JP7049148B2 - 制御装置、空気調和機、制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、制御装置、空気調和機、制御方法及びプログラムに関する。

外気温が低い環境で空気調和機の暖房運転を行うと、室外機に霜が着くことがある。着霜による暖房能力の低下を防ぐため、室外機の霜を取り除くデフロスト運転が行われる。一般的には、前回のデフロスト運転の終了時からの経過時間や外気温および室外機熱交換器の温度について条件を設定し、この条件が成立するとデフロスト運転を開始することが多い。

これに対し、特許文献１には、室外機熱交換器の温度と外気温とを変数とする一次式からなる２つの条件式によって、ディアイス運転（デフロスト運転）の開始を決定する技術が記載されている。特許文献１に記載の技術では、前回行ったディアイス運転の運転時間に基づいて、２つの条件式のパラメータの値を調整する。これにより、室外機熱交換器の着霜状態に合わせた適切なタイミングでディアイス運転を開始することができる。

特開２００８－１４５９３号公報

ところで、デフロスト運転の禁止期間中にデフロスト運転の開始条件が成立していたとしても、天候の変化等で外気温が急激に低下するなどして、禁止期間の終了時には開始条件が成立しなくなることがある。その場合、デフロスト運転が実行されなかったり、開始が遅れたりする。すると、室外機熱交換器の着霜が進行し、暖房運転の性能低下や、次回のデフロスト運転で霜を除去しきれないようなことが生じる可能性がある。

そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできる制御装置、空気調和機、制御方法及びプログラムを提供することを目的としている。

本発明の一態様によれば、制御装置は、デフロスト運転の禁止期間における前記デフロスト運転の開始条件の成立状況に基づいて、前記禁止期間の終了時点において前記開始条件が成立するか否かにかかわらず、前記禁止期間の終了後に前記デフロスト運転を実行する運転実行部、を備え、前記運転実行部は、前記禁止期間における前記開始条件が成立する時間の合計が所定の閾値以上の場合、前記禁止期間の終了時点で前記開始条件が成立していなくても、前記デフロスト運転を開始する。

本発明の一態様によれば、制御装置は、デフロスト運転の禁止期間における前記デフロスト運転の開始条件の成立状況に基づいて、前記禁止期間の終了時点において前記開始条件が成立するか否かにかかわらず、前記禁止期間の終了後に前記デフロスト運転を実行する運転実行部、を備え、前記運転実行部は、前記禁止期間の終了前の所定時間内に前記開始条件が成立すると、前記禁止期間の終了時点で前記開始条件が成立していなくても、前記デフロスト運転を開始する。

本発明の一態様によれば、前記制御装置は、過去に実行したデフロスト運転の運転時間の傾向に基づいて、前記デフロスト運転の運用に関するパラメータを設定するパラメータ設定部、をさらに備える。

本発明の一態様によれば、前記パラメータ設定部は、連続して所定回数以上、それぞれの前記運転時間が、１つ前に実行した前記デフロスト運転の前記運転時間よりも短くなった場合、前記禁止期間の長さを増加させる。

本発明の一態様によれば、前記パラメータ設定部は、連続して所定回数以上、それぞれの前記運転時間が、１つ前に実行した前記デフロスト運転の前記運転時間よりも長くなった場合、前記禁止期間の長さを短縮する。

本発明の一態様によれば、前記パラメータ設定部は、連続して所定回数以上、それぞれの前記運転時間が、前記デフロスト運転に対して設定された所定の上限値に至った場合、前記上限値を増加させる。

本発明の一態様によれば、制御装置は、デフロスト運転の禁止期間における前記デフロスト運転の開始条件の成立状況に基づいて、前記禁止期間の終了時点において前記開始条件が成立するか否かにかかわらず、前記禁止期間の終了後に前記デフロスト運転を実行する運転実行部と、過去に実行したデフロスト運転の運転時間の傾向に基づいて、前記デフロスト運転の運用に関するパラメータを設定するパラメータ設定部と、を備え、前記パラメータ設定部は、連続して所定回数以上、それぞれの前記運転時間が、前記デフロスト運転に対して設定された所定の上限値に至った場合、前記上限値を増加させる。

本発明の一態様によれば、空気調和機は、上記の何れかに記載の制御装置を備える。

本発明の一態様によれば、制御方法は、デフロスト運転の禁止期間における前記デフロスト運転の開始条件の成立状況を算出するステップと、前記禁止期間の終了時点において前記開始条件が成立するか否かにかかわらず、前記成立状況に基づいて前記禁止期間の終了後に前記デフロスト運転を実行するか否かを判定するステップと、を有し、前記判定するステップでは、前記禁止期間における前記開始条件が成立する時間の合計が所定の閾値以上の場合、前記禁止期間の終了時点で前記開始条件が成立していなくても、前記デフロスト運転を実行すると判定する。
本発明の一態様によれば、制御方法は、デフロスト運転の禁止期間における前記デフロスト運転の開始条件の成立状況を算出するステップと、前記禁止期間の終了時点において前記開始条件が成立するか否かにかかわらず、前記成立状況に基づいて前記禁止期間の終了後に前記デフロスト運転を実行するか否かを判定するステップと、を有し、前記判定するステップでは、前記禁止期間の終了前の所定時間内に前記開始条件が成立すると、前記禁止期間の終了時点で前記開始条件が成立していなくても、前記デフロスト運転を実行すると判定する。
本発明の一態様によれば、制御方法は、デフロスト運転の禁止期間における前記デフロスト運転の開始条件の成立状況を算出するステップと、前記禁止期間の終了時点において前記開始条件が成立するか否かにかかわらず、前記成立状況に基づいて前記禁止期間の終了後に前記デフロスト運転を実行するか否かを判定するステップと、過去に実行したデフロスト運転の運転時間の傾向に基づいて、前記デフロスト運転の運用に関するパラメータを設定するステップと、を有し、前記パラメータを設定するステップでは、連続して所定回数以上、それぞれの前記運転時間が、前記デフロスト運転に対して設定された所定の上限値に至った場合、前記上限値を増加させる。

本発明の一態様によれば、プログラムは、コンピュータを、デフロスト運転の禁止期間における前記デフロスト運転の開始条件の成立状況を算出する手段、前記禁止期間の終了時点において前記開始条件が成立するか否かにかかわらず、前記成立状況に基づいて前記禁止期間の終了後に前記デフロスト運転を実行するか否かを判定する手段、として機能させ、前記判定する手段は、前記禁止期間における前記開始条件が成立する時間の合計が所定の閾値以上の場合、前記禁止期間の終了時点で前記開始条件が成立していなくても、前記デフロスト運転を実行すると判定する。
本発明の一態様によれば、プログラムは、コンピュータを、デフロスト運転の禁止期間における前記デフロスト運転の開始条件の成立状況を算出する手段、前記禁止期間の終了時点において前記開始条件が成立するか否かにかかわらず、前記成立状況に基づいて前記禁止期間の終了後に前記デフロスト運転を実行するか否かを判定する手段、として機能させ、前記判定する手段は、前記禁止期間の終了前の所定時間内に前記開始条件が成立すると、前記禁止期間の終了時点で前記開始条件が成立していなくても、前記デフロスト運転を実行すると判定する。
本発明の一態様によれば、プログラムは、コンピュータを、デフロスト運転の禁止期間における前記デフロスト運転の開始条件の成立状況を算出する手段、前記禁止期間の終了時点において前記開始条件が成立するか否かにかかわらず、前記成立状況に基づいて前記禁止期間の終了後に前記デフロスト運転を実行するか否かを判定する手段、過去に実行したデフロスト運転の運転時間の傾向に基づいて、前記デフロスト運転の運用に関するパラメータを設定する手段、として機能させ、前記パラメータを設定する手段は、連続して所定回数以上、それぞれの前記運転時間が、前記デフロスト運転に対して設定された所定の上限値に至った場合、前記上限値を増加させる。

上記の制御装置、空気調和機、制御方法及びプログラムによれば、デフロスト運転の不実施を防止することができる。

本発明の一実施形態における空気調和機の一例を示す全体図である。 本発明の一実施形態におけるデフロスト運転の開始条件を説明する図である。 本発明の一実施形態における空気調和機の制御装置の一例を示す機能ブロック図である。 本発明の一実施形態におけるデフロスト運転の制御方法を説明する図である。 本発明の一実施形態におけるデフロスト運転の運用に関するパラメータの調整方法を説明する図である。 本発明の一実施形態における制御方法の一例を示すフローチャートである。

＜実施形態＞
以下、本発明の一実施形態による空気調和機でのデフロスト制御を、図１～図６を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態における空気調和機の一例を示す全体図である。
第一実施形態に係る空気調和機１は、冷媒回路１０を有する。冷媒回路１０は、圧縮機２と、室内熱交換器３と、膨張弁４と、室外熱交換器５と、二方弁６と、四方弁７とを有する。圧縮機２、室内熱交換器３、膨張弁４、室外熱交換器５、二方弁６及び四方弁７は、冷媒を循環可能な冷媒配管２０に接続されている。
冷媒回路１０は、暖房運転時、正サイクルデフロスト運転時、及び、逆サイクルデフロスト運転時に使用される主回路１００と、正サイクルデフロスト運転時にのみ使用されるバイパス配管２００と、を有する。

主回路１００は、四方弁７を起点とした場合、四方弁７の端子のうち第一の端子７Ａと第二の端子７Ｂとに接続される熱交換器側主回路１１０と、四方弁７の端子のうち第三の端子７Ｃと第四の端子７Ｄとに接続される圧縮機側主回路１２０とを有する。換言すれば、熱交換器側主回路１１０と圧縮機側主回路１２０とは、四方弁７を介して互いに接続されている。
熱交換器側主回路１１０には、室内熱交換器３と、膨張弁４と、室外熱交換器５とが設けられている。圧縮機側主回路１２０には、圧縮機２が設けられている。

四方弁７は、各端子に接続された４つの管路を２つずつ二組のペアで接続することができ、またそのペアを切り替えることができる。具体的には、四方弁７は、第一の端子７Ａと第四の端子７Ｄとのペア、及び、第二の端子７Ｂと第三の端子７Ｃとのペアを接続することができる。また、四方弁７は、第一の端子７Ａと第三の端子７Ｃとのペア、及び、第二の端子７Ｂと第四の端子７Ｄとのペアを接続することができる。
これにより、熱交換器側主回路１１０と圧縮機側主回路１２０との接続関係を切り替えることができる。四方弁７の第二の端子７Ｂと第三の端子７Ｃを接続した場合、圧縮機２が吐出した高温高圧の冷媒は、第二の端子７Ｂから室外熱交換器５へと向かう経路（冷房経路）を流通する。四方弁７の第一の端子７Ａと第三の端子７Ｃを接続した場合、圧縮機２が吐出した高温高圧の冷媒は、と、第一の端子７Ａから室内熱交換器３へと向かう経路（暖房経路）を流通する。

空気調和機１の冷媒回路１０には、上述のように、バイパス配管２００がさらに設けられている。バイパス配管２００は、圧縮機側主回路１２０のうち圧縮機２の吐出側において、当該圧縮機２と四方弁７との間（バイパス始点２０Ａから、熱交換器側主回路１１０のうち膨張弁４と室外熱交換器５との間に設けられたバイパス終点２０Ｂまで）を接続する冷媒配管である。このバイパス配管２００には、二方弁６が設けられており、これにより当該バイパス配管２００の開閉を行うことができる。なお、通常の暖房運転時、冷房運転時、及び、逆サイクルデフロスト運転時においては、二方弁６は閉じられている。

暖房運転時の冷媒の循環について説明する。暖房運転時、四方弁７は暖房経路の接続関係とされている。冷媒は圧縮機２により圧縮されて高温高圧とされた後、四方弁７の第三の端子７Ｃから入り、第一の端子７Ａから室内熱交換器３へと向かう。室内熱交換器３内では、熱交換を行うことで冷媒は冷却されて凝縮し、代わりに室内熱交換器３外部の室内空気に熱を与える。室内空気は室内側送付機１３によって送風される。凝縮した冷媒は、膨張弁４へ流入し、低温かつ低圧となる。膨張弁４を出た冷媒は室外熱交換器５に流入し、室外空気により加熱され室外熱交換器５内で蒸発し気化する。気化した冷媒は四方弁７の第二の端子７Ｂ及び第四の端子７Ｄを通じて、圧縮機２に戻される。上記のサイクルを持続的に繰り返すことで空気調和機１は暖房運転を行う。

暖房運転時は上記のように、室外熱交換器５の外部の空気は冷媒に熱を奪われることでさらに低温となるため、室外熱交換器５の表面が氷点下温度域まで低下し、霜が発生、積層することがある。これにより、熱交換器の熱伝導が妨げられ、熱交換の効率が低下することがある。
この霜を取り除くために、二種類の除霜運転（デフロスト運転）が知られている。即ち、正サイクルデフロスト運転（バイパスサイクルデフロスト運転、以下ＤｆＰ）及び逆サイクルデフロスト運転（リバースサイクルデフロスト運転、以下ＤｆＲ）である。

ＤｆＰは、暖房運転時に圧縮機２からの吐出冷媒ガスの一部を室外熱交換器５へと送るバイパス配管２００を経由させて冷媒を循環させることで、室外熱交換器５の除霜を行う除霜運転である。二方弁６を開とすることで、ＤｆＰは実施される。
ＤｆＰ時の冷媒の循環について説明する。ＤｆＰ時は、四方弁７において暖房経路の接続関係が維持され、したがって、上述の暖房運転時の冷媒循環が保たれる。これに加え、二方弁６が開放され、バイパス配管２００にも冷媒が流れることで、圧縮機２から吐出された高温高圧の冷媒の一部が、室内熱交換器３を経由せずに室外熱交換器５に送られる。
これにより、室外熱交換器５に熱が与えられ、除霜が行われる。
なお、ＤｆＰは、本来、室内熱交換器３に送るべき高温高圧の冷媒の一部を室外熱交換器５に送るため、除霜を行いつつ暖房運転を継続できるものの、その暖房能力は、通常の暖房運転に比べて３分の１程度に低下する。また、室外熱交換器５に送られる冷媒の量が全冷媒の一部であるため、後述するＤｆＲに比べ、除霜能力は低いものとなる。

一方、ＤｆＲは、熱交換器側主回路１１０における冷媒を、暖房運転とは逆に循環させることで除霜を行う除霜運転である。暖房運転とは逆に循環させることで、圧縮機２からの吐出冷媒ガスの全部が室外熱交換器５へ送られる。これにより、ＤｆＲではＤｆＰに比べてより強力に霜を溶かすことができる。ただし、ＤｆＲでは、四方弁７を冷房経路の接続関係へと切り替えて運転を行うため、室内熱交換器３に送風を行わない点を除いて、冷房運転と実質的に同一の冷媒循環を行う。そのため、ＤｆＲ中は、暖房運転が停止するとともに、室内の熱が奪われて室温が低下する。
ＤｆＲ時の冷媒の循環について説明する。冷媒は、圧縮機２により圧縮されて高温高圧とされた後、四方弁７の第三の端子７Ｃから入り、第二の端子７Ｂから室外熱交換器５へと向かう。室外熱交換器５内では、熱交換を行うことで冷媒は冷却されて凝縮し、代わりに熱を室外熱交換器５外部の室外空気に与える。このため、凝縮した冷媒は、膨張弁４へ流入し、低温かつ低圧となる。膨張弁４を出た冷媒は室内熱交換器３に流入し、室内空気により加熱され室内熱交換器３内で蒸発し気化する。このとき、熱を室内熱交換器３外部の室内空気から奪う。冷房運転であれば、低温となった室内空気は室内側送付機１３によって送風され室内の冷却に供されるが、ＤｆＲでは送風は行わない。気化した冷媒は、四方弁７の第一の端子７Ａから入り第四の端子７Ｄから抜けて、圧縮機２に戻される。
上記のサイクルは持続的に繰り返される。

ここで、本実施形態における空気調和機１は、外気温度センサ２５と、熱交換器温度センサ３５がさらに設けられ、上記の暖房運転、ＤｆＰ、ＤｆＲの三者の運転モードを切り替えるための制御装置２０１をさらに備えている。ここで、デフロスト運転（ＤｆＰ、ＤｆＲ）の開始条件Ｍについて図２を用いて説明する。

図２は、本発明の一実施形態におけるデフロスト運転の開始条件を説明する図である。
図２に示す線Ｌ１は、室外熱交換器温度ＴｈｏＲを縦軸、外気温ＴｈｏＡを横軸としたときのデフロスト運転の開始条件Ｍを示す。この関係は、例えば、外気温ＴｈｏＡ－室外熱交換器温度ＴｈｏＲ＝α（αは所定の定数）で表すことができる。室外熱交換器温度ＴｈｏＲとは、熱交換器温度センサ３５が計測する温度である。外気温ＴｈｏＡとは、外気温度センサ２５が計測する温度である。

室外熱交換器温度ＴｈｏＲと外気温ＴｈｏＡの関係が、線Ｌ１より下の領域（外気温ＴｈｏＡ－室外熱交換器温度ＴｈｏＲ≧α）となるとき、例えば、外気温ＴｈｏＡと室外熱交換器温度ＴｈｏＲとが点Ｐ１で示す関係にあるとき、デフロスト運転の開始条件Ｍが成立する。

室外熱交換器温度ＴｈｏＡと外気温ＴｈｏＲの関係が、線Ｌ１より上の領域（外気温ＴｈｏＡ－室外熱交換器温度ＴｈｏＲ＜α）となるとき、例えば、両者が点Ｐ２で示す関係にあるとき、デフロスト運転の開始条件Ｍは成立しない。

暖房運転中に、室外熱交換器温度ＴｈｏＡと外気温ＴｈｏＲの関係がデフロスト運転の開始条件Ｍを満たすと、制御装置２０１は、暖房運転を中断し、ＤｆＰまたはＤｆＲのデフロスト運転を開始する。デフロスト運転が開始され、所定のデフロスト運転の停止条件が成立すると、制御装置２０１はデフロスト運転を停止し、暖房運転を再開する。デフロスト運転の停止条件とは、例えば、温度差（ＴｈｏＡ－ＴｈｏＲ）が所定の閾値以内となることである。また、デフロスト運転の運転時間には、上限値が設定されている。デフロスト運転の開始から上限値が経過すると、制御装置２０１は、デフロスト運転を終了する。また、上述のようにデフロスト運転は、本来の暖房運転の能力を低下させるものであるから、１回実行されると、しばらくの間（所定の禁止期間）は実行が禁止される。つまり、この禁止期間中にデフロスト運転の開始条件Ｍが成立しても、制御装置２０１は、禁止期間中にはデフロスト運転を実行しない。

例えば、デフロスト運転の禁止期間中に室外熱交換器温度ＴｈｏＲと外気温ＴｈｏＡの関係が点Ｐ１で示す関係にあるとする。禁止期間が過ぎても同様の関係が維持されていれば、制御装置２０１は、禁止期間の終了後にデフロスト運転を開始する。ところが、禁止期間の終了前に急激に外気温が低下し、室外熱交換器温度ＴｈｏＲと外気温ＴｈｏＡの関係が点Ｐ３で示す関係に変化し、その関係がそのまま維持されたとする。すると、禁止期間が過ぎてもデフロスト運転の開始条件Ｍが成立しないため、制御装置２０１は、デフロスト運転を実行しない。このような場合、禁止期間中のデフロスト運転の開始条件Ｍが成立している間に、室外熱交換器５への着霜が進行している可能性がある。しかし、従来の制御では、外気温ＴｈｏＡに引きずられて室外熱交換器温度ＴｈｏＲが低下し、例えば、両者が点Ｐ４で示すような関係になるまでの間、制御装置２０１は、デフロスト運転を実行せず、その間、暖房運転は効率の低い運転状態となってしまう。これに対し、本実施形態の制御装置２０１は、デフロスト運転の禁止期間の終了後に、禁止期間中における着霜条件の成立状況に応じて、デフロスト運転を開始する機能を有する。

次に図３を用いて制御装置２０１の機能を説明する。
図３は、本発明の一実施形態における空気調和機の制御装置の一例を示す機能ブロック図である。
図３に示すように、室外機１Ａは、制御装置２０１を備えている。制御装置２０１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等を備えたコンピュータである。制御装置２０１は、外気温度取得部４１、室外熱交温度取得部４２、運転実行部４３、パラメータ設定部４４、記憶部４５、タイマ４６を備えている。

外気温度取得部４１は、外気温度センサ２５を通じて、室外機１Ａの外気温度（外気温ＴｈｏＡ）を取得する。
室外熱交温度取得部４２は、熱交換器温度センサ３５を通じて、室外機１Ａの室外熱交換器５の温度（室外熱交換器温度ＴｈｏＲ）を取得する。

運転実行部４３は、暖房運転やデフロスト運転を実行する。運転実行部４３は、主に、二方弁６、四方弁７を制御することで暖房運転、デフロスト運転の切り替えを行う。例えば、運転実行部４３は、デフロスト運転の開始条件Ｍが成立すると、暖房運転からデフロスト運転へ切り替える。また、例えば、運転実行部４３は、デフロスト運転の終了条件が成立すると、デフロスト運転から暖房運転へ切り替える。上記の通り、運転実行部４３は、ＤｆＰまたはＤｆＲのデフロスト運転を実行することができる。運転実行部４３は、例えば、室外熱交換器温度ＴｈｏＲと外気温ＴｈｏＡの温度差に応じて、ＤｆＰまたはＤｆＲを選択して、選択した方式のデフロスト運転を実行してもよい。なお、本実施形態に係るデフロスト運転の不実施を防止するための制御方法は、ＤｆＰとＤｆＲの区別なく適用することができるため、以下の説明では特に区別せず、デフロスト運転と記載する。運転実行部４３は、デフロスト運転の禁止期間中におけるデフロスト運転の開始条件Ｍの成立状況に基づいて、禁止期間の終了後に、その時点で開始条件Ｍが成立するか否かにかかわらず、デフロスト運転を実行する。

パラメータ設定部４４は、デフロスト運転の運用に関するパラメータを設定する。運用に関するパラメータとは、例えば、禁止期間の長さ、デフロスト運転の運転時間の上限値等である。パラメータ設定部４４は、過去に実行したデフロスト運転の運転時間の傾向に基づいて、デフロスト運転の運用に関するパラメータを適切に調整する。

記憶部４５は、外気温ＴｈｏＡ、室外熱交温度ＴｈｏＲ、禁止期間の長さ、デフロスト運転の運転時間の上限値等のパラメータなど種々の情報を記憶する。
タイマ４６は、時刻を計測する。

次に本実施形態に係る禁止期間中のデフロスト運転開始条件の成立状況に基づく、デフロスト運転の開始制御について説明する。
図４は、本発明の一実施形態におけるデフロスト運転の制御方法を説明する図である。
図４（ａ）に従来のデフロスト制御を示す。時刻Ｔ１から時刻Ｔ２は、デフロスト運転の禁止期間である。禁止期間における時刻Ｔ４～時刻Ｔ４´において、開始条件Ｍが成立し、その後、不成立となり、禁止期間が終了したとする。禁止期間の終了時における開始条件Ｍは不成立である。この場合、従来の制御では、禁止期間の終了直後にデフロスト運転が実行されることが無い。その後、時刻Ｔ３に開始条件Ｍが成立すると、デフロスト運転が開始される。このような制御の場合、時刻Ｔ１～時刻Ｔ２で着霜が生じている可能性があり、時刻Ｔ２～Ｔ３の間の暖房運転では、暖房能力が低下している可能性がある。

図４（ｂ）～図４（ｄ）に本実施形態のデフロスト制御を示す。図４（ｂ）に、本実施形態の制御装置２０１が、図４（ａ）と同様の運転状態で空気調和機１を運転した場合のデフロスト運転の制御方法を示す。つまり、禁止期間における時刻Ｔ４～時刻Ｔ４´において、デフロスト運転の開始条件Ｍが成立し、その後、不成立となり、禁止期間が終了している。運転実行部４３は、タイマ４６を用いて、開始条件Ｍが成立している時刻Ｔ４～時刻Ｔ４´の時間を算出する。運転実行部４３は、算出した時間が所定の時間「ｈ１」以上の場合、デフロスト運転の禁止期間の終了後（時刻Ｔ２）にデフロスト運転を開始する。このとき、時刻Ｔ２において開始条件Ｍが成立しているかどうかは関係が無い。

図４（ｃ）に示すのは、禁止期間における時刻Ｔ５～時刻Ｔ５´、時刻Ｔ６～時刻Ｔ６´、時刻Ｔ７～時刻Ｔ７´の各々において、デフロスト運転の開始条件Ｍが成立し、開始条件Ｍが不成立の状態で禁止期間が終了している場合である。この場合、運転実行部４３は、タイマ４６を用いて、開始条件Ｍが成立している時刻Ｔ５～時刻Ｔ５´、時刻Ｔ６～時刻Ｔ６´、時刻Ｔ７～時刻Ｔ７´それぞれの時間を算出し、開始条件Ｍが成立したこれら３つの時間帯の合計を算出する。運転実行部４３は、算出した合計時間が所定の時間「ｈ１」以上の場合、禁止期間が終了する時刻Ｔ２において開始条件Ｍが成立していなくても、時刻Ｔ２にデフロスト運転を開始する。

図４（ｄ）に示すのは、禁止期間が終了する直前の所定時間「ｈ２」内にデフロスト運転の開始条件Ｍが１回成立し、開始条件Ｍが不成立の状態で禁止期間が終了している場合である。この場合、運転実行部４３は、タイマ４６を用いて、禁止期間が終了する時刻Ｔ２を基準として「ｈ２」だけ過去の時刻Ｔ８以降に開始条件Ｍが成立したかどうかを確認する。この時間帯に１度でも開始条件Ｍが成立していれば、運転実行部４３は、時刻Ｔ２において開始条件Ｍが成立していなくても、デフロスト運転を開始する。

図４（ｂ）～図４（ｄ）に示すデフロスト運転の制御方法によれば、（Ａ）禁止期間中における開始条件Ｍが成立する時間の合計が、所定の時間「ｈ１」以上の場合、または、（Ｂ）禁止期間の終了前の所定時間「ｈ２」内に開始条件Ｍが１度でも成立する場合、禁止期間の終了時点において開始条件Ｍが成立するか否かにかかわらず、禁止期間が終了した直後にデフロスト運転を開始する。これにより、禁止期間中に着霜が進行しているような状況でも、禁止期間の終了後に速やかに除霜を行うことができ、暖房能力の低下を防ぐことができる。なお、禁止期間の長さは、例えば３５分間、所定の時間「ｈ１」は例えば２０分間、所定の時間「ｈ２」は例えば３分間である。

次に本実施形態に係るデフロスト運転の運用に関するパラメータを調整する方法について説明する。
図５は、本発明の一実施形態におけるデフロスト運転の運用に関するパラメータの調整方法を説明する図である。
図５（ａ）に示すのは、デフロスト運転の実行時間Ｄｘ（ｘ：１～ｎ）が連続してｎ回短くなった場合である。つまりＤ１＞Ｄ２＞・・・＞Ｄｎである。このような場合、着霜が起こりにくい運転環境（外気温ＴｈｏＡ、室外熱交温度ＴｈｏＲなど）であると考えられる。従って、デフロスト運転を行う必要性が比較的低く、なるべく長い時間を暖房運転に割り当てることが好ましい。従って、パラメータ設定部４４は、禁止期間の長さを所定の時間「ｈ３」だけ長く設定する。これにより、デフロスト運転が実行される機会を低減し、必要以上に暖房運転が妨げられることを防ぐことができる。なお、禁止期間の調整後、さらに連続してｎ回、デフロスト運転の実行時間が短くなるような場合、禁止期間の初期値（例えば３５分間）に対する所定時間「ｈ４」を増加分の上限値として、さらに時間「ｈ３」を加算するようにしてもよい。なお、１度に加算する値「ｈ３」は、例えば５分間、上限値「ｈ４」は、例えば、１０分間である。

図５（ｂ）に示すのは、デフロスト運転の実行時間Ｄｘ（ｘ：１～ｎ）が連続してｎ回長くなった場合である。つまりＤ１＜Ｄ２＜・・・＜Ｄｎである。このような場合、着霜が起こりやすい運転環境、あるいは、１回のデフロスト運転では除霜しきれず溶け残しが生じがちな状態であると考えられる。従って、デフロスト運転の実行回数を増やし、確実に除霜ができるように運用することが好ましい。従って、パラメータ設定部４４は、禁止期間の長さを所定の時間「ｈ５」だけ短く設定する。これにより、デフロスト運転の実行機会を増やし、着霜の進行や溶け残しを防ぐことができる。なお、禁止期間の調整後、さらに連続してｎ回、デフロスト運転の実行時間が長くなるような場合、禁止期間の初期値（例えば３５分間）に対する所定時間「ｈ６」を短縮分の上限値として、さらに時間「ｈ５」を減算するようにしてもよい。なお、１度に減算する値「ｈ５」は、例えば５分間、上限値「ｈ６」は、例えば、１０分間である。

図５（ｃ）に示すのは、デフロスト運転の実行時間Ｄｘ（ｘ：１～ｎ）がｎ回連続してタイムアップした場合である。つまりＤ１＝Ｄ２＝・・・＝Ｄｎ＝デフロスト運転の運転時間の上限値（例えば、１５分）である。このような場合、着霜が起こりやすい運転環境、あるいは、１回のデフロスト運転では除霜しきれず溶け残しが生じがちな状態であると考えられる。従って、デフロスト運転の運転時間を増加し、溶け残しなく除霜ができるように運用することが好ましい。従って、パラメータ設定部４４は、運転時間の上限値を所定の時間「ｈ７」だけ長く設定する。これにより、デフロスト運転の運転時間を増やし、着霜の進行や溶け残しを防ぐことができる。なお、運転時間の調整後、さらに連続してｎ回、デフロスト運転がタイムアップするような場合、運転時間の初期値（例えば１５分間）に対する所定時間「ｈ８」を上限値として、さらに時間「ｈ７」を加算するようにしてもよい。なお、１度に加算する値「ｈ７」は、例えば５分間、上限値「ｈ８」は、例えば、１０分間である。

なお、デフロスト運転の実行時間がｎ回連続してタイムアップした場合についても、図５（ｂ）で説明した調整と同様にして、禁止期間の長さを「ｈ５」だけ短く設定するようにしてもよい。

図５（ａ）～図５（ｃ）に示す運用パラメータの調整方法によれば、デフロスト運転の運転時間の傾向に基づいて、（ａ）前回実行したデフロスト運転まで、連続して所定回数以上、各回のデフロスト運転の運転時間が１つ前の実行時における運転時間と比較して短くなった場合、禁止期間の長さを増加させる。また、（ｂ）前回実行したデフロスト運転まで、連続して所定回数以上、各回のデフロスト運転の運転時間が１つ前の実行時における運転時間と比較して長くなった場合、禁止期間の長さを短縮させる。また、（ｃ）前回実行したデフロスト運転まで、連続して所定回数以上、各回の運転時間が運転時間の上限値に至った場合、運転時間の上限値を増加させる。これにより、デフロスト運転の運用を、着霜状況に応じて適切に調整することができ、着霜の進行や霜の溶け残しの防止を行い、暖房能力の低下を防ぐことができる。

次にデフロスト運転の実行制御の処理の流れについて図６を用いて説明する。
図６は、本発明の一実施形態における制御方法の一例を示すフローチャートである。
なお、以下の説明において運転実行部４３が、ＤｆＲのデフロスト運転を実行する場合を例に説明を行うが、同様の制御はＤｆＰによるデフロスト運転をする場合にも適用することができる。

まず、ユーザが暖房の使用を開始する。すると、制御装置２０１は、暖房運転を開始する（ステップＳ１１）。具体的には、運転実行部４３は、圧縮機２の吐出冷媒ガスが暖房経路（第一の端子７Ａと第三の端子７Ｃとを接続し、第二の端子７Ｂと第四の端子７Ｄとを接続し、冷媒ガスが圧縮機２から室内熱交換器３へと向かう経路）を循環するように四方弁７を制御し、かつ、二方弁６を閉塞する。次に運転実行部４３は、外気温度ＴｈｏＡ及び室外熱交温度ＴｈｏＲが、デフロスト開始条件Ｍ（例えば、外気温度ＴｈｏＡ－室外熱交温度ＴｈｏＲ＞α）を満たすか否かを判定する（ステップＳ１２）。なお、暖房運転の開始時には、所定の禁止期間（例えば、３５分）、運転実行部４３は、この判定を行うことなく、暖房運転を継続してもよい。

温度差（ＴｈｏＡ－ＴｈｏＲ）が所定の定数αを超えていない場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、運転実行部４３は、ステップＳ１１の処理を継続し、引き続き暖房運転を行う。

温度差（ＴｈｏＡ－ＴｈｏＲ）がαを超えた場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、運転実行部４３は、室外熱交換器５が着霜していると判断する。次に運転実行部４３は、現在が、デフロスト運転の禁止期間かどうかを判定する（ステップＳ１３）。デフロスト運転の禁止期間ではない場合（ステップＳ１３；Ｎｏ）、運転実行部４３は、デフロスト運転を実行する（ステップＳ１４）。具体的には、運転実行部４３は、二方弁６を閉としたまま、四方弁７を冷房経路の接続関係へと切り替えて運転を行う。これにより、吐出冷媒ガスが室外熱交換器５に送られて、除霜が行われる。タイマ４６は、デフロスト運転開始後の経過時間を計測する。また、運転実行部４３は、タイマ４６を用いて、デフロスト運転の開始時刻を記憶部４５に記録する。次に運転実行部４３は、室外熱交換器５の除霜が達成されたか否かを判定し、除霜が達成されたと判定した場合、デフロスト運転を停止する。除霜が達成されたか否かの判定は、例えば、温度差（ＴｈｏＡ－ＴｈｏＲ）が所定の閾値以内となったときに除霜が達成されたと判定しても良い。また、運転実行部４３は、デフロスト運転の開始から所定の上限値が経過した場合、デフロスト運転を停止する。なお、デフロスト運転の運転時間の上限値が後に説明するステップＳ１６で更新された場合、運転実行部４３は、更新後の値でタイムアップの判定を行う。デフロスト運転を終了すると、運転実行部４３は、四方弁７を暖房経路の接続関係へと切り替えて暖房運転を再開する。また、運転実行部４３は、タイマ４６を用いて、デフロスト運転の終了時刻を記憶部４５に記録する。デフロスト運転が終了すると、デフロスト運転の禁止期間に入る。タイマ４６は、禁止期間に入ってからの経過時間を計測する。

次に運転実行部４３は、デフロスト運転の終了時刻からデフロスト運転の開始時刻を減算して、デフロスト運転の運転時間を算出し、算出した運転時間を、今回のデフロスト運転の開始時刻または終了時刻と対応つけて記憶部４５に記録する（ステップＳ１５）。

次にパラメータ設定部４４は、デフロスト運転の運用に関するパラメータを調整する（ステップＳ１６）。例えば、記憶部４５に記録されたデフロスト運転の運転時間が、所定の回数連続して短くなっている場合、パラメータ設定部４４は、現在の禁止期間（例えば、３５分）にｈ３（例えば、５分）を加算し、加算後の値（例えば、４０分）で禁止期間を更新する。また、デフロスト運転の運転時間が、所定の回数連続して長くなっている場合、パラメータ設定部４４は、現在の禁止期間（例えば、３５分）からｈ５（例えば、５分）を減算し、減算後の値（例えば、３０分）で禁止期間を更新する。また、デフロスト運転の運転時間が、所定の回数連続してタイムアップした場合、パラメータ設定部４４は、現在の運転時間の上限値（例えば、１５分）にｈ７（例えば、５分）を加算し、加算後の値（例えば、２０分）で運転時間の上限値を更新する。

一方、デフロスト運転デフロスト運転の禁止期間の場合（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、あるいは、デフロスト運転が終了して禁止期間に入った場合、運転実行部４３は、ステップＳ１２と同様の判定を継続して行う。そして、運転実行部４３は、開始条件Ｍが成立すると、成立した時刻を記憶部４５に記録し、開始条件Ｍが不成立となると、不成立となった時刻を記憶部４５に記録する（ステップＳ１７）。また、運転実行部４３は、禁止期間が終了したかどうかを判定する（ステップＳ１８）。例えば、運転実行部４３は、タイマ４６によって計測される禁止期間の開始からの経過時間が、所定の設定値（例えば、３５分）に至ると、禁止期間が終了したと判定する。なお、ステップＳ１６の処理で、禁止期間の長さが更新された場合、運転実行部４３は、更新後の値で判定を行う。
禁止期間が終了していない場合（ステップＳ１８；Ｎｏ）、運転実行部４３は、ステップＳ１７の処理を継続して行う。

禁止期間が終了した場合（ステップＳ１８；Ｙｅｓ）、運転実行部４３は、禁止期間中の開始条件Ｍの成立状況に基づいてデフロスト運転を実行するか否かを判定する（ステップＳ１９）。例えば、運転実行部４３は、記憶部４５に記録された開始条件Ｍの成立時の時刻と不成立時の時刻に基づいて、禁止期間中に開始条件Ｍが成立している時間の合計を算出する。運転実行部４３は、合計した時間がｈ１（例えば、２０分）を上回っていれば、デフロスト運転を実行すると判定する。また、運転実行部４３は、禁止期間が終了時よりｈ２だけ過去の時刻から終了時刻までの間に開始条件Ｍが１度でも成立していれば、デフロスト運転を実行すると判定する。デフロスト運転を実行すると判定した場合（ステップＳ１９；Ｙｅｓ）、運転実行部４３は、禁止期間の終了後直ちにデフロスト運転を開始する。つまり、運転実行部４３は、禁止期間の終了後、所定の時間内（例えば、３０秒以内）にステップＳ１４の処理を行う。デフロスト運転を実行しないと判定した場合（ステップＳ１９；Ｎｏ）、運転実行部４３は、暖房運転を継続する。

本実施形態によれば、デフロスト運転の禁止期間中にデフロスト運転の開始条件Ｍが成立しても、その後の急激な外気温の変化などにより、禁止期間の終了時には開始条件Ｍが成立しない状態になった場合でも、デフロスト運転の不実施を回避し、禁止期間の終了後にデフロスト運転を実行し、除霜を行うことができる。また、過去のデフロスト運転の運転時間の傾向に基づいて、除霜が不十分なようであれば、禁止期間の短縮やデフロスト運転時間の上限値の延長を行って除霜を促進することができる。また、除霜が必要以上に行われているようであれば、禁止期間を延長して、デフロスト運転の機会を抑制することができる。これらの機能により、空気調和機１の設計意図に沿ったデフロスト運転の運用を実現することができる。

制御装置２０１の全ての機能又は一部の機能は、例えば、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、集積回路等で構成されたハードウェアによって実現してもよい。また、制御装置２０１の全ての機能又は一部の機能は、ＣＰＵ等のプロセッサを備えたコンピュータによって構成されても良い。その場合、制御装置２０１における各処理の過程は、例えば制御装置２０１が有するＣＰＵ等がプログラムを実行することによって実現できる。制御装置２０１によって実行されるプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録され、この記録媒体に記録されたプログラムを読み出して実行することによって実現してもよい。なお、制御装置２０１は、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、コンピュータが読み取り可能な記録媒体は、例えば、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、制御装置２０１に内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、コンピュータが読み取り可能な記録媒体には、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。また、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

１ 空気調和機
１Ａ 室外機
２０１ 制御装置
２ 圧縮機
３ 室内熱交換器
４ 膨張弁
５ 室外熱交換器
６ 二方弁
７ 四方弁
７Ａ 第一の端子
７Ｂ 第二の端子
７Ｃ 第三の端子
７Ｄ 第四の端子
１０ 冷媒回路
２０ 冷媒配管
２０Ａ バイパス始点
２０Ｂ バイパス終点
２００ バイパス配管
１００ 主回路
１１０ 熱交換器側主回路
１２０ 圧縮機側主回路
２０１ 制御装置
４１ 外気温度取得部
４２ 室外熱交温度取得部
４３ 運転実行部
４４ パラメータ設定部
４５ 記憶部
４６ タイマ

Claims (14)

1. デフロスト運転の禁止期間における前記デフロスト運転の開始条件の成立状況に基づいて、前記禁止期間の終了時点において前記開始条件が成立するか否かにかかわらず、前記禁止期間の終了後に前記デフロスト運転を実行する運転実行部、
   を備え、
   前記運転実行部は、前記禁止期間における前記開始条件が成立する時間の合計が所定の閾値以上の場合、前記禁止期間の終了時点で前記開始条件が成立していなくても、前記デフロスト運転を開始する、
   制御装置。
2. デフロスト運転の禁止期間における前記デフロスト運転の開始条件の成立状況に基づいて、前記禁止期間の終了時点において前記開始条件が成立するか否かにかかわらず、前記禁止期間の終了後に前記デフロスト運転を実行する運転実行部、
   を備え、
   前記運転実行部は、前記禁止期間の終了前の所定時間内に前記開始条件が成立すると、前記禁止期間の終了時点で前記開始条件が成立していなくても、前記デフロスト運転を開始する、
   制御装置。
3. 過去に実行したデフロスト運転の運転時間の傾向に基づいて、前記デフロスト運転の運用に関するパラメータを設定するパラメータ設定部、
   をさらに備える請求項１から請求項２の何れか１項に記載の制御装置。
4. 前記パラメータ設定部は、連続して所定回数以上、それぞれの前記運転時間が、１つ前に実行した前記デフロスト運転の前記運転時間よりも短くなった場合、前記禁止期間の長さを増加させる、
   請求項３に記載の制御装置。
5. 前記パラメータ設定部は、連続して所定回数以上、それぞれの前記運転時間が、１つ前に実行した前記デフロスト運転の前記運転時間よりも長くなった場合、前記禁止期間の長さを短縮する、
   請求項３または請求項４に記載の制御装置。
6. 前記パラメータ設定部は、連続して所定回数以上、それぞれの前記運転時間が、前記デフロスト運転に対して設定された所定の上限値に至った場合、前記上限値を増加させる、
   請求項３から請求項５の何れか１項に記載の制御装置。
7. デフロスト運転の禁止期間における前記デフロスト運転の開始条件の成立状況に基づいて、前記禁止期間の終了時点において前記開始条件が成立するか否かにかかわらず、前記禁止期間の終了後に前記デフロスト運転を実行する運転実行部と、
   過去に実行したデフロスト運転の運転時間の傾向に基づいて、前記デフロスト運転の運用に関するパラメータを設定するパラメータ設定部と、
   を備え、
   前記パラメータ設定部は、連続して所定回数以上、それぞれの前記運転時間が、前記デフロスト運転に対して設定された所定の上限値に至った場合、前記上限値を増加させる、
   制御装置。
8. 請求項１から請求項７の何れか１項に記載の制御装置、を備える空気調和機。
9. デフロスト運転の禁止期間における前記デフロスト運転の開始条件の成立状況を算出するステップと、
   前記禁止期間の終了時点において前記開始条件が成立するか否かにかかわらず、前記成立状況に基づいて前記禁止期間の終了後に前記デフロスト運転を実行するか否かを判定するステップと、
   を有し、
   前記判定するステップでは、前記禁止期間における前記開始条件が成立する時間の合計が所定の閾値以上の場合、前記禁止期間の終了時点で前記開始条件が成立していなくても、前記デフロスト運転を実行すると判定する、
   制御方法。
10. デフロスト運転の禁止期間における前記デフロスト運転の開始条件の成立状況を算出するステップと、
    前記禁止期間の終了時点において前記開始条件が成立するか否かにかかわらず、前記成立状況に基づいて前記禁止期間の終了後に前記デフロスト運転を実行するか否かを判定するステップと、
    を有し、
    前記判定するステップでは、前記禁止期間の終了前の所定時間内に前記開始条件が成立すると、前記禁止期間の終了時点で前記開始条件が成立していなくても、前記デフロスト運転を実行すると判定する、
    制御方法。
11. デフロスト運転の禁止期間における前記デフロスト運転の開始条件の成立状況を算出するステップと、
    前記禁止期間の終了時点において前記開始条件が成立するか否かにかかわらず、前記成立状況に基づいて前記禁止期間の終了後に前記デフロスト運転を実行するか否かを判定するステップと、
    過去に実行したデフロスト運転の運転時間の傾向に基づいて、前記デフロスト運転の運用に関するパラメータを設定するステップと、
    を有し、
    前記パラメータを設定するステップでは、連続して所定回数以上、それぞれの前記運転時間が、前記デフロスト運転に対して設定された所定の上限値に至った場合、前記上限値を増加させる、
    制御方法。
12. コンピュータを、
    デフロスト運転の禁止期間における前記デフロスト運転の開始条件の成立状況を算出する手段、
    前記禁止期間の終了時点において前記開始条件が成立するか否かにかかわらず、前記成立状況に基づいて前記禁止期間の終了後に前記デフロスト運転を実行するか否かを判定する手段、
    として機能させ、
    前記判定する手段は、前記禁止期間における前記開始条件が成立する時間の合計が所定の閾値以上の場合、前記禁止期間の終了時点で前記開始条件が成立していなくても、前記デフロスト運転を実行すると判定する、
    プログラム。
13. コンピュータを、
    デフロスト運転の禁止期間における前記デフロスト運転の開始条件の成立状況を算出する手段、
    前記禁止期間の終了時点において前記開始条件が成立するか否かにかかわらず、前記成立状況に基づいて前記禁止期間の終了後に前記デフロスト運転を実行するか否かを判定する手段、
    として機能させ、
    前記判定する手段は、前記禁止期間の終了前の所定時間内に前記開始条件が成立すると、前記禁止期間の終了時点で前記開始条件が成立していなくても、前記デフロスト運転を実行すると判定する、
    プログラム。
14. コンピュータを、
    デフロスト運転の禁止期間における前記デフロスト運転の開始条件の成立状況を算出する手段、
    前記禁止期間の終了時点において前記開始条件が成立するか否かにかかわらず、前記成立状況に基づいて前記禁止期間の終了後に前記デフロスト運転を実行するか否かを判定する手段、
    過去に実行したデフロスト運転の運転時間の傾向に基づいて、前記デフロスト運転の運用に関するパラメータを設定する手段、
    として機能させ、
    前記パラメータを設定する手段は、連続して所定回数以上、それぞれの前記運転時間が、前記デフロスト運転に対して設定された所定の上限値に至った場合、前記上限値を増加させる、
    プログラム。

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