WO2017141310A1 - 空気調和装置 - Google Patents
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- WO2017141310A1 WO2017141310A1 PCT/JP2016/054267 JP2016054267W WO2017141310A1 WO 2017141310 A1 WO2017141310 A1 WO 2017141310A1 JP 2016054267 W JP2016054267 W JP 2016054267W WO 2017141310 A1 WO2017141310 A1 WO 2017141310A1
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- defrosting operation
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- defrosting
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- heat exchanger
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F11/00—Control or safety arrangements
- F24F11/89—Arrangement or mounting of control or safety devices
Definitions
- the present invention relates to an air conditioner including a control device that controls a defrosting operation.
- the evaporation temperature is lowered, so that frost is generated in the outdoor heat exchanger as the evaporator, and the heat transfer performance of the heat exchanger is lowered. . If the heating operation is continued as it is, the generated frost grows and the wind path pressure loss increases, which may further deteriorate the heat transfer performance and greatly reduce the heating capacity. Therefore, by deliberately performing the cooling cycle operation during the heating operation, the operation is performed to melt the frost by flowing a high-temperature refrigerant through the outdoor heat exchanger (hereinafter referred to as defrosting operation) to prevent the heating capacity from being lowered.
- defrosting operation There is an air conditioner to do.
- the outdoor air temperature further decreases, the evaporator temperature also decreases. Therefore, it is determined that the frost condition is satisfied even though the outdoor heat exchanger does not have much frost formation, and the defrosting operation may be started. is there. Then, there exists an air conditioning apparatus which ensures the minimum heating operation time by setting the defrost operation prohibition time which does not start a defrost operation.
- ⁇ Defrosting operation may be performed by a hot gas defrost method with cooling cycle operation.
- the room cannot be heated and the room temperature is lowered.
- the defrosting operation is not performed or when the heating operation is performed in a state where the frost attached to the evaporator cannot be completely removed by performing only for a short period of time, the heating efficiency decreases due to the decrease in the heating performance. End up. Therefore, the air conditioner performs the defrosting operation as necessary to ensure the reliability of the device, reduce unnecessary defrosting operation, and perform control to ensure the optimal heating operation time, There is a need to improve comfort.
- Patent Document 1 compares the previous defrosting operation time with the current defrosting operation time, and if the current defrosting operation time is shorter than the previous time, the defrosting operation prohibition time is compared. It is disclosed that when the defrosting time of this time is longer than the previous time, the defrosting operation prohibition time is shortened.
- the length of time required for defrosting is determined, and when the time required for defrosting is short, it is determined that the outside air condition has a small amount of frost formation, and a predetermined defrosting prohibition using the outside air temperature as a parameter is prohibited. It is disclosed that the next defrosting prohibition time is set in the time pattern. When the defrosting time is long, the next defrosting prohibition time is set by the shortest time.
- the optimal defrosting operation prohibition time may not be set. For example, when the last defrosting operation time is completed in about 2 minutes, it is considered that the frosting is not so much done. Therefore, the defrosting operation prohibition time should be lengthened and the heating operation time should be lengthened accordingly. It is a condition. However, when the next defrosting operation is completed again in about 2 minutes, the next defrosting operation prohibition time is not extended, and the same time as the current defrosting operation prohibition time is set.
- the defrosting prohibition time is set short and the defrosting operation is performed more finely to improve the heating performance. This is a condition that should be prevented from lowering.
- the next defrosting operation is completed in about 14 minutes, it is determined that the frosting amount has changed to a small condition, and the next heating inhibition time is set longer.
- the defrosting prohibition time is a pattern according to the outside air temperature or the shortest time, the defrosting time is difficult to be reflected in the defrosting prohibition time.
- the defrosting prohibition time is set to be the shortest time, so the defrosting operation prohibition time is not optimal, and a defrosting operation that is not necessary in some cases may be performed. .
- Patent Document 1 and Patent Document 2 are inferior in terms of performing the defrosting operation based on the optimum defrosting operation prohibition time.
- the present invention has been made in order to solve the above-described problems.
- the defrosting operation prohibition time is optimized to prevent unnecessary defrosting operation.
- the present invention provides an air conditioner that ensures the heating operation time and improves the efficiency of the heating operation.
- An air conditioner controls a compressor, a flow path switch, an indoor heat exchanger, an expansion device, a refrigerant circuit in which an outdoor heat exchanger is connected via a refrigerant pipe, and the flow path switch
- the outdoor heat exchanger functions as an evaporator and the indoor heat exchanger functions as a condenser
- the outdoor heat exchanger functions as a condenser and the indoor heat exchanger serves as an evaporator.
- a control device for switching between the defrosting operation to function, and the control device has a defrosting operation prohibition time during which the defrosting operation is prohibited and a correction value for correcting the defrosting operation prohibition time is the defrosting operation time.
- defrosting is necessary in the storage means for storing the correction table associated with the defrosting determination means for determining whether the outdoor heat exchanger needs to be defrosted, and the defrosting determination means.
- defrosting is complete
- the refrigerant circuit is controlled so that the defrosting operation is performed until the condition is satisfied, and the defrosting operation is prohibited after the defrosting operation is completed during the defrosting operation prohibition time stored in the storage unit.
- the time control means Stored in the storage means, the time control means for measuring the defrosting operation time during which the defrosting operation was performed by the operation control means, the defrosting operation time measured by the time measuring means, Correction value setting means for setting a correction value based on the correction table, and correction means for correcting the defrosting operation prohibition time stored in the storage means using the correction value set in the correction value setting means. It is provided.
- the heating operation efficiency can be improved by reducing unnecessary defrosting operation.
- efficient and stable air conditioning can be performed by performing the defrosting operation at an appropriate timing.
- Embodiment 1 of this invention It is the schematic of the air conditioning apparatus 1 in Embodiment 1 of this invention. It is a functional block diagram of the control apparatus 50 in Embodiment 1 of this invention. It is a figure which shows the correspondence of defrost operation time (tau) 2 in Embodiment 1 of this invention, and correction value (tau) 4. It is the schematic which shows the operation example of the compressor in Embodiment 1 of this invention. It is a flowchart which shows the basic operation control in Embodiment 1 of this invention.
- FIG. 1 is a schematic diagram of an air-conditioning apparatus 1 according to Embodiment 1 of the present invention.
- the air conditioner 1 includes a refrigerant circuit 11 and supplies cold air, hot air, or the like into the room by cooling operation or heating operation.
- the refrigerant circuit 11 is filled with a refrigerant and performs a vapor compression refrigeration cycle by circulating the refrigerant in the refrigerant pipe.
- the refrigerant to be filled is, for example, an ammonia refrigerant or a chlorofluorocarbon refrigerant, but is not limited thereto.
- the refrigerant circuit 11 is formed by connecting a compressor 21, a flow path switch 25, an indoor heat exchanger 22, an expansion device 23, and an outdoor heat exchanger 24 via a refrigerant pipe.
- the compressor 21 is installed in the outdoor unit and compresses the refrigerant vapor.
- the compressor 21 is, for example, a scroll type compressor.
- the indoor heat exchanger 22 is installed in the indoor unit.
- the indoor heat exchanger 22 formed of a fin tube type heat exchanger functions as a condenser during the heating operation, and the refrigerant supplied from the compressor 21. Heat exchange with the indoor air.
- the indoor heat exchanger 22 functions as an evaporator during cooling operation or defrosting operation, and exchanges heat between the refrigerant supplied from the expansion device 23 and the air of the indoor unit.
- the indoor fan 26 which ventilates the indoor heat exchanger 22 is installed in the indoor unit.
- the expansion device 23 is a decompression unit that is installed in the outdoor unit and decompresses the refrigerant, and is formed of, for example, an electronic expansion valve.
- the expansion device 23 decompresses the refrigerant supplied from the indoor heat exchanger 22 and supplies the refrigerant to the outdoor heat exchanger 24 during the heating operation.
- the expansion device 23 decompresses the refrigerant supplied from the outdoor heat exchanger 24 during the cooling operation or the defrosting operation, and supplies the decompressed refrigerant to the indoor heat exchanger 22.
- the outdoor heat exchanger 24 is installed in an outdoor unit and is composed of a fin tube type heat exchanger.
- the outdoor heat exchanger 24 functions as an evaporator during heating operation, and exchanges heat between the refrigerant supplied from the expansion device 23 and outdoor air.
- the outdoor heat exchanger 24 functions as a condenser during cooling operation or defrosting operation, and exchanges heat between the refrigerant supplied from the compressor 21 and the air in the outdoor unit.
- the outdoor heat exchanger 24 is formed with a pair of outdoor fans 27, and the outdoor fans 27 are installed in the outdoor unit.
- the flow path switch 25 is composed of a four-way valve, for example, and is installed in the outdoor unit.
- the flow path switch 25 is formed with four ports from the first port 25a to the fourth port 25d.
- the connection relationship in the refrigerant circuit 11 is switched by switching the connection state of the four ports according to the operation state such as cooling operation or heating operation.
- the flow path switch 25 is connected to a discharge pipe whose first port 25 a is on the discharge side of the compressor 21.
- the flow path switch 25 has a second port 25 b connected to the indoor heat exchanger 22.
- the flow path switch 25 is connected to a suction pipe whose third port 25 c is on the suction side of the compressor 21.
- the flow path switch 25 has a fourth port 25 d connected to the outdoor heat exchanger 24.
- the flow path switch 25 is in a state where the third port 25c and the fourth port 25d are connected when the first port 25a and the second port 25b are connected.
- the flow path switch 25 is in a state where the second port 25b and the third port 25c are connected when the first port 25a and the fourth port 25d are connected.
- connection state of the four ports of the flow path switching unit 25 is a state in which the first port 25a and the second port 25b are connected and the compressor 21 and the indoor heat exchanger 22 are connected during heating operation. .
- the first port 25a and the fourth port 25d are connected, and the compressor 21 and the outdoor heat exchanger 24 are connected.
- the air conditioner 1 further includes a control device 50 and a temperature sensor 41.
- the temperature sensor 41 is installed in the outdoor heat exchanger 24 and detects the temperature of the outdoor heat exchanger 24. Since it is possible to detect whether or not the outdoor heat exchanger temperature is likely to cause frost formation, the detected temperature information is sent to the control device 50.
- the control device 50 controls driving of the compressor 21, the expansion device 23, the flow path switching unit 25, the indoor fan 26, the outdoor fan 27, and the like of the refrigerant circuit 11. In addition, the control device 50 acquires temperature information from the temperature sensor 41.
- the control device 50 is configured by, for example, a microcomputer (microcomputer) or the like, and controls various operations.
- the air conditioner 1 has operation modes such as heating, cooling, and air blowing. Next, a heating operation and a defrosting operation performed during heating will be described.
- the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 21 passes through the flow path switch 25, the indoor heat exchanger 22, and the expansion device 23 via the connection pipe, and the low-temperature decompressed by the expansion device 23.
- the low-pressure refrigerant flows into the outdoor heat exchanger 24.
- the control device 50 controls the operation speed of the indoor fan 26, the outdoor fan 27, the compressor 21 and the like so as to obtain optimum heating conditions while acquiring information such as the indoor air temperature, the outdoor air temperature, and the piping temperature. Do.
- frost adhering to the fin surface of the outdoor heat exchanger 24 accumulates and closes between the fins to reduce the heat transfer performance, resulting in low COP (energy consumption efficiency).
- the air conditioner 1 in the present embodiment performs defrosting of the outdoor heat exchanger 24 by switching the heating operation to the defrosting operation during heating.
- the control device 50 determines whether or not defrosting is necessary during the heating operation. When defrosting is necessary, the control device 50 switches the flow path switching unit 25 so that the refrigerant circulation direction is the same as that during the cooling operation.
- the defrosting operation is started. That is, the refrigerant circulates in the order of the flow path switch 25, the outdoor heat exchanger 24, the expansion device 23, the indoor heat exchanger 22, and the flow path switch 25, and is sucked into the compressor 21. Thereby, the frost adhering to the outdoor heat exchanger 24 can be removed because the high-temperature and high-pressure refrigerant flows into the outdoor heat exchanger 24.
- the control device 50 stops the operation of the indoor fan 26 so that the occupants in the room do not feel uncomfortable or cold. Further, the control device 50 stops the operation of the outdoor fan 27 so that the heat energy of the refrigerant is sufficiently transmitted to the frost attached to the outdoor heat exchanger 24. When the defrosting operation stop condition is satisfied, the control device 50 switches the flow path switch 25 to return to the heating operation.
- FIG. 2 is a functional block diagram of control device 50 according to Embodiment 1 of the present invention.
- the functional configuration of the control device 50 shown in FIG. 2 is constructed by executing a program on hardware such as a microcomputer.
- the control device 50 includes an operation control unit 51, a storage unit 52, a defrost determination unit 53, a time measuring unit 54, a correction value setting unit 55, and a correction unit 56.
- the operation control means 51 controls the refrigerant circuit 11 based on the operation command. Specifically, the operation control means 51 selects and executes an operation mode from cooling, heating, air blowing, or the like based on an operation command input via the remote controller 3. If the selected operation mode is heating, the operation control means 51 controls the refrigerant circuit 11 to perform the heating operation. At this time, the operation control means 51 switches the flow path switching unit 25 as necessary so that the circulation direction of the refrigerant becomes the direction during the heating operation.
- the operation control means 51 controls the refrigerant circuit 11 to switch from the heating operation to the defrosting operation, and continues the defrosting operation until the defrosting operation stop condition is satisfied.
- the operation control means 51 ends the defrosting operation and restarts the heating operation.
- the operation control means 51 refers to the defrosting operation prohibition time ⁇ 1 stored in the storage means 52. Thereafter, the operation control means 51 performs the heating operation while controlling so that the next defrosting operation is not performed during the defrosting operation prohibition time ⁇ 1 after the completion of the defrosting operation.
- the storage means 52 is constituted by a memory such as a ROM, for example, and stores a defrosting operation prohibition time ⁇ 1, an initial value of the defrosting operation prohibition time, and a correction table 61.
- the storage unit 52 may store information related to the initial setting and the like, and the control device 50 may refer to the initial setting when the air conditioner 1 is turned on.
- the defrosting operation prohibition time ⁇ 1 is for prohibiting the execution of the next defrosting operation during the period after the completion of the defrosting operation performed immediately before.
- a defrosting operation is necessary depending on the method of detecting frost formation even though frost formation has not occurred in the outdoor heat exchanger 24. is there.
- storage means 52 has memorize
- the initial value of the defrosting operation prohibition time is referred to by the operation control means 51 when heating is started.
- the defrosting operation prohibition time ⁇ 1 is updated every time the defrosting operation is completed. Therefore, by storing the initial value in the storage means 52, even if the appropriate defrosting operation prohibition time ⁇ 1 is not yet stored, the first heating operation is performed based on the preset initial value. Configured to be started.
- the defrost determining means 53 determines whether or not defrosting is necessary based on the temperature information acquired from the temperature sensor 41. Specifically, a threshold temperature is set in advance in the defrost determination means 53, and the defrost determination means 53 is excluded when the temperature detected by the temperature sensor 41 is equal to or lower than the set threshold temperature. Determine that frost is required.
- the defrost determination means 53 determined the necessity of defrost using the temperature and threshold temperature of the outdoor heat exchanger 24, it does not specifically limit to this. Any method can be used as long as it can be determined whether or not defrosting is necessary.
- one or more detection means such as a temperature sensor or a pressure sensor may be installed, and the defrost determination means 53 may determine whether or not defrost is necessary by measuring the evaporation temperature of the refrigerant.
- the defrost determination means 53 may be configured to determine that defrosting is necessary when the evaporation temperature becomes a predetermined temperature or lower.
- a plurality of temperature sensors may detect the refrigerant suction temperature and the blow-out temperature of the indoor unit, and the defrost determining unit 53 may detect the temperature difference between the two units and determine whether or not defrosting is necessary. In this case, what is necessary is just to comprise so that it may determine that the defrosting is required by detecting the fall of the heating capability of the air conditioning apparatus 1.
- FIG. At the time of determination, the amount of change may be used in addition to the preset threshold temperature. The technique shown in many well-known techniques can be used about the method of determining whether a defrost is required.
- the operation control means 51 performs the defrosting operation until the defrosting operation stop condition is satisfied after it is determined that the defrosting is necessary after the defrosting operation prohibition time ⁇ 1 has elapsed.
- the defrosting operation time ⁇ 2 measured by the time measuring unit 54 is used when the correction value setting unit 55 selects the correction value ⁇ 4 of the defrosting operation prohibition time ⁇ 1. Therefore, it is not suitable for the present invention when the defrosting operation is stopped only by a certain time. Therefore, in the present embodiment, for example, the defrosting operation stop condition may be satisfied when the temperature of the outdoor heat exchanger 24 detected by the temperature sensor 41 has recovered to a predetermined temperature.
- the defrost determination means 53 may determine whether the temperature of the outdoor heat exchanger 24 has recovered. Further, by providing the maximum defrosting time, the defrosting operation may be stopped when the defrosting operation time ⁇ 2 becomes too long.
- an optical sensor or the like may be used in addition to the temperature sensor and the pressure sensor. The technique shown in many well-known techniques can be used about the method of detecting that the defrosting was complete
- Time measuring means 54 measures the defrosting operation time ⁇ 2 in which the defrosting operation is performed.
- the time measuring means 54 may have a timer function.
- the time measuring means 54 receives a signal from the operation control means 51 and executes a time measuring or timer function. When the set time has elapsed or when a request is received from the operation control means 51, information is transmitted to the operation control means 51.
- the time measuring means 54 may measure the heating operation time in addition to the defrosting operation time ⁇ 2. Further, the time measuring means 54 may monitor the passage of the defrosting operation prohibition time ⁇ 1 in the timer function and send information indicating whether or not it has passed to the operation control means 51.
- the correction value setting means 55 sets the correction value ⁇ 4 based on the defrosting operation time ⁇ 2 measured by the time measuring means 54 and the correction table 61 stored in the storage means 52. Specifically, the measured defrosting operation time ⁇ 2 is acquired from the time measuring unit 54 by the operation control unit 51 and sent to the correction value setting unit 55. When the correction value setting unit 55 receives the defrosting operation time ⁇ 2, the correction value setting unit 55 refers to the correction table 61 of the storage unit 52 and selects the correction value ⁇ 4 corresponding to the received defrosting operation time ⁇ 2.
- FIG. 3 is a diagram showing a correspondence relationship between the defrosting operation time ⁇ 2 and the correction value ⁇ 4 in the first embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is an example of the correction table 61 stored in the storage unit 52.
- the correction table 61 divides the defrosting operation time into a plurality of areas based on a plurality of threshold values A to D set based on the reference defrosting operation time ( ⁇ 3), and corrects each of the plurality of areas.
- the value ⁇ 4 is associated and stored.
- the reference defrosting operation time ⁇ 3 is set in advance so that the defrosting operation prohibition time ⁇ 1 is optimized. For example, standard defrosting operation time. Further, a relationship of A ⁇ B ⁇ 3 ⁇ C ⁇ D is established between the plurality of thresholds A to D and the reference defrosting operation time ⁇ 3.
- the correction value ⁇ 4 is associated with the addition value 0 for the defrosting operation time region (B ⁇ 2 ⁇ C) including the reference defrosting operation time ⁇ 3. Further, in the region where the defrosting operation time is shorter, the correction value ⁇ 4 is associated with a larger correction time. As shown in FIG. 3, if the defrosting operation time ⁇ 2 is within a reference range (B ⁇ 2 ⁇ C) including the reference defrosting operation time ⁇ 3, the correction may not be performed.
- the reference range is set with two threshold values (lower threshold B and upper threshold C) that are close to the reference defrosting operation time ⁇ 3 among the plurality of thresholds A to D.
- the correction value ⁇ 4 is associated in a staircase pattern with a plurality of threshold values A to D. Therefore, when the correction value ⁇ 4 is used for correction, the correction value ⁇ 4 is added to the defrosting operation prohibition time ⁇ 1 stored in the storage unit 52 depending on whether the correction value ⁇ 4 is a positive value or a negative value. Alternatively, subtraction is corrected.
- a correction value for correcting the defrosting operation prohibition time ⁇ 1 to the same defrosting operation prohibition time ⁇ 1 is associated with the reference defrosting operation time ⁇ 3, and the correction value is shorter than the reference defrosting operation time ⁇ 3.
- a correction value for increasing the defrosting operation prohibition time ⁇ 1 is associated with the frost operation time
- a correction value ⁇ 4 for shortening the defrosting operation prohibition time ⁇ 1 is associated with the defrosting operation time longer than the reference defrosting operation time ⁇ 3. ing.
- the table shown in FIG. 3 is only one example, and any value may be used as long as the correction value ⁇ 4 is set by comparing the immediately preceding defrosting operation time ⁇ 2 with the defrosting operation time of the correction table 61.
- the correction table 61 stores a relational expression indicating the relationship between the defrosting operation time and the correction value, and the correction value ⁇ 4 determined by substituting the measured defrosting operation time ⁇ 2 into the relational expression is used.
- the frost operation prohibition time ⁇ 1 may be corrected.
- a correction coefficient or the like may be used instead of the correction value added to or subtracted from the stored defrosting operation prohibition time ⁇ 1.
- the correction unit 56 corrects the defrosting operation prohibition time ⁇ ⁇ b> 1 stored in the storage unit 52 using the positive value correction value set in the correction value setting unit 55.
- the updated defrosting operation prohibition time ⁇ 1 of the storage means 52 is referred to by the operation control means 51 and used in the heating operation that is restarted thereafter. For example, when the last defrosting operation time ⁇ 2 ends in a short time, the defrosting operation prohibition time ⁇ 1 is corrected to be longer because it is an outside air condition that does not require much time for defrosting. A specific example will be given with reference to FIG.
- FIG. 4 is a schematic diagram showing an operation example of the compressor 21 according to Embodiment 1 of the present invention.
- FIG. 4 shows the operation of the compressor 21 when heating is performed under a low outside air condition.
- the control device 50 activates the compressor 21 to perform the heating operation, and when the defrost determination unit 53 determines that defrosting is necessary, the control device 50 shifts to the defrost operation.
- the defrosting operation stop condition is determined, and if the condition is satisfied, the defrosting operation is stopped.
- the defrosting operation time ⁇ 2 and the correction table 61 are compared, and the correction value ⁇ 4 is set.
- the defrosting operation prohibition time ⁇ 1 is corrected using the set correction value ⁇ 4, and the operation returns to the heating operation. That is, the defrosting operation prohibition time ⁇ 1 is corrected to be longer by 30 minutes.
- the defrosting operation time ⁇ 2 and the reference defrosting operation time ⁇ 3 are compared, and when the defrosting operation is not necessary, the defrosting operation prohibition time ⁇ 1 is long. It is corrected so that
- FIG. 5 is a flowchart showing basic operation control in Embodiment 1 of the present invention.
- the defrosting control operation performed by the control device 50 will be described with reference to FIGS.
- the control device 50 starts operation and performs initial setting for operation control of the air conditioner 1 (S101).
- the control device 50 may perform the initial setting with reference to the information stored in the storage unit 52.
- control device 50 sets the heating operation in the operation mode (S102). For example, if a heating operation command is input via the remote controller 3, the heating operation is performed. At this time, the control apparatus 50 switches the flow path switch 25 to the connection state (flow path switch ON) at the time of heating operation.
- the operation control means 51 acquires the initial value of the defrosting operation prohibition time from the storage means 52 and sets it as the defrosting operation prohibition time ⁇ 1 (S103), and sets the compressor operation time in the heating operation. Keep time. Then, the operation control means 51 determines whether or not the compressor operation time has passed the defrosting operation prohibition time ⁇ 1 (S104). If the compressor operating time has not passed the defrosting operation prohibition time ⁇ 1, S104 is repeated. On the other hand, when the compressor operating time has passed the defrosting operation prohibition time ⁇ 1, the process proceeds to S105.
- the defrost determination means 53 determines whether or not defrost is necessary based on the temperature information sent from the temperature sensor 41. If it is determined that defrosting is not necessary, S105 is repeated. On the other hand, if it is determined that defrosting is necessary, the process proceeds to S106.
- the defrost determination means 53 sends the defrost determination result to the operation control means 51.
- the operation control means 51 starts the defrosting operation. At this time, the operation control means 51 switches the flow path switch 25 to the connection state during the cooling operation (flow path switch OFF). Further, when starting the defrosting operation, the operation control means 51 causes the time measuring means 54 to start measuring the defrosting operation time ⁇ 2 (S107).
- the operation control means 51 determines whether or not the defrosting operation stop condition is satisfied (S108). At this time, for example, the operation control unit 51 may perform the determination with reference to the defrost determination result of the defrost determination unit 53 and the time information that the time measuring unit 54 is measuring. When it is determined that the defrosting operation stop condition is not satisfied, S108 is repeated. On the other hand, when it is determined that the defrosting operation stop condition is satisfied, the process proceeds to S109.
- the operation control means 51 performs switching of the flow path switching device 25 to stop the defrosting operation (flow path switching device ON), and acquires the defrosting operation time ⁇ 2 measured by the time measuring means 54. At the same time as the defrosting operation is stopped, the operation control means 51 sends the defrosting operation time ⁇ 2 to the correction value setting means 55.
- the correction value setting unit 55 When the correction value setting unit 55 receives the defrosting operation time ⁇ 2, the correction value setting unit 55 further refers to the correction table 61 of the storage unit 52, compares the defrosting operation time ⁇ 2 with the defrosting operation time of the correction table 61, and corrects the correction value ⁇ 4. And the selected correction value ⁇ 4 is sent to the correction means 56 (S110).
- the correction unit 56 when the correction unit 56 receives the correction value ⁇ 4, the correction unit 56 corrects the defrosting operation inhibition time ⁇ 1 stored in the storage unit 52 using the correction value ⁇ 4. Thus, the defrosting operation prohibition time ⁇ 1 stored in the storage unit 52 is updated (S111).
- the operation control means 51 resets the measurement of the time measuring means 54 (S112) and restarts the heating operation. At this time, the operation control means 51 acquires the defrosting operation prohibition time ⁇ 1 from the storage means 52, sets the defrosting operation prohibition time ⁇ 1 (S103), and uses it for the restarted heating operation. S103 to S112 are repeated during heating.
- the control device 50 determines that the defrosting operation prohibition time ⁇ 1 during which the defrosting operation is prohibited and the correction value ⁇ 4 for correcting the defrosting operation prohibition time ⁇ 1 are the defrosting operation time ⁇ 2.
- the storage means 52 that stores the associated correction table 61, the defrost determination means 53 that determines whether the outdoor heat exchanger 24 needs to be defrosted, and the defrost determination means 53 that require defrosting.
- the refrigerant circuit 11 is controlled so that the defrosting operation is performed until the defrosting completion condition is satisfied, and the defrosting operation prohibition time ⁇ 1 stored in the storage unit 52 is removed.
- the operation control means 51 that prohibits the execution of the defrosting operation after the end of the frost operation
- the time measuring means 54 that measures the defrosting operation time in which the defrosting operation is performed by the operation control means 51
- the time measuring means 54 measures the defrosting operation time in which the defrosting operation is performed by the operation control means 51
- the time measuring means 54 measures the defrosting operation time in which the defrosting operation is performed by the operation control means 51.
- Defrosting operation time ⁇ 2 The correction value setting means 55 for setting the correction value ⁇ 4 based on the correction table 61 stored in the memory means 52, and the defrost stored in the storage means 52 using the correction value ⁇ 4 set in the correction value setting means 55.
- a correction means 56 for correcting the operation prohibition time ⁇ 1.
- the optimal defrosting operation prohibition time ⁇ 1 is set using the correction value ⁇ 4, unnecessary defrosting operation can be prevented and heating efficiency can be improved by securing the minimum heating operation time. .
- efficient and stable air conditioning can be performed by performing the defrosting operation at an appropriate timing.
- correction table 61 may be associated with a correction value ⁇ 4 that shortens the defrosting operation prohibition time ⁇ 1 as the defrosting operation time is longer. For this reason, a further optimal defrosting operation prohibition time is set with respect to the defrosting operation time, and efficient and stable air conditioning can be performed.
- the correction table 61 has a reference range of the defrosting operation time including the reference defrosting operation time ⁇ 3 set as the optimum defrosting operation time, and for the defrosting operation time shorter than the lower limit threshold of the reference range.
- a correction value ⁇ 4 that increases the defrosting operation prohibition time ⁇ 1 is associated, and a defrosting operation time that is longer than the upper limit threshold of the reference range is associated with a correction value ⁇ 4 that shortens the defrosting operation prohibition time ⁇ 1 and sets a correction value.
- the means 55 may not perform correction when the defrosting operation time ⁇ 2 measured by the time measuring means 54 is within the reference range of the correction table.
- the correction value setting means 55 does not perform correction when the measured defrosting operation time ⁇ 2 is within the reference range, the calculation process for correcting the defrosting operation prohibition time ⁇ 1 can be omitted.
- the defrosting operation prohibition time ⁇ 1 stored in the storage means 52 is a time suitable for the immediately preceding defrosting operation time ⁇ 2.
- the correction table 61 may be a table in which the correction value ⁇ 4 is associated with the defrosting operation time by a relational expression that sets the relationship between the defrosting operation time and the correction value.
- amendment means 56 updates defrost operation prohibition time (tau) 1 using the correction value (tau) 4 finely matched by the relational expression
- the operation control means 51 is defrost suitable for the last defrost operation time (tau) 2. You can drive.
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Abstract
除霜運転モードを搭載し、除霜運転禁止時間に基づいて除霜運転を行う空気調和装置であって、除霜運転禁止時間を最適化して暖房効率を向上させたもの。補正値設定手段は、除霜運転時間と補正テーブルとに基づき補正値を設定し、補正手段は設定された補正値を用いて記憶手段に記憶された除霜運転禁止時間を補正する。
Description
本発明は、除霜運転を制御する制御装置を備える空気調和装置に関する。
従来の空気調和装置は、低外気条件下における暖房運転中、蒸発温度が低くなることにより蒸発器である室外熱交換器に霜が発生し、熱交換器の伝熱性能が低下するものがある。そのまま暖房運転を続けると、発生した霜が成長して風路圧損が増加し、さらに伝熱性能を悪化させ暖房能力を大幅に低下させてしまう場合がある。そのため、暖房運転中に意図的に冷房サイクル運転を実施することで室外熱交換器に高温の冷媒を流して霜を溶かす運転(以後、除霜運転という)を実施し、暖房能力の低下を防止する空気調和装置がある。
また、外気温度が更に低下すると蒸発器温度が低下してしまうため、室外熱交換機にそれほど着霜がないにもかかわらず着霜条件を満たすと判定され、除霜運転を開始してしまうことがある。そこで、除霜運転を開始しない除霜運転禁止時間を設定することで最低暖房運転時間を確保する空気調和装置がある。
除霜運転は冷房サイクル運転によるホットガスデフロスト方式により行われる場合がある。この場合、室内を温めることができず室内温度は低下してしまう。しかしながら、除霜運転を実施しない、もしくは短時間のみの実施では蒸発器に付着した霜を完全に取り除くことができない状態のまま暖房運転が行われたとき、暖房性能の低下により暖房効率が下がってしまう。そのため、空気調和装置は、必要に応じて除霜運転を実施することで装置の信頼性を確保するとともに、不必要な除霜運転を減らし、最適な暖房運転時間を確保するよう制御を行い、快適性を向上させる必要がある。
このような除霜運転について、特許文献1には、前回の除霜運転時間と今回の除霜運転時間とを比較し、前回より今回の除霜運転時間が短かった場合は除霜運転禁止時間を長くし、また前回より今回の除霜時間が長かった場合は除霜運転禁止時間を短くすることが開示されている。
また、特許文献2には、除霜所要時間の長短を判別し、除霜所要時間が短いときは着霜量が少ない外気条件であると判断して外気温度をパラメータとする所定の除霜禁止時間パターンにて次の除霜禁止時間を設定することが開示されている。また、除霜所要時間が長いときは最短時間によって次の除霜禁止時間を設定している。
しかしながら、特許文献1では、前回と今回の除霜運転時間を比較した相対的な結果によって次の除霜運転禁止時間を決めているため、最適な除霜運転禁止時間が設定されない場合がある。例えば前回の除霜運転時間が2分程度で完了した場合、本来であれば、あまり着霜していないと考えられるため、その分、除霜運転禁止時間を長くし暖房運転時間を長くするべき条件である。しかしながら、その次の除霜運転が再度2分程度で完了すると、次に設定される除霜運転禁止時間は延長されず、現在の除霜運転禁止時間と同じ時間を設定してしまう。一方、例えば前回の除霜運転時間が15分程度かかった場合、本来であれば、着霜が多い条件となるため、除霜禁止時間を短く設定しより細かく除霜運転を実施して暖房性能の低下を防止すべき条件である。しかしながら、その次の除霜運転が14分程度で完了すると着霜量が少ない条件へ変化したと判断し、次の暖房禁止時間を長く設定してしまう。
また特許文献2では、除霜禁止時間は、外気温度に応じたパターン、又は最短時間であるため、除霜所要時間が除霜禁止時間に反映されにくい。例えば、除霜所要時間が長い場合、除霜禁止時間を最短時間となるよう設定するため最適な除霜運転禁止時間とはならず、本来必要のない除霜運転を実施してしまう場合がある。
このため、特許文献1及び特許文献2の空気調和装置は、最適な除霜運転禁止時間に基づいて除霜運転を行うという観点ではいずれも劣る結果となる。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、除霜運転モードを搭載した空気調和装置において、除霜運転禁止時間を最適化して、不必要な除霜運転を防ぎ最低暖房運転時間を確保して暖房運転の効率を向上させた空気調和装置を提供するものである。
本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、流路切換器、室内熱交換器、絞り装置、及び室外熱交換器が冷媒配管を介して接続された冷媒回路と、前記流路切換器を制御することにより、前記室外熱交換器を蒸発器として機能させ前記室内熱交換器を凝縮器として機能させる暖房運転と、前記室外熱交換器を凝縮器として機能させ前記室内熱交換器を蒸発器として機能させる除霜運転との切り換えを行う制御装置とを備え、前記制御装置は、除霜運転が禁止される除霜運転禁止時間と、除霜運転禁止時間を補正する補正値が除霜運転時間に対応付けされた補正テーブルとを記憶する記憶手段と、前記室外熱交換器の除霜の要否を判定する除霜判定手段と、前記除霜判定手段において除霜が必要であると判定されたとき、除霜が完了する除霜完了条件を満たすまで除霜運転が行われるように前記冷媒回路を制御するとともに、前記記憶手段に記憶された前記除霜運転禁止時間の間、除霜運転の終了後から除霜運転の実行を禁止する運転制御手段と、前記運転制御手段により前記除霜運転が実施された除霜運転時間を計測する計時手段と、前記計時手段において計測された前記除霜運転時間と、前記記憶手段に記憶された補正テーブルとに基づき補正値を設定する補正値設定手段と、前記補正値設定手段において設定された補正値を用いて前記記憶手段に記憶された除霜運転禁止時間を補正する補正手段とを備えたものである。
この発明によれば、除霜運転禁止時間は直前の除霜運転時間に応じて補正されるので、不必要な除霜運転を減らすことで暖房運転効率を高めることができる。また、適切なタイミングで除霜運転を実施することで効率的で安定した空調を行うことができる。
実施の形態1.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
図1は、本発明の実施の形態1における空気調和装置1の概略図である。空気調和装置1は冷媒回路11を備え、冷房運転や暖房運転により室内に冷風や温風等を供給する。
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
図1は、本発明の実施の形態1における空気調和装置1の概略図である。空気調和装置1は冷媒回路11を備え、冷房運転や暖房運転により室内に冷風や温風等を供給する。
冷媒回路11は、冷媒が充填されており、冷媒配管内を冷媒が循環することで蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うものである。充填される冷媒は、例えばアンモニア冷媒やフロン冷媒であるが、これらに限定されるものではない。
冷媒回路11は、圧縮機21、流路切換器25、室内熱交換器22、絞り装置23、及び室外熱交換器24が冷媒配管を介して接続されて形成されるものである。
圧縮機21は、室外機に設置され、冷媒蒸気を圧縮するものである。圧縮機21は、例えばスクロール型の圧縮機である。
室内熱交換器22は室内機に設置されており、例えば、フィンチューブ型の熱交換器からなっている室内熱交換器22は暖房運転時には凝縮器として機能し、圧縮機21から供給された冷媒と室内の空気とを熱交換するものである。また室内熱交換器22は、冷房運転時又は除霜運転時には蒸発器として機能し、絞り装置23から供給された冷媒と室内機の空気とを熱交換するものである。また、室内機には室内熱交換器22に送風を行う室内ファン26が設置されている。
絞り装置23は、室外機に設置され、冷媒を減圧する減圧手段であり、例えば、電子膨張弁で形成されている。絞り装置23は、暖房運転時には室内熱交換器22から供給された冷媒を減圧して室外熱交換器24へ供給する。また絞り装置23は、冷房運転時又は除霜運転時には室外熱交換器24から供給された冷媒を減圧して室内熱交換器22へ供給する。
室外熱交換器24は室外機に設置されており、フィンチューブ型の熱交換器からなっている。室外熱交換器24は暖房運転時には蒸発器として機能し、絞り装置23から供給された冷媒と室外の空気とを熱交換するものである。また室外熱交換器24は、冷房運転時又は除霜運転時には凝縮器として機能し、圧縮機21から供給された冷媒と室外機との空気を熱交換するものである。また、室外熱交換器24には室外ファン27が対で形成され、室外ファン27は室外機に設置されている。
流路切換器25は、例えば四方弁からなり、室外機に設置される。流路切換器25には、第1ポート25aから第4ポート25dまでの4つのポートが形成されている。冷房運転や暖房運転等の運転状態に応じて4つのポートの接続状態を切り換えることで、冷媒回路11内の接続関係を切り換えるものである。
流路切換器25の切り換え動作について説明する。図1に示すように、流路切換器25は、第1ポート25aが圧縮機21の吐出側である吐出管と接続されている。流路切換器25は、第2ポート25bが室内熱交換器22と接続されている。流路切換器25は、第3ポート25cが圧縮機21の吸入側である吸入管と接続されている。流路切換器25は、第4ポート25dが室外熱交換器24と接続されている。流路切換器25は、図1に実線で示すように、第1ポート25aと第2ポート25bとがつながっているときには、第3ポート25cと第4ポート25dとがつながっている状態となる。また流路切換器25は、図1に破線で示すように、第1ポート25aと第4ポート25dとがつながっているときには、第2ポート25bと第3ポート25cとがつながっている状態となる。
つまり、流路切換器25の4つのポートの接続状態は、暖房運転時には、第1ポート25aと第2ポート25bとがつながり、圧縮機21と室内熱交換器22とが接続された状態となる。また冷房運転時には、第1ポート25aと第4ポート25dとがつながり、圧縮機21と室外熱交換器24とが接続された状態となる。
図1に示すように、空気調和装置1はさらに制御装置50と温度センサ41とを備えている。温度センサ41は、室外熱交換器24に設置され、室外熱交換器24の温度を検出するものである。室外熱交換器温度によって着霜しやすい条件であるか否かを検出できるため、検出された温度情報は、制御装置50に送られる。
制御装置50は、冷媒回路11の圧縮機21、絞り装置23、流路切換器25、室内ファン26及び室外ファン27等の駆動を制御する。また制御装置50は、温度センサ41から温度情報を取得する。制御装置50は、例えばマイコン(マイクロコンピュータ)等で構成されており、各種運転の制御を行う。
空気調和装置1は、例えば暖房、冷房、及び送風等の運転モードを備えている。次に、暖房中に実施される暖房運転及び除霜運転について説明する。
暖房運転時には、圧縮機21から吐出された高温高圧の冷媒は接続配管を経由して流路切換器25、室内熱交換器22、及び絞り装置23を通過し、絞り装置23により減圧された低温低圧の冷媒は室外熱交換器24に流入する。暖房運転中、制御装置50は、室内空気温度、室外空気温度及び配管温度等の情報を取得しながら最適な暖房条件となるよう室内ファン26、室外ファン27及び圧縮機21等の運転速度制御を行う。
このとき、外気温度により、空気中の水分が結露するとともに低温であるため氷結が生じることで霜となる。そのため、このまま暖房運転を続けた場合、室外熱交換器24のフィン表面に付着した霜が堆積してフィン間を塞ぎ伝熱性能を低下させてしまいCOP(エネルギー消費効率)が低くなる。
本実施の形態における空気調和装置1は、暖房中に暖房運転を除霜運転に切り換えて、室外熱交換器24の除霜を行う。制御装置50は、暖房運転中に除霜が必要か否かの判定を行い、除霜が必要である場合には流路切換器25を切り換えることで冷媒の循環方向を冷房運転時と同じ方向にして除霜運転を開始する。すなわち冷媒は、流路切換器25、室外熱交換器24、絞り装置23、室内熱交換器22、及び流路切換器25の順に循環し、圧縮機21に吸入される。これにより、高温高圧の冷媒が室外熱交換器24に流入することで、室外熱交換器24に付着していた霜を除去することができる。除霜運転中、制御装置50は、室内ファン26の運転を停止して室内にいる居住者に不快感又は寒冷感を与えないようにする。また、制御装置50は、室外ファン27の運転を停止して、室外熱交換器24に付着した霜に冷媒の熱エネルギーが十分に伝達されるようにする。制御装置50は、除霜運転停止条件が成立すると流路切換器25を切り換えて暖房運転に戻す。
次に、制御装置50の詳細について図2から図4を用いて説明する。図2は、本発明の実施の形態1における制御装置50の機能ブロック図である。図2に示す制御装置50の機能構成は、例えばマイコン等のハードウェア上でプログラムを実行させることにより構築されるものである。制御装置50は、運転制御手段51、記憶手段52、除霜判定手段53、計時手段54、補正値設定手段55、及び補正手段56を備える。
運転制御手段51は、運転指令に基づいて冷媒回路11の制御を行う。具体的には、運転制御手段51は、リモコン3を介して入力された運転指令に基づき、冷房、暖房、又は送風等から運転モードを選択して実行する。選択された運転モードが暖房であれば、運転制御手段51は冷媒回路11を制御して暖房運転を実施する。このとき運転制御手段51は、冷媒の循環方向が暖房運転時の方向となるよう必要に応じて流路切換器25を切り換える。
また運転制御手段51は、除霜が必要な場合には冷媒回路11を制御して暖房運転から除霜運転に切り換え、除霜運転停止条件が満たされるまで除霜運転を続行する。除霜運転停止条件が成立すると、運転制御手段51は除霜運転を終了し暖房運転を再開する。暖房運転を再開する際、運転制御手段51は、記憶手段52に記憶されている除霜運転禁止時間τ1を参照する。その後、運転制御手段51は、除霜運転の終了後から除霜運転禁止時間τ1の間に次の除霜運転が行われないよう制御しながら暖房運転を行う。
記憶手段52は、例えばROM等のメモリで構成され、除霜運転禁止時間τ1、除霜運転禁止時間の初期値、及び補正テーブル61を記憶する。また、記憶手段52は初期設定等に関する情報を記憶し、空気調和装置1に電源が投入された時に制御装置50が初期設定を参照するよう構成してもよい。
除霜運転禁止時間τ1は、直前に行われた除霜運転の終了後からその間は、次の除霜運転の実行を禁止するものである。外気温度が低い条件で暖房を行った場合、着霜を検出する方法によっては、室外熱交換器24に着霜が生じていないにもかかわらず除霜運転が必要であると判定される場合がある。また、除霜運転終了後すぐに除霜運転が再開されてしまうと、運転が不安定になり、また、暖房運転の時間を確保できずに暖房効率を低下させてしまう。そのため、記憶手段52は、除霜運転の制御に必要な除霜運転禁止時間τ1を記憶している。
除霜運転禁止時間の初期値は、暖房が開始された時に運転制御手段51によって参照されるものである。除霜運転禁止時間τ1は除霜運転が終了するごとに更新される。そのため、記憶手段52に初期値を記憶しておくことで、まだ適切な除霜運転禁止時間τ1が記憶されていない場合であっても、予め設定された初期値に基づいて最初の暖房運転が開始されるように構成されている。
除霜判定手段53は、温度センサ41から取得した温度情報を基に除霜の要否を判定する。具体的には、除霜判定手段53には予め閾値温度が設定されており、除霜判定手段53は、温度センサ41で検出した温度が、設定された閾値温度以下となった場合には除霜が必要であると判定する。
なお、本実施の形態においては、除霜判定手段53は、室外熱交換器24の温度と閾値温度とを用いて除霜の要否を判定したが、特にこれに限定しない。除霜が必要であるか否かの判定ができればどのような方法でもよい。例えば、温度センサ又は圧力センサ等の検出手段が一又は複数台設置され、除霜判定手段53は、冷媒の蒸発温度を測定し除霜の要否を判定してもよい。この場合、例えば、除霜判定手段53は、蒸発温度が所定の温度以下となったときに除霜が必要であると判定するよう構成すればよい。また、複数台の温度センサが室内機の冷媒吸込み温度及び吹出し温度を検知し、除霜判定手段53は両者の温度差を検出して除霜の要否を判定してもよい。この場合、空気調和装置1の暖房能力の低下を検出して除霜が必要であると判定するよう構成すればよい。また、判定時には、予め設定された閾値温度の他に変化量を用いることとしてもよい。除霜が必要であるか否かを判定する方法については、多くの公知技術に示された技術を用いることができる。
次に、本実施の形態における除霜運転停止条件について説明する。運転制御手段51は、除霜運転禁止時間τ1の経過後、除霜が必要であると判定されてから除霜運転停止条件が満たされるまで除霜運転を行う。また、計時手段54により測定された除霜運転時間τ2は、補正値設定手段55が除霜運転禁止時間τ1の補正値τ4を選択する際に利用される。そのため、一定の時間によってのみ除霜運転が停止される場合は本発明に適しない。したがって、本実施の形態においては、例えば、温度センサ41により検出される室外熱交換器24の温度が、所定の温度まで回復した場合に除霜運転停止条件が満たされたこととしてもよい。このとき、室外熱交換器24の温度が回復したか否かの判定は、除霜判定手段53が行ってもよい。また、最大除霜時間を設けることにより、除霜運転時間τ2が長くなりすぎた場合には除霜運転を打ち切るよう構成してもよい。なお、除霜が完了したことを検出する方法としては、温度センサや圧力センサの他、例えば光学式センサ等を利用してもよい。除霜が終了したことを検知する方法については、多くの公知技術に示された技術を用いることができる。
計時手段54は、除霜運転が実施された除霜運転時間τ2を計測する。また、計時手段54はタイマ機能を有してもよい。計時手段54は、運転制御手段51からの信号を受けて計時又はタイマ機能を実行する。設定した時間が経過した場合、又は運転制御手段51から要求を受けた場合には、運転制御手段51へ情報を送信する。
なお、計時手段54は、除霜運転時間τ2の他に暖房運転時間を計測してもよい。更に計時手段54は、タイマ機能において除霜運転禁止時間τ1の経過を監視し、経過したか否かを示す情報を運転制御手段51へ送ってもよい。
補正値設定手段55は、計時手段54において計測された除霜運転時間τ2と、記憶手段52に記憶された補正テーブル61とに基づき補正値τ4を設定する。具体的には、計測された除霜運転時間τ2は、運転制御手段51により計時手段54から取得されて補正値設定手段55へ送られる。補正値設定手段55は除霜運転時間τ2を受けとると、記憶手段52の補正テーブル61を参照し、受けとった除霜運転時間τ2に対応する補正値τ4を選択する。
次に、図3を用いて、除霜運転禁止時間τ1の補正について説明する。図3は、本発明の実施の形態1における除霜運転時間τ2と補正値τ4との対応関係を示す図である。
図3は、記憶手段52が記憶する補正テーブル61の一例である。補正テーブル61には、基準となる除霜運転時間(τ3)を基準に設定された複数の閾値A~Dにより、除霜運転時間を複数の領域に分け、複数の領域の各々に対して補正値τ4が関連付けられ記憶されている。基準の除霜運転時間τ3とは、除霜運転禁止時間τ1が最適となるよう予め設定されているものである。例えば標準的な除霜運転時間である。また、複数の閾値A~D及び基準の除霜運転時間τ3の間には、A<B<τ3<C<Dの関係が成り立っている。
一方、補正値τ4は、基準の除霜運転時間τ3を含む除霜運転時間の領域(B<τ2<C)に対して加算値0が対応付けられている。また、除霜運転時間が短い領域ほど、補正値τ4には大きな補正時間が対応付けられている。図3に示すように、除霜運転時間τ2が基準の除霜運転時間τ3を含む基準範囲(B<τ2<C)内であれば、補正を行わないよう構成してもよい。基準範囲は、複数の閾値A~Dのうち基準の除霜運転時間τ3に近い2つの閾値(下限閾値Bと上限閾値C)で設定される。本実施の形態では、補正値τ4は複数の閾値A~Dによって階段状に対応づけられている。そのため、この補正値τ4を用いて補正を行う際は、補正値τ4が正の値であるか負の値であるかに応じて、記憶手段52に記憶された除霜運転禁止時間τ1に加算又は減算の補正がなされる。言い換えると、補正テーブル61は、基準の除霜運転時間τ3に除霜運転禁止時間τ1を同じ除霜運転禁止時間τ1に補正する補正値が対応付けられ、基準の除霜運転時間τ3より短い除霜運転時間に除霜運転禁止時間τ1を長くする補正値が対応付けられ、基準の除霜運転時間τ3より長い除霜運転時間に除霜運転禁止時間τ1を短くする補正値τ4が対応付けられている。
なお、図3に示した表は1つの実施例であり、直前の除霜運転時間τ2と補正テーブル61の除霜運転時間とを比較して補正値τ4を設定するものであれば何でも良い。例えば、補正テーブル61に、除霜運転時間と補正値との関係を示す関係式を記憶しておき、計測された除霜運転時間τ2を関係式に代入して決まる補正値τ4を用いて除霜運転禁止時間τ1を補正してもよい。また、補正値τ4としては、記憶された除霜運転禁止時間τ1に加算又は減算して補正するものの代わりに補正係数等を用いてもよい。
図3の補正手段56は、補正値設定手段55において設定された補正値τ4を用いて記憶手段52に記憶された除霜運転禁止時間τ1を補正する。具体的には、補正手段56は、補正値設定手段55において設定された正値補正値を用いて記憶手段52に記憶されている除霜運転禁止時間τ1を補正する。更新された記憶手段52の除霜運転禁止時間τ1は、運転制御手段51により参照され、その後再開する暖房運転において使用される。例えば、直前の除霜運転時間τ2が短時間で終了した場合には、それほど除霜に時間を要しない外気条件であるので、除霜運転禁止時間τ1は長くなるよう補正される。図4を用いながら具体的な一例を挙げる。
図4は、本発明の実施の形態1における圧縮機21の動作例を示す概略図ある。なお、図4では、低外気条件で暖房を行った際の圧縮機21の動作を示したものである。制御装置50は圧縮機21を起動して暖房運転を実施し、除霜判定手段53にて除霜が必要であると判定されると除霜運転へ移行する。除霜運転中は除霜運転停止条件の判定を行ない、条件を満足すれば除霜運転は停止する。その際、除霜運転時間τ2と補正テーブル61とが比較され、補正値τ4が設定される。例えば、除霜運転が最小の閾値Aより短い時間で終了した場合(τ2<A)には、補正値τ4として+30分が設定される。除霜運転禁止時間τ1は設定された補正値τ4を用いて補正され、暖房運転に復帰する。つまり、除霜運転禁止時間τ1は30分長く補正される。このように、図3に例示した補正テーブル61に従えば、除霜運転時間τ2と基準の除霜運転時間τ3とが比較され、除霜運転が必要ない場合は除霜運転禁止時間τ1が長くなるように補正される。
図5は、本発明の実施の形態1における基本動作制御を示すフローチャートである。図1~図5を参照して制御装置50が行う除霜制御動作について説明する。まず空気調和装置1に電源が投入されると(S100)、制御装置50は動作を開始し、空気調和装置1の動作制御のための初期設定を実施する(S101)。このとき、制御装置50は、記憶手段52に記憶された情報を参照して初期設定を実施してもよい。
次に制御装置50は、運転モードで暖房運転を設定する(S102)。例えばリモコン3を介して暖房の運転指令が入力されていれば、暖房運転が実施される。このとき、制御装置50は流路切換器25を暖房運転時の接続状態(流路切換器ON)に切り換える。
また、このとき、運転制御手段51は、記憶手段52から除霜運転禁止時間の初期値を取得して除霜運転禁止時間τ1として設定する(S103)とともに、暖房運転での圧縮機運転時間を計時する。そして運転制御手段51は、圧縮機運転時間が除霜運転禁止時間τ1を経過したか否かを判定する(S104)。圧縮機運転時間が除霜運転禁止時間τ1を経過していない場合にはS104を繰り返す。一方、圧縮機運転時間が除霜運転禁止時間τ1を経過している場合にはS105へ進む。
S105では、除霜判定手段53は、温度センサ41から送られる温度情報に基づいて、除霜が必要であるか否かの判定を行う。除霜が必要でないと判定された場合にはS105を繰り返す。一方、除霜が必要であると判定された場合にはS106へ進む。除霜判定手段53は除霜判定結果を運転制御手段51へ送る。
S106では、運転制御手段51は除霜運転を開始する。このとき、運転制御手段51は、流路切換器25を冷房運転時の接続状態(流路切換器OFF)に切り換える。また、除霜運転を開始する際、運転制御手段51は計時手段54に除霜運転時間τ2の計時を開始させる(S107)。
次に、運転制御手段51は、除霜運転停止条件が成立するか否かを判定する(S108)。このとき運転制御手段51は、例えば、除霜判定手段53の除霜判定結果、及び計時手段54が計時中の時間情報を参照して判定を行ってもよい。除霜運転停止条件が成立しないと判定された場合にはS108を繰り返す。一方、除霜運転停止条件が成立すると判定された場合にはS109へ進む。
S109では、運転制御手段51は、流路切換器25の切り換えを行って除霜運転を停止する(流路切換器ON)とともに、計時手段54によって計測された除霜運転時間τ2を取得する。また除霜運転を停止すると同時に、運転制御手段51は、補正値設定手段55へ除霜運転時間τ2を送る。
補正値設定手段55は、除霜運転時間τ2を受けとると、更に記憶手段52の補正テーブル61を参照し、除霜運転時間τ2と補正テーブル61の除霜運転時間とを比較して補正値τ4を選択し、選択した補正値τ4を補正手段56へ送る(S110)。
次に、補正手段56は補正値τ4を受けとると、記憶手段52に記憶された除霜運転禁止時間τ1に補正値τ4を用いて補正を行う。これより、記憶手段52に記憶される除霜運転禁止時間τ1は更新される(S111)。
次に運転制御手段51は、計時手段54の計測をリセット(S112)して暖房運転を再開する。このとき、運転制御手段51は、記憶手段52から除霜運転禁止時間τ1を取得して除霜運転禁止時間τ1を設定し(S103)、再開された暖房運転に使用する。
暖房中は、S103からS112が繰り返される。
暖房中は、S103からS112が繰り返される。
以上のように本実施の形態においては、制御装置50は、除霜運転が禁止される除霜運転禁止時間τ1と、除霜運転禁止時間τ1を補正する補正値τ4が除霜運転時間τ2に対応付けされた補正テーブル61とを記憶する記憶手段52と、室外熱交換器24の除霜の要否を判定する除霜判定手段53と、除霜判定手段53において除霜が必要であると判定されたとき、除霜が完了する除霜完了条件を満たすまで除霜運転が行われるように冷媒回路11を制御するとともに、記憶手段52に記憶された除霜運転禁止時間τ1の間、除霜運転の終了後から除霜運転の実行を禁止する運転制御手段51と、運転制御手段51により除霜運転が実施された除霜運転時間を計測する計時手段54と、計時手段54において計測された除霜運転時間τ2と、記憶手段52に記憶された補正テーブル61とに基づき補正値τ4を設定する補正値設定手段55と、補正値設定手段55において設定された補正値τ4を用いて記憶手段52に記憶された除霜運転禁止時間τ1を補正する補正手段56とを備えたものである。
このため、補正値τ4を用いて最適な除霜運転禁止時間τ1が設定されるので、不必要な除霜運転を防止し、最低暖房運転時間を確保することで暖房効率を向上させることができる。また、着霜の多い条件においては、適切なタイミングで除霜運転を実施することで効率の良い安定した空調を行うことができる。
また、補正テーブル61は、除霜運転時間が長いほど除霜運転禁止時間τ1を短くする補正値τ4が対応付けされているものであってもよい。このため、除霜運転時間に対し更に最適な除霜運転禁止時間が設定され、効率的で安定した空調を行うことができる。
また、補正テーブル61は、最適な除霜運転時間として設定された基準の除霜運転時間τ3を含む除霜運転時間の基準範囲を有し、基準範囲の下限閾値より短い除霜運転時間については除霜運転禁止時間τ1を長くする補正値τ4が対応付けされ、基準範囲の上限閾値より長い除霜運転時間については除霜運転禁止時間τ1を短くする補正値τ4が対応付けされ、補正値設定手段55は、計時手段54において計測された除霜運転時間τ2が、補正テーブルの基準範囲内である場合には補正を行わないものであってもよい。
これより、補正値設定手段55は、計測された除霜運転時間τ2が基準範囲内である場合は補正を行わないので、除霜運転禁止時間τ1を補正するための演算処理を省略できる。またこの場合、記憶手段52が記憶している除霜運転禁止時間τ1は直前の除霜運転時間τ2に対し適した時間とものとなっている。
また、補正テーブル61は、除霜運転時間と補正値との関係を設定する関係式により除霜運転時間に補正値τ4が対応付けされたものであってもよい。
このため、補正手段56は、関係式により細かく対応付けされた補正値τ4を用いて除霜運転禁止時間τ1を更新するので、運転制御手段51は直前の除霜運転時間τ2に適した除霜運転を行うことができる。
1 空気調和装置、3 リモコン、11 冷媒回路、21 圧縮機、22 室内熱交換器、23 絞り装置、24 室外熱交換器、25 流路切換器、25a 第1ポート、25b 第2ポート、25c 第3ポート、25d 第4ポート、26 室内ファン、27 室外ファン、41 温度センサ、50 制御装置、51 運転制御手段、52 記憶手段、53 除霜判定手段、54 計時手段、55 補正値設定手段、56 補正手段、61 補正テーブル、τ1 除霜運転禁止時間、τ2 除霜運転時間、τ3 基準の除霜運転時間、τ4 補正値、A~D 複数の閾値。
Claims (4)
- 圧縮機、流路切換器、室内熱交換器、絞り装置、及び室外熱交換器が冷媒配管を介して接続された冷媒回路と、
前記流路切換器を制御することにより、前記室外熱交換器を蒸発器として機能させ前記室内熱交換器を凝縮器として機能させる暖房運転と、前記室外熱交換器を凝縮器として機能させ前記室内熱交換器を蒸発器として機能させる除霜運転との切り換えを行う制御装置とを備え、
前記制御装置は、
除霜運転が禁止される除霜運転禁止時間と、除霜運転禁止時間を補正する補正値が除霜運転時間に対応付けされた補正テーブルとを記憶する記憶手段と、
前記室外熱交換器の除霜の要否を判定する除霜判定手段と、
前記除霜判定手段において除霜が必要であると判定されたとき、除霜が完了する除霜完了条件を満たすまで除霜運転が行われるように前記冷媒回路を制御するとともに、前記記憶手段に記憶された前記除霜運転禁止時間の間、除霜運転の終了後から除霜運転の実行を禁止する運転制御手段と、
前記運転制御手段により前記除霜運転が実施された除霜運転時間を計測する計時手段と、
前記計時手段において計測された前記除霜運転時間と、前記記憶手段に記憶された補正テーブルとに基づき補正値を設定する補正値設定手段と、
前記補正値設定手段において設定された補正値を用いて前記記憶手段に記憶された除霜運転禁止時間を補正する補正手段と
を備えた空気調和装置。 - 前記補正テーブルは、除霜運転時間が長いほど除霜運転禁止時間を短くする補正値が対応付けされている請求項1記載の空気調和装置。
- 前記補正テーブルは、最適な除霜運転時間として設定された基準の除霜運転時間を含む除霜運転時間の基準範囲を有し、前記基準範囲の下限閾値より短い除霜運転時間については除霜運転禁止時間を長くする補正値が対応付けされ、前記基準範囲の上限閾値より長い除霜運転時間については除霜運転禁止時間を短くする補正値が対応付けされ、
前記補正値設定手段は、前記計時手段において計測された前記除霜運転時間が、前記補正テーブルの前記基準範囲内である場合には補正を行わない請求項1又は2記載の空気調和装置。 - 前記補正テーブルは、除霜運転時間と補正値との関係を設定する関係式により除霜運転時間に補正値が対応付けされたものである請求項1又は2記載の空気調和装置。
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-
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JPH05187746A (ja) * | 1992-01-16 | 1993-07-27 | Mitsubishi Electric Corp | 空気調和装置 |
JP2009287811A (ja) * | 2008-05-28 | 2009-12-10 | Sharp Corp | 空気調和機 |
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