JPH0285629A - 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】 所業上の利用分野 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６図に示すように
、圧縮機１．四方弁２．室外熱交換器３゜膨張弁４．及
び室外送風機５などからなる室外機、及び室内熱交換器
６、室内送風機７などからなる室内機から構成されてい
る。四方弁２によって冷房運転、暖房運転が切シ替えら
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°
Ｃ以下になシ、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ＭＨが生じ始め、着霜が
進行するにつれて室外熱交換器３のフィン間が鞘によっ
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
ｔ。以下を検知すると除霜を開始する方式がとられてい
る。これによってほ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
以下を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。逆に、外気条件によっては室外
熱交換器に徐々に着霜し室外熱交換器３０入口側配管温
度の低下が遅い場合、低い暖房能力で長時間運転される
ことになり、室内温度の降下によシ快適性が損なわれる
という欠点を有していた。

そこで、本発明は、暖房運転中、外気温と室外熱交換器
温度の関係において暖房運転中、、除１−待機領域、及
び、除霜運転中、の３領域に分割し、かつ、連続暖房運
転の制限時間を設定し、前記連続暖房運転の制限時間内
の場合、外気温と室外熱交換器温度の関係が暖房運転中
、、及び、除霜待機領域にあれば暖房運転を継続し、除
霜運転中、にあれば除霜運転を開始し、また、連続暖房
運転の制限時間を超えた場合、外気温と型外熱交換器温
度の関係が暖房運転中、にあれば暖房運転を継続し、除
霜待機領域、及び、除霜運転中、にあれば除霜運転を開
始する除霜制御を行うことにより、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、圧縮機、四
方弁、室内熱交換器、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、外気温と室外熱交換器温度の関係において暖房運
転中、、除霜待機領域、及び、除霜運転中、の３領域に
分割し、かつ連続暖房運転の制限時間を設定し、前記連
続暖房運転の制限時間内の場合、外気温と室外熱交換器
温度の関係が暖房運転中、、及び、除霜待機領域にあれ
ば暖房運転を縦続し、除霜運転中、にあれば除霜運転を
開始し、また、連続暖房運転の制限時間を超えた場合、
外気温と室外熱交換器温度の関係が暖房運転中、にあれ
ば暖房運転を継続し、除霜待機領域、及び、除霜運転中
、にあれば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 において暖房運転中、、除霜待機領域、及び、除霜運転
中、の３領域に分割し、かつ、連続暖房運転の制限時間
を設定する。

まず、除霜待機領域と除霜運転中、との境界線は、連続
暖房運転の制限時間内の場合の除霜開始曲線Ｂに相当し
、同一絶対湿度であれば低外気温はど着霜しにくいため
、低外気温はど除霜を開始する室外熱交換器温度低く設
定している。連続暖房運転の制限時間内の場合に外気温
と室外熱交換器温度の関係が上記除霜開始曲線Ｂ上の室
外熱交換器温度ｔＢ以下の条件（ｔ≦ｔＢ）を満たすと
除霜を開始し、満たさなければ暖房運転を継続する。

次に、暖房運転中、と除霜待機領域との境界線は、連続
暖房運転の制限時間を超えた場合の除霜開始曲線Ａに相
当し、除霜開始曲線Ｂと同様に、同一絶対湿度であれば
低外気温はど着霜しにくいため、低外気温はど除霜を開
始する室外熱交換器温度低く設定しているが、除霜を開
始する外気温に対する室外熱交換器温度は除霜開始曲線
Ｂの場合より高く設定している。連続暖房運転の制限時
間を超えた場合に外気温と室外熱交換器温度の関係が上
記除霜開始曲線Ａ上の室外熱交換器温度１Ａ以下の条件
（ｔ≦１Ａ）を満たしていると除霜を開始し、満たして
いなければ暖房運転を継続してお９、ｔ≦ｔＡの条件を
満たし次第除霜運転を開始する。

このことにより、外気条件によっては室外熱交換器に着
霜していないＫも拘らず、除霜運転を行って室内温度の
降下によシ快適性が損なわれると共に、無駄な電力を消
費することの防止や、外気条件によっては室外熱交換器
に徐々に着霜し室外熱交換器３の入口側配管温度の低下
が遅い場合、低い暖房能力で長時間運転されることにな
り、室内温度の降下により快適性が損なわれることの防
止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、従来と四−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グ式空気調和機
の冷凍サイクル図で、８は暖房運転時間での時の室外熱
交換器３の温度を検出するべく入口側配管に設置された
温度センサー、９は室外熱交換器３の空気入口側に設置
された外気温センサー、１０は温度センサー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Ｔａの検出信号を入力し、必要な信号を
、四方弁２、室外送風機６、室内送風機７などに出力す
るタイマー、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１ｏである。第２図は暖
房運転中の外気＠Ｔａと室外熱交換器配管温度ｔの関係
において暖房運転中、、除霜待機領域、及び、除霜運転
中、の３領域を示した図で、第２図中の暖房運転中、と
除霜待機領域との境界線は、連続暖房運転時間τが制限
時間で。

を超えた場合の除霜開始曲線Ａに相当し、同一絶対湿度
であれば低外気温はど着霜しにぐいため、低外気温はど
除霜を開始する室外熱交換器温度低く設定しておシ、か
つ、除霜を開始する外気温に対する室外熱交換器温度は
除霜開始曲線Ｂよｐ高く設定している。また、除霜待機
領域と除霜運転中、との境界線は、連続暖房運転時間τ
制限時間τ。内の場合の除霜開始曲線Ｂに相当し、除霜
開始曲線Ａと同様に、同一絶対湿度であれば低外気温は
ど着霜しにくいため、低外気温はど除霜を開始する室外
熱交換器温度低く設定している。第３図は暖房運転中の
外気温Ｔ＆と連続暖房運転の制限時間τ。の関係を示し
た図で、一般に着層現象が生じる頻度が少ない一４°Ｃ
付近以下、及び、５°Ｃ付近以上では連続暖房運転の制
限時間で。は長めに設定されている。

次に、この−実ｍ例の構成における作用を説明する。

第４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。暖房運転時間ｒの時の外気温Ｔａ、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１
ｏに入力され、暖房運転時間τの時の外気温Ｔａと室外
熱交換器配管温度ｔの関係が第２図中に示す暖房運転中
、、除霜待機領域、及び、除霜運転中、の３領域のどこ
に位置しているかによって以下のように動作する。

■　（連続暖房運転時間τ）〈（制限時間τ。）場合外
気温Ｔ　と室外熱交換器配管温度ｔの関係が除霜開始曲
線Ｂ上の室外熱交換器温度ｔＢ以下の条件を（ｔ≦ｔＢ
）を満たすと除霜運転開始信号の検知として、必要な除
霜モード信号を四方弁２、室外送風機５、室内送風機７
などに出力され、除霜運転を開始し、満たさなければ暖
房運転を継続する。これによると除霜運転が必要な場合
のみ除霜運転を行える。

■　（連続暖房運転時間で）≧（制限時間τ。）場合外
気温Ｔａと室外熱交換器配管温度ｔの関係が除霜開始曲
線Ａ上の室外熱交換器温度１Ａ以下の条件（ｔ≦１Ａ）
を満たしてい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四方弁２、室外送風機６、室内送風
機７などに出力され、除霜運転を開始し、満たしていな
ければ暖房運転を継続しておジ、その後、ｔ≦ｔＡの条
件を満たし次第除霜運転を開始する。これによると着霜
の進行速度が遅く室外熱交換器配管温度ｔの低下速度が
小さい場合でも低暖房能力で長時間運転されることを防
止できる。

以上のように、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、除霜運転を行って室内温度の降
下によシ快適性が損なわれると共に、無駄な電力を消費
することの防止や、外気条件によっては室外熱交換器に
徐々に着霜し室外熱交換器の入口側配管温度の低下が遅
い場合の、低暖房能力での長時間運転による室内温度の
降下により快適性が損なわれることの防止を図ることが
可能になる。

発明の効果 以上のように本発明は、圧縮機、四方弁、室内熱交換器
、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、外気温と室外
熱交換器温度の関係において暖房運転中、、除霜待機領
域、及び、除霜運転中、の３領域に分割し、かつ、連続
暖房運転の制限時間を設定し、前記連続暖房運転の制限
時間内の場合、外気温と室外熱交換器温度の関係が暖房
運転中、、及び、除霜待機領域にあれば暖房運転を継続
し、除霜運転中、にあれば除霜運転を開始し、また、連
続暖房運転の制限時間を超えた場合、外気温と室外熱交
換器温度の関係が暖房運転中、にあれば暖房運転を継続
し、除霜待機領域、及び、除霜運転中、にあれば除霜運
転を開始する除霜制御を行うことにより、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
費電力の囲域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図は暖房運転中の外気温Ｔ
ａと室外熱交換器配管温度ｔの関係において暖房運転中
、、除霜待機領域、及び、除霜運転中、の３領域を示し
た図、第３図は暖房運転中の外気温Ｔ　と連続暖房運転
の制限時間τ。 の関係を示した図、第４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６図は従来例を示すヒート
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・・・・・・圧縮機、２・・・・・・四方弁、３・・
・・・・室外熱交換器、４・・・・・・膨張弁、６・・
・・・・室外送風機、６・・・・・・室内熱交換器、了
・・・・・室内送風機。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名ｆ−
１’鴫携 ２−−８τ午 ３−　　室％鵠灼霧盈 ７−４濤え丞？吹 第　２　図 ダト　隻Ｃ５ＭＬ　ＴｃＬ　（・。ン 第　３　図 暮気元長−（’Ｃ〕 第４図 第５図 第６図 ＃転！子間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧縮機、四方弁、室内熱交換器、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、外気温と室外熱交換器温度の関係にお
   いて、暖房運転領域、除霜待機領域、及び、除霜運転領
   域の３領域に分割し、かつ、連続暖房運転の制限時間を
   設定し、前記連続暖房運転の制限時間内の場合、外気温
   と室外熱交換器温度の関係が暖房運転領域、及び、除霜
   待機領域にあれば暖房運転を継続し、除霜運転領域にあ
   れば除霜運転を開始し、また、連続暖房運転の制限時間
   を超えた場合、外気温と室外熱交換器温度の関係が暖房
   運転領域にあれば暖房運転を継続し、除霜待機領域、及
   び、除霜運転領域にあれば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。