(57)【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。【解決手段】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。【選択図】図３
2008002727.tif 000002
【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
【図１】
2008002727.tif 000003
【図２】
2008002727.tif 000004
【図３】
2008002727.tif 000005
【図４】
2008002727.tif 000006
【図５】
2008002727.tif 000007
【図６】
2008002727.tif 000008
【図７】
2008002727.tif 000009