JPH0341243Y2 - - Google Patents

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JPH0341243Y2
JPH0341243Y2 JP1984042197U JP4219784U JPH0341243Y2 JP H0341243 Y2 JPH0341243 Y2 JP H0341243Y2 JP 1984042197 U JP1984042197 U JP 1984042197U JP 4219784 U JP4219784 U JP 4219784U JP H0341243 Y2 JPH0341243 Y2 JP H0341243Y2
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heat exchanger
evaporation pressure
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【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は、ホツトガスバイパス方式にて低圧制
御を行なうようにしたヒートポンプ式空気調和機
に関するものである。
(従来技術) ヒートポンプ式空気調和機において、暖房運転
時に外気温度が低いと、室外熱交換器(蒸発器と
して作用している)のフイン表面温度が低温とな
り着霜が生じる。この着霜量が増えるてくると、
フイン間が目詰りし、通風抵抗が増大して、風量
低下をきたす結果、熱交換量が激減することとな
り、システムとしての正常な運転が維持できなく
なる。このため、ある限度を越えると、逆サイク
ル方式などにより暖房運転を一時停止し、融霜さ
せて、除霜を行なう必要がある。
ところが、この除霜運転の回数が多いと、暖房
能力の低下による不快感およびエネルギー効率の
低下が生じる。この除霜運転の回数を減ずるに
は、フインに対する着霜の影響を遅延させるよう
に工夫すればよい。しかしながら、常に着霜があ
る冷凍機械の熱交換器においては、それなりに着
霜遅延、効率的除霜のための工夫がなされている
が、ヒートポンプ式空気調和機においては、着霜
条件となる場合が全運転時間のある部分(即ち、
低外気温度での暖房運転時)に限られるため、除
霜機構は設けられているものの、特に除霜運転間
隔を長くさせるような工夫がなされていない。
第4図には、従来のヒートポンプ式空気調和機
の室外コイル用として使用されている熱交換器が
示されている。この熱交換器は、小間隔(即ち、
フインピツチFP)で多数平行に配設した板状フ
イン11′,11′…に多数の伝熱管12′,1
2′…を貫通させて密着保持して構成されている。
なお、伝熱管12′,12′…は2列配置とされ、
フインピツチFP≒2mmとされている。このよう
な構造の熱交換器では、板状フイン11′,1
1′…間における着霜限界(即ち、除霜開始まで
の時間)が約1時間と短かく、除霜運転回数を多
く必要とする(第6図点線参照)。
(考案の目的) 本考案は、上記の点に鑑みてなされたもので、
その目的は、暖房運転時において、外気が着霜条
件になつた場合、室外熱交換器に設けたホツトガ
ス専用伝熱管に圧縮機から吐出されるホツトガス
の一部を流通させ、室外熱交換器における蒸発圧
力を着霜が進まない圧力に維持する如く制御し
て、逆サイクルによる除霜運転回数を大巾に減
じ、以つて暖房の快適性の向上をはかることにあ
る。
(考案の構成) 本考案は、圧縮機、四路切換弁、室内熱交換
器、膨張機構および室外熱交換器を備え、暖房運
転時に圧縮機から吐出されるホツトガスの一部を
流量制御弁を介して前記室外熱交換器に通過させ
て蒸発圧力を制御するようにしたヒートポンプ式
空気調和機において、前記室外熱交換器を、小間
隔で多数平行に配設した板状フインに、多数の通
常運転用伝熱管とホツトガス専用伝熱管とを混在
させて貫通配置させることにより構成するととも
に、前記室外熱交換器の吸込空気の絶対湿度を検
知する湿度検知手段と、前記室外熱交換器におけ
る冷媒の蒸発圧力を検知する圧力検知手段と、前
記湿度検知手段からの湿度値信号により室外熱交
換器において霜の成長しない限界蒸発圧力値を求
め、且つ該限界蒸発圧力値と前記圧力検知手段か
らの検出蒸発圧力値とを比較演算し、その結果、
前記圧力検知手段からの検出蒸発圧力値が小と演
算されたとき前記流量制御弁に対してその開度を
拡大する指令信号を発する電子演算回路とを付設
したことを特徴とし、このことにより、室外熱交
換器への着霜を防止し、以つて逆サイクルによる
除霜運転回数を減じているのである。
(実施例) 以下、第1図ないし第3図を参照して、本考案
の実施例にかかるヒートポンプ式空気調和機を説
明する。
このヒートポンプ式空気調和機は、第1図図示
の冷媒循環サイクルを有している。即ち、圧縮機
1、四路切換弁2、室内熱交換器3、冷房用およ
び暖房用の膨張機構4および5、室外熱交換器6
およびアキユムレータ7を循環状に接続して冷媒
循環回路Aを構成し、該冷媒循環回路Aに実線矢
印あるいは点線矢印で示す如く可逆的に冷媒を流
通せしめて暖房あるいは冷房作用を行わしめるよ
うにされている。符号8,9は逆止弁である。
前記冷媒循環回路Aには、圧縮機1の吐出側か
ら分岐し、室外熱交換器6内を通過して該室外熱
交換器6の出口側に接続されるホツトガスバイパ
ス回路Bが付設されている。該ホツトガスバイパ
ス回路Bには、ホツトガスバイパス量を制御する
流量制御弁10が介設されており、該流量制御弁
10は暖房運転時にのみ開弁し、しかもその開度
は後述する電子演算回路16によつて制御される
ようになつており、それによつて室外熱交換器6
を通過するホツトガス量を制御し、室外熱交換器
6の蒸発圧力制御を行なう低圧制御弁として作用
する。なお、室外熱交換器6においては、ホツト
ガスの顕熱および凝縮潜熱を蒸発圧力を上げるた
めに利用できるので、少ないホツトガスバイパス
量で効果を上げることができるようになつてい
る。
又、この空気調和機には、暖房運転時におい
て、室外熱交換器6の吸込空気Wの絶対湿度Xを
検知する湿度検知手段として作用する湿度センサ
ー14と室外熱交換器6出口の冷媒蒸発圧力Pe
を検知する圧力検知手段として作用する圧力セン
サー15と、前記湿度センサー14からの湿度値
信号Xにより室外熱交換器6において霜の成長し
ない蒸発圧力値(換言すれば、限界蒸発圧力値)
Perを求め、且つ該限界蒸発圧力値Perと前記圧
力センサー15からの検出蒸発圧力値Peとを比
較演算し、その結果、前記圧力センサー15から
の検出蒸発圧力値Peが小と演算されたとき前記
流量制御弁10に対してその開度を拡大する指令
信号を発する電子演算回路16とが付設されてい
る。
次に、本実施例における室外熱交換器6を具体
的に詳述すると、この室外熱交換器6は、小間隔
(即ち、フインピツチFP)で多数平行に配設され
た板状フイン11,11…に、通常運転用伝熱管
12,12…とホツトガス専用伝熱管13,13
…とを混在させて貫通配置させた状態にて密着保
持して構成されている。そして、これら伝熱管の
配列は、従来例(第4図図示)のものと異なり空
気流通方向に3列とされ、一枚の板状フイン11
の表面積は従来例のものの3/2とされており、そ
の分だけフインピツチFPを従来例の約2mmから
3mmに拡げられている。つまり、各板状フイン1
1の表面積(3/2)×フインピツチ(2/3)=板状フ
イン11,11…の総表面積が従来例のものと等
しくなるようにされている。なお、フインピツチ
FPは2.5mm<FP<3.5mmの範囲、好ましくは約3mm
である。
又、前記通常運転用伝熱管12,12…は前記
冷媒循環回路Aの一部を構成するものであつて、
その本数は従来例のものと同数とされている。
前記ホツトガス専用伝熱管13,13…は前記
ホツトガスバイパス回路Bの一部を構成するもの
であつて、その本数割合は、熱交換性能と蒸発圧
力制御とを最も効果的に行ない得るようにするた
めに全体の20〜50%とするのが望ましい(本実施
例では約33%)。更に、ホツトガス専用伝熱管1
3,13…の配列は、段方向の性能の均一性をは
かるため、列方向(即ち、空気流通方向)に対し
ほぼ同程度の割合となるように配置しているが、
第3図図示の如く、風上側の列だけにホツトガス
専用伝熱管13,13…を配置するようにするこ
ともできる。
更に又、フインへの着霜を遅延させる手段とし
て、板状フイン11の表面に疎水性処理をし(例
えば4フッ化エチレン等の水滴接触角90°以上の
ものを表面処理する)、水分とフイン表面との付
着力を小さくさせ、霜の生成、成長を遅らせるよ
うにすることもできる。
第5図には、外気の絶対湿度Xに対して暖房運
転時に室外熱交換器6の板状フイン11への霜の
成長が進まない蒸発圧力、即ち限界蒸発圧力Per
を実験的に求めた特性図が示されている。ここ
で、曲線g1,g2およびg3はフインピツチFP=3.0
mmで疎水性処理無し、フインピツチFP=3.0mmで
疎水性処理有り、およびフインピツチFP=2.0mm
で疎水性処理無しの場合をそれぞれ示している。
これによれば、本実施例のもの(曲線g1,g2のも
の)は従来例のもの(曲線g3のもの)に比べて低
い蒸発圧力で着霜が進まなくなることがわかる。
図示の空気調和機では、暖房運転時において、
室外熱交換器6の吸込空気の絶対湿度Xと室外熱
交換器6出口の冷媒の蒸発圧力Peとを湿度セン
サー14および圧力センサー15で検知し、該湿
度センサー14からの湿度値信号Xにより限界蒸
発圧力値Perを電子演算回路16で求め、且つ該
限界蒸発圧力値Perと前記圧力センサー15から
の検出蒸発圧力値Peとを比較演算する。その結
果、前記圧力センサー15からの検出蒸発圧力値
Peが前記限界蒸発圧力値Perより小と演算された
ときに電子演算回路16から発せられた指令信号
に基づいて前記流量制御弁10の開度を拡大する
ことによりホツトガスバイパス量を増大させて、
着霜が進まないようにするのである。この場合、
同じ絶対湿度Xに対して、フインピツチFP=3.0
mmのもの(本実施例)はフインピツチFP=2.0mm
のもの(従来例)に比べて限界蒸発圧力Perが低
いため、ホツトガスバイパス量を少なくすること
ができることとなり、暖房能力低下を少なくでき
る。なお、ホツトガスバイパス量がある値に達し
た場合および蒸発圧力Peがある値まで低下した
場合については逆サイクルによる除霜運転が行な
われる。
第6図には、運転時間−暖房能力特性が示され
ているが、これによれば、本実施例のもの(実線
図示)ではホツトガスバイパスによる若干の能力
低下はあるものの、除霜運転をほとんど行なう必
要がなくなるので、従来例のもの(一点鎖線FP
=3.0mm点線図示FP=2.0mm)に比べて平均暖房能
力は著しく向上する。
(考案の効果) 叙上の如く、本考案によれば、室外熱交換器6
の板状フイン11,11…に通常運転用伝熱管1
2,12…の外にホツトガス専用伝熱管13,1
3…を貫通させ、暖房運転時において前記ホツト
ガス専用伝熱管13,13…にバイパスさせるホ
ツトガス量を絶対湿度Xと蒸発圧力Peとの関係
において電子演算回路16で制御して、室外熱交
換器6出口の蒸発圧力が霜の成長しない圧力以上
になるようにしたので、暖房運転時において、室
外熱交換器6への着霜を可及的に遅延せしめるこ
とができ、逆サイクルによる除霜運転をほとんど
必要としなくなり、平均暖房能力を著しく向上さ
せることができるという実用的な効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の実施例にかかるヒートポンプ
式空気調和機の冷媒系統図、第2図は第1図のヒ
ートポンプ式空気調和機における室外熱交換器の
斜視図、第3図は同変形例を示す側面図、第4図
は従来例の熱交換器の斜視図、第5図は熱交換器
における吸込空気の絶対湿度Xと着霜を開始する
限界蒸発圧力Perとの関係を示す特性図、第6図
は運転時間Tに対する暖房能力Qの変化パターン
を本実施例と従来例との比較で示した特性図であ
る。 1……圧縮機、2……四路切換弁、3……室内
熱交換器、4,5……膨張機構、6……室外熱交
換器、10……流量制御弁、11……板状フイ
ン、12……通常運転用伝熱管、13……ホツト
ガス専用伝熱管、14……湿度センサー、15…
…圧力センサー、16……電子演算回路。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 1 圧縮機1、四路切換弁2、室内熱交換器3、
    膨張機構4,5および室外熱交換器6を備え、
    暖房運転時に圧縮機1から吐出されるホツトガ
    スの一部を流量制御弁10を介して前記室外熱
    交換器6に供給して蒸発圧力を制御するように
    したヒートポンプ式空気調和機であつて、前記
    室外熱交換器6を、小間隔で多数平行に配設し
    た板状フイン11,11…に、通常運転用伝熱
    管12,12…とホツトガス専用伝熱管13,
    13…とを混在させて貫通配置させることによ
    り構成するとともに、前記室外熱交換器6の吸
    込空気の絶対湿度を検知する湿度検知手段14
    と、前記室外熱交換器6における冷媒の蒸発圧
    力を検知する圧力検知手段15と、前記湿度検
    知手段14からの湿度値信号により室外熱交換
    器6において霜の成長しない限界蒸発圧力値を
    求め、且つ該限界蒸発圧力値と前記圧力検知手
    段15からの検出蒸発圧力値とを比較演算し、
    その結果、前記圧力検知手段15からの検出蒸
    発圧力値が小と演算されたとき前記流量制御弁
    10に対してその開度を拡大する指令信号を発
    する電子演算回路16とを付設したことを特徴
    とするヒートポンプ式空気調和機。 2 前記ホツトガス専用伝熱管13,13…を空
    気流の入口側の列に限定して配置した前記実用
    新案登録請求の範囲第1項記載のヒートポンプ
    式空気調和機。 3 前記板状フイン11,11…のフインピッチ
    FPを2.5mm<FP<3.5mmとし且つ各板状フイン1
    1の表面に疏水性処理を施した前記実用新案登
    録請求の範囲第1項あるいは第2項記載のヒー
    トポンプ式空気調和機。
JP4219784U 1984-03-23 1984-03-23 ヒ−トポンプ式空気調和機 Granted JPS60155863U (ja)

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