JPH01277177A

JPH01277177A - 空気熱源ヒートポンプの運転方法

Info

Publication number: JPH01277177A
Application number: JP10673088A
Authority: JP
Inventors: Yoshimi Seya; 瀬谷　慶身; Isao Tsuruoka; 鶴岡　功; Katsuyoshi Yokoi; 横井　克好
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 1988-04-28
Filing date: 1988-04-28
Publication date: 1989-11-07
Anticipated expiration: 2011-03-04
Also published as: JPH0820134B2

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】「産業上の利用分野」この発明は、空気熱源ヒートポンプの運転方法に係り、
特に暖房時の運転方法に関する。

「従来の技術」従来より、ヒートポンプの１形式として外気（熱源）か
ら採熱してこれを室内の空気に直接放熱して暖房を行う
空気熱源ヒートポンプなるものが知られている。この空
気熱源ヒートポンプは、屋外に設けられて吸熱用の屋外
熱交換器と、屋内に設けられて放熱用の屋内熱交換器と
、それら２つの熱交換器を結んで熱を循環輸送する冷媒
配管とから構成されるものである。そして、空気熱源ヒ
ートポンプには、冬期など温度が下がり、湿度が高い場
合に屋外熱交換器に霜がつくことがあるので、霜取り（
デ・フロースト）用の電気ヒータ等が備わっている。

ところで、店舗や事務所ビル向けの大型ヒートポンプで
は、霜取り効率を高めるために屋外熱交換器を横置きタ
イプ（第３図および第４図参照）としたものが多く深川
されている。

この屋外熱交換器ｌは、地面に対して垂直に配設された
放熱フィン２・・・と、これら放熱フィン２・・・を貫
通して内部に冷媒（熱交換媒体）が流れる冷媒配管３・
・・とを備えてなり、冷媒配管３・・・の上方に配置さ
れたファン（図示せず）によって外気を下から上へ通過
させるようにしたしのである。そして、放熱フィン２を
垂直にたてることにより、霜取り時において放熱フィン
２の表面に形成された霜から水滴をスムーズに落下させ
ることができるようになっている。

「発明が解決しようとする課題」ところが、このような横置きタイプの熱交換器ｌによる
と、特に冬期の温度が低く絶対湿度が高い場合などには
、大気から凝縮されて放熱フィン２の表面に付着した水
ａ４が屋外熱交換器１を通過する上昇気流によって押し
上げられつつその落下が抑制されるので（気流の上昇圧
と水滴の表面張力が一定のバランスを保ってしまう）、
この水滴４がフィン２．２　間に止どまってしまい、熱
交換効率を低下させるとともに、霜付き量を増加させる
原因となっていた。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、放熱フィ
ン２の表面に付着した水滴をスムーズに落下させること
によって熱交換器の熱交換効率の低下を防ぐことのでき
る空気熱源ヒートポンプの運転方法を提供することを目
的としている。

「課題を解決するための手段」この発明は、屋外熱交換器と屋内熱交換器とこれら両熱
交換器を循環して結ぶ冷媒配管とを備え、かつ前記屋外
熱交換器が、地面に対して垂直に配設された放熱フィン
とこれら放熱フィンを貫通する冷媒配管と該冷媒配管に
外気を下方から上方へ通過させるファンとを備えてなる
空気熱源ヒートポンプの運転方法であって、前記屋外熱
交換器において外気と熱交換することによって蒸気に変
換された前記冷媒配管内の冷媒の蒸気圧を検出し、この
検出信号に基づいて前記ファンの作動を制御することを
特徴とするものである。

１作用　」たとえば冬期の暖房運転時など、屋外熱交換器の冷媒配
管内の冷媒の蒸気圧を検出するとともに、この検出信号
に基づいて屋外熱交換器のファンの作動を制御すること
により、たとえばファンを停止しまたファンをゆっくり
回して冷媒配管の外気通過量を少なくすること等の制御
手段を講じることによって、屋外熱交換器の放熱フィン
に付着した水滴を有効に落下させることができる。

「実施例」第１図および第２図はこの発明の一実施例を示すもので
、図中、符号１０は地面、符号１１は建物の側壁、符号
１２はこの発明に係る空気熱源ヒートポンプをそれぞれ
示している。

空気熱源ヒートポンプ＋２（以下ヒートポンプと略す）
は、建物の屋外に設置された吸熱用の屋外熱交換器１３
と、建物の屋内に設置された放熱用の屋内熱交換器１４
と、これら熱交換器１３゜１４を循環して結ぶ冷媒配管
１５とから構成されているものである。そして、配管１
５内を流れる冷媒１６が屋外熱交換器１３において外気
熱を吸収し、配管１５の途中に設けられたポンプ１７に
おいて高温圧縮され、さらに屋内熱交換３１４において
屋内へ放出し、その後、冷媒１６は配管１５の途中に設
けられた膨張弁１８において低温膨張して、屋外熱交換
器Ｉ３に戻るようになっている。

屋外熱交換器（以下、熱交換器と略す）１３は、前記第
３図に示した熱交換器ｌと同一構造をなすもので、地面
ｌＯに設置されたボックス１９内に横置き（水平）直列
に４台接続されて、それぞれ熱交換器ユニットＵを構成
しているものである。これら熱交換器１３・・・の上方
には各々ファン２０が設けられている。ボックス１９内
には、熱交換器１３の上流側配管１５に前記ポンプ１７
が設けられ、熱交換器１３の下流側配管１５に首記膨張
弁１８が設けられている。

前記屋内熱交換器１４も、熱交換器１３と同一構造をな
すもので、第２図に示すように、建物の一室の側壁２内
面に設置されたボックス２１内に縦置きに配置されてい
る。この屋内熱交換器１４の後方にはファン２２が設け
られ、屋内熱交換器１４で加熱された温風を室内に送り
出すようになっている。

このような構成のヒートポンプ１２において、前記熱交
換器１３にファン２０・・・の作動を制御するファン制
御装置２３が設けられている。

ファン制御装置２３は、ヒートポンプ１２の暖房運転中
に、熱交換器１３の下流側の配管１５を流れる冷媒１６
の蒸気圧を検出する圧力センサー２４と、この圧力セン
サー２４からの検出信号に基づいて各熱交換器１３・・
・のファン２０・・・の作動を順次制御する制御装置２
５とから構成されている。そして、前記圧力センサー２
４は配管１５に接続された分岐管２６に取り付けられ、
圧力センサー２４と制御装置２５との間、制御装置２５
とファン２０・・・との間はそれぞれケーブル２７・・
・で接続されている。

このような構成のファン制御装置２３の働きを詳細に説
明するならば、通常の暖房運転時において圧力センサー
２４での検出信号が予め定められた許容蒸気圧内に収ま
る場合には、制御装置２５に組み込まれたプログラムに
従って制御装置２５からは各ファン２０・・・へは何の
信号も送られない。一方、冬期の気温が低（かつ湿度が
高い状態で放熱フィン（以下、フィンと略す）２に水滴
が付着することによって、熱交換効率が低下するととら
に首記冷媒１６の蒸気圧が許容蒸気圧よりも低下した場
合には、圧力センサー２４からの検知信号を人力データ
とするプログラムに従って制御装置２５が４台のファン
２０・・・に１台ごとに停止および作動回復の制御信号
を送り、各ファン２０・・・の停止中に順次水滴を落と
して熱交換器１３の熱交換効率を再び元に戻す。このフ
ァン２０の停止時間は実験データに基づいて予めプログ
ラムに入力しておいてもよいし、適当に停止時間を設定
しておき圧力センサー２４での検出データが許容データ
内に収まるまでファン２０・・・の停止・作動回復の信
号を順ぐりに送るように設定してもよい。

このようなファン２０・・・の運転方法によると、４台
のうち１台を停止させても残りの３台が稼働しているの
で、暖房運転に与える影響は少ない。

次に、空気熱源ヒートポンプ１２の冬期暖房における運
転方法ならびにその作用について説明する。

冬期暖房を行うにはヒートポンプ１２を稼働させてファ
ン２０・・・、２２を回しかつポンプ１７を作動させる
。すると、まず屋外熱交換Ｗ　１３において外気熱が配
管１５内の冷媒（水）１６に吸収されるとともに冷媒１
６は蒸気となってポンプ１７で高温圧縮され、次いで室
内熱交換器１４において空気熱交換が行なわれて温風が
室内に送られる。

このとき、分岐管２６での蒸気圧を圧力センサー２４が
検出して検出信号をケーブル２７を介して制御装置２５
に送る。制御装置では、入力された検知信号に基づいて
入力信号が所定値（許容蒸気圧）よりも高ければ制御信
号をファン２０・・・に送らずにファン２０・・・はそ
のまま作動し続ける。

一方、人力された検出信号が所定値よりも低ければ、フ
ァン２０・・・に順次停止・作動回復の制御信号を送っ
て１台ごとにストップ・ゴーを繰り返して順次フィン２
・・・から水滴を落下させ、熱交換効率を回復させる。

なお、熱を放出した冷媒１６は配管Ｉ５を通って膨張弁
１８で低温・膨張されて熱交換器１３に戻る。

この実施例によると、ファン２０・・・を各１台ごとに
停止・作動回復操作を行わせるようにしており、残り３
台のファン２０は常に稼働させるようにしているので、
暖房運転中に全体としての熱交換効率の低下をできるだ
け抑えながら、フィン２・・・に付着した水滴を有効に
除去することができる。これにより、１台当たりの熱交
換効率を高めることができるとともにフィン２・・・へ
の霜付きを有効に防止することができる。

なお、この実施例における屋外熱交換器１３では４台用
いて順次水滴を落下させるようにしたが、たとえば１台
のみの屋外熱交換器１３でもあっても、ファン２０の作
動力を調整可能とすることによって熱交換器１３を通過
する上昇気流の圧力を水滴が落下できる程度に低く設定
させてもよい。

「発明の効果」以上詳細に説明したように、この発明は、屋外熱交換器
と屋内熱交換器とこれら両熱交換器を循環して結ぶ冷媒
配管とを備え、かつ前記屋外熱交換器が、地面に対して
垂直に配設された放熱フィンとこれら放熱フィンを貫通
する冷媒配管と該冷媒配管に外気を下方から上方へ通過
させるファンとを備えてなる空気熱源ヒートポンプの運
転方法であって、前記屋外熱交換器において外気と熱交
換することによって蒸気に変換された前記冷媒配管内の
冷媒の蒸気圧を検出し、この検出信号に基づいて前記フ
ァンの作動を制御するようにしたから、フィンに付着し
た水滴をその都度スムーズに除去することができ、屋外
熱交換器での熱交換効率の低下を有効に防止することが
できる。また、フィンへの霜付きを有効に防止すること
ができる。

したがって、温度・湿度の高低に関係なく空気熱源ヒー
トポンプを高い効率で運転することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明の一実施例を示すもので
、第１図は空気熱源ヒートポンプを屋外から見た構成図
、第２図は空気熱源ヒートポンプを側方から見た構成図
、第３図および第４図はこの発明の従来例を示すもので
、第３図は熱交換器の正面図、第４図は第３図に示すｒ
−Ｉ矢視図である。２・・・・・・放熱フィン、１２・・・・・・空気熱源
ヒートポンプ、１３・・・・・・屋外熱交換器、１４・
・・・・・屋内熱交換器、１５・・・・・・冷媒配管（
配管）、１６・・・・・・冷媒、２０・・・・・・ファ
ン。

Claims

【特許請求の範囲】

屋外熱交換器と屋内熱交換器とこれら両熱交換器を循環
して結ぶ冷媒配管とを備え、かつ前記屋外熱交換器は、
地面に対して垂直に配設された放熱フィンとこれら放熱
フィンを貫通する冷媒配管と該冷媒配管に外気を下方か
ら上方へ通過させるファンとを備えてなる空気熱源ヒー
トポンプの運転方法であって、前記屋外熱交換器におい
て外気と熱交換することによって蒸気に変換された前記
冷媒配管内の冷媒の蒸気圧を検出し、この検出信号に基
づいて前記ファンの作動を制御することを特徴とする空
気熱源ヒートポンプの運転方法。