JP2020051666A

JP2020051666A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2020051666A
Application number: JP2018180314A
Authority: JP
Inventors: 帥朱; Shuai Zhu; 隼安部; Hayato Abe; 覚岡田; Satoru Okada
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Toshiba Carrier Corp
Priority date: 2018-09-26
Filing date: 2018-09-26
Publication date: 2020-04-02
Anticipated expiration: 2038-09-26
Also published as: CN110953662A; JP7148344B2

Abstract

【課題】極力暖房運転を継続して効率良く室外熱交換器の除霜を行う空気調和機を提供する。【解決手段】実施形態の空気調和機において、制御装置は、暖房運転において室外熱交換器の除霜を行う際、室外温度センサにより検出された外気温度が予め定められた所定温度よりも高く、且つ前回の除霜から今回除霜を開始するまでの時間が予め定められた所定時間以上の場合、冷媒配管を流れる冷媒の循環方向を四方弁により切替えることなく、電子膨張弁の開度を開くように制御するとともに室外ファンを運転することで、暖房サイクルのまま当該除霜を行う暖房継続除霜運転を実行する。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、空気調和機に関する。

従来より、空気調和機では、暖房運転において室外熱交換器に着霜が生じると、冷凍サイクル内の冷媒の循環方向を逆に切替えるリバース除霜運転により除霜が行われている。リバース除霜運転では、冷凍サイクルが冷房運転用のサイクルとなり、室内熱交換器を蒸発器として利用するため短時間での除霜が可能であるが、室内に温風を供給することができない。

この点、特許文献１には、リバース除霜運転とは別の方式として、圧縮機から吐出される高温冷媒の一部を、バイパス配管を介して室外熱交換器に供給するホットガスバイパス除霜運転が開示されている。ホットガスバイパス除霜運転では、冷凍サイクルを暖房運転用のサイクルとしたまま、室外熱交換器の除霜を行うことができる。

特開平１１−２５７７１８号公報

しかしながら、ホットガスバイパス除霜運転では、室外熱交換機と室内熱交換器との双方が凝縮器となるため、冷凍サイクル中の冷媒が吸熱できず除霜時間が長くなる虞がある。
そこで、極力暖房運転を継続して効率良く室外熱交換器の除霜を行う空気調和機を提供する。

本実施形態の空気調和機は、圧縮機、四方弁、室内熱交換器、電子膨張弁及び室外熱交換器を冷媒配管で環状に接続した冷凍サイクルと、前記室外熱交換器に外気を送る室外ファンと、室外の外気温度を検出するための室外温度センサと、暖房運転において、前記室外熱交換器の除霜を行う際、前記室外温度センサにより検出された外気温度が予め定められた所定温度よりも高く、且つ前回の除霜から今回除霜を開始するまでの時間が予め定められた所定時間以上の場合、前記冷媒配管を流れる冷媒の循環方向を前記四方弁により切替えることなく、前記電子膨張弁の開度を開くように制御するとともに前記室外ファンを運転することで、暖房サイクルのまま当該除霜を行う暖房継続除霜運転を実行する制御装置と、を備える。

本実施形態の空気調和機の構成を概略的に示す図室外熱交換器の除霜を行う際の処理の流れを示すフローチャートリバース除霜運転における制御内容を示すタイムチャート暖房継続除霜運転における制御内容を示すタイムチャート

以下、一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１に示すように、空気調和機１は、圧縮機２、四方弁３、室内熱交換器４、電子膨張弁５及び室外熱交換器６を冷媒配管７で環状に接続したヒートポンプ式の冷凍サイクル８を備えている。

室内に設置される室内機１１には、室内熱交換器４が収納されるとともに、その熱交換器４に室内空気を送る室内ファン４ａが収納されている。詳しい図示は省略するが、室内ファン４ａは例えば横流ファンであり、室内機１１の吸込口から室内空気を吸い込んで、室内熱交換器４に対して空気の流れを生じさせ、その室内熱交換器４で熱交換された空気を、室内機１１の吹出口から室内へ吹き出す気流を生じさせる。

室外に設置される室外機１２には、圧縮機２、四方弁３、電子膨張弁５及び室外熱交換器６が収納されるとともに、その室外熱交換器６に外気を送る室外ファン６ａが収納されている。詳しい図示は省略するが、室外ファン６ａは例えばプロペラファンであり、室外熱交換器６に対して室外機１２の背面側から外気を通過させる空気の流れを生じさせ、その室外熱交換器６で熱交換された外気を室外機１２正面の吹出口から吹き出す気流を生じさせる。

圧縮機２は、吸込口２ａ側からガス冷媒を吸い込み、その冷媒を圧縮して吐出口２ｂ側から吐出させることで、冷媒を高圧、高温化して冷媒配管７内の冷媒を循環させる。圧縮機２は、例えば能力可変型であり、後述する制御装置１０（インバータ制御装置）により、その運転周波数たる回転数を変更可能に構成されている。

四方弁３は、暖房運転時や冷房運転時或いは暖房運転中に行われるリバース除霜運転時において、冷媒配管７を流れる冷媒の循環方向を各運転に応じた循環方向に切替える。具体的には、四方弁３は、暖房運転時において圧縮機２の吐出口２ｂから吐出される冷媒の流路を室内熱交換器４に接続するとともに吸込口２ａに吸い込まれる冷媒の流路を室外熱交換器６に接続した暖房サイクルの状態と、冷房運転時或いはリバース除霜運転時において圧縮機２の吐出口２ｂから吐出される冷媒の流路を室外熱交換器６に接続するとともに吸込口２ａに吸い込まれる冷媒の流路を室内熱交換器４に接続した冷房サイクルの状態と、の間で切替わる。これにより、冷媒は、暖房サイクルの状態において図１の実線矢印Ａで示す方向へ流れ、冷房サイクルの状態において図１の破線矢印Ｂで示す方向へ流れる。

室内熱交換器４では、冷媒の流れる方向に応じて放熱又は吸熱作用が行われ、室内ファン４ａの運転によって、当該熱交換器４を通過する空気との熱交換が促される。
室外熱交換器６では、冷媒の流れる方向に応じて放熱又は吸熱作用が行われ、室外ファン６ａの運転によって、当該熱交換器６を通過する空気との熱交換が促される。
電子膨張弁５は、最小開度と最大開度との間で弁の開度を制御することで冷媒の絞り量が適正になるように調整される膨張装置であり、例えばＰＭＶ（Pulse Motor Valve）で構成されている。

空気調和機１は、温度検出手段として、室外温度センサ１３、室外熱交換器温度センサ１４、圧縮機２の吸込温度センサ１５を備えている。各温度センサ１３〜１５は、例えばサーミスタで構成され、室外機１２に配設されている。
室外温度センサ１３は、室外機１２内において外気と接触する箇所、通常は室外熱交換器６の空気吸い込み側、に設けられ、室外の温度つまり外気温度を検出する。室外熱交換器温度センサ１４は、室外熱交換器６の配管等に取り付けられ、室外熱交換器６の温度を検出する。吸込温度センサ１５は、圧縮機２の吸込口２ａ側の冷媒配管７に設けられ、圧縮機２に吸い込まれる冷媒の温度を検出する。

空気調和機１の制御装置１０は、例えばマイクロコンピュータを主体に構成されていて、図示しないＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部を備える。記憶部には、内容を後述する運転制御プログラムが記憶されている。制御装置１０には、圧縮機２、四方弁３、電子膨張弁５、室内ファン４ａ、室外ファン６ａ、及び各温度センサ１３〜１５が接続されている（図１の二点鎖線参照）。そして、制御装置１０は、図示しないリモコン等の操作部から入力される入力信号や各温度センサ１３〜１５から入力される検出信号等に基づいて、圧縮機２、四方弁３、電子膨張弁５、室外ファン６ａの動作を制御する。
なお、図中、説明を簡略化するために制御装置１０を室外機１２のみに記載したが、実際には室内機１１に図示しない室内制御器が設けられ、室外機１２の制御装置１０と通信により必要な情報をやり取りしている。リモコン等の操作部から入力される入力信号は、この室内制御器を経由して制御装置１０に入力されており、室内ファン４ａは、室内制御器によって運転／停止及び回転数が制御される。このように、室内制御器も室外制御器としての制御装置１０とともに空気調和機１の動作を制御する制御装置に相当する。なお、空気調和機１の制御装置は、少なくとも室外機１２と室内機１１との何れか一方に配設されるものである。以下では説明の便宜上、制御装置１０は、室内制御器を含むものとし、従って例えば室内ファン４ａをも制御するものとして説明する。

さて、暖房運転時、室外熱交換器６の温度が０℃以下で且つ外気の露点温度より低くなった場合、その外気中の水分が室外熱交換器６に霜となって付着する。この場合、霜の成長に伴う暖房性能の悪化を抑制するために、リバース除霜運転が行われる。リバース除霜運転では、暖房運転における冷媒の循環方向を四方弁３により逆に切替えた冷房サイクルで室外熱交換器６の除霜を行う。また、本実施形態の空気調和機１では、リバース除霜運転と異なり、冷媒の循環方向を四方弁３により切替えることなく、暖房サイクルのまま当該除霜を行う暖房継続除霜運転も実行可能に構成されている。すなわち、本実施形態においては、リバース除霜運転と暖房継続除霜運転が状況によって適切に使い分けられる。

ここで、図２は、暖房継続除霜運転に係る前記運転制御プログラムの処理の流れを示している。同図に示すように、本実施形態における暖房継続除霜運転とリバース除霜運転は、選択的に実行されるものとする。また、制御装置１０は、暖房運転中において、室外熱交換器温度センサ１４により検出される室外熱交換器温度を監視し、その温度変化に基づき除霜が必要であるか否かを判断する。この除霜が必要であるとき、除霜開始条件が成立したものとして、図２の処理を開始する。

即ち先ず、制御装置１０は、暖房運転において室外熱交換器６の温度が低下することに伴い除霜開始条件が成立したとき、室外温度センサ１３により検出される外気温度Ｔ_OUTを取得し、その外気温度Ｔ_OUTが予め定められた所定温度Ｔ０（例えば０℃）よりも高いか否かを判断する（ステップＳ１）。所定温度の値Ｔ０は、予め前記記憶部に記憶されており、０℃に限らず適宜変更しうるが、暖房継続除霜運転では外気によって室外熱交換器６の霜を溶かすため、少なくとも０℃よりも高い値が設定される。除霜開始条件の判定は、室外熱交換器６の温度、所定時間での室外熱交換器６の温度低下量、低下率、さらには室外温度センサ１３により検出した外気温を加味する等、公知の様々な条件を用いることができる。

制御装置１０は、外気温度Ｔ_OUTが所定温度Ｔ０よりも高い場合（Ｔ_OUT＞Ｔ０、ステップＳ１：ＹＥＳ）、前回除霜を開始してから今回除霜を開始するまでの時間Ｍが予め定められた所定時間ｔｃ以上となったか否かを判断する（ステップＳ２）。換言すれば、直近の除霜がリバース除霜運転により行われていれば当該リバース除霜運転の開始時点（後述する図３の開始時点ｔ_R1参照）から現時点（今回の除霜の開始時点）までの時間Ｍを計時する。また、直近の除霜が暖房継続除霜運転により行われていれば当該暖房継続除霜運転の開始時点（図４の開始時点ｔ_C1参照）から現時点までの時間Ｍを計時し、その計時した時間Ｍと所定時間ｔｃとを比較する。なお、リバース除霜運転や暖房継続除霜運転は、それほど長い時間ではないため、時間Ｍを前回の除霜終了時点（ｔ_R2、またはｔ_C2）から今回の除霜の開始時点までとすることもできる。この時間Ｍは、除霜から除霜までの周期と考えることができ、所定時間ｔｃは、計時を開始する起算点（ｔ_R1，ｔ_C1，ｔ_R2，ｔ_C2）等に応じた適宜の値ｔｃを設定することができる。

制御装置１０は、係る比較により所定時間ｔｃ内にリバース除霜運転と暖房継続除霜運転の何れも行われていないと判断した場合、つまり、今回除霜を開始するまでの時間Ｍが所定時間ｔｃ以上（Ｍ≧ｔｃ）となっている場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、暖房継続除霜運転を開始する（ステップＳ４、図４参照）。
これに対し、今回除霜を開始するまでの時間Ｍが所定時間ｔｃ以上でない（Ｍ＜ｔｃ）、すなわち除霜周期が短い場合（ステップＳ２：ＮＯ）、又は、前記外気温度Ｔ_OUTが所定温度Ｔ０以下の場合（ステップＳ１：ＮＯ）、リバース除霜運転を開始する（ステップＳ３、図３参照）。以下、ステップＳ３以降の制御内容について、リバース除霜運転、暖房継続除霜運転の順に、図３、図４も参照しながら説明する。

＜１．リバース除霜運転＞
図３は、リバース除霜運転での圧縮機２の運転周波数Ｆ、室外ファン６ａの回転数Ｎ_OUT、室内ファン４ａの回転数Ｎ_IN、電子膨張弁５の開度Ｘ、及び四方弁３の切替え状態を示すタイムチャートである。

制御装置１０は、図３に示す「除霜検知」つまり除霜が必要と検知されて前記除霜開始条件が成立したとき、その時点ｔ_R1（厳密にはステップＳ１又はＳ２でＮＯと判断した時点）で、暖房運転を中断する。このとき、室外ファン６ａ及び室内ファン４ａを停止させて夫々の回転数Ｎ_OUT，Ｎ_INを０とするとともに、圧縮機２を一旦停止させてその運転周波数Ｆを０とする。

次いで、制御装置１０は、冷媒配管７を流れる冷媒の循環方向を、暖房サイクルの状態における循環方向（図１の実線矢印Ａ参照）から、冷房サイクルの状態における循環方向（破線矢印Ｂ参照）となるよう、四方弁３により切替える。これによって、暖房運転を行っていた時の冷媒の高低圧差を緩和して圧縮機２を起動しやすくする。この切替え後、図３に示すように圧縮機２を起動して、その運転周波数Ｆを段階的に上昇させることにより、リバース除霜運転を開始する。なお、電子膨張弁５の開度Ｘは、例えば除霜開始条件の成立時点ｔ_R1から、リバース除霜運転の開始時点するｔ_R1´まで最大開度として、冷媒の高低圧差の緩和に寄与させ、その開始時点ｔ_R1´以降、最大開度よりは小さい、大きめの開度に設定される。

こうして、リバース除霜運転では、ｔ_R1の直前まで（暖房運転まで）蒸発器として作用していた室外熱交換器６が、当該除霜運転の開始時点ｔ_R1´以降凝縮器として作用する。よって、外気温度Ｔ_OUTが例えば０℃以下で、或いは前回の除霜が不充分で今回のリバース除霜運転が前回の除霜から短期間（所定時間ｔｃ未満）のうちに行われる場合であっても、室外熱交換器６での放熱作用により、室外熱交換器６に付着した霜を短時間で溶かすことができる。

上記したステップＳ３のリバース除霜運転において、室内熱交換器４は、リバース除霜運転の開始時点ｔ_R1´以降蒸発器として作用し、吸熱するようになる。従って、リバース除霜運転中は、室内熱交換器４で温風を生成することができず、暖房運転を継続することができない。
また、リバース除霜運転において、制御装置１０は、室外熱交換器温度センサ１４により検出される室外熱交換器６の温度に基づいて除霜終了条件が成立したか否かを判断する。制御装置１０は、除霜終了条件が成立したとき、その時点ｔ_R2で圧縮機２を停止させてリバース除霜運転を終了する（図２のステップＳ６）。なお、除霜終了条件についても、室外熱交換器６の温度だけでなく、その温度変化等を組み合わせて判定してもよい。

そして、制御装置１０は、冷媒配管７を流れる冷媒の循環方向を、冷房サイクルの状態における循環方向（図１の破線矢印Ｂ参照）から、暖房サイクルの状態における循環方向（実線矢印Ａ参照）に戻すように四方弁３を切替える（図３参照）。また、制御装置１０は、停止していた室外ファン６ａ及び室内ファン４ａを夫々除霜開始前の回転数Ｎ_OUT，Ｎ_INで起動させる。次いで、制御装置１０は、圧縮機２を起動して、その運転周波数Ｆを除霜開始前の運転周波数まで段階的に上昇させるとともに電子膨張弁５の開度Ｘを除霜開始前の開度に戻すことにより、通常の暖房運転に復帰させて（図２のステップＳ７）、この処理を終了する。

なお、電子膨張弁５の開度Ｘはリバース除霜運転を終了する際（図３のｔ_R2、ｔ_R2´間の期間）も最大開度に設定される。それ故、リバース除霜運転を開始する際或いは終了する際に、四方弁３を切替えるとき、電子膨張弁５により高圧冷媒の圧力と低圧冷媒の圧力との差を小さくして、四方弁３の切替音や振動を抑制することができる。

＜２．暖房継続除霜運転＞
図４は、暖房継続除霜運転での圧縮機の運転周波数Ｆ、室外ファン６ａの回転数Ｎ_OUT、室内ファン４ａの回転数Ｎ_IN、電子膨張弁５の開度Ｘ、四方弁３の切替状態、及び吸込温度センサ１５で検知される冷媒温度Ｔｃを示すタイムチャートである。
制御装置１０は、前記除霜開始条件が成立した時点ｔ_C1（厳密には前記Ｓ２でＹＥＳと判断した時点）で、暖房継続除霜運転を開始する。

この場合、図４に示すように、電子膨張弁５の開度Ｘは、今回除霜を開始する直前の開度よりも大きい開度となるように制御装置１０により制御される。つまり、電子膨張弁５の開度Ｘは、暖房継続除霜運転の開始時点ｔ_C1から終了時点ｔ_C2まで、予め定められた開度（例えば最大開度）に設定され、保持される。このように、全開となる開度Ｘに設定されることで、冷凍サイクル８における高圧冷媒の圧力と低圧冷媒の圧力との差を極力小さくして、室外熱交換器６に対し除霜に適した温度と量の冷媒を流すことができる。よって、図４に示すｔ_C1の時点から電子膨張弁５の開度Ｘを開くことにより、冷媒の循環方向を四方弁３で切替えることなく、室外熱交換器６を除霜に適した温度とすることができる。

室外ファン６ａは、暖房継続除霜運転の開始時点ｔ_C1から終了時点ｔ_C2まで、予め定められた所定回転数Ｎ_OUT（例えば最大回転数）で駆動するように制御装置１０により制御される。図４では、係る回転数Ｎ_OUTについて、暖房運転時の室外ファン６ａの最大回転数と同じ値に設定した場合であって、開始時点ｔ_C1から暖房運転時の最大回転数で当該ファン６ａを継続駆動させたときの例を示している。このように、回転数Ｎ_OUTは、通常の暖房運転時における室外ファン６ａの回転数と同等に設定してもよいし、通常の暖房運転時における回転数よりも高い回転数に設定してもよい。それ故、室外ファン６ａを所定回転数Ｎ_OUTで運転することにより、室外熱交換器６を通過する所定温度Ｔ０よりも高い外気との熱交換が促進され、室外熱交換器６の吸熱量を増加させて当該熱交換器６の除霜を効果的に行うことができる。

室内ファン４ａは、暖房継続除霜運転の開始時点ｔ_C1から終了時点ｔ_C2まで、予め定められた所定回転数Ｎ_INで駆動するように制御装置１０により制御される。この回転数Ｎ_INは、例えば通常の暖房運転時における室内ファン４ａの回転数よりも低い値に設定され、室内熱交換器４での放熱量が抑えられるものとする。それ故、室内ファン４ａを所定回転数Ｎ_INで運転することにより、室内に温風を供給しながらも、室内熱交換器４での放熱量を抑えて、室外熱交換器６に流入する冷媒の温度低下を抑制し、当該熱交換器６の除霜に適した状態とすることができる。

圧縮機２は、暖房継続除霜運転の開始時点ｔ_C1から終了時点ｔ_C2まで、予め定められた所定運転周波数Ｆで駆動するように制御装置１０により制御される。即ち図４に示すように、暖房継続除霜運転が開始されることに伴い、圧縮機２の運転周波数Ｆは、低めに設定され、当該低い運転周波数が終了時点ｔ_C2まで保持される。これにより、圧縮機２の運転周波数Ｆは、暖房継続除霜運転の開始時点ｔ_C1から、室外熱交換器６に対し除霜に適した温度と量の冷媒を供給するように設定される。

こうして、暖房継続除霜運転では、電子膨張弁５の開度Ｘの制御、室内ファン４ａ及び室外ファン６ａの各運転の制御、或いは圧縮機２の運転周波数Ｆの制御が行われることにより、室外熱交換器６に流入する冷媒の温度ひいては室外熱交換器６の温度が上昇して、室外熱交換器６に付着した霜を溶かすことができる。
また、圧縮機２の吸込口２ａ側における冷媒温度Ｔｃも、図４に示すように暖房継続除霜運転の開始時点ｔ_C1で上昇し、更に室外熱交換器６の除霜の進行に応じて徐々に上昇する。

このとき、制御装置１０は、吸込温度センサ１５により検出される当該冷媒温度Ｔｃが予め定められた所定冷媒温度Ｔｃｈよりも高くなったと判断した場合に、又は、暖房継続除霜運転を実行する時間ｔが上限ｔ_MAX（「上限時間ｔ_MAX」とも称す）に達したと判断した場合に、暖房継続除霜運転を終了する。
即ち、所定冷媒温度Ｔｃｈは、図４に示す「除霜終了判定温度」であり、上限時間ｔ_MAXは、所期の除霜時間を超えて除霜運転を継続しないように規定された判定時間であり、何れの値Ｔｃｈ，ｔ_MAXも予め前記記憶部に記憶されている。制御装置１０は、暖房継続除霜運転中において、吸込温度センサ１５により検出される冷媒温度Ｔｃを監視するとともに、暖房継続除霜運転の開始時点ｔ_C1からの時間ｔを計時する。

そして、制御装置１０は、冷媒温度Ｔｃが所定冷媒温度Ｔｃｈ以下で、且つ暖房継続除霜運転を実行する時間ｔが上限時間ｔ_MAXに満たない場合（図２のステップ５：ＮＯ）、暖房継続除霜運転を継続する（Ｓ４）。これに対し、冷媒温度Ｔｃが所定冷媒温度Ｔｃｈよりも高くなったとき（Ｔｃ＞Ｔｃｈ）、或いは暖房継続除霜運転を実行する時間ｔが上限時間ｔ_MAXに達したとき（ｔ≧ｔ_MAX）、その何れかの時点ｔ_C2で除霜終了条件が成立したものとして（ステップＳ５：ＹＥＳ）、暖房継続除霜運転を終了する（ステップＳ６）。

そして、制御装置１０は、暖房継続除霜運転から通常の暖房運転に復帰させて（ステップＳ７）、この処理を終了する。なお、通常の暖房運転への復帰は、除霜開始条件成立前の元の圧縮機２の運転周波数Ｆ、各ファン４ａ，６ａの回転数Ｎ_IN、Ｎ_OUT、電子膨張弁５の開度Ｘに戻すことにより行われる（図４参照）。

以上説明したように、本実施形態の空気調和機１は、冷凍サイクル８と、室外ファン６ａと、室外温度センサ１３と、制御装置１０と、を備え、制御装置１０は、暖房運転において、室外熱交換器の除霜を行う際、室外温度センサ１３により検出された外気温度Ｔ_OUTが予め定められた所定温度Ｔ０よりも高く、且つ前回の除霜から今回除霜を開始するまでの時間Ｍが予め定められた所定時間ｔｃ以上の場合、冷媒配管７を流れる冷媒の循環方向を四方弁３により切替えることなく、電子膨張弁５の開度Ｘを開くように制御するとともに室外ファン６ａを運転することで、暖房サイクルのまま当該除霜を行う暖房継続除霜運転を実行する。

これによれば、暖房運転を継続しつつ、電子膨張弁５の開度Ｘを開いて室外熱交換器６の温度を高めることができ、又、室外ファン６ａの運転により、室外熱交換器６を通過する所定温度Ｔ０よりも高い外気との熱交換を促進することができ、しかも外気温度Ｔ_OUTと除霜の頻度に応じた好適なタイミングで除霜運転を実行して、室外熱交換器６の除霜を効率良く行うことができる。
また、これによれば、暖房運転を停止させないことはもとより、四方弁３を切替えたり、圧縮機２を停止させることもないので、負荷変動を抑制して騒音や振動を低減することができ、ユーザに不快感を与えることなく除霜を行うことができる。

制御装置１０は、暖房運転において、室外熱交換器６の除霜を行う際、室外温度センサ１３により検出された外気温度Ｔ_OUTが予め定められた所定温度Ｔ０以下の場合、又は、前回の除霜から今回除霜を開始するまでの時間Ｍが予め定められた所定時間ｔｃ未満の場合、冷媒の循環方向を四方弁３により逆に切替えた冷房サイクルで当該除霜を行うリバース除霜運転を実行する。

これによれば、例えば外気温度Ｔ_OUTが比較的低く（例えば０℃以下）、或いは前回の除霜が不充分で、その前回の除霜から短期間（所定時間ｔｃ未満）のうちに今回の除霜を行う場合には、リバース除霜運転により、室内熱交換器６を蒸発器として利用するため短時間で確実に除霜を完了させることが可能となる。それ故、係るリバース除霜運転と暖房継続除霜運転とを選択的に実行することにより、できる限り室内の暖房を継続した総じて効果的な除霜を行うことができる。

制御装置１０は、暖房継続除霜運転において、更に室内ファン４ａを運転し、圧縮機２の運転周波数を制御する。これによれば、上記した電子膨張弁５の開度制御及び室外ファン６ａの運転制御と相俟って、暖房運転を継続しつつ、室外熱交換器６の除霜をより効率的に行うことができる。

制御装置１０は、吸込温度センサ１５により検出される冷媒温度Ｔｃが予め定められた所定冷媒温度Ｔｃｈよりも高くなった場合に、暖房継続除霜運転を終了する。これによれば、除霜の進行と相関を示す冷媒温度Ｔｃにより、除霜を終了させることができ、無駄な除霜運転を無くすことができる。

制御装置１０は、暖房継続除霜運転を実行する時間ｔに予め上限ｔ_MAXが定められており、当該実行する時間ｔが上限ｔ_MAXに達した場合に、暖房継続除霜運転を終了する。これによれば、例えば何らかの原因で、吸込温度センサ１５のセンサ機能が損なわれていたとしても、その検出結果たる冷媒温度Ｔｃとは無関係に、暖房継続除霜運転を終了させることができ、暖房継続除霜運転が徒に長くなるのを無くすことができる。

なお、本発明は上記し且つ図面に記載した実施形態や変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で任意に変更し、或いは拡張することができる。
例えば、図４に示した暖房継続除霜運転における、電子膨張弁５の開度Ｘは、通常の暖房運転での開度よりも大きい開度であれば、最大開度よりも小さくしてもよい。また、暖房継続除霜運転における各ファン４ａ，６ａの回転数Ｎ_IN,Ｎ_OUTも適宜変更してもよく、例えば室外ファン６ａの回転数Ｎ_OUTは、外気との熱交換が促進されるのであれば、最大回転数よりも低い回転数に設定してもよい。さらに、圧縮機２の運転周波数Ｆも、除霜に適した運転周波数となるように適宜設定してもよい。

また、「前回の除霜」から今回除霜を開始するまでの時間Ｍに関し（図２のステップ２参照）、リバース除霜運転と暖房継続除霜運転の双方を「前回の除霜」の対象としたが、少なくとも何れか一方を「前回の除霜」の対象としてもよい。つまり例えば、ステップＳ２に代えて、前回暖房継続除霜運転を終了してから今回除霜を開始するまでの時間Ｍが所定時間ｔｃ以上となっているか否かを判断するステップを実行してもよい。このように「前回の除霜」の対象を暖房継続除霜運転だけにしても、その後の時間が所定時間ｔｃ以上になっているか否かに応じて、リバース除霜運転と暖房継続除霜運転との何れかが実行されることから、上記した実施形態と同様の効果を奏する。
また、上記したように、前回の除霜から今回除霜を開始するまでの時間Ｍは、前回の除霜開始から今回除霜を開始するまでの時間とし、或いは前回の除霜終了から今回除霜を開始するまでの時間とした場合でも、その比較対象となる所定時間ｔｃを適宜設定することにより、所期の除霜運転を実行させることができる。
この他、上記した除霜開始条件等の各条件ないし具体数値は、要旨を逸脱しない範囲で適宜設定すればよい。
なお、使用者の操作によって暖房運転が停止した場合は、除霜間隔の時間のカウントはリセットされる。また、暖房運転開始からの初回の除霜運転については、暖房運転開始から初回の除霜開始までの時間を時間Ｍとして扱い、その時間Ｍと所定時間ｔｃとが比較、判定されて、リバース除霜運転と暖房継続除霜運転の何れかが除霜運転として選択される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

図面中、１は空気調和機、２は圧縮機、３は四方弁、４は室内熱交換器、４ａは室内ファン、５は電子膨張弁、６は室外熱交換器、６ａは室外ファン、７は冷媒配管、８は冷凍サイクル、１０は制御装置、１３は室外温度センサ、１５は吸込温度センサを示す。

Claims

圧縮機、四方弁、室内熱交換器、電子膨張弁及び室外熱交換器を冷媒配管で環状に接続した冷凍サイクルと、
前記室外熱交換器に外気を送る室外ファンと、
室外の外気温度を検出するための室外温度センサと、
暖房運転において、前記室外熱交換器の除霜を行う際、前記室外温度センサにより検出された外気温度が予め定められた所定温度よりも高く、且つ前回の除霜から今回除霜を開始するまでの時間が予め定められた所定時間以上の場合、前記冷媒配管を流れる冷媒の循環方向を前記四方弁により切替えることなく、前記電子膨張弁の開度を開くように制御するとともに前記室外ファンを運転することで、暖房サイクルのまま当該除霜を行う暖房継続除霜運転を実行する制御装置と、
を備える空気調和機。
前記制御装置は、暖房運転において、前記室外熱交換器の除霜を行う際、前記室外温度センサにより検出された外気温度が予め定められた所定温度以下の場合、又は、前記時間が予め定められた所定時間未満の場合、前記冷媒の循環方向を前記四方弁により逆に切替えた冷房サイクルで当該除霜を行うリバース除霜運転を実行する請求項１記載の空気調和機。
前記室内熱交換器に室内空気を送る室内ファンを備え、
前記制御装置は、前記暖房継続除霜運転において、更に前記室内ファンを運転し、前記圧縮機の運転周波数を制御する請求項１又は２記載の空気調和機。
前記圧縮機の吸込側の冷媒温度を検出するための吸込温度センサを備え、
前記制御装置は、前記吸込温度センサにより検出される冷媒温度が予め定められた所定冷媒温度よりも高くなった場合に、前記暖房継続除霜運転を終了する請求項１から３の何れか一項記載の空気調和機。
前記制御装置は、前記暖房継続除霜運転を実行する時間に予め上限が定められており、前記暖房継続除霜運転を実行する時間が上限に達した場合に、前記暖房継続除霜運転を終了する請求項１から４の何れか一項記載の空気調和機。
前回の除霜から今回除霜を開始するまでの時間は、前回の除霜開始から今回除霜を開始するまでの時間である請求項１から５の何れか一項記載の空気調和機。
前回の除霜から今回除霜を開始するまでの時間は、前回の除霜終了から今回除霜を開始するまでの時間である請求項１から５の何れか一項記載の空気調和機。