JPH07167473A - 空気調和機の除霜運転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 室外熱交換器に着霜する霜の量を検出するこ
とにより、除霜運転の開始を常に最適な時期に行い、さ
らに除霜運転中に補助暖房装置を運転することにより、
暖房を行う能力の低下を防ぐ。 【構成】 室外交換器４に取り付けられた温度センサの
電圧値に基づいて室外空気湿球温度を算出する湿球温度
算出手段６と、この湿球温度算出手段６により算出した
室外空気湿球温度に基づき前記室外熱交換器４に着霜し
た霜の積算着霜量を算出する積算着霜量算出手段７と、
前記室外熱交換器４に着霜した霜を除霜する除霜手段８
と、前記積算着霜量算出手段７により算出した積算着霜
量に基づき除霜運転開始時期を判断し、前記除霜手段８
を作動させる除霜開始制御手段９と、一定時間後に前記
除霜手段８の動作を終了させる除霜終了制御手段10とに
より構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気調和機の除霜運転
制御装置に関し、詳しくは除霜運転の開始時期を最適に
するための制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の空気調和機の除霜運転制御装置で
は、予め除霜運転の開始条件式を室外熱交換器の温度，
室外熱交換器の吸込温度および経過時間に基づいて一義
的に決定し、この条件式を満たすときに室外熱交換器の
着霜時と判断し、除霜運転を開始する構成である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の除霜運転制御装置では、圧縮機を能力制御する場合
には、室外熱交換器に着霜する霜の量が圧縮機の能力状
態に応じて変化してくるため、除霜運転を開始する時期
が異なり、前記従来のように一義的に条件を設定する場
合では、着霜量が少ない状態で除霜運転が開始された
り、除霜運転が遅すぎたりする問題が生じる。さらに除
霜運転中は、暖房運転が停止しているため、暖房を行う
能力が著しく低下していた。

【０００４】本発明の目的は、室外熱交換器に着霜する
霜の量を検出することにより、除霜運転の開始が常に最
適な時期に行え、さらに除霜運転中に補助暖房装置を運
転することにより、暖房を行う能力の低下を防げる空気
調和機の除霜運転制御装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、圧縮機と、室内熱交換器と、絞り機構
と、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、暖房運転を可能とした空気調和機において、室
外空気湿球温度を算出する湿球温度算出手段と、この湿
球温度算出手段により算出した室外空気湿球温度に基づ
き前記室外熱交換器に着霜した霜の積算着霜量を算出す
る積算着霜量算出手段と、前記室外熱交換器に着霜した
霜を除霜する除霜手段と、前記積算着霜量算出手段によ
り算出した積算着霜量に基づき除霜運転開始時期を判断
して、前記除霜手段を作動させる除霜開始制御手段と、
一定時間後に前記除霜手段を終了させる除霜終了制御手
段とを備えたことを特徴とする。

【０００６】また前記湿球温度算出手段は、前記室外熱
交換器に取り付けた湿度センサの電圧値に基づいて算出
するものであることを特徴とする。

【０００７】また前記湿球温度算出手段は、前記室内熱
交換器の凝縮能力を室内吹出温度もしくは室内熱交換器
配管温度と、室内吸込温度との温度差および空気通過流
量に基づいて算出し、この凝縮能力と圧縮機の入力に基
づいて前記室外熱交換器の蒸発能力を算出し、この蒸発
能力と室外熱交換器の蒸発温度に相当する飽和空気のエ
ンタルピに基づいて算出するものであることを特徴とす
る。

【０００８】また前記除霜開始制御手段は、前記積算着
霜量算出手段に基づき除霜運転を開始する一定時間前に
除霜運転開始事前信号を出力し、補助暖房装置の運転開
始信号とするものであることを特徴とする。

【０００９】また前記除霜終了制御手段は、除霜運転を
終了する一定時間前に除霜運転終了事前信号を出力し、
補助暖房装置の運転終了信号とするものであることを特
徴とする。

【００１０】

【作用】前記構成の空気調和機の除霜運転制御装置で
は、暖房運転中、室外熱交換器に実際に着霜している霜
の量を積算着霜量算出により直接把握することができる
ため、圧縮機が能力制御され、圧縮機の能力状態に応じ
て着霜量が変化する場合でも、除霜運転の開始を常に最
適に行うことが可能になり、さらに除霜運転中に補助暖
房装置を運転することにより、暖房を行う能力低下を抑
えることが可能となる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１２】図１は本発明の一実施例の構成を示すブロ
ック図であり、圧縮機１と、室内熱交換器２と、絞り機
構３と、室外熱交換器４を順次閉回路に接続した冷媒循
環系統５を有し、暖房運転を可能としており、室外空気
湿球温度を算出する湿球温度算出手段６と、この湿球温
度算出手段６により算出した室外空気湿球温度に基づき
前記室外熱交換器４に着霜した霜の積算着霜量を算出す
る積算着霜量算出手段７と、前記室外熱交換器４に着霜
した霜を除霜する除霜手段８と、前記積算着霜量算出手
段７により算出した積算着霜量に基づき除霜運転開始時
期を判断し、前記除霜手段８を作動させる除霜開始制御
手段９と、一定時間後に前記除霜手段８の動作を終了さ
せる除霜終了制御手段10とにより構成されている。

【００１３】前記湿球温度算出手段６での算出は、室外
熱交換器４に取り付けられた湿度センサ(図示せず)の電
圧値に基づいて行われる。さらに湿球温度算出手段６
は、前記室内熱交換器２の凝縮能力を室内吹出温度もし
くは室内熱交換器配管温度と、室内吹出温度との温度差
および空気通過流量に基づいて算出し、この凝縮能力と
圧縮機１の入力に基づいて前記室外熱交換器４の蒸発能
力を算出し、この蒸発能力と室外熱交換器４の蒸発温度
に相当する飽和空気のエンタルピに基づいて算出する。

【００１４】前記除霜開始制御手段９は、前記積算着霜
量算出手段７に基づき除霜運転を開始する一定時間前に
除霜運転開始事前信号を出力し、補助暖房装置11の運転
開始信号とする。

【００１５】また前記除霜終了制御手段10は、除霜運転
を終了する一定時間前に除霜運転終了事前信号を出力
し、補助暖房装置11の運転終了信号とする。

【００１６】図２は本実施例の制御動作のフローチャー
トであり、スタートして、室外吸込空気湿球温度を求め
るために、まずステップ(Ｓ1)で室内熱交換器の凝縮能
力Ｑcを室内吹出空気温度Ｔoと、室内吸込空気温度Ｔi
に基づいて以下の(数１)の式によって算出する。

【００１７】

【数１】Ｑc＝ＧaＫ(Ｔo−Ｔi) Ｇa：室内熱交換器を通過する空気の重量流量 Ｋ ：空気の定圧比熱 次にステップ(Ｓ2)で圧縮機の電気入力Ｗを式Ｗ＝Ｖ×
Ｉによって算出する。

【００１８】続いてステップ(Ｓ3)で室外熱交換器の蒸
発能力Ｑeを前記凝縮能力Ｑcと圧縮機の電気入力Ｗに基
づいて以下の(数２)の式から算出する。

【００１９】

【数２】Ｑe＝Ｑc−Ｗ−Ｒ Ｒ ：熱損失 そしてステップ(Ｓ4)で室外吸込空気湿球温度Ｗiの算出
を行う。室外熱交換器の蒸発能力Ｑeは、室外吸込空気
のエンタルピＩaと蒸発温度に相当する飽和空気のエン
タルピＩsに基づいて、以下の(数３)の式により得られ
る。

【００２０】

【数３】Ｑe＝Ｇaβ(Ｉa−Ｉs) β ：エンタルピ効率 前記(数３)の式を変形すると室外吸込空気のエンタルピ
Ｉaが、

【００２１】

【数４】Ｉa＝Ｑe／Ｇaβ−Ｉs となり、ステップ(Ｓ3)によって算出した室外熱交換器
の蒸発能力Ｑeを用いることで室外吸込空気のエンタル
ピＩaが求まる。この室外吸込空気のエンタルピＩaと室
外吸込空気乾球温度Ｄiより室外吸込空気湿球温度Ｗiが
算出できる。

【００２２】ここでステップ(Ｓ1)からステップ(Ｓ4)ま
でを室外熱交換器４に取り付けた湿度センサの出力する
電圧値により室外空気湿球温度を算出することが可能で
ある。

【００２３】ステップ(Ｓ5)で単位時間当たりの着霜量
ΔＦを、ステップ(Ｓ4)で求めた室外吸込空気湿球温度
Ｗiに基づいて以下の(数５)の式から算出する。

【００２４】

【数５】ΔＦ＝Ｇaα(Ｗi−Ｗs) α ：室外熱交換器の熱伝達率 Ｗs：蒸発温度に相当する飽和空気の絶対湿度 この単位時間当たりの着霜量ΔＦをスタートより積算す
ることで積算着霜量Ｆを算出する。

【００２５】そして、ステップ(Ｓ6)により、ステップ
(Ｓ5)で算出した積算着霜量Ｆを除霜開始事前着霜量Ｆ1
と比較する。そして、Ｆ＜Ｆ1のときには(Ｓ6のNO)、ス
テップ(Ｓ1)に戻って以上の算出ステップを繰り返し、
Ｆ≧Ｆ1のときには(Ｓ6のYES)、ステップ(Ｓ7)で補助暖
房装置の運転の確認を行い、停止中のときは(Ｓ7のN
O)、ステップ(Ｓ8)で運転を開始してステップ(Ｓ1)に戻
って以上の算出ステップを繰り返し、運転中のときは
(Ｓ7のYES)、ステップ(Ｓ9)で積算着霜量Ｆを除霜開始
着霜量Ｆ2と比較する。そして、Ｆ＜Ｆ2のときには(Ｓ9
のNO)、ステップ(Ｓ1)に戻って以上の算出ステップを繰
り返し、Ｆ≧Ｆ2のときには(Ｓ9のYES)、ステップ(Ｓ1
0)で除霜運転を開始する。

【００２６】さらに、ステップ(Ｓ11)で除霜開始からの
時間Ｔを除霜終了事前時間Ｔ1と比較する。そしてＴ＜
Ｔ1のときには(Ｓ11のNO)、ステップ(Ｓ10)に戻って以
上の算出ステップを繰り返し、Ｔ≧Ｔ1のときには(Ｓ11
のYES)、ステップ(Ｓ12)で補助暖房装置の運転の確認を
行い、運転中のときは(Ｓ12のYES)、ステップ(Ｓ13)で
運転を終了し、ステップ(Ｓ10)に戻って以上の算出ステ
ップを繰り返し、終了時は(Ｓ12のNO)、ステップ(Ｓ14)
で除霜開始からの時間Ｔを除霜終了時間Ｔ2と比較す
る。そして、Ｔ＜Ｔ2のときには(Ｓ14のNO)、ステップ
(Ｓ10)に戻って以上の算出ステップを繰り返し、Ｔ≧Ｔ
2のときには(Ｓ14のYES)、ステップ(Ｓ15)で除霜運転を
終了する。

【００２７】したがって、室外熱交換器４に着霜してい
る霜の量を直接把握し、一定の着霜量で常に除霜運転を
開始できるため、圧縮機１が状況に応じて能力制御さ
れ、圧縮機１の能力状態に応じて着霜量が変化する場合
でも、除霜運転の開始を常に最適に行うことができ、ま
た除霜運転中に補助暖房装置を運転することにより、暖
房を行う能力低下を抑制することが可能になる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、各請求項に記載さ
れた本発明の空気調和機の除霜運転制御装置は、暖房運
転中、室外熱交換器に実際に着霜している霜の量を積算
着霜量算出により直接把握することができるため、圧縮
機が能力制御され、圧縮機の能力状態に応じて着霜量が
変化する場合でも、除霜運転の開始を常に最適に行うこ
とができる。

【００２９】また、除霜運転中に補助暖房装置を運転す
ることにより、暖房を行う能力低下を抑制することが可
能である。

【００３０】さらに、一定の着霜量で除霜運転が常に開
始されるため、除霜運転の終了時期を一義的に設定する
ことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気調和機の除霜運転制御装置の一実
施例の構成を示すブロック図である。

【図２】本実施例の除霜運転制御のフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１…圧縮機、 ２…室内熱交換器、 ３…絞り機構、
４…室外熱交換器、 ５…冷媒循環系統、 ６…湿球温
度算出手段、 ７…積算着霜量算出手段、 ８…除霜手
段、 ９…除霜開始制御手段、 10…除霜終了制御手
段、 11…補助暖房装置。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機と、室内熱交換器と、絞り機構
   と、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、暖房運転を可能とした空気調和機において、室
   外空気湿球温度を算出する湿球温度算出手段と、この湿
   球温度算出手段により算出した室外空気湿球温度に基づ
   き前記室外熱交換器に着霜した霜の積算着霜量を算出す
   る積算着霜量算出手段と、前記室外熱交換器に着霜した
   霜を除霜する除霜手段と、前記積算着霜量算出手段によ
   り算出した積算着霜量に基づき除霜運転開始時期を判断
   して、前記除霜手段を作動させる除霜開始制御手段と、
   一定時間後に前記除霜手段を終了させる除霜終了制御手
   段とを備えたことを特徴とする空気調和機の除霜運転制
   御装置。
2. 【請求項２】 前記湿球温度算出手段は、前記室外熱交
   換器に取り付けた湿度センサの電圧値に基づいて算出す
   るものであることを特徴とする請求項１記載の空気調和
   機の除霜運転制御装置。
3. 【請求項３】 前記湿球温度算出手段は、前記室内熱交
   換器の凝縮能力を室内吹出温度もしくは室内熱交換器配
   管温度と、室内吸込温度との温度差および空気通過流量
   に基づいて算出し、この凝縮能力と圧縮機の入力に基づ
   いて前記室外熱交換器の蒸発能力を算出し、この蒸発能
   力と室外熱交換器の蒸発温度に相当する飽和空気のエン
   タルピに基づいて算出するものであることを特徴とする
   請求項１記載の空気調和機の除霜運転制御装置。
4. 【請求項４】 前記除霜開始制御手段は、前記積算着霜
   量算出手段に基づき除霜運転を開始する一定時間前に除
   霜運転開始事前信号を出力し、補助暖房装置の運転開始
   信号とするものであることを特徴とする請求項１記載の
   空気調和機の除霜運転制御装置。
5. 【請求項５】 前記除霜終了制御手段は、除霜運転を終
   了する一定時間前に除霜運転終了事前信号を出力し、補
   助暖房装置の運転終了信号とするものであることを特徴
   とする請求項１記載の空気調和機の除霜運転制御装置。