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公開番号2025082949
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-30
出願番号2023196533
出願日2023-11-20
発明の名称冷凍サイクル装置及び冷凍サイクル装置の制御方法
出願人株式会社富士通ゼネラル
代理人個人,個人
主分類F24F 11/41 20180101AFI20250523BHJP(加熱;レンジ;換気)
要約【課題】運転態様が切り替わったとしてもユーザに対する快適性の低下を抑制することができる冷凍サイクル装置及び冷凍サイクル装置の制御方法を提供する。
【解決手段】冷媒を循環させる冷媒回路Cに、冷媒を圧縮する圧縮機1と、室内の空気と冷媒とを熱交換する室内熱交換器2と、室内の空気を室内熱交換器2に通過させる室内ファン21と、室外の空気と冷媒とを熱交換する室外熱交換器3と、蓄熱材と冷媒とを熱交換する蓄熱熱交換器4と、少なくとも室内熱交換器2を凝縮器として機能させる暖房運転と、少なくとも室外熱交換器3を凝縮器として機能させる除霜運転とで冷媒回路Cにおける冷媒の循環経路を切り替える複数の切替弁6と、が接続され、室内ファン21、切替弁6を制御する制御装置7と、を備え、制御装置7は、暖房運転と除霜運転との間で運転を切り替えるとともに、室内ファンの回転数を変化させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
室内の空気と前記冷媒とを熱交換する室内熱交換器と、
室外の空気と前記冷媒とを熱交換する室外熱交換器と、
蓄熱材と前記冷媒とを熱交換する蓄熱熱交換器と、
少なくとも前記室内熱交換器のみを凝縮器として機能させる暖房運転と、少なくとも前記室外熱交換器を凝縮器として機能させる除霜運転とで前記冷媒の循環経路を切り替える複数の切替弁と、を有する冷媒回路と、
前記室内の空気を前記室内熱交換器に通過させる室内ファンと、
前記室内ファン、前記切替弁を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記暖房運転と前記除霜運転との間で運転を切り替える際に、前記室内ファンの回転数を変化させることを特徴とする冷凍サイクル装置。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
前記制御装置は、
少なくとも、前記室内熱交換器、前記室外熱交換器のそれぞれの冷媒流路の内容積に関する情報を記憶する記憶部を備え、
前記制御装置が前記室内ファンの回転数を変化させる制御を行う際、前記冷媒流路の内容積に関する情報を基に前記室内ファンの回転数を設定することを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記制御装置は、さらに、
前記記憶部に記憶されている前記冷媒流路の内容積に関する情報を基に、各運転態様において凝縮器として機能する熱交換器の全ての凝縮器冷媒流路の内容積の和を算出する算出部を備え、
前記算出部は、運転態様を切り替える前の切替前凝縮器冷媒流路の内容積に対する切り替え後の切替後凝縮器冷媒流路の内容積の変化率を算出し、
前記制御装置が前記室内ファンの回転数を変化させる制御を行う際、前記変化率に基づいて前記運転態様を切り替えた後の前記室内ファンの回転数を設定することを特徴とする請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記切替弁を切り替えることで、前記室内熱交換器、及び、前記蓄熱熱交換器が凝縮器として機能し、前記室外熱交換器が蒸発器として機能する蓄熱暖房運転から、前記室内熱交換器、及び、前記室外熱交換器が凝縮器として機能し、前記蓄熱熱交換器が蒸発器として機能する除霜暖房運転へと切り替える場合に、前記室内ファンの回転数を低下させる制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記切替弁を切り替えることで、前記室内熱交換器が凝縮器として機能し、前記蓄熱熱交換器が蒸発器として機能する蓄熱利用暖房運転から、前記室内熱交換器、及び、前記室外熱交換器が凝縮器として機能し、前記蓄熱熱交換器が蒸発器として機能する除霜暖房運転へと切り替える場合に、前記室内ファンの回転数を低下させる制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記切替弁を切り替えることで、前記室内熱交換器が凝縮器として機能し、前記室外熱交換器のみが蒸発器として機能する通常暖房運転から、前記室内熱交換器、及び、前記室外熱交換器が凝縮器として機能し、前記蓄熱熱交換器が蒸発器として機能する除霜暖房運転へと切り替える場合に、前記室内ファンの回転数を低下させる制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記蓄熱熱交換器の冷媒流路の内容積は、前記室外熱交換器の冷媒流路の内容積よりも小さいことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
冷媒を循環させる冷媒回路に、
前記冷媒を圧縮する圧縮機と、
室内の空気と前記冷媒とを熱交換する室内熱交換器と、
室外の空気と前記冷媒とを熱交換する室外熱交換器と、
蓄熱材と前記冷媒とを熱交換する蓄熱熱交換器と、
少なくとも前記室内熱交換器のみを凝縮器として機能させる暖房運転と、少なくとも前記室外熱交換器を凝縮器として機能させる除霜運転とで前記冷媒回路における前記冷媒の循環経路を切り替える複数の切替弁と、が接続され、
前記室内の空気を前記室内熱交換器に通過させる室内ファンと、
前記室内ファン、前記切替弁を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記暖房運転と前記除霜運転との間で運転態様を切り替えるか否かの判定を行うステップと、
前記運転態様を切り替えると判定した場合に、前記切替弁と切り替えるステップと、
前記室内ファンの回転数を切り替え後の前記運転態様に応じて前記室内ファンの回転数を変化させる制御を行うステップと、
を備えることを特徴とする冷凍サイクル装置の制御方法。
【請求項９】
前記制御装置が前記室内ファンの回転数を変化させる制御を行うステップにおいて、
少なくとも、前記室内熱交換器、前記室外熱交換器のそれぞれの冷媒流路の内容積に関する情報を基に前記室内ファンの回転数を設定することを特徴とする請求項８に記載の冷凍サイクル装置の制御方法。
【請求項１０】
前記制御装置が前記室内ファンの回転数を変化させる制御を行うステップの前のステップにおいて、
前記冷媒流路の内容積に関する情報を基に、各運転態様において凝縮器として機能する熱交換器の全ての凝縮器冷媒流路の内容積の和を算出するステップと、
運転態様を切り替える前の切替前凝縮器冷媒流路の内容積に対する切り替え後の切替後凝縮器冷媒流路の内容積の変化率を算出するステップと、
前記変化率に基づいて前記運転態様を切り替えた後の前記室内ファンの回転数を設定するステップと、
を備えていることを特徴とする請求項９に記載の冷凍サイクル装置の制御方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、冷凍サイクル装置及び冷凍サイクル装置の制御方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
一般的に、空気調和機において暖房運転が行われる際、室外熱交換器には低温の冷媒が流れる。このため、例えば、外気温が氷点下となるような状態の場合、冷媒の温度が外気の露点温度を下回ると、室外熱交換器に霜が付着して外気との間での熱交換がしにくくなる。そこで、暖房運転が行われている場合には、定期的に室外熱交換器から霜を取り除く除霜運転が行われる。
【０００３】
このような除霜運転は空気調和機の運転を行う上で必要な運転であり、典型的には、除霜運転は暖房運転を中断して行われる。具体的には、除霜運転を開始するに当たって、圧縮機から吐出された冷媒が室外熱交換器に直接供給されるように冷媒回路を切り替えて、室外熱交換器を凝縮器として機能させることで霜を融かし除霜を行う。そして当該除霜運転の場合、除霜のために室外熱交換器に供給された高温の冷媒は、霜を融かすことにより低温となり、低温の冷媒が室内熱交換器へと流入する。
【０００４】
このような除霜運転が行われる場合、除霜運転が行われる間、暖房運転が停止して室内の温度が徐々に低下するため、ユーザの快適性が低下する。そこで例えば、以下の特許文献１に示されているように、冷凍回路内に室内熱交換器とは別に蓄熱装置を配置し、暖房運転中に当該蓄熱装置に蓄熱する（以下、このような運転態様を、適宜「蓄熱暖房運転」と表す）。
【０００５】
そして、除霜運転の際には蓄熱装置に蓄えられた熱を除霜に用いることで除霜運転中においても暖房運転を継続させる方法が考えられる（以下、このような運転態様を、適宜「除霜暖房運転」と表す）。この方法によって、除霜運転のために暖房運転が一時的に停止することによる室内温度の低下を防止し、ユーザの快適性の維持を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１６－０１７７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような蓄熱装置を備える空気調和機において、例えば、蓄熱暖房運転から除霜暖房運転に移行すると、凝縮器の役割を果たす熱交換器が一部変更となる。すなわち、蓄熱暖房運転の場合、室内熱交換器、及び、蓄熱装置の熱交換器が凝縮器であり、室外熱交換器は蒸発器の役割を担う。これに対して除霜暖房運転の場合、室内熱交換器、及び、室外熱交換器が凝縮器、蓄熱装置の熱交換器は蒸発器の役割を担う。
【０００８】
そのため蓄熱暖房運転から除霜蓄熱運転へと移行した場合、凝縮器の役割を担う熱交換器の冷媒流路の内容積は、増大することになる。このことを図１１を用いて説明する。図１１は、冷凍サイクル装置において運転態様を変化させた場合における熱交換器の冷媒流路の内容積の変化の一例を示す説明図である。
【０００９】
図１１では、図面中央の大きな下向きの矢印を挟んで、上側と下側とに２つのグラフが示されている。上側のグラフには、蓄熱暖房運転時における凝縮器、蒸発器の役割を果たす熱交換器の冷媒流路の内容積の大きさが示されている。一方下側のグラフには、除霜暖房運転時における凝縮器、蒸発器の役割を果たす熱交換器の冷媒流路の内容積の大きさが示されている。
【００１０】
またいずれのグラフにおいても、縦軸には、それぞれの場合における「凝縮器の役割を果たす熱交換器」が上段に、「蒸発器の役割を果たす熱交換器」が下段に示されている。一方横軸には、「冷媒流路の内容積」が示されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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