JPH01314840A - 水冷式空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は室外側熱交換器として水熱交換器を用いた水冷
式空気調和機に係り、特に、室外側水熱交換器に通水さ
れる通水流量を制御する水量調整弁を設けた水冷式空気
調和機に関する。

（従来の技術） 従来、この種の水冷式空気調和機の冷凍サイクルは例え
ば第４図に示すように構成され、インバータ駆動で能力
可変のコンプレツリ゛１、四方弁２、室外側水熱交換器
３、減圧器４、室内ファン５を付設した室内側空気熱交
換器６を冷奴配管７により順次、かつ環状に接続してな
り、冷媒を循環させる閏ループを構成している。

また、この冷凍サイクルは四方弁２の切換操作により冷
媒を、第４図中実線矢印方向に循環させると冷ｌ７ｊＪ
！ｌｒ転され、一方、図中破線矢印方向に循環させると
暖房運転されるようになっている。

上記室外側水熱交換器３は冷媒を通ず胴１３ａ内に冷却
水配管１３ｂの一部を挿通させ、この冷却水配管１３ｂ
に介装され！ご図示しない冷却水循環ポンプの駆動力に
よりＩｌｌ　１３　ａ内の冷却水配管１３ｂの一部に冷
却水を循環させ、この冷却水と冷媒とで熱交換させるよ
うになっている。

そして、制ｔｌ１２ｉ：８は室温ヒンリ９を介して検出
した室温が所要の室内設定温度近傍に達したことを検出
したときにはコンプレッサ１Ｊ３Ｊ、び室内ファン５の
運転回転数を所要値に低減させる制御を行なう。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の水冷式空気調和機では
室外側水熱交換器３へ通水される冷却水の通水流量が常
に一定であるので、制御器８によりコンブレラ４ノＩ　
Ｊ３よび室内ファン５の運転回転数を低減させて低能力
で運転する場合にＪ３いても、冷却水循環ポンプの駆動
電力を節電できないという課題がある。

また、室外側水熱交換器３の冷却水通水流出が常時一定
であるために、水冷式空気調和機の起動時の室温立ち上
げが遅いという問題がある。

そこで本発明は上記事情を考慮してなされたもので、そ
の目的は消費電力の節電と空温の立ち上げの迅速化とを
図ることができる水冷式空気調和機を提供することにあ
る。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、室外側水熱交換器に通水される冷却水の通水
流量を制御する水量調整弁を設け、この水量調整弁の開
度をコンブレラ蕾すおよび室内ファンの運転回転数に対
応して制御するようにしたものである。

寸なわら本発明は、能力可変のコンプレツナ、四方弁、
冷媒と冷Ｗ水とを熱交換させる室外側水熱交換器、減圧
器、室内ファンを付設した室内側空気熱交換器を冷媒配
管により順次接続して冷凍サイクルを構成し、室温セン
サを介して検出された室温が設定温度近傍に達したとき
にその両者の温度差に応じて上記コンプレッサおよび室
内ファンの運転回転数を共に低減する制ｗＪ器を有する
水冷式空気調和機において、上記室外側水熱交換器に通
水さぼる冷却水の通水流量を制御する水母調整弁を有し
、上記制御器を、上記コンプレッサおよび室内ファンの
運転回転数に対応させて上記水量調整弁の開度を制御す
るように構成したことを特徴とする。

（作用） 水冷式空気調和機の冷暖運転により、室内の室温が設定
温度の近傍に達し、両温度差が縮小すると、これを制ｔ
ｌｌ器が室温センサを介して検出し、コンプレッサおよ
び室内ファンの運転回転数を共低減させる。

これと共に、制御器はコンプレッサおよび室内ファンの
回転数低減に対応して水量調整弁の開度を所要ｂ１度に
絞り、室外側水熱交換器への冷却水通水°流量を減少さ
せて、熱交換を低減ざ「る。

このために、室外側水熱交換器もコンプレッサおよび室
内ファンに対応して低能力運転されるので、この低能力
運転時における室外側水熱交換器の冷却水循環ポンプの
駆動電力の節電を図ることができる。

一方、水冷式空気調和機の起動時等において、室温セン
サにより検出された室温と設定温度との差が大きいとき
には水ｍ調整弁の開度を拡大させて、室外側水熱交換器
への冷却水通水流量を増大させ、室外側水熱交換器にお
ける冷媒の熱交換量を増大させることにより高能力運転
を行なうことができるので、室温の立ち上がりの迅速化
を図ることができる。

（実Ｒ例） 以下本発明の一実施例をＭ１図〜第３図に基づいて説明
する。

第１図は本発明の一実施例の冷凍サイクル図であり、本
実施例の冷凍サイクルはコンプレッサ１１、四方弁１２
、室外側水熱交換Ｓ！Ｓ１３、減圧器であるキャピラリ
チューブ１４、室内ファン１５を付設した室内側空気熱
交換器１６を冷奴配管１７により順次かつ環状に接続し
、冷媒を循環させる閉ループを構成している。

上記室外側水熱交換器１３は冷媒を通すｒ１４１３ａ内
に冷却水配管１３ｂの一部を挿通させ、冷却水配管１３
ｂに介装された図示しない冷却水循環ポンプの駆動力に
より、胴１３ａ内の冷却水配管１３ｂの一部に冷却水を
循環させ、この冷却水と冷媒とで熱交換させるようにな
っている。

室内側空気熱交換器１６は室温を検出する室温センサ１
８を内蔵しており、この室温センサ１８を破線で承り信
号線により制ａｌｌ！！！ｉ１９を介してコンプレッサ
１１と室内ファン１５と水ω調整弁２０とにそれぞれ電
気的に接続している。

水ｍ調整弁２０は室外測水熱交ｙＡ器１３の冷却水配管
１３ｂの冷却水出口側に介装され、室外側水熱交換２Ｓ
１３への冷却水通水流通を制御するようになっている。

そして、制ｔｌｌｓ１９は例えばマイクロコンピュータ
等からなり、水冷式空気調和機の冷暖房運転時に室ｇｔ
＝ンサ１８により検出された室温に応じて、第２図に示
すようにコンプレッサ１１および室内ファン１５の運転
と、水■調整弁２０の開度を制御するようになっている
。

すなわち、制御器１９は室温センサ１８を介して検出し
た室温が第２図に示すように室温設定温度の近傍に達し
、両者の温度差が小さい場合には、その両者の温度差に
応じてコンプレッサ１１および室内ファン１５の運転回
転数を順次低減させて行くように制御し、しかも、これ
と対応して水ｍ調整弁２０の弁開度を絞って行くように
制御する。

したがって、コンプレツリ１１および室内ファン１５の
運転に連動して室外側水熱交換器１３を低能力運転する
ことができるので、この低能力運転時の室外側水熱交換
器１３の冷却水循環ポンプの駆動に要する電力を節電す
ることができる。

また、制ｔｌＩｌ器１９は第２図に示すように冷暖房運
転時に室温センサ１８を介して検出した室温が室温設定
温度の近傍に達せず、両者の温度差が大きい場合にはそ
の温度差に応じてコンプレッサ１１および室内ファン１
５の運転回転数を増大させて行くと共に、水量調整弁２
０の開度を拡大させて行くように制御するようになって
いる。

したがって、水冷式空気調和機の起動時等において、室
温センサ１８により検出されたｖ温と室温設定温度との
差が大きい場合には、両温度差に応じてコンプレッサ１
１および室内ファン１５の運転回転数が増大されると共
に、水口調整弁２０の開度が拡大されて高能力で運転さ
れる。

したがって、冷凍サイクルを循環する冷媒の循環流量が
増大するととともに、室内側熱交換器１６の熱交換量が
増大し、しかも、室外側水熱交換器１３への冷却水通水
流通が増大してここでの熱交換量が増大するので、室温
の立ち上がりの迅速化を図ることができる。

そして、制御器１９は室温センサ１８を介して検出した
室温が室温設定温度に達したときにはコンプレッサ１１
と室内ファン１５の運転を停止させるが、水ｍ調整弁２
０の開度は全開させずに、所要１ｍ度に絞るようになっ
ている。

したがって、水ｆｆ１Ｗ整弁２０の全開による冷却水循
環ポンプの負荷ショックを低減し、冷却水循環ポンプの
寿命の延伸を図ることができる。

また、水ｆｆｌ調整弁２０の全開直前に発生するキャビ
テーションやそれに伴う異音の発生も防止することがで
きる。

但し、水冷式空気調和機の図示しない操作盤の運転スイ
ッチがＯＦＦ操作された場合には水ｍ調整弁２０を全開
とする。

このために、室外側水熱交換器１３の冷却水水量は第３
図に示ずように運転スイッチのＯＦＦ操作により水冷式
空気調和機の運転を停止させる場　　　合には図中破線
で示すように変化し、制御器１９により水冷式空気調和
機機の運転を停止させる場合には図中実線で示すように
変化する。

次に本実施例の作用を説明する。

水冷式空気調和機を冷房運転すると、冷媒が冷凍サイク
ルを第１因中実線矢印方向に循環し、コンプレツナ１１
で圧縮された高温高圧の冷媒が四方弁１２により案内さ
れて室外側水熱交換器１３に流入し、ここで、冷却水配
管１３ｂからの冷却水に冷却されて液化する。

この液化冷媒はざらにキャピラリチューブ１４により減
圧されてから、室内側空気熱交換器１６に流入し、ここ
で蒸発して、液冷媒の蒸発潜熱により周囲の空気を冷却
し、この冷気を室内ファン１５の送風により室内へ送風
して室内を冷房する。

この気化した冷媒は四方弁１２に案内されて再びコンプ
レッサ１１に戻り、以後上記作用を繰り返ず。・ 一方、水冷式空気調和機の暖房運転時には冷媒　。

が冷凍サイクルを第１図中、破線矢印方向に循環する。

このように水冷式空気調和機の冷暖房運転中に、室温セ
ンサ１８により検出された室温が室温設定Ａ度の近傍に
達したことを制御１Ｗ１９により検出したときには、そ
の設定温度との温度差に応じてコンプレッサ１１と室内
ファン１５の運転回転数とを所要数に低減させて、冷凍
サイクルの冷媒の循環流量を低減させると共に、室内側
空気熱交換器１６での熱交換量を低減させる。

これと同時に、水ω調整弁２０の開度を制ｍ器１９によ
り所要開度に絞り、室外側水熱交換器１３への冷却水の
通水流量を減少させ、ここでの冷媒と水との熱交換量を
減少させ、共に低能力で運転する。

したがって、水ｍ調整弁２０を介して室外側水熱交換器
１３へ冷却水を循環させる冷却水循環ポンプの駆動電力
の節電を図ることができる。

一方、水冷式空気調和機の起動時等において、室温セン
サ１８にＪ：り検出された室温が室内設定温度近傍に達
せず、両者の温度差が大きいことを制御Ｉ器１９により
検出したときには、この制御器１９により第２図に示す
ように、コンプレッサ１１および室内ファン１５の運転
回転数が増大されると共に、水量調整弁２０の開度が拡
大される。

したがって、コンプレッサ１１、室内ファン１５および
水量調整弁２０が高能力運転され、室温の立ち上がりが
迅速化される。

そして、制御器１９により室温センサ１８を介して検出
した室温が室内設定温度に達したことを検出したときに
は、制御器１９によりコンプレッサ１１と室内ファン１
５の運転を停止させるが、水ｆｉｌｌ整弁２０の開度は
全閉されず、所要開度に絞られる。

したがって、水ｍ調整弁２０の全閉に起因する冷却水循
環ポンプへの負荷ショックを低減すると共に、キャビテ
ーションに伴う異音の発生を防止することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、室外側水熱交換器へ通水
される冷却水の通水量を制御する水量調整弁と、この水
ω調整弁の開度をコンプレッサおよび室内ファンの運転
回転数に対応さけて制御する制御器とを有するので、コ
ンプレッサおよび室内ファンに連動して、水量調整弁の
開度を絞ることにより室外側水熱交換器の低能力運転を
行なうことができ、その際の室外側水熱交換器の冷却水
循環ポンプの駆動電力の節電を図ることができる。

また、水ｆｆｉ調整弁の開度を、コンプレッサＪ３よび
室内ファンの高能力運転に連動して拡大させ、室外側水
熱交換器を高能力運転することにより室温の立ら上げの
迅速化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る水冷式空気調和機の一実施例の全
体構成を示す冷凍サイクル図、第２図は第１図で示ず制
御器の制御作用を示ずグラフ、第３図は第１図で示す実
施例の停止時の冷却水けの変動を示すグラフ、第４図は
従来例の冷凍サイクル図である。 １１・・・コンプレッサ、１２・・・四方弁、１３・・
・室外側水熱交換器、１５・・・室内ファン、１６・・
・室内側空気熱交換器、１９・・・制御器、２０・・・
水ｍ調整弁。 代理人弁理士　　則　近　惠　佑 同　　　　　　　　宇　　治　　　　　弘第２図 Ｕ Ａ畦Ｐ氷水ｌ− 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 能力可変のコンプレッサ、四方弁、冷媒と冷却水とを熱
   交換させる室外側水熱交換器、減圧器、室内ファンを付
   設した室内側空気熱交換器を冷媒配管により順次接続し
   て冷凍サイクルを構成し、室温センサを介して検出され
   た室温が設定温度近傍に達したときにその両者の温度差
   に応じて上記コンプレッサおよび室内ファンの運転回転
   数を共に低減する制御器を有する水冷式空気調和機にお
   いて、上記室外側水熱交換器に通水させる冷却水の通水
   流量を制御する水量調整弁を有し、上記制御器を、上記
   コンプレッサおよび室内ファンの運転回転数に対応させ
   て上記水量調整弁の開度を制御するように構成したこと
   を特徴とする水冷式空気調和機。