JP2658399B2 - 空気調和機 - Google Patents

空気調和機

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は室内外のユニットを冷媒配管接続して空調を
行なう装置において、特に石油等の液体燃料を熱源とし
て、バーナ等で冷媒を加熱し、室内ユニットへ熱搬送し
て暖房を行なう空気調和機に関するものである。
従来の技術 室内外のユニットを冷媒配管して暖冷房を行なう装置
として、特開昭63−99467号公報によって第5図に示す
ようなシステムがある。すなわち第5図において、暖房
運転時には、先ず暖房開始時に第1電磁弁1、第2電磁
弁2及び開閉弁3を閉成し、第3電磁弁4、第4電磁弁
5を開成して圧縮機6を運転する。第1電磁弁1と第2
逆止弁7の作用により冷媒系路は封止された状態となる
ので室外冷媒凝縮器8、アキュムレータ9およびこれを
接続した各種冷媒配管に分布していた冷媒は圧縮機6の
運転で吸入回収されることになり、全ての冷媒は第1逆
止弁10を経て冷媒加熱器11に汲上げられてしまう。この
回収運転後に圧縮機6を停止し、第4電磁弁5を閉成す
ると共にバーナ(図示せず)に点火して暖房運転を開始
する。冷媒加熱器11に汲上げられた冷媒はバーナにより
加熱されて蒸発することによる蒸発圧力の上昇で、蒸発
した高温高圧の冷媒ガスは冷媒加熱器11から第3電磁弁
4、冷媒配管12を経て室内熱交換器13に圧送される。こ
の時室内ファン14を運転すると高温高圧の冷媒ガスは放
熱して暖房を行なうことにより凝縮して液化する。冷媒
液は冷媒配管15から第3逆止弁16を経て受液器17に流入
し受液されることになる。受液の液面が一定レベルにな
ると開閉弁3を開成して、蒸発圧力が受液器17に加わる
ことになり、冷媒加熱器11と同一静圧となるために、受
液器17の液面水頭差圧により、受液器17内の冷媒液は冷
媒加熱器11に流入する。受液器17の液面が低下した後開
閉弁3は閉成して初期の状態になる。
以上の様に暖房運転時には冷媒加熱による蒸気圧の上
昇を利用した冷媒ガスの圧送と液面水頭差圧を利用した
冷媒液の落し込みにより暖房サイクルが構成されること
になり、従来の様な電気を用いた圧縮機又はポンプの運
転を必要とすることなく暖房運転を行なうものである。
ところで、空気調和機においては、使用者がタイマー
装置に設定入力した時間に自動的に運転を開始する、タ
イマー機能を備えたものである。前述のような空気調和
機において、タイマー機能により運転開始時刻を設定し
ておけば、設定時刻が来ると、圧縮機運転による冷媒回
収運転が自動的に開始されることになる。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、バーナに点火し
て暖房運転を開始するまでの間に、冷媒回収運転が行な
われるため、タイマーにより運転開始時刻を設定して
も、実際に暖房運転が開始されるのは、設定時刻から回
収運転終了までの時間が経過した後である。また、この
種の空気調和機の中には、石油等の液体燃料の燃焼熱を
熱源にしているものがある。この場合、気化ヒーターに
より燃料を気化させることになるが、北海道等の寒冷地
の早朝にこの種の空気調和機を使用する場合、気化器内
の温度が外気によりかなり低い温度となっている。した
がってタイマー運転により起床時間に部屋を暖めておこ
うとした場合に、気化器への予熱にかなりの時間を必要
とするため実際に温風が立上るのが、設定時間よりかな
り後になってしまうという課題を有していた。
本発明はこのような課題を解決したものであり、タイ
マー運転の際、設定時間に確実に暖房運転を開始させる
ことを目的としている。
課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の空気調和機は、液
体燃料を気化させるヒータを有する気化器を備えた冷媒
加熱器11、開閉弁3、受液器17、第4逆止弁17aを順次
ループ状に接続し、かつ前記冷媒加熱器11と並列に気液
分離器17bを接続して構成した熱搬送手段21を有し、こ
の熱搬送手段21の気液分離器17b、第3電磁弁4、室内
熱交換器13、前記熱搬送手段21の受液器17と連なる暖房
運転時の冷媒回路と、圧縮機6、第1逆止弁10、前記熱
搬送手段21の冷媒加熱器11、第1電磁弁1、室外冷媒凝
縮機8、熱搬送手段の受液器17、減圧部15a、室内熱交
換器13、第2電磁弁2を介して前記圧縮機6に連なる冷
房運転時の冷媒回路とを備え、前記圧縮機6を運転させ
て室外冷媒凝縮機8の主に液冷媒を冷媒加熱器11および
気液分離器17へ汲み上げて回収する圧縮機6、第4電磁
弁5からなる回収手段22を構成し、かつ予め設定した時
間が経過すると運転を開始する“入”タイマー手段と、
前記気化器のヒータと熱搬送手段と回収手段とを制御す
る制御部とを有し、前記制御部は、“入”タイマー手段
により設定した暖房運転開始時間までに冷媒の回収運転
を終了させるように回収運転開始時間を設定する第1設
定部と、前記第1設定部の設定した時間に運転信号を出
力する第1判定部と、第1判定部の出力により前記回収
手段を所定時間駆動する回収運転部と、前記気化器の温
度検知手段の検知温度と液体燃料の気化可能温度との温
度差により前記ヒーターの予熱時間を演算する演算部
と、前記演算部の演算結果によりヒーターの予熱時間を
設定する第2設定部と、前記第2設定部が設定時間に達
すると予熱開始信号を出力する第2判定部と、第2判定
部の出力により前記ヒーターの通電を制御する予熱部を
有する構成としたものである。
作用 本発明は上記した構成によって、“入”タイマー手段
により暖房運転開始時間を設定した場合、設定時間前に
回収運転を終了させるように第1設定部が回収運転開始
時間を設定し、設定時間前にヒーターの予熱が完了する
ように第2設定部が予熱開始時間を設定しているので、
暖房運転開始設定時間には暖房運転の立上げが可能とな
る。
実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明
する。なお、実施例にあたっては第 図と同一部分には
便宜上同一符号を付し、詳細な説明を省略するとともに
異なる部分を中心として説明する。
第1図は、本発明のシステムブロック図を示す。11は
液体燃料の燃焼により熱媒体を加熱する冷媒加熱器、18
は液体燃料を気化する気化器、19は気化器18を加熱する
ヒーター、20は気化器18の温度を検知する温度検知手
段、8は熱媒体との熱交換により空気を加熱する熱交換
器、21は熱媒体を冷媒加熱器11と熱交換器8で循環して
暖房を行なう熱搬送手段、22は熱媒体を冷媒加熱器11に
回収する回収手段、23はヒーター19と熱搬送手段21と回
収手段22を制御する制御部である。また、15aは減圧
部、17aは第4逆止弁、17bは気液分離器である。第2図
はタイマー機能付きの空気調和機の操作器24の外観図で
ある。25は運転スイッチ、26はタイマーモードスイッチ
で“入”タイマー運転,“切”タイマー運転,連続運転
のいずれを選択する。27はタイマー運転の時間を設定す
るタイマー時間設定部、28は室温設定部、29は風量設定
部である。第3図は、制御部23の構成図である。30は熱
搬送手段21を駆動する暖房運転部、31は回収手段22を駆
動する回収運転部、32は温度検知手段20の検知温度によ
りヒーター19への通電を制御する予熱部、33はタイマー
運転設定後の経過時間を計測するタイマー、34はタイマ
ー時間設定部27で入力された設定時間より回収運転開始
時間を設定する第1設定部、35はタイマー33の計測値が
第1設定部の設定時間になると回収運転部30へ運転信号
を出力する第1判定部、36は温度検知手段8の現在値と
気化可能温度T9との差より気化器温度をT9へ上げるまで
に必要とされるヒーター19の予熱時間を演算する演算
部、37は演算結果とタイマー運転の開始設定時間よりヒ
ーター19の予熱開始時間を設定する第2設定部、38はタ
イマー33の計測値が第2設定部37の設定時間より大きく
なると予熱部32へ予熱開始信号を出力する第2判定部で
ある。
ここで、“入”タイマー手段により暖房運転を行なう
場合の処理の流れを第4図の流れ図にもとづき説明す
る。使用者は、操作器28により運転諸条件を入力する。
タイマーモードスイッチ26を“入”タイマー時間設定部
27により今から何時間後に運転開始するかを設定し、2
8,29により好みの室温,風量を設定し運転スイッチ25
を、“入”に切り換えることにより運転条件が制御部23
へ送られる。この時点でタイマー33が起動する。27で設
定したが時間がtS0、回収運転の所用時間がtPとすると
第1設定部34により回収運転開始時間tS1=tS−tPが設
定される。第1判定部35はタイマー33の現在値tとtS1
を比較して、tがtS1を超えた時点で回収運転部31へ運
転信号を出力する。回収運転部31は所定の運転時間を終
了した後、回収運転を停止する。演算部36は温度検知手
段20の検知温度T9に応じて予熱時間tHを以下のように算
出する。すなわち、燃焼を停止した状態でヒーター19へ
通電した場合の温度上昇勾配はほぼ一定であると考えら
れるから、温度検知手段20の現在の検知温度をTB、気化
可能温度をT9、温度上昇勾配をKとすれば、tH=(T9
TB)/Kである。ここで算出された予熱時間tHから第2設
定部37に予熱開始時間tS2=tS0−tHが設定される。気化
器内の温度は時間に伴ない変化しているから、一定のサ
ンプリング時間に応じてtHおよびtS2は更新される。第
2判定部38は、タイマー33の現在値tとtS2を比較して
tがtS2を超えた時点で予熱部32に予熱開始信号を出力
する。予熱部32はヒーター19への通電を開始すると気化
器18の温度が気化可能温度T9を越えるまでヒーター19へ
の通電を続け、T9を越えた後は、気化器内の温度が気化
可能温度を維持するように、温度検知手段20の検知温度
に応じて、通電の開始,停止を繰り返す。予熱開始後、
演算部36,第2設定部37によるtH,tS2の更新は行なわな
い。所定時間の回収運転を終了した後、気化器18の温度
が気化可能温度T9を超えた時点で第3判定部39により暖
房運転部30に運転信号が出力され、熱搬送手段21の駆動
が開始される。
以上のように操作器28により設定した暖房運転開始時
間より前に回収運転と予熱が開始されるため、当初の設
定時刻には、暖房運転を開始することができる。
発明の効果 このように本発明の空気調和機によれば以下のような
効果が得られる。
(1) “入”タイマー運転による暖房運転を行なう際
には、運転開始設定時間に、熱媒体の回収運転が終了し
ているので、加熱装置内に充分量の熱媒体量を確保した
上で暖房運転が行なえる。
(2) ヒーターへの予熱開始時間と運転開始設定時間
の前に設定するとともに気化器の検知温度に応じて変え
ているので、気化器の温度に左右されずに暖房運転の開
始時間が決定されるとともに、ヒーターへ通電すること
による電力消費量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における空気調和機の回路構
成図、第2図は同操作部の外観図、第3図は同制御部の
構成図、第4図は同制御部のタイマー運転制御の流れを
示す流れ図、第5図は従来の空気調和機の回路構成図で
ある。 6……加熱装置、8……熱交換器、18……気化器、19…
…ヒーター、20……温度検知手段、21……熱搬送手段、
22……回収手段、23……制御部、31……回収運転部、32
……予熱部、34……第1設定部、35……第1判定部、36
……演算部、37……第2設定部、38……第2判定部。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】液体燃料を気化させるヒータを有する気化
    器を備えた冷媒加熱器11、開閉弁3、受液器17、第4逆
    止弁17aを順次ループ状に接続し、かつ前記冷媒加熱器1
    1と並列に気液分離器17bを接続して構成した熱搬送手段
    21を有し、この熱搬送手段21の気液分離器17b、第3電
    磁弁4、室内熱交換器13、前記熱搬送手段21の受液器17
    と連なる暖房運転時の冷媒回路と、圧縮機6、第1逆止
    弁10、前記熱搬送手段21の冷媒加熱器11、第1電磁弁
    1、室外冷媒凝縮機8、熱搬送手段の受液器17、減圧部
    15a、室内熱交換器13、第2電磁弁2を介して前記圧縮
    機6に連なる冷房運転時の冷媒回路とを備え、前記圧縮
    機6を運転させて室外冷媒凝縮機8の主に液冷媒を冷媒
    加熱器11および気液分離器17へ汲み上げて回収する圧縮
    機6、第4電磁弁5からなる回収手段22を構成し、かつ
    予め設定した時間が経過すると運転を開始する“入”タ
    イマー手段と、前記気化器のヒータと熱搬送手段と回収
    手段とを制御する制御部とを有し、前記制御部は、
    “入”タイマー手段により設定した暖房運転開始時間ま
    でに冷媒の回収運転を終了させるように回収運転開始時
    間を設定する第1設定部と、前記第1設定部の設定した
    時間に運転信号を出力する第1判定部と、第1判定部の
    出力により前記回収手段を所定時間駆動する回収運転部
    と、前記気化器の温度検知手段の検知温度と液体燃料の
    気化可能温度との温度差により前記ヒーターの予熱時間
    を演算する演算部と、前記演算部の演算結果によりヒー
    ターの予熱時間を設定する第2設定部と、前記第2設定
    部が設定時間に達すると予熱開始信号を出力する第2判
    定部と、第2判定部の出力により前記ヒーターの通電を
    制御する予熱部を有する空気調和機。
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