JPS59145455A

JPS59145455A - 除霜装置

Info

Publication number: JPS59145455A
Application number: JP58019279A
Authority: JP
Inventors: 大西　晴夫; 紀雄鍵村
Original assignee: Daikin Industries Ltd; Daikin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1983-02-07
Filing date: 1983-02-07
Publication date: 1984-08-20

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明はヒートポンプ冷凍装置における除霜装置に関す
る。

除霜運転回数が多過ぎたり少な過ぎたりして効率の悪い
冷凍（暖房）運転が行なわれないようにするために外気
温度の高低に応じて除霜の周期を長短に自動調節するも
のが、実開昭５ｔ−６０７５８号公報などにより開示さ
れており公知である。

しかしながらこの除霜装置は外気温度を着霜の遅速の目
安としたものであって、除霜周期を長短調節することに
よって成る程度適切な除霜を行なうことができるが、除
霜開始指令の発令基準温度（熱源側コイル温度と比較さ
れる）が外気温度の高低に関係なく一定であるために、
着霜量が少なくて除霜が不要であるにもか＼わらず除霜
運転を始めたり、着霜量が多くて除霜が必要にもか＼わ
らず除霜運転を開始しないという不都合が生じていた。

か＼る不都合な事態をなくするには、この装置の如く外
気温度と周期との関係づけを行なうだけでは十分でなく
、実際には、特に低外気温時において不必要な除霜運転
を行なう事態が屡々起っていた。

本発明はか５る実状に対処して、外気温度と運転周期と
の組合わせによるほか、除霜対象である熱源側コイルの
コイル温度についても除霜運転のための指令要素となし
たことにより、無駄がない効率的な除霜運転を可能なら
しめると共に、たとえ残霜が生じたとしても除霜回数を
増して残霜の累積を防止し、もって暖房能力の向」二な
らびに運転経費の節減をはからせるようにすることを目
的とするものである。

本発明の構成を第１図にもとづいて作用とともに説明す
る。

例えば１００分と１５０分のように長・短複数の設定時
限を有し暖房運転指令によって計時作動する除霜禁止用
タイマ（１）は、外気温度を検出して基準温度（ｔｓ）
と比較する外気温度チェック手段（２）と、該外気温度
チェック手段（２）からの外気温度信号が基準温度（ｔ
ｓ）に比して高いものか低いものかで前記除霜禁止用タ
イマ（１）の設定時限を長・短複数時限のいずれかに選
択する時限選択手段（４）とを通じて出される選択指令
でいずれかの設定時限に選択されて計時作動する。

そして前記タイマｆ＋）が計時完了した時点において、
高温・低温複数の段階に切換可能な除霜開始用設定温度
を有し、熱源側コイルのコイル温度を検出し前記設定温
度と比較するコイル温度チェック手段（３）を作動させ
る。

その際、前記外気温度チェック手段（２）からの外気温
度信号が基準温度（ｔＳ）に比して高いものであるか低
いものであるかによって、コイル温度チェック手段（３
）の除霜開始用設定温度を高温・低温複数段階のいずれ
かに選択する設定温度選択手段（５）からの選択指令で
前記コイル温度チェック手段（３）はいずれかの設定温
度に選択される。

しかる後、熱源側コイルのコイル温度が低下してきて（
着霜が進行したことを意味する）、コイル温度チェック
手段（３）が除霜開始用設定温度以下になることを検出
すると、除霜指令手段（６）を作動せしめる。

上記除霜指令手段（６）は作動により除霜運転指令を発
令し、かつ、この除霜運転指令を、除霜終了を検知する
除霜終了検知手段（８）が発令する除霜終了指令を受け
るまで保持すると共に、その後に暖房運転指令を発する
よう構成している。

従って、加熱エネルギを熱源側コイルに与える除霜手段
（７）例えばホットガスバイパス装置を、前記除霜指令
手段（６）から除霜運転指令が発令されている開作動さ
せて除霜運転を行なった後、再び暖房運転に入るもので
ある。

この場合に、前記除霜終了検知手段（８）がコイル温度
、圧力等除霜の完了に応じて変化する物理的要因によら
なくて、除霜運転が持続して設定時間例えば１０分経過
したことにより、これを除霜の終了と擬制して除霜終了
指令を発令したものであるときには、完全除霜でなくて
一部残霜を有する状態が考えられることから、前記除霜
終了指令の発令によって作動し、前記時限選択手段（４
）に優先して前記除霜禁止用タイマＨの現行の設定時限
をそれよりも短時限に強制設定する強制時限設定手段（
９）により、次の除霜運転に至るまでの除霜禁止時間を
短縮せしめて除霜運転回数を増し残霜の累積を解消する
ことが可能である。

以下、図面に従って本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明の１実施例に係るヒートポンプ冷凍装置
の回路図であって、（１１）は圧縮機、　（＋２）は四
路切換弁、　＋１３）は暖房時蒸発器として作用する熱
源側コイル、　（１４）は逆止弁（１８）と冷媒調節器
（１９）との直列回路を並列に有する暖房用膨張弁、　
（＋５）は逆止弁（２０）を並列に有する冷房用減圧器
、　０６）は暖房時凝縮器として作用する利用側コイル
（１７）はアキュムレータを夫々示し、それ等各機器を
図示の如く公知の冷媒循環回路に連結して、暖房時は実
線矢示、冷房時は破線矢示の各方向に冷媒が流通するも
のであって、冬期の暖房運転中にクロスフィン形熱交換
器からなる熱源側コイル（１３）に霜付きを生じると四
路切換弁（１２）を操作して冷房サイクルと同様の除霜
運転回路すなわち前記除霜手段（７）に切換えて除霜を
行なわせるようにしている。

（２４Ａ）は熱源側コイル（１３）に対して風上側に設
けた温度検知器であって、前記外記温度チェック手段（
２）における温度入力要素を形成するものであり、一方
（２４ｎ）は熱源側コイル（１３）の分流器に添着して
なる温度検知器であって、前記コイル温度チェック手段
（３）における温度入力要素を形成するものである。

上記冷凍装置において除霜を自動的に行なわせるための
除霜装置は第３図に示している。

外気温度チェック手段（２）は温度検知器（２４Ａ）例
えばサーミスタを第−辺とするブリッジ回路とコンパレ
ータＣＣ０１）　　とを要素となしていて、サーミスタ
（２４Ａ）が検出した外気温度が基準温度（ｔｓ）例え
ば＝２．５℃に較べて低ければ０ＦＦ（１）信号を、逆
に高ければ０Ｎ（０）信号をコンパレータ（Ｃ０１）か
ら発するよう作動する。

コイル温度チェック手段（３）は温度検知器（２４Ｂ）
例えばサーミスタを一辺に有するブリッジ回路とコンパ
レータ（Ｃｏ。）とを要素となしていて、サーミスタ（
２４Ｂ）が検出したコイル温度が除霜開始用の設定温度
に較べて低ければＯＦ　Ｆ（１）信号を、逆に高ければ
ＯＮ　（０）信号をコンパレータ（ＣＯ□）から発し、
いったん０ＦＦ（１）信号を発した場合には、ディファ
レンシャル例えば温度差で１５℃程度高い除霜終了用の
設定温度にコイル温度が」−昇するまで０Ｎ（０＞信号
に切り換らないように作動するものであって、この除霜
終了用設定温度が後述する除霜終了検知手段（８）の除
霜終了指令の一つとなっている。

なお、このコイル温度チェック手段（３）は設定温度選
択手段（５）の要素であるトランジスタ（Ｑ２）がＯＮ
した場合には前記ブリッジ回路の抵抗比が変化して、低
温側のチェック状態、例えば除霜開始用設定温度が一１
２℃、除霜終了用設定温度が６℃になり、前記トランジ
スタ（Ｑ２）がＯＦＦの場合には高温側のチェック状態
、例えば除霜開始用設定温度が一５℃、除霜終了用設定
温度が１０℃になるよう形成されていて、除霜運転のた
めの設定温度を高温側と低温側とに切り換えることが可
能となっている。

しかして、前記トランジスタ（Ｑ２）は後述するマイク
ロコンピュータ（１０）の出力端子（０□）にベースを
接続していて、出力端子（０□）からの信号によりＯＮ
、ＯＦＦ操作されるが、マイクロコンピュータｆｌＯｊ
　内の除霜禁止用タイマ（１）が計時完了した時点でＯ
ＮかＯＦＦかに操作されるものである。

マイクロコンピュータ（１０）は、マイクロプロセッサ
（ＣＰＵ）、ＲＡＭ　、ＲＯＭより構成される周知のも
のであってＲＯＭにはＣＰＵを制御するプログラムが書
込まれており、ＣＰＵはこのプログラムに従ってインプ
ットポート（１１）〜（＋３）より必要とされる外部信
号を取込んだり、あるいは又ＲＡＭとの間でデータの授
受を行ないながら演算処理し、必要に応じて処理したデ
ータを電圧信号に変換してアラトプットポート（０１）
〜（０３）に出力する。

このマイクロコンピュータ（ｌＯ）には、除霜禁止用タ
イマｆ＋）と、時限選択手段（４）と、除霧指令手段（
６）と、強制時限設定手段（９）とがプログラム化され
て書き込まれている。

除霜禁止用タイマ（１）は、長短二段の時間切換が可能
であって、インプットポート（＋３）に接続した時間切
換ピン（２４）をさし込んだときに短時間側が選択され
、該ピン（２４）を脱したときに長時間側が選択される
ようになっている。

このタイマ（１）は前記長短夫々の時間について短時限
と長時限の二つの設定時限を有し、例えば短時間側では
６０分（短時限）と１００分（長時限）とに、長時間側
では１００分（短時限）と１５０分（長時限）とに夫々
設定されていて、除霜運転終了と同時に出される暖房運
転指令によって計時作動せしめられる。

一方、時限選択手段（４）は、外気温度チェック手段（
２）が検出した外気温度が基準温度（ｔｓ）例えば−２
，５℃に比して高いか低いかで前記除霜禁止用タイマ（
＋）の設定時限を長時限か短時限かの一方に選択するよ
う作動するものである。

また、除霜指令手段（６）は後述する除霜終了検知手段
（８）と組合わされることによって、従来より用いられ
てなるデアイサと称する除霜指令器と同等の機能を有す
るものであって、コイル温度が低下してきて前記除霜開
始用設定温度以下になった時点から計時作動して、所定
時間経過後に除霜運転指令を発し、かつ、この指令を計
時作動時点におけるコイル温度からきまる除霜終了用設
定温度例えばコイル温度が一１２℃以下のときは６℃、
−５℃以下のときは１０℃を基準として、熱源側コイル
（１３）のコイルがこの基準温度に達するか、あるいは
設定時間例えば１０分経過するかのいずれか早い時点ま
で保持すると共に、その直後に暖房運転指令を発令する
ように作動するものである。

次いで除霜終了検知手段（８）について説明すると、こ
れは除霜指令手段（６）に対して除霜指令を消去させる
ためのものであって、前記コイル温度チェック手段（３
）に関連してコイル温度が所定温度まで上昇した際に発
する指令と、コイル温度チェック手段（３）がコイル温
度の低下を検出して発令する信号により計時を開始して
例えば１０分の設定時間経過によって発する指令とのい
ずれか早い方の指令が出された時点で除霜指令手段（６
）に対して除霜指令信号の消去と暖房運転指令の発令と
を行なわせるように作動するものである。

一方、強制時限設定手段（９）は前記除霜終了検知手段
＋８１のタイマ回路が途中でリセットしないで前記設定
時間（１０分）の計時完了を行なったことを検出して作
動し、前記時限選択手段（４）に優先して除霜禁止用タ
イマ（１）の現在の設定時限をそれよりも短時限に強制
設定すると共に、時限選択手段（４）を出力が出ないよ
・うに拘束せしめる如く作動する。

次に除霧手段（７）は四路切換弁（１２）のソレノイド
（１，２８）と、利用側コイル（１句に設けたファン運
転用リレー（２Ｉ）とを要素としていて、前記除霜指令
手段（６）の除霜運転指令がアウトプットポート（０３
）から出力される間付勢するリレー（２２によって制御
されるようになっている。

なお、第３図中、トランジスタ（Ｑ、）は−５（−１２
）℃チェック回路を構成するものであって、定期的にＯ
Ｎさせてコンパレータ（ＣＯ２）のディファレンシャル
を０にして一５℃の１点を検出することができる。

すなわち、コンパレータ（ＣＯ２）には正負入力インピ
ーダンス及び■入力と出力側間の抵抗値で定まるヒステ
リシスがあるため、いったん−５℃以下になるとその後
において再度−５℃以上になってもＯＮ　（０）せず、
＋１０℃までＯＦＦ状態がつづく。

従って、その後の一５℃状態での判別ができなくなる。

そこで、微小周期（１０ｕｓｅｃ）でトランジスタ（Ｑ
、）をＯＮし、コンパレータ（ＣＯ３）の■側電位を強
制的に落してＯＮさぜ、その後トランジスタ（Ｑｌ）を
ＯＦＦ　にして定常時のコイル温度による判別を行ない
一５℃以」―であればそのま＼０Ｎ（０）を、−５℃以
下であればＯＦ　Ｆ　（１）を出力するようにしている
。

第３図において（２３）はパワーオンリセット回路であ
って、電源をＯＦＦしてもマイクロコンピュータ（１０
）内に残る情報をキャンセルし、再入力時に新たな情報
を入れるようにするものである。

次に、第３図々示の除霜装置の作動を第４図乃至第７図
にもとづいて説明する。

この除霜装置は外気温が低いか高いかによって、下表の
運転モードにもとづいて作動するものであるＯ但し、ＴＩ　＋　Ｔ２のいずれを選択するかの基準とな
る基準温度（ｔｓ）は−２，５℃である。

しかして」二連する運転モードは、第５図および第６図
に示した着霜現象の内容によるものであって、外気温度
とコイル温度との関係を示す第５図の結果から、−２，
５℃以上では除霜開始温度を一５℃に定め、−２，５℃
以下では一１２℃に定めている。

一方、着霜速度が外気温度に対する影響を示す第６図の
結果から、外気温度約５℃のときの方が約−１，５℃の
ときよりも１．５倍程度着霜が早く進行するので、−２
，５℃以上では短時限（Ｔ、）（１００分あるいは６０
分）をとり、−２，５℃以下では長時限（Ｔ２）（１５
０分あるいは１００分）をとるようにしている。

前記除霜装置の作動を順序的に説明すると第４図の通り
であって、電源スィッチを投入■することにより暖房運
転指令を発令すると共に、除霜禁止用タイマ（１）を長
時間側（Ｔ１；１００分、Ｔ２；１５０分）か短時間側
（Ｔ１；６０分、’ｒ２；ｔｏｏ分）かにセット◎する
ことによって、該タイマｆ１＋は計時作動θする。

外気温度チェック手段（２）が基準温度（ｔｓ−−２，
５℃）に比し外気温度が高いか低いかを比較検出Ｏする
と、時限選択手段（４）は除霜禁止用タイマ（１）の設
定時限を高外気温度では短時限（Ｔ１）に、低外気温度
では長時限（Ｔ２）に選択する。

かくして前記タイマ（１）は計時のを行ない、設定時限
（Ｔ１又はＴ２）に達すると除霜指令手段（６）のタイ
マをセットＯする。

これと相前後して外気温度チェック手段（２）により外
気温度を前述と同様に検出■して設定温度選択手段（５
）に信号を送るので、該選択手段（５）はコイル温度チ
ェック手段（３）の除霜開始用と除重終了用の設定温度
を一５°Ｃと１０°Ｃとの高温側か又は−１２℃と６℃
の低温側かに選択してセットする。

かくして上記コイル温度チェック手段（３）はコイル温
度と設定温度とを比較のして、コイル温度が除霜開始用
設定温度よりも下ったところで除霜指令手段（６）のタ
イマを計時作動■させる。

除霜指令手段（６）は作動後所定時限（Ｔ３−５分）経
過する■と、除霜運転指令を発して［相］除霜手段（７
）を作動させると共に、除霜終了検知手段（８）におけ
るタイマをセット■後、計時作動■させる。

そして設定時限（Ｔ４＝１０分）経過するのか、あるい
はコイル温度チェック手段（３）が除霜終了用設定温度
に達したコイル温度を検出０したときかのいずれか早い
方の時点になると除霜終了検知手段（８）が指令を発令
し、出力リレー（四をＯＦＦせしめて除霧手段（７）の
作動を停止■すると同時に、暖房運転指令を発する。

かくして外気温度とコイル温度とを要素とする除霜運転
の１サイクルは終了するのであるが、ここで、除霜指令
手段（６）が除霜運転指令を消し、かつ暖房運転指令を
発令するのに、除霜終了用設定温度に達したことによっ
て成されたものであるときは以上述べたと同じ作動が繰
り返されるが、一方、コイル温度が上昇しなくて除霜終
了検知手段（８）のタイマが設定時限（Ｔ４−１ｏ分）
を計時したことによって暖房運転指令が発令されたもの
であるときは、このタイマが復帰フラグを生起する■の
に呼応して、前記強制時限設定手段（９）が作動し前記
除霜禁止用タイマ（１）を強制的に短時限（Ｔ１）側に
セットさせて次の除霜運転までの暖房運転時間を短時限
側に保持せしめる。

この作動は第４図においてタイマ復帰フラグの有無を判
別Ｑして有りとすれば、除霜禁止用タイマ（１）を短時
限側で計時せしめる作動状態により明らかである。

なお、タイマ復帰フラグは除霜禁止用タイマＨの計時完
了信号により消去つさせるものである。

以上述べた作動状態は第７図に経時線図として示され、
同図において（）内で示す数字は外気温度が−２，５℃
以下の場合にとる値であるが、上記の如くタイマ復帰後
は除霜禁止用タイマｉｔ）は強制的に短時限側（６０分
）にセットされる。

上記実施例は除霜禁止用タイマ（１）に長・短工程の設
定時限を有する二段形のものを、外気温度チェック手段
（２）に一つの基準温度を有するものを、またコイル温
度チェック手段（３）に高・低温二種の除霜開始用設定
温度を有する二段形のものを夫々用いたものについて説
明したが、本発明はか＼る二段作動形に限るものではな
く、三段以上の多段形であってもよく、Ｎ段にするには
除霜禁止用タイマｆ１１の設定時限及びコイル温度チェ
ック手段（３）の設定温度を夫々Ｎ段となし、かつ外気
温度チェック手段（２）の基準温度を（Ｎ−１）段とな
すことによって可能であって、マイクロコンピュータ（
１０）内におけるタイマー回路、比較回路等を変更する
ことによって可能である。

以上の如く本発明によれば、繰り返し自動除霜を行なう
に際して、従来の外気温度のみに依存していたのとは異
なり、コイル温度も指令要素としたから、除霜を必要と
する時点を的確に捕知できる。

また、外気温度の高低に応じて除霜開始用設定温度を変
えるようにしているので、実際の霜付き状況に適合した
正確な除霜運転が成されることとなり、特に低外気温時
における不必要な除霜運転を回避することが可能である
。

さらに、除霜運転の終了がコイル温度の」二昇など霜付
きが完全になくなったために変化する物理的特性を検出
することによって成されたのでなくて、設定時間の到来
により除霜が終了したとしての擬制にもとづいて成され
た場合には、次の除霜運転回数までの時間を強制的に短
時限側に設定するようにしたから、残霜をもたらす不完
全な除霜運転の場合の除霜運転回数を若干増加せしめて
残霜の蓄積を解消し確実な除霜を行なわせることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明示するためのブロック線図、
第２図は本発明の１実施例に係る冷凍装置の冷媒回路図
、第３図は同じく電気回路図、第４図は本発明の１実施
例に係る作動態様を示すフローチャート、第５図および
第６図は着霜現象の説明図、第７図は本発明の１実施例
に係る除霜運転線図である。（１）・除霜禁止用タイマ、（２）外気温度チェック手段、（３）・・・コイル温度チェック手段、（４）・・・時
限選択手段、　（５）・・・設定温度選択手段、（６）
・・・除霜指令手段、　（７）・除霜手段、（８）・・
除霜終了検知手段、（９）・・・強制時限設定手段、（１３）　　熱源側コイル、特開昭５９−１４５４５５（８）

Claims

【特許請求の範囲】

■、長―短複数の設定時限を有し、暖房運転指令によっ
て計時作動する除霜禁止用タイマ（＋）と、外気温度を
検出して基準温度（ｔｓ）と比較する外気温度チェック
手段（２）と、高温・低温複数の段階に切換え可能な除
霜開始用設定温度を有し、前記除霜禁止用タイマＤ）の
計時完了により作動して、熱源側コイル（１３）のコイ
ル温度を検出し、前記設定温度と比較するコイル温度チ
ェック手段（３）と、前記外気温度チェック手段（２）
が検出した外気温度が前記基準温度（ｔ５）に比し高い
か低いかで前記除霜禁止用タイマＨの設定時限を長・短
複数時限のいずれかに選択する時限選択手段（４）と、
前記除霜禁止用タイマ＋１）の計時完了により作動し、
前記外気温度チェック手段（２）が検出した外気温度が
前記基準温度に比し高いか低いかによって、前記コイル
温度チェック手段（３）の除霜開始用設定温度を高温・
低温複数段階のいずれかに選択する設定温度選択手段（
５）と、前記コイル温度チェック手段（３）が前記除霧
開始用設定温度以下のコイル温度を検出した際に発令す
る信号を受けて除霜運転指令を発令し、かつこの除霜運
転指令を、除霜終了を検知する除霜終了検知手段（８）
が発令する除霜終了指令を受けるまで保持すると共に、
その後に暖房運転指令を発令する除霜指令手段（６）と
、前記除霜運転指令によって加熱エネルギを前記熱源側
コイル（１３）に与える除霜手段（７）と、前記除霜運
転指令の持続時間が設定時間に達した場合において前記
除霜終了検知手段（８）から除霜終了指令を発令したと
きに限って、前記時限選択手段（４）に優先して前記除
霜禁止用タイマＦｉ１の設定時限を短時限に強制設定す
る強制時限設定手段（９）とからなることを特徴とする
除霜装置。