JP2011106771A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】除霜運転を開始するタイミングが室外熱交換器の温度等で判断される場合でも、除霜運転開始前の段階から筐体の加熱を開始することができる空気調和機を提供する。
【解決手段】空気調和機は、室外熱交換器を収容した筐体を有する室外機を備える。筐体の底面となるドレンパンには、ヒータが設けられる。この空気調和機では、除霜運転開始条件としては、室外熱交温度が−１０℃まで低下するという条件が設定され、ヒータ加熱開始条件としては、室外熱交温度が−７℃まで低下するという条件が設定されている。そして、室外熱交温度が−７℃である状態に対応した着霜量は、室外熱交温度が−１０℃である状態に対応した着霜量より少なくなっている。
【選択図】図６

Description

本発明は、暖房運転時に室外熱交換器に付着した霜を取り除くために除霜運転を行う空気調和機に関する。

空気調和機の暖房運転時には、室外熱交換器に付着した霜を取り除く除霜運転が行われるのが一般的である。また、除霜運転時に発生したドレン水がドレンパンに付着して氷結することを防止するために、室外機のドレンパンには、ヒータが設けられていることが多い。そして、暖房運転開始から所定時間経過後に除霜運転を開始する空気調和機において、除霜運転開始前の段階からドレンパンの加熱が開始されることがある。したがって、徐霜運転開始前の段階からドレンパンを暖めておくことにより、除霜運転時に発生したドレン水がドレンパンに付着して氷結するのを効果的に防止できる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−４９００２号公報

ここで、暖房運転開始から所定時間経過後に除霜運転を開始する空気調和機のように、除霜運転が開始されるタイミングが決まっている場合は、除霜運転開始前の段階からドレンパンの加熱を開始するのが容易である。しかしながら、除霜運転開始条件が室外熱交換器の温度等で設定されている空気調和機では、除霜運転が開始されるタイミングが外気温度等の運転条件によって変化するため、除霜運転開始前の段階からドレンパンの加熱を開始するのが困難である。

そこで、本発明の目的は、除霜運転を開始するタイミングが室外熱交換器の温度等で判断される場合でも、除霜運転開始前の段階から筐体の加熱を開始することができる空気調和機を提供することである。

第１の発明に係る空気調和機は、室外熱交換器を収容した筐体を有する室外機を備えた空気調和機であって、空気調和機の運転状態を制御する運転制御手段と、室外機の筐体の少なくとも一部に設けられた加熱手段を制御する加熱制御手段とを備え、運転制御手段は、除霜運転開始条件を満たした場合に除霜運転を開始し、加熱制御手段は、加熱開始条件を満たした場合に加熱手段による加熱を開始すると共に、除霜運転開始条件及び加熱開始条件は、それぞれ、室外熱交換器における着霜量の増加にともなって次第に増加または減少する判定値に基づいて設定されており、加熱開始条件を設定する加熱開始判定値に対応した着霜量は、除霜運転開始条件を設定する除霜開始判定値に対応した着霜量より少ない。

この空気調和機では、一般的に、暖房運転時間が長くなるにつれて室外熱交換器における着霜量が増加することから、除霜運転を開始するタイミングは、室外熱交換器における着霜量の増加にともなって次第に増加または減少する判定値を用いて決定される。また、加熱手段による加熱を開始するタイミングも上記判定値を用いて決定されるが、その加熱開始判定値は、除霜運転開始を決定する除霜開始判定値に対応した着霜量よりも少ない着霜量に対応するように設定されている。したがって、除霜運転が開始される前の段階から加熱手段による加熱を開始できる。これにより、除霜運転時に発生したドレン水が筐体に付着して氷結してしまうのを防止することができる。

なお、除霜運転を開始するタイミング及び加熱を開始するタイミングが、着霜量の増加にともなって次第に減少する判定値を用いて決定される場合の判定値としては、例えば室外熱交換器の温度などがある。つまり、室外熱交換器における着霜量が増加するにつれて室外熱交換器の温度は低下することから、加熱開始を決定する室外熱交換器の温度を、除霜運転開始を決定する室外熱交換器の温度より高く設定することによって、除霜運転が開始される前の段階から加熱手段による加熱を開始できる。

また、除霜運転を開始するタイミング及び加熱を開始するタイミングが、着霜量の増加にともなって次第に増加する判定値を用いて決定される場合の判定値としては、例えば室内熱交換温度の変化率などがある。つまり、室外熱交換器における着霜量が増加するにつれて室内熱交換温度の変化率は増加することから、加熱開始を決定する室内熱交換温度の変化率を、除霜運転開始を決定する室内熱交換温度の変化率より少なく設定することによって、除霜運転が開始される前の段階から加熱手段による加熱を開始できる。

第２の発明に係る空気調和機は、第１の発明に係る空気調和機において、室外熱交換器の温度を検知する室外熱交温度センサを備え、判定値は、室外熱交温度センサにより検知された温度であって、加熱開始判定値は、除霜開始判定値より高い。

この空気調和機では、除霜運転開始条件が室外熱交換器の温度で設定されている空気調和機においても、除霜運転が開始される前の段階から加熱手段による加熱を開始できる。

第３の発明に係る空気調和機は、第１または第２の発明に係る空気調和機において、加熱制御手段は、加熱手段による加熱開始時から第１所定時間が経過しても除霜運転が開始されない場合は、加熱手段による加熱を停止する。

この空気調和機では、加熱手段による加熱を開始するタイミングは、室外熱交換器における着霜量の増加にともなって次第に増加または減少する判定値を用いて決定されるが、この決定においては、上記判定値は、暖房運転時間が長くなるにつれて増加するかまたは減少するかのいずれかの変化だけを行うものと仮定している。したがって、加熱が開始された後で、上記判定値が変化する方向が増加から減少または減少から増加に変わった場合や、変化する速度が変わった場合には、必ずしも、加熱が開始された直後に、除霜運転が開始されるとは限らない。そこで、加熱開始時から第１所定時間が経過しても除霜運転が開始されない場合に、加熱を停止させることによって、加熱が開始された後で除霜運転が開始されないにもかかわらず加熱が継続され、空気調和機の消費電力が増大するのを防止できる。

第４の発明に係る空気調和機は、第１〜第３の発明のいずれかに係る空気調和機において、外気温度を検知する外気温度センサを備え、加熱制御手段は、加熱開始条件を満たし且つ外気温度センサにより検知された外気温度がα℃以下のときに、加熱手段による加熱を開始する。

この空気調和機では、外気温度が所定温度以下の場合に限って、加熱手段による加熱を開始できる。例えば外気温度が０℃より高い場合には、筐体に付着したドレン水が凍ることは考えられないことから、外気温度が０℃以下である場合に限って、加熱手段による加熱を開始できる。

第５の発明に係る空気調和機は、第４の発明に係る空気調和機において、加熱制御手段は、加熱開始条件を満たし且つ外気温度センサにより検知された外気温度がβ℃以上（βは、β＜αを満たす数）であり且つα℃以下のときに、加熱手段による加熱を開始する。

この空気調和機では、外気温度が所定温度範囲内にある場合に限って、加熱手段による加熱を開始できる。したがって、例えば外気温度が非常に低い場合には、加熱開始条件を満たすか否かにかかわらず加熱を開始する等の別の制御を行うことができる。

第６の発明に係る空気調和機は、第１〜第５の発明のいずれかに係る空気調和機において、加熱制御手段は、除霜運転終了時から第２所定時間が経過したときに、加熱手段による加熱を停止する。

この空気調和機では、除霜運転終了時から第２所定時間が経過して、ドレン水が完全に排水された後で、加熱手段による加熱を停止できる。

第７の発明に係る空気調和機は、第１〜第６の発明のいずれかに係る空気調和機において、加熱手段は、筐体において室外機の室外熱交換器の下方に設けられたドレンパンを加熱する。

この空気調和機では、室外熱交換器からのドレン水の滴下によって特にドレン水が溜まり易い部分であるドレンパンの氷結を確実に防止できる。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

第１の発明では、一般的に、暖房運転時間が長くなるにつれて室外熱交換器における着霜量が増加することから、除霜運転を開始するタイミングは、室外熱交換器における着霜量の増加にともなって次第に増加または減少する判定値を用いて決定される。また、加熱手段による加熱を開始するタイミングも上記判定値を用いて決定されるが、その加熱開始判定値は、除霜運転開始を決定する除霜開始判定値に対応した着霜量よりも少ない着霜量に対応するように設定されている。したがって、除霜運転が開始される前の段階から加熱手段による加熱を開始できる。これにより、除霜運転時に発生したドレン水が筐体に付着して氷結してしまうのを防止することができる。

また、第２の発明では、除霜運転開始条件が室外熱交換器の温度で設定されている空気調和機においても、除霜運転が開始される前の段階から加熱手段による加熱を開始できる。

また、第３の発明では、加熱手段による加熱を開始するタイミングは、室外熱交換器における着霜量の増加にともなって次第に増加または減少する判定値を用いて決定されるが、この決定においては、上記判定値は、暖房運転時間が長くなるにつれて増加するかまたは減少するかのいずれかの変化だけを行うものと仮定している。したがって、加熱が開始された後で、上記判定値が変化する方向が増加から減少または減少から増加に変わった場合や、変化する速度が変わった場合には、必ずしも、加熱が開始された直後に、除霜運転が開始されるとは限らない。そこで、加熱開始時から第１所定時間が経過しても除霜運転が開始されない場合に、加熱を停止させることによって、加熱が開始された後で除霜運転が開始されないにもかかわらず加熱が継続され、空気調和機の消費電力が増大するのを防止できる。

また、第４の発明では、外気温度が所定温度以下の場合に限って、加熱手段による加熱を開始できる。例えば外気温度が０℃より高い場合には、筐体に付着したドレン水が凍ることは考えられないことから、外気温度が０℃以下である場合に限って、加熱手段による加熱を開始できる。

また、第５の発明では、外気温度が所定温度範囲内にある場合に限って、加熱手段による加熱を開始できる。したがって、例えば外気温度が非常に低い場合には、加熱開始条件を満たすか否かにかかわらず加熱を開始する等の別の制御を行うことができる。

また、第６の発明では、除霜運転終了時から第２所定時間が経過して、ドレン水が完全に排水された後で、加熱手段による加熱を停止できる。

また、第７の発明では、室外熱交換器からのドレン水の滴下によって特にドレン水が溜まり易い部分であるドレンパンの氷結を確実に防止できる。

本発明の第１実施形態に係る空気調和機の冷媒回路を示す図である。 図１の空気調和機に含まれる室外機の斜視図である。 図２の室外機の分解図である。 制御部の構成を示すブロック図である。 ヒータによる加熱動作のフローチャートである。 図１の空気調和機における加熱開始条件及び除霜運転開始条件を説明する図である。 本発明の第２実施形態に係る空気調和機における加熱開始条件及び除霜運転開始条件を説明する図である。 本発明の第３実施形態に係る空気調和機における加熱開始条件及び除霜運転開始条件を説明する図である。 本発明の第４実施形態に係る空気調和機における加熱開始条件及び除霜運転開始条件を説明する図である。

＜第１実施形態＞
以下、図面に基づいて、本発明の第１実施形態に係る空気調和機について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る空気調和機の冷媒回路を示す図である。図２は、図１の空気調和機に含まれる室外機の斜視図である。図３は、図２の室外機の分解図である。

[空気調和機の冷媒回路]
図１に示すように、空気調和機１は、室外に設置される室外機１ａと、室内の壁面等に設置される室内機１ｂとを備え、室外機１ａと室内機１ｂとは接続配管により接続されている。空気調和機１の冷媒回路は、主として、圧縮機２と、四路切換弁３と、室外熱交換器４と、電動膨張弁５と、室内熱交換器６とを有している。そして、室外機１ａは、室外熱交換器４の近傍に設けられた室外熱交温度センサ４ａと、外気温度を検出する外気温度センサ７とを有している。また、室内機１ｂは、室内熱交換器６の近傍に設けられた室内熱交温度センサ６ａと、室温を検知するための室温センサ８とを有している。

[室外機の全体構成]
図２及び図３に示すように、室外機１ａは、略直方体状の筐体９を有している。その筐体９は、天板１０、右側板１１、前板１２、左側板１３及びドレンパン１４等から構成されている。右側板１１は、着脱可能に取り付けられた閉鎖弁カバー１１ａを含み、前板１２は、前面グリル１２ａを含んでいる。また、室外機１ａの筐体９の内部には、上述した圧縮機２及び室外熱交換器４や、送風ファン１５、制御部１６等が設けられている。

室外機１ａの底面となるドレンパン１４は、ヒータ１７（加熱手段）を有しており、室外熱交換器４の下方に配置される。このヒータ１７は、除霜運転が行われることで発生するドレン水が、ドレンパン１４のドレン孔（図示せず）から排水されないで氷結するのを防止するために、ドレンパン１４を加熱するためのものである。

[制御部の構成]
図４は、制御部１６の構成を示すブロック図である。制御部１６は、運転制御部１８（運転制御手段）と、加熱制御部１９（加熱制御手段）と、着霜ガードタイマ２０と、着霜誤判定タイマ２１と、ドレン排水タイマ２２と、着霜再判定タイマ２３とを有している。また、制御部１６には、室外熱交温度センサ４ａと、室内熱交温度センサ６ａと、外気温度センサ７と、室温センサ８と、四路切換弁３と、ヒータ１７とが接続されている。

運転制御部１８は、室外熱交換器４における着霜量の増加にともなって次第に増加または減少する判定値に基づいて、四路切換弁３を制御することによって、空気調和機１の運転状態を切り換える。

加熱制御部１９は、室外熱交換器４における着霜量の増加にともなって次第に増加または減少する判定値に基づいて、ドレンパン１４に設けられたヒータ１７を制御する。

ここで、室外熱交換器４における着霜量の増加にともなって次第に減少する判定値に基づいて制御する場合について説明する。運転制御部１８は、暖房運転時において、判定値が除霜運転開始条件に対応した除霜開始判定値まで減少したときに、除霜運転に切り換えると共に、除霜運転時において、判定値が除霜運転解除条件に対応した除霜解除判定値まで増加したときに、暖房運転に切り換える。また、加熱制御部１９は、判定値が加熱開始条件に対応した加熱開始判定値まで減少したときに、ヒータ１７による加熱を開始する。なお、加熱開始条件に対応した加熱開始判定値は、除霜運転開始条件に対応した除霜開始判定値より大きい値に設定されている。つまり、加熱開始判定値に対応した着霜量は、除霜開始判定値に対応した着霜量より少なくなるように設定されている。

一方、室外熱交換器４における着霜量の増加にともなって次第に増加する判定値に基づいて制御する場合について説明する。運転制御部１８は、暖房運転時において、判定値が除霜運転開始条件に対応した除霜開始判定値まで増加したときに、除霜運転に切り換えると共に、除霜運転時において、判定値が除霜運転解除条件に対応した除霜解除判定値まで減少したときに、暖房運転に切り換える。また、加熱制御部１９は、判定値が加熱開始条件に対応した加熱開始判定値まで増加したときに、ヒータ１７による加熱を開始する。なお、加熱開始条件に対応した加熱開始判定値は、除霜運転開始条件に対応した除霜開始判定値より小さい値に設定されている。つまり、加熱開始判定値に対応した着霜量は、除霜開始判定値に対応した着霜量より少なくなるように設定されている。

着霜ガードタイマ２０は、暖房運転開始時から、時間の計測を開始する。空気調和機１では、暖房運転開始時から、あらかじめ設定された着霜ガード時間が経過するまでは、暖房運転から除霜運転に切り換わらないようになっている。

着霜誤判定タイマ２１は、ヒータ加熱開始時から、時間の計測を開始する。空気調和機１では、判定値が加熱開始判定値に到達すると、ヒータ加熱が開始されるが、その後、あらかじめ設定された着霜誤判定時間（第１所定時間）が経過しても、判定値が除霜開始判定値に到達しないで除霜運転が開始されない場合は、ヒータ加熱を停止するようになっている。

ドレン排水タイマ２２は、除霜運転終了時から、時間の計測を開始する。空気調和機１では、除霜運転が終了した後、除霜運転時に発生したドレン水が完全に排水されるようにするために、あらかじめ設定されたドレン排水時間（第２所定時間）が経過するまでは、暖房運転が開始されないようになっている。

着霜再判定タイマ２３は、着霜誤判定時間が経過することでヒータ加熱が停止された場合は、ヒータ加熱停止時から、時間の計測を開始する。空気調和機１では、着霜誤判定時間が経過してヒータ加熱が停止された後、あらかじめ設定された着霜再判定時間が経過するまでは、除霜運転に切り換えるか否かの除霜運転開始条件の判定を行わないようになっている。

[ヒータによる加熱動作]
図５は、ヒータ１７による加熱動作のフローチャートである。この動作は、制御部１６が内蔵したＲＯＭに格納されたプログラムを実行することによって実現される。

まず、ステップＳ１００において、空気調和機１の暖房運転が開始されたか否かを繰り返し判断する。暖房運転が開始されたと判断した場合は、ステップＳ１０１において、外気温度が−１０℃以上で且つ０℃以下であるか否かを判断する。外気温度が−１０℃以上で且つ０℃以下であると判断した場合は、ステップＳ１０２において、暖房運転開始時から着霜ガード時間が経過したか否かを繰り返し判断する。着霜ガード時間が経過した場合は、ステップＳ１０３において、判定値が加熱開始判定値に到達したか否かを繰り返し判断する。そして、判定値が加熱開始判定値に到達したと判断した場合は、ステップＳ１０４において、ヒータ１７による加熱を開始する。

次に、ヒータ１７による加熱を開始した後、ステップＳ１０５において、判定値が除霜開始判定値に到達したか否かを判断する。判定値が除霜開始判定値に到達したと判断した場合は、ステップＳ１０６において、除霜運転を開始する。そして、ステップＳ１０７において、除霜運転が終了したか否かを繰り返し判断する。除霜運転が終了したと判断した場合は、ステップＳ１０８において、除霜運転終了時からドレン排水時間が経過したか否かを繰り返し判断する。ドレン排水時間が経過したと判断した場合は、ステップＳ１０１に移行する。

一方、ステップＳ１０５において、判定値が除霜開始判定値に到達していないと判断した場合は、ステップＳ１１２において、ヒータ加熱開始時から着霜誤判定時間が経過したか否かを繰り返し判断する。着霜誤判定時間が経過した場合は、ステップＳ１１３において、ヒータ加熱を停止する。そして、ステップＳ１１４において、ヒータ加熱停止時から着霜再判定時間が経過したか否かを繰り返し判断する。着霜再判定時間が経過したと判断した場合は、ステップＳ１０３に移行する。

ところで、ステップＳ１０１において、外気温度が−１０℃以上で且つ０℃以下でないと判断された場合は、ステップＳ１０９において、外気温度が−１０℃未満であるか否かが判断される。外気温度が−１０℃未満であると判断された場合は、ステップＳ１１０において、ヒータ１７による加熱を開始する。そして、ステップＳ１１１において、空気調和機１の暖房運転が停止されたか否かを繰り返し判断する。暖房運転が停止されたと判断した場合は、ステップＳ１００に移行する。また、ステップＳ１０９において、外気温度が−１０℃未満でない（つまり、外気温度が０℃より高い）と判断された場合は、ステップＳ１０１に移行する。

[加熱開始条件と除霜運転開始条件との関係]
図６は、図１の空気調和機１における加熱開始条件及び除霜運転開始条件を説明する図である。図６では、暖房運転開始時からの室外熱交温度の変化の一例を実線で示し、除霜運転開始条件に対応した温度を一点鎖線で示し、ヒータ加熱開始条件に対応した温度を二点鎖線で示している。

本実施形態では、除霜運転開始条件、除霜運転終了条件及びヒータ加熱開始条件が、室外熱交換器４における着霜量の増加にともなって次第に減少する室外熱交温度（判定値）に基づいて設定されている。例えば、除霜運転開始条件としては、室外熱交温度が−１０℃まで低下するという条件が設定され、除霜運転終了条件としては、室外熱交温度が−３℃まで上昇するという条件が設定され、ヒータ加熱開始条件としては、室外熱交温度が−７℃まで低下するという条件が設定されている。そして、室外熱交温度が−７℃である状態に対応した着霜量は、室外熱交温度が−１０℃である状態に対応した着霜量より少なくなっている。

図６においては、暖房運転開始時から２０分が経過するまでは、室外熱交温度は−３℃で一定に維持されている。このとき、室外熱交換器４における着霜は発生していない。そして、暖房運転開始時から約２０分が経過した時点で、室外熱交換器４における着霜が発生し、その後、室外熱交温度が次第に低下していることが分かる。ここで、室外熱交温度が次第に低下するのは、室外熱交換器４における着霜量が次第に増加していることが要因であると考えられる。

そして、暖房運転開始時から約３５分が経過した時点で、室外熱交温度が−７℃まで低下して、ヒータ１７による加熱が開始される。その後、暖房運転開始時から約４０分が経過すると、室外熱交温度が−１０℃まで低下して、除霜運転が開始される。このように、図６においては、ヒータ１７による加熱が、除霜運転が開始される約５分前に開始されることが分かる。

なお、図６において破線で示すように、ヒータ加熱が開始された後で、室外熱交温度の低下速度が小さくなった場合には、ヒータ加熱開始時から着霜誤判定時間が経過しても、室外熱交温度が−１０℃まで低下しないで、除霜運転が開始されないことも考えられる。この場合は、本実施形態では、ヒータ加熱開始時から着霜誤判定時間が経過した時点で、ヒータ加熱が停止される。したがって、図６の例において、着霜誤判定時間が５分に設定されているときに、暖房運転開始時から約４０分が経過しても、除霜運転が開始されない場合には、暖房運転開始時から約４０分が経過した時点で、ヒータ加熱が停止されることになる。

[第１実施形態の空気調和機の特徴]
第１実施形態の空気調和機１では、一般的に、暖房運転時間が長くなるにつれて室外熱交換器における着霜量が増加することから、除霜運転を開始するタイミングは、室外熱交換器４における着霜量の増加にともなって次第に減少する室外熱交温度（判定値）を用いて決定される。また、ヒータ１７による加熱を開始するタイミングも室外熱交温度を用いて決定されるが、その加熱開始判定値（−７℃）は、除霜運転開始を決定する除霜開始判定値（−１０℃）に対応した着霜量よりも少ない着霜量に対応するように設定されている。したがって、除霜運転が開始される前の段階からヒータ１７による加熱を開始できる。これにより、除霜運転時に発生したドレン水がドレンパン１４に付着して氷結してしまうのを防止することができる。

また、ヒータ１７による加熱開始時から着霜誤判定時間が経過しても除霜運転が開始されない場合は、ヒータ加熱が停止される。したがって、ヒータ加熱が開始された後で除霜運転が開始されないにもかかわらず加熱が継続され、空気調和機１の消費電力が増大するのを防止できる。

また、加熱開始条件を満たしたときに、外気温度が−１０℃以上であり且つ０℃以下の範囲内にある場合に限って、ヒータ１７による加熱を開始できる。したがって、外気温度が０℃より高く、ドレン水が凍ることは考えられない場合には、ヒータ加熱を開始しないことができる。また、外気温度が−１０℃以下の非常に低い場合には、加熱開始条件を満たすか否かにかかわらず加熱を開始する等の別の制御を行うことができる。

また、除霜運転終了時からドレン排水時間が経過したときに、ヒータ加熱が停止されるので、ドレン水が完全に排水することができる。

＜第２実施形態＞
以下、図面に基づいて、本発明の第２実施形態に係る空気調和機について説明する。なお、第１実施形態で説明した要素と同一の要素については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

[加熱開始条件と除霜運転開始条件との関係]
図７は、本発明の第２実施形態に係る空気調和機における加熱開始条件及び除霜運転開始条件を説明する図である。図７では、暖房運転開始時からの室内熱交温度の変化の一例を実線で示し、室内熱交温度の変化率の変化の一例を破線で示し、除霜運転開始条件に対応した温度を一点鎖線で示し、ヒータ加熱開始条件に対応した温度を二点鎖線で示している。

本実施形態では、除霜運転開始条件及びヒータ加熱開始条件が、室外熱交換器における着霜量の増加にともなって次第に増加する室内熱交温度の変化率（判定値）に基づいて設定されている。例えば、除霜運転開始条件としては、室内熱交温度の変化率が０．７に到達するという条件が設定され、ヒータ加熱開始条件としては、室内熱交温度の変化率が０．５に到達するという条件が設定されている。そして、室内熱交温度の変化率が０．５である状態に対応した着霜量は、室内熱交温度の変化率が０．７ある状態に対応した着霜量より少なくなっている。

図７においては、暖房運転開始時から２０分が経過するまでは、室内熱交温度は４０℃で一定に維持されており、室内熱交温度の変化率は０で一定に維持されている。このとき、室外熱交換器４における着霜は発生していない。そして、暖房運転開始時から約２０分が経過した時点で、室外熱交換器４における着霜が発生し、その後、室内熱交温度が次第に低下することによって、室内熱交温度の変化率が次第に増加していることが分かる。ここで、室内熱交温度の変化率が増加するのは、室外熱交換器における着霜量が次第に増加していることが要因であると考えられる。

そして、暖房運転開始時から約３５分が経過した時点で、室内熱交温度の変化率が０．５に到達して、ヒータ１７による加熱が開始される。その後、暖房運転開始時から約４０分が経過すると、室内熱交温度の変化率が０．７に到達して、除霜運転が開始される。このように、図７においては、ヒータ１７による加熱が、除霜運転が開始される約５分前に開始されることが分かる。なお、ヒータ加熱開始時から着霜誤判定時間が経過しても、室内熱交温度の変化率が０．７に到達しないで、除霜運転が開始されない場合は、第１実施形態と同様に、ヒータ加熱開始時から着霜誤判定時間が経過した時点で、ヒータ加熱が停止される。

[第２実施形態の空気調和機の特徴]
第２実施形態の空気調和機では、第１実施形態の空気調和機と同様に、除霜運転時に発生したドレン水がドレンパン１４に付着して氷結してしまうことを防止することができる。

＜第３実施形態＞
以下、図面に基づいて、本発明の第３実施形態に係る空気調和機について説明する。なお、第１実施形態で説明した要素と同一の要素については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

[加熱開始条件と除霜運転開始条件との関係]
図８は、第３実施形態に係る空気調和機における加熱開始条件及び除霜運転開始条件を説明する図である。図８では、暖房運転開始時からの、室内熱交温度と室温の温度差の変化の一例を実線で示し、室内熱交温度と室温の温度差の変化の一例を破線で示している。

本実施形態では、除霜運転開始条件及びヒータ加熱開始条件が、室外熱交換器における着霜量の増加にともなって次第に増加する、室内熱交温度と室温の温度差が連続して負になった連続回数（判定値）に基づいて設定されている。従って、室内熱交温度と室温の温度差が、所定時間ごと（図８では２分ごと）に検知され、その検知された温度差が、所定時間前と比べて、どのように変化したかが検知される。そして、室内熱交温度と室温の温度差が、前回（所定時間前）に比べて減少する状態（温度差の変化量が負である状態）が、連続して何回発生するかが計測される。例えば、除霜運転開始条件としては、上記連続回数が１０回に到達するという条件が設定され、ヒータ加熱開始条件としては、上記連続回数が７回に到達するという条件が設定されている。そして、上記連続回数が７回に到達した状態に対応した着霜量は、上記連続回数が１０回に到達した状態に対応した着霜量より少なくなっている。

図８においては、暖房運転開始時から２０分が経過するまでは、室内熱交温度と室温の温度差は１５℃で一定に維持されており、室内熱交温度と室温の温度差の変化量は０で一定に維持される。このとき、室外熱交換器４における着霜は発生していない。そして、暖房運転開始時から約２０分が経過した時点で、室外熱交換器４における着霜が発生し、その後、室内熱交温度と室温の温度差が次第に低下することによって、室内熱交温度と室温の温度差が、前回と比べて減少する状態が連続して発生し、上記連続回数が次第に増加していることが分かる。ここで、室内熱交温度と室温の温度差が前回に比べて減少した連続回数が次第に増加するのは、室外熱交換器における着霜量が次第に増加していることが要因であると考えられる。

そして、暖房運転開始時から約３４分が経過した時点で、上記連続回数が７回に到達して、ヒータ１７による加熱が開始される。その後、暖房運転開始時から約４０分が経過すると、上記連続回数が１０回に到達して、除霜運転が開始される。このように、図８においては、ヒータ１７による加熱が、除霜運転が開始される約６分前に開始されることが分かる。なお、ヒータ加熱開始時から着霜誤判定時間が経過しても、上記連続回数が１０回に到達しないで、除霜運転が開始されない場合は、第１実施形態と同様に、ヒータ加熱開始時から着霜誤判定時間が経過した時点で、ヒータ加熱が停止される。

[第３実施形態の空気調和機の特徴]
第３実施形態の空気調和機では、第１実施形態の空気調和機と同様に、除霜運転時に発生したドレン水がドレンパン１４に付着して氷結してしまうことを防止することができる。

＜第４実施形態＞
以下、図面に基づいて、本発明に係る空気調和機の第４実施形態について説明する。なお、第１実施形態で説明した要素と同一の要素については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

[加熱開始条件と除霜運転開始条件との関係]
図９は、第４実施形態に係る空気調和機における加熱開始条件及び除霜運転開始条件を説明する図である。図９では、暖房運転開始時からの室外熱交温度の変化の一例を実線で示し、室外熱交温度の初期値からの温度差の変化の一例を破線で示し、除霜運転開始条件に対応した温度を一点鎖線で示し、ヒータ加熱開始条件に対応した温度を二点鎖線で示している。

本実施形態では、除霜運転開始条件及びヒータ加熱開始条件が、室外熱交換器における着霜量の増加にともなって次第に増加する室外熱交温度の初期値からの温度差（判定値）に基づいて設定されている。例えば、除霜運転開始条件としては、室外熱交温度の初期値からの温度差が７℃に到達するという条件が設定され、ヒータ加熱開始条件としては、室外熱交温度の初期値からの温度差が４℃に到達するという条件が設定されている。そして、室外熱交温度の初期値からの温度差が４℃である状態に対応した着霜量は、室外熱交温度の初期値からの温度差が７℃である状態に対応した着霜量より少なくなっている。

図９においては、暖房運転開始時から２０分が経過するまでは、室外熱交温度は−３℃で一定に維持されており、その初期値からの温度差は０℃で一定に維持されている。このとき、室外熱交換器４における着霜は発生していない。そして、暖房運転開始時から約２０分が経過した時点で、室外熱交換器４における着霜が発生し、その後、室外熱交温度が次第に低下することによって、室外熱交温度の初期値からの温度差が次第に増加していることが分かる。ここで、室外熱交温度の初期値からの温度差が次第に増加するのは、室外熱交換器における着霜量が次第に増加していることが要因であると考えられる。

そして、暖房運転開始時から約３５分が経過した時点で、室外熱交温度の初期値からの温度差が４℃に到達して、ヒータ１７による加熱が開始される。その後、暖房運転開始時から約４０分が経過すると、室外熱交温度の初期値からの温度差が７℃に到達して、除霜運転が開始される。このように、図９においては、ヒータ１７による加熱が、除霜運転が開始される約５分前に開始されることが分かる。なお、ヒータ加熱開始時から着霜誤判定時間が経過しても、室外熱交温度の初期値からの温度差が７℃に到達しないで、除霜運転が開始されない場合は、第１実施形態と同様に、ヒータ加熱開始時から着霜誤判定時間が経過した時点で、ヒータ加熱が停止される。

[第４実施形態の空気調和機の特徴]
第４実施形態の空気調和機では、第１実施形態の空気調和機と同様に、除霜運転時に発生したドレン水がドレンパン１４に付着して氷結してしまうことを防止することができる。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

＜本発明の実施形態に係る空気調和機の変形例＞
上述した第１〜第４実施形態では、筐体９に含まれるドレンパン１４が加熱される例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。例えば、筐体９の少なくとも一部である天板３、右側板４、前板５及び左側板６のいずれかが加熱されてもよい。

本発明を利用すれば、除霜運転を開始するタイミングを室外熱交換器の温度等で判断する空気調和機であっても、除霜運転開始前の段階から筐体の加熱を開始することができる。

１ 空気調和機
１ａ 室外機
４ 室外熱交換器
４ａ 室外熱交温度センサ
７ 外気温度センサ
９ 筐体
１４ ドレンパン
１７ ヒータ（加熱手段）
１８ 運転制御部（運転制御手段）
１９ 加熱制御部（加熱制御手段）

Claims (7)

1. 室外熱交換器を収容した筐体を有する室外機を備えた空気調和機であって、
   空気調和機の運転状態を制御する運転制御手段と、
   前記室外機の筐体の少なくとも一部に設けられた加熱手段を制御する加熱制御手段とを備え、
   前記運転制御手段は、除霜運転開始条件を満たした場合に除霜運転を開始し、
   前記加熱制御手段は、加熱開始条件を満たした場合に前記加熱手段による加熱を開始すると共に、
   前記除霜運転開始条件及び前記加熱開始条件は、それぞれ、前記室外熱交換器における着霜量の増加にともなって次第に増加または減少する判定値に基づいて設定されており、
   前記加熱開始条件を設定する加熱開始判定値に対応した着霜量は、前記除霜運転開始条件を設定する除霜開始判定値に対応した着霜量より少ないことを特徴とする空気調和機。
2. 前記室外熱交換器の温度を検知する室外熱交温度センサを備え、
   前記判定値は、前記室外熱交温度センサにより検知された温度であって、
   前記加熱開始判定値は、前記除霜開始判定値より高いことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記加熱制御手段は、前記加熱手段による加熱開始時から第１所定時間が経過しても除霜運転が開始されない場合は、前記加熱手段による加熱を停止することを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機。
4. 外気温度を検知する外気温度センサを備え、
   前記加熱制御手段は、前記加熱開始条件を満たし且つ前記外気温度センサにより検知された外気温度がα℃以下のときに、前記加熱手段による加熱を開始することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和機。
5. 前記加熱制御手段は、前記加熱開始条件を満たし且つ前記外気温度センサにより検知された外気温度がβ℃以上（βは、β＜αを満たす数）であり且つα℃以下のときに、前記加熱手段による加熱を開始することを特徴とする請求項４に記載の空気調和機。
6. 前記加熱制御手段は、除霜運転終了時から第２所定時間が経過したときに、前記加熱手段による加熱を停止することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気調和機。
7. 前記加熱手段は、前記筐体において前記室外機の前記室外熱交換器の下方に設けられたドレンパンを加熱することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の空気調和機。

Images