係る空気調和装置では、本発明の空気調和装置にかかる主な電流値の合計が所定値を超えないように制御することができる。そして、所定値を越えないように空気調和装置にかかる電流値の合計を制限することを、第4電流値の上限を変更することにより行っているため、無駄に電磁誘導加熱ユニットを作動させずに、圧縮機構を優先的に駆動させることができ、効率よく運転を行うことができる。
第2発明に係る空気調和装置では、本発明の空気調和装置にかかる主な電流値の合計が所定値を超えないように制御することができる。そして、空気調和装置にかかる電流値の合計を所定値を越えないように制限することを、第4電流値の上限を変更することにより行っているため、無駄に電磁誘導加熱ユニットを作動させずに、圧縮機構を優先的に駆動させることができ、効率よく運転を行うことができる。
第3発明に係る空気調和装置では、主に第1電流値の値に応じて、第4電流値の上限を変更することができ、第1電流値を優先的に確保することができる。これにより、圧縮機構の出力を担保することができる。
第4発明に係る空気調和装置では、第2電流値が増減したことを検出して、その結果、第4電流値の上限を変更することができる。
第5発明に係る空気調和装置では、マルチ式の空気調和装置であっても、第3電流値を導出しているため、第4電流値の上限を変更することにより行っているため、無駄に電磁誘導加熱ユニットを作動させずに、圧縮機構を優先的に駆動させることができ、効率よく運転を行うことができる。
第6発明に係る空気調和装置では、暖房運転時において、第4電流値の上限を変更することにより、本発明の空気調和装置にかかる主な電流値の合計が所定値を超えないように制御することができる。このため、無駄に電磁誘導加熱ユニットを作動させずに、圧縮機構を優先的に駆動させることができ、効率よく運転を行うことができる。
第7発明に係る空気調和装置では、熱源側送風機にかかる電流値の分だけ、第4電流値を確保することができる。このため、デフロスト運転の際に、電磁誘導加熱ユニットを極力作動させることができ、デフロスト運転を速やかに行うことができる。
第8発明に係る空気調和装置では、第4電流値の上限制御を、運転状態の違いに応じて行うことができる。このため、運転状態が異なっても、それぞれの運転状態に応じて最適に第4電流値の上限制御を行うことができる。
以下図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
<空気調和装置>
図1は、本発明の一実施形態に係る冷凍装置を用いた空気調和装置の構成図である。図1において、空気調和装置1では、熱源側ユニットとしての室外機2と、利用側ユニットとしての室内機4とが冷媒配管によって接続され、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路10が形成されている。
図1は、本発明の一実施形態に係る冷凍装置を用いた空気調和装置の構成図である。図1において、空気調和装置1では、熱源側ユニットとしての室外機2と、利用側ユニットとしての室内機4とが冷媒配管によって接続され、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路10が形成されている。
室外機2は、圧縮機21、四路切換弁22、室外熱交換器23、電動膨張弁24、アキュームレータ25、室外ファン26、ホットガスバイパス弁27、キャピラリーチューブ28および電磁誘導加熱ユニット6を収容している。室内機4は、室内熱交換器41および室内ファン42を収容している。
冷媒回路10は、吐出管10a、ガス管10b、液管10c、室外側液管10d、室外側ガス管10e、アキューム管10f、吸入管10g、及びホットガスバイパス10hを有している。
吐出管10aは、圧縮機21と四路切換弁22とを接続している。ガス管10bは、四路切換弁22と室内熱交換器41とを接続している。液管10cは、室内熱交換器41と電動膨張弁24とを接続している。室外側液管10dは、電動膨張弁24と室外熱交換器23とを接続している。室外側ガス管10eは、室外熱交換器23と四路切換弁22とを接続している。
アキューム管10fは、四路切換弁22とアキュームレータ25とを接続している。電磁誘導加熱ユニット6は、アキューム管10fの一部分に取り付けられている。アキューム管10fのうち、少なくとも電磁誘導加熱ユニット6によって覆われている被加熱部分は、銅管の周囲をステンレス鋼管が覆っている。冷媒回路10を構成する配管のうち、そのステンレス鋼管以外の部分は銅管である。
吸入管10gは、アキュームレータ25と圧縮機21の吸入側とを接続している。ホットガスバイパス10hは、吐出管10aの途中に設けられた分岐点A1と室外側液管10dの途中に設けられた分岐点D1とを接続している。
ホットガスバイパス10hは、途中にホットガスバイバス弁27が配置されている。制御部11は、ホットガスバイバス弁27を開閉して、ホットガスバイパス10hを冷媒の流通を許容する状態と許容しない状態とに切換える。また、ホットガスバイパス弁27の下流側には、冷媒の流通路の断面積を減じるキャピラリ28が設けられており、除霜運転時、室外熱交換器23を流通する冷媒とホットガスバイパス10hを流通する冷媒との割合が一定に保たれている。
四路切換弁22は、冷房運転サイクルと暖房運転サイクルとを切り替えることができる。図1では、暖房運転を行うための接続状態を実線で示し、冷房運転を行うための接続状態を点線で示している。暖房運転時、室内熱交換器41は凝縮器として、室外熱交換器23は蒸発器として機能する。冷房運転時、室外熱交換器23は凝縮器として、室内熱交換器41は蒸発器として機能する。
室外熱交換器23の近傍には、室外熱交換器23に室外空気を送る室外ファン26が設けられている。室内熱交換器41の近傍には、室内熱交換器41に室内空気を送る室内ファン42が設けられている。
制御部11は、室外制御部11aと室内制御部11bとを有している。室外制御部11aと室内制御部11bとは通信線11aによって接続されている。そして、室外制御部11aは室外機2内に配置される機器を制御し、室内制御部11bは室内機4内に配置されている機器を制御する。
また、室外機2は、圧縮機21にかかる電流を検出する圧縮機電流検出装置29と、室外ファン26にかかる電流を検出する室外ファン電流検出装置30と、後述する電磁誘導加熱ユニット6にかかる電流を検出する加熱ユニット電流検出装置31とを有する。そして、室内機4は、室内機4にかかる電流を検出する室内機電流検出装置43を有する。室内機電流検出装置43により検出された電流データは、室内制御部11bから通信線11aを介して室外制御部11aに伝送される。そして、室外制御部11aが、それぞれの電流検出装置29〜31,43により検出された電流データに基づいて、後述する電流制限制御を行っている。
(室外機の外観)
図2は正面側から視た室外機の外観斜視図であり、図3は背面側から視た室外機2の外観斜視図である。図2及び図3において、室外機2の外殻は、天板2a、底板2b、フロントパネル2c、左側面パネル2d、右側面パネル2fおよび背面パネル2eによって略直方体形状に形成されている。
図2は正面側から視た室外機の外観斜視図であり、図3は背面側から視た室外機2の外観斜視図である。図2及び図3において、室外機2の外殻は、天板2a、底板2b、フロントパネル2c、左側面パネル2d、右側面パネル2fおよび背面パネル2eによって略直方体形状に形成されている。
(室外機の内部)
図4は、右側面パネルと背面パネルを取り除いた状態を示す室外機2の斜視図である。図4において、室外機2は、仕切り板2hによって送風機室と機械室とに区分されている。送風機室には室外熱交換器23及び室外ファン26(図1参照)が配置され、機械室には電磁誘導加熱ユニット6、圧縮機21、及びアキュームレータ25が配置されている。
図4は、右側面パネルと背面パネルを取り除いた状態を示す室外機2の斜視図である。図4において、室外機2は、仕切り板2hによって送風機室と機械室とに区分されている。送風機室には室外熱交換器23及び室外ファン26(図1参照)が配置され、機械室には電磁誘導加熱ユニット6、圧縮機21、及びアキュームレータ25が配置されている。
(室外機の底板近傍の構造)
図5は、底板および機械室のみを残した室外機2の平面図である。なお、図5には、室外熱交換器23の位置が分かるように室内熱交換器23が2点鎖線で描かれている。ホットガスバイパス10hは底板2b上に配置されており、圧縮機21が位置する機械室側から送風機室側に延び、送風機室側を一周して機械室側に戻る。ホットガスバイパス10hの全長の約半分は、室外熱交換器23の下方にある。また、底板2bのうちの室外熱交換器23の下方に位置する部分には、底部2bを板厚方向に貫通する排水口86a〜86eが形成されている。
図5は、底板および機械室のみを残した室外機2の平面図である。なお、図5には、室外熱交換器23の位置が分かるように室内熱交換器23が2点鎖線で描かれている。ホットガスバイパス10hは底板2b上に配置されており、圧縮機21が位置する機械室側から送風機室側に延び、送風機室側を一周して機械室側に戻る。ホットガスバイパス10hの全長の約半分は、室外熱交換器23の下方にある。また、底板2bのうちの室外熱交換器23の下方に位置する部分には、底部2bを板厚方向に貫通する排水口86a〜86eが形成されている。
(電磁誘導加熱ユニット)
図6は、電磁誘導加熱ユニットの断面図である。図6において、電磁誘導加熱ユニット6は、アキューム管10fのうち被加熱部分を径方向外側から覆うように配置されており、電磁誘導加熱によって被加熱部分を加熱する。アキューム管10fの被加熱部分は、内側の銅管と外側のステンレス鋼管100fとによって二重管構造となっている。ステンレス鋼管100fに使用されるステンレス材料は、クロムを16〜18%含むフェライト系ステンレス、或はニッケルを3〜5%、クロムを15〜17.5%、銅を3〜5%含む析出硬化系ステンレスが選択される。
図6は、電磁誘導加熱ユニットの断面図である。図6において、電磁誘導加熱ユニット6は、アキューム管10fのうち被加熱部分を径方向外側から覆うように配置されており、電磁誘導加熱によって被加熱部分を加熱する。アキューム管10fの被加熱部分は、内側の銅管と外側のステンレス鋼管100fとによって二重管構造となっている。ステンレス鋼管100fに使用されるステンレス材料は、クロムを16〜18%含むフェライト系ステンレス、或はニッケルを3〜5%、クロムを15〜17.5%、銅を3〜5%含む析出硬化系ステンレスが選択される。
電磁誘導加熱ユニット6は、先ずアキューム管10fに位置決めされ、次に上端近傍が第1六角ナット61によって固定され、最後に下端近傍が第2六角ナット66によって固定される。
コイル68は、ボビン本体65の外側においてアキューム管10fの延びる方向を軸方向として螺旋状に巻き付けられている。コイル68は、フェライトケース71の内側に収容されている。フェライトケース71は、第1フェライト部98及び第2フェライト部99をさらに収容している。
第1フェライト部98は、透磁率の高いフェライトによって成形されており、コイル68に電流を流した際に、ステンレス鋼管100f以外の部分にも生じる磁束を集めて磁束の通り道を形成する。第1フェライト部98は、フェライトケース71の両端側に位置する。
第2フェライト部99についても、配置位置および形状は第1フェライト部98と異なるが、機能は第1フェライト部98と同様であり、フェライトケース71の収容部のうちボビン本体65の外側近傍の位置に配置される。
<空気調和装置の動作>
空気調和装置1では、四路切換弁22によって、冷房運転および暖房運転のいずれか一方に切り換えることが可能である。
空気調和装置1では、四路切換弁22によって、冷房運転および暖房運転のいずれか一方に切り換えることが可能である。
(冷房運転)
冷房運転では、四路切換弁22が、図1の点線で示された状態に設定される。この状態で圧縮機21が運転されたとき、冷媒回路10では、室外熱交換器23が凝縮器となり、室内熱交換器41が蒸発器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。
冷房運転では、四路切換弁22が、図1の点線で示された状態に設定される。この状態で圧縮機21が運転されたとき、冷媒回路10では、室外熱交換器23が凝縮器となり、室内熱交換器41が蒸発器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。
圧縮機21から吐出された高圧の冷媒は、室外熱交換器23で室外空気と熱交換して凝縮する。室外熱交換器23を通過した冷媒は、膨張弁24を通過する際に減圧され、その後に室内熱交換器41で室内空気と熱交換して蒸発する。そして、冷媒との熱交換によって温度低下した室内空気は、空調対象空間に吹き出される。室内熱交換器41を通過した冷媒は、圧縮機11へ吸入されて圧縮される。
(暖房運転)
暖房運転では、四路切換弁22が、図1の実線で示された状態に設定される。この状態で圧縮機21が運転されたとき、冷媒回路10では、室外熱交換器23が蒸発器となり、室内熱交換器41が凝縮器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。
暖房運転では、四路切換弁22が、図1の実線で示された状態に設定される。この状態で圧縮機21が運転されたとき、冷媒回路10では、室外熱交換器23が蒸発器となり、室内熱交換器41が凝縮器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。
圧縮機21から吐出された高圧の冷媒は、室内熱交換器41で室内空気と熱交換して凝縮する。そして、冷媒との熱交換によって温度上昇した室内空気は、空調対象空間に吹き出される。凝縮した冷媒は、膨張弁24を通過する際に減圧された後、室外熱交換器23で室外空気と熱交換して蒸発する。室外熱交換器23を通過した冷媒は、圧縮機11へ吸入されて圧縮される。
暖房運転の起動時、特に、圧縮機21が十分に暖まっていないとき、電磁誘導加熱ユニット6が冷媒を加熱することによって起動時の能力不足を補うことができる。
(除霜運転)
外気温が−5℃〜5℃のときに、暖房運転がおこなわれたとき、空気中に含まれる水分が室外熱交換器23の表面で結露し、霜となり或は氷結して室外熱交換器の表面を覆い、熱交換性能が低下させる。室外熱交換器23に付着した霜、或は氷を融かすために除霜運転が行われる。除霜運転は、冷房運転と同じサイクルで行われる。
外気温が−5℃〜5℃のときに、暖房運転がおこなわれたとき、空気中に含まれる水分が室外熱交換器23の表面で結露し、霜となり或は氷結して室外熱交換器の表面を覆い、熱交換性能が低下させる。室外熱交換器23に付着した霜、或は氷を融かすために除霜運転が行われる。除霜運転は、冷房運転と同じサイクルで行われる。
圧縮機21から吐出された高圧の冷媒は、室外熱交換器23で室外空気と熱交換して凝縮する。その冷媒からの放熱によって、室外熱交換器23を覆う霜、或は氷が融かされる。凝縮した冷媒は、膨張弁24を通過する際に減圧され、その後に室内熱交換器41で室内空気と熱交換して蒸発する。このとき、室内ファン42は停止している。なぜなら、室内ファン42が稼動すると、空調対象空間に冷やされた空気が吹き出されて快適性を損なうからである。そして、室内熱交換器41を通過した冷媒は、圧縮機11へ吸入されて圧縮される。
また、除霜運転時、電磁誘導加熱ユニット6がアキューム管10fを加熱することによって、圧縮機21は暖められた冷媒を圧縮することができる。その結果、圧縮機21から吐出するガス冷媒の温度が上昇し、霜を融かすために必要な時間が短縮する。さらに、除霜運転から暖房運転への復帰が早まる。
また、除霜運転時、ホットガスバイパス10hにも圧縮機21から吐出された高圧の冷媒が流される。室外機2の底板2b上に氷が成長している場合でも、その氷はホットガスバイパス10hを通る冷媒からの放熱によって融かされる。そのとき発生した水は、排水口86a〜86eから排水される。また、排水口86a〜86eもホットガスバイパス10hによって加熱されるので、排水口86a〜86eが凍結によって塞がれることは防止される。
(電磁誘導加熱ユニットの電流制限制御)
空気調和装置1では、電磁誘導加熱ユニット6の電流値の上限を制限する電流制限制御が行われている。上述したように、暖房運転の起動時および除霜運転において、電磁誘導加熱ユニット6による冷媒の加熱が行われる。そして、この電磁誘導加熱ユニット6による加熱は、電流制限制御により導出される電磁誘導加熱ユニット6の電流値の上限以下になるように行われることになる。図7に基づいて、電磁誘導加熱ユニット6の電流制限制御について説明する。なお、図7は、圧縮機21にかかる電流値と電磁誘導加熱ユニットにかかる電流値の上限とを関連づけた表である。
空気調和装置1では、電磁誘導加熱ユニット6の電流値の上限を制限する電流制限制御が行われている。上述したように、暖房運転の起動時および除霜運転において、電磁誘導加熱ユニット6による冷媒の加熱が行われる。そして、この電磁誘導加熱ユニット6による加熱は、電流制限制御により導出される電磁誘導加熱ユニット6の電流値の上限以下になるように行われることになる。図7に基づいて、電磁誘導加熱ユニット6の電流制限制御について説明する。なお、図7は、圧縮機21にかかる電流値と電磁誘導加熱ユニットにかかる電流値の上限とを関連づけた表である。
電流制限制御では、圧縮機21にかかる電流値(第1電流値)と、室外ファン26にかかる電流値(第2電流値)と、室内ユニットにかかる電流値(第3電流値)と、電磁誘導加熱ユニット6にかかる電流値(第4電流値)との総和(総合電流値)が30A未満になるように、第4電流値の上限を制限している。なお、第1電流値は、圧縮機21にかかる電流値(実測値)に、その電流値のデータの伝送遅れと実測された値の検出バラツキとのマージンを含めた値であり、実測値に1.15を乗じて導出される。また、第2電流値は、0.67Aの固定値が設定されている。この第2電流値に割り当てられる固定値は、機種によって異なり0.67Aに限定するものではない。また、第3電流値は、1.7Aにその電流値の伝送遅れ(マージン)を含めた固定値であり、1.7Aに1.25(マージン)を乗じた2.13Aである。また、電磁誘導加熱ユニット6は、100%の電流の出力値が5.9Aであり、第4電流値は、その上限値を100%、90%、80%、70%、60%、50%、および0%に制限される。
上述のように、第4電流値の上限を制限すると、本実施形態では第1電流値の増減に併せて第4電流値の上限を制限することになる。具体的には、図7のように、圧縮機21にかかる電流値が17.4A未満の場合に電磁誘導加熱ユニット6にかかる電流値の上限が5.9Aの100%に、圧縮機21にかかる電流値が17.4A以上18A未満の場合に電磁誘導加熱ユニット6にかかる電流値の上限が90%に、圧縮機21にかかる電流値が18A以上18.5A未満の場合に電磁誘導加熱ユニット6にかかる電流値の上限が80%に、圧縮機21にかかる電流値が18.5A以上19A未満の場合に電磁誘導加熱ユニット6にかかる電流値の上限が70%に、圧縮機21にかかる電流値が19A以上19.5A未満の場合に電磁誘導加熱ユニット6にかかる電流値の上限が60%に、圧縮機21にかかる電流値が19.5A以上20.5A未満の場合に電磁誘導加熱ユニット6にかかる電流値の上限が50%に制限されることになる。なお、このときの、圧縮機21にかかる電流値と電磁誘導加熱ユニットに係る電流値の上限および空気調和装置1にかかる電流値の関係を表すグラフが図8である。このように、空気調和装置1では、圧縮機21かかる電流値が増加すると、電磁誘導加熱ユニット6にかかる電流値の上限を減少させている。このため、圧縮機21に対する負荷が大きい場合になると、電磁誘導加熱ユニット6にかかる電流値の上限を抑えることになり、圧縮機21の能力を低減させずに運転を行うことができる。
<特徴>
本発明の空気調和装置では、第1電流値、第2電流値、および第3電流値の総和である総合電流値と、第4電流値の上限との合計値が、30A未満になるように、第4電流値の上限が決定されており、第4電流値は、決定された上限以下の値になるように制御部によって制御される。また、空気調和装置1では、圧縮機21かかる電流値が増加すると、電磁誘導加熱ユニット6にかかる電流値の上限を減少させている。
本発明の空気調和装置では、第1電流値、第2電流値、および第3電流値の総和である総合電流値と、第4電流値の上限との合計値が、30A未満になるように、第4電流値の上限が決定されており、第4電流値は、決定された上限以下の値になるように制御部によって制御される。また、空気調和装置1では、圧縮機21かかる電流値が増加すると、電磁誘導加熱ユニット6にかかる電流値の上限を減少させている。
このため、圧縮機21に対する負荷が大きい場合になると、電磁誘導加熱ユニット6にかかる電流値の上限を抑えることになり、無駄に電磁誘導加熱ユニット6を作動させることを防ぐことができ、また、圧縮機21の能力を低減させることを極力少なくすることができる。このため、電磁誘導加熱ユニット6を作動させる運転であって、空気調和装置1にかかる電流値の総和が30Aを超えそうになると、電磁誘導加熱ユニット6の出力を優先的に低下させることができ、圧縮機21を優先的に駆動させることができる。これにより、効率よく運転を行うことができる。
<変形例>
(1)
上記実施形態に係る空気調和装置1では、熱源ユニットとしての室外機2が1台に対して利用ユニットとしての室内機4が1台のペア式の空気調和装置1であるが、ペア式に限らずに、利用ユニットとしての室内機が複数台のマルチ式の空気調和装置であっても良い。なお、この場合には、複数台の室内機にかかる電流値である第3電流値を、室内機1台あたりの電流値と利用ユニットの台数とを乗じることにより導出することになる。
(1)
上記実施形態に係る空気調和装置1では、熱源ユニットとしての室外機2が1台に対して利用ユニットとしての室内機4が1台のペア式の空気調和装置1であるが、ペア式に限らずに、利用ユニットとしての室内機が複数台のマルチ式の空気調和装置であっても良い。なお、この場合には、複数台の室内機にかかる電流値である第3電流値を、室内機1台あたりの電流値と利用ユニットの台数とを乗じることにより導出することになる。
(2)
上記実施形態に係る空気調和装置1では、暖房運転時においてもデフロスト運転時においても、電流制限制御を行うのに同様の条件で行っているが、これに限らない。例えば、デフロスト運転時においては、暖房運転時とは異なり、室外ファン26を停止させるため、総合電流値を室外ファン26にかかる電流値(第2電流値)をゼロとして導出しても良い。その上で、デフロスト運転時の総合電流値が30Aを超えないように電磁誘導加熱ユニット6にかかる電流値の上限値の導出を行っても良い。また、暖房運転時とデフロスト運転時とに分けて、電流制限制御にかかる第1電流値と第4電流値の上限とを関連づけた2種類のマップをそれぞれ有するようにしても良い。
上記実施形態に係る空気調和装置1では、暖房運転時においてもデフロスト運転時においても、電流制限制御を行うのに同様の条件で行っているが、これに限らない。例えば、デフロスト運転時においては、暖房運転時とは異なり、室外ファン26を停止させるため、総合電流値を室外ファン26にかかる電流値(第2電流値)をゼロとして導出しても良い。その上で、デフロスト運転時の総合電流値が30Aを超えないように電磁誘導加熱ユニット6にかかる電流値の上限値の導出を行っても良い。また、暖房運転時とデフロスト運転時とに分けて、電流制限制御にかかる第1電流値と第4電流値の上限とを関連づけた2種類のマップをそれぞれ有するようにしても良い。
したがって、熱源側送風機にかかる電流値の分だけ、第4電流値を確保することができる。このため、デフロスト運転の際に、電磁誘導加熱ユニットを極力作動させることができ、デフロスト運転を速やかに行うことができる。
(3)
上記実施形態に係る空気調和装置1では、室外ファン26にかかる電流値である第2電流値として固定値が設定されているが、これに限らずに実測値でも構わない。また、同様に、室内機にかかる電流値である第3電流値にも固定値が設定されているが、これに限らずに実測値でも構わない。
上記実施形態に係る空気調和装置1では、室外ファン26にかかる電流値である第2電流値として固定値が設定されているが、これに限らずに実測値でも構わない。また、同様に、室内機にかかる電流値である第3電流値にも固定値が設定されているが、これに限らずに実測値でも構わない。
本発明によれば、寒冷地向け空気調和装置に有用である。
1 空気調和装置
2 室外機(熱源ユニット)
4 室内機(利用ユニット)
6 電磁誘導加熱ユニット
11 制御部
21 圧縮機(圧縮機構)
22 四路切換弁(切換機構)
23 室外熱交換器(熱源側熱交換器)
26 室外ファン(熱源側送風機)
41 室内熱交換器(利用側熱交換器)
10F アキューム管(冷媒配管)
2 室外機(熱源ユニット)
4 室内機(利用ユニット)
6 電磁誘導加熱ユニット
11 制御部
21 圧縮機(圧縮機構)
22 四路切換弁(切換機構)
23 室外熱交換器(熱源側熱交換器)
26 室外ファン(熱源側送風機)
41 室内熱交換器(利用側熱交換器)
10F アキューム管(冷媒配管)
Claims (8)
- 圧縮機構(21)と熱源側熱交換器(23)と前記熱源側熱交換器の熱交換効率を促進する熱源側送風機(26)とを有する熱源ユニット(2)と、
膨張機構(24)と、
利用側熱交換器(41)を有する利用ユニット(4)と、
前記膨張機構と前記圧縮機との間の少なくとも1カ所における冷媒配管(10f)および/または前記冷媒配管中を流れる冷媒と熱的接触をする部材を加熱する電磁誘導加熱ユニット(6)と、
前記圧縮機構にかかる第1電流値、あるいは、前記熱源側送風機にかかる第2電流値および/または前記利用ユニットにかかる第3電流値を前記第1電流値に加えて導出した総合電流値の大きさに応じて、前記電磁誘導加熱ユニットにかかる第4電流値の上限を変更する制御部(11)と、
を備える空気調和装置(1)。 - 前記第4電流値の上限は、前記総合電流値と前記第4電流値の上限との合計値が、所定値未満になるように決定される、
請求項1に記載の空気調和装置(1)。 - 前記制御部は、少なくとも実測された前記第1電流値に基づいて、前記総合電流値を導出する、
請求項1または2に記載の空気調和装置(1)。 - 前記制御部は、少なくとも実測された前記第2電流値に基づいて、前記総合電流値を導出する、
請求項1から3のいずれかに記載の空気調和装置(1)。 - 前記利用ユニットは、複数台あり、
前記制御部は、前記利用ユニット1台あたりの電流値と前記利用ユニットの台数とに基づいて、前記第3電流値を導出する、
請求項1から4のいずれかに記載の空気調和装置。 - 前記熱源ユニットは、前記熱源側熱交換器を前記圧縮機において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、前記利用側熱交換器を前記熱源側熱交換器において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させる冷房運転状態と、前記利用側熱交換器を前記圧縮機において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、前記熱源側熱交換器を前記熱源側熱交換器において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させる暖房運転状態とに、切り換えることができる切換機構(22)をさらに有し、
前記電磁誘導加熱ユニットは、前記切換機構が前記暖房運転状態の場合に、動作する、
請求項1から5のいずれかに記載の空気調和装置(1)。 - 前記電磁誘導加熱ユニットは、前記熱源側熱交換器に霜付が発生した場合に行われる、前記霜付を除去するデフロスト運転中に、動作し、
前記熱源側送風機は、前記デフロスト運転中に停止し、
前記制御部は、前記デフロスト運転中に、少なくとも前記第1電流値を含み、かつ、前記第2電流値を除外して導出されるデフロスト総合電流値を、前記総合電流値として導出する、
請求項1から6のいずれかに記載の空気調和装置(1)。 - 前記制御部は、前記暖房運転状態において、前記総合電流値と前記電磁誘導加熱ユニットの電流値の出力上限とを関連づけた第1マップに基づいて、前記電磁誘導加熱ユニットの電流値の出力上限を変更し、前記デフロスト運転中において、前記第1総合電流値と前記加熱手段の出力上限とを関連づけた第2マップに基づいて、前記電磁誘導加熱ユニットの電流値の出力上限を変更する、
請求項7に記載の空気調和装置(1)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009069100A JP2010223454A (ja) | 2009-03-19 | 2009-03-19 | 空気調和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2009069100A JP2010223454A (ja) | 2009-03-19 | 2009-03-19 | 空気調和装置 |
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JP2010223454A true JP2010223454A (ja) | 2010-10-07 |
Family
ID=43040835
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JP2009069100A Pending JP2010223454A (ja) | 2009-03-19 | 2009-03-19 | 空気調和装置 |
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JP (1) | JP2010223454A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108444047A (zh) * | 2018-02-14 | 2018-08-24 | 青岛海尔空调器有限总公司 | 空调器除霜控制方法 |
WO2018221613A1 (ja) | 2017-05-31 | 2018-12-06 | ダイキン工業株式会社 | 冷凍装置の気液分離ユニット、及び冷凍装置 |
-
2009
- 2009-03-19 JP JP2009069100A patent/JP2010223454A/ja active Pending
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