JPH0244140A - ヒートポンプ式空気調和機 - 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、空気を熱源とするヒートポンプ式空気調和機
において、冬期における除霜運転の快適性を高めるため
の冷凍サイクル制御を備えたヒートポンプ式空気調和機
に関する。

従来の技術 従来のヒートポンプ式空気調和機は第３図に示すように
、容量可変圧縮機１．四方弁２．室外熱交換器３．電動
膨張弁４．及び室外側送風機５などからなる室外機、及
び室内熱交換器６．室内側送風機７などからなる室内機
から構成されている。

圧縮機１は容量可変で、供給電力の周波数を変えること
によりその容量を変えることができる。また、四方弁２
によって冷房運転、暖房運転が切り替えられ、冷房運転
時は図中の実線矢印の方向に冷媒が流れて冷房サイクル
が形成され、暖房運転時には図中の破線方向に冷媒が流
れて暖房サイクルが形成される。ところが、冬期暖房運
転中、室外熱交換器３の伝熱面温度が０℃以下になり、
かつ、その時の外気露点温度以下になると、室外熱交換
器３の伝熱面に着霜が生じ始め、着霜が進行するにつれ
て室外熱交換器３のフィン間が霜によって閉塞されて通
過風量が減少していき、それにつれて室外熱交換器によ
る蒸発能力が低下し、その結果、室内の暖房能力の低下
をきたす。そのため、一定時間毎に室外熱交換器３に付
着した霜を溶解するべく、除霜運転が行われる。

この除霜運転としては、図６に示すように、除霜の開始
の検知は運転を開始しである一定時間τ内に室外熱交換
器３の温度として、例えば、暖房運転時の室外熱交換器
３の入口側配管に設けられた温度センサー８がある温度
ｔｏ以下を検知すると除霜を開始する方式がとられてい
る。これによって、はぼ定期的に除霜が行われている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、前述の従来例では、使用される地域や外
気の温湿度条件に拘らず、暖房運転時の室外熱交換器３
の入口側配管に設けられた温度センサーがある温度ｔｏ
以下′！：検知すると除霜が行われてしまう。すなわち
、同一絶対湿度であれば低外気温はど着霜しにくいため
、外気条件によっては室外熱交換器に着霜していないに
も拘らず、除霜運転を行うことになり、室内温度の降下
により快適性が損なわれると共に、無駄な電力を消費す
るという欠点を有していた。

そこで、本発明は、暖房運転中の室外熱交換器配管温度
の時間変化率が、外気温、及び、容量可変圧縮機の運転
周波数とに応じた所定の値に達すると除霜運転を開始す
るという除霜制御を行うことにより、使用される地域や
外気の温湿度条件に応じた除霜を行い、冬期の室内の快
適性向上や消費電力の低減を目的とするものである。

′課題を解決するための手段 上記課題を解決する本発明の技術的手段は、容量可変圧
縮機、四方弁、室内熱交換器、電動膨張弁、及び、室外
熱交換器を順次連通して回路を形成する冷凍サイクルを
備え、暖房運転中の室外熱交換器配管温度の時間変化率
が、外気温、及び、容量可変圧縮機の運転周波数とに応
じた所定の値に達すると除霜運転を開始する除霜制御手
段を備えたものである。

作　　　用 この技術的手段による作用は次のようになる。

冬期暖房運転中、外気条件が室外熱交換器に着霜が生じ
る条件になると、室外熱交換器に着霜が生じ始め、着霜
が進行するにつれて室外熱交換器のフィン間が霜によっ
て閉塞されて通過風量が減少していき、それにつれて室
外熱交換器による蒸発能力が低下し、そのため蒸発温度
も低下していき、従って、室外熱交換器配管温度は時間
の経過とともに、次第に低下していく。このときの室外
熱交換器配管温度は着霜初期ではゆるやかに低下してい
くが、着霜により室外熱交換器のフィン間が閉塞され始
めると、急に低下し、室外熱交換器のフィン間が完全に
霜で閉塞されると、又、ゆるやかに低下していく。すな
わち、室外熱交換器配管？晶度は時間に対して変曲点を
有する。この室外熱交換器配管温度の時間に対して変曲
点を示す時期が、暖房能力がピークを過ぎて低下し始め
る頃に相当し、この時点で除霜運転を開始すれば、暖房
能力的にも、消費電力的にも最適であるが、使用される
地域や外気の温湿度条件によって、又、容量可変圧縮機
の運転周波数によって、変曲点を示す時期での室外熱交
換器配管温度の温度変化率が異なってくる。

そこで、暖房運転中の室外熱交換器配管温度の時間変化
率が、外気温、及び、容量可変圧縮機の運転周波数とに
応じた所定の値に達すると除霜運転を開始する除霜制御
手段を備えることにより、使用される地域や外気の温湿
度条件に応じた除霜を行い、冬期の室内の快適性向上や
消費電力の低減を図ることが可能になる。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明を行
うが、従来と同一構成については同一符号を付し、その
詳細な説明を省略する。

第１図は本発明の一実施例のヒートポンプ式空気調和機
の冷凍サイクル図で、暖房運転時の室外熱交換器３の温
度を検出するべく人口側配管に温度センサー８．室外熱
交換器３の空気側に外気温センサー９１時間間隔Δτ毎
に温度センサー８からの室外熱交換器配管温度ｔの検出
信号、及び、外気温センサー９から外気温Ｔの検出信号
を入力し、必要な信号を容量可変圧縮機１の電動機駆動
装置１１．四方弁２などに出力される、Ａ／Ｄ変換器、
ＣＰＵ、メモリー、Ｄ／Ａ変換器などからなる制御装置
１０が設けられている。第３図は外気温Ｔ１　容量可変
圧縮機１の運転周波数ｆ１の場合の暖房運転中の室外熱
交換器配管温度ｔの運転時間τに対する変化を示した図
である。

次に、この一実施例の構成における作用を説明する。

第２図は暖房運転時の制御の動作を説明するフローチャ
ートである。暖房運転時の室外熱交換器３の入口側配管
に設けられた外気温センサー９にて外気温Ｔを検出し、
その外気温Ｔが着霜現象が生じ始める温度ＴＯ以下にな
ると、時間間隔Δτ毎に室外熱交換器配管温度ｔを検出
し、それらの信号が制御装置１０に入力され、例えば、
第８図に示すように、運転時間τ（Ｎ）の時の室外熱交
換器配管温度をｔ（Ｕ）＋運転時間で（Ｎ＋１）の時の
室外熱交換器配管温度をｔ　（Ｎ＋１）とすると、室外
熱交換器配管温度の時間変化率αとして、ａ（Ｔｌ、ｆ
ｌ）＝（ｔ（Ｎ＋１）−ｔ（Ｎ））／Δτを演算する（
Ｎ：正の整数で、温度検出回数を表わす）。

一方、あらかじめ、第４図に示すような、外気温Ｔ、及
び、容量可変圧縮機の運転周波数ｆパラメータとする最
適な除霜運転となる室外熱交換器配管温度の時間変化率
αｏ（Ｔ、ｆ）のデータをメモリー内に入力されてあり
、運転中のα（ＴＩ、ｆｌ）がメモリー内のαｏ（ＴＩ
、ｆｌ）に達すると、除霜運転開始信号の検知として、
必要な除霜モード信号を容量可変圧縮機１の電動機駆動
装置１１．四方弁２．電動膨張弁４などに出力され、除
霜運転を開始する。

以上のように、暖房運転中の室外熱交換器配管温度の時
間変化率が、外気温、及び、容量可変圧縮機の運転周波
数とに応じた所定の値に達すると除霜運転を開始する除
霜制御手段を備えることにより、使用される地域や外気
の温湿度条件に応じた除霜を行い、冬期の室内の快適性
向上や消費電力の低減を図ることが可能になる。

発明の効果 以上のように本発明は、容量可変圧縮機、四方弁、室内
熱交換器、電動膨張弁、及び、室外熱交換器を順次連通
して回路を形成する冷凍サイクルを備え、暖房運転中の
室外熱交換器配管温度の時間変化率が、外気温、及び、
容量可変圧縮機の運転周波数とに応じた所定の値に達す
ると除霜運転を開始する除霜制御を行うことにより、使
用される地域や外気の温湿度条件に応じた除霜を行い、
冬期の室内の快適性向上や消費電力の低減を図ることが
可能になるヒートポンプ式空気調和機が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるヒートポンプ式空気調
和機の冷凍システム図、第２図は暖房運転時の制御の動
作を説明するフローチャート、第２図は制御装置の入出
力信号の系統図、第３図は室外熱交換器配管温度の時間
変化の一例を示す図、５・・・室外送風機、６・・・室
内熱交換器、７・・・室内送風機。 代理人の氏名　弁理士　粟野爪革　はか１名ポンプ式空
気調和機の冷凍システム図、第６図は従来の除霜検知手
法を説明する図である。 １・・・容量可変圧縮機、２・・・四方弁、３・・・室
外熱交換器、４・・・電動膨張弁、−容量町変圧糧機 一画方弁 一　室外能２樗巴 −電動ｍ彊弁 −１外ｃｔａａ −Ｍ内誌交襖ロ ー室内道に攬・ η 気 濫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 容量可変圧縮機、四方弁、室内熱交換器、電動膨張弁、
   及び、室外熱交換器を順次連通して回路を形成する冷凍
   サイクルを備え、暖房運転中の室外熱交換器配管温度の
   時間変化率が、外気温、及び、容量可変圧縮機の運転周
   波数とに応じた所定の値に達すると除霜運転を開始する
   除霜制御手段を備えたことを特徴とするヒートポンプ式
   空気調和機。