JP2022006650A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】除霜運転に要する時間が短い空気調和機を提供する。
【解決手段】空気調和機１００は、圧縮機１１と、室外熱交換器１２と、膨張弁１４と、室内熱交換器１５と、が四方弁１７を介して接続されてなる冷媒回路Ｑを備えるとともに、室内熱交換器１５の付近に設けられる室内ファン１６と、室外熱交換器１２の付近に設けられる室外ファン１３と、を備え、室外熱交換器１２を凝縮器として機能させ、室外熱交換器１２の除霜を行う除霜運転の少なくとも一部の期間で、室内ファン１６を駆動させるとともに、室外ファン１３を駆動させる制御部をさらに備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和機に関する。

空気調和機の室外熱交換器の霜を溶かす除霜運転に関して、例えば、特許文献１に記載の技術が知られている。すなわち、特許文献１には、除霜運転を開始してから、その除霜運転中に温度センサにより検出される冷媒温度の所定時間あたりの温度低下量が予め設定された所定値に達するまでは室外ファンを駆動させることが記載されている。

特開２０２０－５１６６７号公報

一般に室外熱交換器の除霜運転中は、室外熱交換器が凝縮器として機能する一方、室内熱交換器が蒸発器として機能するため、空調室が冷えやすくなる。したがって、除霜運転に要する時間を短くして、ユーザの快適性を高めることが望まれている。特許文献１に記載の技術では、室外ファンの駆動によって、除霜運転に要する時間を短縮するようにしているが、この時間をさらに短縮し、ユーザにとっての快適性を高める余地がある。

そこで、本発明は、除霜運転に要する時間が短い空気調和機を提供することを課題とする。

前記した課題を解決するために、本発明に係る空気調和機は、圧縮機と、室外熱交換器と、膨張弁と、室内熱交換器と、が四方弁を介して接続されてなる冷媒回路を備えるとともに、前記室内熱交換器の付近に設けられる室内ファンと、前記室外熱交換器の付近に設けられる室外ファンと、を備え、前記室外熱交換器を凝縮器として機能させ、前記室外熱交換器の除霜を行う除霜運転の少なくとも一部の期間で、前記室内ファンを駆動させるとともに、前記室外ファンを駆動させる制御部をさらに備えることとした。

本発明によれば、除霜運転に要する時間が短い空気調和機を提供できる。

第１実施形態に係る空気調和機の構成図である。 第１実施形態に係る空気調和機の室内機の縦断面図である。 第１実施形態に係る空気調和機の機能ブロック図である。 第１実施形態に係る空気調和機の室外機の筐体の側板・天板を取り外した状態の斜視図である。 第１実施形態に係る空気調和機の室外機における空気の流れを示す説明図である。 第１実施形態に係る空気調和機の制御部が実行する処理のフローチャートである。 第１実施形態に係る空気調和機の除霜運転における各機器の状態や圧縮機の吸込圧力の変化を示すタイムチャートである。 第１実施形態と第１～第３の比較例に関する除霜率の変化の説明図である。 第２実施形態に係る空気調和機の制御部が実行する処理のフローチャートである。 第３実施形態に係る空気調和機の制御部が実行する処理のフローチャートである。 変形例に係る空気調和機の除霜運転における各機器の状態や圧縮機の吸込圧力の変化を示すタイムチャートである。

≪第１実施形態≫
＜空気調和機の構成＞
図１は、第１実施形態に係る空気調和機１００の構成図である。
なお、図１の実線矢印は、暖房運転時の冷媒の流れを示している。
一方、図１の破線矢印は、冷房運転時の冷媒の流れを示している。
空気調和機１００は、冷房運転や暖房運転等の空調を行う機器である。図１に示すように、空気調和機１００は、圧縮機１１と、室外熱交換器１２と、室外ファン１３と、膨張弁１４と、を備えている。また、空気調和機１００は、前記した構成の他に、室内熱交換器１５と、室内ファン１６と、四方弁１７と、を備えている。

圧縮機１１は、低温低圧のガス冷媒を圧縮し、高温高圧のガス冷媒として吐出する機器であり、駆動源である圧縮機モータ１１ａを備えている。このような圧縮機１１として、スクロール圧縮機やロータリ圧縮機等が用いられる。なお、図１では図示を省略しているが、圧縮機１１の吸込側には、冷媒の気液分離を行うための殻状のアキュムレータＲ（図４参照）が接続されている。

室外熱交換器１２は、その伝熱管ｇｏ（図４参照）を通流する冷媒と、室外ファン１３によって送り込まれる外気と、の間で熱交換が行われる熱交換器である。
室外ファン１３は、室外熱交換器１２に外気を送り込むファンである。室外ファン１３は、駆動源である室外ファンモータ１３ａを備え、室外熱交換器１２の付近に設けられている。
膨張弁１４は、「凝縮器」（室外熱交換器１２及び室内熱交換器１５の一方）で凝縮した冷媒を減圧する弁である。なお、膨張弁１４で減圧された冷媒は、「蒸発器」（室外熱交換器１２及び室内熱交換器１５の他方）に導かれる。

室内熱交換器１５は、その伝熱管ｇｉ（図２参照）を通流する冷媒と、室内ファン１６によって送り込まれる室内空気（空調室の空気）と、の間で熱交換が行われる熱交換器である。
室内ファン１６は、室内熱交換器１５に室内空気を送り込むファンである。室内ファン１６は、駆動源である室内ファンモータ１６ｃ（図３参照）を備え、室内熱交換器１５の付近に設けられている。

四方弁１７は、空気調和機１００の運転モードに応じて、冷媒の流路を切り替える弁である。そして、図１に示すように、空気調和機１００は、圧縮機１１と、室外熱交換器１２と、膨張弁１４と、室内熱交換器１５と、が四方弁１７を介して接続されてなる冷媒回路Ｑを備えた構成になっている。

例えば、冷房運転時（図１の破線矢印を参照）には、冷媒回路Ｑにおいて、圧縮機１１、室外熱交換器１２（凝縮器）、膨張弁１４、及び室内熱交換器１５（蒸発器）を順次に介して、冷媒が循環する。一方、暖房運転時（図１の実線矢印を参照）には、冷媒回路Ｑにおいて、圧縮機１１、室内熱交換器１５（凝縮器）、膨張弁１４、及び室外熱交換器１２（蒸発器）を順次に介して、冷媒が循環する。

図１の例では、圧縮機１１、室外熱交換器１２、室外ファン１３、膨張弁１４、及び四方弁１７が、室外機Ｕｏに設置されている。一方、室内熱交換器１５や室内ファン１６は、室内機Ｕｉに設置されている。

なお、外気が低温多湿の環境下で長時間に亘って暖房運転が行われると、室外熱交換器１２が着霜し、その熱交換性能が低下する可能性がある。したがって、第１実施形態では、室外熱交換器１２の除霜を行う所定の除霜運転を制御部４０（図３参照）が実行するようにしている。

図２は、室内機Ｕｉの縦断面図である。
図２に示す室内機Ｕｉは、前記した室内熱交換器１５や室内ファン１６の他に、ドレンパン１８と、筐体ベース１９と、フィルタ２０ａ，２０ｂと、を備えている。さらに、室内機Ｕｉは、前面パネル２１と、左右風向板２２と、上下風向板２３と、を備えている。

室内熱交換器１５は、複数のフィンｆｉと、これらのフィンｆｉを貫通する複数の伝熱管ｇｉと、を備えている。別の観点から説明すると、室内熱交換器１５は、室内ファン１６の前側に配置される前側室内熱交換器１５ａと、室内ファン１６の後側に配置される後側室内熱交換器１５ｂと、を備えている。図２の例では、前側室内熱交換器１５ａの上端部と、後側室内熱交換器１５ｂの上端部と、が逆Ｖ状に接続されている。

室内ファン１６は、例えば、円筒状のクロスフローファンであり、室内熱交換器１５の付近に設けられている。室内ファン１６は、複数のファンブレード１６ａと、これらのファンブレード１６ａに設置される環状の仕切板１６ｂと、駆動源である室内ファンモータ１６ｃ（図３参照）と、を備えている。

ドレンパン１８は、室内熱交換器１５の結露水を受けるものであり、室内熱交換器１５の下側に設置されている。
筐体ベース１９は、室内熱交換器１５や室内ファン１６の他、フィルタ２０ａ，２０ｂ等が設置される筐体である。

フィルタ２０ａ，２０ｂは、室内ファン１６の駆動に伴って室内熱交換器１５に向かう空気から塵埃を捕集するものである。一方のフィルタ２０ａは室内熱交換器１５の前側に配置され、他方のフィルタ２０ｂは室内熱交換器１５の上側に配置されている。

前面パネル２１は、前側のフィルタ２０ａを覆うように設置されるパネルであり、両側を軸として前側に回動可能になっている。なお、前面パネル２１が回動しない構成であってもよい。
左右風向板２２は、室内に吹き出される空気の左右方向の風向きを調整する板状部材である。左右風向板２２は、吹出風路ｈ３に配置され、左右風向板用モータ２７（図３参照）によって左右方向に回動するようになっている。

上下風向板２３は、室内に吹き出される空気の上下方向の風向きを調整する板状部材である。上下風向板２３は、空気吹出口ｈ４の付近に配置され、上下風向板用モータ２８（図３参照）によって上下方向に回動するようになっている。

空気吸込口ｈ１，ｈ２を介して吸い込まれた空気は、室内熱交換器１５の伝熱管ｇｉを通流する冷媒と熱交換し、熱交換した空気が吹出風路ｈ３に導かれる。そして、吹出風路ｈ３を通流する空気は、左右風向板２２及び上下風向板２３によって所定方向に導かれ、さらに、空気吹出口ｈ４を介して室内に吹き出される。

図３は、空気調和機１００の機能ブロック図である。
図３に示す室内機Ｕｉは、前記した各構成の他に、リモコン送受信部２４と、室内温度センサ２５と、室内熱交換器温度センサ２６と、表示ランプ２９と、室内制御回路４１と、を備えている。
リモコン送受信部２４は、赤外線通信等によって、リモコン５０との間で所定の情報をやり取りする。
室内温度センサ２５は、空調室の温度（室内温度）を検出するセンサであり、例えば、室内熱交換器１５（より具体的には、図２の前側室内熱交換器１５ａ）の空気吸込側に設置されている。

室内熱交換器温度センサ２６は、室内熱交換器１５（図２参照）の温度を検出するセンサである。なお、室内熱交換器温度センサ２６は、室内熱交換器１５の所定箇所に設置されてもよいし、また、室内熱交換器１５の所定の接続配管に設置されてもよい。室内温度センサ２５や室内熱交換器温度センサ２６の検出値は、室内制御回路４１に出力される。
表示ランプ２９は、空調に関する所定の表示を行うランプである。

室内制御回路４１は、図示はしないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、各種インタフェース等の電子回路を含んで構成されている。そして、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出してＲＡＭに展開し、ＣＰＵが各種処理を実行するようになっている。

図３に示すように、室内制御回路４１は、記憶部４１ａと、室内制御部４１ｂと、を備えている。記憶部４１ａには、所定のプログラムの他、リモコン送受信部２４を介して受信したデータや各センサの検出値等が格納される。室内制御部４１ｂは、記憶部４１ａのデータに基づいて、室内ファンモータ１６ｃ、左右風向板用モータ２７、上下風向板用モータ２８、表示ランプ２９等を制御する。

室外機Ｕｏは、前記した構成の他に、室外温度センサ３１と、室外熱交換器温度センサ３２と、室外制御回路４２と、を備えている。
室外温度センサ３１は、外気の温度（室外温度）を検出するセンサであり、室外機Ｕｏの所定箇所に設置されている。
室外熱交換器温度センサ３２は、室外熱交換器１２の温度を検出するセンサである。なお、室外熱交換器温度センサ３２は、室外熱交換器１２の所定箇所に設置されてもよいし、また、室外熱交換器１２の所定の接続配管に設置されてもよい。
また、図３では省略しているが、室外機Ｕｏは、圧縮機１１（図１参照）の吐出温度等を検出する複数のセンサも備えている。これらの各センサの検出値は、室外制御回路４２に出力される。

室外制御回路４２は、図示はしないが、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インタフェース等の電子回路を含んで構成され、通信線を介して室内制御回路４１に接続されている。図３に示すように、室外制御回路４２は、記憶部４２ａと、室外制御部４２ｂと、を備えている。

記憶部４２ａには、所定のプログラムの他、室内制御回路４１から受信したデータ等が格納される。室外制御部４２ｂは、記憶部４２ａのデータに基づいて、圧縮機モータ１１ａ、室外ファンモータ１３ａ、膨張弁１４、四方弁１７等を制御する。なお、室内制御回路４１及び室外制御回路４２を総称して、制御部４０という。

図４は、室外機Ｕｏの筐体３３の側板・天板を取り外した状態の斜視図である。
なお、図４では、膨張弁１４（図１参照）や四方弁１７（図１参照）の図示を省略している。
図４に示す筐体３３には、圧縮機１１や室外熱交換器１２、室外ファン１３の他、電装品ボックス３４が設けられている。具体的には、平面視でＬ字状を呈する室外熱交換器１２が、筐体３３の底板３３ａに設置されている。室外熱交換器１２は、所定間隔で配置される多数のフィンｆｏと、これらのフィンｆｏを貫通する複数の伝熱管ｇｏと、を備えている。そして、前記した伝熱管ｇｏを介して、冷媒が所定に蛇行しながら通流するようになっている。

図４に示す仕切板３５は、筐体３３内の空間を、圧縮機１１やアキュムレータＲが設けられる機械室Ｗ１と、室外ファン１３が設けられるファン室Ｗ２と、に仕切る金属製の板である。
電装品ボックス３４は、制御部４０（室外制御回路４２：図３参照）の回路基板Ｂ（図５参照）を収容する箱である。図４の例では、仕切板３５の上側に電装品ボックス３４が設けられている。電装品ボックス３４は、その一部がファン室Ｗ２に臨んでおり、残りの部分が機械室Ｗ１に臨んでいる。

また、図４の例では、室外ファン１３として、プロペラファンが用いられている。そして、通常の空調運転時（冷房運転時や暖房運転時）には、制御部４０（図３参照）が、室外ファン１３を正回転で駆動させるようになっている。また、除霜運転の少なくとも一部の期間では、制御部４０（図３参照）が、室外ファン１３を逆回転で駆動させるようになっている。このような室外ファン１３の正回転・逆回転について、図５を用いて説明する。

図５は、室外機Ｕｏにおける空気の流れを示す説明図である。
なお、図５では、筐体３３の天板（図示せず）を取り外した状態における、室外機Ｕｏの模式的な平面図を示している。
前記したように、電装品ボックス３４には、回路基板Ｂが収容されている。この回路基板Ｂには、その回路部品（図示せず）で生じた熱を放熱するためのフィンｆｂが設置されている。フィンｆｂは、電装品ボックス３４からファン室Ｗ２に露出している。つまり、電装品ボックス３４には所定の開口部（図示せず）が設けられ、この開口部を介して、フィンｆｂがファン室Ｗ２に露出している。これによって、室外ファン１３の駆動中、回路基板Ｂの熱が、フィンｆｂを介して、ファン室Ｗ２の空気に放熱されるようになっている。

また、図５の破線矢印で示すように、室外ファン１３が正回転しているときには、室外熱交換器１２から室外ファン１３に向けて空気が通流するようになっている。一方、図５の実線矢印で示すように、室外ファン１３が逆回転しているとき、室外ファン１３から室外熱交換器１２に向けて空気が通流するようになっている。なお、室外ファン１３の「逆回転」とは、通常の空調運転時における室外ファン１３の正回転に対して、逆向きの回転である。

詳細については後記するが、除霜運転中に制御部４０（図３参照）が室外ファン１３を逆回転させた場合、回路基板Ｂや機械室Ｗ１の熱で温度上昇した空気が室外熱交換器１２に送り込まれる。これによって、室外熱交換器１２の除霜が促進される。なお、機械室Ｗ１の空気は、主に圧縮機１１の熱で温められるが、この熱が金属製の仕切板３５を介して、ファン室Ｗ２の空気に放熱されるようになっている。

図６は、空気調和機の制御部が実行する処理のフローチャートである（適宜、図１、図３を参照）。
なお、図６のステップＳ１０１に先立って、除霜運転の所定の開始条件が成立し、さらに、四方弁１７の切替え（暖房サイクルから冷房サイクルへの切替え）が行われたものとする。また、除霜運転の開始条件として、例えば、室外熱交換器１２の温度が所定値以下の状態が、所定時間以上継続したという条件が用いられてもよい。

ステップＳ１０１において制御部４０は、除霜運転を開始する。すなわち、制御部４０は、室外熱交換器１２を凝縮器として機能させる一方、室内熱交換器１５を蒸発器として機能させる。これによって、室外熱交換器１２に高温の冷媒が通流するため、室外熱交換器１２の霜が徐々に溶ける。さらに、ステップＳ１０１において制御部４０は、除霜運転の開始時に、室内ファン１６を駆動させるとともに、室外ファン１３を駆動させる。以下では、室内ファン１６の駆動による作用・効果について説明した後、室外ファン１３の駆動による作用・効果について説明する。

室内ファン１６が駆動することで、空調室の空気が室内機Ｕｉに取り込まれ、この空気と室内熱交換器１５（蒸発器）の冷媒との間で熱交換が行われる。これによって、室内熱交換器１５において冷媒の蒸発が促進されるため、冷媒の温度・圧力の低下が抑制される。その結果、室内熱交換器１５で蒸発した冷媒が導かれる圧縮機１１において、その吸込圧力の低下が抑制される。したがって、圧縮機モータ１１ａ（図３参照）の１回転当たりにおける冷媒の吐出量が比較的多くなり、冷媒回路Ｑ（図１参照）における冷媒の循環量（単位時間当たりの流量）の低下が抑制される。その結果、室外熱交換器１２の除霜が促進され、除霜運転に要する時間を短縮できる。

なお、除霜運転中における室内ファン１６の駆動は、正回転であってもよいし、また、逆回転であってもよい。室内ファン１６の正回転・逆回転のいずれの場合でも、空調室の空気と、室内熱交換器１５の冷媒と、の間の熱交換が促進されるからである。

特に、制御部４０が室内ファン１６を逆回転させた場合、室内機Ｕｉ（図２参照）において、通常の空調運転時とは逆向きに空気が流れる。つまり、空気吹出口ｈ４（図２参照）を介して室内機Ｕｉに取り込まれた空気が、空気吸込口ｈ１，ｈ２を介して、空調室の天井に向けて吹き出される。したがって、空調室のユーザに低温の空気が直接あたることを抑制し、ユーザにとっての快適性を高めることができる。

また、ステップＳ１０１において室外ファン１３が駆動することで、室外機Ｕｏ（図４参照）に外気が取り込まれる。ここで、除霜運転中の室外ファン１３の駆動は、正回転であってもよいし、また、逆回転であってもよい。いずれの場合でも、室外熱交換器１２の霜に外気があたるからである。

特に、除霜運転の開始時には、室外熱交換器１２に多量の霜が付着していることが多い。このような状態で制御部４０が室外ファン１３を駆動（正回転又は逆回転）させると、室外熱交換器１２の霜の外表面側に外気があたって、外気との熱交換で霜の外表面側が溶かされる。なお、室外熱交換器１２が霜で覆われている状態では、室外熱交換器１２（凝縮器）の伝熱管ｇｏ（図４参照）を流れる冷媒と外気との間では、直接的な熱交換がほとんど行われない。

つまり、伝熱管ｇｏを流れる高温の冷媒が、外気で冷やされることはほとんどない。その結果、室外熱交換器１２の霜の内表面側が、伝熱管ｇｏを流れる高温の冷媒との熱交換で溶かされる一方、室外熱交換器１２の霜の外表面側は、前記したように、外気との熱交換で溶かされる。これによって、室外熱交換器１２の除霜に要する時間を大幅に短縮できる。このように、室内ファン１６の駆動と、室外ファン１３の駆動とは、同じ「駆動」であっても、その作用・効果は異質なものである。

特に、制御部４０が室外ファン１３を逆回転させた場合には、図５の実線矢印で示すように、室外ファン１３から室外熱交換器１２に向けて空気が送り込まれる。ここで、圧縮機１１が設けられた機械室Ｗ１の熱が、金属製の仕切板３５を介して、ファン室Ｗ２の空気に放熱される。また、ファン室Ｗ２に露出しているフィンｆｂを介して、回路基板Ｂに実装された電子部品（図示せず）の熱が、ファン室Ｗ２の空気に放熱される。このように、仕切板３５やフィンｆｂを介した熱交換によって、ファン室Ｗ２の空気の温度が上昇する。その結果、比較的温かい空気が室外熱交換器１２の霜にあたるため、室外ファン１３を正回転させる場合に比べて、室外熱交換器１２の霜がさらに溶けやすくなる。

再び、図６に戻って説明を続ける。
ステップＳ１０１で除霜運転を開始した後、ステップＳ１０２において制御部４０は、除霜運転の終了条件が満たされたか否かを判定する。例えば、室外熱交換器１２の温度が所定値以上になった場合、制御部４０が、除霜運転の終了条件が満たされたと判定する。

ステップＳ１０２において除霜運転の終了条件が満たされた場合（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、制御部４０の処理はステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３において制御部４０は、除霜運転を終了する（ＥＮＤ）。なお、図６では省略しているが、制御部４０が、除霜運転の終了時に室内ファン１６や室外ファン１３を停止させるようにしてもよい。また、除霜運転の終了時よりも前（又は後）に、制御部４０が室内ファン１６や室外ファン１３を適宜に停止させてもよい。

また、ステップＳ１０２において除霜運転の終了条件が満たされていない場合（Ｓ１０２：Ｎｏ）、制御部４０の処理はステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４において制御部４０は、除霜運転を継続する。なお、除霜運転の継続中、制御部４０は、室内ファン１６及び室外ファン１３の駆動を適宜に継続させる。これによって、前記したように、室外熱交換器１２の除霜が促進されるため、除霜運転に要する時間を短縮できる。
以下では、一例として、制御部４０が、除霜運転の開始時から室内ファン１６及び室外ファン１３を逆回転させる場合について説明する。

図７は、除霜運転における各機器の状態や圧縮機の吸込圧力の変化を示すタイムチャートである（適宜、図１を参照）。
なお、図７の横軸は時刻であり、縦軸は各機器の状態や圧縮機１１の吸込圧力である。また、前記した除霜運転の開始条件が、図７の時刻ｔ１の直前に満たされたものとする。このように除霜運転の開始条件が成立した場合、図７の時刻ｔ１～ｔ２に示すように、制御部４０は、圧縮機１１や室内ファン１６、室外ファン１３をいったん停止させ、四方弁１７を暖房サイクルから冷房サイクルに切り替え、さらに、膨張弁１４を全開にする。

そして、除霜運転の開始時（時刻ｔ２）には、制御部４０は、四方弁１７を冷房サイクルの状態で維持しつつ、圧縮機１１を駆動させ、また、膨張弁１４を所定の開度ｕ２に絞る。なお、図７の例では、除霜運転中の膨張弁１４の開度ｕ２が、暖房運転中の開度ｕ１よりも大きくなっているが、これに限定されるものではない。また、除霜運転中の膨張弁１４の開度ｕ２が一定である必要も特にない。

また、図７の例では、除霜運転の開始時（時刻ｔ２）に、制御部４０が室内ファン１６及び室外ファン１３の駆動（逆回転）を開始している。除霜運転中に室内ファン１６が駆動されることで、圧縮機１１の吸込圧力の低下が抑制される。これによって、前記したように、冷媒の循環量の低下が抑制され、室外熱交換器１２の除霜が促進される。また、制御部４０が室外ファン１３を駆動させることで、室外熱交換器１２の霜が外気の熱で溶かされる。

なお、図７の例では、除霜運転の終了時（時刻ｔ４）まで室内ファン１６の駆動（逆回転）が継続されている一方、除霜運転の終了時よりも早い所定のタイミング（時刻ｔ３）で室外ファン１３が停止されている。ここで、室外ファン１３を終了させるトリガは、除霜運転の開始時から所定時間が経過した場合であってもよいし、また、室外熱交換器１２の温度が所定値以上になった場合であってもよい。このように、制御部４０は、除霜運転の少なくとも一部の期間で、室内ファン１６を逆回転させるとともに、室外ファン１３を逆回転させる。
除霜運転の終了後、時刻ｔ４～ｔ５において制御部４０が圧縮機１１を停止状態とし、膨張弁１４を全開にしている。さらに、時刻ｔ５から暖房運転が再開されている。

図８は、本実施形態と第１～第３の比較例に関する除霜率の変化の説明図である。
なお、図８の横軸は、除霜時間である。ここで、除霜時間とは、除霜運転が開始された時点（例えば、図７の時刻ｔ２）から、除霜率が１００％に達するまでの時間である。また、図８の縦軸は、除霜率である。ここで、除霜率とは、除霜運転の開始直前の室外熱交換器１２の霜の量を１００％とした場合における、室外熱交換器１２の霜の量の比率である。

図８の二点鎖線の曲線は、除霜運転中、室内ファン１６及び室外ファン１３の両方が停止状態で維持される第１の比較例を示している。この第１の比較例（二点鎖線）では、除霜率が１００％に達するまでに所定の除霜時間ｔ１４を要している

図８の破線の曲線は、除霜運転中、室内ファン１６が停止状態である一方、室外ファン１３が駆動（逆回転）される第２の比較例である。この第２の比較例（破線）では、除霜時間ｔ１３が、第１の比較例（二点鎖線）の除霜時間ｔ１４よりも時間Δｔａだけ短くなっている。これは、室外ファン１３の駆動によって、室外熱交換器１２の霜の外表面側が外気の熱で溶かされたからである。

図８の一点鎖線の曲線は、除霜運転中、室内ファン１６が駆動（逆回転）される一方、室外ファン１３が停止状態で維持される第３の比較例である。この第３の比較例（一点鎖線）では、除霜時間ｔ１２が、第１の比較例（二点鎖線）の除霜時間ｔ１４よりも時間Δｔｂだけ短くなっている。これは、室内ファン１６の駆動によって、圧縮機１１の吸込圧力の低下が抑制され、その結果として冷媒の循環量が比較的多くなったためである。

図８の実線の曲線は、除霜運転中に室内ファン１６及び室外ファン１３の両方が駆動（逆回転）される本実施形態の除霜率の変化を示している。本実施形態（実線）では、除霜時間ｔ１２が、第１の比較例（二点鎖線）の除霜時間ｔ１４よりも時間Δｔｃ（＞Δｔａ，Δｔｂ）だけ短くなっている。これは、室内ファン１６の駆動に伴う冷媒の循環量の増加と、室外ファン１３の駆動に伴う室外熱交換器１２の霜の融解と、が相まって、除霜運転に要する時間が大幅に短縮されたためである。

なお、図８に示すように、本実施形態の他、第１～第３の比較例のいずれの場合でも、除霜運転の開始時（時刻ｔ０）からの経過時間が長くなるにつれて、除霜率の曲線の勾配（各点における接線の傾き）が小さくなっている。これは、除霜運転が長引くほど、室内熱交換器１５における冷媒の温度が下がり、それに伴って圧縮機１１の吸込圧力が低下し、冷媒の循環量が小さくなるからである。

本実施形態（図８の実線）では、前記したように、除霜運転の開始時から室内ファン１６及び室外ファン１３の両方が駆動されるため、除霜の能力が比較的高いうちに、室外熱交換器１２の霜のほぼ全てを溶かすことができる。これによって、室外熱交換器１２の除霜に要する時間を大幅に短縮できる。
ちなみに、図８には図示していないが、除霜運転中に室内ファン１６及び室外ファン１３の両方が正回転された場合でも、第１～第３の比較例に比べると、除霜時間が短縮される。

＜効果＞
第１実施形態によれば、室外熱交換器１２の除霜運転の開始時から、制御部４０が室内ファン１６及び室外ファン１３の両方を駆動させる。前記したように、室内ファン１６の駆動によって、冷媒の循環量の低下が抑制される一方、室外ファン１３の駆動によって、室外熱交換器１２の霜が外気の熱で溶かされる。このような互いに異質な作用が相まって、室外熱交換器１２の除霜に要する時間を従来よりも大幅に短縮できる。したがって、空調室の冷えを抑制し、ひいては、ユーザの快適性を高めることができる。

特に、制御部４０が室内ファン１６を逆回転させることで、冷たい空気がユーザに直接あたることを抑制できる。また、制御部４０が室外ファン１３を逆回転させることで、機械室Ｗ１（図５参照）の熱や、回路基板Ｂ（図５参照）の電子部品（図示せず）の熱が、ファン室Ｗ２（図５参照）の空気に放熱される。そして、ファン室Ｗ２において温度上昇した空気が室外熱交換器１２にあたることで、室外熱交換器１２の霜が溶かされ、その除霜が促進される。

≪第２実施形態≫
第２実施形態（図９参照）は、室内熱交換器１５（図１参照）の温度が所定値以下になった場合、制御部４０が室内ファン１６（図１参照）を停止させる点が第１実施形態とは異なっているが、その他（空気調和機１００の構成等：図１～図５参照）については第１実施形態と同様である。したがって、第１実施形態とは異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。

図９は、第２実施形態に係る空気調和機の制御部が実行する処理のフローチャートである（適宜、図１、図３を参照）。
なお、図９の「ＳＴＡＲＴ」時には、除霜運転の所定の開始条件が満たされているものとする。ステップＳ２０１において制御部４０は、除霜運転を開始し、室内ファン１６及び室外ファン１３を駆動させる。このステップＳ２０１の処理は、第１実施形態のステップＳ１０１（図６参照）と同様であり、室内ファン１６や室外ファン１３のそれぞれの「駆動」は、正回転であってもよいし、また、逆回転であってもよい。

ステップＳ２０２において制御部４０は、室内熱交換器１５の温度Ｔｉが所定値Ｔｉ１以下であるか否かを判定する。なお、室内熱交換器１５の温度Ｔｉは、室内熱交換器温度センサ２６（図３参照）によって検出される。また、所定値Ｔｉ１は、除霜運転中に室内ファン１６を停止させるか否かの判定基準となる閾値であり、予め設定されている。ステップＳ２０２において室内熱交換器１５の温度Ｔｉが所定値Ｔｉ１以下である場合（Ｓ２０２：Ｙｅｓ）、制御部４０の処理はステップＳ２０３に進む。

ステップＳ２０３において制御部４０は、室内ファン１６を停止させる。これによって、室内熱交換器１５との熱交換で冷やされた空気が空調室に吹き出されることを抑制できる。したがって、空調室にいるユーザにとっての快適性を高めることができる。

一方、ステップＳ２０２において室内熱交換器１５の温度Ｔｉが所定値Ｔｉ１よりも高い場合（Ｓ２０２：Ｎｏ）、制御部４０の処理はステップＳ２０４に進む。ステップＳ２０４において制御部４０は、室内ファン１６の駆動を継続させる。

ステップＳ２０３又はＳ２０４の処理を行った後、ステップＳ２０５において制御部４０は、除霜運転の終了条件が満たされたか否かを判定する。なお、除霜運転の終了条件については、第１実施形態（図６のＳ１０２）と同様であるから、説明を省略する。ステップＳ２０５において除霜運転の終了条件が満たされた場合（Ｓ２０５：Ｙｅｓ）、制御部４０の処理はステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０６において制御部４０は、室外ファン１３を停止させる。そして、ステップＳ２０７において制御部４０は、除霜運転を終了する（ＥＮＤ）。

＜効果＞
第２実施形態によれば、除霜運転中に室内熱交換器１５の温度Ｔｉが所定値Ｔｉ１以下になった場合（図９のＳ２０２：Ｙｅｓ）、制御部４０が室内ファン１６を停止させる（Ｓ２０３）。これによって、室内熱交換器１５との熱交換で冷やされた空気が空調室に吹き出されることが抑制されるため、ユーザにとっての快適性を高めることができる。

≪第３実施形態≫
第３実施形態（図１０参照）は、室外熱交換器１２（図１参照）の温度が所定値以上になった場合、制御部４０が室外ファン１３（図１参照）を停止させる点が第１実施形態とは異なっているが、その他（空気調和機１００の構成等：図１～図５参照）については第１実施形態と同様である。したがって、第１実施形態とは異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。

図１０は、第３実施形態に係る空気調和機の制御部が実行する処理のフローチャートである（適宜、図１、図３を参照）。
なお、図１０の「ＳＴＡＲＴ」時には、除霜運転の所定の開始条件が満たされているものとする。ステップＳ３０１において制御部４０は、除霜運転を開始し、室内ファン１６及び室外ファン１３を駆動させる。このステップＳ３０１の処理は、第１実施形態のステップＳ１０１（図６参照）と同様であり、室内ファン１６や室外ファン１３のそれぞれの「駆動」は、正回転であってもよいし、また、逆回転であってもよい。

ステップＳ３０２において制御部４０は、室外熱交換器１２の温度Ｔｏが所定値Ｔｏ１以上であるか否かを判定する。なお、室外熱交換器１２の温度Ｔｏは、室外熱交換器温度センサ３２（図３参照）によって検出される。また、所定値Ｔｏ１は、除霜運転中に室外ファン１３を停止させるか否かの判定基準となる閾値であり、予め設定されている。ステップＳ３０２において室外熱交換器１２の温度Ｔｏが所定値Ｔｏ１以上である場合（Ｓ３０２：Ｙｅｓ）、制御部４０の処理はステップＳ３０３に進む。

ステップＳ３０３において制御部４０は、室外ファン１３を停止させる。例えば、室外熱交換器１２の除霜がかなり進んだ状態で室外ファン１３を駆動させ続けると、室外熱交換器１２の伝熱管ｇｏを流れる高温の冷媒と、比較的低温の外気と、の間で熱交換が行われる可能性がある。そこで、第３実施形態では、前記したように、室外熱交換器１２の温度Ｔｏが所定値Ｔｏ以上になった場合（Ｓ３０２：Ｙｅｓ）、制御部４０が室外ファン１３を停止させるようにしている（Ｓ３０３）。これによって、室外熱交換器１２の霜がほとんどない状態で室外ファン１３の駆動が継続されることを防止できる。つまり、室外熱交換器１２の伝熱管ｇｏを流れる高温の冷媒が外気で冷やされることを抑制し、ひいては、除霜に要する時間を短縮できる。

一方、ステップＳ３０２において室外熱交換器１２の温度Ｔｏが所定値Ｔｏ１未満である場合（Ｓ３０２：Ｎｏ）、制御部４０の処理はステップＳ３０４に進む。ステップＳ３０４において制御部４０は、室外ファン１３の駆動を継続させる。

ステップＳ３０３又はＳ３０４の処理を行った後、ステップＳ３０５において制御部４０は、除霜運転の終了条件が満たされたか否かを判定する。なお、除霜運転の終了条件については、第１実施形態（図６のＳ１０２）と同様であるから、説明を省略する。ステップＳ３０５において除霜運転の終了条件が満たされた場合（Ｓ３０５：Ｙｅｓ）、制御部４０の処理はステップＳ３０６に進む。ステップＳ３０６において制御部４０は、室内ファン１６を停止させる。そして、ステップＳ３０７において制御部４０は、除霜運転を終了する（ＥＮＤ）。

＜効果＞
第３実施形態によれば、除霜運転中に室外熱交換器１２の温度Ｔｏが所定値Ｔｏ１以上になった場合（図１０のＳ３０２：Ｙｅｓ）、制御部４０が室外ファン１３を停止させる（Ｓ３０３）。これによって、室外熱交換器１２を流れる高温の冷媒が、室外ファン１３の駆動に伴う外気で冷やされることを抑制できる。したがって、除霜運転に要する時間を第１実施形態よりもさらに短くすることができる。

≪変形例≫
以上、本発明に係る空気調和機１００について各実施形態で説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、各実施形態では、除霜運転の開始時に室内ファン１６及び室外ファン１３の駆動が開始される場合について説明したが（例えば、図６のＳ１０１）、これに限らない。すなわち、次の図１１のような処理が行われてもよい。

図１１は、変形例に係る空気調和機の除霜運転における各機器の状態や圧縮機の吸込圧力の変化を示すタイムチャートである。
図１１の変形例では、時刻ｔ１に暖房運転が停止された後であって、時刻ｔ４に圧縮機１１の駆動が開始される前の時刻ｔ２に室外ファン１３の駆動（図１１の例では、正回転）が開始されている。また、時刻ｔ３に室内ファン１６の駆動（図１１の例では、正回転）が開始されている。このように、制御部４０が、除霜運転の少なくとも一部の期間で、室内ファン１６を駆動させるとともに、室外ファン１３を駆動させるようにしてもよい。なお、室外ファン１３や室内ファン１６の駆動が開始されるトリガとして、暖房運転の停止時（時刻ｔ１）からの経過時間が所定値に達したという条件が用いられてもよい。

また、図１１では、制御部４０が、除霜運転の開始前から室内ファン１６及び室外ファン１３の駆動を開始させる場合を示しているが、これに限定されるものではない。すなわち、制御部４０が、除霜運転の開始時、又は、除霜運転の開始前から、室内ファン１６及び室外ファン１３のうち少なくとも一方の駆動を開始するようにしてもよい。このような制御でも、第１実施形態と同様に、除霜運転の時間を短縮できる。

また、図１１では、除霜運転中の時刻ｔ５に室外ファン１３が停止され、また、除霜運転中の時刻ｔ６に室内ファン１６が停止されている。このような制御に関して、例えば、除霜運転中に室外熱交換器１２の温度が所定値以上になった場合、制御部４０が室外ファン１３を停止させるようにしてもよい。その他にも、例えば、除霜運転の開始時から所定時間が経過した場合、制御部４０が室外ファン１３を停止させるようにしてもよい。
また、室内ファン１６に関しては、例えば、除霜運転中に室内熱交換器１５の温度が所定値以下になった場合、制御部４０が室内ファン１６を停止させるようにしてもよい。その他にも、例えば、除霜運転中に空調室の温度（室内温度センサ２５の検出値：図３参照）が所定値以下になった場合、又は、除霜運転の開始時から所定時間が経過した場合、制御部４０が室内ファン１６を停止させるようにしてもよい。

また、図１１に示すように、少なくとも除霜運転の開始時から当該除霜運転の期間の途中まで、制御部４０が室内ファン１６及び室外ファン１３を駆動させた後、室内ファン１６及び室外ファン１３のうち少なくとも一方を停止状態にすることが好ましい。つまり、除霜運転の期間の後半で、制御部４０が室内ファン１６及び室外ファン１３のうち少なくとも一方を停止状態にすることが好ましい。これによって、室内機Ｕｉ側では、室内熱交換器１５の温度が比較的高いうちに（つまり、除霜能力が高いうちに）、室内熱交換器１５に空気が送り込まれるため、冷媒の蒸発が促進される。また、室内ファン１６が駆動されても、室内熱交換器１５の温度が比較的高いため、空調室の空気が過度に冷えるおそれはほとんどない。また、室外機Ｕｏ側では、室外熱交換器１２に比較的多量の霜が残っているときに、外気の熱で霜を溶かすことができる。

また、各実施形態では、例えば、図７に示すように、除霜運転中に室内ファン１６が駆動している期間と、この除霜運転中に室外ファン１３が駆動している期間と、が少なくとも部分的に重なっている場合について説明したが、これに限らない。すなわち、除霜運転中に室内ファン１６が駆動している期間と、室外ファン１３が駆動している期間と、が重ならないようにしてもよい。例えば、除霜運転中に制御部４０が室外ファン１３を駆動させた後、室外ファン１３を停止させ、さらに、この除霜運転中に室内ファン１６の駆動を開始させるようにしてもよい。また、室外ファン１３と室内ファン１６の駆動の順序を、前記したものと逆にしてもよい。これらの各制御も、除霜運転の少なくとも一部の期間で、室内ファン１６を駆動させるとともに、室外ファン１３を駆動させるという事項に含まれる。

また、各実施形態は、適宜に組み合わせることができる。例えば、第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせ、次のようにしてもよい。すなわち、除霜運転中に室内熱交換器１５の温度Ｔｉが所定値Ｔｉ１以下になった場合に制御部４０が室内ファン１６を停止させ（第２実施形態）、除霜運転中に室外熱交換器１２の温度Ｔｏが所定値Ｔｏ１以上になった場合に室外ファン１３を停止させるようにしてもよい（第３実施形態）。これによって、室内ファン１６や室外ファン１３が無駄に長時間駆動されることを防止できる。

また、例えば、除霜運転中に制御部４０が室内ファン１６を逆回転させる一方、室外ファン１３を正回転させるようにしてもよい。その他にも、例えば、除霜運転中に制御部４０が室内ファン１６を正回転させる一方、室外ファン１３を逆回転させるようにしてもよい。
また、除霜運転の開始時に外気の温度が所定値（例えば、０°）よりも高い場合、除霜運転中に制御部４０が室外ファン１３を駆動させるようにしてもよい。これによって、外気の熱で室外熱交換器１２の霜が溶かされやすくなる。

また、各実施形態では、室内機Ｕｉ（図１参照）及び室外機Ｕｏ（図１参照）が一台ずつ設けられる構成について説明したが、これに限らない。すなわち、並列接続された複数台の室内機を設けてもよいし、また、並列接続された複数台の室外機を設けてもよい。
また、各実施形態で説明した空気調和機１００は、壁掛型の空気調和機の他、さまざまな種類の空気調和機にも適用可能である。

また、各実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に記載したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、前記した機構や構成は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての機構や構成を示しているとは限らない。

１００ 空気調和機
１１ 圧縮機
１２ 室外熱交換器
１３ 室外ファン
１４ 膨張弁
１５ 室内熱交換器
１６ 室内ファン
１７ 四方弁
４０ 制御部
２５ 室内温度センサ
２６ 室内熱交換器温度センサ
３１ 室外温度センサ
３２ 室外熱交換器温度センサ
３３ 筐体
３４ 電装品ボックス
３５ 仕切板
Ｂ 回路基板
ｆｂ フィン
Ｑ 冷媒回路
Ｗ１ 機械室
Ｗ２ ファン室

Claims (9)

1. 圧縮機と、室外熱交換器と、膨張弁と、室内熱交換器と、が四方弁を介して接続されてなる冷媒回路を備えるとともに、
   前記室内熱交換器の付近に設けられる室内ファンと、
   前記室外熱交換器の付近に設けられる室外ファンと、を備え、
   前記室外熱交換器を凝縮器として機能させ、前記室外熱交換器の除霜を行う除霜運転の少なくとも一部の期間で、前記室内ファンを駆動させるとともに、前記室外ファンを駆動させる制御部をさらに備える空気調和機。
2. 前記除霜運転中に前記室内ファンが駆動している期間と、当該除霜運転中に前記室外ファンが駆動している期間と、が少なくとも部分的に重なっていること
   を特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記制御部は、少なくとも前記除霜運転の開始時から当該除霜運転の期間の途中まで、前記室内ファン及び前記室外ファンを駆動させた後、前記室内ファン及び前記室外ファンのうち少なくとも一方を停止状態にすること
   を特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
4. 空調室の温度を検出する室内温度センサと、
   前記室内熱交換器の温度を検出する室内熱交換器温度センサと、を備え、
   前記除霜運転中に前記空調室の温度が所定値以下になった場合、
   前記除霜運転中に前記室内熱交換器の温度が所定値以下になった場合、
   又は、
   前記除霜運転の開始時から所定時間が経過した場合、
   前記制御部は、前記室内ファンを停止させること
   を特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
5. 前記室外熱交換器の温度を検出する室外熱交換器温度センサを備え、
   前記除霜運転中に前記室外熱交換器の温度が所定値以上になった場合、
   又は、
   前記除霜運転の開始時から所定時間が経過した場合、
   前記制御部は、前記室外ファンを停止させること
   を特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
6. 前記制御部は、前記除霜運転の開始時、又は前記除霜運転の開始前から、前記室内ファン及び前記室外ファンのうち少なくとも一方の駆動を開始すること
   を特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
7. 前記制御部は、前記除霜運転のうち前記少なくとも一部の期間で、前記室内ファンを逆回転させ、
   前記室内ファンの逆回転は、通常の空調運転時における前記室内ファンの正回転に対して逆向きの回転であること
   を特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
8. 前記制御部は、前記除霜運転のうち前記少なくとも一部の期間で、前記室外ファンを逆回転させ、
   前記室外ファンの逆回転は、通常の空調運転時における前記室外ファンの正回転に対して逆向きの回転であること
   を特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
9. 前記圧縮機、前記室外熱交換器、及び前記室外ファンが設けられる筐体と、
   前記筐体内の空間を、前記圧縮機が設けられる機械室と、前記室外ファンが設けられるファン室と、に仕切る金属製の仕切板と、を備えるとともに、
   前記筐体内に設けられ、前記制御部の回路基板を収容する電装品ボックスを備え、
   前記回路基板に設置されたフィンが、前記電装品ボックスから前記ファン室に露出し、
   前記室外ファンが逆回転しているとき、前記室外ファンから前記室外熱交換器に向けて空気が通流すること
   を特徴とする請求項８に記載の空気調和機。

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