JP4270274B2 - 室外機 - Google Patents
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Description
本発明の一実施形態に係る室外機を含む空気調和装置の冷媒回路を、図1に示す。空気調和装置1は、多室型空気調和装置であって、1つの室外機2に対して複数の室内機3が並列に接続される構成となっている。空気調和装置1の冷媒回路10は、主として圧縮機11、四路切換弁12、室外熱交換器13、膨張弁14、室内熱交換器16が順に接続されたものであり、蒸気圧縮式の冷凍サイクルとなっている。ここで、圧縮機11は、インバータによる回転数制御を行う容量可変のインバータ圧縮機である。また、圧縮機11の吸入管側には、液冷媒とガス冷媒を分離するアキュムレータ20が設けられている。
(冷房運転)
次に、この空気調和装置1の運転動作について説明する。冷房運転時は、四路切換弁12が図1において実線で示す状態に保持される。圧縮機11から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四路切換弁12を介して室外熱交換器13に流入し、室外空気と熱交換して凝縮・液化する。液化した冷媒は、膨張弁14で所定の低圧に減圧され、さらに室内熱交換器16で室内空気と熱交換して蒸発する。そして、冷媒の蒸発によって冷却された室内空気は、図示しない室内ファンによって室内へと吹き出され、室内を冷房する。また、室内熱交換器16で蒸発して気化した冷媒は、冷媒連絡配管17aを通って室外機2に戻り、圧縮機11に吸い込まれる。
暖房運転時は、四路切換弁12が図1において破線で示す状態に保持される。圧縮機11から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四路切換弁12を介して各室内機3の室内熱交換器16に流入し、室内空気と熱交換して凝縮・液化する。冷媒の凝縮によって加熱された室内空気は、室内ファンによって室内へと吹き出され、室内を暖房する。室内熱交換器16において液化した冷媒は、冷媒連絡配管17bを通って室外機2に戻る。室外機2に戻った冷媒は、膨張弁14で所定の低圧に減圧され、さらに室外熱交換器13で室外空気と熱交換して蒸発する。そして、室外熱交換器13で蒸発して気化した冷媒は、四路切換弁12を介して圧縮機11に吸い込まれる。
室外ファン29は、モータ29aを備えている。モータ29aは、高寿命のDCブラシレスモータであり、電源入力1サイクル中のオン時間比率(DUTY比)を制御(DUTY制御)することによって回転数を変更することができる。回転数は、モータ29aに設けられているホールICから成る回転数センサ129によって検知される。
図2は、本実施形態の室外機2を含む空気調和装置1の制御ブロック図である。図2において、制御部4は、着霜検出部41によって、室外温度センサ102、蒸発温度センサ113、室外ファン回転数センサ129および低圧側圧力センサ213からの検出値を受信し、室外熱交換器13の着霜を検知或いは推定を行い、室外ファン制御部42を介して、室外ファン29を制御する。
図5は、着霜時ファン制御のフローチャートである。暖房運転が開始されると、S1で暖房運転開始後の経過時間TDの計時が開始される。S2で一定時間(TD2)待機した後、S3で外気温度が所定温度(Doadef)未満か否かが判定され、Yesならば、S4で室外ファン入力の平均値が算出される。そして、S5に進み、計時が開始されてから経過した時間TDが所定時間(TD1)に達したか否かを判定し、Yesならば、S6で蒸発温度(室外熱交換器温度)が所定温度(Tedef)未満であるか否かを判定する。S6でYesならば、S7へ進み、室外ファン入力が、S4で求めた入力の平均値が維持されるようにする。なお、S3、S5、S6のいずれかの判定がNoの場合は通常運転に入る。S1からS7までは、着霜時ファン制御の開始条件であり、S7が着霜時ファン制御運転である。
着霜時ファン制御では、着霜時に室外ファン29への入力が一定となるので、室外ファン29の回転数が通風抵抗に応じて低下し、室外ファン29の送風音の増大が抑制される。しかし、室外熱交換器13上の霜は成長し続けるので、室外ファン29の回転数低下による送風音抑制にも限界がある。また、着霜時ファン制御は、暖房性能を低下させながら送風音の増大を抑制する制御であるので、着霜時ファン制御を無制限に継続することは、暖房性能を著しく低下させユーザーに暖房不足を感じさせることとなる。したがって、所定の条件で除霜制御へ切り替える必要がある。
上記の実施形態では、室外ファン29の回転数が下限回転数Nsを下回ったときに、送風音が許容限界値Qsに達したと判定しているが、これに限定されるものではなく、例えば、着霜前の室外ファン29の回転数との差が許容値Lを上回ったときに、送風音が許容限界値Qsに達したと判定しても良い。なお、着霜前の室外ファン29の回転数は、先の除霜制御後にサンプリングした室外ファン29の回転数の平均値を採用している。以下、図面を用いて説明する。
第1変形例は、室外ファン29の瞬時の回転数に基づいて、除霜制御に切り替える判定を行っているので、例えば、室外ファン29の送風方向に逆らう自然風が室外ファン29に当り回転数が瞬間的に低下した場合、或いは電源電圧が低下し室外ファン29の回転数が瞬間的に低下した場合には、誤って除霜制御に切り替える可能性がある。そこで、第2変形例は、着霜前の室外ファン29の回転数との差の積算値が許容積算値を上回ったときに除霜制御に切り替えている。
(1)
この室外機2は、室外熱交換器13と、室外ファン29と、制御部4とを備えている。室外熱交換器13は、暖房運転時には蒸発器として空気と熱交換を行う。室外ファン29は、室外熱交換器13表面を通過する空気流を発生させる。制御部4は、室外熱交換器13への着霜が検知又は推定されたとき、室外ファン29の回転数を低くするための着霜時ファン制御を行う。このため、着霜により通風抵抗が増加しても、送風音の増加量が小さいので不快な騒音が抑制される。また、着霜時ファン制御は、暖房運転開始から所定時間が経過するまで実行されない。このため、暖房運転が、所定時間維持されるので、低外気で運転が開始されても、暖気が提供される。
この室外機2の着霜時ファン制御には、予め設定されている室外ファン29の目標回転数を下げることが含まれている。或いは、室外ファン29に供給される入力値の上限を下げることが含まれている。これによって着霜時に室外ファン29の回転数が下がり、送風音の増加量が小さくなる。このため、騒音が抑制される。
この室外機2では、暖房運転開始から所定時間が経過し、室外熱交換器13の蒸発温度が所定温度を下回ったときに、着霜時ファン制御が実行される。或いは、暖房運転開始から所定時間が経過し、外気温が所定温度を下回ったときに、着霜時ファン制御が実行される。或いは、暖房運転開始から所定時間が経過し、低圧側が所定圧力を下回ったときに、着霜時ファン制御が実行される。或いは、暖房運転開始から所定時間が経過し、室外ファンに供給される駆動電圧の1サイクル中のオン時間比率が予め設定されているオン時間比率を上回ったときに、着霜時ファン制御が実行される。或いは、暖房運転開始から所定時間が経過し、室外ファンの回転数が予め設定されている目標回転数を下回ったときに、着霜時ファン制御が実行される。このため、特別な装置を用いることなく着霜が検知され、送風音が抑制される。
この室外機2では、着霜時ファン制御が開始される前段階で、室外ファン29に供給される入力の平均値が算出され、着霜時ファン制御が実行されている間は、室外ファン29へ、先に算出された入力の平均値が供給される。これによって、着霜による通風抵抗で室外ファン29の回転数が自動的に下がる。このため、送風音の増加量が小さくなる。
この室外機2では、着霜時ファン制御が行われているときに、室外ファンの回転数が下限回転数Nsを下回った場合は除霜運転を開始する。着霜時ファン制御では暖房能力が低下するので、室外ファンの回転数を監視し、暖房能力が許容範囲を超えて低下することを防止している。これによって、送風音の増大を抑制できない程度まで着霜が進行すると、適時に除霜運転が開始されるので、ユーザーに暖房不足を感じさせる前に暖房性能が回復する。
2 室外機
3 室内機
4 制御部
13 室外熱交換器
Claims (10)
- 室内機(3)が接続される空気調和装置(1)の室外機(2)であって、
暖房運転時には蒸発器として空気と熱交換を行う室外熱交換器(13)と、
前記室外熱交換器(13)表面を通過する空気流を発生させる室外ファン(29)と、
暖房運転時に、前記室外熱交換器(13)への着霜が検知又は推定されたとき、前記室外ファン(29)の回転数を低くするための着霜時ファン制御を除霜運転の前に行い、前記暖房運転を継続させる制御部(4)と、
を備え、
前記着霜時ファン制御は、予め設定されている前記室外ファン(29)の目標回転数を下げること、又は前記室外ファン(29)に供給される入力値の上限を下げることを含み、
前記着霜時ファン制御が行われているときに、前記室外ファン(29)の回転数が予め設定されている下限回転数を下回った場合は前記除霜運転が開始される、
室外機(2)。 - 室内機(3)が接続される空気調和装置(1)の室外機(2)であって、
暖房運転時には蒸発器として空気と熱交換を行う室外熱交換器(13)と、
前記室外熱交換器(13)表面を通過する空気流を発生させる室外ファン(29)と、
暖房運転時に、前記室外熱交換器(13)への着霜が検知又は推定されたとき、前記室外ファン(29)の回転数を低くするための着霜時ファン制御を除霜運転の前に行い、前記暖房運転を継続させる制御部(4)と、
を備え、
前記着霜時ファン制御は、予め設定されている前記室外ファン(29)の目標回転数を下げること、又は前記室外ファン(29)に供給される入力値の上限を下げることを含み、
前記着霜時ファン制御が行われているときに、前記室外ファン(29)の回転数と着霜前の前記室外ファン(29)の回転数との差が予め設定されている許容値を上回った場合は前記除霜運転が開始される、
室外機(2)。 - 室内機(3)が接続される空気調和装置(1)の室外機(2)であって、
暖房運転時には蒸発器として空気と熱交換を行う室外熱交換器(13)と、
前記室外熱交換器(13)表面を通過する空気流を発生させる室外ファン(29)と、
暖房運転時に、前記室外熱交換器(13)への着霜が検知又は推定されたとき、前記室外ファン(29)の回転数を低くするための着霜時ファン制御を除霜運転の前に行い、前記暖房運転を継続させる制御部(4)と、
を備え、
前記着霜時ファン制御は、予め設定されている前記室外ファン(29)の目標回転数を下げること、又は前記室外ファン(29)に供給される入力値の上限を下げることを含み、
前記着霜時ファン制御が行われているときに、前記室外ファン(29)の回転数と着霜前の前記室外ファン(29)の回転数との差の積算値が予め設定されている許容積算値を上回った場合は前記除霜運転が開始される、
室外機(2)。 - 前記着霜時ファン制御は、暖房運転開始から所定時間が経過するまで実行されない、
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の室外機(2)。 - 前記着霜時ファン制御は、暖房運転開始から所定時間が経過し、前記室外熱交換器(13)の蒸発温度が所定温度を下回ったときに実行される、
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の室外機(2)。 - 前記着霜時ファン制御は、暖房運転開始から所定時間が経過し、外気温が所定温度を下回ったときに実行される、
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の室外機(2)。 - 前記着霜時ファン制御は、暖房運転開始から所定時間が経過し、低圧側が所定圧力を下回ったときに実行される、
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の室外機(2)。 - 前記着霜時ファン制御は、暖房運転開始から所定時間が経過し、前記室外ファン(29)に供給される駆動電圧の1サイクル中のオン時間比率が予め設定されているオン時間比率を上回ったときに実行される、
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の室外機(2)。 - 前記着霜時ファン制御は、暖房運転開始から所定時間が経過し、前記室外ファン(29)の回転数が予め設定されている目標回転数を下回ったときに実行される、
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の室外機(2)。 - 前記着霜時ファン制御が開始される前段階で、前記室外ファン(29)に供給される入力の平均値が算出され、前記着霜時ファン制御が実行されている間は、前記室外ファン(29)へ前記入力の前記平均値が供給される、
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の室外機(2)。
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