JPH0599541A - 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
ジン駆動式の室内ファン付のエンジン駆動式のヒ−トポ
ンプ装置を提供する。 【構成】コントロ−ラ５０は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
に切り換え、除霜運転終了後に暖房運転を再開させる。
室内側冷媒温度検出手段１８は室内側熱交換器８の冷媒
温度を検出する。また、コントロ−ラ（クラッチ制御手
段）５０は除霜運転時にクラッチ装置１２の切断を指令
して除霜運転による室内側熱交換器８の配管温度の低下
により室内ファン１４が冷風を吹き出すのを防止し、上
記冷媒温度が温風吹き出しが可能な温度に上昇したと判
定した場合にクラッチ装置１２を接続する。

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】この問題を経済的に解決するために、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、エンジンと室内ファンとを断続する
電磁クラッチを設け、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上記遅延時間が
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。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の室内ファン付のエンジン駆動式
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。

【０００６】

【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
側熱交換器の冷媒温度を検出する室内側冷媒温度検出手
段と、前記暖房運転再開後における前記冷媒温度の所定
基準温度への上昇を判別する室内側冷媒温度上昇判別手
段と、前記除霜運転時に前記クラッチ装置の切断を指令
し、前記冷媒温度上昇を判別した場合に前記クラッチ装
置を接続するクラッチ制御手段とを備えることを特徴と
している。

【０００７】

【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。室内側冷媒温度検出手段は室内
側熱交換器の冷媒温度を検出し、室内側冷媒温度上昇判
別手段は暖房運転再開後における冷媒温度の所定基準温
度への上昇を判別する。

【０００８】クラッチ制御手段は除霜運転時にクラッチ
装置の切断を指令して、除霜運転による室外側熱交換器
の配管温度の低下により室内ファンが冷風を吹き出すの
を防止する。更に、クラッチ制御手段は、上記冷媒温度
上昇の判別がなされた場合にクラッチ装置を接続する。

【０００９】

【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、除霜運転時にクラッチ装置
を切断して室内ファンを停止し、暖房運転再開後、室内
側熱交換器の冷媒温度が所定の基準温度に達したことを
確認した場合にクラッチ装置を接続して室内ファンの駆
動を再開させる室内側冷媒温度検出手段、室内側冷媒温
度上昇判別手段及びクラッチ制御手段を具備しているの
で、除霜運転時及び除霜運転終了後、室内側熱交換器の
冷媒温度が温風吹き出しに必要な適当な温度まで上昇す
るまでの間、室内に冷風が吹き込んで室内の人間に不快
感が生じるのを防止することができる。

【００１０】また、室内側熱交換器の冷媒温度が暖房に
適当な温度まで達したら遅滞なく室内ファンの運転を開
始することができる利点もある。

【００１１】

【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からアキュムレ
−タ１０を通じて低圧の冷媒ガスを吸入している。

【００１２】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。

【００１３】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３０及び室外ファン１１が装備されてお
り、増速ギヤ装置３０の従動軸は電磁クラッチ（本発明
でいうクラッチ装置）１２及び連結軸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を駆動してい
る。なお、室外ファン１１は室外側熱交換器４に送風す
るファンである。

【００１４】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の暖房時出口配管部分にはサ−
ミスタ（本発明でいう室内側冷媒温度検出手段）１８が
配設されている。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冷媒温度上昇判別手段、
クラッチ制御手段）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。

【００１５】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により室
外ファン１１及び圧縮機２が駆動され、電磁クラッチ１
２の接続により室内ファン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。

【００１６】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、
アキュムレ−タ１０を通じて圧縮機２の吸入側にリタ−
ンする。

【００１７】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、電磁クラッチ１２の切断により室内ファン１４を停
止して室内側熱交換器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１
７、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１
５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、アキュムレ−タ
１０を通じて圧縮機２の吸入側にリタ−ンする。

【００１８】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２のフロ−チャ−
トを参照して説明する。まず、電磁クラッチ１２を接続
した状態で暖房運転を行い、圧縮機２すなわちエンジン
１の起動から６０分経過するまで、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及び電磁クラッチ１２の切断
を行う（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その冷媒温度が低下するの
で、冷媒温度低下の検出により着霜を検出することがで
きる。

【００１９】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以上になるまで待機し
（１０８）、ＴｏがＴ２以上にな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、四方弁３を暖房側
へ切り換える（１１０）。次に、サ−ミスタ１８により
検出した室内側熱交換器８の出口部配管温度Ｔｉが所定
のしきい値温度Ｔ３以上になるまで待機し（１１２）、
ＴｏがＴ３以上になれば、室内側熱交換器８の冷媒配管
は充分暖かい温風を吹き出せるものとして電磁クラッチ
１２を接続して（１１４）、ステップ１０２にリタ−ン
する。

【００２０】コントロ−ラ５０の除霜運転制御をシ−ケ
ンス制御回路により実施する場合を図３により説明す
る。ここで、タイマＴＭはエンジン駆動と同時の電源投
入により作動し、その時限接点ＴＭＡは６０分後に閉
じ、コントロ−ルアンプＡＣに正電圧信号を出力する。
コントロ−ルアンプＡＣはこの正電圧信号の入力により
作動し、サ−ミスタ１９がしきい値温度Ｔ１以下を検出
すれば、四方弁リレ−ＲＬ１に通電して四方弁３のコイ
ル３ａに通電し、四方弁３を除霜運転モ−ドに切り換
え、同時にクラッチリレ−ＲＬ２への通電を遮断して電
磁クラッチ１２のコイル１２ａへの通電を遮断し、電磁
クラッチ１２を切断する。また、コントロ−ルアンプＡ
Ｃはサ−ミスタ１９がしきい値温度Ｔ２以上を検出すれ
ば、四方弁リレ−ＲＬ１への通電を遮断して四方弁３を
暖房運転モ−ドに切り換える。更に、コントロ−ルアン
プＡＣはサ−ミスタ１８がしきい値温度Ｔ３以上を検出
すれば、クラッチリレ−ＲＬ２に通電して電磁クラッチ
１２のコイル１２ａに通電し、電磁クラッチ１２を接続
し、室内ファン１４を駆動する。

【００２１】ここで、ステップ１１２は本発明でいう室
内側冷媒温度上昇判別手段を構成し、ステップ１０６、
１１４は本発明でいうクラッチ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の冷媒配管
温度によりその冷媒温度を検出しているが、冷媒温度を
直接検出したり、冷媒圧力により冷媒温度を推定したり
することもできる。

【００２２】図４に除霜運転時における室内側熱交換器
８の吹き出し温度及び室内側熱交換器の配管温度を示
す。この実施例によれば、除霜運転時及びその後の室内
側熱交換器の配管温度低温時に室内ファン１４を停止し
ているので、冷風の吹き出しが防止されることがわか
る。

【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−ドを示すフロ−チ
ャ−ト、

【図３】 この実施例の除霜運転モ−ドを実現するシ−
ケンス回路図、

【図４】 この実施例の除霜運転モ−ドにおける室内側
熱交換器の配管温度、吹き出し温度の時間推移を示す
図、

【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は電磁クラッチ（クラッチ
装置）、１９はサ−ミスタ（着霜検出手段）、５０はコ
ントロ−ラ（室内側冷媒温度上昇判別手段、クラッチ制
御手段）、１８はサ−ミスタ（室内側冷媒温度検出手
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、 室内側熱交換器の冷媒温度を検出する室内側冷媒温度検
   出手段と、 前記暖房運転再開後における前記冷媒温度の所定基準温
   度への上昇を判別する室内側冷媒温度上昇判別手段と、 前記除霜運転時に前記クラッチ装置の切断を指令し、前
   記冷媒温度上昇を判別した場合に前記クラッチ装置を接
   続するクラッチ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。