JP2526716B2 - 空気調和装置 - Google Patents
空気調和装置Info
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- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/52—Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency
Landscapes
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Description
本発明は、ヒートポンプ式冷凍サイクルの構成機器と
して蓄熱熱交換器をもつ蓄熱式圧縮機を備えた空気調和
装置に関する。
して蓄熱熱交換器をもつ蓄熱式圧縮機を備えた空気調和
装置に関する。
従来、この種の空気調和装置として、例えば第４図に
示すようなものが知られている。この空気調和装置は、
蓄熱熱交換器12を外周にもつ蓄熱式圧縮機11,四路切換
弁13,室内熱交換器14,減圧装置としての第１電動弁15お
よび室外熱交換器16を順次管路17a〜17fで連通し、ヒー
トポンプ式の冷凍サイクルを構成している。また、室内
熱交換器14と第１電動弁15の間の管路17cを第２電動弁1
8を有する第１管路19で上記蓄熱熱交換器12の一端12aに
連通し、この蓄熱熱交換器12の他端12bを第２管路20に
より室外熱交換器16と第１電動弁15の間の管路17dに連
通している。なお、上記蓄熱熱交換器12は、圧縮機11か
ら放出される熱を得て溶融する高温の蓄熱材（例えば融
点58℃）と、第1,第２管路19,20および熱交換器のチュ
ーブを介してこの蓄熱材中を貫流する上記冷凍サイクル
の低温の冷媒液との間で熱交換を行なわせるものであ
る。 そして、通常の暖房運転中は、第２電動弁18を閉じ
て、冷媒を図中の実線矢印の如く管路17a〜17fのみに循
環させ、蓄熱式圧縮機11の吐出ポートP0からの高温高圧
の冷媒ガスを室内熱交換器14で凝縮させて潜熱を室内空
気に与え、低温となった高圧の冷媒液を第１電動弁15で
減圧した後、室外熱交換器16で蒸発させて外気から熱を
得て低温低圧の冷媒ガスとし、アキュムレータ21を経て
蓄熱式圧縮機11の吸込ポートPiに吸い込む。また、寒冷
期に室外熱交換器16が凍結（フロスト）した場合や暖房
運転開始時には、第２電動弁18を全開し、管路17cから
の低温高圧の冷媒液を、図中の１点鎖線矢印の如く圧縮
機11の蓄熱熱交換器12に通して高温にし、管路17d内の
冷媒液に合流させることによって、室外熱交換器16のデ
フロストを行ないあるいは暖房運転開示時の負荷の軽減
を図っている。 なお、冷房運転時は、四路切換弁13を切り換えて冷媒
を図中の破線矢印の如く循環させ、室内熱交換器14で冷
媒の蒸発により奪った室内の熱を、室外熱交換器16にお
ける冷媒の凝縮で外気に放出する。
示すようなものが知られている。この空気調和装置は、
蓄熱熱交換器12を外周にもつ蓄熱式圧縮機11,四路切換
弁13,室内熱交換器14,減圧装置としての第１電動弁15お
よび室外熱交換器16を順次管路17a〜17fで連通し、ヒー
トポンプ式の冷凍サイクルを構成している。また、室内
熱交換器14と第１電動弁15の間の管路17cを第２電動弁1
8を有する第１管路19で上記蓄熱熱交換器12の一端12aに
連通し、この蓄熱熱交換器12の他端12bを第２管路20に
より室外熱交換器16と第１電動弁15の間の管路17dに連
通している。なお、上記蓄熱熱交換器12は、圧縮機11か
ら放出される熱を得て溶融する高温の蓄熱材（例えば融
点58℃）と、第1,第２管路19,20および熱交換器のチュ
ーブを介してこの蓄熱材中を貫流する上記冷凍サイクル
の低温の冷媒液との間で熱交換を行なわせるものであ
る。 そして、通常の暖房運転中は、第２電動弁18を閉じ
て、冷媒を図中の実線矢印の如く管路17a〜17fのみに循
環させ、蓄熱式圧縮機11の吐出ポートP0からの高温高圧
の冷媒ガスを室内熱交換器14で凝縮させて潜熱を室内空
気に与え、低温となった高圧の冷媒液を第１電動弁15で
減圧した後、室外熱交換器16で蒸発させて外気から熱を
得て低温低圧の冷媒ガスとし、アキュムレータ21を経て
蓄熱式圧縮機11の吸込ポートPiに吸い込む。また、寒冷
期に室外熱交換器16が凍結（フロスト）した場合や暖房
運転開始時には、第２電動弁18を全開し、管路17cから
の低温高圧の冷媒液を、図中の１点鎖線矢印の如く圧縮
機11の蓄熱熱交換器12に通して高温にし、管路17d内の
冷媒液に合流させることによって、室外熱交換器16のデ
フロストを行ないあるいは暖房運転開示時の負荷の軽減
を図っている。 なお、冷房運転時は、四路切換弁13を切り換えて冷媒
を図中の破線矢印の如く循環させ、室内熱交換器14で冷
媒の蒸発により奪った室内の熱を、室外熱交換器16にお
ける冷媒の凝縮で外気に放出する。
ところが、上記従来の空気調和装置は、蓄熱熱交換器
12の蓄熱材に蓄えられた圧縮機11の放熱を、室外熱交換
器16の凍結時および暖房運転開始時のみに利用する構造
であるため、外気温が４〜５℃以上の凍結が生じない季
節や暖房運転が長時間続く場合において、蓄熱材に蓄ら
れた熱を全く利用することができず、蓄熱式圧縮機11が
その本来の蓄熱の役目を果たさず、その結果空気調和装
置の効率が低下し、省エネルギー効果が低下するという
欠点がある。 そこで、本発明の目的は、凍結時および暖房運転開始
時以外にも蓄熱式圧縮機に蓄られた熱を有効利用できる
ように冷凍サイクルの管路を工夫することによって、装
置の効率を上げ、省エネルギー効果を高めることができ
る空気調和装置を提供することにある。
12の蓄熱材に蓄えられた圧縮機11の放熱を、室外熱交換
器16の凍結時および暖房運転開始時のみに利用する構造
であるため、外気温が４〜５℃以上の凍結が生じない季
節や暖房運転が長時間続く場合において、蓄熱材に蓄ら
れた熱を全く利用することができず、蓄熱式圧縮機11が
その本来の蓄熱の役目を果たさず、その結果空気調和装
置の効率が低下し、省エネルギー効果が低下するという
欠点がある。 そこで、本発明の目的は、凍結時および暖房運転開始
時以外にも蓄熱式圧縮機に蓄られた熱を有効利用できる
ように冷凍サイクルの管路を工夫することによって、装
置の効率を上げ、省エネルギー効果を高めることができ
る空気調和装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の空気調和装置は、
第1,2図に例示するように、蓄熱材を有する蓄熱熱交換
器12を外周に備えた蓄熱式の圧縮機11,四路切換弁13,室
内熱交換器14,減圧装置15および室外熱交換器16を順次
管路17a〜17fで連通し、ヒートポンプ式の冷凍サイクル
を構成してなるものにおいて、上記室内熱交換器14と減
圧装置15の間の管路17cを電動弁18を有する第１管路19
で上記蓄熱熱交換器12の一端12aに連通し、上記室外熱
交換器16と減圧装置15の間の管路17dを第１電磁弁１を
有する第２管路20で上記蓄熱熱交換器12の他端12bに連
通するとともに、第１電磁弁１より蓄熱熱交換器12側の
上記第２管路20を第２電磁弁２を有する第３管路３で上
記圧縮機11の吸込ポートPiを連通したことを特徴とす
る。 また、上記空気調和装置に、さらに、上記蓄熱材の温
度Tbを検出する蓄熱材温度センサ10と、暖房運転時に上
記蓄熱材温度センサ10のよる検出温度が所定温度T3以上
であるか否かを判断する蓄熱判定手段５と、上記室外交
換器16がフロスト状態にあるか否かを判断する凍結判定
手段５と、上記蓄熱判定手段５が肯と判断し、かつ上記
凍結判定手段５が否と判断したとき、上記第１電磁弁１
を全閉に、上記第２電磁弁２を開に、上記電動弁18を小
開度に夫々制御して、蓄熱熱交換器12に冷媒液を通して
蓄熱材で気化させつつ圧縮機11の吸込ポートPiへ導く蓄
熱回収制御手段５と、上記蓄熱判定手段５が肯と判断
し、かつ上記凍結判定手段５が肯と判断したとき、上記
電動弁18および第１電磁弁１を全開に、上記第２電磁弁
２を全閉に夫々制御して、蓄熱熱交換器12の貫流する冷
媒液を蓄熱材で加熱しつつ室外熱交換器16へ導くデフロ
スト制御手段５を備えてもよい。
第1,2図に例示するように、蓄熱材を有する蓄熱熱交換
器12を外周に備えた蓄熱式の圧縮機11,四路切換弁13,室
内熱交換器14,減圧装置15および室外熱交換器16を順次
管路17a〜17fで連通し、ヒートポンプ式の冷凍サイクル
を構成してなるものにおいて、上記室内熱交換器14と減
圧装置15の間の管路17cを電動弁18を有する第１管路19
で上記蓄熱熱交換器12の一端12aに連通し、上記室外熱
交換器16と減圧装置15の間の管路17dを第１電磁弁１を
有する第２管路20で上記蓄熱熱交換器12の他端12bに連
通するとともに、第１電磁弁１より蓄熱熱交換器12側の
上記第２管路20を第２電磁弁２を有する第３管路３で上
記圧縮機11の吸込ポートPiを連通したことを特徴とす
る。 また、上記空気調和装置に、さらに、上記蓄熱材の温
度Tbを検出する蓄熱材温度センサ10と、暖房運転時に上
記蓄熱材温度センサ10のよる検出温度が所定温度T3以上
であるか否かを判断する蓄熱判定手段５と、上記室外交
換器16がフロスト状態にあるか否かを判断する凍結判定
手段５と、上記蓄熱判定手段５が肯と判断し、かつ上記
凍結判定手段５が否と判断したとき、上記第１電磁弁１
を全閉に、上記第２電磁弁２を開に、上記電動弁18を小
開度に夫々制御して、蓄熱熱交換器12に冷媒液を通して
蓄熱材で気化させつつ圧縮機11の吸込ポートPiへ導く蓄
熱回収制御手段５と、上記蓄熱判定手段５が肯と判断
し、かつ上記凍結判定手段５が肯と判断したとき、上記
電動弁18および第１電磁弁１を全開に、上記第２電磁弁
２を全閉に夫々制御して、蓄熱熱交換器12の貫流する冷
媒液を蓄熱材で加熱しつつ室外熱交換器16へ導くデフロ
スト制御手段５を備えてもよい。
寒冷期に室外熱交換器16が凍結した場合および暖房運
転開示時には、電動弁18および第１電磁弁１を全開かつ
第２電磁弁２を全閉にし、室内熱交換器14と減圧装置15
の間の管路17cから分流する低温高圧の冷媒液を、第１
管路19を経て圧縮機11の蓄熱熱交換器12に通して高温に
し、第２管路20を経て室外熱交換器16へ向かう管路17d
内の冷媒液に合流させる。これにより、室外熱交換器16
のデフロストが行なわれ、あるいは暖房運転開始時に負
荷の軽減が図られる。 一方、外気温が高くて凍結が生じない季節および長時
間に亙る暖房運転中においては、第１電磁弁１を全閉
に、第２電磁弁２を開に、電動弁18を小開度に夫々し
て、上記管路17cから分流する冷媒液を第１管路19を経
て圧縮機11の蓄熱熱交換器12に通して気化させ、第２管
路20,第３管路３を経て圧縮機11の吸込ポートPiに導
く。これにより、暖房時に冷媒液の一部が、室外熱交換
器16を経ることなく、圧縮機11の放熱によって気化され
て圧縮機11に吸い込まれるので、上記放熱が有効に用い
られて空気調和装置の効率が上昇し、省エネルギー効果
が向上する。 なお、上記空気調和装置に、さらに、蓄熱材温度セン
サ10,蓄熱判定手段5,凍結判定手段5,蓄熱回収制御手段
5,デフロスト制御手段５を備えれば、デフロスト制御手
段５は、蓄熱判定手段５が肯つまり蓄熱状態を判断し、
かつ凍結判定手段５が肯つまり凍結（フロスト）状態と
判断したとき、電動弁18および第１電磁弁１を全開かつ
第２電磁弁２を全開に夫々制御する。また、蓄熱回収制
御手段５は、蓄熱判定手段５が肯と判断し、かつ凍結判
定手段５が否つまりフロストが生じ得ないと判断したと
き、第１電磁弁１を全開に、第２電磁弁２を開に、電動
弁18を小開度に夫々制御する。従って、自動的に上述と
同様の経路で冷媒液が流れ、自動的に凍結時にデフロス
トが行なわれ、凍結しない季節または長時間に亙る暖房
運転中に空気調和装置の効率が上昇し、省エネルギー効
果が向上する。
転開示時には、電動弁18および第１電磁弁１を全開かつ
第２電磁弁２を全閉にし、室内熱交換器14と減圧装置15
の間の管路17cから分流する低温高圧の冷媒液を、第１
管路19を経て圧縮機11の蓄熱熱交換器12に通して高温に
し、第２管路20を経て室外熱交換器16へ向かう管路17d
内の冷媒液に合流させる。これにより、室外熱交換器16
のデフロストが行なわれ、あるいは暖房運転開始時に負
荷の軽減が図られる。 一方、外気温が高くて凍結が生じない季節および長時
間に亙る暖房運転中においては、第１電磁弁１を全閉
に、第２電磁弁２を開に、電動弁18を小開度に夫々し
て、上記管路17cから分流する冷媒液を第１管路19を経
て圧縮機11の蓄熱熱交換器12に通して気化させ、第２管
路20,第３管路３を経て圧縮機11の吸込ポートPiに導
く。これにより、暖房時に冷媒液の一部が、室外熱交換
器16を経ることなく、圧縮機11の放熱によって気化され
て圧縮機11に吸い込まれるので、上記放熱が有効に用い
られて空気調和装置の効率が上昇し、省エネルギー効果
が向上する。 なお、上記空気調和装置に、さらに、蓄熱材温度セン
サ10,蓄熱判定手段5,凍結判定手段5,蓄熱回収制御手段
5,デフロスト制御手段５を備えれば、デフロスト制御手
段５は、蓄熱判定手段５が肯つまり蓄熱状態を判断し、
かつ凍結判定手段５が肯つまり凍結（フロスト）状態と
判断したとき、電動弁18および第１電磁弁１を全開かつ
第２電磁弁２を全開に夫々制御する。また、蓄熱回収制
御手段５は、蓄熱判定手段５が肯と判断し、かつ凍結判
定手段５が否つまりフロストが生じ得ないと判断したと
き、第１電磁弁１を全開に、第２電磁弁２を開に、電動
弁18を小開度に夫々制御する。従って、自動的に上述と
同様の経路で冷媒液が流れ、自動的に凍結時にデフロス
トが行なわれ、凍結しない季節または長時間に亙る暖房
運転中に空気調和装置の効率が上昇し、省エネルギー効
果が向上する。
以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。 第１図の空気調和装置は、第４図で述べた従来の装置
の第２管路20に第１電磁弁１を設けるとともに、この第
１電磁弁１より蓄熱熱交換器12側の第２管路20を、第２
電磁弁２を有する第３管路３によりアキュムレータ21の
上流側の管路17fに連通してなり、第４図と同じ部材に
は同一番号を付している。 第２図は、第１図の空気調和装置の電磁弁等を制御す
る制御回路のブロック図である。この制御回路は、後述
する各手段としてのマイクロコンピュータ５に、インバ
ータ制御回路６を介して圧縮機11を、電動弁制御回路７
を介して第1,第２電動弁15,18を、電磁弁制御回路８を
介して上記第1,第２電磁弁1,2を夫々接続するととも
に、凍結判定手段の一部としての外気温度を検出する外
気温度センサ９と、蓄熱熱交換器12内の蓄熱材の温度を
検出する蓄熱材温度センサ10（第１図参照）を接続して
構成される。 上記マイクロコンピュータ５は、第３図のフローチャ
ートに示すように、暖房運転時のみに（第３図のS1）、
第２電動弁18を閉じて蓄熱熱交換器12内の蓄熱材への圧
縮機放熱の蓄熱に必要な一定の蓄熱時間t1の計時を始め
（第３図のS2）、計時が終了すると（第３図のS3）蓄熱
材温度センサ10の検出温度Tbが、蓄熱材の融点（例えば
58℃）よりも高い一定温度T3（例えば60℃）以上か否か
を判断し（蓄熱判定手段，第３図のS4）、肯と判断すれ
ば、十分蓄熱されたとして次の処理（第３図のS5以下）
に移る一方、否と判断すれば再度蓄熱時間t1を計時して
蓄熱を行なわせる（第３図のS2）。 次に、マイクロコンピュータ５は、外気温度センサ９
の検出温度Taが、フロストの生じない一定温度T1（例え
ば５℃）以上か否かを判断し（第１の凍結判定手段，第
３図のS5）、肯と判断すれば、デフトロスト制御が不要
として蓄熱回収制御（蓄熱回収制御手段，第３図のS6）
に移る一方、否と判断すれば、例えば外気温度センサ９
の検出温度Taが一定温度T0,（例えば０℃）以下か否か
デフロスト条件成立の有無を判断する（第２の凍結判定
手段，第３図のS8）。そして、デフロスト条件成立な
ら、デフロスト制御（デフロスト制御手段，第３図のS
9）に、不成立なら、上記蓄熱回収制御に夫々移行す
る。 上記蓄熱回収制御手段は、第１電磁弁１を全閉に、第
２電磁弁２を開に、第２電動弁18を小開度に夫々制御し
て、管路17cから分流する低温高圧の冷媒液を、第１管
路19から蓄熱熱交換器12に通して蓄熱材に蓄えられた熱
で気化させ、第２管路20,第３管路3,アキュムレータ21
を経て圧縮機11の吸込ポートPiに導く。そして、冷媒液
に熱が奪われて蓄熱材温度センサ10の検出温度Tbが、蓄
熱材の融点よりも低い一定温度T2（例えば50℃）以下に
なると（第３図のS7）、もはや蓄熱材から熱が得られな
いとして最初の蓄熱ステップ（第３図のS2）に戻る。 一方、上記デフロスト制御手段は、第２電動弁18およ
び第１電磁弁１を全開に、第２電磁弁２を全閉に夫々制
御して、管路17cから分流する低温高圧の冷媒液を、第
１管路19かた蓄熱熱交換器12に通して蓄熱材に蓄えられ
た熱で加熱し、高温の冷媒液を第２管路20を経て室外熱
交換器16へ向かう管路17d内の冷媒液に合流させる。そ
して、上述と同様に蓄熱材が授熱で凝固し、その温度が
上記一定温度T2以下になると（第３図のS10）、もはや
蓄熱材から熱が得られないとして最初の蓄熱ステップ
（第３図のS2）に戻る。 上記構成の空気調和装置は、次のように動作する。 いま、寒冷期の暖房運転中に外気温度TaがT0以下にな
って、室外熱交換器16が凍結したとする。マイクロコン
ピュータ５は、第２電動弁18を閉じて蓄熱時間t1単位で
通常の暖房運転をしており、圧縮機11の放熱を蓄熱熱交
換器12内の蓄熱材に蓄え（第３図のS2,S3）、蓄熱材の
温度Tbがその融点より高いT3以上になると（第３図のS
4）、外気温度TaがT1未満（第３図のS5）かつT0以下で
デフロスト条件成立（第３図のS8）と判断して、上述の
デフロスト制御（第３図のS9）を行なう。これにより、
蓄熱熱交換器12の蓄熱材に蓄えられた熱は、総て管路17
cから分流する冷媒液の加熱昇温に用いられ、高温とな
った冷媒液が、管路17dを経て室外熱交換器16に送ら
れ、室外熱交換器16のデフロストがなされる。 一方、外気温度TaがT1以上で凍結が生じない季節に、
暖房運転を行なう場合、マイクロコンピュータ５は、上
述と同様にt1時間単位の通常運転で蓄熱により蓄熱材の
温度TbがT3以上になると（第３図のS4）、外気温度Taが
T1以上（第３図のS5）と判断して、上述の蓄熱回収制御
（第３図のS6）を行なう。これにより、蓄熱熱交換器12
の蓄熱材に蓄えられた熱は、総て管路17cから分流する
冷媒液の気化に用いられ、気化した冷媒ガスが、第３管
路３を経て圧縮機11の吸込ポートPiに吸い込まれ、その
分だけ圧縮機11の負荷が軽減される。つまり、圧縮機11
の回転数を蓄熱回収制御前と同じにすれば、室内熱交換
器14による暖房能力が増加し、暖房能力を蓄熱回収制御
前と同じにするなら、圧縮機11の回転数が減少して、圧
縮機11の放熱の有効利用により空気調和装置の効率が上
昇し、省エネルギー効果が向上する。 このように、本発明では、第２管路20に第１電磁弁１
を設け、この第１電磁弁１より蓄熱熱交換器12側の第２
管路20を、第２電磁弁２を有する第３管路３で圧縮機11
の吸込ポートPiに連通したので、凍結の生じない季節の
暖房運転においても、蓄熱式圧縮機11に蓄えられた熱を
有効利用できて、空気調和装置の効率を上げ、省エネル
ギー効果を高めうるのである。 なお、上記実施例では、外気温度センサ9,蓄熱材温度
センサ10およびこれらの検出信号に基づいて第２電動弁
18と第1,第２電磁弁1,2を適宜制御するマイクロコンピ
ュータ５をさらに備えているので、各弁をマニュアル操
作せずとも自動的にデフロスト制御および蓄熱回収制御
ができるという利点がある。尚、上記実施例の第１の凍
結判定手段である第３図のステップS5は、省略してもよ
く、またこの手段を室外熱交換器16の表面に接する表面
温度センサに置き換えることもできる。さらに凍結判定
手段を外気温度センサ９でなく上記表面温度センサのみ
にすることも可能である。
の第２管路20に第１電磁弁１を設けるとともに、この第
１電磁弁１より蓄熱熱交換器12側の第２管路20を、第２
電磁弁２を有する第３管路３によりアキュムレータ21の
上流側の管路17fに連通してなり、第４図と同じ部材に
は同一番号を付している。 第２図は、第１図の空気調和装置の電磁弁等を制御す
る制御回路のブロック図である。この制御回路は、後述
する各手段としてのマイクロコンピュータ５に、インバ
ータ制御回路６を介して圧縮機11を、電動弁制御回路７
を介して第1,第２電動弁15,18を、電磁弁制御回路８を
介して上記第1,第２電磁弁1,2を夫々接続するととも
に、凍結判定手段の一部としての外気温度を検出する外
気温度センサ９と、蓄熱熱交換器12内の蓄熱材の温度を
検出する蓄熱材温度センサ10（第１図参照）を接続して
構成される。 上記マイクロコンピュータ５は、第３図のフローチャ
ートに示すように、暖房運転時のみに（第３図のS1）、
第２電動弁18を閉じて蓄熱熱交換器12内の蓄熱材への圧
縮機放熱の蓄熱に必要な一定の蓄熱時間t1の計時を始め
（第３図のS2）、計時が終了すると（第３図のS3）蓄熱
材温度センサ10の検出温度Tbが、蓄熱材の融点（例えば
58℃）よりも高い一定温度T3（例えば60℃）以上か否か
を判断し（蓄熱判定手段，第３図のS4）、肯と判断すれ
ば、十分蓄熱されたとして次の処理（第３図のS5以下）
に移る一方、否と判断すれば再度蓄熱時間t1を計時して
蓄熱を行なわせる（第３図のS2）。 次に、マイクロコンピュータ５は、外気温度センサ９
の検出温度Taが、フロストの生じない一定温度T1（例え
ば５℃）以上か否かを判断し（第１の凍結判定手段，第
３図のS5）、肯と判断すれば、デフトロスト制御が不要
として蓄熱回収制御（蓄熱回収制御手段，第３図のS6）
に移る一方、否と判断すれば、例えば外気温度センサ９
の検出温度Taが一定温度T0,（例えば０℃）以下か否か
デフロスト条件成立の有無を判断する（第２の凍結判定
手段，第３図のS8）。そして、デフロスト条件成立な
ら、デフロスト制御（デフロスト制御手段，第３図のS
9）に、不成立なら、上記蓄熱回収制御に夫々移行す
る。 上記蓄熱回収制御手段は、第１電磁弁１を全閉に、第
２電磁弁２を開に、第２電動弁18を小開度に夫々制御し
て、管路17cから分流する低温高圧の冷媒液を、第１管
路19から蓄熱熱交換器12に通して蓄熱材に蓄えられた熱
で気化させ、第２管路20,第３管路3,アキュムレータ21
を経て圧縮機11の吸込ポートPiに導く。そして、冷媒液
に熱が奪われて蓄熱材温度センサ10の検出温度Tbが、蓄
熱材の融点よりも低い一定温度T2（例えば50℃）以下に
なると（第３図のS7）、もはや蓄熱材から熱が得られな
いとして最初の蓄熱ステップ（第３図のS2）に戻る。 一方、上記デフロスト制御手段は、第２電動弁18およ
び第１電磁弁１を全開に、第２電磁弁２を全閉に夫々制
御して、管路17cから分流する低温高圧の冷媒液を、第
１管路19かた蓄熱熱交換器12に通して蓄熱材に蓄えられ
た熱で加熱し、高温の冷媒液を第２管路20を経て室外熱
交換器16へ向かう管路17d内の冷媒液に合流させる。そ
して、上述と同様に蓄熱材が授熱で凝固し、その温度が
上記一定温度T2以下になると（第３図のS10）、もはや
蓄熱材から熱が得られないとして最初の蓄熱ステップ
（第３図のS2）に戻る。 上記構成の空気調和装置は、次のように動作する。 いま、寒冷期の暖房運転中に外気温度TaがT0以下にな
って、室外熱交換器16が凍結したとする。マイクロコン
ピュータ５は、第２電動弁18を閉じて蓄熱時間t1単位で
通常の暖房運転をしており、圧縮機11の放熱を蓄熱熱交
換器12内の蓄熱材に蓄え（第３図のS2,S3）、蓄熱材の
温度Tbがその融点より高いT3以上になると（第３図のS
4）、外気温度TaがT1未満（第３図のS5）かつT0以下で
デフロスト条件成立（第３図のS8）と判断して、上述の
デフロスト制御（第３図のS9）を行なう。これにより、
蓄熱熱交換器12の蓄熱材に蓄えられた熱は、総て管路17
cから分流する冷媒液の加熱昇温に用いられ、高温とな
った冷媒液が、管路17dを経て室外熱交換器16に送ら
れ、室外熱交換器16のデフロストがなされる。 一方、外気温度TaがT1以上で凍結が生じない季節に、
暖房運転を行なう場合、マイクロコンピュータ５は、上
述と同様にt1時間単位の通常運転で蓄熱により蓄熱材の
温度TbがT3以上になると（第３図のS4）、外気温度Taが
T1以上（第３図のS5）と判断して、上述の蓄熱回収制御
（第３図のS6）を行なう。これにより、蓄熱熱交換器12
の蓄熱材に蓄えられた熱は、総て管路17cから分流する
冷媒液の気化に用いられ、気化した冷媒ガスが、第３管
路３を経て圧縮機11の吸込ポートPiに吸い込まれ、その
分だけ圧縮機11の負荷が軽減される。つまり、圧縮機11
の回転数を蓄熱回収制御前と同じにすれば、室内熱交換
器14による暖房能力が増加し、暖房能力を蓄熱回収制御
前と同じにするなら、圧縮機11の回転数が減少して、圧
縮機11の放熱の有効利用により空気調和装置の効率が上
昇し、省エネルギー効果が向上する。 このように、本発明では、第２管路20に第１電磁弁１
を設け、この第１電磁弁１より蓄熱熱交換器12側の第２
管路20を、第２電磁弁２を有する第３管路３で圧縮機11
の吸込ポートPiに連通したので、凍結の生じない季節の
暖房運転においても、蓄熱式圧縮機11に蓄えられた熱を
有効利用できて、空気調和装置の効率を上げ、省エネル
ギー効果を高めうるのである。 なお、上記実施例では、外気温度センサ9,蓄熱材温度
センサ10およびこれらの検出信号に基づいて第２電動弁
18と第1,第２電磁弁1,2を適宜制御するマイクロコンピ
ュータ５をさらに備えているので、各弁をマニュアル操
作せずとも自動的にデフロスト制御および蓄熱回収制御
ができるという利点がある。尚、上記実施例の第１の凍
結判定手段である第３図のステップS5は、省略してもよ
く、またこの手段を室外熱交換器16の表面に接する表面
温度センサに置き換えることもできる。さらに凍結判定
手段を外気温度センサ９でなく上記表面温度センサのみ
にすることも可能である。
以上の説明で明らかなように、本発明の空気調和装置
は、蓄熱熱交換器をもつ圧縮機，四路切換弁，室内熱交
換器，減圧装置，室外熱交換器を順次管路で連通してヒ
ートポンプ式の冷凍サイクルを構成したものにおいて、
室内熱交換器と減圧装置の間の管路を電動弁を有する第
１管路で蓄熱熱交換器の一端に連通し、室外熱交換器と
減圧装置の間の管路を第１電磁弁を有する第２管路で蓄
熱熱交換器の他端に連通するとともに、第１電磁弁より
蓄熱熱交換器の第２管路を第２電磁弁を有する第３管路
で圧縮機の吸込ポートに連通しているので、蓄熱熱交換
器に蓄えられた圧縮機の放熱を寒冷期に室外熱交換器の
デフロストに利用できるのみならず、上記蓄えられた熱
で、凍結の生じない季節の暖房運転時に冷媒液の一部を
気化させて圧縮機に吸い込ませ、放熱の有効利用により
空気調和機の効率を上げ、省エネルギー効果を高めるこ
とができる。 また、上記空気調和装置に、さらに蓄熱材温度セン
サ，蓄熱判定手段，凍結判定手段，蓄熱回収制御手段，
デフロスト制御手段を備えれば、これらの手段により自
動的に上述と同様の動作を行なわせて同様の効果を得る
ことができる。
は、蓄熱熱交換器をもつ圧縮機，四路切換弁，室内熱交
換器，減圧装置，室外熱交換器を順次管路で連通してヒ
ートポンプ式の冷凍サイクルを構成したものにおいて、
室内熱交換器と減圧装置の間の管路を電動弁を有する第
１管路で蓄熱熱交換器の一端に連通し、室外熱交換器と
減圧装置の間の管路を第１電磁弁を有する第２管路で蓄
熱熱交換器の他端に連通するとともに、第１電磁弁より
蓄熱熱交換器の第２管路を第２電磁弁を有する第３管路
で圧縮機の吸込ポートに連通しているので、蓄熱熱交換
器に蓄えられた圧縮機の放熱を寒冷期に室外熱交換器の
デフロストに利用できるのみならず、上記蓄えられた熱
で、凍結の生じない季節の暖房運転時に冷媒液の一部を
気化させて圧縮機に吸い込ませ、放熱の有効利用により
空気調和機の効率を上げ、省エネルギー効果を高めるこ
とができる。 また、上記空気調和装置に、さらに蓄熱材温度セン
サ，蓄熱判定手段，凍結判定手段，蓄熱回収制御手段，
デフロスト制御手段を備えれば、これらの手段により自
動的に上述と同様の動作を行なわせて同様の効果を得る
ことができる。
第１図は本発明の空気調和装置の一実施例を示す冷凍サ
イクル構成図、第２図は上記実施例の制御回路のブロッ
ク図、第３図は第２図のマイクロコンピュータの処理の
流れを示すフローチャート、第４図は従来の空気調和装
置の冷凍サイクル構成図である。 １……第１電磁弁、２……第２電磁弁、 ３……第３管路、５……マイクロコンピュータ、 ９……外気温度センサ、10……蓄熱材温度センサ、 11……圧縮機、12……蓄熱熱交換器、 13……四路切換弁、14……室内熱交換器、 15……第１電動弁、16……室外熱交換器、 17a〜17f……管路、18……第２電動弁、 19……第１管路、20……第２管路、 Pi……吸込ポート。
イクル構成図、第２図は上記実施例の制御回路のブロッ
ク図、第３図は第２図のマイクロコンピュータの処理の
流れを示すフローチャート、第４図は従来の空気調和装
置の冷凍サイクル構成図である。 １……第１電磁弁、２……第２電磁弁、 ３……第３管路、５……マイクロコンピュータ、 ９……外気温度センサ、10……蓄熱材温度センサ、 11……圧縮機、12……蓄熱熱交換器、 13……四路切換弁、14……室内熱交換器、 15……第１電動弁、16……室外熱交換器、 17a〜17f……管路、18……第２電動弁、 19……第１管路、20……第２管路、 Pi……吸込ポート。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−169457（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−6658（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−87563（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−121549（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】蓄熱材を有する蓄熱熱交換器（12）を外周
に備えた蓄熱式の圧縮機（11），四路切換弁（13），室
内熱交換器（14），減圧装置（15）および室外熱交換器
（16）を順次管路（17a〜17f）で連通し、ヒートポンプ
式の冷凍サイクルを構成してなる空気調和装置におい
て、 上記室内熱交換器（14）と減圧装置（15）の間の管路
（17c）を電動弁（18）を有する第１管路（19）で上記
蓄熱熱交換器（12）の一端（12a）に連通し、上記室外
熱交換器（16）と減圧装置（15）の間の管路（17d）を
第１電磁弁（１）を有する第２管路（20）で上記蓄熱熱
交換器（12）の他端（12b）に連通するとともに第１電
磁弁（１）より蓄熱熱交換器（12）側の上記第２管路
（20）を第２電磁弁（２）を有する第３管路（３）で上
記圧縮機（11）の吸込ポート（Pi）に連通したことを特
徴とする空気調和装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の空気調和装置において、
上記蓄熱材の温度（Tb）を検出する蓄熱材温度センサ
（10）と、暖房運転時に上記蓄熱材温度センサ（10）に
よる検出温度が所定温度（T3）以上であるか否かを判断
する蓄熱判定手段（５）と、上記室外熱交換器（16）が
フロスト状態にあるか否かを判断する凍結判定手段
（５）と、上記蓄熱判定手段（５）が肯と判断し、かつ
上記凍結判定手段（５）が否と判断したとき、上記第１
電磁弁（１）を全閉に、上記第２電磁弁（２）を開に、
上記電動弁（18）を小開度に夫々制御して、蓄熱熱交換
器（12）に冷媒液を通して蓄熱材で気化させつつ圧縮機
（11）の吸込ポート（Pi）へ導く蓄熱回収制御手段
（５）と、上記蓄熱判定手段（５）が肯と判断し、かつ
上記凍結判定手段（５）が肯と判断したとき、上記電動
弁（18）および第１電磁弁（１）を全開に、上記第２電
磁弁（２）を全閉に夫々制御して、蓄熱熱交換器（12）
を貫流する冷媒液を蓄熱材で加熱しつつ室外熱交換器
（16）へ導くデフロスト制御手段（５）を備えた空気調
和装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16059490A JP2526716B2 (ja) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | 空気調和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16059490A JP2526716B2 (ja) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | 空気調和装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0452469A JPH0452469A (ja) | 1992-02-20 |
| JP2526716B2 true JP2526716B2 (ja) | 1996-08-21 |
Family
ID=15718330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16059490A Expired - Lifetime JP2526716B2 (ja) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | 空気調和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2526716B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102240069B1 (ko) * | 2020-02-26 | 2021-04-13 | 엘지전자 주식회사 | 공기조화기 및 그의 제어방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BR112012020093A2 (pt) * | 2010-02-10 | 2016-05-17 | Panasonic Corp | dispositivo de armazenamento de calor e condicionador de ar tendo o mesmo |
| JP5204189B2 (ja) * | 2010-03-01 | 2013-06-05 | パナソニック株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
| BR112012021194A2 (pt) * | 2010-03-01 | 2016-05-17 | Panasonic Corp | equipamento de ciclo de refrigeração |
| JP5108923B2 (ja) * | 2010-09-09 | 2012-12-26 | パナソニック株式会社 | 空気調和機 |
| CN103344068A (zh) * | 2013-07-31 | 2013-10-09 | 哈尔滨工业大学 | 一种节能除霜空气源热泵系统 |
| JP2019105409A (ja) * | 2017-12-13 | 2019-06-27 | 株式会社デンソー | ヒートポンプサイクル |
-
1990
- 1990-06-19 JP JP16059490A patent/JP2526716B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102240069B1 (ko) * | 2020-02-26 | 2021-04-13 | 엘지전자 주식회사 | 공기조화기 및 그의 제어방법 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0452469A (ja) | 1992-02-20 |
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