JPH02208436A - 空気調和装置のデフロスト運転制御装置 - 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、室外ユニットと室内ユニットとを連絡配管で
接続してなる空気調和装置のデフロスト運転制御装置に
係り、特に圧縮機の信頼性向上対策に関する。

（従来の技術） 従来より、冷暖サイクル切換え可能な空気調和装置にお
いて、暖房運転時に室外熱交換器に着霜が生じた場合、
冷房サイクルに切換えて圧縮機を最大容量にし、ホット
ガスを室外熱交換器に導入することにより、除霜を行う
ようにしたデフロスト運転制御装置は一般的に公知の技
術である。

（発明が解決しようとする課題） ところで、室外ユニットと室内ユニットとの間を連絡配
管で接続したいわゆるセパレート形空気調和装置におい
て、特に連絡配管が長い場合、暖房運転中は吐出管とな
っていたガス側連絡配管には、過熱したホットガスが満
たされている。したがって、デフロスト運転によりサイ
クルが冷房側に切換えられると、その直後は過熱したホ
ットガスを吸入して圧縮することになり、吐出管温度が
異常に上昇してしまう。したがって、焼付きを生じる等
圧縮機の信頼性を損ねる虞れがある。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、デフロスト運転開始直後における吐出管温度の過
上昇を有効に防止しうる手段を講することにより、圧縮
機の信頼性の向上を図ることにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため第１の解決手段は、デフロスト
運転開始直後に吐出管温度が高い場合には、圧縮機の運
転容量をデフロスト運転における高容量値よりも低下さ
せることにある。

具体的には、第１図に示すように（破線部分を含まず）
、容量が可変に調節される圧縮機（１）、サイクル切換
機構（２）及び室外熱交換器（３）を有する室外ユニッ
ト（Ａ）と、室内熱交換器（８）を有する室内ユニット
（Ｂ）とを連絡配管（９ａ）、（９ｂ）で接続してなる
冷媒回路（１０）を備えた空気調和装置を前提とする。

そして、空気調和装置のデフロスト運転制御装置として
、暖房運転時に、上記室外熱交換器（３）の着霜状態を
検出する着霜状態検出手段（Ｔ　ｈ１）と、該着霜状態
検出手段（Ｔ　ｈ１）の出力を受け、室外熱交換器（３
）の着霜時に上記サイクル切換機構（２）を冷房側に切
換え、かつ圧縮機（１）の運転容量を高容量値にしてデ
フ口ろト運転を行うよう制御するデフロスト制御手段（
５１）とを設けるものとする。

さらに、上記圧縮機（１）の吐出管温度を検出する吐出
管温度検出手段（Ｔｈ２）と、該吐出管温度検出手段（
Ｔ　ｈ２）の出力を受け、上記デフロスト制御手段（５
１）によるデフロスト運転の開始後、吐出管温度が所定
の上限値を越えたときには、吐出管温度が上記上限値よ
りも低くなるよう圧縮機（１）の運転容量を上記所定の
高容量値から強制的に低下させる容ｆｆｉ低減手段（５
２）とを設ける構成としたものである。

第２の解決手段は、第１図に示すように（破線部分を含
む）、上記第１の解決手段に加えて、吐出管温度が上限
値を越えた後上限値よりも低い所定の下限値以下になっ
たときには、圧縮機（１）の運転容量を高容量値に復帰
させる復帰手段（５３）を設けたものである。

第３の解決手段は、上記第１又は第２の解決手段におけ
る室内ユニット（Ｂ）を複数個配置し、各室内ユニット
を室外ユニット（Ａ）に対して並列に接続する構成とし
たものである。

（作用） 以上の構成により、請求項（１）の発明では、暖房運転
時、着霜状態検出手段（Ｔ　ｈ１）により、室外熱交換
器（３）の着霜状態が検出されると、デフロスト制御手
段（５１）により、サイクル切換機構（２）が冷房側に
切換えられ、圧縮機（１）の運転容量が高容量値に維持
された状態でデフロスト運転が行われる。

その場合、吐出管温度が上限値よりも高いときには、容
量低減手段（５２）により、インバータ（１１）の出力
周波数が上記デフロスト運転における高容量値よりも低
い値に強制的に設定され、吐出圧力が低下するので、吐
出管温度の上昇が抑制される。そして、吐出管温度が上
記上限値よりも低くなると、インバータ（１１）の出力
周波数が上記高容量値に回復し、所定のデフロストが行
われる。したがって、吐出管温度の過上昇による圧縮機
（１）の信頼性の悪化を招くことなく、デフロスト運転
が行われることになる。

請求項（ａの発明では、上記請求項（１）の発明の作用
に加えて、吐出管温度が上限値を越えた後上限値よりも
低い下限値に低下したときには、復帰手段（５３）によ
り、圧縮機（１）の運転容量が初期の高容量値に復帰す
るよう制御され、高い冷媒循環量でデフロスト運転が行
われるので、デフロスト運転の信頼性を維持しながら、
デフロスト運転能力の低下が抑制されることになる。

請求項（３）の発明では、特に連絡配管（９ａ）。

（９ｂ）の長さが長くなるマルチ形空気調和装置におい
ても、上記請求項（１）又は（２の発明の作用が行われ
る。

（実施例） 以下、本発明の実施例について、第２図以下の図面に基
づき説明する。

第２図は本発明の実施例に係る空気調和装置の冷媒配管
系統を示し、−台の室外ユニット（Ａ）に液連絡配管（
９ａ）及びガス連絡配管（９ｂ）を介して一台の室内ユ
ニット（Ｂ）が接続されたいわゆるベアタイプのセパレ
ート形空気調和装置である。上記室外ユニット（Ａ）に
は、インバータ（１１）により運転周波数が可変に駆動
される圧縮機（１）と、冷房運転時には図中実線のごと
く切換わり、暖房運転時には図中破線のごとく切換わる
サイクル切換機構としての四路切換弁（２）と、冷房運
転時には凝縮器、暖房運転時には蒸発器として機能する
室外熱交換器（３）と、暖房運転時に減圧機構として機
能する室外電動膨張弁（４）と、液冷媒を貯溜するため
のレシーバ（５）と、吸入ガス中の液冷媒を除去するた
めのアキュムレータ（６）とが配置されている。また、
室内ユニット（Ｂ）には、冷房運転時に減圧機構として
機能する室内電動膨張弁（７）と、室内ファン（８ａ）
を付設し、冷房運転時には蒸発器、暖房運転時には凝縮
器として機能する室内熱交換器（８）とが配置されてい
る。

上記各機器（１）〜（８）は冷媒配管（９）により、冷
媒の流通可能に接続されていて、室外空気との熱交換に
より付与された熱を室内空気に放出するいわゆるヒート
ポンプ作用を行う主冷媒回路（１０）が構成されている
。

また、（１２）は、上記主冷媒回路（１０）の液管（９
Ｃ）から吸入管（９ｅ）側に冷媒をバイパスするための
リキッドインジェクション用のバイパス路であって、該
バイパス路（１２）には、冷媒の流れを開閉制御する電
磁開閉弁（１３）が介設されている。さらに、（Ｔ　ｈ
１）は、室外熱交換器（３）の液管側に配置され、暖房
運転時に熱交温度Ｔ１を検出することにより、室外熱交
換器（３）の着霜状態を検出する着霜状態検出手段とし
てのデフロストセンサ、（Ｔｈ２）は吐出管（９ｄ）に
配置され、吐出管温度Ｔｄを検出する吐出管温度検出手
段としての吐出管センサである。

暖房運転時、四路切換弁（２）が図中破線側に切換わり
、吐出ガスがガス連絡配管（９ｂ）がら室内ユニット（
Ｂ）に流れ、室内熱交換器（８）で凝縮され液化した後
、液連絡配管（９ａ）から室外ユニット（Ａ）に戻って
、室外熱交換器（３）で蒸発して圧縮機（１）に吸入さ
れるように循環する。

そのとき、室外空気との熱交換により室外熱交換器（３
）が冷却され、表面に着霜が生じると、それがデフロス
トセンサ（Ｔ　ｈ１）により検出され、コントローラ（
図示せず）によりデフロスト運転が行われる。その内容
を第３図のフローチャートに基づき説明するに、ステッ
プＳ１で、デフロスト条件つまり上記デフロストセンサ
（Ｔ　ｈ１）の温度が所定値以下になったか否かを判別
し、成立していない場合は、ステップＳ２で通常の暖房
運転を行う。

一方、デフロスト条件が成立した場合には、ステップＳ
３に移行して、以下の運転条件でデフロスト運転を行う
。すなわち、インバータ（１１）の出力周波数Ｆを所定
の第１設定値（本実施例では最大値）Ｆ＋（例えば１２
０Ｈｚ程度の値）に、室内ファン（８ａ）をＯＦＦに、
四路切換弁（２）を冷房側に切換えて、ホットガスを室
外熱交換器（６）に循環させ、室外熱交換器（６）の除
霜を行う。

次に、ステップＳ４で、上記吐出管センサ（Ｔｈ２）で
検出される吐出管温度Ｔｄが所定の第１上限値α１　（
例えば１００℃程度の値）よりも高いか否かを判別し、
Ｔｄ　＞α１の場合には、吐出管温度Ｔｄが過上昇して
いると判断して、ステップＳ５でインバータ（１１）の
出力周波数Ｆを上記第１設定値Ｆ１に対して所定割合（
例えば７０％程度）に相当する第２設定値Ｆ２　（例え
ば７６Ｈ２程度の値）に設定した後、ステップｓ６で吐
出管温度Ｔｄが上記上限値α１から所定の値β１（例え
ば２０℃程度の値）を差し引いた第１下限値（α１−β
１）よりも低いか否かを判別する。

そして、Ｔｄ＜（α１−β１）になるまでは、吐出管温
度Ｔｄが十分低下していないと判断して、ステップＳ７
で、デフロスト終了条件が成立するまで上記制御を繰返
す。

そして、ステップＳ６の判別でＴｄ　＜α１−β１にな
ると、吐出管温度Ｔｄが十分低下したと判断し、ステッ
プＳ８を経て上記ステップＳ３に戻って、インバータ（
１１）の出力周波数Ｆを上記第１設定値Ｆ１に復帰させ
、デフロスト終了条件が成立するまで最大の運転容量で
デフロスト運転を行う。

一方、上記ステップＳ４の判別でＴｄ≦α１の場合には
、吐出管温度Ｔｄは適正であると判断して、ステップＳ
８の判別でデフロスト終了条件が成立するまでデフロス
ト運転を行う。

次に５、デフロスト終了条件が成立すると、もとの暖房
サイクルに切換えたのちステップＳ９に移行して、吐出
管温度Ｔｄが所定の第２上限値α２（本実施例では上記
第１上限値α１と等しい値）よりも高いか否かを判別し
、Ｔｄ　＞α２であれば、室外熱交換器（３）における
冷媒の循環量が不足していると判断して、ステップＳ１
０でインバータ（１１）の出力周波数Ｆを第３設定値Ｆ
３　　（本実施例では上記第２設定値Ｆ２と等しい値）
又は通常制御におけるインバータ（１１）の制御周波数
Ｆのうち低いほうの値に設定し、さらに、ステップＳｎ
で上記バイパス路（１２）の電磁開閉弁（１３）を開い
て吸入管（９ｄ）に冷媒のインジェクションを行って、
冷媒の循環量を補充する。

そして、ステップＳＩ２で、吐出管温度Ｔｄが上記第２
上限値α２から所定値β２　（本実施例では上記所定値
β１と等しい値）を差しｑ＋　ｔ＞た第２下限値（α２
−β２）よりも低いか否かを判別し、Ｔｄ　＜α２−β
２になるまでは、冷媒の循環量が十分回復していないと
判断して、ステップＳ＋３でデフロスト終了後３分間経
過するまで上記制御を繰返す。

そして、上記ステップＳＩ２の判別でＴｄ　＜α２−β
２になると、冷媒の循環量が十分回復したと判断して、
ステップＳＩＳ、Ｓ９を経てステップＳμで、デフロス
ト終了後３分間経過するまで、インバータ（１１）の出
力周波数Ｆの通常制御（後述）を行うようにしている。

一方、上記ステップＳ９の判別でＴｄ≦α２の場合には
、冷媒の循環量が十分確保できていると判断して、ステ
ップＳ１４でインバータ（１１）の出力周波数Ｆの通常
制御を行う。すなわち、例えば高圧が一定となるように
インバータ（１１）の出力周波数ＦをＰＩ制御するよう
な制御である。

そして、ステップＳＩ５の判別でデフロスト終了後３分
間が経過するまでは通常暖房運転を行って、上記ステッ
プＳ１に戻る。

上記制御のフローにおいて、ステップＳ３により、上記
デフロストセンサ（着霜状態検出手段（Ｔ　ｈ１）の出
力を受け、室外熱交換器（３）のむ開時に四路切換弁（
サイクル切換機構）（２）を冷房側に切換え、かつ圧縮
機（１）の運転容量を第１設定値（高容量値）Ｆ＋にし
てデフロスト運転を行うように制御するデフロスト制御
手段（５１）が構成され、ステップＳ５により、上記吐
出管センサ（吐出管温度検出手段）　　（Ｔｈ２）の出
力を受け、上記デフロスト制御手段（５１）によるデフ
ロスト運転の開始後、吐出管温度Ｔｄが所定の第１上限
値α１を越えたときには、吐出管温度Ｔｄが第１上限値
α１よりも低くなるよう圧縮機の運転容量を第１設定値
Ｆ１から強制的に低下させる容量低減手段（５２）が構
成されている。

また、請求項（ａの発明では、ステップＳ３により、吐
出管温度Ｔｄが上限値αを越えた後上限値αよりも低い
所定の下限値（α１−β１）以下になったときには、圧
縮機（１）の運転容量を高容量値Ｆ１に復帰させる復帰
手段（５３）が構成されている。

したがって、上記実施例では、空気調和装置の暖房運転
時、デフロストセンサ（Ｔ　ｈ１）により、室外熱交換
器（３）の着霜状態が検出されると、デフロスト制御手
段（５１）により、四路切換弁（２）が冷房サイクルに
切換えられ、インバータ（１１）の出力周波数Ｆつまり
圧縮機（１）の運転容量が最大値Ｆ１に維持された状態
でデフロスト運転が行われる。

その場合、室外ユニット（Ａ）と室内ユニット（Ｂ）と
の間のガス側連絡配管（９ｂ）は、それまでの暖房運転
時には吐出ラインとなっており、過熱ガスが残存してい
るので、デフロスト運転に切換えられると、その過熱ガ
スが圧縮機（１）により圧縮されて室外熱交換器（３）
側に吐出される。例えば、第４図上図及び下図は、それ
ぞれ吐出管温度Ｔｄと吸入ガスの過熱度ｓｈの時間変化
を示し、ガス連絡配管（９ｂ）の長さが短い場合（例え
ば３０ｍ以下の場合）には、残存ガス冷媒量が少ないた
め、吸入ガスの過熱度ｓｈが高い時間も短くまたその最
高到達値も低い（下図実線Ｓ２参照）。したがりて、吐
出管温度Ｔｄはそれほど過上昇しない（上図実線ｓ１参
照）。

しかし、ガス連絡配管（９ｂ）の長さが長いと（特に３
０ｍを越えるような場合）、残存ガス冷媒量が多くなる
ので、吸入ガスの過熱度ｓｈが高い時間が長くその最高
到達温度も高く　（下図破線ｇ２参照）なって、吐出管
温度Ｔｄが過上昇する虞れがある（上図破線Ω２参照）
。

したがって、ガス連絡配管（９ｂ）が長い場合には、通
常暖房運転からデフロスト運転に切換えられるときに、
圧縮機（１）の焼付きが生じる等信頼性が悪化する虞れ
があるが、請求項（１）の発明では、容量低減手段（５
２）により、吐出管温度Ｔｄが第１上限値αｔよりも低
くなるよう、つまり上記実施例では、第１下限値（α１
−β１）よりも低くなるまでは、インバータ（１１）の
出力周波数Ｆが第１設定値（最大値）Ｆ＋よりも低い第
２設定値Ｆ２に強制的に設定されるので、吐出圧力の上
昇が抑制され、よって、吐出管温度Ｔｄの過上昇が有効
に防止される。そのことにより、圧縮機（１）の信頼性
の向上を有効に図ることができるのである。

なお、上記のように、デフロスト運転時にインバータ（
１１）の出力周波数Ｆを低下させても、吐出管温度Ｔｄ
が高い場合には十分な熱源があるので、デフロスト運転
における室外熱交換器（３）の除霜機能が損なわれるこ
とはない。

また、請求項（２）の発明では上記請求項（１）の発明
に加えて、吐出管温度Ｔｄが上限値α１を越えた後下限
値（α１−β１）以下になったときには、復帰手段（５
３）により、インバータ（１１）の周波数がもとの第１
設定値（高容量値）に復帰するように制御されるので、
デフロスト運転における室外熱交換器（３）の除霜機能
の低下が抑制されることになる。

さらに、本発明は、上記実施例のような単一の室内ユニ
ット（Ｂ）を備えたものだけでなく、複数の室内ユニッ
トを室外ユニット（Ａ）に対して並列に接続したいわゆ
るマルチ形空気調和装置にも適用することができること
はいうまでもない。

上記請求項（１）又は（２）の発明をマルチ形空気調和
装置に適用した請求項（３）の発明の場合、特に連絡配
管（９ａ）、（９ｂ）が長くなるので、吐出管温度Ｔｄ
の過上昇が生じやすいが、そのようなときにも、信頼性
を維持しうるという著効を発揮することができる。

特に、圧縮機（１）として、２つの渦巻状部材の相対回
転により冷媒の吸入、吐出を行うようにしたいわゆるス
クロールタイプのものでは、冷媒の循環量が少ない場合
はスクロールのシール部分の冷却ができなくなるため、
吐出管温度Ｔｄの過上昇による焼付き等故障の虞れが大
きいが、本発明は、そのようなタイプのものについても
、信頼性の悪化を有効に防止することができるという著
効を発揮するものである。

なお、圧縮機（１）の容量を制御するものは、上記実施
例におけるインバータ（１１）に限定されるものではな
く、例えばアンローダ機構のようなのであってもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、請求項（１）の発明によれば、室
外ユニットと室内ユニットとを連絡配管で接続したいわ
ゆるセパレート形の空気調和装置におい・て、暖房運転
からデフロスト運転に切換える際、吐出管温度が所定の
上限値よりも高くなった場合には、その上限値よりも低
い値に低下するよう圧縮機の容量を低減するようにした
ので、吐出管温度の過上昇を有効に防止することができ
、よって、圧縮機の信頼性の向上を図ることができる。

請求項（２）の発明によれば、上記請求項（１）の発明
に加えて、吐出管温度が上限値を越えた後上限値よりも
低い下限値以下になったときには、圧縮機の運転容量を
もとの高容量値に復帰させるようにしたので、圧縮機の
信頼性を高く維持しながら、デフロスト運転の除霜能力
の低下を抑制することができる。

請求項（３）の発明によれば、上記請求項（１）又は（
２の発明をマルチ形空気調和装置に適用したので、連絡
配管が長く吐出管温度が過上昇しやすいマルチ形空気調
和装置においても、上記請求項（１）または請求項（２
）の発明の効果を有効に発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図である。 第２図以下は本発明の実施例を示し、第２図は冷媒配管
系統図、第３図は制御内容を示すフローチャート図、第
４図は吐出管温度及び吸入管温度の時間変化を示す特性
図である。 １　　圧縮機 ２　　四路切換弁 （サイクル切換機構） ３　　室外熱交換器 ８　　室内熱交換器 ９ａ　液連絡配管 ９ｂ　ガス連絡配管 １０　主冷媒回路 ５１　デフロスト制御手段 ５２　容量低減手段 ５３　復帰手段 Ａ　　室外ユニット Ｂ　　室内ユニット Ｔｈｌ　　デフロストセンサ （着霜状態検出手段） Ｔｈ２　　吐出管センサ （吐出管温度検出手段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）容量が可変に調節される圧縮機（１）、サイクル
   切換機構（２）及び室外熱交換器（３）を有する室外ユ
   ニット（Ａ）と、室内熱交換器（８）を有する室内ユニ
   ット（Ｂ）とを連絡配管（９ａ）、（９ｂ）で接続して
   なる冷媒回路（１０）を備えた空気調和装置において、 暖房運転時に、上記室外熱交換器（３）の着霜状態を検
   出する着霜状態検出手段（Ｔｈ１）と、該着霜状態検出
   手段（Ｔｈ１）の出力を受け、室外熱交換器（３）の着
   霜時に上記サイクル切換機構（２）を冷房側に切換え、
   かつ圧縮機（１）の運転容量を高容量値にしてデフロス
   ト運転を行うよう制御するデフロスト制御手段（５１）
   とを備えるとともに、 上記圧縮機（１）の吐出管温度を検出する吐出管温度検
   出手段（Ｔｈ２）と、該吐出管温度検出手段（Ｔｈ２）
   の出力を受け、上記デフロスト制御手段（５１）による
   デフロスト運転の開始後、吐出管温度が所定の上限値を
   越えたときには、吐出管温度が上記上限値よりも低くな
   るよう圧縮機（１）の運転容量を上記所定の高容量値か
   ら強制的に低下させる容量低減手段（５２）とを備えた
   ことを特徴とする空気調和装置のデフロスト運転制御装
   置。
2. （２）容量が可変に調節される圧縮機（１）、サイクル
   切換機構（２）及び室外熱交換器（３）を有する室外ユ
   ニット（Ａ）と、室内熱交換器（８）を有する室内ユニ
   ット（Ｂ）とを連絡配管（９ａ）、（９ｂ）で接続して
   なる冷媒回路（１０）を備えた空気調和装置において、 暖房運転時に、上記室外熱交換器（３）の着霜状態を検
   出する着霜状態検出手段（Ｔｈ１）と、該着霜状態検出
   手段（Ｔｈ１）の出力を受け、室外熱交換器（３）の着
   霜時に上記サイクル切換機構（２）を冷房側に切換え、
   かつ圧縮機（１）の運転容量を高容量値にしてデフロス
   ト運転を行うよう制御するデフロスト制御手段（５１）
   とを備えるとともに、 上記圧縮機（１）の吐出管温度を検出する吐出管温度検
   出手段（Ｔｈ２）と、該吐出管温度検出手段（Ｔｈ２）
   の出力を受け、上記デフロスト制御手段（５１）による
   デフロスト運転の開始後、吐出管温度が所定の上限値を
   越えたときには、吐出管温度が上記上限値よりも低くな
   るよう圧縮機（１）の運転容量を上記所定の高容量値か
   ら強制的に低下させる容量低減手段（５２）と、吐出管
   温度が上限値を越えた後上限値よりも低い所定の下限値
   以下になったときには、圧縮機（１）の運転容量を高容
   量値に復帰させる復帰手段（５３）とを備えたことを特
   徴とする空気調和装置のデフロスト運転制御装置。
3. （３）室内ユニット（Ｂ）は複数個配置され、各室内ユ
   ニットが室外ユニット（Ａ）に対して並列に接続されて
   いることを特徴とする請求項（１）又は（２）記載の空
   気調和装置のデフロスト運転制御装置。