JPH02192536A - 暖房装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、圧縮機および膨張弁を備える暖房装置に間す
る。

従来の技術 暖房装置は、圧縮機からの冷媒を、室内熱交換器で凝縮
して膨張弁に導いてＦＩｒ熱膨張させ、室外熱交換器で
蒸発させて圧縮機に循環するように構成される。暖房運
転中では、膨張弁の開度は、圧縮機の各回転速度、すな
わちその圧縮機を駆動する交流電力の各周波数で、最も
暖房能力が出るようにするために、過熱度と、前記周波
数とによって一義的に決められている。ここで過熱度は
、室外熱交換器を通過する冷媒の平均温度と圧縮（代入
口の冷媒温度との差として定義されるが、実際には、膨
張弁出口の冷媒の温度と圧縮機入口の冷媒温度との差で
与えられる。

発明が解決しようとする課題 このような構成を有する先行技術では、外気温度が低く
なり、したがって室外熱交換器に着霜が始まると、圧縮
機入口の冷媒温度が低下するので、過熱度を一定とする
ために、膨張弁の開度が絞られる。したがって蒸発温度
が低下する。そのため室外熱交換器は、−層着霜しやす
い状態となる。

これによって着霜が益々進んで行くという問題がある。

このような暖房装置において、除霜中は、膨張弁を全開
とする。この除霜中に、室内熱交換器に設けられている
室内ファンを連続的に停止させて、暖房を停止する。こ
のようにすると、室内温度の低下が生じて、快適な暖房
を行うことができない。

また除霜を終了して、再び暖房運転を再開する前には、
冷媒の凝縮した部分が冷媒サイクル中に存在せず、その
ため、圧縮機の冷媒吐出圧力が急激に上昇し、暖房に適
した適正値に制御するのが非常に困難になるという問題
がある。

除霜中に、室内ファンを間欠的に働かせて暖房を可及的
に快適に行うようにしたいわゆるノンストップ除霜と称
する先行技術では、室内ファンを除霜中でも間欠的に運
転させて、暖房を完全停止させないようにしている。こ
のような先行技術では、除霜に使用することができる熱
の一部が室内に放出されるので、除霜時間が長くなると
いう問題がある。

本発明の目的は、快適な暖房を行うことができるように
した暖房装置を提供することである。

課題を解決するための手段 本発明は、圧縮機からの冷媒を、室内熱交換器で凝縮し
て膨張弁に導いて断熱膨張させ、室外熱交換器で蒸発さ
せて圧縮機に循環する暖房装置において、 室外熱交換器の着霜しゃすい状態および除霜すべき状態
を検出する手段と、 前記検出手段の出力に応答して、着霜しやすい状態が検
出されると、膨張弁の開度を全開未満で開いて暖房運転
を続行し、除霜すべき状態が検出されると、膨張弁の開
度を全開とする手段とを含むことを特徴とする暖房装置
である。

作　　用 本発明に従えば、暖房運転中に、検出手段によって室外
熱交換器の着霜しやすい状態が検出されたとき、膨張弁
の開度は、全開未満で、たとえば予め定める開度分だけ
開く、これによって冷媒の蒸発温度を上昇させる。その
ため室外熱交換器の着霜を遅らせることが可能となる。

これによって暖房運転を長時間行うことが可能となり、
除霜時間の割合を短縮することができる。

そのため、快適な暖房を行うことができる。

実施例 第１図は、本発明の一実施例の全体の系統図である。空
気調和装置の暖房中における圧縮機１がらの冷媒は、四
方切換え弁２を介して室内熱交換器３に導かれて、暖房
運転中に凝縮される。この室内熱交ｆＡＨ３には室内フ
ァン４が設けられ、温風が室内に放出される。室内熱交
換器３からの冷媒は、膨張弁５によって断熱膨張され、
室外熱交換器６で蒸発される。この室外熱交換器６から
の冷媒は四方切換え弁２から圧ｍ機１に戻されて循環さ
れる。室外熱交換器６には室外ファン７が設けられる。

なお、四方切換え弁２によって冷媒の流れる方向を変え
ることによって、冷房を行うこともまた可能である。

室内空気の温度は、温度検出器８によって検出される。

１１張弁５の出口の冷媒温度は、温度検出器９によって
検出される。室外空気の温度は、温度検出器１０によっ
て検出される。圧縮機１の入口の冷媒温度は、温度検出
器１１によって検出される。圧縮機１の出口の冷媒温度
は、温度検出器１２によって検出される。室外熱交換器
６の出口の冷媒温度は、温度検出器１３によって検出さ
れる。

これらの温度検出器８〜１３の出力は、制御回路１４に
与えられ、この制御回路１４は、圧１ｉｌａ１の交流駆
動電力の周波数を変化させ、また膨張弁５の開度を制御
するとともに、室内ファン４および室外ファン７を制御
する。

第２図は、制御回路１４の動作を説明するためのフロー
チャートである。制御回路１４は、たとえばマイクロコ
ンピュータなどによって実現される。ステップｎ１から
ステップｎ２に移り、暖房運転を行う、この暖房運転中
においては、圧縮機１の各回転速度、したがってその各
運転周波数において最大暖房能力が達成されるように、
膨張弁５出口の温度検出器９の検出温度と圧縮機１人口
の温度検出器１１の検出温度との差である過熱度に依存
して一義的に膨張弁５の開度が決定される。

すなわち膨張弁５の開度ＥＶは、圧縮機１の運転周波数
をＩとし、過熱度をＳＨとするとき、関数Ｆで表される
。

ＥＶ＝Ｆ　Ｃｆ、　ＳＨ）　　　　　　　　　　−（１
）この暖房運転中において、外気温度を検出する温度検
出器１０によって検出される外気温度が低いとき、室外
熱交換器６の出口の温度検出器１３によって検出される
冷媒温度が低下し、たとえば、−２〜−３℃以下になる
と、室外熱交換器６において着霜が始まる０本発明の考
え方に従えば、この着霜を遅らせるために、ステップｎ
３において、膨張弁５出口の温度検出器９によって検出
される温度ＴＥＯが、室外熱交換器６における着霜しや
すい予め定める着霜温度ＴＦＳ未溝になると、膨張弁５
の開度を全開未満で、予め定める開度骨だけステップｎ
４において開く、これによって室外熱交換器６における
冷媒温度を上昇させ、室外熱交換器６における着霜を遅
らせる。

ステップｎ４における膨張弁５を開く開度は、その開度
が大きすぎると、冷媒液が圧縮機１に戻され、また冷媒
サイクルの温度の著しい降下が生じるので、このような
状態が発生するのを防ぐために、暖房運転の状況に応じ
て、適切な開度に定める。

膨張弁５が前述のステップｎ３における条件によって繰
返し開いて、その膨張弁５の開度が開きすぎてしまうの
を防ぐために、膨張弁５出口の温度検出器９によって検
出される温度ＴＥＯが一定値（ＴＦＳ＋α）以上に復帰
しなければ、再度、膨張弁５がさらに予め定める開度骨
、開いてしまわないように、いわばヒステリシスを設け
るようにしてもよい。膨張弁５の前記開度骨だけ開く補
正動作は、室外熱交換器６の出口の冷媒温度が予め定め
る値以上になったとき、その間炭分だけ絞って元に戻す
。

膨張弁５出口の温度検出器９によって検出される温度Ｔ
ＥＯがさらに低下して、除霜すべき状態、すなわち除霜
条件である予め定める温度ＴＤＦ未満となったことが、
ステップｎ５において検出されると、ステップｎ６にお
いて次の動作が行われる。すなわちこの時点で、温度検
出器１２によって検出される圧縮機１からの冷媒の吐出
温度が予め定める値未満であれば除霜動作を開始するま
えに、予め定める一定時間だけ膨張弁５を絞り、かつ圧
１１機１の運転周波数を上昇する。これによって圧縮機
１からの冷媒の吐出温度を一旦、上昇させる。このよう
な動作によって、次のステップｎ７〜ステツプｎ　９で
行われる除霜動作の時間を短縮することができる。

ステップｒ＋　７では、除霜のために、室外ファン７を
停止させ、ステップｎ８では膨張弁５を全開とし、ステ
ップｎ９では室内ファン４を停止させ、こうして暖房動
作を停止する。これによって室外熱交換器６に付着した
霜を除去することができる。

室外熱交換器６の着霜がほぼ除去され、これによって室
外熱交換器で冷媒の凝縮が充分に少なくなると、温度検
出器１１によって検出される圧縮機１の入口の冷媒温度
ＴＳが急激に上昇し出す。

暖房運転の復帰に先立ち、この入口冷媒温度ＴＳが予め
定める温度ＴＦＳ以上になったことがステップｎｌＯで
判断されると、室内ファン４のみ運転を開始する。その
ため、室内熱交換器３において、冷媒ガスを冷却するこ
とができる。これによって暖房再開時における圧縮機１
がらの冷媒の吐出圧力の急激な上昇を防ぐことができる
。このようなステップｎｉｌにおける室内ファン４の運
転開始は、室外熱交換器６および冷媒の温度が、残って
いる霜を除去する程度に充分に上昇しているので、除霜
終了時間を長引かせるといった悪影響を及ぼすことはほ
とんどない。

温度検出器１１による冷ａ温度ＴＳがさらに上昇して、
・予め定める値ＴＤＳ以上になると、ステップｎ１２で
は、除霜が終了したものとして再びステップｎ２に戻り
１通常の暖房運転を開始する。

このようにして暖房運転中には、その暖房能力をほとん
ど低下させることなく、室外熱交換器６の着霜時間を遅
らせることができる。そのため、除霜時に暖房が行われ
なくなることによる不快感を減少させることができると
ともに、信頼性の高い暖房運転を実現することができる
。また除霜運転中には、その除霜時間を短縮し、また除
霜運転終了時の冷媒の急激な圧力上昇を防ぐことができ
る。

上述の実施例では、暖房運転中に、過熱度と圧縮機１の
運転周波数の各データによって制御されている膨張弁５
の開度を、温度検出器９の出力によって予め定める補正
を行えるようにしたけれども、外気温度などのデータに
よって、また前記周波数に依存して、膨張弁５の開度の
補正を行うようにしてもよい。また上述の実施例では、
除霜運転中にその除霜完了前に、温度検出器１１の検出
温度に基づいて、室内ファン４の運転を開始するように
したけれども、本発明の他の実施例として、その温度検
出器１１の出力に変えて、他のデータに基づいて室内フ
ァン４の運転を開始するようにしてもよい。

本発明は空気調和装置に関連して実施されるだけでなく
、暖房のみを行う装置に関連してもまた実施されること
は勿論である。

前述の第２図におけるステップｎ５における除霜を行う
べきかどうかの判断にあたっては、外気状態、暖房運転
状態が着霜を避けることができない条件となり、その長
時間の運転中において、除霜を行うように判断するよう
にしてもよい。

発明の効果 以上のように本発明によれば、室外熱交換器に着霜がし
やすい状態となると、膨張弁の開度を全開未満で開いた
状態で、暖房運転を続行するようにしたので、冷媒の蒸
発温度を上昇させることができ、これによって室外熱交
換器の着霜を遅らせ、暖房時間を長くし、除霜時間の割
合を短縮して、快適な暖房を行うことができるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体の系統図、第２図は第
１図の動作を説明するためのフローチャートである。 １・・・圧［１，２−・四方切換え弁、３・・・室内熱
交換器、４・・・室内ファン、５・・・膨張弁、６・・
・室外熱交換器、７・・・室外ファン、８〜１３・・・
温度検出器、１４・・・制御回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 圧縮機からの冷媒を、室内熱交換器で凝縮して膨張弁に
   導いて断熱膨張させ、室外熱交換器で蒸発させて圧縮機
   に循環する暖房装置において、室外熱交換器の着霜しや
   すい状態および除霜すべき状態を検出する手段と、 前記検出手段の出力に応答して、着霜しやすい状態が検
   出されると、膨張弁の開度を全開未満で開いて暖房運転
   を続行し、除霜すべき状態が検出されると、膨張弁の開
   度を全開とする手段とを含むことを特徴とする暖房装置
   。