JPH0359368A

JPH0359368A - ヒートポンプ装置

Info

Publication number: JPH0359368A
Application number: JP19568389A
Authority: JP
Inventors: Takashi Matsuzaka; 孝松坂
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-07-28
Filing date: 1989-07-28
Publication date: 1991-03-14

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、例えば空気調和機等に設けられ、室外熱交換
器の除霜を行うことが可能なヒートポンプ装置に関する
。

（従来の技術）例えば、空気調和機等に設けられたヒートポンプ装置に
は、室外熱交換器の除霜を行えるようにしたものがある
。そして、このようなヒートポンプ装置には、室外熱交
換器の着霜を融解するために、一般に、四方弁等と室内
熱交換器の間の部位から室外熱交換器に高温高圧ガスを
バイパスするようにしたものや、暖房運転と冷房運転と
を切換えるようにしたもの等がある。また、このような
ヒートポンプ装置は除霜の終了のタイミングを、室外熱
交換器の温度を検知するセンサの出力や、タイマ等に基
づいて決定している。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上述のような従来のヒートポンプ装置では、
室外熱交換器の着霜状態を高精度に且つ正確に検知する
ことが困難だった。このため、完全に着霜を融解させな
いうちに除霜を終了して残霜を生じたり、過剰な除霜運
転により室内温度を低下させたりすることがあった。

本発明の目的とするところは、室外熱交換器の着霜状態
を高精度に検知でき、効率よく確実に除霜することが可
能なヒートポンプ装置を提供することにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段および作用）上記目的を達
成するために本発明は、運転周波数制御可能な圧縮機と
、作動流体流通用バイブとこの作動流体流通用パイプの
外側に熱転的に突設された伝熱用フィンとを有する室外
熱交換器と、圧縮機、室外熱交換器、室内熱交換器、切
換手段、減圧装置を順次接続してなるヒートポンプ装置
本体と、室外熱交換器に送風する回転数制御可能な室外
ファンと、伝熱用フィンの先端部の温度を検知する温度
検知手段と、この温度検知手段の検知結果に基づき、伝
熱用フィンの先端部の温度が０℃よりも低い値にあると
きには、室外ファンの運転を停止させるとともに圧縮機
を最大運転周波数あるいは最大運転周波数に近い運転周
波数で運転し、伝熱用フィンの先端部の温度が０℃を越
え上昇中にあるときには、室外ファンを最大回転数ある
いは最大回転数に近い回転数で運転し、広島用フィンの
先端部の温度が上昇を終えて一定温度に達したときには
、圧縮機および室外ファンを通常状態で運転する制御部
とを具備したことにある。

こうすることによって本発明は、上記温度検知手段で上
記フィンの先端部の温度を検知することにより室外熱交
換器の着霜状態を模擬的に且つ高精度に検知し、この検
知結果に基づいて室外熱交換器を効率よく確実に除霜で
きるようにしたことにある。

（実施例）以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図に基づいて説
明する。

第１図は本発明の一実施例を示すもので、図中の１は例
えば空気調和機に備えられたヒートポンプ装置を示して
おり、１ａはヒートポンプ装置本体を示している。さら
に、２は運転周波数制御可能な圧縮機であり、３．４は
それぞれ室外熱交換器および室内熱交換器を示している
。そして、圧縮機２と画然交換器３．４とは配管５を介
して接続されている。

また、この配管５の、圧縮機と画然交換器３．４この間
の部位には切換手段としての四方弁６が配置されている
。そして、配管５の、画然交換器３．４の間の部位には
膨張弁等の減圧装置７が設けられている。さらに、第１
図中に８で示すのは回転数制御可能な室外ファンであり
、この室外ファン８は室外熱交換器３に室外の空気を送
風するようになっている。

また、９は室内ファンであり、この室内ファン９は室内
熱交換器４に空調室内の空気を送風するようになってい
る。なお、室内ファン９にも回転数制御可能なものを採
用してもよい。

また、上記室外熱交換器３には作動流体流通用パイプ（
以下、パイプと称する）１０が配設されている。このパ
イプ１０は作動流体を流通させるもので、第２図に一部
を示すように円筒状に成形されている。そして、パイプ
１０は略全長に亘ってその外側に放熱用フィン（以下、
フィンと称する）１１・・・を有しており、各フィン１
１・・・の基端側をその外周面に、略全周に亘って伝熱
可能に接合している。

また、パイプ１０は、フィン１１・・・を径方向に突出
させており、さらに、各フィン１１・・・を略等間隔で
互いに平行に配置している。そして、パイプ１０は暖房
運転時には、フィン１１・・・を介して、その内部を流
通する作動流体に外気中の熱を供給し、冷房運転時には
、同じくフィン１１・・・を介して、流通する作動流体
の熱を外気中に放射する。

さらに、第１図中に１２で示すのは温度検知手段として
の温度センサである。この温度センサ１２は、室外熱交
換器に取付けられており、例えば１つのフィン１１の先
端部１１ａの温度を検知するようになっている。そして
、温度センサ１２は、矢印１３で示すようにフィン１１
の先端部１１ａの温度を、後述する制御部１４へ出力す
るようになっている。

上記制御部１４は、圧縮機２と室外ファン８に接続され
ており、第３図中に示すような温度センサ１２からの人
力に基づいて、圧縮機２の運転周波数および室外ファン
８の回転数を制御するようになっている。そして、１□
制御部１４は、フィン１１の先端部１１ａの温度ｔ１が
０℃以下の値にあるときに、室外ファン８を停止させて
おき、四方弁６を反転させるか、除霜用弁１５を開き、
圧縮機２を最大運転周波数あるいは最大運転周波数に近
い周波数で運転する。そして、このときには、バイブ１
０を流通する作動流体の温度を高め、流量を多くし、室
外熱交換器の着霜を融解させる。

また、制御部１４は、フィン１１の先端部１、１　ａの
温度ｔ１が０℃を越えたのちには、室外ファン８を最大
回転数あるいは最大回転数に近い回転数で運転する。そ
して、室外ファン８の送風により、室外熱交換器に付着
した融解水を強制的に素早く排出する。なお、この場合
には圧縮機２を、温度ｔ１が０℃以下の値にある場合と
同様に、最大運転周波数あるいは最大運転周波数に近い
周波数で運転している。

さらに、制御部１４は、室外熱交換器３に付着した融解
水の排出が完了して温度ｔ１の値が一定になったのちに
は、ヒートポンプ装置本体１ａを暖房運転状態にして、
圧縮機２の運転周波数と室外ファン８の回転数を下げ、
圧縮機２と室外ファン８とを通゛、ｉχ運転する。ここ
で、第３図中のＴ１は着霜の融解完了時点を示しており
、Ｔ２は融解水のｕｌ：出完了時点を示している。

つまり、除霜運転中においては、上記先端部１１ａの温
度ｔ１は、第３図中に示すように、フィン１１の根元部
１１ｂの温度ｔ２に対して叉なった状態で変化する。そ
して、着霜が融解を開始してから融解を完了するまで（
時間Ｔ１まで）の間の、霜と融解水とが混合して生じて
いるときには、温度ｔ１は、しばらくの間その値が０℃
となる帯域１５を現す。また、温度ｔ、は、着霜の融解
が完了したのちには０℃を越えて再び上昇し、さらに、
フィン１１が乾いたのち（時間Ｔ２以後）には略一定の
値を示す。

そして、制御部１４はこの温度ｔ１の変化に基づき、室
外熱交換器３の着霜が融解を開始する前には室外ファン
８を停止させるとともに圧縮機２を高出力で運転して、
短時間で着霜の融解を開始させる。さらに、着霜の融解
が完了して温度ｔ１が０℃を越えたのちには室外ファン
８を高出力運転して融解水の排出を促進する。そして、
融解水の排出が完了して温度ｔ１の値が略一定になった
のちには、除霜運転を終了し、圧縮機２と室外ファン８
とを通常運転する。

ここで、第３図中のΔｔは、通常運転開始後の、フィン
１１の先端部１１ａと根元部１１ｂとの温度差を示して
いる。

このようなヒートポンプ装置１は、霜の状態に応じて変
化するフィン１１の先端部１１ａの温度を検知している
から、室外熱交換器８の霜の状態を高精度に検知するこ
とができる。また、フィン１１の先端部の温度変化に基
づいて圧縮機２および室外ファン８に容易な出力制御を
行うたけで除霜することができる。

さらに、フィン１１の先端部１１ａの温度を温度センサ
により高精度に検知し、この検知結果に基づいて圧縮機
２および室外ファン８を制御しているから、残霜を生じ
ることなく、効率良く短時間で除霜でき、空調室内の温
度低下を最小限に抑制できる。

なお、本発明は、空気調和機以外のものに使用されるヒ
ートポンプ装置にも適用可能である。

また、圧縮機２および室外ファン８を高出力運転する場
合の運転周波数および回転数は、着霜の融解および融解
水の排出を十分に行える程度の値であればよい。

［発明の効果コ以上説明したように本発明は、運転転層波数制御可能な
圧縮機と、作動流体流通用パイプとこの作動流体流通用
パイプの外側に熱転的に突設された伝熱用フィンとを有
する室外熱交換器と、この室外熱交換器に送風する室外
ファンと、伝熱用フィンの先端部の温度を検知する温度
検知手段の検知結果に基づき、伝熱用フィンの先端部の
温度が０℃よりも低い値にあるときには、室外ファンの
運転を停止させるとともに圧縮機を最大運転周波数ある
いは最大運転周波数に近い運転周波数で運転し、伝熱用
フィンの先端部の温度が０℃を越え上昇中にあるときに
は、室外ファンを最大回転数あるいは最大回転数に近い
回転数で運転し、伝熱用フィンの先端部の温度が上昇を
終えて一定温度に達したときには、圧縮機および室外フ
ァンを通常状態で運転する制御部とを備えたものである
。

したがって本発明は、室外熱交換器の着霜状態を模擬的
に且つ高精度に検知することができ、室外熱交換器を効
率よく確実に除霜できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の一実施例を示すもので、第１
図は概略構成図、第２図は室外熱交換器の作動流体流通
用パイプと伝熱用フィンとを示す部分断面図、第３図は
フィンの先端部および根元部の温度変化を示すグラフで
ある。１・・・ヒートポンプ装置、１ａ・・・ヒートポンプ装
置本体、２・・・圧縮機、３・・・室外熱交換器、６・
・・四方弁（切換手段）、７・・・減圧装置、８・・・
室外ファン、１０・・・作動流体流通用パイプ、１１・
・・伝熱用フィン、ｌｌａ・・・伝熱用フィンの先端部
、１２・・・温度センサ（温度検知手段）、１４・・・
制御部。

Claims

【特許請求の範囲】

運転周波数制御可能な圧縮機と、作動流体流通用パイプ
とこの作動流体流通用パイプの外側に熱伝的に突設され
た伝熱用フィンとを有する室外熱交換器と、上記圧縮機
、上記室外熱交換器、室内熱交換器、切換手段、減圧装
置を順次接続してなるヒートポンプ装置本体と、上記室
外熱交換器に送風する回転数制御可能な室外ファンと、
上記伝熱用フィンの先端部の温度を検知する温度検知手
段と、この温度検知手段の検知結果に基づき、上記伝熱
用フィンの先端部の温度が０℃よりも低い値にあるとき
には、上記室外ファンの運転を停止させるとともに上記
圧縮機を最大運転周波数あるいは最大運転周波数に近い
運転周波数で運転し、上記伝熱用フィンの先端部の温度
が０℃を越え上昇中にあるときには、上記室外ファンを
最大回転数あるいは最大回転数に近い回転数で運転し、
上記伝熱用フィンの先端部の温度が上昇を終えて一定温
度に達したときには、上記圧縮機および上記室外ファン
を通常状態で運転する制御部とを具備したヒートポンプ
装置。