JPH06213541A

JPH06213541A - 暖冷房機

Info

Publication number: JPH06213541A
Application number: JP729293A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ohama; 昌宏尾浜
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-01-20
Filing date: 1993-01-20
Publication date: 1994-08-02

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、冷房時は圧縮機を利用し、暖房時
は圧縮機以外の冷媒搬送手段と冷媒加熱器を利用する暖
冷房機に関するもので、従来室内熱交換器に設けた冷媒
温度検知手段の温度だけで室内熱交換器への着霜の成長
を防止する制御を行っていたが、これでは低外気温度で
着霜を検知できない場合があったので、本発明では、こ
の冷媒温度検知手段の温度による制御と、室外温度検知
手段の温度による制御とで冷房運転の信頼性の向上をは
かった暖冷房機を提供することを目的とする。【構成】低外気温時の冷房運転時間を積算する運転時
間積算部３５と、前記運転時間積算部３５を初期化する
運転時間初期化部３６などから構成され、所定の室外温
度以下で所定の運転時間になれば冷房運転を停止し、さ
らに、室内熱交換器６の伝熱管８に設けた冷媒温度検知
手段９から得られた冷媒温度が所定の運転復帰温度以上
になれば冷房運転を開始させることによって、冷房運転
の信頼性の向上がはかれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷房時は圧縮機を利用
し、暖房時は圧縮機以外の冷媒搬送手段と冷媒加熱器を
利用する暖冷房機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の暖冷房機は、図４に示すよ
うな構成になっている。すなわち、１は圧縮機、２は圧
縮機１の吐出管中に設けられた第１の逆止弁、３は四方
弁、４は室外熱交換器用送風機５を有する室外熱交換
器、６は室内熱交換器用送風機７を有する室内熱交換器
で、これらの順番に接続して循環路を形成し、前記室内
熱交換器６の伝熱管８には冷媒温度検知手段９が設けら
れている。又１０は前記循環路中に設けた冷媒加熱器、
１１は冷媒加熱器１０を加熱するための燃焼バーナ、１
２は気液セパレータ、１３は受液器、１４は第１の電磁
弁で、気液セパレータ１２の上部と受液器１３の上部を
結ぶ配管１５中に位置せしめる。１６は第２の逆止弁
で、受液器１３の下部を気液セパレータ１２の下部とを
結ぶ配管１７中に位置せしめる。１８は第３の逆止弁
で、室内熱交換器６と受液器１３の上部を結ぶ配管１９
中に位置せしめる。２０は第４の逆止弁で、気液セパレ
ータ１２の上部と、第１の逆止弁２と四方弁３を結ぶ配
管２１とを結ぶ配管２２中に位置せしめる。２３は第１
のキャピラリチューブ、２４は第２の電磁弁であり、こ
の第１のキャピラリチューブ２３と第２の電磁弁２４は
室外熱交換器４と冷媒加熱器１０の下部を結ぶ配管２５
中に直列に位置せしめる。２６は第３の電磁弁、２７は
第２のキャピラリチューブであり、この第３の電磁弁２
６と第２のキャピラリチューブ２７は気液セパレータ１
２の下部と冷媒加熱器１０の下部を結ぶ配管２８と配管
１９を結ぶ配管２９中に直列に位置せしめる。冷媒加熱
器１０の上部と気液セパレータ１２の上部とは配管３０
で結ばれる。第１の電磁弁１４と第２の電磁弁２４は配
管３１で結ばれる上記冷媒回路構成において、冷房運転
は四方弁４を圧縮機１の吐出ガスが室外熱交換器４へ流
れるごとく切り替え、第２の電磁弁２４と第３の電磁弁
２６を開とすることで第１のキャピラリチューブ２３と
第２のキャピラリチューブ２７を絞り装置とし、室内熱
交換器６を蒸発器として作用させる冷媒回路を構成す
る。

【０００３】暖房運転は四方弁３を冷房運転時とは逆の
方向に切り替え、燃焼バーナ１１で冷媒加熱器１０を加
熱することで冷媒加熱器１０の中の冷媒が加熱され、気
液セパレータ１２で分離された気相状態の冷媒が配管２
２、第４の逆止弁２０、四方弁３を経て、室内熱交換器
６へ押し出される。さらに室内熱交換器６で凝縮し、過
冷却液状態まで放熱して室内の暖房を行う。この過冷却
状態の冷媒は、配管１９、第３の逆止弁１８を経て受液
器１３中の飽和蒸気状態の冷媒を凝縮液化することによ
る減圧作用によって受液器１３に移動する。受液器１３
に溜まった液冷媒は、第１の電磁弁１４を開にすること
で、気液セパレータ１２の圧力を導くことで受液器１３
と気液セパレータ１２の落差で第２の逆止弁１６を経て
冷媒加熱器１０へ戻される。以上のごとく、受液器１３
と第１の電磁弁１４の開閉動作と第３の逆止弁１８の逆
止作用とで熱搬送媒体である冷媒を圧縮機１の運転なし
で搬送を行うことができる。即ち、受液器１３と第１の
電磁弁１４と第３の逆止弁１８が冷媒搬送手段３２とな
る。

【０００４】又、３３は制御装置で、冷房運転時に前記
冷媒温度検知手段９から得られた冷媒温度によって冷房
運転を制御する冷房運転制御部３７と、暖房運転時に前
記冷媒温度検知手段９から得られた冷媒温度によって前
記室内熱交換器用送風機７の回転数を制御する送風機制
御部３８から成る。

【０００５】以上の構成で、暖房運転開始時には燃焼バ
ーナ１１の燃焼により冷媒加熱器１０が加熱され、それ
にともない室内熱交換器６の冷媒温度も上昇する。しか
し、この時室内熱交換器用送風機７から冷風が吹き出さ
れることを防止するために、室内熱交換器用送風機７は
低回転数で回る。そして、冷媒温度検知手段９が冷媒温
度の上昇を検知するに従って、送風機制御部３８は室内
熱交換器用送風機７の回転数を徐々に上昇させる。

【０００６】次に、冷房運転で特に室温が低い場合に
は、室内熱交換器６の冷媒温度が低くなり、室内熱交換
器６の表面に霜が付くことがある。これを防ぐために、
冷媒温度検知手段９が所定の冷媒温度Ｔ_e（例えば０
℃）以下の温度を所定の時間続けて得た場合には、冷房
運転制御部３７は室内熱交換器６の冷媒温度が上昇する
まで冷房運転（圧縮機１と室外熱交換器用送風機５の運
転）を停止させる構成となっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、暖房運転開始時の室内熱交換器６の冷媒
温度の上昇を正確に検知するために、冷媒温度検知手段
９は、条件が変わっても常に室内熱交換器６の冷媒が二
相域となる伝熱管８の位置に設けてある。しかし、冷房
運転時に室内や室外温度が低く蒸発温度が低い場合に
は、室内熱交換器６の冷媒の過熱度は大きくなり、その
ため、前述の冷媒温度検知手段９の位置では過熱状態の
冷媒の温度を検知するので、冷媒の二相域部分の室内熱
交換器６の表面で霜が成長していても、冷媒温度検知手
段９の位置では冷媒の温度が余り低下せず、所定の冷媒
温度Ｔ_e以下にならない。

【０００８】図５は、横軸に冷媒の流れ方向の伝熱管の
長さ（暖房時紙面向かって左から右、冷房時同右から
左）をとり、縦軸に暖房及び冷房時の各々の冷媒の温度
をとって、冷媒の流れ方向の伝熱管の距離に対する冷媒
の温度変化を示したものである。同図の一点鎖線ａは暖
房時の室内熱交換器６の出口の冷媒の過冷却度が小さい
場合、実線ｂは暖房時の室内熱交換器６の出口の冷媒の
過冷却度が大きい場合を示す。同図からわかる様に暖房
時の室内熱交換器６の冷媒が常に二相域となる伝熱管の
部分は、点Ａより暖房時冷媒入口側（紙面向かって左）
である。だから、冷媒温度検知手段９は上述の点Ａの位
置に設けている。

【０００９】又、同図の点線ｃは冷房時の室内熱交換器
６の出口の冷媒の過熱度が小さい場合、二点鎖線ｄは冷
房時の室内熱交換器６の出口の冷媒の過熱度が大きい場
合を示す。点線ｃで示す室内熱交換器６の出口の冷媒の
過熱度が小さい場合には、同図点Ａの位置に設けている
冷媒温度検知手段９は二相域の冷媒温度を検知できるの
で、前記所定の冷媒温度Ｔ_e（例えば０℃）以下の温度
を所定の時間続けて得た場合には、冷房運転制御部３８
は室内熱交換器６の冷媒温度が上昇するまで冷房運転を
停止するので霜の成長が防止される。しかし、二点鎖線
ｄで示す室内熱交換器６の出口の冷媒の過熱度が大きい
場合には、同図点Ａの位置に設けている冷媒温度検知手
段９は過熱蒸気の冷媒温度を検知する。つまり、同図に
示すように二相域の冷媒温度よりもΔＴ高い温度を検知
するので、冷媒の二相域の室内熱交換器６の表面では冷
媒の温度が所定の冷媒温度Ｔ_e（例えば０℃）以下にな
り霜が成長していても、冷媒温度検知手段９の位置では
冷媒の温度が所定の冷媒温度Ｔ_e以下にならない。

【００１０】このため、霜が成長し続け、遂には、室内
熱交換器用送風機７に当たり、異常音が出るという問題
を有していた。

【００１１】又、成長した霜（氷）が冷房運転停止後に
融けて外に出てきて床面を濡らすという問題も有してい
た。

【００１２】本発明は、かかる従来の問題点を解消する
もので、冷房運転時に所定の外気温度以下で所定の運転
時間に達した場合には冷房運転を停止する事によって、
信頼性の高い冷房運転を可能にすることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の暖冷房機は、冷房時は圧縮機、室内熱交換
器、室外熱交換器および絞り装置により冷媒回路を構成
し、暖房時は圧縮機以外の冷媒搬送手段、冷媒加熱器お
よび室内熱交換器とにより冷媒回路を構成するものにお
いて、室外温度を検出する室外温度検知手段と、前記室
内熱交換器の伝熱管に設けられた冷媒温度検知手段と、
制御装置とを有し、前記制御装置は冷房運転中の室外温
度が所定の温度以下になれば運転時間を積算する運転時
間積算部と、冷房運転中の室外温度が前記所定の温度を
越えれば前記運転時間積算部の積算値を初期化する運転
時間初期化部と、前記運転時間積算部の積算値が所定の
運転時間になれば冷房運転を停止させた後前記冷媒温度
検知手段から得られた冷媒温度が所定の運転復帰温度以
上になれば冷房運転を開始させる冷房運転制御部と、暖
房運転時に前記冷媒温度検知手段から得られた冷媒温度
に応じて前記室内熱交換器用送風機の回転数の制御を行
う送風機制御部とを有する構成としたものである。

【００１４】

【作用】本発明は、上記した構成によって、冷房運転時
に室外温度が低く蒸発温度が低いために室内熱交換器に
霜が成長するような場合には冷房運転を停止し、霜が融
けた後には再び冷房運転を行うことができるため、信頼
性の高い冷房運転が可能となる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。

【００１６】図１は、本発明のシステムブロック図を示
す。図１において、図４に示す従来例と同一のものにつ
いては、同一の番号を付けて説明は省略する。なお、３
３は制御装置で、冷房運転時に室外温度を検知する室外
温度検知手段３４から得られた室外温度が所定の室外温
度以下になれば運転時間を積算する運転時間積算部３５
と、冷房運転中の室外温度が前記所定の室外温度を越え
れば前記運転時間積算部３５の積算値を初期化する運転
時間初期化部３６と、前記運転時間積算部３５の積算値
が所定の運転時間になれば冷房運転を停止させた後前記
冷媒温度検知手段９から得られた冷媒温度が所定の運転
復帰温度以上になれば冷房運転を開始させる冷房運転制
御部３７と、暖房運転時に前記冷媒温度検知手段９から
得られた冷媒温度に応じて前記室内熱交換器用送風機７
の回転数の制御を行う送風機制御部３８とから成る。

【００１７】冷媒温度検知手段９は図４の従来例に示す
点Ａの位置に設け、暖房運転開始時には、図４の従来例
の場合と同様に、燃焼バーナ１１の燃焼により冷媒加熱
器１０が加熱され、それにともない室内熱交換器６の冷
媒温度も上昇する。しかし、この時室内熱交換器用送風
機７から冷風が吹き出されることを防止するために低回
転数で回る。そして、冷媒温度検知手段９が冷媒温度の
上昇を検知するに従って、送風機制御部３８は室内熱交
換器用送風機７の回転数を徐々に上昇させる。

【００１８】次に、冷房運転で特に室温が低い場合に
は、室内熱交換器６の冷媒温度が低くなり、室内熱交換
器６の表面に霜が付くことがある。これを防ぐために、
冷媒温度検知手段９が所定の冷媒温度Ｔ_e（例えば０
℃）以下の温度を所定の着霜時間ｔ_iを続けて得た場合
には、冷房運転（圧縮機１と室外熱交換器用送風機５の
運転）を停止する。そして、室内熱交換器６の冷媒温度
検知手段９から得られた温度が所定の運転復帰温度Ｔ_r
以上に上昇すると冷房運転をはじめる。

【００１９】しかしながら、外気温度が低い場合には、
従来例の場合と同様、冷媒温度検知手段９の設けている
伝熱管８の位置では、二相域の冷媒温度の検知（霜の成
長の有無の検知）ができない。図２は、横軸に室外温度
をとり、縦軸に室内温度が低い場合の室内熱交換器６の
二相域の冷媒温度をとって、室外温度に対する二相域の
冷媒温度の変化を示したものである。同図から分かるよ
うに、室外温度が低くなるほど二相域の冷媒温度も低く
なり、霜の成長が起こりやすくなる。今、二相域の冷媒
温度がほぼ所定の冷媒温度Ｔ_eになる室外温度Ｔ_oを実
験的に求めることは容易である。

【００２０】そこで、前記室外温度Ｔ_oを所定の室外温
度とし、運転時間積算部３５は冷房運転中に室外温度検
知手段３４から得られた室外温度が前記所定の室外温度
Ｔ_o以下になれば運転時間を積算する。なお、運転時間
初期化部３６は、冷房運転中に室外温度検知手段３４か
ら得られた室外温度が前記所定の室外温度Ｔ_oを越えれ
ば、前記運転時間積算部３５の積算値を初期化する。

【００２１】そして、室内熱交換器６の前面に着霜して
室内熱交換器６の通風抵抗が大きくならない適当な運転
時間を所定の運転時間Ｔ_uとすれば、前記運転時間積算
部３５の積算値が前記所定の運転時間Ｔ_uになれば、冷
房運転制御部３７は冷房運転を停止させる。冷房運転が
停止すると、高圧側の冷媒と低圧側の冷媒が圧力バラン
スする時、高圧（高温）側の冷媒によって室内熱交換器
６は加熱され、室内熱交換器６の表面の霜は融ける。こ
の室内熱交換器６の表面の霜を完全に融かしたときに前
記冷媒温度検知手段９から得られる冷媒温度を所定の運
転復帰温度Ｔ_rとする。

【００２２】そこで、冷房運転を停止させて、冷媒温度
検知手段９から得られる冷媒温度が前記所定の運転復帰
温度Ｔ_rになれば、冷房運転制御部３７は圧縮機１や室
外熱交換器用送風機５などを駆動することによって冷房
運転を開始させる。

【００２３】以上の冷房運転における低外気温時の処理
の流れをマイクロコンピュータで実現した場合のフロー
チャートを図３に示す。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明の暖冷房機によれ
ば、次の効果が得られる。

【００２５】（１）従来、室外温度が低い場合には、室
内熱交換器の伝熱管に設けた冷媒温度検知手段では室内
熱交換器の表面に付く霜の成長が検知できない場合があ
り、この成長した霜が室内熱交換器用送風機に接触する
ことによって異常音が発生したり、又は、多量の霜が融
けて床面をぬらすということがあった。それに対して、
本発明では、室外温度が低い場合にはこれを検知して、
冷房運転を停止するので、前述のような問題点がなくな
る。

【００２６】（２）又、霜が付いて冷房運転を停止した
後、室内熱交換器の霜が融けると、自動的に再度冷房運
転を行うので、快適性が良くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における暖冷房機制御装置の
構成図

【図２】冷房運転時の室外温度に対する室内熱交換器の
二相域の冷媒温度の関係を示す特性図

【図３】冷房運転時の低外気温におけるマイクロコンピ
ュータの処理の流れを示すフローチャート

【図４】従来例を示す構成図

【図５】同冷房および暖房運転時の冷媒の流れ方向の伝
熱管長さに対する室内熱交換器の冷媒温度の関係を示す
特性図

【符号の説明】

１圧縮機４室外熱交換器６室内熱交換器８伝熱管９冷媒温度検知手段１０冷媒加熱器３２冷媒搬送手段３３制御装置３４室外温度検知手段３５運転時間積算部３６運転時間初期化部３７冷房運転制御部３８送風機制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷房時は圧縮機、室内熱交換器、室外熱交
換器、絞り装置により冷媒回路を構成し、暖房時は圧縮
機以外の冷媒搬送手段、冷媒加熱器、室内熱交換器とに
より冷媒回路を構成する暖冷房機において、室外温度を
検出する室外温度検知手段と、前記室内熱交換器の伝熱
管に設けられた冷媒温度検知手段と、制御装置とを有
し、前記制御装置は冷房運転中の室外温度が所定の室外
温度以下になれば運転時間を積算する運転時間積算部
と、冷房運転中の室外温度が前記所定の室外温度を越え
れば前記運転時間積算部の積算値を初期化する運転時間
初期化部と、前記運転時間積算部の積算値が所定の運転
時間になれば冷房運転を停止させた後前記冷媒温度検知
手段から得られた冷媒温度が所定の運転復帰温度以上に
なれば冷房運転を開始させる冷房運転制御部と、暖房運
転時に前記冷媒温度検知手段から得られた冷媒温度に応
じて前記室内熱交換器用送風機の回転数の制御を行う送
風機制御部とを有する暖冷房機。