JPS60575Y2 - 空気調和機の除霜装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は空気調和機の除霜装置に関する。

従来の空気熱源ヒートポンプの除霜手段としては、利用
側熱交換器の吐出空気温度と吸込空気温度の温度差を検
知し、除霜を行ないながら運転しているときの最大温度
差を記憶し、熱源側熱交換器への霜の蓄積により利用側
熱交換器の吐出吸込空気の温度差が減少してゆく経過で
吐出吸気空気の温度差が記憶しである最大温度差に対し
て設定された値まで低下したとき除霜を開始するもので
ある。

しかしながら、このような手段では、暖房能力は利用側
熱交換器を通過する風量と、上記熱交換器の吐出空気温
度と吸込空気温度の温度差と、空気の比熱の積で表わさ
れる関係上、上記風量の変化により上記温度差が変動す
るから、熱源側熱交換器への霜の蓄積によるヒートポン
プの暖房能力の低下を適確に検知することができないと
いう不具合がある。

本考案は、このような事情に鑑みて提案されたもので、
利用側熱交換器を通過する風量が変動しても、暖房能力
の変化を適確につかみ、熱源側熱交換器への霜の蓄積に
よる暖房能力の低下に応じて適確な除霜を行なう空気調
和機の除霜装置を提供することを目的とし、利用側熱交
換器の吐出空気温度Ｔ。

と吸込空気温度τ１との空気温度差（’ｒ。−Ｔｏ）及
びその空気流速■をそれぞれ検出して暖房能力係数ｃｘ
（’ｒｏ−’ｒ１）を演算する手段と、熱源側熱交換
器への霜の蓄積に基因して上記暖房能力係数ｃｘ （Ｔ
ｏ−’ｒｔ）の値が記憶しである暖房能力係数の最大値
に対する設定割合まで低下したとき除霜を開始する手段
とを具備してなる一呈一 ことを特徴とする（ただしＣ＝■ッ、で、Ｖｍａｘは流
速■の最大値）。

本考案の一実施例を図面について説明すると、第１図は
その系統図、第２図は第１図の電気回路図、第３図、第
４図、第５図はそれぞれ第２図の本装置による除霜サイ
クルを示すもので、第３図は風量係数Ｃを、第４図は室
内側熱交換器の吸込及び吐出空気温度Ｔ１． Ｔｏを、
第５図は暖房能力係数比Ｑ／Ｑｍａｘをそれぞれ示す線
図、第６図は第２図による除霜制御を示すフローチャー
ト、第７図は送風機の回転数と風量の関係を示す線図、
第８図は第１図における電子制御部の詳細ブロック図で
ある。

まず、第１〜２図において、１は圧縮機、２は四方切換
弁、３は室外側熱交換器、４は毛細管、５は室内側熱交
換器、６は室内側送風機７を駆動するモータ、８は室外
側送風機用モータ、９及び１０はそれぞれ室内側熱交換
器５の吸込空気温度及び吐出空気温度を検出する温度検
出素子、１１は室内側熱交換器５の吐出空気流の風速を
検出する風速検出素子、１２は電子制御部、１３は電子
制御部１２の電源トランス、１４は圧縮機１を制御する
接点１４をオン・オフするリレー、１５は四方弁２を制
御する接点１５をオン・オフするリレー １６は室外側
送風機用モータ８を制御する接点１６をオン・オフする
リレー １７はリモコン用操作部である。

このような装置において、暖房運転時にリモコン用操作
部１７の操作により、電源トランス１３を介して電子制
御部１２が通電され、これにより、リレー１４，１５，
１６がそれぞれ励磁され、それぞれ接点１４，１５，１
６をオンとして圧縮機１、四方切換弁２、室外側送風機
用モータ８が通電されるとともに、室内側送風機用モー
タ６が通電される。

そこで、圧縮機１から吐出される高温高圧の冷媒は、矢
印に示すように、四方切換弁２を経て室内側熱交換器５
に入り、ここで凝縮液化する。

このとき、室内側送風機７によって空気が循環され、室
内側熱交換器５で熱交換した温風を吹出し、室内側熱交
換器５の吸込空気温度Ｔ□は温度検出素子９で、吐出空
気温度Ｔｏは温度検出素子１０で、空気流の風速■は速
度検出素子１１でそれぞれ検出される。

一方、冷媒は、毛細管４で減圧されて室外側熱交換器３
に入り蒸発気化して、四方弁２を経て圧縮機１に吸入さ
れる。

その際、室外側熱交換器３には運転状態によっては、霜
が付着し、その蓄積量がある限度を越すと、暖房能力か
低下し始め、効率のよい暖房運転が阻害されるから、霜
の蓄積によって暖房能力が著しく低下する前に除霜をす
る必要がある。

そこて、本装置では、室内側熱交換器５の吸込空気温度
Ｔ１、吐出空気温度Ｔ。

、空気流の風速■をそれぞれ検出素子９，１０，１１で
検出し、その出力を電子制御部１２に入力する。

電子制御部１２では、風速検出素子１１で検出した風速
が、モータ６、送風機７、風路低抗等で決まる室内ニュ
ットとして可能な最大風速Ｖｍａｘの何％に相当するか
を計算して風量係数Ｃ＝Ｖ／Ｖ ｍａｘを算出する。

この関係の一例を挙げると、第３図に示すように、室内
送風機７が高速運転ＨｉであればＣ＝１であり、低速運
転ＬｏであればＣ〈１（本例ではＣ＝ １．６）となる
。

空気流路の断面積は一定であるので、風速Ｖを検出する
ことにより風量係数Ｃを知ることできる。

次いで、温度検出素子９，１０でそれぞれ検出した吸込
空気温度Ｔ１、吐出空気温度Ｔ。

及び上記風速係数Ｃより暖房能力係数Ｑ＝Ｃ（Ｔｏ
Ｔｔ）を計算する。

除霜完了抜法の除霜開始まで１サイクルの最大暖房能力
係数Ｑｍａｘ＝ （Ｃ（Ｔｏ−Ｔ１）） ｍａｘを記憶
し、室外側熱交換器３への霜の蓄積に基因して、暖房能
力係数Ｑが減少してゆく過程で、Ｑの値が記憶しである
最大値Ｑｍａｘに対してあらかじめ設定した値まで低下
したときに除霜を開始する。

第３図、第４図、第５図は横軸に時間をそれぞれ同期し
てとり、同一尺度で示したもので、第１回目の除霜サイ
クルでは、室内側送風機をＨｉの状態に保ったまま除霜
サイクルの運転を行ない、風量係数Ｃ＝１、暖房能力係
数Ｑ ＝ Ｉ Ｘ （Ｔｏ−Ｔｌ） ＝Ｔｏ Ｔ１と
なり、第４図に示した除霜開始前の空気温度差Ａ′が魚
拓の最大温度差Ｂ′に対しである設定値（本例では０．
７）以下になったとき、除霜開始すればよく、従来の方
式でも支障はない。

しかし、第２回目の除霜サイクルでは、−例として室内
側送風機７をＨｉからＬｏに切換えた場合を示し、この
ときは、室内側熱交換器３への霜の蓄積によって、空気
温度差Ｔ０−Ｔ１は、第４図に示すように、徐々に減少
するが、途中からＨｉからＬｏＪへの運転切換えにより
、吐出空気温度Ｔ。

は上昇する。

これは、室外側熱交換器の放熱量が風量ＨｉでもＬＯで
も一定てあり、したがって風量が減少すればそれだけ空
気温度差Ｔ。

−Ｔ１が増加することからも明らかである。

一方、室外側熱交換器３への霜の蓄積は更に増加し、暖
房能力は低下の一途をたどる。

従来方式では、暖房能力が除霜を要する値まで低下して
いるにもかかわらず、第４図に示すように、最大空気温
度差Ｂに対する除霜開始時の空気温度差Ａが設定値（本
例ではＡ＝０．７ ： Ｂ＝０．９；’−” ＝０．
７８）まで落ちこまず、除霜を開Ｂ−０，９ 始しない不具合があるが、本装置では風量係数Ｃと空気
温度差Ｔ。

−Ｔ１の積から暖房能力係数Ｑを計算腰第５図に示すよ
うに、記憶された最大値 − Ｑｍａｘに対する設定値（本例ではｑ爾ｉ−０，７）以
下になったときは自動的に除霜運転に入り適確な除霜を
行ない、空気熱源ヒートポンプとしての良知率の運転を
行なうことができる。

第６図は上述の除霜制御要領を示したもので、実際の除
霜制御では、暖房運転開始後、ある一定時間（約４吹）
は除霜運転に入らないようになっているが、これはある
一定の暖房運転を確保するためであり、除霜サイクルに
入るのはＱ／Ｑｍａｘの値が設定値より低下したときで
ある。

風量係数Ｃを求めるに当って、空気抵抗が一定な室内ユ
ニットでは、風量と送風機回転数が第７図に示すように
、はぼ比例関係にあるところから、風速検出素子１１の
代わりに室内送風機７の回転数を検出するようにしても
よい。

第８図は電子制御部１２を示す。

室内側吸込空気温度Ｔ１を感知する素子９、と吐出空気
温度Ｔ。

を感知する素子１０とで、それぞれ、Ｔ１をＴ。

が検出され、比較回路２１で（Ｔ。’ｒ１）が求められ
る。

また空気流の風速は、速度検出素子１１で感知し、風速
検出回路２２に送られる。

ここで風速の最大値を記憶する回路２３に、風速の最大
値Ｖｍａｘが蓄えられる。

そして、風速検出回路２２から出力される風速の最大値
Ｖｍａｘの記憶回路２３から出力されるＶｍａｘの値が
、演算回路２４に入力され、ここで風量係数Ｃが演算さ
れ、Ｃの値が出力される。

さらに比較回路２１から出力される温度差（’ｒｏ
Ｔｔ）と、演算回路２４から出力される風量係数Ｃの値
にもとすいて、補正回路２５中て暖房能力係数Ｑ＝ＣＸ
（Ｔｏ ”＋）が計算される。

さらに補正回路２５の出力にもとずいて暖房能力係数の
最大値を記憶すル回路２６中ニハ上記最大値Ｑｍａｘ
＝ （Ｃ（Ｔｏ−Ｔ１）） ｍａｘが記憶される。

さらに補正回路２５の出力としての暖房能力係数Ｑ＝Ｃ
Ｘ （’ｒｏ−Ｔ１）の値が、暖房能力係数の最大値を
記憶する回路２６からの出力、Ｑｍａｘ＝ （ＣＸ （
Ｔｏ−Ｔ、）’ｌ ｍａｘの値に対して、ある割合まで
減少した時、デアイス開始信号を出す除霜開始判定回路
２８が設けられている。

さらに最大値記憶回路２６と、演算回路２４の内容をリ
セットする指令装置２７とから構成される。

なお、暖房運転開始時は、その指令装置２７からの信号
により、最大値記憶回路２６の記憶値はゼロにリセット
され、かつ演算回路２４内の風量係数ＣはＣ＝１にセッ
トされる。

要するに、本考案によれば、利用側熱交換器の吐出空気
温度Ｔ。

と吸込空気温度Ｔ１との空気温度差（’ｒｏ Ｔ１）
及びその空気流速■をそれぞれ検出して暖房能力係数ｃ
ｘ （’ｒｏ−Ｔｔ）を演算する手段と熱源側熱交換器
への霜の蓄積に基因して上記暖房能力係数ｃｘ （’ｒ
ｏ−Ｔｔ）の値が記憶しである暖房能力係数の最大値に
対する設定割合まで低下したとき除霜を開始する手段と
を具備してなること（ただしＣ＝■ッ、で、Ｖｍａｘは
流速■の最大値）により、熱源側熱交換器への霜の蓄積
に基因する暖房能力の低下に応じて自動的に適確な除霜
を行なう空気調和機の除霜装置を得るから、本考案は産
業上極めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す系統図、第２図は第１
図の電気回路図、第３図、第４図、第５図はそれぞれ第
２図の本装置による除霜サイクルを示すもので、第３図
は風量係数Ｃを、第４図は室内側熱交換器の入口及び出
口の空気温度Ｔ□。 Ｔｏを、第５図は暖房能力係数比Ｑ／Ｑｍａｘをそれぞ
れ示す線図、第６図は第２図による除霜制御を示すフロ
ーチャート、第７図は送風機の回転数と風量の関係を示
す線図、第８図は第１図における電子制御部の詳細ブロ
ック図である。 １・・・・・・圧縮機、２・・・・・・四方切換弁、３
・・・・・・室外側熱交換器、４・・・・・・毛細管、
５・・・・・・室内側熱交換器、６・・・・・・モータ
、７・・・・・・室内側送風機、８・・・・・・室外側
送風機用モータ、９，１０・・・・・・温度検出素子、
１１・・・・・・風速検出素子、１２・・・・・・電子
制御部、１３・・・・・・電源トランス、１４，１５，
１６・・・・・・リレー、１７・・・・・・リモコン用
操作部、Ｃ・・・・・・風量係数、■・・・・・・風速
、Ｖｍａｘ・・・・・・最大風速、Ｔ１・・・・・・吸
込空気温度、Ｔｏ・・・・・・吐出空気温度、Ｑ・・・
・・・暖房能力係数、Ｑｍａｘ・・・・・・最大暖房能
力係数。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 利用側熱交換器の吐出空気温度Ｔ。 と吸込空気温度Ｔ１との空気温度差（Ｔｏ−Ｔ□）及び
   その空気流速Ｖをそれぞれ検出して暖房能力係数Ｃ×（
   Ｔｏ−Ｔ１）を演算する手段と、熱源側熱交換器への霜
   の蓄積に基因して上記暖房能力係数Ｃ×（Ｔｏ Ｔｔ
   ）の値が記憶しである暖房能力係数の最大値に対する設
   定割合まで低下したとき除霜を開始する手段とを具備し
   てなることを特徴とする空−−■− 気調和機の除霜装置（ただしＣＶｒッ、で、Ｖｍａｘは
   流速■の最大値）。