JP6528623B2

JP6528623B2 - 空気調和装置

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Publication number: JP6528623B2
Application number: JP2015186238A
Authority: JP
Inventors: 裕樹渡部; 隆志木村
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2015-09-24
Filing date: 2015-09-24
Publication date: 2019-06-12
Anticipated expiration: 2035-09-24
Also published as: JP2017062049A

Description

本発明は、暖房運転時に逆サイクル除霜運転を行う空気調和装置に関するものである。

空気調和装置は、外気温度が低いときに暖房運転が行われると、蒸発器として機能する室外熱交換器に霜が発生する。暖房運転において室外熱交換器に発生した霜は、逆サイクル除霜運転を行うことによって融かされ、室外熱交換器の下方に配置されている室外ユニットの底板を通じて、ドレン水として排出される。逆サイクル除霜運転を行うときは、室外ファンを停止するとともに、冷凍サイクルを暖房サイクルから冷房サイクルに切り替えて、圧縮機において圧縮されて高温となった冷媒を室外熱交換器に流入させる。これにより室外熱交換器が加熱されて、室外熱交換器に発生した霜が融かされる。

ところで、外気温度が０℃付近で暖房運転を行うときは、室外熱交換器を通過した空気が０℃以下となって室外ファンや室外ファン周辺のベルマウスなどに当たるため、室外熱交換器だけでなく、室外熱交換器に通風するための室外ファンや室外ファン周辺のベルマウスなどにも霜が発生する場合がある。室外ファンなどに発生した霜は、室外熱交換器に発生した霜を融かす通常の除霜運転では融かすことができない。そこで、室外ファンなどに発生した霜を取り除くためにファン除霜運転を行う空気調和装置が提案されている。例えば、特許文献１に示す空気調和装置では、逆サイクル除霜運転を行って室外熱交換器を除霜した後に、外気温度が所定の範囲内にある場合は、冷媒回路を圧縮機から吐出された冷媒が室外熱交換器に流入する状態のままで室外ファンを所定回転数で一定時間回転させることで、室外熱交換器で加熱された温かい空気を室外ファンやベルマウスなどに当てて室外ファンやベルマウスなどに発生した霜を融かすことが記載されている。

特開２０１０−１２１７８９号公報

室外熱交換器が大きい場合や、室外熱交換器の形状が縦長形状あるいは横長形状となっている場合は、１台の室外熱交換器に対し２台以上の室外ファンが室外機に設けられる場合がある。このような室外機を有する空気調和装置において、特許文献１に記載のファン除霜運転を行うと、以下に記載する問題が発生する恐れがあった。

ファン除霜運転を行う際に複数台の室外ファンを全て駆動すると、ファン除霜運転時に凝縮器として機能する室外熱交換器を通過する風量が多くなり、これに起因して凝縮圧力が大きく低下する。凝縮圧力が大きく低下すれば室外熱交換器の温度（凝縮温度）も大きく低下するので、各室外ファンやベルマウスなどに当てる空気の温度も低くなる。その結果、室外ファンやベルマウスなどに発生した霜を十分に融かすことができず、室外ファンやベルマウスなどに霜が溶け残る恐れがあった。

本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、複数台の室外ファンを備えている場合にファン除霜運転時の霜の溶け残りを防止できる空気調和装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の空気調和装置は、暖房運転時に圧縮機、室内熱交換器および室外熱交換器の順で冷媒が循環する冷媒回路と、冷媒回路に備えられ圧縮機から吐出された冷媒の流れ方向を切り替える流路切替手段と、少なくとも第１室外ファンと第２室外ファンを有し、また、除霜運転時に、室外ファンを停止させるとともに流路切替手段を切り替えて圧縮機から吐出された冷媒を室外熱交換器に向かわせる室外熱交除霜運転を行う制御手段を有するものであって、制御手段は、室外ファンに着霜していることを示すファン除霜運転開始条件が成立している場合に、室外熱交除霜運転が終了した後、圧縮機から吐出された冷媒を室外熱交換器に向かわせる運転のまま、第１室外ファンあるいは第２室外ファンのうちいずれか一方の室外ファンを駆動して行うファン除霜運転を行うものである。

上記のように構成した本発明の空気調和装置によれば、ファン除霜運転時に複数台の室外ファンを全て同時に駆動しないので、凝縮圧力が大きく低下しこれに起因して起こる室外熱交換器の温度の大きな低下を防ぐことができ、室外ファンで霜が溶け残ることを防止できる。

本発明の実施形態における、空気調和装置の説明図であり、（Ａ）は冷媒回路図、（Ｂ）は室外機制御手段のブロック図である。本発明の実施形態における、除霜運転時の室外機制御部での処理を説明するフローチャートである。本発明の他の実施形態における、除霜運転時の室外機制御部での処理を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。実施形態としては、屋外に設置される１台の室外機に、建物の各部屋に設置される３台の室内機が並列に接続され、全ての室内機で同時に冷房運転あるいは暖房運転が行える空気調和装置を例に挙げて説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

図１（Ａ）に示すように、本実施形態における空気調和装置１は、屋外に設置される１台の室外機２と、建物の各部屋に設置され、室外機２に液管８およびガス管９で並列に接続された３台の室内機５ａ〜５ｃとを備えている。詳細には、液管８は、一端が室外機２の閉鎖弁２５に、他端が分岐して室内機５ａ〜５ｃの各液管接続部５３ａ〜５３ｃに、それぞれ接続されている。また、ガス管９は、一端が室外機２の閉鎖弁２６に、他端が分岐して室内機５ａ〜５ｃの各ガス管接続部５４ａ〜５４ｃに、それぞれ接続されている。以上により、空気調和装置１の冷媒回路１００が構成されている。

まずは、室外機２について説明する。室外機２は、圧縮機２１と、流路切替手段である四方弁２２と、室外熱交換器２３と、室外膨張弁２４と、液管８の一端が接続された閉鎖弁２５と、ガス管９の一端が接続された閉鎖弁２６と、冷媒貯留器であるアキュムレータ２８と、第１室外ファン２７ａおよび第２室外ファン２７ｂの２台のファンからなる室外ファン２７を備えている。そして、室外ファン２７を除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１００の一部をなす室外機冷媒回路２０を構成している。

圧縮機２１は、インバータにより回転数が制御される図示しないモータによって駆動されることで、運転容量を可変できる能力可変型圧縮機である。圧縮機２１の冷媒吐出側は、後述する四方弁２２のポートａに吐出管４１で接続されている。また、圧縮機２１の冷媒吸入側は、アキュムレータ２８の冷媒流出側に吸入管４２で接続されている。

四方弁２２は、冷媒の流れる方向を切り換えるための弁であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄの４つのポートを備えている。ポートａは、前述したように圧縮機２１の冷媒吐出側に吐出管４１で接続されている。ポートｂは、室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口と冷媒配管４３で接続されている。ポートｃは、アキュムレータ２８の冷媒流入側と冷媒配管４６で接続されている。そして、ポートｄは、閉鎖弁２６と室外機ガス管４５で接続されている。

室外熱交換器２３は、冷媒と、後述する室外ファン２７の回転により室外機２内部に取り込まれた外気とを熱交換させるものである。室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口は、前述したように四方弁２２のポートｂに冷媒配管４３で接続され、他方の冷媒出入口は室外機液管４４で閉鎖弁２５に接続されている。

室外膨張弁２４は、室外機液管４４に設けられている。室外膨張弁２４は電子膨張弁であり、その開度が調整されることで、室外熱交換器２３に流入する冷媒量、あるいは、室外熱交換器２３から流出する冷媒量を調整する。室外膨張弁２４の開度は、空気調和装置１が冷房運転を行っている場合は全開とされる。また、空気調和装置１が暖房運転を行っている場合は、後述する吐出温度センサ３３で検出した圧縮機２１の吐出温度に応じてその開度を制御することで、吐出温度が性能上限値を超えないようにしている。

室外ファン２７は、前述したように第１室外ファン２７ａと第２室外ファン２７ｂからなる。第１室外ファン２７ａと第２室外ファン２７ｂは各々樹脂材で同一形状に形成されており、室外熱交換器２３の近傍に上下方向に並べて配置されかつ第１室外ファン２７ａが下側に配置されている。第１室外ファン２７ａと第２室外ファン２７ｂは、各々が図示しないファンモータによって回転することで図示しない吸込口から室外機２内部へ外気を取り込み、室外熱交換器２３において冷媒と熱交換した外気を図示しない吹出口から室外機２外部へ放出する。尚、第１室外ファン２７ａと第２室外ファン２７ｂは、別々に回転／停止させることが可能とされており、また、各々の回転数を異ならせることもできる。

アキュムレータ２８は、前述したように、冷媒流入側が四方弁２２のポートｃと冷媒配管４６で接続されるとともに、冷媒流出側が圧縮機２１の冷媒吸入側と吸入管４２で接続されている。アキュムレータ２８は、冷媒配管４６からアキュムレータ２８内部に流入した冷媒をガス冷媒と液冷媒に分離してガス冷媒のみを圧縮機２１に吸入させる。

以上説明した構成の他に、室外機２には各種のセンサが設けられている。図１（Ａ）に示すように、吐出管４１には、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力である吐出圧力を検出する吐出圧力センサ３１と、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度センサ３３が設けられている。冷媒配管４６におけるアキュムレータ２８の冷媒流入口近傍には、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力を検出する吸入圧力センサ３２と、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度センサ３４が設けられている。

室外機液管４４における室外熱交換器２３と室外膨張弁２４との間には、室外熱交換器２３に流入する冷媒の温度あるいは室外熱交換器２３から流出する冷媒の温度を検出するための熱交温度センサ３５が設けられている。そして、室外機２の図示しない吸込口付近には、室外機２内に流入する外気の温度、すなわち外気温度を検出する外気温度センサ３６が設けられている。

また、室外機２には、室外機制御手段２００が設けられている。室外機制御手段２００は、室外機２の図示しない電装品箱に格納されている制御基板に搭載されている。図１（Ｂ）に示すように、室外機制御手段２００は、ＣＰＵ２１０と、記憶部２２０と、通信部２３０と、センサ入力部２４０を備えている。

記憶部２２０は、ＲＯＭやＲＡＭで構成されており、室外機２の制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、圧縮機２１や室外ファン２７の制御状態等を記憶している。通信部２３０は、室内機５ａ〜５ｃとの通信を行うインターフェイスである。センサ入力部２４０は、室外機２の各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ２１０に出力する。

ＣＰＵ２１０は、前述した室外機２の各センサでの検出結果をセンサ入力部２４０を介して取り込む。また、ＣＰＵ２１０は、室内機５ａ〜５ｃから送信される制御信号を通信部２３０を介して取り込む。ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、圧縮機２１や室外ファン２７の駆動制御を行う。また、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、四方弁２２の切り換え制御を行う。さらには、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、室外膨張弁２４の開度調整を行う。

次に、３台の室内機５ａ〜５ｃについて説明する。３台の室内機５ａ〜５ｃは、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃと、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃと、分岐した液管８の他端が接続された液管接続部５３ａ〜５３ｃと、分岐したガス管９の他端が接続されたガス管接続部５４ａ〜５４ｃと、室内ファン５５ａ〜５５ｃとを備えている。そして、室内ファン５５ａ〜５５ｃを除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１００の一部をなす室内機冷媒回路５０ａ〜５０ｃを構成している。

尚、室内機５ａ〜５ｃの構成は全て同じであるため、以下の説明では、室内機５ａの構成についてのみ説明を行い、その他の室内機５ｂ、５ｃについては説明を省略する。また、図１では、室内機５ａの構成装置に付与した番号の末尾をａからｂあるいはｃに変更したものが、室内機５ａの構成装置と対応する室内機５ｂ、５ｃの構成装置となる。

室内熱交換器５１ａは、冷媒と後述する室内ファン５５ａの回転により図示しない吸込口から室内機５ａ内部に取り込まれた室内空気を熱交換させるものであり、一方の冷媒出入口が液管接続部５３ａに室内機液管７１ａで接続され、他方の冷媒出入口がガス管接続部５４ａに室内機ガス管７２ａで接続されている。室内熱交換器５１ａは、室内機５ａが冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、室内機５ａが暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。尚、液管接続部５３ａやガス管接続部５４ａには、各冷媒配管が溶接やフレアナット等により接続されている。

室内膨張弁５２ａは、室内機液管７１ａに設けられている。室内膨張弁５２ａは電子膨張弁であり、室内熱交換器５１ａが蒸発器として機能する場合、その開度は、室内熱交換器５１ａの一方の冷媒出口（ガス管接続部５４ａ側）における冷媒過熱度が目標過熱度となるように調整される。また、室内熱交換器５１ａが凝縮器として機能する場合、その開度は、室内熱交換器５１ａの他方の冷媒出口（液管接続部５３ａ側）における冷媒過冷却度が目標過冷却度となるように調整される。ここで、目標過熱度および目標過冷却度は、室内機５ａで十分な暖房能力あるいは冷房能力が発揮されるための冷媒過熱度および冷媒過冷却度である。

室内ファン５５ａは樹脂材で形成されており、室内熱交換器５１ａの近傍に配置されている。室内ファン５５ａは、図示しないファンモータによって回転することで、図示しない吸込口から室内機５ａ内に室内空気を取り込み、室内熱交換器５１ａにおいて冷媒と熱交換した室内空気を図示しない吹出口から室内へ供給する。

以上説明した構成の他に、室内機５ａには各種のセンサが設けられている。室内機液管７１ａにおける室内熱交換器５１ａと室内膨張弁５２ａとの間には、室内熱交換器５１ａに流入あるいは室内熱交換器５１ａから流出する冷媒の温度を検出する液側温度センサ６１ａが設けられている。室内機ガス管７２ａには、室内熱交換器５１ａから流出あるいは室内熱交換器５１ａに流入する冷媒の温度を検出するガス側温度センサ６２ａが設けられている。そして、室内機５ａの図示しない吸込口付近には、室内機５ａ内に流入する室内空気の温度、すなわち吸込温度を検出する吸込温度センサ６３ａが設けられている。

次に、本実施形態の空気調和装置１が空調運転を行うときの、冷媒回路１００における冷媒の流れや各部の動作について図１（Ａ）を用いて説明する。以下の説明では、まず、室内機５ａ〜５ｃが暖房運転を行う場合について説明し、次に、冷房運転を行う場合について説明する。最後に、室外熱交換器２３や室外ファン２７の除霜を行うための除霜運転について、室外機制御部２００で行う処理も含めて説明する。
＜暖房運転＞

図１（Ａ）に示すように、室内機５ａ〜５ｃが暖房運転を行う場合、室外機制御手段２００のＣＰＵ２１０は、四方弁２２を実線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｄとが連通するよう、また、ポートｂとポートｃとが連通するよう、切り換える。これにより、冷媒回路１００を冷媒が実線矢印で示す方向に循環するようになり、室外熱交換器２３が蒸発器として機能するとともに室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが凝縮器として機能する。

圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、吐出管４１を流れて四方弁２２に流入し、四方弁２２から室外機ガス管４５、閉鎖弁２６、ガス管９の順に流れて、ガス管接続部５４ａ〜５４ｃを介して室内機５ａ〜５ｃに流入する。室内機５ａ〜５ｃに流入した冷媒は、室内機ガス管７２ａ〜７２ｃを流れて室内熱交換器５１ａ〜５１ｃに流入し、室内ファン５５ａ〜５５ｃの回転により室内機５ａ〜５ｃ内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って凝縮する。このように、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが凝縮器として機能し、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃで冷媒と熱交換を行った室内空気が図示しない吹出口から室内に吹き出されることによって、室内機５ａ〜５ｃが設置された室内の暖房が行われる。

室内熱交換器５１ａ〜５１ｃから流出した冷媒は室内機液管７１ａ〜７１ｃを流れ、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃを通過して減圧される。減圧された冷媒は、室内機液管７１ａ〜７１ｃを流れ液管接続部５３ａ〜５３ｃを介して液管８に流出する。

液管８を流れる冷媒は、閉鎖弁２５を介して室外機２に流入する。室外機２に流入した冷媒は、室外機液管４４を流れ、吐出温度センサ３３で検出した圧縮機２１の吐出温度に応じた開度とされた室外膨張弁２４を通過するときにさらに減圧される。室外機液管４４から室外熱交換器２３に流入した冷媒は、第１室外ファン２７ａおよび／または第２室外ファン２７ｂの回転により室外機２内部に取り込まれた外気と熱交換を行って蒸発する。室外熱交換器２３から流出した冷媒は、冷媒配管４３、四方弁２２、冷媒配管４６、アキュムレータ２８、吸入管４２の順に流れ、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。
＜冷房運転＞

図１（Ａ）に示すように、室内機５ａ〜５ｃが冷房／除霜運転を行う場合、室外機制御手段２００は、四方弁２２を破線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｂとが連通するよう、また、ポートｃとポートｄとが連通するよう、切り換える。これにより、冷媒回路１００を冷媒が破線矢印で示す方向に循環するようになり、室外熱交換器２３が凝縮器として機能するとともに室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが蒸発器として機能する。

圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、吐出管４１を流れて四方弁２２に流入し、四方弁２２から冷媒配管４３を流れて室外熱交換器２３に流入する。室外熱交換器２３に流入した冷媒は、第１室外ファン２７ａおよび／または第２室外ファン２７ｂの回転により室外機２内部に取り込まれた外気と熱交換を行って凝縮する。室外熱交換器２３から流出した冷媒は室外機液管４４を流れ、全開とされている室外膨張弁２４および閉鎖弁２５を介して液管８に流出する。

液管８を流れ液管接続部５３ａ〜５３ｃを介して各室内機５ａ〜５ｃに流入した冷媒は、室内機液管７１ａ〜７１ｃを流れ、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃを通過するときに減圧されて低圧の冷媒となる。室内機液管７１ａ〜７１ｃから室内熱交換器５１ａ〜５１ｃに流入した冷媒は、室内ファン５５ａ〜５５ｃの回転により室内機５ａ〜５ｃ内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って蒸発する。このように、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが蒸発器として機能し、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃで冷媒と熱交換を行った室内空気が図示しない吹出口から室内に吹き出されることによって、室内機５ａ〜５ｃが設置された室内の冷房が行われる。

室内熱交換器５１ａ〜５１ｃから流出した冷媒は室内機ガス管７２ａ〜７２ｃを流れガス管接続部５４ａ〜５４ｃを介してガス管９に流出する。ガス管９を流れ閉鎖弁２６を介して室外機２に流入した冷媒は、室外機ガス管４５、四方弁２２、吸入管４２を流れ、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。
＜除霜運転＞

除霜運転は、背景技術で説明した逆サイクル除霜運転に相当し室外熱交換器２３に発生した霜を融かす室外熱交除霜運転と、室外熱交除霜運転に引き続いて実行され、第１室外ファン２７ａや第２室外ファン２７ｂおよびこれらに対応して設けられる図示しないベルマウスなどに発生した霜を融かすファン除霜運転で構成されている。

以下、図２に示すフローチャートを用いて、上述した室外熱交除霜運転およびファン除霜運転を行う際に室外機制御部２００のＣＰＵ２１０が実行する処理について説明する。尚、室外熱交除霜運転およびファン除霜運転を行う際の冷媒回路１００における冷媒の流れや各部の動作については、室外ファン２７の動作を除いて冷房運転時と同じであるため、詳細な説明を省略する。

図２に示すフローチャートは、ＣＰＵ２１０が室外熱交除霜運転やファン除霜運転を行う際の処理の流れを示すものであり、ＳＴはステップを表しこれに続く番号はステップ番号を表している。尚、図２では、本発明に関わる処理を中心に説明しており、これ以外の処理、例えば、使用者の指示した設定温度や風量等の運転条件に対応した冷媒回路１００の制御といった、空気調和装置１に関わる一般的な処理については説明を省略している。

ＣＰＵ２１０は、暖房運転を行っているときに、除霜運転開始条件が成立しているか否かを判断する（ＳＴ１）。ここで、除霜運転開始条件とは、予め試験等を行って定められたものであり、室外熱交換器２３での着霜量が暖房能力に支障をきたすレベルであることを示すものである。除霜運転開始条件の具体的な例としては、暖房運転時間（空気調和装置１を暖房運転で起動した時点、あるいは、除霜運転から暖房運転に復帰した時点から暖房運転を継続している時間）が３０分経過したのち、熱交温度センサ３５で検出した冷媒温度が外気温度センサ３６で検出した外気温度よりも５℃以上低い状態が、１０分以上継続した場合や、前回の除霜運転が終了してから所定時間（例：１８０分）が経過した場合、等である。

除霜運転開始条件が成立していない場合は（ＳＴ１−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、現在行っている暖房運転を継続し（ＳＴ１６）、ＳＴ１に処理を戻す。除霜運転開始条件が成立した場合は（ＳＴ１−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、除霜運転準備処理を実行する（ＳＴ２）。ここで、除霜運転準備処理とは、室外ファン２７を停止するとともに、冷媒回路１００を暖房運転時の状態から冷房運転時の状態に切り替える処理を指す。具体的には、ＣＰＵ２１０は、圧縮機２１および室外ファン２７を停止し、四方弁２２を切り替えて、冷媒回路１００を冷房運転時の状態とする。

次に、ＣＰＵ２１０は、圧縮機２１を所定回転数で起動して（ＳＴ３）室外熱交換器２３を除霜する室外熱交除霜運転を開始する。室外熱交除霜運転を行っているときは、ＣＰＵ２１０は室外ファン２７を停止したままとしている。これにより、圧縮機２１から吐出されて室外熱交換器２３に流入した冷媒は、室外熱交換器２３で発生した霜を融かす。尚、室外熱交除霜運転を行うときの圧縮機２１の所定回転数は、できる限り高い回転数（例えば、９０ｒｐｓ）であることが望ましい。

次に、ＣＰＵ２１０は、除霜運転終了条件が成立したか否かを判断する（ＳＴ４）。ここで、除霜運転終了条件とは、予め試験等を行って定められたものであり、室外熱交換器２３で発生した霜が融解したと考えられる条件である。除霜運転終了条件の具体的な例としては、熱交温度センサ３５で検出した室外熱交換器２３から流出する冷媒温度が１０℃以上となったか否か、や、室外熱交除霜運転を開始してから所定時間（例：１０分）が経過したか否か、等である

除霜運転終了条件が成立していなければ（ＳＴ４−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ３に処理を戻し圧縮機２１を所定回転数で継続駆動して室外熱交除霜運転を継続する。除霜運転終了条件が成立していれば（ＳＴ４−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、ファン除霜運転開始条件が成立しているか否かを判断する（ＳＴ５）。ここで、ファン除霜運転開始条件とは、予め試験等を行って定められたものであり、室外ファン２７や図示しないベルマウスなどに霜が発生していると考えられる条件である。ファン除霜運転開始条件の具体的な例としては、室外熱交除霜運転を開始する直前に外気温度センサ３６で検出した外気温度が所定温度範囲内の温度、例えば−１０℃以上５℃以下である場合、である。

ファン除霜運転開始条件が成立していなければ（ＳＴ５−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１４に処理を進める。ファン除霜運転開始条件が成立していれば（ＳＴ５−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、自己が有するタイマーにてタイマー計測を開始し（ＳＴ６）、第１室外ファン２７ａのみを第１所定回転数で起動して（ＳＴ７）、第１室外ファン２７ａのファン除霜運転を開始する。尚、第１室外ファン２７ａのファン除霜運転を行うときの第１所定回転数は、例えば最小回転数（例えば、２９０ｒｐｍ）であり、第１室外ファン２７ａを駆動させることによって、室外熱交換器２３で加熱された温かい空気を第１室外ファン２７ａや第１室外ファン２７ａに対応するベルマウスなどに当てて、第１室外ファン２７ａや第１室外ファン２７ａに対応するベルマウスなどに発生した霜を融かす。

次に、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ６でタイマー計測を開始してから、つまり、第１室外ファン２７ａを起動させてから第１所定時間が経過したか否かを判断する（ＳＴ８）。ここで、第１所定時間は予め試験等を行って定められたものであり、第１室外ファン２７ａや第１室外ファン２７ａに対応するベルマウスなどに発生した霜を融かすのに必要な時間（例えば、４５秒）である。

第１所定時間が経過していなければ（ＳＴ８−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ７に処理を戻し第１室外ファン２７ａを第１所定回転数で継続駆動して第１室外ファン２７ａの除霜運転を継続する。第１所定時間が経過していれば（ＳＴ８−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、タイマーをリセットするとともに第１室外ファン２７ａを停止し（ＳＴ９）、再びタイマー計測を開始して（ＳＴ１０）、第２室外ファン２７ｂのみを第２所定回転数で起動して（ＳＴ１１）、第２室外ファン２７ｂの除霜運転を開始する。尚、第２室外ファン２７ｂのファン除霜運転を行うときの第２所定回転数は、例えば第１所定回転数と同じく最小回転数（例えば、２９０ｒｐｍ）であり、第２室外ファン２７ｂを駆動させることによって、室外熱交換器２３で加熱された温かい空気を第２室外ファン２７ｂや第２室外ファン２７ｂに対応するベルマウスなどに当てて、第２室外ファン２７ｂや第２室外ファン２７ｂに対応するベルマウスなどに発生した霜を融かす。

次に、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１０でタイマー計測を開始してから、つまり、第２室外ファン２７ｂを起動させてから所定時間が経過したか否かを判断する（ＳＴ１２）。ここで、所定時間は予め試験等を行って定められたものであり、第２室外ファン２７ｂや第２室外ファン２７ｂに対応するベルマウスなどに発生した霜を融かすのに必要な時間（例えば、４５秒）である。

所定時間が経過していなければ（ＳＴ１２−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１１に処理を戻し第２室外ファン２７ｂを所定回転数で継続駆動して第２室外ファン２７ｂの除霜運転を継続する。所定時間が経過していれば（ＳＴ１２−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、タイマーをリセットするとともに第２室外ファン２７ｂを停止する（ＳＴ１３）。

ここで、ファン除霜運転を行うときに、第１室外ファン２７ａと第２室外ファン２７ｂを同時に駆動して除霜を行わない理由と、第１室外ファン２７ａ→第２室外ファン２７ｂの順で駆動してファン除霜運転を行う理由について説明する。

まず、ファン除霜運転を行うときに、第１室外ファン２７ａと第２室外ファン２７ｂを同時に駆動して除霜を行わない理由について説明する。本発明のファン除霜運転は、前述したように、室外熱交除霜運転を完了させた後これに引き続いて実行される。具体的には、冷媒回路１００を冷房運転時の状態として室外熱交換器２３に高温高圧の冷媒を流入させて室外熱交換器２３に発生した霜を融かし、この状態のまま（室外熱交換器２３に高温高圧の冷媒が流入する状態のまま）で室外ファン２７を起動する。

このとき、第１室外ファン２７ａと第２室外ファン２７ｂの両方を、例えば同じ最小回転数で起動すると、いずれか１台の室外ファンを起動する場合と比べて、室外熱交換器２３に流入する外気量が多くなる。室外熱交換器２３に流入する外気量が多くなれば、凝縮圧力ひいては凝縮温度が大きく低下するため、第１室外ファン２７ａと第２室外ファン２７ｂ、および、これらに対応するベルマウスなどに当てる空気の温度が低くなる。この結果、ファン除霜運転を行っても第１室外ファン２７ａと第２室外ファン２７ｂ、および、これらに対応するベルマウスなどに霜の溶け残りが生じる恐れがある。

これに対し、本発明のように、まずは第１室外ファン２７ａのみを第１所定回転数で起動して第１室外ファン２７ａとこれに対応するベルマウスなどを除霜し、次いで第２室外ファン２７ｂのみを第２所定回転数で起動して第２室外ファン２７ｂとこれに対応するベルマウスなどを除霜するようにすれば、一度に駆動している室外ファン２７は１台となるので、室外熱交換器２３に流入する外気量が第１室外ファン２７ａと第２室外ファン２７ｂの両方とも駆動する場合と比べて少なくなる。これにより、凝縮圧力ひいては凝縮温度は室外ファン２７を２台とも駆動する場合と比べて高くなるので、第１室外ファン２７ａと第２室外ファン２７ｂ、および、これらに対応するベルマウスなどに当てる空気の温度が高くなり、第１室外ファン２７ａと第２室外ファン２７ｂ、および、これらに対応するベルマウスなどに霜の溶け残りが生じることを防止できる。

次に、第１室外ファン２７ａ→第２室外ファン２７ｂの順で駆動してファン除霜運転を行う理由について説明する。前述したように、ファン除霜運転は、室外熱交換器２３で暖められた外気を、室外ファン２７を駆動することによって室外ファン２７ａやベルマウスなどに当てることでなされる。暖められた空気は自然に上昇するため、先に第１室外ファン２７ａを起動して第１室外ファン２７ａとこれに対応するベルマウスなどを除霜しているときにこれらに当てられる暖かい空気の一部は、第１室外ファン２７ａの上方に配置されている第２室外ファン２７ｂに向かって上昇する。

第１室外ファン２７ａから第２室外ファン２７ｂに向かって上昇した暖かい空気によって、第２室外ファン２７ｂとこれに対応するベルマウスなどに発生している霜が融かされる。従って、第１室外ファン２７ａを停止して第２室外ファン２７ｂを起動して第２室外ファン２７ｂとこれに対応するベルマウスなどの除霜運転を行うときにはこれらの着霜量が減少しているため、第２室外ファン２７ｂとこれに対応するベルマウスなどの除霜がより確実に行える。尚、第１室外ファン２７ａ→第２室外ファン２７ｂの順で駆動してファン除霜運転を行う場合は、上述した効果が見込めることから、第１室外ファン２７ａを駆動して行うファン除霜運転の時間と比べて、第２室外ファン２７ｂを駆動して行うファン除霜運転の時間を短く、例えば、３０秒としてもよい。

ＳＴ５の処理においてファン除霜運転開始条件が成立していないと判断した場合、あるいは、ＳＴ１３の処理を終えたＣＰＵ２１０は、暖房運転の再開処理を実行する（ＳＴ１４）。ここで、運転再開処理とは、冷媒回路１００を冷房（除霜）運転時の状態から暖房運転時の状態に切り替える処理を指す。具体的には、ＣＰＵ２１０は、圧縮機２１および室外ファン２７（第２室外ファン２７ｂ）を停止し、四方弁２２を切り替えて、冷媒回路１００を暖房運転時の状態とする。そして、ＣＰＵ２１０は、暖房運転を再開し（ＳＴ１５）、ＳＴ１に処理を戻す。

以上説明したように、室外熱交除霜運転に引き続いて行うファン除霜運転において、第１室外ファン２７ａと第２室外ファン２７ｂの両方を同時に駆動させるのではなく、まず第１室外ファン２７ａのみ駆動しその後第２室外ファン２７ｂを駆動させるので、凝縮温度が急激に低下せず第１室外ファン２７ａと第２室外ファン２７ｂ、および、これらに対応するベルマウスなどに霜の溶け残りが生じることを防止できる。

次に、本発明の空気調和機の第２の実施形態について、図１および図３を用いて説明する。本実施形態における空気調和装置の構成や動作は、先に図１を用いて説明した第１の実施形態における空気調和装置１と同じであるため、詳細な説明を省略する。第１の実施形態と異なるのは、室外熱交除霜運転に引き続いて行うファン除霜運転において、第１室外ファン２７ａあるいは第２室外ファン２７ｂのうちいずれか一方のみを所定時間駆動した後ファン除霜運転を終了し、次に室外熱交除霜運転を行ったときに引き続き行うファン除霜運転において、先のファン除霜運転で駆動した方とは異なる室外ファンのみを所定時間駆動させてファン除霜運転を終了する点である。

以下、主に図３を用いて、上述した第１の実施形態との相違点であるファン除霜運転に関わる処理について説明する。図３に示すフローチャートは、ＣＰＵ２１０が室外熱交除霜運転やファン除霜運転を行う際の処理の流れを示すものであり、ＳＴはステップを表しこれに続く番号はステップ番号を表している。尚、図３においても図２と同様に本発明に関わる処理を中心に説明しており、これ以外の処理、例えば、使用者の指示した設定温度や風量等の運転条件に対応した冷媒回路１００の制御といった、空気調和装置１に関わる一般的な処理については説明を省略している。

また、図３におけるＳＴ２１〜ＳＴ２４、および、ＳＴ２１−Ｎｏの場合のＳＴ３９の各処理は、図２におけるＳＴ１〜ＳＴ４、および、ＳＴ１６と同じ処理である。また、ＳＴ３７およびＳＴ３８の各処理は図２におけるＳＴ１４およびＳＴ１５と同じ処理である。これらの処理については詳細な説明は省略し、以下の説明では、ＳＴ２５〜ＳＴ３６の処理について主に説明する。

ＳＴ２４において除霜運転終了条件が成立している場合は（ＳＴ２４−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は現在のフラグＦが０であるか否かを判断する（ＳＴ２５）。ここで、フラグＦとは、これから行うファン除霜運転において第１室外ファン２７ａあるいは第２室外ファン２７ｂのうちどちらの室外ファンを駆動するかを示すものである。フラグＦ＝０であれば、暖房運転開始後初めてファン除霜運転を行うあるいは前回のファン除霜運転において第２室外ファン２７ｂを駆動したことを示す、つまり、今回のファン除霜運転で駆動するのは第１室外ファン２７ａであることを示す。また、フラグＦ＝１であれば、前回のファン除霜運転において第１室外ファン２７ａを駆動したことを示す、つまり、今回のファン除霜運転で駆動するのは第２室外ファン２７ｂであることを示す。

本実施形態では、上述したように、暖房運転開始後初めてファン除霜運転を行うときに、第１室外ファン２７ａから駆動する場合を説明するが、先に第２室外ファン２７ｂから駆動するようにしてもよい。尚、フラグＦは、暖房運転終了時に０にリセットすることによって、暖房運転開始時は常に０となるようにされている。

ＳＴ２５において、フラグＦ＝０であれば（ＳＴ２５−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、ファン除霜運転開始条件が成立しているか否かを判断する（ＳＴ２６）。ファン除霜運転開始条件が成立していなければ（ＳＴ２６−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ３７に処理を進める。ファン除霜運転開始条件が成立していれば（ＳＴ２６−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、自己が有するタイマーにてタイマー計測を開始し（ＳＴ２７）、第１室外ファン２７ａのみを第１所定回転数で起動して（ＳＴ２８）、第１室外ファン２７ａの除霜運転を開始する。尚、第１室外ファン２７ａのファン除霜運転を行うときの第１所定回転数は、例えば最小回転数（例えば、２９０ｒｐｍ）であり、第１室外ファン２７ａを駆動させることによって、室外熱交換器２３で加熱された温かい空気を第１室外ファン２７ａや第１室外ファン２７ａに対応するベルマウスなどに当てて、第１室外ファン２７ａや第１室外ファン２７ａに対応するベルマウスなどに発生した霜を融かす。

次に、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ２７でタイマー計測を開始してから、つまり、第１室外ファン２７ａを起動させてから第１所定時間が経過したか否かを判断する（ＳＴ２９）。ここで、第１所定時間は予め試験等を行って定められたものであり、第１室外ファン２７ａや第１室外ファン２７ａに対応するベルマウスなどに発生した霜を融かすのに必要な時間（例えば、９０秒）である。

第１所定時間が経過していなければ（ＳＴ２９−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ２８に処理を戻し第１室外ファン２７ａを第１所定回転数で継続駆動して第１室外ファン２７ａの除霜運転を継続する。第１所定時間が経過していれば（ＳＴ２９−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、タイマーをリセットするとともに第１室外ファン２７ａを停止し（ＳＴ３０）、フラグＦ＝１として（ＳＴ３１）ＳＴ３７に処理を進める。

一方、ＳＴ２５においてフラグＦ＝０でない場合（ＳＴ２５−Ｎｏ）、つまり、フラグＦ＝１である場合は、ＣＰＵ２１０は、タイマー計測を開始し（ＳＴ３２）、第２室外ファン２７ｂのみを第２所定回転数で起動して（ＳＴ３３）、第２室外ファン２７ｂの除霜運転を開始する。尚、第２室外ファン２７ｂのファン除霜運転を行うときの第２所定回転数は、例えば第１所定回転数と同じく最小回転数（例えば、２９０ｒｐｍ）であり、第２室外ファン２７ｂを駆動させることによって、室外熱交換器２３で加熱された温かい空気を第２室外ファン２７ｂや第２室外ファン２７ｂに対応するベルマウスなどに当てて、第２室外ファン２７ｂや第２室外ファン２７ｂに対応するベルマウスなどに発生した霜を融かす。

次に、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ３２でタイマー計測を開始してから、つまり、第２室外ファン２７ｂを起動させてから第２所定時間が経過したか否かを判断する（ＳＴ３４）。ここで、第２所定時間は予め試験等を行って定められたものであり、第２室外ファン２７ｂや第２室外ファン２７ｂに対応するベルマウスなどに発生した霜を融かすのに必要な時間（例えば、９０秒）である。

第２所定時間が経過していなければ（ＳＴ３４−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ３３に処理を戻し第２室外ファン２７ｂを第２所定回転数で継続駆動して第２室外ファン２７ｂの除霜運転を継続する。第２所定時間が経過していれば（ＳＴ３４−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、タイマーをリセットするとともに第２室外ファン２７ｂを停止し（ＳＴ３５）、フラグＦ＝０として（ＳＴ３６）ＳＴ３７に処理を進める。

ここで、以上に説明したＳＴ２５〜ＳＴ３６の処理において、フラグＦの値の判断を先に行い、フラグＦ＝０である場合にファン除霜運転開始条件が成立しているか否かを判断する理由について説明する。前述したように、暖房運転開始時はフラグＦ＝０となるようにし、暖房運転開始後に初めてファン除霜運転を行う場合はまず第１室外ファン２７ａのみを駆動している。従って、第１室外ファン２７ａを駆動する処理の前にファン除霜運転開始条件が成立しているか否かを判断する必要がある。

一方、ファン除霜運転開始条件が成立し、第１室外ファン２７ａのみを駆動して第１室外ファン２７ａおよびこれに対応するベルマウスなどの除霜を行うときは、第２室外ファン２７ｂおよびこれに対応するベルマウスなどにも霜が発生していると考えられる。そこで、ＳＴ２５においてフラグＦ＝１であるときは、先にファン除霜運転開始条件が成立して第１室外ファン２７ａを駆動したということを示しているので、ファン除霜運転開始条件の成立を判断せずに第２室外ファン２７ｂを駆動するようにしている。

以上説明したように、本実施形態では、室外熱交除霜運転に引き続いて行うファン除霜運転において、第１室外ファン２７ａと第２室外ファン２７ｂの両方を同時に駆動させるのではなく、まず第１室外ファン２７ａのみ駆動してファン除霜運転を終了し、次にファン除霜運転を行うときに第２室外ファン２７ｂのみ駆動する。これにより、１回のファン除霜運転において駆動する室外ファンが１台となるため、室外熱交換器２３での通風量増加に起因する凝縮温度の大きな低下が起こらないので、第１室外ファン２７ａと第２室外ファン２７ｂ、および、これらに対応するベルマウスなどに当てる空気の温度が、室外ファン２７を２台とも駆動する場合と比べて高くなるので、霜の溶け残りが生じることを防止できる。

また、第１の実施形態では、１回のファン除霜運転でまず第１室外ファン２７ａのみ所定時間（４５秒）駆動しこれに引き続いて第２室外ファン２７ｂのみ所定時間（４５秒）しているのに対し、本実施形態では、１回のファン除霜運転で第１室外ファン２７ａあるいは第２室外ファン２７ｂのうちいずれか一方のみを所定時間（９０秒）駆動している。これにより、ファン除霜運転時における１台の室外ファンの駆動時間を第１の実施形態の倍としても、これにかかる時間が、室外熱交除霜運転に引き続き第１室外ファン２７ａと第２室外ファン２７ｂを順に駆動してファン除霜運転を行う場合に比べて長くなることはなく、より確実に第１室外ファン２７ａと第２室外ファン２７ｂ、および、これらに対応するベルマウスなどに霜の溶け残りが生じることを防止できる。

１空気調和装置
２室外機
５ａ〜５ｃ室内機
２１圧縮機
２２四方弁
２３室外熱交換器
２７室外ファン
２７ａ第１室外ファン
２７ｂ第２室外ファン
３５熱交温度センサ
３６外気温度センサ
１００冷媒回路
２００室外機制御部
２１０ＣＰＵ

Claims

暖房運転時に、圧縮機、室内熱交換器、および室外熱交換器の順で冷媒が循環する冷媒回路と、
前記冷媒回路に備えられ、前記圧縮機から吐出された冷媒の流れ方向を切り替える流路切替手段と、
少なくとも第１室外ファンと第２室外ファンを有し、
除霜運転時に、前記第１室外ファンおよび前記第２室外ファンを停止させるとともに、前記流路切替手段を切り替えて前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室外熱交換器に向かわせる室外熱交除霜運転を行う制御手段を有する空気調和装置であって、
前記制御手段は、
前記第１室外ファンおよび前記第２室外ファンに着霜していることを示すファン除霜運転開始条件が成立している場合に、前記室外熱交除霜運転が終了した後、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室外熱交換器に向かわせる運転のまま、前記第１室外ファンあるいは前記第２室外ファンのうちいずれか一方の室外ファンを駆動してファン除霜運転を行う、
ことを特徴とする空気調和装置。
前記制御手段は、
前記ファン除霜運転に引き続き、当該ファン除霜運転で駆動させなかった前記第１室外ファンあるいは前記第２室外ファンを駆動してファン除霜運転を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
前記制御手段は、
前記ファン除霜運転を終了した後、前記室外熱交除霜運転を行いこれに引き続いてファン除霜運転を行うとき、前回のファン除霜運転で駆動させなかった前記第１室外ファンあるいは前記第２室外ファンを駆動してファン除霜運転を行う、
ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の空気調和装置。