JPS5947211B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、低外気温時の暖房能力を向上させる冷媒加熱
器を具備したヒートポンプ式冷凍サイクルからなる空気
調和機に関するもので、冷媒加熱した時の圧縮機自体の
温度および吐出圧力、吸入圧力および冷媒温度の異常な
上昇をなくすことを目的の一つとするものである。

従来より、冷媒加熱を行なって、暖房サイクルを形成す
る際、冷媒加熱器と室外熱交換器からの空気熱源利用を
併用する場合と個々に使い分ける場合があるが、冷媒加
熱を制御せずに併用しない場合は次のような欠点があっ
た。

すなわち、冷媒加熱量が多すぎる場合は、圧縮機自体の
温度と吸入圧力、吐出圧力および冷媒温度が高くなり、
使用限界を越えてしまって危険な状態となり、また少な
すぎる場合は、圧縮機の吐出圧力、吸入圧力か下がり、
暖房能力が低下してしまう。

またこの吐出圧力、吸入圧力は室内側負荷により変動す
るため、使用限界を越えない範囲での最適冷媒加熱量は
、負荷により変動させる必要がある。

次に、冷媒加熱器による冷媒加熱と室外熱交換器による
空気熱源利用を併用運転する際には、併用しない場合と
同様の問題があるに加えて、外気温が上がると冷媒温度
、圧縮機の吐出圧力、吸入圧力が高くなり使用限界を越
えてしまい、前述と同様危険な状態となる。

また外気温が低くすぎると、室外熱交換器内の冷媒温度
が外気温よりも高くなる場合があり、その際には吸熱せ
ず、逆に放熱してしまう。

これにより暖房能力が低下し、冷凍サイクルの温度、圧
力も使用限界を越えてしまうことがある。

本発明は、上記の問題点を解決するために、外気温度と
室内空気の吹出温度とにより、ボイラ内の二次熱媒体の
温度を制御し、冷媒加熱量を制御するものである。

以下、本発明をその一実施例を示す添付図面を参考に説
明する。

第１図において、１は室内ユニットで、室内側熱交換器
２および室内ファン３を備えている。

４は室外ユニットで、減圧器５、室外熱交換器６、四方
弁７、圧縮機８、冷媒加熱器９および室外フアン１０を
それぞれ備えている。

ここで、前記冷媒加熱器９は、本実施例においてはタン
ク９ａ内に収納される二次熱媒体１１として水を使用し
、それに二次熱媒体１１を加熱する加熱装置１２として
電気ヒータを使用している。

また温度検出器としては、外気温用サーミスタ１３、室
内熱交換器２の吹出温度用サーミスタ１４を設け、さら
に二次熱媒体の温度を設定するための温度検出器として
は、二次熱媒体用サーミスタ１５を設け、これらの信号
により制御回路１６が動作する。

なお、図中矢印は送風方向を示している。

次に、第２図により制御回路１６について説明する。

図中、Ｒ１Ｊ Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６はそれぞ
れ抵抗、Ｓｌ、Ｓ２はそれぞれ演算素子、Ｒｙはヒータ
ー大切用の電磁開閉器、Ｔｒはトランジスタ、■は電源
である。

そして制御回路１６は、外気温用サーミスタ１３の検知
した外気温Ｔと二次熱媒体温度の仮の設定値Ｘの関係を
第３図に示すような関係に設定し、また室内熱交換器２
の吹出温度用サーミスタ１４の検知した室内吹出温度す
なわち室内熱交換器２から吹出される空気の吹出温度Ｚ
と二次熱媒体温度の設定値に対する補正値Ｙとの関係を
第４図に示すような関係に設定している。

次に、冷媒加熱器９による冷媒加熱と室外熱交換器６の
通常空気熱源利用の併用運転について説明する。

第３図および第４図において、外気温度Ｔｔ時では、図
中の特性から二次熱媒体温度の仮の設定値Ｘが設定値Ｘ
ｉと決まり、そして同時に室内熱交換器吹出温度２１に
おいて設定値の補正値Ｙが補正値Ｙｔと決まり、二次熱
媒体温度の真の設定値が、（Ｘｉ−Ｙｔ）として決定す
る。

ここで、二次熱媒体１１の温度が、決定した設定値（Ｘ
ｔ−Ｙｔ）よりも低い場合は、二次熱媒体１１を加熱す
る加熱装置１２に通電し、二次熱媒体１１の温度を決定
した設定値（Ｘｉ−Ｙｔ）になるまで上昇させる。

さらに、決定した設定値（Ｘｔ−Ｙｔ）になったところ
で加熱装置１２への通電をやめる。

また、二次熱媒体用サーミスタ１５で検出された二次熱
媒体１１の温度が設定値（Ｘｔ−Ｙｔ）よりも高い場合
は、加熱装置１２へは通電されない。

したがって、外気温が下がる場合は、室外熱交換器６か
らの吸熱量が減るに反比例して冷媒加熱器９内の二次熱
媒体１１の温度があかり、冷媒加熱量は増してゆき、暖
房能力は確保される。

また、室内温度の上昇、あるいは室内熱交換器２に与え
る風量の減少などによって室内熱交換器２の熱交換が減
少し圧縮機８の吐出圧力が上昇し、使用限界を越えてし
まうような場合は、室内熱交換器２の吹出温度が吐出圧
力にほぼ比例して上昇するが、これを室内熱交換器２の
吹出温度を検知するサーミスタ１４によって検出し、こ
のサーミスタ１４が検知する温度Ｚが上昇するにつれて
、二次熱媒体１１の設定温度の補正値Ｙが増すことから
、二次熱媒体１１の真の設定温度（ｘ−ｙ）が下かり、
その結果吐出圧力の異常な上昇が防止できる。

なお、上記実施例においては、冷媒加熱器９を圧縮機７
への吸入管路中に設けているが、これに限定されること
なく、冷凍サイクル中のいかなる位置に設けてもよい。

すなわち室外熱交換器６に並列に冷媒加熱器を設け、こ
の冷媒加熱器による冷媒加熱運転時は室外熱交換器６に
冷媒を流さないサイクルを構成してもよい。

上記実施例より明らかなように、本発明の空気調和機は
、冷凍サイクルの一部に冷媒を加熱する冷媒加熱器を設
け、この冷媒加熱器を前記冷凍サイクルの一部に形成し
た熱交換部と、この熱交換部と熱交換する二次熱媒体と
、この二次熱媒体を加熱する加熱装置を設け、さらに外
気温と前記冷凍サイクルを構成する室内熱交換器の吹出
し温度とを検出して前記二次熱媒体の温度を設定し、そ
の設定温度によって前記加熱装置の運転を制御する制御
装置を設けたもので、外気温負荷による冷媒加熱量の最
適な点を常時選ぶことができ、内気温負荷に対しても、
冷媒加熱量が調整でき、またそれに加えて、室内熱交換
器を通る風量によっても冷媒加熱量が調整できるため、
はこりなどによる室内風量の減少に起因して圧縮機の吐
出圧力が上昇することなども避けることができ、これら
のことによって、加熱装置による冷媒加熱のしすぎがな
くなり、圧縮機温度、冷媒の吐出圧力、吸入圧力および
冷媒温度がそれぞれ異常上昇することもなく、これに起
因する冷凍装置の故障も防止でき、さらに常に安定した
適切な暖房能力が得られ、さらに加熱装置を不必要に加
熱することがなくなるため、省エネルギー化がはかれる
等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における空気調和機の冷凍サ
イクル図、第２図は同空気調和機における加熱装置の電
気制御回路図、第３図は同制御回路における外気温と二
次熱媒体の仮の設定温度との関係特性図、第４図は同制
御回路における室内熱交換器の吹出温度と二次熱媒体の
補正値さの関係特性図である。 ２・・・・・・室内熱交換器、８・・・・・・圧縮機、
９・・・・・・冷媒加熱器、１１・・・・・・二次熱媒
体、１２・・・・・・加熱装置、１３・・・・・・外気
温用サーミスタ、１５・・・・・・二次熱媒体用サーミ
スタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 冷凍サイクルの一部に冷媒を加熱する冷媒加熱器を
   設け、この冷媒加熱器を前記冷媒サイクルの一部に形成
   した熱交換部と、この熱交換部と熱交換する二次熱媒体
   と、この二次熱媒体を加熱する加熱装置とより構成し、
   さらに外気温検知手段と前記冷凍サイクルを構成する室
   内熱交換器の吹出し温度検知手段を用いて、外気温と吹
   出し温度を検知し、この２つの温度から二次熱媒体温度
   設定手段により前記二次熱媒体の温度を設定し、該設定
   温度と二次熱媒体温度検知手段により検知した二次熱媒
   体温度を比較し加熱装置を制御する手段とから構成され
   ている空気調和機。