JPS584250B2 - 空気調和機における除霜方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、空気調和機における除霜方法に関する。

空気調和機における除霜方法として、従来、温度差式と
タイマ一式とがある。

まず、前者にあっては、室外温度と室外熱交換器温度と
の温度差によって除霜動作をオン、オフする方式で、暖
房運転中第１図のレベルイに達すると除霜装置のスイッ
チが作動して除霜運転（冷房サイクルとなる）となり、
この後除霜につれて室外熱交換器温度が上昇し、第１図
のレベルロに戻ると、スイッチが復帰して暖房運転に復
帰する。

このため第１図のレベルハに達して除霜が終了してもな
おしばらくは冷房サイクルを続けるという不経済がある
ばかりか、除霜運転中風が強い場合では、この風で室外
熱交換器が冷却されて、第１図のレベル口線上迄仲々達
せず、極端には暖房運転に復帰しないという欠点がある
。

次に、タイマ一式にあっては、室外熱交換器の感温部と
タイマーからなり、例えば−３℃以下であれば、１時間
の間隔で除霜運転を行ない、室外熱交換器部が−３℃以
上であれば除霜運転時間になっても除霜運転をみおくる
機構になっており、又除霜運転から暖房運転への復帰は
感温部の温度が１０℃で行なわれるが、１０℃にならな
くても１０分間で強制的に行なわれて暖房運転を開始さ
せる方式である。

このため、規定の１０分間で除霜が完了せず強制的に暖
房運転を復帰したときは、次の１時間の暖房サイクルで
更に着霜が行なわれ、これを１０分間で除霜出来ないと
すれば、どんどん着霜が増加するという欠点がある。

このような問題点を改良するために、例えば第２図に示
すように、室外温度と室外熱交換器の温度との相関関係
に応じて除霜開始レベル二と暖房開始レベルハを設定す
ることが考えられる。

このものにあっては、ヒートポンプ暖房運転中において
は、室外から熱を吸収するために室外熱交換器の温度が
下っていき、除霜開始レベルニに達すると除霜運転に切
りかえる。

ここで、室外からの吸熱は室外温度により決まるから、
暖房運転可能限界ラインはレベルニのようになり、室外
温度が低下すると室外熱交換器の温度も低下するような
関係曲線になる。

いったん除霜運転に入ると、暖房サイクルから冷房サイ
クルに切り換わり、室外熱交換器の温度は上昇し、室外
温度とは殆んど無関係に室外熱交換器の温度が一定の温
度即ち暖房開始レベルニに達した時、除霜運転が停止し
て元の暖房運転に切換わる。

しかし、室外が強風であって、これが室外熱交換器に当
る場合には、問題がある。

即ち、従来の温度差式除霜装置に比べれば、その影響は
少ないが、なおかつ室外熱交換器に当る風が強く、特に
室外温度が低い場合には室外熱交換器の温度が除霜終了
（暖房開始）レベルハ迄上昇しない事が考えられる。

そこで、本発明はこのような問題点を改善する除霜方法
の提供を目的とするものであって、タイマー作動開始レ
ベルを暖房復帰レベル（除霜終了レベル）よりも低く設
定し、室外熱交換器の温度がこのタイマー作動開始レベ
ルに達した後、設定時間経過したとき、又は、室外熱交
換器の温度が暖房復帰レベルに達したときのいずれによ
っても、除霜運転を停止して暖房復帰を行なわせるよう
にした点に特徴がある。

例えば、第２図にあって、除霜終了レベル（暖房開始レ
ベル）よりも室外熱交換器温度の低い温度にタイマー作
動開始レベルハ′を設け、除霜の終了を除霜終了レベル
ハとタイマー作動時間から感知するようにしたものであ
る。

即ち、暖房運転によって室外熱交換器温度が降下して、
レベルニに達すると、冷房サイクルに切り換わって除霜
運転を開始し、その後室外熱交換器温度が上昇し、レベ
ルハ′迄達すると、タイマーが計時動作を開始し、室外
熱交換器の温度がレベルハに達しなくともタイマーが一
定時間動作すると強制的に暖房運転に切り換える。

このようにして、風などの影響で除霜を完了しているに
も拘わらず、室外熱交換器の温度がレベル八に達しない
で、いつまでも除霜運転を継続するという欠点を改善で
きる。

なお、タイマーによって暖房運転に切り換える前に室外
熱交換器の温度がレベルハ迄達して除霜を終了した場合
は、勿論それによって暖房運転に復帰する。

空気調和機の代表的な例として、第３図に示す電気回路
を挙げることができ、次のように動作する。

操作スイッチ１を冷房運転にセットすれば、除霜制御部
Ａには通電されないので、リレーコイルＲｙ４にも通電
されず、該リレーコイルＲｙ４によって作動するリレー
接点５はオンであるからファンモータ３は速度切換スイ
ッチ２によりセットされた速度で回転を続ける。

室内温度が所定温度より上昇すれば、２段サーモスタッ
ト６のスイッチ７は、接点７ＮＣにオンしてリレーコイ
ルＲｙ１に通電されるので、該リレーコイルＲｙ１によ
って作動するリレー接点１４．１５はオンとなり、コン
プレッサー回路１６に通電して冷房運転を行なう。

また、室内温度が所定値より低下すれば、前記と逆にリ
レーコイルＲｙ１には通電されず、リレー接点１４，１
５はオフとなるのでコンプレッサーが停止し、送風のみ
を行なう。

操作スイッチ１を除湿運転にセットすれば、前記冷房運
転と同様にファンモーター３は回転を続け、又、コンプ
レッサーが作動し続ける。

室内温度が所定温度より低下すれば、２段サーモスタッ
ト６のスイッチ７は接点７ＮＣに接触し、スイッチ８は
オンとなるので、リレーコイルＲｙ２に通電され、リレ
ー接点１１．１２がオンとなってヒーター回路１３が作
動して、該ヒーター回路１３のヒーターとコンプレッサ
ーにより除湿運転が行なわれる。

さて、操作スイッチ１を暖房運転にセットすれば、除霜
制御回路ＡのトランスＴｒの一次側巻線Ｔｒ１に交流電
圧が印加され、除霜制御回路Ａに電源が供給される。

この除霜制御回路Ａは、リレーコイルＲｙに通電されな
いとき、リレーコイルＲｙのリレー接点は１０ＮＣに接
触しており、四方弁コイルＲｙ３が通電して、ヒートポ
ンプ暖房運転を行なう。

この状態で更に室温が低い場合には２段サーモスタット
６のスイッチ８がオンとなり、ヒーター回路１３が発熱
して、強暖房運転を行なう。

この時、ファンモーター３は、前記、冷房、除湿運転と
同様に、作動している。

そして、この暖房運転で室外熱交換器に着霜すると、除
霜制御回路ＡのリレーＲｙに通電すると共にリレー接点
１０ＮＯにオンし、四方弁コイルＲｙ３への通電が停止
して、冷房運転（除霜運転）に切換えると同時にファン
リレーＲｙ４の通電によりスイッチ５がオフし、ファン
モーター３が停止する。

その後除霜制御回路Ａは除霜終了を検知するとリレーＲ
ｙの通電が停止すると同時に四方弁コイルＲｙ３に通電
し、暖房運転に復帰する。

本発明の要旨たる除霜方法を実施した除霜制御回路Ａの
実施例について、以下に詳細に説明する。

第４図は、本発明に係る除霜方法を実施した除霜制御回
路Ａの一実施例を示す電気回路図である。

この除霜制御回路Ａは、電源回路Ａ１、温度感知回路Ａ
２、シュミット回路Ａ３及びＡ３′、タイマー回路によ
り構成されている。

電源回路Ａ１においては、電源をトランスＴｒで降圧し
、更にダイオードブリッジで全波整流及びコンデンサＣ
１で平滑することにより、コンデンサＣ１の両端間に直
流を得ている。

温度感知回路Ａ２は、室外温度感知用サーミスタＴＨ１
と室外熱交換器温度感知用サーミスタＴＨ２を含んでな
り、このサーミスタＴＨ１、半固定抵抗ＲＶ２、抵抗Ｒ
３の直列回路と、サーミスタＴＨ２と抵抗Ｒ４の並列回
路とを接続し、サーミスタＴＨ２と抵抗Ｒ３との接続点
に得られる信号が、トランジスタＱ２、Ｑ３を介して増
巾され、トランジスタＱ３のエミツタには室外温度と室
外熱交換器の温度に相関している信号が得られる。

このトランジスタＱ３のエミツタの信号は、トランジス
タＱ４及びＱ５を含むシュミット回路Ａ３に入力され、
このトランジスタＱ５の負荷に挿入されているリレーＲ
ｙを制御する。

ここで、半固定抵抗ＲＶ１は、第２図に示す除霜開始レ
ベルニの特性を調整するものである。

そして、上記サーミスタＴＨ１と並列に、トランジスタ
Ｑ１のエミッタ−コレクタ間、抵抗Ｒ２及び半固定抵抗
ＲＶ１の直列回路が接続されると共に、このトランジス
タＱ１はリレーＲｙの通電時（除霜時）に生ずる電圧降
下の信号をベースに入力されてオンするよう接続されて
なり、半固定抵抗ＲＶ２は第２図に示す暖房開始レベル
（除霜解除レベル）ハの特性を調整するものである。

又、トランジスタＱ３のエミッタに得られた信号は、ト
ランジスタＱ６を介して、トランジスタＱ７と次段のト
ランジスタＱ８を含むシュミット回路Ａ′３に入力され
る。

タイマー回路Ａ４にあっては、上記トランジスタＱ８の
オン、オフに応じて充放電される抵抗Ｒ２３とコンデン
サＣ２よりなる充電回路を含み、このコンデンサＣ２の
両端電圧に応じてスイッチングするトランジスタＱ９、
Ｑ１０、Ｑ１１を有し、このトランジスタＱ１１により
、トランジスタＱ２のコレクタに接続したダイオードＤ
３と抵抗Ｒ７の続続点の電圧を制御するよう構成してい
る。

さて、今操作スイッチ１を暖房にセットして暖房運転を
開始したとする。

室外熱交換器の温度が、第２図の除霜開始レベルニ迄下
がっていないので、トランジスタＱ５はオフし、リレー
Ｒｙの通電がなく、四方電磁弁コイルＲｙ３が作動して
いる。

暖房運転の時、リレーコイルＲｙの両端に電位差はなく
、従ってトランジスタＱ２はオフになっており、そして
トランジスタＱ２のベース電圧が低く、トランジスタＱ
７を導通させるまでには至っていない。

このため、トランジスタＱ８はオンの状態にあって、時
定数Ｃ２Ｒ２３の充電回路には電流は流れず、トランジ
スタＱ９はオフし、為にトランジスタＱ１０及びＱ１１
も共にオフしている。

暖房運転の継続によって室外熱交換器の温度が除霜開始
レベルニ迄下がると、サーミスタＴＨ１，ＴＨ２の抵抗
値の相関関係によって、トランジスタＱ２のベース電圧
が上がり、トランジスタＱ４がオフ、トランジスタＱ５
がオンとなってリレーＲｙに通電するため、リレー接点
１０ＮＯがオンして、ファンモータ３が停止すると同時
にリレー接点１０ＮＣがオフして冷房サイクルに切換わ
って除霜運転が開始する。

この時、リレーＲｙの電圧降下によりトランジスタＱ１
がオンするが、正帰還のためリレーＲｙはそのままオン
の状態にある。

この除霜運転に伴ない、室外熱交換器が温度上昇するに
つれて、サーミスタＴＨ１とＴＨ２の相関関係によって
トランジスタＱ２のベース電圧が下がるので、トランジ
スタＱ２は不導通状態に近づき、トランジスタＱ３は導
通状態に近づく、室外熱交換器の温度が、第２図のレベ
ルハ′に達すると、トランジスタＱ６はベース電圧が上
昇して導通状態となり、トランジスタＱ７がオン、トラ
ンジスタＱ８がオフとなって、時定数Ｃ２Ｒ２３のタイ
マー回路部に電流が流れ、即ちコンデンサＣ２に充電が
開始する。

その後一定時間経過してトランジスタＱ９のベース電圧
が所定値に上昇するとトランジスタＱ９がオンし、従っ
てトランジスタＱ１０及びＱ１１が共にオンする。

この結果、トランジスタＱ３のペース電圧が上昇し、ト
ランジスタＱ４がオン、トランジスタＱ５がオフとなっ
てリレーＲｙの通電が遮断し、除霜運転が終了すると同
時に暖房運転が開始する。

又、リレーコイルＲｙの抵抗値 抵抗Ｒ１１の抵抗値と
選定してあるため、トランジスタＱ５がオンからオフ、
そしてトランジスタＱ４がオフからオンに切換わる事で
、トランジスタＱ６のベース電圧は減少し、結果として
トランジスタＱ７がオフ、トランジスタＱ８がオンとな
って、抵抗Ｒ２３とコンデンサＣ２よりなるタイマー回
路Ａ４が復帰する。

この時、抵抗Ｒ２４、ダイオードＤ４の放電回路を通し
て、コンデンサＣ２は放電する。

このようにして、室外熱交換器の温度がレベルハに達す
ることができなくても、レベルハ′に達して一定時間経
過すると、強制的に暖房運転に復帰させて、無駄な除霜
運転を防ぐことができる。

一方、このようにタイマー回路Ａ４が動作して強制的に
暖房運転に復帰する前に、室外熱交換器の温度がレベル
ハまで達すると、トランジスタＱ４がオン、トランジス
タＱ５がオフとなって、上記タイマー回路Ａ４に無関係
に除霜運転が終了し、暖房運転に復帰する。

この時も、トランジスタＱ５がオンからオフへ、トラン
ジスタＱ５がオフからオンへ切換わることによって、ト
ランジスタＱ６のベース電圧は下がり、タイマー回路は
前記と同様に復帰する。

上記実施例にあって、レベルハ′は除霜が略完了し始め
る室外熱交換器の温度に設定され、又、タイマー回路Ａ
４の動作時間は、レベルハ′から通常無風運転で除霜終
了レベル即ちレベルハに達する時間より長い時間に設定
されるものとする。

以上、本発明の除霜方法を実施した除霜制御回路として
、室外熱交換器の温度によって決定される除霜終了レベ
ル、即ちレベルハが若干の室外温度に応じて補正を行な
った方式に、更に風の影響を加味して、室外熱交換器の
温度上昇又はタイマー回路のいずれでも強制的に暖房復
帰させる例について説明したが、除霜終了レベルハが室
外温度に無関係に室外熱交換器の温度のみにて決定され
る方式にも適用でき、この場合、例えば第５図に示すよ
うな除霜終了レベルハと、タイマー回路動作レベルハ′
を挙げる事ができる。

この場合の除霜制御回路の実施例として、第６図、第７
図について説明する。

この第６図及び第７図において、第４図と同等機能部品
は同一符号にて示している。

第６図のものは、リレーＲｙがオンの時（除霜時）室外
温度感知用のサーミスタＴＨ１の両端をオンしているト
ランジスタＱ１にて完全に短絡する事により、レベルハ
を室外温度に無関係ならしめたものであって、レベルハ
も室外温度と無関係となる。

第７図のものは、リレーＲｙの他の接点で、リレーＲｙ
がオンの時、サーミスタＴＨ１をオフして、半固定抵抗
ＲＶ１が代ってサーミスタＴＨ２に接続されるように構
成したものである。

第６図、第７図の除霜制御回路は、上記変更を除けば、
第４図と同様構成であって、動作は原理的に同様である
ので説明を省略する。

本発明の空気調和機における制御方法にあっては、除霜
運転時に室外の強風によって室外熱交換器が除霜終了時
の温度に達しないため暖房復帰点のレベルにならないよ
うな時、このレベルより相対的に低い所定レベルに達し
た後タイマーが動作して設定時間経過すると、強制的に
暖房復帰するので、除霜が終了しているのにも拘わらず
無駄に除霜運転が継続することがない。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、除霜制御装置の動作特性を示す線
図、第３図は空気調和機の基本的電気回路図、第４図は
本発明の除霜方法を実施した除霜制御回路の実施例を示
す図面、第５図は本発明の他の実施例における動作特性
を示す線図、第６図及び第７図は、他の実施例の電気回
路図である。 ＴＨ１は室外温度感知用サーミスタ、ＴＨ２は室外熱交
換器温度感知用サーミスタ、Ａは除霜制御回路、Ａ２は
温度感知回路、Ａ３及びＡ３′はシュミット回路、Ａ４
はタイマー回路、Ｒｙはリレーである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 室外温度と室外熱交換器の温度等の相関関係によっ
   て除霜開始点を決定すると共に、室外熱交換器の温度の
   みあるいはそれと室外温度等の相関関係によって、暖房
   復帰点を決定する空気調和機における除霜方法であって
   、タイマー作動開始点を上記暖房復帰点のレベルよシも
   低いレベルに設定し、室外熱交換器の温度がこのタイマ
   ー作動開始レベルに達した後設定時間経過したとき、又
   は、室外熱交換器の温度が上記暖房復帰レベルに達した
   とき、のいずれによっても、除霜運転を停止して暖房復
   帰を行なわせるようにしたことを特徴とする空気調和機
   における除霜方法。