JPH04251144A - 空気調和装置の運転制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気調和装置の運転制
御装置に係り、特にデフロスト運転終了後における吐出
冷媒温度及び高圧側圧力の過上昇防止対策に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開昭５９―１７０６
６２号公報に開示される如く、空気調和装置の運転制御
装置として、暖房運転中に着霜が生じると、サイクルを
切り換えて、いわゆる逆サイクルデフロスト運転を行う
一方、デフロスト運転終了後には、サイクルを正サイク
ルに戻して暖房運転を行うとともに、室外熱交換器のフ
ァンを所定時間の間停止させた後運転させることにより
、デフロスト運転終了時に室外熱交換器に残留している
熱量を外部に放出することなく冷媒系統に還元して、冷
凍能力の向上を図ろうとするものは公知の技術である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のもののようにデフロスト終了後に室外ファンを停止
させると、運転効率が向上する反面、次のような問題が
あった。すなわち、逆サイクルデフロストによるデフロ
スト運転中に凝縮器となっていた室外熱交換器には比較
的高温の冷媒が貯溜されており、サイクル切り換え後に
この高温の冷媒が圧縮機に吸入されることになる。とこ
ろが、運転条件によっては、デフロスト運転の終了直前
に電動膨張弁の開度を絞ってポンプダウン運転を行い、
圧縮機への液バックを防止する等の制御をすることがあ
り、特にこのような場合には、高圧側圧力や吐出管温度
が一時的に過上昇して運転停止を招く等信頼性を損ねる
虞れがあった。

【０００４】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、デフロスト終了後における高圧の過
上昇を抑制する手段を講ずることにより、信頼性の向上
を図ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明の解決手段は、図１に示すように、圧縮機、室
外ファン（３ａ）を付設した室外熱交換器（３）、電動
膨張弁（５）及び室内熱交換器（６）を順次接続し、か
つサイクル切換え可能に構成されてなる冷媒回路（９）
を備えた空気調和装置を前提とする。

【０００６】そして、空気調和装置の運転制御装置とし
て、暖房運転中における上記室外熱交換器（３）の着霜
時、逆サイクルデフロスト運転を行うよう制御するデフ
ロスト運転制御手段（５１）と、該デフロスト運転制御
手段（５１）による逆サイクルデフロスト運転時、上記
電動膨張弁（５）の開度を大きくかつ終了直前に絞るよ
う制御する開度制御手段と、上記デフロスト運転制御手
段（５１）によるデフロスト運転の終了後、所定時間の
間上記室外ファン（３ａ）を停止させた後運転するよう
制御するファン制御手段（５２）とを設けるものとする
。

【０００７】さらに、上記デフロスト運転制御手段（５
１）によるデフロスト運転の終了後、上記ファン制御手
段（５２）の制御を強制的に停止させて、上記室外ファ
ン（３ａ）を上記所定時間よりも短い一定時間以上運転
させるよう制御するファン強制運転手段（５３）と、吐
出冷媒温度を検出する吐出温度検出手段（Ｔｈ２）と、
上記吐出温度検出手段（Ｔｈ２）の出力を受け、吐出冷
媒温度が所定温度を越えると上記ファン強制運転手段（
５３）の制御を停止させるよう制御する復帰手段（５４
）とを設ける構成としたものである。

【０００８】

【作用】以上の構成により、本発明では、空気調和装置
の暖房運転中、室外熱交換器（３）が着霜すると、デフ
ロスト運転制御手段（５１）により、四路切換弁（２）
を冷房サイクル側に切換えていわゆる逆サイクルデフロ
スト運転が行われ、除霜が完了すると再びサイクルを暖
房サイクルに切換えて暖房運転が行われる。そのとき、
開度制御手段により、デフロスト運転中、通常は電動膨
張弁（５）の開度を略全開にするよう制御されるが、デ
フロスト運転終了直前には、暖房復帰時における圧縮機
（１）への液バックを防止すべく電動膨張弁（５）開度
が絞られるので、冷媒回路（９）がポンプダウン状態と
なり、レシ―バ（６）に冷媒が貯溜され、冷媒の循環量
が低減した状態にある。

【０００９】次に、ファン制御手段（５２）により、デ
フロスト運転終了後所定時間が経過するまで室外ファン
（３ａ）の運転を停止させるよう制御されると、室外熱
交換器（３）に滞溜した高温の冷媒が圧縮機（１）に吸
入され、しかも、冷媒循環量が少ない状態であるので、
吐出冷媒温度が急激に上昇しようとする。そのとき、フ
ァン強制運転手段（５３）により室外ファン（３ａ）が
一定時間以上運転されるので、この間、冷媒の蒸発量が
増加し、室外熱交換器（３）の液冷媒が冷却されるとと
もに、圧縮機（１）への冷媒循環量が増大して、吐出冷
媒温度の瞬間的な過上昇が防止されることになる。そし
て、吐出温度検出手段（Ｔｈ２）で検出される吐出冷媒
温度が所定温度を越えると、復帰手段（５４）により、
上記ファン強制運転手段（５３）の制御が停止されるの
で、ファン制御手段（５２）により、デフロスト終了後
所定時間が経過するまでは室外ファン（３ａ）の運転が
停止されることになり、この間、高圧側圧力の上昇速度
が緩やかとなって、高圧側圧力の過上昇が防止される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図２以下の
図面に基づき説明する。

【００１１】図２は本発明を適用した空気調和装置の冷
媒配管系統を示し、（１）は圧縮機、（２）は冷房運転
時には図中実線のごとく、暖房運転時には図中破線のご
とく切換わる四路切換弁、（３）は室外ファン（３ａ）
を付設し、冷房運転時には凝縮器として、暖房運転時に
は蒸発器として機能する室外熱交換器、（４）は液冷媒
を貯留するためのレシ―バ、（５）は冷媒の減圧機能と
冷媒流量の調節機能とを有する電動膨張弁、（６）は室
内に設置され、冷房運転時には蒸発器として、暖房運転
時には凝縮器として機能する室内熱交換器、（７）は圧
縮機（１）の吸入管に介設され、吸入冷媒中の液冷媒を
除去するためのアキュムレ―タである。

【００１２】上記各機器（１）〜（７）は冷媒配管（８
）により順次接続され、冷媒の循環により熱移動を生ぜ
しめるようにした冷媒回路（９）が構成されている。な
お、（１３）は室外熱交換器（３）の液管側に介設され
た過冷却用キャピラリチュ―ブである。

【００１３】ここで、上記冷媒回路（９）の圧縮機（１
）吐出側には、吐出冷媒中の油を回収するための油回収
器（１０）が介設されていて、該油回収器（１０）から
圧縮機（１）−アキュムレ―タ（７）間の吸入管まで、
油回収器（１０）の油を圧縮機（１）の吸入側に戻すた
めの油戻し通路（１１）が流量調節弁（１２）を介して
設けられている。

【００１４】また、冷媒回路（９）の液管において、上
記レシ―バ（４）と電動膨張弁（５）とは、電動膨張弁
（５）がレシ―バ（４）の下部つまり液部に連通するよ
う共通路（８ａ）に直列に配置されており、共通路（８
ａ）のレシ―バ（４）上部側の端部である点（Ｐ）と室
外熱交換器（３）との間は、室外熱交換器（３）からレ
シ―バ（４）への冷媒の流通のみを許容する第１逆止弁
（Ｄ１）を介して第１流入路（８ｂ）により、上記共通
路（８ａ）の点（Ｐ）と室内熱交換器（６）との間は室
内熱交換器（６）からレシ―バ（４）への冷媒の流通の
みを許容する第２逆止弁（Ｄ２）を介して第２流入路（
８ｃ）によりそれぞれ接続されている一方、共通路（８
ａ）の上記電動膨張弁（５）他端側の端部である点（Ｑ
）と上記第１逆止弁（Ｄ１）−室外熱交換器（３）間の
点（Ｓ）との間は電動膨張弁（５）から室外熱交換器（
３）への冷媒の流通のみを許容する第３逆止弁（Ｄ３）
を介して第１流出路（８ｄ）により、共通路（８ａ）の
上記点（Ｑ）と上記第２逆止弁（Ｄ２）−室内熱交換器
（６）間の点（Ｒ）との間は電動膨張弁（５）から室内
熱交換器（６）への冷媒の流通のみを許容する第４逆止
弁（Ｄ４）を介して第２流出路（８ｅ）によりそれぞれ
接続されている。また、上記共通路（８ａ）のレシ―バ
上流側の１点（Ｗ）と第２流出路（８ｅ）の第４逆止弁
（Ｄ４）上流側の点（Ｕ）との間には、キャピラリチュ
―ブ（Ｃ）を介設してなる液封防止バイパス路（８ｆ）
が設けられており、圧縮機（１）の停止時における液封
を防止するようになされている。

【００１５】また、空気調和装置には、センサ類が配置
されていて、（Ｔｈ２）は圧縮機（１）の吐出管に配置
され、吐出冷媒温度Ｔ２　を検出する吐出温度検出手段
としての吐出管センサ、（Ｔｈｃ）は室外熱交換器（３
）の液管に配置され、冷房運転時には冷媒の凝縮温度、
暖房運転時には冷媒の蒸発温度を検出する外熱交センサ
、（Ｔｈａ）は室外熱交換器（３）の空気吸込口に配置
され、外気温度を検出する外気温センサ、（Ｔｈｅ）は
室内熱交換器（６）の液管に配置され、冷房運転時には
蒸発温度、暖房運転時には凝縮温度を検出する内熱交セ
ンサ、（Ｔｈｒ）は室内熱交換器（６）の空気吸込口に
配置され、吸込空気温度を検出する室温センサ、（ＨＰ
Ｓ）は高圧側圧力が上限に達すると作動して異常停止さ
せる保護用高圧スイッチ、（ＬＰＳ）は低圧側圧力が下
限に達すると作動して異常停止させる保護用低圧スイッ
チであって、上記各センサ類は、空気調和装置の運転を
制御するためのコントロ―ラ（図示せず）に信号の入力
可能に接続されており、該コントロ―ラにより、センサ
の信号に応じて各機器の運転を制御するようになされて
いる。

【００１６】上記冷媒回路（９）において、冷房運転時
には、室外熱交換器（３）で凝縮液化された液冷媒が第
１流通路（８ｂ）から共通路（８ａ）に流れてレシ―バ
（４）に貯溜され、電動膨張弁（５）で減圧された後、
第２流出路（８ｅ）を経て室内熱交換器（６）で蒸発し
て圧縮機（１）に戻る循環となる。また、暖房運転時に
は、室内熱交換器（６）で凝縮液化された液冷媒が第２
流通路（８ｃ）から共通路（８ａ）に流れてレシ―バ（
４）に貯溜され、電動膨張弁（５）で減圧された後、第
１流出路（８ｄ）を経て室外熱交換器（３）で蒸発して
圧縮機（１）に戻る循環となる。

【００１７】次にコントロ―ラによる暖房運転時の制御
内容について、図３のフロ―チャ―トに基づき説明する
。ステップＳＴ１で、上記外熱交センサ（Ｔｈｃ）で検
出される室外熱交換器（３）の温度Ｔｅ　に基づく着霜
信号を受けるまで、ステップＳＴ２で暖房運転を行い、
着霜信号を受けるとステップＳＴ３に進んで、デフロス
ト運転を行う。すなわち、四路切換弁（２）をオフつま
り冷房サイクル側に切換え、上記電動膨張弁（５）の開
度を略全開（例えば全開で５００パルスとして、４８０
パルス程度）にして吐出冷媒を室外熱交換器（３）に導
入することにより室外熱交換器（３）の着霜を解除する
。 一方、ステップＳＴ４で上記外熱交温度Ｔｅ　が回復し
て（例えば１０℃以上）着霜解除指令が出力されると、
ステップＳＴ５に移行して四路切換弁（２）をオンにつ
まり冷媒回路（９）を暖房サイクルに切換えて暖房運転
を再開する。そして、ステップＳＴ６で、デフロスト終
了後２０秒が経過したか否かを判別し、デフロスト終了
後２０秒が経過するまではステップＳＴ７に進んで、上
記室外ファン（３ａ）を運転する一方、デフロスト終了
後２０秒が経過すると、ステップＳＴ８に移行して、上
記吐出管センサ（Ｔｈ２）で検出される吐出冷媒温度Ｔ
２　が６０℃よりも高いか否かを判別する。そして、Ｔ
２　＞６０（℃）でなければそのまま室外ファン（３ａ
）の運転を継続し、Ｔ２　＞６０（℃）になると、ステ
ップＳＴ９に進んで室外ファン（３ａ）を停止させ、ス
テップＳＴ１０の判別で、デフロスト終了後３分間が経
過するまでは上記制御を行った後、ステップＳＴ１１で
室外ファン（３ａ）を運転する。すなわち、暖房運転を
再開してから２０秒が経過するまでは室外ファン（３ａ
）を運転し、室外熱交換器（３）のて冷媒を冷却して吐
出冷媒温度Ｔ２　の過上昇を抑制する一方、２０秒が経
過した後にＴ２　＞６０（℃）になると、高圧側圧力Ｈ
ｐ　や吐出冷媒温度Ｔ２　の過上昇の虞れが解消したも
のと判断し、室外ファン（３ａ）を停止させて、暖房効
率の低下を抑制するようにしている。

【００１８】なお、フロ―は省略するが、デフロスト運
転中、通常時は上述のごとく電動膨張弁（５）開度が略
全開に制御されるが、デフロスト運転が終了に近付き室
外熱交換器（３）の温度Ｔｅ　が５℃以上になると、電
動膨張弁（５）の開度を絞って（例えば３００パルス程
度に）、室外熱交換器（３）や液管中の液冷媒をレシ−
バ（４）に回収して、圧縮機（１）への液戻りを防止す
るようにしている。この制御により、本発明にいう開度
制御手段が構成されている。

【００１９】上記フロ―において、ステップＳＴ３の制
御により、本発明にいう運転制御手段（５１）が構成さ
れ、ステップＳＴ９〜ＳＴ１０の制御により、ファン制
御手段（５２）が構成されている。また、ステップＳＴ
７の制御により、ファン強制運転手段（５３）が構成さ
れ、ステップＳＴ８からＳＴ９に移行する制御により、
復帰手段（５４）が構成されている。

【００２０】したがって、上記実施例では、空気調和装
置の暖房運転中に室外熱交換器（３）が着霜すると、デ
フロスト運転制御手段（５１）により、四路切換弁（２
）を冷房サイクル側に切換えていわゆる逆サイクルデフ
ロスト運転が行われ、除霜が完了すると再びサイクルを
暖房サイクルに切換えて暖房運転が行われる。そのとき
、デフロスト運転中には、開度制御手段により、通常は
電動膨張弁（５）の開度を略全開にするよう制御される
が、デフロスト運転終了直前には、暖房復帰時における
圧縮機（１）への液バックを防止すべく電動膨張弁（５
）開度が絞られるので、冷媒回路（９）がポンプダウン
状態となり、レシ―バ（６）に冷媒が貯溜され、冷媒の
循環量が低減した状態にある。

【００２１】次に、デフロスト運転終了後の室外ファン
（３ａ）のオン・オフと高圧側圧力Ｈｐ　の変化につい
て図４に基づき説明すると、デフロスト運転が終了した
ときには（図中の時刻ｔ０　）、ファン制御手段（５２
）により、デフロスト運転終了後所定時間（上記実施例
では３分間）が経過するまで室外ファン（３ａ）の運転
を停止させるよう制御される。この室外ファン（３ａ）
の停止により、室外熱交換器（３）に滞溜した高温の冷
媒が圧縮機（１）に吸入されるので、上述のような冷媒
循環量の低減と相俟って吐出冷媒温度Ｔ２　が急激に上
昇する。ここで、上記実施例では、ファン強制運転手段
（５３）により室外ファン（３ａ）が一定時間（上記実
施例では２０秒間、図中の時刻ｔ１）以上運転されるの
で、この間、冷媒の蒸発量が増加し、高圧側圧力Ｈｐ　
は上昇するが（図４の時刻ｔ０　〜ｔ１　）、室外熱交
換器（３）の液冷媒が冷却されるとともに、圧縮機（１
）への冷媒循環量が増大するので吐出冷媒温度Ｔ２　の
瞬間的な過上昇が防止されることになる。

【００２２】一方、吐出管センサ（Ｔｈ２）で検出され
る吐出冷媒温度Ｔ２　が所定温度（６０℃）を越えると
、復帰手段（５４）により上記ファン強制運転手段（５
３）の制御が停止されるので、ファン制御手段（５２）
により、デフロスト終了後所定時間（３分間）が経過す
るまで室外ファン（３ａ）の運転が停止されることにな
り、この間、高圧側圧力Ｈｐ　の上昇速度が緩やかとな
り（図４の時刻ｔ２　〜ｔ３　の間参照）、高圧側圧力
の過上昇が生じることはない。すなわち、デフロスト運
転終了後暖房運転への切換え時における吐出冷媒温度Ｔ
２　の過上昇と高圧側圧力Ｈｐ　の過上昇とを防止する
ことができ、よって、信頼性の向上を図ることができる
。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
暖房運転中の室外熱交換器（３）の着霜時、逆サイクル
デフロスト運転を行い、その間電動膨張弁の開度を大き
くかつデフロスト運転終了直前には絞るように制御し、
デフロスト運転終了後は所定時間の間室外ファンを停止
させた後運転するようにした空気調和装置の運転制御装
置において、デフロスト運転終了後の所定時間以内の一
定時間以上は室外ファンを強制運転し、一定時間経過後
吐出冷媒温度が所定温度を越えると室外ファンの強制運
転を停止させるようにしたので、室外熱交換器の冷媒温
度の低下と冷媒蒸発量の増大とにより、吐出冷媒温度の
過上昇を防止しながら、その後の室外ファンの運転停止
により高圧側圧力の過上昇を抑制することができ、よっ
て信頼性の向上をｈｋａることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施例に係る空気調和装置の冷媒配管
系統図である。

【図３】暖房運転時における制御内容を示すフロ―チャ
―ト図である。

【図４】デフロスト運転終了後における室外ファンのオ
ン・オフ及び高圧側圧力の変化を示すタイムチャ―ト図
である。

【符号の説明】

１　　　　圧縮機 ３　　　　室外熱交換器 ３ａ　　室外ファン ５　　　　電動膨張弁 ６　　　　室内熱交換器 ９　　　　冷媒回路 ５１　　デフロスト運転制御手段 ５２　　ファン制御手段 ５３　　ファン強制運転手段 ５４　　復帰手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　圧縮機、室外ファン（３ａ）を付設し
   た室外熱交換器（３）、電動膨張弁（５）及び室内熱交
   換器（６）を順次接続し、かつサイクル切換え可能に構
   成されてなる冷媒回路（９）を備えた空気調和装置にお
   いて、暖房運転中における上記室外熱交換器（３）の着
   霜時、逆サイクルデフロスト運転を行うよう制御するデ
   フロスト運転制御手段（５１）と、該デフロスト運転制
   御手段（５１）による逆サイクルデフロスト運転時、上
   記電動膨張弁（５）の開度を大きくかつ終了直前に絞る
   よう制御する開度制御手段と、上記デフロスト運転制御
   手段（５１）によるデフロスト運転の終了後、所定時間
   の間上記室外ファン（３ａ）を停止させた後運転するよ
   う制御するファン制御手段（５２）とを備えるとともに
   、上記デフロスト運転制御手段（５１）によるデフロス
   ト運転の終了後、上記ファン制御手段（５２）の制御を
   強制的に停止させて、上記室外ファン（３ａ）を上記所
   定時間よりも短い一定時間以上運転させるよう制御する
   ファン強制運転手段（５３）と、吐出冷媒温度を検出す
   る吐出温度検出手段（Ｔｈ２）と、上記吐出温度検出手
   段（Ｔｈ２）の出力を受け、吐出冷媒温度が所定温度を
   越えると上記ファン強制運転手段（５３）の制御を停止
   させるよう制御する復帰手段（５４）とを備えたことを
   特徴とする空気調和装置の運転制御装置。