JPH0755283A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の熱源を、状況に合わせて自動的に選択
することができる空気調和機を提供する。 【構成】 空気熱源の熱交換器と、冷媒の加熱器と、を
備える空気調和機において、上記空気熱源の熱交換器の
運転と、上記加熱器の運転とを、状況に応じて自動的に
切り換える制御装置を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気熱源の熱交換器と
冷媒の加熱器とを備える空気調和機に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】北海道のような豪雪地域等の寒冷地で
は、暖房時に空気熱源のヒートポンプを使用するだけで
は、この空気熱源のヒートポンプの着霜などにより、部
屋の暖房能力が不足する。そこで、この空気熱源のヒー
トポンプに加えて、化石燃料を使用したヒータなどの冷
媒の加熱器を備えて、暖房を行うシステムが提案されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のこの種
の暖房システムは、暖房時に空気熱源のヒートポンプで
は運転できないようになっていて、化石燃料を使用した
ヒータの運転を優先して行うようになっている。

【０００４】したがって、外気温度が上昇して、空気熱
源のヒートポンプで運転すれば、充分に暖房能力が出
て、効率のよい暖房運転が可能な条件になっても、依然
として化石燃料を使用したヒータのみを使用していて、
化石燃料を大量に消費してしまい、不経済であるという
問題がある。

【０００５】また、従来のこの種の別の暖房システムで
は、暖房時に空気熱源のヒートポンプを選択して運転す
ることができるようになっている。

【０００６】しかし、この空気熱源のヒートポンプを選
択して暖房するか、化石燃料を使用したヒータを選択し
て暖房するかは、使用者が手動でリモコンにより切り換
えて選択しなければならず、面倒である。しかも、これ
らの異なる複数の熱源の選択は、使用者まかせであるの
で、必ずしも状況に応じて効率の良い熱源が選ばれてい
るとはいえないという問題がある。

【０００７】そこで、本発明は、上記課題を解決するた
めになされたものであり、複数の熱源の内の適切な熱源
を、外気温度の変化等の状況に合わせて自動的に選択す
ることができる空気調和機を提供することを目的として
いる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、空気
熱源の熱交換器と、冷媒の加熱器と、を備える空気調和
機において、上記空気熱源の熱交換器の運転と、上記加
熱器の運転とを、外気温度の変化等の状況に応じて自動
的に切り換える制御装置を備えることを特徴とする。

【０００９】

【作用】制御装置が、外気温度の変化等の状況に合わせ
て空気熱源の熱交換器と、冷媒の加熱器との内のいずれ
かを自動的に選択して運転させるようになっている。

【００１０】

【実施例】以下に、本発明の好適な実施例を、図面に基
づいて詳細に説明する。

【００１１】図１は、本発明の空気調和機の好ましい実
施例の冷媒回路を示している。

【００１２】図１において、空気調和機は、複数の種類
の熱源を備える形式のものであり、室外ユニット１０
と、複数の室内ユニット６０，６２、制御装置２０から
構成されている。

【００１３】まず、室外ユニット１０は、２つの空気熱
源方式の室外熱交換器１４，１６と、冷媒を加熱するた
めの化石燃料方式のボイラーユニット１８などを有して
いる。２つの空気熱源方式の室外熱交換器１４，１６
は、ヒートポンプである。

【００１４】室外熱交換器１４，１６の各一端側は、二
方弁１４ｂ，１６ｂを介して、それぞれ四方弁２２に接
続されている。この四方弁２２は、図１に示すように、
暖房時にはオンになり、冷房時にはオフになる。そし
て、この四方弁２２は、逆止弁２４を介して圧縮機２６
に接続されているとともに、四方弁２２は、逆止弁２８
を介して圧縮機３０に接続されている。

【００１５】これらの圧縮機２６，３０には、オイル供
給部３２が設けられている。一方の圧縮機２６は、たと
えばインバータ式の圧縮機であり、他方の圧縮機３０
は、定速式の圧縮機である。

【００１６】これらの圧縮機２６，３０は、共にアキュ
ムレータ３４に接続されている。このアキュムレータ３
４は、四方弁２２と冷媒の加熱器としてのボイラーユニ
ット１８とに接続されている。

【００１７】このボイラーユニット１８は、メカ弁ＭＶ
３を介してレシーバタンク４０と、メカ弁ＭＶ１，ＭＶ
２に接続されている。これらのメカ弁ＭＶ１，ＭＶ２
は、それぞれ熱交換器１４，１６の他方端側に接続され
ている。

【００１８】一方、上記四方弁２２は、ライン９２を介
して、アキュムレータ３４とボイラーユニット１８に接
続されているとともに、ライン９０を介してサービスバ
ルブ５０に接続されている。また、レシーバタンク４０
は、もう１つのサービスバルブ５２に接続されている。

【００１９】次に、室内ユニット６０，６２について説
明する。

【００２０】図１において、この室内ユニット６０は、
室内熱交換器６４とメカ弁ＭＶ４を有している。また、
室内ユニット６２は、室内熱交換器６８とメカ弁ＭＶ５
を有している。室内ユニット６０，６２の一方端側と他
方端側は、それぞれサービスバルブ５０，５２に接続さ
れている。

【００２１】次に、上記制御装置２０を中心とする制御
系について説明する。

【００２２】図１に示すように、制御装置２０は、５つ
のメカ弁ＭＶ１〜ＭＶ５に制御信号を与えて、各メカ弁
ＭＶ１〜ＭＶ５の開閉度を制御することができる。

【００２３】また、制御装置２０は、室外熱交換器１
４，１６の各温度検出用のサーモセンサ１４ａ，１６ａ
に接続されていて、室外熱交換器１４，１６の温度を検
出できる。

【００２４】さらに、制御装置２０は、室内熱交換器６
４，６８のサーモセンサ６４ａ，６８ａに接続されてい
て、室内熱交換器６４，６８の温度を検出することがで
きる。さらには、制御装置２０は、ボイラーユニット１
８のサーモセンサに接続されている。

【００２５】なお、これらのメカ弁とは、制御装置２０
の指令によりアクチュエータを作動して開閉することが
できる電磁弁である。

【００２６】次に、暖房時の冷媒の進む経路を説明す
る。

【００２７】暖房時の冷媒の経路 （１）空気熱源１４，１６による冷媒の経路 図１において、外気温度等の使用状況に応じて、制御装
置２０が各メカ弁ＭＶ１からＭＶ５に指令を出す。これ
により、たとえばメカ弁ＭＶ３を全閉し、メカ弁ＭＶ1,
ＭＶ２，ＭＶ４，ＭＶ５を開いていて、しかも二方弁
（電磁弁）１４ｂ，１６ｂを開くものとする。

【００２８】図１において、暖房時には冷媒は矢印Ｘに
そって移動する。

【００２９】まず、矢印Ｘで示すように、冷媒は、圧縮
機２６，３０から逆止弁２４，２８を経て、四方弁２２
に達する。

【００３０】この場合には、この四方弁２２はオンであ
り、冷媒はライン９０、サービスバルブ５０を経て、室
内熱交換器６４，６８を通過する。

【００３１】そして、冷媒は、メカ弁ＭＶ４，ＭＶ５と
サービスバルブ５２を経て、そしてレシーバタンク４０
とメカ弁ＭＶ１，ＭＶ２を経て、室外熱交換器１４，１
６と二方弁１４ｂ，１６ｂを通る。次に、冷媒は四方弁
２２からライン９２を経て、アキュムレータ３４に達す
る。

【００３２】（２）ボイラーユニット１８による冷媒の
経路 図１において、制御装置２０が外気温度等の使用状況に
応じて、ボイラーユニット１８により冷媒を加熱する必
要があると判断した場合には、制御装置２０は指令を出
して、メカ弁ＭＶ１，ＭＶ２を全開し、メカ弁ＭＶ３を
開き、そして二方弁（電磁弁）１４ｂ，１６ｂを閉じる
ものとする。

【００３３】次に、制御装置２０の制御指令により、状
況に応じて自動的に複数の熱源を選択して暖房する方法
について、図１と図２を参照して説明する。

【００３４】制御装置２０による複数の熱源の選択方法 この複数の熱源とは、上述した室外熱交換器１４，１６
と、ボイラーユニット１８である。

【００３５】制御装置２０は、熱源の切替え用の制御指
令を出すために、たとえばマイクロコンピュータを備え
ている。この制御装置２０のマイクロコンピュータは、
室内熱交換器６４（および／または室内熱交換器６８）
の負荷状態、外気温度、圧縮機２６，３０の周波数等に
より、どの熱源を使用すれば効率の良い暖房運転が行え
るかを判断する。

【００３６】このために、使用者は、全く面倒な切替え
操作を必要とせずに、経済的で快適な暖房を行うことが
できる。

【００３７】また、制御装置２０のマイクロコンピュー
タは、定期的もしくは常時、上述した熱源の切替え判断
を行い、１日の温度変化、季節の温度変化に対しても常
に対応可能である。

【００３８】上述したように、図１のシステムでは、空
気熱源方式の室外熱交換器１４，１６に対して、さらに
ボイラーユニット４０を追加している。

【００３９】図２のフローを参照して、熱源の切替え判
断と操作の一例を説明する。

【００４０】運転を開始して（ステップＳ１）、外気温
度が５°Ｃより低いときには（ステップＳ４）、ボイラ
ーユニット１８が正常かどうかを判断する（ステップＳ
５）。ボイラーユニット１８が正常ならば、ボイラーユ
ニット１８を熱源として、冷媒を加熱する（ステップＳ
６）。

【００４１】もし、外気温度が５°Ｃ以上の場合あるい
はボイラーユニット１８が正常でないならば、空気熱源
である室外熱交換器１４，１６により暖房をする（ステ
ップＳ７）。

【００４２】一方、暖房運転中では（ステップＳ１から
Ｓ２）、冷媒回収制御操作が終了しているときには、ス
テップＳ４に移る。

【００４３】そうでなく、冷媒回収制御操作が終了して
おらずしかも除霜制御操作が終了（ステップＳ３）であ
るときには、上述したステップＳ４に移る。

【００４４】除霜制御操作が終了（ステップＳ３）して
おらず、現在空気熱源である室外熱交換器１４，１６で
運転中である場合に（ステップＳ８）、着霜が始まった
時にはボイラーユニット１８が正常であれば（ステップ
Ｓ１０）、ボイラーユニット１８により冷媒を加熱して
暖房運転する（ステップＳ１１）。もし、ボイラーユニ
ット１８が正常でないなら、室外熱交換器１４，１６の
除霜をする（ステップＳ１２）。

【００４５】室外熱交換器１４，１６に着霜はしてない
が、圧縮機２６，３０の圧縮能力が最大であっても凝縮
能力が低い場合には（ステップＳ１３）、ボイラーユニ
ット１８が正常かどうかを判断して（ステップＳ１
４）、正常ならばボイラーユニット１８を熱源として冷
媒を加熱する（ステップＳ１５）。

【００４６】一方、現在空気熱源を使用しておらず、ボ
イラーユニット１８を使用している時には（ステップＳ
８）、ボイラーユニット１８が正常かどうかを判断して
（ステップＳ１６）、正常でないなら空気熱源である室
外熱交換器１４，１６を使用して暖房運転する（ステッ
プＳ１７）。

【００４７】以上述べたように、図１の制御装置２０
は、運転開始時や、冷媒回収制御が終了した時点で、外
気温度等の状況の程度に応じて、使用する熱源として、
室外熱交換器（空気熱源）１４，１６かボイラーユニッ
ト１８（ボイラー熱源ともいう化石燃料を使用する熱
源）かを自動的に選択する。

【００４８】上述したように、空気熱源が選択されて、
空気熱源で運転を開始したとしても、圧縮機２６，３０
の圧縮能力が最大であっても、凝縮圧力が低かったり、
あるいは空気熱源に着霜が始まった場合には、ボイラー
ユニット（ボイラー熱源）に切り換える。

【００４９】この実施例では、制御装置２０は、好まし
くは図示しない外気温度センサーを用いて外気温度を判
断基準として、空気熱源にするかあるいはボイラー熱源
にするかを自動的に選択判断をしている。

【００５０】しかし、上述したように、さらに好ましく
は、この外気温度を判断基準とすることに加えて、室内
熱交換器６４，６８の運転状態、圧縮機２６，３０の運
転状態等を考慮する。

【００５１】また、ボイラーユニット１８に異常が発生
した場合には、制御装置２０に関連して、リモコン等に
設けられた警報発生手段、たとえばブザーを作動させ
て、使用者に警報を出すとともに、自動的に空気熱源に
切り換えて暖房運転を続けることができる。

【００５２】このボイラーユニット１８に異常が発生し
た場合とは、たとえば燃料切れや故障などで、使用不可
能になった場合である。

【００５３】ところで、本発明は上記実施例に限定され
ない。たとえば、図１の例では、室外熱交換器を２つ備
え、室内熱交換器も２つ備え、そしてボイラーユニット
を１２つ備えている。しかし、室外熱交換器を１つもし
くは３つ以上備え、室内熱交換器を１つもしくは３つ以
上備え、そしてボイラーユニットを複数備えるようにし
てもよい。

【００５４】熱源の種類も複数あれば、その種類は問わ
ない。（例えば、ボイラー熱源でなく、水水源でも良
い）。

【００５５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、状
況に応じて複数の熱源を自動的に選択することができる
ので、従来のように使用者まかせでなく、暖房効率の良
い方の熱源を自動的に選んで運転することができ、燃料
の不経済な消費を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気調和機の好ましい実施例の冷媒回
路を示す図。

【図２】図１の実施例における動作例を示すフロー図。

【符号の説明】

１０ 室外機 １４，１６ 室外熱交換器（空気熱源） １４ａ，１６ａ 二方弁 １８ ボイラーユニット（ボイラー熱源） ２０ 制御装置 ２６，３０ 圧縮機 ６０，６２ 室内ユニット ６４，６８ 室内熱交換器 ＭＶ１〜ＭＶ５ メカ弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空気熱源の熱交換器と、冷媒の加熱器と、
   を備える空気調和機において、上記空気熱源の熱交換器
   の運転と、上記加熱器の運転とを、状況に応じて自動的
   に切り換える制御装置を備えることを特徴とする空気調
   和機。