JPH0375424A

JPH0375424A - ヒートポンプシステム及びその運転方法

Info

Publication number: JPH0375424A
Application number: JP1211933A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Iguchi; 和幸井口; Hideshi Tanaka; 英志田中
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1989-08-17
Filing date: 1989-08-17
Publication date: 1991-03-29
Anticipated expiration: 2010-01-30
Also published as: JPH076652B2

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、例えばインバータ制御ユニット等の制御装
置を冷却するようにしたヒートポンプシステム及びその
運転方法に関するものである。

（従来の技術）この種のヒートポンプシステムに関する従来技術として
実開昭６２−１９５３５号を挙げることができる。

この従来例では第５図に示すように、空気調和機におけ
る室外ユニットＹの室外熱交換器１、キャピラリチュー
ブ２、室内ユニットＸの室内熱交換器３、四路切換弁４
及び圧縮機５を順次に冷媒配管６で接続している。そし
て、この冷媒配管６における低圧管１０が、放熱板１１
を介して、インバータ制御ユニットのパワートランジス
タ１２に熱伝達可能に配置されており、低圧管ＩＯを流
れる低温冷媒で上記パワートランジスタ１２を冷却する
ようになされている。なお、１３は送風ファンである。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら上記従来例では、夏期等の高湿度時に、低
温の低圧管１０が結露し易く、結露水によってパワート
ランジスタ１２が絶縁不良を発生し易いという問題があ
る。また、圧縮機５に近い低圧管１０の振動が、パワー
トランジスタ１２に伝わり、パワートランジスタ１２等
の信頼性を損なうという問題もある。

この発明は上記従来の欠点を解消するためになされたも
のであって、その目的は、発熱素子を冷却しながら、発
熱素子に絶縁不良が発生したり、信頼性が低下すること
を防止することができるヒートポンプシステム及びその
運転方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段）そこで上記第１請求項のヒートポンプシステムにおいて
は、圧１１機５、室外熱交換器ｌ、減圧機構２、室内熱
交換器３を冷媒配管６で接続して冷媒循環経路を構成す
ると共に、発熱素子１２を有する制御装置２０を備えた
ヒートポンプシステムであって、上記室外熱交換器１と
減圧機構２との間の冷媒配管６を上記発熱素子１２と熱
交換可能に配置している。

また第２請求項のヒートポンプシステムにおいては、上
記制御装置２０が電装部品２１を備え、さらにこの制御
装置２０へ送風し得る送風ファン１３と、上記制御装置
２０の庫内温度を測定する温度センサ２２と、この温度
センサ２２からの温度信号２３に基づいて上記電装部品
２１の寿命低下温度Ｔに対応した基準温度ＴＧ以下に庫
内温度を維持するように上記送風ファン１３の作動を制
御するファン制御部２４を設けている。

更に第３請求項では、上記第１請求項記載のヒートポン
プシステムの運転方法であって、暖房運転サイクルにお
いては、上記発熱素子１２と熱交換可能に配置されてい
る部分の冷媒配管６に上記発熱素子１２からの放熱を回
収している。

（作用）上記第１請求項においては、ヒートポンプシステムの運
転時に冷媒が室内熱交換器３及び室外熱交換器１間で熱
交換を行いながら流通し、露点温度よりは極端に低くな
い温度の冷媒が流れる室外熱交換器１と減圧機構２との
間の冷媒配管６で発熱素子１２を冷却する。このため発
熱素子１２に結露水が接触するおそれがなくなる。また
室外熱交換器ｌと減圧機構２との間の冷媒配管６は振動
源である圧縮機１から離れているので、発熱素子１２が
振動することも防止される。

また第２請求項においては、温度センサ２２で庫内温度
を測定し、この温度センサ２２からの温度信号２３をフ
ァン制御部２４へ入力し、ファン制御部２４は、基準温
度ＴＧ以下に庫内温度を維持するように送風ファン１３
を駆動する。このため送風ファン１３からの送風で上記
電装部品２１が基準温度ＴＧ以下に冷却されることにな
る。

更に第３請求項においては、発熱素子１２の発熱で室外
熱交換器１と減圧機構２との間の冷媒配管６を加熱し、
この冷媒配管６の内部を流れる冷媒に上記発熱素子１２
の発熱を回収して、ヒートポンプシステムの暖房運転時
に発熱素子１２の発熱量分だけ暖房能力を向上させる。

（実施例）まずこの発明のヒートポンプシステムの具体的な実施例
について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお第１
図以下の図面において、第５図の従来例と同一符号で示
した部分は同−或いは相当部分を示している。

この発明のヒートポンプシステムを採用した空気調和機
の室外ユニットＹを示す第２図において、室外ユニット
Ｙには室外熱交換器ｌ、圧縮機５、インバータ制御ユニ
ット２０（制御装置）等が設けられている。このインバ
ータ制御ユニット２０には、発熱素子であるパワートラ
ンジスタ１２、及びコンデンサ等の電装部品２１等を備
えたインバータが収容され、上記インバータ制御ユニッ
ト２０内には室外ファン１３による送風が導入されるよ
うになされている。上記パワートランジスタ１２の耐熱
温度Ｓは例えば１０５℃程度であり、−方電装部品２１
の寿命が低下する寿命低下温度Ｔは例えば６０℃である
。

またパワートランジスタ１２は放熱板１１を介して詳し
くは後述する冷媒配管６の冷却部３０に接触し、この冷
却部３０とパワートランジスタ１２とが熱交換可能に配
置されている。上記インバータ制御ユニット２０内には
サーミスタ２２（温度センサ）が配置されており、この
サーミスタ２２で上記インバータ制御ユニット２０の庫
内温度を測定するようになっている。モしてヒートポン
プシステムの配管系統を示す第１図において、上記冷却
配管６の冷却部３０は室外熱交換器１とキャピラリチュ
ーブ２（減圧機構）との間の冷媒配管６に相当し、この
冷却部３０が放熱板１１を介して上記パワートランジス
タ１２を冷却するようになされている。

上記第２図において、サーミスタ２２は電装部品２１が
収容されているインバータ制御ユニット２０の庫内温度
ＴＯを測定し、その温度信号２３は上記室外ファン１３
の作動を制御するためのファン制御部２４に入力されて
いる。このファン制御部２４には演算回路２５及び駆動
回路２６等が設けられており、演算回路２５は上記温度
信号２３に基づいて、庫内温度が、上記寿命低下温度Ｔ
に対応した基準温度ＴＧを超えたときに、駆動回路２６
から室外ファン１３の駆動信号２７を出力するようにな
されている。

以上の電装部品２１の冷却制御を第３図のフローチャー
トで説明すると、室外ファン１３の停止時にステップＳ
１でサーミスタ２２によって上記庫内温度ＴＤを測定し
、温度信号２３を出力する。次にステップＳ２で上記基
準温度ＴＧと庫内温度ＴＤとを比較し、庫内温度ＴＤが
基準温度ＴＧより高温になっている場合（ＹＥＳ　）に
はステップＳ３へ進み、電装部品２１を冷却する必要が
あると判断して室外ファン１３を駆動し、インバータ制
御ユニット２０内に送風して電装部品２１を冷却する。

そしてステップＳ３から上記ステップＳ１へ戻り、上述
の制御を繰返す。一方庫内温度ＴＯが基準温度ＴＧと同
温か若しくは低温の場合は、室外ファン１３の停止状態
を継続する。

次に以上の一実施例装置の作動状態を説明する。

冷房時及び暖房時の双方において、第１図の冷凍サイク
ルの冷却部３０の部分には露点温度よりも極端に低くな
い温度の冷媒が流れ、冷却部３０には結露が発生しない
状態で、放熱板１１を介してパワートランジスタ１２を
冷却する。したがって、第４図に示すように、冷却部３
０による冷却作用がない場合にはパワートラジスタ１２
の温度は特性３１ａのようになってパワートランジスタ
１２の上記耐熱温度Ｓを超えてしまうことになる。とこ
ろが、上記したように冷却部３０でパワートランジスタ
１２が冷却されている場合には、特性３１のように冷却
されて上記耐熱温度Ｓを超えてしまうことが防止される
。

一方電装部品２１の温度に相°当する上記庫内温度ＴＯ
は、ファン制御部２４による冷却制御によって電装部品
２１の寿命低下温度であるＴより若干低温の基準温度Ｔ
Ｇ以下に維持される。すなわち上記冷却制御を行った場
合の温度特性３２は、室外ファン１３が停止している■
の範囲では上昇を続け、■で室外ファン１３が０Ｎ−Ｏ
ＦＦｆｌｔｌＪ御されると特性３２も昇降し、室外ファ
ン１３が駆動される■で基準温度ＴＧ以下に維持される
。上記のような室外ファン１３による冷却制御が行われ
ない場合には電装部品２１の温度は特性３２ａのように
上記基準温度ＴＧ及び寿命低下温度Ｔを超えてしまう。

次に第１図にヒートポンプシステムの暖房時の運転方法
では、周知のように冷媒は冷媒配管６を図中の左回りに
流通し、室内熱交換器３で凝縮した後に室外熱交換器１
で蒸発することになるが、室外熱交換器１へ流れ込む前
に、冷却部３０で逆にパワートランジスタ１２から受熱
することになり、この冷却部３０で冷媒は加熱される。

したがって、パワートランジスタ１２の廃熱を冷却部３
Ｏで冷媒に回収し、上記室内熱交換器３で暖房時の熱量
として再利用することになる。

以上にこの発明の具体的な実施例について説明したが、
この発明は上記実施例に限定されるものではなく、この
発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である
０例えば上記実施例においては、減圧機構としてキャピ
ラリチューブ２を採用しているが、減圧弁等地の機構を
利用することもできる。

（発明の効果）上記したように、第１請求項のヒートポンプシステムに
おいては、露点温度よりも極端に低くない温度の冷媒が
流れる室外熱交換器と減圧機構との間の冷媒配管で発熱
素子を冷却することができ、このため発熱素子に結露水
が接触するおそれがなくなる。また室外熱交換器と減圧
機構との間の冷媒配管は、振動源である圧縮機から離れ
ているので、発熱素子が振動することも防止される。

また第２請求項においては、庫内温度を基準温度以下に
維持するように送風ファンを駆動することができ、上記
送風ファンからの送風で上記電装部品が基準温度以下に
冷却されることになる。

更に第３請求項においては、暖房運転サイクルにおいて
、室外熱交換器と減圧機構との間の冷媒配管の内部を流
れる冷媒に、上記発熱素子の発熱を回収するようにしで
あるので、発熱素子の発熱量分だけ暖房能力を向上させ
ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のヒートポンプシステムを示
す配管系統図、第２図は室外ユニットの構造略図、第３
図は冷却制御プロセスを示すフローチャート図、第４図
は時間に対する温度の変化を示すグラフ、第５図は従来
例を示す構造略図である。ｌ・・・室外熱交換器、２・・・キャピラリチューブ、
３・・・室内熱交換器、５・・・圧縮機、６・・・冷媒
配管、２０・・・インバータ制御ユニット（制御装置）
、２１・・・電装部品、２２・・・サーミスタ（温度セ
ンサ）、２４・・・ファン駆動部。第３図第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】１、圧縮機（５）、室外熱交換器（１）、減圧機構（２
）、室内熱交換器（３）を冷媒配管（６）で接続して冷
媒循環経路を構成すると共に、発熱素子（１２）を有す
る制御装置（２０）を備えたヒートポンプシステムであ
って、上記室外熱交換器（１）と減圧機構（２）との間
の冷媒配管（６）を上記発熱素子（１２）と熱交換可能
に配置したことを特徴とするヒートポンプシステム。２、上記制御装置（２０）が電装部品（２１）を備え、
さらにこの制御装置（２０）へ送風し得る送風ファン（
１３）と、上記制御装置（２０）の庫内温度を測定する
温度センサ（２２）と、この温度センサ（２２）からの
温度信号（２３）に基づいて上記電装部品（２１）の寿
命低下温度（Ｔ）に対応した基準温度（ＴＧ）以下に上
記庫内温度を維持するように上記送風ファン（１３）の
作動を制御するファン制御部（２４）とを設けたことを
特徴とする上記第１請求項記載のヒートポンプシステム
。３、上記第１請求項記載のヒートポンプシステムにおけ
る運転方法であって、暖房運転サイクルにおいては、発
熱素子（１２）と熱交換可能に配置されている部分の冷
媒配管（６）に上記発熱素子（１２）からの放熱を回収
することを特徴とするヒートポンプシステムの運転方法
。