JPH1194330A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な速暖性を確実に維持しながら除霜運転
を行うことが可能な空気調和機を提供する。 【解決手段】 室外熱交換器を蒸発器として機能させて
行う暖房運転と、室外熱交換器への着霜を除去する除霜
運転と、圧縮機の運転周波数を上昇させる等して第１基
準時間Ｔ_PWR のあいだ通常の暖房運転時よりも暖房能力
を大きくして行う高能力運転とを可能に構成する。高能
力運転を開始した後、第２基準時間Ｔ_DEFが経過するま
でに除霜要求があったときは直ちに除霜運転を開始する
が、第２基準時間Ｔ_DEF が経過した後に除霜要求があっ
たときは、高能力運転が終了するまで除霜運転への突入
を遅延させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、暖房運転と、除
霜運転と、通常の暖房運転時よりも暖房能力を大きくし
て行う高能力運転とが可能に構成された空気調和機に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記のような空気調和機では、インバー
タによって圧縮能力可変に制御される圧縮機、室外熱交
換器、減圧機構、室内熱交換器をその冷媒回路中に備
え、室外熱交換器を蒸発器として機能させるとともに室
内熱交換器を凝縮器として機能させて暖房運転を行う。
そしてこの暖房運転中に、圧縮機の運転周波数とインバ
ータへの入力電流の制御基準値とを所定時間のあいだ上
昇させ、これによって通常の暖房運転時よりも暖房能力
を大きくして行う高能力運転を可能とし、速暖性を向上
させることができるようになっている。

【０００３】またこれらの暖房運転や高能力運転を継続
して行うと、気温の低い屋外で蒸発器として機能する室
外熱交換器に着霜を生じることがある。生じた着霜をそ
のまま放置しておくと室外熱交換器の熱交換効率が低下
するので、このような場合、上記空気調和機では除霜運
転を行うようになっている。この除霜運転は、室外熱交
換器に設けたサーミスタによって検出した室外熱交換器
温度を所定の除霜開始温度と比較し、室外熱交換器温度
が除霜開始温度よりも低くなったときに除霜要求があっ
たと判断して開始されるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記除霜運転
は、一般に室内熱交換器から室内へ放出するはずであっ
た熱量を室外熱交換器に付与することにより、室外熱交
換器に生じた着霜を溶融し除去するものである。従って
上記着霜を放置すれば暖房能力が低下するのは上述の通
りであるが、除霜運転を行って室外熱交換器に生じた着
霜を除去しても、少なくともこの除霜運転中は図４に示
すように暖房能力が低下してしまうこととなる。そのた
め従来の空気調和機では、特に高能力運転中に除霜運転
が開始されることによって速暖性が阻害され、却って暖
房快適性が損われるような事態が生じる場合があるとい
う問題があった。

【０００５】この発明は上記従来の欠点を解決するため
になされたものであって、その目的は、良好な速暖性を
確実に維持しながら除霜運転を行うことが可能な空気調
和機を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで請求項１の空気調
和機は、室外熱交換器３を蒸発器として機能させて行う
暖房運転と、上記室外熱交換器３への着霜の除去を除霜
要求に応じて行う除霜運転と、所定の第１基準時間Ｔ
_PWR のあいだ通常の暖房運転時よりも暖房能力を大きく
して行う高能力運転とが可能に構成された空気調和機に
おいて、上記高能力運転を開始してから上記第１基準時
間Ｔ_PWR よりも短い所定の第２基準時間Ｔ_DEF が経過し
た後に除霜要求があったときは、少なくとも上記高能力
運転が終了するまで除霜運転への突入を遅延させること
を特徴としている。

【０００７】外気温や湿度等が同一の条件下では、通常
の暖房運転中よりも高能力運転中の方が室外熱交換器３
への着霜量は多くなる傾向にある。しかしながら上記高
能力運転は、所定の第１基準時間Ｔ_PWR が経過すると終
了するものである。従って高能力運転中に除霜運転を開
始し、生じた着霜を溶融することによって速暖性を維持
するメリットは、除霜要求があってから高能力運転を終
了するまでの時間が短いほど小さくなる。これに対し高
能力運転中に除霜運転を行うことで暖房能力が低下し、
これによって速暖性が損われることとなるデメリット
は、除霜要求の発生時にかかわらずほぼ一定である。

【０００８】そして上記請求項１の空気調和機では、高
能力運転開始後、所定の第２基準時間Ｔ_DEF が経過した
後に除霜要求があったときは、少なくとも高能力運転が
終了するまで除霜運転への突入を遅延させている。従っ
て除霜運転を行うことで却って速暖性が損われるのを回
避することが可能となる。

【０００９】また請求項２の空気調和機は、上記第２基
準時間Ｔ_DEF は、高能力運転開始後、所定時間が経過し
た時に生じた除霜要求に対して、直ちに除霜運転を行っ
た場合の第１基準時間Ｔ_PWR 内の平均暖房能力と、除霜
運転を行わなかった場合の第１基準時間Ｔ_PWR 内の平均
暖房能力とを比較したとき、除霜運転を行わなかった場
合の平均暖房能力が除霜運転を行った場合の平均能力を
上回ることとなる上記所定時間として設定されているこ
とを特徴としている。

【００１０】上記請求項２の空気調和機では、高能力運
転中に除霜運転を開始することの上記メリットが、その
デメリットを確実に上回ることとなるので、高能力運転
による速暖性を確実に維持、発揮することが可能とな
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、この発明の空気調和機の具
体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説
明する。

【００１２】図２は上記空気調和機のブロック図であ
る。この空気調和機は、インバータ８によって圧縮能力
可変に駆動される圧縮機１を備え、この圧縮機１の吐出
管１ａと吸入管１ｂとが四路切換弁２の１次ポートに接
続されている。そしてこの四路切換弁２の２次ポートに
は、室外熱交換器３、減圧器４、室内熱交換器５の介設
された冷媒循環路６が接続されている。また上記室外熱
交換器３には室外ファン９が並設されるとともに室外熱
交換器温度を検出するサーミスタ１４が付設され、室内
熱交換器５には室内ファン１０が並設されている。さら
に上記インバータ８には交流電源１１が接続されるが、
インバータ８の入力側には交流電源１１からの入力電流
値を検出するためのカレントトランス１２が設けられて
いる。そしてこのカレントトランス１２で検出された入
力電流値や上記サーミスタ１４で検出された室外熱交換
器温度はマイクロコンピュータを用いて構成された制御
部１３に入力され、この制御部１３は、上記室外熱交換
器温度や入力電流値等に基づいて上記インバータ８を制
御するようになっている。なお上記圧縮機１の吸入管１
ｂには、アキュームレータ７が介設されている。

【００１３】上記のように構成された空気調和機では、
四路切換弁２を破線方向に切り替えて圧縮機１を駆動す
ることにより、室外熱交換器３を蒸発器として機能させ
るとともに室内熱交換器５を凝縮器として機能させて暖
房運転を行う一方、上記四路切換弁２を実線方向に切り
替えて圧縮機１を駆動することにより、室外熱交換器３
を凝縮器として機能させるとともに室内熱交換器５を蒸
発器として機能させて冷房運転を行うようになってい
る。

【００１４】また上記空気調和機では、上記暖房運転と
同様に室外熱交換器３を蒸発器、室内熱交換器５を凝縮
器として機能させながら、通常の暖房運転よりも暖房能
力を大きくして行う高能力運転が可能である。つまり上
記空気調和機では装置の安全性を確保するため、カレン
トトランス１２で検出した入力電流値を所定の制御基準
値と比較し、入力電流値が制御基準値を超えたときには
圧縮機１の運転周波数を垂下させたり、あるいは圧縮機
１の運転を停止させたりしているのであるが、上記高能
力運転は、圧縮機１の運転周波数を上昇させるとともに
上記制御基準値をも上昇させて、通常の暖房運転よりも
暖房能力を大きくして行うのである。

【００１５】ところで上記のような暖房運転や高能力運
転を継続して行うと、気温の低い屋外で蒸発器として機
能する室外熱交換器３に着霜を生じることがある。この
着霜を放置すると室外熱交換器３の熱交換能力が低下す
るので、上記空気調和機ではこのような場合に除霜運転
を行うようになっている。この除霜運転を行うに際して
は、上記制御部１３は室外熱交換器３に付設されたサー
ミスタ１４から室外熱交換器温度を入力し、これを所定
の除霜開始温度と比較する。そして室外熱交換器温度が
除霜開始温度以下となったときに、除霜要求が生じたと
判断するのである。また除霜運転は、室外ファン９と室
内ファン１０とを停止させるとともに、四路切換弁２を
実線方向に切り替えて室外熱交換器３を凝縮器として機
能させる逆サイクル除霜運転で行う。このような除霜運
転は室内熱交換器５から室内へ放出するはずであった熱
量を室外熱交換器３に付与して行うものであるから、除
霜運転中は著しく暖房能力が低下することとなる。しか
しながらその一方で、室外熱交換器３への着霜量が増加
すると室外熱交換器３の熱交換能力が低下するのは上述
の通りである。そのため上記制御部１３は、通常の暖房
運転中は図４に示すように上記除霜要求に応じて直ちに
除霜運転を開始する一方、速暖性が要求される高能力運
転中に除霜要求が発生したときは、その発生時に応じて
除霜運転への突入を遅延させる遅延制御を行うようにな
っている。そこで次に、制御部１３が行うこの遅延制御
について説明する。なお室外熱交換器３に付着している
霜が除去されると上記サーミスタ１４で検出される室外
熱交換器温度が上昇するので、これが所定の除霜終了温
度を超えたときに、制御部１３は上記除霜運転を終了す
る。

【００１６】図３は、上記制御部１３が行う高能力運転
の制御ルーチンを示すフローチャートであるが、このフ
ローチャートを用いて上記遅延制御について説明する。
まずステップＳ１では、利用者のリモコン操作等によっ
て高能力運転要求が発生しているか否かを判断する。高
能力運転要求が発生していない場合は高能力運転を行う
必要がないので通常運転を行うが、高能力運転要求があ
ったときは次にステップＳ２に進み、圧縮機１の運転周
波数と入力電流の制御基準値とを上昇させて高能力運転
を開始する。そして同時に、第１基準時間Ｔ_PWR を計時
するＴ_PWR タイマと、第２基準時間Ｔ_DEF を計時するＴ
_DEF タイマとをリセットする。これらＴ_PWR タイマ及び
Ｔ_DEF タイマは、制御部１３が有するマイクロコンピュ
ータの機能によって構成されている。

【００１７】次にステップＳ３では、高能力運転要求が
引き続いて発生しているか否かを判断する。高能力運転
は所定時間内に限って継続して行うものであるが、利用
者のリモコン操作等によって高能力運転要求が取り下げ
られた場合には敢えて高能力運転を継続する必要はない
ので、上記ステップＳ１０へ飛んで高能力運転を終了す
る。一方、高能力運転要求が引き続き発生している場合
には、ステップＳ４へ進んでＴ_PWR タイマ及びＴ_DEF タ
イマをカウントアップする。そして次に、ステップＳ５
においてＴ_PWR タイマがカウントオーバーしたか否か、
すなわち高能力運転を開始してから第１基準時間Ｔ_PWR
が経過したか否かを判断する。第１基準時間Ｔ_PWR は、
ここでは約６０分である。Ｔ_PWR タイマがカウントオー
バーしたときは上記ステップＳ１０に進んで高能力運転
を終了する一方、未だＴ_PWR タイマがカウントオーバー
していないときは、次にステップＳ６に進む。

【００１８】ステップＳ６では、除霜要求が発生してい
るか否かを判断する。除霜要求が発生していないときは
ステップＳ７以下のルーチンを実行する必要がないの
で、上記ステップＳ３へ戻る。一方、除霜要求が発生し
ているときはステップＳ７に進んでＴ_DEF タイマがカウ
ントオーバーしたか否か、すなわち高能力運転を開始し
てから第２基準時間Ｔ_DEF が経過したか否かを判断す
る。第２基準時間Ｔ_DEF は、ここでは約４５分である。
Ｔ_DEF タイマがカウントオーバーしていなかったときに
はステップＳ９に進んで除霜運転を開始するが、Ｔ_DEF
タイマがカウントオーバーしていたときには除霜運転を
開始せず、ステップＳ８で除霜キャンセルフラグをセッ
トする。

【００１９】ステップＳ３又はステップＳ５からステッ
プＳ１０へ飛んで高能力運転を終了したときには、次に
ステップＳ１１で除霜キャンセルフラグがセットされて
いるか否かを判断する。そして除霜キャンセルフラグが
セットされていなかったときにはそのままステップＳ１
に戻るが、除霜キャンセルフラグがセットされていたと
きにはステップＳ１２で改めて除霜運転を開始し、ステ
ップＳ１へ戻る。

【００２０】上記空気調和機では、高能力運転中に除霜
要求があっても、その除霜要求の発生時に応じて除霜運
転への突入を遅延させている。すなわち、図１（ａ）に
示すように、高能力運転を開始してから第２基準時間Ｔ
_DEF が経過するまでに除霜要求があったときは直ちに除
霜運転を開始するが、同図（ｂ）に示すように高能力運
転を開始してから第２基準時間Ｔ_DEF が経過した後に除
霜要求があったときは、高能力運転が終了するまで除霜
運転への突入を遅延させている。同図（ａ）の実線及び
同図（ｂ）の破線で示すように、高能力運転中に除霜運
転を行うと、その間、暖房能力が著しく低下する。従っ
て除霜運転によって高能力運転中の平均暖房能力がいく
らか低下することになるが、この低下量は除霜運転の開
始時の如何にかかわらずほぼ一定である。一方、除霜要
求に応じて直ちに除霜運転を行わなかった場合にも、同
図（ａ）の破線及び同図（ｂ）の実線で示すように暖房
能力が低下する。しかしながらこの場合、暖房能力は時
間の経過とともに次第に大きく低下することとなるの
で、高能力運転が開始されてから除霜要求が発生するま
での経過時間が短いほど、高能力運転中の平均暖房能力
はより大きく低下することとなる。そのため高能力運転
開始後に所定以上の時間が経過してから除霜要求があっ
たときは、そのまま直ちに除霜運転を開始するよりも高
能力運転が終了するまで除霜運転への突入を遅延させた
方が、却って高能力運転中の平均暖房能力を大きくする
ことができる。そこで上記空気調和機では、高能力運転
開始後に第２基準時間Ｔ_DEF が経過してから除霜要求が
あったときは、高能力運転が終了するまで除霜運転への
突入を遅延させている。従って高能力運転中に除霜要求
があったときにも高能力運転による良好な速暖性を確実
に維持することができる。

【００２１】また第２基準時間Ｔ_DEF を具体的にどのよ
うな時間にすればよいかは、厳密には外気温、湿度等の
条件によっていくらか異なると考えられる。しかしなが
らこの差異は小さく、従って上記空気調和機では、平均
的な運転条件下で高能力運転を開始した後、所定時間が
経過した時に生じた除霜要求に対して、直ちに除霜運転
を行った場合の第１基準時間Ｔ_PWR 内の平均暖房能力
と、除霜運転を行わなかった場合の第１基準時間Ｔ_PWR
内の平均暖房能力とを比較したとき、除霜運転を行わな
かった場合の平均暖房能力が除霜運転を行った場合の平
均能力を上回ることとなる上記所定時間として第２基準
時間Ｔ_DEF を求め、これを固定値として用いている。従
って良好な速暖性を確実に維持、発揮しながら、制御の
簡素化を図ることができる。

【００２２】以上にこの発明の具体的な実施の形態につ
いて説明したが、この発明は上記形態に限定されるもの
ではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施するこ
とができる。上記では室外熱交換器３への着霜を逆サイ
クル法による除霜運転で除去するよう構成したが、例え
ばホットガスバイパス法やオフサイクル法による除霜運
転等、その間の暖房能力に低下を来すような除霜運転を
行う空気調和機であれば、本発明を適用してその優れた
効果を得ることができる。また上記では圧縮機１の運転
周波数と入力電流の制御基準値とを上昇させることで高
能力運転を行っているが、通常の暖房運転時よりも暖房
能力を大きくして行う運転であれば、他の手段によって
高能力運転を行うようにしてもよい。

【００２３】

【発明の効果】上記請求項１又は請求項２の空気調和機
では、除霜運転を行うことで却って速暖性が損われるこ
ととなるのを回避できるので、高能力運転による速暖性
を確実に維持、発揮することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の空気調和機の一実施形態における除
霜運転への突入遅延制御を説明する図であり、（ａ）は
除霜要求に応じて除霜運転を行う場合を示し、（ｂ）は
高能力運転が終了するまで除霜運転への突入を遅延させ
る場合を示している。

【図２】上記空気調和機のブロック図である。

【図３】高能力運転の制御ルーチンを示すフローチャー
トである。

【図４】暖房運転時に除霜要求があった場合の制御を暖
房能力の変化で示す図である。

【符号の説明】

３ 室外熱交換器 Ｔ_PWR 第１基準時間 Ｔ_DEF 第２基準時間

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室外熱交換器（３）を蒸発器として機能
   させて行う暖房運転と、上記室外熱交換器（３）への着
   霜の除去を除霜要求に応じて行う除霜運転と、所定の第
   １基準時間（Ｔ_PWR ）のあいだ通常の暖房運転時よりも
   暖房能力を大きくして行う高能力運転とが可能に構成さ
   れた空気調和機において、上記高能力運転を開始してか
   ら上記第１基準時間（Ｔ_PWR ）よりも短い所定の第２基
   準時間（Ｔ_DEF ）が経過した後に除霜要求があったとき
   は、少なくとも上記高能力運転が終了するまで除霜運転
   への突入を遅延させることを特徴とする空気調和機。
2. 【請求項２】 上記第２基準時間（Ｔ_DEF ）は、高能力
   運転開始後、所定時間が経過した時に生じた除霜要求に
   対して、直ちに除霜運転を行った場合の第１基準時間
   （Ｔ_PWR ）内の平均暖房能力と、除霜運転を行わなかっ
   た場合の第１基準時間（Ｔ_PWR ）内の平均暖房能力とを
   比較したとき、除霜運転を行わなかった場合の平均暖房
   能力が除霜運転を行った場合の平均能力を上回ることと
   なる上記所定時間として設定されていることを特徴とす
   る請求項１の空気調和機。