JPH0566490B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、セパレート形ヒートポンプ式空気調
和機の除霜制御装置に関するもので、特に室外側
燃交換機の着霜を室内側で検知し得るようにした
空気調和機に関する。

従来の技術 従来、特公昭59−34255号公報に示されるよう
に、室内側熱交換器の温度変化と室内温度の変化
の両者に基づいて室外側熱交換器への着霜状態を
検知し、暖房運転と除霜運転を制御する技術が開
発されている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、かかる従来の構成は、温度検出
素子が複数必要となり、自と回路が複雑化する問
題がある。さらに、空気調和機においては、室内
側の送風量が任意に可変設定されることが常であ
り、そのためにも従来の技術に風量補正手段を加
味させることは、一層回路を複雑化にしてしま
う。しかも、かかる構成は熱交換器を流れている
途中の気液混合冷媒温度を検出しているため、着
霜時と未着霜時の温度変化が小さく、微小な範囲
で着霜判定を行わなければならず、検出精度が安
定しない問題がある。

また近年、マイクロコンピユータにて複雑な信
号処理を行わせ、制御装置を構成することが多い
が、従来技術のように入力信号源（温度検出素
子）が多いことは、そのプログラム作成に当つて
も弊害のもとであり、プログラムの簡素化にも限
界がある。

以上のように、従来の技術には問題点が多々あ
り、改善が要求されるものである。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、従来技術
の利点を損うことなく、構成の簡素化がはかれる
除霜制御装置を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明は、第１図
に示すように冷凍サイクルを暖房サイクルから除
霜サイクルに制御する制御装置を、前記圧縮機の
運転開始からの時間を計測する時間計測手段と、
あらかじめ設定された時間を記憶している設定時
間記憶手段と、前記時間計測手段により検出した
時間と前記設定時間記憶手段に設定された時間の
一致を検出し出力する第１の比較手段と、前記室
内側熱交換器の冷媒入口側に連結された配管の温
度を検出する温度検出手段と、暖房サイクルを除
霜サイクルに切換える境界値温度を記憶した設定
温度記憶手段と、前記温度検出手段により検出し
た温度が前記設定温度記憶手段に記憶された境界
値温度より低下したことを検出し出力する第２の
比較手段と、前記第１の比較手段による設定時間
経過信号と前記第２の比較手段による境界値低下
信号により、暖房サイクルから除霜サイクルへの
切換えを判定する判定手段と、前記判定手段の出
力に応じて前記冷凍サイクルを暖房運転から除霜
運転へ制御する選択出力手段より構成したもので
ある。

作 用 この構成により、暖房運転開時から所定時間が
経過するまでは暖房運転が確保され、その所定時
間経過後において、温度検出手段の検出温度によ
り、除霜運転が制御される。

実施例 以下、本発明の一実施例を第２図〜第５図を参
照にして説明する。

第２図は、本発明の一実施例を示す冷凍サイク
ル図である。

同図において、冷凍サイクルは圧縮機１、四方
切換弁２、室内側熱交換器３、減圧器４、室外側
熱交換器５を順次連結することにより構成されて
いる。６は配管温度検出素子であり、暖房時にお
いて室内側熱交換器３（凝縮器）の冷媒入口側と
なる配管に取り付けられている。この場合、冷房
運転時は同図の実線矢印の方向に冷媒が流れ、暖
房運転時には四方切換弁２が切換わることにより
同図の破線矢印の方向に冷媒が流れるようになつ
ている。

さらに、上記圧縮機１、四方切換弁２、減圧器
４、室外側熱交換器５および室外送風機８によつ
て室外ユニツトＡが構成されている。また上記室
内側熱交換器３および室内送風機７、さらに配管
温度検出素子６、タイマ機能および温度調節機能
などがプログラムされたマイクロコンピユータ
（以下、マイコンと略称する）を有する運転制御
部（図示せず）は室内ユニツトＢに設けられてい
る。ここで、配管温度検出素子６は、室内送風機
７の送風の影響を受けない風回路からはげれた箇
所に取付けられている。また、室内ユニツトＢの
近辺でもよい。

第３図は運転制御部における主要回路図であ
る。同図において、マイコン９内には運転時間を
判定するタイムセーフ回路を記憶する記憶部１
０、この記憶部１０に記憶されたタイムセーフ回
路と入力値とのアンド回路から適宜出力信号を発
生する駆動信号発生手段１１を有している。この
マイコン９の入力側にはコンパレータ１２を介し
て温度検出手段である配管温度検出素子６（例え
ば配管サーミスタあるいは熱電対素子等）および
抵抗１３と必要に応じて抵抗値が変えられる温度
設定用抵抗１４，１５が接続されている。また出
力側には、スイツチ用トランジスタTR₁〜TR₄を
介して駆動手段である四方切換弁コイルを駆動す
るリレーR₁、室内送風機７を駆動するリレーR₂、
室外送風機８を駆動するリレーR₃、圧縮機１を
駆動するリレーR₄が接続されている。

ここで、第３図の構成と第１図の構成を対比す
ると、配管温度検出素子６および抵抗１３は第１
図の温度検出手段に相当し、コンパレータ１２は
第１図の第２の比較手段に相当し、抵抗１４，１
５と配管温度検出素子６によつて作られる信号は
第１図の設定温度記憶手段の信号に相当し、記憶
部１０を含むマイコン９は第１図の設定時間記憶
手段、時間計測手段、第１の比較手段、判定手
段、選択出力手段に相当し、中でも駆動信号発生
手段１１は判定手段、選択出力手段に相当する。

次に、暖房運転の開始から除霜運転に至るまで
の動作について説明する。

圧縮機１の吐出冷媒温度をTd、圧縮機１の吸
入冷媒温度をTs、圧縮機１の吐出圧力をPd、圧
縮機１の吸入圧力をPsとし、ポリトロープ指数
をｎ（ただし１＜ｎ＜Ｋの関係で、Ｋは断熱圧縮
指数）とすると、吐出冷媒温度Tdは次式で表わ
される。

Td＝Ts・（Pd／Ps）^n-1/n したがつて、室外側熱交換器５が未着霜時は吸
入冷媒温度Tsが高く、又吐出冷媒温度Tdも高
い。そして外気が下がり、着霜が成長するにつれ
て、吸入冷媒温度Tsは低下し、吐出冷媒温度Td
も下がる。本発明における配管温度検出素子６
は、室内側熱交換器３の入口配管に設けられ、圧
縮機１から吐出された高温高圧の過熱域冷媒ガス
が流れる部分の温度を検出するが、実際その温度
は吐出ガスに比べて内外接続配管等での熱損失に
より所定温度低下した温度である。

したがつて、第４図に示すように室外側熱交換
器５が未着霜時は圧縮機１の吸入冷媒温度Ts、
室内側熱交換器３の入口配管温度ｔはともに高
く、着霜が進むにつれて徐々に低下し、そして暖
房能力を大幅に低下させる着霜に至ると、室内側
熱交換器３の入口配管温度ｔは極端に低下する。
すなわち、入口配管温度ｔが設定配管温度t₁以下
になれば暖房能力は低下し、着霜が進んでいるの
で除霜する必要がある。このように、室内側熱交
換器３の入口配管温度ｔは、過熱域冷媒ガスの温
度であるため、室内送風機７の風量の影響を受け
にくく、室内側熱交換器３の入口配管温度にて適
確な除霜運転の判断を行うことができる。

以上の説明に基づき、第３図に示す制御回路
は、第５図に示すフローチヤートの内容の制御を
行う。

すなわち、第５図のステツプ１で示すように暖
房運転が開始されると、マイコン９で所定時間Ｔ
のタイマーカウントがセツトされる（ステツプ
２）。このタイマーカウントセツトは、暖房運転
開始からＴ時間（例えば１時間）暖房運転を確保
するためのもので、例えば強制的にＴ時間暖房を
連続することも一つの手段である。

そしてタイマーカウントがセツトされると、ス
テツプ３でＴ時間経過が判定される。Ｔ時間経過
するまでは暖房運転が継続される。

そしてＴ時間が経過するとステツプ４へ移り、
配管温度検出素子６による配管温度ｔの読み込み
が行われ、ステツプ５に移つて配管温度ｔが設定
配管温度t₁よりも低いかが判定される。具体的に
は第３図のコンパレータ１２が判定する。

そしてステツプ５の条件が満足されるとステツ
プ６へ移り、除霜運転が開始される。すなわち、
第３図のトランジスタTR₁，TR₂，TR₃，TR₄が
それぞれ動作し、四方切換弁２を切換え、必要に
応じてその前に圧縮機１を一定時間停止し、室内
送風機７および室外送風機８を停止する。そして
冷房サイクルにて除霜を行う。この除霜運転の内
容は従来周知のため、詳細な説明を省略する。ま
た暖房運転の復帰についても従来より周知の如
く、適宜手段にて実施できる。

なお、本実施例においては、除霜運転を暖房サ
イクルから冷房サイクルへの切換えによつて行う
ようにしたが、例えば暖房サイクルを維持したま
まとして室外側熱交換器へ別途蓄熱していた冷媒
を流す構成あるいは、別熱源にて霜を溶かす構成
としてもよいことは言うまでもない。また圧縮機
１は除霜運転へ切換え時には連続運転とし、暖房
運転復帰前に一時停止させるようにしてもよい。

発明の効果 以上述べたように本発明によれば、上記した構
成により、過熱域冷媒ガスの温度を室内側熱交換
器入口配管にて検出し、室内風量の影響をあまり
受けずに、適確な除霜運転を温度検出１点で行う
ことができ、構成が非常に簡単であり、また冷媒
が暖房を行う熱量を十分に有しているか否かの判
定が室内側熱交換器の入口側で行えるため、実際
の暖房能力の有無を確実に判断して除霜を行うこ
とができる。すなわち、本発明は完全に着霜が発
生している冷媒の温度が熱交換器の入口部、中間
部に差がなく、未着霜時に入口冷媒温度の方が中
間部の冷媒温度に比べて著しく高い点に着眼し、
入口側の冷媒温度を検出することによつて、未着
霜から着霜に至るまでの温度変化が大きくとれ、
１点の温度検出で限界に近い暖房能力を引き出す
ことができる。また本発明は、暖房開始から一定
時間経過するまで着霜を検出しないため、その一
定時間は暖房能力が確保され、快適さが損われる
こともない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の除霜制御装置を機能実現手段
で表現したブロツク図、第２図は本発明の一実施
例を示す空気調和機の冷凍サイクル図、第３図は
同空気調和機における除霜制御装置の回路図、第
４図は同除霜制御装置における室内側熱交換器へ
流入する冷媒温度と圧縮機吸入冷媒温度の関係を
示す特性図、第５図は同除霜制御装置の動作内容
を示すフローチヤートである。 １……圧縮機、２……四方切換弁、３……室内
側熱交換器、５……室外側熱交換器、６……配管
温度検出素子、９……マイクロコンピユータ、１
０……記憶部、１１……駆動信号発生手段、１２
……コンパレータ、１３，１４，１５……温度設
定用抵抗、Ａ……室外ユニツト、Ｂ……室内ユニ
ツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮機、室内側熱交換器、減圧装置、室外側
   熱交換器を具備した冷凍サイクルに、暖房サイク
   ルと除霜サイクルを切換えるサイクル切換手段を
   設け、さらに前記サイクル切換手段を暖房サイク
   ルから除霜サイクルに切換える制御装置を、前記
   圧縮機の運転開始からの時間を計測する時間計測
   手段と、あらかじめ設定された時間を記憶してい
   る設定時間記憶手段と、前記時間計測手段により
   検出した時間と前記設定時間記憶手段に設定され
   た時間の一致を検出し出力する第１の比較手段
   と、前記室内側熱交換器の冷媒入口側に連結され
   た配管のうち過熱域冷媒ガスが流れる部分の温度
   を検出する温度検出手段と、暖房サイクルを除霜
   サイクルに切換える境界値温度を記憶した設定温
   度記憶手段と、前記温度検出手段により検出した
   温度が前記設定温度記憶手段に記憶された境界値
   温度より低下したことを検出し出力する第２の比
   較手段と、前記第１の比較手段による設定時間経
   過信号と前記第２の比較手段による境界値低下信
   号により、暖房サイクルから除霜サイクルへの切
   換えを判定する判定手段と、前記判定手段の出力
   に応じて前記サイクル切換手段を駆動する出力手
   段より構成するとともに、前記制御装置を室内ユ
   ニツトに設けたセパレート形空気調和機の除霜制
   御装置。