JP2003185307A - 空気調和機の制御装置 - Google Patents

空気調和機の制御装置

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JP2003185307A
JP2003185307A JP2001387135A JP2001387135A JP2003185307A JP 2003185307 A JP2003185307 A JP 2003185307A JP 2001387135 A JP2001387135 A JP 2001387135A JP 2001387135 A JP2001387135 A JP 2001387135A JP 2003185307 A JP2003185307 A JP 2003185307A
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heat exchanger
outdoor heat
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Hiroaki Endo
浩彰 遠藤
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Fujitsu General Ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2323/00—General constructional features not provided for in other groups of this subclass
    • F25D2323/002—Details for cooling refrigerating machinery
    • F25D2323/0028—Details for cooling refrigerating machinery characterised by the fans
    • F25D2323/00283—Details for cooling refrigerating machinery characterised by the fans the fans allowing rotation in reverse direction

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ３パス構成の室外熱交換器の除霜時に、中央
パス部を凝縮器とし、室外ファンの回転方向の切換えに
より風下側パス部と風上側パス部を順に除霜することに
より、冷媒循環量を減少させることなく、暖房運転しな
がら除霜できる空気調和機の制御装置を提供する。 【解決手段】 除霜開始時に、外気温センサ10c の検出
温度が所定温度以上で、且つ設定室温と室温センサ10d
の検出温度との温度差が所定温度以上のときに、主膨張
弁６を全開し、補助膨張弁6aを絞り、第一開閉弁9aおよ
び第三開閉弁9cを閉じ、第二開閉弁9bを開き、室外ファ
ン４を通常回転して室外熱交換器の風下側パス部を除霜
し、風下側パス部の第二温度センサ10b の検出温度が所
定温度以上に達したら、室外ファン４を逆回転して室外
熱交換器の風上側パス部を除霜し、風上側パス部の第一
温度センサ10a の検出温度が所定温度以上に達したら、
除霜を終了するよう制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機に係わ
り、室外熱交換器の除霜運転時における冷媒回路の構成
とその制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４（Ａ）は、従来の一例を示す空気調
和機の冷媒回路図、（Ｂ）は、要部説明図である。図５
（Ａ）は、従来の他の例を示す空気調和機の冷媒回路
図、（Ｂ）は、要部説明図である。従来の空気調和機の
冷媒回路は、図に示すように、室外機１に収納された圧
縮機２と、四方弁３と、２パス( ３パスも同じ）の室外
熱交換器5'と、主膨張弁6'と、室内機７に収納された室
内熱交換器８とからなり、順次配管接続されて冷媒回路
が構成され、前記室外熱交換器5'に対向して配置された
室外ファン４を備えている。
【０００３】以上の構成において、冷房運転時には、冷
媒流路は破線の矢印のとおり、室外機１の冷媒は、圧縮
機２、四方弁３を経て２パスの室外熱交換器5'に向か
う。該冷媒は室外熱交換器5'から、主膨張弁6'を経て前
記室内機７の室内熱交換器８に流入する。そして、該冷
媒は、前記室外機１の四方弁３を経て圧縮機２に戻る。
また、暖房運転時には、冷媒流路は実線の矢印のとお
り、冷房時と逆の経路を四方弁３を経て圧縮機２に戻
る。
【０００４】ところで、暖房時に前記室外機１の除霜を
行うには、図４に示すように、前記四方弁３を切換え、
冷房サイクルとすることにより行うリバース方式と、図
５に示すように、前記圧縮機２からの吐出ガスをバイパ
ス管13、電磁弁13a を介して、前記室外熱交換器5'の前
記主膨張弁6'側の一端に注入するホットガスバイパス方
式がある。
【０００５】しかしながら、リバース方式では冷房サイ
クルにするため暖房能力がゼロとなり、ホットガスバイ
パス方式も吐出ガスを室外熱交換器５にバイパスするた
め冷媒循環量が減少し、いずれの方法でも暖房能力が低
下するため、除霜中に室温が著しく低下してしまう。ま
た、前記いずれの方法も、前記室外熱交換器5'の風上側
のパス部5a' は、風下側のパス部5b' よりも着霜量が多
いにも拘らず、高温の吐出ガスを除霜開始から終了まで
霜の溶け具合に関わらず、前記風上側のパス部5a' と風
下側のパス部5b' に同量注入しているため、同風下側の
パス部5b' はすぐに霜が溶けるが、前記風上側のパス部
5a' の霜が溶けるのは遅く、放熱による損失増大と除霜
時間が長くなるおそれがある問題点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みなされたもので、３パス構成の室外熱交換器の除霜
時に、中央パス部を凝縮器とし、室外ファンの回転方向
の切換えにより風下側パス部と風上側パス部を順に除霜
することにより、冷媒循環量を減少させることなく、暖
房運転しながら除霜できる空気調和機の制御装置を提供
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するためになされたもので、圧縮機と、四方弁と、室
内熱交換器と、主膨張弁と、室外熱交換器とからなり、
これらを冷媒配管により順次配管接続して冷媒回路を形
成し、前記室外熱交換器の冷媒流路が室外ファンの回転
に伴って発生する空気流に対して前後３パスに構成さ
れ、前記主膨張弁と前記室外熱交換器の間より２路に分
岐し、一方の管路と前記室外熱交換器の風上側パス部と
の間に第一開閉弁を設けると共に、他方の管路と前記室
外熱交換器の中央パス部とを接続し、前記第一開閉弁と
前記室外熱交換器の風上側パス部の接続点と前記四方弁
との間に第二開閉弁を設ける一方、同接続点と前記室外
熱交換器の風下側パス部とを接続し、前記室外熱交換器
の中央パス部の暖房時の出口側と前記四方弁との間に、
補助膨張弁と第三開閉弁とを直列接続し、前記補助膨張
弁と前記第三開閉弁の接続点と、前記室外熱交換器の風
上側パス部および風下側パス部の暖房時の出口側とを夫
々接続してなるものであって、前記室外熱交換器の風上
側パス部および風下側パス部の温度を検出する第一温度
センサおよび第二温度センサを設けるとともに、室外機
に外気温を検出する外気温センサを、室内機に室温を検
出する室温センサを夫々設け、除霜開始時に、前記外気
温センサの検出温度が所定温度以上で、且つ設定室温と
前記室温センサの検出温度との温度差が所定温度以上の
ときに、前記主膨張弁を全開し、前記補助膨張弁を絞
り、前記第一開閉弁および第三開閉弁を閉じ、前記第二
開閉弁を開き、前記室外ファンを通常回転して前記室外
熱交換器の風下側パス部を除霜し、前記風下側パス部の
第二温度センサの検出温度が所定温度以上に達したら、
前記室外ファンを逆回転して前記室外熱交換器の風上側
パス部を除霜し、前記風上側パス部の第一温度センサの
検出温度が所定温度以上に達したら、除霜を終了するよ
う制御してなる構成となっている。
【０００８】また、除霜開始時に、前記外気温センサの
検出温度が所定温度以下で、且つ設定室温と前記室温セ
ンサの検出温度との温度差が所定温度以下のときに、前
記四方弁を切換えて前記室外熱交換器の通常の除霜運転
を行う構成となっている。
【０００９】また、前記各開閉弁に電磁弁を用い構成と
なっている。
【００１０】また、前記除霜運転中は前記圧縮機の回数
数を最大に切換えてなる構成となっている。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づき添付図面を参照して詳細に説明する。図１
（Ａ）は本発明の一実施例を示す空気調和機の冷媒回路
図、（Ｂ）は要部説明図、図２は本発明のブロック図、
図３はフローチャートである。図において、１は室外
機、２は圧縮機、３は四方弁、４は室外ファン、５は３
パスの室外熱交換器、６は主膨張弁、７は室内機、８は
室内熱交換器である。これらを冷媒配管により順次配管
接続して冷媒回路を構成し、前記室外熱交換器５に対向
して配置された室外ファン４を備えている。前記室外熱
交換器５の冷媒流路は前記室外ファン４の回転に伴って
発生する空気流に対して前後に、風上側パス部５ａと中
央パス部５ｂおよび風下側パス部５ｃの３パス（列）で
構成されている。
【００１２】前記主膨張弁６と前記室外熱交換器５の間
より２路に分岐し、一方の管路ａと前記室外熱交換器５
の風上側パス部５ａとの間に第一開閉弁９ａを設けると
共に、他方の管路ｂと前記室外熱交換器５の中央パス部
５ｂとを接続し、前記第一開閉弁９ａと前記室外熱交換
器５の風上側パス部５ａの接続点ｃと前記四方弁３との
間に第二開閉弁９ｂを設ける一方、同接続点ｃと前記室
外熱交換器５の風下側パス部５ｃとを接続し、前記室外
熱交換器５の中央パス部５ｂの暖房時の出口側と前記四
方弁３との間に、補助膨張弁６ａと第三開閉弁９ｃとを
直列接続し、前記補助膨張弁６ａと第三開閉弁９ｃの接
続点ｄと、前記室外熱交換器５の風上側パス部５ａおよ
び風下側パス部５ｃの暖房時の出口側とを夫々接続して
いる。
【００１３】一方、前記室外熱交換器５に、同室外熱交
換器５の風上側パス部５ａおよび風下側パス部５ｂの温
度を検出する第一温度センサ１０ａおよび第二温度セン
サ１０ｂを設けるとともに、室外機１に外気温を検出す
る外気温センサ１０ｃを、室内機７に室温を検出する室
温センサ１０ｄを夫々設けた構成となっている。
【００１４】上記構成において、通常の暖房運転が開始
されると、前記第一開閉弁９ａと第三開閉弁９ｃが開
で、第二開閉弁９ｂが閉となり、前記主膨張弁６が通常
の絞り調節で、補助膨張弁６ａが全開となり、冷媒流路
は実線の矢印のとおり、圧縮機２、四方弁３を経て室内
熱交換器８に流入にて凝縮し、主膨張弁６を経て減圧さ
れ、３パスの室外熱交換器５に夫々流入して蒸発し、そ
し後四方弁３を経て圧縮機２に戻る。
【００１５】そして、前記室外熱交換器５が着霜して除
霜運転開始状態で、前記外気温センサ１０ｃの検出温度
が所定温度（例えば０℃）以上で、且つ設定室温と前記
室温センサ１０ｄの検出温度との温度差が所定温度（例
えば２℃）以上のときに、前記主膨張弁６を全開し、前
記補助膨張弁６ａを絞り、前記一開閉弁９ａおよび第三
開閉弁９ｃを閉じ、前記第二開閉弁９ｂを開く。この結
果、前記室外熱交換器５は中央パス部５ｂが前記室内熱
交換器８と同様凝縮器として作用し、前記室外ファン４
を通常回転して前記室外熱交換器５の風下側パス部５ｃ
を除霜し、前記風下側パス部５ｃの第二温度センサ１０
ｂの検出温度が所定温度Ｔ１（例えば１０℃）以上に達
したら、前記室外ファン４を逆回転して前記室外熱交換
器５の風上側パス部５ａを除霜し、その後、前記風上側
パス部５ａの第一温度センサの検出温度が所定温度Ｔ２
（例えば１０℃）以上に達したら、除霜を終了するよう
制御している。
【００１６】次に本発明の制御動作を図３のフローチャ
トにより説明する。先ず、暖房運転が開始されると、第
一開閉弁９ａと第三開閉弁９ｃが開で、第二開閉弁９ｂ
が閉となる（ＳＴ１）。また、主膨張弁６が通常の絞り
調節で、補助膨張弁６ａが全開となり（ＳＴ２）通常の
暖房運転が行われる。次に、除霜運転開始条件に達した
かどうか判定され（ＳＴ３）、達していれば、ＳＴ４で
外気温が０℃以上かどうか判断され、以上でなければ通
常の除霜運転、即ち冷房サイクルによる運転が行われる
（ＳＴ１４）。もし、０℃以上であれば、ＳＴ５で設定
室温と室温との温度差が２℃以上かどうか判断され、以
上でなければ通常の除霜運転が行われる（ＳＴ１５）。
もし、２℃以上であれば除霜開始に入る。
【００１７】除霜開始に入ると、前記主膨張弁６を全開
し、前記補助膨張弁６ａを絞り（ＳＴ６）、前記第一開
閉弁９ａおよび第三開閉弁９ｃを閉じ、第二開閉弁９ｂ
を開く（ＳＴ７）。そして前記室外ファン４を通常回転
して前記室外熱交換器５の風下側パス部５ｃの除霜を行
う。次いで、ＳＴ９で風下側パス部５ｃの温度Ｔ１が１
０℃以上かどうか判定され、１０℃以上であれば風下側
パス部５ｃの除霜が完了したと判断し、前記室外ファン
４を逆回転で運転し（ＳＴ１０）、前記風上側パス部５
ａの除霜を行う。そして、ＳＴ１１で風上側パス部５ａ
の温度Ｔ２が１０℃以上かどうか判定され、もし１０℃
以上であれば、室外ファン４を通常回転にし（ＳＴ１
２）、除霜を完了（ＳＴ１３）して通常の暖房運転に戻
る。
【００１８】また、前記各開閉弁9a,9b,9cに電磁弁を用
いることにより、開閉動作を迅速かつ、正確に行うこと
ができる。また、前記除霜運転中は前記圧縮機２の回転
数を最大に切換えることにより、除霜時間をより短縮す
ることができる。
【００１９】以上説明したように、除霜開始時に、前記
外気温センサ１０ｃの検出温度が所定温度以上で、且つ
設定室温と前記室温センサ１０ｄの検出温度との温度差
が所定温度以上のときに、前記主膨張弁６を全開し、前
記補助膨張弁６ａを絞り、前記一開閉弁９ａおよび第三
開閉弁９ｃを閉じ、前記第二開閉弁９ｂを開き、前記室
外ファン４を通常回転して前記室外熱交換器５の風下側
パス部５ｃを除霜し、前記風下側パス部５ｃの第二温度
センサ１０ｂの検出温度が所定温度以上に達したら、前
記室外ファン４を逆回転して前記室外熱交換器５の風上
側パス部５ａを除霜するように制御することにより、冷
媒循環量を減少させることなく、暖房運転しながら除霜
できる空気調和機の制御装置となる。
【００２０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、３パス構
成の室外熱交換器の除霜時に、中央パス部を凝縮器と
し、室外ファンの回転方向の切換えにより風下側パス部
と風上側パス部を順に除霜することにより、冷媒循環量
を減少させることなく、暖房運転しながら除霜できる空
気調和機の制御装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は、本発明の一実施例を示す空気調和機
の冷媒回路図、（Ｂ）は要部説明図である。
【図２】本発明の制御ブロック図である。
【図３】本発明のフローチャートである。
【図４】（Ａ）は、従来の一例を示す空気調和機の冷媒
回路図、（Ｂ）は、要部説明図である。
【図５】（Ａ）は、従来の他の例を示す空気調和機の冷
媒回路図、（Ｂ）は、要部説明図である。
【符号の説明】
１ 室外機 ２ 圧縮機 ３ 四方弁 ４ 室外ファン ５ 室外熱交換器 ５ａ 風上側パス部 ５ｂ 中央パス部 ５ｃ 風下側パス部 ６ 主膨張弁 ７ 室内機 ８ 室内熱交換器 ９ａ 第一開閉弁 ９ｂ 第二開閉弁 ９ｃ 第三開閉弁 １０ａ 第一温度センサ １０ｂ 第二温度センサ １０ｃ 外気温センサ １０ｄ 室温センサ ａ，ｂ 管路 ｃ、ｄ 接続点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２４Ｆ 11/02 Ｆ２４Ｆ 11/02 １０１Ｐ １０２ １０２Ｇ １０２Ｗ １０２Ｘ Ｆ２５Ｂ 13/00 Ｆ２５Ｂ 13/00 Ｋ 39/00 39/00 Ｍ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 圧縮機と、四方弁と、室内熱交換器と、
    主膨張弁と、室外熱交換器とからなり、これらを冷媒配
    管により順次配管接続して冷媒回路を形成し、前記室外
    熱交換器の冷媒流路が室外ファンの回転に伴って発生す
    る空気流に対して前後３パスに構成され、 前記主膨張弁と前記室外熱交換器の間より２路に分岐
    し、一方の管路と前記室外熱交換器の風上側パス部との
    間に第一開閉弁を設けると共に、他方の管路と前記室外
    熱交換器の中央パス部とを接続し、前記第一開閉弁と前
    記室外熱交換器の風上側パス部の接続点と前記四方弁と
    の間に第二開閉弁を設ける一方、同接続点と前記室外熱
    交換器の風下側パス部とを接続し、 前記室外熱交換器の中央パス部の暖房時の出口側と前記
    四方弁との間に、補助膨張弁と第三開閉弁とを直列接続
    し、前記補助膨張弁と前記第三開閉弁の接続点と、前記
    室外熱交換器の風上側パス部および風下側パス部の暖房
    時の出口側とを夫々接続してなるものであって、 前記室外熱交換器の風上側パス部および風下側パス部の
    温度を検出する第一温度センサおよび第二温度センサを
    設けるとともに、室外機に外気温を検出する外気温セン
    サを、室内機に室温を検出する室温センサを夫々設け、 除霜開始時に、前記外気温センサの検出温度が所定温度
    以上で、且つ設定室温と前記室温センサの検出温度との
    温度差が所定温度以上のときに、前記主膨張弁を全開
    し、前記補助膨張弁を絞り、前記第一開閉弁および第三
    開閉弁を閉じ、前記第二開閉弁を開き、前記室外ファン
    を通常回転して前記室外熱交換器の風下側パス部を除霜
    し、 前記風下側パス部の第二温度センサの検出温度が所定温
    度以上に達したら、前記室外ファンを逆回転して前記室
    外熱交換器の風上側パス部を除霜し、 前記風上側パス部の第一温度センサの検出温度が所定温
    度以上に達したら、除霜を終了するよう制御してなるこ
    とを特徴とする空気調和機の制御装置。
  2. 【請求項２】 除霜開始時に、前記外気温センサの検出
    温度が所定温度以下で、且つ設定室温と前記室温センサ
    の検出温度との温度差が所定温度以下のときに、前記四
    方弁を切換えて前記室外熱交換器の通常の除霜運転を行
    うようにしてなることを特徴とする請求項１記載の空気
    調和機の制御装置。
  3. 【請求項３】 前記各開閉弁に電磁弁を用いてなること
    を特徴とする請求項１記載の空気調和機の制御装置。
  4. 【請求項４】 前記除霜運転中は前記圧縮機の回数数を
    最大に切換えてなることを特徴とする請求項１記載の空
    気調和機の制御装置。
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