JPH0313762A - 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、冷媒加熱器を熱源として暖房運転を行なうと
ともに、輻射熱交換器を備えた空気調和機に関する。

（従来の技術） 空気調和機において、冷媒加熱器を熱源として暖房運転
を行なうものがあり、第４図にその一例を示す。第４図
において、１は圧縮機であり、この圧縮機１に、四方弁
２、室外熱交換器３、逆止弁４、膨張弁５、室内熱交換
器６、および逆止弁７を順次連通して接続することによ
り、ヒートポンプ式冷凍サイクルを構成している。さら
に、上記逆止弁４と膨張弁５との連通部から圧縮機１の
冷媒吸込側配管にかけて、電磁開閉弁８および冷媒加熱
器９を順次連通している。冷媒加熱器９の近傍には、ガ
スバーナ１０を設けている。このガスバーナ１０は、燃
料供給源（図示しない）から供給されるガスを燃焼し、
冷媒加熱器９を加熱するものである。

しかして、このヒートポンプ式冷凍サイクルにおいて、
冷房運転時には、圧縮機１を運転オンするとともに開閉
弁８を閉成することにより、図中、実線矢印の方向に冷
媒を流して冷房サイクルを形成し、室外熱交換器３を凝
縮器、室内熱交換器６を蒸発器として作用させる。

また、暖房運転時には、圧縮機１を運転オンするととも
に四方弁２を切換え操作し、さらに開閉弁８を開放する
ことにより、図中、破線矢印の方向に冷媒を流して暖房
サイクルを形成し、室内熱交換器６を凝縮器、冷媒加熱
器９を蒸発器として作用させる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、この種の空気調和機においての暖房運転は、
温風による暖房作用となるため、人体にドラフト感（風
が当たる不快感）を与えることがある上、冷たくなった
手足等を速やかに暖めることができなかった。

そこで、上記通常の温風暖房に加えて輻射暖房を可能に
した冷媒加熱式の空気調和機が提案されている（未公開
出願）。

これは第５図で示すようなものである。すなわち、室内
熱交換器６に３万切換え弁１１を介して輻射熱交換器１
２を接続し、その３方切換え弁１１を切り換えることに
より冷房時には室内熱交換器６にのみ冷媒を流し、この
室内熱交換器６を蒸発器として作用させる。

また、暖房時にはその室内熱交換器６と輻射熱交換器１
２の両方に冷媒を流し、その両者を共に凝縮機として作
用させるようになっている。そして、この輻射熱交換器
１２の前面に設けた熱輻射パネル１３から室内に熱線を
輻射することができる。この輻射熱によって熱輻射パネ
ル１３にがざされる手足を迅速に暖めることができる。

ところで、輻射暖房時にはその輻射の快適性を最大限に
活かすため、室内ファン１４をＯＦＦとし、またはＯＮ
の場合には最小風量に保つほうがよい。この状態に設定
すると、室内ファン１４をＯＮとして通常の風量で行う
強制対流暖房のときと比較した場合、輻射熱交換５１２
の温度が上昇し、それに伴い圧縮機１の吐出圧力も上昇
する。

したがって、圧縮機１および輻射熱交換器１１の耐圧性
が問題となる。つまり、使用限界に短時間で達してしま
う。

このため、運転の継続が不可能になり、運転のＯＮ、Ｏ
ＦＦを繰り返すことが多くなり、なめらかな運転が困難
になるとともに快適性を損なう。

しかも、エネルギの損失も多くなるなどの問題点があっ
た。

本発明は上記課題に着目してなされたもので、その目的
とするところは、圧縮機の耐圧および耐熱使用限界内で
なめらかな運転を行うことができるとともに快適な輻射
暖房を行うことができる空気調和機を提供することにあ
る。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段および作用）上記課題を解
決するために本発明の空気調和機は、圧縮機、四方弁、
室外熱交換器、逆止弁、減圧器、室内熱交換器を順次連
通し、かつ前記逆止弁と減圧器との連通部から圧縮機に
かけて開閉弁および冷媒加熱器を順次連通してなる冷凍
サイクルと、この冷凍サイクルにおける室内熱交換器側
と四方弁との間に設けられ暖房運転時に冷媒を流すこと
により熱輻射暖房を行う輻射熱交換器と、この輻射熱交
換器の温度を検出する温度検知器と、上記冷媒加熱器を
暖房動作時に加熱するバーナと、前記圧縮機の運転、四
方弁の切換え、および開閉弁の開放により暖房運転を実
行する手段と、輻射暖房運転時に上記温度検知器の検出
値が増大したらその増大に応じて減少し、あるいは設定
値に達したら上記バーナの燃焼量を減少させる手段とを
具備したものである。

そして、輻射暖房運転時に上記温度検知器の検出値が増
大したらその増大に応じて上記バーナの燃焼量を減少し
、あるいは設定値に達したら上記バーナの燃焼量を減少
させることにより室内熱交換器における放熱量が増大し
、圧縮機１の吐出圧力の増大を未然に制限できる。また
、輻射熱交換器の温度の上昇が抑制される。

また、本発明は、輻射暖房運転時、上記温度検知器の検
出値が上記設定値より大きい第２の設定値に達したら室
内ファンを強制対流暖房時よりも少ない設定風量で作動
させ、あるいは強制対流暖房時よりも少ない設定風量か
らその設定風量よりも多い設定風量に切り換える手段を
備えたものである。

しかして、室内熱交換器における放熱量を増大し、圧縮
機の吐出圧力の増大を未然に制限できる。

また、輻射熱交換器の温度の上昇が抑制されるから、圧
縮機および輻射熱交換器の耐熱耐圧性を高めることがで
きる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について第１図ないし第３図を
参照して説明する。なお、図面において第５図と同一部
分には同一符号を付し、その詳しい説明は省略する。

すなわち、第１図に示すように、この空気調和機には制
御部２０を設ける。この制御部２０はその空気調和機全
般にわたる制御を行なうもので、マイクロコンピュータ
およびその周辺回路からなる。

この制御部２０には、圧縮機１、四方弁２、開閉弁８、
ガスバーナ１０、運転操作部２１、および室内温度セン
サ２２を接続する。

運転操作部２１は、運転のオン、オフを指定するための
運転スイッチ２１ａを有するとともに、輻射暖房モード
を設定するための輻射暖房運転スイッチ２１ｂを有して
いる。

また、輻射熱交換器１１にはその温度Ｔｐ１例えば輻射
熱交換器１１内冷媒の凝縮温度またはそれに近い温度を
検出するための温度検知器２３を設ける。さらに、ガス
バーナ１０の供給管路２４にはガス供給量を調節する流
量調節弁２５が設けられている。

一方、制御部２０には、通常の冷房運転制御の他に、圧
縮機１の運転、四方弁２の切換え、および開閉弁８の開
放により暖房運転を実行する手段、輻射暖房運転を実行
する手段、この輻射暖房運転時において上記温度検知器
２３の検出値Ｔｐが増大したらその増大に応じて上記ガ
スバーナ１０の燃焼量を減少し、あるいは上記温度検知
器２３の検出値Ｔｐが第１の設定値Ｔ、に達したら上記
ガスバーナ１０の燃焼量を減少させる手段を備えている
。

さらに、この制御部２０には、輻射暖房運転時において
、上記温度検知器２３の検出値Ｔｐが上記第１の設定値
Ｔ１より大きい第２の設定値Ｔ２に達したら停止状態の
室内ファン１４を強制対流暖房時よりも少ない設定風量
で作動させ、あるいは強制対流暖房時よりも少ない設定
風量からその設定風量よりも多い設定風量に切り換える
手段を備えている。

次に、上記のような構成においての動作を説明する。

まず、運転操作部２１において、暖房運転モードおよび
所望の室内温度を設定し、かつ運転開始スイッチ２１ｇ
をオンする。

すると、制御部２０は、圧縮機１を起動し、四方弁２を
切換作動し、開閉弁８については閉成する。

すると、室外熱交換器３側に溜まっている冷媒が四方弁
２および逆止弁７を通り、圧縮機１に吸い込まれる。つ
まり、冷媒が回収される。

この冷媒回収運転を一定時間実行したら、制御部２０は
開閉弁８を開放し、また、３方切換え弁１１を輻射熱交
換器１２を開通させる側に切り換え、暖房運転の実行に
入る。

しかして、第１図中点線で示す経路で冷媒が流れる。す
なわち、圧縮機１の吐出冷媒は四方弁２を通って室内熱
交換器６および輻射熱交換器１２へ運ばれ、そこで、室
内空気に熱を奪われて凝縮し、液化する。この液化した
冷媒は膨張弁５で減圧され、開閉弁８を通って冷媒加熱
器９に入り、そこでガスバーナ１０の燃焼熱を奪って気
化し、圧縮機１に戻り、再び上記経路で循環する。

そして、この暖房時、通常の強制対流暖房を行うときに
は室内ファン１４をＯＮし、それなりの風量を発生させ
る。

また、輻射熱暖房を行うときには室内ファン１４を停止
させるか、上記通常・強制対流暖房時よりも少ない設定
風量で作動させる。この運転モードは運転操作部２１の
操作により選択できる。

そこで、この輻射熱暖房時における動作を第２図および
第３図を参照しながら説明する。第２図は温度検知器２
３が検知する輻射熱交換器１２の温ＩＴｐと、ガスバー
ナ１０の燃焼量、および室内ファン１４のＯＮ、ＯＦＦ
の関係を示している。

また、第３図は輻射熱交換ｒＡ１２の温度Ｔｐに応じて
、ガスバーナ１０の燃焼量、および室内ファン１４の動
作を制御する手順を示す。

輻射熱暖房時において、温度検知器２３によりは流量調
節弁２５の開度を調節してガスバーナ１０の燃焼量を減
少し、あるいは検出温度の増大に応じて燃焼量を順次減
少させる。したがって、冷媒加熱器９における熱吸収量
が減少し、圧縮機１の吐出圧力の増大を未然に制限でき
る。また、輻射熱交換器１２の温度Ｔｐの上昇が抑制さ
れる。

そして、この作用によりガスバーナ１ｏの燃焼量が減少
することにより第２図で示す温度Ｔ４まで低下すると、
制御部２０は流量調節弁２５の開度を調節して元に戻し
、ガスバーナ１ｏの燃焼量を増大し、あるいは検出温度
の減少に応じて燃焼量を順次増大させる。

また、第２図で示すように輻射熱交換器１２の温度Ｔｐ
が第１のの設定温度Ｔ、よりも、さらに上昇し、第２の
設定温度Ｔ２を越えると、制御部２０は、室内ファン１
４が停止状態にあるモードのときには強制対流暖房時よ
りも少ない設定風量で作動させる。したがって、室内熱
交換器６における放熱量が増大し、圧縮機１の吐出圧力
の増大を未然に制限できる。また、輻射熱交換器１２の
温度Ｔｐの上昇が抑制される。なお、室内ファン１４が
強制対流暖房時よりも少ない設定風量で作動しているモ
ードのときにはその設定風量よりも多い設定風量に切り
換える。

そして、この作用により輻射熱交換器１２の温度Ｔｐが
第２図で示す温度Ｔ、まで低下すると、室内ファン１４
は再び元の状態に戻る。

しかして、上記構成によれば、輻射熱暖房時に２５の開
度を調節してガスバーナ１０の燃焼量を減少し、あるい
は検出温度の増大に応じて燃焼量を順次減少させるから
、冷媒加熱器９における熱吸収量が減少させ、圧縮機１
の吐出圧力の増大を未然に制限でき、輻射熱交換器１２
の温度Ｔｐの上昇が抑制される。したがって、輻射暖房
の快適性が増すとともに圧縮機１および輻射熱交換器１
２の耐熱使用限界内での運転を継続できる。

さらに、輻射熱交換器１２の温度Ｔｐが第１のの設定温
度Ｔ、よりも、さらに上昇し、第２の設定温度Ｔ２を越
えたときには、室内ファン１４の運転が停止状態にある
モードのときには強制対流暖房時よりも少ない設定風量
で作動させ、また、室内ファン１４が強制対流暖房時よ
りも少ない設定風量で作動しているモードのときにはそ
の設定風量よりも多い設定風量に切り換えるようにした
から、室内熱交換器６における放熱量を増大し、圧縮機
１の吐出圧力の増大を未然に制限できる。

また、輻射熱交換器１２の温度Ｔｐの上昇が抑制される
から、圧縮機１および輻射熱交換器１２の耐熱耐圧性を
高めることができる。

また、室内ファン１４の運転が停止状態にあるモードの
ときに輻射熱交換器１２の温度Ｔｐが第１の設定温度Ｔ
１よりも、さらに上昇し、第２の設定温度Ｔ２を越えた
ときに、強制対流暖房時よりも少ない設定風量で室内フ
ァン１４を作動させるものでは、輻射暖房の快適性が保
てる。

なお、本発明は上記実施例のものに限定されるものでは
なく、その要旨を変えない範囲で種々変形が可能である
。例えばバーナとしてはガスバーナに限らない。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、輻射熱節してバー
ナの燃焼量を減少し、あるいは検出温度の増大に応じて
燃焼量を順次減少させるから、冷媒加熱器における熱吸
収量が減少させ、圧縮機の吐出圧力の増大を未然に制限
でき、輻射熱交換器の温度の上昇が抑制される。したが
って、輻射暖房の快適性が増すとともに圧縮機および輻
射熱交換器の耐熱使用限界内での運転を継続できる。

さらに、輻射熱交換器の温度が第１の設定温度よりも、
さらに上昇し、第２の設定温度を越えたときには、室内
ファンの運転が停止状態にあるモードのときには強制対
流暖房時よりも少ない設定風量で作動させ、また、室内
ファンが強制対流暖房時よりも少ない設定風量で作動し
ているモードのときにはその設定風量よりも多い設定風
量に切り換えるようにしたから、室内熱交換器における
放熱量を増大し、圧縮機の吐出圧力の増大を未然に制限
できる。また、輻射熱交換器の温度の上昇が抑制される
から、圧縮機および輻射熱交換器の耐熱耐圧性を高める
ことができる。

また、室内ファンの運転が停止状態にあるモードのとき
に輻射熱交換器の温度が第１の−の設定温度よりも、さ
らに上昇し、第２の設定温度を越えたときに、強制対流
暖房時よりも少ない設定風量で室内ファンを作動させる
ものでは、輻射暖房の快適性が保てる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における冷凍サイクルおよび
制御回路の構成を示す説明図、第２図は同実施例の動作
を特性を説明するための図、第３図は同実施例の動作を
説明するためのフローチャート、第４図は従来の空気調
和機の冷凍サイクルの構成を示す図、第５図は先行例の
空気調和機の冷凍サイクルの構成を示す図である。 １・・・圧縮機、２・・・四方弁、３・・・室外熱交換
器、５・・・膨張弁（減圧器）、６・・・室内熱交換器
、８・・・電磁開閉弁、９・・・冷媒加熱器、１０・・
・ガスバーナ、２０・・・制御部、２１ｂ・・・輻射暖
房運転スイッチ。 ３１夕）斃支ｊり１譬ト （

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機、四方弁、室外熱交換器、逆止弁、減圧器
   、室内熱交換器を順次連通し、かつ前記逆止弁と減圧器
   との連通部から圧縮機にかけて開閉弁および冷媒加熱器
   を順次連通してなる冷凍サイクルと、この冷凍サイクル
   における室内熱交換器側と四方弁との間に設けられ暖房
   運転時に冷媒を流すことにより熱輻射暖房を行う輻射熱
   交換器と、この輻射熱交換器の温度を検出する温度検知
   器と、上記冷媒加熱器を暖房動作時に加熱するバーナと
   、前記圧縮機の運転、四方弁の切換え、および開閉弁の
   開放により暖房運転を実行する手段と、輻射暖房運転時
   に上記温度検知器の検出値が増大したらその増大に応じ
   て減少し、あるいは設定値に達したら上記バーナの燃焼
   量を減少させる手段とを具備したことを特徴とする空気
   調和機。
2. （２）輻射暖房運転時、上記温度検知器の検出値が上記
   設定値より大きい第２の設定値に達したら室内ファンを
   強制対流暖房時よりも少ない設定風量で作動させ、ある
   いは強制対流暖房時よりも少ない設定風量からその設定
   風量よりも多い設定風量に切り換える手段を備えたこと
   を特徴とする第１の請求項に記載の空気調和機。