(57)【要約】【課題】除霜を完全に行うことができる空気調和装置を提供する。【解決手段】圧縮機１、四方弁２、減圧器４、室外送風機７、室外熱交換器５、前記室外熱交換器５の温度を検知する室外配管温度検出手段１０、室外気温度を検知する室外気温度検出手段１１を具備した室外機９と、室内熱交換器（図示せず）を具備した室内機（図示せず）とを冷媒回路で連結してヒートポンプ式冷凍サイクルを構成した空気調和装置において、前記室外熱交換器５の背面近傍に上下に移動する回転ブラシ１３を備えたもので、暖房運転時に、回転ブラシ１３を回転させながら上下に移動させることにより、前記室外熱交換器５に付着した霜を確実に掻き落とすことができる。また、外気空調負荷変化や雪の付着、室外熱交換器５の凍結バラツキなどにより発生する恐れのある霜の溶け残りを防止する事もできる。【選択図】図１
2010230240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、四方弁、減圧器、室外送風機、室外熱交換器、前記室外熱交換器の温度を検知する室外配管温度検出手段、室外気温度を検知する室外気温度検出手段を具備した室外機と、室内熱交換器、室内送風機、室内気温度を検知する室内気温度検出手段を具備した室内機とを冷媒回路で連結してヒートポンプ式冷凍サイクルを構成した空気調和装置において、前記室外熱交換器の背面近傍に移動する回転ブラシを備えたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
暖房運転時に室外熱交換器の除霜を行う際、回転ブラシを回転させながら移動させて、前記室外熱交換器に付着した霜を掻き落とすことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
除霜前の圧縮機の運転周波数、室外気温度検出手段、室外配管温度検出手段、室内気温度検出手段による検出結果に基づいて、回転ブラシの回転数や前記回転ブラシを移動させる回数を変えることを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
回転ブラシを駆動制御する回転ブラシ駆動制御手段を設け、当該空気調和装置の累積運転時間に基づいて前記回転ブラシ駆動制御手段を動作させる自動清掃モードと、前記累積運転時間に関わらず、使用者が任意に前記回転ブラシ駆動制御手段を動作させる手動清掃モードとを備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和装置に関するもので、特に、ヒートポンプ式の空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のヒートポンプ式の空気調和装置の暖房運転時の除霜方式は、一般的に、四方弁を切り換え、冷凍サイクルの冷媒を逆方向に流す除霜方式をとっている。即ち、除霜運転は、冷房時と同じ冷媒の流動方向とし、室外熱交換器に高温高圧の冷媒を流す事により、室外熱交換器に付着した霜を融解するものである。
【０００３】
この除霜方式では、除霜時は、室内側の室内熱交換器が蒸発器となるため、部屋の温度が低下して冷風感を感じるという基本的課題があった。特に、低外気温度時や、湿度の高い地域においては、着霜量が多くなり、除霜時間が長くなり、部屋の室温低下時間が長くなるという課題があった。
【０００４】
この基本的課題への対策として、最適な、除霜時間で室温低下を抑えるよう、外気温度を検知する室外気温度検出手段や室外熱交換器の温度を検知する室外配管温度検出手段に基づき除霜開始時間や除霜時間を制御する発明や、着霜量が多くなったとき、その着霜を機械的に除去する除霜手段や、着霜しにくい熱交換器が提案されてきた。
【０００５】
図４は、従来の空気調和装置における冷凍サイクルの構成図である。
【０００６】
同図に示すように、従来の空気調和装置は、室外機９と室内機８を冷媒回路で連結してヒートポンプ式冷凍サイクルを構成し、室外機９は、圧縮機１と、四方弁２と、減圧器４と、室外送風機７と、室外熱交換器５と、室外熱交換器５の温度を検知する室外配管温度検出手段１０と、室外気温度を検知する室外気温度検出手段１１を具備している。
【０００７】
室内機８は、室内熱交換器３と、室内送風機６と、室内気温度を検知する室内気温度検出手段１２を具備している。
【０００８】
除霜を行うときは、暖房運転時に、四方弁２を切り換え、冷房時と同じ冷媒の流動方向とし、室外熱交換器５に高温高圧の冷媒を流す事により、室外熱交換器５に付着した霜を融解して除霜を行うことを特徴としている。
【０００９】
図５は、上記従来の空気調和装置の除霜運転時のタイムチャートである。
【００１０】
同図において、除霜開始条件が成立すると除霜準備区間に入り、圧縮機１の運転周波数、室外送風機７の回転数、減圧器４の開度を変化させて、所定の時間経過や所定の圧縮機温度に応じてステータス移行を行う（ＳＴ１〜３）。
【００１１】
除霜区間のＳＴ４にて、四方弁２により冷媒回路を切り換えて冷房サイクルの運転によって除霜を行う四方弁切り換え除霜を開始し、冷房時と同じ冷媒の流動方向とし、室外熱交換器に高温高圧の冷媒を流す事により、室外熱交換器５に付着した霜を融解して除霜を行う。
【００１２】
この時、室内送風機６、室外送風機７は停止、減圧器４は全開とし所定の時間経過によりステータス移行する。ＳＴ５にて、圧縮機１の運転周波数を変えて、所定の時間経過や
所定の室外配管温度ａ℃以上の時にステータス移行を行う。
【００１３】
ＳＴ６は、所定の時間経過や所定の室外配管温度ｂ℃以上の時にステータス移行を行う。ＳＴ７は、所定の時間経過や所定の室外配管温度ｃ℃以上の時にステータス移行を行う。このとき、ＳＴ４からＳＴ６の最大時間はｔｍａｘとする。
【００１４】
除霜終了区間のＳＴ８、ＳＴ９にて圧縮機１の運転周波数を変え、室外送風機７を運転、減圧器４の開度を変え、所定の時間経過によりステータス移行を行う。ＳＴ９終了後は、再び四方弁２を切り換え、室内送風機６を運転、減圧器４を初期ｐｌｓに設定し通常暖房運転へと移行する。
【００１５】
しかし、上記構成では、除霜時は室内熱交換器３が蒸発器となるため、部屋の温度が低下して冷風感を感じるという基本的課題があり、特に低外気温度時や、湿度の高い地域によっては着霜量が多く除霜時間が長くなり除霜中に室外配管温度検出手段によって検知された室外熱交換器温度が所定の室外配管温度に到達する前に、除霜時間が所定の最大時間Ｔ５を経過してしまう場合があり、すなわち充分に除霜ができていない溶け残りが発生してしまう場合があり、外気温度を検知する室外気温度検出手段１１や室外熱交換器５の温度を検知する室外配管温度検出手段１０に基づいて、着霜を判断し最適な除霜時間で室温低下を抑えるように、除霜開始条件や除霜時間を制御するようにした空気調和装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８―３０３９０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上記特許文献１に記載された従来の空気調和装置のような、外気温度を検知する室外気温度検出手段や室外熱交換器の温度を検知する室外配管温度検出手段に基づいて、着霜を判断し最適な除霜時間で室温低下を抑えるように除霜開始条件や除霜時間を制御する方式では、次のような課題が発生する。
【００１７】
特に低外気温度時や、湿度の高い地域における着霜量は多く、除霜運転時に最適な除霜時間で室温低下を抑えるよう制御しようとすると、暖房運転時に除霜開始までの時間を短くすることとなり、四方弁切り換え除霜の回数も多くなってしまい、暖房性能を維持することが困難であり、結果部屋の快適性が悪化してしまうという課題を有していた。
【００１８】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、四方弁切り換え除霜運転時において、霜溶け残りの問題も発生しない安定した除霜運転を提供すると共に、部屋の快適性を充分に満足させることができる信頼性の高い空気調和装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和装置は、圧縮機、四方弁、減圧器、室外送風機、室外熱交換器、前記室外熱交換器の温度を検知する室外配管温度検出手段、室外気温度を検知する室外気温度検出手段を具備した室外機と、室内熱交換器、室内送風機、室内気温度を検知する室内気温度検出手段を具備した室内機とを冷媒回路で連結してヒートポンプ式冷凍サイクルを構成した空気調和装置において、前記室外熱交換器の背面近傍に移動する回転ブラシを備えたもので、暖房運転時に、回転ブラシを回転させながら移動させることにより、前記室外熱交換器に付着した霜を確実に掻き落とすことができる。また、外気空調負荷変化や雪の付着、室外熱交換器の凍結バラツキなどにより発生する恐れのある霜の溶け残りを防止する事もできる。以上のように、四方弁切り換え除霜時において、霜溶け残りの問題も発生しない安定した除霜運転をすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の空気調和装置は、暖房運転時における四方弁切り換え除霜運転中において、低外気温度時や、湿度の高い地域で着霜量が多い場合でも、室外熱交換器の背面近傍に設けた回転ブラシを移動させ、室外熱交換器に付着した霜を掻き落とし除霜時間の短縮を図ることができ、霜溶け残りの問題も発生しない安定した除霜運転を提供すると共に、除霜時間が短くなることで部屋の快適性を充分に満足させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
第１の発明は、圧縮機、四方弁、減圧器、室外送風機、室外熱交換器、前記室外熱交換器の温度を検知する室外配管温度検出手段、室外気温度を検知する室外気温度検出手段を具備した室外機と、室内熱交換器、室内送風機、室内気温度を検知する室内気温度検出手段を具備した室内機とを冷媒回路で連結してヒートポンプ式冷凍サイクルを構成した空気調和装置において、前記室外熱交換器の背面近傍に移動する回転ブラシを備えたもので、暖房運転時に、回転ブラシを回転させながら移動させることにより、前記室外熱交換器に付着した霜を確実に掻き落とすことができる。また、外気空調負荷変化や雪の付着、室外熱交換器の凍結バラツキなどにより発生する恐れのある霜の溶け残りを防止する事もできる。以上のように、四方弁切り換え除霜時において、霜溶け残りの問題も発生しない安定した除霜運転をすることができる。
【００２２】
第２の発明は、特に、第１の発明の暖房運転時に室外熱交換器の除霜を行う際、回転ブラシを回転させながら移動させて、前記室外熱交換器に付着した霜を掻き落とすもので、低外気温度時や、湿度の高い地域で着霜量が多い場合でも、室外熱交換器に付着した霜を確実にしかも早く掻き落とすことができるので、室外熱交換器の温度を検知する室外配管温度検出手段の温度も早く上昇し、除霜運転時間を短縮することができ、部屋の室温低下を抑えることができる。また、これにより外気空調負荷変化や雪の付着、室外熱交換器の凍結バラツキなどにより発生する恐れのある霜の溶け残りを防止する事が可能となる。
【００２３】
以上のように、四方弁切り換え除霜時において、霜溶け残りの問題も発生しない安定した除霜運転を提供すると共に、部屋の快適性を充分に満足させることができる信頼性の高い空気調和装置を提供することができる。
【００２４】
第３の発明は、特に、第１又は第２の発明の空気調和装置において、除霜前の圧縮機の運転周波数、室外気温度検出手段、室外配管温度検出手段、室内気温度検出手段による検出結果に基づいて、回転ブラシの回転数や前記回転ブラシを移動させる回数を変えるもので、除霜運転時には最適な除霜時間で室温低下を抑えるよう除霜前の前記圧縮機運転周波数や外気温度を検知する室外気温度検出手段、室外熱交換器の温度を検知する室外配管温度検出手段、室内気温度を検知する室内気温度検出手段に基づき室外熱交換器の着霜を判断し、除霜時間がある所定の時間を超える場合、最適な除霜時間になるように回転ブラシの回転数や回転ブラシを移動させる回数を変えるよう制御する。例えば、低外気温度時や、湿度の高い地域で着霜量が多い場合は、回転ブラシの回転数を上げ、回転ブラシを移動する回数を増やすことで、最適な除霜時間で室温低下を抑えるように制御した除霜運転を行うことができる。
【００２５】
以上のように、特に低外気温度時や、湿度の高い地域において着霜量が多くなった場合でも、室外熱交換器に付着した霜を掻き落とすよう制御するので最適な除霜時間で室温低下を抑えることができ、部屋の快適性を充分に満足させることができる。また霜溶け残りの問題も発生しない安定した除霜運転を行うことができる。
【００２６】
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか一つの発明の回転ブラシを駆動制御する回転ブラシ駆動制御手段を設け、当該空気調和装置の累積運転時間に基づいて前記回転ブラシ
駆動制御手段を動作させる自動清掃モードと、前記累積運転時間に関わらず、使用者が任意に前記回転ブラシ駆動制御手段を動作させる手動清掃モードとを備えたもので、除霜運転時のみでなく通常冷房運転や暖房運転時において、当該空気調和装置の累積運転時間に応じて回転ブラシを移動させ、前記室外熱交換器に付着した塵埃を掻き落とすことができる。また、使用者は、必要に応じて、前記累積運転時間に関わらず、回転ブラシを移動させ、前記室外熱交換器に付着した塵埃を掻き落とすことができるので、冷房性能や暖房性能を十分に満足させることができる。
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における空気調和装置の構成図、図２は、同空気調和装置のブロック図、図３は、同空気調和装置の除霜運転時のタイムチャート図である。尚、上記従来の空気調和装置と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００２９】
図１において、本実施の形態における空気調和装置の室外機９には、圧縮機１と、四方弁２と、減圧器４と、室外送風機７と、室外熱交換器５と、室外配管温度検出手段１０と、室外気温度検出手段１１と、室外熱交換器５の背面近傍に上下動可能に設けられた回転ブラシ１３と、回転ブラシ１３を回転させながら上下に移動させる回転ブラシ駆動装置１４が配設されている。
【００３０】
図２において、暖房運転中に室外機９側で圧縮機運転周波数検出手段５１により圧縮機１の運転周波数を検知し、室外気温度検出手段１１により外気温度を検知し、室外配管温度検出手段１０により室外熱交換器５の配管温度を検知する。
【００３１】
また、室内機８側では、室内気温度検出手段５２により室内気温度を検知する。検知された圧縮機運転周波数や室外気温度、室内気温度、室外配管温度に基づき、除霜開始条件判定部５０において、室外熱交換器５に着霜したかを判断し条件クリアの場合、除霜運転を開始し、除霜時間を除霜時間算出部５３で算出する。
【００３２】
除霜時間がある所定の時間以上と算出された場合、最適な除霜時間で室温低下を抑えるようにする為、検知された温度や周波数に基づいて回転ブラシ駆動制御手段５４により、回転ブラシ１３の回転数を回転ブラシ回転数指示部５５で指示するとともに、回転ブラシ１３の上下の移動回数を、回転ブラシ上下移動回数指示部５６で指示する。
【００３３】
また、除霜運転時のみでなく、通常冷房運転や暖房運転時において、当該空気調和装置の累積運転時間を運転累積時間計算部５７で計算し、時間に応じて回転ブラシ１３を上下させ、室外熱交換器５に付着した塵埃を掻き落とすよう制御する自動清掃モードと、使用者による任意に設定された掃除指示５８からの掃除指示信号によって、累積運転時間に関わらず回転ブラシ１３を上下させ、室外熱交換器５に付着した塵埃を掻き落とすよう制御する手動清掃モードとを備えている。
【００３４】
図３において、除霜開始条件が成立すると除霜準備区間に入り、圧縮機運転周波数、室外送風機７の回転数、減圧器４の開度を可変し、所定の時間経過や所定の圧縮機温度に応じてステータス移行を行う（ＳＴ１〜３）。除霜区間のＳＴ４にて四方弁２により冷媒回路を切り換えて冷房サイクルの運転によって除霜を行う四方弁切り換え除霜を開始し、冷房時と同じ冷媒の流動方向とし、室外熱交換器５に高温高圧の冷媒を流す事により、室外熱交換器５に付着した霜を融解して除霜を行う。
【００３５】
この時、室内送風機６、室外送風機７は停止、減圧器４は全開とし、所定の時間経過によりステータス移行する。ＳＴ５にて、圧縮機運転周波数を変え、所定の時間ｔ２を経過または所定の室外配管温度Ｄ℃以上になったとき、室外熱交換器５の着霜が溶けはじめたと判断し、回転ブラシ１３の回転ブラシ駆動制御手段５４で、回転ブラシ１３を上下に移動させる。ＳＴ５は所定の時間経過や所定の室外配管温度ａ℃以上の時にステータス移行を行う。
【００３６】
ＳＴ６は、所定の時間経過や所定の室外配管温度ｂ℃以上の時にステータス移行を行う。このときＳＴ４からＳＴ６の最大時間はｔｍａｘとする。ＳＴ７は、所定の時間経過や所定の室外配管温度ｃ℃以上の時に、回転ブラシ駆動制御手段５４で回転ブラシ１３を上下に移動させているのを停止し、ステータス移行を行う。
【００３７】
除霜終了区間のＳＴ８、ＳＴ９にて圧縮機運転周波数を変え、室外送風機７を運転、減圧器４の開度を変え、所定の時間経過によりステータス移行を行う。ＳＴ９終了後は、再び四方弁２を切り換え、室内送風機６の運転、減圧器４を初期ｐｌｓに設定し通常暖房運転へと移行する。なお、当該実施の形態では、回転ブラシを上下に移動させる形態のみを説明したが、回転ブラシの移動は上下だけにとどまらず、左右でも前後でもよく、いずれの形態でも本願の技術範囲に含まれるものとする。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上のように本発明の空気調和装置は、暖房運転時において着霜量が多くなった場合でも、室外熱交換器に付着した霜を掻き落とすよう制御するので最適な除霜時間で室温低下を抑えることができ、部屋の快適性を充分に満足させることができる。また霜溶け残りの問題も発生しない安定した除霜運転を行うことができるので、室外温度が非常に低温の寒冷地での空気調和装置にも適用できると共に、除霜しても熱交換器に付着した霜が溶け残ってしまうといった課題も解決できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態１における空気調和装置の構成図
【図２】同空気調和装置のブロック図
【図３】同空気調和装置の除霜運転時のタイムチャート
【図４】従来の空気調和装置の冷凍サイクル図
【図５】同空気調和装置の除霜運転時のタイムチャート
【符号の説明】
【００４０】
１  圧縮機
２  四方弁
３  室内熱交換器
４  減圧器
５  室外熱交換器
６  室内送風機
７  室外送風機
８  室内機
９  室外機
１０  室外配管温度検出手段
１１  室外気温度検出手段
１２  室内気温度検出手段
１３  回転ブラシ
１４  回転ブラシ駆動装置
５０  除霜開始条件判定部
５１  圧縮機運転周波数検出手段
５２  室内気温度検出手段
５３  除霜時間算出部
５４  回転ブラシ駆動制御手段
５５  回転ブラシ回転数指示部
５６  回転ブラシ上下移動回数指示部
５７  累積運転時間計算部
５８  使用者による任意に設定された掃除指示
【図１】
2010230240.tif 000003
【図２】
2010230240.tif 000004
【図３】
2010230240.tif 000005
【図４】
2010230240.tif 000006
【図５】
2010230240.tif 000007