(57)【要約】【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容量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、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の運転周波数が最大運転周波数である場合に、ヒータ１２の加熱を開始するようにヒータ１２を制御する。最大運転周波数は、圧縮機２２の運転周波数の最大値である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（２２）を含む冷媒回路（１０）の内部を流れる冷媒を加熱するヒータ（１２）と、
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）の運転周波数が前記圧縮機（２２）の運転周波数の最大値である最大運転周波数である場合に、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）。
【請求項２】
前記制御部（１７）は、前記冷媒回路（１０）の暖房能力を向上させる運転であるパワフル運転を要求するパワフル運転要求信号が入力された場合に、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１に記載の冷媒加熱装置（４）。
【請求項３】
前記制御部（１７）は、外気温度がある一定温度以上である場合に、前記ヒータ（１２）の加熱開始を回避する、
請求項１に記載の冷媒加熱装置（４）。
【請求項４】
前記制御部（１７）は、室内温度がある一定温度以上である場合に、前記ヒータ（１２）の加熱開始を回避する、
請求項１に記載の冷媒加熱装置（４）。
【請求項５】
前記冷媒回路（１０）が冷房運転をするときには、前記制御部（１７）は、前記ヒータ（１２）の加熱開始を回避する、
請求項１に記載の冷媒加熱装置（４）。
【請求項６】
前記制御部（１７）は、前記冷媒回路（１０）がデフロスト運転をしている間であって、かつ、前記冷媒の蒸発温度がある一定温度以上の場合には、前記ヒータ（１２）の加熱開始を回避する、
請求項１に記載の冷媒加熱装置（４）。
【請求項７】
前記制御部（１７）は、前記冷媒回路（１０）の起動時において、前記冷媒回路（１０）の暖房能力を向上させる運転であるパワフル運転を要求するパワフル運転要求信号が入力されたときに、前記圧縮機（２２）の起動のタイミングに合わせて前記ヒータ（１２）の加熱を開始させる、
請求項１に記載の冷媒加熱装置（４）。
【請求項８】
圧縮機（２２）を含む冷媒回路（１０）の内部を流れる冷媒を加熱するヒータ（１２）を備えた冷媒加熱装置の加熱容量制御方法であって、
前記圧縮機（２２）の運転周波数が前記圧縮機（２２）の運転周波数の最大値である最大運転周波数である場合に、前記ヒータ（１２）の加熱を開始させる、
冷媒加熱装置（４）の加熱容量制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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容量制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【特許文献１】特開２００２―５５３７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、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。そのため、圧縮機の運転周波数を上げればヒータによる冷媒加熱が不要になる場合でも、外気温度等の条件によっては、ヒータが自動的に作動することがある。したがって、従来の冷媒加熱装置は、ヒータの作動頻度および作動時間が増加する傾向を有しており、制御性および消費電力の点に問題がある。
【０００４】
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容量制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。制御部は、ヒータの運転を制御する。制御部は、圧縮機の運転周波数が最大運転周波数である場合に、ヒータの加熱を開始するようにヒータを制御する。最大運転周波数は、圧縮機の運転周波数の最大値である。
ここでは、圧縮機の運転周波数が最大運転周波数である場合に、制御部が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をすることが可能である。
【０００６】
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、冷媒回路の暖房能力を向上させる運転であるパワフル運転を要求するパワフル運転要求信号が入力された場合に、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、パワフル運転要求信号が入力された場合に、制御部が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し、および顧客の嗜好に応じたヒータの作動が可能になる。
【０００７】
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、外気温度がある一定温度（例えば、１０℃）以上である場合に、ヒータの加熱開始を回避する制御を行う。
ここでは、外気温度がある一定温度以上である場合に、制御部がヒータの加熱開始を回避する制御を行うので、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。
【０００８】
第４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、室内温度がある一定温度（例えば、２０℃）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、室内温度がある一定温度以上である場合に、制御部がヒータの加熱開始を回避するので、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。
【０００９】
第５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、冷媒回路が冷房運転をするときに、ヒータの加熱開始を回避する。
ここでは、冷媒回路が冷房運転する場合に、制御部がヒータの加熱開始を回避するので、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。
【００１０】
第６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、冷媒回路がデフロスト運転をしている間であって、かつ、冷媒の蒸発温度がある一定温度（例えば、１０℃）以上の場合には、ヒータの加熱開始を回避する。
ここでは、冷媒回路がデフロスト運転をしている間であって、かつ、冷媒の蒸発温度がある一定温度以上の場合には、制御部がヒータの加熱開始を回避するので、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。
【００１１】
第７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、冷媒回路の起動時において、パワフル運転要求信号が入力されたときに、圧縮機の起動のタイミングに合わせてヒータの加熱を開始させる。パワフル運転要求信号は、パワフル運転を要求する。パワフル運転は、冷媒回路の暖房能力を向上させる運転である。
ここでは、冷媒回路の起動時において、パワフル運転要求信号が入力されたときに、制御部が圧縮機の起動のタイミングに合わせてヒータの加熱を開始させるので、制御性がさらに向上し、急速に冷媒を加熱することが可能である。
【００１２】
第８発明の冷媒加熱装置の加熱容量制御方法は、冷媒加熱装置の加熱容量制御方法である。冷媒加熱装置は、冷媒を加熱するヒータを備えている。冷媒は、圧縮機を含む冷媒回路の内部を流れる。この制御方法では、圧縮機の運転周波数が圧縮機の運転周波数の最大値である最大運転周波数である場合に、ヒータの加熱を開始させる。
ここでは、圧縮機の運転周波数が圧縮機の運転周波数の最大値である最大運転周波数である場合に、ヒータの加熱を開始させるので、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。
【発明の効果】
【００１３】
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、制御性がさらに向上し、顧客の嗜好に応じたヒータの作動をすることができる。
第３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。
【００１４】
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。
第５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６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。
【００１５】
第７発明によれば、制御性がさらに向上し、急速に冷媒を加熱することができる。
第８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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
〔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。
【００１７】
＜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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
＜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の運転周波数が圧縮機２２の運転周波数ｆの最大値である最大運転周波数ｆmaxである場合に、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を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。
【００２１】
また、制御部１７は、冷媒回路１０を含む空気調和機１の暖房能力を向上させる運転であるパワフル運転を要求するパワフル運転要求信号Ｓｐが入力された場合に、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。したがって、圧縮機２２の運転周波数ｆが最大になったときにＩＨヒータ１２は加熱開始になるが、パワフル運転要求信号Ｓｐが入力されたときも加熱開始になる。これによって、制御性がさらに向上し、かつ、顧客の嗜好に応じたＩＨヒータ１２の作動が可能になる。
【００２２】
ここで、パワフル運転要求信号Ｓｐは、室内機３の制御部３２を介して制御部１７へ送信される。パワフル運転要求信号Ｓｐは、顧客の携帯するリモコン（図示せず）から無線（電波、赤外線等）でリモコン受信部３４へ発信され、リモコン受信部３４を介して制御部３２へ送信される。
また、制御部１７は、外気温度Ｔoutが１０℃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。
【００２３】
また、制御部１７は、室内温度Ｔinが２０℃以上である場合に、ＩＨヒータ１２の加熱開始を回避する。室内温度Ｔinに関する情報は、室内機３の制御部３２を介して、制御部１７へ送信される。室内温度Ｔinは、室外機２の室内温度センサ３３によって測定され、制御部３２に送られる。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。
【００２４】
また、制御部１７は、冷媒回路１０を含む空気調和機１が冷房運転する場合には、ＩＨヒータ１２の加熱開始を回避する。これにより、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。
制御部１７は、冷媒回路１０がデフロスト運転をしている間であって、かつ、室外熱交換器２３における冷媒の蒸発温度Ｔevが１０℃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の室外熱交換器２３に内蔵された冷媒温度センサ３１によって測定され、制御部２９に送られる。
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。
【００２５】
＜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。
【００２６】
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、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。
【００２７】
＜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。
【００２８】
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２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。
【００２９】
＜冷媒加熱装置４の加熱容量制御方法＞
以上のように構成された空気調和機１がデフロスト運転（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。
【００３０】
以下、図４に示されるフローチャートを参照しながら、冷媒加熱装置４の加熱容量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３２からのパワフル運転要求信号Ｓｐを受信したか否か判別する。パワフル運転要求が有った場合にはステップＳ８へ進み、圧縮機２２の起動のタイミングに合わせてＩＨヒータ１２の加熱を開始させる。そうでない場合にはステップＳ２へ進む。
【００３１】
ついで、ステップＳ２において、室外機２の圧縮機２２の運転周波数ｆが最大周波数ｆｍａｘであるか否か判別する。運転周波数ｆが最大周波数ｆｍａｘでない場合には、ステップＳ１に戻ってパワフル運転要求が有ったか判別する。運転周波数ｆが最大周波数ｆｍａｘ以上である場合はステップＳ３に進む。
したがって、運転周波数ｆが最大周波数ｆｍａｘである場合であって、以下のステップＳ３〜Ｓ７の加熱開始の回避条件によって加熱開始が回避されないときには、ＩＨヒータ１２の加熱を開始する。一方、運転周波数ｆが最大周波数ｆｍａｘ未満でも、ステップＳ１に戻ってパワフル運転要求が有ったか再び判別する。これにより、制御部１７は、室内機３からのパワフル運転要求信号Ｓｐを受信したときには、圧縮機２２の運転周波数に関係なく、ＩＨヒータ１２の加熱を開始させることが可能になる。
【００３２】
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外気温度Ｔoutが１０℃以上か判別する。外気温度Ｔoutが１０℃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Ｓ４へ進む。
ついで、ステップＳ４において、制御部１７は、室内機３の制御部３２からの情報に基づいて室内温度Ｔinが２０℃以上か判別する。室内温度Ｔinが２０℃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Ｓ５へ進む。
【００３３】
ついで、ステップＳ５において、制御部１７は、冷媒回路１０を含む空気調和機１が冷房運転しているか否か判別する。冷房運転している場合には、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Ｓ６へ進む。
ついで、ステップＳ６において、制御部１７は、冷媒回路１０を含む空気調和機１がデフロスト運転しているか否か判別する。デフロスト運転している場合にはステップＳ７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。
【００３４】
ついで、ステップＳ７において、制御部１７は、室内機３の制御部３２からの情報に基づいて蒸発温度Ｔevが１０℃以上か判別する。蒸発温度Ｔevが１０℃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Ｓ８へ進む。このステップＳ６およびステップＳ７によって、空気調和機１がデフロスト運転をしている間であって、かつ、冷媒の蒸発温度Ｔevが１０℃以上の場合には、ＩＨヒータ１２の加熱開始を回避することが可能になる。
【００３５】
ついで、ステップＳ８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Ｓ９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。
【００３６】
＜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。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。
ここで、室内機３のリモコン受信部３４がリモコン（図示せず）から送信されたパワフル要求信号Ｓｐを受信した場合には、冷媒加熱装置４の制御部１７は、圧縮機２２の運転周波数に関係なく、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。
【００３７】
＜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。
冷房運転時には、圧縮機運転周波数が最大運転周波数であっても、冷媒加熱装置４のＩＨヒータ１２の加熱開始は回避される（図４のステップＳ５参照）。
【００３８】
＜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。
【００３９】
この逆サイクルデフロスト運転時では、冷媒の凝縮熱によって、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。
【００４０】
このとき、冷媒加熱装置４では、図４に示されるフローチャートに示されるように運転周波数ｆが最大周波数ｆｍａｘ以上である場合（ステップＳ２におけるＹｅｓの場合）であって、上記のステップＳ３〜Ｓ７の加熱開始の回避条件によって加熱開始が回避されないときには、ＩＨヒータ１２の加熱を開始する。冷媒配管５に接続された第１接続管１１を流れる液冷媒を、ＩＨヒータ１２によって加熱することによって、除霜能力を向上させ、デフロスト時間を短縮することが可能になる。
【００４１】
＜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。
【００４２】
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、冷媒加熱装置４では、図４に示されるフローチャートに示されるように運転周波数ｆが最大周波数ｆｍａｘ以上である場合（ステップＳ２におけるＹｅｓの場合）であって、上記のステップＳ３〜Ｓ７の加熱開始の回避条件によって加熱開始が回避されないときには、ＩＨヒータ１２の加熱を開始する。
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。
【００４３】
＜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の運転周波数が圧縮機２２の運転周波数ｆの最大値である最大運転周波数ｆｍａｘである場合に、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をすることが可能である。
【００４４】
（２）
実施形態の冷媒加熱装置４では、制御部１７は、冷媒回路１０を含む空気調和機１の暖房能力を向上させる運転であるパワフル運転を要求するパワフル運転要求信号Ｓｐが入力された場合に、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。したがって、圧縮機２２の運転周波数ｆが最大になったときにＩＨヒータ１２は加熱開始になるが、パワフル運転要求信号Ｓｐが入力されたときも、圧縮機２２の運転周波数ｆに関係なく加熱開始になる。これによって、制御性がさらに向上する。また、顧客の嗜好に応じたＩＨヒータ１２の作動が可能になる。
【００４５】
（３）
実施形態の冷媒加熱装置４では、制御部１７は、外気温度Ｔoutが所定温度である１０℃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。
（４）
実施形態の冷媒加熱装置４では、制御部１７は、室内温度Ｔinが所定温度である２０℃以上である場合に、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。
【００４６】
（５）
実施形態の冷媒加熱装置４では、制御部１７は、冷媒回路１０を含む空気調和機１が冷房運転する場合には、ＩＨヒータ１２の加熱開始を回避する。これにより、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。
（６）
実施形態の冷媒加熱装置４では、制御部１７は、冷媒回路１０がデフロスト運転をしている間であって、かつ、室外熱交換器２３における冷媒の蒸発温度Ｔevが所定温度である１０℃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。
【００４７】
（７）
実施形態の冷媒加熱装置４では、制御部１７は、空気調和機１の起動時において、パワフル運転要求信号Ｓｐが入力されたときに、圧縮機２２の起動のタイミングに合わせてＩＨヒータ１２の加熱を開始させるので、制御性がさらに向上し、急速に冷媒を加熱することが可能になる。
【００４８】
（８）
実施形態の冷媒加熱装置４の加熱容量制御方法は、圧縮機２２を含む冷媒回路１０の内部を流れる冷媒を加熱するヒータ１２を備えた冷媒加熱装置４の加熱容量制御方法である。圧縮機２２の運転周波数ｆが最大運転周波数ｆｍａｘである場合に、ヒータ１２の加熱を開始させる。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。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態に係わる冷媒加熱装置を備えた空気調和機の構成図。
【図２】図１の空気調和機の冷媒回路を示す図。
【図３】図１の冷媒加熱装置の内部構成図。
【図４】図３の冷媒加熱装置の加熱容量制御方法の手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００５１】
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
【図１】
2007247948.tif 000003
【図２】
2007247948.tif 000004
【図３】
2007247948.tif 000005
【図４】
2007247948.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月15日(2007.6.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（２２）を含む冷媒回路（１０）の内部を流れる冷媒を加熱するヒータ（１２）と、
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、
前記ヒータ（１２）は、ＩＨヒータであり、
前記制御部（１７）は、前記圧縮機（２２）の運転周波数が前記圧縮機（２２）の運転周波数の最大値である最大運転周波数である場合に、前記ヒータ（１２）の加熱を開始するように前記ヒータ（１２）を制御し、しかも、前記冷媒回路（１０）がデフロスト運転をしている間であって、かつ、前記冷媒の蒸発温度がある一定温度以上の場合には、前記ヒータ（１２）の加熱開始を回避するように制御する、
冷媒加熱装置（４）。
【請求項２】
前記制御部（１７）は、前記冷媒回路（１０）の暖房能力を向上させる運転であるパワフル運転を要求するパワフル運転要求信号が入力された場合に、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１に記載の冷媒加熱装置（４）。
【請求項３】
前記制御部（１７）は、外気温度がある一定温度以上である場合に、前記ヒータ（１２）の加熱開始を回避する、
請求項１に記載の冷媒加熱装置（４）。
【請求項４】
前記制御部（１７）は、室内温度がある一定温度以上である場合に、前記ヒータ（１２）の加熱開始を回避する、
請求項１に記載の冷媒加熱装置（４）。
【請求項５】
前記冷媒回路（１０）が冷房運転をするときには、前記制御部（１７）は、前記ヒータ（１２）の加熱開始を回避する、
請求項１に記載の冷媒加熱装置（４）。
【請求項６】
前記制御部（１７）は、前記冷媒回路（１０）の起動時において、前記冷媒回路（１０）の暖房能力を向上させる運転であるパワフル運転を要求するパワフル運転要求信号が入力されたときに、前記圧縮機（２２）の起動のタイミングに合わせて前記ヒータ（１２）の加熱を開始させる、
請求項１に記載の冷媒加熱装置（４）。
【請求項７】
圧縮機（２２）を含む冷媒回路（１０）の内部を流れる冷媒を加熱するＩＨヒータ（１２）を備えた冷媒加熱装置の加熱容量制御方法であって、
前記圧縮機（２２）の運転周波数が前記圧縮機（２２）の運転周波数の最大値である最大運転周波数である場合に、前記ＩＨヒータ（１２）の加熱を開始させ、しかも、前記冷媒回路（１０）がデフロスト運転をしている間であって、かつ、前記冷媒の蒸発温度がある一定温度以上の場合には、前記ＩＨヒータ（１２）の加熱開始を回避させる、
冷媒加熱装置（４）の加熱容量制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
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。制御部は、ヒータの運転を制御する。ヒータは、ＩＨヒータである。制御部は、圧縮機の運転周波数が最大運転周波数である場合に、ヒータの加熱を開始するようにヒータを制御する。最大運転周波数は、圧縮機の運転周波数の最大値である。しかも、制御部は、冷媒回路がデフロスト運転をしている間であって、かつ、冷媒の蒸発温度がある一定温度（例えば、１０℃）以上の場合には、ヒータの加熱開始を回避する。
ここでは、圧縮機の運転周波数が最大運転周波数である場合に、制御部がＩＨヒータの加熱を開始するようにＩＨ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をすることが可能である。しかも、冷媒回路がデフロスト運転をしている間であって、かつ、冷媒の蒸発温度がある一定温度以上の場合には、制御部がＩＨヒータの加熱開始を回避するので、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。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
第６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、冷媒回路の起動時において、パワフル運転要求信号が入力されたときに、圧縮機の起動のタイミングに合わせてヒータの加熱を開始させる。パワフル運転要求信号は、パワフル運転を要求する。パワフル運転は、冷媒回路の暖房能力を向上させる運転である。
ここでは、冷媒回路の起動時において、パワフル運転要求信号が入力されたときに、制御部が圧縮機の起動のタイミングに合わせてヒータの加熱を開始させるので、制御性がさらに向上し、急速に冷媒を加熱することが可能である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
第７発明の冷媒加熱装置の加熱容量制御方法は、冷媒加熱装置の加熱容量制御方法である。冷媒加熱装置は、冷媒を加熱するＩＨヒータを備えている。冷媒は、圧縮機を含む冷媒回路の内部を流れる。この制御方法では、圧縮機の運転周波数が圧縮機の運転周波数の最大値である最大運転周波数である場合に、ＩＨヒータの加熱を開始させる。しかも、冷媒回路がデフロスト運転をしている間であって、かつ、冷媒の蒸発温度がある一定温度以上の場合には、ＩＨヒータの加熱開始を回避させる。
ここでは、圧縮機の運転周波数が圧縮機の運転周波数の最大値である最大運転周波数である場合に、ＩＨヒータの加熱を開始させるので、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。しかも、冷媒回路がデフロスト運転をしている間であって、かつ、冷媒の蒸発温度がある一定温度以上の場合にはＩＨヒータの加熱開始を回避させるので、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。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
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。しかも、冷媒回路がデフロスト運転をしている間であって、かつ、冷媒の蒸発温度がある一定温度以上の場合にはＩＨヒータの加熱開始を回避させるので、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２発明によれば、制御性がさらに向上し、顧客の嗜好に応じたヒータの作動をすることができる。
第３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。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
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。
第５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。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
第６発明によれば、制御性がさらに向上し、急速に冷媒を加熱することができる。
第７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。しかも、冷媒回路がデフロスト運転をしている間であって、かつ、冷媒の蒸発温度がある一定温度以上の場合にはＩＨヒータの加熱開始を回避させるので、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。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
（８）
実施形態の冷媒加熱装置４の加熱容量制御方法は、圧縮機２２を含む冷媒回路１０の内部を流れる冷媒を加熱するＩＨヒータ１２を備えた冷媒加熱装置４の加熱容量制御方法である。圧縮機２２の運転周波数ｆが最大運転周波数ｆｍａｘである場合に、ＩＨヒータ１２の加熱を開始させる。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。しかも、冷媒回路１０がデフロスト運転をしている間であって、かつ、室外熱交換器２３における冷媒の蒸発温度Ｔevが所定温度である１０℃以上の場合には、ＩＨヒータ１２の加熱開始を回避させるので、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。