JP2019066050A - 冷凍装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】室外熱交換器及び室外ファンが室外ユニットに収容された冷凍装置において、室外ユニット内への雪の吹き込みの防止及び室外熱交換器への雪の付着の防止の両方を図る。【解決手段】冷凍装置(1)は、圧縮機(21)及び室外ファン(27)の制御を行う制御部(6)を有している。制御部(6)は、圧縮機(21)の停止中に、室外ファン(27)を正方向に回転させる動作と室外ファン(27)を逆方向に回転させる動作とを交互に行う積雪対策運転を行う。【選択図】図6
Description
本発明は、冷凍装置、特に、室外熱交換器及び室外ファンが室外ユニットに収容された冷凍装置に関する。
従来より、圧縮機、室外熱交換器、膨張機構及び室内熱交換器を接続することによって構成される冷媒回路と、室外熱交換器に空気を供給する室外ファンと、を有する空気調和装置(冷凍装置)がある。ここで、室外熱交換器及び室外ファンは、室外ユニットに収容されている。この室外ユニットでは、冷凍装置の運転時に室外ファンを運転すると、吸入口から室外ユニット内に室外空気が取り込まれ、室外ユニット内に取り込まれた室外空気は、室外熱交換器を通過した後に、室外ファンによって吹出口から室外ユニット外に吹き出されるように構成されている。このような冷凍装置として、特許文献1(特開昭57−169527号公報)に示すように、冷凍装置の停止中に、室外ファンを運転させるものがある。
特許文献1に示された冷凍装置では、冷凍装置の停止中に室外ファンを運転させることによって、冷凍装置の停止中においても、吹出口から室外ユニット外に空気を吹き出させる流れを生じさせて、これにより、室外ユニットの吹出口から室外ユニット内に雪が吹き込むことを防止することができるようになっている。
しかし、室外ファンの運転を行うと、吸入口から室外ユニット内に空気を取り込む流れが生じるため、室外ユニットの吸入口から室外ユニット内に雪が吹き込んで室外熱交換器に付着してしまい、室外熱交換器が凍結するおそれがある。
本発明の課題は、室外熱交換器及び室外ファンが室外ユニットに収容された冷凍装置において、室外ユニット内への雪の吹き込みの防止及び室外熱交換器への雪の付着の防止の両方を図ることにある。
第1の観点にかかる冷凍装置は、圧縮機、室外熱交換器、膨張機構及び室内熱交換器を接続することによって構成される冷媒回路と、室外熱交換器に空気を供給する室外ファンと、圧縮機及び室外ファンの制御を行う制御部と、を有している。ここで、室外熱交換器及び室外ファンは、室外ユニットに収容されている。そして、ここでは、制御部が、圧縮機の停止中に、室外ファンを正方向に回転させる動作と室外ファンを逆方向に回転させる動作とを交互に行う積雪対策運転を行うようにしている。ここで、「圧縮機の停止中」とは、ユーザーの運転停止指令によって圧縮機が停止している場合だけでなく、サーモオフによって圧縮機が停止している場合も含む。また、「室外ファンを正方向に回転させる動作と室外ファンを逆方向に回転させる動作とを交互に行う」とは、正方向の回転動作と逆方向の回転動作とを1回ずつ交互に行う場合だけでなく、これらの回転動作を間欠的に行う場合も含む。そして、回転動作を間欠的に行う場合には、1回以上の正方向の回転動作と1回以上の逆回転動作とを交互に行う場合も含む。
ここでは、室外ユニット内への雪の吹き込みを防止するための室外ファンの正方向の回転動作によって、室外熱交換器に雪が付着するおそれがあるが、室外熱交換器に雪が付着しても、正方向の回転動作の後に行われる室外ファンの逆方向の回転動作によって、室外熱交換器から雪を取り除くことができる。
このように、ここでは、室外ファンの正方向の回転動作と逆方向の回転動作とを交互に行う積雪対策運転によって、室外ユニット内への雪の吹き込みの防止及び室外熱交換器への雪の付着の防止する動作の両方を図ることができる。
第2の観点にかかる冷凍装置は、第1の観点にかかる冷凍装置において、制御部が、外気温度が所定温度以下の場合に、積雪対策運転を行う。
外気温度が積雪しない程度に高ければ、室外ユニット内への雪の吹き込みや室外熱交換器への雪の付着のおそれがないため、積雪対策運転を行う必要がない。
そこで、ここでは、外気温度が所定温度以下の場合だけ、積雪対策運転を行うようにしている。このため、ここでは、無駄に積雪対策運転が行われることを防ぐことができる。
第3の観点にかかる冷凍装置は、第1の観点にかかる冷凍装置において、制御部が、圧縮機から吐出された冷媒を室外熱交換器に流すことによって室外熱交換器に付着した霜を融解させる除霜運転を行う。そして、ここでは、制御部が、圧縮機を停止させる直前の除霜運転の所要時間が所定時間以上の場合に、積雪対策運転を行う。
除霜運転が短時間で済む場合には、外気温度が積雪しない程度に高く、室外ユニット内への雪の吹き込みや室外熱交換器への雪の付着のおそれがないため、積雪対策運転を行う必要がない。
そこで、ここでは、圧縮機を停止させる直前の除霜運転の所要時間が所定時間以上の場合だけ、積雪対策運転を行うようにしている。このため、ここでは、無駄に積雪対策運転が行われることを防ぐことができる。
第4の観点にかかる冷凍装置は、第1〜第3の観点のいずれかにかかる冷凍装置において、制御部が、積雪対策運転時に、室外ファンを最大回転数よりも低い積雪対策運転回転数で回転させる。
ここでは、積雪対策運転時に、室外ファンを最大回転数よりも低い積雪対策運転回転数で回転させるようにしているため、積雪対策運転時における室外ファンの電力消費量を抑制することができる。
第5の観点にかかる冷凍装置は、第1〜第4の観点のいずれかにかかる冷凍装置において、制御部が、積雪対策運転を行っていることがわかるように表示を行う。
ここでは、積雪対策運転を行っていることがわかるように表示がなされるため、ユーザーが積雪対策運転を室外ファンの誤動作や故障と誤解することを防ぐことができる。
以上の説明に述べたように、本発明によれば、室外ファンの正方向の回転動作と逆方向の回転動作とを交互に行う積雪対策運転によって、室外ユニット内への雪の吹き込みの防止及び室外熱交換器への雪の付着の防止する動作の両方を図ることができる。
以下、本発明にかかる冷凍装置としての空気調和装置の実施形態及びその変形例について、図面に基づいて説明する。尚、本発明にかかる冷凍装置としての空気調和装置の具体的な構成は、下記の実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
(1)冷凍装置の構成
図1は、本発明の一実施形態にかかる冷凍装置としての空気調和装置1の概略構成図である。
図1は、本発明の一実施形態にかかる冷凍装置としての空気調和装置1の概略構成図である。
<全体>
冷凍装置としての空気調和装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことによって、建物等の室内の冷房及び暖房を行うことが可能な装置である。空気調和装置1は、主として、室外ユニット2と、室内ユニット3と、室外ユニット2と室内ユニット3とを接続する液冷媒連絡管4及びガス冷媒連絡管5と、を有している。そして、空気調和装置1の蒸気圧縮式の冷媒回路10は、室外ユニット2と、室内ユニット3とが冷媒連絡管4、5を介して接続されることによって構成されている。
冷凍装置としての空気調和装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことによって、建物等の室内の冷房及び暖房を行うことが可能な装置である。空気調和装置1は、主として、室外ユニット2と、室内ユニット3と、室外ユニット2と室内ユニット3とを接続する液冷媒連絡管4及びガス冷媒連絡管5と、を有している。そして、空気調和装置1の蒸気圧縮式の冷媒回路10は、室外ユニット2と、室内ユニット3とが冷媒連絡管4、5を介して接続されることによって構成されている。
<室内ユニット>
室内ユニット3は、室内に設置されており、主として、室内熱交換器31を有している。
室内ユニット3は、室内に設置されており、主として、室内熱交換器31を有している。
室内熱交換器31は、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の放熱器として機能して室内空気を加熱する熱交換器である。室内熱交換器31の液側は液冷媒連絡管4に接続されており、室内熱交換器31のガス側はガス冷媒連絡管5に接続されている。
また、室内ユニット3には、ユニット内に室内空気を取り込んで、室内熱交換器31において冷媒と熱交換させた後に、供給空気として室内に供給するための室内ファン32が設けられている。室内熱交換器31は、室内空気を冷却源又は加熱源として冷媒を放熱や蒸発させる熱交換器となっている。室内ファン32は、室内ファンモータ32aによって回転駆動されるようになっている。室内ファンモータ32aは、インバータ装置(図示せず)によって、その回転数(すなわち、運転周波数)を可変できるようになっている。
また、室内ユニット3には、各種のセンサが設けられている。具体的には、室内ユニット3には、室内温度Trを検出する室内温度センサ33が設けられている。
室内ユニット3は、室内ユニット3を構成する各部の動作を制御する室内側制御部30を有している。そして、室内側制御部30は、室内ユニット3の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、リモコン60との間で制御信号等のやりとりを行ったり、室外ユニット2の室外側制御部20(後述)との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
<室外ユニット>
室外ユニット2は、室外に設置されており、主として、圧縮機21と、四路切換弁22と、室外熱交換器23と、膨張弁24と、液側閉鎖弁25と、ガス側閉鎖弁26とを有している。
室外ユニット2は、室外に設置されており、主として、圧縮機21と、四路切換弁22と、室外熱交換器23と、膨張弁24と、液側閉鎖弁25と、ガス側閉鎖弁26とを有している。
圧縮機21は、低圧のガス冷媒を吸入し、圧縮して高圧のガス冷媒とした後に吐出する機構である。ここでは、圧縮機21として、ケーシング(図示せず)内に収容されたロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素(図示せず)が、同じくケーシング内に収容された圧縮機モータ21aによって駆動される密閉式圧縮機が採用されている。圧縮機モータ21aは、インバータ装置(図示せず)によって、その回転数(すなわち、運転周波数)を可変できるようになっている。
四路切換弁22は、冷房運転と暖房運転との切換時に、冷媒の流れの方向を切り換えるための弁である。四路切換弁22は、冷房運転時には、圧縮機21の吐出側と室外熱交換器23のガス側とを接続するとともにガス側閉鎖弁26と圧縮機21の吸入側とを接続することが可能である(図1における四路切換弁22の実線を参照)。また、四路切換弁22は、暖房運転時には、圧縮機21の吐出側とガス側閉鎖弁26とを接続するとともに室外熱交換器23のガス側と圧縮機21の吸入側とを接続することが可能である(図1における四路切換弁22の破線を参照)。
室外熱交換器23は、冷房運転時には冷媒の放熱器として機能し、暖房運転時には冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。室外熱交換器23は、その液側が膨張弁24に接続されており、ガス側が四路切換弁22に接続されている。
膨張弁24は、冷房運転時には室外熱交換器23において放熱した高圧の液冷媒を室内熱交換器31(後述)に送る前に減圧し、暖房運転時には室内熱交換器31において放熱した高圧の液冷媒を室外熱交換器23に送る前に減圧することが可能な膨張機構であり、ここでは、電動膨張弁が使用されている。
液側閉鎖弁25及びガス側閉鎖弁26は、外部の機器・配管(具体的には、液冷媒連絡管4及びガス冷媒連絡管5)との接続口に設けられた弁である。液側閉鎖弁25は、膨張弁24に接続されている。ガス側閉鎖弁26は、四路切換弁22に接続されている。
また、室外ユニット2には、ユニット内に室外の空気を取り込んで、室外熱交換器23に空気を供給した後に、ユニット外に吹き出すための室外ファン27が設けられている。すなわち、室外熱交換器23は、室外の空気を冷却源又は加熱源として冷媒を放熱や蒸発させる熱交換器となっている。室外ファン27は、室外ファンモータ27aによって回転駆動されるようになっている。室外ファンモータ27aは、インバータ装置(図示せず)によって、その回転数(すなわち、運転周波数)を可変できるようになっており、また、その回転方向(すなわち、正方向、逆方向)も変更できるようになっている。
また、室外ユニット2には、各種のセンサが設けられている。具体的には、室外ユニット2には、室外熱交換器23における冷媒の温度Tbを検出する室外熱交温度センサ28と、外気温度Toを検出する外気温度センサ29と、が設けられている。
室外ユニット2は、室外ユニット2を構成する各部の動作を制御する室外側制御部20を有している。そして、室外側制御部20は、室外ユニット2の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、室内ユニット3の室内側制御部30との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
<冷媒連絡管>
冷媒連絡管4、5は、空気調和装置1を建物等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管である。液冷媒連絡管4の一端は、室内ユニット2の液側閉鎖弁25に接続され、液冷媒連絡管4の他端は、室内ユニット3の室内熱交換器31の液側に接続されている。ガス冷媒連絡管5の一端は、室内ユニット2のガス側閉鎖弁26に接続され、ガス冷媒連絡管5の他端は、室内ユニット3の室内熱交換器31のガス側に接続されている。
冷媒連絡管4、5は、空気調和装置1を建物等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管である。液冷媒連絡管4の一端は、室内ユニット2の液側閉鎖弁25に接続され、液冷媒連絡管4の他端は、室内ユニット3の室内熱交換器31の液側に接続されている。ガス冷媒連絡管5の一端は、室内ユニット2のガス側閉鎖弁26に接続され、ガス冷媒連絡管5の他端は、室内ユニット3の室内熱交換器31のガス側に接続されている。
<制御部>
空気調和装置1は、室外側制御部20と室内側制御部30とリモコン60とから構成される制御部6によって、室外ユニット2及び室内ユニット3の各機器の制御、すなわち、冷房運転や暖房運転、除霜運転等を含む空気調和装置1全体の運転制御を行うことができるようになっている。
空気調和装置1は、室外側制御部20と室内側制御部30とリモコン60とから構成される制御部6によって、室外ユニット2及び室内ユニット3の各機器の制御、すなわち、冷房運転や暖房運転、除霜運転等を含む空気調和装置1全体の運転制御を行うことができるようになっている。
制御部6は、図2に示すように、各種センサ28、29、33等の検出信号を受けることができるように接続されるとともに、これらの検出信号等に基づいて各種機器及び弁21、22、24、27、32等を制御することができるように接続されている。
このように、本実施形態の冷凍装置としての空気調和装置1は、圧縮機21、室外熱交換器23、膨張機構としての膨張弁24、及び、室内熱交換器31を接続することによって構成される冷媒回路10と、室外熱交換器23に空気を供給する室外ファン27と、圧縮機21及び室外ファン27等の制御を行う制御部6と、を有している。そして、室外熱交換器23及び室外ファン27は室外ユニット2に収容されている。
(2)室外ユニットの構成
図3は、室外ユニット2の外観を示す斜視図である。図4は、室外ユニット2の平面図(天板42と、圧縮機21及び室外熱交換器23以外の冷媒回路構成部品と、を取り除いて図示)である。図5は、室外ユニット2の前面図(左右前板43、44と、圧縮機21及び室外熱交換器23以外の冷媒回路構成部品と、を取り除いて図示)である。
図3は、室外ユニット2の外観を示す斜視図である。図4は、室外ユニット2の平面図(天板42と、圧縮機21及び室外熱交換器23以外の冷媒回路構成部品と、を取り除いて図示)である。図5は、室外ユニット2の前面図(左右前板43、44と、圧縮機21及び室外熱交換器23以外の冷媒回路構成部品と、を取り除いて図示)である。
室外ユニット2は、略直方体箱状のケーシング40の内部が鉛直に延びる仕切板48により送風機室S1と機械室S2とに分割されたトランク型の構造と呼ばれるものである。室外ユニット2は、主として、略直方体箱状のケーシング40と、室外ファン27と、圧縮機21や室外熱交換器23等の機器、液側閉鎖弁25やガス側閉鎖弁26等の弁及び冷媒管等を含み冷媒回路10の一部を構成する冷媒回路構成部品と、を有している。尚、以下の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「前面」、「背面」は、特にことわりのない限り、図3に示される室外ユニット2を前方から見た場合の方向を意味している。
ケーシング40は、主として、底フレーム41と、天板42と、左前板43と、右前板44と、右側板45と、を有している。
底フレーム41は、ケーシング40の底面部分を構成する横長の略長方形状の板状部材である。底フレーム41の下面には、現地設置面に固定される2つの固定脚46が設けられている。
天板42は、ケーシング40の天面部分を構成する横長の略長方形状の板状部材である。
左前板43は、主として、ケーシング40の左前面部分及び左側面部分を構成する板状部材であり、その下部が底フレーム41にネジ等により固定されている。左前板43には、室外ファン27によってケーシング40内に吸入される空気の吸入口43aが形成されている。また、左前板43には、室外ファン15によってケーシング40の背面側及び左側面側から内部に取り込まれた空気を外部に吹き出すための吹出口43bが設けられている。吹出口43bは、ここでは、上下2つ形成されており、それぞれにファングリル47が設けられている。
右前板44は、主として、ケーシング40の右前面部分及び右側面の前部を構成する板状部材であり、その下部が底フレーム41にネジ等により固定されている。また、右前板44は、その左端部が左前板43の右端部にネジ等により固定されている。
右側板45は、主として、ケーシング40の右側面の後部及び右背面部分を構成する板状部材であり、その下部が底フレーム41にネジ等により固定されている。そして、左前板43の後端部と右側板45の背面側端部と左右方向間には、室外ファン27によってケーシング40内に吸入される空気の吸入口43cが形成されている。
また、ケーシング40内には、仕切板48が設けられている。仕切板48は、底フレーム41上に配置される鉛直に延びる板状部材であり、ケーシング40の内部を左右2つの空間に仕切るように配置されている。仕切板48は、ケーシング40の平面視において、左前板43の右端部から背面側に向かって延びており、ケーシング40の左側面から背面に沿うように配置された略L字形状の室外熱交換器11の右端面まで達している。左前板43の右端部は、仕切板48の前端部にネジ等により固定されている。
圧縮機21は、機械室S2内において、底フレーム41上に設けられている。
室外熱交換器23は、送風機室S1内に配置されており、室外ファン27によってケーシング40内に取り込まれた空気との間で熱交換を行う。室外熱交換器23は、ケーシング40の平面視において、略L字形状を有し、ケーシング40の左側面から背面に沿うように配置されている。
尚、図4及び図5では図示を省略するが、圧縮機21及び室外熱交換器23以外の冷媒回路構成部品や室外側制御部20を構成する電装品ユニット(図示せず)もケーシング40内に収容されている。
室外ファン27は、プロペラファンであり、送風機室S1内に上下2つ配置されている。各室外ファン27は、送風機室S1内において、ケーシング40の前面に対向するように設けられている。具体的には、各室外ファン27は、室外熱交換器23の前面側の位置において、吹出口43bに対向するように設けられている。室外ファン27の室外ファンモータ27aは、室外ファン27と室外熱交換器23との前後方向間に設けられている。
このように、本実施形態の冷凍装置としての空気調和装置1を構成する室外ユニット2は、ケーシング40の側面及び背面に形成された吸入口43a、43cに面する室外熱交換器23と、ケーシング40の前面に形成された吹出口43bに面する室外ファン27と、を収容した横吹き型の室外ユニットである。そして、この室外ユニット2は、室外ファン27の運転(すなわち、室外ファン27を正方向に回転させる動作)を行うことによって、吸入口43a、43cからユニット内に室外空気を取り込み、ユニット内に取り込んだ室外空気を、室外熱交換器23を通過させた後に、吹出口43bからユニット外に吹き出すようになっている。
(3)冷凍装置の基本動作
次に、冷凍装置としての空気調和装置1の基本動作(冷房運転、暖房運転、除霜運転)について、図1を用いて説明する。ここで、冷房運転、暖房運転及び除霜運転は、制御部6によって行われる。
次に、冷凍装置としての空気調和装置1の基本動作(冷房運転、暖房運転、除霜運転)について、図1を用いて説明する。ここで、冷房運転、暖房運転及び除霜運転は、制御部6によって行われる。
<冷房運転>
冷房運転は、リモコン60を介してユーザーからの冷房運転の指令を受け付けた制御部6が、室外ユニット2及び室外ユニット3の構成機器21、22、24、27、32等を運転制御することによって行われる。
冷房運転は、リモコン60を介してユーザーからの冷房運転の指令を受け付けた制御部6が、室外ユニット2及び室外ユニット3の構成機器21、22、24、27、32等を運転制御することによって行われる。
冷房運転においては、室外熱交換器23が冷媒の放熱器として機能し、かつ、室内熱交換器31が冷媒の蒸発器として機能する状態(すなわち、図1の四路切換弁22の実線で示される状態)になるように、四路切換弁22が切り換えられる。
このような状態の冷媒回路10において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、圧縮機21に吸入され、冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮された後に吐出される。圧縮機21から吐出された高圧の冷媒は、四路切換弁22を通じて、室外熱交換器23に送られる。室外熱交換器23に送られた高圧の冷媒は、室外熱交換器23において、室外ファン27によって供給される室外の空気と熱交換を行って放熱する。室外熱交換器23において放熱した高圧の冷媒は、膨張弁24に送られて、冷凍サイクルにおける低圧まで減圧される。膨張弁24において減圧された低圧の冷媒は、液側閉鎖弁25及び液冷媒連絡管4を通じて、室内熱交換器31に送られる。室内熱交換器31に送られた低圧の冷媒は、室内熱交換器31において、室内ファン32によって供給される室内の空気と熱交換を行って蒸発する。これにより、室内の空気は冷却されて室内に吹き出される。室内熱交換器31において蒸発した低圧の冷媒は、ガス冷媒連絡管5、ガス側閉鎖弁26及び四路切換弁22を通じて、再び、圧縮機21に吸入される。
そして、上記の冷房運転によって、室内温度Trが設定温度Trsに達すると、制御部6は、圧縮機21を停止させ(サーモオフ)、サーモオフの状態から室内温度Trが設定温度Trsから離れると、圧縮機21を起動する(サーモオン)。このようなサーモオン/サーモオフの繰り返しによって、室内温度Trが設定温度Trsになるように冷房運転が行われる。
<暖房運転>
暖房運転は、リモコン60を介してユーザーからの暖房運転の指令を受け付けた制御部6が、室外ユニット2及び室外ユニット3の構成機器21、22、24、27、32等を運転制御することによって行われる。
暖房運転は、リモコン60を介してユーザーからの暖房運転の指令を受け付けた制御部6が、室外ユニット2及び室外ユニット3の構成機器21、22、24、27、32等を運転制御することによって行われる。
暖房運転においては、室外熱交換器23が冷媒の蒸発器として機能し、かつ、室内熱交換器31が冷媒の放熱器として機能する状態(すなわち、図1の四路切換弁22の破線で示される状態)になるように、四路切換弁22が切り換えられる。
このような状態の冷媒回路10において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、圧縮機21に吸入され、冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮された後に吐出される。圧縮機21から吐出された高圧の冷媒は、四路切換弁22、ガス側閉鎖弁26及びガス冷媒連絡管5を通じて、室内熱交換器31に送られる。室内熱交換器31に送られた高圧の冷媒は、室内熱交換器31において、室内ファン32によって供給される室内の空気と熱交換を行って放熱する。これにより、室内の空気は加熱されて室内に吹き出される。室内熱交換器31において放熱した高圧の冷媒は、液冷媒連絡管4及び液側閉鎖弁25を通じて、膨張弁24に送られて、冷凍サイクルにおける低圧まで減圧される。膨張弁24において減圧された低圧の冷媒は、室外熱交換器23に送られる。室外熱交換器23に送られた低圧の冷媒は、室外熱交換器23において、室外ファン27によって供給される室外の空気と熱交換を行って蒸発する。室外熱交換器23において蒸発した低圧の冷媒は、四路切換弁22を通じて、再び、圧縮機21に吸入される。
そして、上記の暖房運転によって、室内温度Trが設定温度Trsに達すると、冷房運転時と同様に、制御部6は、圧縮機21を停止させ(サーモオフ)、サーモオフの状態から室内温度Trが設定温度Trsから離れると、圧縮機21を起動する(サーモオン)。このようなサーモオン/サーモオフの繰り返しによって、室内温度Trが設定温度Trsになるように暖房運転が行われる。
<除霜運転>
上記の暖房運転時において、制御部6が、室外熱交換器23における冷媒の温度Tbが除霜開始温度Tdsに達する等によって室外熱交換器23の除霜開始条件を満たすものと判定すると、室外熱交換器23に付着した霜を融解させる除霜運転を行う。
上記の暖房運転時において、制御部6が、室外熱交換器23における冷媒の温度Tbが除霜開始温度Tdsに達する等によって室外熱交換器23の除霜開始条件を満たすものと判定すると、室外熱交換器23に付着した霜を融解させる除霜運転を行う。
除霜運転は、いわゆる逆サイクル除霜運転が採用されており、冷房運転時と同様に、四路切換弁22を室外放熱状態(図1の実線で示される状態)に切り換えて室外熱交換器23を冷媒の放熱器として機能させることによって行われる。これにより、室外熱交換器23に付着した霜を融解させることができる。除霜運転は、室外熱交換器23における冷媒の温度Tbが除霜完了温度Tdeに達する等によって室外熱交換器23の除霜完了条件を満たすものと判定されるまで行われ、その後、暖房運転に復帰する。尚、除霜運転は、逆サイクル除霜運転に限定されるものではなく、他の除霜運転が採用されてもよい。
(4)積雪対策運転
図6は、積雪対策運転を示すフローチャートである。図7〜図9は、積雪対策運転時の室外ファン27の回転方向及び回転数の経時変化を示す図である。
図6は、積雪対策運転を示すフローチャートである。図7〜図9は、積雪対策運転時の室外ファン27の回転方向及び回転数の経時変化を示す図である。
上記の冷凍装置としての空気調和装置1を降雪地域に設置する場合には、室外ユニット2の吹出口43bから室外ユニット2内に雪が吹き込むことを防止する必要がある。そして、この対策として、圧縮機21の停止中においても、室外ファン27の運転(すなわち、室外ファン27を正方向に回転させる動作)を行うことが考えられる。これにより、吹出口43bから室外ユニット2外に空気を吹き出させる流れを生じさせて(図4参照)、室外ユニット2の吹出口43bから室外ユニット2内に雪が吹き込むことを防止できるからである。
しかし、圧縮機21の停止中に室外ファン27を正方向に回転させる動作を行うと、吸入口43a、43cから室外ユニット2内に空気を取り込む流れが生じるため(図4参照)、室外ユニット2の吸入口43a、43cから室外ユニット2内に雪が吹き込んで室外熱交換器23に付着してしまい、室外熱交換器23が凍結するおそれがある。
そこで、ここでは、図6及び図7に示すように、制御部6が、圧縮機21の停止中に、室外ファン27を正方向に回転させる動作と室外ファン27を逆方向に回転させる動作とを交互に行う積雪対策運転を行うようにしている。
制御部6は、圧縮機21が停止中であるかどうかを判定する(図6のステップST1)。ここで、圧縮機21の停止中には、ユーザーの運転停止指令(リモコン60による停止)によって圧縮機21が停止している場合だけでなく、サーモオフによって圧縮機21が停止している場合も含まれる。
そして、圧縮機21が停止中の場合には、制御部6は、積雪対策運転を行う(図6のステップST2参照)。積雪対策運転は、室外ファン27を正方向に回転させる動作と室外ファン27を逆方向に回転させる動作とを交互に行う運転であり、例えば、図7に示すように、室外ファン27を正方向に回転させる動作の後に、室外ファン27を逆方向に回転させる動作を行い、その後、これらの動作を繰り返す運転である。
ここで、各回転動作を行う時間は、数分から10数分程度である。また、各回転動作の室外ファン27の回転数は、室外ファン27の最大回転数Nx、Nrxよりも低い積雪対策運転回転数Ns、Nrsに設定される。例えば、積雪対策運転回転数Ns、Nrsを最大回転数Nx、Nrxの0.5倍〜0.8倍程度の回転数に設定される。ここで、最大回転数Nx及び積雪対策運転回転数Nsは、室外ファン27の正方向の回転動作における回転数であり、最大回転数Nrx及び積雪対策運転回転数Nrsは、室外ファン27の逆方向の回転動作における回転数である。
さらに、制御部6は、積雪対策運転中は、積雪対策運転を行っていることがわかるように表示を行う。例えば、リモコン60に積雪対策運転中である旨の画面表示を行う。
上記のような積雪対策運転を行うと、まず、室外ファン27の正方向の回転動作によって、吹出口43bから室外ユニット2外に空気を吹き出させる流れが生じるため、吹出口43bから室外ユニット2内に雪が吹き込むことを防止することができる。このとき、吸入口43a、43cから室外ユニット2内に空気を取り込む流れも生じるため、吸入口43a、43cから室外ユニット2内に雪が吹き込んで室外熱交換器23に付着するおそれがある。しかし、室外熱交換器23に雪が付着しても、正方向の回転動作の後に行われる室外ファン27の逆方向の回転動作によって、吸入口43a、43cから室外ユニット2外に空気を吹き出させる流れが生じるため(図4参照)、室外熱交換器23から雪を取り除くことができる。
このように、ここでは、室外ファン27の正方向の回転動作と逆方向の回転動作とを交互に行う積雪対策運転によって、室外ユニット2内への雪の吹き込みの防止及び室外熱交換器23への雪の付着の防止する動作の両方を図ることができる。また、ここでは、積雪対策運転時に、室外ファン27を最大回転数Nx、Nrxよりも低い積雪対策運転回転数で回転させるようにしているため、積雪対策運転時における室外ファン27の電力消費量を抑制することができる。さらに、ここでは、積雪対策運転を行っていることがわかるように表示がなされるため、ユーザーが積雪対策運転を室外ファン27の誤動作や故障と誤解することを防ぐことができる。
また、図7においては、各回転動作を行う時間が同じ時間になるように図示しているが、これに限定されるものではない。例えば、ここでは図示しないが、室外ファン27を正方向に回転させる動作の時間を逆方向に回転させる動作の時間よりも長くしたり、短くしてもよい。
また、ここで、「室外ファン27を正方向に回転させる動作と室外ファン27を逆方向に回転させる動作とを交互に行う」とは、図7のように、正方向の回転動作と逆方向の回転動作とを1回ずつ交互に行う場合だけでなく、図8に示すように、これらの回転動作間に室外ファン27の停止(回転数ゼロ)を挟むようにして、回転動作を間欠的に行う場合も含む。そして、回転動作を間欠的に行う場合には、例えば、図9に示される2回の正方向の回転動作と1回の逆回転動作とを交互に行う場合のように、1回以上の正方向の回転動作と1回以上の逆回転動作とを交互に行うようにしてもよい。ここで、各回転動作間の室外ファン27の停止時間も、各回転動作の時間と同様に、数分から10数分程度に設定される。尚、回転動作を間欠的に行う場合には、積雪対策運転時における室外ファン27の電力消費量をさらに抑制することができる。
(5)変形例
<A>
上記実施形態では、圧縮機21の停止中は無条件に積雪対策運転を行うようにしている(図6参照)。しかし、外気温度Toが積雪しない程度に高ければ、室外ユニット2内への雪の吹き込みや室外熱交換器23への雪の付着のおそれがないため、積雪対策運転を行う必要がない。
<A>
上記実施形態では、圧縮機21の停止中は無条件に積雪対策運転を行うようにしている(図6参照)。しかし、外気温度Toが積雪しない程度に高ければ、室外ユニット2内への雪の吹き込みや室外熱交換器23への雪の付着のおそれがないため、積雪対策運転を行う必要がない。
そこで、ここでは、図10に示すように、制御部6が、外気温度Toが所定温度Tos以下の場合だけ(図10のステップST3参照)、積雪対策運転を行うようにしている。このため、ここでは、無駄に積雪対策運転が行われることを防ぐことができる。
<B>
上記実施形態では、圧縮機21の停止中は無条件に積雪対策運転を行うようにしている(図6参照)。しかし、除霜運転が短時間で済む場合には、外気温度Toが積雪しない程度に高く、室外ユニット2内への雪の吹き込みや室外熱交換器23への雪の付着のおそれがないため、積雪対策運転を行う必要がない。
上記実施形態では、圧縮機21の停止中は無条件に積雪対策運転を行うようにしている(図6参照)。しかし、除霜運転が短時間で済む場合には、外気温度Toが積雪しない程度に高く、室外ユニット2内への雪の吹き込みや室外熱交換器23への雪の付着のおそれがないため、積雪対策運転を行う必要がない。
そこで、ここでは、図11に示すように、制御部6が、圧縮機21を停止させる直前の除霜運転の所要時間tdが所定時間tds以上の場合だけ(図11のステップST4参照)、積雪対策運転を行うようにしている。このため、ここでは、無駄に積雪対策運転が行われることを防ぐことができる。
また、この除霜運転の所要時間tdによる積雪対策運転の要否判定と上記変形例Aの外気温度Toによる積雪対策運転の要否判定とを組み合わせてもよい。すなわち、図12に示すように、外気温度Toが所定温度Tos以下の場合で、かつ、除霜運転の所要時間tdが所定時間tds以上の場合だけ、積雪対策運転を行うようにしてもよい。
<C>
上記実施形態及び変形例A、Bでは、室外ファン27が上下2つ設けられた室外ユニット2を例に挙げて説明しているが、室外ファンが1つ設けられた室外ユニットであってもよい。
上記実施形態及び変形例A、Bでは、室外ファン27が上下2つ設けられた室外ユニット2を例に挙げて説明しているが、室外ファンが1つ設けられた室外ユニットであってもよい。
また、上記実施形態及び変形例A、Bでは、ケーシング40の側面及び背面に形成された吸入口43a、43cに面する室外熱交換器23と、ケーシング40の前面に形成された吹出口43bに面する室外ファン27と、を収容した横吹き型の室外ユニット2を例に挙げて説明しているが、これに限定されるものではない。例えば、ケーシングの側面及び背面に形成された吸入口に面する室外熱交換器と、ケーシングの天面に形成された吹出口に面する室外ファンと、を収容した上吹き型の室外ユニットであってもよい。
また、上記実施形態及び変形例A、Bでは、圧縮機21がケーシング40内に収容された室外ユニット2を例に挙げて説明しているが、圧縮機がケーシング内に収容されていない室外ユニット(いわゆるリモートコンデンサ型の室外ユニット)であってもよい。
また、上記実施形態及び変形例A、Bでは、膨張機構24として、膨張弁が採用されているが、これに限定されるものではなく、キャピラリチューブや膨張機を採用してもよい。また、膨張弁24が室内ユニット3に設けられていてもよい。さらに、室内ユニット3を複数有していてもよい。
また、上記実施形態及び変形例A、Bでは、空気調和装置1を構成する室外ユニット2を例に挙げて説明しているが、これに限定されるものではなく、ヒートポンプ式の給湯機等の他の冷凍装置を構成する室外ユニットであってもよい。
本発明は、室外熱交換器及び室外ファンが室外ユニットに収容された冷凍装置に対して、広く適用可能である。
1 空気調和装置(冷凍装置)
6 制御部
10 冷媒回路
21 圧縮機
23 室外熱交換器
24 膨張弁(膨張機構)
27 室外ファン
31 室内熱交換器
6 制御部
10 冷媒回路
21 圧縮機
23 室外熱交換器
24 膨張弁(膨張機構)
27 室外ファン
31 室内熱交換器
Claims (5)
- 圧縮機(21)、室外熱交換器(23)、膨張機構(24)及び室内熱交換器(31)を接続することによって構成される冷媒回路(10)と、前記室外熱交換器に空気を供給する室外ファン(27)と、前記圧縮機及び前記室外ファンの制御を行う制御部(6)と、を有しており、前記室外熱交換器及び前記室外ファンが室外ユニット(2)に収容されている冷凍装置において、
前記制御部は、前記圧縮機の停止中に、前記室外ファンを正方向に回転させる動作と前記室外ファンを逆方向に回転させる動作とを交互に行う積雪対策運転を行う、
冷凍装置(1)。 - 前記制御部は、外気温度が所定温度以下の場合に、前記積雪対策運転を行う、
請求項1に記載の冷凍装置。 - 前記制御部は、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室外熱交換器に流すことによって前記室外熱交換器に付着した霜を融解させる除霜運転を行い、
前記制御部は、前記圧縮機を停止させる直前の前記除霜運転の所要時間が所定時間以上の場合に、前記積雪対策運転を行う、
請求項1に記載の冷凍装置。 - 前記制御部は、前記積雪対策運転時に、前記室外ファンを最大回転数よりも低い積雪対策運転回転数で回転させる、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の冷凍装置。 - 前記制御部は、前記積雪対策運転を行っていることがわかるように表示を行う、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の冷凍装置。
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