JP6032330B2 - 空調機 - Google Patents

Description

本発明は、空調機に関し、特に、暖房能力が冷房能力よりも小さい空調機に関する。

ＡＳＥＡＮ、中南米などで使用されるルームエアコンは、ほとんどが冷房専用である（例えば、特許文献１：特開２００８−９６０８８号公報参照）。しかし、そのような地域でも例えば高地においては、短期間ではあるものの気温が５℃程度まで低下し、何らかの暖房を必要とする時期がある。

ユーザーは、その期間だけヒータなどの機器を用いて室内暖房をしているが、不便さは否めない。その一方、冷房専用地域において本格的なヒートポンプ機はオーバースペックであり、ユーザーの購入価格上昇を伴い市場流通を阻害する結果となっていた。

本発明の課題は、短期間だけ暖房を必要とする地域に適した弱めの暖房を行うことができる安価な空調機を提供することにある。

本発明の第１観点に係る空調機は、圧縮機、熱源側熱交換器、膨張機構、及び利用側熱交換器を順に接続して冷媒回路を構成し、利用側熱交換器が凝縮器として機能するときの暖房能力を、利用側熱交換器が蒸発器として機能するときの冷房能力以下にした空調機であって、利用側熱交換器に送風する室内ファンと、圧縮機の運転周波数を制御する制御部とを備えている。

制御部は、霜付き抑制制御を行う。霜付き抑制制御とは、熱源側熱交換器が蒸発器として機能しているときの冷媒の蒸発温度が第１閾値を下回ったと判断したとき、又は熱源側熱交換器が蒸発器として機能しているときの冷媒の蒸発器出口温度が第２閾値を下回ったと判断したとき、圧縮機を垂下又は停止させる制御である。さらに制御部は、霜付き抑制制御において、圧縮機を垂下又は停止させる前に室内ファンの回転数を低下させ、その際、制御部は、蒸発温度が第３閾値を下回ったと判断するまで、又は蒸発器出口温度が第４閾値を下回ったと判断するまで、室内ファンの回転数を段階的に低下させる。

暖房能力が小さくて済むにもかかわらず除霜運転が必要となると、結果的に通常暖房能力並みの部品と制御が必要となり、コスト増の要因となる。

しかし、この空調機では、冷媒の蒸発温度又は蒸発器出口温度から霜付きが発生しそうなタイミングを見計らって、圧縮機を垂下又は停止させることによって霜付きを抑制することができる。その結果、低コストの空調機を提供することができる。

また、室内ファンの回転数変化幅に対する蒸発温度の変化幅は、圧縮機の運転周波数の変化幅に対する場合よりも小さいので、室内ファンの回転数を段階的に低下させることによって蒸発温度の上昇幅を細かく制御することができる。このため、霜付き抑制制御による暖房能力の低下を抑制し、室内温度を維持しつつ、暖房運転時間を延ばすことができる。

本発明の第２観点に係る空調機は、第１観点に係る空調機であって、熱源側温度センサをさらに備えている。熱源側温度センサは、熱源側熱交換器に取り付けられ、熱源側熱交換器の所定領域の温度を検出する。制御部は、熱源側温度センサの検出値から冷媒の蒸発温度を推定する。

通常、着霜する要因としては、冷媒の蒸発温度の低下が考えられる。そして、蒸発温度の低下は、圧縮機周波数が高いとき、外気が低いときに発生する。基本的に着霜させないためには、蒸発温度を監視しながら圧縮機の垂下制御を行い、蒸発圧力を調節する必要がある。

この空調機では、暖房運転時に蒸発器として機能する熱源側熱交換器に取り付けられた熱源側温度センサの検出値から冷媒の蒸発温度を推定することによって、蒸発圧力を適切に調節することができる。

本発明の第３観点に係る空調機は、第１観点に係る空調機であって、出口管温度センサをさらに備えている。出口管温度センサは、暖房運転時に蒸発器として機能する熱源側熱交換器の冷媒出口配管に取り付けられ、冷媒出口配管の温度を検出する。制御部は、出口管温度センサの検出値から冷媒の蒸発器出口温度を推定する。

蒸発器に着霜させないためには、蒸発温度を監視しながら圧縮機の垂下制御を行い、蒸発圧力を調節する必要がある。

この空調機では、出口管温度センサの検出値から冷媒の蒸発器出口温度を推定し、さらにその推定値から冷媒の蒸発温度を推定することによって、蒸発圧力を適切に調節することができる。

本発明の第４観点に係る空調機は、第１観点に係る空調機であって、風量設定が自動で行われる風量自動モードが選択されているときに、制御部が室内ファンの回転数を低下させる。

この空調機では、風量自動モードならば、風量を下げる余地、即ち室内ファンの回転数の低下余地があるので、風量自動モードは室内ファンの回転数を低下させる制御を伴う霜付き抑制制御に適している。

本発明の第５観点に係る空調機は、第１観点から第４観点のいずれか１つに係る空調機であって、制御部が、蒸発温度又は蒸発器出口温度から熱源側熱交換器が着霜しているか否かを判定し、熱源側熱交換器が着霜していると判定したときは、圧縮機の吐出ガス温度を利用せず外気のみで熱源側熱交換器の除霜を行う。

この空調機では、圧縮機の吐出ガス温度を利用せず外気のみで熱源側熱交換器の除霜を行うことができるので、ホットガスデフロストを行うタイプの空調機との対比において、部品の小型化、低コスト化を図ることができる。

本発明の第６観点に係る空調機は、第１観点から第４観点のいずれか１つに係る空調機であって、外気温度センサをさらに備えている。外気温度センサは、熱源側熱交換器が据え付けられている場所の雰囲気温度を検出する。制御部は、外気温度センサの検出値が第５閾値を下回ったときは、圧縮機を停止する。

この空調機では、圧縮機の運転に外気温度による制限を課することによって、蒸発器への着霜を抑制することができる。

本発明の第１観点に係る空調機では、冷媒の蒸発温度又は蒸発器出口温度から霜付きが発生しそうなタイミングを見計らって、圧縮機を垂下又は停止させることによって霜付きを抑制することができる。その結果、低コストの空調機を提供することができる。

また、室内ファンの回転数変化幅に対する蒸発温度の変化幅は、圧縮機の運転周波数の変化幅に対する場合よりも小さいので、室内ファンの回転数を段階的に低下させることによって蒸発温度の上昇幅を細かく制御することができる。このため、霜付き抑制制御による暖房能力の低下を抑制し、室内温度を維持しつつ、暖房運転時間を延ばすことができる。

本発明の第２観点に係る空調機では、暖房運転時に蒸発器として機能する熱源側熱交換器に取り付けられた熱源側温度センサの検出値から冷媒の蒸発温度を推定することによって、蒸発圧力を適切に調節することができる。

本発明の第３観点に係る空調機では、出口管温度センサの検出値から冷媒の蒸発器出口温度を推定し、さらにその推定値から冷媒の蒸発温度を推定することによって、蒸発圧力を適切に調節することができる。

本発明の第４観点に係る空調機では、風量自動モードならば、風量を下げる余地、即ち室内ファンの回転数の低下余地があるので、風量自動モードは室内ファンの回転数を低下させる制御を伴う霜付き抑制制御に適している。

本発明の第５観点に係る空調機では、圧縮機の吐出ガス温度を利用せず外気のみで熱源側熱交換器の除霜を行うことができるので、ホットガスデフロストを行うタイプの空調機との対比において、部品の小型化、低コスト化を図ることができる。

本発明の第６観点に係る空調機では、圧縮機の運転に外気温度による制限を課することによって、蒸発器への着霜を抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る空調機の構成図。 室内機の斜視図。 空調機の制御ブロック図。 霜付き抑制制御のフローチャート。 本発明の第２実施形態に係る空調機の霜付き抑制制御のフローチャート。

以下図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

＜第１実施形態＞
（１）空調機１の構成
図１は、本発明の第１実施形態に係る空調機１の構成図である。図１において、空調機１は、冷房運転および暖房運転が可能な冷凍装置であり、室内機２と、室外機３と、室外機３と室内機２とを接続するための液冷媒連絡配管７、及びガス冷媒連絡配管９とを備えている。空調機１の冷凍回路には、単一冷媒であるＲ３２が封入されている。

（１−１）室内機２
図２は、室内機２の斜視図である。図１及び図２において、室内機２は、室内熱交換器１１と、室内ファン３５とを有している。また、室内機２には、リモートコントロールユニット（以下、リモコン５２という。）が付帯されている。リモコン５２は、ユーザーの操作に応じて、室内機２及び室外機３に内蔵されている制御部と交信して空調機１を制御する。

（１−１−１）室内熱交換器１１
室内熱交換器１１は、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。室内熱交換器１１は、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の凝縮器として機能して室内空気を加熱する。

なお、室内熱交換器１１は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器に限定されるものではなく、他の型式の熱交換器であっても良い。

（１−１−２）室内ファン３５
室内ファン３５は、クロスフローファンである。室内ファン３５は、ファン３５ａと、ファン３５ａを回転させるための室内ファンモータユニット３５ｂとを有している。ファン３５ａは、ＡＳ樹脂などの樹脂材料で、長細い円筒形状に形成されており、長軸が水平になるように配置される。

室内ファン３５の稼動によって、室内機２は前面側から内部に室内空気を吸入し、室内熱交換器１１において冷媒と熱交換させた後に、供給空気として室内に供給する。また、室内ファン３５は、室内熱交換器１１に供給する空気の風量を所定風量範囲において変更することができる。

（１−２）室外機３
図１において、室外機３は、主に、圧縮機１３、四路切換弁１５、室外熱交換器１７、膨張弁１９、及びアキュムレータ２１を有している。さらに、室外機３は室外ファン５５も有している。

（１−２−１）圧縮機１３
圧縮機１３は容量可変式圧縮機であり、インバータにより回転数が制御される。本実施形態において、圧縮機１３は１台のみであるが、これに限定されず、室内機２の接続台数等に応じて、２台以上の圧縮機が並列に接続されていても良い。

（１−２−２）四路切換弁１５
四路切換弁１５は、冷媒の流れの方向を切り換える弁である。冷房運転時、四路切換弁１５は圧縮機１３の吐出側と室外熱交換器１７のガス側とを接続するとともに圧縮機１３の吸入側（具体的には、アキュムレータ２１）とガス冷媒連絡配管９側とを接続する（冷房運転状態：図１の四路切換弁１５の実線を参照）。その結果、室外熱交換器１７は冷媒の凝縮器として、室内熱交換器１１は冷媒の蒸発器として機能する。

暖房運転時、四路切換弁１５は、圧縮機１３の吐出側とガス冷媒連絡配管９側とを接続するとともに圧縮機１３の吸入側と室外熱交換器１７のガス側とを接続する（暖房運転状態：図１の四路切換弁１５の破線を参照）。その結果、室内熱交換器１１は冷媒の凝縮器として、室外熱交換器１７は冷媒の蒸発器として機能する。

（１−２−３）室外熱交換器１７
室外熱交換器１７は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。室外熱交換器１７は、冷房運転時には冷媒の凝縮器として機能し、暖房運転時には冷媒の蒸発器として機能する。室外熱交換器１７は、そのガス側が四路切換弁１５に接続され、その液側が膨張弁１９に接続されている。

（１−２−４）膨張弁１９
膨張弁１９は、冷媒回路内を流れる冷媒の圧力や流量等の調節を行う。膨張弁１９は、冷房運転時の冷媒回路における冷媒の流れ方向において室外熱交換器１７の下流側に配置されている。

（１−２−５）室外ファン５５
室外ファン５５は、吸入した室外空気を室外熱交換器１７に送風して冷媒と熱交換させる。室外ファン５５は、室外熱交換器１７に送風する際の風量を可変することができる。室外ファン５５は、プロペラファン等であり、ＤＣファンモータ等からなるモータによって駆動される。

（１−３）制御部５０
図３は、空調機１の制御ブロック図である。図３において、制御部５０はリモコン５２からの指令信号に基づいて、圧縮機１３の運転周波数、四路切換弁１５の切換動作、膨張弁１９の開度、室内ファンモータユニット３５ｂの回転、及び風向調整羽根駆動モータ６２の回転を制御する。

図１に示すように、制御部５０は、室内機２内に内蔵されている室内制御部５０ａと室外機３内に内蔵されている室外制御部５０ｂとを有している。室内制御部５０ａとリモコン５２との間では赤外線信号の送受信が行われる。室内制御部５０ａと室外制御部５０ｂとの間では信号の送受信がワイヤを介して行われる。

リモコン５２には、運転スイッチ２２、運転切換スイッチ２４、温度設定スイッチ２６、及び風向調整スイッチ６１が設けられている。

運転スイッチ２２は、操作される毎に空調機１の運転と停止とを交互に切り換える。運転切換スイッチ２４は、操作される毎に運転を自動→冷房→除湿→暖房の順に切り換える。温度設定スイッチ２６は、上押操作される毎に設定温度が上昇し、下押操作される毎に設定温度が降下する。

また。風向調整スイッチ６１が操作される毎に、制御部５０（室内制御部５０ａ）が風向調整羽根駆動モータ６２を制御し、風向調整羽根６３（図２参照）の上下遥動と任意位置固定とを交互に切り換える。

（１−４）各種センサ
空調機１には、サーミスタから成る室外熱交換器温度センサ４２、室内温度センサ４４、出口管温度センサ４６、及び外気温度センサ４８が設けられている。室外熱交換器温度センサ４２は、室外熱交換器１７に取付けられ、室外熱交換器１７の所定領域を流れる冷媒の温度を検知する。室内温度センサ４４は、室内機２の吸込口に取り付けられ、室内空気温度を検知する。出口管温度センサ４６は、暖房運転時に蒸発器として機能する室外熱交換器１７の冷媒出口配管に取り付けられ、冷媒出口配管の温度を検出する。外気温度センサ４８は、室外機３の周囲温度を検知する。そして、これらの温度センサの測定値に基づき、制御部５０が空調機１を運転制御する。

（２）空調機１の動作
空調機１では、四路切換弁１５によって、冷媒の循環サイクルを冷房運転時の循環サイクルおよび暖房運転時の循環サイクルのいずれか一方に切り換えることが可能である。

（２−１）冷房運転
冷房運転では、四路切換弁１５が第１状態（図１の実線）に設定される。そして、この状態で制御部５０が圧縮機１３を稼動させると、室外熱交換器１７が凝縮器となり、室内熱交換器１１が蒸発器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。

圧縮機１３から吐出された高圧の冷媒は、室外熱交換器１７で室外の空気と熱交換して凝縮する。室外熱交換器１７を出た冷媒は、膨張弁１９を通過する際に減圧され、その後に室内熱交換器１１で室内の空気と熱交換して蒸発する。その際、空気は室内熱交換器１１によって冷却され、その冷却された空気が室内ファン３５を介して吹出口から室内へ吹き出される。室内熱交換器１１を出た冷媒は、圧縮機１３へ吸入されて圧縮される。

（２−２）暖房運転
暖房運転では、四路切換弁１５が第２状態（図１の点線）に設定される。そして、この状態で制御部５０が圧縮機１３を稼動させると、室外熱交換器１７が蒸発器となり、室内熱交換器１１が凝縮器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。

圧縮機１３から吐出された高圧の冷媒は、室内熱交換器１１で室内の空気と熱交換して凝縮する。その際、空気は室内熱交換器１１で加温され、その加温された空気は室内ファン３５を介して吹出口から室内へ吹き出される。凝縮した冷媒は、膨張弁１９を通過する際に減圧された後、室外熱交換器１７で室外の空気と熱交換して蒸発する。室外熱交換器１７を出た冷媒は、圧縮機１３へ吸入されて圧縮される。

（３）霜付き抑制制御
通常、暖房運転時には所定運転時間毎に除霜運転が行われるが、本実施形態に係る空調機１では、霜付き抑制制御を実行することによって、除霜運転を回避している。以下、フローチャートを参照しながら、その動作を説明する。

図４は、霜付き抑制制御のフローチャートである。図４において、ステップＳ１で制御部５０は暖房運転指令が有るか否かを判定する。例えば、ユーザーがリモコン５２の運転スイッチ２２をオンしたとき、リモコン５２から運転開始信号が制御部５０に送られ、運転開始信号を受信した制御部５０は暖房運転指令が有ったと判定する。制御部５０は、暖房運転指令が有ると判定したときステップＳ２へ進み、暖房運転指令がないと判定したときは引き続き判定を継続する。

次に制御部５０は、ステップＳ２において外気温度センサ４８を介して外気温度Ｔｏを検出し、ステップＳ３へ進む。

次に制御部５０は、ステップＳ３において外気温度センサ４８の検出値である外気温度Ｔｏが所定外気温度Ｔｏｓ（例えば、５℃）を下回っているか否かを判定する。Ｔｏ＜Ｔｏｓであると判定したときは、ステップＳ１０へ飛び、圧縮機１３を起動せず、霜付き抑制制御を終了する。他方、制御部５０がＴｏ＜Ｔｏｓではないと判定したときは、ステップＳ４へ進む。

次に制御部５０は、ステップＳ４において圧縮機１３を起動して、ステップＳ５へ進む。ステップＳ５において、制御部５０は室外熱交換器温度センサ４２を介して室外熱交換器１７の所定領域の温度を検出する。

次に制御部５０は、ステップＳ６において室外熱交換器温度センサ４２の検出値から冷媒の蒸発温度Ｔｅを推定し、ステップＳ７へ進む。

次に制御部５０は、ステップＳ７において蒸発温度Ｔｅが閾値Ｔｓ１（例えば、４℃）を下回っているか否かを判定し、Ｔｅ＜Ｔｅ１であると判定したときはステップＳ８へ進み、Ｔｅ＜Ｔｅ１ではないと判定したときはステップＳ５へ戻る。

次に制御部５０は、ステップＳ８において圧縮機１３の垂下制御を実行する。室外熱交換器１７の冷媒の蒸発温度Ｔｅが閾値Ｔｓ１を下回ったことによって、圧縮機１３の運転周波数を現状のまま維持すると室外熱交換器１７に着霜するので、それを回避するためには蒸発圧力を高める必要がある。それゆえ、圧縮機１３の垂下制御が行われる。

なお、圧縮機１３の垂下制御中も、室外熱交換器温度センサ４２の検出値から蒸発温度Ｔｅを推定する動作、及び外気温度センサ４８を介して外気温度Ｔｏを検出する動作は継続している。

次に制御部５０は、ステップＳ９において蒸発温度Ｔｅが閾値Ｔｓ２（例えば、２℃）を下回ったか否か、或いは外気温度Ｔｏが所定外気温度Ｔｏｓ（例えば、５℃）を下回ったか否かを判定し、Ｔｅ＜Ｔｓ２又はＴｏ＜Ｔｏｓのいずれかが成立したと判定したときはステップＳ１０へ進んで圧縮機１３を停止する。

他方、制御部５０がＴｅ＜Ｔｓ２及びＴｏ＜Ｔｏｓのいずれも成立していないと判定したときはステップＳ５へ戻る。

以上にように、制御部５０は、外気温度Ｔｏが所定外気温度Ｔｏｓ（例えば、５℃）未満のときは、室外熱交換器１７が直ぐに着霜するので、暖房運転を開始しない。また、制御部５０は、外気温度ＴｏがＴｏｓ以上のときに暖房運転を開始しても、蒸発温度Ｔｅが閾値Ｔｓ１（例えば、４℃）未満になったら圧縮機１３を垂下制御して、室外熱交換器１７への着霜を抑制する。さらに、制御部５０は、上記垂下制御中に蒸発温度Ｔｅが閾値Ｔｓ２（例えば２℃）を下回るか、或いは外気温度Ｔｏが所定外気温度Ｔｏｓを下回ったときは、圧縮機１３を停止して室外熱交換器１７への着霜を防止する。

（４）特徴
（４−１）
空調機１では、冷媒の蒸発温度Ｔｅ（又は蒸発器出口温度）から霜付きが発生しそうなタイミングを見計らって、圧縮機１３を垂下又は停止させることによって霜付きを抑制することができる。

（４−２）
空調機１では、暖房運転時に蒸発器として機能する室外熱交換器１７に取り付けられた室外熱交換器温度センサ４２の検出値から蒸発温度Ｔｅを推定することによって、蒸発圧力を適切に調節することができる。

（４−３）
空調機１では、圧縮機１３の運転に外気温度Ｔｏによる制限を課することによって、蒸発器として機能する室外熱交換器１７への着霜を抑制することができる。

＜第２実施形態＞
第１実施形態における霜付き抑制制御は、蒸発温度Ｔｅに基づいて圧縮機１３を垂下制御するので、蒸発温度Ｔｅの低下を抑制することはできるが、暖房能力も低下し、室内温度の低下を招く可能性もある。

そこで、第２実施形態における霜付き抑制制御では、圧縮機１３の垂下制御に先立ち、室内ファン３５の回転数を低下させることによって、細かく蒸発温度Ｔｅを制御し、室内温度を維持しつつ暖房運転時間を延ばすこととした。以下、フローチャートを参照しながら、その動作を説明する。

（１）霜付き抑制制御
図５は、霜付き抑制制御のフローチャートである。図５において、ステップＳ１１で制御部５０は暖房運転指令が有るか否かを判定する。例えば、ユーザーがリモコン５２の運転スイッチ２２をオンしたとき、リモコン５２から運転開始信号が制御部５０に送られ、運転開始信号を受信した制御部５０は暖房運転指令が有ったと判定する。制御部５０は、暖房運転指令が有ると判定したときステップＳ１２へ進み、暖房運転指令がないと判定したときは引き続き判定を継続する。

次に制御部５０は、ステップＳ１２において外気温度センサ４８を介して外気温度Ｔｏを検出し、ステップＳ１３へ進む。

次に制御部５０は、ステップＳ１３において外気温度センサ４８の検出値である外気温度Ｔｏが所定外気温度Ｔｏｓ（例えば、５℃）を下回っているか否かを判定する。Ｔｏ＜Ｔｏｓであると判定したときは、ステップＳ２２へ飛び、圧縮機１３を起動せず、霜付き抑制制御を終了する。他方、制御部５０がＴｏ＜Ｔｏｓではないと判定したときは、ステップＳ１４へ進む。

次に制御部５０は、ステップＳ１４において圧縮機１３を起動して、ステップＳ１５へ進む。ステップＳ１５において、制御部５０は室外熱交換器温度センサ４２を介して室外熱交換器１７の所定領域の温度を検出する。

次に制御部５０は、ステップＳ１６において室外熱交換器温度センサ４２の検出値から冷媒の蒸発温度Ｔｅを推定し、ステップＳ１７へ進む。

次に制御部５０は、ステップＳ１７において蒸発温度Ｔｅが閾値Ｔｓ１（請求項１の第１閾値に相当：例えば、４℃）を下回っているか否かを判定し、Ｔｅ＜Ｔｅ１であると判定したときはステップＳ１８へ進み、Ｔｅ＜Ｔｅ１ではないと判定したときはステップＳ１５へ戻る。

次に制御部５０は、ステップＳ１８において室内ファン３５の回転数を低下させる。制御部５０は、先のステップＳ１７でＴｅ＜Ｔｅ１であると判定されたことから、室外熱交換器１７に霜が付きやすくなっていると判断し、圧縮機１３を垂下させる前に、室内ファン３５の回転数を低下させて、蒸発温度Ｔｅを上昇させる。

室内ファン３５の回転数変化幅に対する蒸発温度Ｔｅの変化幅は、圧縮機１３の運転周波数の変化幅に対する場合よりも小さいので、霜付き抑制制御においては、室内ファン３５の回転数を低下させることによって、暖房能力の低下幅を圧縮機１３の運転周波数を下げる場合よりも抑えて、室内温度を維持しつつ、暖房運転時間を延ばすことができる。それゆえ、圧縮機１３を垂下させる前に、室内ファン３５の回転数を低下させている。

また、制御部５０は、このステップＳ１９において、蒸発温度Ｔｅが閾値ＴｓＦＤＬ（請求項５の第３閾値に相当：例えば、３℃）を下回ったと判断するまでは、ステップＳ１８に戻って、室内ファン３５の回転数を段階的に、例えば、一段階当たり△Ｒの回転数を低下させている。なぜなら、段階的に低下させることによって蒸発温度Ｔｅの上昇幅を細かく制御することができるからである。

次に制御部５０は、ステップＳ２０において圧縮機１３の垂下制御を実行する。室外熱交換器１７の冷媒の蒸発温度Ｔｅが閾値ＴｓＦＤＬを下回ったことによって、圧縮機１３の運転周波数を現状のまま維持すると室外熱交換器１７に着霜するので、それを回避するためには蒸発圧力を高める必要がある。それゆえ、圧縮機１３の垂下制御が行われる。

なお、圧縮機１３の垂下制御中も、室外熱交換器温度センサ４２の検出値から蒸発温度Ｔｅを推定する動作、及び外気温度センサ４８を介して外気温度Ｔｏを検出する動作は継続している。

次に制御部５０は、ステップＳ２１において蒸発温度Ｔｅが閾値Ｔｓ２（例えば、２℃）を下回ったか否か、或いは外気温度Ｔｏが所定外気温度Ｔｏｓ（請求項８の第５閾値に相当：例えば、５℃）を下回ったか否かを判定し、Ｔｅ＜Ｔｓ２又はＴｏ＜Ｔｏｓのいずれかが成立したと判定したときはステップＳ２２へ進んで圧縮機１３を停止する。

他方、制御部５０がＴｅ＜Ｔｓ２及びＴｏ＜Ｔｏｓのいずれも成立していないと判定したときはステップＳ１５へ戻る。

以上にように、制御部５０は、外気温度Ｔｏが所定外気温度Ｔｏｓ（例えば、５℃）未満のときは、室外熱交換器１７が直ぐに着霜するので、暖房運転を開始しない。

また、制御部５０は、外気温度ＴｏがＴｏｓ以上のときに暖房運転を開始して、蒸発温度Ｔｅが閾値Ｔｓ１（例えば、４℃）未満になったら室内ファン３５の回転数を低下させて蒸発温度Ｔｅを上昇させる。

そして、蒸発温度Ｔｅが閾値ＴｓＦＤＬ（例えば、３℃）未満になったら圧縮機１３を垂下制御して、室外熱交換器１７への着霜を抑制する。

さらに、制御部５０は、上記垂下制御中に蒸発温度Ｔｅが閾値Ｔｓ２（例えば２℃）を下回るか、或いは外気温度Ｔｏが所定外気温度Ｔｏｓを下回ったときは、圧縮機１３を停止して室外熱交換器１７への着霜を防止する。

（２）第２実施形態の特徴
（２−１）
空調機１では、室内ファン３５の回転数変化幅に対する蒸発温度Ｔｅの変化幅は、圧縮機１３の運転周波数の変化幅に対する場合よりも小さいので、霜付き抑制制御においては、室内ファン３５の回転数を低下させることによって、暖房能力の低下幅を圧縮機１３の運転周波数を下げる場合よりも抑えて、室内温度を維持しつつ、暖房運転時間を延ばすことができる。

（２−２）
その際、室内ファン３５の回転数を段階的に低下させることによって蒸発温度Ｔｅの上昇幅を細かく制御することができる。

（２−３）
特に、風量自動モードでは、風量を下げる余地、即ち室内ファン３５の回転数の低下余地があるので、風量自動モードは室内ファン３５の回転数を低下させる制御を伴う霜付き抑制制御に適している。

（２−４）
空調機１では、圧縮機１３の運転に外気温度Ｔｏによる制限を課することによって、蒸発器として機能する室外熱交換器１７への着霜を抑制することができる。

＜第１実施形態及び第２実施形態に共通の変形例＞
（１）
第１実施形態及び第２実施形態では、室外熱交換器温度センサ４２の検出値に基づいて冷媒の蒸発温度Ｔｅを推定しているが、それに限定されるものではない。

例えば、出口管温度センサ４６は、暖房運転時に蒸発器として機能する室外熱交換器１７の冷媒出口配管に取り付けられて冷媒出口配管の温度を検出するので、制御部５０は出口管温度センサ４６の検出値から冷媒の蒸発器出口温度を推定することができ、さらにその推定値から冷媒の蒸発温度Ｔｅを推定することもできる。

例えば、制御部５０は出口管温度センサ４６の検出値から推定した冷媒の蒸発器出口温度が所定値（請求項１の第２閾値に相当）を下回ったと判断したとき、第１実施形態では圧縮機１３を垂下させ、第２実施形態では室内ファン３５の回転数を低下させることとなる。

また、制御部５０は出口管温度センサ４６の検出値から推定した冷媒の蒸発器出口温度が上記所定値よりも低い値（請求項５の第４閾値に相当）を下回ったと判断したとき、第２実施形態では圧縮機１３を垂下させることとなる。

（２）
制御部５０は、上記霜付き抑制制御の実行にもかかわらず室外熱交換器１７に着霜したと判断した場合、除霜運転を行ってもよい。

この変形例に係る空調機１では、圧縮機１３の吐出ガス温度を利用せず外気のみで室外熱交換器１７の除霜を行う。その結果、ホットガスデフロストを行うタイプの空調機との対比において、部品の小型化、低コスト化を図ることができる。

１ 空調機
１１ 室内熱交換器（熱源側熱交換器）
１３ 圧縮機
１５ 四路切換弁
１７ 室外熱交換器（利用側熱交換器）
１９ 膨張弁（膨張機構）
３５ 室内ファン
４２ 室外熱交換器温度センサ（熱源側温度センサ）
４６ 出口管温度センサ
４８ 外気温度センサ
５０ 制御部

特開２００８−９６０８８号公報

Claims (6)

1. 圧縮機（１３）、熱源側熱交換器（１７）、膨張機構（１９）、及び利用側熱交換器（１１）を順に接続して冷媒回路を構成し、前記利用側熱交換器（１１）が凝縮器として機能するときの暖房能力を、前記利用側熱交換器（１１）が蒸発器として機能するときの冷房能力以下にした空調機であって、
   前記利用側熱交換器（１１）に送風する室内ファン（３５）と、
   前記圧縮機（１３）の運転周波数を制御する制御部（５０）と、
   を備え、
   前記制御部（５０）は、前記熱源側熱交換器（１７）が蒸発器として機能しているときの冷媒の蒸発温度が第１閾値を下回ったと判断したとき、又は前記熱源側熱交換器（１７）が蒸発器として機能しているときの冷媒の蒸発器出口温度が第２閾値を下回ったと判断したとき、前記圧縮機（１３）を垂下又は停止させる霜付き抑制制御を行い、
   さらに前記制御部（５０）は、前記霜付き抑制制御において、前記圧縮機（１３）を垂下又は停止させる前に前記室内ファン（３５）の回転数を低下させ、その際、前記制御部（５０）は、前記蒸発温度が第３閾値を下回ったと判断するまで、又は前記蒸発器出口温度が第４閾値を下回ったと判断するまで、前記室内ファン（３５）の回転数を段階的に低下させる、
   空調機（１）。
2. 前記熱源側熱交換器（１７）に取り付けられ、前記熱源側熱交換器（１７）の所定領域の温度を検出する熱源側温度センサ（４２）をさらに備え、
   前記制御部（５０）は、前記熱源側温度センサ（４２）の検出値から前記蒸発温度を推定する、
   請求項１に記載の空調機（１）。
3. 暖房運転時に蒸発器として機能する前記熱源側熱交換器（１７）の冷媒出口配管に取り付けられ、前記冷媒出口配管の温度を検出する出口管温度センサ（４６）をさらに備え、
   前記制御部（５０）は、前記出口管温度センサ（４６）の検出値から前記蒸発器出口温度を推定する、
   請求項１に記載の空調機（１）。
4. 前記制御部（５０）は、風量設定が自動で行われる風量自動モードが選択されているときに、前記室内ファン（３５）の回転数を低下させる、
   請求項１に記載の空調機（１）。
5. 前記制御部（５０）は、前記蒸発温度又は前記蒸発器出口温度から前記熱源側熱交換器（１７）が着霜しているか否かを判定し、前記熱源側熱交換器（１７）が着霜していると判定したときは、前記圧縮機（１３）の吐出ガス温度を利用せず外気のみで前記熱源側熱交換器（１７）の除霜を行う、
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の空調機（１）。
6. 前記熱源側熱交換器（１７）が据え付けられている場所の雰囲気温度を検出する外気温度センサ（４８）をさらに備え、
   前記制御部（５０）は、前記外気温度センサ（４８）の検出値が第５閾値を下回ったときは、前記圧縮機（１３）を停止する、
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の空調機（１）。

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