JP2010060177A - 冷凍サイクル装置、冷凍装置及び空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】霜検知手段を用いて、除霜運転の終了を正確に判断でき、装置の信頼性の確保、除霜運転の効率化及び装置の効率向上等を図れる冷凍サイクル装置等を得る。
【解決手段】冷媒を圧縮する圧縮機１と、冷媒を凝縮させる凝縮器２と、冷媒を減圧させるための膨張弁３と、冷媒を熱交換により蒸発させる蒸発器４とを配管接続して冷媒回路を構成する冷凍サイクル装置であって、さらに、蒸発器４に付いた霜の状態を検知する霜検知手段７と、蒸発器４の加熱を行う蒸発器用ヒータ８ａと、蒸発器４を収容する筐体の底面の加熱を行う底面用ヒータ８ｂと、除霜運転の際、霜検知手段７からの信号に基づいて蒸発器４の霜がなくなったものと判断すると、蒸発器用ヒータ８ａの加熱を停止させ、蒸発器用ヒータ８ａの加熱停止から所定時間後に底面用ヒータ８ｂの加熱を停止させる処理を行う制御手段５０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば蒸発器等を除霜（デフロスト）するための除霜運転を行う冷凍サイクル装置等に関するものである。特に除霜運転の終了に関するものである。

一般に、空気調和装置、冷凍装置、給湯装置等の冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を利用した冷凍サイクル装置は、基本的に、圧縮機、凝縮器（熱交換器）、膨張弁及び蒸発器（熱交換器）を配管接続し、充填した冷媒を循環させる冷媒回路を構成している。圧縮機で圧縮された冷媒は、高温高圧のガス冷媒となり、凝縮器に送り込まれる。凝縮器に流れ込んだ冷媒は、熱交換対象との熱交換で熱を放出することにより液化する。液化した冷媒は、膨張弁で減圧されて気液二相流状態となり、蒸発器にて熱交換により熱を吸収することでガス（気体）化し、再度圧縮機へ戻されて循環する。

ここで、例えば冷凍・冷蔵倉庫等のように、対象空間内の温度を１０℃より低い温度環境にしようとする場合、対象空間内に設置した蒸発器における冷媒の蒸発温度はそれよりもさらに低い温度（０℃よりも低い温度）にする必要がある。このとき、冷媒との間で熱交換する空気中の水分が凝結して、蒸発器に付いて霜となり、時間とともに堆積する。堆積した霜は、熱抵抗の増加、フィンを通過する風量の低下等をまねき、空気を冷却する能力を低下させる。そこで、例えば、発光部と受光部とからなる光学式の着霜量検出器により、付いた霜の状態を検知し、除霜用のヒータ（加熱手段）を蒸発器、ドレンパンに取り付け、定期的に加熱して霜を融かす除霜運転を行うことで能力低下を解消している（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−６１８１３号公報（図５、図６）

ここで、除霜運転の終了に関しては、例えば、制御手段が、蒸発器に取り付けた温度検知手段の検知に係る温度（蒸発器の温度を表す）が閾値以上であると判断したときに、蒸発器、ドレンパンを加熱しているヒータへの通電を停止してＯＦＦさせることで、除霜運転を終了させるようにしていた。このように、蒸発器に取り付けた温度検知手段の検知に係る温度のみに基づいて、蒸発器、ドレンパンに付いた霜の状態を推測して除霜運転を行っていたため、過剰に蒸発器とドレンパンを加熱していた。その結果、無駄にエネルギーを消費してしまっていた。また、蒸発器等を過剰に加熱すると、倉庫内において、蒸発器等の周囲の温度が上がり、例えば、冷蔵・冷凍倉庫の天井に水分がつき、つらら等ができることがあるため、倉庫内のスペースが狭くなるという問題が発生していた。

一方、除霜運転終了の判断を誤り、除霜運転を早く終了させてしまうと、霜の融け残り等が発生する。融け残った霜等は、最終的には根氷へと成長することが多くなるが、根氷は、基本的には通常の除霜運転では融かしきることができない。そのため、融け残りが徐々に広がっていき、蒸発器の伝熱面積が小さくなってしまうことに繋がり、その結果、冷却性能が大幅に低下していた。

これは、居住空間を空気調和するための空気調和装置でも同様である。例えばビル等において、複数の室内機（室内側ユニット）と接続した、熱交換の量が多い室外機（熱源側ユニット）では除霜運転を行うが、外気の温度の影響により、除霜運転を長くさせてしまったり、短くさせてしまったりして、除霜運転が効率的に行われていないのが実情である。

そこで、このような技術的課題に対し、霜検知手段を用いて、除霜運転の終了を正確に判断でき、装置の信頼性の確保、除霜運転の効率化及び装置の効率向上等を図れるようにすることができる冷凍サイクル装置を得ることを目的とする。

本発明に係る冷凍サイクル装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、熱交換により冷媒を凝縮させる凝縮器と、凝縮された冷媒を減圧させるための膨張手段と、減圧された冷媒を熱交換により蒸発させる蒸発器とを配管接続して冷媒を循環させる冷媒回路を構成する冷凍サイクル装置であって、さらに、蒸発器に付いた霜の状態を検知する霜検知手段と、蒸発器に付いた霜を融かすための加熱を行う蒸発器加熱手段と、蒸発器を収容する筐体の底面に付いた霜を融かすための加熱を行う底面加熱手段と、蒸発器に係る除霜を行う除霜運転の際、霜検知手段からの信号に基づいて蒸発器の霜がなくなったものと判断すると、蒸発器加熱手段の加熱を停止させ、蒸発器加熱手段の加熱停止から所定時間後に底面加熱手段の加熱を停止させる処理を行う制御手段とを備える。

本発明の冷凍サイクル装置によれば、除霜運転を行う際、制御手段が、霜検知手段からの信号に基づいて、蒸発器に付いた霜がなくなったものと判断すると、蒸発器加熱手段による加熱を停止させ、所定時間後に底面加熱手段による加熱を停止させて除霜運転を終了するようにしたので、適切なタイミングで除霜運転を終了することができる。そのため、例えば、無駄な加熱をなくし、加熱を行うためのエネルギの低減を図ることができる。

実施の形態１．
以下、本発明に係る実施形態の内容について説明する。
図１は本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の基本構成を示す図である。図１中の矢印６０は冷媒の流れる方向を示している。図１において、冷凍サイクル装置は、圧縮機１、凝縮器２、膨張弁（絞り装置）３及び蒸発器４を有しており、それぞれの機器（要素部品）を配管で接続することにより冷媒回路を構成している。ここで、本実施の冷凍サイクル装置においては、例えば液化した余剰冷媒を溜めておくアキュムレータ５も有しているものとする。また、本実施の形態においては、蒸発器４は、冷却装置等の蒸発器ユニット４０の構成手段の１つであるものとする。また、少なくともデータ等を記憶する記憶手段５０ａ、時間を計測するためのタイマ５０ｂを有し、各手段の動作制御する制御手段５０を有している。そして、冷媒回路には循環させる冷媒を封入している。この冷媒として、本実施の形態では、冷凍機用として広く用いられているＲ４０４Ａを封入して循環させるものとする。ただ、これに限るものでなく、例えば、冷却等する温度帯に合わせ、他の冷媒、例えばＲ４０７Ｃ 、Ｒ４１０Ａ 、ＣＯ₂ 、プロパン、イソブタン、アンモニア、ＨＦＯ（ハイドロ・フルオロ・オレフィン）の冷媒等を用いるようにしてもよい。

圧縮機１は、冷媒回路内において冷媒を循環させるため、冷媒を吸入し、圧縮して加圧する。また、熱交換器である凝縮器２は、圧縮機１が吐出したガス（気体）状の冷媒（以下、ガス冷媒という）と熱交換対象との間で行われる熱交換により、冷媒が有する熱量を放出させて凝縮させて液化させ、熱交換対象を加熱する。膨張弁３は冷媒の流量を調整し、冷媒の圧力を低くする（減圧する）。

図２は実施形態１における蒸発器４の概略を示す斜視図である。蒸発器４は、例えば、膨張弁３により圧力が低くなった気液二相冷媒（ガス冷媒と液状の冷媒（以下、液冷媒という）とが混在した冷媒）と熱交換対象（ここでは空気）との間で行われる熱交換により、冷媒に熱量を吸収させて蒸発させてガス化させる。一方、熱交換対象である空気は冷却される。ここで、冷媒回路における圧力の高低については、基準となる圧力との関係により定まるものではなく、圧縮機１の圧縮、膨張弁３等の冷媒流量制御などによりできる相対的な圧力として表すものとする。また、温度の高低についても同様であるものとする。

蒸発器４は、本実施の形態では、複数のフィン４ａと伝熱管４ｂとを有するプレートフィンチューブ熱交換器からなる。伝熱管４ｂの管内部を流れる冷媒の熱を、フィン４ａを介してフィン４ａ間を通過する空気に伝えることで空気との接触面となる伝熱面積が拡がり、冷媒と空気との間の熱交換を効率よく行える。

図３は蒸発器ユニット４０を側面からみた概略図である。前述したように、蒸発器４は蒸発器ユニット４０の構成手段の１つである。本実施の形態の蒸発器ユニット４０は、冷凍・冷蔵倉庫内において倉庫内を冷却するための冷却装置であるものとして説明する。本実施の形態の蒸発器ユニット４０は、蒸発器４、霜検知手段７、除霜用加熱手段８、ファン９、ファン駆動手段１０及び温度検知手段１２を有しており、これらの手段を筐体４１内に格納している。ここで、筐体４１の底面壁について、例えば、冷却装置のように蒸発器ユニット４０を屋内等に設ける場合には、例えば排水管を接続した排水口（図示せず）を有し、霜が融けることにより発生する水（以下、ドレン水という）の受け皿となるドレンパンで構成する。また、屋外等に設ける場合には、例えばドレン水を地面に流すための複数の貫通穴を設けたベースで構成する。本実施の形態では倉庫内で用いる冷却装置であるため、底面壁がドレンパン４２となっているものとして説明する。ドレンパン４２は、水平ではなく、少しだけ傾けられており、排水口にドレン水が集まるような構造となっている。

蒸発器ユニット４０が有する除霜用加熱手段８は、蒸発器用ヒータ８ａと底面用ヒータ８ｂからなる。本実施の形態では、蒸発器４に設ける蒸発器用ヒータ８ａについては、蒸発器４において空気の流れ６１に対して風上側となる側面の上部及び下部並びに下面にそれぞれ設けている。ここで、鉛直方向又はそれに近い方向を上下方向として上下に関する以下の説明を行うものとする。また、ドレンパン４２に設ける底面用ヒータ８ｂは、ドレンパン４２に付いた霜を融かし、また、ドレンパン４２に溜まったドレン水が凍らないように設ける。そして、制御手段５０は、蒸発器用ヒータ８ａ、各底面用ヒータ８ｂに対して、それぞれ独立してＯＮ（通電、加熱）／ＯＦＦ（通電、加熱停止）制御することができるものとする。

図４は蒸発器ユニット４０を上からみた図である。蒸発器ユニット４０には、例えば背面側を蒸発器４に向けた状態のプロペラ形のファン９を設けている。また、ファン駆動手段１０がファン９を回転させることで、筐体４１内に吸入された空気がフィン４ａの間を通過し、吹出口（図示せず）から吹き出す（排出する）ように空気の流れ６１が形成される。温度検知手段１２は、本実施の形態では、蒸発器４において、伝熱管４ｂが曲げられて（Ｕベント）出ている側面のほぼ中央部分に設けられており、検知した温度に基づく信号を制御手段５０に送信する。

ここで、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の動作を冷媒の流れに基づいて説明する。圧縮機１により圧縮されて加圧された冷媒は、配管を通過して凝縮器２に送り込まれる。凝縮器２を通過した冷媒は凝縮され、液化される。このとき冷媒は放熱し、これにより熱交換対象を加熱する。

液化された冷媒は膨張弁３に送り込まれる。液状態の冷媒は膨張弁３を通過することにより減圧され、気液二相流状態の冷媒（以下、気液二相冷媒という）となって蒸発器４に送り込まれる。蒸発器４を通過した気液二相流状態の冷媒は蒸発され、ガス化される。ガス化された冷媒は、再び、圧縮機１に吸入される。

冷凍サイクル装置が動作を行っているときに、例えば蒸発器４の管内を通過する冷媒の蒸発温度が０℃よりも低い場合、熱交換により、冷媒は空気の熱を吸収し、一方、空気は冷却するため、空気中の水分（水蒸気）が管表面で凝結して霜となって堆積する。そして、その堆積量は時間とともに増加する。

図５は実施形態１の霜検知手段７の概略構成図である。霜検知手段７は、図５のように、光を照射するための発光素子７ａ、受けた光を信号に変換する受光素子７ｂ及び発光素子７ａ、受光素子７ｂを駆動する駆動手段７ｃで構成する。発光素子７ａは例えばＬＥＤ（発光ダイオード）で構成し、電気的エネルギを光エネルギに変えることで発光する。ＬＥＤは構造的にはＰ型・Ｎ型の半導体の接合を利用している。一方、本実施形態の受光素子７ｂは、例えばＰＤ（フォトダイオード）等からなり、太陽電池と同じ仲間である。例えば、半導体のＰＮ接合に光を照射すると光起電力が発生し、光の強さに基づく電流が流れる逆バイアス方式の回路で構成している。駆動手段７ｃは、発光素子７ａへの電力供給を行い、また、受光素子７ｂの信号を増幅して制御手段５０に送信する（これにより光の強さが電圧の信号となる。以下、信号に係る電圧を出力電圧Ｖとする）。発光素子７ａと受光素子７ｂとを共に安価な材料で構成することで、霜検知手段７の製造原価を非常に安くすることができるとともに小型化することができる。

図６は霜検知手段７と蒸発器４のフィン４ａとの関係を表す図である。例えば、フィン４ａ表面からの霜の堆積幅が所定の幅になったときに、あらかじめ定めた光の強さ以上の反射光が受光素子７ｂに入射するようにしておく。制御手段５０は、霜検知手段７からの信号に基づいて光の強さを判断し、蒸発器４のフィン４ａ表面における着霜状態を判断する。そして、あらかじめ定めた強さ以上の光であると判断すると、除霜運転を開始させるようにする。また、本実施の形態では、制御手段５０は、霜検知手段７からの信号に基づいて除霜運転を終了するかどうかの判断も行う。ここで、本実施の形態における除霜とは、フィン４ａ、伝熱管４ｂの表面（以下、フィン４ａ等という）に付いていた霜が融けてしまい、また、シャーベット状の霜、霜が水滴となった露等（以下、露等という）が付いておらず、ドレン水が排水されてドレンパン４２等に残っていない状態であるものとし、除霜された状態で除霜運転を終了するものとする。

上述したプレートフィンチューブ熱交換器の場合、隣り合うフィン４ａとフィン４ａとの間隔（以下フィンピッチと呼ぶ）は、伝熱面積を大きくするため、風路の圧力損失の制約等の関係で、２〜１０［ｍｍ］と狭い。霜検知手段７においては、このようにフィンピッチが狭い中で、発光素子７ａからフィン４ａの方向に発した光に係る反射光を受光素子７ｂで受けるようにする必要がある。また、霜検知手段７を空気が通過する風路内に設置することになるため、可能な限り小型化をはかる等することで、蒸発器４における風速分布に影響を与えないようにする必要がある。ここで、霜検知手段７を、蒸発器４に着脱可能な別部品から形成して、既存の冷凍サイクル装置にも取り付け可能に構成すれば、既存設備に取り付けて霜検知を行うことができ、装置の信頼性が向上し、効率を向上させることができる。

次に霜検知手段７を取り付ける位置について説明する。蒸発器４において、除霜が完全でない状態で通常運転へ移行すると、フィン４ａ等に付いている露等が再び凍結したり、ファン９によって生じる風により蒸発器ユニット４０外に吹き飛ばされたりする可能性がある。これは冷却装置における信頼性を落す結果を招く。そのため、少なくとも蒸発器４に完全に露等が無くなった状態であると判断してから通常運転に移行することが望ましい。逆に蒸発器４においてフィン４ａ等に露等が付いていないのに加熱を続けると、無駄な加熱のために電力を消費する。また、冷凍・冷蔵倉庫等の対象空間の温度を上昇させ、通常運転において再度冷却させるための時間もかかる。フィン４ａ等に露等が完全にない状態であるかどうかの判断を、早すぎず、また遅すぎないように正確に判断できることが望ましい。

ここで、除霜用加熱手段８の加熱により霜が融けるが、例えば、冷蔵・冷凍倉庫のような空気の温度の低い環境下では、蒸発器用ヒータ８ａ、底面用ヒータ８ｂの周囲空気の温度も上昇し、暖まる。暖まった空気は上部に移動するため、蒸発器４の上部に付いた霜は、フィン４ａと空気とにより加熱されることになり、蒸発器４上部に付いた霜が下部に付いた霜より融けやすくなる。さらに、上部に付いた霜が融けてできた露等が下部の蒸発器用ヒータ８ａに滴下して、下部の蒸発器用ヒータ８ａの熱を奪うため、下部の蒸発器用ヒータ８ａの効率は悪くなる。以上のことから、蒸発器４においては、下部の方が霜が融けにくいし、露等も残りやすくなる。

また、本発明者による長年の研究の結果、特殊な条件（冷凍・冷蔵倉庫の扉の開閉回数が多く冷凍・冷蔵倉庫内が０℃付近を上下する場合）を除き、風の吸込み側（蒸発器４の風上側）の着霜量が他の部分よりも多い。そのため、風上側の霜を融かすには時間を要することがわかっている。

したがって、蒸発器４の下部で、かつ、風上側となる位置に霜検知手段７を取り付ければ、蒸発器４で最も霜が融けるまで（露等が無くなるまで）の時間が長い位置の霜の状態を検知することとなる。そのため、除霜運転の終了の判断をより正確に行うことができ、装置の効率を向上させることができる。

図７は除霜運転時におけるフィン４ａ等の状態、ドレン水の量と時間との関係の一例を表す図である。ここで、図７では、縦軸が霜検知手段７の検知に係る信号の出力電圧［Ｖ］とドレンパン４２からの排出に係るドレン水の量（排出したドレン水の積算値）［ｋｇ］を表し、横軸が時間ｔ［ｓ］を表す。また、時間０［ｓ］に除霜運転が開始するものとする。

まず、フィン４ａ等の状態について説明する。図７で示した区間Ａは、蒸発器用ヒータ８ａにより蒸発器４の加熱を開始し、また、ドレンパン用ヒータ８ｂによりドレンパン４２の加熱を開始した状態である。区間Ａでは、フィン４ａ等に堆積している霜はまだ融けておらず、フィン４ａ等の状態は何ら変化していないので、霜検知手段７の検知に係る信号の出力電圧Ｖがほぼ一定な状態が続いている。

区間Ｂは、フィン４ａ等に堆積した霜が融け始めた状態であり、フィン４ａ等に変化が生じていることを示している。区間Ｃはフィン４ａ等に堆積していた霜が融け、露等が滴下している状態である。フィン４ａ等を露等が通過し、一時的に強い反射光が受光素子７ｂに入射することで、霜検知手段７の検知に係る信号の出力電圧Ｖの変動（振動）が大きくなる（ばらつく）。区間Ｄは露等が滴下してしまい、フィン４ａ等に露等が残っていない（表面が乾いた）状態である。フィン４ａ等の状態が変化しないため、霜検知手段７の検知に係る信号の出力電圧もほとんど変化しない。各区間の状態について検討した場合、区間Ｃでは、露等がフィン４ａ等に残っていることから、区間Ｄの開始（区間Ｃが終了）にできる限り近い時間に蒸発器用ヒータ８ａをＯＦＦさせるようにすることが望ましい。

以上のように、霜検知手段７の検知に係る信号の出力電圧とフィン４ａ等の状態には明らかに相関が存在するといえる。そのため、このようなパターンを利用すれば、除霜運転終了の判断を精度良く実現することができる。

次に図７に基づいてドレン水の量について説明する。図７では約６００［ｓ］を過ぎたころからドレン水が流れ始める。また、約１６００［ｓ］付近において、ほぼ平衡状態になることからドレン水の排水が完了したことを示している。フィン４ａ等に露等が無くなるのは、区間Ｃの最終点（区間Ｄの開始点となる。約１１００［ｓ］付近）であり、ドレン水量が平衡状態になる時間との間でズレが生じている。これは、ドレン水を排水しきれなくてドレンパン４２にドレン水が溜まっている状態であり、ドレンパン４２からドレン水を排出するのに時間を要しているためである。

以上のように、フィン４ａには露等がなくなったとしても、ドレンパン４２にはドレン水が溜まっている。そのため、蒸発器４に霜や露がなくなったと判断した時点で、蒸発器用ヒータ８ａとともに底面用ヒータ８ｂも同時にＯＦＦするようにすると、ドレンパン４２に溜まっているドレン水が凍結してしまい、ドレン水の排水不良が発生する。そのため、蒸発器ヒータ８ａがＯＦＦした後、ドレン水が平衡状態となった時点で底面用ヒータ８ｂがＯＦＦするようにすれば、ドレン水を残さず、効率よく除霜運転をすることができる。

図８は制御手段５０が行う除霜運転に関する制御処理の基本的な流れを示すフローチャートを表す図である。制御手段５０は、霜検知手段７からの信号に基づいて、図７における区間Ｄ（約１１００［ｓ］）に示す状態になったものと判断する（Ａ１）。このときには、フィン４ａに霜等が存在しないため、蒸発器用ヒータ８ａをＯＦＦさせる（Ａ２）。

一方、ドレン水の総量が平衡になる蒸発器４の温度、時間等を試験等からあらかじめ決めておき、その温度、時間等となったものと判断すると（Ａ３）、ドレン水が排水され、ドレンパン４２からなくなったものと判断する。そして、底面用ヒータ８ｂをＯＦＦさせる（Ａ４）。

Ａ１〜Ａ４の流れによって制御処理を行うことによって、フィン４ａ等に露等がなくなった区間Ｄにおいては、蒸発器用ヒータ８ａをＯＦＦさせ、底面用ヒータ８ｂのみをＯＮさせているので、消費電力を削減できる。そして、蒸発器用ヒータ８ａをＯＦＦさせたときの蒸発器４の温度、時間等に基づいて底面用ヒータ８ｂをＯＦＦさせるようにし、除霜運転の終了を行うようにしたので、蒸発器４を過剰に加熱させずにすみ、冷蔵・冷凍倉庫への霜、つららの発生を抑制することができる。

図９は実施の形態１に係る制御手段５０による除霜運転における制御の流れを示す図である。図９に基づいて、特に除霜運転終了に係る判断処理について説明する。制御手段５０は、冷媒回路における冷媒の流れを停止させた後、除霜運転を開始させる（Ｓ０）。そして、蒸発器用ヒータ８ａ、底面用ヒータ８ｂをＯＮさせて加熱を開始させる（Ｓ１）。また、一定時間（例えば３分）が経過したかどうかを判断する（Ｓ２）。これは、区間Ａの時間帯において、以下で示す区間Ｄ（区間Ｃの終了）の判断処理を行わないようにするためである。

一定時間が経過したものと判断すると、一定間隔（例えば５秒おき）で、霜検知手段７からの信号に基づく出力電圧Ｖ、温度検知手段１２からの信号に基づく蒸発器温度Ｔの値を判断し、それらの値をデータとして記憶手段５０ａに記憶する処理を開始する（Ｓ３）。

そして、少なくとも５つの出力電圧Ｖのデータを記憶手段５０ａに記憶すると、過去の５つ分の出力電圧Ｖ（Ｖ（ｎ）、Ｖ（ｎ−１）、Ｖ（ｎ−２）、Ｖ（ｎ−３）、Ｖ（ｎ−４））のデータに基づいて標準偏差σを求める（Ｓ４）。

図７の区間Ｃにおいては、フィン４ａ等の霜等が滴下している状態は、霜検知手段７からの信号に係る出力電圧Ｖが振動し、ばらつきが大きくなる。そのため、区間Ｃにおける標準偏差σが大きくなる。そこで、区間Ｃにおける出力電圧Ｖの特徴を区間Ｄとなったかどうかの判断に利用する。そのため、あらかじめ試験等で標準偏差の閾値σｂ（以下、閾値標準偏差σｂという）を決めて記憶手段５０ａに記憶しておく。制御手段５０は算出した標準偏差σと閾値標準偏差σｂとの比較に基づいて区間Ｄとなったかどうか（区間Ｃが終了したかどうか）を判断する。

ここで、例えば制御手段５０が有するメモリ（記憶手段５０ａに記憶する記憶容量）を節約するために、過去５回分の検知に係るデータを記憶するようにして、標準偏差σを求めているが、データ数は多いほど、標準偏差σの精度を高めることができ、区間Ｄの判断をより正確に行うことができる。また、本実施の形態では、出力電圧Ｖの変動を判断するために標準偏差σを算出したが、例えば、標準偏差σの代わりに分散σ² を算出するようにしてもよい。

制御手段５０は、閾値標準偏差σｂよりも標準偏差σが小さくなった（標準偏差σ＜閾値標準偏差σｂ）ものと判断すると、出力電圧Ｖが安定したものとして区間Ｄとなったものと判断する。ここで、標準偏差σが閾値標準偏差σｂよりも１度小さくなっただけで区間Ｄとなったものとすると、判断を誤る懸念がある。そこで、本実施の形態では誤判断防止の観点から、標準偏差σ＜閾値標準偏差σｂを３回連続判断した（Ｓ５）場合に、フィン４ａ等に霜等がなくなったものとして、蒸発器用ヒータ８ａをＯＦＦさせる（Ｓ６）。

図１０は除霜運転時における蒸発器温度Ｔと時間ｔとの関係の一例を表す図である。次に底面用ヒータ８ｂをＯＦＦさせるタイミングを判断するための制御について説明する。図１０において、実線は、ドレンパン４２にドレン水がなくなるＦ点まで蒸発器用ヒータ８ａをＯＮさせた場合の蒸発器温度Ｔの変化を表している。Ｆ点における蒸発器温度ＴをＴｂとする。一方、破線は、フィン４ａ等に露等がなくなったＧ点において、蒸発器用ヒータ８ｂをＯＦＦさせた場合の蒸発器温度Ｔの変化を表している。

実線においては、フィン４ａ等に露等がなくなっても蒸発器用ヒータ８ａのＯＮ状態を続けるため、Ｆ点付近まで時間の経過とともに蒸発器温度Ｔは上昇していく。一方、破線の方は、Ｇ点で蒸発器用ヒータ８ａをＯＦＦさせているため、余熱で蒸発器温度Ｔは一旦上昇するが、ある時間を境に、時間の経過とともに低下していく。本実施の形態では、上述したように、フィン４ａ等に露等が無くなったものと判断すると蒸発器用ヒータ８ａをＯＦＦさせるため、蒸発器温度Ｔの変化は破線のようになる。

ここで、蒸発器温度Ｔに基づいて、例えば試験条件を変化させ、条件ごとに図１０のような破線を作成し、底面用ヒータ８ｂをＯＦＦさせるタイミングを判断するための蒸発器温度Ｔの閾値を設定しても良いが、蒸発器温度Ｔは蒸発器４の周囲温度、風などによって変化しやすいため、頻誤検知が懸念される。

一方、図１０の実線から、蒸発器用ヒータ８ａをＯＮさせた状態を続けると、Ｇ点とＦ点との間においては、蒸発器温度Ｔがほぼリニア（線形）に変化することが分かる。そこで、本実施の形態では、蒸発器用ヒータ８ａをＯＦＦさせる前（蒸発器用ヒータ８ａのＯＮ状態）の蒸発器温度Ｔのデータに基づいて、底面用ヒータ８ｂをＯＦＦさせるタイミングを判断するようにする。

そのため、制御手段５０は、図１０のＧ点までの蒸発器温度Ｔのデータから、蒸発器用ヒータ８ａをＯＮさせた状態を続けたとした場合に、Ｇ点における蒸発器温度ＴｅｎｄからＦ点における温度Ｔｂになるまでの時間ｔｂを外挿によって求める。そして、Ｇ点において蒸発器用ヒータ８ａをＯＦＦさせてから時間ｔｂが経過したものと判断したら、底面用ヒータ８ｂをＯＦＦさせる。

以上の処理を図９に基づいてさらに説明する。制御手段５０は、Ｓ３において、蒸発器温度Ｔのデータを記憶手段５０ａに記憶する処理を行っている。そこで、Ｓ６において蒸発器用ヒータ８ａをＯＦＦさせると、Ｇ点における蒸発器温度Ｔｅｎｄも含め、過去の２０回の検知分の蒸発器温度Ｔのデータから、例えば最小二乗法等に基づいて、Ｇ点における蒸発器温度Ｔの傾きα（＝ｄＴ／ｄｔ）を求める（Ｓ７）。ここでも、記憶容量との関係で、過去の２０回の検知分記憶した蒸発器温度Ｔのデータから傾きαを求めているが、演算に用いるデータ数は２０に限定するものではない。データ数を減らせば演算を早く行うことができる。逆にデータ数を多くするほど傾きの精度を高くすることができる。

次に、Ｇ点における蒸発器温度となるＴｅｎｄ、算出した傾きα及びあらかじめ試験等により決めたＦ点における蒸発器温度Ｔｂに基づいて、底面用ヒータ８ｂをＯＦＦさせるまでの時間ｔｂを演算する（Ｓ８）。ここで、時間ｔｂは次式（１）で表される。
ｔｂ＝（Ｔｂ−Ｔｅｎｄ）／α …（１）

制御手段５０は、タイマ５０ｂが計時する時間に基づいて、蒸発器用ヒータ８ａをＯＮさせた時から時間ｔｂを経過したものと判断すると（Ｓ９）、底面用ヒータ８ｂをＯＦＦさせて（Ｓ１０）、除霜運転を終了する（Ｓ１１）。

図１１は制御手段５０による予冷運転時の制御の流れを示す図である。制御手段５０は、上述したＳ１１において、除霜運転を終了すると予冷運転を開始する（Ｓ２０）。除霜運転時に蒸発器４が加熱されて熱くなっているため、この状態でファン９を運転させると、周囲に熱い空気を吹き出すことになり、室内の温度上昇に繋がる。そのため、通常運転開始前に蒸発器４を冷却するための予冷運転を行う。

そこで、ファン９を運転させずに、膨張弁３等、冷媒回路に設けた電磁弁を開き（Ｓ２１）、圧縮機１の駆動を開始させる（Ｓ２２）。これにより、蒸発器４の伝熱管４ｂに低温の冷媒を流して蒸発器４を冷却させる。このとき、タイマ５０ｂの計時に基づいて予冷時間を計測する（Ｓ２３）。

そして、予冷時間が経過したものと判断すると（Ｓ２４）、ファン９の回転を開始させ（Ｓ２５）、タイマ５０ｂをリセットして（Ｓ２６）、予冷運転を終了して（Ｓ２７）、通常運転の処理に移行する（Ｓ２８）。

以上のように、実施の形態１の冷凍サイクル装置によれば、冷媒回路の運転により、蒸発器４等に付いた霜を除くための除霜運転を行う際、蒸発器ユニット４０の蒸発器４に設けた蒸発器用ヒータ８ａとドレンパン１１に設けた底面用ヒータ８ｂとについて、制御手段５０が、霜検知手段７からの信号に基づいて、蒸発器４に付いた霜がなくなったものと判断すると、蒸発器用ヒータ８ａをＯＦＦさせるようにし、時間後に底面用ヒータ８ｂをＯＦＦさせて除霜運転を終了するようにしたので、適切なタイミングで除霜運転を終了することができる。

そのため、除霜運転終了まで、蒸発器用ヒータ８ａ、底面用ヒータ８ｂの両方を無駄に長い時間加熱させ続けずにすむ。したがって、例えば冷蔵・冷凍倉庫等に冷蔵・冷凍用に設けられた冷却装置等の蒸発器ユニット４０等においては、無駄な加熱による電力の消費を抑えることができる。それとともに、例えば、無駄な熱量により倉庫内の温度上昇を防ぐことができ、倉庫内の品物の品質低下を防ぐことができ、倉庫内の天井に水分を付着等させて、つらら等を形成させることもなくなる。また、逆に除霜運転を早く終了させてしまうこともなく、根氷の生成等を防ぐことができる。したがって、冷凍サイクル装置の信頼性を大幅に向上することができ、効率の向上をはかることができる。そして、除霜用加熱手段８の無駄な加熱時間が少なくなるため、装置の長寿命化等をはかることができる。

また、霜検知手段７を発光素子７ａ、受光素子７ｂを有する光学式の検知手段とすることにより、安価な材料で構成することができ、小型化することができる。そして、制御手段１１は、過去複数回分の反射光の強さに基づいて標準偏差を算出していき、霜が融けて露等が落下することにより生じる反射光の強さの変動が収まったものと判断したときに、蒸発器４に付いた霜がなくなったものとして蒸発器用ヒータ８ａをＯＦＦさせるようにしたので、蒸発器４における霜の状態を正確に検知して、適切に蒸発器用ヒータ８ａをＯＦＦさせることができる。このとき、除霜運転開始から所定の時間、上記の判断を行わないようにすることで、霜が融けていない段階における変動の小さい部分を除外することができるため、蒸発器用ヒータ８ａをＯＦＦさせるタイミングをさらに正確に判断することができる。

また、蒸発器４に設けた温度検知手段１２からの信号に基づいて、制御手段５０は、過去の所定回数分の温度に基づいて傾きαを算出し、蒸発器用ヒータ８ａをＯＦＦさせたときの蒸発器４の温度と、仮に蒸発器用ヒータ８ａをＯＦＦさせなかった場合の除霜運転終了時の温度との差及び傾きαに基づいて、蒸発器用ヒータ８ａをＯＦＦさせてから底面用ヒータ８ｂをＯＦＦさせるまでの時間ｔｂを算出するようにしたので、適切なタイミングで除霜運転を終了することができる。

実施の形態２．
図１２は本発明の実施の形態２に係る空気調和装置を表す図である。上述の実施の形態１の冷凍サイクル装置は、冷蔵・冷凍倉庫等を冷却するための冷却装置を有するものとして説明した。本実施の形態では、上述した実施の形態１の冷凍サイクル装置が空気調和装置の場合について説明する。

図１２の空気調和装置は、熱源側ユニット（室外機）１００と負荷側ユニット（室内機）２００とを備え、これらが冷媒配管で連結され、主となる冷媒回路（以下、主冷媒回路という）を構成して冷媒を循環させている。冷媒配管のうち、気体の冷媒（ガス冷媒）が流れる配管をガス配管３００とし、液体の冷媒（液冷媒。気液二相冷媒の場合もある）が流れる配管を液配管４００とする。図１１では、１台の熱源側ユニット１００と２台の負荷側ユニット２００（２００ａ、２００ｂ。特に区別しない場合は添え字を付さずに説明する）の場合を示しているが、接続数については特に限定するものではない。

熱源側ユニット１００は、本実施の形態においては、圧縮機１０１、油分離器１０２、四方弁１０３、熱源側熱交換器１０４、毛細管１０５、アキュムレータ１０６、バイパス配管１０７、熱源側ファン１０８、熱源側開閉弁１０９、冷媒間熱交換器１１０及びバイパス絞り装置１１１の各装置（手段）で構成する。

圧縮機１０１は、実施の形態１における圧縮機１と同じく、吸入した冷媒を圧縮し、運転周波数に基づいて任意の圧力を加えて送り出す（吐出する）。ここで、実施の形態１では特に言及しなかったが、例えば運転周波数を任意に変化させることにより容量（単位時間あたりの冷媒を送り出す量）を変化させることができる、インバータ回路を備えた容量可変のインバータ圧縮機としてもよい。

油分離器１０２は、冷媒と共に圧縮機１０１から吐出された潤滑油を分離させるものである。分離された潤滑油は、毛細管１０５により流量が制御されて圧縮機１０１に戻される。四方弁１０３は、制御手段５０からの指示に基づいて冷房運転と暖房運転とによって冷媒の流れを切り換える。本実施の形態では、特に暖房運転途中に除霜運転を行うための切り換えも行う。また、アキュムレータ１０６は例えば液化した余剰冷媒を溜めておく手段である。

図１３は、熱源側ユニット１００を熱源側熱交換器１０４を中心に見た図である。熱源側熱交換器１０４は、冷媒と空気（室外の空気）との熱交換を行う。例えば、暖房運転時においては実施の形態１における蒸発器４として機能し、液配管４００側から流入した低圧の冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒を蒸発させ、気化させる。また、冷房運転時においては凝縮器として機能し、四方弁１０３側から流入した圧縮機１０１において圧縮された冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒を凝縮して液化させる。また、実施の形態１におけるファン９に対応する熱源側熱交換器１０４における冷媒と空気との熱交換を効率よく行うための熱源側ファン１０９を熱源側ユニット１００に設けている。

上述の実施の形態１では、蒸発器ユニット４０の底面をドレンパン４２としたが、本実施の形態の熱源側ユニット１００は、屋外等に設けることによりドレン水を地面等に排出することができるものとして、底面をベース１１２で構成している。ベース１１２は圧縮機１０１、熱源側熱交換器１０４を載置するための支持台となり、ドレン水を地面等に排出するための貫通穴を有している。ここで、ドレン水は地面等に排出できるが、ベース１１２に露等が残ると根氷となる。そこで、実施の形態１と同様にベース１１２にも底面用ヒータ８ｂを設ける。

冷媒間熱交換器１１０及びバイパス絞り装置１１１は、例えば、冷房運転時において、熱源側熱交換器１０４から流れ出た液体（高温高圧）の冷媒（液冷媒）とバイパス絞り装置１１１により流量調整された低温低圧の冷媒との間で熱交換を行って、負荷側ユニット２００に供給する冷媒を過冷却するための装置である。バイパス絞り装置１１１を介して流れる液体は、バイパス配管１０７を介してアキュムレータ１０６に戻される。アキュムレータ１０６は例えば液体の余剰冷媒を溜めておく装置である。熱源側開閉弁１０９は、熱源側制御装置１３１からの指示に基づいて除霜運転時に閉止し、熱源側ユニット１００と液配管３００との間の冷媒通過を防ぐものである。

一方、負荷側ユニット２００（２００ａ、２００ｂ）は、負荷側熱交換器２０１（２０１ａ、２０１ｂ）、負荷側絞り装置（膨張弁）２０２（２０２ａ、２０２ｂ）、負荷側ファン２０３（２０３ａ、２０３ｂ）で構成される。負荷側熱交換器２０１は冷媒と空気との熱交換を行う。例えば、暖房運転時においては凝縮器として機能し、ガス配管３００から流入した冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒を凝縮させて液化（又は気液二相化）させ、液配管４００側に流出させる。一方、冷房運転時においては蒸発器として機能し、負荷側絞り装置２０２により低圧状態にされた冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒に空気の熱を奪わせて蒸発させて気化させ、ガス配管３００側に流出させる。また、負荷側ユニット２００には、熱交換を行う空気の流れを調整するための、例えば一定速度の負荷側ファン２０３が設けられている。この負荷側ファン２０３の速度は、例えば利用者の設定により決定される。

負荷側絞り装置２０２は、実施の形態１における膨張弁３と同様に、開度を変化させることで、負荷側熱交換器２０１内における冷媒の圧力を調整するために設ける。また、本実施の形態においては、除霜運転時に閉止することで、冷媒の流れを遮断する。

本実施の形態の空気調和装置は、実施の形態１における蒸発器用ヒータ８ａにより熱源側熱交換器１０４を加熱する代わりに、熱源側熱交換器１０４の伝熱管に高温の冷媒を通過させることで加熱するようにした、いわゆるリバース方式による除霜運転を行うようにしたものである。負荷側熱交換器２０１においては基本的に除霜運転は行わないため、ここでは熱源側熱交換器１０４の除霜運転について説明するが、負荷側熱交換器２０１における除霜運転を妨げるものではない。

次に除霜運転における冷媒の流れについて説明する。空気調和装置における除霜運転は、基本的に、熱源側熱交換器１０４が蒸発器として機能する暖房運転を中断して行う。ここで、制御手段５０は、四方弁１０３を冷房運転時と同じになるように切り替える。そして、バイパス用絞り装置１１１を開放させ、熱源側開閉弁１０９を閉じさせるように各弁類を制御する。このとき、切り替え等の際、配管内の圧力変動等によって音が発生することがあるため、圧縮機１０１の運転周波数を一旦下げ、切り替え等を行ってから、除霜運転における運転周波数にするように制御する。そして、熱源側ファン１０８も停止させる。また、負荷側ユニット２００における負荷側絞り装置２０２を閉じさせる。

圧縮機１０１が吐出した高温、高圧のガス冷媒は、油分離器１０２と四方弁１０３を介して熱源側熱交換器１０４に至る。熱源側熱交換器１０４内をガス冷媒が通過する際、霜との間の熱交換により、霜が吸熱して暖まって融ける。熱源側熱交換器１０４に流入したガス冷媒は熱交換により放熱し、若干液化して流出する。

流出した冷媒は冷媒間熱交換器１１０、バイパス用絞り装置１１１を介してバイパス配管１０７を通過する。バイパス用絞り装置１１１の通過により、冷媒は低温、低圧の二相冷媒になる。ここで、効率よく除霜運転を行うには、バイパス配管１０７の管径が大きい方が、冷媒の循環速度が速くなるため、除霜運転の時間を短縮することができる。

バイパス配管１０７を通過した二相冷媒はアキュムレータ１０６の上流に流れる。基本的に液冷媒はアキュームレータ１０６に溜められ、ほぼガス冷媒のみが圧縮機１０１に吸引されて再度の加圧により吐出する。熱源側開閉弁１０９、絞り装置２０２が閉止しているために、負荷側ユニット２００には冷媒が流れない。そして、熱源側熱交換器１０４から露等がなくなった場合には、四方弁１０３を切り替えて、暖房運転を開始する。

図１４は実施の形態２に係る制御手段５０による除霜運転における制御の流れを示す図である。図１４に基づいて、特に除霜運転終了に係る判断処理について説明する。制御手段５０は、除霜運転を開始させる（Ｓ３０）。このとき、上述したように、四方弁１０３を冷房運転時と同じになるように切り替え（Ｓ３１）、圧縮機１０１が吐出した高温のガス冷媒が熱源側熱交換器１０４内を通過するようにする。そして、底面用ヒータ８ｂをＯＮさせて加熱を開始させる（Ｓ３２）。また、一定時間（例えば３分）が経過したかどうかを判断する（Ｓ３３）。ここでは、四方弁１０３を切り替えてから底面用ヒータ８ｂをＯＮさせるようにしているが、逆であってもよい。

一定時間が経過したものと判断すると、一定間隔（例えば５秒おき）で、霜検知手段７からの信号に基づく出力電圧Ｖの値を判断し、データとして記憶手段５０ａに記憶する処理を開始する（Ｓ３４）。そして、実施の形態１と同様に、少なくとも５つの出力電圧Ｖのデータを記憶手段５０ａに記憶すると、過去の５つ分の出力電圧Ｖのデータに基づいて標準偏差σを求める（Ｓ３５）。

そして、制御手段５０は、閾値標準偏差σｂよりも標準偏差σが小さくなった（標準偏差σ＜閾値標準偏差σｂ）ものと３回連続判断すると、区間Ｄとなった（区間Ｃが終了した）ものと判断する（Ｓ３６）。そして、四方弁１０３を切り替えて、暖房運転を開始する（Ｓ３７）。このように、区間Ｄの判断を正確に行うことで、素早く暖房運転を再開することができる。

ここで、熱源側ユニット１００のように筐体の底面がベース１１２の場合には、実施の形態１のドレンパン４２のようにドレン水が溜まりにくいが、すぐに底面用ヒータ８ｂをＯＦＦさせると、融けきらず残ってしまったシャーベット状の霜が根氷等となって堆積して熱源側熱交換器１０４の伝熱面積を狭めることがある。そこで、四方弁１０３を切り替え、暖房運転を開始した後、あらかじめ定めた所定時間ｔｃだけ底面用ヒータ８ｂをＯＮさせ続けるようにする。ここで、所定時間ｔｃは、試験等によりあらかじめ定めておくようにする。

制御手段５０は、タイマ５０ｂが計時する時間に基づいて、暖房運転を開始してから時間ｔｃを経過したものと判断すると（Ｓ３８）、底面用ヒータ８ｂをＯＦＦさせて（Ｓ３９）、除霜運転を終了する（Ｓ４０）。

以上のように、実施の形態２の空気調和装置のように、高温の冷媒により熱源側熱交換器１０４（蒸発器）を加熱するいわゆるリバース方式によっても、制御手段５０は、実施の形態１で説明したことと同様の除霜運転終了の判断を行うことができる。また、出力電圧Ｖで表される光検知手段７の検知に係る反射光の強さに基づいて、熱源側熱交換器１０４に露等が残っていないことを正確に判断することができるため、すばやく暖房運転を再開することができる。

実施の形態３．
上述の実施の形態１及び２では、区間Ａにおいて区間Ｄの判断処理を行わないようにするため、一定時間が経過したかどうかを判断するものとした。本実施の形態では、次に示す判断を区間Ｄの判断処理とともに追加することにより、区間Ａにおいて区間Ｄとなったものと判断してしまわないようにする。そのため、除霜運転を開始したときに霜検知手段７からの信号により得た出力電圧Ｖ_int をデータとして記憶手段５０ａに記憶しておく。

そして、霜検知手段７からの信号に基づいて、出力電圧Ｖに関してＶ＜Ｋ×Ｖ_int であるかどうかを判断する。Ｖ＜Ｋ×Ｖ_int であると判断すると計数（カウント）を行い、例えば、少なくとも３回以上、Ｖ＜Ｋ×Ｖ_int であると判断し、かつ、実施の形態１において説明した標準偏差σ＜閾値標準偏差σｂを３回連続判断すると、フィン４ａ等に霜等がなくなったものとして、実施の形態１と同様に、蒸発器用ヒータ８ａをＯＦＦさせる。

ここで、Ｋは定数であり、０．５以下の値であるとする。変動が少ない区間は、区間Ａと区間Ｄであるが、フィン４ａ等に霜が堆積した区間Ａの状態と露等がなくなった区間Ｄの状態とでは、出力電圧Ｖが大きく異なる。また、例えば、フィン４ａ等に露等がなくなった状態が、出力電圧がベース値（フィン４ａ等に何も付いていない状態における出力電圧Ｖ）に近づいていく特性がある。そして、フィン４ａ等に霜が堆積した状態の出力電圧Ｖよりも露等がなくなった状態の出力電圧Ｖが小さい。以上のことから、Ｋを０．５以下として閾値Ｋ×Ｖ_int を設定し、出力電圧Ｖが除霜運転を開始したときの出力電圧Ｖ_int の半分以下になったかどうかを制御手段５０が判断することで、区間Ａにおいて区間Ｄとなったものと判断してしまわないようにする。

以上のように、実施の形態３の冷凍サイクル装置によれば、除霜運転を開始したときの出力電圧Ｖ_int に０．５以下の定数Ｋを乗じた値を閾値として、Ｖ＜Ｋ×Ｖ_int を少なくとも３回以上判断しないと、標準偏差σ＜閾値標準偏差σｂを３回連続判断しても蒸発器用ヒータ８ａをＯＦＦさせないようにすることで、区間Ａの状態と区間Ｄの状態とを区別し、区間Ａにおいて区間Ｄとなったものと判断してしまわないようにすることができる。このため、霜が融けていない段階における変動の小さい部分を除外することができ、蒸発器用ヒータ８ａをＯＦＦさせるタイミングをさらに正確に判断することができる。

上述した実施の形態では、冷凍装置、空気調和装置への適用について説明した。本発明は、これらの装置に限定することなく、例えばヒートポンプ装置等、冷媒回路を構成し、蒸発器を有する他の冷凍サイクル装置にも適用することができる。

本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の基本構成を示す図である。 実施形態１における蒸発器４を示す斜視図である。 蒸発器ユニット４０を側面からみた図である。 蒸発器ユニット４０を上からみた図である。 実施形態１の霜検知手段７の概略構成図である。 霜検知手段と蒸発器４のフィン４ａとの関係を表す図である。 除霜運転時のフィン４ａ等の状態、ドレン水と時間との関係を表す図である。 除霜運転に関する制御処理の基本的な流れを示す図である。 制御手段５０による除霜運転における制御の流れを示す図である。 除霜運転時における蒸発器温度Ｔと時間ｔとの関係の一例を表す図である。 制御手段５０による予冷運転時の制御の流れを示す図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和装置を表す図である。 熱源側ユニット１００を熱源側熱交換器１０４を中心に見た図である。 実施の形態２に係る除霜運転における制御の流れを示す図である。

符号の説明

１ 圧縮機、２ 凝縮器、３ 膨張弁、４ 蒸発器、４ａ フィン、４ｂ 伝熱管、５ アキュムレータ、７ 霜検知手段、７ａ 発光素子、７ｂ 受光素子、７ｃ 駆動手段、８ 除霜用加熱手段、８ａ 蒸発器用ヒータ、８ｂ 底面用ヒータ、９ ファン、１０ ファン駆動手段、１２ 温度検知手段、４０ 蒸発器ユニット、４１ 筐体、４２ ドレンパン、５０ 制御手段、５０ａ 記憶手段、５０ｂ タイマ、６０ 冷媒の流れ、６１ 空気の流れ、１００ 熱源側ユニット、１０１ 圧縮機、１０２ 油分離器、１０３ 四方弁、１０４ 熱源側熱交換器、１０５ 毛細管、１０６ アキュムレータ、１０７ バイパス配管、１０８ 熱源側ファン、１０９ 熱源側開閉弁、１１０ 冷媒間熱交換器、１１１ バイパス絞り装置、１１２ ベース、２００，２０１ａ，２０１ｂ 負荷側ユニット、２０１，２０１ａ，２０１ｂ 負荷側熱交換器、２０２，２０２ａ，２０２ｂ 負荷側絞り装置、３００ ガス配管、４００ 液配管。

Claims (10)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機と、熱交換により前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、凝縮された冷媒を減圧させるための膨張手段と、減圧された前記冷媒を熱交換により蒸発させる蒸発器とを配管接続して前記冷媒を循環させる冷媒回路を構成する冷凍サイクル装置であって、さらに、
   前記蒸発器に付いた霜の状態を検知する霜検知手段と、
   前記蒸発器の加熱を行う蒸発器用加熱手段と、
   前記蒸発器を収容する筐体の底面の加熱を行う底面用加熱手段と、
   前記蒸発器に係る除霜を行う除霜運転の際、前記霜検知手段からの信号に基づいて前記蒸発器の霜がなくなったものと判断すると、前記蒸発器用加熱手段の加熱を停止させ、該蒸発器用加熱手段の加熱停止から所定時間後に前記底面用加熱手段の加熱を停止させる処理を行う制御手段と
   を備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. 前記蒸発器用加熱手段を設ける代わりに、
   圧縮機が吐出した冷媒を前記蒸発器に流して加熱することを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクル装置。
3. 前記霜検知手段は、前記蒸発器に光を発する発光素子及び該発光素子が発した光が前記蒸発器又は堆積した霜によって反射した光を受け、該反射光の強さに基づく信号を送信する受光素子を有する光学式検知手段であることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記制御手段は、前記霜検知手段からの信号に基づいて、前記霜が融けた水により生じる前記反射光の強さの変動が収束したものと判断すると、前記蒸発器の霜がなくなったものと判断して、蒸発器用加熱手段の加熱を停止させることを特徴とする請求項３記載の冷凍サイクル装置。
5. 前記制御手段は、前記霜検知手段からの直近の複数の前記反射光の強さのデータに基づいて、前記反射光の強さの変動を標準偏差として算出していき、算出した標準偏差が、あらかじめ定めた基準の標準偏差の値よりも、所定回数低いと判断すると、変動が収束したものと判断することを特徴とする請求項４記載の冷凍サイクル装置。
6. 前記蒸発器の温度に係る信号を送信する温度検知手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記蒸発器の霜がなくなったものと判断すると、前記霜がなくなるまでの複数の前記蒸発器の温度のデータから温度の傾きを算出し、前記蒸発器の霜がなくなったものと判断したときの前記蒸発器の温度、あらかじめ定めた所定温度及び前記温度の傾きに基づいて、前記所定時間を算出することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
7. 前記制御手段は、前記除霜運転の開始から一定時間、前記反射光の強さの変動が収束したかどうかの判断を行わないようにすることを特徴とする請求項４又は５記載の冷凍サイクル装置。
8. 前記制御手段は、前記除霜運転を開始したときの前記反射光の強さに基づいて閾値を定め、前記霜検知手段からの信号に基づいて、前記反射光の強さが前記閾値を越えたものと判断すると、前記反射光の強さの変動が収束したかどうかを判断することを特徴とする請求項４又は５記載の冷凍サイクル装置。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の冷凍サイクル装置により、対象空間の冷却を行うことを特徴とする冷凍装置。
10. 請求項１〜８のいずれかに記載の冷凍サイクル装置により、対象空間の冷暖房を行うことを特徴とする空気調和装置。

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