(57)【要約】      （修正有）【課題】給気・排気風量の減少時における圧縮機の凝縮圧力の上昇を抑えることができるようにしたヒートポンプ式空気調和装置を提供する。【解決手段】外気導入口２ａと被空調室への給気口２ｂとを有する給気流路２と、被空調室からの還気口３ａと外部への排気口３ｂとを有する排気流路３との間に、全熱交換器４を備え、給気流路２に設けた第1熱交換器６と、排気流路３に設けた第２熱交換器１０とに対し、圧縮機１２からの冷媒を前記第２熱交換器１０と第１熱交換器６の順に流通せしめて冷房運転を行うように構成したヒートポンプ式空気調和装置において、給気流路２における全熱交換器４の上流側から排気流路３における第２熱交換器１０の入口側にバイパスするバイパス空気流路１５と、該バイパス空気流路１５をバイパスして流れる空気量を調整するダンパ機構１６と、該ダンパ機構１６の開度を調整するコントローラ１７と凝縮圧力を検知するスイッチを設ける。【選択図】図１
2008309364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気導入口と被空調室への給気口とを有する給気流路と、被空調室からの還気口と外部への排気口とを有する排気流路との間に、これら給気流路と排気流路を跨ぐ全熱交換器を備え、前記給気流路における全熱交換器の下流側に設けた第1熱交換器と、前記排気流路における全熱交換器の下流側に設けた第２熱交換器とに対し、圧縮機からの冷媒を前記第２熱交換器と第１熱交換器の順に流通せしめて被空調室に対する冷房運転を行うように構成したヒートポンプ式空気調和装置において、
前記給気流路における全熱交換器の上流側から前記排気流路における第２熱交換器の入口側にバイパスするバイパス空気流路と、
該バイパス空気流路をバイパスして流れる空気量を調整する開度調整形のダンパ機構と、
該ダンパ機構の開度を調整するコントローラと、凝縮圧力を検知するスイッチ（センサー）
を設けてなることを特徴とするヒートポンプ式空気調和装置。
【請求項２】
上記コントローラは、上記圧縮機の凝縮圧力が所定の値ＰS1よりも高くなると、この圧力の大きさに伴って上記ダンパ機構の開度が大となるように制御することを特徴とする請求項1に記載のヒートポンプ式空気調和装置。
【請求項３】
上記コントローラは、上記圧縮機の凝縮圧力が上記所定の値ＰS1よりも高い値ＰS2以上になると、上記圧縮機の運転を停止するように制御することを特徴とする請求項２に記載のヒートポンプ式空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒回路の操作により冷房と暖房を切り替えて行うことができるヒートポンプ式空気調和装置に関するものであり、特に、冷房運転時における給気・排気風量の減少によって生じる圧縮機の運転停止を少なくすることができるようにしたヒートポンプ式空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、導入した外気を空気調和して被空調室に送り、該被空調室からの還気を外部に排出する外気処理タイプの空気調和装置においては、導入外気を空気調和して被空調室に送る給気流路と、該被空調室からの還気を外部に排出する排気流路との間にこれら２つの流路を跨ぐ全熱交換器を設け、この全熱交換器による外気と還気との熱交換により還気中の熱エネルギを回収するとともに、前記２つの流路にそれぞれヒートポンプ回路の一方の熱交換器を配して排熱回収を行い、省エネルギ化を図るようにしたものが広く知られている（例えば、特許文献1参照）。
【特許文献１】特開平７−３１０９６４号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１に示すような空気調和装置においては、夏季の冷房運転時に、被空調室の使用状況により、給気・排気風量を減少させる場合がある。給気・排気風量が減少すると、排気流路における熱交換器(凝縮器)の出口空気温度が上昇し、圧縮機の凝縮圧力も上昇する。そして、圧縮機の凝縮圧力が設定値よりも上昇すると、高圧遮断スイッチ(センサ)の作動により圧縮機の異常が検出され、その都度、安全を期するために圧縮機が停止する。
【０００４】
上記圧縮機の停止の間は冷房機能が停止するため、安定した連続運転の面からすると好ましくない。  
【０００５】
そこで、給気・排気風量の減少時に、排気流路内における熱交換器(凝縮器)の出口空気温度の上昇を防止し、かつ、圧縮機の凝縮圧力の上昇を抑えて安定した連続運転を行うことができるヒートポンプ式空気調和装置を提供するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、外気導入口と被空調室への給気口とを有する給気流路と、被空調室からの還気口と外部への排気口とを有する排気流路との間に、これら給気流路と排気流路を跨ぐ全熱交換器を備え、前記給気流路における全熱交換器の下流側に設けた第1熱交換器と、前記排気流路における全熱交換器の下流側に設けた第２熱交換器とに対し、圧縮機からの冷媒を前記第２熱交換器と第１熱交換器の順に流通せしめて被空調室に対する冷房運転を行うように構成したヒートポンプ式空気調和装置において、前記給気流路における全熱交換器の上流側から前記排気流路における第２熱交換器の入口側にバイパスするバイパス空気流路と、該バイパス空気流路をバイパスして流れる空気量を調整するダンパ機構と、該ダンパ機構の開度を調整するコントローラと、凝縮圧力を検知するスイッチ（センサー）を設けてなるヒートポンプ式空気調和装置を提供する。
【０００７】
この構成によれば、冷房運転時に、被空調室の使用状況等により、給気・排気風量が減
少すると、ダンパ機構の開度が拡げられ、全熱交換器を流過しない外気がバイパス空気流路をバイパスして給気流路から排気流路に流入する。これにより、給気・排気風量、すなわち被空調室からの還気空気量が減少しても、第２熱交換器を流れる空気量は、被空調室からの還気空気にバイパス空気流路をバイパスして流入する空気が加算されて増加する。ここで、全熱交換器を流過しないで流れる空気が加算されることにより、第２熱交換器を流れる空気量も増え、この空気により第２熱交換器における熱が奪われて排気され、排気側熱交換器(第２熱交換器)出口の空気温度が低下すると同時に、圧縮機の凝縮圧力の上昇も抑えられる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載のヒートポンプ式空気調和装置において、上記コントローラは、上記圧縮機の凝縮圧力が所定の値ＰS1よりも高くなると、この圧力の大きさに伴って上記ダンパ機構の開度が大となるように制御するヒートポンプ式空気調和装置を提供する。
【０００９】
この構成によれば、圧縮機の凝縮圧力が所定の値ＰS1よりも高くなると、この圧力の大きさに応じてダンパ機構の開度を拡げ、第２熱交換器に流す空気流量を増加させる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２に記載のヒートポンプ式空気調和装置において、上記コントローラは、上記圧縮機の凝縮圧力が上記所定の値ＰS1よりも高い値ＰS2以上になると、上記圧縮機の運転を停止するように制御するヒートポンプ式空気調和装置を提供する。
【００１１】
この構成によれば、圧縮機の凝縮圧力が所定の値ＰS1よりも高い値ＰS2以上になると、圧縮機の運転を停止させる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、冷房運転時に、給気・排気風量が減少しても圧縮機における凝縮圧力の上昇を抑えることができるので、該圧縮機が異常停止されるのを少なくすることができる。これにより、安定した連続運転が可能になるという効果が期待できる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、圧縮機の凝縮圧力を検出し、該凝縮圧力に応じてダンパ機構の開度を調整するので、請求項１記載の発明の効果に加えて、圧縮機の凝縮圧力に応じた制御を簡単に行うことができるという効果が期待できる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、圧縮機の凝縮圧力が、ダンパ機構における開度の調整では制御できない設定値ＰS2以上の異常状態になると、圧縮機を停止させるので、請求項２記載の発明の効果に加えて、安全性が向上するという効果が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
給気・排気風量の減少時に、排気流路内における熱交換器(凝縮器)の出口空気温度及び凝縮温度(凝縮圧力)の上昇を防止し、かつ、圧縮機の凝縮圧力の上昇を抑えて安定した連続運転を行うことができるヒートポンプ式空気調和装置を提供するという目的を達成するために、外気導入口と被空調室への給気口とを有する給気流路と、被空調室からの還気口と外部への排気口とを有する排気流路との間に、これら給気流路と排気流路を跨ぐ全熱交換器を備え、前記給気流路における全熱交換器の下流側に設けた第1熱交換器と、前記排気流路における全熱交換器の下流側に設けた第２熱交換器とに対し、圧縮機からの冷媒を前記第２熱交換器と第１熱交換器の順に流通せしめて被空調室に対する冷房運転を行うように構成したヒートポンプ式空気調和装置において、前記給気流路における全熱交換器の上流側から前記排気流路における第２熱交換器の入口側にバイパスするバイパス空気流路と、該バイパス空気流路をバイパスして流れる空気量を調整するダンパ機構と、該ダンパ
機構の開度を調整するコントローラと、凝縮圧力を検知するスイッチ（センサー）を設けてなるヒートポンプ式空気調和装置、としたことにより実現した。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明のヒートポンプ式空気調和装置について、好適な実施例をあげて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態に係るヒートポンプ式空気調和装置の構成を示す系統図である。図１において、ケーシング１内には、外気導入口２ａから被空調室（図示省略）への給気口２ｂに至る給気流路２と、被空調室からの還気を導入する還気口３ａから外部への排気口３ｂに至る排気流路３とが設けられていて、給気流路２と排気流路３との間には、これら２つの流路を跨ぐ全熱交換器４を備えている。
【００１８】
前記給気流路２には、外気口２ａ側から給気口２ｂに向かって順に、フィルタ５、前記全熱交換器４、第1熱交換器６、加湿器７、送風機８を設けてある。なお、フィルタ５は、例えばプレフィルタ５ａと中性能フィルタ５ｂとの２段構成のものとしてある。
【００１９】
他方、前記排気流路３には、還気口３ａから排気口３ｂに向かって順に、フィルタ９、前記全熱交換器４、第２熱交換器１０、送風機１１を設けてある。
【００２０】
また、排気流路３におけるフィルタ９と全熱交換器４との間には、冷媒回路の圧縮機１２を設けてある。該圧縮機１２からの冷媒は、前記第1熱交換器６と第２熱交換器１０をこの順に、またはその逆となるように四方弁１３により切替えて供給され、アキュムレータ１４を介して圧縮機１２に戻される構成となっておいる。すなわち、上記四方弁１３の切替えにより、冷房運転と暖房運転が切替えできるようになっている。
【００２１】
具体的には、冷房運転時には、図１中に実線矢印で示されるように、圧縮機１２からの冷媒が四方弁１３を介して排気側熱交換器である第２熱交換器１０に送られ、排気流路３を流過する空気との熱交換により凝縮されて給気側熱交換器である第１熱交換器６に送られる。また、該第１熱交換器６において蒸発させられて、給気流路２内を流過する空気を冷却してアキュムレータ１４に送られ、該アキュムレータ１４にて気液分離されて圧縮機１２に戻される。なお、第１熱交換器６にて冷却された空気は被空調室に送られる。
【００２２】
他方、暖房運転時には、図１中に破線矢印で示されるように、圧縮機１２からの冷媒が四方弁１３を介して第1熱交換器６に送られ、給気流路２を流過する空気との熱交換によって凝縮して給気流路２内の空気を加熱し、凝縮した冷媒は第２熱交換器１０に送られる。また、該第２熱交換器１０において蒸発させられて、排気流路３内を流過する空気の熱を奪い、その後アキュムレータ１４にて気液分離されて圧縮機１２に戻される。なお、第１熱交換器６にて加熱された空気は被空調室に送られる。
【００２３】
また、本実施の形態における空気調和装置においては、給気流路２の全熱交換器４の入口側(上流側)から排気流路３の第２熱交換器１０の入口側(上流側)に、外気導入口２aから導入された外気の一部を流してバイパスするバイパス空気流路１５を設けてある。なお、該バイパス空気流路１５には、バイパスして流れる風量を調整するダンパ機構１６を設けてある。したがって、ダンパ機構１６が制御されることにより、給気流路２内を流れる外気の一部を、全熱交換器４を流過させることなく第２熱交換器１０にバイパスさせて送ることができる構成となっている。
【００２４】
前記ダンパ機構１６は、ケーシング１内に配設しているマイクロコンピュータを主体として構成したコントローラ１７により制御されるものである。該コントローラ１７には、
圧縮機１２の凝縮圧力を検出するセンサ１８から、該凝縮圧力に応じた信号が入力されるようになっており、該凝縮圧力の上昇の度合いに応じてダンパ機構の開度が大となるように構成されている。
【００２５】
なお、図１中において符号１９，２０はそれぞれ第１熱交換器６，第２熱交換器１０用の各膨張弁を示し、２１，２２はそれぞれ第１熱交換器６，第２熱交換器１０用の逆止弁を示している。
【００２６】
次に、上述した構成のヒートポンプ式空気調和装置による作用について説明する。
【００２７】
冬季の暖房運転時においては、外気導入口２ａからの空気がフィルタ５を経て全熱交換器４を流過し、排気流路３内の空気と熱交換した後、第1熱交換器６及び加湿器７に送られる。暖房運転時においては、この第1熱交換器６が凝縮器として作用するので、給気流路２内の空気は第1熱交換器６において所要の温度に加温され、送風機８の駆動により給気口２ｂから送出され、該給気口２ｂに接続されたダクト等（図示省略）の送気手段によって被空調室に送られる。
【００２８】
そして、被空調室からダクト等の送気手段によって戻された還気は、還気口３ａから排気流路３内に流入してフィルタ９を通過し、全熱交換器４に送られて給気流路２内の空気と熱交換し、第２熱交換器１０にて冷媒の蒸発熱により冷却され、送風機１１の駆動により排気口３ｂから外部に排出される。
【００２９】
他方、夏季の冷運転時においては、外気導入口２ａからの空気がフィルタ５を経て全熱交換器４を流過し、排気流路３内の空気と熱交換した後、第1熱交換器６に送られる。冷房運転時においては、この第１熱交換器６が蒸発器として作用するので、給気流路２内の空気は第１熱交換器６において所要の温度に冷却され、送風機８の駆動により給気口２ｂから送出され、給気口２ｂに接続されたダクト等（図示省略）の送気手段によって被空調室に送られる。
【００３０】
そして、被空調室からダクト等の送気手段によって戻された還気は、還気口３ａから排気流路３内に流入してフィルタ９を通過し、全熱交換器４に送られて給気流路２内の空気と熱交換し、第２熱交換器１０にて冷媒の凝縮熱により加熱され、送風機１１の駆動により排気口３ｂから外部に排出される。
【００３１】
なお、冷房運転時においては、給気通路２を流過する空気は原則として全量が全熱交換器４を経るものとし、バイパス空気流路１５のダンパ機構１６は全閉としておく。そして、被空調室の使用状況により、給気・排気風量が減少する場合があるが、該給気・排気風量が減少すると、第２熱交換器１０の出口空気温度が上昇し、圧縮機１２の凝縮圧力も上昇する。
【００３２】
そこで、本実施の形態のヒートポンプ式空気調和装置においては、圧縮機１２の凝縮圧力をセンサ１８で検出し、該センサ１８で検出された情報を基にコントローラ１７がダンパ機構１６の開度の調整及び圧縮機１２の停止を制御するようになっている。
【００３３】
前記コントローラ１７による制御は、予めプログラムされている決められた手順に従って実行されるもので、図２にその手順の一例を示す。図２に示すフローチャートに従って、コントローラ１７の制御を次に説明する。
【００３４】
空気調和装置が動作すると、フローチャートの流れがスタートし、コントローラ１７はセンサ１８からの信号により圧縮機１２の凝縮圧力Ｐ1を検出して、凝縮圧力Ｐ1が設定値
ＰS1を超えるのを監視する(ステップＳＴ１)。
【００３５】
凝縮圧力Ｐ1が設定値ＰS1を超えると、設定値ＰS1を超えた値αの大きさに応じてダンパ機構１６の開度の調整を行い、ダンパ開度が拡げられる(ステップＳＴ２)。ダンパ機構１６の開度が拡げられると、外気導入口２ａから給気流路２内に導入された外気の一部が、全熱交換器４を経ずにバイパス空気流路１５をバイパスして排気流路３に流入する。このバイパスして排気流路３に流れ込んだ空気は、被空調室からの還気空気に合算されて第２熱交換器１０を流れる。
【００３６】
このように、設定値ＰS1を超えた値αの大きさに応じてダンパ機構１６の開度が拡げられると、全熱交換器４を流過しないで流れる空気の量が増加することになり、第２熱交換器１０を流れる空気量も増え、この空気が第２熱交換器１０における冷媒の凝縮熱を奪って排気し、該第２熱交換器１０出口の空気温度が上昇するのを抑えると同時に、圧縮機１２の凝縮圧力の上昇を抑える。
【００３７】
ステップＳＴ２からはステップＳＴ３へ移行し、凝縮圧力(Ｐ1＋α)が上記設定値ＰS1よりも高い設定値ＰS2を超えるのを監視する。凝縮圧力(Ｐ1＋α)が設定値ＰS2よりも低い場合はステップＳＴ１へ戻る。
【００３８】
他方、凝縮圧力(Ｐ1＋α)が設定値ＰS2を超えるとステップＳＴ４に移行し、圧縮機１２を保護するために運転を停止させる。(ステップＳＴ４)
【００３９】
したがって、本実施の形態におけるヒートポンプ式空気調和装置では、冷房運転時に、給気・排気風量が減少しても圧縮機１２における凝縮圧力の上昇を抑えることができるので、コントローラ１７により該圧縮機１２が異常停止される回数を少なくすることができ、安定した連続運転を行うことができることになる。
【００４０】
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態に係るヒートポンプ式空気調和装置の構成を示す系統図。
【図２】同上空気調和装置のコントローラによる制御手順の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００４２】
１        ケーシング
２        給気流路
２ａ      外気導入口
２ｂ      給気口
３        排気流路
３ａ      還気口
３ｂ      排気口
４        全熱交換器
５        フィルタ
６        第１熱交換器
７        加湿器
８        送風機
９        フィルタ
１０      第２熱交換器
１１      送風機
１２      圧縮機
１３      四方弁
１４      アキュムレータ
１５      バイパス空気流路
１６      ダンパ機構
１７      コントローラ
１８      センサ
１９      膨張弁
２０      膨張弁
２１      逆止弁
２２      逆止弁
【図１】
2008309364.tif 000003
【図２】
2008309364.tif 000004