JPH04103943A - 空気調和機の除霜制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は冷暖房運転を行なうヒートポンプ式の空気調和
機の暖房運転中に除霜を行なう空気調和機の除霜制御装
置に関するものである。

［従来の技術］ 従来より、冷暖房運転を行なうヒートポンプ式の空気調
和機は、冬期における暖房運転のときに、冷媒を室外側
熱交換器で蒸発させ、室内側熱交換器で凝縮させるため
に、室外側熱交換器は冷却され、その表面に霜が付着す
る。このため、熱交換効率が低下して暖房能力が低下す
る。これを防ぐために、霜が付着したら、室外送風機を
停止して除霜を行なっている。この除霜は周知の手段、
例えば、四方弁で通路を切換えて暖房サイクルを冷房サ
イクルに切換えること、ヒータなどの加熱手段によって
室外側熱交換器を加熱すること、または、そのまま放置
すること等によって行なっている。

従来のこの種の空気調和機の除霜制御装置として、特開
昭５７−１９８９３９号公報に掲載の技術を挙げること
ができる。

第５図は従来の空気調和機の構成を示すブロック図、第
６図は従来の空気調和機の除霜制御装置の制御回路図、
第７図は従来の空気調和機の除霜制御装置の機能ブロッ
ク図、第８図は第７図の機能ブロック図の動作を説明す
るためのフローチャート、第９図は従来の空気調和機の
除霜運転における運転電流の時間的変化を示す特性図、
第１０図は従来の空気調和機の除霜運転における室内側
熱交換器の温度の時間的変化を示す特性図、第１１図は
従来の空気調和機の除霜制御装置の動作タイムチャート
である。

第５図において、（１）は冷媒を圧縮する圧縮機、（２
）は冷暖房サイクルを切換える四方弁、（３）は室外側
熱交換器、（４）は前記室外側熱交換器（３）に空気を
送出する室外送風機、（５）は減圧器である。これらの
圧縮機（１）、四方弁（２）、室外側熱交換器（３）、
室外送風機（４）、減圧器（５）は室外ユニットを構成
している。

（６）は室内側熱交換器、（７）は前記室内側熱交換器
（６）に空気を送出する室内送風機である。これらの室
内側熱交換器（６）及び室内送風機（７）は室内ユニッ
トを構成している。

次に、」−記のように構成された従来の空気調和機の動
作を説明する。

圧縮機（１）から吐出された冷媒は四方弁（２）により
冷房運転においては実線、暖房運転においては破線で示
すように切換えられる。

冷房運転においては、冷媒は室外側熱交換器（３）に送
られ、室外送風機（４）の送風により冷却されて凝縮し
、減圧器（５）で減圧される。

そして、この減圧された冷媒は室内側熱交換器（６）に
入って蒸発することによって冷却作用を行ない、室内送
風機（７）が冷却された空気を室内に送出する。

一方、暖房運転においては、四方弁（２）が破線のよう
に切替わり、圧縮機（１）−室内側熱交換器（６）−減
圧器（５）→室外側熱交換器（３）−圧縮機（１）と冷
媒が流れて暖房を行なう。

次に、従来の空気調和機の除霜制御装置における除霜運
転について説明する。

第６図において、（８）は入力電源端子、（３０）はマ
イクロコンピュータを利用した電子制御回路ユニットで
ある。この電子制御回路ユニット（３０）はリレー出力
端子（３０ａ）　、リレー出力端子（３０ｂ）、リレー
出力端子（３０ｃ）、リレー出力端子（３０ｄ）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（４
）を、リレー（１３）で四方弁（２）を制御している。

（２０）は電流検知器で、空気調和機、例えば、室内側
熱交換器（６）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。（２１）は室内側熱交換器（６
）の近傍または室内側熱交換器（６）の上に直接取付け
られた温度センサで、この室内側熱交換器（６）の温度
を検知している。

これらの検知された運転電流と温度の出力は、電子制御
回路ユニッ）　（３０）に直接入力されるようになって
いる。除霜運転のときには、リレー出力端子（３０ｃ）
及びリレー出力端子（３０ｄ）によりリレー（１２）及
びリレー（１３）が開かれ、室外送風機（４）及び四方
弁（２）が停止される。

第７図において、（２２）は電流検知器（２０）によっ
て検知される電流の時間的変化量を、予め設定された設
定値と比較する第１の判定手段である。（２３）は温度
センサ（２１）によって検知される温度の時間的変化量
を予め設定された設定値と比較する第２の判定手段であ
る。（２５）は前記第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、前記第２の判定手段（２
３）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９図において、曲線は暖房運転開始後の運転電流の時
間的変化を示しており、ｔｌ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ｔ
１経過後定常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、ｔ３は除霜運
転終了までの時間、Ｉｔｌａは前記ｔ２より７１１分間
前のｔｌａにおける電流検知器（２０）によって検知さ
れた電流値、Ｉｔ２は前記ｔ２経過時点の電流検知器（
２０）によって検知された電流値、ＪＩＩは　Ｉｔｌａ
−１ｔ２　　の値である。

第１０図において、曲線は室内側熱交換器（６）の温度
の時間的変化を示しており、Ｔｔ２ａは除霜運転終了ま
での時間ｔ３よりΔｔ２分間前の温度センサ（２１）に
よって検知された温度、Ｔｔ３は前記ｔ８経過後の温度
センサ（２１）によって検知された温度、ΔＴ２は　Ｔ
ｔ２ａ−Ｔｔ３　　の値である。

次に、上記のように構成された従来の空気調和機の除霜
制御装置の動作を説明する。

除霜運転の開始と終了を行なうときには、第８図のルー
チンがコールされる。

まず、ステップ５２０１で、除霜判定開始までの時間ｔ
１を経過したか判断され、経過していなければ以後の処
理は行なわない。経過したと判断された場合には、ステ
ップ５２０２に進む。ステップ５２０２では、定められ
た圧縮機（１）の連続運転時間ｔ２が経過したか判断さ
れ、経過していなければ以後の処理は行なわない。経過
したと判断された場合には、ステップ８２０３に進む。

ステップ８２０３で、室外側熱交換器（３）の着霜によ
る暖房能力の低下により、ΔＩＩが予め定められた設定
値「１」以上になれば、ステップ５２０４で四方弁（２
）をオフし、同時に、ステップ５２０５で室外送風機（
４）をオフして除霜運転を開始する。即ち、ΔＩｆとい
う時間的な電流降下によって着霜の有無を判断している
。一方、着霜が進んでいるにもかかわらず、ΔＩｆが設
定値１未満の場合には、ステップ５２０６でＩｔ２が予
め定められた設定値「２」未満であるか判断され、未満
の場合は除霜運転を開始する。設定値「２」以上の場合
には、ステップ５２０２に戻る。

除霜運転開始直後は温度センサ（２１）によって検知さ
れた温度は急に低下するが、室外側熱交換器（３）に付
着した霜の消滅に伴い、温度センサ（２１）によって検
知された温度は安定状態に移行することが実験で確認さ
れている。そこで、ステップ５２０７で、ΔＴ２が予め
定められた設定値「３」未満であれば、ｔ３の時点でス
テップ５２０８及びステップ５２０９により室外送風機
（４）と四方弁（２）を同時にオンして、除霜運転を停
止し、暖房運転に復帰する。一方、ΔＴ２が設定値３以
上であれば、ステップ５２１０で除霜運転が１０分間経
過したか判断する。１０分間以上経過している場合は、
除霜運転を終了し、１０分間未満の場合は、ステップ５
２０７に戻る。

即ち、室外側熱交換器（３）の霜が消滅したにもかかわ
らず、室外風速の影響等により温度センサ（２１）によ
る検知温度が安定でない場合には、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。

以上の動作において、圧縮機（１）、四方弁（２）、室
外送風機（４）の動作タイムチャートを示すと第１１図
のようになる。

即ち、暖房運転開始時は、圧縮機（１）、四方弁（２）
、室外送風機（４）とも同時にオンする。

次に、除霜運転開始条件を満足すると、四方弁（２）及
び室外送風機（４）をオフし、除霜運転を開始する。そ
して、除霜運転の終了条件を満足すれば、四方弁（２）
及び室外送風機（４）を同時にオンして、除霜運転を停
止し、暖房運転に復帰する。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の空気調和機の除霜制御装置は、上記のように構成
されており、除霜運転終了時は、四方弁（２）及び室外
送風機（４）を同時にオンし、暖房運転に復帰させてい
る。ところが、除霜運転で室外側熱交換器（３）に付着
した霜を融解させることはできるが、融解した水滴が十
分に流れ落ちないうちに暖房運転に復帰してしまうため
、水滴が室外側熱交換器（３）内の冷媒の蒸発による冷
却作用により室外側熱交換器（３）に氷結してしまう。

このため、所要の除霜効果を得ることができず、暖房運
転効率の低下をきたしていた。

そこで、本発明は、除霜運転によって融解した水滴を室
外側熱交換器から十分に取払ってから暖房運転に復帰さ
せることにより、所要の除霜効果と暖房運転効率を得る
ことができる空気調和機の除霜制御装置の提供を課題と
するものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明にかかる空気調和機の除霜制御装置は、除霜運転
開始制御手段により室外側熱交換器の除霜運転開始の制
御を行ない、除霜運転終了制御手段により除霜運転終了
の制御を行なうようにするとともに、除霜運転終了後に
室外送風機を運転し、所定時間経過後、四方弁を切換え
て暖房運転に復帰させる暖房運転復帰制御手段を設けた
ものである。

［作用］ 本発明においては、除霜運転終了時に、室外送風機をオ
ンすることにより、霜が融解して室外側熱交換器に付着
している水滴が吹飛ばされる。この後、四方弁をオンし
て暖房運転に復帰されるが、水滴が除去されているので
、冷媒の冷却作用による氷結が生じず、除霜効率は低下
しない。

［実施例コ 以下、本発明の実施例を第１図乃至第４図に基づいて説
明する。なお、本実施例においては空気調和機の冷凍サ
イクルの構造は従来例と同じであるので、これに関する
図示及び説明を省略し、ここでは除霜に関係する制御内
容について説明する。

第１図は本発明の一実施例による空気調和機の除霜制御
装置の制御回路図、第２図は本発明の一実施例による空
気調和機の除霜制御装置の機能ブロック図、第３図は第
２図の機能ブロック図の動作を説明するフローチャート
、第４図は本発明の一実施例による動作タイムチャート
である。図中、第５図乃至第１０図と同一符号は従来の
構成部分と同一または相当する部分であるから、ここで
はその説明を省略する。

第１図において、（９）は電子制御回路ユニットで、リ
レー出力端子（９ａ）、リレー出力端子（９ｂ）　、リ
レー出力端子（９Ｃ）、リレー出力端子（９ｄ）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（４
）を、リレー（１３）で四方弁（２）を夫々制御してい
る。

第２図おいて、（２４）は制御手段で、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）に基づいて除霜運転を終了させる。

次に、上記のように構成された本実施例の空気調和機の
除霜制御装置の動作を説明する。

除霜運転の開始と終了を行なうときには、第３図のルー
チンがコールされる。

ステップ５ＩＯＩからステップ５１０８までは従来例の
ルーチンのステップ５２０１からステップ５２０８まで
と同様に進み、まず、ステップ５１０１で、除霜判定開
始までの時間ｔｌを経過したか判断され、経過していな
ければ以後の処理は行なわない。経過したと判断された
場合には、ステップ５１０２に進む。ステップ５１０２
では、定められた圧縮機（１）の連続運転時間ｔ２が経
過したか判断され、経過していなければ以後の処理は行
なわない。経過したと判断された場合には、ステップ８
１０３に進む。

ステップ８１０３で、室外側熱交換器（３）の着霜によ
る暖房能力の低下により、ΔＩｆが予め定めた設定値「
１」以上になれば、ステップ５１０４で四方弁（２）を
オフし、同時に、ステップ５１０５で室外送風機（４）
をオフして除霜運転を開始する。即ち、Δ１１という時
間的な電流降下によって着霜の有無を判断する。一方、
着霜が進んでいるにもかかわらず、Δ１１が設定値１未
゛満の場合には、ステップ８１０６でＩｔ２が予め定め
られた設定値２未満であるか判断され、未満の場合は除
霜運転を開始する。設定値「２」以上の場合には、ステ
ップ５１０２に戻る。

次に、ステップ５１０７で、ΔＴ２が予め定められた設
定値「３」未満であれば、ｔ８の時点でステップ５１０
８により室外送風機（４）をオンして、除霜運転を停止
する。一方、ΔＴ２が設定値「３」以上であれば、ステ
ップ５１０９で除霜運転が１０分間経過したか判断する
。１０分間以上経過している場合は、除霜運転を終了し
、１０分間未満の場合は、ステップ５１０７に戻る。即
ち、室外側熱交換器（３）の霜が消滅したにもかかわら
ず、室外風速の影響等により室度センサ（２１）による
検知温度が安定でない場合には、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する。

このようにして、室外送風機（４）をオンして除霜運転
を終了した後は、ステップ５１１０で室外送風機（４）
がオンしてから所定時間Ｔａが経過したか判断する。そ
して、所定時間Ｔａ以上経過したならば、ステップ５１
１１に進み、四方弁（２）をオンして暖房運転に復帰す
る。所定時間Ｔａが経過していなければ、経過するまで
待つ。

以上の動作において、圧縮機（１）、四方弁（２）、室
外送風機（４）の動作タイムチャートを示すと第４図の
ようになる。

即ち、暖房運転開始時は、圧縮機（１）、四方弁（２）
、室外送風機（４）とも同時にオンする。

次に、除霜運転開始条件を満足すると、四方弁（２）及
び室外送風機（４）をオフし、除霜運転を開始する。そ
して、除霜運転の終了条件を満足すれば、室外送風機（
４）をオンする。次に、室外送風機（４）がオンしてか
ら所定時間Ｔａが経過後、四方弁（２）をオンして暖房
運転に復帰する。

このようにして、除霜運転終了時に、室外送風機（４）
のみをオンすることにより、除霜運転により融解した水
滴は室外送風機（４）の風によって吹き飛ばされるので
、所定時間Ｔａ経過後、四方弁（２）をオンして暖房運
転に復帰したときに、室外側熱交換器（３）には氷結は
生じていない。

このように、上記実施例の空気調和機の除霜制御装置は
、ステップ５１０１からステップ５１０６までの除霜運
転開始制御手段により室外側熱交換器（３）の除霜を開
始し、ステップ５１０７からステップ５１０９までの除
霜運転終了制御手段により除霜運転を終了するとともに
、除霜運転終了後に室外送風機（４）を運転し、所定時
間経過後、四方弁（２）を切換えて暖房運転に復帰させ
るステップ５１１０及びステップ５１１１の暖房運転復
帰制御手段を設けたものである。

したがって、上記実施例によれば、除霜運転終了時に、
室外送風機（４）をオンすることにより、霜が融解して
室外側熱交換器（３）に付着している水滴が吹飛ばされ
る。この後、四方弁（２）をオンして暖房運転に復帰さ
れるが、水滴が除去されているので、室外側熱交換器（
３）には冷媒の冷却作用による氷結が生じず、このため
、除霜効率の低下を防ぐことができる。そして、これに
伴い、所要の暖房運転効率を得ることができる。

ところで、上記実施例の室外側熱交換器（３）の除霜は
、四方弁（２）で冷媒の通路を切換え、暖房サイクルを
冷房サイクルに切換えることにより行なっているが、本
発明を実施する場合には、これに限定されるものではな
く、ヒータなどの加熱手段によって室外側熱交換器（３
）を加熱すること、或いは、そのまま放置することによ
って行なってもよい。この場合にも、同様にして、暖房
運転復帰制御手段により、室外側熱交換器（３）には氷
結は生じないので、除霜効率の低下を防ぐことができる
。

また、上記実施例の除霜運転の開始は空気調和機の運転
電流と設定値との比較により、また、除霜運転の終了は
室内側熱交換器（６）の温度の測定と除霜の経過時間に
より行なっているが、本発明を実施する場合には、これ
に限定されるものではなく、除霜の開始と終了の制御手
段は逆の組合わせであってもよく、或いは、開始と終了
とも同じ制御手段によってもよい。更に、別の手段によ
って、除霜運転の開始及び終了の制御を行なってもよい
。

［発明の効果］ 以上のように、本発明の空気調和機の除霜制御装置は、
除霜運転開始制御手段により室外側熱交換器の除霜を開
始し、除霜運転終了制御手段により除霜後に除霜運転を
終了するとともに、除霜運転終了後に室外送風機を運転
し、所定時間経過後、四方弁を切換えて暖房運転を復帰
させる暖房運転復帰制御手段を設けたものである。した
がって、除霜運転終了時に、室外送風機をオンすること
により、霜が融解して室外側熱交換器に付着している水
滴が吹飛ばされる。このため、所定時間経過後、四方弁
をオンして暖房運転に復帰しても、水滴が除去されてい
るので、室外側熱交換器には氷結は生じず、除霜効率の
低下が防がれ、暖房運転効率を向上させることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による空気調和機の除霜制御
装置の制御回路図、第２図は本発明の一実施例による空
気調和機の除霜制御装置の機能ブロック図、第３図は第
２図の機能ブロック図の動作を説明するフローチャート
、第４図は本発明の一実施例による動作タイムチャート
、第５図は従来の空気調和機の構成を示すブロック図、
第６図は従来の空気調和機の除霜制御装置の制御回路図
、第７図は従来の空気調和機の除霜制御装置の機能ブロ
ック図、第８図は第７図の機能ブロック図の動作を説明
するためのフローチャート、第９図は従来の空気調和機
の除霜運転における運転電流の時間的変化を示す特性図
、第１０図は従来の空気調和機の除霜運転における室内
側熱交換器の温度の時間的変化を示す特性図、第１１図
は従来の空気調和機の除霜制御装置の動作タイムチャー
トである。 図において、 ２：四方弁 ３：室外側熱交換器 ４：室外送風機 である。 なお、図中、同−符号及び同一記号は同一または相当部
分を示すものである。 代理人　弁理士　大君　増雄　外２名 第２図 設克儂 第７図 級！ｉ！懐 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　室外側熱交換器の除霜運転の開始を制御する除霜運転
   開始制御手段と、 前記除霜運転の終了を制御する除霜運転終了制御手段と
   、 前記除霜運転終了時に室外送風機を運転してから所定時
   間経過後、四方弁を切換えて暖房運転に復帰させる暖房
   運転復帰制御手段とを具備することを特徴とする空気調
   和機の除霜制御装置。