JPH01147245A - 除霜運転制御装置 - 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、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、絞り装置お
よび室内熱交換器を順次連通してなる空気熱源式ヒート
ポンプ形の空気調和機の除霜運転制御装置に関するもの
で゛ある。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕最近
、冷房運転ばかりでなく、暖房運転も可能なヒートポン
プ式の冷凍サイクルを構成した空気調和機が多用される
ようになってきている。

ところで、上記暖房運転においては、室外熱交換器で冷
媒の蒸発作用が行われるため、熱交換器には空気中の水
分が凝縮して付着するようになる。

この水分は、外気温度の低下により凍結すると霜になり
、熱交換作用を阻害するので、適宜除霜する必要がある
。

この室外熱交換器への着霜を除去′するための冷凍サイ
クルとして、リバースサイクル式、ホットガスバイパス
サイクル式、暖房ぎみデフロストサイクル式などがある
。

リバースサイクル式では、暖房運転から除霜運転に切換
えるに当り、四方弁を切換えて冷媒の流通方向を変え、
高圧と低圧とを逆転させる。このようにすると、室外熱
交換器に高圧ガスが流通し、この熱で霜が溶融されるよ
うになる。

ホットガスバイパスサイクル式では、暖房運転をしなが
ら、除霜を行う方式である。電磁弁をＯＮさせて、高温
高圧のガスのバイパスサイクルを作り、除霜する。

暖房ぎみデフロストサイクル式では、流量制御弁に電磁
弁機能をもった電動弁を用い、除霜時は、除霜信号によ
って弁を全開とし、流量制御弁を絞り機能（膨張弁）と
してでなく、電磁弁として機能させ、液冷媒を移動させ
る。

上述のように除霜の場合の冷凍サイクルは各種あるが、
そのいずれも何らかの着霜検出手段をもち、その信号に
よって除霜運転を行っている。

従来、着霜を検出し、除霜運転を開始させるための一方
法として、室外熱交換器の配管温度とタイマーとの組合
せによって行うものがある。この方法では、室外熱交換
器の暖房運転開始から所定時間経過した時点で、室りＦ
熱交換器の配管温度が設定温度以上であるかどうかを検
知し、設定温度以上であればそのまま暖房運転を続け、
設定温度以下となるまで待機し、設定温度以下となった
時点で除霜運転を開始するようにしていた。

このため、暖房運転開始後一定時間以内に除霜運転をす
ることはない。しかし、外気温度が低い場合、これに伴
って室外熱交換器の温度も低下してしまうので、所定時
間経過時点で温度と時間の要件が満されてしまい、着霜
していなくても除霜運転を開始してしまう。このような
必要以上の除霜運転は省エネルギーに反し、また快適性
を損ねるようになる。

よって本発明は、上述した従来の問題点に鑑み、空気調
和機に適切な時点で除霜運転を開始させ、快適性及び運
転効率の向上を図った空気調和機の除霜運転制御装置を
提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため本発明によりなされた空気調
和機の除霜運転制御装置は、第１図の基本構成図に示す
如く、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、絞り装置及び室
内熱交換器を順次連通してなる空気調和機において、室
外熱交換器の温度を検知する室外熱交換器温度検出部２
と、圧縮機の運転状態を検知する圧縮機運転状態検出部
１と、該圧縮機運転状態検出部１による圧縮機の運転開
始の検知に応じて計時を開始する計時手段３と、該計時
手段３の計時時間を前記熱交換器温度検出部２により検
知した温度に反比例して設定する計時時間設定手段４と
、前記計時手段３が前記計時時間設定手段４により設定
された計時時間の計時を終了した後、前記室外熱交換器
温度検出部２により検知される室外熱交換器の温度が所
定温度低下し、該状態が連続して一定時間継続したとき
除霜運転開始信号を発生する除霜開始手段５とを備える
ことを特徴とする。

〔作　用〕

以上の構成により、室外熱交換器温度検出部２により検
知された温度に反比例して計時時間設定手段４によって
設定された計時時間を計時手段３が計時しないうちは、
除霜が開始されることがなく、しかも計時手段３が所定
の計時を終了した後であっても室外熱交換器の温度が所
定温度低下し、この状態が所定時間継続しなければ除霜
運転が開始されることがないので、カラ除霜運転が行わ
れることが少なくなっている。

これは、成る特定の空気調和機の室外熱交換器について
、着霜量が例えば７００ｇ付着するまでの室外熱交換器
温度Ｔｃ−暖房運転時間（１）の関係特性を各種外気湿
度について示す第２図がら判るように、室外熱交換器の
温度が高い程（ただし０℃以下の範囲）、また外気湿度
が高い程、着霜速度が早く、短い暖房運転時間ｔで所定
量の着霜が生じることに着目し、成る特定の外気湿度、
例えば９０％ＲＨについてのグラフから計時手段３の計
時時間を熱交換器の温度について設定しているためであ
る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。

第３図は１チツプマイクロコンピユータ（ＣＰＵ）１０
を用いて構成した本発明による除霜運転制御装置の一実
施例を示すブロック図である。

図において、１は圧縮機運転状態検出部、２は室外熱交
換器温度検出部である。圧縮機運転状態検出部１は例え
ば圧縮機の運転時Ｈレベル、停止時Ｌレベルのデジタル
信号を出力し、これをＣＰＵｌ０の入力ボートＩＩに供
給する。室外熱交換器温度検出部２の出力信号は増幅器
１１を介してアナログ−デジタル（Ａ−Ｄ）変換器１２
に入力される。Ａ−Ｄ変換器１２はＣＰＵｌ０の出力ポ
ートＯＩからのサンプリング信号に基づいてその入力の
アナログ信号をデジタル信号に変換して出力し、これを
ＣＰＵｌ０の入カポ−１〜Ｉ２に供給する。

ＣＰＵｌ０は演算処理部（ＡＬＵ）　、ＲＯＭ。

ＲＡＭ、第１及び第２のカウンタなどを有し、ＲＯＭに
予め記憶されているプログラムに従って後述する仕事を
行い、Ａ−Ｄ変換器１２を制御し、Ａ−Ｄ変換器１２か
らのデジタルデータを入力し、該デジタルデータを用い
てＲＯＭに予め格納されているデータを読み出したり、
該データについて特定の条件のもとて判定を行い、かつ
これらに基づいて論理演算処理し、その結果を出力ポー
ト０゜から出力部１３に送出する。

出力部１３はＩＣ回路、リレーなどにより構成され、図
示しない空気調和機の制御装置に除霜開始信号の他、除
霜終了信号を送出する。

以上の構成において、ＣＰＵＩ　Ｏがプログラムに従っ
て行う仕事を示す第４図のフローチャートを参照して、
以下動作を説明する。

ＣＰＵｌ０は例えば電源の投入によりその動作をスター
トし、その最初のステップＳ１において暖房運転開始の
ためのイニシャライズを行う。その後ステップＳ２に進
み、ここで出力ポート０２から出力部１３に信号を出力
して圧縮機を運転し、暖房運転を開始させる。このとき
以降、圧縮機は運転を行っているので、圧縮機運転状態
検出部１はその出力にＨレベルの信号を出力し、これが
ＣＰＵｌ０の入力ポート１１に入力されている。

続いてステップＳ３に進み、ここで室外熱交換器温度検
出部２により検知されて増幅器１１で増幅され、Ａ−Ｄ
変換器１２によりデジタル信号に変換されている室外熱
交換器温度Ｔｃが入力ポート■２からＣＰＵｌ０内に読
み込まれてＣＰＵｌ０内のＲＡＭの所定領域ＭＩに格納
される。該ＲＡＭに格納された温度データＴｃは、次の
ステップＳ４で、ＣＰＵｌ０中のＲＯＭに予め格納され
ている計時手段としての第１のカウンタＣ８の計数値、
すなわち計時時間からなるマスクタイマーデータテーブ
ルを参照し、該テーブル中から温度データＴｃに対応す
るマスクタイマー時間データを読み出すのに利用される
。ステップＳ４で読み出されたマスクタイマー時間デー
タは、−度除霜運転を終了した後、次の除霜運転を禁止
（マスク）する時間を規定するだめのもので、ＲＡＭ中
の所定領域Ｍ２に格納される。本実施例では、上記マス
クタイマーデータテーブルは第２図の特性グラフの９０
％ＲＨの暖房運転時間をマスクタイマー時間データとし
て下表■の如く設定されている。

表１ その後ステップＳ５に進み、ここでＣＰＵｌ０中の第１
のカウンタＣＩの値が＋１される。なお、第１のカウン
タＣＩのカウント値は上記ステップＳ１におけるイニシ
ャライズによって０にリセットされており、暖房運転中
例えば１秒毎に＋１づつカウント値を増していく。

続いてステップＳ６において、第１のカウンタＣ１の値
が上記温度Ｔｃに対応するマスクタイマー時間データと
比較され、大小関係が判定される。

そして、第１０カウンタＣＩの値がマスクタイマー時間
データより小さく、判定がＮｏのときは上記ステップＳ
３に戻り、上記ステップ８３〜Ｓ６の仕事を繰返し実行
する。

実際の運転時には、上記温度Ｔｃは時々刻々変化し、こ
れに対応してマスクタイマー時間データも変化する。し
かし、上表Ｉから明らかなように、室外熱交換器温度Ｏ
℃におけるマスタータイマー時間データは３，９００秒
であり、運転初期のカウンタの値に比べて著しく大きい
値であり、少なくとも３，９００秒カウントしないうち
はマスク解除とならないので、マスクタイマー時間デー
タが変化することに特に問題はない。

以上の動作により、第１のカウンタＣＩの値がマスクタ
イマー時間データの値以上になり、上記ステップＳ６の
判定がＹＥＳとなると、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７では、ステップＳ６の判定がＹＥＳとなっ
た時点での温度Ｔｃについての温度データをＲＡＭ中の
別の領域Ｍ３に記憶する。その後、ステップＳ８に進み
、ここで室外熱交換器の温度Ｔｃのデータを読み込み、
これをＲＡＭ中の上記所定領域Ｍ１に記憶する。該記憶
した温度データは、続くステップＳ９において、上記ス
テップＳ７で領域Ｍ３に記憶した温度データすなわち、
マスク解除されたときの室外熱交換器の温度についての
温度データとの差がとられ、該差が例えば３℃以上であ
るか否かが判定される。

このステップＳ９は、マスク解除された時点で室外熱交
換器が除霜するに十分な着霜状態に達しているとは限ら
ず、着霜が進行して熱交換の能力が低下してくると、該
温度も徐々に低下するので、このことに着目し、温度差
が３°Ｃ以上になった時点で着霜が十分に進んだと判断
するためのものである。

上記ステップＳ９の判定がＮＯｌすなわち温度差が３℃
以上になっていなければ、ステップＳ１０に進み、ここ
でＣＰＵｌ０中の第２のカウンタＣ２の値を０にリセッ
トしてからステップＳ８に戻り、上記ステップＳ８〜Ｓ
ＩＯの仕事を繰り返す。ステップＳ９の判定がＹＥＳの
とき、すなわち温度差が３℃以上となったときには、ス
テップＳｌｌに進み、ここで、第２のカウンタＣ２の値
を＋１する。

その後ステップ３１２に進み、ここでＣＰＵｌ０中の第
２のカウンタＣ２がオーバーフローしたか否かを判定す
る。第２のカウンタＣ２は例えば５分（−３００秒）に
対応するカウントを行うとオーバーフローする。ステッ
プＳ１２の判定がＮＯのとき、すなわち第２のカウンタ
Ｃ２のカウント値が３００に達していなければステップ
Ｓ８に戻り、上述のステップを繰返し、判定がＹＥＳの
ときは、ステップＳ１３に進む。

上記ステップ８８〜Ｓ１２の実行により、５分間継続し
てＭ３　　Ｍ＋　≧３となっていない場合には第２のカ
ウンタＣ２が０にリセットされるので、ステップＳ１２
の判定がＹＥＳとなることはない。

従って、近年多用されているインバータ式エアコンにお
いて運転周波数が急変したり、一般のエアコンにおいて
外気温の変動、室内ファンの強弱切替えなどを行った際
、過渡的にＭ３　　Ｍ＋　≧３となったとしても、これ
を無視するように動作するので除霜運転の誤作動が防止
されるようになる。

上記ステップＳ１３ではＣＰＵｌ０の出力ポート０２に
除霜開始信号を出力部１３に出力し、除霜運転を開始さ
せる。その後ステップＳ１４に進み、ここで室外熱交換
器の温度Ｔｃを読み込み、これをＲＡＭ中の領域Ｍ１に
記憶する。続いてステップＳ１５に進み、ここで該記憶
した温度Ｔｃが除霜終了温度に達したか否かにより除霜
が終了したか否かを判定する。このステップ３１５の判
定がＮＯのときはステップＳ１４．Ｓ１５を繰返し実行
し、判定がＹＥＳとなったらステップ８１６に進み、こ
こで除霜運転終了処理を行う。すなわち、ここでは出力
ポート０□から出力部１３に除霜終了信号を出力し、空
気調和機の除霜運転を停止させる。その後ステップＳ１
に戻り、上述した動作を繰返す。

〔効　果〕

以上説明したように本発明によれば、着霜が発生する室
外熱交換器の温度により計時時間を設定し、温度が低く
なれば計時時間を長くなるようにしているため、疑似着
霜検出によるカラ除霜運転を防止できるので、快適性及
び運転効率の向上を図ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の基本構成を示すブロック図
、 第２図は成る空気調和機の一定着霜量に達するまでの、
外気湿度をパラメータにした室外熱交換器温度（Ｔｃ）
−暖房運転時間（１）の特性グラフ、 第３図は本発明による装置の一実施例を示すブロック図
、 第４図は第３図の装置の動作を説明するためのフローチ
ャートである。 １・・・圧縮機運転状態検出部、２・・・室外熱交換器
温度検出部、３・・・計時手段（第１のカウンタＣ，）
、４・・・計時時間設定手段（ＣＰＵ中のマスクタイマ
ーデータテーブル他）、５・・・除霜開始手段（ＣＰＵ
中の第２のタイマＣ２他）。 特許出願人　　　　　株式会社　鷺宮製作所第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 圧縮機、四方弁、室外熱交換器、絞り装置及び室内熱交
   換器を順次連通してなる空気調和機において、 室外熱交換器の温度を検知する室外熱交換器温度検出部
   と、 圧縮機の運転状態を検知する圧縮機運転状態検出部と、 該圧縮機運転状態検出部による圧縮機の運転開始の検知
   に応じて計時を開始する計時手段と、該計時手段の計時
   時間を前記熱交換器温度検出部により検知した温度に反
   比例して設定する計時時間設定手段と、 前記計時手段が前記計時時間設定手段により設定された
   計時時間の計時を終了した後、前記室外熱交換器温度検
   出部により検知される室外熱交換器の温度が所定温度低
   下し、該状態が連続して一定時間継続したとき除霜運転
   開始信号を発生する除霜開始手段とを備える、 ことを特徴とする除霜運転制御装置。