(57)【要約】【課題】ファン除霜運転時間を最適な長さにすることができる空気調和機を提供する。【解決手段】ＣＰＵ２１０は、暖房運転時に、室外ファン２７を停止させるとともに、四方弁２２を切り替えて圧縮機２１から吐出された冷媒を室外熱交換器２３に向かわせる熱交除霜運転が終了した後に、圧縮機２１から吐出された冷媒を室外熱交換器２３に向かわせたまま、室外ファン２７を駆動して室外ファン２７を除霜するファン除霜運転を行い、ファン除霜運転中、室外熱交換器２３から室外ファン２７に与えられた熱量の推定値である受熱量Ｈｎが、室外ファン２７で発生した霜を融かすために必要な熱量の推定値である必要熱量Ｈｔ以上となったらファン除霜運転を終了する。【選択図】図３
2019116993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
暖房運転時に、圧縮機、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器の順で冷媒が循環する冷媒回路と、
前記冷媒回路に備えられ、前記圧縮機から吐出された冷媒の流れる方向を切り替える流路切替手段と、
前記室外熱交換器に送風する室外ファンと、
外気温度を検出する外気温度検出手段を有し、
前記暖房運転時に、前記室外ファンを停止させるとともに、前記流路切替手段を切り替えて前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室外熱交換器に向かわせる熱交除霜運転と、前記熱交除霜運転が終了した後に、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室外熱交換器に向かわせたまま、前記室外ファンを駆動して同室外ファンを除霜するファン除霜運転を行う制御手段と、
を有する空気調和機であって、
前記制御手段は、
前記ファン除霜運転中、前記室外熱交換器から前記室外ファンに与えられた熱量の推定値である受熱量が、前記室外ファンで発生した霜を融かすために必要な熱量の推定値である必要熱量以上となったら前記ファン除霜運転を終了する、
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
前記室外熱交換器の温度である室外熱交温度を検出する室外熱交温度検出手段を有し、
前記制御手段は、
ファン除霜運転中、前記室外熱交温度が目標室外熱交温度に近づくように、前記圧縮機及び前記室外ファンのうち少なくとも一つを制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暖房運転時に逆サイクル除霜運転を行う空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機は、外気温度が低いときに暖房運転が行われると、蒸発器として機能する室外熱交換器に霜が発生する。暖房運転において室外熱交換器に発生した霜は、逆サイクル除霜運転を行うことによって融かされる。その後、霜は室外熱交換器の下方に配置されている室外ユニットの底板を通じて、ドレン水として排出される。逆サイクル除霜運転を行うときは、空気調和機は、室外ファンを停止するとともに冷凍サイクルを暖房サイクルから冷房サイクルに切り替える。そして、空気調和機は圧縮機によって圧縮されて高温となった冷媒を室外熱交換器に流入させる。これにより、室外熱交換器が加熱されて、室外熱交換器に発生した霜が融かされる。
【０００３】
ところで、外気温度が０℃付近で暖房運転を行うときは、室外熱交換器を通過した空気が０℃以下となって室外ファンに当たる。また、室外熱交換器に発生した霜によって室外熱交換器が目詰まりして空気が通らなくなると、吹出口から流入した室外熱交換器を通らない空気が室外ファンに当たる。これらにより、室外熱交換器だけでなく室外ファンにも霜が発生する場合がある。
【０００４】
室外ファンに発生した霜は、室外ファンを停止させて実行する上述した逆サイクル除霜運転では融けない。そこで、室外ファンで発生した霜を融かすためにファン除霜運転を行う空気調和機が提案されている。例えば、特許文献１に示す空気調和機では、逆サイクル除霜運転を行って室外熱交換器の除霜を行った後に、圧縮機から吐出された冷媒が室外熱交換器に流入する状態のままで室外ファンを一定時間回転させることが記載されている。これにより、室外熱交換器で加熱された温かい空気を室外ファンに当てて、室外ファンで発生した霜を融かすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１２１７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示す空気調和機では、室外熱交換器の除霜運転やファン除霜運転を予め定められた時間だけ行っていた。この時間は予め試験等により定められており、想定された室外ファンで発生する最大量の霜を完全に除去できるように設定された時間である。従って、実際に室外ファンで発生した霜の量が想定していた最大量より少ないと、室外ファンで発生した霜が融けきったにもかかわらずファン除霜運転を継続してしまい（いわゆる、空除霜運転）、暖房運転の再開時期を遅らせていた。
【０００７】
本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、ファン除霜運転時間を最適な長さにすることができる空気調和機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】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、暖房運転時に、圧縮機、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器の順で冷媒が循環する冷媒回路と、前記冷媒回路に備えられ、前記圧縮機から吐出された冷媒の流れる方向を切り替える流路切替手段と、前記室外熱交換器に送風する室外ファンと、外気温度を検出する外気温度検出手段を有し、前記暖房運転時に、前記室外ファンを停止させるとともに、前記流路切替手段を切り替えて前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室外熱交換器に向かわせる熱交除霜運転と、前記熱交除霜運転が終了した後に、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室外熱交換器に向かわせたまま、前記室外ファンを駆動して同室外ファンを除霜するファン除霜運転を行う制御手段と、を有する。前記制御手段は、前記ファン除霜運転中、前記室外熱交換器から前記室外ファンに与えられた熱量の推定値である受熱量が、前記室外ファンで発生した霜を融かすために必要な熱量の推定値である必要熱量以上となったら前記ファン除霜運転を終了する。
【発明の効果】
【０００９】
上記のように構成した本発明の空気調和機によれば、ファン除霜運転時に、室外ファンで発生した霜を融かすために必要な熱量を算出し、室外ファンが受けた熱量が必要な熱量以上となっていればファン除霜運転を終了させる。これにより、ファン除霜運転時間を最適な長さにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態における、空気調和機の説明図であり、（Ａ）は冷媒回路図、（Ｂ）は室外機制御手段のブロック図である。
【図２】本発明の実施形態における、ファン除霜制御テーブルである。
【図３】本発明の実施形態における、熱交除霜運転時およびファン除霜運転時の室外機制御手段での処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。実施形態としては、室外機と室内機が２本の冷媒配管で接続された空気調和機を例に挙げて説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
【実施例】
【００１２】
図１（Ａ）に示すように、本実施形態における空気調和機１は、屋外に設置される室外機２と、室内に設置され室外機２に液管４およびガス管５で接続された室内機３を備えている。詳細には、室外機２の閉鎖弁２５と室内機３の液管接続部３３が液管４で接続されている。また、室外機２の閉鎖弁２６と室内機３のガス管接続部３４がガス管５で接続されている。以上により、空気調和機１の冷媒回路１０が形成される。
【００１３】
＜室外機の構成＞
まずは、室外機２について説明する。室外機２は、圧縮機２１と、四方弁２２と、室外熱交換器２３と、膨張弁２４と、液管４が接続された閉鎖弁２５と、ガス管５が接続された閉鎖弁２６と、室外ファン２７を備えている。そして、室外ファン２７を除くこれら各装置が後述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１０の一部をなす室外機冷媒回路１０ａを形成している。
【００１４】
圧縮機２１は、図示しないインバータにより回転数が制御されることで、運転容量を変えることができる容量可変型圧縮機である。圧縮機２１の冷媒吐出側は、四方弁２２のポートａと吐出管６１で接続されている。また、圧縮機２１の冷媒吸入側は、四方弁２２のポートｃと吸入管６６で接続されている。
【００１５】
四方弁２２は、冷媒の流れる方向を切り替えるための弁であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄの４つのポートを備えている。ポートａは、上述したように圧縮機２１の冷媒吐出側と吐出管６１で接続されている。ポートｂは、室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口と冷媒配管６２で接続されている。ポートｃは、上述したように圧縮機２１の冷媒吸入側と吸入管６６で接続されている。そして、ポートｄは、閉鎖弁２６と室外機ガス管６４で接続されている。尚、四方弁２２が、本発明の流路切替手段である。
【００１６】
室外熱交換器２３は、冷媒と、後述する室外ファン２７の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気を熱交換させるものである。室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口は、上述したように四方弁２２のポートｂと冷媒配管６２で接続され、他方の冷媒出入口は閉鎖弁２５と室外機液管６３で接続されている。室外熱交換器２３は、後述する四方弁２２の切り替えによって、冷房運転時は凝縮器として機能し、暖房運転時は蒸発器として機能する。
【００１７】
膨張弁２４は、図示しないパルスモータにより駆動される電子膨張弁である。具体的には、パルスモータに加えられるパルス数によりその開度が調整される。膨張弁２４は、暖房運転時は圧縮機２１から吐出される冷媒の温度である吐出温度が所定の目標温度となるように、その開度が調整される。また、膨張弁２４は、冷房運転時は凝縮器として機能する後述する室内熱交換器３１の冷媒出口側における冷媒過冷却度が所定の目標過冷却度となるように、その開度が調整される。
【００１８】
室外ファン２７は樹脂材で形成されており、室外熱交換器２３の近傍に配置されている。室外ファン２７は、その中心部がファンモータ２７ａの図示しない回転軸に接続されている。ファンモータ２７ａが回転することで室外ファン２７が回転する。室外ファン２７の回転によって、室外機２の図示しない吸込口から室外機２の内部へ外気を取り込み、室外熱交換器２３において冷媒と熱交換した外気を、室外機２の図示しない吹出口から室外機２外部へ放出する。
【００１９】
以上説明した構成の他に、室外機２には各種のセンサが設けられている。図１（Ａ）に示すように、吐出管６１には、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力を検出する吐出圧力センサ７１と、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度（上述した吐出温度）を検出する吐出温度センサ７３が設けられている。吸入管６６には、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力を検出する吸入圧力センサ７２と、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度センサ７４が設けられている。
【００２０】
室外熱交換器２３の図示しない冷媒パスの略中間部には、室外熱交換器２３の温度である室外熱交温度を検出する熱交温度センサ７５が設けられている。そして、室外機２の図示しない吸込口付近には、室外機２の内部に流入する外気の温度、すなわち外気温度を検出する外気温度センサ７６が備えられている。
【００２１】
また、室外機２には、室外機制御手段２００が備えられている。室外機制御手段２００は、室外機２の図示しない電装品箱に格納されている制御基板に搭載されている。図１（Ｂ）に示すように、室外機制御手段２００は、ＣＰＵ２１０と、記憶部２２０と、通信部２３０と、センサ入力部２４０を備えている。
【００２２】
記憶部２２０は、フラッシュメモリで構成されており、室外機２の制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、圧縮機２１や室外ファン２７等の制御状態等を記憶している。また、図示は省略するが、記憶部２２０には室内機３から受信する要求能力に応じて圧縮機２１の回転数を定めた回転数テーブルが予め記憶されている。
【００２３】
通信部２３０は、室内機３との通信を行うインターフェイスである。センサ入力部２４０は、室外機２の各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ２１０に出力する。
【００２４】
ＣＰＵ２１０は、前述した室外機２の各センサでの検出結果を、センサ入力部２４０を介して取り込む。さらには、ＣＰＵ２１０は、室内機３から送信される制御信号を、通信部２３０を介して取り込む。ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号等に基づいて、圧縮機２１や室外ファン２７の駆動制御を行う。また、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、四方弁２２の切り替え制御を行う。さらには、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、膨張弁２４の開度調整を行う。
【００２５】
＜室内機の構成＞
次に、図１（Ａ）を用いて、室内機３について説明する。室内機３は、室内熱交換器３１と、室内ファン３２と、液管４の他端が接続された液管接続部３３と、ガス管５の他端が接続されたガス管接続部３４を備えている。そして、室内ファン３２を除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１０の一部をなす室内機冷媒回路１０ｂを形成している。
【００２６】
室内熱交換器３１は、冷媒と後述する室内ファン３２の回転により室内機３の図示しない吸込口から室内機３の内部に取り込まれた室内空気を熱交換させるものである。室内熱交換器３１の一方の冷媒出入口は、液管接続部３３と室内機液管６７で接続されている。室内熱交換器３１の他方の冷媒出入口は、ガス管接続部３４と室内機ガス管６８で接続されている。室内熱交換器３１は、室内機３が冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、室内機３が暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。尚、液管接続部３３やガス管接続部３４では、各冷媒配管が溶接やフレアナット等により接続されている。
【００２７】
室内ファン３２は樹脂材で形成されており、室内熱交換器３１の近傍に配置されている。室内ファン３２は、図示しないファンモータによって回転することで、室内機３の図示しない吸込口から室内機３の内部に室内空気を取り込み、室内熱交換器３１において冷媒と熱交換した室内空気を室内機３の図示しない吹出口から室内へ吹き出す。
【００２８】
以上説明した構成の他に、室内機３には各種のセンサが設けられている。室内機液管６７には、室内熱交換器３１に流入あるいは室内熱交換器３１から流出する冷媒の温度を検出する液側温度センサ７７が設けられている。室内機ガス管６８には、室内熱交換器３１から流出あるいは室内熱交換器３１に流入する冷媒の温度を検出するガス側温度センサ７８が設けられている。そして、室内機３の図示しない吸込口付近には、室内機３の内部に流入する室内空気の温度、すなわち室温を検出する室温センサ７９が備えられている。
【００２９】
＜冷媒回路の動作＞
次に、本実施形態における空気調和機１の空調運転時の冷媒回路１０における冷媒の流れや各部の動作について、図１（Ａ）を用いて説明する。以下の説明では、まず、室内機３が暖房運転を行う場合について説明し、次に、冷房運転を行う場合について説明する。そして、室外熱交換器２３で発生した霜を溶かす熱交除霜運転と、室外ファン２７で発生した霜を溶かすファン除霜運転からなる除霜運転を行う場合について説明する。
【００３０】
＜暖房運転＞
室内機３が暖房運転を行う場合、ＣＰＵ２１０は、図１（Ａ）に示すように四方弁２２を実線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｄが連通するよう、また、ポートｂとポートｃが連通するよう、切り替える。これにより、冷媒回路１０において実線矢印で示す方向に冷媒が循環し、室外熱交換器２３が蒸発器として機能するとともに、室内熱交換器３１が凝縮器として機能する暖房サイクルとなる。
【００３１】
圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、吐出管６１を流れて四方弁２２に流入し、四方弁２２から室外機ガス管６４を流れて、閉鎖弁２６を介してガス管５に流入する。ガス管５を流れる冷媒は、ガス管接続部３４を介して室内機３に流入する。
【００３２】
室内機３に流入した冷媒は、室内機ガス管６８を流れて室内熱交換器３１に流入し、室内ファン３２の回転により室内機３の内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って凝縮する。このように、室内熱交換器３１が凝縮器として機能し、室内熱交換器３１で冷媒と熱交換を行った室内空気が図示しない吹出口から室内に吹き出されることによって、室内機３が設置された室内の暖房が行われる。
【００３３】
室内熱交換器３１から流出した冷媒は、室内機液管６７を流れ、液管接続部３３を介して液管４に流入する。液管４を流れ、閉鎖弁２５を介して室外機２に流入した冷媒は、室外機液管６３を流れて膨張弁２４を通過する際に減圧される。上述したように、暖房運転時の膨張弁２４の開度は、圧縮機２１の吐出温度が所定の目標温度となるように調整される。
【００３４】
膨張弁２４を通過して室外熱交換器２３に流入した冷媒は、室外ファン２７の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気と熱交換を行って蒸発する。室外熱交換器２３から冷媒配管６２に流出した冷媒は、四方弁２２、吸入管６６を流れ、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。
【００３５】
＜冷房運転＞
室内機３が冷房運転あるいは除霜運転を行う場合、ＣＰＵ２１０は、図１（Ａ）に示すように四方弁２２を破線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｂとが連通するよう、また、ポートｃとポートｄとが連通するよう、切り替える。これにより、冷媒回路１０において破線矢印で示す方向に冷媒が循環し、室外熱交換器２３が凝縮器として機能するとともに室内熱交換器３１が蒸発器として機能する冷房サイクルとなる。
【００３６】
圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、吐出管６１を流れて四方弁２２に流入し、四方弁２２から冷媒配管６２を流れて室外熱交換器２３に流入する。室外熱交換器２３に流入した冷媒は、室外ファン２７の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気と熱交換を行って凝縮する。
【００３７】
室外熱交換器２３から流出した冷媒は室外機液管６３を流れ、膨張弁２４を通過する際に減圧される。上述したように、冷房運転時の膨張弁２４の開度は、凝縮器として機能する室内熱交換器３１の冷媒出口側における冷媒過冷却度が所定の目標過冷却度となるように、調整される。
【００３８】
膨張弁２４を通過した冷媒は、閉鎖弁２５を介して液管４に流出する。液管４を流れ、液管接続部３３を介して室内機３に流入した冷媒は、室内機液管６７を流れて室内熱交換器３１に流入する。
【００３９】
室内熱交換器３１に流入した冷媒は、室内ファン３２の回転により室内機３の内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って蒸発する。このように、室内熱交換器３１が蒸発器として機能し、冷房運転の場合は、室内熱交換器３１で冷媒と熱交換を行った室内空気が図示しない吹出口から室内に吹き出されることによって、室内機３が設置された室内の冷房が行われる。
【００４０】
室内熱交換器３１から流出した冷媒は、室内機ガス管６８を流れ、ガス管接続部３４を介してガス管５に流出する。ガス管５を流れる冷媒は、閉鎖弁２６を介して室外機２に流入し、室外機ガス管６４、四方弁２２、吸入管６６の順に流れ、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。
【００４１】
＜除霜運転＞
除霜運転は、室外熱交換器２３に発生した霜を融かす熱交除霜運転と、室外ファン２７で発生した霜を融かすファン除霜運転で構成されている。熱交除霜運転では、冷媒回路１０が前述した冷房サイクルとされ、室外ファン２７を停止させた状態で圧縮機２１から吐出される高温の冷媒を室外熱交換器２３に流すことで、室外熱交換器２３に発生した霜を融かす。また、ファン除霜運転は、後述する所定の条件が成立した場合に、熱交除霜運転に引き続いて行われる運転である。ファン除霜運転では、冷媒回路１０が熱交除霜運転と同じ冷房サイクルのままで室外ファン２７を駆動するとともに、後述するファン回転数調整制御テーブル３００を用いて、圧縮機２１と室内ファン３２と膨張弁２４の各々が制御される。
【００４２】
以下の説明では、まずは、ファン除霜運転の終了時期を判断するための熱量の算出及び設定方法について説明する。次に、ファン除霜運転中に室外ファン２７の回転数を調整する際に使用するファン回転数調整制御テーブル３００について、図２を用いて説明する。そして、除霜運転時に室外機制御手段２００のＣＰＵ２１０が行う処理の流れについて、図３を用いて説明する。尚、以下の説明では、ファン除霜運転時の室外ファン２７で発生した霜を完全に融かすために必要な熱量の推定値である必要熱量をＨｔ（単位：Ｊ）、ファン除霜運転時の室外ファン２７が室外熱交換器２３から受ける熱量の推定値である受熱量をＨｎ（単位：Ｊ）、ファン除霜運転時の室外熱交換器２３の温度である室外熱交温度をＴｃ（単位：℃）、ファン除霜運転時の室外熱交換器２３の目標温度である目標室外熱交温度をＴｃｔ（単位：℃）、ファン除霜運転時の圧縮機２１の回転数をＲｃ（単位：ｒｐｓ）、ファン除霜運転時の室外ファン２７の回転数をＲｆｏ（単位：ｒｐｍ）とする。
【００４３】
＜熱量の算出・設定方法について＞
ファン除霜運転時、室外熱交換器２３で加熱された温かい空気は室外ファン２７に当てられて、室外ファン２７に発生した霜を融かす。すなわち、室外熱交換器２３の持つ熱量が室外ファン２７に発生した霜の融解に影響を与える。室外ファン２７が室外熱交換器２３から受けた熱量である受熱量Ｈｎが、室外ファン２７に発生した霜を完全に融かすために必要な熱量である必要熱量Ｈｔ以上となれば、室外ファン２７に発生した全ての霜が融けたと推定することができる。
【００４４】
必要熱量Ｈｔは室外ファン２７で発生した霜を完全に融かすために必要な熱量の推定値である。室外ファン２７で発生する霜の量は、構造的要因と環境的要因から推定できる。構造的要因として、室外ファン２７で発生する霜の量は、室外ファン２７の大きさや、室外熱交換器２３及び室外機２筐体内の通風抵抗によって異なる。具体的には、室外ファン２７の径が大きい程室外ファン２７の表面積が大きくなるため、室外ファン２７で発生する霜の量は多くなる。また、室外熱交換器２３及び室外機２筐体内の通風路（図示しない吸込口と図示しない吹出口を筐体内で接続する通路であって、同通風路内に室外熱交換器２３及び室外ファン２７が設けられている）通風抵抗が小さい程室外熱交換器２３及び室外機筐体内で発生する霜の量が少なくなる。すなわち、外気が筐体外から室外ファン２７に至るまでに室外熱交換器２３及び室外機筐体内で発生する霜の量が少なくなれば水分を多く含んだ状態のままの空気が室外ファン２７に到達しやすくなるため、室外ファン２７で発生する霜の量は多くなる。
【００４５】
他方、環境的要因として、室外ファン２７で発生する霜の量は、ファン除霜運転開始時の外気温度や直前の暖房運転時の除霜運転開始条件によって変動する。具体的には、外気温度が低い程、霜の量は多くなる。除霜運転開始条件とは、具体的な例としては、暖房運転時間（空気調和機１を暖房運転で起動した時点、あるいは、除霜運転から暖房運転に復帰した時点から暖房運転を継続している時間）が３０分以上経過した後で、かつ、熱交温度センサ７５で検出した室外熱交温度Ｔｃが外気温度センサ７６で検出した外気温度よりも５℃以上低い状態が、１０分以上継続した場合（以下、「温度条件」とする）と、前回の除霜運転が終了してから所定時間（例：１８０分）が経過した場合（以下、「時間条件」とする）の二つの条件がある。室外機制御手段２００のＣＰＵ２１０は、除霜運転開始条件の「温度条件」または「時間条件」のいずれかが成立すれば除霜運転を開始する。直前の暖房運転時の除霜運転開始条件が「時間条件」の場合は室外熱交温度Ｔｃによらず所定時間が経過すれば成立するため、霜の量が少ない場合も考えられる。したがって、直前の暖房運転時の除霜運転開始条件が「時間条件」の場合は室外ファン２７で発生する霜の量が少なく、「温度条件」の場合は霜の量が多くなると推定できる。
【００４６】
必要熱量Ｈｔは、予め試験などを行って求められて、環境的要因に応じた必要熱量Ｈｔが定められた図示しないテーブルとして室外機制御手段２００の記憶部２２０に記憶される。また、室外機２の機種の大きさや形状によって構造的要因が異なってくるため、機種毎に予め試験などを行って、その機種の構造的要因に対応させたテーブルが夫々作成されているものとする。
【００４７】
例えば、室外機制御手段２００のＣＰＵ２１０が、直前の暖房運転時に外気温度センサ７６で検出する外気温度を取り込み、記憶部２２０に記憶する。また、室外機制御手段２００のＣＰＵ２１０は、直前の暖房運転時の除霜運転開始条件成立時に除霜運転開始条件が「温度条件」か「時間条件」のどちらであったかを記憶部２２０に記憶する。テーブルでは、外気温度が低い程必要熱量Ｈｔを大きく設定している。また、除霜運転開始条件が「時間条件」の場合と比べて「温度条件」の場合に必要熱量Ｈｔを大きく設定している。これにより、室外ファン２７で実際に発生した霜の量に対応した必要熱量Ｈｔを設定できる。なお、本実施形態では、図示しないテーブルを用いて前述した構造的要因と環境的要因から必要熱量Ｈｔを設定しているが、構造的要因と環境的要因から必要熱量Ｈｔを設定する方法であればこの限りでない。例えば、構造的要因に応じた「熱量」が定められたテーブルと環境的要因に応じた「補正値」が定められたテーブルを夫々記憶部２２０し、当該「熱量」と「補正値」との積で必要熱量Ｈｔを推定するようにしても良い。
【００４８】
受熱量Ｈｎはファン除霜運転時の室外ファン２７が室外熱交換器２３から受ける熱量の推定値であり、受熱量Ｈｎは、室外熱交温度Ｔｃと構造的・環境的要因及びファン除霜運転開始時を起点とした室外ファン２７の回転数（単位時間当たりの回転数ではなく実際の回転数の積算値）から推定できる。構造的要因として、受熱量Ｈｎは、室外ファン２７又は室外熱交換器２３の性能や、室外機２筐体構造によって異なる。具体的には、室外ファン２７の一回転当たりの風量が大きければ受熱量Ｈｎは高くなる。また、室外熱交換器２３の冷媒−空気間の熱交換性能が高ければ受熱量Ｈｎは高くなる。また、室外機２の筐体外から室外熱交換器２３を通過しないで室外ファン２７に吸い込まれる空気（例えば、室外機２の図示しない底板に設けられた排水用の孔を介して吸い込まれた空気）の量が少なければ受熱量Ｈｎは高くなる。また、室外ファン２７と室外熱交換器２３の間の距離が短ければ受熱量Ｈｎは高くなる。
【００４９】
他方、環境的要因として、受熱量Ｈｎは、外気温度や室外ファン２７の風量によって変動する。具体的には、外気温度が高ければ受熱量Ｈｎは高くなる。また、室外ファン２７の回転数（風量）が大きければ受熱量Ｈｎは高くなる。
【００５０】
受熱量Ｈｎは、予め試験などを行って求められて、室外熱交温度Ｔｃと環境的要因に応じた受熱量Ｈｎが定められた図示しないテーブルとして室外機制御手段２００の記憶部２２０に記憶される。また、室外機２の機種の大きさや形状によって構造的要因が異なってくるため、機種毎に予め試験などを行って、その機種の構造的要因に対応させたテーブルが夫々作成されているものとする。
【００５１】
上記の構造的・環境的要因から室外ファン２７の一回転当たりに室外ファン２７が受ける熱量を推定し、「一回転当たりに受ける熱量」と「ファン除霜運転開始時を起点とした室外ファン２７の回転数」との積でファン除霜運転開始時からの受熱量Ｈｎを推定できる。例えば、室外機制御手段２００のＣＰＵ２１０が、ファン除霜運転時に熱交温度センサ７５で検出する室外熱交温度Ｔｃと外気温度センサ７６で検出する外気温度を取り込み、記憶部２２０に記憶する。また、室外機制御手段２００のＣＰＵ２１０は、ファン除霜運転時に室外ファン２７の単位時間当たりの回転数を記憶部２２０に記憶する。テーブルでは、室外熱交温度Ｔｃが高い程「一回転当たりに受ける熱量」を高く設定している。また、外気温度が高い程「一回転当たりに受ける熱量」を高く設定している。また、室外ファン２７の単位時間当たりの回転数が高い程「一回転当たりに受ける熱量」を高く設定している。「一回転当たりに受ける熱量」とファン除霜運転開始時を起点とした室外ファン２７の回転数との積を算出することにより、室外ファン２７が実際に室外熱交換器２３から受ける熱量に対応した受熱量Ｈｎを設定できる。なお、本実施形態では、図示しないテーブルを用いて室外熱交温度Ｔｃと前述した構造的・環境的要因から室外ファン２７の一回転当たりに室外ファン２７が受ける熱量を推定し、「一回転当たりに受ける熱量」と「ファン除霜運転開始時を起点とした室外ファン２７の回転数」との積で受熱量Ｈｎを設定しているが、室外熱交温度Ｔｃと構造的・環境的要因及びファン除霜運転開始時を起点とした室外ファン２７の回転数（若しくは風量）から受熱量Ｈｎを設定する方法であればこの限りでない。例えば、室外熱交温度Ｔｃと霜の融解温度（０℃）との差を求め、構造的・環境的要因に応じた「補正値」が定められたテーブルを記憶部２２０し、「差」と「補正値」と「ファン除霜運転開始時を起点とした室外ファン２７の回転数」との積で必要熱量Ｈｔを推定するようにしても良い。
【００５２】
＜ファン回転数調整制御テーブル３００について＞
図２に示すファン回転数調整制御テーブル３００は、予め試験などを行って定められるものであり、温度差ΔＴｃに応じて、室外ファン回転数加減算値ΔＲｆｏ、および、圧縮機回転数加算値ΔＲｃがそれぞれ定められて、室外機制御手段２００の記憶部２２０に記憶されているものである。
【００５３】
ファン回転数調整制御テーブル３００における温度差ΔＴｃは、目標室外熱交温度Ｔｃｔから室外熱交温度Ｔｃを減じて算出される。目標室外熱交温度Ｔｃｔは、室外機制御手段２００の記憶部２２０から読み出され、室外熱交温度Ｔｃは熱交温度センサ７５で検出したものをＣＰＵ２１０が取り込む。
【００５４】
ファン除霜運転中、室外熱交温度Ｔｃが目標室外熱交温度Ｔｃｔから離れていれば、室外熱交温度Ｔｃを目標室外熱交温度Ｔｃｔに近づけるように室外ファン２７及び圧縮機２１を制御することで、ファン除霜運転時間を短縮できる。そこで、ファン回転数調整制御テーブル３００では、温度差ΔＴｃを５つの範囲（目標室外熱交温度Ｔｃｔに比べて室外熱交温度Ｔｃが低い範囲から順に、＋１０＜ΔＴｃ、＋５＜ΔＴｃ≦＋１０、−５＜ΔＴｃ≦＋５、−１０＜ΔＴｃ≦−５、ΔＴｃ≦−１０）に分けている。すなわち、ファン回転数調整制御テーブル３００では、室外熱交温度Ｔｃが目標室外熱交温度Ｔｃｔを大きく下回っているとき（＋１０＜ΔＴｃ）、室外熱交温度Ｔｃを上昇させるために室外ファン回転数加減算値ΔＲｆｏ（−２０ｒｐｍ）を加えた室外ファン回転数Ｒｆｏは低下し、圧縮機回転数加算値ΔＲｃ（＋２０ｒｐｓ）を加えた圧縮機回転数Ｒｃは上昇する。すなわち、室外ファン２７の回転数を低下させることで、室外熱交換器２３を通過する空気の量が低下するため、室外熱交換器２３での冷媒と空気との熱交換量が減ることで室外熱交温度Ｔｃが上昇する。更に、圧縮機２１の回転数を上昇させることで凝縮圧力が上昇するため、室外熱交温度Ｔｃが上昇する。また、室外熱交温度Ｔｃが目標室外熱交温度Ｔｃｔを大きく上回っているとき（ΔＴｃ≦−１０）、室外熱交温度Ｔｃが多少下がっても室外熱交換器２３から室外ファン２７へ伝える熱量を増やしたいので、室外ファン回転数加減算値ΔＲｆｏ（＋２０ｒｐｍ）を加えた室外ファン回転数Ｒｆｏは上昇する。
【００５５】
以上説明したように、ファン回転数調整制御テーブル３００では、室外ファン回転数加減算値ΔＲｆｏ各値は、温度差ΔＴｃが正の値で大きくなる程大きい減算値が設定される。また、温度差ΔＴｃが負の値で小さくなる程大きい加算値が設定される。圧縮機回転数加算値ΔＲｃ各値は、温度差ΔＴｃが正の値で大きくなる程大きい加算値が設定される。これにより、室外熱交温度Ｔｃが目標室外熱交温度Ｔｃｔに近づくように室外ファン２７及び圧縮機２１が制御されるので、ファン除霜運転時間を短縮できる。
【００５６】
＜除霜運転時の処理の流れ＞
次に、図３に示すフローチャートを用いて、除霜運転、つまり、熱交除霜運転およびファン除霜制御テーブル３００を用いたファン除霜運転を行う際に、室外機制御手段２００のＣＰＵ２１０が実行する処理について説明する。尚、上記各除霜運転を行う際の冷媒回路１００における冷媒の流れは前述した冷房運転時と同じであるため、詳細な説明を省略する。
【００５７】
図３に示すフローチャートは、ＣＰＵ２１０が除霜運転を行う際の処理の流れを示すものであり、ＳＴはステップを表しこれに続く番号はステップ番号を表している。尚、図３では、本発明に関わる処理を中心に説明しており、これ以外の処理、例えば、使用者の指示した設定温度や風量等の運転条件に対応した冷媒回路１００の制御といった、空気調和機１に関わる一般的な処理については説明を省略している。
【００５８】
ＣＰＵ２１０は、暖房運転を行っているときに、除霜運転開始条件が成立しているか否かを判断する（ＳＴ１０１）。ここで、除霜運転開始条件とは、予め試験等を行って定められたものであり、室外熱交換器２３での着霜量が暖房能力に支障をきたすレベルであることを示すものである。除霜運転開始条件の具体的な例としては、前述したように、「温度条件」と「時間条件」がある。
【００５９】
除霜運転開始条件が成立していない場合は（ＳＴ１０１−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、現在行っている暖房運転を継続する（ＳＴ１０２）。除霜運転開始条件が成立した場合は（ＳＴ１０１−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、熱交除霜運転を実行する（ＳＴ１０３）。熱交除霜運転では、ＣＰＵ２１０は、圧縮機２１および室外ファン２７を停止し、四方弁２２を切り替えて、冷媒回路１００を冷房運転時の状態とした後、圧縮機２１を所定回転数で起動して室外熱交換器２３の除霜を行う。熱交除霜運転を行っているときは、室外ファン２７および室内ファン３２は停止している。これにより、圧縮機２１から吐出されて室外熱交換器２３に流入した冷媒は、室外熱交換器２３に発生した霜を融かす。尚、熱交除霜運転を行うときの圧縮機２１の所定回転数は、できる限り高い回転数（例えば、９０ｒｐｓ）であることが望ましい。
【００６０】
次に、ＣＰＵ２１０は、熱交除霜運転終了条件が成立したか否かを判断する（ＳＴ１０４）。ここで、熱交除霜運転終了条件とは、予め試験等を行って定められたものであり、室外熱交換器２３で発生した霜が融解したと考えられる条件である。熱交除霜運転終了条件の具体的な例としては、熱交温度センサ７５で検出した室外熱交換器２３から流出する冷媒温度が１０℃以上となったか否か、や、室外熱交除霜運転を開始してから所定時間（例：１０分）が経過したか否か等である。
【００６１】
熱交除霜運転終了条件が成立していなければ（ＳＴ１０４−Ｎｏ）、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１０３に処理を戻し熱交除霜運転を継続する。熱交除霜運転終了条件が成立していれば（ＳＴ１０４−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１０は、ファン除霜運転開始条件が成立しているか否かを判断する（ＳＴ１０５）。ここで、ファン除霜運転開始条件とは、予め試験等を行って定められたものであり、室外ファン２７で発生している霜の量が、室外ファン２７の駆動に支障をきたすレベルであることを示すものである。ファン除霜運転開始条件の具体的な例としては、熱交除霜運転終了時に外気温度センサ７６で検出した外気温度が−１０℃以上かつ５℃以下の場合、等である。ファン除霜運転開始条件が成立していなければ（ＳＴ１０５−Ｎｏ）、つまり、室外ファン２７で発生している霜の量が、室外ファン２７の駆動に支障のないレベルであれば、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１１２に処理を進める。
【００６２】
ファン除霜運転開始条件が成立した場合は（ＳＴ１０５−Ｙｅｓ）、つまり、室外ファン２７で発生している霜の量が、室外ファン２７の駆動に支障のあるレベルであれば、ＣＰＵ２１０は、室外ファン２７を所定回転数Ｒｆｏｐで駆動して（ＳＴ１０６）、ファン除霜運転を開始する。ここで、所定回転数Ｒｆｏｐは、予め記憶部２２０に記憶されているものである。所定回転数Ｒｆｏｐに高い回転数を設定すると室内熱交換器２３で空気と冷媒の熱交換が促進されて室外熱交温度Ｔｃが下がってしまうため、ファン除霜運転で室外ファン２７で発生した霜が溶けることが判明している低回転数にすることが望ましい。尚、所定回転数Ｒｆｏｐは例えば、室外ファン２７の使用範囲の下限回転数（例えば、２００ｒｐｍ）である。
【００６３】
次に、ＣＰＵ２１０は、必要熱量Ｈｔを設定する（ＳＴ１０７）。前述したように、ＣＰＵ２１０は、室外機制御手段２００の記憶部２２０に記憶され、環境的要因に応じた必要熱量Ｈｔが定められた図示しないテーブルを用いて設定される。次に、ＣＰＵ２１０は、受熱量Ｈｎを算出する（ＳＴ１０８）。前述したように、ＣＰＵ２１０は、室外機制御手段２００の記憶部２２０に記憶され、環境的要因に応じた受熱量Ｈｎが定められた図示しないテーブルを用いて設定される。
【００６４】
次に、ＣＰＵ２１０は、ＳＴ１０８で算出した受熱量Ｈｎが必要熱量Ｈｔ以上であるか否かを判断する（ＳＴ１０９）。受熱量Ｈｎが必要熱量Ｈｔ以上でなければ（ＳＴ１０９−Ｎｏ）、つまり、ファン除霜運転を行ってもまだ室外ファン２７で発生した霜が溶けきっていないと推定される場合は、ＣＰＵ２１０は、ファン除霜運転を継続して、記憶部２２０に記憶しているファン回転数調整制御テーブル３００を用いて、圧縮機２１、室外ファン２７を制御する（ＳＴ１１０）。具体的には、ＣＰＵ２１０は、室外機制御手段２００の記憶部２２０から目標室外熱交温度Ｔｃｔを読み出し、熱交温度センサ７５で検出した室外熱交温度Ｔｃを取り込み、目標室外熱交温度Ｔｃｔと室外熱交温度Ｔｃの温度差である温度差ΔＴｃに応じた圧縮機回転数Ｒｃをファン回転数調整制御テーブル３００から抽出し、抽出した圧縮機回転数Ｒｃで圧縮機２１を駆動する。また、ＣＰＵ２１０は、温度差ΔＴｃに応じた室外ファン回転数Ｒｆｏをファン回転数調整制御テーブル３００から抽出し、抽出した室外ファン回転数Ｒｆｏで室外ファン２７を駆動する。その後、所定時間経過を待ってから（ＳＴ１１１）、ＳＴ１０８に処理を戻して、再度「一回転当たりに受ける熱量」とファン除霜運転開始時を起点とした室外ファン２７の回転数との積から受熱量Ｈｎを算出する。所定時間は制御間隔であり、例えば１分である。尚、所定時間経過を待っている間もファン除霜運転開始時を起点とした室外ファン２７の回転数は増加しているので、ＳＴ１１１で所定時間が経過した後にＳＴ１０８で再度算出された受熱量Ｈｎは、前回算出された受熱量よりも大きい値になる。
【００６５】
受熱量Ｈｎが必要熱量Ｈｔ以上であれば（ＳＴ１０９−Ｙｅｓ）、つまり、ファン除霜運転を行ったことで、室外ファン２７で発生した霜が溶けて室外ファン２７の駆動に支障がなくなったと推定される場合は、ＣＰＵ２１０は、暖房運転を再開する（ＳＴ１１２）。ここで、運転再開にあたって、ＣＰＵ２１０は、圧縮機２１および室外ファン２７を停止し、四方弁２２を切り替えて、冷媒回路１００を暖房運転時の状態にする。
【００６６】
以上説明したように、本実施形態の空気調和機１では、ファン除霜運転の運転時間を室外ファン２７の受熱量Ｈｎが必要熱量Ｈｔ以上になるまでとしたので、ファン除霜運転の運転時間に室外ファン２７で発生した霜を完全に融かすために必要最低限の時間を設定することができるので、ファン除霜運転時間を最適な長さにすることができる。
【符号の説明】
【００６７】
１  空気調和機
２  室外機
３  室内機
２１  圧縮機
２３  室外熱交換器
２４  膨張弁
２７  室外ファン
２７ａ  ファンモータ
３１  室内熱交換器
３２  室内ファン
１００  冷媒回路
２００  室外機制御手段
２１０  ＣＰＵ
２２０  記憶部
３００  ファン回転数調整制御テーブル
Ｈｎ  受熱量
Ｈｔ  必要熱量
Ｒｃ  圧縮機回転数
ΔＲｃ  圧縮機回転数加算値
Ｒｆｏ  室外ファン回転数
ΔＲｆｏ  室外ファン回転数加減算値
Ｔｃ  室外熱交温度
Ｔｃｔ  目標室外熱交温度
ΔＴｃ  目標室外熱交温度
【図１】
2019116993.tif 000003
【図２】
2019116993.tif 000004
【図３】
2019116993.tif 000005