JP2000337753A

JP2000337753A - 空調装置

Info

Publication number: JP2000337753A
Application number: JP11148473A
Authority: JP
Inventors: Toshio Ueno; 俊雄上野
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-05-27
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 2000-12-08

Abstract

(57)【要約】【目的】風速センサ１９の誤検出を防止し、正確な着
霜検出を行う。【構成】冷却器の着霜検出を行う風速センサ１９に、
冷凍配管１３においてレシーバー８と膨張弁９との間の
センサ除霜用配管２０を巻き付ける。これにより、セン
サ除霜用配管２０内を流れる冷媒の熱により風速センサ
１９を暖め、風速センサ１９に着霜した霜を溶かすこと
ができ、風速センサ１９の着霜による誤検出を防止でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、センサ等によって
熱交換器の着霜量を検出し、この着霜量が所定量を超え
ると熱交換器の除霜運転を行う空調装置に関し、例えば
冷凍機に用いた場合に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】上記のような空調装置において、例え
ば、特開平４−２７０８７８号公報記載のごとく、冷却
器下流側に冷却器の着霜量を検出するための風速センサ
が設けられ、この風速センサの検出値が所定値より低下
したら、冷却器の除霜運転を開始するものが知られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、冷却
器に霜が着霜すると冷却器のフィンに目詰まりが発生
し、その下流側を流れる風量が減少するという現象を利
用して着霜検出を行っているものであるが、このような
ものにおいて、本発明者が検討した結果、以下のような
問題が発生する場合があることが解った。

【０００４】以下、それについて図８を用いて説明す
る。ここで、図８は、本発明者が冷凍室の冷却を行う冷
凍機にて行った実験による風速センサ出力と冷却器着霜
量との関係を示すグラフである。

【０００５】すなわち、冷凍室では冷却器周辺が非常に
低温であり、また、冷凍物の搬入及び搬出時にドアが開
閉され、室内に水分を含んだ外気が頻繁に侵入する。従
って、冷却器だけでなく風速センサ自体にも着霜する場
合がある。

【０００６】図８において、点線はセンサ着霜状態での
風速センサ出力であるが、このように、センサ自体に着
霜するとセンサ内の風速検出部分を通過する風量が低下
するため、実線に示すセンサ無着霜状態での風速センサ
出力よりも、センサ出力が除霜を必要とする風量（発明
者の設定値である２ｍ／ｓ）に早く到達し、着霜量を誤
検出してしまう。その結果、実際の着霜量が除霜を必要
とする着霜量（発明者の設定値である１０００ｇ）に到
達していないのに除霜運転を開始してしまうという問題
が生じる。

【０００７】本発明は、上記問題点に鑑み、正確な着霜
検出を実現することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決する手段】本発明は、上記目的を達成する
ために、以下の技術的手段を用いる。

【０００９】すなわち、請求項１〜４記載の発明では、
着霜量検出手段（１９）の検出した着霜量が所定値に到
達したときに第１熱交換器（１０）の除霜を行う空調装
置において、着霜量検出手段（１９）に熱を供給するこ
とにより、着霜量検出手段（１９）に着霜した霜を溶か
す熱供給手段（２０、２５、２８）を備えることを特徴
としている。

【００１０】なお、本発明における「第１熱交換器にお
ける着霜量を検出する」とは、着霜量に関連する情報、
例えば、第１熱交換器（１０）下流の風量や空気温度、
第１熱交換器（１０）通過後の冷媒圧力や冷媒温度等を
検出することを意味する。

【００１１】上記技術的手段によると、熱供給手段（２
０、２５、２８）から供給された熱により着霜量検出手
段（１９）に着霜した霜を溶かすので、着霜量検出手段
（１９）の誤検出を防止し、正確な着霜検出を行うこと
ができる。

【００１２】特に、請求項２記載の発明のように、着霜
量検出手段（１９）が第１熱交換器（１０）を通過した
風量を検出することにより上記着霜量を検出するものに
おいては、着霜量検出手段（１９）が着霜すると上述し
たように着霜量検出手段（１９）の検出する風量が顕著
に低下してしまうので、熱供給手段（２０、２５、２
８）による着霜量検出手段（１９）の誤検出防止がより
効果的である。

【００１３】また、請求項３記載の発明では、熱供給手
段（２０、２５、２８）が冷凍サイクル（５）において
減圧器の（９）上流側を流れる冷媒の熱を、着霜量検出
手段（１９）に供給するように構成されたことを特徴と
するので、新たに熱を発生させる部品を設けることなく
着霜量検出手段（１９）に熱を供給できる。

【００１４】また、請求項４記載の発明では、第１熱交
換器（１０）が上記第１運転時に冷凍室（２）内の冷却
を行うことを特徴としている。

【００１５】冷凍室（２）内では上述したように、第１
熱交換器（１０）周辺の温度が非常に低く、かつ水分を
含んだ外気が頻繁に侵入するため、着霜量検出手段（１
９）に着霜しやすいので、熱供給手段（２０、２５、２
８）による着霜量検出手段（１９）の誤検出防止がより
効果的である。

【００１６】

【発明の実施形態】（第１実施形態）以下、本発明の第
１実施形態について図１〜５を用いて説明する。なお、
本実施形態は本発明を冷凍車１の冷凍機に適用した一実
施形態である。また、図１は本実施形態における冷凍車
１の全体構成を示す概略架装図、図２は本実施形態の冷
凍サイクルの構成図、図３は本実施形態の風速センサの
構成図、図４は本実施形態の制御系の構成図、図５は本
実施形態の制御処理を示すフローチャートである。

【００１７】図１に示すように、冷凍車１はそのキャビ
ン後方部に冷凍室２が設けられており、この冷凍室２に
は冷凍食品等の冷凍物が積み込まれる。冷凍室２は、そ
の内部に上記冷凍物を搬入したり、冷凍室２内の上記冷
凍物を外部に搬出するための開閉ドア３、４が設けられ
ている。

【００１８】また、冷凍車１は冷凍サイクル５が設けら
れており、以下、その構成について図２を用いて説明す
る。

【００１９】この冷凍サイクル５は、コンプレッサ６、
室外器７、レシーバー８、膨張弁９、冷却器１０、アキ
ュムレータ１１および冷媒の流れを切替える電磁弁１２
が、それぞれ冷媒配管１３によって接続された構成とな
っている。

【００２０】コンプレッサ６は、電磁クラッチ６ａ（図
４参照）を介して車両走行用エンジン（図示しない）に
よって駆動されたときに冷媒の吸入、圧縮、吐出を行
う。

【００２１】また、室外器７は、コンプレッサ６が吐出
した高温高圧のガス冷媒を凝縮させる。なお、本実施形
態では、この室外器７にて請求項１における第２熱交換
器を構成している。また、室外器７は凝縮用ケース１４
内に設けられており、凝縮用ケース１４内には、室外器
７に空気を流す凝縮用ファン１５が設けられている。

【００２２】また、レシーバー８は、室外器７を通過し
た後の冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するととも
に、この液相冷媒を貯留する。

【００２３】また、膨張弁９は、レシーバー８からの液
相冷媒を減圧し、冷却器１０に低温低圧の液冷媒を流入
する。

【００２４】また、冷却器１０は、後述する冷凍運転時
には内部を流れる冷媒の吸熱作用によって空気を冷却す
る。なお、冷却器１０は、後述する除霜運転時には内部
に高温のガス冷媒が流れるようになっている。従って、
本実施形態では、この冷却器１０にて請求項１における
第１熱交換器を構成している。また、冷凍運転は請求項
１における第１運転、除霜運転は請求項１における第２
運転にそれぞれ対応している。

【００２５】また、冷却器１０は冷却用ケース１６内に
設けられており、ケース１６内には、冷却器１０に空気
を流す冷却用ファン１７が設けられている。この冷却用
ファン１７は、請求項２における送風手段を構成してお
り、冷凍室２内の空気をケース１６内に吸込み、かつ冷
却器１０にて冷却された空気を冷凍室２に吹出すように
空気流を発生させる。

【００２６】また、アキュムレータ１１は、冷却器１０
を通過した冷媒のうち液相冷媒を貯留する。

【００２７】また、電磁弁１２は、コンプレッサ６の吐
出側と、膨張弁９の下流側かつ冷却器１０の上流側との
間を直接連通するホットガスバイパス通路１８を開閉す
る。なお、電磁弁１２が開き、ホットガスバイパス通路
１８に冷媒が流れるときには、冷媒が減圧されるように
なっている。

【００２８】ここで、１９は、冷却器１０下流側の風速
を検出する風速センサであり、この風速センサ１９は、
図３に示すように、その内部に電熱線１９ａが設けられ
ている。風速センサ１９は、その内部を矢印Ａ方向に風
が流れるようになっており、電熱線１９ａを通過する風
量が変化すると、電熱線の温度を一定にしようとして電
熱線に流れる電流が変化し、この電流変化から上記風速
を検出するようになっている。

【００２９】そして、風速センサ１９のケーシング１９
ｂには冷媒配管１３のうちレシーバー８と膨張弁９との
間の配管２０（以下、センサ除霜用配管２０とする）が
巻かれている。センサ除霜用配管２０内には高圧液冷媒
が流れており、この冷媒の熱によって風速センサ１９を
暖め、風速センサ１９に着霜した霜を溶かすようになっ
ている。従って、本実施形態では、このセンサ除霜用配
管２０にて請求項１における熱供給手段を構成してい
る。

【００３０】次に、本実施形態の制御系の構成について
図４を用いて説明する。

【００３１】制御装置２１の内部には、図示しないＣＰ
Ｕ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュ
ータや、Ａ／Ｄ変換回路等が設けられており、入力端子
からの入力信号に基づいて予めＲＯＭに記憶されたプロ
グラムされた所定の演算処理を行って冷凍サイクル５を
制御する。

【００３２】制御装置２１の入力端子には、冷却器１０
下流側の風量を検出する風速センサ１９、冷凍室２内の
温度を検出する温度センサ２２、冷凍室２内の温度を設
定する温度設定器２３、冷凍室２の冷却を開始する冷凍
運転スイッチ２４等からの各信号が入力され、この各信
号は、上記Ａ／Ｄ変換回路にてＡ／Ｄ変換された後、上
記マイクロコンピュータに入力されるよう構成されてい
る。

【００３３】また、制御装置２１の出力端子からは、電
磁クラッチ６ａ、電磁弁１２、凝縮用ファン１５、冷却
用ファン１７等への制御信号が出力される。

【００３４】次に、上記マイクロコンピュータが行う制
御処理について図５のフローチャートに基づいて詳しく
説明する。

【００３５】図５のルーチンは冷凍運転スイッチがＯＮ
されたときに起動する。図５のルーチンが起動される
と、まずステップＳ１００にて電磁クラッチ６ａに通電
してコンプレッサ６を駆動して、冷凍運転を行う。

【００３６】冷凍運転時には、凝縮用ファン１５をＯ
Ｎ、冷却用ファン１７をＯＮとして、電磁弁１２が閉じ
る。これにより、冷凍サイクル５内の冷媒は、コンプレ
ッサ６→室外器７→レシーバー８→膨張弁９→冷却器１
０→アキュムレータ１１→コンプレッサ６の順で流れ
る。従って、冷却器１０にて冷却された空気が冷凍室２
内に吹出される。なお、このときの吹出温度制御は、温
度センサ２２により検出された冷凍室２内の温度に基づ
いて、電磁クラッチ６ａへの通電を断続することにより
行う。

【００３７】具体的には、温度設定器２３での設定温度
が例えば−２０℃の場合、上記冷凍室２内の温度が、設
定温度である−２０℃を超えると電磁クラッチ６ａの通
電を遮断してコンプレッサ６をＯＦＦし、その後、上記
設定温度より若干高い温度、例えば−１８℃となると電
磁クラッチ６ａに通電してコンプレッサ６をＯＮする。
このようにコンプレッサ６のＯＮ／ＯＦＦを切替えて、
上記冷凍室２内の温度を上記設定温度に維持する。

【００３８】ここで、冷凍車１にでは、冷凍室２内が上
記のように−２０℃といった極低温となるので、ドア
３、４の頻繁な開閉により冷凍室内２に水分を含んだ外
気が侵入すると、冷却器１０への着霜が発生し、更に時
間の経過とともにこの着霜量が進行してくる。すると、
冷凍サイクル５内の冷媒の冷却器１０での吸熱量が低下
し、冷凍室２内の冷却能力が低下してくる。そこで本実
施形態では、次のステップＳ１１０以降で、冷却器１０
の着霜量がある程度になったところで自動的に除霜運転
に切替えるように制御する。

【００３９】次のステップＳ１１０では、風速センサ１
９が検出した風速Ｖが所定値α（本実施形態ではα＝２
ｍ／ｓ）よりも低いか否かを判定する。

【００４０】このステップＳ１１０にてＹＥＳと判定さ
れると次のステップＳ１２０にて、除霜運転を行う。

【００４１】除霜運転では、凝縮用ファン１５をＯＦ
Ｆ、冷却用ファン１７をＯＦＦとし、電磁弁１２を開い
てホットガスバイパス通路１７を開く。これにより、冷
凍サイクル５内の冷媒は、コンプレッサ６→冷却器１０
→アキュムレータ１１→コンプレッサ６の順で流れる。
従って、冷却器１０に高温のガス冷媒が流れ、この冷媒
の熱によって除霜する除霜運転が行われる。

【００４２】次のステップＳ１３０では、風速センサ１
９が検出した風速Ｖが所定値β（本実施形態ではβ＝４
ｍ／ｓ）よりも高いか否かを判定する。このステップＳ
１３０にてＹＥＳと判定されるとステップＳ１００に戻
る。

【００４３】以上説明した本実施形態によると、風速セ
ンサ１９に着霜しても霜をセンサ除霜用配管２０内の冷
媒の熱により溶かすことができるので、ステップＳ１１
０とステップＳ１３０における風速センサ１９の検出に
おいて、誤検出を防止し、正確な着霜検出を行うことが
できる。

【００４４】（第２実施形態）次に、請求項１における
熱供給手段の構成を変形した第２実施形態について図６
を用いて説明する。なお、図６は本実施形態の熱供給手
段の構成図であり、第１実施形態と同様の構成部分には
同じ符号を付けた。

【００４５】図６に示すように、風速センサ１９のケー
シング１９ｂには、電気ヒータ２５の電熱部２５ａが巻
かれている。電気ヒータ２５は制御装置２１からの信号
により通電すると、電熱部２５ａに電流が流れて発熱す
る。これにより、第１実施形態と同様に、風速センサ１
９が暖められてセンサ１９に着霜した霜を溶かすので、
正確な着霜検出を行うことができる。

【００４６】なお、本実施形態では、電熱部２５ａに設
けられたサーモスタット２６がケーシング１９ｂ表面温
度を検出し、この表面温度が所定値（例えば１０℃）を
保つように電気ヒータ２５が通電制御され、風速センサ
１９の過昇温防止を行っている。

【００４７】（第３実施形態）以下、請求項１における
熱供給手段の構成を変形した第３実施形態について図６
を用いて説明する。なお、図７は本実施形態の熱供給手
段の構成図であり、第１実施形態と同様の構成部分には
同じ符号を付けた。

【００４８】図７に示すように、冷却器１０下流側に
は、その内部に風速センサ１９を収納するダクト２７が
設けられている。このダクト２７内には、上流側からフ
ィン２８、センサ１９、開口部２９が設けられている。
フィン２８には、センサ除霜用配管２０が取付けられて
おり、センサ除霜用配管２０内の冷媒の熱により、この
フィン２８を通過する空気が暖められる。また、開口部
２９には絞り部３０が形成されており、ダクト２７内に
外気が侵入するのを防止している。

【００４９】これにより、フィン２８を通過した暖かい
空気が風速センサ１９に当り、風速センサ１９の着霜を
防止できる。

【００５０】（他の実施形態）上記第１〜３実施形態で
は、請求項１における「着霜量検出手段」を風速センサ
１９として説明したが、これに限らず、例えば、圧力セ
ンサ、温度センサとしても良い。また、電気的に風速、
圧力、温度等を検出するセンサだけでなく、例えば風速
計のように機械的に風速、圧力、温度等を検出するもの
でも良い。要は、熱交換器の着霜を検出できる手段であ
れば本発明の効果を奏する。

【００５１】また、上記第１〜３実施形態では、本発明
を冷却器１０の除霜運転を行う冷凍車１の冷凍機に適用
した場合について説明したが、これに限らず、例えば、
室外熱交換器の除霜運転を行う電気自動車用空調装置、
あるいは家庭用空調装置等に適用しても良い。要は除霜
運転を行う空調装置であれば本発明の効果を奏する。

【００５２】また、上記のような室外熱交換器の除霜運
転を行う空調装置では、請求項１における第１運転は、
室内熱交換器による暖房運転となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態における冷凍車１の概略
架装図である。

【図２】上記第１実施形態の冷凍サイクル５の構成図で
ある。

【図３】上記第１実施形態の風速センサ１９の構成図で
ある。

【図４】上記第１実施形態の制御系の構成を示すブロッ
ク図である。

【図５】上記第１実施形態の制御処理を示すフローチャ
ートである。

【図６】本発明の第２実施形態における熱供給手段の構
成図である。

【図７】本発明の第３実施形態における熱供給手段の構
成図である。

【図８】本発明者が冷凍機にて行った実験による風速セ
ンサ出力と冷却器着霜量との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１…冷凍車、２…冷凍室、５…冷凍サイクル、６…コンプレッサ（圧縮機）、７…室外器（第２熱交換器）、９…膨張弁（減圧手段）、１０…冷却器（第１熱交換器）、１７…冷却用ファン（送風手段）、１９…風速センサ（着霜量検出手段）、２０…センサ除霜用配管（熱供給手段）、２５…電気ヒータ（熱供給手段）、２８…フィン（熱供給手段）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷媒を圧縮する圧縮機（６）、冷媒を減
圧する減圧手段（９）、第１熱交換器（１０）、第２熱
交換器（７）を接続してなる冷凍サイクル（５）を備
え、第１運転時には、前記第１熱交換器（１０）を蒸発器、
前記第２熱交換器（７）を凝縮器としてそれぞれ機能さ
せ、第２運転時には、前記圧縮機（６）から吐出された高温
冷媒を第１熱交換器（１０）に流入させることにより、
前記第１熱交換器（１０）の除霜を行い、前記第１熱交
換器（１０）における着霜量を検出する着霜量検出手段
（１９）を有し、前記着霜量検出手段（１９）によって検出された前記着
霜量が所定量に到達したときに前記第２運転に移るよう
に構成された空調装置において、前記着霜量検出手段（１９）に熱を供給し、前記着霜量
検出手段（１９）を暖めることにより、前記着霜量検出
手段（１９）に着霜した霜を溶かす熱供給手段（２０、
２５、２８）を備えることを特徴とする空調装置。
【請求項２】前記第１熱交換器（１０）へと空気流を
発生させる送風手段（１７）を備え、前記着霜量検出手段（１９）は、前記第１熱交換器（１
０）を通過した風量を検出することにより前記着霜量を
検出することを特徴とする請求項２記載の空調装置。
【請求項３】前記熱供給手段（２０、２５、２８）
は、前記冷凍サイクル（５）において前記減圧器（９）
の上流側を流れる冷媒の熱を、前記着霜量検出手段（１
９）に供給するように構成されたことを特徴とする請求
項１または２記載の空調装置。
【請求項４】冷凍車（１）に搭載される冷凍室（２）
内の空調を行う請求項１ないし３いずれか１つに記載の
空調装置であって、前記第１熱交換器（１０）は、前記第１運転時に前記冷
凍室（２）内の冷却を行うことを特徴とする空調装置。