JPH0260940B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜技術分野＞ 本発明はヒートポンプ式等の空気調和機に関
し、特に室外熱交換器の除霜構造に係る。

＜従来技術＞ 一般に外気を熱源とするヒートポンプ式空気調
和機は、暖房時に外気温度が低下すると、室外熱
交換器の表面に着霜現象が生じ、付着した霜の断
熱作用と室外熱交換器の通風抵抗の増大による通
風量の減少とによつて外気からの吸熱が阻害さ
れ、暖房能力が急激に低下する欠点がある。

そこで室外熱交換器に着霜現象が生じたとき、
この霜をとかすための一時的に暖房サイクルを冷
房サイクルに切り換えて室外熱交換器に圧縮機か
らの高圧高温冷媒を送り、霜をとかした後、再び
暖房サイクルに切り換えるようにしている。

そして室外熱交換器の表面に付着した霜を自動
的に除く装置として、差温式のものとタイマー式
のものとが実用化されているが、それぞれ種々の
欠点があつた。

即ち、差温式は、室外熱交換器の表面温度と外
気温度との温度差による除霜開始動作が比較的正
確であるが、除霜サイクルの終了動作が不安定で
あり、特に室外熱交換器に強風が当たる場合は、
この表面温度は強風のために、設定された除霜終
了温度まで上昇せず、長時間除霜サイクルを続け
て室内温度を大幅に低下させる欠点を有してい
た。

一方タイマー式は室外熱交換器の表面温度があ
る一定温度より低いとき、暖房運転の一定時間毎
に除霜を行なうようにしているため、温度条件に
よつては、室外熱交換器の表面に殆ど霜が着かな
い状態であつても除霜サイクルとなる場合もあ
る。また室外熱交換器の表面温度がある一定温度
の直前のときは除霜せずに通過してしまい、その
直後に外気温度が低下して室外熱交換器の表面に
霜がつきはじめても、一定時間後でなければ除霜
しなかつた。そのため大量の霜が付着してしまい
暖房能力も大幅に低下し、除霜時間も非常に長く
なる欠点を有していた。

また室外熱交換器のパイプ温度とこの室外熱交
換器を通過した空気温度との温度差によつて除霜
させる差温式の改良タイプがある。このタイプで
は上記の欠点をかなり減少し得るが、空気調和機
には一般家庭に使用するため電流に制限があり、
そのコントロールをしている。従つて、外気温度
がある一定温度に到達すれば（暖房過負荷時）、
電流値を保持もしくは低下して熱交換量を減少さ
せるためにフアンスピードをシフトダウンしてい
る。そのために、室外熱交換器内部の冷媒温度が
急激に低下し、この室外熱交換器を通過した空気
温度との温度差が生じ、前記除霜条件に合致し、
暖房運転を停止して除霜（冷房運転）にはいつて
しまい室内の温度を低下させるという欠点を有し
ていた。

＜目的＞ 本発明は上記の問題点を解決し適切な除霜運転
を行えるようにすることを目的とする。

本発明はこの目的の達成のために、第３図に示
すように、 室外熱交換器の温度を検出するセンサと、 この室外熱交換器を通過する空気の温度を検出
するセンサと、 検出した空気調和機の運転電流値を時間関数的
に記憶する電流値記憶手段と、 上記センサの出力に基づいて、室外熱交換器の
温度が除霜条件値以下で、かつ室外熱交換器温度
と該室外熱交換器通過後の空気温度との差が除霜
条件値以上であることを判定する温度条件判定手
段と、 上記温度条件を満たしたときからさかのぼつて
一定時間の間、運転電流値が除霜条件値以下であ
ることを判定する電流値条件判定手段と、 上記温度条件及び電流値条件を満たしたときに
除霜開始信号を出力する信号出力手段と、 当該除霜開始信号を受けて室外熱交換器の除霜
を行う除霜手段と、から空気調和機を構成するも
のである。

この構成によつて、温度条件と電流値条件とが
除霜条件を満たしたときに除霜が行われることに
なる。

即ち、室外熱交換器の温度が検出され、除霜条
件を満たすかどうかかが判定される。また、室外
熱交換器の温度とこの室外熱交換器を通過した空
気の温度との差が除霜条件を満たすかどうかかが
判定される。この二つの温度についての条件が同
時に満たされたときに除霜の温度条件が満たされ
る。

一方、運転電流値が時間関数的に記憶されて、
上記温度条件が満たされたときからさかのぼつて
一定時間の間、運転電流値が除霜条件値以下であ
るときに電流値条件が満たされる。

このようにして温度条件と電流値条件とが満た
されると、除霜信号が出力されて除霜が行われる
ことになる。

＜実施例＞ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。１は冷媒を圧縮して吐出する圧縮機、２は流
路切換弁、３は該圧縮機１に流路切換弁２を介し
て接続された室内熱交換器、４は一側が該室内熱
交換器３に接続され他側が前記流路切換弁２を介
して圧縮機１に接続された室外熱交換器、５は圧
縮機１、流路切換弁２、室内・外熱交換器３，４
を順次接続した冷媒循環回路である。６は上記室
内熱交換器３に室内空気を流通させる送風フア
ン、７は上記室外熱交換器４に室外空気を流通さ
せるための送風フアン、８は室外気温を検知する
外気温センサ、９は室外熱交換器４の温度を検知
するセンサー、１０はこの室外熱交換器４を通過
した後の室外空気の温度を検知するセンサー、１
１は回路５中の適所に介装された絞り装置、１２
は上記各種センサーからの出力や圧縮機１送風フ
アン６，７の電流値等の入力信号を受けてサイク
ル５、送風フアン６，７の運転を制御する制御回
路である。

前記流路切換弁２のａポートは前記圧縮機１の
吐出口１ａに接続され、ｂポートは配管１２を介
して室内熱交換器３に接続され、流路切換弁２の
ｃポートは圧縮機１のアキユームレータ１３に接
続され、ｄポートは室外熱交換器４に接続されて
いる。そして該流路切換弁２は、暖房運転時には
第１図実線で示す如く、ａ−ｂ開、ｃ−ｄ開とさ
れ、冷房運転時には第１図点線の如くａ−ｄ開、
ｂ−ｃ開となるよう構成されている。更に前記室
内熱交換器３と室外熱交換器４との冷媒循環回路
５中に設けられた減圧装置１１は暖房用通路１１
ａと冷房用通路１１ｂとが並列接続されて両通路
１１ａ，１１ｂが前記室内熱交換器３及び室外熱
交換器４に接続されている。そして該暖房用通路
１１ａに二個のキヤピラリーチユーブ１３ａ，１
３ｂが設けられ、また冷房用通路１１ｂにはキヤ
ピラリーチユーブ１３ｃと逆止弁１４が設けら
れ、前記暖房用通路１１ａは両キヤピラリーチユ
ーブ１３ａ，１３ｂの間から別のキヤピラリーチ
ユーブ１３ｄを介して圧縮機１に連通接続されて
いる。

上記制御回路１２は、少なくとも、圧縮機１、
送風フアン６，７の運転電流値を時間関数的に記
憶する手段、室外熱交換器４と該熱交換器４通過
後の空気との温度差を演算する手段、上記運転電
流値が予じめ定められた設定値を上回わるか下回
わるかを判定する手段、上記温度差が予じめ定め
られた設定値を上回わるか下回わるかを判定する
手段を具えており、いわゆるマイコンで構成され
ている。

次に作用を説明する。暖房運転時は、流路切換
弁２は第１図の実線で示す如く、ａ−ｂポート
開、ｃ−ｄポート開となり、圧縮機１から吐出さ
れた高温高圧の冷媒ガスは、流路切換弁２のａ−
ｂポートを通つて室内熱交換器３で室内の空気と
熱交換器され凝縮されて液化し、その後減圧装置
１１の暖房用通路１１ａを通つてキヤピラリーチ
ユーブ１３ａ，１３ｂで減圧されて室外熱交換器
４へ入り、ここで室外の空気と熱交換して流路切
換弁２のｃ−ｄポートからアキユームレータ１ａ
を経て圧縮機１へ戻る（冷媒の流れを実線矢印で
示す）。このサイクルを順次繰り返すことにより
室内を暖房する。

一方冷房運転時は、流路切換弁２は第１図の点
線の如く切換り、ｂ−ｃ開、ａ−ｄ開となり、圧
縮機１から出た冷媒は切換弁２から室外熱交換器
４へ流れ、その後冷房通路１１ｂから室内熱交換
器３へ流れ、流路切換弁２のｂ−ｃポートからア
キユームレータ１ａを経て圧縮機１の戻る（冷媒
の流れを点線矢印で示す）。即ち劣房運転時は暖
房運転時とは逆方向に冷媒が冷媒循環回路５中を
流れる。

次に暖房運転時の除霜運転について説明する。
暖房運転をおこなつている状態より、外気温度が
次第に低下して２〜３℃以下になれば、室外熱交
換器４の温度が０℃以下となり室外熱交換器４の
表面に着霜現象を生じてくる。霜の成長によつて
熱交換器４表面が次第に霜によつて覆われて通風
抵抗が増大すると共に通風量の減少、熱交換面積
の減少によつて熱交換器４を通過した空気温度と
外気温との差がなくなり、故つて熱交換量の減少
から内部の冷媒温度が急激に低下し、パイプ温度
も急速に低下する。（第２図１参照） そうすると、第２図１に示すように熱交換器４
の温度と、この熱交換器４通過後の空気温度との
差が次第に大きくなつてくる。ここで、この両温
度の差が予じめ定められた設定値（例えば6deg）
以上になつたと制御回路１２において判定された
時、この制御回路１２は上記両温度差が設定値を
上回わつた時点から逆上つて一定時間空気調和機
の運転電流値が所定値以下であつた場合のみ除霜
信号を出力する。

このように制御回路１２から除霜信号が出力さ
れると、切換え弁２が暖房用回路から冷房用回路
に切り換えられる。

このように、流路切換弁２を切換えて除霜運転
を開始すると、流路切換弁２の切換直後は流路切
換弁２と室内熱交換器３と連結する配管１２の温
度は、暖房サイクル時に高圧高温側になつていた
ための蓄熱効果と、除霜サイクル切換直後は冷媒
がガス状で流れること等とにより急激には低下し
ないが、室外熱交換器４の表面に付着の霜層が融
解する。

尚、このような除霜運転は、適宜除霜完了手段
の検知によつて再び暖房運転に切り換えられる。

＜効果＞ 以上本発明によれば、室外熱交換器温度と該熱
交換器通過後の空気温度との差が一定値以上にな
つた時から逆上つて一定時間の間空気調和機の運
転電流値が所定値以下であつた場合のみ除霜を行
うようにしたもので、外気温が高い過負荷時に着
霜がないにもかかわらず上記温度差が所定値以上
になつても運転電流値が大きくなつているため、
除霜運転を誤つて行うことがなくなり、着霜時の
み除霜を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明実施例の回路図、第２図は、
室外熱交換器のパイプ温度と通過後の空気温度と
の温度差を示す図、第３図は本発明の構成を示す
機能ブロツク図である。 １：圧縮機、２：流路切換弁、３：室内熱交換
器、４：室外熱交換器、５：冷媒循環回路、８，
９，１０：温度センサ、１２：制御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 室外熱交換器の温度を検出するセンサと、 この室外熱交換器を通過する空気の温度を検出
   するセンサと、 検出した空気調和機の運転電流値を時間関数的
   に記憶する電流値記憶手段と、 上記センサの出力に基づいて、室外熱交換器の
   温度が除霜条件値以下で、かつ室外熱交換器温度
   と該室外熱交換器通過後の空気温度との差が除霜
   条件値以上であることを判定する温度条件判定手
   段と、 上記温度条件を満たしたときからさかのぼつて
   一定時間の間、運転電流値が除霜条件値以下であ
   ることを判定する電流値条件判定手段と、 上記温度条件及び電流値条件を満たしたときに
   除霜開始信号を出力する信号出力手段と、 当該除霜開始信号を受けて室外熱交換器の除霜
   を行う除霜手段と、 から構成した空気調和機。