JPS6246150A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は外気を熱源としたヒートポンプ暖房運転が成さ
れる空気調和機の自動除霜を行う除霜装置に関する。

（従来の技術） 外気熱源方式の空気調和機は暖房運転９番こ熱源側コイ
ルに着霜が生じて暖房能力が低下することはひろく知ら
れているが、従来の一般的な除霜装置は実公昭５３−２
９２３）号公報番こも開示されているように、着霜によ
って熱源側コイルの着霜部の温度が低下する現象を利用
し、所定の温度以下になｈ２ば着霜と判断して冷凍回路
を逆サイクルにして除霜運転するようにしたものであり
０（発明が解決しようとする問題点） 上述した除霜装置は単に着霜状態を温度変化で検出して
除霜運転を行わせる方式であるので、このままでは所定
温度以下になれば常に除霜運転を行うので、タイマと組
合わせて例えば６０分程度のインタバルをとり、温度と
時間との両面で除霜制御を行わせるようにしたものが最
近多（用いられている。

しかしながら、このような除霜制御装置であ°つても以
下に述べる如く実用上での間頚があった。

すなわち、ヒートポンプ空気調和機における熱源側コイ
ルの着霜状態を第６図に図示する如く領域Ａは非常に着
霜しやすいが、領域Ｂは領域Ａに比し着霜しに〈（、し
かも湿度が低くなるにしたがって着霜の発達がさらに遅
くなることが知られており、従って低温、低湿度の外気
条件では着霜の発達が非常に遅くなり、除霜運転を行う
必要がないにもか−わらず、外気温度低下に伴う熱源側
フィルの温度低下によって、前記除霜制御装置は着霜が
相当量に達していると判断してしまって、依然として一
定時間ごとに除霜運転を繰り返すことになり、不必要に
頻繁な除霜運転が成される不都合がある。

このような点から、温度以外に湿度も検出し、湿度が低
下するにしたがって、除霜運転開始温度を低下させるよ
うにするならば、頻繁な除霜運転を防止できるが、湿度
を正確に検出することは難かしいし、湿度検出のための
装置は高価であるという問題があった。

そこで、本発明は着霜の程度が前回に行った除霜に要し
た時間に関係を有していることに着目して、目標となる
基準除霜時間に対する長短の差によって、特に前回行わ
れた除霜時間が短いときには、次に行わせる＠霜のため
の除霜開始温度を下げさせることによって、次回の除霜
運転の開始を遅らせることができ、かくして暖房運転時
間を長く確保することが可能となり、もって積算暖房能
力の増大をはからせＪ：うとするものである。

（問題点を解決するための手段） しかして本発明は第１図及び実施例を示す第２図によっ
ても明らかな如く、圧縮機１１）、対＝銭形の熱源側コ
イル（３）、減圧器（４）、利用側フィル（５）全備え
てヒートポンプ暖房運転が成される空気調和機にゴ５け
る除霜装置全、フィル温度検出手段（８）と、除霜開始
温度設定手段（９１と、除霜運転指令手段（１０）と、
除霜手段（１１１と、除霜時間計測手段ｑ２！と、基準
除霜時間設定手段［＋３）と、温度補正手段１４１と、
除霜開始温度調節手段１１５１により構成したものであ
るロコイル温度検出手段（８１は、熱源側コイル（３）
の着霜部の温度を検出するものであって、温度をアナロ
グ電気信号として出力する等の構成全有する。

除霜開始温度・設定手段（９１は、除霜開始時点を熱源
側コイル＋３）の着霜部の温度が設定温度例えば−１７
℃に低下することで換算して判定するもので　　　□あ
って、可変抵抗器を要票として温度をアナログ電気信号
で出力する等の講成全有する。

除霜運転指令手段＋１０１は、前記フィル温度検出手段
（８）、前記除霜開始温度設定手段（９１の両川力信号
全比較して、フィル温度検出手段（８）で検出した温度
が除霜開始温度設定手段（９）の設定温度以下になった
ときに除霜運転指令信号を発【−１かつこの除霜運転指
令信号の発信を除霜が完了する時点まで持続する構成で
ある。

なお、この除霜運転指令手段（１０１としては、例えば
、除霜の完了を前記着ｎ部が設定温度に達したことによ
って判定し得る除霜解除温度設定手段１１９）と、除霜
運転を許容する限度時間例えば１０分を設定する最大除
霜時間設定手段００）と、前記除霜手段ＩＩＩに除霜運
転指令を出力する除霜運転指令出力手段１２１）と、設
定条件と除霜運転に関する温度９時間との間の比較を行
わせる各比較器Ｕ、　＋２３）．　＋２４１とから構成
している。

除霜手段［１１１は、除霜運転指令手段（１０）が発信
する除霜運転指令信号により作動し、例えば冷凍回路中
の四路切換弁を冷房サイクル側に切換え、かつ熱源側コ
イル１３）用のファンを停止するなどの操作を行わせて
熱源側コイル（３）の着霜量を加熱し除霜せしめる機能
を有する。

除霜時間計測手段１２１は除霜運転指令手段（１０）が
除霜運転指令信号？発信している時間を計測して、この
計測時間を長くとも次に除霜運転指令信号が発信される
まで記憶する構成を有している。

基準時間設定手段０３）は、標準的な着霜量に対する除
霜に適当な基準、除霜時間例えば４分を設定するクロッ
クパルス発生要素を備えている。

温度補正手段０４）は、除霜時間計測手段α２が前回に
計測した実際の除霜に要した時間（ｔｄ）と基準除霜時
間設定手段（Ｉ３）が設定した基準除霜時間（ｔｍ）例
えば４分とを比較し、かつその差に対応した値の温度補
正信号を演算して出力する演算機能を有しており、例え
ば前述の両持間を分単位に整理して、前回の除霜時間（
ｔｄ）から基準除霜時間（ｔｍ）を減じた値の２倍の数
を求めるなどの演算手法を行わせる。

従って、１例を挙げると前回の除霜時間が３分であると
すると、２Ｘ（３−４）＝−２を演算するようになる。

最後に除霜開始温度調節手段１５１は、温度補正手段が
出力する温度補正信号（前述の例では−２）を受けると
、除霜時間計測手段（！ｚが計測した前回の除霜時間（
３分）の方が基準除霜時間（４分）よりも短いときに、
除霜開始温度設定手段（９１の設定温度（−１７℃）を
温度補正信号の値だけ強制的に低下せしめてこの例の場
合に一１９℃に設定替えする出力を発する構成を有して
いる口（作用〕 本発明は着Ｎ量の状態が、除霜に要した時間に関係する
点に着目して、前回の除霜に要した時間が基準除霜時間
よりも短かければ、温度補正手段（１４）と除霜開始温
度調節手段０５）との両機能によって今回の除霜開始温
度を下げ、除霜に入らないようにすると共に、着霜量を
は！一定にして除霜時間を基準除霜時間に近付は安定さ
せることが可能である。

かくして、頻繁な除霜運転の発生を減少させて積算暖房
能力の向上安定化を果すものである。

（実施例〕 以下、本発明の１実施例について添付図面にもとづき説
明する。

第２図は本発明の１実施例に係る分離形冷暖房機の冷凍
回路図であって、室外ユニット（０］には、圧縮機＋ｌ
＋、四路切換弁（２）、対空気形の熱源側コイル（３）
、減圧器（４１例えばキャピラリチューブ、熱源側コイ
ル（３）用の熱源側ファン（６）及びアキュムレータｆ
ｌＢ＋が装備されており、室内ユニット（工］には、利
用側コイル［５）及び該コイル用の利用側ファン（７）
が装備されていて、両ユニツ）（０１，（１１間を液管
αη、ガス管１８）で捉絖すると共に、図示の配管接続
を行わせて可逆冷凍サイクルを形成し、冷房運転時には
熱源側コイル（３）が凝縮器、利用側コイル【５）が蒸
発器に夫々作用し、また、暖房運転時には前述とは逆の
関係で作用するようになっている。

上述の冷凍回路を備えた冷暖房機においては、暖房運転
時にマイクロコンピュータ（２（ト）によって制御され
る除霜手段［１１１を有するが、この除霜手段′１１１
は室外ユニット（０）に装備されており、四路切換弁＋
２１のソレノイドに対して冷房サイクル側に切換える出
力を与えるリレーと、熱源側ファン［６１の運転を停止
させるリレーとから構成されている。

−万、崩記マイクロコンピュータ狐は第３図に示す如く
主に中央演算装置（マイクロプロセッサ）２０と、メモ
リ（記憶装置）　＋２７１と、マイクロプロセッサ玉内
ζ計時機構を形成するのに使用するクロック信号を発生
するクロック発生器２Ｓと、入出力信号処理回路（イン
ターフェース）嬢とから構成されている。

上記インターフェース嶽には、フィル温度検出手段［８
１、例えば室外ユニット（０）の熱源側コイル（３）の
着ｉ邪に配設したサーミスタからのコイル１ｆｆ１度信
号がディジタル信号として入力されるようになっている
。

にでｉ３図及び第４図のフローチャートラ参照しながら
冷暖房機の除霜運転の制伽態様を以下説明する。

運転スイッチの投入により暖房運転操作がなされる（ス
テップ（イ〕〕と、冷暖房機は暖房運転に入るが、運転
後１印分程経過するまではコイル温度検出手段（８）に
よる温度検出を休止させるなど除霜運転を禁止する時間
ガードをかける（ステップＣ口）〕。

１０分経過により、マイクロプロセッサ薙が時間ガード
の解除を判断する（ステップ？−１）と、フィル温度検
出手段（８）が検出したコイル温度（Ｔｅ）をマイクロ
プロセッサ（２６１によって３０秒毎などの周期的な時
間で入力させチェックを行う（ステップ（勺）０ そして、この検出し入力させた温度（Ｔｅ）と予め設定
しておいた設定温度（Ｔｄ〕（この場合初期値の一１７
℃）との比較２行わせる（ステップ（ホ））。

このステップ（ホに関連してなる設定温度（Ｔｄ〕が除
霜開始温度設定手段（９１の設定値に該当し、また、両
濡度（Ｔｅ）ｌ　（Ｔｄ）の比較を行うのが除霜運転指
令手段（１０）の比較器のに該当する。

前記ステップ（ホ）における比較結果がＴ６≦Ｔｄであ
ると、マイクロプロセッサ２ｏから除霜運転指令信号を
発信させ（ステップ（へ））で、除霜手段（１１）を作
動せしめ（ステップ（）ｌ　）　、同時に分単位に整理
した除霜運転時間（ｔｄ）のカウント開始（ステップ（
チ）を行わせる◇ なお、除霜運転指令信号の発信を挙るのが除霜運転時間
手１ｉ１０＋であり、また除霜運転時間（ｔｄ）のカウ
ントを挙るのが除霜時間計測手段α２であり、かくして
除霜手段（１１）の作動によって四路切換弁＋２１は冷
房サイクル個に切換えられ、かつ、熱源側ファン（６）
の運転は停止して、冷凍回路内の高温ガスが熱源側コイ
ル１３）に流れることにより該コイル（３）に付着した
霜が融かされる。

しかしてマイクロプロセッサに６１は予め設定されてい
る除霜解除温度（Ｔｆ）とコイル検出温度（Ｔ＋９）と
の比較を行わせ（ステップ（ＩＪ＋）、また、除霜運転
時間（ｔｄ）と最大除霜時間（ｔ　ｆ　）ｆｆｌＪえば
１０分とを比較して（ステップ（支））、Ｔｅ　）　Ｔ
ｆであるかＴｅ≦Ｔｆ　　で、かつｔｄ＞ｔでであると
、すなわち、除霜が終ってコイル温度（Ｔｅ）が上昇し
ているか、あるいは１０分経過したかで前記除霜運転指
令信号の発信を解除せしめて除霜を完了させ、もとの暖
房運転に復させる（ステップ四）０ なお、前記除霜解除温度ＣＴｆ）の設定を行うものが除
霜解除温度設定手段（Ｉ９）であり、この温度（Ｔｆ）
とコイル検出温度（Ｔｅ）とを比較するのが除霜運転指
令手段（１０１の比較器にｚである。

また、前記最大除霜時間（ｔｆ）を設定するものが除霜
運転指令手段（１０）における最大除霜時間設定手段（
２０）であって、前記両持間（ｔａ）　、　（ｔｆ）間
の大小差を比較するのが除霜運転指令手段＋１０１の比
較器蜘である。

しかして、暖房運転への復帰と相前後して、除霜運転時
間（ｔａ、）と基準除霜時間（１ｍ）とになる温度補正
信号の演算［２（ｔａ−ｔｍ　）　］、ならびにこの演
算結果全前記設定温度（Ｔｄ）に加算する設定変更をマ
イクロプロセッサ（２印で行わせ（ステップ０）、次の
除霜運転に待機せしめる。

なお、２　（ｔｄ−ｔｍ　）の演算を行うものが温度補
正手段α４）であり、Ｔｄ　＋　２　（ｔｄ　−ｔｍ　
）ノ設定ｚ更を行うのが除霜開始温度調節手段αωであ
る。

例えば、前回の除霜時間（ｔｄ）が３分であると２（３
−４）＝−２，５分であると２（５−４）＝２の演算結
果を求めて、これを設定温度（Ｔｄ）例えば−１７℃に
対し加算させた一１９℃あるいは一１５℃の値が次の除
霜開始温度となるのである。

このことは実際の除霜時間が基準除霜時間（ｔｍ）より
も短いときには除霜開始温度を２℃低下させ、逆に長い
ときには２℃上昇させるための信号を発して比較した時
間差の長短に応じて補正値を変化しようとする１能を有
していることを明示している。

このようにして前回の除霜に要した時間が基準除霜時間
（ｔｍ）よりも長いときには着霜全が多いと判断して除
霜開始温度を高く設定変更し、逆に短いときには着霜量
が少いと判断して除霜開始温度を低く設定変更すること
となり、従って戸外環境の変動にか＼わりなく除霜開始
時の着霜量を一定させ、かつ、除霜時間も略々、一定さ
せることが可能となり、殊に低温、低湿時の除湿誤作動
を回避し得る口 以上述べた運転態様を従来のタイマと定温度除霜開始方
式との組合わせになるものと比較した結果は第５図に示
す通りであって、低温、低湿度の下での暖房運転では途
中から除霜に入らなくなって積算暖房能力が大幅に向上
する。

（発明の効果） 本発明は以上詳述したように、前回の除霜に要した時間
をバロメータとして基準除霜時間よりも短かったときに
は着霜量が少い条件下にあると判断して次回の除霜開始
温度を氏上させるように制御することによって殊に低温
低湿度の状態で着霜が生じないときに誤判断して除霜に
入る不都合は解消され、必要なときにのみ除霜が行われ
るので頻繁な除霜運転は排除して積算暖房能力分向上。

安定させる。

また空気調和機における製品の性能バラツキによる除霜
開始タイミングの差を補償して信頼性を高め得る効果も
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明示するブロック図、％２図は
本発明の１実施例に係る冷暖房機の装置回路図、第３図
は同じく制御回路概要図、第４図は第３図々示回路の作
動全説朗するフロー線図、第５図は本発明の１例の除霜
運転態様を従来装置と比較して示す説明図、第６図は着
霜領域と無着霜領域とを示す温度−湿度線図である。 Ｉｌ＋・・・圧縮機、（３）・・・熱源側コイル。 ＋４１・・・減圧器、（５）・・・利用側コイル。 ＋８１・・・コイル温度検出手段。 １９）・・・除霜開始温度調節手段。 （１０１・・・除霜運転指令手段。 （１１）・・・除霜手段、　　ａ２Ｉ・・・除霜時間計
測手段。 αＪ・・・基準除霜時間設定手段。 ′１４〕・・・温度補正手段。 （１５）・・・除霜開始温度調節手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、圧縮機（１）、対空気形の熱源側コイル（３）、減
   圧器（４）、利用側コイル（５）を備え、ヒートポンプ
   暖房運転が成される空気調和機において、 前記熱源側コイル（３）の着霜部の温度を検出するコイ
   ル温度検出手段（８）と、 除霜開始時点を前記熱源側コイル（３）の着霜部の温度
   が設定温度に低下することで換算して判定する除霜開始
   温度設定手段（９）と、 前記コイル温度検出手段（８）、前記除霜開始温度設定
   手段（９）の両出力信号を比較してコイル温度検出手段
   （８）で検出した温度が除霜開始温度設定手段（９）の
   設定温度以下になつたときに除霜運転指令信号を発し、
   かつこの除霜運転指令信号の発信を除霜完了時点まで持
   続する除霜運転指令手段（１０）と、前記除霜運転指令
   手段（１０）が発信する除霜運転指令信号により作動し
   、前記熱源側コイル（３）を加熱し除霜せしめる除霜手
   段（１１）と、 前記除霜運転指令手段（１０）が除霜運転指令信号を発
   信している時間を計測して、この計測時間を次に除霜運
   転指令信号が発信されるまで記憶する除霜時間計測手段
   （１２）と、 基準除霜時間を設定する基準除霜時間設定手段（１３）
   と、 前記除霜時間計測手段（１２）が計測した時間と前記基
   準除霜時間設定手段（１３）が設定した基準除霜時間と
   を比較し、かつその差に対応した値の温度補正信号を演
   算して出力する温度補正手段（１４）と、前記温度補正
   手段（１４）が出力する温度補正信号を受けて、除霜時
   間計測手段（１２）が計測した時間の方が前記目標時間
   よりも短いときに、前記除霜開始温度設定手段（９）の
   設定温度を前記温度補正信号の値だけ強制的に低下せし
   める出力を発する除霜開始温度調節手段（１５） とからなることを特徴とする空気調和機の除霜装置。