JPH0814685A

JPH0814685A - 空気調和機

Info

Publication number: JPH0814685A
Application number: JP6143115A
Authority: JP
Inventors: Hiroya Kuriyama; 碩哉栗山
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1994-06-24
Filing date: 1994-06-24
Publication date: 1996-01-19

Abstract

(57)【要約】【目的】設定した空気温度に合わせて空気温度調整を
行ない、冷房能力あるいは暖房能力を向上させ、また、
設置場所の制約の緩和を図る。【構成】室外熱交換器５の吸込み空気温度値が設定さ
れた開度演算部２６において、開度演算部２６は、吸込
み空気温度センサ２４と外気温度センサ２５の検出値を
取込み、室外熱交換器５の吸込み空気を上記設定値に加
熱、維持させるために最適な弁開度を決定し、その信号
を流量調整弁２７に出力する。流量調整弁２７は、上記
信号を受けて最適弁開度に調整され、プレヒータ２３に
流れる水量が調節される。これにより、室外ユニット１
の外気吸込み口２２から吸込まれた外気は、プレヒータ
２３で上記設定値以下にならないように温度調整され、
この温度調整された空気は、室外熱交換器５から室外送
風機７により、外気吹出し口２８を通過して室外ユニッ
ト１外部に放出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、空気熱源ヒートポン
プ式空気調和機、及び空冷式冷房専用空気調和機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来における空気熱源ヒートポンプ式空
気調和機は、一般的に図８の冷媒系統図に示すように、
１台の室外ユニット１と１台または複数台（図８では１
台）の室内ユニット２が冷媒配管によって接続されて構
成される。

【０００３】室外ユニット１は、基本的に圧縮機３、四
方切換弁４、室外熱交換器５、室外送風機用モータ６、
室外送風機７、アキュムレータ１６から構成され、さら
に冷媒を伝達する液管８、絞り９、逆止弁１０が配設さ
れており、また、上記液管８においては、絞り９と逆止
弁１０が並列に配設されている。室内ユニット２は、モ
ータ１３、ファン１４、室内熱交換器１５から構成さ
れ、冷媒を伝達する液管１１には絞り１２が配設されて
いる。

【０００４】冷房運転時において、圧縮機３から吐出さ
れたガス冷媒は、図８に示される実線矢印の経路に従
い、四方切換弁４を経て室外熱交換器５に入り、ここで
室外送風機用モータ６によって駆動される室外送風機７
によって導入された外気に放熱することによって凝縮液
化する。この液冷媒は、液管８、逆止弁１０を経て、室
内ユニット２内に入る。上記液冷媒は、室内ユニット２
内の液管１１を経由して絞り１２で絞られることにより
断熱膨脹した後、室内熱交換器１５に入り、ここでモー
タ１３によって駆動されるファン１４が導入した室内空
気を冷却することで蒸発気化する。この結果、生成され
たガス冷媒は室内ユニット１に戻り、四方切換弁４、ア
キュムレータ１６を経由して圧縮機３に吸入される。

【０００５】暖房運転時には、四方切換弁４が冷房運転
時とは逆に切換えられ、圧縮機３から吐出されたガス冷
媒は、図８の破線矢印の経路に従い、四方切換弁４、室
内ユニット２内の室内熱交換器１５、絞り１２、室内ユ
ニット１内の絞り９、室外熱交換器５、四方切換弁４、
アキュムレータ１６の順を経て圧縮機３に戻る。室内熱
交換器１５において、圧縮機３からのガス冷媒が放熱凝
縮する過程で室内空気が加熱される。

【０００６】なお、空冷式冷房専用空気調和機の場合
は、図８に示す室外ユニット１から四方切換弁４、絞り
９、逆止弁１０を削除した構成となり、冷媒の移動方向
は、実線矢印で示す一方向のみとなる。

【０００７】図９は、室外ユニット１の構成を示す断面
図である。室外ユニット本体部２１内に、室外熱交換器
５、室外送風機用モータ６、室外送風機７が配設されて
おり、室外ユニット本体２１は、外気吸込み口２２、及
び外気吹出し口２８を有している。図９において、室外
送風機用モータ６が駆動されると、室外送風機７が回転
し、外気が外気吸込み口２２を通って室外ユニット本体
部２１内に導入される。次に室外熱交換器５において、
冷房運転時にはガス冷媒を凝縮液化し、暖房運転時には
液冷媒を蒸発気化し、外気がそれぞれ降温、昇温され、
外気吹出し口２８を通過して室外ユニット１外部に排出
される。また、空冷式冷房専用空気調和機の場合には、
冷房運転時における動作のみが行なわれるのは当然であ
る。

【０００８】一般に、室外ユニット１は、ビルの屋上等
に露出して設置されるが、高級ホテル、あるいは船舶等
において適用される際に、美観を考慮して室外ユニット
１を囲む室外ユニット室を設ける場合がある。図１０
は、上記室外ユニット室内の設置を示す断面図であり、
室外ユニット室４１内部に室外ユニット１が設置されて
いる。また、ユニット室吸込み口４２、ユニット室吹出
し口４３は、室外ユニット室４１に配設された外気の吸
込み口、吹出し口である。

【０００９】図８における従来の空気熱源ヒートポンプ
式空気調和機を用いた場合の暖房特性を図１１に、冷房
特性を図１２に示す。図１１は、外気温度５℃ＤＢ、
４．１℃ＷＢ（但し℃ＤＢは室外乾球温度、℃ＷＢは室
外湿球温度）のときの暖房能力を１．０とし、図１２
は、外気温度３０℃ＤＢのときの冷房能力を１．０とし
たときの外気温度の変化に対する各々の能力変化の割合
を示した図である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の空気熱
源ヒートポンプ式空気調和機においては、冷房能力は外
気温度上昇に、また、暖房能力は外気温度低下に伴なっ
て低下する。また、暖房運転時において、外気温度が３
℃以下程度になると、室外熱交換器５の表面において着
霜が進行するために図１１に示す暖房能力より、さらに
５〜１５％能力が低下する。一方、室内の冷房負荷は外
気温度上昇に、暖房負荷は外気温度低下に伴なって増大
するため、冷暖房負荷と空気熱源ヒートポンプ式空気調
和機の冷暖房能力とのアンバランスは一層拡大するとい
う問題がある。この問題に対し、空気調和機の能力クラ
スの格上げ（冷暖房）、室内ユニット２内部への補助ヒ
ータの組み込み（暖房）、室内にストーブ等の暖房器具
の別途設置（暖房）といった対策が講じられるが、寒冷
地において、空気熱源ヒートポンプ式空気調和機の適用
は困難であった。

【００１１】また、建築設計上、室外ユニット１の設置
場所に制約を受ける場合が多く、以下の問題が発生す
る。（１）室外ユニット１における吹出し空気の一部が吸込
み空気に混入して吸込まれるショートサーキットが発生
し、吸込み空気温度が冷房時に外気温度より上昇、また
は暖房時に外気温度より低下し、冷暖房能力がさらに低
下する。これに対しては、吹出し風向ガイド板、吸排気
仕切版等の設置の対策が採られる。

【００１２】（２）室外ユニット１の外部に外気導入、
排気用風路が十分に設けられないことにより、室外ユニ
ット１から吹出す風量が減少し、冷暖房能力がさらに低
下する。これに対しては、建築意匠変更による風路拡
大、ブースターファンの追設等の対策が採られる。

【００１３】（３）室外ユニット１が、他の室外ユニッ
トの吹出し空気を吸込むことがあり、このため冷房時に
は、吸込み空気温度が外気温度より上昇した吹出し空気
を、また、暖房時には、吸込み空気温度が外気温度より
低下した吹出し空気を吸込むために冷暖房能力がさらに
低下する。これに対しては、隔壁、仕切り板等の追設、
あるいは室外ユニット１または他の室外ユニットの据付
場所の変更等の対策が採られる。

【００１４】（１）〜（３）に列挙した問題点は、建築
上の制約から完全な対策は困難なことが多く、一層の冷
暖房能力低下をきたすことになる。なお、従来の空冷式
冷房専用空気調和機については、上記した問題のうち、
冷房能力低下に関する部分が問題点である。

【００１５】この発明は、上記実情に鑑みてなされたも
ので、暖房運転時に外気温度が低下したとき、室外熱交
換器の吸込み空気温度を暖房用所定温度以下に低下させ
ることがなく、また冷房運転時に外気温度が上昇したと
き、室外熱交換器の吸込み空気温度を冷房用所定温度以
上に上昇させることがなく、しかも、設置場所の制約を
緩和させることができる空気熱源ヒートポンプ式空気調
和機を提供し、また、運転時に外気温度が上昇したと
き、室外熱交換器の吸込み空気温度を所定温度以上に上
昇させることがなく、しかも、設置場所の制約を緩和さ
せることができる空冷式冷房専用空気調和機を提供する
ことを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、圧縮機、
四方切換弁、室外熱交換器、送風機を有する室外ユニッ
トと室内熱交換器、送風機を有する室内ユニットとを冷
媒配管で接続してなる空気熱源ヒートポンプ式空気調和
機において、上記室外ユニット内の上記室外熱交換器の
上流側に配設される予熱器と、上記室外熱交換器の吸込
み空気を所定温度に加熱、維持する予熱器能力調整手段
とを具備したことを特徴とする。

【００１７】第２の発明は、圧縮機、四方切換弁、室外
熱交換器、送風機を有する室外ユニットと室内熱交換
器、送風機を有する室内ユニットとを冷媒配管で接続し
てなる空気熱源ヒートポンプ式空気調和機において、上
記室外ユニット内の上記室外熱交換器の上流側に配設さ
れる補助熱交換器と、この補助熱交換器を暖房運転時に
は予熱器に、冷房運転時には予冷却器に切換える切換手
段と、上記室外熱交換器の吸込み空気を暖房運転時には
所定温度に加熱、維持し、冷房運転時には冷却、維持す
る補助熱交換器能力調整手段とを具備したことを特徴と
する。

【００１８】第３の発明は、圧縮機、四方切換弁、室外
熱交換器、送風機を有する室外ユニットと室内熱交換
器、送風機を有する室内ユニットとを冷媒配管で接続し
てなる空気熱源ヒートポンプ式空気調和機において、上
記室外ユニットの外部に配設される予熱器と、この予熱
器と上記室外ユニットを囲む室外ユニット室と、上記室
外ユニットの吸込み空気を所定温度に加熱、維持する予
熱器能力調整手段とを具備したことを特徴とする。

【００１９】第４の発明は、圧縮機、四方切換弁、室外
熱交換器、送風機を有する室外ユニットと室内熱交換
器、送風機を有する室内ユニットとを冷媒配管で接続し
てなる空気熱源ヒートポンプ式空気調和機において、上
記室外ユニットの外部に配設される補助熱交換器と、こ
の補助熱交換器と上記室外ユニットを囲む室外ユニット
室と、上記補助熱交換器を暖房運転時には予熱器に、冷
房運転時には予冷却器に切換える切換手段と、上記室外
ユニットの吸込み空気を暖房運転時には所定温度に加
熱、維持し、冷房運転時には冷却、維持する補助熱交換
器能力調整手段とを具備したことを特徴とする。

【００２０】第５の発明は、圧縮機、室外熱交換器、送
風機を有する室外ユニットと室内熱交換器、送風機を有
する室内ユニットとを冷媒配管で接続してなる空冷式冷
房専用空気調和機において、上記室外ユニット内の上記
室外熱交換器の上流側に配設される予冷却器と、上記室
外熱交換器の吸込み空気を所定温度に冷却、維持する予
冷却器能力調整手段とを具備したことを特徴とする。

【００２１】第６の発明は、圧縮機、室外熱交換器、送
風機を有する室外ユニットと室内熱交換器、送風機を有
する室内ユニットとを冷媒配管で接続してなる空冷式冷
房専用空気調和機において、上記室外ユニットの外部に
配設される予冷却器と、この予冷却器と上記室外ユニッ
トを囲む室外ユニット室と、上記室外ユニットの吸込み
空気を所定温度に冷却、維持する予冷却器能力調整手段
とを具備したことを特徴とする。

【００２２】

【作用】

（第１の発明）この発明における予熱器能力調整手段に
は、室外熱交換器の吸込み空気温度の設定値が記憶され
ている。この状態において、予熱器能力調整手段は、室
外ユニット内部の温度と外気温度、及び上記設定値から
室外熱交換器の吸込み空気を上記設定値に加熱、維持さ
せるのに最適な弁開度を演算して決定し、予熱器に流れ
る水量を調節する。次に、室外ユニット内に吸込まれた
外気は、室外熱交換器の吸込み空気として予熱器によ
り、上記設定値の温度以下にならないように温度調整さ
れ、室外熱交換器から上記温度調整された空気が、室外
ユニットの外部に放出される。

【００２３】上記の動作により、暖房運転時に外気温度
が低下しても、室外熱交換器の吸込み空気温度は、上記
設定値以下に低下することはなく、従って外気温度が低
下しても暖房能力が低下することはない。

【００２４】（第２の発明）補助熱交換器能力調整手段
には、室外熱交換器の吸込み空気温度の暖房用、及び冷
房用設定値が記憶されている。切換手段により、補助熱
交換器能力調整手段が暖房用に設定された場合に、上記
切換手段から補助熱交換器能力調整手段に切換信号が入
力されて補助熱交換器能力調整手段は、温水供給口と冷
水供給口のうち、温水供給口を選択し、温水が補助熱交
換器に供給される。また、補助熱交換器能力調整手段に
より、上記暖房用設定値に応じて補助熱交換器に供給さ
れる温水量は調節される。次に、室外ユニット内に吸込
まれた外気は、室外熱交換器の吸込み空気として補助熱
交換器により、上記暖房用設定値以下の温度にならない
ように温度調整され、室外熱交換器から上記温度調整さ
れた空気が、室外ユニット外部に放出される。

【００２５】次に、切換手段を用いて補助熱交換器能力
調整手段を冷房用に切換えた場合は、上記切換手段から
補助熱交換器能力調整手段に切換信号が入力されて補助
熱交換器能力調整手段は、温水供給口と冷水供給口のう
ち、冷水供給口を選択し、冷水が補助熱交換器に供給さ
れる。また、補助熱交換器能力調整手段により、上記冷
房用設定値に応じて補助熱交換器に供給される冷水量は
調節される。次に、室外ユニット内に吸込まれた外気
は、室外熱交換器の吸込み空気として補助熱交換器によ
り、上記冷房用設定値以上の温度にならないように温度
調整され、室外熱交換器から上記温度調整された空気
が、室外ユニットの外部に放出される。

【００２６】上記の動作により、暖房運転時に外気温度
が低下しても、室外熱交換器の吸込み空気温度は、上記
暖房用設定値以下に低下することはないので暖房能力の
低下はなく、また、冷房運転時に外気温度が上昇して
も、上記吸込み空気温度は、上記冷房用設定値以上に上
昇することはないので、冷房能力が低下することはな
い。

【００２７】（第３の発明）予熱器能力調整手段には、
室外ユニットの吸込み空気温度の暖房用の設定値が記憶
されている。この状態において、予熱器能力調整手段
は、室外ユニット室内部の温度と外気温度、及び上記設
定値から室外ユニットの吸込み空気を上記設定値に加
熱、維持させるのに最適な弁開度を演算して決定し、予
熱器に流れる水量を調節する。これにより、室外ユニッ
ト室内に吸込まれた外気は、室外ユニットの吸込み空気
として予熱器により、上記設定値の温度以下にならない
ように温度調整されて室外ユニット内に入り、上記温度
調整された空気は、室外熱交換器から室外ユニット外部
に放出され、さらに室外ユニット室の外部に放出され
る。

【００２８】上記の動作により、暖房運転時に外気温度
が低下しても、室外ユニットの吸込み空気温度は、上記
設定値以下に低下することはなく、従って外気温度が低
下しても暖房能力が低下することはない。

【００２９】（第４の発明）補助熱交換器能力調整手段
には、室外ユニットの吸込み空気温度の暖房用、及び冷
房用設定値が記憶されている。切換手段により、補助熱
交換器能力調整手段が暖房用に設定された場合に、上記
切換手段から補助熱交換器能力調整手段に切換信号が入
力されて補助熱交換器能力調整手段は、温水供給口と冷
水供給口のうち、温水供給口を選択し、温水が補助熱交
換器に供給される。また、補助熱交換器能力調整手段に
より、上記暖房用設定値に応じて補助熱交換器に供給さ
れる温水量は調節される。これにより、室外ユニット室
内に吸込まれた外気は、室外ユニットの吸込み空気とし
て補助熱交換器により、上記暖房用設定値の温度以下に
ならないように温度調整されて室外ユニット内に入り、
上記温度調整された空気は、室外熱交換器から室外ユニ
ット外部に放出され、さらに室外ユニット室の外部に放
出される。

【００３０】次に、切換手段を用いて補助熱交換器能力
調整手段を冷房用に切換えた場合は、上記切換手段から
補助熱交換器能力調整手段に切換信号が入力されて補助
熱交換器能力調整手段は、温水供給口と冷水供給口のう
ち、冷水供給口を選択し、冷水が補助熱交換器に供給さ
れる。また、補助熱交換器能力調整手段により、上記冷
房用設定値に応じて補助熱交換器に供給される冷水量は
調節される。これにより、室外ユニット室内に吸込まれ
た外気は、室外ユニットの吸込み空気として補助熱交換
器により、上記冷房用設定値の温度以上にならないよう
に温度調整されて室外ユニット内に入り、上記温度調整
された空気は、室外熱交換器から室外ユニット外部に放
出され、さらに室外ユニット室の外部に放出される。

【００３１】上記の動作により、暖房運転時に外気温度
が低下しても、室外ユニットの吸込み空気温度は、上記
暖房用設定値以下に低下することはないので暖房能力の
低下はなく、また、冷房運転時に外気温度が上昇して
も、上記吸込み空気温度は、上記冷房用設定値以上に上
昇することはないので、冷房能力が低下することはな
い。

【００３２】（第５の発明）予冷却器能力調整手段には
室外熱交換器の吸込み空気温度の設定値が記憶されてい
る。この状態において、予冷却器能力調整手段は、室外
ユニット内部の温度と外気温度、及び上記設定値から室
外熱交換器の吸込み空気を上記設定値に冷却、維持させ
るのに最適な弁開度を演算して決定し、予冷却器に流れ
る水量を調節する。また、室外ユニット内に吸込まれた
外気は、室外熱交換器の吸込み空気として予冷却器によ
り、上記設定値の温度以上にならないように温度調整さ
れ、室外熱交換器から上記温度調整された空気が、室外
ユニット外部に放出される。

【００３３】上記の動作によって、運転時に外気温度が
上昇しても室外熱交換器の吸込み空気温度は、上記設定
値以上に上昇することはないため、冷房能力が低下する
ことはない。

【００３４】（第６の発明）予冷却器能力調整手段には
室外ユニットの吸込み空気温度の設定値が記憶されてい
る。この状態において、予冷却器能力調整手段は、室外
ユニット室内部の温度と外気温度、及び上記設定値から
室外ユニットの吸込み空気を上記設定値に冷却、維持さ
せるのに最適な弁開度を演算して決定し、予冷却器に流
れる水量を調節する。これにより、室外ユニット室内に
吸込まれた外気は、室外ユニットの吸込み空気として予
冷却器により、上記設定値の温度以上にならないように
温度調整されて室外ユニット内に入り、上記温度調整さ
れた空気は、室外熱交換器から室外ユニット外部に放出
され、さらに室外ユニット室の外部に放出される。

【００３５】上記の動作によって、運転時に外気温度が
上昇しても室外ユニットの吸込み空気温度は、上記設定
値以上に上昇することはないため、冷房能力が低下する
ことはない。

【００３６】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を説
明する。（第１実施例）図１は、この発明の第１実施例に係る空
気熱源ヒートポンプ式空気調和機の制御ブロック図であ
る。

【００３７】図１において、１は室外ユニットであり、
この室外ユニット１の本体部である室外ユニット本体部
２１は、室外熱交換器５と、室外熱交換器５の上流側に
配設される温水ヒータ等の予熱器、即ちプレヒータ２３
と、室外熱交換器５とプレヒータ２３との間にプレヒー
タ２３によって加熱され、室外熱交換器５に吸込まれる
空気の温度を検出する吸込み空気温度センサ２４と、室
外送風機７を駆動する室外送風機用モータ６と、室外ユ
ニット１外部に温度調整した空気を放出する室外送風機
７から構成され、また室外ユニット１には、外気の導入
口である外気吸込み口２２、及び室外ユニット１内で温
度調整された空気を室外ユニット１外部に放出する部分
である外気吹出し口２８が配設されている。また、室外
空気ユニット１の外部には、予熱器能力調整手段として
開度演算部２６が設けられており、開度演算部２６に
は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、Ａ／Ｄ変換器が内蔵
され、また、室外熱交換器５の吸込み空気温度の設定値
と所定の演算プログラムが記憶される。開度演算部２６
は、室外ユニット１内部における室外熱交換器５の吸込
み空気温度を検出する吸込み空気温度センサ２４の検出
値と、外気温度を検出する外気温度センサ２５の検出
値、及び上記吸込み空気温度の設定値から、室外熱交換
器５の吸込み空気温度の調整を行なうために流量調整弁
２７の弁開度を制御する。開度演算部２６は、この開度
演算部２６における演算結果を基に弁開度が最適に調整
される流量調整弁２７に接続され、流量調整弁２７は、
プレヒータ２３の給水管に配設されている。

【００３８】次に上記実施例の動作について説明する。
図１において、開度演算部２６には、予め室外熱交換器
５の吸込み空気温度の設定値（例えば５℃ＤＢ，４．１
℃ＷＢ）が記憶されている。開度演算部２６は、吸込み
空気温度センサ２４及び外気温度センサ２５の検出値を
取り込み、この検出値と上記設定値を基に、演算プログ
ラムに従って室外熱交換器５の吸込み空気を上記設定値
に加熱、維持させるのに最適な弁開度を演算、決定し、
その信号を流量調整弁２７に出力する。流量調整弁２７
は、上記信号を受けて最適弁開度に調整され、プレヒー
タ２３に流れる水量が調節される。この状態において、
室外ユニット１の本体部分である室外ユニット本体部２
１の外気吸込み口２２から室外ユニット１内に吸込まれ
た外気は、室外熱交換器５の吸込み空気としてプレヒー
タ２３により、上記設定値の温度以下にならないように
温度調整され、室外熱交換器５から上記温度調整された
空気が、室外送風機用モータ６により駆動される室外送
風機７によって外気吹出し口２８から室外ユニット１外
部に放出される。

【００３９】上記動作によって、暖房運転時に外気温度
が低下しても、室外熱交換器５の吸込み空気温度は、上
記設定値（５℃ＤＢ，４．１℃ＷＢ）以下に低下するこ
とはなく、外気温度が低下しても暖房能力が低下するこ
とがなくなるので、空気調和機の能力クラス格上げ、室
内ユニットへの補助ヒータ組み込み、室内へのストーブ
等の暖房器具の設置等の従来の暖房能力低下対策を不要
とすることができ、寒冷地への適用も可能となる。ま
た、室外ユニット１の設置場所に建築上の制約があり、
ショートサーキットや他の室外ユニットの排気の吸込み
等の悪条件があっても、プレヒータ２３によって室外熱
交換器５の吸込み空気を設定温度に加熱することができ
るので、吹出し風向きガイド、隔壁、仕切板等の対策を
省略でき、設置場所の制約を緩和させることができる。

【００４０】なお、上記した第１実施例においては、吸
込み空気温度の設定値は外気温度に関係なく、一定値と
したが、外気温度によって設定値を変化させても良い。
図７はその一例を示した図である。図７に示すように、
外気温度によって設定値を変化させることにより、外気
温度低下時における暖房負荷の増大に合わせて暖房能力
を増大させることが可能となるので、一層の効果を得る
ことができる。

【００４１】（第２実施例）図２は、この発明の第２実
施例に係る空気熱源ヒートポンプ式空気調和機の制御ブ
ロック図である。

【００４２】図２に示す空気熱源ヒートポンプ式空気調
和機は、図１における第１実施例の構成に加えて、冷暖
房運転の切換手段として冷暖切換スイッチ３１と、冷暖
切換スイッチ３１の切換えに応じて温水供給口と冷水供
給口を切換える電磁三方弁３２が新たに開度演算部２６
に接続される。また、室外ユニット１内の室外熱交換器
５の上流側に、図１におけるプレヒータ２３の代わりに
補助熱交換器３３が配設されており、補助熱交換器３３
は、冷暖切換えスイッチ３１の切換えに応じて暖房運転
時、あるいは冷房運転時に開度演算部２６で設定された
所定温度に合わせて室外熱交換器５の吸込み空気温度を
調整する。この実施例における開度演算部２６は、補助
熱交換器能力調整手段として作用する。即ち、上記第１
実施例で述べた機能に加えて、冷暖切換スイッチ３１の
切換えに応じて電磁三方弁３２を切換えて暖房時には温
水を、冷房時には冷水を流量調整弁２７を介して補助熱
交換器３３に供給する。なお、電磁三方弁３２は、流量
調整弁２７に直列に配設されている。

【００４３】次に、上記実施例の動作について説明す
る。図２において、開度演算部２６には、予め暖房運転
時における暖房用設定値（例として５℃ＤＢ，４．１℃
ＷＢ）と冷房用設定値（例として３０℃ＤＢ）が記憶さ
れている。冷暖切換スイッチ３１を暖房用に設定した場
合、開度演算部２６に冷暖切換スイッチ３１からの切換
信号が入力され、開度演算部２６は、電磁三方弁３２に
弁切換信号を出力する。弁切換信号を受けた電磁三方弁
３２は、温水と冷水を供給している２つの供給口のう
ち、温水の供給口を開き、温水が流量調整弁２７に供給
される。また、開度演算部２６は、吸込み空気温度セン
サ２４及び外気温度センサ２５の検出値を取り込み、こ
の検出値と上記暖房用設定値を基に、演算プログラムに
より室外熱交換器５の吸込み空気を上記暖房用設定値に
加熱、維持させるのに最適な弁開度を演算、決定し、そ
の信号を流量調整弁２７に出力する。流量調整弁２７
は、上記信号を受けて最適弁開度に調整される。上記温
水は、弁開度が最適に調整された流量調整弁２７を介し
て補助熱交換器３３に供給される。この状態において、
室外ユニット１における外気吸込み口２２から室外ユニ
ット１内に吸込まれた外気は、室外熱交換器５の吸込み
空気として補助熱交換器３３により、上記暖房用設定値
以下の温度にならないように温度調整され、室外熱交換
器５から上記温度調整された空気が、室外送風機用モー
タ６により駆動される室外送風機７によって外気吹出し
口２８から室外ユニット１外部に放出される。

【００４４】次に、冷暖切換スイッチ３１を冷房用に切
換えた場合、開度演算部２６に冷暖切換スイッチ３１か
らの切換信号が入力され、開度演算部２６は、電磁三方
弁３２に弁切換信号を出力する。弁切換信号を受けた電
磁三方弁３２は、切換えられて今度は冷水の供給口を開
き、冷水が流量調整弁２７に供給される。また、開度演
算部２６は、吸込み空気温度センサ２４及び外気温度セ
ンサ２５の検出値を取り込み、この検出値と上記冷房用
設定値を基に、演算プログラムにより室外熱交換器５の
吸込み空気を上記冷房用設定値に冷却、維持させるのに
最適な弁開度を演算、決定し、その信号を流量調整弁２
７に出力する。流量調整弁２７は、上記信号を受けて最
適弁開度に調整される。上記冷水は、弁開度が最適に調
整された流量調整弁２７を介して補助熱交換器３３に供
給される。この状態において、室外ユニット１における
外気吸込み口２２から室外ユニット１内に吸込まれた外
気は、室外熱交換器５の吸込み空気として補助熱交換器
３３により、上記冷房用設定値以上の温度にならないよ
うに温度調整され、室外熱交換器５から上記温度調整さ
れた空気は、室外送風機７によって外気吹出し口２８か
ら室外ユニット１外部に放出される。

【００４５】上記動作によって、暖房運転時に外気温度
が低下しても、室外熱交換器５の吸込み空気温度は、上
記暖房用設定値（５℃ＤＢ，４．１℃ＷＢ）以下に低下
することはなく、また、冷房運転時に外気温度が上昇し
ても、上記吸込み空気温度は、上記冷房用設定値（３０
℃ＤＢ）以上に上昇することはなくなるので、実施例１
に述べた従来の暖房能力低下対策に加え、冷房能力低下
対策も不要とすることができ、また、室外ユニット１の
設置場所に建築上の制約があり、ショートサーキットや
他の室外ユニットの排気の吸込み等の悪条件があって
も、補助熱交換器３３によって室外熱交換器５の吸込み
空気を設定温度に加熱または冷却することができるの
で、吹出し風向きガイド、隔壁、仕切板等の対策を省略
でき、設置場所の制約を緩和させることができる。

【００４６】（第３実施例）図３は、この発明の第３実
施例に係る空気熱源ヒートポンプ式空気調和機の制御ブ
ロック図である。

【００４７】図３に示す空気熱源ヒートポンプ式空気調
和機は、室外熱交換器５、室外送風機用モータ６、室外
送風機７から構成される室外ユニット１の外側に、室外
ユニット１を囲む室外ユニット室４１が設けられてお
り、室外ユニット室４１には、外気の導入口であるユニ
ット室吸込み口４２と、室外ユニット１から外部に放出
される温度調整された空気を室外ユニット室４１の外部
に放出する部分であるユニット室吹出し口４３が配設さ
れている。また、室外ユニット１の吸込み口２２と室外
ユニット室４１の吸込み口４２の間に予熱器であるプレ
ヒータ２３が配設されており、室外ユニット１の吸込み
空気温度が調整できるようになっている。そして室外ユ
ニット１の吸込み口２２の近傍には吸込み温度センサ２
４が配設されている。なお、室外ユニット室４１の外部
には図１における第１実施例と同様に、外気温度センサ
２５、予熱器能力調整手段としての開度演算部２６、流
量調整弁２７が設けられており、接続関係は第１実施例
に同じである。

【００４８】次に上記実施例の動作について説明する。
図３において、開度演算部２６には、予め室外ユニット
１の吸込み空気の任意の暖房用の設定値が記憶されてい
る。開度演算部２６は、上記第１実施例に述べた動作と
同様にして流量調整弁２７を上記設定値に加熱、維持さ
せるのに最適な弁開度に調整し、プレヒータ２３に流れ
る水量が調節される。この状態において、ユニット室吸
込み口４２から室外ユニット室４１内に吸込まれた外気
は、室外ユニット１の吸込み空気としてプレヒータ２３
において、上記設定値の温度以下にならないように温度
調整され、室外ユニット１の吸込み口２２から室外ユニ
ット１内に入り、室外熱交換器５から上記温度調整され
た空気が、室外送風機７によって外気吹出し口２８から
室外ユニット１外部に放出され、さらに、ユニット室吹
出し口４３を通過して室外ユニット室４１外部に放出さ
れる。

【００４９】上記の動作によって、上記第１実施例と同
様の効果を得ることができ、また、室外ユニット室４１
を設けたことによって高級ホテルや船舶等に適用される
場合には、美観を考慮した設置に対応できる。

【００５０】（第４実施例）図４は、この発明の第４実
施例に係る空気熱源ヒートポンプ式空気調和機の制御ブ
ロック図である。

【００５１】図４に示す空気熱源ヒートポンプ式空気調
和機は、図３における第３実施例の構成に加えて、冷暖
房運転の切換手段として冷暖切換スイッチ３１と、電磁
三方弁３２が新たに補助熱交換器能力調整手段である開
度演算部２６に接続される。また、室外ユニット１の吸
込み口２２と室外ユニット室４１の吸込み口４２の間
に、第３実施例におけるプレヒータ２３の代わりに補助
熱交換器３３が配設されており、補助熱交換器３３は、
冷暖切換えスイッチ３１の切換えに応じて暖房運転時、
あるいは冷房運転時に開度演算部２６で設定された所定
温度に合わせて室外ユニット１の吸込み空気温度を調整
する。

【００５２】次に上記実施例の動作について説明する。
図４において、開度演算部２６には、予め暖房運転時に
おける任意の暖房用設定値及び任意の冷房用設定値が記
憶されている。ここで冷暖切換スイッチ３１を暖房用に
設定した場合に、上記第２実施例に述べた動作と同様に
して温水が流量調整弁２７に供給され、また、開度演算
部２６は、上記第２実施例に述べた動作と同様にして流
量調整弁２７を暖房用設定値に加熱、維持させるのに最
適な弁開度に調整し、上記温水は、調整された流量調整
弁２７を介して室外ユニット室４１内の補助熱交換器３
３に供給される。この状態において、室外ユニット室４
１におけるユニット室吸込み口４２から室外ユニット室
４１内に吸込まれた外気は、室外ユニット１の吸込み空
気として補助熱交換器３３により、上記暖房用設定値以
下の温度にならないように温度調整され、室外ユニット
１の吸込み口２２から室外ユニット１内に入り、室外熱
交換器５から上記温度調整された空気が、室外送風機７
によって外気吹出し口２８から室外ユニット１外部に放
出され、さらに、ユニット室吹出し口４３を通過して室
外ユニット室４１外部に放出される。

【００５３】冷暖切換スイッチ３１を冷房用に切換えた
場合は、上記第２実施例の動作と同様にして冷水が流量
調整弁２７に供給され、また、開度演算部２６は、上記
第２実施例に述べた動作と同様にして流量調整弁２７を
冷房用設定値に冷却、維持させるのに最適な弁開度に調
整し、上記冷水は、調整された流量調整弁２７を介して
室外ユニット室４１内の補助熱交換器３３に供給され
る。これにより、室外ユニット室４１におけるユニット
室吸込み口４２から吸込まれた外気は、室外ユニット１
の吸込み空気として補助熱交換器３３により、上記冷房
用設定値以上の温度にならないように温度調整され、室
外ユニット１の吸込み口２２から室外ユニット１内に入
り、室外熱交換器５から上記温度調整された空気が、室
外送風機７によって外気吹出し口２８から室外ユニット
１外部に放出され、さらに、ユニット室吹出し口４３を
通過して室外ユニット室４１外部に放出される。

【００５４】上記の動作によって、上記第２実施例と同
様の効果を得ることができ、また、室外ユニット室４１
を設けたことによって高級ホテルや船舶等に適用される
場合には、美観を考慮した設置に対応できる。

【００５５】（第５実施例）図５は、この発明の第５実
施例に係る空冷式冷房専用空気調和機の制御ブロック図
である。

【００５６】図５に示す空冷式冷房専用空気調和機の構
成は、図１における第１実施例の空気熱源ヒートポンプ
式空気調和機と同じであるが、図１に示すプレヒータ２
３の代わりに市水、井戸水等の冷水を流す予冷却器、即
ちプレクーラ５１が配設されている。プレクーラ５１
は、予冷却器能力調整手段である開度演算部２６におい
て設定された任意の設定値に室外ユニット１の吸込み空
気温度を冷却、維持する。また、開度演算部２６は、上
記吸込み空気温度を任意の設定値に冷却、維持するため
に最適な弁開度を演算、決定し、その信号を流量調整弁
２７に出力する。

【００５７】次に上記実施例の動作について説明する。
図５において、開度演算部２６には、予め室外熱交換器
５の吸込み空気の任意の冷房用の設定値が記憶されてい
る。開度演算部２６は、上記第１実施例と同様の動作を
行ない、室外熱交換器５の吸込み空気をこの場合は上記
設定値に冷却、維持させるのに最適な弁開度を演算、決
定し、その信号を流量調整弁２７に出力し、流量調整弁
２７は最適弁開度に調整されてプレクーラ５１に流れる
水量が調節される。これにより、室外ユニット１におけ
る外気吸込み口２２から室外ユニット１内に吸込まれた
外気は、室外熱交換器５の吸込み空気としてプレクーラ
５１により、上記設定値の温度以上にならないように温
度調整され、室外熱交換器５から上記温度調整された空
気は、上記第１実施例と同様の動作により室外ユニット
１外部に放出される。

【００５８】上記の動作によって、たとえ外気温度が上
昇しても室外熱交換器５の吸込み空気温度は、上記任意
の設定値以上に上昇することはなく、外気温度が上昇し
ても冷房能力が低下することがなくなるので、空気調和
機の能力クラス格上げ等の従来の冷房能力低下対策を不
要とすることができ、また、室外ユニット１の設置場所
に建築上の制約があり、ショートサーキットや他の室外
ユニットの排気の吸込み等の悪条件があっても、プレク
ーラ５１によって室外熱交換器５の吸込み空気を設定温
度に冷却することができるので、吹出し風向きガイド、
隔壁、仕切板等の対策を省略でき、設置場所の制約を緩
和させることができる。

【００５９】（第６実施例）図６は、この発明の第６実
施例に係る空冷式冷房専用空気調和機の制御ブロック図
である。

【００６０】図６に示す空冷式冷房専用空気調和機の構
成は、図３における第３実施例の空気熱源ヒートポンプ
式空気調和機と同じであるが、開度演算部２６は、ここ
では予冷却器能力調整手段として配設されており、ま
た、図３に示すプレヒータ２３の代わりに予冷却器であ
るプレクーラ５１が配設されている。

【００６１】次に上記実施例の動作について説明する。
図６において、開度演算部２６には、予め室外ユニット
１の吸込み空気の任意の冷房用の設定値が記憶されてい
る。開度演算部２６は、上記第１実施例と同様の動作を
行ない、流量調整弁２７を、この場合は上記設定値に冷
却、維持させるのに最適な弁開度に調整し、プレクーラ
５１に流れる水量が調節される。この状態において、ユ
ニット室吸込み口４２から室外ユニット室４１内に吸込
まれた外気は、室外ユニット１の吸込み空気としてプレ
クーラ５１により、上記設定値の温度以上にならないよ
うに温度調整され、室外ユニット１の吸込み口２２から
室外ユニット１内に入り、室外熱交換器５から上記温度
調整された空気が、室外送風機７によって外気吹出し口
２８から室外ユニット１外部に放出され、さらに、ユニ
ット室吹出し口４３を通過して室外ユニット室４１外部
に放出される。

【００６２】上記の動作によって、第５実施例と同様の
効果を得ることができ、また、室外ユニット室４１を設
けたことによって高級ホテルや船舶等に適用される場合
には、美観を考慮した設置に対応できる。

【００６３】なお、図７に示した例は、この発明におけ
る暖房運転時において用いることができ、また、冷房運
転時においても、吸込み空気温度の設定値を外気温度に
合わせて変化させるための任意の設定値を用いることが
できるのは当然である。

【００６４】また、上記第１、第２、第３、第４実施例
が、例えば船舶において用いられる場合、一般に主機
関、発電装置等の冷却により得られる温水は海中に廃棄
しているが、これをこの発明における第１、第３実施例
におけるプレヒータ、そして第２、第４実施例における
補助熱交換器に利用できる。このようにコストゼロの熱
源がある場合には、この発明における第１〜第４実施例
の適用効果は一層拡大する。また、上記第２、第４実施
例に関し、最近では１台の室外ユニットに接続できる室
内ユニットの台数は、増大の傾向にあり、１０数台にも
なる。このような場合において、暖房能力を向上させる
ために例えば室内ユニット各々に補助ヒータを組み込む
よりは、１台の室外ユニットに補助熱交換器を組み込め
ば暖房能力だけでなく、冷房能力も向上し、また、空気
調和機の価格、配管接続等の工事費が安くなり、この発
明の適用効果は一層拡大する。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように第１の発明において
は、空気熱源ヒートポンプ式空気調和機の室外ユニット
内の室外熱交換器の上流側に予熱器と、上記室外熱交換
器の吸込み空気温度を設定値に合わせて調整する予熱器
能力調整手段とを設けたことにより、暖房運転時におい
て外気温度が低下したとき、外気を上記設定値温度まで
加熱、維持することができ、室外熱交換器の吸込み空気
温度は、上記設定値温度以下に低下することはなく、よ
って外気温度が低下しても暖房能力が低下することはな
くなる。

【００６６】第２の発明においては、空気熱源ヒートポ
ンプ式空気調和機の室外ユニット内の室外熱交換器の上
流側に補助熱交換器と、この補助熱交換器を暖房運転時
には予熱器に、また、冷房運転時には予冷却器に切換え
る切換手段と、上記室外熱交換器の吸込み空気温度を暖
房用、または冷房用設定値に合わせて調整する補助熱交
換器能力調整手段とを設けたことにより、暖房運転時に
は外気を暖房用設定値温度まで加熱、維持し、冷房運転
時には外気を冷房用設定値温度まで冷却、維持すること
ができ、室外熱交換器の吸込み空気温度は、暖房時は上
記暖房用設定値温度以下に低下することはなく、冷房時
は上記冷房用設定値温度以上に上昇することはなくなる
ので、よって暖房運転時に外気温度が低下しても、暖房
能力が低下することがなく、また、冷房運転時に外気温
度が上昇しても、冷房能力が低下することはない。

【００６７】第３の発明においては、空気熱源ヒートポ
ンプ式空気調和機の室外ユニットの外部に予熱器と、こ
の予熱器と上記室外ユニットを囲む室外ユニット室と、
上記室外ユニットの吸込み空気温度を設定値に合わせて
調整する予熱器能力調整手段とを設けたことにより、暖
房運転時において外気温度が低下したとき、外気を上記
設定値温度まで加熱、維持することができ、室外ユニッ
トの吸込み空気温度は、上記設定値温度以下に低下する
ことはなく、よって外気温度が低下しても暖房能力が低
下することはなくなる。また、高級ホテルや船舶等に適
用される場合には、美観を考慮した設置に対応できる。

【００６８】第４の発明においては、空気熱源ヒートポ
ンプ式空気調和機の室外ユニットの外部に補助熱交換器
と、この補助熱交換器と上記室外ユニットを囲む室外ユ
ニット室と、上記補助熱交換器を暖房運転時には予熱器
に、また、冷房運転時には予冷却器に切換える切換手段
と、上記室外ユニットの吸込み空気温度を暖房用、また
は冷房用設定値に合わせて調整する補助熱交換器能力調
整手段とを設けたことにより、暖房運転時には外気を暖
房用設定値温度まで加熱、維持し、冷房運転時には外気
を冷房用設定値温度まで冷却、維持することができ、室
外ユニット吸込み空気温度は、暖房時は上記暖房用設定
値温度以下に低下することはなく、冷房時は上記冷房用
設定値温度以上に上昇することはなくなるので、暖房運
転時に外気温度が低下しても、暖房能力が低下すること
がなく、また、冷房運転時に外気温度が上昇しても、冷
房能力が低下することはない。また、高級ホテルや船舶
等に適用される場合には、美観を考慮した設置に対応で
きる。

【００６９】第５の発明においては、空冷式冷房専用空
気調和機の室外ユニット内の室外熱交換器の上流側に予
冷却器と、上記室外熱交換器の吸込み空気温度を設定値
に合わせて調整する予冷却器能力調整手段とを設けたこ
とにより、運転時において外気温度が上昇したとき、外
気を上記設定値温度まで冷却、維持することができ、室
外熱交換器の吸込み空気温度は、上記設定値温度以上に
上昇することはなく、よって外気温度が上昇しても冷房
能力が低下することはなくなる。

【００７０】第６の発明においては、空冷式冷房専用空
気調和機の室外ユニットの外部に予冷却器と、この予冷
却器と上記室外ユニットを囲む室外ユニット室と、上記
室外ユニットの吸込み空気温度を設定値に合わせて調整
する予熱器能力調整手段とを設けたことにより、運転時
において外気温度が上昇したとき、外気を上記設定値温
度まで冷却、維持することができ、室外ユニットの吸込
み空気温度は、上記設定値温度以上に上昇することはな
く、よって外気温度が上昇しても冷房能力が低下するこ
とはなくなる。また、高級ホテルや船舶等に適用される
場合には、美観を考慮した設置に対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例に係る空気熱源ヒートポ
ンプ式空気調和機の制御ブロック図。

【図２】この発明の第２実施例に係る空気熱源ヒートポ
ンプ式空気調和機の制御ブロック図。

【図３】この発明の第３実施例に係る空気熱源ヒートポ
ンプ式空気調和機の制御ブロック図。

【図４】この発明の第４実施例に係る空気熱源ヒートポ
ンプ式空気調和機の制御ブロック図。

【図５】この発明の第５実施例に係る空冷式冷房専用空
気調和機の制御ブロック図。

【図６】この発明の第６実施例に係る空冷式冷房専用空
気調和機の制御ブロック図。

【図７】この発明における暖房運転時において、吸込み
空気温度の設定値を外気温度に合わせて変化させる例を
示した図。

【図８】従来の空気熱源ヒートポンプ式空気調和機の冷
媒系統を示す図。

【図９】従来の室外ユニットの構成を示す断面図。

【図１０】従来の室外ユニットを囲む室外ユニット室の
設置を示す断面図。

【図１１】室外ユニットの吸込み空気温度と暖房能力と
の関係を示す図。

【図１２】室外ユニットの吸込み空気温度と冷房能力と
の関係を示す図。

【符号の説明】

１室外ユニット５室外熱交換器６室外送風機用モータ７室外送風機２１室外ユニット本体部２２外気吸込み口２３プレヒータ２４吸込み空気温度センサ２５外気温度センサ２６開度演算部２７流量調整弁２８外気吹出し口３１冷暖切換スイッチ３２電磁三方弁３３補助熱交換器４１室外ユニット室４２ユニット室吸込み口４３ユニット室吹出し口５１プレクーラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機、四方切換弁、室外熱交換器、送
風機を有する室外ユニットと室内熱交換器、送風機を有
する室内ユニットとを冷媒配管で接続してなる空気熱源
ヒートポンプ式空気調和機において、上記室外ユニット
内の上記室外熱交換器の上流側に配設される予熱器と、
上記室外熱交換器の吸込み空気を所定温度に加熱、維持
する予熱器能力調整手段とを具備したことを特徴とする
空気熱源ヒートポンプ式空気調和機。
【請求項２】圧縮機、四方切換弁、室外熱交換器、送
風機を有する室外ユニットと室内熱交換器、送風機を有
する室内ユニットとを冷媒配管で接続してなる空気熱源
ヒートポンプ式空気調和機において、上記室外ユニット
内の上記室外熱交換器の上流側に配設される補助熱交換
器と、この補助熱交換器を暖房運転時には予熱器に、冷
房運転時には予冷却器に切換える切換手段と、上記室外
熱交換器の吸込み空気を暖房運転時には所定温度に加
熱、維持し、冷房運転時には冷却、維持する補助熱交換
器能力調整手段とを具備したことを特徴とする空気熱源
ヒートポンプ式空気調和機。
【請求項３】圧縮機、四方切換弁、室外熱交換器、送
風機を有する室外ユニットと室内熱交換器、送風機を有
する室内ユニットとを冷媒配管で接続してなる空気熱源
ヒートポンプ式空気調和機において、上記室外ユニット
の外部に配設される予熱器と、この予熱器と上記室外ユ
ニットを囲む室外ユニット室と、上記室外ユニットの吸
込み空気を所定温度に加熱、維持する予熱器能力調整手
段とを具備したことを特徴とする空気熱源ヒートポンプ
式空気調和機。
【請求項４】圧縮機、四方切換弁、室外熱交換器、送
風機を有する室外ユニットと室内熱交換器、送風機を有
する室内ユニットとを冷媒配管で接続してなる空気熱源
ヒートポンプ式空気調和機において、上記室外ユニット
の外部に配設される補助熱交換器と、この補助熱交換器
と上記室外ユニットを囲む室外ユニット室と、上記補助
熱交換器を暖房運転時には予熱器に、冷房運転時には予
冷却器に切換える切換手段と、上記室外ユニットの吸込
み空気を暖房運転時には所定温度に加熱、維持し、冷房
運転時には冷却、維持する補助熱交換器能力調整手段と
を具備したことを特徴とする空気熱源ヒートポンプ式空
気調和機。
【請求項５】圧縮機、室外熱交換器、送風機を有する
室外ユニットと室内熱交換器、送風機を有する室内ユニ
ットとを冷媒配管で接続してなる空冷式冷房専用空気調
和機において、上記室外ユニット内の上記室外熱交換器
の上流側に配設される予冷却器と、上記室外熱交換器の
吸込み空気を所定温度に冷却、維持する予冷却器能力調
整手段とを具備したことを特徴とする空冷式冷房専用空
気調和機。
【請求項６】圧縮機、室外熱交換器、送風機を有する
室外ユニットと室内熱交換器、送風機を有する室内ユニ
ットとを冷媒配管で接続してなる空冷式冷房専用空気調
和機において、上記室外ユニットの外部に配設される予
冷却器と、この予冷却器と上記室外ユニットを囲む室外
ユニット室と、上記室外ユニットの吸込み空気を所定温
度に冷却、維持する予冷却器能力調整手段とを具備した
ことを特徴とする空冷式冷房専用空気調和機。