JP3231081B2 - 冷媒加熱式空気調和機 - Google Patents

冷媒加熱式空気調和機

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は圧縮装置と室外熱交換器
と燃焼ガス熱交換器と室内熱交換器とを含む冷凍サイク
ルを有し、ドライ運転時に冷凍サイクルと燃焼ガス熱交
換器とを同時に使用する冷媒加熱式空気調和機に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般に圧縮装置と室外熱交換器と燃焼ガ
ス熱交換器と室内熱交換器とを含む冷凍サイクルを有
し、除湿運転時に前記燃焼ガス熱交換器によって冷媒を
加熱し、除湿によって温度が低下した空気を前記室内熱
交換器に備えられた再熱器によって適温に再加熱して吹
き出すようにした冷媒加熱式空気調和機が知られてい
る。この冷媒加熱式空気調和機では、除湿運転中に冷媒
の温度が変化したときに、冷媒の循環量を変化させるた
めに、室外熱交換器の放熱量を変化させて冷媒の凝縮量
を変化させる。同時に、減少された冷媒循環量によって
適当に除湿機能を維持できるように冷媒に対する加熱量
を変化させる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の冷媒加熱式空気調和機では、冷媒の温度が上昇した
時に、冷媒の循環量を変化させるために、冷媒の凝縮量
と冷媒への加熱量を同時に変化させるので、冷媒の温度
が加熱量の変化に追随しないうちに室外熱交換器の放熱
量が変化する。例えば冷媒の温度が過度に上昇したよう
な場合、室外熱交換器において未だ昇温されていない冷
媒が冷やされ、冷媒ガスの凝縮量が急増する。このこと
により、冷媒の流れが滞り、熱交換がスムーズに行われ
ずに(この現象を以下単にハンチングという)冷凍サイ
クル全体の温度が急激に変化したり、室内吹出し温度が
変化したり、冷媒音が発生したりすることがあった。そ
こで、本発明の目的は冷凍サイクルの温度変化に対して
冷媒の循環量を変化させる時に、予め冷媒の温度を補正
し、しかる後に室外熱交換器における冷媒凝縮量を制御
することによって室外熱交換器や室内熱交換器でのハン
チング現象を防止できる冷媒加熱式空気調和機を提供す
ることにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明による冷媒加熱式空気調和機は、圧縮装置と室
外熱交換器と燃焼ガス熱交換器と室内熱交換器とを含む
冷凍サイクルを有し、除湿運転時に燃焼ガス熱交換器に
よって冷媒を加熱し、除湿によって温度が低下した空気
を室内熱交換器に備えられた再熱器によって適温に再加
熱して吹き出すようにした冷媒加熱式空気調和機におい
て、室外熱交換器の室外ファンのファンタップを切換え
るファンタップ切換手段と、燃焼ガス熱交換器の入口側
の冷媒の温度を検出する温度センサーと、燃焼ガス熱交
換器のガスバーナーの加熱量を制御する比例弁と、ファ
ンタップ切換手段と比例弁とを制御する制御装置とを有
し、制御装置は除湿運転中に温度センサーによって冷媒
温度の変動を検知し、比例弁を作動させて燃焼ガス熱交
換器によって冷媒の温度を補正した後に、ファンタップ
切換手段を作動させて室外熱交換器における冷媒凝縮量
を変化させるように制御を行うことを特徴とするもので
ある。
【0005】
【作用】本発明による冷媒加熱式空気調和機は、除湿運
転中に制御装置が温度センサーによって冷媒温度の変動
を検知した時に、予め比例弁を作動させて燃焼ガス熱交
換器によって冷媒の温度を補正し、次にファンタップ切
換手段を作動させて室外熱交換器における冷媒凝縮量を
変化させるように制御を行うので、室外熱交換器で冷却
能力が増大された時には冷媒の温度が上昇しているの
で、冷媒凝縮量が過度に増加してハンチング現象を生じ
ることがない。
【0006】
【実施例】以下本発明の一実施例について、添付の図面
を参照して説明する。図1は本発明の冷媒加熱式空気調
和機の構成を概略示している。全体を符号1で示した本
発明の冷媒加熱式空気調和機は、圧縮装置2と室外熱交
換器3と燃焼ガス熱交換器4と第1電子膨脹弁19aと
室内熱交換器5と第2電子膨脹弁19bと冷・暖房切換
用の四方切換弁6と制御装置7を有している。室外熱交
換器3は室外熱交換器本体8と室外ファン9とからな
り、室外ファン9が起こす空気流Fを室外熱交換器本体
8と対向させて冷媒と熱交換できるように構成されてい
る。室外ファン9はファンタップ切換手段10を有し、
このファンタップ切換手段10によって送風量を切り換
えることができ、冷房・除湿時に冷媒の凝縮量を増減さ
せることができる。燃焼ガス熱交換器4は燃焼ガス熱交
換器本体11と加熱用のガスバーナー12とからなり、
暖房および除湿時にガスバーナー12によって冷媒を暖
めることができるように構成されている。ガスバーナー
12へ燃料ガスを供給する管路13には、燃料ガスの供
給を遮断する電磁弁14と、燃料ガスの流量を制御する
比例弁15が設けられている。電磁弁14はガスバーナ
ー12への燃料の供給を素早く遮断するのに用いられ
る。比例弁15はその開度を調整することにより、ガス
バーナー12の加熱量を調節することができる。室内熱
交換器5は冷却器16と再熱器17とシロッコファン1
8とからなり、空気の流れFに対して上流から下流方向
に冷却器16、再熱器17、シロッコファン18の順序
に配設されている。このような配列により、除湿運転の
時には除湿によって温度が低下した空気が再熱器17で
適温に暖めた後に室内に吹き出されるようにすることが
できる。四方切換弁6は、冷房運転あるいは暖房運転に
応じて冷媒の流れ方向を切り換えることができる構造を
有し、図1に示す四方切換弁6内部の実線は冷房・除湿
時の冷媒の流路を示している。上記圧縮装置2と室外熱
交換器3と燃焼ガス熱交換器4と第1電子膨脹弁19a
と室内熱交換器5と第2電子膨脹弁19bと四方切換弁
6は管路によって図1に示すように接続され、所定部分
には逆止弁20と二方弁21が配設され、冷房と暖房運
転のいずれをも行うことができる冷凍サイクルを構成し
ている。室内熱交換器5は室内Iに設置され、圧縮装置
と室外熱交換器と燃焼ガス熱交換器と室内熱交換器と四
方切換弁は室外IIに設置される。燃焼ガス熱交換器4の
入口側の管路には冷媒の温度を検知する温度センサー2
2が設けられている。この温度センサー22は制御装置
7に接続され、制御装置7はファンタップ切換手段10
と比例弁15とを経時的に制御することができるように
構成されている。
【0007】次に上記構成に基づいて本実施例の冷媒加
熱式空気調和機の作用について以下に説明する。除湿運
転時には、冷媒は図1に示す矢印のように、圧縮装置2
で圧縮された後に室外熱交換器3で凝縮され、次に燃焼
ガス熱交換器4で加熱され、第1電子膨脹弁19aで膨
脹されて室内熱交換器5に送られ、室内熱交換器5で除
湿した後に四方切換弁6を通って再び圧縮装置2で圧縮
される。また、室外熱交換器3を出た冷媒の一部は二方
弁21を通って圧縮装置2に還流され、室内Iの熱交換
に寄与しない。この圧縮装置2に還流する冷媒ガスの量
を調節することにより、室内Iで熱交換される熱量を調
節することができる。言葉を変えれば、室外熱交換器3
での冷媒の凝縮量を調節することにより、室内Iで熱交
換される熱量を調節することができるのである。室内I
の室内熱交換器5では、冷媒は再熱器17を通った後に
第2電子膨脹弁19bで膨脹されて冷却器16に送られ
るので、冷却器16で除湿された低温の空気は高温の冷
媒が流れる再熱器17で再び暖められた後に室内に吹き
出される。このことにより、使用者は温度を下げること
なく除湿のみを行うことができる。
【0008】以下に冷媒の温度が上昇した場合を例に、
本実施例の冷媒加熱式空気調和機の冷媒循環量の制御方
法を説明する。本実施例の冷媒加熱式空気調和機1で
は、冷媒温度が上昇して所定の値を超えた時に燃焼ガス
熱交換器4の入口側の温度センサー22によってこれを
検知し、制御装置7に信号を送る。制御装置7は温度セ
ンサー22の信号を受け取って図2に示すような経時的
な制御を行う。図2の横軸は時間tを示し、縦軸はファ
ンタップおよび燃焼ガス熱交換器の補正量v、実線L1
は室外ファン10のファンタップの状態、一点鎖線L2
は燃焼ガス熱交換器4の加熱量をそれぞれ示している。
図2に示すように、本実施例の制御装置7はA時点で温
度センサー22の信号を受け取り、比例弁15を制御し
て燃焼ガス熱交換器4の加熱量を増大させる。燃焼ガス
熱交換器4の加熱量が増大されて所定時間経たB時点で
ファンタップ切換手段10を作動させて室外熱交換器3
の放熱量を増大させ、冷媒の凝縮量を増加させる。A時
点とB時点の時間差は、燃焼ガス熱交換器4の加熱量の
補正によって冷凍サイクルの冷媒全体の温度が上昇する
のに十分な時間とする。このような制御方法により、室
外熱交換器3のファンタップを切り換える時には、冷媒
の温度が上昇しており、ファンタップの切換えによって
冷媒の凝縮量が過度に増加することがなく、ハンチング
現象を防止することができる。
【0009】図3は、制御装置7の具体的な制御方法の
流れを示している。ステップ100において温度センサ
ー22の信号によるファンタップの切換要求の有無が判
断される。ファンタップの切換要求があった場合は、ス
テップ110において燃焼ガス熱交換器4の加熱量が補
正されると共に、制御装置7内のタイマーがスタートさ
れる。次にステップ120において、タイマーによって
設定された所定時間が満了しているか否かが判断され、
タイマーの設定時間が満了している場合にはステップ1
30において、ファンタップ切換手段10が作動され、
室外ファン9のファンタップが切り換えられる。上記の
例では温度が上昇して所定値を超えた場合について説明
したが、冷凍サイクルの冷媒の温度が低下して冷媒の循
環量を増加させる場合も同様に、燃焼ガス熱交換器4の
加熱量を調節して温度補正を行った後にファンタップを
切り換えてハンチングを防止することができるのは明ら
かである。
【0010】
【発明の効果】上記の説明から明らかなように本発明に
よれば、室外熱交換器の入口温度センサーによって冷媒
温度の上昇を検出し、予め比例弁によって燃焼ガス熱交
換器の加熱量を補正し、所定時間経過後に室外熱交換器
の放熱量を調節するので、熱交換器において冷媒の凝縮
量が過度に多くなることがなく、ハンチング現象を防止
する冷媒加熱式空気調和機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の冷媒加熱式空気調和機の構成を示した
概略図。
【図2】本発明の冷媒加熱式空気調和機の制御による室
外ファンのファンタップ状態および燃焼ガス熱交換器の
加熱量の経時変化を示したグラフ。
【図3】本発明の冷媒加熱式空気調和機の制御装置の制
御の流れを示したブロック図。
【符号の説明】
1 冷媒加熱式空気調和機 2 圧縮装置 3 室外熱交換器 4 燃焼ガス熱交換器 5 室内熱交換器 7 制御装置 9 室外ファン 10 ファンタップ切換手段 12 ガスバーナー 15 比例弁 17 再熱器 22 温度センサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F25B 13/00 341 F25B 13/00 103

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧縮装置と室外熱交換器と燃焼ガス熱交換
    器と室内熱交換器とを含む冷凍サイクルを有し、除湿運
    転時に前記燃焼ガス熱交換器によって冷媒を加熱し、除
    湿によって温度が低下した空気を前記室内熱交換器に備
    えられた再熱器によって適温に再加熱して吹き出すよう
    にした冷媒加熱式空気調和機において、 前記室外熱交換器の室外ファンのファンタップを切換え
    るファンタップ切換手段と、前記燃焼ガス熱交換器の入
    口側の冷媒の温度を検出する温度センサーと、前記燃焼
    ガス熱交換器のガスバーナーの加熱量を制御する比例弁
    と、前記ファンタップ切換手段と比例弁とを制御する制
    御装置とを有し、前記制御装置は除湿運転中に前記温度
    センサーによって冷媒温度の変動を検知し、前記比例弁
    を作動させて前記燃焼ガス熱交換器によって冷媒の温度
    を補正した後に、前記ファンタップ切換手段を作動させ
    て前記室外熱交換器における冷媒凝縮量を変化させるよ
    うに制御を行うことを特徴とする冷媒加熱式空気調和
    機。
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