JP4507907B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、除霜制御を搭載した空気調和機に関する。

従来、空気調和機による暖房運転において、室外温度が高い時、または室内送風機風量
が少ない時には、過負荷状態になることから、過負荷保護動作により室外送風機の運転停止を繰り返し圧縮機の保護をしていた。

過負荷保護動作中に室外送風機が停止するため蒸発圧力が著しく低下し氷点下の低温となるために、室外熱交換器に付着している多量の凝縮水が凍りつくことから、過負荷保護動作中の室外送風機の停止時間を積算し、積算値が所定値に達したら除霜運転を行うものがあった。

たとえば特許文献１に記載の発明に係る空気調和機の除霜制御装置では、過負荷保護動作中は高圧圧力が高い場合が多く、除霜運転開始時に大きな音とともに振動が発生し、使用者に不快感を与えるなどの欠点を克服するために、除霜運転前の一定時間だけ圧縮機を停止し高圧圧力を低下させることにより除霜運転での音と振動の低減を図っていた。

以下に、従来の空気調和機の除霜制御装置について説明する。

図５は従来の空気調和機である。

１は圧縮機、２は四方弁、３は室外熱交換器、４はキャピラリーチューブ等を用いた減圧器、５は室内熱交換器で、暖房運転時の冷媒は１，２，５，４，３の順に流れ、再度、四方弁２を経由して圧縮機１に戻るようになっている。

６は室内熱交温度検出手段であり、７は過負荷保護装置であり8は室外送風機である。

９は過負荷保護動作積算手段であり、１０は除霜運転制御装置である。以上のように構成された空気調和機の除霜制御装置について、以下その動作を説明する。

暖房運転中に室内熱交温度検出手段６が予め設定された過負荷保護動作開始温度まで上昇すると室外送風機８の運転を停止し、また、室内熱交換器５の温度が過負荷保護動作解除温度まで降下すると室外送風機８の運転を再開させるという過負荷保護動作を繰り返す。

このとき、室外熱交換器３は徐々に氷結するため過負荷保護動作積算手段９が積算した時間が所定の時間を経過すると除霜運転制御装置１０により除霜運転を開始するが、高圧圧力が高い状態での除霜運転のため四方弁２の切り替え前に圧縮機を一定時間停止し高圧圧力を下げることにより四方弁２の切り替え音と振動低減を図っている。
特開平３−９５３３８号公報

しかしながら、前記従来の構成では、過負荷条件での除霜運転前に圧縮機１を一定時間停止するために、除霜運転時間が長くなり室内側の温度が乱れてしまうことから、使用者に不快感を与えていた。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、過負荷条件での除霜運転においても圧縮機１を停止させることなく、かつ除霜運転での四方弁２切り替え音と振動低減を図ることができる空気調和機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、膨張弁と、室内熱交換器と、前記室内熱交換器の温度を検出する室内熱交温
度検出手段と、前記室内熱交換器へ送風する室内送風機と、前記室外熱交換器へ送風する室外送風機とを備え、暖房運転中に、前記室内熱交温度検出手段で検出する室内熱交温度が、予め設定された過負荷保護動作開始温度まで上昇すると前記室外送風機の運転を停止し、過負荷保護動作解除温度まで降下すると前記室外送風機の運転を再開する過負荷保護装置と、前記過負荷保護動作中の前記室外送風機の停止時間を積算する過負荷保護動作積算手段とを設け、前記過負荷保護動作積算手段が積算した過負荷保護動作積算時間が予め設定された積算時間に達したら除霜する空気調和機において、暖房運転から除霜運転へ移行する際の四方弁の切換え前に、前記圧縮機を駆動したまま、所定の時間前記膨張弁を全開とし、その後、前記室外送風機を停止した後に除霜運転へ移行し、前記膨張弁が全開の間は前記室内送風機を強制的に強風とすることにより、前記四方弁の切り替え音と前記四方弁切り替え時に発生する振動を低減させることができる空気調和機を提供することができる。

本発明の空気調和機は、暖房運転時の過負荷条件においても、圧縮機を停止させることなく除霜運転に移行できることから、除霜運転を短縮させることができる。

第１の発明は、圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、膨張弁と、室内熱交換器と、前記室内熱交換器の温度を検出する室内熱交温度検出手段と、前記室内熱交換器へ送風する室内送風機と、前記室外熱交換器へ送風する室外送風機とを備え、暖房運転中に、前記室内熱交温度検出手段で検出する室内熱交温度が、予め設定された過負荷保護動作開始温度まで上昇すると前記室外送風機の運転を停止し、過負荷保護動作解除温度まで降下すると前記室外送風機の運転を再開する過負荷保護装置と、前記過負荷保護動作中の前記室外送風機の停止時間を積算する過負荷保護動作積算手段とを設け、前記過負荷保護動作積算手段が積算した過負荷保護動作積算時間が予め設定された積算時間に達したら除霜する空気調和機において、暖房運転から除霜運転へ移行する際の四方弁の切換え前に、前記圧縮機を駆動したまま、所定の時間前記膨張弁を全開とし、その後、前記室外送風機を停止した後に除霜運転へ移行し、前記膨張弁が全開の間は前記室内送風機を強制的に強風とすることにより、前記四方弁の切り替え音と前記四方弁切り替え時に発生する振動を低減させることができる空気調和機を提供することができる。

第２の発明は、特に第１の発明において、暖房運転から除霜運転へ移行する際の四方弁の切換え前の膨張弁全開中に、室内熱交換器温度が所定の温度以下になるまで除霜運転に移行しないことにより、より高圧圧力を低減させることができるため、前記四方弁の切り替え音と前記四方弁切り替え時に発生する振動を低減させることができる空気調和機を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は第１の実施の形態における空気調和機の除霜制御装置の一例であり、図２は第１の実施の形態における空気調和機の除霜制御運転時のフローを示す。

本発明の一実施例において、前述従来例について説明した構成部分と同じ部分については同一符号を付し、その説明を省略する。

図１において、１１は室内送風機である。以上のように構成された調和機の除霜制御装置について、以下その動作を説明する。

暖房運転時、圧縮機１から吐出した高圧ガス冷媒は室内熱交換器５で室内送風機１１により熱交換されて液化し、膨張弁４で減圧された後に室外熱交換器３で室外送風機６により熱交換されて低圧ガス化して再度圧縮機１へ戻る。

このとき、室内側および室外側の負荷により室外送風機８が運転，停止を行い、室内熱交換器７の温度を所定の温度へ保つため、常に快適な空調状態に保っている。
負荷変動により室内側または、室外側の温度が上昇した場合には、室外送風機８が停止し続け、停止時間の累積により除霜運転に突入することとなるが、詳細な動作については、図２の除霜運転突入時のフローチャートを参照しながら説明する。

ＳＴＥＰ１で暖房運転を開始しＳＴＥＰ２で過負荷保護動作積算タイマ（Ｔｉｍｅ）をリセットしＳＴＥＰ３で通常運転している。

ＳＴＥＰ４で過負荷制御突入判定を行い室内熱交温度検出手段６が検出した室内熱交温度（Ｔｃ）が所定の温度（Ｔｃ１）以上となった場合はＳＴＥＰ５へ進み、そうでなければＳＴＥＰ３へ戻る。

ＳＴＥＰ５では過負荷保護装置７により室外送風機８を停止し、ＳＴＥＰ６で過負荷制御タイマ（Ｔｉｍｅ）をスタートする。

ＳＴＥＰ７では除霜運転制御装置１０により過負荷制御積算時間（Ｔｉｍｅ）による除霜判定を行い、過負荷制御積算時間（Ｔ２）が所定の時間（ＪＯＳＯ−ＩＮ）以上であれば、ＳＴＥＰ８へ進み、そうでなければＳＴＥＰ９へ進む。

ＳＴＥＰ９では過負荷制御解除判定を行い室内熱交温度検出手段６が検出した室内熱交温度（Ｔｃ）が所定の温度（Ｔｃ２）未満となった場合はＳＴＥＰ１０にて室外送風機８を運転し過負荷保護動作積算タイマを停止した後にＳＴＥＰ３へ戻り、そうでなければＳＴＥＰ７へ戻る。

一方、ＳＴＥＰ８においても過負荷制御解除判定を行い室内熱交温度検出手段６が検出した室内熱交温度（Ｔｃ）が所定の温度（Ｔｃ２）未満となった場合はＳＴＥＰ１１へ進み、そうでなければＳＴＥＰ８へ戻る。

ＳＴＥＰ１１では除霜制御の前動作として膨張弁４を全開にしＳＴＥＰ１２で膨張弁全開タイマ（ＥＸＰＶ−Ｔｉｍｅ）をスタートする。

ＳＴＥＰ１３では膨張弁全開タイマの時間判定を行い、所定の時間（Ｔ１）以上に経過していた場合はＳＴＥＰ１４へ進み、そうでなければＳＴＥＰ１３へ戻る。

ＳＴＥＰ１４で除霜運転を開始し、四方弁２の切換えにより室外熱交換器３に付着した霜を除いた後に、ＳＴＥＰ１５で除霜運転を解除する。

ＳＴＥＰ１６では過負荷保護動作積算タイマ（Ｔｉｍｅ）をリセットした後にＳＴＥＰ３へ戻る。

以上のサイクルを繰り返すことにより、暖房運転時の過負荷条件での除霜運転時においても、四方弁２を切換え前の高圧圧力を十分に低下させることができるため、切り替え時に発生する音と振動を低減させることができ、圧縮機１を停止しないことから除霜運転時間が短くなるため、いかなる条件においても最適空間を実現する空気調和機を提供するこ
とができる。

（実施の形態２）
図３は第２の実施の形態における空気調和機の露付運転時のフローを示す。
基本動作については、第１の実施の形態と同様の動作を行うが、除霜運転突入での四方弁２切換え前の膨張弁４全開と同時に室内送風機１１を強制的に強風とすることにより、より高圧圧力を低下させることができるため、切り替え時に発生する音と振動もさらに低減させることができる。

（実施の形態３）
図４は第３の実施の形態における空気調和機の露付運転時のフローを示す。
基本動作については、第１の実施の形態と同様の動作を行うが、除霜運転突入での四方弁２切換え前の膨張弁４全開状態を室内熱交温度検出手段６が検出する室内熱交換器温度が所定の温度（Ｔｃ３）以下になるまで継続することにより、より高圧圧力を低下させることができるため、切り替え時に発生する音と振動もさらに低減させることができる。

本発明の空気調和機の除霜制御装置は、暖房運転時の過負荷条件においても、圧縮機を停止させることなく除霜運転に移行できることから、除霜運転を短縮させることができるために、空気調和機のみならず、冷蔵庫や除湿機にも適用できる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の除霜制御装置の構成図 本発明の実施の形態１における空気調和機の除霜制御時のフローチャート 本発明の実施の形態２における空気調和機の除霜制御時のフローチャート 本発明の実施の形態３における空気調和機の除霜制御時のフローチャート 従来の空気調和機の除霜制御装置の構成図

１ 圧縮機
２ 四方弁
３ 室外熱交換器
４ 膨張弁
５ 室内熱交換器
６ 室内熱交温度検出手段
７ 過負荷保護装置
８ 室外送風機
９ 過負荷保護動作積算手段
１０ 除霜運転制御装置
１１ 室内送風機
Ｔｃ 室内熱交温度
Ｔｃ１ 過負荷制御突入時の所定の室内熱交温度
Ｔｃ２ 過負荷制御解除時の所定の室内熱交温度
Ｔｃ３ 除霜運転突入における所定の室内熱交温度
Ｔｉｍｅ 過負荷保護動作積算タイマ
ＥＸＰＶ−Ｔｉｍｅ 膨張弁全開時間タイマ
Ｔ１ 膨張弁全開の所定の時間
ＪＯＳＯ−ＩＮ 除霜制御突入判定時間

Claims (2)

1. 圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、膨張弁と、室内熱交換器と、前記室内熱交換器の温度を検出する室内熱交温度検出手段と、前記室内熱交換器へ送風する室内送風機と、前記室外熱交換器へ送風する室外送風機とを備え、暖房運転中に、前記室内熱交温度検出手段で検出する室内熱交温度が、予め設定された過負荷保護動作開始温度まで上昇すると前記室外送風機の運転を停止し、過負荷保護動作解除温度まで降下すると前記室外送風機の運転を再開する過負荷保護装置と、前記過負荷保護動作中の前記室外送風機の停止時間を積算する過負荷保護動作積算手段とを設け、前記過負荷保護動作積算手段が積算した過負荷保護動作積算時間が予め設定された積算時間に達したら除霜する空気調和機において、暖房運転から除霜運転へ移行する際の四方弁の切換え前に、前記圧縮機を駆動したまま、所定の時間前記膨張弁を全開とし、その後、前記室外送風機を停止した後に除霜運転へ移行し、前記膨張弁が全開の間は前記室内送風機を強制的に強風とすることを特徴とした空気調和機。
2. 暖房運転から除霜運転へ移行する際の四方弁の切換え前の膨張弁全開中に、室内熱交換器温度が所定の温度以下になるまで除霜運転に移行しないことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。

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