WO2010106814A1

WO2010106814A1 - 空気調和装置

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Publication number: WO2010106814A1
Application number: PCT/JP2010/001983
Authority: WO
Inventors: 木下英彦; 山田剛
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2009-03-19
Filing date: 2010-03-19
Publication date: 2010-09-23
Anticipated expiration: 2011-09-19
Also published as: AU2010225953B2; US20110314852A1; RU2488047C2; JP5177281B2; EP2410263A1; EP2410263A4; CN102348940A; RU2011142178A; AU2010225953A1; CN102348940B; KR20110139283A; JPWO2010106814A1; US9046275B2

Abstract

本発明の課題は、運転効率が低下することを防ぎ、省エネルギー化を実現する空気調和装置を提供することにある。本発明の空気調和装置は、冷媒回路と、電磁誘導加熱ユニットと、制御部とを備える。冷媒回路は、運転容量が調節可能な圧縮機構と、熱源側熱交換器と、膨張機構と、利用側熱交換器とを有する。電磁誘導加熱ユニットは、冷媒配管および／または冷媒配管中を流れる冷媒と熱的接触をする部材を加熱する。制御部は、電磁誘導加熱ユニットの動作禁止設定が手動で為されている状態、空調負荷が小さい状態、冷媒循環量が小さい状態のうちで少なくとも一つの条件を満たす場合に、電磁誘導加熱ユニットを強制停止状態にする。

Description

空気調和装置

　本発明は、冷媒回路内に加熱手段を有する空気調和装置に関する。

　従来、冷媒回路内に加熱手段を有し、暖房運転サイクルにおいて加熱手段が冷媒を加熱することにより暖房能力を補助する空気調和装置がある（特許文献１：特開２０００－９７５１０号参照）。特許文献１（特開２０００－９７５１０号）の空気調和装置では、冷媒の温度が異常上昇した場合に、加熱手段であるバーナーの出力を停止している。

　しかしながら、加熱手段の出力を停止する条件として、冷媒の温度が異常上昇する場合のような安全面の条件以外に、例えば加熱手段による加熱が必要のない場合に、加熱手段の出力を停止させることにより省エネ化を図るというニーズがある。すなわち、適切なタイミングで加熱手段の出力を許可することを考えることにより、省エネルギー化を図ることができる。
　本発明の課題は、運転効率が低下することを防ぎ、省エネルギー化を実現する空気調和装置を提供することにある。

　第１発明に係る空気調和装置は、冷媒回路と、電磁誘導加熱ユニットと、制御部とを備える。冷媒回路は、運転容量が調節可能な圧縮機構と、熱源側熱交換器と、膨張機構と、利用側熱交換器とを有する。電磁誘導加熱ユニットは、冷媒配管および／または冷媒配管中を流れる冷媒と熱的接触をする部材を加熱する。制御部は、電磁誘導加熱ユニットの動作禁止設定が手動で為されている状態、空調負荷が小さい状態、冷媒循環量が小さい状態のうちで少なくとも一つの条件を満たす場合に、電磁誘導加熱ユニットを強制停止状態にする。
　電磁誘導加熱ユニットは、作動させることにより例えば暖房運転の能力を補助したり、デフロスト運転のホットガスにかかる能力を補助したりしている。このような、電磁誘導加熱ユニットが、暖房運転の能力を補助する必要がない空調負荷が小さい場合に作動すると運転効率が悪くなる。また、電磁誘導加熱ユニットが、冷媒循環量が小さい状態であると、電磁誘導加熱ユニットが加熱する冷媒の量が少なくなってしまい、電磁誘導加熱ユニットの加熱にかかる効率が悪くなる。このような理由から、本発明では、電磁誘導加熱ユニットの禁止設定が手動でなされている場合、空調負荷が小さい場合、冷媒循環量が小さい状態のうちで少なくとも一つの条件が成立すると、電磁誘導加熱ユニットが作動しないように強制停止状態としている。

　したがって、冷媒の加熱が必要ではなく、電磁誘導加熱ユニットが作動することにより運転効率が低下する場合に、無駄に電磁誘導加熱ユニットが作動することを防ぐことができる。また、電磁誘導加熱ユニットが作動し内容に設定している場合（すなわち、電磁誘導加熱ユニットの動作禁止設定が手動で為されている状態）に、電磁誘導加熱ユニットが作動することを防ぐことができる。

　第２発明に係る空気調和装置は、第１発明に係る空気調和装置であって、冷媒循環量が小さい場合は、低圧側の圧力が第１圧力以下となっており、圧縮機構の出力に制限をかけている場合である。
　本発明の空気調和装置では、冷媒循環量が小さい場合として、低圧圧力が第１圧力以下となっており、低圧圧力を上げるために圧縮機構の運転容量を小さくする制限、をかけている場合がある。このような場合に、本発明では、電磁誘導加熱ユニットが作動しないように強制停止状態としている。
　したがって、冷媒を加熱してもその効率が低下する場合に、電磁誘導加熱ユニットが作動することを防ぐことができる。

　第３発明に係る空気調和装置は、第１発明または第２発明に係る空気調和装置であって、冷媒循環量が小さい場合は、高圧側の圧力が第２圧力以上となっており、圧縮機構の出力に制限をかけている場合である。
　本発明の空気調和装置では、冷媒循環量が小さい場合として、高圧圧力が第２圧力以上となっており、高圧圧力を下げるために圧縮機構の運転容量を小さくする制限、をかけている場合がある。このような場合に、本発明では、電磁誘導加熱ユニットが作動しないように強制停止状態としている。
　したがって、冷媒を加熱してもその効率が低下する場合に、電磁誘導加熱ユニットが作動することを防ぐことができる。

　第４発明に係る空気調和装置は、第１発明から第３発明のいずれかに係る空気調和装置であって、冷媒循環量が小さい場合は、圧縮機構の吐出側の温度が第１温度範囲から外れており、圧縮機構の出力に制限をかけている場合である。
　本発明の空気調和装置では、冷媒循環量が小さい場合として、圧縮機構の吐出側の温度が第１温度範囲から外れており、圧縮機構の吐出側の温度を第１温度範囲に収めるために圧縮機構の運転容量を小さくする制限、をかけている場合がある。このような場合に、本発明では、電磁誘導加熱ユニットが作動しないように強制停止状態としている。
　したがって、冷媒を加熱してもその効率が低下する場合に、電磁誘導加熱ユニットが作動することを防ぐことができる。

　第５発明に係る空気調和装置は、第１発明から第４発明のいずれかに係る空気調和装置であって、圧縮機構は、動力源としてモータを有し、インバータ回路によるモータの回転周波数制御によって、運転容量を調節している。そして、冷媒循環量が小さい場合は、インバータ回路からモータの回転数を低下させることにより、圧縮機構の出力に制限をかけている場合である。

　本発明の空気調和装置では、冷媒循環量が小さい場合として、インバータ回路に流れる電流が過大になっており、インバータ回路に流れる電流を低減させるために、インバータ回路からモータの回転数を低下させることにより、圧縮機構の運転容量を小さくする制限、をかけている場合がある。このような場合に、本発明では、電磁誘導加熱ユニットが作動しないように強制停止状態としている。
　したがって、冷媒を加熱してもその効率が低下する場合に、電磁誘導加熱ユニットが作動することを防ぐことができる。

　第６発明に係る空気調和装置は、第１発明から第５発明のいずれかに係る空気調和装置であって、熱源側送風機をさらに備える。熱源側送風機は、熱源側熱交換器の熱交換を促進する。そして、冷媒循環量が小さい場合は、冷媒回路における高圧側の圧力と低圧側の圧力との圧力差が第３圧力よりも小さくなっており、熱源側送風機の出力に制限をかけている場合である。

　本発明の空気調和装置では、冷媒循環量が小さい場合として、高圧側の圧力と定圧側の圧力との圧力差が第３圧力より小さくなっており、その圧力差を第３圧力以上にするために、圧縮機構の運転容量を小さくする制限、をかけている場合がある。このような場合に、本発明では、電磁誘導加熱ユニットが作動しないように強制停止状態としている。
　したがって、冷媒を加熱してもその効率が低下する場合に、電磁誘導加熱ユニットが作動することを防ぐことができる。

　第７発明に係る空気調和装置は、第１発明から第６発明のいずれかに係る空気調和装置であって、冷媒循環量が小さい場合は、圧縮機構の電流値が第１所定範囲から外れている、または、インバータ回路における電機部品の温度が第２温度範囲から外れており、圧縮機構の出力に制限をかけている場合である。

　本発明の空気調和装置では、冷媒循環量が小さい場合として、圧縮機構の電流値が第１所定範囲から外れている場合に圧縮機構の電流値の状態を第２所定範囲に収める、または、インバータ回路における電機部品の温度が第２温度範囲から外れている場合にインバータ回路における電機部品の温度を第２温度範囲に収める、ために圧縮機構の運転容量を小さくする制限、をかけている場合がある。このような場合に、本発明では、電磁誘導加熱ユニットが作動しないように強制停止状態としている。
　したがって、冷媒を加熱してもその効率が低下する場合に、電磁誘導加熱ユニットが作動することを防ぐことができる。

　第８発明に係る空気調和装置は、第１発明から第７発明のいずれかに係る空気調和装置であって、熱源側熱交換器の熱交換を促進する熱源側送風機をさらに備える。圧縮機構と、熱源側熱交換器と、熱源側送風機とは、熱源側ユニットに含まれる。冷媒循環量が小さい場合は、圧縮機構にかかる電流値と、熱源側送風機にかかる電流値とを合算した総合電流値が第２所定範囲を外れており、圧縮機構の出力に制限をかけている場合である。

　本発明の空気調和装置では、冷媒循環量が小さい場合として、総合電流値が第２所定範囲を外れており、総合電流値を第２所定範囲に収めるために、圧縮機構の運転容量を小さくする制限、をかけている場合がある。このような場合に、本発明では、電磁誘導加熱ユニットが作動しないように強制停止状態としている。
　したがって、冷媒を加熱してもその効率が低下する場合に、電磁誘導加熱ユニットが作動することを防ぐことができる。

　第９発明に係る空気調和装置は、第８発明に係る空気調和装置であって、利用側熱交換器は、利用ユニットに含まれている。総合電流値は、圧縮機構にかかる電流値と熱源側送風機にかかる電流値とを合算した値にさらに、利用ユニットにかかる電流値および／または電磁誘導加熱ユニットにかかる電流値を合算した値である。

　本発明の空気調和装置では、圧縮機構にかかる電流値と熱源側送風機にかかる電流値とを合算した値にさらに、利用ユニットにかかる電流値および／または電磁誘導加熱ユニットにかかる電流値を合算した値を総合電流値として算出する場合であっても、冷媒循環量が小さい場合として、総合電流値が第２所定範囲を外れており、総合電流値を第２所定範囲に収めるために、圧縮機構の運転容量を小さくする制限、をかけている場合がある。このような場合に、本発明では、電磁誘導加熱ユニットが作動しないように強制停止状態としている。
　したがって、冷媒を加熱してもその効率が低下する場合に、電磁誘導加熱ユニットが作動することを防ぐことができる。

　第１０発明に係る空気調和装置は、第１発明から第９発明のいずれかに係る空気調和装置であって、冷媒循環量が小さい場合は、冷媒回路に充填される冷媒量が第３所定範囲から外れており、圧縮機構の出力に制限をかけている場合である。

　本発明の空気調和装置では、冷媒循環量が小さい場合として、冷媒回路に充填される冷媒量が第３所定範囲から外れており、その冷媒量を第３所定範囲に収めるために、圧縮機構の運転容量を小さくする制限、をかけている場合がある。このような場合に、本発明では、電磁誘導加熱ユニットが作動しないように強制停止状態としている。
　したがって、冷媒を加熱してもその効率が低下する場合に、電磁誘導加熱ユニットが作動することを防ぐことができる。

　第１１発明に係る空気調和装置は、第１０発明に係る空気調和装置であって、冷媒回路に充填される冷媒量が第３所定範囲から外れている場合とは、圧縮機の吸入過熱度が所定温度を超えている場合である。
　本発明の空気調和装置では、冷媒量の判定を、圧縮機構の吸入過熱度が所定温度を超えているか否かにより行っている。そして、圧縮機構の吸入過熱度が所定温度を超えている場合に、冷媒量が第３所定範囲を外れていると判定しており、冷媒循環量が小さいと判定している。このような場合に、圧縮機構の吸入過熱度を所定温度以下に収めるために、圧縮機構の運転容量を小さくする制限、をかけている場合がある。このような場合に、本発明では、電磁誘導加熱ユニットが作動しないように強制停止状態としている。
　したがって、冷媒を加熱してもその効率が低下する場合に、電磁誘導加熱ユニットが作動することを防ぐことができる。

　第１発明に係る空気調和装置では、冷媒の加熱が必要ではなく、電磁誘導加熱ユニットが作動することにより運転効率が低下する場合に、無駄に電磁誘導加熱ユニットが作動することを防ぐことができる。また、電磁誘導加熱ユニットが作動し内容に設定している場合（すなわち、電磁誘導加熱ユニットの動作禁止設定が手動で為されている状態）に、電磁誘導加熱ユニットが作動することを防ぐことができる。
　第２発明から第１１発明に係る空気調和装置では、冷媒を加熱してもその効率が低下する場合に、電磁誘導加熱ユニットが作動することを防ぐことができる。

本発明の一実施形態に係る冷凍装置を用いた空気調和装置の冷媒回路図。正面側から視た室外機の外観斜視図。背面側から視た室外機の外観斜視図。右側面パネルと背面パネルを取り除いた状態を示す室外機の斜視図。底板および機械室のみを残した室外機の平面図。電磁誘導加熱ユニットの断面図。所定温度とその設定レベルとの関係図。

　以下図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
　＜空気調和装置＞
　図１は、本発明の一実施形態に係る冷凍装置を用いた空気調和装置の構成図である。図１において、空気調和装置１では、熱源側ユニットとしての室外機２と、利用側ユニットとしての室内機４とが冷媒配管によって接続され、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路１０が形成されている。
　室外機２は、圧縮機２１、四路切換弁２２、室外熱交換器２３、電動膨張弁２４、アキュームレータ２５、室外ファン２６、ホットガスバイパス弁２７、キャピラリーチューブ２８および電磁誘導加熱ユニット６を収容している。室内機４は、室内熱交換器４１および室内ファン４２を収容している。

　冷媒回路１０は、吐出管１０ａ、ガス管１０ｂ、液管１０ｃ、室外側液管１０ｄ、室外側ガス管１０ｅ、アキューム管１０ｆ、吸入管１０ｇ、及びホットガスバイパス１０ｈを有している。
　吐出管１０ａは、圧縮機２１と四路切換弁２２とを接続している。ガス管１０ｂは、四路切換弁２２と室内熱交換器４１とを接続している。液管１０ｃは、室内熱交換器４１と電動膨張弁２４とを接続している。室外側液管１０ｄは、電動膨張弁２４と室外熱交換器２３とを接続している。室外側ガス管１０ｅは、室外熱交換器２３と四路切換弁２２とを接続している。
　アキューム管１０ｆは、四路切換弁２２とアキュームレータ２５とを接続している。電磁誘導加熱ユニット６は、アキューム管１０ｆの一部分に取り付けられている。アキューム管１０ｆのうち、少なくとも電磁誘導加熱ユニット６によって覆われている被加熱部分は、銅管の周囲をステンレス鋼管が覆っている。冷媒回路１０を構成する配管のうち、そのステンレス鋼管以外の部分は銅管である。

　吸入管１０ｇは、アキュームレータ２５と圧縮機２１の吸入側とを接続している。ホットガスバイパス１０ｈは、吐出管１０ａの途中に設けられた分岐点Ａ１と室外側液管１０ｄの途中に設けられた分岐点Ｄ１とを接続している。
　ホットガスバイパス１０ｈは、途中にホットガスバイバス弁２７が配置されている。制御部１１は、ホットガスバイバス弁２７を開閉して、ホットガスバイパス１０ｈを冷媒の流通を許容する状態と許容しない状態とに切換える。また、ホットガスバイパス弁２７の下流側には、冷媒の流通路の断面積を減じるキャピラリ２８が設けられており、除霜運転時、室外熱交換器２３を流通する冷媒とホットガスバイパス１０ｈを流通する冷媒との割合が一定に保たれている。
　四路切換弁２２は、冷房運転サイクルと暖房運転サイクルとを切り替えることができる。図１では、暖房運転を行うための接続状態を実線で示し、冷房運転を行うための接続状態を点線で示している。暖房運転時、室内熱交換器４１は凝縮器として、室外熱交換器２３は蒸発器として機能する。冷房運転時、室外熱交換器２３は凝縮器として、室内熱交換器４１は蒸発器として機能する。

　室外熱交換器２３の近傍には、室外熱交換器２３に室外空気を送る室外ファン２６が設けられている。室内熱交換器４１の近傍には、室内熱交換器４１に室内空気を送る室内ファン４２が設けられている。
　また、室外ユニット２および室内ユニットには、各種のセンサが設けられている。
　具体的には、室外ユニット２には、圧縮機２１の吐出圧力（すなわち、高圧圧力Ｐｈ）を検出する吐出圧力センサＰ１と、圧縮機２１の吐出温度Ｔｄを検出する吐出温度センサＴ２１と、室外熱交換器２３の液側には液状態または気液二相状態の冷媒の温度を検出する第１液側温度センサＴ２２と、室外熱交換器２３の温度（すなわち、室外熱交温度Ｔｍ）を検出する室外熱交センサＴ２３と、アキュムレータ２４の入口温度（すなわち、吸入温度Ｔｓ）を検出する入口温度センサＴ２５とが設けられている。また、室外ユニット２の室外空気の吸入口側には、ユニット内に流入する室外空気の温度（すなわち、外気温度Ｔａ）を検出する室外温度センサＴ２４が設けられている。

　また、室内ユニット４には、室内熱交換器４２の液側に、冷媒の温度（すなわち、暖房運転時における凝縮温度または冷房運転時における蒸発温度に対応する冷媒温度）を検出する第２液側温度センサＴ４１が設けられている。室内ユニット４の室内空気の吸入口側には、ユニット内に流入する室内空気の温度（すなわち、室内温度Ｔｒ）を検出する室内温度センサＴ４２が設けられている。本実施形態において、吐出温度センサＴ２１、第１液側温度センサＴ２２、室外熱交温度センサＴ２３、室外温度センサＴ２４、入口温度センサＴ２５、第２液側温度センサＴ４１、および室内温度センサＴ４２は、サーミスタからなる。
　制御部１１は、室外制御部１１ａと室内制御部１１ｂとを有している。室外制御部１１ａと室内制御部１１ｂとは通信線１１ａによって接続されている。そして、室外制御部１１ａは室外機２内に配置される機器を制御し、室内制御部１１ｂは室内機４内に配置されている機器を制御する。そして、制御部１１は、各種センサＰ１、Ｔ２１～Ｔ２５、Ｔ４１、Ｔ４２の検出信号を受けることができるように接続されるとともに、これらの検出信号等に基づいて各種機器および弁６、２１、２２、２４、２６、４２を制御することができるように接続されている。

　（室外機の外観）
　図２は正面側から視た室外機の外観斜視図であり、図３は背面側から視た室外機２の外観斜視図である。図２及び図３において、室外機２の外殻は、天板２ａ、底板２ｂ、フロントパネル２ｃ、左側面パネル２ｄ、右側面パネル２ｆおよび背面パネル２ｅによって略直方体形状に形成されている。
　（室外機の内部）
　図４は、右側面パネルと背面パネルを取り除いた状態を示す室外機２の斜視図である。図４において、室外機２は、仕切り板２ｈによって送風機室と機械室とに区分されている。送風機室には室外熱交換器２３及び室外ファン２６（図１参照）が配置され、機械室には電磁誘導加熱ユニット６、圧縮機２１、及びアキュームレータ２５が配置されている。

　（室外機の底板近傍の構造）
　図５は、底板および機械室のみを残した室外機２の平面図である。なお、図５には、室外熱交換器２３の位置が分かるように室内熱交換器２３が２点鎖線で描かれている。ホットガスバイパス１０ｈは底板２ｂ上に配置されており、圧縮機２１が位置する機械室側から送風機室側に延び、送風機室側を一周して機械室側に戻る。ホットガスバイパス１０ｈの全長の約半分は、室外熱交換器２３の下方にある。また、底板２ｂのうちの室外熱交換器２３の下方に位置する部分には、底部２ｂを板厚方向に貫通する排水口８６ａ～８６ｅが形成されている。
　（電磁誘導加熱ユニット）
　図６は、電磁誘導加熱ユニットの断面図である。図６において、電磁誘導加熱ユニット６は、アキューム管１０ｆのうち被加熱部分を径方向外側から覆うように配置されており、電磁誘導加熱によって被加熱部分を加熱する。アキューム管１０ｆの被加熱部分は、内側の銅管と外側のステンレス鋼管１００ｆとによって二重管構造となっている。ステンレス鋼管１００ｆに使用されるステンレス材料は、クロムを１６～１８％含むフェライト系ステンレス、或はニッケルを３～５％、クロムを１５～１７．５％、銅を３～５％含む析出硬化系ステンレスが選択される。

　電磁誘導加熱ユニット６は、先ずアキューム管１０ｆに位置決めされ、次に上端近傍が第１六角ナット６１によって固定され、最後に下端近傍が第２六角ナット６６によって固定される。
　コイル６８は、ボビン本体６５の外側においてアキューム管１０ｆの延びる方向を軸方向として螺旋状に巻き付けられている。コイル６８は、フェライトケース７１の内側に収容されている。フェライトケース７１は、第１フェライト部９８及び第２フェライト部９９をさらに収容している。
　第１フェライト部９８は、透磁率の高いフェライトによって成形されており、コイル６８に電流を流した際に、ステンレス鋼管１００ｆ以外の部分にも生じる磁束を集めて磁束の通り道を形成する。第１フェライト部９８は、フェライトケース７１の両端側に位置する。

　第２フェライト部９９についても、配置位置および形状は第１フェライト部９８と異なるが、機能は第１フェライト部９８と同様であり、フェライトケース７１の収容部のうちボビン本体６５の外側近傍の位置に配置される。
　＜空気調和装置の動作＞
　空気調和装置１では、四路切換弁２２によって、冷房運転および暖房運転のいずれか一方に切り換えることが可能である。
　（冷房運転）
　冷房運転では、四路切換弁２２が、図１の点線で示された状態に設定される。この状態で圧縮機２１が運転されたとき、冷媒回路１０では、室外熱交換器２３が凝縮器となり、室内熱交換器４１が蒸発器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。

　圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、室外熱交換器２３で室外空気と熱交換して凝縮する。室外熱交換器２３を通過した冷媒は、膨張弁２４を通過する際に減圧され、その後に室内熱交換器４１で室内空気と熱交換して蒸発する。そして、冷媒との熱交換によって温度低下した室内空気は、空調対象空間に吹き出される。室内熱交換器４１を通過した冷媒は、圧縮機１１へ吸入されて圧縮される。
　（暖房運転）
　暖房運転では、四路切換弁２２が、図１の実線で示された状態に設定される。この状態で圧縮機２１が運転されたとき、冷媒回路１０では、室外熱交換器２３が蒸発器となり、室内熱交換器４１が凝縮器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。
　圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、室内熱交換器４１で室内空気と熱交換して凝縮する。そして、冷媒との熱交換によって温度上昇した室内空気は、空調対象空間に吹き出される。凝縮した冷媒は、膨張弁２４を通過する際に減圧された後、室外熱交換器２３で室外空気と熱交換して蒸発する。室外熱交換器２３を通過した冷媒は、圧縮機１１へ吸入されて圧縮される。

　暖房運転の起動時、特に、圧縮機２１が十分に暖まっていないとき、電磁誘導加熱ユニット６が冷媒を加熱することによって起動時の能力不足を補うことができる。
　（除霜運転）
　外気温が－５℃～５℃のときに、暖房運転がおこなわれたとき、空気中に含まれる水分が室外熱交換器２３の表面で結露し、霜となり或は氷結して室外熱交換器の表面を覆い、熱交換性能が低下させる。室外熱交換器２３に付着した霜、或は氷を融かすために除霜運転が行われる。除霜運転は、冷房運転と同じサイクルで行われる。
　圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、室外熱交換器２３で室外空気と熱交換して凝縮する。その冷媒からの放熱によって、室外熱交換器２３を覆う霜、或は氷が融かされる。凝縮した冷媒は、膨張弁２４を通過する際に減圧され、その後に室内熱交換器４１で室内空気と熱交換して蒸発する。このとき、室内ファン４２は停止している。なぜなら、室内ファン４２が稼動すると、空調対象空間に冷やされた空気が吹き出されて快適性を損なうからである。そして、室内熱交換器４１を通過した冷媒は、圧縮機１１へ吸入されて圧縮される。

　また、除霜運転時、電磁誘導加熱ユニット６がアキューム管１０ｆを加熱することによって、圧縮機２１は暖められた冷媒を圧縮することができる。その結果、圧縮機２１から吐出するガス冷媒の温度が上昇し、霜を融かすために必要な時間が短縮する。さらに、除霜運転から暖房運転への復帰が早まる。
　また、除霜運転時、ホットガスバイパス１０ｈにも圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒が流される。室外機２の底板２ｂ上に氷が成長している場合でも、その氷はホットガスバイパス１０ｈを通る冷媒からの放熱によって融かされる。そのとき発生した水は、排水口８６ａ～８６ｅから排水される。また、排水口８６ａ～８６ｅもホットガスバイパス１０ｈによって加熱されるので、排水口８６ａ～８６ｅが凍結によって塞がれることは防止される。

　（電磁誘導加熱ユニットの強制停止制御）
　制御部１１は、以下の（１）から（１１）の諸条件のいずれかが成立すると、電磁誘導加熱ユニット６に対しての強制停止信号をＯＮの状態（すなわち電磁誘導加熱ユニット６による加熱を禁止する）にさせ、その反対に以下の諸条件の全てが非成立となると、電磁誘導加熱ユニット６に対しての強制停止信号をＯＦＦの状態（すなわち電磁誘導加熱ユニット６による加熱を許可する）にさせる（以下、この制御を強制停止制御とする）。
　以下に、諸条件を説明する。
　（１）室内設定温度と室内温度との差が所定温度未満である場合
　リモコン等の入力手段（図示せず）により設定される室内の目標設定温度としての室内設定温度Ｔｓから室内温度センサＴ４２により検出される室内温度Ｔｒを差し引いた温度差ΔＴｒｓが所定値未満であるときに、制御部は、電磁誘導加熱ユニット６に対しての強制停止信号をＯＮの状態にする。すなわち、暖房運転負荷が小さい、あるいは、ゼロの場合に、電磁誘導加熱ユニット６による暖房運転の補助の必要がないため、強制的に電磁誘導加熱ユニット６による冷媒の加熱を禁止している。このため、無駄に電磁誘導加熱ユニット６が作動して、暖房運転を行うことを防ぐことができる。なお、所定値は、図７のように４段階に設定でき、ユーザの好みに合わせることができる。例えば、ユーザは、寒いことを許容できる、あるいは、省エネルギーを重視する場合に、所定温度の設定をレベル４に設定することにより所定温度を２Ｋとすることができる。このように設定されると、電磁誘導加熱ユニット６は、室内温度Ｔｒが室内設定温度Ｔｓよりも２Ｋ低い状態になると加熱が許容される状態となる。また、逆に、ユーザは、寒いことを許容できない、あるいは、快適性を重視する場合に、所定温度の設定をレベル１に設定することにより所定温度を－０．５Ｋとすることができる。そして、このように設定されると、電磁誘導加熱ユニット６は、室内温度Ｔｒが室内設定温度Ｔｓよりも０．５Ｋ高い状態になると加熱が許容される状態となる。なお、初期状態（すなわち、工場出荷時の状態）においては、所定温度の設定は、レベル３に設定されている。

　（２）圧縮機が停止中である場合
　圧縮機２１が停止中である場合には、暖房運転中であってもサーモオフの状態であり、電磁誘導加熱ユニット６による暖房運転の補助を行う必要がない。このため、圧縮機が停止中である場合には、電磁誘導加熱ユニット６に対しての強制停止信号をＯＮの状態にさせる。このため、無駄に電磁誘導加熱ユニット６を作動させることを防ぐことができる。
　（３）低圧垂下制御を行っている場合
　空気調和装置１では、低圧圧力Ｐｌが第１圧力Ｐ１以下となった場合に、圧縮機２１の圧縮機周波数を最低にして運転容量を小さくする低圧垂下制御を行う。この低圧垂下制御を行っている場合に、電磁誘導加熱ユニット６に対しての強制停止信号をＯＮの状態にさせる。なお、低圧圧力Ｐｌは、室外熱交温度センサＴ２３により検出される室外熱交温度Ｔｍに基づいて換算される。

　（４）高圧垂下制御を行っている場合
　空気調和装置１では、吐出圧力センサＰ２１が検出する高圧圧力Ｐｈが第２圧力Ｐ２以上となった場合に、圧縮機２１の圧縮機周波数を最低にして運転容量を小さくする高圧垂下制御を行う。この高圧垂下制御を行っている場合に、電磁誘導加熱ユニット６に対しての強制停止信号をＯＮの状態にさせる。
　（５）インバータ吐出管温度垂下制御を行っている場合
　空気調和装置１では、吐出温度センサＴ２１が検出する吐出温度Ｔｄが第１温度範囲を外れた場合（例えば、吐出温度Ｔｄが第１温度を超えた場合）に、圧縮機２１の圧縮機周波数を最低にして運転容量を小さくするインバータ吐出管温度垂下中制御を行う。このインバータ吐出管温度垂下中制御を行っている場合に、電磁誘導加熱ユニット６に対しての強制停止信号をＯＮの状態にさせる。

　（６）インバータ電流垂下制御を行っている場合
　空気調和装置１では、圧縮機２１はインバータ（図示せず）による回転周波数を制御することによりその運転容量の制御が可能である。そして、このインバータにかかる電流が所定電流値を超えた場合に、圧縮機２１のインバータによる回転周波数を最低にして、圧縮機２１の運転容量を小さくするインバータ電流垂下制御を行う。このインバータ電流垂下制御を行っている場合に、電磁誘導加熱ユニット６に対しての強制停止信号をＯＮの状態にさせる。
　（７）低差圧／低圧縮比保護制御を行っている場合
　空気調和装置１では、低圧圧力Ｐｌと高圧圧力Ｐｈとの差が小さく、圧縮機２１の圧縮比が小さい場合に、低差圧／低圧縮比保護制御を行う。具体的には、低圧圧力Ｐｌと高圧圧力Ｐｈとの圧力差が第３圧力Ｐ３よりも小さい場合に、低差圧／低圧縮比保護制御として、電動膨張弁２４の開度を小さくして、室外ファン２６の風量を大きくする。この低差圧／低圧縮比保護制御を行っている場合に、電磁誘導加熱ユニット６に対しての強制停止信号をＯＮの状態にさせる。なお、ここで、低圧圧力Ｐｌは、上述と同様にして、室外熱交温度センサＴ２３により検出される室外熱交温度Ｔｍに基づいて換算される。また、高圧圧力Ｐｈは、上述と同様にして、吐出圧力センサＰ２１により検出される。

　（８）インバータ回路電流／温度垂下制御を行っている場合
　空気調和装置１では、インバータ回路を流れる電流が大きく第１所定範囲外かられている場合（例えば、インバータ回路を流れる電流が第１所定上限電流よりも大きい場合）、または、インバータ回路の部品温度が高く第２温度範囲から外れている場合（例えば、インバータ回路の部品温度が所定上限温度よりも大きい場合）に、圧縮機２１のインバータによる回転周波数を最低にして、圧縮機２１の運転容量を小さくするインバータ回路電流／温度垂下制御を行う。このインバータ回路電流／温度垂下制御を行っている場合に、電磁誘導加熱ユニット６に対しての強制停止信号をＯＮの状態にさせる。
　（９）総合電流垂下制御を行っている場合
　空気調和装置１では、空気調和装置１全体にかかる電流値（総合電流値）が第２所定範囲を外れる場合（例えば、総合電流値が第２所定上限電流値を超える場合）に、圧縮機２１のインバータによる回転周波数を最低にして、圧縮機２１の運転容量を小さくする総合電流垂下制御を行う。この総合電流垂下制御を行っている場合に、電磁誘導加熱ユニット６に対しての強制停止信号をＯＮの状態にさせる。なお、ここにいう「総合電流値」とは、本実施形態においては、圧縮機２１にかかる電流値と、室外ファン２６にかかる電流値とを合算した値である。

　ただし、総合電流値は、これに限らず、圧縮機２１にかかる電流値と、室外ファン２６にかかる電流値とを合算した値にさらに、室内機４にかかる電流値および／または電磁誘導加熱ユニット６にかかる電流値を合算した値であっても構わない。この場合には、総合電流値が上述の第２所定上限電流値ではなくて、第２所定上限電流値よりも大きい第３所定上限電流値となる。
　なお、上記（３）～（９）では、圧縮機周波数が最低にしており、冷媒回路１０を流れる冷媒循環量が少ない場合に、電磁誘導加熱ユニット６によって加熱できる冷媒の量が少なくなり、効率よく冷媒の加熱をすることが困難になる。したがって、電磁誘導加熱ユニット６による冷媒の無駄な加熱を、防ぐことができる。
　（１０）ガス欠注意報状態である場合
　空気調和装置１では、入口温度センサＴ２５が検出する吸入温度Ｔｓから室外熱交温度センサＴ２３が検出する室外熱交温度Ｔｍを減ずることにより求められる吸入過熱度が所定温度よりも大きい場合に、冷媒回路に充填されている冷媒量（充填冷媒量）が第３所定範囲から外れている（例えば、充填冷媒量が所定下限冷媒量未満である）と判断する。そして、空気調和装置１では、冷媒回路に充填されている冷媒量が第３所定範囲から外れていると判断した場合に、ガス欠注意報状態となる。このガス欠注意報状態の場合に、電磁誘導加熱ユニット６に対しての強制停止信号をＯＮの状態にさせる。

　（１１）電磁誘導加熱ユニットＯＮ禁止設定が行われている場合
　空気調和装置１では、初期設定において電磁誘導加熱ユニット６のＯＮ禁止設定が行われている。利用者は、電磁誘導加熱ユニット６を利用できるときに、電磁誘導加熱ユニット６のＯＮ禁止設定を手動で解除できる。また反対に、ユーザは、電磁誘導加熱ユニット６のＯＮ禁止設定が解除されている状態の場合に、電磁誘導加熱ユニット６のＯＮ禁止設定を再び手動で設定できる。このように、電磁誘導加熱ユニット６のＯＮ禁止設定が行われている場合に、電磁誘導加熱ユニット６に対しての強制停止信号をＯＮの状態にさせる。
　＜特徴＞
　本実施形態に係る空気調和装置１は、電磁誘導加熱ユニット６の禁止設定が手動でなされている場合、空調負荷が小さい場合（具体的には、室内設定温度と室内温度との差が所定温度未満である場合、または、圧縮機が停止中である場合、がある）冷媒循環量が小さい状態（具体的には、低圧垂下制御、高圧垂下制御、インバータ吐出管温度垂下制御、インバータ電流垂下制御、低差圧／低圧縮比保護制御、インバータ回路電流／温度垂下制御、総合電流垂下制御のいずれかを行っている場合、または、ガス欠注意報状態である場合、がある）のうちで少なくとも一つの条件が成立すると、電磁誘導加熱ユニット６が作動しないように強制停止状態としている。

　したがって、冷媒の加熱が必要ではなく、電磁誘導加熱ユニット６が作動することにより運転効率が低下する場合に、無駄に電磁誘導加熱ユニットが作動することを防ぐことができる。また、電磁誘導加熱ユニット６が作動し内容に設定している場合（すなわち、電磁誘導加熱ユニット６の動作禁止設定が手動で為されている状態）に、電磁誘導加熱ユニット６が作動することを防ぐことができる。
　＜変形例＞
　上記実施形態に係る空気調和装置１では、室内設定温度と室内温度との差が所定温度未満の場合に、電磁誘導加熱ユニット６を強制停止状態とする強制停止制御を行っており、この所定温度を、図７のように４段階に設定できるがこれに限らない。サーモオンからサーモオフ、および、サーモオフからサーモオンに切り換える際にも、室内設定温度と室内温度との差の温度条件により判定しているため、強制停止制御を行う際の所定温度を、サーモオンからサーモオフになる温度条件、および、サーモオフからサーモオンになる温度条件と連動させても構わない。

　本発明によれば、寒冷地向け空気調和装置に有用である。

１　　　　　空気調和装置
２　　　　　室外機（熱源ユニット）
４　　　　　室内機（利用ユニット）
６　　　　　電磁誘導加熱ユニット
１１　　　　制御部
２１　　　　圧縮機（圧縮機構）
２２　　　　四路切換弁（切換機構）
２３　　　　室外熱交換器（熱源側熱交換器）
２６　　　　室外ファン（熱源側送風機）
４１　　　　室内熱交換器（利用側熱交換器）
１０Ｆ　　　アキューム管（冷媒配管）

特開２０００－９７５１０号公報

Claims

　運転容量が調節可能な圧縮機構（２１）と、熱源側熱交換器（２３）と、膨張機構（２４）と、利用側熱交換器（４１）とを有する冷媒回路（１０）と、
　冷媒配管（１０ｆ）および／または前記冷媒配管中を流れる冷媒と熱的接触をする部材を加熱する電磁誘導加熱ユニット（６）と、
　前記電磁誘導加熱ユニットの動作禁止設定が手動で為されている状態、空調負荷が小さい状態、冷媒循環量が小さい状態のうちで少なくとも一つの条件を満たす場合に、前記電磁誘導加熱ユニットを強制停止状態にする制御部（１１）と、
を備える空気調和装置（１）。
　前記冷媒循環量が小さい場合は、低圧側の圧力が第１圧力以下となっており、前記圧縮機構の出力に制限をかけている場合である、
請求項１に記載の空気調和装置（１）。
　前記冷媒循環量が小さい場合は、高圧側の圧力が第２圧力以上となっており、前記圧縮機構の出力に制限をかけている場合である、
請求項１または２に記載の空気調和装置（１）。
　前記冷媒循環量が小さい場合は、前記圧縮機構の吐出側の温度が第１温度範囲から外れており、前記圧縮機構の出力に制限をかけている場合である、
請求項１から３のいずれかに記載の空気調和装置（１）。
　前記圧縮機構は、動力源としてモータを有し、インバータ回路による前記モータの回転周波数制御によって、前記運転容量を調節しており、
　前記冷媒循環量が小さい場合は、前記インバータ回路から前記モータの回転数を低下させることにより、前記圧縮機構の出力に制限をかけている場合である、
請求項１から４のいずれかに記載の空気調和装置（１）。
　前記熱源側熱交換器の熱交換を促進する熱源側送風機をさらに備え、
　前記冷媒循環量が小さい場合は、前記冷媒回路における高圧側の圧力と低圧側の圧力との圧力差が第３圧力よりも小さくなっており、前記熱源側送風機の出力に制限をかけている場合である、
請求項１から５のいずれかに記載の空気調和装置（１）。
　前記冷媒循環量が小さい場合は、前記圧縮機構の電流値が第１所定範囲から外れている、または、前記インバータ回路における電機部品の温度が第２温度範囲から外れており、前記圧縮機構の出力に制限をかけている場合である、
請求項１から６のいずれかに記載の空気調和装置（１）。
　前記熱源側熱交換器の熱交換を促進する熱源側送風機をさらに備え、
　前記圧縮機構と、前記熱源側熱交換器と、前記熱源側送風機とは、熱源ユニットに含まれており、
　前記冷媒循環量が小さい場合は、前記圧縮機構にかかる電流値と、前記熱源側送風機にかかる電流値と、を合算した総合電流値が第２所定範囲を外れており、前記圧縮機構の出力に制限をかけている場合である。
請求項１から７のいずれかに記載の空気調和装置（１）。
　前記利用側熱交換器は、利用ユニットに含まれており、
　前記総合電流値は、前記圧縮機構にかかる電流値と前記熱源側送風機にかかる電流値とを合算した値にさらに、前記利用ユニットにかかる電流値および／または前記電磁誘導加熱ユニットにかかる電流値を合算した値である、
請求項８に記載の空気調和装置。
　前記冷媒循環量が小さい場合は、前記冷媒回路に充填される冷媒量が第３所定範囲から外れており、前記圧縮機構の出力に制限をかけている場合である。
請求項１から９のいずれかに記載の空気調和装置（１）。
　前記冷媒回路に充填される冷媒量が前記第３所定範囲から外れている場合とは、前記圧縮機構の吸入過熱度が所定温度を超えている場合である、
請求項１０に記載の空気調和装置。