JPH01121645A - 空気調和機の除霜制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ヒートポンプ式空気調和機における暖房運転
時の除霜制御装置に関するものである。

従来の技術 ヒートポンプ式空気調和機の室外側熱交換器は、暖房運
転では蒸発器とな）、その運転状態によっては霜が付着
する。その霜が増大すると、空気の流通を阻害し熱の汲
み上げが少なくなシ暖房能力が低下する。

そのため、除霜を行なうのであるが、一般に、従来のヒ
ートポンプ式空気調和機では、室外側熱交換器の温度を
測定し一定時間経過後、一定温度以下であれば除霜を行
っていた。

以下図面を参照しながら、上述した従来の空気調和機の
除霜制御装置の一例について説明する。

第４図は暖房時の冷凍サイクル図である。

第４図において１は圧縮機、２は四方弁、３は室外ファ
ンモータ、４は暖房時凝縮器となる室内側熱交換器、５
は減圧器としてのキャピラリチューブ、６は室内ファン
モータ、７は暖房時凝縮器となる室内側熱交換器で、圧
縮機１、四方弁２、室外側熱交換器４、キャピラリチュ
ーブ５、室内側熱交換器７は環状に連結されて周知の冷
凍サイクルを構成している。

そして、暖房時において圧縮機１で圧縮された冷媒は、
室内側熱交換器７に入シ、室内ファンモータ６によシ室
内側に放熱し、キャピラリチューブ５を経由して減圧さ
れ、室外側熱交換器に入って室外ファンモータ３によっ
て室外空気より吸熱し、四方弁２を経て、圧縮機１に戻
る。さらに除霜時は室内、室外の各ファンモータ３，６
を停止し、四方弁２を切換えて冷房サイクルとし、室外
側熱交換器４に着いた霜を融解させる。。

第５図は第４図に示す冷凍サイクルの動作を実現する電
気回路図である。ここで、第４図と同じものについては
同一の番号を付して説明を省略する。

第６図において１１は制御回路、１２は制御回路１１に
よってＯＮ、ＯＦＦ制御される除霜出力接点、１３は暖
房スイッチ（冷房時にＯＦＦとなるスイッチ）、１４は
サーモスタットで、サーモスタット１４は冷房時は設定
値以上でＯＮ動作し、又暖房時は設定値以下でＯＮ動作
を行う。１５は運転スイッチである。

そして室外側熱交換器に着霜が生じると除霜出力接点１
２が開となシ、西方弁２及び室外ファンモータ３、室内
７アンモータ６の通電を停止して除霜運転に入る。

以上の様に構成された空気調和機の除霜制御装置につい
て、以下その動作について説明する。

第６図は従来の除霜運転を説明するタイムチャートであ
る。

第６図において、Ｙ軸上に室外側熱交換器４からの検出
温度を示し、Ｘ軸は時間を示す。そして暖房運転を開始
すると室外側熱交換器４の検出温度は徐々に低下する。

暖房開始から一定時間ｔ′を経過した後、検出温度が除
霜動作温度”ＯＮ以下となると前述の除霜動作に入り、
四方弁２を切換えて室外７アンモータ３、室内ファンモ
ータ６をそれぞれＯＦＦ動作とする。その結果、霜がと
けて除霜停止温度”ＯＦＦ以上に達すると、除霜制御を
終了し、通常の暖房運転に戻る。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記の様な構成では、除霜動作温度Ｔ。Ｎ
及び除霜を可能とする一定時間（以下除霜規制解除時間
と称す）　ｌ／が固定のため、室外温度が比較的高い条
件では、前述の除霜規制解除時間ｔ′が経過しない限シ
着霜動作に入らず、また外気温が低い場合には着霜しな
くても前述の除霜規制解除時間ｔ′が経過すると除霜動
作に入るという問題があった。

又、上述の様な種々負荷条件のいずれの場合にも確実に
除霜を行う必要があることから、除霜動作温度”ＯＮを
比較的高い温度に設定し、除霜規制解除時間ｔ′は比較
的短い時間とせざるを得す、実際に着霜していなくても
除霜動作に入ることが多いことから除霜動作が必要以上
に多くなって、効率の悪い暖房運転を行う結果になって
いた。

本発明は上記問題点に鑑み、正確に除霜運転の必要性を
検出し、快適性及び運転効率の向上をはかる空気調和機
の除霜制御装置を提供するものである。

問題点を解決するための手段 暖房開始よシ計時作動し、室外側熱交換器の温度を検出
する温度検出器が所定の温度を検出した時間を記憶する
記憶手段と、暖房開始よシ計時作動し、設定時間中除霜
運転を禁止せしめる除霜禁止用タイマと、前記除霜禁止
用タイマの計時完了により作動して前記温度検出器の除
霜動作温度を前記記憶手段に記憶された時間に比例して
順次高くなるように設定する切換設定手段と、前記除霜
禁止用タイマの計時完了後において、前記切換設定手段
によシ設定された温度を前記温度検出器が検出したとき
に除霜信号を出力する制御装置とを設けたものである。

作　　用 本発明は上記した構成によって除霜禁止用タイマの計時
完了迄に室外側熱交換器の温度が所定の温度を検出した
時間を記憶し、前記除霜禁止用タイマの計時完了時の除
霜動作温度を前記記憶時間に比例して、つｌ）、記憶時
間が長いと除霜動作温度を高く、又記憶時間が短いと除
霜動作温度を低くすることで室外側熱交換器への着霜が
生じたときのみ確実に除霜運転を行うことができ、暖房
効率の向上がはかれるものである。

実施例 以下、本発明の一実施例の空気調和機の除霜制御装置に
ついて、図面を参照しながら説明する。

第２図は本発明の実施例における空気調和機の外気温に
よる着霜条件の変化を示す。

ここで冷凍サイクルの構造については従来例と同じであ
るため、改めて図示および説明を省略し、ここでは除霜
に関係する制御内容について説明する。

第２図中Ｙ軸は室外側熱交換器４の検出温度Ｔを示し、
Ｘ軸は暖房運転の経過時間ｔを示している。

着霜量がある一定以上となると急激に室外側熱交換器４
０通風量が減少するので冷凍サイクルの高低圧とも、急
激に低下し、室外側熱交換器４の検出温度を急激に低下
して、着霜域Ａを検出することができる。

一方圧縮機１は外気温が高いと能力が相対的に低いので
平衡温度はやや高めであシ、着霜の進行も緩やかである
。又、外気温が低いと能力が大きいので平衡温度は低く
なシ１霜の進行速度が速＜４第２図の様な関係が成立す
る。

したがって時間ｔの経過とともに除霜動作温度の設定値
を引上げる必要がある。

次に第３図によシ本発明の一例である動作温度および時
間設定を３段とした場合の除霜制御について説明する。

まず暖房運転ヌタート後除霜禁止タイマｔ　までは強制
的に暖房運転を行いこの除霜禁止タイマｔ１　を過ぎた
時点よシ、室外側熱交換器４の検出温度が第１の評定温
度ＴＡ以下であれば除霜に入る。この際、室外側熱交換
器４の検出温度が所定の温度Ｔ　を検出した時間が−で
ある。又、温度Ｔ　を検出し九時間がｔＢ、ｔＣである
と、夫々除霜に入る温度は第２，３の設定温度ＴＢ　−
Ｔｃと順次高くなる。

そして、除霜動作条件が成立すると、四方弁２、室内・
外ファン３，６が夫々ＯＦＦ動作し、冷房サイクルに入
って除霜が行われる。その結果、室外側熱交換器４の温
度が復帰設定値Ｔ。Ｆ２以上になると除霜を終了し、暖
房運転に戻る。

除霜に入る温度をこの様に可変としないと、外気温の高
い時の室外側熱交換器４の検出温度はＴｃでなく（第３
図Ｃ部）除霜禁止用タイマｔ１を計時完了後の検出温度
ＴＡとなる。（第３図Ｃ′部）このため、Ｃからσまで
暖房運転を継続し、着霜量は多くなシ、暖房能力が低下
する。

したかって、第１〜３の設定時間ｔＡ””ｔｃ及び第１
〜３の設定温度’ｒＡ−Ｔｏの関係を第３図に示すよう
に段階的に設定することによシ、最適な除霜特性が得ら
れる。

次に第１図によフ上述の動作を行う電気回路の構成につ
いて説明する。

同図において、２１は室外側熱交換器４の温度を検出す
る温度検出器で２２は前記温度検出器２１の検出温度と
除霜動作温度である第１〜第３の設定温度Ｔ　、Ｔ　ｏ
の温度レベルを検知する比較器、２３は第１〜第３の設
定温度ＴＡ−Ｔｏに応じた電圧レベルを決定する切換設
定手段である基準電圧発生部で、第１〜第３の設定温度
を第１〜第３の設定時間ｔＡ−ｔＣの比例関係に応じて
徐々に切換設定する。

２４は周知のようにサーモスタット（図示せず）ＯＯＮ
ｌｏＦＦ　　で圧縮機１や四方弁２（ＤＯＮｌｏＦＦを
するマイクロコンピュータ、２６は前記マイクロコンピ
ュータ２４の除霜信号出力部で、スイッチングトランジ
スタ２６ａ、リレーコイル２６ｂ。

リレー接点２５ｃよシ構成されている。前記リレー接点
２５Ｃは四方弁２を駆動する電磁コイル（図示せず）へ
の通電を制御する。

２６はクロック発生器で除霜禁止用タイマ２７の入力Ｃ
Ｌに入力され暖房開始し、マイクロコンピュータ２４の
出力ｏ１を出力しタイマ２７のリセット端子Ｈに入力し
除霜禁止用タイマ２７のクロックカウント値をリセット
し、前記温度検出器２１が温度Ｔ０を検出し、比較器２
２よシ出力をマイクロコンピュータ２４の入力Ｘ１に入
力したときの除霜禁止用タイマ２７よシの入力Ｉ２をマ
イクロコンピュータ２４に内蔵された記憶手段化に記憶
すると共にスイッチングトランジスタ２９ａを作動しリ
レーコイ／ｖ２９ｂに通電し接点２９ａから２９Ｃ′に
切換える。

ソシテ、マイクロコンピュータ２４の出力０２〜０　は
時分割で出力され、出力０２〜ｏ４が全てＯＦＦのとき
は第２図の検出温度”ＯＦＦに相当する電圧レベルとな
り、以下０２〜０４と順次出力され、除霜動作温度がそ
れぞれ第１〜第３の設定温度ＴＡ−Ｔｏに相当した電圧
レベルを発生する。この電圧と温度検出器２１による電
圧を比較器２２で比較することにより室外側熱交換器４
０着霜状態を検出する。

第１〜第３の設定時間ｔ　Ａ　〜ｔ　ｃより決められた
除霜温度ＴＡ−Ｔｃ以下を検出し、除霜条件が確立する
と除霜信号出力部２６に出力し、除霜動作を行うもので
ある。

したがって外気温を検出する様なことなく極めて簡単な
回路構成で、効率の良い除霜を行うことができる。

発明の効果 以上の様に本発明の除霜制御装置は室外側熱交換器の温
度を検出する温度検出器と、この温度検出器からの信号
を入力とする制御回路を設け、この制御回路に、暖房開
始より計時作動し、前記温度検出器が所定の温度を検出
した時間を記憶する記憶手段と、暖房開始より計時作動
し、設定時間中除霜運転を禁止せしめる除霜禁止用タイ
マと、前記除霜禁止用タイマの計時完了により作動して
前記温度検出器の除霜動作温度を前記記憶手段に記憶さ
れた時間に比例して順次高くなるよう設定する切換設定
手段と、前記除霜禁止用タイマの計時完了後において、
前記切換設定手段によフ設定された温度以下を前記温度
検出器が検出したときに除霜信号を出力する制御装置を
具備することにより前記記憶時間が長いと除霜動作温度
を高く、又記憶時間が短いと除霜動作温度を低くするこ
とで室外側熱交換器への着霜が生じたときのみ確実に除
霜運転を行うことができ暖房効率の向上がはかれるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の空気調和機の除霜制御装置
の要部電気回路図、第２図は同空気調和機の外気温によ
る着霜条件の変化図、第３図は上記実施例【おける除霜
制御動作を示すタイムチャート、第４図は除霜動作を行
うヒートポンプ式冷凍サイクル図、第６図は従来の空気
調和機の除霜制御装置の電気回路図、第６図は従来の同
装置の除霜制御動作を示すタイムチャートである。 １・・・・・・圧縮機、２・・・・・・四方弁、４・・
・・・・室外側熱交換器、６・・・・・・キャピラリチ
ューブ、７・・・・・・室内側熱交換器、２１・・・・
・・温度検出器、２３・・・・・・切換設定手段（基準
電圧発生部）、２４・・・・・・マイクロコンピュータ
（制御回路）、２７・・・・・・除霜禁止用タイマ、２
８・・・・・・記憶手段。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ｔ８
ｔｙ 東匂亨 第２図 時間を 第　４　図 り 第５図 第　６　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧縮機、暖房サイクルと除霜サイクルを切換える四方弁
   、室外側熱交換器、キャピラリチューブ、室内側熱交換
   器を順次環状に連結してヒートポンプ式冷凍サイクルを
   構成し、前記室外側熱交換器の温度を検出する温度検出
   器と、この温度検出器からの信号を入力とする制御回路
   を設け、この制御回路に、暖房開始より計時作動し、前
   記温度検出器が所定の温度を検出した時間を記憶する記
   憶手段と、暖房開始より計時作動し、設定時間中除霜運
   転を禁止せしめる除霜禁止用タイマと、前記除霜禁止用
   タイマの計時完了により作動して前記温度検出器の除霜
   動作温度を前記記憶手段に記憶された時間に比例して順
   次高くなるよう設定する切換設定手段と、前記除霜禁止
   用タイマの計時完了後において、前記切換設定手段によ
   り設定された温度以下を前記温度検出器が検出したとき
   に除霜信号を出力する制御装置を具備した空気調和機の
   除霜制御装置。