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JPH068703B2 - 空気調和装置 - Google Patents

空気調和装置

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Publication number
JPH068703B2
JPH068703B2 JP62288124A JP28812487A JPH068703B2 JP H068703 B2 JPH068703 B2 JP H068703B2 JP 62288124 A JP62288124 A JP 62288124A JP 28812487 A JP28812487 A JP 28812487A JP H068703 B2 JPH068703 B2 JP H068703B2
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JP
Japan
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heat exchanger
outdoor
condenser
temperature
air conditioner
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JP62288124A
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JPH01131851A (ja
Inventor
俊男 北垣
文寛 川野
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Priority to US07/268,857 priority patent/US4936107A/en
Priority to AU24970/88A priority patent/AU597516B2/en
Priority to KR8814891A priority patent/KR930004392B1/ko
Priority to GB8826600A priority patent/GB2212604B/en
Publication of JPH01131851A publication Critical patent/JPH01131851A/ja
Publication of JPH068703B2 publication Critical patent/JPH068703B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、上下に分割され、かつ複数段の独立したパ
スをもつ分割凝縮器を圧縮機を並列に接続した凝縮器を
用いてなる空気調和装置に関する。
（従来の技術） エアコン（空気調和装置）では、従来より、第６図に示
されるように密閉形圧縮機ａに四方弁ｂ，室内側熱交換
器ｃ，減圧装置ｄ（膨張弁よりなる），室外側熱交換器
ｅを冷媒管路ｆで順次連結した構造が用いられている。
また近時では熱交換効率が高められるとのことから、第
７図に示されるように独立した複数段のパスｇ（冷媒流
路）を上下方向沿いにもつ室外側熱交換器ｅを、ヘッダ
ーパイプｈおよび分流器ｉを使用して冷媒管路ｆに並列
に接続することが行なわれてきており、四方弁ｂの切換
えにて、室内側熱交換器ｃを蒸発器ならびに室外側熱交
換器ｅを凝縮器とした冷房サイクル、室内側熱交換器ｃ
を凝縮器ならびに室外側熱交換器ｅを蒸発器とした暖房
サイクルを構成している。なお、ｊは冷媒管路ｆに設け
た室内側熱交換器ｃを接続するためのパックドバルブで
ある。
ところで、空気調和装置では室外側熱交換器ｅの出口温
度から冷房運転時の室外ファンｋ（室外側熱交換器ｅと
共に設けられているもので、送風ファンに相当）を制御
して、凝縮圧力を調整するようにしたものがある。
これには、除霜状態を検知することもあって、第７図に
示されるように室外側熱交換器ｅの最下段のパスｇの冷
房運転時に出口側となる管部分ｍにサーミスタｎ（温度
センサー）を設け、これを制御回路ｐに接続した構造が
用いられ、冷房運転時、サーミスタｎから得られる凝縮
温度に応じて室外ファンｋの回転数を制御していた。
（発明が解決しようとする問題点） ところが、こうした最下段の管部分ｍにサーミスタｎを
設ける構造は、その設置箇所が被冷媒が溜りやすい上、
凝縮圧力変化や外気温変化に対し温度変化が一定でな
い、冷媒の過冷却域（モリエル線図で表わせば、第４図
中のＡ点）なので、応答性が悪く、冷房運転時において
外気温が低下した場合、凝縮圧力の低下を要因とした液
戻りによる密閉形圧縮機ａの潤滑不足や密閉形圧縮機ａ
の損傷（吐出弁に応力が集中することなどによる）を起
こしてしまうおそれがある。
そのうえ、こうしたサーミスタｎを用いて室外ファンｋ
を制御する構造は、１つの室外側熱交換器ｅであればコ
スト点はあまり問題はないものの、効率を高めるべく、
室外側熱交換器ｅを上下に分割して両者を冷媒管路ｆに
接続して、室外ファンｋを複数設けた上下２分割式の構
造のものに適用した場合、コスト的に高くついてしまう
ものであった。
この発明はこのような問題点に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、上下分割式の凝縮器の凝
縮圧力の制御を、応答性良く、かつ安価に行なうことが
できる空気調和装置をを提供することにある。
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段と作用） この空気調和装置は、上下に複数分割され、かつ上下方
向にそれぞれ独立した複数段のパス１０をもつ分割凝縮
器９ａ，９ｂを並列に接続してなる凝縮器９の前記上段
の分割凝縮器９ａの上部側となるパス１０ａの出口管部
分に温度センサー２３を設け、上下方向に複数設けた送
風ファン１３ａ，１３ｂのうち上段に設けた送風ファン
１３ａの回転を前記温度センサー２３からの凝縮温度に
応じて制御させるようにする。これにより、温度センサ
ー２３は冷媒が流れやすい部位に設置されるので、検知
温度は凝縮温度と略等しい温度となり、同時に凝縮圧力
変化時の温度変化に迅速な検知温度が温度センサー２３
から得られていく。そして、その応答性が良くなった温
度センサー２３にて、下段の送風ファン１３ｂはそのま
まに上段の送風ファン１３ａのみの回転数を制御し、簡
略制御（片方の送風ファン制御）から制御に必要なコス
トが少なくてすむようにする。
（実施例） 以下、この発明を第１図ないし第５図に示す一実施例に
もとづいて説明する。第１図は空気調和装置の全体の概
略構成を示し、１はユニット本体２内に室内側熱交換器
３を例えば横流ファンよりなる室内ファン４と共に内蔵
させて構成される室内ユニット、５はその室内ユニット
１に接がる室外ユニットである。
室外ユニット５は、第３図に示されるように左側壁に吹
出口６が形成され、右側壁に吸込口７が形成された縦長
のユニット本体８内に吸込口７に対向して２分割式の室
外側熱交換器９（この発明の凝縮器に相当）を立設させ
た構造が用いられている。詳しくは室外側熱凝縮器９に
は、上下方向中央から上部と下部とに２分割され、かつ
第２図に示されるように上下方向にそれぞれ独立した複
数段、例えば３段のパス１０（冷媒流路）をもつ分割熱
交換器９ａ，９ｂ（この発明の分割凝縮器に相当）の出
入口端部を、例えばヘッダーパイプ１１および分流器１
２を使って並列に接続した構造が用いられている。
そして、例えばこれら各分割熱交換器９ａ，９ｂと吹出
口６との間にそれぞれ室外ファン１３ａ，１３ｂ（いず
れもファンモータ１４にプロペラファン１５を直結して
なるもので、この発明の送風機に相当）が設けられてい
る。この他、ユニット本体８内の手前側に形成された機
械室内には、冷媒循環路２０ａを介して室外側熱凝縮器
９と接がる各密閉形圧縮機１７，四方弁１８，減圧装置
１９（膨張弁よりなる）が設けられている。
こうした室外ユニット５の冷媒循環路端と先の室内側熱
交換器３に接がる冷媒循環路２０ｂの端部とが、パック
ドバルブ２１，２１を介して接続され、冷暖房運転可能
な冷凍サイクル２２を構成している。
そして、室外側熱交換器９において液冷媒が重力差を受
けて最も流れやすい、第１図および第２図に示される上
段の分割熱交換器９ａの最上段に有るパス１０ａの冷房
運転時、出口部となる管部位に、サーミスタ２３（温度
センサー）が設けられている。詳しくは、出口部となる
管部分のうちの垂直となっている管部分２４（上下方向
に沿う部分）にサーミスタ２３を設けている。そして、
このサーミスタ２３が、上段の室外ファン１３ａのファ
ンモータ１４と共に、ユニット本体８に内蔵される制御
回路２５（マイクロコンピュータから構成され、制御手
段に相当）に接続され、制御回路２５において、冷房運
転時、サーミスタ２３から検知される温度情報に応じて
上段の室外ファン１３ａのみ回転数を制御させるように
している。すなわち、制御回路２５では、例えば冷房運
転時、管部分２４の温度が第５図に示されるように上昇
するものであればファンモータ１４を高速回転させ、ま
た低下するものであれば低速回転させるようにしてい
る。なお、残る下段の室外ファン１３ｂは通常のオンオ
フ運転がなされるものである。
但し、２６は分割熱交換器１３ｂの最下段のパス１０ｆ
の冷房運転時、出口部となる管部分に設けた除霜検知用
のサーミスタである。
つぎに、このように構成された空気調和装置の作用につ
いて説明する。
四方弁１８を暖房側へ切換えて密閉形圧縮機１７を作動
させることにより、暖房サイクルが構成されていく。す
なわち、密閉形圧縮機１７で圧縮された高温高圧の過熱
冷媒ガスは、第４図に示されるモリエル線図のように四
方弁１８を通じて室内側熱交換器３で凝縮され、減圧装
置１９で低温低圧冷媒に断熱膨張していく。ついで、そ
の冷媒は分流器１２で分割熱交換器１３ａ，１３ｂの各
パス１０ａ〜１０ｆに分流され、蒸発していく。そし
て、ヘッダーパイプ１１で集合されて後、再び密閉形圧
縮機１７に戻っていく。こうした暖房サイクルにより室
内等が暖房されていく。なお、室外ファン１３ａ，１３
ｂは高速で回転している。
こうした暖房運転中、低外気温になると、室外側熱凝縮
器９に着霜が発生して、暖房能力を低下させていく。そ
こで、暖房サイクルとは逆サイクル（冷房サイクル）で
構成される除霜運転が行なわれていく。これは、四方弁
１８を冷房側に切換えることによりなされる。すなわ
ち、密閉形圧縮機１７から吐出した過熱冷媒ガスは、四
方弁１８を通って、今度はヘッダーパイプ１１で分流さ
れて室外側熱凝縮器９を分流機１２で集合して後、減圧
装置１９，室内側熱交換器３を通って、密閉形圧縮機１
７に戻っていく。
一方、こうした除霜運転（冷房運転）中、サーミスタ２
３は室外側熱交換器９の出口温度を検知している。
ここで、サーミスタ２３は、重量差により飽和液冷媒が
流れやすい分割熱交換器９ｂの最上部のパス１０ａに設
置されているので、第４図のモリエル線図のＢ点に示さ
れるようにサーミスタ２３からは凝縮圧力に相当する凝
縮飽和温度に略等しい温度が検知される。しかも、凝縮
圧力変化時の温度変化に応じて迅速に凝縮圧力に相当す
る凝縮飽和温度を検知できるから、凝縮温度を正確、か
つ応答性よく検知することになる。
そして、こうしたサーミスタ２４で検知された凝縮温度
が制御回路２５に入力されていく。ここで、低外気温で
凝縮温度は低くなっているから、制御回路２５では室外
ファン１３ａを低速側に切換え、ファンモータ１４の回
転数の低下から上段の分割熱交換器９ａの風量のみ低下
させていく。これにより、凝縮圧力が上昇していき、外
気温の低下、さらには室外ユニット５に吹き付ける風の
影響など過渡的現象による、凝縮圧力の低下を要因とし
た液戻りによる密閉形圧縮機１７の潤滑不足や密閉形圧
縮機１７の損傷（吐出弁に応力が集中することなどによ
る）を防ぐことになる。なお、下段の室外ファン１３ｂ
は一定の回転数で回転しており、ある所定の温度以下で
停止していく。
むろん、外気温が高くなって凝縮温度が上昇していけ
ば、今度は室外ファン１３ａは高速側に切換えられて高
回転数に制御され、大なる風量の運転に切換って、凝縮
圧力を低下させることになる。しかるに、上段の分割熱
交換器９ａの室外ファン１３ａのみ回転数を可変すると
いった簡略化した制御で、凝縮圧力を制御できることが
わかる。
もちろん、こうした凝縮圧力の制御は除霜運転のみなら
ず、通常の冷房運転でも同様に行なわれる。
かくして、上下分割式の室外側熱交換器９の凝縮圧力の
制御を、正確、かつ応答性良く行なうことができる。し
かも、片方の室外ファン１３ａの制御なので、制御に必
要な部品は少なくすみ、安価である。
なお、一実施例ではこの発明をヒートポンプ式の冷凍サ
イクルに適用したが、冷房のみの冷凍サイクルを使った
空気調和装置に適用してもよい。また一実施例では２分
割にした室外側熱交換器（凝縮器）に対して室外ファン
（送風ファン）を２台を付帯させたものにこの発明を適
用したが、例えば２分割にした室外側熱交換器に対して
室外ファンを３台、あるいはそれ以上の数量の室外ファ
ンを設けたものにも適用してもよい。
［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、温度センサーの
液冷媒が流れやすい部位への設置により、上下分割式の
室外側熱交換器の凝縮圧力の制御を、正確、かつ応答性
良く行なうことができる。しかも、上段の室外ファンを
制御するだけなので、制御に必要な部品は少なくてす
み、安価である。
【図面の簡単な説明】
第１図ないし第５図はこの発明の一実施例を示し、第１
図は空気調和装置を示す構成図、第２図はその室外側熱
交換器廻りを示す正面図、第３図はその室外ユニットを
示す側断面図、第４図は冷凍サイクルの変化を示すモリ
エル線図、第５図は上段の室外ファンの凝縮温度に応じ
た回転数制御を示す線図、第６図は従来の空気調和装置
を示す構成図、第７図はその室外側熱交換器廻りを示す
正面図である。 ９…室外側熱交換器（凝縮器）、１０…パス、９ａ，９
ｂ…分割熱交換器（分割凝縮器）、 １３ａ，１３ｂ…室外ファン（送風ファン）、 ２３…サーミスタ（温度センサー）、２５…制御回路
（制御手段）。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】上下に複数分割され、かつ上下方向にそれ
    ぞれ独立した複数段のパスをもつ分割凝縮器を並列に接
    続して構成される凝縮器をもつ冷凍サイクルと、前記凝
    縮器に付帯されて上下方向沿いに設けられた複数の送風
    ファンと、前記上段の分割凝縮器の上部側となるパスの
    出口管部分に設けられた温度センサーと、この温度セン
    サーからの凝縮温度に応じて前記上段の分割凝縮器の送
    風ファンの回転を制御する制御手段とを具備したことを
    特徴とする空気調和装置。
  2. 【請求項２】温度センサーは、パスの出口管部分のうち
    の上下方向に沿う部分に設けられていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項に記載の空気調和装置。
JP62288124A 1987-11-13 1987-11-13 空気調和装置 Expired - Lifetime JPH068703B2 (ja)

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