(57)【要約】  室外ヒートポンプユニットのファンを覆って配置可能な排気フードを備えた空気熱源式ヒートポンプシステムにおける低周囲気温時冷房のためのシステムおよび方法。このフードは、外気温に応じて開閉可能なダンパを含む。室外ユニットは、本開示のコイル開口部を覆って配置される風向器をさらに含みうる。低外気温閾値未満、例えば、２３°Ｆ未満、での冷房運転中は、ダンパ組立体が部分的に閉じることによって、室外ユニットの凝縮器コイルを横切る空気流を、最小ファン速度で可能なレベル未満のレベルまで、減少させる。外気温が引き続き低下するに伴い、空気流をさらに減少させるために、ダンパ組立体はさらに閉じ続ける。
2013533457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートポンプ式空調および暖房システムの室外ヒートポンプユニットであって、
複数の開口部がその側面および背面パネルに形成された筐体と、
前記筐体の最上部に取り付けられた、前記筐体の内部に連通する凝縮器ファンであって、前記筐体の前記側面および背面パネルに設けられた前記複数の開口部から前記筐体の前記内部に配置された熱交換器を横切って、空気を引き込むように構成された凝縮器ファンと、
前記筐体の前記最上部に前記凝縮器ファンを覆って取り付けられた排気フードであって、排気口を備えた排気フードと、
前記排気フードの前記排気口に隣接して取り付けられたダンパであって、周囲外気温に応じて前記排気口の開度を調整するように構成されたダンパと、
を備えた室外ヒートポンプユニット。
【請求項２】
前記ダンパは開位置までばね付勢される、請求項１に記載の室外ヒートポンプユニット。
【請求項３】
前記ダンパは、前記筐体に回転可能に結合された１つ以上の羽根を含む、請求項１に記載の室外ヒートポンプユニット。
【請求項４】
ダンパ羽根は全開位置と閉位置との間で回転可能である、請求項３に記載の室外ヒートポンプユニット。
【請求項５】
前記ダンパ羽根は、外気温が２３°Ｆ以上のときは全開位置にあり、外気温が２３°Ｆ未満に下がるに伴い、閉位置まで回転可能である、請求項４に記載の室外ヒートポンプユニット。
【請求項６】
前記閉位置は、前記ダンパ羽根の前記全開位置から約８５°の角度位置への回転に対応する、請求項４に記載の室外ヒートポンプユニット。
【請求項７】
前記ダンパに結合されたダンパアクチュエータを有する制御ユニットをさらに備える、請求項２に記載の室外ヒートポンプユニット。
【請求項８】
前記制御ユニットは、前記ダンパアクチュエータに結合された回路板と前記回路板に結合されたサーミスタとをさらに備える、請求項７に記載の室外ヒートポンプユニット。
【請求項９】
前記回路板は、外気温に対応した前記サーミスタの抵抗値を、上限制御電圧閾値及び下限制御電圧閾値を有する制御電圧範囲内の制御電圧に変換するように構成される、請求項８に記載の室外ヒートポンプユニット。
【請求項１０】
前記制御電圧範囲は直流２〜１０ボルトである、請求項９に記載の室外ヒートポンプユニット。
【請求項１１】
前記下限制御電圧閾値は前記全開位置に対応し、前記上限制御電圧閾値は前記閉位置に対応する、請求項９に記載の室外ヒートポンプユニット。
【請求項１２】
前記閉位置は、前記上限制御電圧閾値未満の制御電圧に応じた前記ダンパ羽根の前記全開位置から角度約８５°への回転に対応する、請求項１１に記載の室外ヒートポンプユニット。
【請求項１３】
前記筐体の前記側面および背面パネルに設けられた複数の通気口を覆って配置された複数の風向器をさらに備え、前記風向器と前記筐体とによって形成された、複数の通気口に隣接するエアカーテンを有する、請求項１に記載の室外ヒートポンプユニット。
【請求項１４】
室外ヒートポンプユニット用の排気フードであって、
室外ヒートポンプ筐体の最上部に前記室外ヒートポンプの凝縮器ファンを覆って取り付け可能な筐体と、
前記筐体の側面、前面、または裏面パネルのうちの１つに形成された排気口と、
前記排気口に隣接して取り付けられたダンパであって、周囲外気温に応じて排気の開度を調整するように構成されたダンパと、
を備えた排気フード。
【請求項１５】
前記ダンパは開位置までばね付勢される、請求項１４に記載の排気フード。
【請求項１６】
前記ダンパは、前記筐体に回転可能に結合された１つ以上の羽根を含む、請求項１５に記載の排気フード。
【請求項１７】
前記ダンパ羽根は全開位置と閉位置との間で回転可能である、請求項１６に記載の排気フード。
【請求項１８】
前記ダンパ羽根は外気温が２３°Ｆ以上のときは全開位置にあり、外気温が２３°Ｆ未満に下がるに伴い閉位置まで回転可能である、請求項１７に記載の排気フード。
【請求項１９】
前記ダンパ羽根が０°と８５°の間で回転可能である、請求項１６に記載の排気フード。
【請求項２０】
前記ダンパ羽根に結合されたダンパアクチュエータと、前記ダンパアクチュエータに結合された回路板と、前記回路板に結合されたサーミスタとを有する制御ユニットをさらに備える、請求項１６に記載の排気フード。
【請求項２１】
前記回路板は、外気温に対応する前記サーミスタの抵抗値を、上下限制御電圧閾値を有する制御電圧範囲内の制御電圧に変換するように構成される、請求項２０に記載の排気フード。
【請求項２２】
請求項１４に記載の排気フードと、室外ヒートポンプユニットの筐体内に凝縮器コイル開口部を覆って配置可能な１つ以上の風向器とを備えるキット。
【請求項２３】
前記ダンパ羽根は、外気温が低外気温閾値以上であるときは全開位置にあり、外気温が前記低外気温閾値未満になるに伴い、閉位置まで回転可能である、請求項４に記載の室外ヒートポンプユニット。
【請求項２４】
前記ダンパ羽根は、外気温が低外気温閾値以上であるときは全開位置にあり、外気温が前記低外気温閾値未満になるに伴い、閉位置まで移動可能である、請求項１７に記載の排気フード。
【請求項２５】
ヒートポンプ式空調および暖房システムの室外ヒートポンプユニットであって、
複数の開口部がその側面および背面パネルに形成された筐体と、
前記筐体の前記最上部に取り付けられた、前記筐体の内部に連通する凝縮器ファンであって、前記筐体の前記側面および背面パネルに設けられた前記複数の開口部から、前記筐体の前記内部に配置された凝縮器を横切って、空気を引き込むように構成された凝縮器ファンと、
前記凝縮器ファンと前記背面パネルに設けられた前記開口部とを覆って前記筐体に取り付けられた風向器一体型排気フードであって、排気口を含む風向器一体型排気フードと、
前記風向器一体型排気フードの前記排気口に隣接して取り付けられたダンパであって、周囲外気温に応じて前記排気口の前記開度を調整することによって前記凝縮器に排出空気との熱交換を行わせるように構成されたダンパと、
を備える室外ヒートポンプユニット。
【請求項２６】
前記排気フードと一体型風向器との間の開口部に隣接して取り付けられる第２のダンパであって、周囲外気温に応じて前記開度を調整し、前記ダンパが閉じるときに開くように構成された第２のダンパをさらに備える、請求項２５に記載の室外ヒートポンプユニット。
【請求項２７】
前記風向器一体型排気フードの前記風向器の底部に隣接した開口部に隣接して取り付けられる第３のダンパであって、周囲外気温に応じて前記開度を調整するように構成され、前記ダンパの開閉に併せて開閉する第３のダンパをさらに備える、請求項２６に記載の室外ヒートポンプユニット。
【請求項２８】
前記ダンパおよび第３のダンパは各々開位置までばね付勢され、前記第２のダンパは閉位置までばね付勢される、請求項２７に記載の室外ヒートポンプユニット。
【請求項２９】
前記ダンパ、第２のダンパ、および第３のダンパは、前記筐体に回転可能に結合された１つ以上の羽根を含む、請求項２８に記載の室外ヒートポンプユニット。
【請求項３０】
前記ダンパ羽根は全開位置と閉位置との間で回転可能である、請求項２９に記載の室外ヒートポンプユニット。
【請求項３１】
前記ダンパの前記ダンパ羽根は、第１の温度以上の外気温では全開位置にあり、外気温が前記第１の温度未満に低下するに伴い閉位置まで回転可能であり、前記第１の温度は、室内目標温度と冷媒蒸発温度との間の差だけ、冷媒凝縮温度より低い、請求項３０に記載の室外ヒートポンプユニット。
【請求項３２】
前記閉位置は、前記ダンパ羽根の前記全開位置から約８５°の角度位置までの回転に対応する、請求項３１に記載の室外ヒートポンプユニット。
【請求項３３】
前記ダンパに結合されたダンパアクチュエータを有する制御ユニットをさらに備える、請求項３２に記載の室外ヒートポンプユニット。
【請求項３４】
前記制御ユニットは、前記ダンパアクチュエータに結合された回路板と前記回路板に結合されたサーミスタとをさらに備える、請求項３３に記載の室外ヒートポンプユニット。
【請求項３５】
前記回路板は、外気温に対応した前記サーミスタの抵抗値を、上限制御電圧閾値及び下限制御電圧閾値を有する制御電圧範囲内の制御電圧に変換するように構成される、請求項３４に記載の室外ヒートポンプユニット。
【請求項３６】
前記制御電圧範囲は直流２〜１０ボルトである、請求項３５に記載の室外ヒートポンプユニット。
【請求項３７】
前記下限制御電圧閾値は前記全開位置に対応し、前記上限制御電圧閾値は前記閉位置に対応する、請求項３６に記載の室外ヒートポンプユニット。
【請求項３８】
前記閉位置は、前記上限制御電圧閾値未満である制御電圧に応じた前記ダンパ羽根の前記全開位置から約８５°の回転に対応する、請求項３７に記載の室外ヒートポンプユニット。
【請求項３９】
前記筐体の前記側面および背面パネルに設けられた前記複数の開口部を覆って配置された複数の風向器をさらに備え、前記複数の風向器と前記筐体とによって形成された、複数の通気口に隣接する複数のエアカーテンを有する、請求項２５に記載の室外ヒートポンプユニット。
【請求項４０】
室外ヒートポンプユニット用の風向器一体型の排気フードであって、
室外ヒートポンプ筐体の最上部に、前記室外ヒートポンプの凝縮器ファンと前記ヒートポンプ筐体の側面または背面パネルに設けられた開口部とを覆って取り付け可能な筐体と、
前記筐体の前記側面、前面、または背面パネルのうちの１つに形成された排気口と、
前記筐体内に取り付けられた１つ以上のダンパであって、前記１つ以上のダンパのうちの第１のダンパは前記排気口に隣接して取り付けられ、周囲外気温に応じて前記排気口の前記開度を調整することによって前記ヒートポンプの凝縮器に前記ヒートポンプからの排出空気との熱交換を行わせるように構成される、１つ以上のダンパと、
を備えた風向器一体型排気フード。
【請求項４１】
前記第１のダンパは開位置までばね付勢される、請求項４０に記載の排気フード。
【請求項４２】
前記第１のダンパは、前記筐体に回転可能に結合された１つ以上の羽根を含む、請求項４１に記載の排気フード。
【請求項４３】
前記ダンパ羽根は全開位置と閉位置との間で回転可能である、請求項４２に記載の排気フード。
【請求項４４】
前記第１のダンパの前記ダンパ羽根は、第１の温度以上である外気温において全開位置にあり、外気温が前記第１の温度未満に下がるに伴い閉位置まで回転可能であり、前記第１の温度は、室内目標温度と冷媒蒸発温度との間の差だけ、冷媒凝縮温度より低い、請求項４３に記載の排気フード。
【請求項４５】
ダンパ羽根が０°と８５°の間で回転可能である、請求項４２に記載の排気フード。
【請求項４６】
前記ダンパ羽根に結合されたダンパアクチュエータと、前記ダンパアクチュエータに結合された回路板と、前記回路板に結合されたサーミスタとを有する制御ユニットをさらに備える、請求項４２に記載の排気フード。
【請求項４７】
前記回路板は、外気温に対応した前記サーミスタの抵抗値を、上下限制御電圧閾値を有する制御電圧範囲内の制御電圧に変換するように構成される、請求項４６に記載の排気フード。
【請求項４８】
前記排気フードと一体型風向器との間の開口部に隣接して取り付けられる第２のダンパであって、周囲外気温に応じて前記開度を調整し、前記第１のダンパが閉じるときに開くように構成された第２のダンパをさらに備える、請求項４０に記載の排気フード。
【請求項４９】
前記風向器一体型排気フードの前記風向器の底部に隣接した開口部に隣接して取り付けられる第３のダンパであって、周囲外気温に応じて前記開口部を調整するように構成され、前記第１のダンパの開閉に伴い開閉する第３のダンパをさらに備える、請求項４８に記載の排気フード。
【請求項５０】
請求項４０に記載の排気フードと、室外ヒートポンプユニットの筐体に凝縮器コイルの開口部を覆って配置可能な１つ以上の風向器とを備えるキット。
【請求項５１】
１つ以上の室内ユニットに結合された室外ヒートポンプユニットの前記凝縮器コイルの除霜を行う方法であって、
前記凝縮器ファンをオフにするステップと、
前記室内ユニットから前記凝縮器コイルを通る前記冷媒流を、暖房運転に対応する冷媒流方向から冷房運転に対応する冷媒流方向に、逆転させるステップと、
を含む方法。
【請求項５２】
前記冷媒流を逆転させる前記ステップは逆転弁の消勢を含む、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記室外ヒートポンプは、排気口に隣接して前記内部に取り付けられたダンパを有する排気フードをさらに備え、ダンパモータへのリレー結合を消勢するステップをさらに含む、請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
周囲外気温に応じて前記ダンパを閉じるステップをさらに含む、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記室外ヒートポンプユニットは複数の風よけを備える、請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
前記複数の風よけのうちの１つは、前記排気フードと一体に形成される、請求項５５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願明細書に記載されている主題は、全般的にはヒートポンプに関し、特に、可変冷媒流ヒートポンプにおける低周囲気温時冷房を容易にするシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空調および暖房に用いられるヒートポンプシステムは、室内空間を暖房および冷房するために、一般に、室内ユニットと室外ユニットとの組み合わせで構成される。冷房および暖房は、蒸気圧縮サイクルによって実現される。熱が室内空間から室内ユニットを介して吸収され（空間の冷却）、室外ユニットにおいて室外へ排出される。暖房は、このサイクルを逆にすることによって実現される。熱が室外から室外ユニットにおいて吸収され、室内ユニットを介して屋内に排出される。
【０００３】
空気熱源式ヒートポンプの場合、周囲の気温が低周囲温度閾値未満、例えば、２３°Ｆ（−５℃）未満、に下がると、冷房運転が不安定になりがちであり、システム能力が低下し始める。コイル表面は周囲条件にさらされがちであり、このコイル表面に吹き付ける風により、周囲気温の低周囲温度閾値未満への低下に起因するシステム安定性およびシステム性能に対する悪影響は増大しうる。
【０００４】
低い周囲気温および風の悪影響に取り組むための試みとして、これまでに、より低い室外運転温度を許容するために空気流を実際に制限する風よけを設置する、といったものがあった。ただし、このような設計においては、この風よけの制限を恒常的に設けることが多く、これはより高い外気温での冷房時および暖房モード中のいずれにあっても、能力に悪影響を及ぼすものとなる。
【０００５】
空気熱源式ヒートポンプシステムにおける低周囲気温時冷房を容易にするシステムおよび方法の提供が望まれている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願明細書に提供されている複数の実施形態は、空気熱源式ヒートポンプシステムにおける低周囲気温時冷房を容易にする改良されたシステムおよび方法に関する。室内空間の暖房および冷房をもたらすために室外ユニットと室内ユニットとの組み合わせを備えた空調および暖房用ヒートポンプシステムにおいて、室外ヒートポンプユニットは、ファンの排気を捕捉するためにファンを覆って配置可能な、かつ筐体の最上部のファンの周囲に取り付け可能な、排気フードを備えることが好ましい。この排気フードは、外気温に応じて開閉可能なダンパを備えることが好ましい。また、室外ユニットは、筐体の両側面および背面に取り付け可能な、本開示における凝縮器コイル開口部を覆って配置される風向器を複数備えることが好ましい。
【０００７】
低外気温閾値、例えば２３°Ｆ、未満での冷房運転中、室外ユニットは各風向器の最上部および底部の周囲の空気を引き込み、ダンパを介して排気フードから空気を排出する。この空気は、風向器の下または背後にある室外ユニットの熱交換器のコイル表面を横切って引き込まれる。このコイル表面は外気より高温であるので、熱を室外に放出する。この空気は低外気温閾値より低温であるので、小さな凝縮器回路のみが作動され、凝縮器ファンはその最低速度で動作している。外気温が低外気温閾値未満に引き続き低下するに伴い、凝縮圧はさらに低下する。安定した凝縮圧を維持するために、ダンパ組立体は、周囲外気温に応じた位置まで部分的に閉じる。ダンパ組立体を部分的に閉じ、排気口の開度を縮小または制限することによって、ファンの最小速度によって可能になる以上に、室外ユニットの凝縮器コイルを通る空気流を減少させる。外気温が引き続き低下するに伴い、空気流をさらに減少させるために、ダンパ組立体はさらに閉じる。室内空間内の負荷が増加すると、適した凝縮圧をそのまま維持するために、コイルを横切る空気流を増やす必要がある。この場合、部分的に閉じたダンパを通過する空気を増やすために、ファンの速度が上昇することになる。負荷条件の変動に応じてファンの速度を変化させることによって、凝縮圧が微調整または調整される。
【０００８】
別の実施形態において、排気フードは、コイル表面を覆って配置可能な一体型風向器を室外ユニットの背面側に備える。この風向器は、ファンの高さに隣接して配置された第２のダンパ組立体を含むことができる。この第２のダンパ組立体は、外気温が低外気温閾値より高くなると閉じ、外気温が低外気温閾値より低くなると、排出空気をコイル表面にわたって再循環させるために開く。
【０００９】
さらに別の実施形態において、風向器一体型排気フードは、風向器の底部側に配置された第３のダンパ組立体を含む。この第３のダンパ組立体は、外気温が低外気温閾値より高いときは外気をコイル表面にわたって循環させるために開き、外気温が低外気温閾値より低いときは冷たい外気をコイル表面にわたって循環させないために閉じる。
【００１０】
各例示的実施形態の他のシステム、方法、特徴、および利点は、以下の図および詳細な説明を検討することにより、当業者には明らかであるか、または明らかになるであろう。
【００１１】
各例示的実施形態の詳細は、構造および動作を含め、一部は添付図を検討することによって収集されうる。これらの図において、同様の参照符号は同様の部分を指す。各図中の構成要素は、必ずしも一定の縮尺ではなく、むしろ本発明の原理を説明することに重点を置いている。さらに、全ての図は構想を伝えることを目的としており、相対サイズ、形状、および他の詳細な属性は、字義通りまたは厳密にというよりは、むしろ模式的に図示されることもある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】建物の室内空間の暖房および冷房に用いられるヒートポンプシステムの概略図である。
【図２Ａ】ヒートポンプシステムの蒸気圧縮サイクルの構成要素を示す概略図である。
【図２Ｂ】高周囲条件におけるヒートポンプシステムの蒸気圧縮サイクルの熱交換プリンシパルを示す概略図である。
【図２Ｃ】低周囲条件におけるヒートポンプシステムの蒸気圧縮サイクルの熱交換プリンシパルを示す概略図である。
【図３】図１に示されているヒートポンプシステムの室外ヒートポンプの側面図である。
【図４Ａ】図３に示されている室外ヒートポンプの斜視図である。
【図４Ｂ】図３に示されているヒートポンプシステムの一代替構成の斜視図である。
【図５】排気フードと複数の風向器とを有する室外ヒートポンプの側面図である。
【図６】排気フードの斜視図である。
【図７】排気フードの一代替構成の斜視図である。
【図８】風向器の斜視図である。
【図９】室外ヒートポンプに取り付けられた風向器の部分側面図である。
【図１０】室外ヒートポンプの働きを説明する室外ヒートポンプの側面図である。
【図１１】室外ヒートポンプの働きを説明する室外ヒートポンプの側面図である。
【図１２】室外ヒートポンプの働きを説明する室外ヒートポンプの側面図である。
【図１３】室外ヒートポンプの働きを説明する室外ヒートポンプの側面図である。
【図１４】排気フードの制御箱の概略図である。
【図１５Ａ】室外ヒートポンプの働きを説明する室外ヒートポンプの一代替実施形態の側面図である。
【図１５Ｂ】室外ヒートポンプの働きを説明する室外ヒートポンプの一代替実施形態の側面図である。
【図１６Ａ】室外ヒートポンプの働きを説明する室外ヒートポンプの一代替実施形態の側面図である。
【図１６Ｂ】室外ヒートポンプの働きを説明する室外ヒートポンプの一代替実施形態の側面図である。
【図１７】さまざまな温度および圧力センサを有する蒸気圧縮サイクルの構成要素を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
これらの全ての図にわたって、同様の構造または機能を有する要素は、説明のために、通常、同様の参照符号によって表されていることに留意されたい。また、これらの図の目的は、好適な各実施形態の説明を容易にするために過ぎないものであることに留意されたい。
【００１４】
以下に開示される追加の特徴および教示の各々は、単独で用いられてもよいし、あるいは他の特徴、および空気熱源式ヒートポンプシステムにおける低周囲気温時冷房を容易にするためのシステムおよび方法への他の教示と組み合わせて用いてもよい。次に本願発明のこれらの追加の特徴および教示の代表的な例を添付図面を参照してより詳細に説明するが、これらの例の多くは、単独で、または組み合わせてのいずれの仕方でも用いられるものである。この詳細な説明は、本教示の好適な態様を実施するためのさらなる詳細を当業者に教示することのみを意図するものであり、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。したがって、以下の詳細な説明に開示されている特徴およびステップの組み合わせは、本発明の趣旨のうち最も広い意味内容にあってはその実施に必要でないこともありうる。これらは、本教示の代表的な例を具体的に説明するために教示されているものである。
【００１５】
さらに、これらの代表的な例および従属請求項のさまざまな特徴は、本教示の有用な追加の実施形態を提供するために、具体的かつ明示的には列挙されていない方法で、組み合されることがありうる。また、本明細書本文および／または請求項に開示されている全ての特徴は、出願時の開示を目的として、ならびにこれらの実施形態および／または請求項内の特徴の構成から独立して特許請求されている主題の限定を目的として、互いに別個に、かつ独立して、開示されていることを明記しておく。さらに、要素群の全ての値範囲または表示は、出願時の開示を目的として、ならびに特許請求される主題の限定を目的として、可能なあらゆる中間値または中間要素を開示していることを明記しておく。
【００１６】
空気熱源式ヒートポンプシステムにおける低周囲気温時冷房を容易にする改良されたシステムおよび方法が提供される。各図を参照すると、図１は、建物１１の室内空間１３を暖房および冷房するための室内ユニット１８および１９と室外ユニット１２との組み合わせを備えた空調および暖房用のヒートポンプシステム１０を示している。図示のように、室外ユニット１２は流体配管１６を介して流体マニホルド１４に結合されており、流体マニホルド１４はさらに、さまざまな室内ユニット１８および１９に結合されている。冷房および暖房は、蒸気圧縮サイクルにより実現される。熱が室内空間１３から室内ユニット１８および１９を介して吸収され（空間の冷却）、室外ユニット１２において室外に排出される。暖房は、このサイクルを逆にすることによって実現される。熱が室外から室外ユニット１２において吸収され、室内ユニット１８および１９を介して室内空間１３に排出される。
【００１７】
あるいは、システム１０は、冷房を必要としている空間のために、第１の室内ユニット１９セットを用いて室内空間１３から熱を取り込み、蒸気圧縮サイクルを経て、熱を必要としている室内空間１３にこの熱を第２の室内ユニット１８セットを用いて排出できる熱回収システムとして運転可能である。これは、同時暖冷房運転と呼ばれる。
【００１８】
ヒートポンプシステム２０の蒸気圧縮サイクルの構成要素が図２Ａに示されている。気体状態の作動流体、すなわち冷媒、が圧縮器２８によって圧縮されてシステム２０内を循環する。圧縮器２８を出た冷媒は、高温かつ高圧の蒸気状態であり、一般に凝縮器と称される、高温熱交換器２２を通過する。冷媒は熱交換器２２内で冷却されて、高圧中温の液体に凝縮される。次に、凝縮された冷媒は膨張器２４、あるいは膨張弁、毛細管、タービン、または他の抽出装置などの降圧装置、を通過する。膨張器２４からの低圧冷媒は、次に別の熱交換器２６、すなわち一般に蒸発器と称される低温熱交換器、を通過する。蒸発器２６内での熱吸収により、冷媒は蒸発して蒸気になる。蒸発器２６を出た冷媒は、圧縮器２８に戻ってサイクルを繰り返す。
【００１９】
図２Ｂおよび図２Ｃを参照すると、ヒートポンプシステム２０の蒸気圧縮サイクルの動作プリンシパルが式ΔＴ＝Ｔ冷媒−Ｔ周囲で表されている。ΔＴが大きいほど、熱交換が容易になる。ただし、大きなΔＴを達成するには、圧縮器がこなすべき動作はより過酷なものとなる。例えば、目標室温をヒートポンプシステム２０の目標温度として、外気温９５°Ｆにおける圧縮器２８の消費電力と凝縮器２２の能力とを均衡させるようにヒートポンプシステム２０を設計することもできるであろう。室温を７７°Ｆに維持するようにヒートポンプシステムを設計する場合、目標室温は７７°Ｆである。上記の式は、ΔＴ＝Ｔ目標室温−Ｔ冷媒蒸発温度のように書き換えられる。冷媒蒸発温度が５０Ｆの場合、ΔＴは２７°Ｆである。低外気温閾値は、Ｔ低外気温閾値＝Ｔ冷媒凝縮温度−ΔＴのように定義される。冷媒凝縮温度も５０°Ｆであると想定すると、低外気温閾値は２３°Ｆである。低外気温環境においては、凝縮器２２が冷媒と温度約２３°Ｆの外気との間で熱交換を行えるように、圧縮器２０は５０°Ｆにおいてさえ冷媒を圧縮するために過酷に働く必要がある。
【００２０】
図３および図４Ａを参照すると、ヒートポンプシステム１０の室外ユニット１２、すなわち室外ヒートポンプ、が示されている。図示のように、室外ユニット１２は、前面３３と、背面３４と、両側面３８とを有する箱状の筐体３０と、筐体３０の最上部３１に取り付けられた、筐体３０の内部と連通しているファン３２とを備えている。ファン３２は、可変速室外ファンモータを備えることが好ましい。１つの実施形態において、室外ユニット１２は、筐体３０の底部３７から延在する隆起台３９を備えることができる。別の実施形態においては、図４Ｂに示されているように、室外ユニット１２’は２つ以上のファン３２および３２’を備えることもできる。
【００２１】
室外ユニット１２は、熱交換器に結合された膨張器と圧縮器とをさらに備える（例えば図２を参照）。この熱交換器は、多回路の凝縮器コイルを備えることが好ましい。室外ヒートポンプ１２は可変冷媒流ヒートポンプであることが好ましく、この場合、圧縮器はインバータ駆動の、すなわち可変速の、スクロール圧縮器であることが好ましい。筐体３０の背面３４および両側面３８に設けられた複数の開口部３５により、熱交換器のコイル表面３６が室外周囲条件にさらされている。
【００２２】
平常冷房運転中、すなわち約２３°Ｆより高い室外周囲気温での運転中、室外ユニット１２は背面３４および両側面３８から空気を引き込み、筐体３０の最上部３１から空気を排出する。この空気は、ファン３２によって、３面が露出された凝縮器コイルの表面３６を横切って引き込まれる。このコイル表面３６は外気より高温であるため、熱を室外に放出するが、１００％フル稼働のためにシステム１０内の冷媒の適正圧力を依然として維持する。
【００２３】
変動する能力要求および変動する外気温の下で、室外ユニット１２は、システム１０内の冷媒の最小圧力を維持して運転を安定させるために、凝縮器コイル内の複数の回路を開閉する、さらにはファン３２の速度を変化させる、制御ロジックを内蔵している。外気温が低いほど、作動される凝縮器回路の数が減り、ファン３２の速度が低下する。例えば外気温が約２３°Ｆであると、作動されるコイル回路数が最小になり、ファン３２の速度が最小になる。外気温が引き続き低下するに伴い、システム内の冷媒の圧力も低下する。これは、システムの運転を不安定化させ、システムの能力低下を引き起こしやすい。また、コイルの表面は露出しているので、コイルの背面または側面に吹き付ける風はこの悪影響をさらに深刻化しうる。
【００２４】
低外気温閾値未満、例えば２３°Ｆ未満、への周囲気温の低下と風とがもたらすシステム１０の運転への悪影響を抑制するために、室外ユニット１２は、図５に示されているように、ファンの排気を捕捉するために、ファン３２の周囲の筐体３０の最上部３１に取り付けが可能で、ファン３２を覆って配置することが可能な排気フード４０を備えることが好ましい。また、室外ユニット１２は、コイル開口部３５を覆って配置される、筐体３０の両側面３８および背面３４に取り付け可能な風向器６０を複数備えることが好ましい。排気フード４０と複数の風向器６０とが設置された室外ユニットは、低外気温閾値２３°Ｆ未満で、好ましくは約−１３°Ｆまで、より好ましくは約−１０°Ｆまで、安定運転を維持することができる。
【００２５】
図５および図６を参照すると、排気フード４０は、好ましくは、制御箱５０がその外側に取り付けられた箱状の筐体４１を備える。筐体４１はその底部に、複数の取り付け用フランジ４３が周囲に配設された開口部４２を備える。排気フード４０は、筐体４１の一端または一側面に排気口４４を備える。フード４０は、筐体４１に回転可能に結合された一連のダンパ羽根４６、４７、および４８を備えたダンパ組立体４５を筐体４１の内部に排気口４４に隣接してさらに備える。羽根４６、４７、および４８は、排気口４４を横切って延在し、排気口４４の開度を変えるために回転可能である。
【００２６】
図４Ｂに示されているように室外ユニット１２’が２つのファン３２および３２’を備える場合は、図７に示されているように、制御箱５０以外は第１のフード４０と同一の第２のフード４０’を室外ユニット１２’の筐体３０に取り付けることができる。第１および第２のフード４０および４０’は、第１の、すなわち主、フード４０に取り付けられた制御箱５０によって制御可能であることが好ましい。第２のフード４０’は、主フード４０によって制御可能な副フード４０’として構成される。
【００２７】
図８および図９を参照すると、風向器６０は、好ましくは、前面６４および側面６３パネルを有する開放箱状の本体６１を備え、取り付け用フランジ６２が各側面パネル６３の長さを延長する。天板および底板６５および６６は、前面パネル６４の上縁および底縁から側面パネル６３の上縁および低縁のほぼ中間点まで斜めに延在する。室外ユニット１２の筐体３０に取り付けられると、風向器６０と筐体３０とは、風向器６０の最上部および底部に位置付けられた通気口６７および６８を形成する。風向器６０は、室外ユニット１２の筐体３０内のコイル前面領域への風の侵入を防止するほか、風向器６０の天板および底板６５および６６の特別の角度によって、底部通気口６８からの過剰な空気の吹き上がり、または風向器６０の最上部通気口６７からの過剰な空気の吹き下ろし、を防止するエアカーテンを形成する。ただし、空気は、インバータ駆動式凝縮器ファン３２によって、必要に応じて、依然として引き込み可能である。
【００２８】
１つの実施形態において、排気フードおよび風向器の現地据え付けのために低周囲気温用キットを設けることができる。このキットは、好ましくは、１つ以上の排気フード４０と１つ以上の風向器６０とを含む。このキットは、室外ユニット１２の全てのファン３２を覆うために十分な数の排気フード４０と、室外ユニット１２の筐体３０内の全てのコイル開口部を覆うために十分な数の風向器６０とを含むことが好ましいであろう。
【００２９】
図１０、図１１、図１２、および図１３を参照して、低周囲気温用キットが設置された室外ユニット１２の動作を説明する。低外気温閾値より高い外気温での通常運転中、室外ユニット１２のファン３２は、図１０に示されているように、風向器６０の最上部および底部の周囲の空気を引き込み、開いている（すなわち、ダンパ羽根４６、４７、および４８は、筐体３１の水平または最上部に対して０°の角度で水平に位置合わせされている）ダンパ４５を通して排気フード４０の排気口４４から空気を排出する。この空気は、風向器６０の下または背後にあるコイル表面を横切って引き込まれる。風向器６０は、室外ユニット１２の背面３４および両側面３８に取り付けられている。コイル表面は外気より高温であるので、熱を室外に放出するが、効率的運転のための適正圧力は依然として維持する。低外気温閾値より高い冷房運転時は、空気は排気フード４０によって全く制限されない。凝縮圧は、凝縮器コイルの各区間の開閉によって、さらにはファン３２の速度を変えることによって、維持される。低外気温閾値より高い温度での運転は、低周囲気温用キットが設置されていない場合と同じである。
【００３０】
図１１に示されているように、低外気温閾値未満での冷房運転中、室外ユニット１２は、風向器６０最上部および底部の周囲の空気を引き込み、ダンパ４５を通して排気フード４０の排気口４４から空気を排出する。この空気は、風向器６０の下または背後にある熱交換器のコイル表面を横切って引き込まれる。コイル表面は外気より高温であるので、熱を室外に放出する。この空気は低外気温閾値より低温であるので、小さな凝縮器回路のみが作動し、凝縮器ファン３２はその最低速度で動作している。外気温が低外気温閾値未満に引き続き低下し続けると、凝縮圧は引き続き低下し続ける。安定した凝縮圧を維持するために、ダンパ組立体４５は周囲外気温に応じた位置まで部分的に閉じ、羽根４６、４７、および４８は水平面に対して所定の角度に位置付けられる。ダンパ組立体４５を部分的に閉じて排気口４４の開度を縮小または制限することによって、室外ユニット１２の凝縮器コイルを通る空気流はファン３２の最小速度によって得られるものよりもさらに、減少する。外気温が低下し続けるに伴い、ダンパ組立体４５はさらに閉じ、空気流をさらに減少させる。室内空間内の負荷が増加した場合は、適した凝縮圧を維持するために、コイルを横切る空気流を増加させる必要がある。この場合は、部分的に閉じたダンパ４５を通過する空気を増やすために、ファン３２の速度が上昇することになる。変動する負荷条件に合わせ、ファン３２の速度を調整することによって、凝縮圧が微調整または調整される。
【００３１】
図１２に示されているように、暖房運転中、室外ユニット１２のコイルは外気温より低温である。空気がコイルを横切って引き込まれるとき、この空気から熱が吸収される。この結果、ダンパ組立体４５から排出される空気は、引き込まれた空気より低温である。暖房モードにおいてヒートポンプを効率的に動作させるには、室外ユニットのコイルを通る空気が遮られてはならない。ダンパ制御箱組立体５０は、室外ユニットの逆転弁７０に連結されている（図１４を参照）。室外ユニット１２が暖房モードに切り替わると（逆転弁７０を付勢すると）、ダンパ制御箱５０内のリレー５５が付勢される。このリレー５５は、ダンパアクチュエータ制御回路５０への電力を遮断してアクチュエータモータ５２を消勢させる。モータ５２は、ダンパ４５を全開位置まで追いやるばね復帰機能を有する。この連動するリレー機能は、暖房モード中にダンパ４５を広く開いて全空気流と全能力とを可能にする。
【００３２】
暖房モードでの室外ユニット１２の運転中は、霜および／または氷が熱交換器のフィン表面３６に積もるので、除霜サイクルによって時々除去する必要がある。図１３に示されているように、これは、室外ファン３２を完全に停止させ、逆転弁７０を切り替えることによって行われる。逆転弁７０を切り替えると、室外ユニットは基本的に冷房モードで運転する。このとき、コイルは、室内ユニットと配管とに残っているエネルギーによって加熱される。
【００３３】
制御箱５０は、これを冷房モードとみなし、ダンパ４５は、周囲外気温のための冷房モードの場合の位置と等しい位置まで部分的に閉じられる。例えば、外気が５°Ｆであり、室外ユニットが冷房運転中であると、ダンパは５０％閉じられうる。室外ユニットが除霜モードであると、制御箱５０は冷房モードであるかのように反応し、ダンパ４５を５０％まで閉じる。除霜中にダンパ４５が閉じ、風向器６０がコイルを風から保護することによって、除霜効率が向上し、ひいては除霜サイクルの長さが短縮される。除霜サイクルが短いほど、総熱出力が向上する。
【００３４】
図１４を参照すると、制御箱５０は、耐候筐体５１と、筐体５１内の制御盤５７に取り付けられたダンパアクチュエータ５２と、ダンパアクチュエータ５２に結合された回路板５３と、回路板５３に結合された制御変圧器５４と、制御変圧器５４に結合された連動リレー５５と、回路板５３に結合された、筐体５１から外部に延在するサーミスタ５６とを備えている。ダンパアクチュエータ５２は、好ましくは、制御入力に基づきダンパ組立体４５のシャフトを回転させるモータを備える。ダンパシャフトの回転により、ダンパ４５が開閉する。モータを作動させる入力は、上下限電圧閾値を有する制御電圧信号範囲内、例えば直流２〜１０ボルトの制御電圧範囲内、の制御電圧信号であることが好ましい。下限および上限電圧閾値間、例えば２および１０ボルト間、が制御範囲である。下限電圧閾値において、モータは動作を開始する。上限電圧閾値において、モータはそのフルストロークまたはレンジの動作に達している。アクチュエータ５２は、０°と９０°の間の移動範囲を有することが好ましい。好ましくは、角度０°においてダンパ４５は全開になる。角度９０°において、ダンパ４５は全閉されることが好ましいであろう。ただし、好適な一実施形態において、ダンパ４５は完全には閉じない。モータがダンパ４５のシャフトを最大限回転させたときの角度は、ダンパ４５が部分的に開いている、例えば約５〜６％開いている、角度９０°未満の位置、例えば角度８５°の位置、になるであろう。この限度は、回路板５３にプログラミングされる。
【００３５】
リレー５５は、常閉接点を有する。室外ユニット１２が冷房モードのときは、この接点を通って電力が常時流れ、外気温が低下するとダンパ４５を閉じ、外気温が上昇するとダンパ４５を開くように、ダンパ４５を動作させる。温度がさらに低下すると、ダンパ４５はさらに閉じる。
【００３６】
リレー５５の主目的は、暖房モードでの室外ユニット１２の運転時に、ダンパ４５を全開位置までばね復帰させることである。室外ユニット１２が暖房モードになると、逆転弁７０が付勢される。リレー５５は、逆転弁７０の接続時に制御盤５７内に連結される。これにより、リレー５５のコイルが付勢されて接点が開く。この接点が開くと、変圧器５４から電力が切断され、これにより制御盤５７が消勢され、ダンパアクチュエータ５２への電力が遮断される。これにより、ダンパ４５が全開位置までばね復帰するので、全暖房能力のための全空気流が室外ユニット１２を通過できるようになる。
【００３７】
室外ユニット１２が暖房運転中であり、除霜要求が必要になると、逆転弁７０が消勢される。これにより、リレー５５が消勢される。この結果、ダンパ４５は冷房モードでの動作が可能になる、すなわち、外気温に基づき部分的閉鎖位置への移動が可能になる。
【００３８】
サーミスタ５６の抵抗は、外気温に基づき変化する。サーミスタ５６は、制御箱５０の底部から突出しているため、周囲外気温を感知できる。回路板５３は、外気温に応じた抵抗値をサーミスタ５６から受け取る。
【００３９】
回路板５３は、ダンパアクチュエータ５２の位置を制御するために、サーミスタ５６から抵抗値を取り、これを制御電圧範囲内、例えば直流出力電圧２〜１０ボルト内、の制御電圧に変換するように設計される。受け取った制御電圧に応じて、ダンパアクチュエータ５２は入力電圧に対応した所定の角度までダンパ４５を回転させる。上限制御温度閾値、例えば２３°Ｆ、以上の外気温に対応する下限電圧閾値、例えば直流２ボルト、以下では、アクチュエータモータはダンパを全開位置（すなわち、水平面に対する角度が０°）に維持することになる。外気温の低下に伴い直流電圧が上昇すると、ダンパアクチュエータ５２はダンパ４５を閉位置に向けて回転させる。ダンパ４５を完全には閉じないことが好ましいので（ダンパ角度９０°において、ダンパは１００％閉じられる）、ダンパ４５の閉位置は、直流１０ボルト未満、例えば直流９．５６ボルト、の制御電圧信号入力限度に対応する９０°未満のダンパ角度、例えばアンジュル８５°、に制限されることが好ましい。したがって、下限制御温度閾値、例えば３°Ｆ、以下の外気温に対応する上限電圧閾値、例えば直流９．５６ボルト、以上では、アクチュエータモータはダンパ４５をこの閉位置に保持する。
【００４０】
ダンパ４５が極めて僅かな温度変動に基づき絶えずに前後に移動しないように、ヒステリシスまたは差分が回路板５３のプログラミングに内蔵されている。代わりに、ダンパアクチュエータ５２を段階的に動作または移動させるために、回路板５３がプログラミングされる。外気温が低外気温閾値未満へと冷え続けているとき、アクチュエータ５２は、外気温が或る閉鎖点温度に達するまでは、ダンパ４５を部分的閉鎖角度に向けて移動させない。外気温が引き続き下がり続けているとき、アクチュエータ５２は、外気温が次の閉鎖点温度に達するまでは、ダンパ４５を次の部分的閉鎖角度に向けて移動させない。例えば、外気温が２１°Ｆ未満に下がり続けているとき、空気温度が１８°Ｆに低下するまでは、ダンパ４５の水平面からの角度は１０°に留まっているが、１８°Ｆになると、ダンパ４５は水平面からの角度の開きが２５°になるまで回転してさらに閉じる。同様に、外気温が上昇し始めると、アクチュエータ５２は、外気温が開放点温度に達するまでは、ダンパ４５をより小さな部分的閉鎖角度に向けて移動させない。例えば、空気温度が３°Ｆから上昇しているとき、空気温度が７°Ｆに達するまでは、ダンパ４５の水平面からの角度は７０°に留まっているが、７°Ｆに達すると、ダンパ４５は水平面からの角度の開きが５５°になるまで回転する。これにより、絶え間ない上下ハンチング動作のない、ダンパ組立体４５の安定した動作が可能になる。
【００４１】
図１５Ａおよび図１５Ｂを参照すると、一代替実施形態においては、室外ユニット１２は、風向器１４１が一体化された排気フード１４０を備えている。排気フード１４０は、排気口１４４と、排気口１４４に隣接して排気フード１４０の内部に排気フード１４０に回転可能に結合された一連のダンパ羽根１４６、１４７、および１４８を備えたダンパ組立体１４５とを備えている。羽根１４６、１４７、および１４８は、排気口１４４を横切って延在し、排気口１４４の開度を変えるために回転可能である。風向器１４１一体型排気フード１４０は、その内部にファン３２の高さに隣接して風向器１４１に回転可能に結合された一連のダンパ羽根１５１および１５２と排気フード１４０内への風向器１４１の開口部とを備えた、第２のダンパ組立体１５０を備えることができる。以下に説明するように、外気温が低いときは、ファンからの排出空気の大半がフード１４０から出ずに、コイル表面３６に戻されるように、排気口１４４に隣接するダンパ羽根１４６、１４７、および１４８を閉位置に移動でき、風向器のダンパ羽根１５１および１５２を開位置に移動できる。この構成において、室外ユニット１２は、室外ユニット１２から排出された、外気より高温の空気との間で熱交換を行う。これにより、凝縮温度を高め、圧縮器の仕事量を軽減できる。
【００４２】
図１５Ａに示されているように、低外気温閾値より高い外気温での平常運転中、室外ユニット１２のファン３２は、室外ユニット１２の両側面にある風向器６０の最上部および底部の周囲と室外ユニット１２の背面にある排気フード１４０の風向器１４１の底部の周囲とから空気を引き込み、開いている（すなわち、ダンパ羽根１４６、１４７、および１４８が水平面または筐体３１の最上部に対して角度０°で水平に位置合わせされている）ダンパ１４５を通して排気フード１４０の排気口１４４から空気を排出する。空気は、風向器６０および１４１の下または背後にあるコイル表面を横切って引き込まれる。図示のように、空気が排気フードの風向器１４１の下または背部にあるコイル表面を確実に横切って引き込まれるように、ダンパ組立体１５０は閉じられている（すなわち、ダンパ羽根１５１および１５２が水平面または筐体３１の最上部に対して角度０°に水平に位置合わせされている）。コイル表面は外気より高温であるので、熱を室外に放出するが、効率的運転のための適正圧力は依然として維持する。低外気温閾値より高い温度での冷房運転時、空気は排気フード１４０によって全く制限されない。凝縮圧は、凝縮器コイルの各区間の開閉によって、さらにはファン３２の速度を変えることによって、維持される。低外気温閾値より高い温度での運転は、低周囲気温用キットが設置されていない場合と同じである。
【００４３】
低外気温閾値未満での冷房運転中は、図１５Ｂに示されているように、室外ユニット１２は、室外ユニット１２の側面にある風向器６０の最上部および底部の周囲と室外ユニット１２の背面にある排気フード１４０の風向器１４１の底部の周囲とから空気を引き込み、ダンパ１４５を通して排気フード１４０の排気口１４４から空気を排出する。空気は、風向器６０および１４１の下または背後にある熱交換器のコイル表面を横切って引き込まれる。コイル表面は外気より高温であるので、熱を室外に放出する。この空気は低外気温閾値より低いので、小さな凝縮器回路のみが作動され、凝縮器ファン３２はその最低速度で動作している。外気温が低外気温閾値未満に引き続き下がり続けると、凝縮圧は引き続き低下し続ける。安定した凝縮圧を維持するために、ダンパ組立体１４５は周囲外気温に応じた位置まで部分的に閉じ、羽根１４６、１４７、および１４８は水平面に対して所定の角度に位置付けられ、ダンパ組立体１５０は羽根１５１および１５２が水平面に対して所定の角度に位置付けられる位置まで開く。
【００４４】
図１６Ａおよび図１６Ｂを参照すると、別の代替実施形態の室外ユニット１２は、風向器１４１一体型排気フード１４０を備えている。排気フード１４０は、排気口１４４と、排気口１４４に隣接して排気フード１４０の内部に排気フード１４０に回転可能に結合された一連のダンパ羽根１４６、１４７、および１４８を備えたダンパ組立体１４５とを備えている。羽根１４６、１４７、および１４８は、排気口１４４を横切って延在し、排気口１４４の開度を変えるために回転可能である。第２のダンパ組立体１５０は、その内部でファン３２の高さに隣接して風向器１４１に回転可能に結合された一連のダンパ羽根１５１および１５２を備える。第３のダンパ組立体１５５は、風向器１４１の底部にある通気口に隣接してその内部に風向器１４１に回転可能に結合された一連のダンパ羽根１５６および１５７を備える。以下に説明するように、外気温が低いときは、ファンからの排出空気の大半がフード１４０から出ずに、コイル表面３６に戻されるように、排気口１４４に隣接するダンパ羽根１４６、１４７、および１４８と風向器１４１の通気口に隣接したダンパ羽根１５６および１５７とを閉位置に移動させ、風向器のダンパ羽根１５１および１５２を開位置に移動させることができる。この構成において、室外ユニット１２は、室外ユニット１２から排出された、外気より高温の空気との間で熱交換を行う。これにより、凝縮温度を高め、圧縮器の仕事量を軽減できる。
【００４５】
低外気温閾値より高い外気温での平常運転中は、図１６Ａに示されているように、室外ユニット１２のファン３２は、室外ユニット１２の両側面にある風向器６０の最上部および底部の周囲および室外ユニット１２の背面にある排気フード１４０の風向器１４１の底部の周囲から空気を引き込み、開いている（すなわち、ダンパ羽根１４６、１４７、および１４８が水平面または筐体３１の最上部に対して角度０°で水平に位置合わせされている）ダンパ１４５を通して排気フード１４０の排気口１４４から空気を排出する。空気は、風向器６０および１４１の下または背後にあるコイル表面を横切って引き込まれる。この空気が排気フード１４０の風向器１４１の下または背部にあるコイル表面を確実に横切って引き込まれるように、図示のように、ダンパ組立体１５０は閉じられ（すなわち、ダンパ羽根１５１および１５２は水平面または筐体３１の最上部に対して角度０°に水平に位置合わせされ）、ダンパ組立体１５５は開かれる（すなわち、ダンパ羽根１５６および１５７は最大空気流を保証する角度に向けられる）。コイル表面は外気より高温であるので、熱を室外に放出するが、効率的運転のための適正圧力は依然として維持する。低外気温閾値より高い温度での冷房運転時、空気は排気フード１４０によって全く制限されない。凝縮圧は、凝縮器コイル内の各区間の開閉によって、さらにはファン３２の速度を変えることによって、維持される。低外気温閾値より高い温度での運転は、低周囲気温用キットが設置されていない場合と同じである。
【００４６】
低外気温閾値未満での冷房運転中は、図１６Ｂに示されているように、室外ユニット１２は、室外ユニット１２の両側面にある風向器６０の最上部および底部の周囲および室外ユニット１２の背面にある排気フード１４０の風向器１４１の底部の周囲の空気を引き込み、ダンパ１４５を通して排気フード１４０の排気口１４４から空気を排出する。空気は、風向器６０および１４１の下または背後にある熱交換器のコイル表面を横切って引き込まれる。コイル表面は外気より高温であるので、熱を室外に放出する。この空気は低外気温閾値より低いので、小さな凝縮器回路のみが作動され、凝縮器ファン３２はその最低速度で動作している。外気温が低外気温閾値未満に下がり続けるに伴い、凝縮圧は低下し続ける。安定した凝縮圧を維持するために、ダンパ組立体１４５は周囲外気温に応じた位置まで部分的に閉じ、羽根１４６、１４７、および１４８が水平面に対して所定の角度に位置付けられ、ダンパ組立体１５０は羽根１５１および１５２が水平面に対して所定の角度に位置付けられる位置まで開き、ダンパ組立体１５５は羽根１５１および１５２が所定の角度に位置付けられる位置まで閉じる。
【００４７】
あるいは、ダンパ組立体をファン３２の基部に配置して、排気フードを排除することもできる。
【００４８】
図１７を参照すると、制御システム５０は、外気温を測定するためのサーミスタ５６の代わりに、他の各種センサのうちの１つを含むこともできる。例えば、制御システム５０は、膨張器２４の後に配置される蒸発温度センサ１６０、圧縮器の低圧側に配置される低圧センサ１６２、圧縮器２８の後に配置される凝縮温度センサ１６４、または圧縮器２８の高圧側に配置される高圧センサ１６６を含むこともできる。
【００４９】
本発明は種々の修正および代替形態が可能であるが、その具体例のいくつかを図面に示し、本願明細書で詳細に説明してきた。ただし、本発明は開示されている特定の形態または方法に限定されるものではなく、むしろ本発明は添付の特許請求の範囲の精神および範囲に含まれる全ての変更例、同等物、および代替物を包含することを理解されたい。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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