JP2701516B2 - 冷媒加熱装置を具備した空気調和機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、冷媒加熱装置を具備した空気調和機に関す
るものである。

従来の技術 従来の冷媒加熱装置を具備した空気調和機は、たとえ
ば特開昭61−28927号に示すようなものであった。第５
図は従来の冷媒加熱装置を具備した空気調和機の冷凍サ
イクル図で圧縮機１、四方弁２、室内熱交換器３、減圧
器４、第１の逆止弁５、室外熱交換器６、第２の逆止弁
７、を環状に連結し、室内熱交換器３と減圧器４の間か
ら圧縮機１の吸入側へ二方弁８を介して冷媒加熱装置９
を接続している。また、冷媒循環量調節機構としてイン
バータ駆動装置10を備えておりインバータ駆動装置10の
出力周波数により圧縮機１の回転数を制御して冷媒循環
量を調節している。

冷房運転は、四方弁２を冷房側に切り替え二方弁８を
閉とし、室内温検出サーミスタ11で室温を検出し室内設
定温との差を室内制御装置12で比較、演算し冷房負荷の
大小として出力して、室外制御装置13でインバータ駆動
装置10の出力周波数を決めて圧縮機１を運転する。従っ
て冷媒は第５図の破線矢印のように流れ、室外熱交換器
６で凝縮し室内熱交換器３で蒸発して室内が冷却され
る。

次に暖房運転は、まず四方弁２を暖房側に切り替え、
室内温検出サーミスタ11で室温を検出し室温が室内設定
温より低ければ二方弁８を閉としてインバータ駆動装置
10によって圧縮機１を設定周波数で設定時間ｔの間運転
し室外熱交換器６に溜った冷媒を室内熱交換器３に回収
する冷媒回収運転を行い、しかる後二方弁８を開とし、
室内温検出サーミスタ11で室温を検出し室内設定温Ｔと
の差を室内制御装置12で比較、演算し暖房負荷の大小と
して出力して、室外制御装置13でインバータ駆動装置10
の出力周波数を決めて圧縮機１の運転周波数を変更す
る。一方、冷媒加熱装置９は次のように制御される。第
６図は従来の冷媒加熱装置を具備した空気調和機の冷媒
加熱装置９の制御フロー図であり、冷媒回収運転終了
後、冷媒温を冷媒温サーミスタ14で検出し（ステップ1
1）室外制御装置13で冷媒設定温と冷媒温を比較し（ス
テップ12）冷媒設定温と冷媒温の差が０以下であれば冷
媒加熱装置９の冷媒加熱量を減少させ（ステップ13）冷
媒設定温と冷媒温の差が０からT1の間であれば冷媒加熱
量の増減は行なわず（ステップ14）冷媒設定温と冷媒温
の差がT1以上であれば冷媒加熱量を増加することにより
（ステップ15）、冷媒が高温になって劣化しない様に、
また圧縮機１への液バックが発生しない様に冷媒加熱装
置９の冷媒加熱量を決めている。従って、冷媒は第１図
の実線矢印のように流れ、冷媒加熱装置の熱交換器9aで
蒸発し室内熱交換器３で凝縮して室内が加温される。

発明が解決しようとする課題 ところが上記のような従来の冷媒加熱装置を具備した
空気調和機では次の様な課題があった。

暖房運転時は、上記より明かな様に冷媒加熱装置９
は、暖房負荷によって定まる冷媒循環量において冷媒が
高温になって劣化してしまわない範囲で最大の冷媒加熱
量になるように制御される。ところが、冷媒加熱装置の
熱交換器9aの熱容量の為に、冷媒循環量や冷媒加熱量の
変化と冷媒温の変化の間にはそれぞれタイムラグがあ
り、冷媒温度の変化は冷媒循環量より遅れる。従って室
内設定温を下げて暖房負荷が小さくなり冷媒循環量が急
に減少した場合には冷媒温度がすぐには上がらない為、
冷媒加熱装置９の冷媒加熱量が下がらず一時的に冷媒加
熱量が過大になり冷媒温度がオーバーシュートして高温
になてしまい冷媒が劣化してしまう。また、暖房負荷が
急に増大した場合や暖房運転開始時は、圧縮機１の回転
数と冷媒加熱装置９の冷媒加熱量は増大するが圧力が低
いため冷媒循環量が不足する状態となるが、冷媒温度が
すぐには上がらない為、一時的に冷媒加熱量が過大にな
り冷媒温度がオーバーシュートして高温になってしまい
冷媒が劣化してしまう。

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は、暖房運転時、暖
房負荷に応じて冷媒循環量を設定して前記冷媒循環量調
節機構で冷媒循環量を調節し、また暖房負荷に応じて冷
媒加熱量の上限値を設定して、冷房の温度が設定値を越
えない範囲で加熱量が上限値内で最大になる様に、冷媒
加熱装置で冷媒加熱量を調節するものである。

また本発明は、暖房運転時、暖房負荷に応じて冷媒循
環量を設定して前記冷媒循環量調節機構で冷媒循環量を
調節し、また暖房負荷に応じて冷媒の温度または圧力の
設定値を暖房負荷が小さくなれば設定値が低くなる様に
少なくとも２つ以上設定して、冷媒の温度が前記設定値
を越えない様に、冷媒加熱装置で冷媒加熱量を調節する
ものである。

さらに本発明は、暖房運転時、暖房負荷に応じて冷媒
循環量の上限値を設定して、冷媒の温度が設定値を下回
らない範囲で冷媒循環量が上限値内で最大になる様に、
冷媒循環量調節機構で冷媒循環量を調節するものであ
る。

作用 上記の手段による作用は以下のとおりである。本発明
は、暖房負荷に応じて冷媒循環量を設定して前記冷媒循
環量調節機構で冷媒循環量を調節し、また暖房負荷に応
じて冷媒加熱量の上限値を設定して、冷媒の温度が設定
値を越えない範囲で冷媒加熱量が上限値内で最大になる
様に、冷媒加熱装置で冷媒加熱量を調節することによ
り、室内設定温を下げて暖房負荷が小さくなり冷媒循環
量が急に減少した場合に、冷媒循環量の変化と冷媒の温
度または圧力の変化のタイムラグで冷媒の温度または圧
力がすぐに上がらなくても、暖房負荷に応じて定めた冷
媒加熱量の上限値まで冷媒加熱装置の冷媒加熱量が減少
する為、冷媒加熱量が一時的に過大になって冷媒の温度
がオーバーシュートして高温になり冷媒が劣化するのを
防ぐことができる。

また本発明は、暖房運転時、暖房負荷に応じて冷媒循
環量を設定して前記冷媒循環量調節機構で冷媒循環量を
調節し、また暖房負荷に応じて冷媒の温度の設定値を暖
房負荷が小さくなれば設定値が低くなる様に少なくとも
２つ以上設定して、冷媒の温度が前記設定値を越えない
様に、冷媒加熱装置で冷媒加熱量を調節することによ
り、室内設定温を下げて暖房負荷が小さくなり冷媒循環
量が急に減少した場合に、冷媒循環量の変化と冷媒の温
度の変化のタイムラグで冷媒の温度がすぐには上がらな
くても、暖房負荷が小さくなれば設定値も低くなり、冷
媒の温度は設定値を越えることになり冷媒加熱装置の冷
媒加熱量が減少する為、冷媒加熱量が一時的に過大にな
って冷媒の温度がオーバーシュートとして高温になり冷
媒が劣化するのを防ぐことができる。

さらに本発明は、暖房運転時、暖房負荷に応じて冷媒
循環量の上限値を設定して、冷媒の温度が設定値を下回
らない範囲で冷媒循環量が上限値内で最大になる様に、
冷媒循環量調節機構で冷媒循環量を調節することによ
り、室内説定温を下げて暖房負荷が小さくなっても、冷
媒循環量は冷媒の温度が設定値を下回らない範囲で、暖
房負荷に応じて定めた上限値内で最大となる冷媒循環量
までしか減少しない為、冷媒循環量が大幅に減少するこ
とがないので冷媒加熱量が一時的に過大になって冷媒の
温度がオーバーシュートして高温になり冷媒が劣化する
のを防ぐことができる。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参考に説明す
る。まず、第１図により本発明の第１の実施例について
説明する。冷凍サイクルおよび冷房運転の制御、また暖
房運転開始時の冷媒回収運転、さらに暖房運転時の圧縮
機１、四方弁２、二方弁８の制御は従来例と同一なので
説明を省略する。第３図は第１の実施例の冷媒加熱装置
９の制御フロー図である。冷媒温による冷媒加熱量の制
御は従来例とほぼ同一であるが冷媒設定温と冷媒温の差
がT1以上で冷媒加熱装置９の冷媒加熱量を増加させる場
合でも、冷媒加熱量は冷媒加熱量の上限値より大きくし
ない。本実施例では上記の制御に加え室外制御装置13に
おいて室内制御装置12より入力された暖房負荷により
（ステップ21）冷媒加熱装置９の冷媒加熱量の上限値を
定め（ステップ22）現在の冷媒加熱量と冷媒加熱量の上
限値を比較して（ステップ23）冷媒加熱量が冷媒加熱量
の上限値を越えている場合は冷媒加熱量を冷媒加熱量の
上限値まで減少させ（ステップ25）越えていない場合は
冷媒加熱量の増減は行なわない（ステップ24）という制
御を行なっている。従って冷媒加熱装置９の冷媒加熱量
は冷媒温が冷媒温設定値を越えない範囲で冷媒加熱量の
上限値内で最大となる。よって、本実施例では、暖房負
荷が急変した場合や暖房運転開始時に、冷媒循環量が急
に減少した場合に冷媒循環量の変化と冷媒温度の変化の
タイムラグで冷媒温度がすぐに変化しなくても、冷媒加
熱量が調整されて適正に保たれ、冷媒加熱量が一時的に
過大になって冷媒温がオーバーシュートとして高温にな
り冷媒が劣化してしまうのを防ぐことができる。

次に本発明の第２の実施例について説明する。冷凍サ
イクルおよび冷房運転の制御、また暖房運転開始時の冷
媒回収運転、さらに暖房運転時の圧縮機１、四方弁２、
二方弁８の制御は従来例と同一なので説明を省略する。
第２図は第２の実施例の冷媒加熱装置９の制御フロー図
である。室内制御装置12より入力された暖房負荷により
（ステップ31）冷媒設定温を定める。（ステップ32）こ
の時冷媒設定温は第３図の様に設定される。すなわち暖
房負荷が大きい場合は冷媒設定温は高く設定され暖房負
荷が小さくなると冷媒設定温は段階的に低く設定され
る。上記の様な制御により冷媒加熱装置９の冷媒加熱量
は暖房負荷によって定まる冷媒温設定値を越えない範囲
で最大となる。よって、本実施例では、暖房負荷が急変
した場合や暖房運転開始時に、冷媒循環量の変化と冷媒
温度の変化のタイムラグで冷媒温度がすぐに変化しなく
ても冷媒温度の設定温が変わり冷媒加熱量が適正に保た
れ、冷媒加熱量が一時的に過大になって冷媒温度がオー
バーシュートして高温になり冷媒が劣化してしまうのを
防ぐことができる。

更に本発明の第３の実施例について説明する。冷凍サ
イクルおよび冷房運転の制御、また暖房運転開始時の冷
媒回収運転、さらに暖房運転時の四方弁２、二方弁８、
冷媒加熱装置９の制御は従来例と同一なので説明を省略
する。第４図は第３の実施例のインバータ駆動装置10の
制御フロー図である。室外制御装置13において室内制御
装置12より入力された暖房負荷により（ステップ41）イ
ンバータ駆動装置10の出力周波数上限値を定め（ステッ
プ42）現在の出力周波数と出力周波数上限値を比較して
（ステップ43）出力周波数が出力周波数上限値を越えて
いる場合は出力周波数を出力周波数上限値まで減少させ
（ステップ45）を越えていない場合は出力周波数の増減
は行なわない。（ステップ44）次に、冷媒温を冷媒温サ
ーミスタ14で検出し（ステップ46）室外制御装置13で冷
媒設定温と冷媒温を比較し（ステップ47）冷媒設定温と
冷媒温の差がT2（T2＜０）以下であればインバータ駆動
装置10の出力周波数を増加させ（ステップ48）冷媒設定
温と冷媒温の差がT2か０の間であれば出力周波数の増減
は行なわず（ステップ49）冷媒設定温と冷媒温の差が０
以上であれば出力周波数を減少する（ステップ4A）。こ
こで冷媒循環量は圧縮機１の回転数によって決まり圧縮
機１の回転数はインバータ駆動装置10の出力周波数によ
って制御されるので出力周波数を制御することは冷媒循
環量を制御するのと同一であり、出力周波数上限値を定
めることは冷媒循環量の上限値を定めるのと同一であ
る。従って上記の制御によって冷媒循環量は冷媒温が冷
媒設定温を下回らない範囲で冷媒循環量の上限値内で最
大となる。よって、本実施例では、暖房負荷が急に増大
変した場合は冷媒循環量が速やかに増大し、暖房負荷が
急に減少した場合は冷媒循環量が大幅に減少することが
なく、冷媒循環量の不足で冷媒加熱量が一時的に過大に
なって冷媒温がオーバーシュートして高温になり冷媒が
劣化してしまうのを防ぐことができる。

ここで第１から第３までの実施例を組合せて実施すれ
ばそれぞれの効果の相乗作用でさらに大きな効果が得ら
れるのはもちろんである。

発明の効果 上記実施例により明らかなように本発明は、冷媒加熱
装置を具備した空気調和機において、暖房時、暖房負荷
に応じて冷媒循環量を設定して前記冷媒循環量調節機構
で冷媒循環量を調節し、また暖房負荷に応じて冷媒加熱
量の上限値を設定して、冷媒の温度が設定値を越えない
範囲で冷媒加熱量が上限値内で最大になる様に、冷媒加
熱装置で冷媒加熱量を調節することにより、暖房負荷が
急変した場合や暖房運転開始時に、冷媒循環量の変化と
冷媒温の変化のタイムラグで冷媒温度がすぐに変化しな
くても冷媒加熱量が調整されて適正に保たれ、冷媒加熱
量が一時的に過大になって冷媒の温度がオーバーシュー
トして高温になり冷媒が劣化するのを防ぐことができ
る。

また本発明は、暖房運転時、暖房負荷に応じて冷媒循
環量を設定して前記冷媒循環量調節機構で冷媒循環量を
調節し、また暖房負荷に応じて冷媒の温度の設定値を暖
房負荷が小さくなれば設定値が低くなる様に少なくとも
２つ以上設定して、冷媒の温度または圧力が前記設定値
を越えない様に、冷媒加熱装置で冷媒加熱量を調節する
ことにより、暖房負荷が急変した場合に、冷媒循環量の
変化と冷媒温の変化のタイムラグで冷媒温度がすぐに変
化しなくても冷媒温度の設定温が変わり冷媒加熱量が適
正に保たれ、冷媒加熱量が一時的に過大になって冷媒の
温度がオーバーシュートとして高温になり冷媒が劣化す
るのを防ぐことができる。

さらに本発明は、暖房運転時、暖房負荷に応じて冷媒
循環量の上限値を設定して、冷媒の温度が設定値を下回
らない範囲で冷媒循環量が上限値内で最大になる様に、
冷媒循環量調節機構を制御して冷媒循環量を調節するこ
とにより、暖房負荷が急に増大変した場合は冷媒循環量
が速やかに増大し、暖房負荷が急に減少した場合は冷媒
循環量が大幅に減少することがなく、冷媒循環量の不足
で冷媒加熱量が一時的に過大になって冷媒温がオーバー
シュートして高温になり冷媒が劣化してしまうのを防ぐ
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の冷媒加熱装置の制御フ
ロー図、第２図は第２の実施例の冷媒加熱装置の制御フ
ロー図、第３図は第２の実施例の冷媒設定温特性図、第
４図は第３の実施例のインバータ駆動装置の制御フロー
図、第５図は従来例の冷凍サイクル図、第６図は従来例
の冷媒加熱装置の制御フロー図である。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機、四方弁、室内側交換器、減圧器、
   室外側熱交換器等を環状に連結した冷凍サイクルの一部
   に冷媒を加熱する冷媒加熱装置を設け、さらに冷媒循環
   量調節機構を設けて、暖房運転時、暖房負荷に応じて冷
   媒循環量を設定して前記冷媒循環量調節機構で冷媒循環
   量を調節し、また暖房負荷に応じて冷媒加熱量の上限値
   を設定して、冷媒の温度が設定値を越えない範囲で冷媒
   加熱量が上限値内で最大になる様に、前記冷媒加熱装置
   で冷媒加熱量を調節することを特徴とする冷媒加熱装置
   を具備した空気調和機。
2. 【請求項２】圧縮機、四方弁、室内側交換器、減圧器、
   室外側熱交換器等を環状に連結した冷凍サイクルの一部
   に冷媒を加熱する冷媒加熱装置を設け、さらに冷媒循環
   量調節機構を設けて、暖房運転時、暖房負荷に応じて冷
   媒の温度の設定値を暖房負荷が小さくなれば設定値が低
   くなる様に少なくとも２つ以上設定して、冷媒の温度ま
   たは圧力が前記設定値を越えない様に、前記冷媒加熱装
   置で冷媒加熱量を調節することを特徴とする冷媒加熱装
   置を具備した空気調和機。
3. 【請求項３】圧縮機、四方弁、室内側交換器、減圧器、
   室外側熱交換器等を環状に連結した冷凍サイクルの一部
   に冷媒を加熱する冷媒加熱装置を設け、さらに冷媒循環
   量調節機構を設けて、暖房運転時、暖房負荷に応じて冷
   媒循環量の上限値を設定して、冷媒の温度が設定値を下
   回らない範囲で冷媒循環量が上限値内で最大になる様
   に、前記冷媒循環量調節機構で冷媒循環量を調節するこ
   とを特徴とする冷媒加熱装置を具備した空気調和機。