JPS62119345A - セパレート形空気調和機の除霜制御装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、セパレート形ヒートポンプ式空気調和機の除
霜制御装置に関するもので、特に室外側熱交換器の着霜
を室内側で検知し得るようにした空気調和機に関する。

従来の技術 従来、特公昭５９−３４２５５号公報に示されるように
、室内側熱交換器の温度変化と室内温度の変化の両者に
基づいて室外側熱交換器への着霜状態を検知し、暖房運
転と除霜運転を制御する技術が開発されている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、かかる従来の構成は、温度検出素子が複
数必要となシ、自と回路が複雑化する問題がある。さら
に、空気調和機においては、室内側の送風量が任意に可
変設定されることが常であシ、そのためにも従来の技術
に風量補正手段を加味させることは、一層回路を複雑化
にしてしまう。

しかも、かかる構成は熱交換器を流れている途中の気液
混合冷媒温度を検出しているため、着霜時と未着霜時の
温度変化が小さく、微小な範囲で着霜判定を行わなけれ
ばならず、検出精度が安定しない問題がある。

また近年、マイクロコンピュータにて複雑な信号処理を
行わせ、制御装置を構成することが多いが、従来技術の
ように入力信号源（温度検出素子）が多いことは、その
プログラム作成に当っても弊害のもとであシ、プログラ
ムの簡素化にも限界がある。

以上のように、従来の技術には問題点が多々あシ、改善
が要求されるものである。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、従来技術の利点を
損うことなく、構成の簡素化がはかれる除編制御装置を
提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明は、第１図に示すよ
うに冷凍サイクルを暖房サイクルから除霜サイクルに制
御する制御装置を、前記室内側熱交換器の冷媒入口側に
連結された配管の温度を検出する温度検出手段と、暖房
サイクルを除霜サイクルに切換える境界値温度を記憶し
た設定温度記憶手段と、前記温度検出手段により検出し
た温度が前記設定温度記憶手段に記憶された境界値温度
より低下したことを検出し出力する第１の比較手段と、
前記温度検出手段により検出した温度が、前記設定温度
記憶手段に記憶された境界値温度より低下した時間を計
測する時間計測手段と、あらかじめ設定された時間を記
憶している設定時間記憶手段と、前記時間計測手段によ
り検出した時間と前記設定時間記憶手段に設定された時
間の一致を検出し出力する第２の比較手段と、前記第２
の比較手段による設定時間経過信号と前記第１の比較手
段による境界値低下信号により、暖房サイクルから除霜
サイクルへの切換えを判定する判定手段と、前記判定手
段の出力に応じて前記冷凍サイクルを暖房運転から除霜
運転へ制御する選択出力手段より構成したものである。

作　　用 この構成により、室内側熱交換器へ流入する冷媒の温度
が境界値温度以下で一定時間続くとその所定時間経過後
において除霜運転が制御される。

実施例 以下、本発明の一実施例を第２図〜第５図を参照にして
説明する。

第２図は本発明の一実施例を示す冷凍サイクル図である
。

同図において、冷凍サイクルは圧縮機１、四方切換弁２
、室内側熱交換器３．Ｍ圧器４、室外側熱交換器５を順
次連結することにょシ構成されている。６は配管温度検
出素子であり、暖房時において室内側熱交換器ａ（凝縮
器）の冷媒入口側となる配管に取付けられている。この
場合、冷房運転時は同図の実巌矢印の方向に冷媒が流れ
、暖房運転時には四方切換弁２が切換わることにより同
図の破線矢印の方向に冷媒が流れるようになっている。

さらに、上記圧縮機１、四方切換弁２、減圧器４、室外
側熱交換器５および室外送風機８によって室外ユニット
Ａが構成されている。また上記室内側熱交換器３および
室内送風機７、さらに配管温度検出素子６、タイマ機能
および温度調節機能などがプログラムされたマイクロコ
ンピュータ（以下、マイコンと略称する）を有する運転
制御部（図示せず）は室内ユニットＢに設けられている
。ここで、配管温度検出素子６は、室内送風機７の送風
の影響を受けない風回路からはずれた箇所に取付けられ
ている。また、室内ユニットＢの近辺でもよい。

第３図は運転制御部における主要回路図である。

同図において、マイコン９内には運転時間を判定するタ
イムセーフ回路を記憶する記憶部１０、この記憶部１０
に記憶されたタイムセーフ回路と入力−とのアンド回路
から適宜出力信号を発生する駆動信号発生手段１１を有
している。このマイコン９の入力側にはコンパレータ１
２を介して温度検出手段である配管温度検出素子６（例
えば配管サーミスタあるいは熱電対素子等）と必要に応
じて抵抗値が変えられる温度設定用抵抗１４゜１Ｓが接
続されている。また出力側には、スイッチ用トランジス
タＴＲ１〜ＴＲ４を介して駆動手段である四方切換弁コ
イルを駆動するリレーＲ４、室内送風機７を駆動するリ
レーＲ２、室外送風機８を駆動するリレーＲ３、圧縮機
１を駆動するリレーＲ４が接続されている。

ここで、第３図の構成と第１図の構成を対比すると、配
管温度検出素子６および抵抗１３は第１図の温度検出手
段に相当し、コンパレータ１２は第１図の第２の比較手
段に相当し、抵抗１４・１５によって作られる信号は第
１図の設定温度記憶手段の信号に相当し、記憶部１０を
含むマイコン９は第１図の設定時間記憶手段、時間計測
手段、第１の比較手段、判定手段、選択出力手段に相当
し、中でも駆動信号発生手段１１は判定手段、選択出力
手段に相当する。

次に、暖房運転の開始から除ＮＭ転に至るまでの動作に
ついて説明する。

圧縮機１の吐出冷媒温度をＴｄ、圧縮機１の吸入冷媒温
度をＴｓ、圧縮機１の吐出圧力をＰｄ、圧縮機１の吸入
圧力をＰｓとし、ポリトロープ指数をｎ（ただし　１　
（ｎ（ｋ　　の関係で、ｋは断熱圧縮指数）とすると、
吐出冷媒温度Ｔｄは次式で表わされる（ただし配管によ
る熱損）Ｔｄ＝Ｔｓ爪ド　０ Ｓノ したがって、室外側熱交換器５が未着霜時は吸入冷媒温
度Ｔｓが高く、又吐出冷媒温度Ｔｄも高い。そして外気
が下がシ着霜が成長するにつれて吸入冷媒温度Ｔｓは低
下し、吐出冷媒温度Ｔｄも下がる。本発明における配管
温度検出素子６は、室内側熱交換器３の入口配管に設け
られ、圧縮機１から吐出された高温高圧の過熱域冷媒ガ
スが流れる部分の温度を検出するが、実際その温度は吐
出ガスに比べて内外接続配管等での熱損失により所定温
度低下した温度である。

したがって、第４図に示すように室外側熱交換器Ｓが未
着霜時は圧縮機１の吸入冷媒温度Ｔｓ、室内側熱交換器
ａの入口配管温度ｔはともに高く、着霜が進むにつれて
徐々に低下し、そして暖房能力を大幅に低下させる着霜
に至ると、室内側熱交換器３０入口配管温度ｔは極端に
低下する。すなわち、入口配管温度ｔが設定配管温度ｔ
、以下になれば暖房能力は低下し、着霜が進んでいるの
で除霜する必要がある。

このように、室内側熱交換器ａの入口配管温度ｔは、過
熱域冷媒ガスの温度であるため、室内送風機７の風量の
影響を受けにくく、室内側熱交換器３の入口配管温度に
て適確な除霜運転の判断を行うことができる。

以上の説明に基づき、第３図に示す制御回路は、第５図
に示すフローチャートの内容の制御を行う。

すなわち、第５図のステップ１で示すように暖房運転が
開始されると、マイコン９で所定時間Ｔのタイマーカウ
ントがセットされる（ステップ２）。

このタイマーカウントセットは、暖房運転開始からＴ１
時間（例えば１時間）暖房運転を確保するためのもので
、例えば強制的にて１時間暖房を連続することも一つの
手段である。

そしてタイマーカウントがセットされると、ステップａ
でＴ１時間経過が判定される。Ｔ１時間経過するまでは
暖房運転が継続される。

そしてＴ１時間経過するとステップ４に移シ、マイコン
９で所定時間Ｔ２のタイマーカウントがセットされる。

このタイマーカウントセットは、次に述べる配管温度ｔ
が設定配管温度ｔ１を連続して下回る時間Ｔ２（例えば
１分間）を計測するもので、ノイズなどにより配管温度
ｔを実際の温度より低く検知し、除霜運転が誤まって開
始されるのを防止するために設けである。

そしてタイマーカウントがセットされるとステップ５へ
移り、配管温度検出素子６による配管温度ｔの読み込み
が行われ、ステップ６に移って配管温度ｔが設定配管温
度ｔ１よりも低いかが判定される。具体的には第３図の
コンパレータ１２が判定する。

そして、ステップ６の条件が満足されると、ステップ７
で１２時間経過が判定される。１２時間経過するまでは
暖房運転が継続される。また、１２時間経過する以前に
配管温度ｔが設定配管温度ｔ１より高くなるとステップ
２に戻シ、タイマーカウントがリセットされる。

そしてステップ７の条件が満足されるとステップ８へ移
シ、除霜運転が開始される。すなわち、第３図のトラン
ジスタＴＲＩ・ＴＲ２・ＴＲ３・ＴＲ４がそれぞれ動作
し、四方切換弁２を切換え、必要に応じてその前に圧縮
機１を一定時間停止し、室内送風機７および室外送風機
８を停止する。そして冷房サイクルにて除霜を行う。こ
の除霜運転の内容は従来周知のため、詳細な説明を省略
する。

また暖房運転の復帰についても従来より周知の如く、適
宜手段にて実施できる。

なお、本実施例においては、除霜運転を暖房サイクルか
ら冷房サイクルへの切換えによって行うようにしたが、
例えば暖房サイクルを維持したままとして室外側熱交換
器へ別途蓄熱していた冷媒を流す構成あるいは、側熱源
にて霜を溶かす構成としてもよいことは言うまでもない
。また圧縮機１は除霜運転へ切換え時には連続運転とし
、暖房運転復帰前に一時停止させるようにしてもよい。

発明の効果 以上述べたように本発明によれば、上記した構成により
、過熱域冷媒ガスの温度を室内側熱交換器入口配管にて
検出し、室内風量の影響をあまシ受けずに、適確な除霜
運転を温度検出１点で行うことができ、構成が非常に簡
単であシ、また冷媒が暖房を行う熱量を十分に有してい
るか否かの判定が室内側熱交換器の入口側で行えるため
、実際の暖房能力の有無を確実に判断して除霜を行うこ
とができる。すなわち、本発明は完全に着霜が発生して
いる冷媒の温度が熱交換器の入口部、中間部に差がなく
、未着笛時に入口冷媒温度の方が中間部の冷媒温度に比
べて著しく高い点に着眼し、入口側の冷媒温度を検出す
ることによって、未着霜から着霜に至るまでの温度変化
が大きくとれ、１点の温度検出で限界に近い暖房能力を
引き出すことができる。また本発明は、暖房開始から一
定時間経過するまで着霜を検出しないため、その一定時
間は暖房能力が確保され、快適さが損われることもない
。さらに室内熱交換器の配管温度が連続して設定温度を
下回らないと除霜運転を開始しない制御としている為、
ノイズなどにより配管温度を実際の温度より低く検知し
、除霜運転が誤まって開始することもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の除霜制御装置を機能実現手段で表現し
たブロック図、第２図は本発明の一実施例を示す空気調
和機の冷凍サイクル図、＠３図は同空気調和機における
除霜制御装置の回路図、第４図は同除霜制御装置におけ
る室内側熱交換器へ流入する冷媒温度と圧縮機吸入冷媒
温度の関係を示す特性図、第５図は同除霜制御装置の動
作内容を示すフローチャートである。 １・・・・・・圧縮機、２・・・・・・四方切換弁、３
　・・・・室内側熱交換器、５　・・・・室外側熱交換
器、６・・・・・・配管温度検出素子、９・・・・・・
マイクロコンピュータ、１０・・・・・・記憶部、１１
・・・・・・駆動信号発生手段、１２・・・・・・コン
パレータ、１３・１４・１５・・・・・・温度設定用抵
抗、Ａ・・・・・・室外ユニット、Ｂ・・・・・・室内
ユニット。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 ／−−−＆陥４も ２−一−四万ｒη換今 σ−−−　１［タト哨ＦＪ然タ；１屹各６−−−配管、
ＬＬ梗上禾す Ａ−−−を外ユニ７ト ５−１内ユニ・汁 ６一−−配ｖＬｒｉｌｌ戻橡土木号 ／ｌ−ｍ−に初発Ｊり光１す炙 ／Ｚ−−−コ／パルータ ／、Ｊ、　／４．１５−−−４氏ルし 第４図 Ｔｊ−−−Ｌ帰磯の夫人々様温麦 ｙｒｌｌＩ′ｌ 第５図 一ステ・Ｉブｌ −ステップ２ 一ステップＪ −ステップ４ 一スた／フ１．５ 一ステッグ２ 一ステッグ７ □ステ７グδ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧縮機、室内側熱交換器、減圧装置、室外側熱交換器を
   具備した冷凍サイクルに、暖房サイクルと除霜サイクル
   を切換えるサイクル切換手段を設け、さらに前記サイク
   ル切換手段を暖房サイクルから除霜サイクルに切換える
   制御装置を、前記室内側熱交換器の冷媒入口側に連結さ
   れた配管の温度を検出する温度検出手段と、暖房サイク
   ルを除霜サイクルに切換える境界値温度を記憶した設定
   温度記憶手段と、前記温度検出手段により検出した温度
   が前記設定温度記憶手段に記憶された境界値温度より低
   下したことを検出し出力する第１の比較手段と、前記温
   度検出手段により検出した温度が、前記設定温度記憶手
   段に記憶された境界値温度より低下した時間を計測する
   時間計測手段と、あらかじめ設定された時間を記憶して
   いる設定時間記憶手段と、前記時間計測手段により検出
   した時間と前記設定時間記憶手段に設定された時間の一
   致を検出し出力する第２の比較手段と、前記第２の比較
   手段による設定時間経過信号と前記第１の比較手段によ
   る境界値低下信号により、暖房サイクルから除霜サイク
   ルへの切換えを判定する判定手段と、前記判定手段の出
   力に応じて前記冷凍サイクルを暖房運転から除霜運転へ
   制御する選択出力手段より構成した空気調和機の除霜制
   御装置。