JPS63273751A - 空気調和機の除霜制御方法 - 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】 （イ）　産業上の利用分野 本発明は冷凍サイクルを有する空気調和機の除霜運転の
制御方法に関するものである。

（ロ）　従来の技術 一般に従来の空気調和機の除霜制御方法としては、特公
昭５９−２６８６０号公報、特開昭５８−１６１４１号
公報、特開昭６０−１１４６７１号公報に記載されてい
るようなものがあった。

まず前者の公報に記載されたものは、除霜運転の終了ラ
インを室外側熱交換器の温度のみあるいはそれと室外温
度を用いて補正し、不要な除霜運転が行なわれないよう
にしたものであった。

第２の公報に記載されたものは、除霜運転開始前あるい
は除霜運転開始後に外気温度に応じて最適除霜運転のセ
ット時間を演算して、不要な除霜運転が行なわれないよ
うにしたものであった。

また、後者の公報に記載されたものは、除霜運転の開始
時に四方弁の切換え等のために一時的に圧縮機の運転が
停止している間、圧縮機（ここの圧縮機が駆動しない程
度の低電圧を印加してこの圧縮機を発熱させ、除霜運転
時にはこの発熱量を用いて除霜時間の短縮化を図ったも
のであった。

（ハ）　発明が解決しようとする問題点以上のように成
された従来の技術では、不要な除霜運転を抑制して除霜
運転時間を短くしていたが、この除霜運転時間は室外側
熱交換器（暖房運転時の蒸発器）の着霜量や外気温度な
どに左右されるものであり、場合によってはこの除霜運
転時間が比較的に長くなってしまい、この間に被調和室
内の温度が低下し利用者にとっては不快感を感じてしま
うことがあった。また後者の公報に記載されているよう
に成して除霜運転を短縮する場合にも、その短縮できる
除霜運転時間には限度があり、実質的にこの除霜運転時
間中に被調和室の温度が低下し、上記と同様に利用者は
不快感を覚えるものであった。

尚、除霜運転中の被調和室の温度低下を抑制するために
電気ヒータによる暖房運転を行なうものが試みられてい
るが、このようなものでは実質的に電気ヒータによる加
熱量が制限されるため充分な効果が得られないものであ
った。すなわち、電気ヒータに送風する空気は一度室内
側熱交換器で冷却され、その温度が低下するので電気ヒ
ータへの送風量を減らして吐出空気の温度低下を抑制す
るか、又は大容量の電気ヒータを用いて発熱量を増加さ
せる必要があった。この場合、圧縮機は除霜用の運転を
行っており、この運転電流と電気ヒータ用の電流とが同
時に空気調和機で消費されるので、この空気調和機に電
流を供給するブレーカ−の容量を考慮すると、この電気
ヒータの容量をあまり増加させることができなかった。

従って、大電力を消費する割には充分な暖房効果が得ら
れないものであった。

斯かる問題点に鑑み本発明は、除霜運転による被調和室
の温度低下を抑制し、快適な空気調和が行なえる除霜制
御方法を提供するものである。

（ニ）　問題点を解決するための手段 本発明は圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を冷媒配管
で接続した冷凍サイクルを有し、蒸発器の着霜時にこの
蒸発器の除霜運転が行なわれるように成した空気調和機
の除霜制御方法において、連続した除霜運転が所定時間
以上維持された時、電気ヒータによる暖房運転を開始し
、この暖房運転の終了後に、除霜運転を再開するように
したものである。

（ホ）　作用 このように構成する空気調和機の制御方法では、１回の
除霜運転中に、電気ヒータによる暖房運転を行なって被
調和室の温度をある程度上昇させた後に、再び除霜運転
を再開し、被調和室の大幅な温度低下を抑制できるもの
である。

（へ）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、第２
図は本発明を用いる空気調和機の概略図である。図中１
は圧縮機、２は四方弁、３は室内側熱交換器、４．５は
減圧器（減圧装置）、６は室外側熱交換器、７はアキュ
ムレータであり、暖房運転時には四方弁２が図示の実線
の状態にあり、圧縮機１の吐出口から吐出された高温高
圧冷媒が四方弁２、室内側熱交換器３、減圧器４．５、
室外側熱交換器６、四方弁２、アキュムレータ７を順次
実線矢印の方向に流れ圧縮機１の吸込口から吸入される
。この時、室内側熱交換器３が凝縮器として作用し室内
の暖房を行なう。尚、室外側熱交換器６は蒸発器として
作用している。

冷房運転時には四方弁２が図の点線の状態にあり、圧縮
機１の吐出口から吐出された高温高圧冷媒が四方弁２、
室外側熱交換器６、減圧器５、逆止弁８、室内側熱交換
器３、四方弁２、アキュムレータ７を順次点線矢印の方
向に流れ圧縮機１の吸込口から吸入される。この時、室
内側熱交換器３が蒸発器として作用し室内の冷房運転を
行なう。

尚、室外側熱交換器６は凝縮器として作用している。

また、逆止弁８を用いて減圧器４．５の抵抗値を変え、
暖房運転時と冷房運転時とで最適な減圧値が得られるよ
うにしている。

９は電磁式の開閉弁（以下電磁弁と称す）であり、減圧
器１０及びアキュムレータ７を介して圧縮機１の吐出口
りと吸込口Ｓとを接続している。

従って、この電磁弁９が開いている時は吐出口りから吐
出される冷媒の圧力が下がり、圧縮機１の運転能力が低
下する。１１．１２は電気ヒータであり、室内側熱交換
器３の二次側に設けられている。１３は室内側のファン
モータであり、風速を弱風（Ｌ）、中風（Ｍ）、強風（
Ｈ）の三段階に切換えることができる。１４は室外側の
ファンモータであり、風速を弱風（Ｌ）、強風（Ｈ）の
二段階（こ切換えることができる。

第３図は第２図に示した冷媒回路図に用いる電気回路図
である。図中の端子■、区間には交流電源１５が接続さ
れている。１６はノイズ吸収用のバリスタ、１７は電流
ヒユーズである。

１８．１９は連動する切換接片（ＲＦＩ２）であり、切
換接片（ＲＦＩ２）　１８の常開接点、常閉接点は夫々
ファンモータ１３の弱風（Ｌ）端子及び強風（Ｈ）端子
に接続され、切換接片（ＲＦＩ２）１９の常開接点は夫
々ファンモータ１３の微弱風（Ｌ−Ｌ）端子に接続され
、その常閉接点は開放状態にある。２０は切換接片（Ｒ
ＦＩＩ）であり、常開接点及び常閉接点は夫々切換接片
（ＲＦＩ２）　１８及び切換接片（ＲＦＩ２）１９に接
続されている。

２１は切換接片（ＲＦＯ２）であり、常開接点、常閉接
点を夫々ファンモータ１４の弱風（Ｌ）端子及び強風（
Ｈ）端子に接続している。２２は切換接片（ＲＦＯ２）
に接続された常開接片である。

２３．２４は常開接片（ＲＥＶ２）、常開接点（ＲＥＶ
４）であり、夫々電磁弁９、四方弁２の通電を行なう。

２５は常開接片（ＲＣＭ）であり、圧縮機１の通電を行
なう。２７．２８は常開接片（ＲＨＡ　）、常開接点（
ＲＨＢ　）であり、夫々電気ヒータ１１．１２の通電を
行なう。２９．３０．３１は夫々圧縮機１、ファンモー
タ３０．３１の運転用コンデンサである。

第４図は第３図に示した種々の切片を制御するための電
子回路図である。リレー（ＲＦＯＩ）３２は常開接片（
ＲＦＯＩ）　２２を有し、リレー（ＲＦＯ２）３３は切
換接片（ＲＦＯ２）　２１を有し、リレー（ＲＦｌｌ）
３４は切換接片（、ＲＦＩ　１　）　２０を有し、リレ
ー（ＲＦＩ２）３５は切換接片（ＲＦＩ２）１８及び切
換接片（ＲＦＩ２）１９を有し、リレー（ＲＩＢ）３６
は常開接片（ＲＨＢ）２Ｂを有し、リレー（ＲＨＡ）３
７は常開接片（ＲＨＡ）２７を有し、リレー（ＲＣＭ）
３８は常開接片（ＲＣＭ）２５を有し、ＩＪ　ｌ／　−
（ＲＥＶ２）　３９　ハ常開接片（ＲＥＶ２）　２３を
有し、ＩＪ　レ−（ＲＥＶ４）　４０は常開接片（ＲＥ
Ｖ４）　２４を有している。これ等のリレー３２乃至４
０はマイクロプロセッサ４１の端子Ｒ５乃至Ｒ１３に接
続され、各端子がＨ（ＨＩＧＨ）レベル電圧となった時
にそれぞれ通電される。

マイクロプロセッサ４１の動作はフローチャートに基づ
いて後記する。４２乃至５０はマイクロプロセッサ４１
の出力抵抗、５１乃至５９はインバータであり、Ｈレベ
ル電圧をＬ　（ＬＯＷ）レベル電圧に変換し、Ｌレベル
電圧をＨレベル電圧に変換する。これらインバータの出
力がＬレベル電圧（マイクロプロセッサの出力がＨレベ
ル電圧）の時にリレーが通電される。

６７は整流回路であり、ダイオードブリッジからなって
いる。６８は平滑コンデンサであり、整流回路６７の出
力を平滑している。６９は定電圧回路であり、マイクロ
プロセッサ４１の端子ｖＳＳに正極電圧を、端子ＶＡＳ
Ｓに第１基準電圧を、端子ＶＲＥＦに第２基準電圧を、
端子ＲＥＳＥＴにはリセット出力を端子ＶＤＤには負極
電圧を夫夫出力するものである。

７０は水晶振動子であり、抵抗７１．７２．７３及びコ
ンデンサ７４．７５を組み合せて発振回路を形成してい
る。この発振回路の発振出力はマイクロプロセッサ４１
の端子０８Ｃ１と０５Ｃ２との間に接続されている。

７６乃至７９は温度検出用のセンサであり、夫夫室温、
外気温、室内側熱交換器の温度、室外側熱交換器の温度
を検出できる位置に設けられている。このセンサ７６乃
至７９は夫々抵抗８０乃至８３を介して正極電圧ｖＳＳ
と接地との間に接続されており、さらに夫々センサと抵
抗との接続点はマイクロプロセッサ４１の端子Ａ１乃至
Ａ４に接続されている。この端子Ａ１乃至Ａ４はアナロ
グ電圧の入力端子であり、内部にＡ／Ｄ　（アナログ／
デジタル）変換部を有している。尚、このセンサ７６乃
至７９としてはサーミスタを用いている。

９７乃至１００は入力抵抗であり、夫々マイクロプロセ
ッサ４１のスキャン入力端子に１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ８に
接続されている。これに対してマイクロプロセッサ４１
の端子ＲＯ１Ｒ１、Ｒ３はスキャン出力端子である。端
子Ｒ１と端子に１との間には運転スイッチ９２とダイオ
ード１０１と抵抗９７とが直列に接続され、端子Ｒ１と
端子に８との間には冷暖切換スイッチ１０２とダイオー
ド１０３と抵抗１００とが直列に接続されている。

１０５．１０６はグレイアウトプットコードスイッチで
あり、夫々室内側のファンモータの風速を設定するもの
及び室内の温度設定値を設定するものであり、第５図及
び第６図に示すような配線となっている。１０７乃至１
１３はダイオードであり、スキャン出力の流れる方向を
規制している。

第７図は第４図に示したマイクロプロセッサ４１の主な
動作を示すメインフローチャートであり、マイクロプロ
セッサ４１の端子ＲＥＳＥＴにリセット信号が与えられ
た時からプログラムがスタートする。ステップＳ１はイ
ニシャライズであり、マイクロプロセッサの初期化及び
初期設定を行なう。ステップＳ２はキースキャン及びデ
ータ入力のサブルーチンであり、運転スイッチ（ＯＰＳ
Ｗ）９２の開閉状態、冷暖切換スイッチ１０２の開閉状
態、室内ファンの風速を設定するグレイアウトプットコ
ードスイッチ１０５の設定状態、室内の温度設定値を選
択するグレイアウトプットコードスイッチ１０６の設定
状態、センサ７６乃至７９の検出する室温、外気温、室
内側熱交換器の温度、室外側熱交換器の温度を入力し内
部に記憶する。

この後ステップＳ３で運転スイッチ９２が閉じているか
否かを判断し、このスイッチ９２が開いていれば空気調
和機を停止状態に保持し、スイッチ９２が閉じていれば
ステップＳ４へ進む、このステップＳ４で冷暖切換スイ
ッチ１０２の開閉状態すなわち冷房運転か暖房運転かを
判断し、冷房運転のステップＳ５、Ｓ６又は暖房運転の
ステップＳ７、Ｓ８、Ｓ９のいずれがへ進む。尚ＳＩＯ
は保護用のサブルーチンである。

ステップＳ５における「冷房運転」は、室温が設定値よ
り高い時は圧縮機の運転を行ない、この時室内ファンの
風速はＳ６で定まる風速が設定される。また室温が設定
値以下になると圧縮機の運転を停止し、室内ファンの風
速を微弱（Ｌ、Ｌ）運転にする。尚、圧縮機は３分タイ
マによって最低３分間は停止状態が維持される。

ステップＳ６における「送風設定」は設定値に基づいて
室内ファンの風速を設定すると共に、ＡＵ　Ｔ　Ｏ”モ
ードが設定されている時には室温〆と設定値との差に基
・づいて風速を強（Ｈ）風速、弱（Ｌ）１風速、微弱（
Ｌ、Ｌ）風速の３段階に設定する。

また、外気温に基づいて室外ファンの風速も強もしくは
弱風に設定するものである。尚、暖房運転におけるステ
ップＳ８の「送風設定」もほぼ同様な動作をするが冷房
運転と暖房運転とで設定値が異なる点に違いがある。

ステップＳＩＯにおける「保護」は図示しない冷媒圧力
スイッチ、電気ヒータの過熱スイッチなど種々の保護ス
イッチの出力に基づいて空気調和機の運転を停止させる
ものである。

ステップＳ７における「暖房運転」は冷房運転と同様に
室温と設定値とを比べて圧縮機の運転及び電気ヒータＡ
、１１の通電が制御される。このような暖房運転中に室
外側熱交換器６（蒸発器として作用）の着霜が一定量以
上になると、着霜検出部が除霜信号を出力する。この除
霜信号は一定の条件を満たした時に解除される。着霜検
出部の着霜検出方法としては室外側熱交換器６の温度変
化、室内側熱交換器３の温度変化、又は室外ファン１４
に流れる電流変化や室外側熱交換器６に取り付けた検出
器等によって着霜を判断する。また除霜信号の解除とし
ては室外側熱交換器６の温度が一定温度以上（例えば約
１２°〜１５ｔＺ’以上）となった時に霜が溶けたもの
と判断する。

第１図は除霜運転を示すフローチャートである。

このフローチャートにおいてステップＳｌｌは前記した
ような着霜検出のステップであり、暖房運転のフローチ
ャートにつながるようになっている。

ステップＳｌｌで着霜が検出されると、ステップＳ１２
でマスク時間が経過しているか否かを判断し、マスク時
間が経過していれば以下の除霜制御を行なう。まずステ
ップ３１３で圧縮機１及び室外ファン１４を停止し、電
気ヒータＡ、Ｂ１１．１２を通電する。この時室内ファ
ン１３は運転しているので電気ヒータＡ、Ｂ１１．１２
による暖房運転が行なわれる。このような暖房運転を６
０秒間維持して、室温の上昇を図る。次に四方弁２を反
転してホットガス除霜の冷凍サイクルとする。

２秒経過後にステップＳ１４で圧縮機１の運転を開始し
、かつ室内ファン１３及び電気ヒータＡ１Ｂ１１．１２
の給電を停止しホットガスによる除霜運転を行なう。ス
テップＳ１５で室外側熱交換器６の温度（Ｔ）を検出し
、この温度が′Ｔ≧１２Ｃ”′になった時には除霜終了
を判断しステップＳ１６を行ない暖房運転を再開する。

室外側熱交換器の温度がＴ≧１２υ″を満たしていなけ
れば、このホットガスによる除霜運転をそのまま維持し
、この除霜運転がステップＳ１７で５分量計時されると
、ステップ８１８で圧縮機１の停止、室内ファン１３及
び電気ヒータＢ１２の給電が行なわれ、電気ヒータＢ１
２による暖房運転が維持される。

この時゛°室室温膜設定温度１．８ｕ“°ならば電気ヒ
ータＡ１１も同時に通電される。このような電気ヒータ
による暖房運転は室温が設定値以上となるか又は１０分
間維持されるかのいずれかをステップＳ１９で判断しス
テップＳ１４へ進み、再び除霜運転が行なわれる。この
後室外側熱交換器の温度がステップＳ１５で判断される
ところのＩＩ　Ｔ≧１２’Ｃ”の条件を満すまで、ホッ
トガスによる除霜運転と電気ヒータによる暖房運転とを
交互に繰り返すものである。

以上のような除霜運転の制御では、一定時間（５分）の
除霜運転後に一度この除霜運転を中断し電気ヒータによ
る暖房運転が行なわれ、除霜運転で低下した被調和室の
温度をある程度まで上昇させるものである。この後再び
除霜運転が再開される。

・尚、上記実施例では、除霜運転開始から所定時間（５
分）後に電気ヒータによる暖房運転を行なったが、被調
和室の温度が低くなった時に電気ヒータによる暖房運転
を行なうようにしてもよい。

（ト）　発明の効果 本発明は圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を冷媒配管
で接続した冷凍サイクルを有し、蒸発器の着霜時（ここ
の蒸発器の除霜運転が行なわれるように成した空気調和
機の除霜制御方法において、連続した除霜運転が所定時
間以上継続された時、電気ヒータによる暖房運転を開始
し、この暖房運転の終了後に除霜運転を再開させるので
、蒸発器の着霜量が多く除霜時間が長くなるような時に
は、除霜運転を一度中断して電気ヒータによる暖房運転
を行ない、除霜運転における被調和室の温度低下を抑制
するものである。従って除霜運転によって暖房運転が中
断されている時にも、被調和室の温度低下を抑制し、快
適な空気調和が連続して保たれるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は除霜運転を示すフローチャート、第２図は本発
明を用いる空気調和機の概略図、第３図は第２図に示し
た機器を制御するための電気回路図、第４図は第３図し
こ示したリレー接片を制御するための電子回路図、第５
図は第４図に示したところの室内ファンの風速を設定す
るグレイアウトプットコードスイッチの配線図、第６図
は第４図【こ示したところの室温を設定するグレイアウ
トプットコードスイッチの配線図、第７図は第４図（こ
示したマイクロプロセッサの主な動作を示すメインフロ
ーチャー１−である。 １・・・圧縮機、　３・・・室内側熱交換器、　４．５
・・・減圧装置、　　６・・・室外側熱交換器、　１１
．１２・・・電気ヒータ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を冷媒配管
   で接続した冷凍サイクルを有し、蒸発器の着霜時にこの
   蒸発器の除霜運転が行なわれるように成した空気調和機
   の除霜制御方法において、連続した除霜運転が所定時間
   以上継続された時、電気ヒータによる暖房運転を開始し
   、この暖房運転の終了後に、除霜運転を再開することを
   特徴とする空気調和機の除霜制御方法。
2. （２）　電気ヒータによる暖房運転は被調和室の温度が
   所定温度以上になつた時に終了することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の空気調和機の除霜制御方法。
3. （３）　電気ヒータによる暖房運転は電気ヒータの通電
   から一定時間後に終了することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の空気調和機の除霜制御方法。