WO2016132473A1

WO2016132473A1 - 空気調和装置

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Publication number: WO2016132473A1
Application number: PCT/JP2015/054402
Authority: WO
Inventors: 悟梁池; 加藤　央平; 浩平葛西; 進一内野; 博和南迫; 美藤　尚文; 翼丹田
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2015-02-18
Filing date: 2015-02-18
Publication date: 2016-08-25
Also published as: JP6338762B2; EP3260790A4; US20170363332A1; JPWO2016132473A1; CN107250679B; EP3260790A1; CN107250679A; EP3260790B1

Abstract

　従来よりも効率良く除霜運転を行うことができる空気調和装置を提供することを目的とする。　圧縮機（１）と、室外熱交換器（３）と、室内熱交換器（５）と、室外熱交換器（３）よりも圧縮機（１）の吐出側で且つ室内熱交換器（５）よりも圧縮機（１）の吐出側に設けられる四方弁（２）と、が接続されて構成される空気調和装置（１００）であって、室外熱交換器（３）に送風するファン（３１）と、ファン（３１）に電力を供給する電源装置と、ファン（３１）に供給される電力に関連する物理量を検出するファン入力検出手段と、室外熱交換器（３）を蒸発器として機能させる第１運転と、室外熱交換器（３）を凝縮器として機能させる第２運転と、を切り替えるように四方弁（２）を制御する制御手段（８０）と、を備え、ファン入力検出手段が検出した物理量が基準量以上である場合に、前記第１運転は前記第２運転に切り替えられ、制御手段（８０）は、室外熱交換器（３）を流れる冷媒温度が高い場合における前記基準量が室外熱交換器（３）を流れる冷媒温度が低い場合における前記基準量よりも小さくなるように前記基準量を調整する。

Description

空気調和装置

　本発明は、空気調和装置に関する。

　従来、暖房運転時において、室外ファンモータの電流値及び室外ファンの回転数を検出し、室外ファンモータの電流値が基準電流値以上になったり、室外ファンの回転数が所定回転数低下したことで、除霜運転の開始を判定するような空気調和装置があった（特許文献１参照）。

特開２００９－５８２２２号公報

　しかしながら、特許文献１に記載の空気調和機においては、予め基準電流値を決定するため、室外ファンモータが経年劣化して室外ファンモータの効率が低下した場合には、ファン回転数の低下に伴うファン入力の減少の場合等を考慮して基準電流値を変更することができない。したがって、暖房運転時において適切なタイミングで除霜運転に移行することができないという課題があった。すなわち、除霜効率が悪いという課題があった。

　本発明は、上述のような課題を背景としてなされたものであり、従来よりも効率良く除霜運転を行うことができる空気調和装置を提供することを目的としている。

　本発明の空気調和装置は、圧縮機と、室外熱交換器と、室内熱交換器と、前記室外熱交換器よりも前記圧縮機の吐出側で且つ前記室内熱交換器よりも前記圧縮機の吐出側に設けられる切替手段と、が接続されて構成される空気調和装置であって、前記室外熱交換器に送風するファンと、前記ファンに電力を供給する電源装置と、前記ファンに供給される電力に関連する物理量を検出するファン入力検出手段と、前記室外熱交換器を蒸発器として機能させる第１運転と、前記室外熱交換器を凝縮器として機能させる第２運転と、を切り替えるように前記切替手段を制御する制御手段と、を備え、前記ファン入力検出手段が検出した物理量が基準量以上である場合に、前記第１運転は前記第２運転に切り替えられ、前記制御手段は、前記室外熱交換器を流れる冷媒温度が高い場合における前記基準量が前記室外熱交換器を流れる冷媒温度が低い場合における前記基準量よりも小さくなるように前記基準量を調整するものである。

　本発明の空気調和装置は、前記室外熱交換器を蒸発器として機能させる第１運転と、前記室外熱交換器を凝縮器として機能させる第２運転と、を切り替えるように前記切替手段を制御する制御手段と、を備え、前記ファン入力検出手段が検出した物理量が基準量以上である場合に、前記第１運転は前記第２運転に切り替えられ、前記制御手段は、前記室外熱交換器を流れる冷媒温度が高い場合における前記基準量が前記室外熱交換器を流れる冷媒温度が低い場合における前記基準量よりも小さくなるように前記基準量を調整する。このため、暖房運転を行っている場合に適切なタイミングで除霜運転を開始することができる。したがって、従来よりも効率良く除霜運転を行うことができる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００を示す概略図である。本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の経過時間に伴う着霜量及び総電力値の変化を示す図である。本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の経過時間に伴う着霜量及び総電流値の変化を示す図である。本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の経過時間に伴う電力量の変化を示す図である。本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の経過時間に伴う総電力量の変化を示す図である。本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の室外熱交換器３に霜が付着した状態を示す概略図である。本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の相対湿度φと霜密度ρとの関係を示す図である。本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の冷媒温度と必要除霜熱量との関係を示す図である。本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の経過時間に伴う圧縮機１の周波数の変化を示す図である。本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の経過時間に伴う圧縮機１の周波数の変化を示す図である。

　実施の形態１．
　以下、本発明の空気調和装置１００について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。さらに、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。

　図１は本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００を示す概略図である。図１に示されるように、空気調和装置１００は、圧縮機１と、四方弁２と、室外熱交換器３と、膨張弁４と、室内熱交換器５と、を備える。圧縮機１と、四方弁２と、室外熱交換器３と、膨張弁４と、室内熱交換器５と、を例えば順次配管接続することで、冷媒回路９０が構成される。

　圧縮機１は、吸入された冷媒を圧縮して高温及び高圧の冷媒として吐出する、可変容量の圧縮機である。四方弁２は、例えば暖房運転や冷房運転が実行されることに応じて、圧縮機１から吐出される冷媒の流れる方向を切替可能な切替手段である。四方弁２は、室外熱交換器３よりも圧縮機１の吐出側で且つ室内熱交換器５よりも圧縮機１の吐出側に設けられる。図１は、冷房運転を行うように四方弁２が切り替えられた状態を例に説明する。なお、図１の実線矢印は、冷房運転を行う場合における冷媒の流れを示している。また、図１の破線矢印は、暖房運転を行う場合における冷媒の流れを示している。

　室外熱交換器３は、冷房運転時に凝縮器として機能し、暖房運転時に蒸発器として機能する熱交換器である。室外側ファン３１は、室外熱交換器３に外気を供給し、空気流を形成する送風手段である。室外側ファン３１は、例えば、軸流ファンや遠心ファンで構成される。室外側ファン３１は、室外側モータ（図示省略）が駆動されることで回転する。室外側ファン３１から供給される空気と室外熱交換器３の内部を流れる冷媒との間で熱交換が行われる。室外側ファン３１は、電力を供給する電源装置（図示省略）によって駆動される。

　膨張弁４は、冷房運転時において室外熱交換器３から流出した冷媒を減圧膨張し、暖房運転時において室内熱交換器５から流出した冷媒を減圧膨張するためのものである。

　室内熱交換器５は、冷房運転時に蒸発器として機能し、暖房運転時に凝縮器として機能する熱交換器である。室内側ファン５１は、室内熱交換器５に室内の空気を供給し、空気流を形成する送風手段である。室内側ファン５１は、例えば、軸流ファンや遠心ファンで構成される。室内側ファン５１は、室内側モータ（図示省略）が駆動されることで回転する。室内側ファン５１から供給される空気と室内熱交換器５の内部を流れる冷媒との間で熱交換が行われる。

　室外側冷媒温度センサ３２は、室外熱交換器３を流れる冷媒の温度を検知する温度検出手段である。室内側冷媒温度センサ５２は、室内熱交換器５を流れる冷媒の温度を検知するセンサである。なお、以後の説明において単に「冷媒温度」と説明する場合には、室外熱交換器３の内部を流れる冷媒の温度を指すものとする。

　制御手段８０は、室外側モータを制御して室外側ファン３１の回転数を調整し、室内側モータを制御して室内側ファン５１の回転数を調整する。制御手段８０は、室外側モータに入力される電圧や電流を変化させて室外側モータを制御する。制御手段８０が室外側ファン３１の回転数を調整することで、室外熱交換器３を通過する風量を調整することができる。

　室外側ファン３１の現在の回転数は、室外側ファン３１の回転数を検出する回転数検出手段を設けることで検出することもできる。また、室外側ファン３１の現在の回転数は、室外側モータに印加される電流、室外側モータに印加される電圧の情報から推定することもできる。以後の説明において単に「ファン入力」と説明する場合には、室外側ファン３１（室外側ファン３１を回転させる室外側モータ）に供給される電力に関連する物理量を指すものとする。

　また、制御手段８０は、例えば空気調和装置１００の運転を開始すると、室外側ファン３１が回転するように室内側モータを制御する。なお、制御手段８０は、例えば、この機能を実現する回路デバイスなどのハードウェア、又はマイコン若しくはＣＰＵなどの演算装置上で実行されるソフトウェアで構成される。

　制御手段８０が四方弁２を冷房側に切り替えることで、冷房運転が実行される。制御手段８０が四方弁２を暖房側に切り替えることで、暖房運転が実行される。なお、以下の説明において「除霜運転」とは、制御手段８０が、四方弁２を冷房側に切り替えた場合で且つ室外側ファン３１を停止した場合における運転を指している。暖房運転が本発明の「第１運転」に相当し、除霜運転が本発明の「第２運転」に相当する。

　まず、図１を参照して、本発明の空気調和装置１００が冷房運転を実行する場合における冷媒の流れについて説明する。圧縮機１から吐出された冷媒は、室外熱交換器３に流入する。室外熱交換器３に流入した冷媒は、室外側ファンが回転して室外熱交換器３に供給された空気と熱交換して室外熱交換器３から流出する。室外熱交換器３から流出した冷媒は、膨張弁４に流入して減圧された後で膨張弁４から流出し、室内熱交換器５に流入する。室内熱交換器５に流入した冷媒は、室内側ファンが回転して室内熱交換器５に供給された空気と熱交換して室内熱交換器５から流出する。室内熱交換器５から流出した冷媒は、圧縮機１に流入する。

　次に、図１を参照して、本発明の空気調和装置１００が暖房運転を実行する場合における冷媒の流れについて説明する。圧縮機１から吐出された冷媒は、室内熱交換器５に流入する。室内熱交換器５に流入した冷媒は、室内側ファンが回転して室内熱交換器５に供給された空気と熱交換して室内熱交換器５から流出する。室内熱交換器５から流出した冷媒は、膨張弁４に流入して減圧された後で膨張弁４から流出し、室外熱交換器３に流入する。室外熱交換器３に流入した冷媒は、室外側ファンが回転して室外熱交換器３に供給された空気と熱交換して室外熱交換器３から流出する。室外熱交換器３から流出した冷媒は、圧縮機１に流入する。

　図２は本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の経過時間に伴う着霜量及び総電力値の変化を示す図である。図３は本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の経過時間に伴う着霜量及び総電流値の変化を示す図である。

　図２の横軸には経過時間［ｍｉｎ］を規定し、図２の縦軸には着霜量［ｇ］及び総電力量［Ｗ］を規定している。図２において、着霜量は実線で示しており、総電力値は破線で示している。図２に示されるように、時間経過に伴い着霜量は増加し、時間経過に伴い総電力値は増加する。

　図３の横軸には経過時間［ｍｉｎ］を規定し、図３の縦軸には着霜量［ｇ］及び総電流量［Ａ］を規定している。図３において、着霜量は実線で示しており、総電流値は破線で示している。図３に示されるように、時間経過に伴い着霜量は増加し、時間経過に伴い総電流値は増加する。

　図４は本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の経過時間に伴う電力量の変化を示す図である。図５は本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の経過時間に伴う総電力量の変化を示す図である。図４，図５においては、ファン入力として室外ファンモータに印加される電流値及び室外ファンモータに印加される電圧値の積である電力量を用いる場合について説明する。また、図４，図５における処理は、暖房運転時において行われる。

　まず、図４に示されるように、制御手段８０は、所定時間毎にファン入力を検出してファン入力の変化量を算出する。具体的には、例えば、時刻（ｔ－１）におけるファン入力がＷ（ｔ－１）であり、時刻ｔにおけるファン入力であるＷ（ｔ）であるとき、以下の式（１．１）のように、ファン入力の差であるΔＷ（ｔ）を算出する。
　ΔＷ（ｔ）＝Ｗ（ｔ）－Ｗ（ｔ－１）・・・式（１．１）

　次に、図５に示されるように、制御手段８０は、以下の式（１．２）に従い、ΔＷ（ｔ）を積算していくことで、ΔＷｔｏｔａｌを算出する。
　ΔＷｔｏｔａｌ＝ΣΔＷ（ｔ）・・・式（１．２）

　そして、制御手段８０は、以下の式（１．３）のように、ΔＷｔｏｔａｌが閾値α以上になったか否かを判定する。制御手段８０は、ΔＷｔｏｔａｌが閾値α以上であると判定した場合には、除霜運転を開始するように四方弁２を制御する。また、制御手段８０は、ΔＷｔｏｔａｌが閾値α未満であると判定した場合には、暖房運転を継続する。
　ΔＷｔｏｔａｌ≧α・・・式（１．３）

　ここで、αは冷媒温度に応じて変動する。具体的には例えば、冷媒温度が高い程、室外熱交換器３に付着する霜の密度は大きいと想定されるため、制御手段８０はαの値を小さくする。このようにαの値を小さくすることで、ΔＷｔｏｔａｌがα以上になるタイミングが早くなり、除霜運転が早く開始される。また例えば、冷媒温度が低い程、室外熱交換器３に付着する霜の密度は小さいと想定されるため、制御手段８０はαの値を大きくする。このようにαの値を大きくすることで、ΔＷｔｏｔａｌがα以上になるタイミングが遅くなり、除霜運転が遅く開始される。なお、以上の説明においては、ファン入力として電力値を用いる例について説明したが、これに限定されない。例えば、ファン入力として、室外ファンモータに印加される電流値や室外ファンモータに印加される電圧値を用いてもよい。

　図６は本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の室外熱交換器３に霜が付着した状態を示す概略図である。図６に示されるように、室外熱交換器３に付着した霜の高さをＨｆ＿ｔｏｔａｌ［ｍｍ］とし、隣接するフィン３ｂ間の距離をＦｐ［ｍｍ］とする。そして、フィン３ｂの長手方向の一端側から他端側に向かって風が吹く場合を想定する。このとき、図６に示されるように、霜が室外熱交換器３に付着しているため、風速ｕａは減衰して室外熱交換器３における熱交換は、霜が室外熱交換器３に付着していない場合に比べて妨げられることになる。

　暖房運転において、霜は、室外熱交換器３を構成する伝熱管３ａ及びフィン３ｂに付着し、霜の成長に伴って通風抵抗が増加し、室外側ファン３１の入力は増加する。また、伝熱管３ａ及びフィン３ｂの温度が低いほど霜の密度は小さくなる。すなわち、冷媒温度が低いほど、霜密度は小さくなる。

　このため、フィン３ｂが閉塞している状態において、霜密度が異なると室外熱交換器３に付着している霜の量は異なる。すなわち、室外熱交換器３の閉塞状態が同一であり、ファン入力の増加幅が同一であっても、除霜運転に際して必要な除霜熱量は異なる。具体的には、冷媒温度が高い程、室外熱交換器３に付着した霜を融解するために必要となる熱量は増加する。

　図７は本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の相対湿度φと霜密度ρとの関係を示す図である。なお、図７の横軸には相対湿度φ［％］を規定し、図７の縦軸には霜密度ρ［ｋｇ／ｍ^３］を規定している。また、図７中には、冷媒温度Ｔｓ［℃］が、－３０℃、－２０℃を示している。

　図７に示されるように、相対湿度φが高い程、霜密度ρが低くなっている。また、冷媒温度Ｔｓが－２０℃である場合には、冷媒温度Ｔｓが－３０℃である場合よりも、霜密度ρが大きくなっている。すなわち、冷媒温度Ｔｓが高い程、霜密度ρは大きくなることが分かる。ここで、霜密度ρが大きくなると除霜時間は長くなり、霜密度ρが大きくなると除霜能力が多く必要となる。したがって、冷媒温度Ｔｓが大きくなると除霜時間は長くなることが分かる。

　図８は本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の冷媒温度と必要除霜熱量との関係を示す図である。図８に示されるように、室外熱交換器３の内部の冷媒回路９０を流れる冷媒温度と、必要除霜熱量と、の関係は比例関係にある。

　図８に示されるように、冷媒温度Ｔｓが大きくなると除霜時間は長くなることが分かる。具体的には例えば、平均冷媒温度が－４０℃～－３０℃であるとき、最小除霜時間は１分となる。また例えば、平均冷媒温度が－１０℃～－５℃であるとき、最小除霜時間は３分となる。また例えば、平均冷媒温度が－５℃～０℃であるとき、最小除霜時間は５分となる。

　なお、図８においては、説明の都合上、冷媒温度Ｔｓと、必要除霜熱量と、の関係が比例関係である例を示しているが、このような関係に限定されず、冷媒温度Ｔｓの増加に対する必要除霜熱量の増加幅は一定でなくてもよい。

　図９は本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の経過時間に伴う圧縮機１の周波数の変化を示す図である。図１０は本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の経過時間に伴う圧縮機１の周波数の変化を示す図である。

　図９，図１０の横軸には経過時間を規定し、図９，図１０の縦軸には圧縮機１の周波数を規定している。図９，図１０においては、冷媒温度が相対的に高い場合における圧縮機１の周波数の変化を実線で示しており、冷媒温度が相対的に低い場合における圧縮機１の周波数の変化を破線で示している。

　ここで、冷媒温度が相対的に低い場合には、冷媒温度が相対的に高い場合に比べて、除霜運転の運転時間を短くすることも考えられる。しかしながら、除霜運転を効率良く行うためには、室外熱交換器３に付着した霜を融解する時間及び融解した霜を室外熱交換器３から落下させるための時間が必要となる。このため、冷媒温度が相対的に低い場合における除霜運転の時間が、冷媒温度が相対的に高い場合における除霜運転の時間よりも短くなると、融解した霜が再度凍結する可能性がある。したがって、本実施の形態１においては、冷媒温度が相対的に低い場合においても、冷媒温度が相対的に高い場合と同一の除霜時間で運転を行い、圧縮機１の周波数を低くする例について説明する。

　以下に、図９を用いて、冷媒温度に基づいて除霜運転時における圧縮機１の周波数を変化させる例について説明する。図９中において、暖房運転を実行している区間を区間（ａ）、除霜運転を実行している区間を区間（ｂ）、除霜運転後に暖房運転を実行している区間を区間（ｃ）とする。

　図９に示されるように、区間（ａ）においては、制御手段８０は、四方弁２が暖房側に切り替えられた状態において、圧縮機１が所定周波数となるように圧縮機１を制御する。次に、制御手段８０は、圧縮機１が所定周波数である状態で所定時間運転した後、圧縮機１の周波数を低減させるように圧縮機１を制御する。そして、制御手段８０は、圧縮機１の周波数が０となった場合に（ｔ１１）、四方弁２を冷房側に切り替えて除霜運転を開始する。

　図９に示されるように、区間（ｂ）においては、冷媒温度が相対的に高い場合、制御手段８０は、四方弁２が冷房側に切り替えられた状態において、圧縮機１が所定周波数ｆｍａｘとなるように圧縮機１を制御する。次に、制御手段８０は、圧縮機１が所定周波数ｆｍａｘである状態で所定時間運転した後、圧縮機１の周波数を低減させるように圧縮機１を制御する。そして、制御手段８０は、圧縮機１の周波数が０となった場合に（時刻ｔ１４）、四方弁２を再び暖房側に切り替えて暖房運転を開始する。

　図９に示されるように、区間（ｂ）においては、冷媒温度が相対的に低い場合、制御手段８０は、四方弁２が冷房側に切り替えられた状態において、圧縮機１が所定周波数ｆｍａｘとなるように圧縮機１を制御する。次に、制御手段８０は、圧縮機１が所定周波数ｆｍａｘである状態で所定時間運転した後（時刻ｔ１２）、圧縮機１の周波数を低減させて圧縮機１が所定周波数ｆ１となるように圧縮機１を制御する。制御手段８０は、圧縮機１が所定周波数ｆ１となった後（時刻ｔ１３）、圧縮機１が所定周波数ｆ１である状態で所定時間運転する。制御手段８０は、圧縮機１が所定周波数ｆ１である状態で所定時間運転した後（時刻ｔ１３）、圧縮機１の周波数を低減させるように圧縮機１を制御する。そして、制御手段８０は、圧縮機１の周波数が０となった場合に（時刻ｔ１４）、四方弁２を再び暖房側に切り替えて暖房運転を開始する。

　図９に示されるように、区間（ｃ）においては、制御手段８０は、四方弁２が暖房側に切り替えられた状態において、圧縮機１の周波数が所定周波数になるように圧縮機１を制御する。

　以下に、図１０を用いて、冷媒温度に基づいて除霜運転時における圧縮機１の周波数を変化させる例について説明する。図１０中において、暖房運転を実行している区間を区間（ａ）、除霜運転を実行している区間を区間（ｂ）、除霜運転後に暖房運転を実行している区間を区間（ｃ）とする。なお、図１０において、区間（ａ）及び区間（ｃ）における時間経過に伴う圧縮機１の周波数の変化は、図９のものと同一であるために説明を省略する。

　図１０に示されるように、区間（ｂ）においては、冷媒温度が相対的に高い場合、制御手段８０は、四方弁２が冷房側に切り替えられた状態において、圧縮機１が所定周波数ｆｍａｘとなるように圧縮機１を制御する。次に、制御手段８０は、圧縮機１が所定周波数ｆｍａｘである状態で所定時間運転した後、圧縮機１の周波数を低減させるように圧縮機１を制御する。そして、制御手段８０は、圧縮機１の周波数が０となった場合に（時刻ｔ２４）、四方弁２を再び暖房側に切り替えて暖房運転を開始する。

　図１０に示されるように、区間（ｂ）においては、冷媒温度が相対的に低い場合、制御手段８０は、四方弁２が冷房側に切り替えられた状態において、圧縮機１が所定周波数ｆ２となるように圧縮機１を制御する。次に、制御手段８０は、圧縮機１が所定周波数ｆ２となった状態で（時刻ｔ２２）、所定時間運転した後（時刻ｔ２３）、圧縮機１の周波数を低減させるように圧縮機１を制御する。そして、制御手段８０は、圧縮機１の周波数が０となった場合に（時刻ｔ２４）、四方弁２を再び暖房側に切り替えて暖房運転を開始する。

　以上のように、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、圧縮機１と、室外熱交換器３と、室内熱交換器５と、室外熱交換器３よりも圧縮機１の吐出側で且つ室内熱交換器５よりも圧縮機１の吐出側に設けられる四方弁２と、が接続されて構成される空気調和装置１００であって、室外熱交換器３に送風するファン３１と、ファン３１に電力を供給する電源装置と、ファン３１に供給される電力に関連する物理量を検出するファン入力検出手段と、室外熱交換器３を蒸発器として機能させる第１運転と、室外熱交換器３を凝縮器として機能させる第２運転と、を切り替えるように四方弁２を制御する制御手段８０と、を備え、ファン入力検出手段が検出した物理量が基準量以上である場合に、前記第１運転は前記第２運転に切り替えられ、制御手段８０は、室外熱交換器３を流れる冷媒温度が高い場合における前記基準量が室外熱交換器３を流れる冷媒温度が低い場合における前記基準量よりも小さくなるように前記基準量を調整する。このため、暖房運転を行っている場合において、適切なタイミングで除霜運転を開始することができる。したがって、従来よりも効率良く除霜運転を行うことができる。

　また、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、圧縮機１と、室外熱交換器３と、室内熱交換器５と、室外熱交換器３よりも圧縮機１の吐出側で且つ室内熱交換器５よりも圧縮機１の吐出側に設けられる四方弁２と、が接続されて構成される空気調和装置１００であって、室外熱交換器３に送風するファン３１と、ファン３１に電力を供給する電源装置と、ファン３１に供給される電力に関連する物理量を検出するファン入力検出手段と、室外熱交換器３を蒸発器として機能させる第１運転と、室外熱交換器３を凝縮器として機能させる第２運転と、を切り替えるように四方弁２を制御する制御手段８０と、を備え、ファン入力検出手段が検出した物理量が基準量以上である場合に、前記第１運転は前記第２運転に切り替えられ、制御手段８０は、室外熱交換器３を流れる冷媒温度が高い場合における圧縮機１の周波数が室外熱交換器３を流れる冷媒温度が低い場合における圧縮機１の周波数よりも大きくなるように圧縮機１の周波数を制御する。このため、除霜運転を行っている場合において、従来よりも適切な着霜量に応じた除霜運転を行うことができる。したがって、従来よりも効率良く除霜運転を行うことができる。

実施の形態２．
　本実施の形態２においては、実施の形態１とは異なり、着霜量Ｍｆに基づいて除霜運転の実行タイミングを決定し、着霜量Ｍｆに基づいて除霜運転における圧縮機１の周波数を決定するものである。なお、本実施の形態２において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。

　着霜量ｍｆ（ｔ）は、表面積Ａ０［ｍ^２］、霜密度ρｆ［ｋｇ／ｍ^３］、及び霜高さＨｆ（ｔ）に基づいて以下の式（２．１）のように示される。
　ｍｆ（ｔ）＝Ａ０×ρｆ（ｔ）×Ｈｆ（ｔ）・・・式（２．１）

　なお、以下の式（２．１）は、霜が室外熱交換器３に対して均一に付着することを想定している。表面積はＡ０［ｍ^２］は、室外熱交換器３の熱交換表面積である。また、霜密度ρｆ［ｋｇ／ｍ^３］は室外熱交換器３に付着する霜の密度であり、冷却面温度や相対湿度の影響を受ける。また、霜高さＨｆ（ｔ）は、室外熱交換器３に付着する霜の高さである。

　着霜量Ｍｆは、着霜量ｍｆ（ｔ）に基づいて以下の式（２．２）のように示される。
　Ｍｆ＝Σｍ（ｔ）・・・式（２．２）

　除霜熱量Ｑｆ［ｋＪ］は、着霜量Ｍｆ［ｋｇ］及び潜熱ΔＨ［ｋＪ／ｋｇ］に基づいて式（２．３）のように示される。
　Ｑｆ＝Ｍｆ×ΔＨ・・・式（２．３）

　除霜時間Ｔｆ［ｓｅｃ］は、除霜熱量Ｑｆ［ｋＪ］及び除霜能力Ｐ［ｋＷ］に基づいて以下の式（２．４）のように示される。
　Ｔｆ＝Ｑｆ／Ｐ・・・式（２．４）

　以上のように、本実施の形態２に係る空気調和装置１００は、制御手段８０が、着霜量に応じて除霜時間を決定する。このため、従来よりも効率良く除霜運転を行うことができる。

なお、室外側ファン３１が本発明の「ファン」に相当する。

　１　圧縮機、２　四方弁、３　室外熱交換器、３ａ　伝熱管、３ｂ　フィン、４　膨張弁、５　室内熱交換器、３１　室外側ファン、３２　室外側冷媒温度センサ、５１　室内側ファン、５２　室内側冷媒温度センサ、８０　制御手段、９０　冷媒回路、１００　空気調和装置、Ａ０　表面積、ｆ１，ｆ２，ｆｍａｘ　所定周波数、Ｈｆ　霜高さ、Ｍｆ　着霜量、ｍｆ　着霜量、Ｐ　除霜能力、Ｑｆ　除霜熱量、ｔ１１，ｔ１２，ｔ１３，ｔ１４，ｔ２１，ｔ２２，ｔ２３，ｔ２４　時刻、Ｔｆ　除霜時間、Ｔｓ　表面温度、ｕａ　風速、ΔＨ　潜熱、α　閾値、ρ　霜密度、ρｆ　霜密度、φ　相対湿度。

Claims

　圧縮機と、室外熱交換器と、室内熱交換器と、前記室外熱交換器よりも前記圧縮機の吐出側で且つ前記室内熱交換器よりも前記圧縮機の吐出側に設けられる切替手段と、が接続されて構成される空気調和装置であって、
　前記室外熱交換器に送風するファンと、
　前記ファンに電力を供給する電源装置と、
　前記ファンに供給される電力に関連する物理量を検出するファン入力検出手段と、
　前記室外熱交換器を蒸発器として機能させる第１運転と、前記室外熱交換器を凝縮器として機能させる第２運転と、を切り替えるように前記切替手段を制御する制御手段と、を備え、
　前記ファン入力検出手段が検出した物理量が基準量以上である場合に、前記第１運転は前記第２運転に切り替えられ、
　前記制御手段は、
　前記室外熱交換器を流れる冷媒温度が高い場合における前記基準量が前記室外熱交換器を流れる冷媒温度が低い場合における前記基準量よりも小さくなるように前記基準量を調整する
　空気調和装置。
　圧縮機と、室外熱交換器と、室内熱交換器と、前記室外熱交換器よりも前記圧縮機の吐出側で且つ前記室内熱交換器よりも前記圧縮機の吐出側に設けられる切替手段と、が接続されて構成される空気調和装置であって、
　前記室外熱交換器に送風するファンと、
　前記ファンに電力を供給する電源装置と、
　前記ファンに供給される電力に関連する物理量を検出するファン入力検出手段と、
　前記室外熱交換器を蒸発器として機能させる第１運転と、前記室外熱交換器を凝縮器として機能させる第２運転と、を切り替えるように前記切替手段を制御する制御手段と、を備え、
　前記ファン入力検出手段が検出した物理量が基準量以上である場合に、前記第１運転は前記第２運転に切り替えられ、
　前記制御手段は、
前記室外熱交換器を流れる冷媒温度が高い場合における前記圧縮機の周波数が前記室外熱交換器を流れる冷媒温度が低い場合における前記圧縮機の周波数よりも大きくなるように前記圧縮機を制御する
　空気調和装置。
　前記ファン入力検出手段は、
　前記ファンを駆動する室外側モータに印加される電流値、電圧値又は該電流値及び該電圧値に基づく電力値を検出する
　請求項１又は請求項２に記載の空気調和装置。