JPS60218550A - ヒ−トポンプ式空気調和機の除霜装置 - Google Patents

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】 く技術分野〉 本発明は、ヒートポンプ式空気調和戚の除霜装置に関す
るものである。

〈従来技術〉 一般に外気を熱源とするヒートポンプ式空気調和磯は、
暖房時に外気温度が低下すると、室外熱交換器の表面に
着霜現象が生じ、付着した霜の断熱作用と室外熱交換器
の通風抵抗の増大による通風量の減少とによって外気か
らの吸熱か阻害され、暖房能力が急激に低下する欠点が
ある。

そこで室外熱交換器に着霜現象が生じたとぎ、この霜を
とかすため一時的に暖房サイクルを冷房サイクルに切り
換えて室外熱交換器に圧縮機からの高圧高温冷媒を送り
、霜をとカルた後、再び暖房サイクルに切り換えるよう
にしている。

そして室外熱交換器の表面に付着した霜を自動的に除く
装置として、差温式のものとタイマ一式のものとが実用
化されているが、それぞれ種々の欠点があった。

即ち、差温式は、室外熱交換器の表面温度と外気温度と
の温度差による除霜開始動作か比較的正確であるが、除
霜サイクルの終了動作か不安定であり、特に室外熱交換
器に強風か当たる場合は、その表面温度は強風のために
、設定された除霜終了温度まで上昇せず、長時間除霜サ
イクルを続けて室内温度を大幅に低下させる欠点を有し
ていた。

一方タイマ一式は室外熱交換器の表面温度がある一定温
度より低いと熱、暖房運転の一定時間毎に除霜を行なう
ようにしているため、温度条件によっては、室外熱交換
器の表面に殆ど霜か着かない状態であっても除霜サイク
ルとなる場合もある。

また室外熱交換器の表面温度がある一定温度の直前のと
ぎは除霜せずに通過してしまい、その直後に外気温度が
低下して室外熱交換器の表面に猫かつきはじめても、一
定時間後でなければ除霜しなかった。そのため大量の霜
が付着してしまい暖房能力も大幅に低下し、除霜時間も
非常に長くなる欠点を有していた。

また室外熱交換器のパイプ温度とこの室外熱交換器を通
過した空気温度との温度差によって除霜させる差温式の
改良タイプがある。このタイプでは上記の欠点をかなり
減少し得るが、空気調和磯には一般家庭に使用するため
電流に制限があり、そのコントロールをしている。従っ
て、外気温度がある一定温度に到達すれば（＠房過負荷
時）、電流値を保持もしくは低下して熱交換量を減少さ
せるためにファンスピードをシフトダウンしている。

そのために、室外熱交換器内部の冷媒温度か急激に低下
し、この室外熱交換器を通過した空気温度との温度差が
生じ、前記除霜条件に合致し、暖房運転を停止して除霜
（冷房運転）にはいってしまい室内の温度を低下させる
という欠点を有していた。

く　目　的　〉 本発明は、上記従来の差温式及びタイマ一式の欠点を解
消して適切な除霜運転を可能とする除霜装置の提供を目
的としている。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、こ
れは、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機１と、該圧縮機１
１こ流路切換弁２を介して接続された室内熱交換器３と
、−側か該室内熱交換器３に接続され他側が前記流路切
換弁２を介して圧縮眠１に接続された室外熱交換器４と
から冷媒循環回路５が構成されたヒートポンプ式空気調
和（幾において、前記室外熱交換器４の着霧感知手￥ｉ
８Ａと融霜感知手段８Ｂとが設けられ、該融霜感知手段
８Ｂは、前記室内熱交換器３から流路切換弁２に至る冷
媒循環回路５中に設けられた冷媒用温度センサー６から
成り、暖房運転時に前記流路切換弁２を切換制御するよ
う除霜開始信号及び除霜終了信号を出力する制御回路８
が設けられ、該制御回路８は、前記温度センサー６から
の人力信号か所定値以下のとぎに除霜終了信号を出力す
るよう構成されたものである。

また前記着霜感知手段８Ａは、室外熱交換器４の温度（
パイプ温度）を感知する熱交換器用温度センサー９と、
前記室外熱交換器４を通過する空気の圧力を感知する通
過空気用圧力センサー１０とから構成されている。そし
て前記制御回路８は、前記熱交換器用温度センサー９か
らの入力信号が所定値以下でかつ圧力センサー１０から
の入力信号が所定値以上のときに除霜開始信号を出力す
るよう構成される。

また前記流路切換弁２のａポートは前記圧縮機１の吐出
口１ａに接続され、ｂボートは配管１２を介して室内熱
交換器３に接続され、流路切換弁２のＣポートは圧縮機
１のアキュームレータ１３に接続され、ｄポートは室外
熱交換器４に接続されている。そして該流路切換弁２は
、暖房運転時には第１図実線で示す如く、ａ−ｂ開、ｃ
−ｄ開とされ、冷房運転時には第１図点線の如＜ａ−ｄ
開、１〕−〇開となるよう構成されている。更に前記室
内熱交換器３と室外熱交換器４との冷媒循環回路５中ｌ
こは減圧装置１４が設けられ、該減圧装置１４は暖房用
通路１４ａと冷房用通路１４ｂとが並列接続されて両通
路１４ａ、１４ｂが前記室内熱交換器３及び室外熱交換
器４に接続されている。そして該暖房用通路１４ａに二
個のキャピラリーチューブ１６ａ。

１６ｂが設けられ、また冷房用通路１４１）にはキャピ
ラリーチューブ１６ｃと逆止弁１７が設けられ、前記暖
房用通路１４ａは両キャピラリーチューフ１６ａ、１６
ｂの間から別のキャピラリーチューブ１６ｄを介して圧
縮（幾１に連通接続されている。

また図中１８は室内熱交換器用ファン、１９は室外熱交
換器用ファンである。

次に作用を説明する。暖房運転時は、流路切換弁２は第
１図の実線で示す如く、ａ−１３ポート開、ｃ−ｄポー
ト開となり、圧縮（幾１から吐出された高／／− 温高圧の冷媒ガスは、流路切換弁２のａ−１〕ポートを
通って室内熱交換器３で室内の空気と熱交換され凝縮さ
れて液化し、その後減圧装置１４の暖房用通路１４ａを
通ってキャピラリーチューブ］６ａ。

１６１）で減圧されて室外熱交換器４へ入り、ここで室
外の空気と熱交換して流路切換弁２のｃ−ｄポートから
アキュームレータ１３を経て圧縮機１へ戻る（冷媒の流
れを実線矢印で示す）。このサイクルを順次繰り返すこ
とにより室内を暖房する。

一方冷房運転時は、流路切換弁２は第１図の点線の如く
切換り、１〕−〇開、ａ−ｄ開となり、圧縮機１から出
た冷媒は切換弁２がら室外熱交換器４へ流れ、その後冷
房通路１４１〕から室内熱交換器３へ流れ、流路切換弁
２のｂ−Ｃポートからアキュームレータ１３を経て圧縮
機１に戻る（冷媒の流れを点線矢印で示す）。即ち冷房
運転時は暖房運転時とは逆方向に冷媒か冷媒循環回路５
中を流れる。

次に暖房運転時の除霜運転について説明する。

暖房運転をおこなっている状態より、外気温度が次第に
低下して２〜３℃以下になれば、室外熱交換器４の温度
が０°Ｃ以下となり室外熱交換器４の表面に着霜現象を
生じてくる。霜の成長によって室外熱交換器４を通過す
る空気の通風抵抗が増大すれば第２図の如く静圧は増大
する。そして着霜量が増大するにつれ、霜の断熱作用と
通風抵抗の増大による室外熱交換器４の通風量の減少と
により、内部の冷媒温度が急激１こ低下し、パイプ温度
も急速に低下する。

そこで、パイプ温度を熱交換器用温度センサー９で、静
圧を圧力センサー１０で検出することにより、着霜状態
がわかる。したがって室外熱交換器４のパイプ温度か所
定値以下でかつ室外熱交換器４通過後の空気の静圧が所
定値より大といとｂを熱交換器用温度センサー９と圧力
センサー１（）からの入力信号により制御回路８か除霜
開始か否かを判断して流路切換弁２を除霜運転（冷房運
転）状態に切換える。

次に流路切換弁２を切換えて除霜運転を開始すると、流
路切換弁２の切換直後は流路切換弁２と室内熱交換器３
とを連結する配管１２の温度は、第３図の如く暖房サイ
クル時に高圧高温側になっていたための蓄熱効果と、除
霜サイクル切換直後は冷媒がガス状で流れること等とに
より急７覧には低下しないが、室外熱交換器４の表面に
利着の霜層が融解し、水滴となった時点で配管１２に低
温の冷媒が流れだし急激な温度降下が生じる。

そこで上記の如く急激に降下した温度か所定値以下にな
ったことを温度センサー６により検出し、この温度セン
サー６からの入力信号により制御回路８から除霜終了信
号を出力し、流路切換弁２を暖房運転に切換える。

次に本発明の第二実施例を説明すると、これは、着霜感
知手段８Ａとして第一実施例における圧力センサー１０
の代わりに、前記室外熱交換器４を通過する空気の温度
を感知する通過空気Ｊｌ温度センサーを構成要素とした
ものである。即ち、室外熱交換器４に着霜すると、室外
熱交換器４を通過した空気温度は、第４図の如く霜の断
熱作用によって室外熱交換器４による空気からの吸熱量
が減少するためあまり低下せず、外気温度に近くなる。

従って室外熱交換器４に着霜すれば室外熱交換器４のパ
イプ温度Ａと空気温度Ｂとの温度差は第４図の如く増大
する。

従来の方式では　暖房過負荷時に電流値減少の為のコン
トロール機能により室外側ファンスピードがシフトダウ
ンし、室外熱交換器４内部の冷媒温度が急激に低下し、
そのため室外熱交換器４の温度が所定値以下に低下しく
条件１）、かつ室外熱交換器４通過後の空気温度とに所
定値以上の温度差が生じたとき（条件２）に、除霜条件
に合致したとして除霜に入っていた。そのため上記の如
く不都合が生じていた。

そこで本実施例では、この暖房過負荷時の除１゛ｉ運転
を回避する為に室外熱交換器４を通過後の空気温度も除
霜開始条件の１つ１こ加え、前記２粂１！１を満たしか
つ室外熱交換器４通過後の空気温度か所定値以下の時（
条件３）、すなわち暖房過負荷運転ではない時に除霜運
転を開始するよう制御している。なお除霜終了条件は上
記第一実施例と同様である。

〈効果〉 以上の説明から明らかな通り、本発明は、冷媒を圧縮し
て吐出する圧縮機と、該圧縮機に流路切換弁を介して接
続された室内熱交換器と、−側か該室内熱交換器に接続
され他側か前記流路切換弁を介して圧縮機に接続された
室外熱交換器とから冷媒循環回路が構成されたし一トポ
ンプ式空気調和磯においで、前記室外熱交換器の着霜感
知手段と融霜感知手段とが設けられ、該融霜感知手段は
、前記室内熱交換器から流路切換弁に至る冷媒循環回路
中に設けられた冷媒用温度センサーから成り、暖房運転
時に前記流路切換弁を切換制御するよう除霜開始信号及
び除霜終了信号を出力する制御回路か設けられ、該制御
回路は、前記冷媒用温度センサーからの入力信号か所定
値以下のとぎに除霜終了信号を出力するよう構成された
ものである。

従って本発明によると、室外熱交換器が着霜状態にある
時のみ除霜を行ない、霜が融解すればすみやかに除霜運
転を解除すること力呵詣で室内温度の低下の度合を減少
させ得、快適性の向」ニし２，６る空気調和機を提供で
とる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す空気調和（幾の構成図
、第２図は室外熱交換器を通過後の空気の静圧と風量の
関係を示す図、第３図は室内熱交換器からアキュームレ
ータに至る冷媒配管の時間に対する温度変化を表わす図
、第４図（ａ）、（＋１）は室外熱交換器のパイプ温度
と通過後の空気温度との温度差を示す図である。 １：圧縮機、２：流路切換弁、３：室内熱交換器、４；
室外熱交換器、５：冷媒循環回路、６：温度センサー、
８二制御回路、８Ａ：着霜感知手段、８［３：融霜感知
手段、１０：圧力センサー。 出　ｊ鎮　人　シャープ株式会社 代理人　中村恒久 ０　７外熱を硬纒道遁塘ぐ風量（ｍシｍ１ｎ）時間０分
）　時Ｑｔ分） 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　冷媒を圧縮して吐出する圧縮（幾と、該圧縮機に流
   路切換弁を介して接続された室内熱交換器と、−側か該
   室内熱交換器に接続され観測か前記流路切換弁を介して
   圧縮機に接続された室外熱交換器とから冷媒循環回路が
   構成されたヒートポンプ式空気調和機において、前記室
   外熱交換器の着霜感知手段と融霜感知手段とが設けられ
   、該融霜感知手段は、前記室内熱交換器から流路切換弁
   に至る冷媒循環回路中に設けられた冷媒用温度センサー
   から成り、暖房運転時に前記流路切換弁を切換制御する
   よう除霜開始信号及び除霜終了信号を出力する制御回路
   が設けられ、該制御回路は、前記冷媒用温度センサーか
   らの入力信号が所定値以下のとぎに除霜終了信号を出力
   するよう構成されたことを特徴とする空気調和機の除霜
   装置。 ２　着霜感知手段は、室外熱交換器の温度を感知する熱
   交換器用温度センサーと、前記室外熱交換器を通過する
   空気の圧力を感知する通過空気用圧力センサーとから構
   成され、制御回路は、前記熱交換器用温度センサーから
   の入力信号か所定値以下でかつ圧力センサーからの入力
   信号が所定値以上のときに除霜開始信号を出力し、冷媒
   用温度センサーからの入力信号か所定値以下のとぎに除
   霜終了信号を出力するよう構成された特許請求の範囲第
   １項記載の空気調和機の除霜装置。 ３　着霜感知手段は、室外熱交換器の温度を感知する熱
   交換器用温度センサーと、前記室外熱交換器を通過する
   空気の温度を感知する通過空気用温度センサーとから構
   成され、制御回路は、前記熱交換器用温度センサーと通
   過空気用温度センサーとからの入力信号が夫々所定値以
   下でかつ両センサーからの入力信号による温度差か設定
   値以上のときに除霜開始信号を出力し、冷媒用温度セン
   サーからの入力信号が所定値以下のと外に除霜終了信号
   を出力するよう構成された特許請求の範囲第１項記載の
   空気調和機の除霜装置。