JPH0113015B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜技術分野＞ この発明は、冷房、暖房を行うことのできる空
気調和機に関し、さらに詳細には、空気調和機の
除霜運転の制御に関する。

＜従来技術＞ 一般にヒートポンプ式空気調和機は第１図に示
すように構成されている。ユニツトは室内側と室
外側とに分かれている。１は冷媒を圧縮する圧縮
機で、この圧縮機１から吐出された冷媒は四方弁
２により冷房運転時には実線、暖房時には破線で
示すように切り替えられる。冷房運転時には、室
外側熱交換器３に送られ、室外送風機６の送風に
より冷却されて凝縮し、減圧器４で減圧されて室
内側熱交換器５に入り蒸発し、冷却作用を行い室
外送風機７の送風により冷房運転を行う。暖房運
転時には、四方弁２が破線のように切り替わり、
圧縮機１→室内側熱交換器５→減圧器４→室外側
熱交換器３→圧縮機１と冷媒が流れて暖房運転を
行う。特に冬季における暖房運転の場合には、冷
媒は室外側熱交換器３で蒸発し、室内側熱交換器
５で凝縮するために、室外側熱交換器３は冷却さ
れてその表面に霜が付着し、熱交換効率が低下し
て暖房能力が悪化するという現象があつた。

従来、暖房運転時における室外側熱交換器に付
着した霜を除去するために、第２図に示すような
除霜制御回路が採用されてきた。図中、８，８′
は入力電源端子１，６，７は第１図と同様で、９
はマイクロコンピユータを利用した電子制御回路
ユニツトである。このユニツト９は、リレー出力
９ａ〜９ｂを有し、リレー１０で室内送風機７
を、リレー１１で圧縮機１を、リレー１２で室外
送風機６を、リレー１５で四方弁１６とタイマデ
イアイサ１７を制御する。タイマデイアイサ１７
は接点１７ａと１７ｂと温度センサを内蔵した感
温筒１８とタイマモータ１９とを有し、感温筒の
温度がある温度以下になればタイマモータ１９で
駆動されるカムにより一定周期で接点が１７ｂに
切り替わる。感温筒は室外側熱交換器３の温度を
検出するもので、暖房運転時に所定温度以下にな
ればこの熱交換器３に霜が付着するものと仮定
し、カムにより接点１７ｂを切り替えて四方弁１
６をオフして冷媒サイクルを除霜サイクルに切り
替えるとともに、接点１７ｂでリレー１３を動作
させ、接点１４をオフして室外送風機６を停止し
て除霜運転を行う。

上記のように、従来の暖房運転時における除霜
方式は、室外側熱交換器３の温度を測定してその
温度が所定温度以下になれば着霜したものと仮定
して、タイマ機能を利用して室外側熱交換器を除
霜していた。しかしながら、この従来の方式は、
実際の暖房能力の低下を検知せず、単に室外側熱
交換器の温度が所定温度以下になりこの状態が所
定時間継続されたことを条件として除霜運転して
いたので、例えば低温低湿の場合のように室外側
熱交換器が所定温度以下でも着霜せず、まだ十分
に暖房能力があるにもかかわらず除霜運転に移行
したり、これとは逆に高湿の場合には着霜のため
すでに暖房能力が殆どなくなつているのにそのま
ま暖房運転を継続するなど諸種の問題点があつ
た。

＜本発明が解決すべき課題＞ 正確に、暖房能力が低下した時に除霜運転に移
行し、暖房能力が回復した時に暖房運転に復帰す
るようにすることである。

＜発明の目的＞ 本発明は、空気調和機の運転電流の時間的変化
量が所定値以上になつた時に暖房能力が低下し、
室内側熱交換器温度の時間的変化量が所定値以下
になつた時に暖房能力が回復することに着目し
て、正確に、暖房能力が低下した時に除霜運転に
移行し、暖房能力が回復した時に暖房運転に復帰
することを目的とする。

＜発明の構成＞ 圧縮機１、室内側熱交換器３、減圧器４、及び
室外側熱交換器５を順次接続して構成された空気
調和機において、 第７図に示すように、空気調和機の運転電流を
検知する電流検知器２０を設けると共に、室内側
熱交換器５の温度を検知する温度センサ２１を設
け、 上記電流検知器２０によつて検知される電流値
の時間的変化量を設定値と比較する第１の判定手
段２２と、 上記温度センサ２１によつて検知される温度の
時間的変化量を設定値と比較する第２の判定手段
２３と、 上記第１の判定手段２２の判定結果に基づいて
除霜運転を開始し、第２の判定手段２３の判定結
果に基づいて除霜運転を終了する制御手段２４
と、を備えた空気調和機。

＜作用＞ 暖房運転時において、着霜が生じて暖房能力が
低下してくると、空気調和機の運転電流が徐々に
減少してくる。この電流値の変化が上記電流検知
器２０によつて検知され、この検知される電流値
の時間的変化量が設定された所定の設定値を越え
るかどうかが上記第１の判定手段２２によつて判
定される。この判定によつて、電流値の時間的変
化量が設定値を越えない場合には、暖房運転が継
続され、電流値の時間的変化量が設定値を越える
と暖房能力が低下したとして（実際に暖房能力が
低下しているので）除霜運転に入る。

除霜運転に入ると、室外側熱交換器５に付着し
た霜が融解される。

このようにして該熱交換器５の霜が融解される
と、室内側熱交換器３の温度が徐々に低下してく
る。この室内側熱交換器３の温度変化が上記温度
センサ２１によつて検知され、この検知された室
内側熱交換器温度の時間的変化量が設定値を越え
るかどうかが上記第２の判定手段２３によつて判
定される。この判定によつて、熱交換器温度の時
間的変化量が設定値を越える場合には除霜運転が
継続され、上記温度の時間的変化量が設定値を越
えない場合には、除霜が終了し暖房能力が回復し
たとして（実際に暖房能力が回復しているので）、
除霜運転を停止し暖房運転に復帰する。

＜実施例＞ 以下、本発明の実施例を図面に従つて詳細に説
明する。

第３図は第２図に対応する本発明に係る除霜制
御回路を示しており、第２図のものと同一のもの
には同符号を付す。

２０は電流検知器、２１は温度センサで、電流
検知器２０は空気調和機、例えば室内側熱交換器
５の電源回路に設けられ空気調和機の運転電流を
検知しており、温度センサ２１は室内側熱交換器
５の近傍または熱交換器の上に直接取り付けら
れ、この室内側熱交換器５の温度を検知してい
る。その検知した電流と温度の出力は、電子回路
ユニツト９に直接入力されるようになつている。

除霜運転を行う場合には出力端子９ｃ，９ｄに
よりリレー１２，１５を開き、室外送風機６及び
四方弁１６を停止させる。

従つて、この間に、周知の除霜手段、例えば四
方弁でもつて通路を切り替えて暖房サイクルを冷
房サイクルに切り替えること、ヒータなどの加熱
手段によつて室外側熱交換器を加熱すること、ま
たはそのまま放置することによつて除霜が行われ
る。

第７図は、本発明の機能ブロツク図であつて、
２０は上記電流検知器、２１は上記温度センサで
ある。２２はこの電流検知器２０によつて検知さ
れる電流値の時間的変化量を設定値と比較する第
１の判定手段である。２３は上記温度センサ２１
によつて検知される温度の時間的変化量を設定値
と比較する第２の判定手段である。２４は上記第
１の判定手段２２の判定結果に基づいて除霜運転
を開始し、上記第２の判定手段２３の判定結果に
基づいて除霜運転を終了する制御手段である。

第４図は本発明による除霜制御のフローチヤー
トである。t1は暖房開始時点または除霜運転終了
後から次の除霜判定開始までの時間、t2はt1経過
後定常暖房運転に移行できるまでに要するものと
して定めた圧縮機１の連続運転時間、△t1は上
記t2より△t1分間前の電流検知器２０での検知電
流t2は上記t2経過時点の電流検知器２０での検
知電流、△１は△t1―t2の値である。

t1経過後、定常暖房運転に移行できる時間t2だ
け圧縮機１の連続運転が継続したときに、室外側
熱交換器３の着霜による暖房能力の低下により、
△１が予め定めた設定値１以上になれば除霜運
転を開始する。すなわち、△１という時間的な
電流降下によつて着霜の有無を判断し、除霜が進
行しているにもかかわらず△１が設定値１以下
の場合はt1が予め定めた設定値２以下になれば
除霜運転を開始する。

次に除霜終了時点t3の温度センサ２１での検知
温度、Ｔ△t2は｜Ｔ△t2−Tt3｜の値である。除
霜開始直後は温度センサ２１での検知温度が急に
低下するが、室外側熱交換器３の着霜の消滅に伴
い温度センサ２１での検知温度は安定状態に移行
することが実験で確認されている。そこで△T2
が予め定めた設定値３以下であれば、t3の時点で
除霜運転を停止し、暖房運転に復帰する。また室
外風速の影響等により室外側熱交換器３の着霜の
消滅にもかかわらず温度センサ２１での検知温度
が安定にない場合、除霜運転が10分間経過した段
階で強制的に除霜運転を終了し暖房運転に復帰さ
せる。空気調和機の時間的運転電流の変化及び室
内側熱交換器５の時間的温度変化は、暖房能力を
直接反映していることが発明者等の行つた実験に
よつて確認しており、上記した設定値１、２、３
は実験的に得られた最適な値を選ぶようにする。

第５図は電流検知器２１によつて検知された空
気調和機の制御された運転電流―時間特性曲線、
第６図は温度センサ２１によつて検知された室内
側熱交換器５の制御された温度―時間特性曲線の
一例を示している。前記したフローチヤートによ
る除霜制御の実験がこの温度曲線によつて明確に
理解できる。

＜発明の効果＞ 以上詳述したように、この発明によれば、実際
に暖房能力が低下して電流検知器によつて検知さ
れる空気調和機の運転電流値の時間的変化量が設
定値を越えるような場合に除霜運転の開始を開始
し、実際に暖房能力が回復して温度センサによつ
て検知される室内側熱交換器温度の時間的変化量
が設定値を越えないような場合に除霜運転を終了
して暖房運転に復帰させるようにしたので、実際
の着霜状態に対応して除霜運転の開始、終了を制
御することができる。従つて、空気調和機の暖房
能力と、空気調和機の運転電流、室内側熱交換器
の温度との相関関係を利用して、除霜運転の開
始、終了が実際の着霜状態に対応して制御される
から、合理的に正確な除霜制御を行うことができ
ると共に、従来のタイマデイアイサのような高価
な部品も必要なく、構造を簡略化することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の前提となる空気調和機のブロ
ツク構成図、第２図は室外側熱交換器温度を検知
する従来の制御回路図、第３図は室内側熱交換器
温度を検知する本発明に係る制御回路図、第４図
は除霜制御用のフローチヤート、第５図は除霜制
御された空気調和機の運転電流の電流―時間特性
曲線図、第６図は除霜制御された室内側熱交換器
温度の温度―時間特性曲線図、第７図は本発明の
機能ブロツク図を示す。 １は圧縮機、３は室外側熱交換器、４は減圧
器、５は室内側熱交換器、２０は電流検知器、２
１は温度センサをそれぞれ示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧縮機１、室内側熱交換器３、減圧器４、及
   び室外側熱交換器５を順次接続して構成された空
   気調和機において、 空気調和機の運転電流を検知する電流検知器２
   ０を設けると共に、室内側熱交換器５の温度を検
   知する温度センサ２１を設け、 上記電流検知器２０によつて検知される電流値
   の時間的変化量を設定値と比較する第１の判定手
   段２２と、 上記温度センサ２１によつて検知される温度の
   時間的変化量を設定値と比較する第２の判定手段
   ２３と、 上記第１の判定手段２２の判定結果に基づいて
   除霜運転を開始し、第２の判定手段２３の判定結
   果に基づいて除霜運転を終了する制御手段２４
   と、を備えた空気調和機。