JP2014081174A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】室外熱交換器の全着霜を回避してファンへの着霜を防ぐことで、ファンの振動による騒音及びファンモータの軸や固定具等の破損を防止することを可能にした空気調和機を提供すること。
【解決手段】圧縮機、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器を配管により環状に連結し、室内ファン、室外ファンを備え、各種センサで検出した情報に基づいて圧縮機、室内ファン、膨張弁、室外ファンを制御する制御部を具備してなり、暖房運転時に前記室外熱交換器に着霜が生じた場合に霜を落とす除霜運転機能を有してなる空気調和機において、現在の制御のまま暖房運転を継続すると室外熱交換器が全着霜に至る可能性があることを判断する全着霜判断手段を備え、暖房運転中に全着霜判断手段で全着霜に至る可能性があると判断した後に除霜運転を開始した場合には、除霜運転終了後の暖房運転開始時から膨張弁を通常暖房運転設定開度より絞る制御をする。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和機に関するものであり、低温多湿の環境で暖房運転を行う場合に、室外熱交換器及び室外ファンに対する着霜を防止する技術に関するものである。

空気調和機において、低温多湿の環境で暖房運転を行う場合、大気が室外熱交換器（蒸発器）を通過する際に冷やされることで運転時の大気の露点温度以下となり、大気中に含まれる水分が霜となって室外熱交換器に付着することがある（大気中の雨、雪が付着する場合もある）。このような現象を、一般的に着霜という（室外熱交換器全体が着霜して熱交換できない状態となることを全着霜という）。暖房運転継続中は室外熱交換器が常に冷やされ続けることになるため、大気温度や湿度に変化が生じない場合には、暖房運転時間が長くなると室外熱交換器に付く着霜量も多くなり、最終的に全く大気が通過することができない全着霜が生じて、熱交換能力が著しく低下してしまう。

全着霜状態は空気調和機の暖房機能の大きな低下となるため好ましくない。これを機能回復させるためには霜を落として熱交換可能にする必要があり、その方法として、蒸発器として使っていた室外熱交換器を一時的に凝縮器として使用して室外熱交換器の温度を高めて熱で霜を溶かすことが行われる。これを除霜運転という。当然、除霜運転中は暖房機能が失われてしまう。なお、除霜運転の方法はこれに限らず、別途ヒータを用いた除霜手段やホットガスバイパスによる除霜手段などを用いた他の除霜の方法が存在する。

図５（ａ）及び（ｂ）に示すのは、プロペラファンを搭載した室外機を表した模式図である。図５（ａ）に示す室外機１０は、筐体１１内部に室外熱交換器１２を有しており、プロペラファン（以下、室外ファン）１４の回転によって大気取入口１３から取入れた大気と室外熱交換器１２に流れる冷媒との間で熱交換し、熱交換後の大気を吹出口１５から排出する構成となっている。なお、３１は、圧縮機であり、１７は、ファンモータである。

この図５のような室外機１０の場合、室外熱交換器１２が全着霜してしまって大気がほとんど通過できなくなると、大気取入口１３から大気を吸うことが出来ないため、図５（ｂ）に矢印で示すように、吹出口１５の中心部から大気を吸込む量が大きくなる。吹出口１５の中心部から吸込む大気は熱交換を行っていないため湿度の高い状態のままである。そして、露点温度以下まで冷却された室外熱交換器１２の影響で、この室外ファン１４の温度も露点温度以下となっており、この時に吸込んだ大気中の水分が霜となりプロペラファン１４に付着してしまう。
そして、この付着した霜が次第に成長すると室外ファン１４の重量バランスが崩れて振動するため、騒音の原因になり、また、ファンモータ１７の軸や固定具等が破損する恐れがある。

着霜時の室外ファンの送風音の増加を防止することを課題としたものとして、例えば、特許文献１が挙げられる。この特許文献１に記載の室外機は、熱交換器への着霜を検知した場合に、室外ファンへの入力を一定に保つように制御することで、通風抵抗が増加した場合には室外ファンの回転数が自然に低下して、送風音の増加を防ぐ構成となっている。
特開２００７−２９２４３９号公報

前記特許文献１によれば騒音は防ぐことができるが、室外熱交換器への着霜の進行は防ぐことができないので、図５（ｂ）に示すような、室外熱交換器が霜で塞がる状況はどうしても生じてしまう。よって、この特許文献１においても、室外熱交換器が全着霜してしまった場合には除霜（デフロスト）運転を行うことになる。しかし、除霜運転を行うことで室外熱交換器に付着した霜は取り除くことができるが、室外ファンに付着した霜は取り除くことが難しい。よって、暖房運転と除霜運転を繰り返していると室外ファンに付着した霜が成長して大きくなってしまう。すなわち、特許文献１の制御のみでは、室外ファンへの着霜を防げず、ファンモータの軸や固定具等が破損するおそれを取り除けないという問題がある。

従来は、この現象に対してはある程度の霜が付き、室外ファンが振動しても問題ない強度のファンモータの軸、ファンモータ固定具にして対応している。しかしながら、室外ファンが大きい機種の場合や、より湿度が高い低温の環境で暖房運転した場合に室外ファンに付着する霜の量が大きく、従来技術では対応できない場合がある。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、室外熱交換器１２の全着霜を回避して室外ファン１４への着霜を防ぐことで、室外ファン１４の振動による騒音及びファンモータ１７の軸や固定具等の破損を防止することを可能にした空気調和機を提供することを目的とするものである。

本発明の請求項１は、圧縮機、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器を配管により環状に連結し、室内ファン、室外ファンを備え、各種センサで検出した情報に基づいて前記圧縮機、前記室内ファン、前記膨張弁、前記室外ファンを制御する制御部を具備し、前記室外熱交換器に着霜した霜を落とす除霜運転機能を有する空気調和機において、現在の制御のまま暖房運転を継続すると前記室外熱交換器が全着霜に至る可能性があるか否かを判断する全着霜判断手段を備え、暖房運転中に前記全着霜判断手段が前記室外熱交換器が全着霜に至る可能性があると判断した後に除霜運転を開始した場合には、除霜運転終了後の暖房運転開始時から前記膨張弁を通常暖房運転設定開度より絞る制御をすることを特徴とする空気調和機である。

本発明の請求項２は、請求項１に加えて、前記膨張弁を絞る制御は、暖房運転時の前記室外熱交換器における冷媒の飽和温度と圧縮機の吸入温度から算出される吸入ＳＨ（スーパーヒート：過熱度）の目標値である目標吸入ＳＨの値を、通常の暖房運転時よりも大きく設定し、前記吸入ＳＨを前記目標吸入ＳＨに近づけるように前記膨張弁を制御するようにしたことを特徴とする空気調和機である。

本発明の請求項３は、請求項１又は２に加えて、前記全着霜判断手段は、前記室外熱交換器の温度を計測する室外熱交温度センサと、外気温度を計測する外気温度センサとの２つのセンサで計測した温度に基づく温度判定条件、及び／又は、前記室外ファンの回転数を検出する機能に基づく室外ファンの回転数の変化に関するファン回転数条件を満たした場合に全着霜に至る可能性があると判断することを特徴とする空気調和機である。

本発明の請求項４は、請求項１乃至３に加えて、前記温度判定条件は、前記外気温度センサによる温度をＴ_１、前記室外熱交温度センサによる温度をＴ_２とし、温度に関する第一閾値、及び、前記第一閾値よりも低温の第ニ閾値を設定したときに、
（１）Ｔ_１≧第一閾値 かつ Ｔ_２≦第ニ閾値
（２）Ｔ_１＜第一閾値 かつ Ｔ_２とＴ_１の温度差が所定値以上
の何れかを満たす場合としたことを特徴とする空気調和機である。

本発明の請求項５は、請求項１乃至４に加えて、前記ファン回転数条件は、検出した実回転数が目標ファン回転数に対して所定の回転数以上低下した場合としたことを特徴とする空気調和機である。

請求項１記載の発明によれば、前記室外熱交換器が全着霜に至る可能性があると判断した後に除霜運転を開始した場合には、除霜運転終了後の暖房運転開始時から前記膨張弁を通常暖房運転設定開度より絞る制御をするようにしたので、暖房運転時の室外熱交換器の冷媒管の出口付近において冷媒がほぼ気相状態となって熱交換能力が低下するようにして当該冷媒管の出口付近において着霜を防止することで熱交換器の全着霜を防ぐことが可能となる。熱交換器の全着霜を防ぐことができれば、吹出口の中心部から大気を吸込む量を減らせるため、ファンへの着霜を防止することが可能となる。

請求項２記載の発明によれば、前記膨張弁を絞る制御は、暖房運転時の前記室外熱交換器における冷媒の飽和温度と圧縮機の吸入温度から算出される吸入ＳＨ（スーパーヒート：過熱度）の目標値である目標吸入ＳＨの値を、通常の暖房運転時よりも大きく設定し、前記吸入ＳＨを前記目標吸入ＳＨに近づけるように前記膨張弁を制御するようにしたので、変更した目標吸入ＳＨの値に合わせて膨張弁を絞る制御を行うことで、暖房運転時の室外熱交換器の冷媒管の出口付近において冷媒がほぼ気相状態となって熱交換能力が低下するように制御することが可能となる。

請求項３記載の発明によれば、前記全着霜判断手段は、前記室外熱交換器の温度を計測する室外熱交温度センサと、外気温度を計測する外気温度センサとの２つのセンサで計測した温度に基づく温度判定条件、及び／又は、前記室外ファンの回転数を検出する機能に基づく室外ファンの回転数の変化に関するファン回転数条件を満たした場合に全着霜に至る可能性があると判断するようにしたので、全着霜に至る可能性があることを的確に判断することが可能となる。

請求項４記載の発明によれば、本発明特有の温度判定条件により、熱交換器が全着霜に至る可能性があることを正確に判別できる。

請求項５記載の発明によれば、ファン回転数条件は、検出した実回転数が目標ファン回転数に対して所定の回転数以上低下した場合としたので、室外ファンに着霜が生じて回転数が落ち始めたことを検出することが可能となる。

本発明による空気調和機における制御方法を表したフローチャート図である。 本発明による空気調和機における制御方法を表したフローチャート図である。 本発明による空気調和機の構成を表した回路図である。 本発明の空気調和機における制御回路の構成の一例を示したブロック図である。 プロペラファンを搭載した室外機の構成の一例を表した模式図である。

本発明による空気調和機は、圧縮機、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器を配管により環状に連結し、室内ファン、室外ファンを備え、各種センサで検出した情報に基づいて前記圧縮機、前記室内ファン、前記膨張弁、前記室外ファンを制御する制御部を具備し、前記室外熱交換器に着霜した霜を落とす除霜運転機能を有する空気調和機において、現在の制御のまま暖房運転を継続すると前記室外熱交換器が全着霜に至る可能性があるか否かを判断する全着霜判断手段を備え、暖房運転中に前記全着霜判断手段が前記室外熱交換器が全着霜に至る可能性があると判断した後に除霜運転を開始した場合には、除霜運転終了後の暖房運転開始時から前記膨張弁を通常暖房運転設定開度より絞る制御をすることを特徴とするものである。以下、詳細に説明を行う。

本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図３に示すのは、本発明による空気調和機の構成を表した回路図である。この図３において、空気調和機は室外機１０と室内機２２で構成され、前記室外機１０の圧縮機３１、四方弁３６から、前記室内機２２の室内熱交換器２６を通り、前記室外機１０の膨張弁２７、室外熱交換器１２を経て、前記圧縮機３１に戻るように配管により環状に連結して暖房運転（点線矢印）を行い、四方弁３６の切り替えにより、冷房運転（実線矢印）に切替える。

さらに詳しくは、前記圧縮機３１の周囲には、前記圧縮機３１の筐体に取り付けられた圧縮機温度センサ３２と前記圧縮機３１の吐出配管に取り付けられた圧縮機吐出側温度センサ３３と前記圧縮機３１の吸入配管に取り付けられた吸入側温度センサ３４を有し、吐出側は、高圧センサ３０とオイルセパレータ３５と逆止弁１８を介して前記四方弁３６に連結されている。また、圧縮機３１の吸入側とオイルセパレータ３５の間に配管で連結されている電磁弁１９は、起動時に冷媒が所定温度になるまでオイルセパレータ３５と圧縮機３１の吸入側をバイパスするために開放される。
前記室内機２２の室内熱交換器２６には、この室内熱交換器２６の室内熱交換器の温度を検出する室内熱交中間温度センサ２３が設けられ、また、前記室内熱交換器２６に臨ませてこの室内熱交換器２６に風を送る室内ファン２５と室内機２２の設置された部屋の温度を検出する室内温度センサ２４が設けられて室内機２２を構成している。
前記膨張弁２７と室外熱交換器１２との間には、ストレーナ３８が介在されて連結されている。
前記室外機１０の室外熱交換器１２には、この室外熱交換器１２の温度を検出する室外熱交温度センサ２８が設けられ、室外熱交換器１２の近傍に外気温度センサ２９が設けられている。この室外熱交温度センサ２８で検出される室外熱交換器１２の温度は、室外熱交換器１２の中を通過する冷媒の温度（飽和温度）と等しい。
前記四方弁３６と圧縮機３１の吸入側の間には、低圧センサ２１とサブアキュムレータ２０が設けられている。

図４は、本発明の空気調和機における制御回路の構成の一例を示したブロック図である。この図４において、各種演算、駆動信号の出力、モードの切り替えなどの制御を行う制御部３９と、演算データ、操作信号などを入力するための入力部４０と、暖房運転、冷房運転、除霜運転等、各運転モードの詳細な設定などを記憶するＲＡＭ４１と、操作手順などのプログラム等を記憶するＲＯＭ４２と、前記四方弁３６、電磁弁１９、膨張弁２７、室外ファン１４その他の室外機１０の駆動部を制御する室外機制御部４３と、室内機２２を制御する室内機制御部４４とで構成されている。
前記制御部３９には、室外熱交温度センサ２８、及び、外気温度センサ２９と、これら以外の圧縮機温度センサ３２、吐出側温度センサ３３、吸入側温度センサ３４、室内熱交中間温度センサ２３、室内温度センサ２４などの各種センサ３７とが接続されている。
前記制御部３９、入力部４０、ＲＡＭ４１、ＲＯＭ４２、室外機制御部４３、室内機制御部４４からなる制御回路は、前記室内機２２と室外機１０のいずれに設けてもよい。

ここで、本発明による空気調和機は、室外熱交換器１２の全着霜を回避して室外ファン１４への着霜を防ぐことで、室外ファン１４の振動による騒音及びファンモータ１７の軸や固定具等の破損を防止するようにしたことを特徴とするものであり、除霜運転終了後の暖房運転開始時から室外機１０の膨張弁２７を通常より絞る制御をすることで、暖房運転時の室外熱交換器の冷媒管の出口付近において冷媒がほぼ気相状態となって熱交換能力が低下するようにして、当該冷媒管の出口付近の着霜を防いで室外熱交換器１２の全着霜を防止するようにしたものである。

通常、空気調和機において最初に暖房運転を開始する場合には、冷えた室内を所定温度まで暖める必要があるため、一定時間連続（例えば、３５分間連続）で暖房運転を行うように制御する。この間は、室外機１０の室外熱交換器１２に対して着霜が進行したとしても、室内温度を上昇させることを優先することになる。よって、基本的には設定した時間経過、若しくは、設定した気温条件を満足した時に除霜運転を行う構成となっているが、最初の暖房運転開始時には、除霜運転の条件を満たしたとしても除霜運転に移行せずに暖房運転を行うようにしている。しかし、この暖房運転開始からの一定時間において全着霜に至る可能性があると判定した場合には、室外ファン１４に霜が着きやすい状況であるので本発明特有の制御を行うものとする。全着霜に至る可能性があると判定する際には、１つ目は外気温度センサ２９の温度Ｔ_１及び室外熱交温度センサ２８の温度Ｔ_２を用いた温度判定条件、２つ目は室外機のファン回転数で判定する。具体的な条件を次に示す。

図１に示すのは、本発明による空気調和機における初回の暖房運転開始時の制御方法を表したフローチャート図である。この図１において、先ず、暖房運転を開始（Ｓ１０１）したら、そのときの時刻を記憶しておく。また、暖房運転開始時の外気温度Ｔ_１（Ｓ１０２）、及び、室外機熱交換器温度Ｔ_２（Ｓ１０３）を検出する。この検出したＴ_１とＴ_２について、以下の温度判定条件を満たすか否かを判別する（Ｓ１０４）。
［温度判定条件］
（１）Ｔ_１≧−１０℃ かつ Ｔ_２≦−１７℃
（２）Ｔ_１＜−１０℃ かつ Ｔ_２≦Ｔ_１−７℃
（３）Ｔ_１＜−１０℃ かつ Ｔ_２≦−２０℃
上記（１）〜（３）の何れかの条件を満たすかを判別し、満たす場合には（Ｓ１０５）へ移行し、満たさない場合には（Ｓ１０９）へ移行する。

ここで、上記（１）〜（３）の温度判定条件において、−１０℃は温度に関する第一閾値であり、−１７℃は温度に関する第二閾値であり、−２０℃は温度に関する第三閾値である。第一閾値、第二閾値及び第三閾値はこの値に限られるものではなく、室外熱交換器１２の全着霜に至る可能性があることを的確に判断できるように室外機１０の大きさや構造に合わせて適宜変更して設定するものとする。また、上記（２）においてＴ_１とＴ_２の間に７℃の温度差があることを条件としている。これは第一閾値と第二閾値との温度差が７℃であるのに合わせて設定したが、必ずしもこれに限らず、この温度差についても適宜変更して設定するものとする。さらに、−２０℃という極低温の第三閾値を設定しているのは、吹雪による雪が付着することなどによって室外熱交換器１２の温度が急激に低下することがあり、このような場合にも全着霜の可能性が高いため、第三閾値として設定している。

温度条件を満たした場合には、次に、室外機１０の室外ファン１４の回転数を検出する（Ｓ１０５）。通常、室外ファン１４に対して目標とする回転数を設定して制御を行っているが、目標回転数と実回転数にズレが生じる場合があり、特に、室外ファン１４に着霜して負荷が大きくなっているような場合には両者のズレは大きくなる。そこで、以下のようなファン回転数条件を満たすか否かを判別する（Ｓ１０６）。
［ファン回転数条件］
目標ファン回転数がＡｒｐｍ、実回転数がＢｒｐｍのとき、 Ｂ≧Ａ−２５
（全着霜により、室外ファン１４に負荷がかかり目標回転数まで回らなくなる。）
すなわち、実回転数がＢｒｐｍが目標ファン回転数Ａｒｐｍよりも２５回転以上小さくなっている場合には、室外熱交換器１２は全着霜してしまっていて室外ファン１４にも着霜して負荷がかかり目標回転数まで回らなくなっている可能性が高いと判断する。
このファン回転数条件を満たす場合には（Ｓ１０７）へ移行し、満たさない場合には（Ｓ１０９）へ移行する。

以上の温度判定条件及びファン回転数条件を満たした場合、その満たした時点での暖房運転開始時刻Ｈからの経過時間Ｃが所定時間内、例えば、２０分以内であるか否かを判別する（Ｓ１０７）。２０分以内にこれらの条件を満たした場合には、除霜運転終了後の暖房運転開始時から室外機１０の膨張弁２７を通常暖房運転時の設定開度より絞る制御をするために、目標吸入ＳＨの値を変更する制御を行うことをメモリに記憶する（Ｓ１０８）。ここで、メモリは、図４に示すＲＡＭ４１であってもよいし、図示しないメモリ手段であってもよい。なお、暖房運転開始からの経過時間Ｃが２０分以上経過している場合には、そのまま（Ｓ１０９）へ移行する。

このように膨張弁２７を通常暖房運転時の設定開度より絞る制御をするのは、室外熱交換器１２に流れる冷媒循環量を通常暖房運転時より抑えることで、暖房運転時の室外熱交換器の冷媒管の出口付近において冷媒がほぼ気相状態となって熱交換能力が低下するようにして、当該冷媒管の出口付近への着霜を防いで室外熱交換器１２の全着霜を回避し、結果、吹出口１５から吸う大気の量を抑えて、室外ファン１４に付く霜の量を抑制するためである。なお、この制御の解除条件は、暖房運転が停止した場合とする。

そして、前記膨張弁２７を通常より絞る制御を行う具体的方法として、本発明においては、目標吸入ＳＨ（スーパーヒート：過熱度）を変更して、この目標吸入ＳＨの値を達成するために結果として膨張弁２７が絞られるという方法を採用している。ここでＳＨとは、暖房運転時の膨張弁２７を通過した後の室外熱交換器１２（蒸発器）における冷媒の飽和温度と圧縮機３１の吸入温度で算出した値のことであり、冷媒の過熱度を表した数値である。通常時の暖房運転の制御においては目標吸入ＳＨは２ｄｅｇに設定されている。これを例えば４ｄｅｇに変更して、吸入ＳＨが変更後の目標吸入ＳＨ＝４ｄｅｇに近づくように前記制御部で暖房運転を制御することで、結果として、膨張弁２７が通常の暖房運転時の設定開度よりも絞るように制御される。なお、膨張弁２７の設定開度は、例えば、パルス数などによって段階的に調整可能となっていて、目標吸入ＳＨ＝２ｄｅｇを実現するための通常暖房運転時に調整された開度から、目標吸入ＳＨが４ｄｅｇに変更された場合には、これを実現するために膨張弁２７の開度をさらに絞って運転を行うように制御がなされる。

このように、目標吸入ＳＨを大きく設定することで、室外熱交換器１２の冷媒管を通過して出てきた冷媒がその蒸発圧力に対する飽和温度より過熱された状態となっているように、膨張弁２７を絞る制御を行う。すなわち、冷媒は冷媒管の途中において二相状態から気相状態へ移行してしまっていて熱交換能力が低下していることになる。よって、それ以降の冷媒管部分、主に冷媒管の出口付近においてはそれ以上に気化熱によって熱を奪われ温度が低下することがないため、当該冷媒管の出口付近において着霜を防止することが可能となる。

前述の通り、初回暖房運転時は一定時間連続、例えば３５分間連続で暖房運転を行うように制御するので、３５分経過したか否かを（Ｓ１０９）で判定する。３５分経過した場合には（Ｓ１１０）へ移行し、３５分経過していない場合には（Ｓ１０２）へ移行する。

（Ｓ１１０）では、除霜運転が必要か否かを判定する。この図１のフローチャートの制御とは別に、本発明は室外熱交換器１２に対して除霜運転を行うべきか否かを判定する判定手段を前記制御部３９に有しており、この判定手段において除霜運転が必要であると判定した場合には図２の（Ｓ２０１）へ移行する。暖房運転を終了して、除霜運転を開始することになる。他方、除霜運転が不要であると判断した場合には（Ｓ１０２）へ戻って、暖房運転を再開する。

図２の（Ｓ２０１）では、暖房運転を終了して除霜運転を開始する。除霜運転は、図３における四方弁３６を切替えて冷房運転時の接続で運転することで室外熱交換器１２を温めて霜を溶かす。なお、除霜運転の方法はこれに限らず、別途ヒータを用いた除霜手段やホットガスバイパスによる除霜手段などによって適宜除霜を行う。そして、除霜運転を一定時間行う、或いは、室外熱交温度センサ２８で計測した温度が所定値以上となったなどの除霜運転解除の条件を満たした時点で除霜運転を終了する（Ｓ２０２）。ここで、除霜運転終了から次の暖房運転に移行する前に、前記（Ｓ１０８）のステップにおいて、目標吸入ＳＨの値を変更する制御を行うことがメモリに記憶されたか否かを確認（Ｓ２０３）し、記憶されている場合には（Ｓ２０４）へ移行し、記憶されていない場合には図１の（Ｓ１０２）へ移行する。（Ｓ２０４）では、目標吸入ＳＨの値を変更する制御を行うことがメモリに記憶されていたので、通常制御時の目標吸入ＳＨである２ｄｅｇを４ｄｅｇに変更してこれをメモリに記憶する。その後、図１の（Ｓ１０２）へ移行する。図１の（Ｓ１０２）へ移行後は、暖房運転が再開され、この時、目標吸入ＳＨを４ｄｅｇに変更していた場合には、前述の通り、室外機１０の膨張弁２７が通常より絞り方向に制御されることになる。

以上のように、本発明の空気調和機によれば、室外機１０の室外熱交換器１２が全着霜に至る可能性があることを温度判定条件及びファン回転数条件によって判別した場合には、除霜運転終了後の暖房運転開始時から前記膨張弁を通常暖房運転設定開度より絞る制御をするようにしたので、暖房運転時の室外熱交換器の冷媒管の出口付近において冷媒がほぼ気相状態となって熱交換能力が低下するようにして当該冷媒管の出口付近において室外熱交換器１２への着霜を防止することで室外熱交換器１２の全着霜を防ぐことが可能となる。室外熱交換器１２の全着霜を防ぐことができれば、吹出口の中心部から大気を吸込む量を減らせるため、ファンへの着霜を防止することが可能となる。

前記実施例においては、最初の暖房運転開始時から所定時間（実施例では２０分）以内で全着霜に至るような状況か否かを判断し、この時間内に条件を満たさない場合には膨張弁２７の制御は行わないものとしていたが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、最初の暖房運転開始から１０分経過後に急激に気温が低下して暖房運転開始から２５分経過時点で温度判定条件及びファン回転数条件を満たすようになった場合、室外熱交換器１２が全着霜してしまい残りの１０分の暖房運転でファンに着霜が生じる可能性は十分にあるが、前記実施例１の場合には膨張弁２７の制御は行わないことになる。しかし、このような場合に対応するために、暖房運転開始からの所定時間のみに着目するのではなく、直近の一定時間内に条件を満たすようになった場合についても、除霜運転終了後の暖房運転開始時から室外機１０の膨張弁２７を通常より絞り方向に制御するようにしてもよい。これに限らず、全着霜が生じ、かつ、ファンにも着霜が生じている状況を判別するための条件は、適宜設定可能である。

１０…室外機、１１…筐体、１２…室外熱交換器、１３…大気取入口、１４…室外ファン、１５…吹出口、１７…ファンモータ、１８…逆止弁、１９…電磁弁、２０…サブアキュムレータ、２１…低圧センサ、２２…室内機、２３…室内熱交中間温度センサ、２４…室内温度センサ、２５…室内ファン、２６…室内熱交換器、２７…膨張弁、２８…室外熱交温度センサ、２９…外気温度センサ、３０…高圧センサ、３１…圧縮機、３２…圧縮機温度センサ、３３…吐出側温度センサ、３４…吸入側温度センサ、３５…オイルセパレータ、３６…四方弁、３７…各種センサ、３８…ストレーナ、３９…制御部、４０…入力部、４１…ＲＡＭ、４２…ＲＯＭ、４３…室外機制御部、４４…室内機制御部。

Claims (5)

1. 圧縮機、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器を配管により環状に連結し、室内ファン、室外ファンを備え、各種センサで検出した情報に基づいて前記圧縮機、前記室内ファン、前記膨張弁、前記室外ファンを制御する制御部を具備し、前記室外熱交換器に着霜した霜を落とす除霜運転機能を有する空気調和機において、
   現在の制御のまま暖房運転を継続すると前記室外熱交換器が全着霜に至る可能性があるか否かを判断する全着霜判断手段を備え、暖房運転中に前記全着霜判断手段が前記室外熱交換器が全着霜に至る可能性があると判断した後に除霜運転を開始した場合には、除霜運転終了後の暖房運転開始時から前記膨張弁を通常暖房運転設定開度より絞る制御をすることを特徴とする空気調和機。
2. 前記膨張弁を絞る制御は、暖房運転時の前記室外熱交換器における冷媒の飽和温度と圧縮機の吸入温度から算出される吸入ＳＨ（スーパーヒート：過熱度）の目標値である目標吸入ＳＨの値を、通常の暖房運転時よりも大きく設定し、前記吸入ＳＨを前記目標吸入ＳＨに近づけるように前記膨張弁を制御するようにしたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
3. 前記全着霜判断手段は、前記室外熱交換器の温度を計測する室外熱交温度センサと、外気温度を計測する外気温度センサとの２つのセンサで計測した温度に基づく温度判定条件、及び／又は、前記室外ファンの回転数を検出する機能に基づく室外ファンの回転数の変化に関するファン回転数条件を満たした場合に全着霜に至る可能性があると判断することを特徴とする請求項１又は２記載の空気調和機。
4. 前記温度判定条件は、前記外気温度センサによる温度をＴ_１、前記室外熱交温度センサによる温度をＴ_２とし、温度に関する第一閾値、及び、前記第一閾値よりも低温の第ニ閾値を設定したときに、
   （１）Ｔ_１≧第一閾値 かつ Ｔ_２≦第ニ閾値
   （２）Ｔ_１＜第一閾値 かつ Ｔ_２とＴ_１の温度差が所定値以上
   の何れかを満たす場合としたことを特徴とする請求項１乃至３記載の空気調和機。
5. 前記ファン回転数条件は、検出した実回転数が目標ファン回転数に対して所定の回転数以上低下した場合としたことを特徴とする請求項１乃至４記載の空気調和機。

Images