JP2021143771A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換の効率を向上させた空気調和機を提供する。【解決手段】空気調和機は、冷媒回路と、室外ファンと、制御装置とを具備する。上記冷媒回路は、圧縮機、室内熱交換器、減圧器、及び室外熱交換器に冷媒を循環させ、上記圧縮機から吐出される上記冷媒の流れ方向を切り替える流路切替器を含む。上記室外ファンは、上記室外熱交換器に空気を送風する。上記制御装置は、除霜運転時に、上記圧縮機から吐出された上記冷媒を上記室外熱交換器に向かうよう上記流路切替器を切り替え、上記室外ファンを暖房運転時とは逆向きに回転させて上記室外熱交換器に上記空気を送風する制御を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和機に関する。

空気調和機の中に扁平管と放熱フィンとを備えた室外熱交換器を用いるものがある。このような室外熱交換器では、横に延びる複数の扁平管が所定の間隔をおいて上下に並べられ、さらに板状の放熱フィンが所定の間隔をおいて扁平管の伸長方向に扁平管と交差するように並べられる。室外熱交換器では、放熱フィンに接触しながら室外熱交換器を通過する空気が扁平管内を流れる冷媒と熱交換する。

ここで、扁平管は、複数の冷媒流路を有している。複数の冷媒流路は、空気が室外熱交換器を通過する方向に列状になって並設されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１６３３１７号公報

空気調和機の暖房運転時、室外熱交換器の扁平管内を流れる冷媒の温度は、室外熱交換器を通過する空気の温度よりも低い。この時、冷媒の温度が空気の露点温度以下、且つ、氷点温度以下である場合、室外熱交換器に霜が付着する。室外熱交換器における風下側の流路を流れる冷媒と熱交換する空気は、室外熱交換器における風上側の流路を流れる冷媒と熱交換した空気である。

そのため、室外熱交換器の風上側における空気と冷媒との温度差は、室外熱交換器の風下側における空気と冷媒との温度差よりも大きい。当該温度差が大きい程、付着する霜の量は多くなるため、室外熱交換器の風上側に付着する霜の量は、室外熱交換器の風下側に付着する霜の量より多い。

空気調和機は、除霜運転によって扁平管内に高温の冷媒を流すことで、室外熱交換器に付着した霜を融解することができる。除霜運転時は、霜が多く付着している室外熱交換器の風上側と比較して、付着している霜の量が少ない室外熱交換器の風下側の霜が先に融解しきる。

また、列状になって並設された複数の冷媒流路を有する扁平管を備えた室外熱交換器の場合、除霜運転によって室外熱交換器の風下側の霜を融解し終えた後は、風上側の冷媒流路を流れる冷媒によって室外熱交換器の風上側に付着した霜を融解しきるまで、風下側の冷媒流路を流れる冷媒は霜の融解に積極的に寄与することなく冷媒流路を通過してしまう。これにより、扁平管を利用した熱交換器としては、冷媒の熱を無駄なく霜の融解に用いることで、除霜運転時間を短縮させることが求められている。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、除霜運転を行う時間を短縮させた空気調和機を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る空気調和機は、冷媒回路と、室外ファンと、制御装置とを具備する。上記冷媒回路は、圧縮機、室内熱交換器、減圧器、及び室外熱交換器に冷媒を循環させ、上記圧縮機から吐出される上記冷媒の流れ方向を切り替える流路切替器を含む。上記室外ファンは、上記室外熱交換器に空気を送風する。上記室外熱交換器は、空気が室外熱交換器を通過する方向に並んで配置された複数の冷媒流路を備える。上記制御装置は、除霜運転時に、上記圧縮機から吐出された上記冷媒を上記室外熱交換器に向かうよう上記流路切替器を切り替え、上記室外ファンを暖房運転時とは逆向きに回転させて上記室外熱交換器に上記空気を送風する制御を行う。

このような空気調和機であれば、除霜運転時に室外ファンを暖房運転時とは逆向きに回転させることで、従来積極的に活用できていなかった風下側の冷媒流路を流れる冷媒の熱を用いて室外熱交換器の風上側に付着した霜を融解させることができるので、除霜運転を行う時間を短縮できる。

上記の空気調和機においては、上記制御装置は、上記室外ファンの回転を停止させて上記除霜運転を開始した後、第１の時間が経過した後に、上記室外ファンを暖房運転時とは逆向きに回転しながら上記除霜運転制御を行ってもよい。

このような空気調和機であれば、室外ファンの回転を停止させた後に室外ファンを暖房運転時とは逆向きに回転しながら除霜運転をすることで、室外熱交換器の風下側に付着した霜が融解し終えるのを待ってから、従来積極的に活用できていなかった風下側の冷媒流路を流れる冷媒の熱を用いて室外熱交換器の風上側に付着した霜を融解させることができるので、除霜運転を行う時間を短縮できる。

上記の空気調和機においては、上記制御装置は、上記室外ファンの回転を停止させて上記除霜運転を開始した後、上記室外熱交換器から流出する上記冷媒の温度上昇の傾きが所定値以上となったら、上記室外ファンを暖房運転時とは逆向きに回転しながら上記除霜運転制御を行ってもよい。

このような空気調和機であれば、室外熱交換器から流出する冷媒の温度上昇の傾きが所定値以上となったら、室外ファンを暖房運転時とは逆向きに回転しながら除霜運転をすることで、室外熱交換器の風下側に付着した霜が融解し終えるのを待ってから、従来積極的に活用できていなかった風下側の冷媒流路を流れる冷媒の熱を用いて室外熱交換器の風上側に付着した霜を融解させることができるので、除霜運転を行う時間を短縮できる。

上記の空気調和機においては、上記制御装置は、上記室外ファンを暖房運転時とは逆向きに回転する制御を第２の時間実行した後、上記室外ファンの回転を停止させる制御を行ってもよい。

このような空気調和機であれば、室外ファンを逆向きに回転させた後、室外ファンの回転を停止させることで、空気を温めることに冷媒の熱が過剰に用いられないようにすることができるので、室外熱交換器の温度を上昇させることができ、除霜運転を行う時間を短縮できる。

上記の空気調和機においては、上記室外熱交換器は、放熱フィンと、上記放熱フィンと交差し、列状になって並設された複数の前記冷媒流路を内部に有する扁平管とを有してもよい。

このような空気調和機であれば、室外熱交換器が扁平管を有しても、除霜運転を行う時間を短縮できる。

上記の空気調和機においては、上記扁平管は、上記空気の通過方向に複数並設され、除霜運転時の風上側の扁平管を第１の扁平管、風下側の扁平管を第２の扁平管とし、除霜運転時において第１の扁平管、第２の扁平管の順に冷媒が流通してもよい。

このような空気調和機であれば、扁平管が多列型あって除霜運転時に空気の通過方向の風上側に位置する扁平管に冷媒が投入されるので、除霜運転を行う時間を短縮できる。

上記の空気調和機においては、上記放熱フィンには、上記室外ファンが逆向きに回転する際、上記空気の通過方向の風下側に、除霜運転によって溶融した水滴を降下させる連通部が設けられてもよい。

このような空気調和機であれば、放熱フィンに溶融した水滴を優先的に降下させる連通部が設けられていることで、比較的霜が多く付着する箇所の水捌け性を向上させることができるので、除霜運転を行う時間を短縮できる。

以上述べたように、本発明によれば、除霜運転を行う時間を短縮させた空気調和機が提供される。

本実施形態の空調調節器を示すブロック構成図である。 図（ａ）は、本実施形態の室外熱交換器を示す模式的上面図、図（ｂ）は、図（ａ）のＡ１−Ａ１断面を示す模式的断面図、図（ｃ）は、図（ａ）のＡ２−Ａ２断面を示す模式的断面図である。 暖房運転時に起き得る着霜の作用を説明する模式図である。 本実施形態の除霜運転の一例を説明する模式図である。 図（ａ）は、制御装置によって制御された除霜運転のフローを示す図である。図（ｂ）は、制御装置によって制御された室外ファンの逆回転数の経時変化を表すグラフ図である。 図（ａ）は、本実施形態の室外熱交換器の変形例に係る模式的上面図であり、図（ｂ）、（ｃ）は、本実施形態の放熱フィンの変形例に係る模式的上面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。各図面には、ＸＹＺ軸座標が導入される場合がある。また、同一の部材または同一の機能を有する部材には同一の符号を付す場合があり、その部材を説明した後には適宜説明を省略する場合がある。

（空気調和機）

図１は、本実施形態の空調調節器を示すブロック構成図である。

図１に示すように、空気調和機１は、室内機２と、室外機３とを具備する。室内機２は、室内熱交換器４と、室内ファン２１と、室内熱交換器４及び室内ファン２１を収容する筐体９Ｂとを有する。室外機３は、室外熱交換器５と、圧縮機６と、減圧器（膨張弁）７と、流路切替器（四方弁）８と、制御装置１０と、室外ファン２０とを有する。筐体９Ａは、室外熱交換器５、圧縮機６、減圧器７、流路切替器８、制御装置１０、及び室外ファン２０を収容する。

また、筐体９Ａには、例えば、暖房運転時に室外ファン２０によって空気を筐体９Ａの正面側から流入させる開口９１と、この空気を筐体９Ａの背面側に排気する開口９２とが設けられている。同様に、筐体９Ｂにも室内ファン２１によって形成される気流を吸入したり、排気したりする開口が設けられている。図１では筐体９Ｂの開口は図示されていない。また、制御装置１０は、図示されたように室外機３に配置されてもよく、室内機２に配置されてもよく、室内機２及び室外機３のそれぞれに機能を分けて配置してもよい。

空気調和機１では、圧縮機６、室内熱交換器４、減圧器７、及び室外熱交換器５に冷媒を循環させることで、冷媒回路１ｃが形成される。冷媒回路１ｃには、圧縮機６から吐出される冷媒の流れ方向を切り替える流路切替器（四方弁）８が含まれる。室外熱交換器５には、室外ファン２０によって空気（室外空気）が送風され、室内熱交換器４には、室内ファン２１によって空気（室内空気）が送風される。また、室内熱交換器４及び室外熱交換器５のそれぞれの入口及び出口には、冷媒の温度を検出する温度センサが設けられてよい。

次に、空気調和機１における、暖房運転、冷房運転、及び除霜運転を説明する。これらの暖房運転、冷房運転、及び除霜運転は、制御装置１０によって制御されている。

暖房運転時には、室外機３の圧縮機６から吐出された高温高圧の冷媒が流路切替器８を介して室内機２の室内熱交換器４に流入する。室内熱交換器４（凝縮器）で空気と熱交換した高圧のガス冷媒は、凝縮して液化する。その後、高圧の液冷媒は、室外機３の減圧器７を通過することによって減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となり室外熱交換器５へ流入する。室外熱交換器５（蒸発器）で外気と熱交換した冷媒は気化する。その後、低圧の冷媒は、流路切替器８を介して圧縮機６に吸入される。冷媒回路における、この冷媒の流れを暖房サイクルとする。

冷房運転時には、室外機３の圧縮機６から吐出した高温高圧の冷媒が流路切替器８を介して室外熱交換器５に流入する。室外熱交換器５（凝縮器）で外気と熱交換した高圧のガス冷媒は凝縮して液化する。その後、高圧の液冷媒は、室外機３の減圧器７を通過することによって減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となり、室内機２の室内熱交換器４へ流入する。室内熱交換器４（蒸発器）では空気と熱交換した冷媒は気化する。その後、低圧のガス冷媒は、流路切替器８を介して圧縮機６に吸入される。冷媒回路における、この冷媒の流れを冷房サイクルとする。

さらに、空気調和機１では、暖房運転及び冷房運転のほかに、室外熱交換器５に発生した霜を取り除く除霜運転がある。

除霜運転時には、冷媒回路１ｃが冷房サイクルとされ、圧縮機６から吐出される高温の冷媒が室外熱交換器５に向かうように流路切替器８が切り替えられる。室外熱交換器５に高温冷媒が流入すると、室外熱交換器５に付着した霜が融解して液化する。

（室外熱交換器）

次に、室外熱交換器５の詳細について説明する。

図２（ａ）は、本実施形態の室外熱交換器を示す模式的上面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ１−Ａ１断面を示す模式的断面図、図２（ｃ）は、図２（ａ）のＡ２−Ａ２断面を示す模式的断面図である。

ここで、図２（ａ）には、室外熱交換器５のほかに、室外ファン２０が示されている。図２（ａ）においては、暖房運転時の空気の流れ方向が矢印５ａで表され、除霜運転時の空気の流れが矢印５ｂとして表されている。この矢印５ａは、暖房運転時に空気が室外熱交換器５を通過する方向に対応し、矢印５ｂは、除霜運転時に空気が室外熱交換器５を通過する方向に対応している。すなわち、除霜運転時、制御装置１０は、室外ファン２０を暖房運転時とは逆向きに回転させて室外熱交換器５に空気を送風する制御を行う。

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、室外熱交換器５は、冷媒が流通する複数の扁平管５１と、複数の扁平管５１のそれぞれの両端に取り付けられる一対のヘッダ５２と、複数の扁平管５１と交差する複数の放熱フィン５３とを備える。複数の放熱フィン５３は、一対のヘッダ５２が延びる方向に延びるように配置され、扁平管５１が延びる方向に並設される。

複数の扁平管５１は、空気が通過するための空間を介して上下に並設され、それぞれの両端が一対のヘッダ５２に接続・支持される。ここで、ヘッダ５２は、筒状であり、室外熱交換器５に冷媒が供給されると、どちらか一方のヘッダ５２内に冷媒が流入する。この後、冷媒は、分岐された複数の扁平管５１のそれぞれをに流入し、各々の扁平管５１を流れ、複数の扁平管５１のそれぞれから流出した後、他方のヘッダ５２において合流する。

複数の放熱フィン５３のそれぞれは、扁平管５１と交差する方向に延びるように配置される。放熱フィン５３は、平板形状を有する。複数の放熱フィン５３は、扁平管５１が延びるように配置される方向に空気が通過するための空間を介して並設されている。例えば、図２（ｂ）に示すように、複数の扁平管５１と複数の放熱フィン５３とが網状に交差する。これにより、上下に隣接する扁平管５１と、左右に隣接する放熱フィン５３とによって囲まれた空間が形成され、この空間に空気が通過する。

また、図２（ｃ）に示すように、扁平管５１の断面は、ヘッダ５２が延びる方向よりも空気が通過する方向（矢印５ａまたは５ｂ）に延伸する形状をなしている。扁平管５１の内部には、冷媒流路５１０が空気の通過する方向に列状になって並設されている。複数の冷媒流路５１０のそれぞれは、一対のヘッダ５２間で延びるように配置される。

放熱フィン５３には扁平管５１が嵌合される溝５３ａが形成されている。放熱フィン５３と扁平管５１とは、溝５３ａにおいてロウ付け等によって接合されている。放熱フィン５３は、溝５３ａが設けられている側と反対の側に連通部５３０を有する。連通部５３０は、ヘッダ５２が延びる方向に延び、複数の扁平管５１を跨ぐように形成されている。

（作用）

図３（ａ）、（ｂ）は、暖房運転時に起き得る着霜の作用を説明する模式図である。図３（ａ）、（ｂ）には、図２（ｃ）に例示した放熱フィン５３と扁平管５１とが示されている。また、図３（ａ）には、暖房運転開始直後の様子が示され、図３（ｂ）には、暖房運転によって着霜が起きた様子が示されている。ここで、室外熱交換器５の空間を通過する空気の流れの方向が矢印５ａで示されている。

図３（ａ）に示すように、空気調和機１の暖房運転時においては、流路切替器８の切り替えによって室内熱交換器４が凝縮器、室外熱交換器５が蒸発器となる。暖房運転時、室外熱交換器５では、扁平管５１内で冷媒が蒸発するときに空気から冷媒が熱を奪うことから室外熱交換器５に流入した空気は冷やされる。

ここで、空気が露点温度以下にまで冷やされると空気中の水分が凝縮し、この凝縮水が氷点以下に冷やされると霜となって室外熱交換器５に着霜する。さらに、室外熱交換器５の風下側の部分で冷媒と熱交換する空気は、室外熱交換器５の風上側の部分において冷媒と熱交換した空気である。そのため、室外熱交換器５の風上側の部分における空気と冷媒との温度差は、室外熱交換器５の風下側における空気と冷媒との温度差よりも大きい。当該温度差が大きい程、付着する霜の量は多くなるため、室外熱交換器５の風上側の部分に付着する霜の量は、室外熱交換器５の風下側に付着する霜の量より多く、霜の平均厚みが厚くなる。この状態を図３（ｂ）に示す。図３（ｂ）には、霜の平均厚みが厚いほど、ドット密度が濃く表示されている。

空気調和機１は、室外熱交換器５の除霜運転を行い、扁平管５１内に高温の冷媒を流すことで、室外熱交換器５に付着した霜を融解することができる。除霜運転時は、霜が多く付着している室外熱交換器５の風上側の部分と比較して、付着している霜の量が少ない室外熱交換器５の風下側の霜が先に融解しきる。室外熱交換器５の風下側の霜を融解し終えた後は、風上側の部分の冷媒流路５１０を流れる冷媒によって室外熱交換器５の風上側の部分に付着した霜を融解しきるまで、風下側の冷媒流路５１０を流れる冷媒は霜の融解に積極的に寄与することなく冷媒流路を通過してしまう。

このように、風下側の冷媒流路５１０を流れる温かい冷媒は、充分に除霜に寄与することができない。その結果、室外熱交換器５全体の霜を融解するのに時間を要していた。

図４（ａ）、（ｂ）は、本実施形態の除霜運転の一例を説明する模式図である。

本実施形態では、除霜運転開始直後に暫くの間、扁平管５１に温かい冷媒を流入させた後、室外ファン２０を暖房運転時とは逆の方向に回転させて、暖房運転時とは逆の方向に室外熱交換器５に空気を通過させる。すなわち、除霜運転での風上は、暖房運転では風下となり、除霜運転での風下は、暖房運転では風上となる。

例えば、図４（ａ）に示すように、除霜運転時に、室外ファン２０の回転を停止した状態で扁平管５１に温かい冷媒を流入させると、暖房運転時に風下側に付着した霜は、その厚みが比較的に薄いことから、早めに融解される。

続いて、図４（ｂ）に示すように、扁平管５１に温かい冷媒を流入させたまま、暖房運転時とは逆向きに空気を流すと、暖房運転時風下側の冷媒流路５１０によって温められた空気が暖房運転時とは逆向きに流れる。この逆向きの温風によって、暖房運転時に風上側の部分に付着した霜が融解され、最終的には室外熱交換器５に付着した霜が除霜される。すなわち、従来積極的に活用できていなかった、暖房運転時の風下側の冷媒流路を流れる冷媒の熱を用いて室外熱交換器５の風上側の部分に付着した霜を融解させる。

この除霜運転の流れをフロー図を用いて説明する。

図５（ａ）は、制御装置によって制御された除霜運転のフローを示す図である。図５（ｂ）は、制御装置によって制御された室外ファンの逆回転数の経時変化を表すグラフ図である。

まず、制御装置１０によって暖房運転から除霜運転に移行する制御がなされると、空気調和機１では、除霜運転モードとなり、除霜運転が開始される（ステップＳ１０）。

これにより、冷媒回路１ｃが冷房サイクルとなるように流路切替器８が切り替えられる（ステップＳ２０）。すなわち、室外ファン２０は停止された状態で圧縮機６から吐出される高温の冷媒が室外熱交換器５に向かうように流路切替器８が切り替えられる。

次に、室外熱交換器５に高温冷媒が流入すると、室外熱交換器５の暖房運転時風下側の部分に付着した薄い霜と高温の冷媒とが熱交換し、この薄い霜が溶けて液化し始める。この後、室外熱交換器５の暖房運転時風下側の部分に付着した霜が除霜されたか否かの判断がなされる（ステップＳ３０）。

例えば、室外熱交換器５の暖房運転時風下側の部分に付着した霜の除霜が終了すると、室外熱交換器５の暖房運転時風下側の部分を流れる冷媒の熱が霜の融解に使われなくなる。これにより、室外熱交換器５（凝縮器）から流出した冷媒の温度は除霜開始時の温度に比べて高い第１の所定の温度にまで上昇する。従って、室外熱交換器５の出口の温度（冷媒回路１ｃにおける室外熱交換器５と減圧器７の間を流れる冷媒の温度）または該温度の勾配（上昇率）を検出、算出することで、風下側の室外熱交換器５に付着した霜が除霜されたか否かの判断がなされる。

または、実験、シミュレーション等によって、室外熱交換器５に供給する冷媒の温度と、室外熱交換器５の暖房運転時風下側の部分に付着した霜の厚みと、それぞれの厚みに応じた霜が除霜されるまでの時間との関係を予めデータベース化しておき、このデータベースから室外熱交換器５の暖房運転時風下側の部分に付着した霜が除霜されたか否かが判断されてもよい。室外熱交換器５に付着した霜の厚み分布は、暖房運転時の室外熱交換器５の温度、暖房運転時間等から算出される。

風下側の室外熱交換器５に付着した霜が除霜されていないと判断された場合（ＮＯ）は、室外ファン２０の停止状態での除霜運転が引き続き行われる。また、風下側の室外熱交換器５に付着した霜が除霜されたと判断された場合（ＹＥＳ）は、次のステップＳ４０に移行する。

なお、ステップＳ１０〜ステップＳ４０直前までの期間が図５（ｂ）の期間Ａ（第１の時間）に対応している。期間Ａの時間は、例えば、１〜２分である。

次に、ステップＳ４０では、圧縮機６から吐出される高温の冷媒が室外熱交換器５に向かうよう流路切替器８を切り替えた状態のまま、室外ファン２０の逆回転が開始される。すなわち、制御装置１０は、室外ファン２０の回転を停止させて除霜運転を開始した後、室外熱交換器５から流出する冷媒の温度上昇に応じて、例えば、温度上昇の傾きが所定値以上となったら、室外ファン２０を暖房運転時とは逆向きに回転しながら除霜運転をする制御を行う。一例として、該所定値は、＋５℃／分とする。

これにより、暖房運転時とは、逆向きの風が室外熱交換器５の暖房運転時風下側の部分との熱交換によって温風となって暖房運転時とは逆の方向に流れ、風上側の部分に付着した霜を融解させる。

このように、制御装置１０は、室外ファン２０の回転を停止させて除霜運転を開始した後、第１の時間が経過した後に、室外ファン２０を暖房運転時とは逆向きに回転しながら除霜運転をする制御を行う。

次に、風上側の室外熱交換器５に付着した霜が除霜されたか否かの判断がなされる（ステップＳ５０）。風上側の室外熱交換器５に付着した霜が除霜されていないと判断された場合（ＮＯ）は、室外ファン２０を逆回転させた状態での除霜運転が引き続き行われる。風上側の室外熱交換器５に付着した霜が除霜されたと判断された場合（ＹＥＳ）は、次のステップＳ６０に移行する。

例えば、室外熱交換器５の暖房運転時風上側の部分に付着した霜が除霜が終了すると、風上側の室外熱交換器５を流れる冷媒の熱が霜の融解に使われなくなる。これにより、室外熱交換器５（凝縮器）の出口の温度は、室外熱交換器５の暖房運転時風下側の部分の除霜が終了した時点の温度に比べて高い第２の所定の温度にまでさらに上昇する。従って、室外熱交換器５の出口の温度または該温度の勾配（上昇率）を検出することで、室外熱交換器５の暖房運転時風上側の部分に付着した霜が除霜されたか否かの判断がなされる。

または、実験、シミュレーション等によって、室外熱交換器５に供給する冷媒の温度と、風上側の室外熱交換器５に付着した霜の厚みと、それぞれの厚みに応じた霜が除霜されるまでの時間との関係を予めデータベース化しておき、このデータベースから風上側の室外熱交換器５に付着した霜が除霜されたか否かが判断されてもよい。

なお、ステップＳ４０〜ステップＳ５０までの期間が図５（ｂ）の期間Ｂ（第２の時間）に対応している。期間Ｂの時間は、例えば、１〜３分である。

次に、期間Ｂが経過した後、室外ファン２０の逆回転が停止される（ステップＳ６０）。

例えば、室外熱交換器５の全体に付着した霜が除霜されたか否かの判断がなされる（ステップＳ７０）。室外熱交換器５の全体に付着した霜が除霜されていないと判断された場合（ＮＯ）は、室外ファン２０を停止させた状態での除霜運転が引き続き行われる。室外熱交換器５の全体に付着した霜が除霜されたと判断された場合（ＹＥＳ）は、圧縮機６の運転が停止される（ステップＳ８０）。

このように、制御装置１０は、室外ファン２０を暖房運転時とは逆向きに回転する制御を期間Ｂで実行した後、室外ファン２０の回転を停止して除霜運転を再び開始する制御を行う。

例えば、室外熱交換器５の全体に付着した霜が除霜されたのであれば、室外熱交換器５の全体に付着した霜の融解に、室外熱交換器５を流れる冷媒が使用されなくなる。これにより、室外熱交換器５（凝縮器）の出口の温度は、風上側及び風下側の除霜に伴う温度に比べて第３の所定の温度にまでさらに上昇する。従って、室外熱交換器５の出口の温度または該温度の勾配（上昇率）を検出することで、室外熱交換器５の全体に付着した霜が除霜されたか否かの判断がなされる。

または、実験、シミュレーション等によって、室外熱交換器５の全体から霜が除霜されたときの冷媒の温度を予め求めてもよい。または、室外熱交換器５の全体に付着した霜が除霜されたのであれば、室外ファン２０によって形成される逆風の温度は、冷媒が除霜に消費される熱量分、温度降下しないため、逆風の温度によって室外熱交換器５の全体に付着した霜が除霜されたか否かが判断されてもよい。

これにより、室外熱交換器５への温かい冷媒の供給が停止されて、除霜運転が終了する（ステップＳ９０）。この後、空気調和機１は、例えば、暖房運転に戻る。なお、ステップＳ６０〜ステップＳ９０までの期間が図５（ｂ）の期間Ｃに対応している。期間Ｃの時間は、例えば、１〜２分である。

このように、本実施形態では、暖房運転時に風上側の冷媒流路５１０付近に比較的多く霜が付着する室外熱交換器５に対して、除霜運転時に暖房運転時とは逆向きに空気を流して室外熱交換器５の除霜が行われる。これにより、除霜運転時に風上側となる冷媒流路５１０を流れる冷媒により加熱された温かい空気によって、除霜運転時に風下側となる冷媒流路５１０付近に付着した厚い霜が効率よく除霜される。つまり、従来積極的に活用できていなかった、暖房運転時の風下側の冷媒流路を流れる冷媒の熱を用いて室外熱交換器５の風上側の部分に付着した霜を融解させる。この結果、冷媒の熱を無駄なく霜の融解に用いて、除霜運転時間を短縮させることができる。

また、本実施形態では、除霜運転の初期（期間Ａ）において、室外ファン２０を回転させず、室外熱交換器５の暖房運転時風下側の部分に付着した霜が除霜される。これにより、除霜運転の中期（期間Ｂ）においては、除霜に費やされなかった冷媒に触れた温かく乾いた空気が風上側から風下側に流れるため、室外熱交換器５の暖房運転時風上側の部分に付着した霜が効率よく除霜され、除霜運転に要される時間が短くなる。すなわち、暖房運転時、室外熱交換器５の風下側の部分に付着した霜が融解し終えるのを待ってから、従来積極的に活用できていなかった、暖房運転時の風下側の冷媒流路を流れる冷媒の熱を用いて室外熱交換器５の暖房運転時の風上側の部分に付着した霜を融解させる。

さらに、期間Ｃでは、除霜運転がほぼ完了した後、室外ファン２０が停止されるため、室外熱交換器５が空気によって冷やされることが抑制され、除霜運転が万全なものになる。換言すれば、空気を温めることに冷媒の熱が過剰に用いられないようにして、より高い温度で霜を融解することができる。この結果、冷媒の熱を無駄なく霜の融解に用いて、除霜運転時間を短縮させることができる。

図６（ａ）は、本実施形態の室外熱交換器の変形例に係る模式的上面図であり、図６（ｂ）、（ｃ）は、本実施形態の放熱フィンの変形例に係る模式的上面図である。

（変形例１）

図６（ａ）に示すように、室外熱交換器５においては、扁平管５１が多列型でもよい。例えば、扁平管５は、空気の通過方向に並設された、第１の扁平管５１ａと第２の扁平管５１ｂとを有している。第１の扁平管５１ａは除霜運転時における室外熱交換器５の入口側（上流側）であって、第２の扁平管５１ｂは室外熱交換器５の出口側（下流側）である。すなわち、除霜運転時において、風上側の第１の扁平管５１ａ、風下側の第２の扁平管５１ｂの順に冷媒が流通する。除霜運転時において、室外熱交換器５の入口側の冷媒の温度は、出口側の冷媒の温度よりも高い。すなわち、除霜運転時において、第１の扁平管５１ａを流れる冷媒の温度は、第２の扁平管５１ｂを流れる冷媒の温度より高い。ここで、第１の扁平管５１ａは、除霜運転時に風上側に位置し、第２の扁平管５１ｂは、除霜運転時に通過方向の風下側に位置している。

このような扁平管５１であれば、第２の扁平管５１ｂの温度が第１の扁平管５１ａの温度よりも低くなって、除霜運転時に空気が流れる方向と、冷媒の温度が降下する勾配とが並行になる（並行流）。これにより、除霜運転時、風上側から風下側に確実に熱が伝わることになり、除霜の効果がより促進する。

（変形例２）

また、図６（ｂ）に示すように、放熱フィン５３には、室外ファン２０が逆向きに回転する際、空気の通過方向の風下側（連通部５３０）に、除霜運転によって溶融した水滴を降下させる膨出部５３１が設けられてもよい。膨出部５３１は、例えば、一対のヘッダ５２間で扁平管５１が延びる方向に凸になった凸部により形成され、ヘッダ５２が延びる方向に延びている。室外熱交換器５では、複数の膨出部５３１が上下に並設されている。

膨出部５３１が形成されることで、除霜運転時、風下側に寄せられる水滴が膨出部５３１を伝わり、自重によって水滴が円滑に室外熱交換器５の下方に移動することができる。これにより、比較的霜が多く付着する箇所の水捌け性を向上させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。各実施形態は、独立の形態とは限らず、技術的に可能な限り複合することができる。

本実施形態の室外熱交換器５の放熱フィン５３は、複数の冷媒流路５１０が空気の通過する方向に並設された扁平管を備えているが、これに限るものではない。例えば、図６（ｃ）に示す放熱フィン５４のように、単一の冷媒流路５１０を内部に有する断面が楕円、円形等の伝熱管５１１が空気の通過する方向に複数列並設されたものであっても良い。

１…空気調和機
１ｃ…冷媒回路
２…室内機
３…室外機
４…室内熱交換器
５…室外熱交換器
６…圧縮機
７…減圧器
８…流路切替器
９Ａ、９Ｂ…筐体
１０…制御装置
１９…扁平管
２０…室外ファン
２１…室内ファン
５１、５１ａ、５１ｂ…扁平管
５２…ヘッダ
５３、５４…放熱フィン
５３ａ…溝
９１、９２…開口
５１０…冷媒流路
５１１…伝熱管
５３０…連通部
５３１…膨出部

Claims (7)

1. 圧縮機、室内熱交換器、減圧器、及び室外熱交換器に冷媒を循環させ、前記圧縮機から吐出される前記冷媒の流れ方向を切り替える流路切替器を含む冷媒回路と、
   前記室外熱交換器に空気を送風する室外ファンと、
   前記室外熱交換器は、空気が前記室外熱交換器を通過する方向に並んで配置された複数の冷媒流路を備え、
   除霜運転時に、前記圧縮機から吐出された前記冷媒を前記室外熱交換器に向かうよう前記流路切替器を切り替え、前記室外ファンを暖房運転時とは逆向きに回転させて前記室外熱交換器に前記空気を送風する制御を行う制御装置と
   を具備する空気調和機。
2. 請求項１に記載された空気調和機であって、
   前記制御装置は、前記室外ファンの回転を停止させて前記除霜運転を開始した後、第１の時間が経過した後に、前記室外ファンを暖房運転時とは逆向きに回転しながら前記除霜運転制御を行う
   空気調和機。
3. 請求項１に記載された空気調和機であって、
   前記制御装置は、前記室外ファンの回転を停止させて前記除霜運転を開始した後、前記室外熱交換器から流出する前記冷媒の温度上昇の傾きが所定値以上となったら、前記室外ファンを暖房運転時とは逆向きに回転しながら前記除霜運転制御を行う
   空気調和機。
4. 請求項１〜３のいずれか1つに記載された空気調和機であって、
   前記制御装置は、前記室外ファンを暖房運転時とは逆向きに回転する制御を第２の時間実行した後、前記室外ファンの回転を停止させる制御を行う
   空気調和機。
5. 請求項１〜４のいずれか1つに記載された空気調和機であって、
   前記室外熱交換器は、
   放熱フィンと、
   前記放熱フィンと交差し、列状になって並設された複数の前記冷媒流路を内部に有する扁平管と
   を有する
   空気調和機。
6. 請求項５に記載された空気調和機であって、
   前記扁平管は、前記空気の通過方向に複数並設され、
   前記空気の通過方向に並設され除霜運転時の風上側の扁平管を第１の扁平管、風下側の扁平管を第２の扁平管とし、除霜運転時において第１の扁平管、第２の扁平管の順に冷媒が流通する
   空気調和機。
7. 請求項５または６に記載された空気調和機であって、
   前記放熱フィンには、前記室外ファンが逆向きに回転する際、前記空気の通過方向の風下側に、除霜運転によって溶融した水滴を地面に向かって優先的に降下させる連通部が設けられている
   空気調和機。

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