JPH04131668A - 空気調和装置の除霜運転制御装置 - 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） 本発明は、空気調和装置の除霜運転制御装置に関し、詳
しくは除霜運転時間を短縮したものに関する。

（従来の技術） 本出願人は、除霜運転制御装置として、先に特開昭６３
−２９０３７０号公報において、除霜回路を暖房サイク
ルとは逆サイクルとして除霜運転を行う場合に、除霜運
転の期間を２種に区分し、室外熱交換器に着霜した霜の
全てが融解するまでの融解期間と、この融解した霜の全
てがドレンとして落下し終るまでのドレン落下期間とし
て（第２図参照）、後者の期間についてはドレン落下に
熱量の付与が不要であることから、前者の融解期間だけ
圧縮機を運転し除霜運転する一方、後者のドレン落下期
間は圧縮機を小容量で運転、ないし停止させて、その分
、エネルギー消費を低減したものを提案している。

（発明が解決しようとする課題） ところで、着霜した霜が全て融解した融解期間の後のド
レン落下期間では、融解した霜（ドレン）は自然落下す
るので、霜の全てが融解した時点で除霜運転を終了し、
暖房運転を再開すれば、ドレン落下期間の経過を待たず
、早期に暖房運転を再開でき、室内快適性の点で好まし
い。

しかしながら、上記提案のものでは、除霜回路が逆（冷
房）サイクルであるため、融解期間の経過時に暖房サイ
クルに戻すと、低温の冷媒が室外熱交換器に流通し、そ
の熱交換器温度が低下して、融解した霜が再び着霜し始
めるため、ドレン落下期間の経過を待って暖房運転を再
開する必要があり、融解期間の経過の時点で早期に暖房
運転を再開できない憾みがあった。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、上記の融解期間が経過した時点で早期に暖房運転
を再開し得る除霜運転制御装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明では、除霜回路を逆
サイクルに代えて正（暖房）サイクルのもので構成し、
室外熱交換器の温度を０℃以上に保持することによって
融解した霜の再着霜を防止しつつ、高温冷媒の熱量を室
内熱交換器に供給するようにする。

つまり、本発明の具体的な解決手段は、圧縮機、室内熱
交換器、電動膨張弁、室外送風ファンを有する室外熱交
換器を順次閉回路に接続した冷媒循環系統を有し、暖房
運転可能とした空気調和装置において、上記室外熱交換
器の着霜時に高温冷媒を該室外熱交換器における冷媒循
環系統の冷媒導入側に供給し除霜する除霜手段と、上記
室外熱交換器に着霜した霜の全量が融解したことを検出
する融解検出手段と、該融解検出手段により霜の全量の
融解が検出されたとき、上記除霜手段を停止させると共
に、上記室外熱交換器の温度を０℃以上に保持しつつ、
高温冷媒の有する熱量を室内熱交換器に供給するよう上
記電動膨張弁を大開度に制御する制御手段とを設ける構
成としている。

また、上記の構成を前提として、融解検出手段により箱
の全量の融解が検出されたとき、室外送風ファンを設定
時間の間、強制的に運転するファン制御手段を設ける。

さらに、融解検出手段を、室外熱交換器のフィンの温度
が０℃を越えて上昇したことを検出するもので構成する
。

（作用） 上記の構成により、本発明では、除霜運転時には、室内
熱交換器には圧縮機からの高温冷媒の一部又は全部が流
通しながら、その高温冷媒又は他の高温冷媒が室外熱交
換器に流通する正サイクルで除霜が進行する。

そして、着霜した霜の全てが融解した時点で、上記の室
外熱交換器に対する高温冷媒の流通が停止されて、その
除霜運転が終了する。また、この時点で、制御手段によ
って電動膨張弁の弁開度が大開度に調整されて、それま
で室外熱交換器に与えられていた高温冷媒の熱量が室内
熱交換器に供給されるので、その後のドレン落下期間の
経過を待たずに早期に暖房運転が再開されることになる
。

しかも、室内熱交換器への熱量の供給については、室外
熱交換器の温度が０℃以上に保持するように行われるの
で、室外熱交換器で融解した霜の再着霜が有効に防止さ
れる。

その場合、暖房運転再開後の設定期間の間は、室外熱交
換器では融解した霜がドレンとして落下している状態で
あり、この状態で室外送風ファンが強制的に運転される
ので、それによる風でドレンの落下を促進させることが
できる。

また、室外熱交換器に着霜した霜の全量が融解したこと
の検出を、室外熱交換器のフィンの温度が０℃を越えて
上昇したことで検出するので、構成が簡易である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の空気調和装置の除霜運転
制御装置によれば、室外熱交換器に着霜した霜の全てが
融解した時点で除霜運転を終了し、その融解した霜の再
着霜を防止しながら暖房運転を再開できるので、除霜運
転の時間を短縮でき、早期に暖房運転を再開できて、室
内快適性の向上を図ることができる。

特に、着霜した霜の全てが融解し、これがドレンとして
落下する状況では、室外送風ファンを強制的に運転すれ
ば、そのドレンの落下を促進させることができる。また
、着霜した霜の全量が融解したことの検出を、室外熱交
換器のフィンの温度が０℃を越えて上昇したことで検出
すれば、構成を簡易にできる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図において、（１）は圧縮機、（２）は室内送風フ
ァン（２ａ）を有する室内熱交換器、（３）は電動膨脹
弁、（４）は室外送風ファン（４ａ）を有する室外熱交
換器、（５）は四路切換弁であって、上記の機器は冷媒
配管（６）・・・によって閉回路に接続されて冷媒循環
系統（８）が形成されている。上記四路切換弁（５）の
実線位置への切換時には、実線矢印で示すように圧縮機
（１〉から吐出された高温冷媒を室内熱交換器（２）に
流して室内を暖房し、これにより液化した低温冷媒を室
外熱交換器（４）に流して外気から吸熱し再び高温冷媒
として圧縮機（１）に戻すことを繰返す。これに対し、
四路切換弁（５）の破線位置への切換時には、破線矢印
で示すように圧縮機（１）から吐出された高温冷媒を室
外熱交換器（４）に流して外気に放熱し、これにより液
化した低温冷媒を室内熱交換器（２）に流して室内を冷
房し再び高温冷媒として圧縮機（１）に戻すことを繰返
す。

また、上記圧縮機（１）の吐出側と四路切換弁（５）の
間の冷奴配管（６）には、除霜用の冷奴配管（９）が接
続され、該冷媒配管（９）の他端は電動膨脹弁（３）と
室外熱交換器（４）との間の冷媒配管（６）に接続され
ていて、該除霜用の冷媒配管（９）の途中には、該配管
（９）を開閉する除霜用の電磁弁（１０）が介設されて
いる。該電磁弁（ｌＯ）は、四路切換弁（５）の実線位
置の暖房運転時に室外熱交換器（４）に着霜が生じたと
き開制御される。

よって、上記の構成により、室外熱交換器（４）の着霜
時には、圧縮機（１）から吐出された高温冷奴であるホ
ットガスの一部を除霜用の冷媒配管（９）を経て、室外
熱交換器（４）における冷媒循環系統（８）の冷媒導入
側に供給して、その除霜を正サイクルで行うようにした
除霜手段（１２）を構成している。

さらに、上記室外熱交換器（４）には、そのフィンの温
度を検出する温度センサ（１４）が設けられ、その検出
信号は、内部にＣＰＵ等を有するコントローラ（１５）
に入力されている。

上記コントローラ（１５〉は、室外熱交換器（４）にホ
ットガスが流通する除霜運転時に、温度センサ（１４）
からのフィン温度信号に基いて、第２図に示すように、
そのフィン温度がホットガスの流通により０℃未満の値
から上昇し０℃の温度に達した後、０℃を越えた時点ｔ
ｏを検出することにより、室外熱交換器（４）に着霜し
た霜の全量が融解したことを検出する機能を有し、該コ
ントローラ（１５）によりＷ解検出手段（１７）を構成
している。

次に、コントローラ（１５）による圧縮機（１）　、　
電動膨脹弁（３）、除霜用の電磁弁（１０）、室内外の
送風ファン（２ａ）　、　（４ａ）の制御を第３図に基
いて説明する。

四路切換弁（５）が第１図実線位置に切換っな状態で暖
房運転が行われている際、室外熱交換器（４）が着霜し
、図中時点ｔ１で除霜運転が要求されると、圧縮機（１
）を高回転数に制御し、これにより圧縮機（ｌ〉、冷媒
配管（６）に蓄熱し、室内熱交換器（２）の能力を高め
る。

その後、予め設定した期間が経過し時間ｔ２になると、
除霜用の電磁弁（１ｏ）を開制御すると共に電動膨脹弁
（３）の開度を大きく制御する。また、室内外の送風フ
ァン（２ａ）　、　（４ａ）を停止する。これにより、
室内熱交換器（２〉を能力の低い蒸発器として作用させ
ると共に、圧縮機（１）から吐出されたホットガスの一
部を除霜用の冷媒配管（９）を経て室外熱交換器（４）
の冷媒導入側に供給し、上記蓄熱した熱量を室外熱交換
″Ｊ５（４）に与えて、室外熱交換器（４）を凝縮器と
して作用させて、除霜運転を開始する。

そして、上記の除霜運転によりフィン温度が上昇し、着
霜した霜が融解し始めて、フィン温度が０℃を越えた時
点ｔ、で霜の全量が融解したことが検出されると、この
時点で除霜運転を終了し直ちに暖房運転を再開するべく
、除霜用の電磁弁（１０）を閉制御すると共に電動膨脹
弁（３）の開度を暖房運転時の開度よりも大きい設定開
度に制御する。

また、室外送風ファン（４ａ）を高回転数で運転すると
共に、室内送風ファン（，２ａ）を低回転数で運転する
。これにより、除霜用の冷媒配管（９）が閉じ、室外熱
交換器（４）へのホットガスの流通が阻止されるので、
除霜運転が停止するとともに、この室外熱交換器（４）
では上記融解した霜が強風によりドレンとして素早く落
下する。また、室内熱交換器（２）が小能力の凝縮器と
して作用するので、高温冷媒の有する熱量が室内熱交換
器（２）に供給されて、室内の暖房運転が再開される。

そして、設定タイマ時間が経過し、又は設定ドレン量が
検出されると、時間ｔ４にて圧縮機（１）の回転数、室
内外の送風ファン（２ａ）　、（４ａ）の回転数、及び
電動膨脹弁（３）の開度を各々元の値に戻して、通常の
暖房運転を行う。

よって、時間ｔ３の時点で霜の全量が融解したことが検
出されたときには、除霜用の電磁弁（１０）の閉制御に
よって室外熱交換器（４）へのホットガスの流通を阻止
して除霜手段（１２〉を停止させるとともに、電動膨脹
弁（３）の開度を暖房運転時の開度よりも大きい設定開
度に制御することにより、室外熱交換器（４）の温度を
０℃以上に保持しつつ、室内熱交換器（２）を小能力の
凝縮器として作用させて、該室内熱交換器（２）に高温
冷媒の有する熱量を供給するようにした制御手段（１８
）を構成している。

また、時間ｔ、の時点で霜の全量が融解したことが検出
されたときに、室外送風ファン（４ａ）を高回転数で運
転し、この運転をタイマの経過又は設定ドレン量の検出
時まで続行することにより、室外送風ファン（４ａ）を
設定時間の間、強制的に運転するようにしたファン制御
手段（１９）を構成している。

尚、上記の制御では、時間ｔ２にて室外熱交換器（４）
にホットガズを流通させるときに、電動膨脹弁（３）の
開度を大きく制御したが、これに代えて、第４図に示す
ように、電動膨脹弁（３）の開度を大きく絞ることによ
り、圧縮機（１）から吐出されたホットガスのほぼ全量
を除霜用の冷媒配管（９〉から室外熱交換器（４）に導
入して、より多くの熱量を室外熱交換器（４）に供給す
るようにしてもよい。

したがって、上記実施例においては、室外熱交換器（４
）にホットガスが流通する除霜運転によって時間ｔ、の
時点で箱の全量が融解すると、除霜用の電磁弁（ｌＯ）
の閉制御により冷媒循環系統（８）は通常の暖房サイク
ルになるけれども、電動膨脹弁（３）の開度が、通常の
暖房運転時における開度よりも大きい設定開度に制御さ
れることにより、室外熱交換器（４）の能力をほぼ零に
して室外熱交換器（４）の温度を０℃以上に保持できる
と共に、室内熱交換器（２）をその室内送風ファン（２
ａ）の低回転により小能力の凝縮器として作用させるこ
とができるので、室外熱交換器（４）での融解した霜の
再着霜を防止しながら、全量の霜の融解した時点ｔ３に
て、ドレン落下期間（ｔｉ〜ｔ４）の経過を待つことな
く、室内を早期に暖房空調することができる。

しかも、上記融解した霜は、室外送風ファン（４ａ）の
高回転により、強風を受けてその落下が促進される。

尚、上記実施例では、除霜手段（１２）として、ホット
ガスを除霜用の冷媒配管（９）を通して室外熱交換器（
４）に供給するもので構成したが、本発明はこれに限定
されず、他の構成のもの１例えば圧縮機の吐出冷媒を吸
入側に戻す配管を設け、除霜運転時に上記実施例のよう
な電動膨脹弁（３）を開制御すると共に、上記の配管を
開いて吐出冷媒を圧縮機吸入側に戻す構成のものでもよ
い。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は全体構成図、第
２図は着霜した霜が融解し落下するまでのフィン温度及
び落下ドレン量特性を示す図、第３図はコントローラに
よる除霜運転制御を示す図、第４図は制御の変形例を示
す図である。 （３）・・・電動膨脹弁、（４）・・・室外熱交換器、
（４ａ）・・・室外送風ファン、（８）・・・冷媒循環
系統、（ｌＯ）・除霜用の電磁弁、（１２）・・・除霜
手段、（１４）・・・温度センサ、（１５）・・・コン
トローラ、（１７）・・・融解検出手段、り１８〉・・
・制御手段、（１９）・・・ファン制御手段。 ばか１名 （１４）・・・温度センサ （１５）・・・コントローラ 第 囚

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機（１）、室内熱交換器（２）、電動膨脹弁
   （３）、室外送風ファン（４ａ）を有する室外熱交換器
   （４）を順次閉回路に接続した冷媒循環系統（８）を有
   し、暖房運転可能とした空気調和装置において、上記室
   外熱交換器（４）の着霜時に高温冷媒を該室外熱交換器
   （４）における冷媒循環系統（８）の冷媒導入側に供給
   し除霜する除霜手段（１２）と、上記室外熱交換器（４
   ）に着霜した霜の全量が融解したことを検出する融解検
   出手段（１７）と、該融解検出手段（１７）により霜の
   全量の融解が検出されたとき、上記除霜手段（１２）を
   停止させると共に、上記室外熱交換器（４）の温度を０
   ℃以上に保持しつつ、高温冷媒の有する熱量を室内熱交
   換器（２）に供給するよう上記電動膨脹弁（３）を大開
   度に制御する制御手段（１８）とを備えたことを特徴と
   する空気調和装置の除霜運転制御装置。
2. （２）融解検出手段（１７）により霜の全量の融解が検
   出されたとき、室外送風ファン（４ａ）を設定時間の間
   、強制的に運転するファン制御手段（１９）を備えた請
   求項（１）記載の空気調和装置の除霜運転制御装置。
3. （３）融解検出手段（１７）は、室外熱交換器（４）の
   フィンの温度が０℃を越えて上昇したことを検出するも
   のである請求項（１）記載の空気調和装置の除霜運転制
   御装置。