JPS6219656A

JPS6219656A - 冷凍サイクル装置

Info

Publication number: JPS6219656A
Application number: JP15912685A
Authority: JP
Inventors: 隆夫星
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-07-18
Filing date: 1985-07-18
Publication date: 1987-01-28
Anticipated expiration: 2010-05-01
Also published as: JPH0739897B2

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】（発明の技術分野〕この発明は、圧縮機、凝縮器、減圧装置、および蒸発器
などを順次連通してなる冷凍サイクルを備え、かつ蒸発
器に対する除霜機能を備えた冷凍ザイクル装置に関する
。

〔発明の技術的背景〕

一般に、ヒートポンプ式冷凍サイクルを備え、冷房運転
および暖房運転を可能とする空気調和機にあっては、暖
房運転時、蒸発器として作用する室外熱交換器に徐々に
霜が付着するようになり、そのままでは汲み上げ熱斑が
減って暖房能力の低下を招いてしまう。

そこで、従来、下記■、■、■のような方法で室外熱交
換器の着霜量を検出し、その着霜量が一定以上になると
四方弁を復帰させて暖房サイクルを除霜サイクル（冷房
サイクル）に切換え、高温冷媒の熱によって室外熱交換
器の除霜を行なうようにしている。

■霜そのものを検知するセンサを室外熱交換器に取付け
、このセンサによって直接的に着霜量を検出する。

■室外熱交換器の通風抵抗や冷媒のエンタルピ差の変化
によって間接的に着霜ｌを検出する。

■特公昭５７−４７８２２号公報に示されるように、室
外熱交換器の温度（以下、蒸発器温度と称す）の変化量
によって間接的に着雪量を検出する。たとえば、第６図
に示すように、蒸発器温度Ｔｅが運転開始時の状態から
設定値ΔＴｅ下がったとき、着雪量が一定以上であると
見なすものである。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら、■、■の方法では、装置が大がかり且つ
複雑であり、しかも検出誤差が大きくて信頼性に乏しい
という欠点がある。

また、■の方法では、差の設定値ΔＴｅが常に固定であ
るため、着霜員に影響を及ぼす室外空気の温度変化に伴
って検出誤差を生じるという欠点がある。特に、室外空
気温度が低い場合には、着霜が速いにもかかわらずなか
なか除霜が始まらず、室外空気温度の低下そのものと合
わせて汲み上げ熱量が大幅に低下し、暖房能力の大幅な
低下を招いてしまう。

（発明の目的〕この発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、簡単な構成でめりながら、蒸
発器の着霜状態を室外空気温度に影響を受けることなく
的確に検出することができ、これにより常に最適な除霜
を行なって暖房能力の低下を抑えることができる冷凍サ
イクル装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

この発明は、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器などを
順次連通してなる冷凍サイクル、前記蒸発器の温度を検
知する温度検知手段、運転の開始時または開始から一定
時間後、前記温度検知手段の検知結果を記憶する記憶部
、運転時、前記記憶部に記憶した温度と前記温度検知手
段の検知結果との比率を演算する手段、この演ｌ！結果
が設定値に達すると前記蒸発器に対する除霜を行なう手
段から成るものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

第２図に示すように、圧縮！！１１．四方弁２．ｖ外熱
交換器３．減圧装置たとえば膨張弁４．室内熱交換器５
などが順次連通され、ヒートポンプ式冷凍サイクルが構
成されている。すなわち、冷房運転時は図示実線矢印の
方向に冷媒が流れて冷房サイクルが形成され、室外熱交
換器３が凝縮器として作用するとともに、室内熱交換器
５が蒸発器として作用するようになっている。暖房運転
時は、四方弁２が切換作動することにより図示破線矢印
の方向に冷媒が流れて暖房サイクルが形成され、室外熱
交換器３が蒸発器として作用するとともに、室内熱交換
器５が凝縮器として作用するようになっている。なお、
室外熱交換器３の近傍には室外ファン６が配設され、室
内熱交換器５の近傍には室内ファン７が配設されている
。

しかして、暖房運転時に室外熱交換器３の冷媒入口側と
なる冷媒配管には蒸発器温度センサ（サーミスタ）８が
取付けられ、この蒸発器温度センサ８の検知温度は蒸発
器温度検知回路９で電気信号（ディジタル信＠）に変換
され、蒸発器温度データとして制御部１０に供給される
。制御部１０は、マイクロコンピュータおよびその周辺
回路などからなり、運転操作部１１の操作状態、＝内温
度センサ（サーミスタ）１２の検知温度、および上記蒸
発器温度検知回路９からの蒸発器温度データなどに応じ
て各種運転１ＩＩＩＩｌを行なうものである。

ところで、制御部１０は除霜運転制御回路を内蔵してお
り、その具体的な構成を第３図に示す。

すなわち、２１は演算回路で、この演算回路２１にはタ
イマ回路２２、ａｉ度記憶部２３、四方弁駆動回路２４
などが接続されている。演算回路２１は、蒸発器温度検
知回路９からの蒸発器温度データに基づく演算によって
室外熱交換器３０看霜状態を判断し、必要に応じて除電
指令を発するものである。タイマ回路２２は、暖房運転
の開始と同時に起動し、演算回路２１の処理の時間管理
を行なうものである。温度記憶部２３は、演算回路２１
の処理に基づき、暖房運転開始から一定時間ｔｓ　　（
たとえば１５分）後の蒸発器温度ＴｅをＴｅａとして記
憶するものである。四方弁駆動回路２４は、演算回路２
１の処理に応じて四方弁２の駆動を行なうものである。

つぎに、上記のような構成において第１図を参照しなが
ら動作を説明する。

運転操作部１１で暖房運転および所望の室内温度を設定
し、かつ運転開始操作を行なう。すると、制御部１０は
、圧縮機１、室外ファン６、および室内ファン７をそれ
ぞれ運転オンするとともに、四方弁２を切換作動する。

こうして、暖房サイクルが形成され、室外熱交換器３が
蒸発器として作用するとともに、室内熱交換器５が凝縮
器として作用し、その凝縮作用および室内ファン７の運
転によって室内に温風が吹出される。つまり、暖房運転
の開始となる。

ところで、暖房運転時、蒸発器として作用する室外熱交
換器３に徐々に霜が付着するようになり、そのままでは
汲み上げ熱量が少なくなり、暖房能力の低下を招いてし
まう。

しかして、暖房運転時、演算回路２１は運転開始と同時
に起動するタイマ回路２２の出力によって運転開始から
の経過時間を監視する。そして、一定時間ｔ１　（たと
えば１５分）が経過すると、そのときの蒸発器温度検知
回路９からの信号によって室外熱交換器３の温度つまり
蒸発器温度Ｔｅを検知し、それをＴｅａとして温度記憶
部２３に記憶する。この場合、一定時間ｔ１は、蒸発器
温度Ｔｅが安定するまでの時間である。さらに、演算回
路２１は蒸発器温度Ｔｅを逐次検知し、次の演算を行な
う。

８−　（Ｔｅ十Ａ）／　（Ｔｅａ　＋Ａ＞なお、Ａは特
定の数値であり、たとえば’　２０　”としている。

すなわち、一定時間ｔｌ後の蒸発器温度Ｔｅａに数Ｇｉ
Ａを足したものと、逐次検知される蒸発器温度Ｔｅに数
値Ａを足したものとの比率を演算するようにしている。

そして、演算回路２１は、演算して求めた値Ｂと設定１
！ＩＣ（たとえば０．５）とを比較し、ＢがＣよりも大
きければそのまま暖房運転を継続し、かつ上記演算を繰
返す（１秒間に数回の割合）。

ただし、ＢがＣと同じまたはそれよりも小さければ着霜
量が一定以上で除霜が必要と見なし、四方弁駆動回路２
４に対して四方弁復帰指令を発する。

たとえば、Ｔｅａが一５℃、蒸発器温度Ｔｅが一５℃で
あれば、Ｂ　−（−０，５＋２０）　／　（−０，５＋２０）　
−１となり、Ｂ＞Ｃなので、暖房運転が継続する。

Ｔｅａが一５℃、蒸発器温度Ｔｅが−１２，５℃であれ
ば、Ｂ　−（−１２，５＋２０）　／　（−０，５＋２０）
　−０，５となり、Ｂ＝Ｃなので、四方弁復帰指令が発
せられる。

四方弁復帰指令が発せられると、四方弁駆動回路２４の
作動により四方弁２が復帰し、今までの暖房サイクルが
除霜サイクル（冷房サイクル）に切換わり、圧縮機１か
ら吐出される高温、高圧冷媒が室外熱交換器３に流入す
る。こうして、高温冷媒の熱によって室外熱交換器３に
付着している霜が徐々に除去される。つまり、室外熱交
換器３に対する除霜運転が行なわれる。

この場合、着霜量が一定以上で除霜が必要と見なすとき
の蒸発器温度降下幅ΔＴｅ（−ＴｅＯ−Ｔｅ）は、上記
演算式により第４図に示すようにＴｅＩＩに比例して変
化する。すなわち、Ｔｅａ　＝Ｏ℃であればΔＴｅ−１
０℃、Ｔｅ＋＋　−−１０℃であればΔＴｅ−５℃とな
る。

こうして、第５図に示すように、室外熱交換器３を通る
室外空気の温度が高くてＴｅａが高い場合には、蒸発器
温度降下幅がΔＴｅｔで除霜運転開始となる。これに対
し、室外空気温度が低くてＴｅａが低い場合には、Ｔｅ
ａが高い場合よりも小さい蒸発器温度降下幅ΔＴｅ２　
（＜ΔＴｅｔ　）で除霜運転開始となる。これにより、
室外空気温度が高い場合には着霜による放熱ｍＱ＜凝縮
器として作用する室内熱交換器５の放熱量）の低下はΔ
Ｑ１であるが、室外空気温度が低い場合の放熱ＩＱの低
下はΔＱ２　（くΔＱｔ　）となる。つまり、室外空気
温度が低くて汲み上げ熱量がただでさえ少ない状況の下
では、着霜による放熱量Ｑの低下を小さく抑えることが
できる。

このように、運転開始から一定時間ｔｌ後の蒸発器温度
Ｔｅａを基準とし、そのＴｅａに特定値Ａを足したもの
と逐次検知される蒸発器温度Ｔｅに特定値Ａを足したも
のとの比率を演算し、この演算結果と設定値Ｃとの比較
によって除霜運転制御を行なうことにより、室外空気温
度に影響を受けることなく、室外熱交換器３の着霜状態
に応じた最適な除霜運転を行なうことができる。しかも
、この最適な除霜運転の実施により、室外空気温度が低
くて汲み上げ熱量が少ない場合において、着霜による放
熱ＩＱの低下を小さく抑えることができ、よって暖房能
力の低下を極力抑えることができる。

なお、上記実施例では、暖房運転の開始から一定時間１
．後の蒸発器温度をＴｅａとして記憶するようにしたが
、運転開始時における蒸発器温度の最大値をＴｅａ　と
して記憶するようにしてもよい。また、四方弁２の復帰
による逆サイクル除霜を行なうようにしたが、ガス冷媒
のバイパス方式やヒータ加熱などによる除霜を行なうよ
うにしてもよい。さらに、演算に用いる数値Ａ、Ｃにつ
いては、冷凍サイクルの状況などに応じて適宜窓めれば
よい。また、空気調和櫟を例に上げて説明したが、それ
に限らず、冷蔵庫や冷蔵ショーケースにおいても同様に
適用可能である。

〔発明の効果〕

以上述べたようにこの発明によれば、簡単な構成であり
ながら、蒸発器の着霜状態を室外空気温度に影響を受け
ることなく的確に検出することができ、これにより常に
最適な除霜を行なって暖房能力の低下を抑えることがで
きる冷凍サイクル装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の動作を説明するためのフ
ローチャート、第２図は同実施例における冷凍サイクル
および制御回路の概略的な構成を示す因、第３図は同実
施例における制御部の要部の構成を示す図、第４図は同
実施例において除霜が必要と見なすときの蒸発器温度降
下幅を説明するための図、第５図は同実施例における蒸
発器温度の変化および放熱量の変化を示す図、第６図は
従来の冷凍サイクル装置の除霜運転制御を説明するだめ
の図である。１・・・圧縮機、２・・・四方弁、３・・・苗外熱交換
器、４・・・膨張弁（減圧装置）、５・・・室内熱交換
器、８・・・蒸発器温度センサ、１０・・・制御部、２
１・・・演算回路、２２・・・タイマ回路、２３・・・
温度記憶部、２４・・・四方弁駆動回路。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図

Claims

【特許請求の範囲】

　圧縮機、凝縮器、減圧装置、および蒸発器などを順次
連通してなる冷凍サイクルと、前記蒸発器の温度を検知
する温度検知手段と、運転の開始時または開始から一定
時間後、前記温度検知手段の検知結果を記憶する記憶部
と、運転時、前記記憶部に記憶した温度と前記温度検知
手段の検知結果との比率を演算する手段と、この演算結
果が設定値に達すると前記蒸発器に対する除霜を行なう
手段とを具備したことを特徴とする冷凍サイクル装置。