JPH10170109A - 空気調和機の除霜制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気調和機において、除霜運転終了時に、四
方弁切替による圧力変動による流体力を低く抑え、配管
振動を防止する。 【解決手段】 本発明の除霜制御方法は、圧縮機１、四
方弁２、室外熱交換器３、室外絞り機構５、室内熱交換
器８、室内絞り機構９を備える空気調和機において、暖
房運転中に室外熱交換器３に付着した着霜を除去するた
め、冷媒を冷凍サイクルで循環させる除霜運転の終了時
に、室内絞り機構８を微小開度に絞り、それから所定時
間後に四方弁を切り替え、続いて暖房運転に復帰させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機の除霜
制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術としては、例えば特開平６−
２９９６号公報に開示される如く、液配管にバイパス配
管、レシーバを取り付け除霜時の振動を防止する事例が
ある。また、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、アキュー
ムレータ、室外絞り機構、室内熱交換器、室内絞り機
構、これらを制御する制御装置よりの構成において、暖
房運転中に室内熱交換器で凝縮された液冷媒が流入する
ために室外熱交換器に着霜があり、除霜指令を受けると
四方弁が切り替わり、逆サイクルつまり冷房サイクルと
なり、室外熱交換器に圧縮機から高温の該冷媒が流入
し、着霜が融解するまで逆サイクル除霜運転を行う。除
霜運転終了後には、再び四方弁が切り替わり、正サイク
ルに切り替えて暖房運転に復帰するように制御すること
は公知の技術である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
逆サイクル除霜運転において、除霜運転中サイクル内の
ガス配管（圧縮機から四方弁を経て室内熱交換器を接続
する配管）には低圧ガス冷媒に液冷媒が含まれて流れて
いるが、除霜運転が終了し四方弁が切り替わるとガス配
管に高圧ガス冷媒が流れるため、この圧力変動により、
流体力が起こりガス配管が振動するという問題があっ
た。

【０００４】本発明の目的は逆サイクル除霜運転終了前
に四方弁切替による圧力変動の流体力を低く抑え、配管
振動を防止することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第１の空気調和機の除霜制御方法（以下、
単に除霜制御方法という）は、少なくとも圧縮機、四方
弁、室外熱交換器、室外絞り機構、室内熱交換器及び室
内絞り機構が配管接続されて冷凍サイクルを形成する空
気調和機において、暖房運転中に室外熱交換器に付着し
た着霜を除去するため、冷媒を冷凍サイクルで循環させ
る除霜運転の終了時に、室内絞り機構を微小開度に絞っ
た後に四方弁を切り替え、続いて暖房運転に復帰させる
ことを特徴とする。そして室内絞り機構を微小開度に絞
った状態を所定時間維持した後に四方弁を切り替えるこ
とが好ましい。

【０００６】また、本発明の第２の除霜制御方法は、上
記空気調和機において除霜運転の終了時に、室内絞り機
構を微小開度に絞った後、室外熱交換器と圧縮機間のガ
ス配管中の圧力が所定値以下に低下した時に四方弁を切
り替え、続いて暖房運転に復帰させることを特徴とす
る。

【０００７】また、本発明の第３の除霜制御方法は、上
記空気調和機において除霜運転の終了時に、室内絞り機
構を微小開度に絞ると共に圧縮機の吐出流量を低下させ
た後に、四方弁を切り替え、続いて暖房運転に復帰させ
ることを特徴とする。

【０００８】空気調和機の除霜運転中、室内空気温度を
できるだけ下げないようにするため室内絞り機構を暖房
時より絞ると、ガス配管には低圧ガス冷媒に液冷媒が含
まれて流れる。除霜運転が終了し四方弁が切り替わると
高圧ガス冷媒が流れるため、この圧力変動により流体力
が発生する。この流体力は配管内の冷媒の流速、冷媒の
比重、配管の断面積に比例して大きくなる。本発明の第
１〜第３いずれかの除霜制御方法においては、暖房除霜
運転終了時に、ガス配管内の冷媒のかわき度を上げなが
ら低圧圧力を下げることにより、ガス配管内の冷媒の比
重を下げ、その後四方弁切り替えることにより、冷媒圧
力変動の流体力を低く抑え、配管の振動を防止する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面により説明する。 （実施の形態１）図１は、本発明の除霜制御方法を採用
する空気調和機主要部の構成を示す図である。１は圧縮
機、２は四方弁、３は室外熱交換器、４はアキュームレ
ータ、５は室外絞り機構、６は圧力センサ、７はレシー
バ、８は室内熱交換器、９は室内絞り機構、１０は制御
装置、１１は液側配管サーミスタ、１２は外気サーミス
タである。

【００１０】空気調和機の暖房運転における冷媒の流れ
は概して次のとおりである。冷媒は、圧縮機１で高温高
圧に圧縮されてガス冷媒となり、四方弁２を介して室内
熱交換器８に供給され、ここで室内空気と熱交換して室
内空気を温めると共に自らは凝縮されて液冷媒となる。
この液冷媒は、室外絞り機構５で減圧され、室外熱交換
器３で熱交換して外気から熱を吸収してガス冷媒とな
り、四方弁２、アキュームレータ５を介して圧縮機１に
戻る。この暖房運転の際、室外熱交換器３には外気と接
する箇所に着霜が生じ、外気の流入を妨げることが起き
る。

【００１１】このため暖房運転中、制御装置１０は、除
霜運転が必要か否かの判定を行う。制御装置１０は、あ
る一定の時間暖房運転をし、かつ室外熱交換器３の液側
配管サーミスタ１１および外気温度サーミスタ１２の検
出温度が所定の温度以下であるという条件を満たす時
に、室外熱交換器３に着霜があると判断し、除霜指令を
出力する。ここで液側配管１４は室外熱交換器３と室内
熱交換器８との間を接続する配管である。

【００１２】制御装置１０からの除霜指令が出力される
と、四方弁２が切り替わり、暖房サイクルから冷房サイ
クルとなる。すなわち、圧縮機１で高温高圧に圧縮され
てガス冷媒は、四方弁を介して室外熱交換器３に供給さ
れ、ここで外気と熱交換して凝縮されて液冷媒となりる
と共に室外熱交換器３に熱を与えて着霜を融解する。こ
の液冷媒は、室内絞り機構９で減圧され、室内熱交換器
８で熱交換して室内空気から熱を吸収して、ガス冷媒と
なり、四方弁２、アキュームレータ５を介して圧縮機１
に戻る。この除霜運転は室外熱交換器３の着霜が融解す
るまで行う。

【００１３】除霜運転中、室内熱交換器８から四方弁２
間を接続するガス配管１３には低圧ガス冷媒が流れてい
るが、室内温度をあまり下げないように室内側の吹き出
し空気温度の低下をおさえる制御を採用している場合に
は、室内絞り機構９の開度が低いために、室内熱交換器
８の熱交換量が不足気味であり、ここで熱交換ができな
かった低圧液冷媒が、低圧ガス冷媒中に混ざり、ガス配
管中の冷媒のかわき度は小さくなり、冷媒の比重が大き
くなる。

【００１４】除霜を終了し、四方弁を切り替えて暖房サ
イクルとすると、ガス配管１３はには、圧縮機から高圧
ガス冷媒が、それまでの低圧ガス冷媒の流れ方向の逆方
向より流れ込み、このときの高圧ガス冷媒の流れにより
流体力が配管に作用する。このときの流体力Ｆは Ｆ＝ρ×Ａ×ｖ² ρ：冷媒の比重、Ａ：配管の断面積、ｖ：冷媒の流速 で表される。除霜後に圧縮機から高圧ガス冷媒がガス配
管１３に流入し始めた状態では、ガス配管１３中の冷媒
の比重が大きくなっており、流体力は大きくなってしま
い、配管が振動することがある。

【００１５】本実施の形態では、図２に示すように、四
方弁２及び室内絞り機構９を制御することにより、除霜
終了後に起きる配管の振動を防止する。すなわち、制御
装置１０は、室外熱交換器３の着霜が融解したとの信号
を受信した時に、まず室内絞り機構９を微少開度まで絞
り込んでガス配管中の冷媒が流れ込む量を微少に調整
し、これを一定時間維持する。これにより室内熱交換器
８の熱交換量が不足時にも、ガス配管１３中に液冷媒が
流れ込むことを抑止し、ガス配管１３中の圧力を低くす
ることができ、ガス配管１３中の冷媒の比重を所定値以
下に小さくすることができる。そして上記の室内絞り機
構９絞り込みを一定時間維持した後に、四方弁４を暖房
サイクル方向に切り替えると同時に室内絞り機構９の開
度を暖房運転時の開度に復帰させる。かくして、圧縮機
１からガス配管１３内へ高圧ガス冷媒が流れ込んでも、
その時点でのガス配管１３中の冷媒の比重が小さいた
め、流体力は小さく、振動を防止できる。

【００１６】（実施の形態２）本実施の形態では、除霜
運転中に室内熱交換器８から四方弁２を介して圧縮機１
に戻る冷媒の圧力を測定する圧力センサ６を設けてい
る。図３に示すように、制御装置１０は、室外熱交換器
３の着霜が融解したとの信号を受信した時に、室内絞り
機構９を微少開度まで絞り込んでこの状態を維持し、圧
力センサ６の検出値が所定値以下になった時に四方弁４
を暖房サイクル方向に切り替え、それと同時に室内絞り
機構９の開度を暖房サイクル時のそれに復帰させる。こ
れにより、流体力を小さく抑止できるとともに、実施の
形態１のように一定時間の室内絞り機構９の絞り込みで
なく、除霜時間を最小限として空調の快適性を改善する
効果がある。

【００１７】（実施の形態３）実施の形態３の除霜は、
図４に示すように、制御装置１０は、室外熱交換器３の
着霜が融解したとの信号を受信した時に、室内絞り機構
９を微少開度まで絞り込むと共に圧縮機１の吐出量を減
少させて所定時間維持することにより、圧縮機１側であ
る高圧側とガス配管１３中の低圧側との圧力差を小さく
する。それから四方弁２を切り替えて、その時に流れる
高圧ガス冷媒の流速を抑止することにより流体力を小さ
く抑止するようにしたものである。このように室内絞り
機構９と圧縮機の両方を制御することにより、実施の形
態１、２よりもさらに除霜時間を短縮できる効果があ
る。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の空気調和
機の除霜制御方法は、ガス配管内の冷媒のかわき度を上
げながら低圧圧力を下げてガス配管内の冷媒の比重を下
げ、その後に四方弁切り替えるように構成するので、四
方弁切り替えによる冷媒圧力変動の流体力を低く抑え、
ガス配管の振動を防止できるという優れた効果を有する
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の除霜制御方法を採用する空気調和機の
冷凍サイクル系統図である。

【図２】本発明の実施の形態１の除霜制御のタイムチャ
ートである。

【図３】本発明の実施の形態２の除霜制御のタイムチャ
ートである。

【図４】本発明の実施の形態３の除霜制御方法のタイム
チャートである。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 四方弁 ３ 室外熱交換器 ４ アキュームレータ ５ 室外絞り機構 ６ 圧力センサ ７ レシーバ ８ 室内熱交換器 ９ 室内絞り機構 １０ 制御装置 １１ 液側配管サーミスタ １２ 外気サーミスタ １３ ガス配管 １４ 液側配管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 戸草 健治 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所空調システム事業部内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも圧縮機、四方弁、室外熱交換
   器、室外絞り機構、室内熱交換器及び室内絞り機構が配
   管接続されて冷凍サイクルを形成する空気調和機の除霜
   制御方法において、暖房運転中に室外熱交換器に付着し
   た着霜を除去するため、冷媒を冷凍サイクルで循環させ
   る除霜運転の終了時に、室内絞り機構を微小開度に絞っ
   た後に四方弁を切り替え、続いて暖房運転に復帰させる
   ことを特徴とする空気調和機の除霜制御方法。
2. 【請求項２】 前記室内絞り機構を微小開度に絞ってか
   ら所定時間後に前記四方弁を切り替える請求項１記載の
   空気調和機の除霜制御方法。
3. 【請求項３】 少なくとも圧縮機、四方弁、室外熱交換
   器、室外絞り機構、室内熱交換器及び室内絞り機構が配
   管接続されて冷凍サイクルを形成する空気調和機の除霜
   制御方法において、暖房運転中に室外熱交換器に付着し
   た着霜を除去するため、冷媒を冷凍サイクルで循環させ
   る除霜運転の終了時に、室内絞り機構を微小開度に絞っ
   た後、室外熱交換器と圧縮機間のガス配管中の圧力が所
   定値以下に低下した時に四方弁を切り替え、続いて暖房
   運転に復帰させることを特徴とする空気調和機の除霜制
   御方法。
4. 【請求項４】 少なくとも圧縮機、四方弁、室外熱交
   換器、室外絞り機構、室内熱交換器及び室内絞り機構が
   配管接続されて冷凍サイクルを形成する空気調和機の除
   霜制御方法において、暖房運転中に室外熱交換器に付着
   した着霜を除去するため、冷媒を冷凍サイクルで循環さ
   せる除霜運転の終了時に、室内絞り機構を微小開度に絞
   るとともに圧縮機の吐出流量を低下させた後に、四方弁
   を切り替え、続いて暖房運転に復帰させることを特徴と
   する空気調和機の除霜制御方法。