JPS5947214B2 - air conditioner - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、低外気温時の暖房能力を向上させる冷媒加熱
器を具備したヒートポンプ式冷凍サイクルからなる空気
調和機に関するもので、冷媒加熱した時の圧縮機自体の
温度および吐出圧力、吸入圧力さらに冷媒温度の異常な
上昇を防止することを目的の一つとするものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an air conditioner comprising a heat pump refrigeration cycle equipped with a refrigerant heater that improves heating capacity at low outside temperatures. One of the purposes is to prevent abnormal increases in discharge pressure, suction pressure, and refrigerant temperature.

従来より、冷媒加熱を行なって、暖房サイクルを形成す
る際、冷媒加熱器と室外熱交換器からの空気熱源利用を
併用する場合と個々に使い分ける場合があるが、冷媒加
熱を制御せずに併用しない場合は次のような欠点があっ
た。Conventionally, when refrigerant heating is performed to form a heating cycle, the refrigerant heater and the air heat source from the outdoor heat exchanger are sometimes used together or separately, but sometimes the refrigerant heating is used together without controlling it. If not, there would be the following disadvantages:

すなわち、冷媒加熱量が多すぎる場合は、圧縮機自体の
温度と吸入圧力、吐出圧力および冷媒温度が高くなり、
使用限界を越えてしまって危険な状態となり、また少な
すぎる場合は、圧縮機の吐出圧力、吸入圧力か下がり、
暖房能力が低下してしまう。In other words, if the amount of refrigerant heating is too large, the temperature of the compressor itself, suction pressure, discharge pressure, and refrigerant temperature will increase.
If the usage limit is exceeded, resulting in a dangerous situation, or if the pressure is too low, the compressor's discharge pressure and suction pressure will drop.
Heating capacity will decrease.

またこの吐出圧力、吸入圧力は、室内側負荷により変動
するため、使用限界を越えない範囲での最適冷媒加熱量
は負荷により変動させる必要がある。Furthermore, since the discharge pressure and suction pressure vary depending on the indoor load, the optimum refrigerant heating amount must be varied depending on the load within a range that does not exceed the usage limit.

次に、冷媒加熱器による冷媒加熱と室外熱交換器による
空気熱源利用を併用運転する際には、併用しない場合と
同様の問題かあるに加えて、外気温が上がると冷媒温度
、圧縮機の吐出圧力、吸入圧力か高くなり使用限界を越
えてしまい、前述と同様危険な状態となる。Next, when operating refrigerant heating using a refrigerant heater and using an air heat source using an outdoor heat exchanger, there are the same problems as when they are not used together. The discharge pressure and suction pressure become high and exceed the usage limit, resulting in the same dangerous situation as described above.

また外気温が低すぎると室外熱交換器内の冷媒温度か外
気温よりも高くなる場合があり、その際には、吸熱せず
逆に放熱してしまう。Furthermore, if the outside air temperature is too low, the temperature of the refrigerant in the outdoor heat exchanger may become higher than the outside air temperature, and in that case, heat is radiated rather than absorbed.

これにより暖房能力が低下し、冷凍サイクルの温度、圧
力も使用限界を越えてしまうことがある。This reduces the heating capacity and may cause the temperature and pressure of the refrigeration cycle to exceed their operating limits.

本発明は、上記の問題点を解決するために、外気温と前
記冷凍サイクル中の冷媒温度とにより、ボイラ内の二次
熱媒体の温度を制御して冷媒加熱量を制御するものであ
る。In order to solve the above problems, the present invention controls the temperature of the secondary heat medium in the boiler based on the outside air temperature and the refrigerant temperature in the refrigeration cycle, thereby controlling the amount of refrigerant heating.

以下、本発明をその一実施例を示す添付図面を参考に説
明する。Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings showing one embodiment thereof.

第１図において、１は室内ユニットで、室内熱交換器２
および室内ファン３を備えている。In Fig. 1, 1 is an indoor unit, and an indoor heat exchanger 2
and an indoor fan 3.

４は室外ユニットで、減圧器５、室外熱交換器６、四方
弁７、圧縮機８、冷媒加熱器９および室外ファン１０を
それぞれ備えている。Reference numeral 4 denotes an outdoor unit, which includes a pressure reducer 5, an outdoor heat exchanger 6, a four-way valve 7, a compressor 8, a refrigerant heater 9, and an outdoor fan 10, respectively.

ここで、前記冷媒加熱器９は、本実施例においてはタン
ク９ａ内に収納される二次熱媒体１１として水を使用し
、それに二次熱媒体１１を加熱する加熱装置１２として
電気ヒータを使用している。Here, in this embodiment, the refrigerant heater 9 uses water as the secondary heat medium 11 stored in the tank 9a, and uses an electric heater as the heating device 12 for heating the secondary heat medium 11. are doing.

また、温度検出器としては、外気温用サーミスタ１３と
前記冷凍サイクル中における圧縮機８の吸入温度用サー
ミスタ１４を設け、さらに二次熱媒体の温度を設定する
ための温度検出器としては、二次熱媒体用サーミスタ１
５を設け、これらの信号により制御回路１６が動作する
。Further, as temperature detectors, a thermistor 13 for outside temperature and a thermistor 14 for suction temperature of the compressor 8 in the refrigeration cycle are provided, and a temperature detector for setting the temperature of the secondary heat medium is provided. Next heat medium thermistor 1
5 are provided, and the control circuit 16 is operated by these signals.

なお図中矢印は送風方向を示している。Note that the arrow in the figure indicates the direction of air blowing.

次に、第２図により制御回路１６について説明する。Next, the control circuit 16 will be explained with reference to FIG.

図中、Ｒ，、Ｊ Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５ｔ Ｒ６はそ
れぞれ抵抗、Ｓｌ、Ｓ２は演算素子、ＲＹはヒータ入切
用の電磁開閉器、Ｔｒはトランジスタ、■は電源である
。In the figure, R, , J R2, R3, R4, R5t, and R6 are resistors, Sl and S2 are arithmetic elements, RY is an electromagnetic switch for turning on and off the heater, Tr is a transistor, and ■ is a power supply.

そして制御回路１６は、外気温用サーミスタ１３の検知
した外気温Ｔと二次熱媒体温度の仮の設定値Ｘの関係を
第３図に示すような関係に設定し、また、吸入温度用サ
ーミスタ１４の検知した吸入温度Ｚと二次熱媒体温度の
設定値に対する補正値Ｙとの関係を第４図に示すような
関係に設定している。Then, the control circuit 16 sets the relationship between the outside temperature T detected by the outside temperature thermistor 13 and the provisional set value X of the secondary heat medium temperature as shown in FIG. The relationship between the detected suction temperature Z and the correction value Y for the set value of the secondary heat medium temperature is set as shown in FIG.

次に、冷媒加熱器９による冷媒加熱と室外熱交換器６の
通常空気熱源利用の併用運転について説明する。Next, the combined operation of heating the refrigerant by the refrigerant heater 9 and using the normal air heat source of the outdoor heat exchanger 6 will be described.

第３図および第４図において、外気温度Ｔ１時では図中
の特性から二次熱媒体温度の仮の設定値Ｘか設定値Ｘｔ
と決まり、そして同時に吸入温度２１において設定値の
補正値ＹがＹｔと決まり、二次熱媒体温度の真の設定値
か（ｘｔ−Ｙｔ）として決定する。In Figs. 3 and 4, when the outside air temperature is T1, the secondary heat medium temperature is temporarily set at X or Xt based on the characteristics shown in the diagram.
At the same time, the correction value Y of the set value is determined to be Yt at the suction temperature 21, and the true set value of the secondary heat medium temperature is determined as (xt-Yt).

ここで、二次熱媒体１１の温度が決定した設定値（Ｘｔ
−Ｙｔ）よりも低い場合は、二次熱媒体１１を加熱する
加熱装置１２に通電し、二次熱媒体１１の温度を決定し
た設定値（Ｘｔ−Ｙｔ）になるまで上昇させる。Here, the set value (Xt
-Yt), the heating device 12 that heats the secondary heat medium 11 is energized to raise the temperature of the secondary heat medium 11 until it reaches the determined set value (Xt-Yt).

さらに、決定した設定値（Ｘｉ−Ｙｔ）になったところ
で加熱装置１２への通電をやめる。Further, when the determined set value (Xi-Yt) is reached, the power supply to the heating device 12 is stopped.

また、二次熱媒体用サーミスタ１５で検出された二次熱
媒体１１の温度が設定値（Ｘｔ−Ｙｔ）よりも高い場合
は、加熱装置１２へは通電されない。Further, when the temperature of the secondary heat medium 11 detected by the secondary heat medium thermistor 15 is higher than the set value (Xt-Yt), the heating device 12 is not energized.

したがって、外気温が下がる場合は室外熱交換器６から
の吸熱量が減るに反比例して冷媒加熱器９内の二次熱媒
体１１の温度があがり、冷媒加熱量は増してゆき暖房能
力は確保される。Therefore, when the outside temperature drops, the temperature of the secondary heat medium 11 in the refrigerant heater 9 increases in inverse proportion to the decrease in the amount of heat absorbed from the outdoor heat exchanger 6, and the amount of refrigerant heating increases, ensuring the heating capacity. be done.

また、冷媒加熱量が多すぎて吸入温度が上昇し、これに
起因して圧縮機８の吐出圧力、吸入圧力が異常に上昇し
、冷凍装置の故障をまねくような場合は、吸入温度用サ
ーミスタ１４より吸入温度の上昇を検知し、二次熱媒体
１１の設定温度を下げることになる。In addition, if the amount of refrigerant heating is too large and the suction temperature rises, and this causes the discharge pressure and suction pressure of the compressor 8 to rise abnormally, leading to a failure of the refrigeration system, check the suction temperature thermistor. 14, an increase in the suction temperature is detected, and the set temperature of the secondary heat medium 11 is lowered.

これによって、前記吐出圧力、吸入圧力の異常な上昇は
防止できる。Thereby, abnormal increases in the discharge pressure and suction pressure can be prevented.

また、冷凍サイクル内の冷媒温度を検知するサーミスタ
１４で圧縮機８の吐出温度を検知できるようにすれは、
圧縮機８にロータリ一式圧縮機を使用した場合、吐出温
度の上昇により、圧縮機８のコイル温度の見当をつける
ことができ、圧縮機８のコイル温度の使用範囲を越える
上昇をも防止できる。In addition, in order to be able to detect the discharge temperature of the compressor 8 with the thermistor 14 that detects the refrigerant temperature in the refrigeration cycle,
When a rotary unit compressor is used as the compressor 8, it is possible to estimate the coil temperature of the compressor 8 by increasing the discharge temperature, and it is also possible to prevent the coil temperature of the compressor 8 from rising beyond the usable range.

なお、上記実施例においては、冷媒加熱器９を圧縮機８
への吸入管路中に設けているが、これに限定されること
なく、冷凍サイクル中のいかなる位置に設けてもよい。Note that in the above embodiment, the refrigerant heater 9 is replaced by the compressor 8.
However, the present invention is not limited thereto, and the refrigeration cycle may be provided at any position within the refrigeration cycle.

また室外熱交換器６に並列に設け、冷媒加熱器９による
冷媒加熱運転時は室外熱交換器６に冷媒を流さないサイ
クルを構成しても良い。Alternatively, it may be provided in parallel with the outdoor heat exchanger 6 to form a cycle in which the refrigerant does not flow through the outdoor heat exchanger 6 during the refrigerant heating operation by the refrigerant heater 9.

以上のように、本発明の空気調和機は、冷凍サイクルの
一部に冷媒を加熱する冷媒加熱器を設け、この冷媒加熱
器を前記冷凍サイクルの一部に形成した熱交換部と、こ
の熱交換部と熱交換する二次熱媒体と、この二次熱媒体
を加熱する加熱装置とを有し、さらに外気温と前記冷凍
サイクル中の冷媒温度とを検出して前記二次熱媒体の温
度を設定し、その設定温度によって前記加熱装置の運転
を制御する制御装置を設けたもので、外気温負荷による
冷媒加熱量も最適な点を常時選べ、内気温負荷に対して
も、冷媒加熱量を調整でき、またそれに加えて前記冷凍
サイクルの冷媒もれ、あるいは前記冷凍サイクルの内部
への冷媒のたまりこみなどによって冷媒温度が上昇し、
圧縮機の使用限界以上に温度が上昇するという現象につ
いても防止でき、これらによって加熱装置による冷媒加
熱のしすぎがなくなり、圧縮機温度、冷媒の吐出圧力、
吸入圧力および冷媒温度が異常上昇することなく、冷凍
装置の故障が防止でき、さらに常に安定した適切な暖房
能力が得られ、さらに、加熱装置を不必要に加熱するこ
とがなくなるため、省エネルギー化がはかれる等、種々
の利点を有するものである。As described above, the air conditioner of the present invention includes a refrigerant heater that heats a refrigerant in a part of the refrigeration cycle, a heat exchange section in which the refrigerant heater is formed in a part of the refrigeration cycle, and a heat exchanger that heats the refrigerant. It has a secondary heat medium that exchanges heat with the exchange part, and a heating device that heats the secondary heat medium, and further detects the outside air temperature and the refrigerant temperature in the refrigeration cycle to adjust the temperature of the secondary heat medium. The device is equipped with a control device that controls the operation of the heating device according to the set temperature, and the optimal point for the refrigerant heating amount depending on the outside temperature load can be always selected, and the refrigerant heating amount can be adjusted even against the inside temperature load. In addition, the refrigerant temperature increases due to refrigerant leakage from the refrigeration cycle or accumulation of refrigerant inside the refrigeration cycle,
It also prevents the phenomenon of the temperature rising above the operating limit of the compressor, which prevents the heating device from overheating the refrigerant, and reduces the compressor temperature, refrigerant discharge pressure,
The suction pressure and refrigerant temperature do not rise abnormally, preventing the refrigeration system from malfunctioning, providing stable and appropriate heating capacity at all times, and saving energy by eliminating unnecessary heating of the heating system. It has various advantages such as being able to be measured.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の一実施例における空気調和機の冷凍サ
イクル図、第２図は同空気調和機における加熱装置の電
気制御回路図、第３図は制御回路における外気温と二次
熱媒体の仮の設定温度との関係特性図、第４図は同制御
回路における圧縮機の吸入温度と二次熱媒体の補正値と
の関係特性図である。 ２・・・・・・室内熱交換器、６・・・・・・室外熱交
換器、８・・・・・・圧縮機、９・・・・・・冷媒加熱
器、１１・・・・・・二次熱媒体、１２・・・・・・加
熱装置、１３・・・・・・外気温用サーミスタ、１４・
・・・・・圧縮機吸入温度用サーミスタ、１５・・・・
・・二次熱媒体用サーミスタ。Fig. 1 is a refrigeration cycle diagram of an air conditioner according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an electric control circuit diagram of a heating device in the air conditioner, and Fig. 3 is an outside temperature and secondary heat medium in the control circuit. FIG. 4 is a characteristic diagram of the relationship between the compressor suction temperature and the correction value of the secondary heat medium in the same control circuit. 2... Indoor heat exchanger, 6... Outdoor heat exchanger, 8... Compressor, 9... Refrigerant heater, 11... ...Secondary heat medium, 12...Heating device, 13...Outside temperature thermistor, 14...
...Compressor suction temperature thermistor, 15...
...Thermistor for secondary heat medium.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １ 冷凍サイクルの一部に冷媒を加熱する冷媒加熱器を
設け、この冷媒加熱器を前記冷凍サイクルの一部に形成
した熱交換部と、この熱交換部と熱交換する二次熱媒体
と、この二次熱媒体を加熱する加熱装置とより構成し、
さらに外気温検知手段と前記冷凍サイクルの中の冷媒温
度検知手段を用いて外気温と冷媒温度を検知しこの２つ
の温度から二次熱媒体温度設定手段により前記二次熱媒
体の温度を設定し該設定温度と二次熱媒体温度検知手段
により検知した二次熱媒体温度を比較し加熱装置を制御
する手段とから構成されている空気調和機。1. A refrigerant heater that heats a refrigerant is provided in a part of the refrigeration cycle, a heat exchange section in which the refrigerant heater is formed as a part of the refrigeration cycle, and a secondary heat medium that exchanges heat with the heat exchange section; Consisting of a heating device that heats this secondary heat medium,
Further, the outside air temperature and the refrigerant temperature are detected using an outside air temperature sensing means and a refrigerant temperature sensing means in the refrigeration cycle, and the temperature of the secondary heating medium is set from these two temperatures by the secondary heating medium temperature setting means. An air conditioner comprising means for controlling the heating device by comparing the set temperature and the secondary heat medium temperature detected by the secondary heat medium temperature detection means.