JP2007255736A - Refrigerant heating apparatus and heating control method - Google Patents
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Abstract
【課題】制御性を向上するとともに消費電力を削減することができる冷媒加熱装置およびその加熱制御方法を提供する。
【解決手段】冷媒加熱装置4は、ヒータ12と、制御部17とを備えている。ヒータ12は、冷媒を加熱する。冷媒は、圧縮機22を含む冷媒回路10の内部を流れる。制御部17は、ヒータ12の運転を制御する。制御部17は、圧縮機22の運転開始のタイミングに基づいて、IHヒータ12の加熱を開始するようにIHヒータ12を制御する。
【選択図】図2The present invention provides a refrigerant heating apparatus and a heating control method thereof capable of improving controllability and reducing power consumption.
A refrigerant heating device includes a heater and a control unit. The heater 12 heats the refrigerant. The refrigerant flows in the refrigerant circuit 10 including the compressor 22. The control unit 17 controls the operation of the heater 12. The control unit 17 controls the IH heater 12 to start heating the IH heater 12 based on the operation start timing of the compressor 22.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、冷媒回路を流れる冷媒を加熱するための冷媒加熱装置およびその加熱制御方法に関する。 The present invention relates to a refrigerant heating device for heating a refrigerant flowing in a refrigerant circuit and a heating control method thereof.
空気調和機の冷媒回路を流れる液冷媒を加熱して暖房能力や除霜能力を向上させるために、特許文献1に記載されるように、誘導加熱ヒータを用いた冷媒加熱装置がある。この冷媒加熱装置は、空気調和機の室外機と室内機との間に設置されている。室外機は、室外熱交換器と、膨張弁と、圧縮機と、四路切換弁とを有している。室内機は、室内熱交換器を有している。デフロスト運転時には、室内機の室内熱交換器を通過した冷媒は、冷媒加熱装置の誘導加熱ヒータによって加熱されたのち、室外機の膨張弁で膨張されて室外熱交換器に流入される。
しかし、特許文献1に記載された冷媒加熱装置は、外気温度または室外熱交換器内部における冷媒温度などの温度情報に基づいて、ヒータをON・OFF制御しているにすぎない。したがって、従来の冷媒加熱装置は、暖房運転やデフロスト運転において圧縮機の起動時に冷媒を早期に加熱する必要が有る場合でも、冷媒の加熱が遅れる傾向にあるので、制御性の向上が困難であり、それとともに効率的な冷媒の加熱が困難であるので消費電力の点にも問題がある。 However, the refrigerant heating device described in Patent Document 1 merely controls the heater ON / OFF based on temperature information such as the outside air temperature or the refrigerant temperature inside the outdoor heat exchanger. Therefore, in the conventional refrigerant heating device, even when it is necessary to heat the refrigerant early at the time of starting the compressor in the heating operation or the defrost operation, the heating of the refrigerant tends to be delayed, so it is difficult to improve the controllability. At the same time, since it is difficult to efficiently heat the refrigerant, there is a problem in terms of power consumption.
本発明の課題は、制御性を向上するとともに消費電力を削減することができる冷媒加熱装置およびその加熱制御方法を提供することにある。 The subject of this invention is providing the refrigerant | coolant heating apparatus which can improve controllability, and can reduce power consumption, and its heating control method.
第1発明の冷媒加熱装置は、ヒータと、制御部とを備えている。ヒータは、冷媒を加熱する。冷媒は、冷媒回路の内部を流れる。冷媒回路は、圧縮機を含む。制御部は、ヒータの運転を制御する。制御部は、圧縮機の運転開始のタイミングに基づいて、ヒータの加熱を開始するようにヒータを制御する。
ここでは、制御部が圧縮機の運転開始のタイミングに基づいてヒータの加熱を開始するようにヒータを制御するので、制御性の向上および消費電力の削減が可能である。
The refrigerant heating device of the first invention includes a heater and a control unit. The heater heats the refrigerant. The refrigerant flows inside the refrigerant circuit. The refrigerant circuit includes a compressor. The control unit controls the operation of the heater. The control unit controls the heater so as to start heating the heater based on the operation start timing of the compressor.
Here, the control unit controls the heater so as to start heating the heater based on the operation start timing of the compressor, so that controllability can be improved and power consumption can be reduced.
第2発明の冷媒加熱装置は、第1発明の冷媒加熱装置であって、制御部は、圧縮機の運転開始と同時に、ヒータの加熱を開始するようにヒータを制御する。
ここでは、制御部が圧縮機の運転開始と同時にヒータの加熱を開始するようにヒータを制御するので、冷媒を早期に加熱することが可能である。
The refrigerant heating device of the second invention is the refrigerant heating device of the first invention, and the control unit controls the heater so that heating of the heater is started simultaneously with the start of operation of the compressor.
Here, since the control unit controls the heater so as to start heating the heater simultaneously with the start of operation of the compressor, the refrigerant can be heated early.
第3発明の冷媒加熱装置は、第1発明の冷媒加熱装置であって、制御部は、圧縮機の運転開始から所定時間経過後に、ヒータの加熱を開始するようにヒータを制御する。
ここでは、制御部が圧縮機の運転開始から所定時間経過後にヒータの加熱を開始するようにヒータを制御するので、冷媒回路内部における冷媒の循環がある程度行われたのちに、ヒータの加熱を開始することによって、より効果的に冷媒を加熱することが可能である。
The refrigerant heating device of the third invention is the refrigerant heating device of the first invention, and the control unit controls the heater so that heating of the heater is started after a predetermined time has elapsed from the start of operation of the compressor.
Here, the control unit controls the heater so that heating of the heater is started after a lapse of a predetermined time from the start of operation of the compressor. Therefore, heating of the heater is started after the refrigerant is circulated to some extent in the refrigerant circuit. By doing so, it is possible to heat the refrigerant more effectively.
第4発明の冷媒加熱装置は、第1発明から第3発明のいずれかの冷媒加熱装置であって、制御部は、冷媒の温度が所定の温度よりも低い場合に、圧縮機の運転開始のタイミングに基づいて、ヒータの加熱を開始するようにヒータを制御する。
ここでは、制御部が冷媒の温度が所定の温度よりも低い場合に圧縮機の運転開始のタイミングに基づいてヒータの加熱を開始するようにヒータを制御するので、制御性がさらに向上するとともに消費電力もさらに削減することが可能である。
A refrigerant heating device according to a fourth aspect of the present invention is the refrigerant heating device according to any one of the first to third aspects, wherein the control unit starts operating the compressor when the temperature of the refrigerant is lower than a predetermined temperature. Based on the timing, the heater is controlled to start heating the heater.
Here, the control unit controls the heater to start heating the heater based on the start timing of the compressor operation when the temperature of the refrigerant is lower than a predetermined temperature. Electric power can be further reduced.
第5発明の冷媒加熱装置は、第4発明の冷媒加熱装置であって、冷媒回路は、蒸発器を有している。制御部は、蒸発器における冷媒の蒸発温度が所定の温度よりも低い場合に、圧縮機の運転開始のタイミングに基づいて、ヒータの加熱を開始するようにヒータを制御する。
ここでは、制御部が蒸発器における冷媒の蒸発温度が所定の温度よりも低い場合に圧縮機の運転開始のタイミングに基づいてヒータの加熱を開始するようにヒータを制御することにより、冷媒回路のうち冷媒温度が低下する場所における冷媒温度に基づいてヒータの加熱開始を制御するので、制御性がさらに向上するとともに消費電力もさらに削減することが可能である。
A refrigerant heating device according to a fifth invention is the refrigerant heating device according to the fourth invention, wherein the refrigerant circuit has an evaporator. The control unit controls the heater to start heating the heater based on the timing of starting the operation of the compressor when the evaporation temperature of the refrigerant in the evaporator is lower than a predetermined temperature.
Here, the control unit controls the heater so as to start heating the heater based on the timing of starting the operation of the compressor when the evaporation temperature of the refrigerant in the evaporator is lower than a predetermined temperature. Among them, since the heating start of the heater is controlled based on the refrigerant temperature at the place where the refrigerant temperature is lowered, it is possible to further improve the controllability and further reduce the power consumption.
第6発明の冷媒加熱装置は、第4発明の冷媒加熱装置であって、冷媒回路は、蒸発器を有している。制御部は、蒸発器の出口付近における冷媒の温度が所定の温度よりも低い場合に、圧縮機の運転開始のタイミングに基づいて、ヒータの加熱を開始するようにヒータを制御する。
ここでは、制御部が蒸発器の出口付近における冷媒の温度が所定の温度よりも低い場合に圧縮機の運転開始のタイミングに基づいてヒータの加熱を開始するようにヒータを制御することにより、冷媒回路のうち冷媒温度が低下する場所で最も低い冷媒温度に基づいてヒータの加熱開始を制御するので、制御性がさらに向上するとともに消費電力もさらに削減することが可能である。
The refrigerant heating device of the sixth invention is the refrigerant heating device of the fourth invention, wherein the refrigerant circuit has an evaporator. The control unit controls the heater to start heating the heater based on the timing of starting the operation of the compressor when the temperature of the refrigerant in the vicinity of the outlet of the evaporator is lower than a predetermined temperature.
Here, the control unit controls the heater to start heating the heater based on the timing of starting the operation of the compressor when the temperature of the refrigerant in the vicinity of the outlet of the evaporator is lower than a predetermined temperature. Since the heating start of the heater is controlled based on the lowest refrigerant temperature in the circuit where the refrigerant temperature is lowered, it is possible to further improve controllability and further reduce power consumption.
第7発明の冷媒加熱装置は、第1発明から第3発明のいずれかの冷媒加熱装置であって、制御部は、外気温度が所定の温度以上である場合に、ヒータの加熱開始を回避する。
ここでは、制御部が外気温度が所定の温度以上である場合にヒータの加熱開始を回避するので、制御性のさらなる向上および消費電力のさらなる削減が可能である。
第8発明の冷媒加熱装置は、第1発明から第3発明のいずれかの冷媒加熱装置であって、制御部は、圧縮機の起動時からの運転周波数の変化に対応してヒータの加熱容量を変化させる。
ここでは、制御部が圧縮機の起動時からの運転周波数の変化に対応してヒータの加熱容量を変化させるので、冷媒の過熱防止が可能である。
A refrigerant heating device according to a seventh aspect is the refrigerant heating device according to any one of the first through third aspects, wherein the control unit avoids starting the heating of the heater when the outside air temperature is equal to or higher than a predetermined temperature. .
Here, since the control unit avoids the start of heating of the heater when the outside air temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, it is possible to further improve controllability and further reduce power consumption.
The refrigerant heating device according to an eighth aspect of the present invention is the refrigerant heating device according to any one of the first through third aspects, wherein the controller is configured to adjust the heating capacity of the heater in response to a change in the operating frequency from the start of the compressor. To change.
Here, since the control unit changes the heating capacity of the heater in response to a change in the operating frequency from when the compressor is started, it is possible to prevent overheating of the refrigerant.
第9発明の冷媒加熱装置は、第1発明から第3発明のいずれかの冷媒加熱装置であって、制御部は、圧縮機の起動時から所定時間ごとに、ヒータの加熱容量を段階的に大きくするようにヒータを制御する。
ここでは、制御部が圧縮機の起動時から所定時間ごとにヒータの加熱容量を段階的に大きくするようにヒータを制御するので、冷媒の過熱防止が可能である。
A refrigerant heating apparatus according to a ninth aspect is the refrigerant heating apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the control unit increases the heating capacity of the heater step by step every predetermined time from the start of the compressor. The heater is controlled to increase.
Here, since the control unit controls the heater so that the heating capacity of the heater is increased stepwise every predetermined time from the start of the compressor, it is possible to prevent overheating of the refrigerant.
第10発明の冷媒加熱装置は、第1発明から第3発明のいずれかの冷媒加熱装置であって、制御部は、圧縮機の起動時から所定時間ごとの前記冷媒の温度に基づいて、ヒータの加熱容量を変化させる。
ここでは、制御部が圧縮機の起動時から所定時間ごとの前記冷媒の温度に基づいてヒータの加熱容量を変化させるので、冷媒の過熱防止が可能である。
A refrigerant heating device according to a tenth aspect of the present invention is the refrigerant heating device according to any one of the first to third aspects, wherein the controller is configured to heat the heater based on the temperature of the refrigerant every predetermined time from the start of the compressor. Change the heating capacity.
Here, since the control unit changes the heating capacity of the heater based on the temperature of the refrigerant every predetermined time from the start of the compressor, it is possible to prevent overheating of the refrigerant.
第11発明の冷媒加熱装置は、第1発明から第3発明のいずれかの冷媒加熱装置であって、制御部は、圧縮機の起動時から所定時間ごとの冷媒の温度の変化量に基づいて、ヒータの加熱容量を変化させる。
ここでは、制御部が圧縮機の起動時から所定時間ごとの冷媒の温度の変化量に基づいてヒータの加熱容量を変化させるので、冷媒の過熱防止が可能である。
The refrigerant heating device according to an eleventh aspect of the present invention is the refrigerant heating device according to any one of the first through third aspects, wherein the control unit is based on a change in the temperature of the refrigerant every predetermined time from the start of the compressor. The heating capacity of the heater is changed.
Here, since the control unit changes the heating capacity of the heater based on the amount of change in the temperature of the refrigerant every predetermined time from the start of the compressor, it is possible to prevent the refrigerant from overheating.
第12発明の冷媒加熱装置は、第1発明から第3発明のいずれかの冷媒加熱装置であって、制御部は、圧縮機の運転周波数および前記冷媒の温度に基づいて、ヒータの加熱容量を変化させる。
ここでは、制御部が圧縮機の運転周波数および前記冷媒の温度に基づいてヒータの加熱容量を変化させるので、冷媒の過熱防止が可能である。
A refrigerant heating apparatus according to a twelfth aspect of the present invention is the refrigerant heating apparatus according to any one of the first to third aspects of the present invention, wherein the control unit determines the heating capacity of the heater based on the operating frequency of the compressor and the temperature of the refrigerant. Change.
Here, since the control unit changes the heating capacity of the heater based on the operating frequency of the compressor and the temperature of the refrigerant, it is possible to prevent overheating of the refrigerant.
第13発明の冷媒加熱装置は、第1発明の冷媒加熱装置であって、ヒータは、誘導加熱ヒータである。
ここでは、ヒータが誘導加熱ヒータであるので、冷媒を迅速に加熱することが可能である。
A refrigerant heating apparatus according to a thirteenth aspect is the refrigerant heating apparatus according to the first aspect, wherein the heater is an induction heater.
Here, since the heater is an induction heater, the refrigerant can be rapidly heated.
第14発明の冷媒加熱装置の加熱制御方法は、圧縮機を含む冷媒回路の内部を流れる冷媒を加熱するヒータを、圧縮機の運転開始のタイミングに基づいて、ヒータの加熱を開始するように制御する。
ここでは、圧縮機の運転開始のタイミングに基づいてヒータの加熱を開始するように制御するので、制御性の向上および消費電力の削減が可能である。
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a heating control method for a refrigerant heating device, wherein a heater that heats a refrigerant flowing inside a refrigerant circuit including a compressor is controlled so as to start heating the heater based on a start timing of the compressor. To do.
Here, since control is performed so that heating of the heater is started based on the timing of starting operation of the compressor, controllability can be improved and power consumption can be reduced.
第1発明によれば、制御性の向上および消費電力の削減をすることができる。
第2発明によれば、冷媒を早期に加熱することができる。
第3発明によれば、冷媒回路内部における冷媒の循環がある程度行われたのちに、ヒータの加熱を開始することによって、より効果的に冷媒を加熱することができる。
第4発明によれば、制御性をさらに向上することができ、かつ、消費電力をさらに削減することができる。
According to the first invention, it is possible to improve controllability and reduce power consumption.
According to the second invention, the refrigerant can be heated early.
According to the third aspect of the invention, the refrigerant can be heated more effectively by starting the heating of the heater after the refrigerant is circulated to some extent in the refrigerant circuit.
According to the fourth invention, the controllability can be further improved and the power consumption can be further reduced.
第5発明によれば、冷媒回路のうち冷媒温度が低下する場所における冷媒温度に基づいてヒータの加熱開始を制御するので、制御性をさらに向上することができ、かつ、消費電力をさらに削減することができる。
第6発明によれば、冷媒回路のうち冷媒温度が低下する場所で最も低い冷媒温度に基づいてヒータの加熱開始を制御するので、制御性がさらに向上するとともに消費電力もさらに削減することができる。
According to the fifth aspect, since the heating start of the heater is controlled based on the refrigerant temperature in the refrigerant circuit where the refrigerant temperature is lowered, the controllability can be further improved and the power consumption can be further reduced. be able to.
According to the sixth invention, since the heating start of the heater is controlled based on the lowest refrigerant temperature in the refrigerant circuit where the refrigerant temperature is lowered, the controllability can be further improved and the power consumption can be further reduced. .
第7発明によれば、制御性をさらに向上することができ、かつ、消費電力をさらに削減することができる。
第8発明によれば、冷媒の過熱を防止することができる。
第9発明によれば、冷媒の過熱を防止することができる。
第10発明によれば、冷媒の過熱を防止することができる。
According to the seventh aspect, controllability can be further improved, and power consumption can be further reduced.
According to the eighth aspect, overheating of the refrigerant can be prevented.
According to the ninth aspect, overheating of the refrigerant can be prevented.
According to the tenth aspect, overheating of the refrigerant can be prevented.
第11発明によれば、冷媒の過熱を防止することができる。
第12発明によれば、冷媒の過熱を防止することができる。
第13発明によれば、冷媒を迅速に加熱することができる。
第14発明によれば、制御性の向上および消費電力の削減をすることができる。
According to the eleventh aspect, overheating of the refrigerant can be prevented.
According to the twelfth aspect, the refrigerant can be prevented from overheating.
According to the thirteenth aspect, the refrigerant can be rapidly heated.
According to the fourteenth aspect, controllability can be improved and power consumption can be reduced.
〔実施形態〕
図1および図2に示されるように、空気調和機1は、室外機2と、室内機3と、冷媒加熱装置4とを備えている。室外機2は、冷媒配管5および冷媒配管6を介して、室内空間Rの内部に設置された冷媒加熱装置4および室内機3に接続されている。図2に示されるように、冷媒配管5には、液体状態の冷媒が流れ、冷媒配管6には、ガス状態の冷媒が流れる。冷媒回路10は、冷媒配管5および6と、室外機2(具体的には、電磁膨張弁26、室外熱交換器23、圧縮機22および四路切換弁25)と、室内機3(具体的には、室内熱交換器27)と、冷媒加熱装置4(具体的には、第1接続管11、IHヒータ12および第2接続管16)とから構成される。図2には、暖房運転時の状態の冷媒回路10が示されている。暖房運転の動作については、後段で詳述する。
Embodiment
As shown in FIGS. 1 and 2, the air conditioner 1 includes an
<冷媒加熱装置4の構成>
冷媒加熱装置4は、図2および図3に示されるように、第1接続管11と、IHヒータ12と、第2接続管16と、制御部17と、交流電源18と、スイッチ19と、4個の接続部20a、20b、20c、20dと、を備えている。
第1接続管11は、冷媒回路10の途中に接続されている。具体的には、第1接続管11は、室外熱交換器23と室内熱交換器27との間の液冷媒が流れる冷媒配管5における室外熱交換器23よりも室内熱交換器27に近い位置に接続されている。
<Configuration of
As shown in FIGS. 2 and 3, the
The first connecting
IHヒータ12は、第1接続管11の内部を流れる冷媒を加熱するヒータである。IHヒータ12は、コイル12aと、筒状部材12bとを有している。コイル12aは、断熱材からなる筒状部材12bの外表面に巻き付いて配置されている。IHヒータ12は、誘導加熱を利用して、第1接続管11の内部の鉄心(図示せず)を加熱し、それにより、第1接続管11の内部を流れる冷媒を加熱する。IHヒータ12は、冷媒を迅速に加熱することができ、暖房能力および除霜能力を向上させることができる。
The
交流電源18は、IHヒータ12のための交流電源であり、インバータ制御を行ういわゆるインバータ電源である。
第2接続管16は、室内熱交換器27における第1接続管11が接続されている冷媒配管5(液状態の冷媒側)と反対側の冷媒配管6(ガス状態の冷媒側)に接続されている。
第1接続部20aおよび第2接続部20bは、第1接続管11の両端に設けられ、第1接続管11と冷媒配管5とを接続する。第3接続部20cおよび第4接続部20dは、第2接続管16の両端に設けられ、第2接続管16と冷媒配管6とを接続する。第1〜第4接続部20a〜20dは、たとえば、冷媒配管5または6の端部に形成された雄ねじ部とフレアナットとの組み合わせなどからなる。
The
The
The
<制御部17の構成>
制御部17は、IHヒータ12の運転を制御する。IHヒータ12の運転制御は、交流電源18からの電力供給の制御、およびスイッチ19のON/OFF制御によって、行われる。
制御部17は、圧縮機22の運転開始と同時に、IHヒータ12の加熱を開始するようにIHヒータ12を制御する。これによって、制御性の向上および消費電力の削減が可能である。圧縮機22の運転開始に関する運転開始告知信号Sstは、室外機2の制御部29を介して、制御部17へ送信される。
<Configuration of
The
The
また、制御部17は、室外熱交換器23における冷媒の蒸発温度Tevが所定温度Tev1以上の場合には、IHヒータ12の加熱開始を回避する。これによって、制御性がさらに向上し、かつ、消費電力がさらに削減される。蒸発温度Tevに関する情報は、室外機2の制御部29を介して、制御部17へ送信される。蒸発温度Tevは、室外機2の冷媒温度センサ31によって測定され、制御部29に送られる。所定温度Tev1は、10℃程度に設定されている。
Further, the
また、制御部17は、外気温度Toutが所定温度Tout1以上である場合に、IHヒータ12の加熱開始を回避する制御を行う。これによって、制御性がさらに向上し、かつ、消費電力がさらに削減される。外気温度Toutに関する情報は、室外機2の制御部29を介して、制御部17へ送信される。外気温度Toutは、室外機2の外気温度センサ30によって測定され、制御部29に送られる。所定温度Tout1は、10℃程度に設定されている。
The
また、制御部17は、圧縮機22の起動時からの運転周波数fの変化に対応してIHヒータ12の加熱容量を変化させるので、冷媒の過熱を防止することが可能である。圧縮機22の運転周波数fに関する情報は、室外機2の制御部29を介して、制御部17へ送信される。
また、制御部17は、IHヒータ12が始動してから所定時間t1経過後にIHヒータ12を停止させる。所定時間t1のカウントは、制御部17によって行われる。
Moreover, since the
Further, the
<室外機2の構成>
室外機2は、図2に示されるように、冷媒を圧縮する圧縮機22と、冷媒と室外空気との間の熱交換を行う室外熱交換器23と、室外熱交換器23を通過する空気流れを発生する室外ファン24と、冷媒の循環方向を反転させる四路切換弁25と、電磁膨張弁26と、制御部29と、室外温度Toutを測定する室外温度センサ30と、室外熱交換器23の内部における冷媒の蒸発温度Tev(すなわち、暖房運転時およびデフロスト運転時における冷媒の蒸発温度Tev)および冷媒の凝縮温度(すなわち、冷房運転時における冷媒の凝縮温度)を測定することが可能な冷媒温度センサ31とを備えている。室外機2は、四路切換弁25を切り換えることによって、冷媒回路10の内部における冷媒の流れを反転させることができる。
<Configuration of
As shown in FIG. 2, the
制御部29は、圧縮機22、室外熱交換器23、室外ファン24、四路切換弁25、および電磁膨張弁26を制御する。
また、制御部29は、圧縮機22の運転開始を告知するための運転開始告知信号Sstおよび圧縮機22の運転周波数fについての情報を冷媒加熱装置4の制御部17へ送信する。
さらに、制御部29は、室外温度センサ30で測定された室外温度Toutおよび冷媒温度センサ31で測定された蒸発温度Tevについての情報を一旦受け取った後に、冷媒加熱装置4の制御部17へ送信する。
The
Further, the
Further, the
<室内機3の構成>
室内機3は、図2に示されるように、室内熱交換器27と、室内熱交換器27を通過する空気流れを発生させるクロスフローファン28と、制御部32と、室内温度Tinを測定する室内温度センサ33と、リモコン(図示せず)から送信されるパワフル要求信号Sp等の各種信号を受信するリモコン受信部34とを有している。
<Configuration of indoor unit 3>
As the indoor unit 3 is shown in FIG. 2, the measurement and the
室内熱交換器27は、室外機2の四路切換弁25によって冷媒回路10の内部の冷媒の流れる方向を反転させることによって、冷媒の凝縮および蒸発の両方を行うことが可能である。これにより、室内熱交換器27は、冷媒配管5、6を通して室外機2から供給される冷媒と室内空気との間で熱交換を行うことにより、暖房および冷房を行うことが可能である。
制御部32は、室内機3の内部の室内熱交換器27およびクロスフローファン28等を制御する。
また、制御部32は、室内温度Tinについての情報およびパワフル要求信号Spを一旦受け取った後に、冷媒加熱装置4の制御部17へ送信する。
The
The
The
<冷媒加熱装置4の加熱制御方法>
以上のように構成された空気調和機1が暖房運転時ならびにデフロスト運転(以下の<空気調和機1の逆サイクルデフロスト運転>および<空気調和機1の正サイクルデフロスト運転>参照)のときには、冷媒加熱装置4は、以下のようにしてIHヒータ12の加熱容量の制御が行われる。
<Heating control method of
When the air conditioner 1 configured as described above is in the heating operation and in the defrost operation (refer to <reverse cycle defrost operation of the air conditioner 1> and <forward cycle defrost operation of the air conditioner 1> below), the refrigerant The
以下、図4に示されるフローチャート、ならびに図5(a)および(b)に示される運転周波数およびヒータ容量の時間変化のグラフを参照しながら、冷媒加熱装置4の加熱制御方法の手順を説明する。
空気調和機1の起動時には、冷媒加熱装置4の制御部17は、まず、ステップS1において、室内機3の制御部29からの情報に基づいて蒸発温度Tevが所定温度Tev1(10℃程度)未満か判別する。蒸発温度TevがTev1未満の場合には、ステップS2へ進み、そうでない場合にはIHヒータ12の加熱開始を回避するためにステップS1へ戻る。
Hereinafter, the procedure of the heating control method of the
When the air conditioner 1 is started, the
ついで、ステップS2において、制御部17は、室外機2の制御部29からの情報に基づいて外気温度Toutが所定温度Tout1(10℃程度)以上か判別する。外気温度ToutがTout1以上の場合には、IHヒータ12の加熱開始を回避するためにステップS1へ戻り、そうでない場合にはステップS3へ進む。
ついで、ステップS3において、制御部17は、室外機2の制御部29からの情報に基づいて室外機2の圧縮機22の運転が開始したか否か判別する。運転開始したと判別した場合は、ステップS4に進み、圧縮機22の起動と同時にIHヒータ12の加熱を開始する。そうでない場合にはIHヒータ12の加熱開始を回避するためにステップS1へ戻る。
Next, in step S2, the
Next, in step S <b> 3, the
ついで、ステップS4において、制御部17はIHヒータ12の加熱を開始させ、冷媒回路10に接続された第1接続管11の内部を流れる冷媒を加熱する。
ついで、ステップS5において、制御部17は、室外機2の制御部29からの情報に基づいて圧縮機22の運転周波数fが所定の増加分R1以上増加したか否か判別する。所定の増加分R1以上増加した場合には、ステップS6において、IHヒータ12の加熱容量を所定の加熱容量だけ増加させる。そうでない場合には、ステップS6を飛び越えて(スキップして)ステップS7に進む。
Next, in step S <b> 4, the
Next, in step S5, the
ステップ5〜6と同様に、ついで、ステップS7において、制御部17は、室外機2の制御部29からの情報に基づいて圧縮機22の運転周波数fが所定の減少分R2以上減少したか否か判別する。所定の減少分R2以上減少した場合には、ステップS8において、IHヒータ12の加熱容量を所定の加熱容量だけ減少させる。そうでない場合には、ステップS8を飛び越えてステップS9に進む。
As in
ついで、ステップS9において、制御部17は、IHヒータ12の加熱開始から所定の時間t1が経過したか否か判別する。時間t1が経過した場合には、ステップS10へ進み、そうでない場合にはステップS5へ戻って、ステップS5〜S9の間を繰り返して、IHヒータ12の加熱を続行させる。
最後に、ステップS10において、制御部17は、IHヒータ12の加熱を停止し、再び、ステップS1へ戻る。
Next, in step S <b> 9, the
Finally, in step S10, the
<空気調和機1の暖房運転>
暖房運転時は、四路切換弁25が図2において実線で示す状態に保持され、冷媒は、図2に示される冷媒回路10を反時計回りに循環する。まず、圧縮機22によってガス冷媒を圧縮してから高温高圧の状態にする。
このとき、冷媒の蒸発温度Tevおよび外気温度Toutがそれぞれ所定温度(例えば、Tev1、Tout1=10℃)以下である場合には、図4および図5に示されるように、圧縮機22の起動と同時に、IHヒータ12の加熱が開始される。また、パワフル運転時、すなわち、室内のリモコン(図示せず)からパワフル要求信号Spが室内機3の制御部32を介して冷媒加熱装置4の制御部17へ送られたときも、IHヒータ12の加熱が開始される。
<Heating operation of the air conditioner 1>
During the heating operation, the four-
At this time, when the evaporation temperature T ev and the outside air temperature T out of the refrigerant are respectively equal to or lower than predetermined temperatures (for example, T ev 1, T out 1 = 10 ° C.), as shown in FIG. 4 and FIG. Simultaneously with the start of the
ついで、高温高圧のガス冷媒は、四路切換弁25、第2接続管16および冷媒配管6を介して、室内機3の室内熱交換器27に流入し、室内空気と熱交換して凝縮・液化する。このとき、冷媒の凝縮によって加熱された室内空気は、クロスフローファン28によって室内空間Rへと吹き出され、室内空間Rを暖房する。
ついで、室内熱交換器27において液化した冷媒は、冷媒配管5を通って冷媒加熱装置4の第1接続管11へ流入し、IHヒータ12によって加熱される。IHヒータ12によって加熱された冷媒は、室外機2の電磁膨張弁26を通過することによって膨張し、所定の低圧まで減圧される。そののち、室外機2の室外熱交換器23において、膨張した冷媒は、室外空気と熱交換して蒸発する。このとき、室外ファン24よって室外熱交換器23を通過する空気流れが発生している。そして、室外熱交換器23で蒸発して気化した冷媒は、四路切換弁25を介して圧縮機22に吸入される。
Next, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant flows into the
Next, the refrigerant liquefied in the
<空気調和機1の冷房運転>
一方、冷房運転時は、四路切換弁25が図2において破線で示す状態に保持され、冷媒は、図2に示される冷媒回路10を時計回りに循環する。圧縮機22から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四路切換弁25を介して室外熱交換器23に流入し、室外ファン24によって室外熱交換器23に強制的に送られた室外空気と熱交換して凝縮・液化する。液化した冷媒は、室外膨張弁13で所定の低圧に減圧され、液冷媒側の冷媒配管5を通って室内機3に流入する。室内機3において、冷媒は、室内熱交換器27で室内空気と熱交換して蒸発する。そして、冷媒の蒸発によって冷却された室内空気は、クロスフローファン28によって室内空間Rへと吹き出され、室内空間Rを冷房する。また、室内熱交換器27で蒸発して気化した冷媒は、ガス冷媒側の冷媒配管6を通って室外機2に戻り、圧縮機22に吸入される。
<Cooling operation of the air conditioner 1>
On the other hand, during the cooling operation, the four-
<空気調和機1の逆サイクルデフロスト運転>
室外空気が0℃未満の気温の場合、室外機2の室外熱交換器23の外表面に霜が付くことがある。このような場合、空気調和機1は、除霜のために逆サイクルデフロスト運転を行う。逆サイクルデフロスト運転時には、基本的には、上記の冷房運転と同様に、四路切換弁25が図2において破線で示す状態に保持され、冷媒は、図2に示される冷媒回路10を時計回りに循環する。圧縮機22から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四路切換弁25を介して室外熱交換器23に流入し、凝縮・液化する。
<Reverse cycle defrost operation of air conditioner 1>
When the outdoor air temperature is less than 0 ° C., frost may be formed on the outer surface of the
このとき、冷媒の蒸発温度Tevおよび外気温度Toutがそれぞれ所定温度(例えば、Tev1、Tout1=10℃)以下である場合には、図4および図5に示されるように、圧縮機22の起動と同時に、IHヒータ12の加熱が開始される。
この逆サイクルデフロスト運転時では、冷媒の凝縮熱およびIHヒータ12の補助加熱によって、室外熱交換器23の外表面に付着する霜を溶かすことが可能である。このとき、室外ファン24は停止している。一方、室内機3側では、クロスフローファン28を停止した状態で、室内熱交換器27によって冷媒を蒸発させる。室内熱交換器27で蒸発して気化した冷媒は、ガス冷媒側の冷媒配管6を通って室外機2に戻り、圧縮機22に吸入される。
At this time, when the evaporation temperature T ev and the outside air temperature T out of the refrigerant are respectively equal to or lower than predetermined temperatures (for example, T ev 1, T out 1 = 10 ° C.), as shown in FIG. 4 and FIG. Simultaneously with the start of the
During the reverse cycle defrost operation, frost adhering to the outer surface of the
<空気調和機1の正サイクルデフロスト運転>
室外空気が0℃以上の気温の場合、空気調和機1は、除霜をしながら室内空間Rの暖房を行なう正サイクルデフロスト運転を行う。正サイクルデフロスト運転時には、基本的には、上記の暖房運転と同様に、四路切換弁25が図2において実線で示す状態に保持され、冷媒は、図2に示される冷媒回路10を反時計回りに循環する。
<Direct cycle defrost operation of the air conditioner 1>
When the outdoor air has a temperature of 0 ° C. or higher, the air conditioner 1 performs a positive cycle defrost operation in which the indoor space R is heated while defrosting. During the forward cycle defrost operation, basically, as in the heating operation described above, the four-
正サイクルデフロスト運転では、圧縮機22は、能力を小さくして運転される。圧縮機22から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四路切換弁25を介して室内熱交換器27に流入し、凝縮・液化しながら、クロスフローファン28を作動することにより、室内空間Rの暖房を行なう。
このとき、冷媒の蒸発温度Tevおよび外気温度Toutがそれぞれ所定温度(例えば、Tev1、Tout1=10℃)以下である場合には、図4および図5に示されるように、圧縮機22の起動と同時に、IHヒータ12の加熱が開始される。
In the normal cycle defrost operation, the
At this time, when the evaporation temperature T ev and the outside air temperature T out of the refrigerant are respectively equal to or lower than predetermined temperatures (for example, T ev 1, T out 1 = 10 ° C.), as shown in FIG. 4 and FIG. Simultaneously with the start of the
凝縮・液化された冷媒は、冷媒加熱装置4のIHヒータ12により加熱された後、室外熱交換器23に流れる。加熱された冷媒が室外熱交換器23に流入することによって、室外熱交換器23の外表面に付着する霜を溶かすことが可能である。このとき、室外ファン24は運転している。
The condensed and liquefied refrigerant is heated by the
<実施形態の特徴>
(1)
実施形態の冷媒加熱装置4では、制御部17は、圧縮機22の運転開始のタイミングに基づいて、IHヒータ12の加熱を開始するようにIHヒータ12を制御する、これによって、制御性の向上および消費電力の削減をすることが可能である。
(2)
実施形態の冷媒加熱装置4では、制御部17は、圧縮機22の運転開始と同時に、IHヒータ12の加熱を開始するようにIHヒータ12を制御する。これによって、冷媒回路10の内部を流れる冷媒を早期に加熱することが可能である。
(3)
実施形態の冷媒加熱装置4では、制御部17は、室外熱交換器23の内部における冷媒の蒸発温度Tev(すなわち、暖房運転時およびデフロスト運転時における冷媒の蒸発温度Tev)が所定の温度Tev1よりも低い場合に、圧縮機22の運転開始のタイミングに基づいて、IHヒータ12の加熱を開始するようにIHヒータ12を制御する。これによって、冷媒回路10のうち冷媒温度が低下する場所における冷媒温度に基づいてIHヒータ12の加熱開始を制御するので、制御性がさらに向上し、それとともに消費電力もさらに削減することが可能である。
<Features of the embodiment>
(1)
In the
(2)
In the
(3)
In the
(4)
実施形態の冷媒加熱装置4では、制御部17は、外気温度Toutが所定温度Tout1以上である場合に、IHヒータ12の加熱開始を回避するので、制御性がさらに向上し、それとともに消費電力のさらなる削減が可能である。
(5)
実施形態の冷媒加熱装置4では、制御部17は、圧縮機22の起動時からの運転周波数の変化に対応してIHヒータ12の加熱容量を変化させるので、冷媒の過熱防止が可能である。
(4)
In the
(5)
In the
(6)
実施形態の冷媒加熱装置4では、IHヒータ12が誘導加熱ヒータであるので、冷媒を迅速に加熱することが可能である。
(7)
実施形態の冷媒加熱装置4の加熱制御方法は、圧縮機22の運転開始のタイミングに基づいて、IHヒータ12の加熱を開始するようにIHヒータ12を制御するので、制御性の向上および消費電力の削減をすることが可能である。
(6)
In the
(7)
In the heating control method of the
(変形例)
(A)
上記実施形態では、制御部17は、圧縮機22の運転開始と同時に、IHヒータ12の加熱を開始するようにIHヒータ12を制御しているが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の変形例として、図6(a)、(b)のグラフに示されるように、制御部17は、圧縮機22の起動時から所定時間t2経過後にIHヒータ12の加熱を開始するようにIHヒータ12を制御してもよい。この場合、冷媒回路10内部における冷媒の循環がある程度行われたのちに、IHヒータ12の加熱を開始することによって、より効果的に冷媒を加熱することが可能になる。
(Modification)
(A)
In the above embodiment, the
(B)
また、本発明の変形例として、図6(a)、(b)のグラフに示されるように、制御部17は、圧縮機22の起動時から所定時間Δtごとに、IHヒータ12の加熱容量を段階的に大きくするようにIHヒータ12を制御することにより、冷媒の過熱を防止することが可能になる。
(B)
Further, as a modification of the present invention, as shown in the graphs of FIGS. 6A and 6B, the
(C)
また、本発明の他の変形例として、図7(a)、(b)、(c)のグラフに示されるように、制御部17は、所定時間Δtごとの冷媒の温度に基づいて、IHヒータ12の加熱容量を変化させることにより、冷媒の過熱を防止することが可能になる。冷媒の温度は、例えば、暖房運転時の室外熱交換器23の冷媒の蒸発温度Tevが採用される。
(C)
As another modification of the present invention, as shown in the graphs of FIGS. 7A, 7B, and 7C, the
制御部17は、圧縮機22の起動時(図7(a)参照)から所定時間t2(図7(b)参照)経過後にIHヒータ12の加熱を開始し、所定時間Δtごとの冷媒の蒸発温度Tev(図7(c)参照)に基づいて、IHヒータ12の加熱容量を段階的に大きくするようにIHヒータ12を制御する。IHヒータ12の加熱容量が所定の最大加熱容量Wmaxになったときには、IHヒータ12の加熱容量は、Wmaxに維持される。その後、冷媒の蒸発温度Tevが所定の第1温度T1になったときは、IHヒータ12の加熱容量は半分に減少され、さらに、冷媒の蒸発温度Tevが所定の第2温度T2になったときは、IHヒータ12の加熱は停止される。
The
(D)
また、本発明のさらに他の変形例として、制御部17は、所定時間ごとの冷媒温度の変化量に基づいて、IHヒータ12の加熱容量を変化させてもよく、この場合も、冷媒の過熱を効果的に防止することが可能である。
(E)
また、本発明のさらに他の変形例として、制御部17は、圧縮機22の運転周波数および冷媒の温度に基づいて、ヒータ12の加熱容量を変化させてもよく、この場合も、冷媒の過熱を効果的に防止することが可能である。
(D)
As still another modified example of the present invention, the
(E)
As yet another modification of the present invention, the
(F)
上記実施形態では、冷媒の温度が所定の温度よりも低い場合に、圧縮機22の運転開始のタイミングに基づいて、制御部17がIHヒータ12の加熱を開始するようにIHヒータ12を制御する例として、室外熱交換器23の内部における冷媒の蒸発温度Tevが所定の温度Tev1よりも低い場合における制御を例にあげて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
(F)
In the above embodiment, when the refrigerant temperature is lower than the predetermined temperature, the
本発明では、制御部17は、冷媒の温度が所定の温度よりも低い場合に、圧縮機22の運転開始のタイミングに基づいて、IHヒータ12の加熱を開始するようにIHヒータ12を制御することにより、制御性がさらに向上するとともに消費電力もさらに削減することが可能になる。したがって、冷媒回路10の冷媒配管の適当な場所(例えば、冷媒加熱装置4の第1接続管11または第2接続管16など)に温度センサを設けて、その場所における冷媒の温度が所定の温度よりも低い場合に、圧縮機22の運転開始のタイミングに基づいて、IHヒータ12の加熱を開始するようにしてもよい。
In the present invention, the
(G)
本発明のさらに他の変形例として、暖房運転時およびデフロスト運転時に蒸発器として機能する室外熱交換器23の出口付近における冷媒ガスの温度が所定の温度よりも低い場合に、圧縮機22の運転開始のタイミングに基づいて、制御部17がIHヒータ12の加熱を開始するようにIHヒータ12を制御するようにしてもよい。この場合には、冷媒回路10における冷媒温度が低くなる場所で最も低い冷媒温度に基づいて、制御性がさらに向上するとともに消費電力もさらに削減することが可能になる。
(G)
As still another modification of the present invention, when the temperature of the refrigerant gas near the outlet of the
本発明は、冷媒回路に圧縮機を含む空気調和機の冷媒を加熱するための冷媒加熱装置に適用することが可能である。 The present invention can be applied to a refrigerant heating device for heating a refrigerant of an air conditioner including a compressor in a refrigerant circuit.
1 空気調和機
2 室外機
3 室内機
4 冷媒加熱装置
5 冷媒配管
6 冷媒配管
10 冷媒回路
11 第1接続管
12 IHヒータ
16 第2接続管
17 制御部
18 交流電源
19 スイッチ
22 圧縮機
23 室外熱交換器
24 ファン
25 四路切換弁
26 電磁膨張弁
27 室内熱交換器
28 クロスフローファン
30 外気温度センサ
31 冷媒温度センサ
33 室内温度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (14)
前記ヒータ(12)の運転を制御する制御部(17)と
を備えており、
前記制御部(17)は、前記圧縮機(22)の運転開始のタイミングに基づいて、前記ヒータ(12)の加熱を開始するように前記ヒータ(12)を制御する、
冷媒加熱装置(4)。 A heater (12) for heating the refrigerant flowing in the refrigerant circuit (10) including the compressor (22);
A controller (17) for controlling the operation of the heater (12),
The controller (17) controls the heater (12) so as to start heating the heater (12) based on the timing of starting operation of the compressor (22).
Refrigerant heating device (4).
請求項1に記載の冷媒加熱装置(4)。 The controller (17) controls the heater (12) to start heating the heater (12) simultaneously with the start of operation of the compressor (22).
The refrigerant heating device (4) according to claim 1.
請求項1に記載の冷媒加熱装置(4)。 The controller (17) controls the heater (12) so as to start heating the heater (12) after a predetermined time has elapsed from the start of operation of the compressor (22).
The refrigerant heating device (4) according to claim 1.
請求項1から3のいずれかに記載の冷媒加熱装置(4)。 When the temperature of the refrigerant is lower than a predetermined temperature, the control unit (17) starts heating the heater (12) on the basis of the operation start timing of the compressor (22). Controlling the heater (12),
The refrigerant heating device (4) according to any one of claims 1 to 3.
前記制御部(17)は、前記蒸発器における前記冷媒の蒸発温度が所定の温度よりも低い場合に、前記圧縮機(22)の運転開始のタイミングに基づいて、前記ヒータ(12)の加熱を開始するように前記ヒータ(12)を制御する、
請求項4に記載の冷媒加熱装置(4)。 The refrigerant circuit has an evaporator,
When the evaporation temperature of the refrigerant in the evaporator is lower than a predetermined temperature, the control unit (17) heats the heater (12) based on the operation start timing of the compressor (22). Control the heater (12) to start,
The refrigerant heating device (4) according to claim 4.
前記制御部(17)は、前記蒸発器の出口付近における前記冷媒の温度が所定の温度よりも低い場合に、前記圧縮機(22)の運転開始のタイミングに基づいて、前記ヒータ(12)の加熱を開始するように前記ヒータ(12)を制御する、
請求項4に記載の冷媒加熱装置(4)。 The refrigerant circuit has an evaporator,
When the temperature of the refrigerant in the vicinity of the outlet of the evaporator is lower than a predetermined temperature, the control unit (17) controls the heater (12) based on the operation start timing of the compressor (22). Controlling the heater (12) to start heating,
The refrigerant heating device (4) according to claim 4.
請求項1から3のいずれかにに記載の冷媒加熱装置(4)。 The controller (17) avoids starting heating of the heater (12) when the outside air temperature is equal to or higher than a predetermined temperature.
The refrigerant heating device (4) according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から3のいずれかに記載の冷媒加熱装置(4)。 The controller (17) changes the heating capacity of the heater (12) in response to a change in operating frequency from the start of the compressor (22).
The refrigerant heating device (4) according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から3のいずれかに記載の冷媒加熱装置(4)。 The controller (17) controls the heater (12) to increase the heating capacity of the heater (12) in a stepwise manner every predetermined time from the start of the compressor (22).
The refrigerant heating device (4) according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から3のいずれかに記載の冷媒加熱装置(4)。 The controller (17) changes the heating capacity of the heater (12) based on the temperature of the refrigerant every predetermined time from the start of the compressor (22).
The refrigerant heating device (4) according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から3のいずれかに記載の冷媒加熱装置(4)。 The controller (17) changes the heating capacity of the heater (12) based on the amount of change in the temperature of the refrigerant every predetermined time from the start of the compressor (22).
The refrigerant heating device (4) according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から3のいずれかに記載の冷媒加熱装置(4)。 The controller (17) changes the heating capacity of the heater (12) based on the operating frequency of the compressor (22) and the temperature of the refrigerant.
The refrigerant heating device (4) according to any one of claims 1 to 3.
請求項1に記載の冷媒加熱装置(4)。 The heater (12) is an induction heater.
The refrigerant heating device (4) according to claim 1.
冷媒加熱装置の加熱制御方法。 The heater (12) that heats the refrigerant flowing inside the refrigerant circuit (10) including the compressor (22) starts heating the heater (12) based on the operation start timing of the compressor (22). To control,
A heating control method for a refrigerant heating apparatus.
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