(57)【要約】【課題】差圧検知型の空気圧力センサでは空気の検知端が２つになるため、霜、雪、氷、埃等の異物により検知端が塞がれて、正確な圧力検知ができない状態になるという課題があった。【解決手段】室外ユニット１０と、室外ユニット１０内部を風路３０と機械室３１に分割する仕切り板３３と、風路３０側に設けられた室外熱交換器３と、室外熱交換器３に空気を通過させる室外ファン１２と、室外ユニット１０内かつ仕切り板３３の上部に風路３０と機械室３１に跨るように配設された電装ボックス３２と、室外熱交換器３を通過する前後の空気の差圧を感知する空気差圧センサとを備え、空気差圧センサの２つの検知端のうち、一方の検知端である空気差圧センサ計測側検知端１５ａは風路３０に、他方の空気差圧センサ基準側検知端１５ｂは機械室３１に設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外ユニットと、前記室外ユニットの内部を風路と機械室に分割する仕切り板と、前記風路に設けられた室外熱交換器と、前記室外熱交換器に空気を通過させる室外ファンと、前記風路に２つの探知端の一方が設けられ、前記機械室に他方が設けられた空気差圧センサとを備えたことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
室外ユニットと、前記室外ユニットの内部を風路と機械室に分割する仕切り板と、前記風路に設けられた室外熱交換器と、前記室外熱交換器に空気を通過させる室外ファンと、前記仕切り板の上部に前記風路と前記機械室とに跨るように配設された電装ボックスと、前記風路に２つの探知端の一方が設けられ、前記電装ボックスに他方が設けられた空気差圧センサとを備えたことを特徴とする冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はヒートポンプ式冷凍装置の室外ユニット構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の冷凍装置、例えば、空気調和機は、低外気温下における暖房運転時に、室外熱交換器の温度低下により発生する着霜を検出するために、室外熱交換器の冷媒温度を検出する冷媒温度センサと、霜の成長に伴って増加する室外熱交換器を通過する空気の通風抵抗を検出するための空気圧力センサを備え、室外熱交換器の冷媒温度が所定値以下でかつ室外熱交換器を通過した後の空気の静圧が所定値より大きいと、室外熱交換器が着霜していると判定する着霜判定手段を備えたものが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
また、この種の空気調和機の室外ユニットは、内部を風路と機械室に分割する仕切り板を備え、分割された風路側の空間に室外熱交換器および室外ファン、また機械室側に圧縮機等の冷凍サイクル部品を配置し、仕切り板の上部に風路と機械室に跨るように、電気制御部品を実装した制御基板を収容した電装ボックスを配置した構成が一般的である（例えば特許文献２参照）。
【０００４】
さらに、近年では、低コストで高性能な圧力センサが盛んに開発されており、従来は汎用の空気調和機に搭載するには高コストであったが、採用可能なレベルに低コスト化が進んでいる。これらの低コストな圧力センサは差圧検知型が一般的である。
【０００５】
図６は、特許文献１に記載された従来の空気調和機を示すものである。図６において、圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、減圧装置４、室内熱交換器５を環状に接続して構成した冷媒回路は、四方弁２の切換作動によって冷媒循環方向を可逆的に変更して冷房運転と暖房運転とを選択可能としており、冷房運転時には冷媒は実線矢印方向に循環し、暖房運転時には冷媒は破線矢印方向に循環する。暖房運転時には、室外ファン１２が運転することで室外熱交換器３を外気が通過し、冷媒回路内の冷媒と熱交換し蒸発器として作用することで外気から吸熱して暖房運転を行なっている。
【０００６】
外気温が低下すると、室外熱交換器３の表面に着霜が発生し、霜が成長すると空気の通風を妨げ、熱交換が阻害されるために更に霜が成長するという循環となるため、暖房を中断して霜を除く除霜運転を行なう必要がある。室外熱交換器３に着霜したか否かを判定するために、冷媒温度センサ１３と空気圧力センサ１６を備え、室外熱交換器３の冷媒温度が所定値以下でかつ室外熱交換器３を通過した後の空気の静圧が所定値より大きいと、室外熱交換器３が着霜していると判定する着霜判定手段２２を備えたものである。
【０００７】
図７は、特許文献２に記載された従来の空気調和機を示すものである。図７において、室外ユニット１０内部は仕切り板３３によって風路３０と機械室３１に分割され、風路３０には室外熱交換器３が配置されるとともに室外熱交換器３に空気を通過させるための室外ファン１２が配置されている。機械室３１には、圧縮機１やその他の冷凍サイクル部品（図示せず）が配置されている。仕切り板３３は、上端部は切欠されており、この切欠部に電装ボックス３２が、風路３０と機械室３１に跨るように配置された構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６０−２１８５５１号公報
【特許文献２】特許第３５３５８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来の構成において、正確な着霜判定を行なうために、室外熱交換器を通過した空気の静圧を検出するための空気圧力センサを採用しようとして、比較的安価な差圧検知型の空気圧力センサを検討する場合、差圧検知型の空気圧力センサでは空気の圧力を探知するための検知端が２つになるため、従来の探知端が１つである空気圧力センサに比べて、霜、雪、氷、埃等の異物により検知端が塞がれて、正確な差圧検知ができない状態になる危険性が倍増するという課題を有していた。
【００１０】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、比較的安価な差圧検知型の空気圧力センサを用いて正確に着霜判定を行なうにあたり、差圧検知型の空気圧力センサの検知端が異物によって塞がれてしまう危険性が少ない冷凍装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記従来の課題を解決するために、本発明の冷凍装置は、室外ユニットと、室外ユニットの内部を風路と機械室に分割する仕切り板と、風路に設けられた室外熱交換器と、室外熱交換器に空気を通過させる室外ファンと、風路に２つの探知端の一方が設けられ、機械室に他方が設けられた空気差圧センサとを備えたものである。
【００１２】
これによって、空気差圧センサの検知端は霜、雪、氷、埃等の異物に接触する機会が少なくなり、検知端が塞がって正確な差圧検知ができない状態になる危険性が少ない冷凍装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の冷凍装置は、比較的安価な差圧検知型の空気圧力センサを用いて正確に着霜判定を行なうにあたり、差圧検知型の空気圧力センサ（空気差圧センサ）の検知端が異物によって塞がれてしまう危険性を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１における冷凍サイクルおよび制御ブロックの構成図
【図２】本発明の実施の形態１における室外ユニットの構成図
【図３】本発明の実施の形態１における温度、差圧の経時変化グラフ
【図４】本発明の実施の形態１における制御フローチャート
【図５】本発明の実施の形態２における室外ユニットの構成図
【図６】従来の空気調和機の冷凍サイクルおよび制御ブロックの構成図
【図７】従来の空気調和機の室外ユニットの構成図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
第１の発明は、室外ユニットと、室外ユニットの内部を風路と機械室に分割する仕切り板と、風路に設けられた室外熱交換器と、室外熱交換器に空気を通過させる室外ファンと、風路に２つの探知端の一方が設けられ、機械室に他方が設けられた空気差圧センサとを備えたことにより、比較的安価な差圧検知型の空気圧力センサ（空気差圧センサ）を用いて正確に着霜判定を行なうにあたり、空気差圧センサの検知端が異物によって塞がれてしまう危険性を少なくすることができる。
【００１６】
第２の発明は、室外ユニットと、室外ユニットの内部を風路と機械室に分割する仕切り板と、風路に設けられた室外熱交換器と、室外熱交換器に空気を通過させる室外ファンと
、仕切り板の上部に風路と機械室とに跨るように配設された電装ボックスと、風路に２つの探知端の一方が設けられ、電装ボックスに他方が設けられた空気差圧センサとを備えたことより、空気差圧センサの検知端が異物によって塞がれてしまう危険性を少なくすることができる。
【００１７】
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。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における冷凍サイクルおよび制御ブロックの構成図を示すものである。
【００１９】
図１において、本実施の形態の冷凍装置は、室外ユニット１０と室内ユニット１１とが配管で接続された空気調和機である。室外ユニット１０には、冷媒を圧縮する圧縮機１、冷媒の流れ方向を切り換える四方弁２、冷媒と外気との間で熱交換を行う室外熱交換器３、冷媒を膨張させる減圧装置４、室外熱交換器３に外気を送風する室外ファン１２、室外ユニット１０の周囲の空気温度を検知する外気温センサ１４などが設けられており、室内ユニット１１には、冷媒と室内空気との間で熱交換を行う室内熱交換器５が設けられている。
【００２０】
また、室外熱交換器３に着霜したか否かを判定するために、冷媒温度センサ１３、空気差圧センサ１５、空気差圧検知手段２０、記憶手段２１、着霜判定手段２２を備えている。冷媒温度センサ１３は、室外熱交換器３の温度を検出するために、室外熱交換器３を構成する冷媒配管上に設けられている。空気差圧センサ１５は、室外熱交換器３を通過する前後の空気の差圧を検知するセンサであり、計測する箇所の空気の圧力を測定する空気差圧センサ計測側検知端１５ａと、差圧の基準となる空気の圧力を測定する空気差圧センサ基準側検知端１５ｂとを備えている。
【００２１】
空気差圧検知手段２０は、空気差圧センサ１５の出力値を入力値とし、その入力値を適切に演算や変換を行い空気差圧の検知値を出力する。記憶手段２１は、空気差圧検知手段２０の出力値を一時的に記憶するメモリなどである。着霜判定手段２２は、記憶手段２１に記憶された値や、空気差圧検知手段２０の出力値などに基づいて、室外熱交換器３が着霜しているか否かを判定するものである。空気差圧検知手段２０、記憶手段２１、着霜判定手段２２は、圧縮機１の回転数や室外ファン１２の回転数を制御する制御手段とともに、制御基板（図示せず）の一部として設けられている。
【００２２】
圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、減圧装置４、室内熱交換器５は、冷媒配管で環状に接続されて冷媒回路を形成し、四方弁２の切換作動によって冷媒循環方向を可逆的に変更して冷房運転と暖房運転とを選択可能としており、冷房運転時には冷媒は実線矢印方向に循環し、暖房運転時には冷媒は破線矢印方向に循環する。暖房運転時には、室外ファン１２が運転することで室外熱交換器３を外気が通過し、冷媒回路内の冷媒と熱交換し蒸発器として作用することで外気から吸熱して、その熱を室内熱交換器５で放熱することで暖房運転を行なっている。暖房運転時に外気温が低下すると、室外熱交換器３の表面に着霜が発生し、霜が成長すると空気の通風を妨げ、熱交換が阻害されるために更に霜が成長するという循環となるため、暖房を中断して霜を除く除霜運転を行なう必要がある。
【００２３】
図２は、本発明の第１の実施の形態における室外ユニットの構成図を示している。図２において、室外ユニット１０内部は仕切り板３３によって風路３０と機械室３１に分割され、風路３０には室外熱交換器３が配置されるとともに室外熱交換器３に空気を通過させるための室外ファン１２が配置されている。機械室３１には、圧縮機１やその他の冷凍サ
イクル部品（図示せず）が配置されている。仕切り板３３の上端部は切欠されており、この切欠部に電装ボックス３２が、風路３０と機械室３１に跨るように配置された構成となっている。電装ボックス３２内には、電気制御部品を実装した制御基板が収容されている。電装ボックス３２の下部の風路３０側には空気差圧センサ計測側検知端１５ａが、また機械室３１側には空気差圧センサ基準側検知端１５ｂが配置されている。
【００２４】
図３は、室外熱交換器３の温度、および室外熱交換器３を通過する前後の空気の差圧の経時変化グラフを示し、図４は、制御フローチャートを示している。
【００２５】
図３、図４により、図１の冷媒温度センサ１３、空気差圧センサ１５、空気差圧検知手段２０、記憶手段２１、着霜判定手段２２を備えた構成による着霜判定方法の詳細を説明する。図３に示すＴｉｍｅ１になるまでの間は、図４に示すＳ１の暖房運転を継続しながら、Ｓ２において空気差圧センサ１５、空気差圧検知手段２０が室外熱交換器３を通過する前後の空気の差圧を検出する。また、Ｓ３では冷媒温度センサ１３が室外熱交換器３の温度が予め定めた値、例えば、０°Ｃ未満になるか否かの判定を行い、Ｓ４において記憶手段２１に記憶されている値を更新し、Ｓ２に戻るというループを繰り返す。
【００２６】
その後、図３におけるＴｉｍｅ１を過ぎた時点、すなわち、冷媒温度センサ１３の検出する室外熱交換器３の温度が予め定めた値、例えば、０°Ｃ未満になった時点以降には、図４におけるＳ４の記憶手段２１に記憶されている値を更新せず、室外熱交換器３の温度が予め定めた値、例えば、０°Ｃ未満になった時点の値を保持した状態で、室外熱交換器３を通過する前後の空気の差圧と記憶手段２１に保持された値を比較し、所定値を超えるか否かの判定を行なう。すなわち、Ｓ２→Ｓ３→Ｓ５→Ｓ２のループを繰り返す。その後、図３におけるＴｉｍｅ２になった時点で、室外熱交換器３を通過する前後の空気の差圧が記憶手段２１に保持された値に所定値を加えた値を超えると、図４におけるＳ５の判定を満足、すなわち室外熱交換器３が十分に着霜していると判定して、除霜運転に突入する。
【００２７】
以上のように、本実施の形態においては室外熱交換器３に着霜したか否かを判定するために、冷媒温度センサ１３、空気差圧センサ１５、空気差圧検知手段２０、記憶手段２１、着霜判定手段２２を備えた構成とし、着霜判定手段２２が、室外熱交換器３が着霜していない冷媒温度である温度、例えば、０℃以上のときに検出した室外熱交換器３の前後の差圧を基準として、室外熱交換器３が着霜していき冷媒温度が０℃未満での室外熱交換器３の差圧と比較して着霜判定を行なうことにより、経年変化で室外熱交換器３が埃等により目詰まりした場合や、空気調和機の据付設置状況により通風抵抗に違いがある場合においても、正確に着霜判定を行うことができる。これにより、適切な時期に除霜運転を行うことができ、冷凍装置の運転効率を向上させることができる。
【００２８】
さらに、本実施の形態では、空気差圧センサ計測側検知端１５ａ、空気差圧センサ基準側検知端１５ｂは、室外ユニット１０内に収納された形で外環境に直接さらされていないため、霜、雪、氷、埃等の異物に接触して塞がってしまう危険性を大幅に低減することができる。これにより、適切な時期に除霜運転を行うことができ、冷凍装置の運転効率を向上させることができる。
【００２９】
なお、空気差圧センサ１５の本体は電装ボックス３２内に設けられ、空気差圧センサ計測側検知端１５ａのみが風路３０に、空気差圧センサ基準側検知端１５ｂのみが機械室３１に配置されているほうが、空気差圧センサ１５や電装ボックス３２を小型化する上で望ましい。
【００３０】
また、本実施の形態では、着霜判定手段２２は、冷媒温度センサ１３、空気差圧検知手
段２０、記憶手段２１を備え、それらの出力を考慮して、着霜しているか否かを判定するものとしているが、これに限ることなく、例えば、冷媒温度センサ１３の出力値の代わりに、外気温センサ１４の出力値を用いてもよい。さらに、着霜判定手段２２が、空気差圧センサ１５の出力のみから、着霜しているか否かを判定するものとしてもよい。
【００３１】
（実施の形態２）
図５は、本発明の第２の実施の形態における室外ユニットの構成図を示すものである。
【００３２】
本実施の形態において、第１の実施の形態と同じ構成は同じ符号を付し、説明を省略する。本実施の形態の第１の実施の形態と異なる点は、空気差圧センサ基準側検知端１５ｂは、電装ボックス３２の内部に配置した点である。なお、空気差圧センサ計測側検知端１５ａは第１の実施の形態の構成と同様に電装ボックス３２の下部の風路３０側に配置されている。
【００３３】
この構成により、空気差圧センサ計測側検知端１５ａ、空気差圧センサ基準側検知端１５ｂは、室外ユニット１０内に収納された形で外環境に直接さらされていないため、霜、雪、氷、埃等の異物に接触して塞がってしまう危険性を大幅に低減することができる。これにより、適切な時期に除霜運転を行うことができ、冷凍装置の運転効率を向上させることができる。さらに、空気差圧センサ基準側検知端１５ｂは、電装ボックス３２の内部に配置されているので、空気差圧センサ１５や電装ボックス３２を小型化することが可能となる。
【００３４】
なお、空気差圧センサ１５の本体は電装ボックス３２内に設けられ、空気差圧センサ計測側検知端１５ａのみが風路３０に配置されているほうが、空気差圧センサ１５や電装ボックス３２を小型化する上で望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上のように、本発明にかかる冷凍装置は、空気差圧センサの検知端検知端が塞がって正確な差圧検知ができない状態になる危険性が少なくなり、正確に着霜を検知できるので、外気温の低下に伴って着霜し除霜運転が必要となる、家庭用・業務用の空調機やヒートポンプ式給湯器や、大型の冷凍機器などにも応用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  圧縮機
２  四方弁
３  室外熱交換器
４  減圧装置
５  室内熱交換器
１０  室外ユニット
１１  室内ユニット
１２  室外ファン
１３  冷媒温度センサ
１４  外気温センサ
１５  空気差圧センサ
１５ａ  空気差圧センサ計測側検知端
１５ｂ  空気差圧センサ基準側検知端
１６  空気圧力センサ
２０  空気差圧検知手段
２１  記憶手段
２２  着霜判定手段
３０  風路
３１  機械室
３２  電装ボックス
３３  仕切り板
【図１】
2011247525.tif 000003
【図２】
2011247525.tif 000004
【図３】
2011247525.tif 000005
【図４】
2011247525.tif 000006
【図５】
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【図６】
2011247525.tif 000008
【図７】
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