JPH0232552B2 - - 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により冷媒運転時には実線、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
内送風機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→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や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１６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、室内側熱交換器から吐出された空気
の温度、つまり吹出空気の温度の時間的変化量が
所定値以上になつた時に暖房能力が低下し、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でき
るように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、 室内側熱交換器の吹出口近傍に吹出温度を検知
する温度センサー２０を設けると共に、空気調和
機の運転電流を検知する電流検知器２１を設け、 上記温度センサー２０によつて検知される温度
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、 上記電流検知器２１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、着霜が生じて実際に暖房
能力が低下してくると、空気調和機の室内側熱交
換器からの吹出空気の温度が徐々に低下してく
る。この吹出空気の温度値の変化が上記温度セン
サー２０によつて検知され、この検知される温度
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、当該温度値の時
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、当該温度値の時間的変化量が設定値
を越えると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、空気調和機の運転電流が上昇してくる。この
運転電流の変化が上記温度センサ２１によつて検
知され、この検知された運転電流の時間的変化量
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、空
気調和機の運転電流の時間的変化量が設定値を越
えない場合には除霜運転が継続され、上記運転電
流の時間的変化量が設定値を越える場合には、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は温度センサー、２１は電流検知器で、温
度センサ２０は室内側熱交換器５の吹出口近傍に
取り付けられ、この室内側熱交換器５からの吹出
空気の温度を検知しており、電流検知器２１は空
気調和機の電源回路に設けられ空気調和機の運転
電流を検知している。

そして、これら温度センサー２０及び電流検知
器２１で検知した電流値と温度値の出力信号は、
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は上記温度センサー、２１は上記電流検知器
である。２２はこの温度センサー２０によつて検
知される温度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は上記電流検知器
２１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。

まず、除霜開始の判定について説明する。ここ
で、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、Ｔ△t1は上記t2より
△t1分間前の温度センサー２０での検知温度、
Tt2は上記t2経過時点の温度センサー２０での検
知温度、△T1はＴ△t1−Tt2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、
△T1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、△T1という時間的な
温度降下によつて着霜の有無を判断し、また除霜
が進行しているにもかかわらず△T1が設定値(1)
以下の場合はTt1が予め定めた設定値(2)以下にな
つたときに除霜運転を開始する。

次に除霜終了の判定について説明する。ここ
で、It3は除霜終了時点t3の電流検知器２１での
検知電流、Ｉ△t2は前記t3より△t2分前の電流検
知器２１での検知電流、△12は｜Ｉ△t2−It3｜
の値である。

除霜開始直後は電流検知器２１での検知電流は
安定しているが、室外側熱交換器３の着霜の消滅
に伴い電流検知器２１での検知電流が急激に上昇
することが実験で確認されている。そこで△12が
予め定めた設定値(3)以下であれば、t3の時点で除
霜運転を係止し、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
滅にもかかわらず電流検知器２１での検知電流が
上昇しない場合、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。

室内側熱交換器５からの吹出空気の時間的温度
変化は暖房能力の変化そのものであり、また空気
調和機の時間的運転電流の変化は、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図は温度センサ２０によつて検知された温
度値に基づいて制御された室内側熱交換器５の吹
出空気温度−時間特性曲線、第６図は電流検知器
２１によつて検知された電流値に基づいて制御さ
れた空気調和機の運転電流−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温度センサーによつて検知
される室内側熱交換器の吹出空気温度の時間的変
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、吹出空気の温度、空気調和
機の運転電流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
御された室内側熱交換器温度の温度−時間特性曲
線図、第６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７図は本発明の
機能ブロツク図を示す。 １は圧縮器、３は室外側熱交換器、４は減圧
器、５は室内側熱交換器、２０は温度センサ、２
１は電流検知器、２２は第１の判定手段、２３は
第２の判定手段、２４は制御手段をそれぞれ示
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、 室内側熱交換器の吹出口近傍に吹出温度を検知
   する温度センサー２０を設けると共に、空気調和
   機の運転電流を検知する電流検知器２１を設け、 上記温度センサー２０によつて検知される温度
   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、 上記電流検知器２１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。