JPS6399442A - 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〕 本発明に、冷暖房用空気調和機の除霜運転Ｅこ係り、特
にホットガスバイパス除油方式の矛゛δの取り残し、除
霜異常の報知をこ関する。

（従来の技術〕 空気調和機の除霜運転において、従来の除霜終了の指令
は、特開昭５８−１１５７８５に記載のように、霜の融
解を検知するセンサーを設け、その検出信号により除霜
解除するか、あるいは、除霜開始からタイマーにより一
定時間が過ぎたら除霜解除するかを決めていた。しかし
、一定時間後に強制的に除霜を解除すると、霜の取り残
しが生じる可能性が多い。この霜の取り残しが数回続く
と、熱交換器は氷で満たされ、暖房能力が低下すること
は勿論、冷凍サイクルの信頼性の悪化につながる。この
様に霜の取りのこしについては、配慮されていなかった
。

（発明が解決しようとする問題点〕 上記従来技術は、悪条件下での除霜終了の点について配
慮がなされておらず、低温（外気）除雨時の除霜等のよ
うｔこ、除霜＃Ｉ量が多く必要な条件下等で、除霜終了
セン°すで、除霜終了を検出する前（こ、タイマーで除
ね運転が終了した場合、残霜の可能性があり、残層（こ
より次の暖房４転では。

慈父換器性能が低下するため、吸入圧力が低下し、冷媒
温度と空気温度との温度差が大となり、熱交換器の温度
が低くなり、着霜速度が速くなる。

その結果１次の除霜では除霜熱量が多大に必要となり、
再び除霜終了センサでなく、タイマーで除霜終了するこ
とになる。このような除″Ｓ運転を繰シ返すと、熱交換
器に常に多大の嶺又は氷が付着したま＼冷凍サイクルを
運転することになり、冷凍サイクルの信頼性が大巾Ｅこ
低下する。そこで、本発明の目的は、残霜が生じた場合
、次の除霜で完全に除霜を行う方式を提供するものであ
り、もし、完全な除霜が行われなく、この残層現象が続
いた場合には、空調機の利用者又は管理者に異常を知ら
せ、冷凍サイクルの事故を未前ｆこ防ぐことにある。

（問題点を解決するための手段〕 上記目的は、除霜運転の最大時間を設定する手段、除霜
終了条件を設定する手段を備え、除霜最大時間同番こ除
霜終了条件を満さない場合）こけ、次の暖房運転時間を
前の最低暖房時間より短い暖房時間で除霜運転に入る手
段を備えたことｌこより達成される。

〔作用〕

除霜紙工条件に至る前に除霜最大時間に至り除霜終了し
７’（場合は、次の暖房運転時間は、除霜開始センサー
が除霜信号を出す前ｉこ除霜運転に入ることにより除霜
熱量を少なくすることが出来る。

その為、次の除霜運転では残霜することなく除霜が終了
する。

もし冷媒不足その他の理由により上記方式でも残霜が有
る（タイマーで除霜終了）場合には、もう一度、暖房時
間を制限し、タイマーで除霜開始する。このような暖房
、除霜をある回数行った場合には、室内のリモコン、本
体もしくは制御部等に除霜異常の信号を出し、表示ある
いはブザー等で、使用者もしくは管理者に異常を知らせ
る。それでも冷凍サイクルが運転され、その除霜回数が
設定回数以上Ｉこなった場合には冷凍サイクルを停止さ
せ、冷凍サイクルの事故を未前に防止する。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を図面に基づき説明する第１図は
冷凍サイクルを表し、圧縮機１．四方弁２、室内熱交換
器８、電動膨脹弁４、室外熱交換器５を図示の如く配管
接続し、冷媒回路が形成されている。上記室内熱交換器
８にはモータ１１を連結したファン１２が、また室外熱
交換器５にはモータ１８を連結したファン１４が取付け
られている。また圧縮機１の吐出管１ａから２本のバイ
パス管６．７が分岐され、第１のバイパス管６は吐出ガ
スを室外熱交換器５へ流す第１の電磁弁８を介在し、他
端は電動膨脹弁４から室外熱交換器５に至る配管路４ｂ
に接続され、また８２のバイパス管７は吐出ガスを吸入
管１ｂへ流す第２の電磁弁９を介在し、他端は圧縮機１
の吸入管１ｂに接続されている。

なお、案外熱交換器５の出入口側に接続された複数の管
路６ａ１５ｂＬｒｉ、該熱交換器５の各伝熱管（図示せ
ず）に接続された分配管を示す。

図中、集線矢印は暖房４転時の冷媒の流通方向、破線矢
印は冷房運転時の冷媒の流通方向を示すまた、各機器に
は温度センサー２１〜２７が設けられている。即ち、室
内熱交換器８には吸込空気温度を検出するセンサ２１及
び吹出仝９？Ｃ！度を検出するセンサ２２が設けられ、
圧縮機ｌの吐出管１ａには吐出冷媒温度を検出するセン
サ２８が設けられ、室外熱交換器５には暖房時の流入冷
媒温度を検出するセンサ２４及び流出冷媒温度を検出す
るセンサ２５が設けられ、更に案外熱交換器５Ｉこ流入
する空気温度（外気温度）を検出するセンナ２６が設け
られている。また吐出管１ａから枝管ＩＣを突出し、こ
の枝管１ｃに吐出ガスの飽和温度を検出するセンサ２７
が夫々設けられている０ 第２図）こ示すように、上記各センサの検出温度の（ｌ
はマイクロコンピュータ２（Ｈこ取り込まれ１　バイパ
ス用電磁弁８．９の開閉制御電動膨脹弁４の開度制御、
室内外送風機用電動機１１．１８の制御及び圧縮機１の
回転数制御が行われる。この制御については詳細に後述
する。

次に上記ヒートポンプ式冷凍サイクルの各運転時の作用
ｆこつき説明する。

先ず冷房運転時は、四方弁２を破線表示のように切換え
ることにより、冷媒は破線矢印のように、圧縮機１−四
方弁２−室外熱交換器５−電動膨脹弁４−室内熱交換器
８−四方弁２−ＥＥａ機１と流れ、室外熱交換器５が凝
縮器に、室内熱交換器３が蒸発器となり室内熱交換器２
で循＠仝気を冷却し冷房の用（こ供する。

次ζこ、膨［運転時の作用について説明する。

四方弁２を実線表示のように切換えることにより、冷媒
は実線矢印のように、圧縮機１−四方弁２−室内熱交換
器８−電動膨脹弁４−室外熱交換器５−四方弁２−圧縮
機１と流れ、室内熱交換器８が凝縮器として作用し、循
環９気に放熱し、該空気を加熱し暖房の用に供し、冷媒
自身は上記熱交換により冷却され凝縮し高圧の液冷媒と
なり、次いで膨脹弁４に流入する。膨脹弁４で減圧され
た低圧の液冷媒は室外熱交換器５！こ流入し、室外熱交
換器５が蒸発器として作用し、該熱交換器５を流通する
外気の熱で蒸発し低圧のガス冷媒となり、四方弁２を経
て圧縮機１に戻る。この暖房運転時には電磁弁８及び電
磁弁９は無通電で閉路している。

外気温が低く湿度が高い場合に暖房運転を続けていると
、室外熱交換器５の蒸発温度がＯ″ＣＣ以下ると該熱交
換器５の表面ｆこ着霜が生じて来る。着霜状態が進行す
ると、室外熱交換器５め通風ｉは低下し、増々霜量が増
７１０し、その結果、暖房能力が低下し、室内温度が低
下して快適性が損なわれる。その為、適当な時期に霜量
を溶かす除霜運転が必要となる。この除霜運転のフロー
を第８図を参照し乍ら以下説明する。

室外熱交換器５に着霜すると、熱交換性能が低下し、室
外熱交換器（蒸発器として作用）５出口側での冷媒の過
熱度が小さくなる。その為膨脹弁の開度を絞り、流通冷
媒量を減じ所定過熱度を保持したいが、上記流通冷媒量
の減少によシ室外熱交換器５の人゛口側圧力は低下し、
その対応冷媒温度（センサー２４の検出温度）は低下す
る。また上記室外熱交換器５の入口側冷媒温度は該熱交
換器５を流通する仝気温度（外気温度）でも変化する。

そのため、着Ｂｉｔの変化は、室外熱交換器５を流通す
る外気温Ｔａ（センサ−２６検出温度）とと室外熱交換
器５０入口側冷媒湛度２４の差で第４図のような関係と
なる。第４図は横軸に着霜量、縦軸に室外熱交換器５１
こ流入する外気温２６と、室外熱交換器５０入口側冷媒
湛度２４との差を示す。両者の間には図示のように、温
度差が多ければ着霜量が多くなり、温度差が少なければ
着霜１には少ない関係にある。

従って、室外熱交換器５に流入すゐ空気温度Ｔａ（外９
ｃｍ度）と室外熱交換器５の人口側冷媒温度Ｔｒをセン
サ２６及び２４で検出し、この検出温度をマイコン２０
に取り込み、その差が設定値ＸあるいはＸ以上になった
とき除霜を必要とする態勢に入る。

しかし、暖房起動時等の非定常時には吸入圧力が低くな
り、室外熱交換器５人口昌度２５が一時的に近くなるこ
とがある。そのため、室外温度と室外熱交入口冷媒温度
との差（２６−２４）の温度が除霜開始設定温度になり
、熱交換器５に１πが付いていないのに除霜を行うこと
になる。その九め暖房運転時間の最低時間ｔｌを決め、
との３１時間内には室外温度と室外熱交入口冷媒温度と
の差（２６−２４）が設定温度になっても除絹邊転を行
わないように制御されている。ｔ１時間経過し、また（
２６−２４）が設定温度Ｘ以上になると除霜運転を開始
する。まず第１電磁弁８を開とし圧縮機吐出側から、高
温、高圧ガスを室外熱交換器５人口にバイパスし、室外
熱交換器５に付着した霜を解す。霜が解けてくるに従っ
て室外熱交換器５の温度が高くなり圧力も上昇し、熱交
換器出口の温度２５が高くなる。実験的に霜が解けてな
くなる室外熱交換器出口の設定温度ｆに室外熱交出口冷
媒温度２５が達したら除霜運転を終了し暖房運転に戻る
。

しかし、除霜時間があまり長すぎると暖房時間が短かく
なり、仝ｖ＠磯本棒本体きが低下することになり、Ｊ工
Ｓ等で最大除霜時間が暖房時間の０゜２以上にならない
ことが規定されている（標準除霜運転時）ため、最大除
霜時間ｔ２　を決めである。ここで室外熱交出口冷媒温
度２５が設定値ｆに達する前にｔ２時間となると、そこ
で除霜運転が終了する。この場合には暖房の最短運転時
間ｔ１をｔｌ−ｔに置きかえ、次の最短暖房時間をｔ時
間少なくし、フラグをＦｒ−＝Ｐｒ＋ｌとする。一方熱
父換６５出ロ冷媒篇度２５が設定値ｆ以上になった場合
には、ｔｌ　　を基のｔｏにし、フラグもＦｒ＝Ｑとす
る。もしＦｒがＯでない場合には最短暖房時間をｔｌ　
−ｔとしく２６−２４）≧Ｘに関係なく暖房時間が最大
暖房時間ｔ１２以上になったら強制的に除霜４転を行う
。このようにしてフラグＦｒが設定数ｙとなったら本仝
調機の使用者又は管理者に解かるように除霜異常表示と
する。またＦｒが設定回数２となった場合は、冷凍サイ
クルの運転を停止させ事故を未前ｌこ防ぐ。

（発明の効果〕 本発明によれば、除霜運転において箱の取り残しが生じ
た場合Ｅこは、暖房時間を短縮して次の除霜に入るため
、着ａｔが少なく除霜熱量が小さくなり、霜を取り残す
可能性が少なくなる。また、もし次の除霜で霜を取り残
こしても使用者もしくは管理者に、除籍異常を知らせる
ため、事前に対処できる。ま六そのまま放置されてもあ
る設定回路（Ｚ）タイマーで終了の除霜が続いた場合は
冷凍サイクルを停止させることによυ、冷凍サイクルの
事故を未前に防ぐことができるので信頼性の高い仝調機
の除土゛６制御を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す冷凍サイクルの構成図
、第２図は各温度センサの検知信号をマイコンに取込み
設定値との比較を行ない、出力信号にて各制御弁を制御
する関係を示す説明図、第８図は除霜運転時のフローチ
ャート図、第４図は外気と室外熱交換器の流入冷媒温度
との差と、着霜量との関係を示す線図である。 １・・・圧縮機　２・・・四方弁　３・・・室内慈父換
器　４・・・膨脹弁　５・・・室外熱交換器　６．７．
１０ａ・・・バイパス管（分岐管）８．９．１０・・・
電磁弁　１２・・・室内送風機　１４・・・室外送風機
　２１．２２．２８．２４．２５．２６．２７・・・セ
ンサー代理人　弁理士　小　川　勝　男 勤口 竿ｚ（５３ １・・・Ｆ陶携　　３°・乍円勃な種巻　４・・・鰺腫
介５−・・・つ１１プ１４うＮをオくシーδら　　　６
・７　・・・ハ゛イぎＺブ澁ビ　　θ、７　・−・・Ｅ
句ｎ自イｒ、・玉 で ＼、・−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、圧縮機、四方弁、室内熱交換器、膨脹弁、室外熱交
   換器を順次配管接続してヒートポンプ式冷凍サイクルを
   形成し、四方弁を切換えることによって暖房運転または
   冷房運転を行ない、圧縮機の吐出側管路から分岐管を設
   け、膨脹弁と室外熱交換器を結ぶ管路に接続されるバイ
   パス管を形成し、上記バイパス管には開閉弁を設け、除
   霜運転は、暖房運転を継続し乍ら室外熱交換器へ吐出ガ
   スを流通させるよう開閉弁を開路する手段を備えた空気
   調和機において、除霜運転の最大時間を設定する手段、
   除霜終了条件を設定する手段を備え、除霜最大時間内に
   除霜終了条件を満さない場合には次の暖房運転時間を、
   前の最低暖房時間より短い暖房時間で除霜運転に入る手
   段を備えたことを特徴とする空気調和機の除霜制御装置
   。 ２、短かい暖房運転で除霜に入る運転を設定回数繰返し
   たときは、異常状態を表示する手段を設けてなる特許請
   求の範囲第１項記載の空気調和機の除霜制御装置。