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【発明の名称】 空気調和装置
【発明者】 【氏名】井関 貴之

【氏名】松本 直樹

【要約】 【課題】シンプルな構成で効果的に圧縮機内部に液冷媒が溜まることを防止し、機器の信頼性の向上と消費電力の低減を図る。

【構成】圧縮機に複数個の電気ヒータと圧縮機外郭の温度を検出する圧縮機温度検出装置とを設け、圧縮機停止時に圧縮機外郭温度の値により通電する電気ヒータの個数を変更する制御装置を設け、圧縮機停止中の圧縮機外郭温度が低い場合は通電する電気ヒータの個数を増やす。特に、熱容量が大きな場合、標準仕様の電気ヒータを用いることで、高価格化を抑制できる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
圧縮機、室外熱交換器、室外送風機、4方弁、絞り装置を有する室外機と、室内熱交換器、室内送風機を有する室内機とを接続し、前記圧縮機に複数個の電気ヒータと圧縮機外郭の温度を検出する圧縮機温度検出装置とを設け、少なくとも冷房運転または除湿運転または暖房運転を行う空気調和装置において、前記圧縮機停止時に圧縮機外郭温度の値により通電する電気ヒータの個数を変更する制御装置を設けたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項2】
圧縮機停止時に、圧縮機外郭温度の値にかかわらず必ず通電する電気ヒータを少なくとも1個設けた請求項1に記載の空気調和装置。
【請求項3】
圧縮機停止時に、圧縮機外郭温度の値にかかわらず必ず通電する電気ヒータを少なくとも1個設け、前記圧縮機停止時に圧縮機外郭温度の値により通電する電気ヒータより圧縮機の下部に設けたことを特徴とする請求項1又は2に記載の空気調和装置。

【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、空気調和装置の制御に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来の空気調和機では、室外気温度により電気ヒータの通電時間を制御し発熱量を制御している(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特開平7−43027号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、従来の空気調和装置では、通電時間を制御することにより低電力への制御は可能だが、極低温時圧縮機の温度を上げたい場合は電気ヒータの出力を上げざるを得ない。この場合電気ヒータの信頼性の点でヒータのワット密度に制限があり(例えば40W/m)、温度を上げる場合はヒータを長くする必要がある。この場合、圧縮機外周長さよりヒータ長さが極端に長くなり、取り付けが複雑になったり、標準仕様から外れ特殊な長さの電気ヒータが必要になったりして高価格になる。また、通電時間制御回路追加による装置の複雑化、高価格化など欠点があった。
【0004】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、圧縮機に複数個の電気ヒータを設け、圧縮機停止時に圧縮機外郭温度の値により通電する電気ヒータの個数を変更することにより、効果的に圧縮機内部に液冷媒が溜まることを防止することができるとともに、そのために複雑化、高価格化とならない空気調和装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和装置は、圧縮機に複数個の電気ヒータと圧縮機外郭の温度を検出する圧縮機温度検出装置とを設け、圧縮機停止時に圧縮機外郭温度の値により通電する電気ヒータの個数を変更する制御装置を設けたもので、圧縮機停止中の圧縮機外郭温度が低い場合は通電する電気ヒータの個数を増やし、効果的に圧縮機内部に液冷媒が溜まることを防止する。
【発明の効果】
【0006】
本発明の空気調和装置は、圧縮機停止中の圧縮機外郭温度が低い場合は通電する電気ヒータの個数を増やし、効果的に圧縮機内部に液冷媒が溜まることを防止することにより、圧縮機の損傷を防止して信頼性を向上することができる。また、温度が高い場合はヒータに通電する個数を減らすことにより消費電力が低減できるとともに、圧縮機周辺に配置された電気部品等の温度上昇を抑制でき、信頼性と寿命が向上する。そして、標準仕様の電気ヒータの使用により、空気調和機が複雑化、高価格化となることを抑制する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
第1の発明は、圧縮機、室外熱交換器、室外送風機、4方弁、絞り装置を有する室外機と、室内熱交換器、室内送風機を有する室内機とを接続し、圧縮機に複数個の電気ヒータと圧縮機外郭の温度を検出する圧縮機温度検出装置とを設け、少なくとも冷房運転または除湿運転または暖房運転を行う空気調和装置において、圧縮機停止時に圧縮機外郭温度の値により通電する電気ヒータの個数を変更する制御装置を設けたもので、圧縮機停止中の圧縮機外郭温度が低い場合は通電する電気ヒータの個数を増やし、効果的に圧縮機内部に液冷媒が溜まることを防止することにより、圧縮機の損傷を防止して信頼性を向上することができる。また、温度が高い場合はヒータに通電する個数を減らすことにより消費電力
が低減できるとともに、圧縮機周辺に配置された電気部品等の温度上昇を抑制でき、信頼性と寿命が向上する。
【0008】
第2の発明は、圧縮機、室外熱交換器、室外送風機、4方弁、絞り装置を有する室外機と、室内熱交換器、室内送風機を有する室内機とを接続し、圧縮機に複数個の電気ヒータと圧縮機外郭の温度を検出する圧縮機温度検出装置とを設け、少なくとも冷房運転または除湿運転または暖房運転を行う空気調和装置において、圧縮機停止時に圧縮機外郭温度の値により通電する電気ヒータの個数を変更する制御装置を設け、圧縮機停止時に、圧縮機外郭温度の値にかかわらず必ず通電する電気ヒータを少なくとも1個設けたもので、センサー故障時でも、圧縮機停止時に確実に電気ヒータに通電し、圧縮機内部に液冷媒が溜まることを防止することにより、圧縮機の損傷を防止して信頼性を向上することができる。また、この常時通電回路に圧縮機リレーのB接点を使用することにより、コストダウンが可能となる。
【0009】
第3の発明は、圧縮機、室外熱交換器、室外送風機、4方弁、絞り装置を有する室外機と、室内熱交換器、室内送風機を有する室内機とを接続し、圧縮機に複数個の電気ヒータと圧縮機外郭の温度を検出する圧縮機温度検出装置とを設け、少なくとも冷房運転または除湿運転または暖房運転を行う空気調和装置において、圧縮機停止時に圧縮機外郭温度の値により通電する電気ヒータの個数を変更する制御装置を設け、圧縮機停止時に、圧縮機外郭温度の値にかかわらず必ず通電する電気ヒータを少なくとも1個設け、このヒータを他の電気ヒータより下方に設けたもので、圧縮機内部に液冷媒が溜まることがより効果的に防止でき、圧縮機の損傷を防止して信頼性を向上することができる。
【0010】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【0011】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における空気調和装置の冷凍サイクル図であり、図2は制御ブロック図、図3はクランクケース通電のフローチャートである。
【0012】
図1において、室外機1には圧縮機2と、室外熱交換器3と、室外送風機4と、冷媒液管5aと、冷媒ガス管6aと、冷暖房切換用の四方弁7と、絞り装置8が設けられている。また、室外機1には室外熱交換器3の温度を検出する室外熱交換器温度検出装置9と圧縮機2の吐出温度を検出する吐出温度検出装置10と、圧縮機2に第1の電気ヒータ(以下第1のクランクケースヒータ)11a、第2の電気ヒータ(以下第2のクランクケースヒータ)11bが複数個(ここでは例えば2個)設けられている。
【0013】
一方、室内機12には室内送風機13と、室内熱交換器14と、室内熱交換器14の温度を検出する室内熱交換器温度検出装置15と、部屋の室温を検出する室内吸込み温度検知装置16と、居住者が希望する運転モード(冷房、除湿または暖房)、室温、運転あるいは停止、風量及び風向などを設定できる運転設定装置17が設けられている。そして、室外機1と室内機12とは接続配管5b,6bで接続されて、冷凍サイクルが構成されている。
【0014】
上記冷凍サイクルにおいて、冷房あるいは除湿運転時、圧縮機2から吐出された冷媒は四方弁7を介して室外熱交換器3へと流れ、室外送風機4により室外熱交換器3で室外空気と熱交換して凝縮液化し、次に冷媒液管5aを通って絞り装置8を通過することにより減圧された冷媒は室内熱交換器14で蒸発した後に、冷媒ガス管6aを通り四方弁7を介して再び圧縮機2に吸入される。暖房運転時は圧縮機2から吐出された冷媒は四方弁7を介して室内熱交換器14へと流れ、室内送風機13により室内熱交換器14で室内空気と
熱交換して凝縮液化し、次に絞り装置8を通過することにより減圧された冷媒は室外熱交換器3で蒸発した後に、四方弁7を介して再び圧縮機2に吸入される。
【0015】
次に、本発明の制御について図2,3を用いて説明する。図2において、本発明の空気調和装置の制御装置18には、居住者が希望する運転モード切替スイッチ19(冷房、除湿または暖房)と室内温度設定スイッチ20と運転停止スイッチ21と風量設定スイッチ22と風向設定スイッチ23で構成されている運転設定装置17の信号を記憶する運転モード記憶装置24と、室内熱交換器温度検出装置15と室内吸込み温度検出装置16と、室外熱交換器検出装置9と、圧縮機吐出温度検出装置10と、第1のクランクケースヒータ11a,第2のクランクケースヒータ11bのそれぞれの通電を判断する第1ヒータ温度設定装置25a、第2ヒータ温度設定装置25bと、以上の信号をサンプリング時間毎に受けて圧縮機2、室内送風機12、室外送風機4等の運転を決定する判定装置26と、判定装置26の信号により、圧縮機2や第1のクランクケースヒータ11a,第2のクランクケースヒータ11bや室内送風機13、室外送風機4等を駆動する出力リレー回路27を有している。
【0016】
居住者が運転モード切替スイッチ19で冷房、除湿または暖房を選択し運転を開始すると、運転モード記憶装置24、室内吸い込み温度検出装置16、室内温度設定装置20の信号により出力リレー回路27が圧縮機2を駆動するが、図3において、圧縮機2が停止中の場合(S2のY)、圧縮機吐出温度検出装置10の検出Td(S3)が第1ヒータ温度設定装置25aに設定されている温度より低い場合は(ここでは例えばTd<20℃)(S4のY)第1のクランクケースヒータ11aを通電し(S6)、さらに圧縮機吐出温度検出装置10の検出Td(S3)が第2ヒータ温度設定装置25bに設定されている温度より低い場合は(ここでは例えばTd<0℃)(S5のY)第1のクランクケースヒータ11aと第2のクランクケースヒータ11bとを通電する(S6、S7)。そして、圧縮機2が運転を開始するとヒータの通電を解除する。
【0017】
以上の構成によれば、圧縮機停止中の圧縮機外郭温度が低い場合は通電するクランケースヒータの個数を増やし温度が高くなるにつれてヒータに通電する個数を減らすことにより、消費電力が低減できるとともに効果的に圧縮機内部に液冷媒が溜まることを防止でき、圧縮機の損傷を防止して信頼性を向上することができる。また、温度が高い場合はヒータに通電する個数を減らすことにより、圧縮機周辺に配置された電気部品等の温度上昇を抑制でき、信頼性と寿命が向上する。また、クランクケースヒータに必要な熱量が大きい場合、特別に大きな仕様を設定せずに標準仕様のものを複数使用することによって、高価格化することを抑制できる。
【0018】
なお、ここでは圧縮機外郭温度を圧縮機吐出温度で代用し、制御しているが、直接圧縮機外郭に温度検出装置を取り付けても良いし、圧縮機外郭温度ではなく、室外空気温度で判断しても同様の効果がある。
【0019】
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2にかかる空気調和装置の冷凍サイクル図は実施の形態1と同一なので説明は省略する。図4は実施の形態2における空気調和装置の制御ブロック図であり、図5は圧縮機のリレー回路図と圧縮機の外観模式図で、クランクケースヒータの通電の機能も示す図である。図6はクランクケース通電のフローチャートである。
【0020】
図4において、本発明の空気調和装置の制御装置18には、居住者が希望する運転モード切替スイッチ19(冷房、除湿または暖房)と室内温度設定スイッチ20と運転停止スイッチ21と風量設定スイッチ22と風向設定スイッチ23で構成されている運転設定装置17の信号を記憶する運転モード記憶装置24と、室内熱交換器温度検出装置15と室
内吸込み温度検出装置16と、室外熱交換器検出装置9と、圧縮機吐出温度検出装置10と、第2のクランクケースヒータ11bの通電を判断する第2ヒータ温度設定装置25bと、以上の信号をサンプリング時間毎に受けて圧縮機2、室内送風機12、室外送風機4等の運転を決定する判定装置26と、判定装置26の信号により、圧縮機2や第2のクランクケースヒータ11bや室内送風機13、室外送風機4等を駆動する出力リレー回路27を有している。図5に示すように第1のクランクケースヒータ11aは圧縮機2のリレー27aのB接点(圧縮機リレーA接点がオフのときB接点側オン)に接続されており、圧縮機2がオフすると第1のクランクケースヒータ11aに通電されるように構成されている。
【0021】
居住者が運転モード切替スイッチ19で冷房、除湿または暖房を選択し運転を開始すると、運転モード記憶装置24、室内吸い込み温度検出装置16、室内温度設定装置20の信号により出力リレー回路27が圧縮機2を駆動するが、図6において、圧縮機2が停止中の場合(S9のY)、第1のクランクケースヒータ11aに通電され(S10)、さらに圧縮機吐出温度検出装置10の検出Td(S11)が第2ヒータ温度設定装置25bに設定されている温度より低い場合は(ここでは例えばTd<0℃)(S12のY)第2のクランクケースヒータ11bも通電する(S13)。そして、圧縮機2が運転を開始するとヒータの通電を解除する。
【0022】
以上の構成によれば、圧縮機停止中の圧縮機外郭温度が低い場合は通電するクランケースヒータの個数を増やし温度が高くなるにつれてヒータに通電する個数を減らすことにより、消費電力が低減できるとともに効果的に圧縮機内部に液冷媒が溜まることを防止でき、圧縮機の損傷を防止して信頼性を向上することができる。また、温度が高い場合はヒータに通電する個数を減らすことにより、圧縮機周辺に配置された電気部品等の温度上昇を抑制でき、信頼性と寿命が向上する。
【0023】
また、クランケースヒータをひとつ圧縮機のリレーのB接点に接続することにより、
回路構成が単純になりコストダウンが図れ、かつ圧縮機温度センサー故障時でも圧縮機への通電が可能となり、圧縮機の損傷を防止して信頼性を向上することができる。
【0024】
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3にかかる空気調和装置の冷凍サイクル図は図1で、実施の形態1と同一なので説明は省略する。図4の制御ブロック図と、図6のフローチャートも同一である。図7は圧縮機のリレー回路図と圧縮機の外観模式図である。
【0025】
本発明の制御について図4を用いて説明する。図4において、本発明の空気調和装置の制御装置18には、居住者が希望する運転モード切替スイッチ19(冷房、除湿または暖房)と室内温度設定スイッチ20と運転停止スイッチ21と風量設定スイッチ22と風向設定スイッチ23で構成されている運転設定装置17の信号を記憶する運転モード記憶装置24と、室内熱交換器温度検出装置15と室内吸込み温度検出装置16と、室外熱交換器検出装置9と、圧縮機吐出温度検出装置10と、第2のクランクケースヒータ11bの通電を判断する第2ヒータ温度設定装置25bと、以上の信号をサンプリング時間毎に受けて圧縮機2、室内送風機12、室外送風機4等の運転を決定する判定装置26と、判定装置26の信号により、圧縮機2や第2のクランクケースヒータ11bや室内送風機13、室外送風機4等を駆動する出力リレー回路27を有している。図7に示すように、第1のクランクケースヒータ11aは圧縮機2のリレー27aのB接点に接続されており、圧縮機2がオフすると第1のクランクケースヒータ11aに通電されるように構成されている。
【0026】
圧縮機2には第1のクランクケースヒータ11a、第2のクランクケースヒータ11b
が取り付けられているが、圧縮機2にはアキュームレータ28があるために、ひとつはアキュームレータ28の上方につけざるをえなく、第1のクランクケースヒータ11aはアキュームレータ28の下方、第2のクランクケースヒータ11bはアキュームレータ28の上方に取り付けられている。
【0027】
居住者が運転モード切替スイッチ19で冷房、除湿または暖房を選択し運転を開始すると、運転モード記憶装置24、室内吸い込み温度検出装置16、室内温度設定装置20の信号により出力リレー回路27が圧縮機2を駆動するが、図6において、圧縮機2が停止中の場合(S9のY)、第1のクランクケースヒータ11aを通電し(S10)、さらに圧縮機吐出温度検出装置10の検出Td(S11)が第2ヒータ温度設定装置25bに設定されている温度より低い場合は(ここでは例えばTd<0℃)(S12のY)第2のクランクケースヒータ11bも通電する(S13)。そして、圧縮機2が運転を開始するとヒータの通電を解除する。
【0028】
以上の構成によれば、圧縮機停止中の圧縮機外郭温度が低い場合は通電するクランケースヒータの個数を増やし温度が高くなるにつれてヒータに通電する個数を減らすことにより、消費電力が低減できるとともに効果的に圧縮機内部に液冷媒が溜まることを防止でき、圧縮機の損傷を防止して信頼性を向上することができる。また、液冷媒は低温時圧縮機冷凍機油より下に溜まるので、常時通電側のクランケースヒータを下方に取り付けることで、より効果的に圧縮機内部に液冷媒が溜まることを防止できる。また、温度が高い場合はヒータに通電する個数を減らすことにより、圧縮機周辺に配置された電気部品等の温度上昇を抑制でき、信頼性と寿命が向上する。
【0029】
また、クランケースヒータをひとつ圧縮機のリレーのB接点に接続することにより、回路構成が単純になりコストダウンが図れ、かつ圧縮機温度センサー故障時でも圧縮機への通電が可能となり、圧縮機の損傷を防止して信頼性を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【0030】
以上のように本発明にかかる空気調和装置は、圧縮機へのヒータ通電量を制御し圧縮機内部への液冷媒の溜まりを防止しているので、多室型空気調和装置にも応用できる。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】本発明の空気調和装置の実施の形態1〜3における冷凍サイクル図
【図2】同実施の形態1における制御ブロック図
【図3】同実施の形態1におけるクランクケース通電のフローチャート
【図4】同実施の形態2、3における制御ブロック図
【図5】同実施の形態2における圧縮機外観模式図
【図6】同実施の形態2、3におけるクランクケース通電のフローチャート
【図7】同実施の形態3における圧縮機外観模式図
【符号の説明】
【0032】
1 室外機
2 圧縮機
3 室外熱交換器
4 室外送風機
5 冷媒液管
6 冷媒ガス管
7 四方弁
8 絞り装置
9 室外熱交換器温度検知装置
10 圧縮機吐出温度検知装置
11 室内機
12 室内送風機

【出願人】 【識別番号】000005821
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
【出願日】 平成18年6月21日(2006.6.21)
【代理人】 【識別番号】100097445
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄

【識別番号】100109667
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 浩樹

【識別番号】100109151
【弁理士】
【氏名又は名称】永野 大介


【公開番号】 特開2008−2727(P2008−2727A)
【公開日】 平成20年1月10日(2008.1.10)
【出願番号】 特願2006−171119(P2006−171119)