JPH05106947A - エンジン駆動式のヒ−トポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】除霜運転における冷風を良好に防止可能なエン
ジン駆動式室内ファン付きエンジン駆動式のヒ−トポン
プ装置を提供する。 【構成】暖房運転時に着霜検出手段１９が室外側熱交換
器４への着霜を検出すると除霜運転が開始され、ダンパ
制御手段５０は除霜運転時に室内側熱交換器８に付設さ
れた切り換えダンパ１２を戸外吹き出し側に切り換えて
室内側熱交換器８の吹き出し流れを戸外に向け、除霜運
転による室内側熱交換器８の配管温度の低下により低温
となった吹き出し流が室内に流入するのを防止する。更
に、ダンパ制御手段５０は、除霜運転終了後、室内側熱
交換器４の吹き出し温度が充分上昇するのを待って、切
り換えダンパ１２を室内吹き出し側に切り換える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジン駆動式のヒ−
トポンプ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジン駆動式の冷房装置が多く
実用されており、このようなエンジン駆動式の冷房装置
では、エンジンが室内側又は室外側熱交換器のファンを
直接に駆動する場合も多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来から、このような
エンジン駆動式の冷房装置のヒ−トポンプ化を図りたい
という要望があったが、この場合、室内側熱交換器のフ
ァン（以下、室内ファンともいう）がエンジンによる機
械駆動であるためエンジン運転中は常時、このファンが
回転しており、そのため、暖房運転による室外側熱交換
器の着霜を除去するために除霜運転を行うと、室内ファ
ンが冷風を吹き出してしまうという問題があった。

【０００４】この問題を解決するために、本発明者は最
初、エンジンと室内ファンとの間にクラッチ装置を新設
し、除霜運転中はこのクラッチ装置を切断してファンを
停止することを考えた。しかしながら、除霜運転終了
後、暖房運転を再開し、室内ファンの駆動を開始した場
合、室内側熱交換器の配管温度はまだ低温であるので、
この配管が暖まるまで室内側熱交換器から冷風が吹き出
すという不具合が残ることが判明した。この問題を解決
するために、タイマにより除霜運転終了後、所定時間遅
れてクラッチ装置を接続することも考えた。

【０００５】しかしながらこの方式では、遅延時間が一
律であるので、室内側熱交換器の配管温度は運転パラメ
−タ即ち運転環境により多様であり、まだ配管温度が充
分に暖まっていないのに冷風が吹き出したり、また、配
管温度が充分に暖まったのに、温風が吹き出さなかった
りする不具合を生じる。また、電磁クラッチの設置及び
シャフト改造などの費用が無視できず、電磁クラッチ設
置のためのスペ−ス上の問題もある。

【０００６】本発明は、上記問題に鑑みなされたもので
あり、除霜運転における冷風を良好に防止可能なエンジ
ン駆動式室内ファン付きエンジン駆動式のヒ−トポンプ
装置を提供することを、その目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、エンジンによ
り駆動されて圧縮機、室内側熱交換器、エキスパンダ及
び室外側熱交換器を冷媒循環させヒ−トポンプサイクル
を実施する冷凍サイクル装置と、前記エンジンによる前
記室内側熱交換器のファンへの駆動を断続制御するクラ
ッチ装置と、前記室外側熱交換器に配設されて前記室外
側熱交換器への着霜を検出する着霜検出手段と、前記冷
凍サイクル装置の運転を制御して前記暖房運転時に前記
着霜が検出された場合に除霜運転に切り換え、前記除霜
運転終了後に暖房運転を再開させるコントロ−ラとを備
えるエンジン駆動式のヒ−トポンプ装置において、室内
側熱交換器の吹き出し温度を検出する室内側吹き出し温
度検出手段と、前記暖房運転再開後に前記吹き出し温度
が所定基準温度へ上昇したことをを判別する室内側吹き
出し温度上昇判別手段と、前記室内側熱交換器に配設さ
れ前記室内側熱交換器の吹き出し先を室内および戸外の
どちらかに切り換える切り換えダンパと、前記除霜運転
時に前記ダンパを戸外吹き出し側に切り換え、前記吹き
出し温度上昇を判別した場合に前記ダンパを室内吹き出
し側に切り換えるダンパ制御手段とを備えることを特徴
としている。

【０００８】

【作用】コントロ−ラは冷凍サイクル装置の運転を制御
し、暖房運転時に着霜検出手段が室外側熱交換器への着
霜を検出すると除霜運転に切り換え、除霜運転終了後に
暖房運転を再開させる。室内側吹き出し温度検出手段は
室内側熱交換器の吹き出し温度を検出し、室内側吹き出
し温度上昇判別手段は暖房運転再開後における吹き出し
温度の所定基準温度への上昇を判別する。

【０００９】ダンパ制御手段は除霜運転時に切り換えダ
ンパ装置を戸外吹き出し側に切り換えて室内側熱交換器
の吹き出し流れを戸外に向け、除霜運転による室内側熱
交換器の配管温度の低下により低温となった吹き出し流
が室内に流入するのを防止する。更にダンパ制御手段
は、除霜運転終了後、室内側熱交換器の吹き出し温度が
充分上昇するのを待って、切り換えダンパを室内吹き出
し側に切り換える。

【００１０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のエンジン
駆動式のヒ−トポンプ装置は、除霜運転時に切り換えダ
ンパを戸外吹き出し側に切り換えて室内側熱交換器から
吹き出す冷風を戸外に排出し、除霜運転が終了して再度
暖房運転を再開した後、室内側熱交換器の吹き出し温度
が充分に上昇したことを確認して切り換えダンパを室内
吹き出し側に切り換える構成としているので、除霜運転
時及びその終了後、室内側熱交換器の吹き出し温度が上
昇するまでの期間、冷風を室内に吹き出すのを防止する
ことができる。

【００１１】また、除霜運転終了後、室内側熱交換器の
吹き出し温度が適当な温度まで達したら遅滞なく確実に
室内ファンの運転を開始することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例を例示の図面
について説明する。この実施例に用いた空調装置は大容
量定置型のものであって、図１に示すように、エンジン
１により駆動される圧縮機２は冷暖切り換え用の四方弁
３に高圧の冷媒ガスを吐出し、四方弁３からアキューム
レ−タ１０を通じて低圧の冷媒ガスを吸入している。

【００１３】四方弁３には冷媒ガス用の配管３１、３２
が接続されており、配管３１は室外側熱交換器４、暖房
時エキスパンダ１６、ス−パ−ク−ラ６、冷房時エキス
パンダ１５、室内側熱交換器８を通じて四方弁３に接続
されている。また、室外側熱交換器４と暖房時エキスパ
ンダ１６とを接続する配管３３は逆止弁１７を通じてレ
シ−バ９に接続され、同様に室内側熱交換器８と冷房用
エキスパンダ１５とを接続する配管３４は逆止弁２０を
通じてレシ−バ９に接続されている。更に、レシ−バ９
は、暖房用エキスパンダ１６とス−パ−ク−ラ６とを接
続する配管３５に冷媒液供給可能に接続されている。こ
のようにして、冷凍サイクル装置が構成されている。

【００１４】また、エンジンを冷却する冷却水は２個の
二方弁４０、４１により適宜、ラジエ−タ５又はリヒ−
トコア７のどちらかに循環される。なお、このリヒ−ト
コア７は室内側熱交換器８へ流入する室内空気を予熱す
るための熱交換器である。ここで、エンジンの駆動軸に
は増速ギヤ装置２５及び室外ファン１１が装備されてお
り、増速ギヤ装置２５の従動軸は連結軸１３を介して室
内側熱交換器８に付設された室内ファン１４に直結され
ている。なお、室外ファン１１は室外熱交換器４に送風
するファンである。

【００１５】室内側熱交換器８の吹き出し側には、吹き
出しダクト３０が設けられており、この吹き出しダクト
３０は、戸外設置エンジンと一体の室内側熱交換器８か
ら室内に延設されている。このダクト３０の途中から短
い戸外排出ダクト３２が分岐しており、この部位におい
て、ダクト３２内に切り換えダンパ１２が配設されてい
る。

【００１６】この切り換えダンパ１２はコントロ−ラ５
０により制御されるサ−ボモ−タ（図示せず）により駆
動されて、室内側吹き出し（戸外側閉鎖）位置と、戸外
側吹き出し（室内側閉鎖）位置との間で揺動するように
なっている。室外側熱交換器４の暖房時出口配管部分に
はサ−ミスタ（本発明でいう着霜検出手段）１９が配設
され、室内側熱交換器８の吹き出し部にはサ−ミスタ
（本発明でいう室内側吹き出し温度検出手段）１８が配
設されている。

【００１７】更に、上述した各部を電気制御するために
マイクロコンピュ−タ装置を（図示せず）含むコントロ
−ラ（本発明でいう室内側吹き出し温度上昇判別手段、
ダンパ制御手段）５０が設けられており、このコントロ
−ラ５０は図示しない各種センサからの信号に応じて通
常の冷暖房運転の各種制御を行い、更に、この実施例の
特徴をなす除霜運転制御を行う。

【００１８】なお、上述した冷凍サイクル装置の構成及
び作動は周知であるので、その暖房運転モ−ド及び除霜
運転モ−ドについてだけ簡略に説明を加える。図１は暖
房運転モ−ドを示すものであって、エンジン１により圧
縮機２が駆動され、同時に室外ファン１１及び室内ファ
ン１４が駆動される。また、エンジン１から出た高温の
冷却水は二方弁４０閉、二方弁４１開によりリヒ−トコ
ア７に送られ、リヒ−トコア７は室内側熱交換器８の吸
い込み空気を予熱する。この暖房モ−ドでは暖房用エキ
スパンダ１６が開かれ、冷房用エキスパンダ１５が閉じ
られている。

【００１９】圧縮機２から出た高圧の冷媒ガスは四方弁
３により室内側熱交換器８に送られて室内側熱交換器８
で凝縮し、室内側熱交換器８は温風を吹き出す。凝縮し
た冷媒液は逆止弁２０、レシ−バ９を通じて暖房用エキ
スパンダ１６で断熱膨張し、室外側熱交換器４で大気か
ら吸熱して蒸発し、低圧の冷媒ガスとなって四方弁３、
アキュームレ−タ１０を通じて圧縮機２の吸入側にリタ
−ンする。

【００２０】ここで、除霜運転モ−ドにおいては、四方
弁３を切り換えて冷媒循環経路を逆とし、暖房用エキス
パンダ１６を閉じ、冷房用エキスパンダ１５を開き、更
に、電磁切り換えダンパ１２の切断により室内ファン１
４を停止して室外側熱交換器８から冷風を吹き出すのを
防ぐ。その結果、圧縮機２から出た高圧の冷媒ガスは四
方弁３により室外側熱交換器４に送られて凝縮し、室外
側熱交換器４を加熱して室外側熱交換器４に着霜した霜
を除去する。室外側熱交換器４で凝縮した冷媒液は逆止
弁１７、レシ−バ９を通じてス−パ−ク−ラ６に送られ
て完全に液化される。この冷媒液は、冷房用エキスパン
ダ１５により断熱膨張し、室内側熱交換器８で吸熱して
蒸発し、低圧の冷媒ガスとなって四方弁３、アキューム
レ−タ１０を通じて圧縮機２の吸入側にリタ−ンする。

【００２１】次に、本実施例の特徴をなすコントロ−ラ
５０による除霜運転サブル−チンを図４のフロ−チャ−
トを参照して説明する。まず、電源入力とともに切り換
えダンパ１２を室内吹き出し側（即ち、戸外側を閉鎖）
して暖房運転を開始するとともに、コントロ−ラ５０内
蔵のタイマＡをスタ−トし（１００）、タイマＡのカウ
ント時間、すなわち圧縮機２すなわちエンジン１の起動
からの経過時間ｔ１が６０分になる迄、この除霜運転は
不必要であるとして待機し（１０２）、経過したら、サ
−ミスタ１９により検出した室外側熱交換器４の出口部
配管温度Ｔｏが所定のしきい値温度Ｔ１以下になるまで
待機し（１０４）、ＴｏがＴ１以下になれば室外側熱交
換器４の冷媒配管に所定量の着霜が生じたものとして、
四方弁３の除霜側への切り換えるとともに、切り換えダ
ンパ１２を戸外吹き出し側（即ち、室内側を閉鎖）に切
り換え、更にタイマＡをリセットし、コントロ−ラ５０
内蔵のタイマＢをスタ−トする（１０６）。なお、室外
側熱交換器４に着霜すると、伝熱効率の低下により室外
側熱交換器４の出口部配管温度Ｔｏが低下するので、そ
れにより着霜が検出される。

【００２２】次に、再び室外側熱交換器の出口部配管温
度Ｔｏが所定のしきい値温度Ｔ２以上になったかどうか
を判別し（１０８）、ＴｏがＴ２以上になっていれば室
外側熱交換器４の冷媒配管は除霜されたものとしてステ
ップ１１２に進み、なっていなければダンパ切り換え尚
早として、タイマＢのカウント時間、すなわち除霜運転
時間ｔ２が１２分に達するまで待機し（１１０）、１２
分経過すれば、これ以上の暖房中断は不快であるとして
ステップ１１２に進む。

【００２３】ステップ１１２では、四方弁３を暖房側へ
切り換え、タイマＢをリセットする。次に、サ−ミスタ
１８により検出した室内側熱交換器８の吹き出し温度Ｔ
ａが所定のしきい値温度Ｔ３以上になるまで待機し（１
１４）、ＴｏがＴ３以上になれば、室内側熱交換器８の
吹き出し温度は充分暖かい温風を吹き出しているものと
して切り換えダンパ１２を室内吹き出し側（即ち、戸外
側を閉鎖）に切り換え（１１６）、ステップ１０２にリ
タ−ンする。

【００２４】ここで、ステップ１１４は本発明でいう室
内側熱交換器吹き出し温度上昇判別手段を構成し、ステ
ップ１０６、１１６は本発明でいうダンパ制御手段を構
成している。 なお、上記実施例では室内側熱交換器８
の吹き出し温度を直接検出しているが、室内側熱交換器
８の冷媒配管温度によりその吹き出し温度を推定しても
よい。 図２に除霜運転時における室内側熱交換器８の
吹き出し温度の変化を示す。除霜運転時の冷風は戸外に
排出され、室内の人間に不快感を与えなることはない。
図１では押し込みファン方式の室内側熱交換器（室内
側空調器）８を示したが、吸い込みファン方式の室内側
熱交換器（室内側空調器）８にこの実施例の特徴である
切り換えダンパ１２を付設した例を図３に示す。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示すブロック図、

【図２】 この実施例の除霜運転モ−ドにおける室内側
熱交換器の吹き出し温度の時間推移を示す図、

【図３】 室内側熱交換器の他の態様を示すブロック
図、

【図４】 この実施例の除霜運転モ−ドを示すフロ−チ
ャ−ト、

【符号の説明】

１はエンジン、２は圧縮機、８は室内側熱交換器、１
５、１６はエキスパンダ、４は室外側熱交換器、１４は
室内ファン（ファン）、１２は切り換えダンパ、１９は
サ−ミスタ（着霜検出手段）、５０はコントロ−ラ（室
内側吹き出し温度上昇判別手段、ダンパ制御手段）、１
８はサ−ミスタ（室内側吹き出し温度検出手段）、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンにより駆動されて圧縮機、室内側
   熱交換器、エキスパンダ及び室外側熱交換器を冷媒循環
   させヒ−トポンプサイクルを実施する冷凍サイクル装置
   と、前記エンジンによる前記室内側熱交換器のファンへ
   の駆動を断続制御するクラッチ装置と、前記室外側熱交
   換器に配設されて前記室外側熱交換器への着霜を検出す
   る着霜検出手段と、前記冷凍サイクル装置の運転を制御
   して前記暖房運転時に前記着霜が検出された場合に除霜
   運転に切り換え、前記除霜運転終了後に暖房運転を再開
   させるコントロ−ラとを備えるエンジン駆動式のヒ−ト
   ポンプ装置において、 室内側熱交換器の吹き出し温度を検出する室内側吹き出
   し温度検出手段と、 前記暖房運転再開後に前記吹き出し温度が所定基準温度
   へ上昇したことをを判別する室内側吹き出し温度上昇判
   別手段と、 前記室内側熱交換器に配設され前記室内側熱交換器の吹
   き出し先を室内および戸外のどちらかに切り換える切り
   換えダンパと、 前記除霜運転時に前記ダンパを戸外吹き出し側に切り換
   え、前記吹き出し温度上昇を判別した場合に前記ダンパ
   を室内吹き出し側に切り換えるダンパ制御手段とを備え
   ることを特徴とするエンジン駆動式のヒ−トポンプ装
   置。