(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、膨張機構と、四方弁と、凝縮器または蒸発器として機能する室内熱交換器と、凝縮器または蒸発器として機能する室外熱交換器とを、冷媒配管により連結して成る冷凍サイクル装置であって、
前記室外熱交換器の送風ファンを駆動する室外ファンモータと、
前記室内熱交換器の送風ファンを駆動する室内ファンモータと、
前記室外ファンモータを駆動する室外ファン駆動部と、
前記室内ファンモータを駆動する室内ファン駆動部と、
前記四方弁、前記膨張機構、前記室外ファン駆動部、および前記室内ファン駆動部を制御する制御部と、
を備え、
前記室外ファン駆動部は、前記室外熱交換器が蒸発器として機能する際のデフロスト運転時に前記室外ファンモータを発熱させる所定の指令を受信したとき、前記室外ファンモータを停止させつつ前記室外ファンモータを発熱させる電圧であって、前記室外ファンモータの誘起電圧の振幅よりも低い振幅の交流電圧を前記室外ファンモータに出力する冷凍サイクル装置。
【請求項２】
圧縮機と、膨張機構と、四方弁と、凝縮器または蒸発器として機能する室内熱交換器と、凝縮器または蒸発器として機能する室外熱交換器とを、冷媒配管により連結して成る冷凍サイクル装置であって、
前記室外熱交換器の送風ファンを駆動する室外ファンモータと、
前記室内熱交換器の送風ファンを駆動する室内ファンモータと、
前記室外ファンモータを駆動する室外ファン駆動部と、
前記室内ファンモータを駆動する室内ファン駆動部と、
前記四方弁、前記膨張機構、前記室外ファン駆動部、および前記室内ファン駆動部を制御する制御部と、
前記室外ファンモータの回転数を検出する回転センサと、
を備え、
前記室外ファン駆動部は、前記室外熱交換器が蒸発器として機能する際のデフロスト運転時に前記回転センサで検出された回転数が所定の回転数以下のとき、前記室外ファンモータを停止させつつ前記室外ファンモータを発熱させる電圧を前記室外ファンモータに出力し、前記回転数が前記所定の回転数を超えたとき、前記電圧の出力を停止する冷凍サイクル装置。
【請求項３】
圧縮機と、膨張機構と、四方弁と、凝縮器または蒸発器として機能する室内熱交換器と、凝縮器または蒸発器として機能する室外熱交換器とを、冷媒配管により連結して成る冷凍サイクル装置であって、
前記室外熱交換器の送風ファンを駆動する室外ファンモータと、
前記室内熱交換器の送風ファンを駆動する室内ファンモータと、
前記室外ファンモータを駆動する室外ファン駆動部と、
前記室内ファンモータを駆動する室内ファン駆動部と、
前記四方弁、前記膨張機構、前記室外ファン駆動部、および前記室内ファン駆動部を制御する制御部と、
を備え、
前記室外ファン駆動部は、前記室外熱交換器が蒸発器として機能する際のデフロスト運転が開始されたと同時に、前記室外ファンモータを停止させつつ前記室外ファンモータを発熱させる電圧を前記室外ファンモータに出力する冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記室外ファン駆動部は、前記電圧を前記室外ファンモータの誘起電圧の周波数よりも高い周波数の交流電圧として出力する請求項２または３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
圧縮機と、膨張機構と、四方弁と、蒸発器として機能する第１の熱交換器と、凝縮器として機能する第２の熱交換器とを、冷媒配管により連結して成る冷凍サイクル装置であって、
前記第１の熱交換器の送風ファンを駆動する第１のファンモータと、
前記第２の熱交換器の送風ファンを駆動する第２のファンモータと、
前記第１のファンモータを駆動する第１のファン駆動部と、
前記第２のファンモータを駆動する第２のファン駆動部と、
前記四方弁、前記膨張機構、前記第１のファン駆動部、および前記第２のファン駆動部を制御する制御部と、
を備え、
前記第１のファン駆動部は、前記第１の熱交換器のデフロスト運転時に前記第１のファンモータを発熱させる所定の指令を受信したとき、前記第１のファンモータを停止させつつ前記第１のファンモータを発熱させる電圧であって、前記第２のファンモータの誘起電圧の振幅よりも低い振幅の交流電圧を、前記第１のファンモータに出力する冷凍サイクル装置。
【請求項６】
圧縮機と、膨張機構と、四方弁と、蒸発器として機能する第１の熱交換器と、凝縮器として機能する第２の熱交換器とを、冷媒配管により連結して成る冷凍サイクル装置であって、
前記第１の熱交換器の送風ファンを駆動する第１のファンモータと、
前記第２の熱交換器の送風ファンを駆動する第２のファンモータと、
前記第１のファンモータを駆動する第１のファン駆動部と、
前記第２のファンモータを駆動する第２のファン駆動部と、
前記四方弁、前記膨張機構、前記第１のファン駆動部、および前記第２のファン駆動部を制御する制御部と、
前記第１のファンモータの回転数を検出する回転センサと、
を備え、
前記第１のファン駆動部は、前記第１の熱交換器のデフロスト運転時に前記回転センサで検出された回転数が所定の回転数以下のとき、前記第１のファンモータを停止させつつ前記第１のファンモータを発熱させる電圧を出力し、前記回転数が前記所定の回転数を超えているとき、前記電圧の出力を停止する冷凍サイクル装置。
【請求項７】
圧縮機と、膨張機構と、四方弁と、蒸発器として機能する第１の熱交換器と、凝縮器として機能する第２の熱交換器とを、冷媒配管により連結して成る冷凍サイクル装置であって、
前記第１の熱交換器の送風ファンを駆動する第１のファンモータと、
前記第２の熱交換器の送風ファンを駆動する第２のファンモータと、
前記第１のファンモータを駆動する第１のファン駆動部と、
前記第２のファンモータを駆動する第２のファン駆動部と、
前記四方弁、前記膨張機構、前記第１のファン駆動部、および前記第２のファン駆動部を制御する制御部と、
を備え、
前記第１のファン駆動部は、前記第１の熱交換器のデフロスト運転が開始されたと同時に、前記第１のファンモータを停止させつつ前記第１のファンモータを発熱させる電圧を、前記第１のファンモータに出力する冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記第１のファン駆動部は、前記電圧を前記第２のファンモータの誘起電圧の周波数よりも高い周波数の交流電圧として出力する請求項６または７に記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒートポンプ式冷凍サイクル装置の暖房運転において、室外の温度・湿度条件によっては室外機の熱交換器に霜が着霜する場合がある。着霜による暖房性能低下を回復する方法として冷凍サイクルを逆サイクルとして運転する制御方式（デフロスト運転）がある。デフロスト運転は、ヒータなどの追加部品を必要とせず、簡易に霜を除去する事が可能であり、この運転を効果的に行う方法については、種々提案がなされている。
【０００３】
例えば下記特許文献１に記載の技術は、デフロスト運転時の外風を相殺するようにファンモータ回転数を制御することでデフロスト効果の向上を図るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１６９２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に代表される従来技術では、デフロスト運転時に蒸発器として機能する室外熱交換器または室内熱交換器が発熱するため、付着した霜が解けた状態の熱交換器内は高温・高湿の雰囲気となる。このとき、熱交換器の周囲は、雰囲気よりも低温であるため、雰囲気中の湿度が冷却されて結露し、腐食などを加速するおそれがあった。特に室外機または室内機に搭載されたファンモータにおいては、銅線・基板などが内部に配置されており、腐食による導通不良が生じると冷凍サイクル装置自体の機能を喪失するおそれがあった。ファンモータへの水分の浸入を防止する方法としては、防水構造に変更することが考えられるが、ファンモータの大型化によりコストが増大するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コストを増加させることなく信頼性の向上を図ることができる冷凍サイクル装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、圧縮機と、膨張機構と、四方弁と、凝縮器または蒸発器として機能する室内熱交換器と、凝縮器または蒸発器として機能する室外熱交換器とを、冷媒配管により連結して成る冷凍サイクル装置であって、前記室外熱交換器の送風ファンを駆動する室外ファンモータと、前記室内熱交換器の送風ファンを駆動する室内ファンモータと、前記室外ファンモータを駆動する室外ファン駆動部と、前記室内ファンモータを駆動する室内ファン駆動部と、前記四方弁、前記膨張機構、前記室外ファン駆動部、および前記室内ファン駆動部を制御する制御部と、を備え、前記室外ファン駆動部は、前記室外熱交換器が蒸発器として機能する際のデフロスト運転時に前記室外ファンモータを発熱させる所定の指令を受信したとき、前記室外ファンモータを停止させつつ前記室外ファンモータを発熱させる電圧を、前記室外ファンモータに出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、蒸発器のデフロスト運転時にファンモータを発熱させるようにしたので、コストを増加させることなく信頼性の向上を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の構造図である。
【図２】図２は、暖房運転時間と暖房能力の関係を示す図である。
【図３】図３は、低温時の運転モードを示す図である。
【図４】図４は、冷凍サイクル装置によるデフロスト運転時の室外機内の温度変化を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置によるデフロスト運転時の室外機内の温度変化を示す図である。
【図６】図６は、室外ファン駆動部の回路図である。
【図７】図７は、室外ファン駆動部によるデフロスト運転時のフローチャートである。
【図８】図８は、図６に示されるインバータによるＰＷＭ信号生成を示すタイムチャートである。
【図９】図９は、モータ巻線の単相等価回路図である。
【図１０】図１０は、実施の形態２に係る室外ファン駆動部のデフロスト運転時の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明に係る冷凍サイクル装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の構造図である。冷凍サイクル装置１は、主たる構成として、室外機６、および室内機７を有して構成されている。室外機６は、四方弁２、室外熱交換器３、膨張機構４、室外ファン駆動部８、制御部１０、圧縮機１３、室外ファン６１、および室外ファン６１を駆動する室外ファンモータ６２を有して構成されている。室内機７は、室内熱交換器５、室内ファン駆動部９、冷媒配管１１、室内ファン７１、および室内ファン７１を駆動する室内ファンモータ７２を有して構成されている。
【００１２】
室外ファン６１は、室外熱交換器３に送風して熱交換を促進するためのファンであり、室内ファン７１は、室内熱交換器５に送風して熱交換を促進するためのファンである。室外ファンモータ６２は、室外ファン６１を回転させるモータであり、室内ファンモータ７２は、室内ファン７１を回転させるモータである。室外ファン駆動部８は、室外ファンモータ６２に電源を供給する回路であり、室内ファン駆動部９は、室内ファンモータ７２に電源を供給する回路である。制御部１０は、ユーザの要望する気温および湿度等に応じて、四方弁２、圧縮機１３、膨張機構４、室外ファン駆動部８、および室内ファン駆動部９を制御する制御手段である。冷媒配管１１は、圧縮機１３、四方弁２、室内熱交換器５、膨張機構４、および室外熱交換器３を冷媒循環可能に接続する。なお、図１に示される四方弁２は、圧縮機１３の吐出管（図示せず）と室内熱交換器５とを接続する状態、すなわち、暖房運転の状態にある。
【００１３】
次に、図２、３を用いて低温環境下における冷凍サイクル装置１の暖房運転時の基本動作を説明する。図２は、暖房運転時間と暖房能力の関係を示す図であり、図３は、低温時の運転モードを示す図である。横軸は時間を表し、縦軸は冷凍サイクル装置１の暖房能力を表す。
【００１４】
低外気条件において室外熱交換器３の表面温度が０度を下回った場合、室外熱交換器３の表面には、空気中の水分が霜となって付着する。図２のＡ部は、室外熱交換器３の表面への着霜が始まった時点を示し、この霜が室外熱交換器３の風路を妨げるまで成長した場合、外気と冷媒との熱交換が十分に行われないため、暖房能力は図２のＢ部に示されるように急激に低下していく。冷凍サイクル装置１では、この能力低下を回復するために、図３のＣ部に示されるようにデフロスト運転が実行される。
【００１５】
デフロスト運転は、膨張機構４によって四方弁２が逆方向に切り替えられることで実現される。すなわち、図１に示される四方弁２が、点線で示されるように圧縮機１３の吐出管（図示せず）と室外熱交換器３とを接続することで行われる。これにより、室外熱交換器３側に高温・高圧の冷媒が供給され、この熱により室外熱交換器３に付着した霜を溶かすことが出来る。そして、霜が除かれたとき、図３のＤ部に示されるようにデフロスト運転が終了して、再び四方弁２が切り替えられ暖房運転が再開する。
【００１６】
なお、デフロスト運転中は暖房が出来ないため、除霜運転時間が長い場合には使用者の快適性が損なわれる。使用者の快適性を損なわないようにするためには、除霜運転時間をできるだけ短くするほうがよく、そのためには室外熱交換器３の温度が十分上がる様に、室外ファンモータ６２を動作させないことが望ましい。すなわち、デフロスト運転中に室外ファンモータ６２を停止させることによって、デフロスト性能の低下を回避することができる。デフロスト性能は、単位時間・発熱量当たりの熱交換器の霜の解けやすさを示す。一方、デフロスト運転中の霜が解けて水となる期間においては、温度上昇と水分の増加が同時に発生するため、室外熱交換器３は、周囲と比べて部分的に高温・高湿な環境となる。
【００１７】
次に、図４を用いて、デフロスト運転時の室外機６内の温度変化を説明する。図４は、冷凍サイクル装置１によるデフロスト運転時の室外機内の温度変化を示す図である。横軸は時間を表し、縦軸は温度を表す。また、実線は室外熱交換器３内の温度を表し、点線はモータ温度（室外ファンモータ６２の温度）を表し、一点鎖線は露点温度を表す。
【００１８】
冷凍サイクル装置１は、デフロスト運転以外の通常時の運転モード（回転制御モード）において、能動的に室外ファン６１を駆動して室外熱交換器３に送風を行うことで、室外熱交換器３と外気との熱交換を促進する。この回転制御モードが暖房運転の場合、上述したように室外熱交換器３に着霜する場合があるため、冷凍サイクル装置１は、図４のＡ部に示されるように、暖房運転からデフロスト運転に切り替える。デフロスト運転が開始されたとき（ｔ１）、室外熱交換器３には高温の冷媒が供給されるため、室外熱交換器３の温度は、図４のＢ部に示されるように上昇し、これに伴い霜が解けてその一部が水蒸気となって湿度を上昇させる。また、室外熱交換器３の温度および湿度の上昇に伴い、室外機６内の露点温度は、図４のＣ部に示されるように上昇する。
【００１９】
ここで、室外ファンモータ６２は停止しており、且つ熱源ではないので、モータ温度の変化は露点温度の変化に比べて小さくなる。そのため、図４のＤ部に示されるように、室外機６内の露点温度がモータ温度と比べて高くなったとき、室外ファンモータ６２において水蒸気が凝縮して結露が発生する。この結露の量は、露点温度とモータ温度とに依存するため、図４に示されるように、露点温度とモータ温度との差分に相当する斜線部の面積が結露量に相当する。以下、この斜線部をモータ結露発生領域と称する。なお、室外ファンモータ６２は、一般に回路基板・鉄・銅などの金属により構成されているため、結露が多いほど金属腐食が進行しやすい傾向がある。
【００２０】
次に、図５を用いて本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１によるデフロスト運転時の温度変化を説明する。図５は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１によるデフロスト運転時の室外機６内の温度変化を示す図である。
【００２１】
制御部１０および室外ファン駆動部８は、図５のＡ部に示されるようにデフロスト運転が開始されたとき（ｔ１）、回転トルクを発生させずに室外ファンモータ６２を発熱させる発熱制御を行う。この発熱制御は、例えば、室外ファン駆動部８から室外ファンモータ６２の巻線に直流電圧を印加するなどによって実現される。
【００２２】
この発熱制御により、室外ファンモータ６２の温度は、図５のＢ部に示されるように上昇し、露点温度とモータ温度との相対的な温度関係が変化する。すなわち、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の発熱制御によれば、モータ温度を露点温度よりも高めることができるため、図４のＤ部に示されるようなモータ結露発生領域が生じない。従って、室外ファンモータ６２の結露量の低減あるいは結露なしを実現可能である。
【００２３】
図５には、デフロスト運転開始時（ｔ１）と同時に発熱制御が開始された場合の例が示されているが、発熱制御の開始タイミング（ｔ）はこれに限定されるものではない。すなわち、発熱制御の開始タイミング（ｔ）は、ｔ１≦ｔ≦ｔ２（ｔ２：デフロスト運転終了時点）であれば、任意のタイミングでもよい。ただし、発熱制御の開始タイミング（ｔ）が早いほど累積熱量が大きくなるため、ｔ１≒ｔとすることによって、結露防止効果を高めることが可能である。
【００２４】
次に、図６から図９を用いて、発熱制御の具体的な方法を説明する。図６は、室外ファン駆動部８の回路図であり、図７は、室外ファン駆動部８によるデフロスト運転時のフローチャートであり、図８は、図６に示されるインバータ８２によるＰＷＭ信号生成を示すタイムチャートであり、図９は、モータ巻線の単相等価回路である。
【００２５】
図６において、室外ファン駆動部８は、主たる構成として、室外ファン制御回路８１およびインバータ８２を有して構成されている。インバータ８２は、室外ファンモータ６２に電圧を印加し、回転センサ６３は、室外ファンモータ６２の位置ないし速度を検出し、室外ファン制御回路８１は、制御部１０および回転センサ６３の情報に基づき、インバータ８２にＰＷＭ信号を出力する。
【００２６】
室外ファン制御回路８１は、通常の送風運転を行う際、室外ファンモータ６２を回転駆動するための交流電圧の発生を図７の如く実施する。すなわち、室外ファン制御回路８１は、例えば制御部１０から出力された回転制御指令を受信したとき、直流母線電圧Ｖｄｃの半値を振幅値とする所定周波数のキャリア信号を生成すると共に、制御部１０から出力された室外ファンモータ６２の速度指令に基づいて室外ファンモータ６２の電圧指令（「第１の電圧指令」と称する）を生成する。そして、室外ファン制御回路８１は、キャリア信号と第１の電圧指令とを比較し、その大小関係に基づきインバータ８２の上側スイッチおよび下側スイッチのオン時間を決定し、短絡防止時間を設けて相毎にＰＷＭ信号を生成してインバータ８２を制御する。その結果、室外ファンモータ６２には交流電圧が印加され、回転動力が発生する。
【００２７】
次に、室外ファン駆動部８によって室外ファンモータ６２を発熱させる方法を説明する。室外ファン制御回路８１は、発熱制御を行う際、図８の如く実施する。例えば、暖房運転中に着霜したことを検出した制御部１０によってデフロスト運転が実行されたとき、室外熱交換器３には高温の冷媒が供給されると共に、室外ファン制御回路８１には回転制御指令の代わりに発熱制御指令が出力される。この発熱制御指令は、制御部１０から出力され、室外ファン制御回路８１は、この発熱制御指令を受信したとき、室外ファンモータ６２を停止させつつ室外ファンモータ６２の温度をデフロスト運転中の温度よりも高める電圧指令（「第２の電圧指令」と称する）を生成する。
【００２８】
第２の電圧指令は、例えば直流の電圧指令Ｖｕ＊であり、室外ファン制御回路８１は、この電圧指令Ｖｕ＊とキャリア信号との比較によりＰＷＭ信号を生成してインバータ８２を制御する。その結果、インバータ８２の相電圧の平均値がＶｕに制御される。また、室外ファン制御回路８１は、インバータ８２の他の相（例えばＶ相）においても、第２の電圧指令を直流の電圧指令Ｖｖ＊として、この電圧指令Ｖｖ＊とキャリア信号との比較によりＰＷＭ信号を得て、インバータ８２のスイッチング素子を駆動する。
【００２９】
このとき、室外ファンモータ６２の相間（上記説明ではＵ−Ｖ間）には、図９に示されるようにＶｕ−Ｖｖなる直流電圧が印加されるため、室外ファンモータ６２には直流電流Ｉが流れる。このとき室外ファンモータ６２には、回転力を生ずる交流磁界は発生せず、且つ室外ファンモータ６２の巻線抵抗Ｒにおいて（Ｖｕ−Ｖｖ）＾２／Ｒなる熱エネルギーが発生する。従って、室外ファン駆動部８は、室外ファンモータ６２を回転させる事なくモータ温度を上昇させることが可能である。
【００３０】
デフロスト運転中に室外機６の風路に風が通流している場合、室外熱交換器３の熱がこの風により奪われてしまうため、デフロスト性能が低下する。室外ファン駆動部８は、発熱制御モードのとき（すなわちデフロスト運転のとき）直流電圧を室外ファンモータ６２に印加するため、室外ファンモータ６２に制動力を与え続けることが出来るため、室外ファンモータ６２の周囲における風の流速を低下させて、デフロスト性能の低下を抑制する。このように、室外ファン駆動部８は、発熱制御モードのとき直流電圧を室外ファンモータ６２に印加するように構成されているので、デフロスト性能の低下を生じることなく、室外ファンモータ６２を発熱させることが可能である。
【００３１】
なお、室外ファンモータ６２が永久磁石型ブラシレスＤＣモータである場合、永久磁石を減磁させないため、永久磁石の磁力を減少させる方向に作用する電流（減磁電流）を低い値にする必要がある。先に説明した直流電圧の値が大きい場合、室外ファンモータ６２に流れる直流電流Ｉが減磁電流として作用するため、直流電圧の値は、室外ファンモータ６２の磁石を減磁させないような値に設定することが望ましい。すなわち、室外ファン制御回路８１が、永久磁石の減磁を回避可能な第２の電圧指令（直流の電圧指令）を生成することによって、結露の抑制と減磁の抑制とを両立させることができ、より信頼性の高い冷凍サイクル装置１を得ることができる。
【００３２】
なお、発熱制御モードにおいて室外ファンモータ６２に印加される電圧は、直流電圧の代わりに交流電圧でもよい。ただし、この交流電圧は、室外ファンモータ６２を能動的に回転させる電圧波形ではなく、例えば、ファンモータ固有の誘起電圧定数（＝誘起電圧／（回転数×極対数））に対して（出力電圧／出力周波数）が十分低いことが条件である。すなわち、この交流電圧は、その振幅（出力電圧）が誘起電圧の振幅に比べて十分低い値であるか、その周波数（出力周波数）が誘起電圧の周波数よりも十分高い値であればよい。このような条件を満たす交流電圧が室外ファンモータ６２に印加された場合、室外ファンモータ６２は、回転トルクが得られず、脱調して回転することができない。なお、室外ファン制御回路８１の動作は、制御部１０からの切替指令を受信したとき、室外ファンモータ６２の回転で発生する誘起電圧の振幅よりも低い振幅の交流電圧、または前記誘起電圧の周波数よりも高い周波数の交流電圧を出力可能な電圧指令を、上述した第２の電圧指令として生成する。
【００３３】
また、発熱制御モードにおいて上記条件を満たす交流電圧が印加された場合、室外ファンモータ６２の発熱は、室外ファンモータ６２の巻線抵抗Ｒによる銅損だけでなく、磁性体の鉄損によっても生じるため、インバータ８２の電流値の低減が可能となるとともに、先に説明した減磁電流も流れないため、より信頼性の高い冷凍サイクル装置１が実現できる。
【００３４】
以上に説明したように実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１は、室外熱交換器３の送風ファンを駆動する室外ファンモータ６２と、室内熱交換器５の送風ファンを駆動する室内ファンモータ７２と、室外ファンモータ６２を駆動する室外ファン駆動部８と、室内ファンモータ７２を駆動する室内ファン駆動部９と、四方弁２、膨張機構４、室外ファン駆動部８、および室内ファン駆動部９を制御する制御部１０と、を備え、室外ファン駆動部８は、室外熱交換器３が蒸発器として機能する際のデフロスト運転時に室外ファンモータ６２を発熱させる所定の指令を受信したとき、室外ファンモータ６２を停止させつつ室外ファンモータ６２を発熱させる電圧を、室外ファンモータ６２に出力するようにしたので、デフロスト中における室外ファンモータ６２の結露による内部回路の腐食を防止することができる。上記引用文献１に示される従来技術は、冷媒の圧力均一化による騒音低減のため、圧縮機１３を加熱するように構成されている。この場合、圧縮機１３は、室外機６内に配置されているものの、風路からは隔離されているため、デフロスト中に圧縮機１３が加熱された場合でも直接室外ファンモータ６２を発熱させることはできない。実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１は、デフロスト運転時に室外ファンモータ６２を発熱させる発熱制御モードを有するため、室外ファンモータ６２に特殊な防水構造を施さなくとも、デフロスト運転時の露点温度変化に伴う室外ファンモータ６２の結露を防止することができ、室外ファンモータ６２を長期間運転した場合でも水分による金属腐食の進行を抑制することができる。その結果、ファンモータの大型化やコストの増加を招くとこなく、信頼性の高い室外ファンモータ６２および室外ファンモータ６２を用いた冷凍サイクル装置１を得ることが可能である。
【００３５】
また、実施の形態１に係る室外ファン駆動部８は、室外ファンモータ６２に出力される電圧を直流電圧として出力するように構成されているので、室外ファンモータ６２の回転によるデフロスト性能の低下を生じることなく室外ファンモータ６２を発熱させることが可能である。
【００３６】
また、実施の形態１に係る室外ファン駆動部８は、室外ファンモータ６２に出力される電圧を室外ファンモータ６２の誘起電圧の振幅よりも低い振幅の交流電圧、または室外ファンモータ６２の誘起電圧の周波数よりも高い周波数の交流電圧として出力するように構成されているので、室外ファンモータ６２の発熱は、巻線抵抗Ｒによる銅損と磁性体の鉄損とによって生じるため、インバータ８２の電流値の低減が可能となるとともに、先に説明した減磁電流も流れないため、より信頼性の高い冷凍サイクル装置１が実現できる。
【００３７】
また、室外ファン駆動部８は、デフロスト運転が開始されたと同時に電圧（発熱制御用の直流電圧または交流電圧）を出力するように構成されているので、デフロスト運転の途中で発熱制御が開始された場合に比して、結露防止効果を高めることが可能である。
【００３８】
実施の形態２．
室外ファンモータ６２が永久磁石型ブラシレスＤＣモータである場合、回転に伴って巻線に誘起電圧が発生することは一般に知られている。この誘起電圧が大きい場合において上述した発熱制御が行われたとき、室外ファンモータ６２を発熱させるための電圧指令（発熱制御用の直流電圧または交流電圧）が誘起電圧に重畳されるため、室外ファンモータ６２に過大な電流が流れる。そのため、回路およびモータの保護の観点において問題が生じるおそれがある。これらの保護を確実に行うためには、電流を制御する事が望ましいが、室外ファンモータ６２を駆動する回路は、一般にコスト抑制の観点から電流センサを有しないものが多い。実施の形態２に係る冷凍サイクル装置は、デフロスト運転時において風などの外的要因で室外ファン６１が強制的に回転させられたときでも、電流センサを用いることなく室外ファンモータ６２への過大な電流を抑制可能に構成されている。
【００３９】
図１０は、実施の形態２に係る室外ファン駆動部のデフロスト運転時の動作を示すフローチャートである。室外ファン駆動部８は、デフロスト運転開始時に室外ファンモータ６２の通電をＯＦＦにする（ステップＳ１）。室外ファン制御回路８１は、回転センサ６３の出力を監視し、室外ファンモータ６２の回転数が所定の回転数Ｎ１以下となったか否かを判断する（ステップＳ２）。回転数Ｎ１は、例えば、風などによって室外ファン６１が回転したときに、図５に示される露点温度がモータ温度より低くなるような回転数である。換言すると、回転数Ｎ１は、室外ファンモータ６２に結露が生じない風量が得られる回転数である。
【００４０】
室外ファンモータ６２の回転数が回転数Ｎ１以下となったとき（ステップＳ２,Ｙｅｓ）、室外ファン駆動部８は、発熱制御を開始する（ステップＳ３）。すなわち、実施の形態２に係る室外ファン制御回路８１は、室外ファンモータ６２の回転数が低下したときに、電圧指令を上述した直流電圧または交流電圧にする。
【００４１】
ステップＳ２において、室外ファンモータ６２の回転数が回転数Ｎ１以下となっていないとき（ステップＳ２,Ｎｏ）、室外ファン制御回路８１は、回転数Ｎ１以下となるまで発熱制御の開始を待機する。
【００４２】
室外ファン制御回路８１は、ステップＳ４においてデフロスト運転が終了するまで回転センサ６３の出力の監視を継続する。そして、デフロスト運転が終了していない場合（ステップＳ４，Ｎｏ）、室外ファン制御回路８１は、室外ファンモータ６２の回転数が所定の回転数Ｎ２以下か否かを判断する（ステップＳ５）。回転数Ｎ２は、回転数Ｎ１と同じ値でもよいが、発熱制御によるモータの制動トルクがある場合には、回転数Ｎ１と異なる値に設定してもよい。
【００４３】
ステップＳ５において、室外ファンモータ６２の回転数が回転数Ｎ２以下ではない場合（ステップＳ５，Ｎｏ）、室外ファン駆動部８は、ステップＳ１の動作に戻り、室外ファンモータ６２の通電をＯＦＦにする。すなわち、室外ファン駆動部８は、発熱制御を停止する。例えば、室外ファンモータ６２の回転数が回転数Ｎ１以下となった後に、室外機６の周囲の風が強くなるなどの要因によって室外ファンモータ６２の回転数が上昇して回転数Ｎ２を超えたような場合、室外ファン駆動部８は、室外ファンモータ６２の通電をＯＦＦにする。
【００４４】
ステップＳ５において、室外ファンモータ６２の回転数が回転数Ｎ２以下の場合（ステップＳ５，Ｙｅｓ）、室外ファン駆動部８は、ステップＳ３以下の動作を実行する。すなわち、室外ファン駆動部８は、発熱制御を継続する。
【００４５】
ステップＳ４において、デフロスト運転が終了した場合（ステップＳ４，Ｙｅｓ）、室外ファン駆動部８は、発熱制御を終了する（ステップＳ６）。そして、制御部１０および室外ファン駆動部８によって回転制御モードが再開される。
【００４６】
風などの外的要因によって室外ファン６１が強制的に回転させられて誘起電圧が大きい条件において発熱制御が行われたとき、室外ファンモータ６２には過大な電流が流れるため、回路故障や室外ファンモータ６２の減磁を起こす場合がある。一方、室外ファンモータ６２の回転数が回転数Ｎ１、Ｎ２を超えているときは、室外機６周囲の風が室外機６の風路に通流しているため、室外ファンモータ６２に結露が生じ難い条件であると言える。実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１には、このような回路故障や減磁を起こすことがない電流保護レベルを下回る回転数Ｎ１、Ｎ２が設定され、冷凍サイクル装置１は、この回転数Ｎ１、Ｎ２と室外ファンモータ６２の回転数とを比較することによって誘起電圧が低いときのみ発熱制御を行うように構成されている。
【００４７】
以上に説明したように実施の形態２に係る室外ファンモータ６２は、室外ファンモータ６２の回転数を検出する回転センサ６３を備え、室外ファン駆動部８は、回転センサ６３で検出された回転数が所定の回転数Ｎ１、Ｎ２以下のとき、電圧（発熱制御時における直流電圧または交流電圧）を出力し、回転センサ６３で検出された回転数が所定の回転数Ｎ１、Ｎ２を超えているとき、この電圧の出力を停止するように構成されているため、実施の形態１と同様の効果を得ることができると共に、室外ファンモータ６２への過大な電流を抑制でき、回路故障や室外ファンモータ６２の減磁を回避することができる。また、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１は、外的要因による結露が生じない条件のとき発熱制御を行わないよう構成されているため、発熱制御による発熱ロスが抑制され、実施の形態１よりも省エネルギー化を図ることが可能である。
【００４８】
なお、実施の形態１では、室外ファンモータ６２を発熱させる場合の構成例を説明したが、実施の形態１に係る発熱制御は、室内ファンモータ７２を発熱させる場合にも適用可能である。例えば、冷凍倉庫や冷蔵庫などの冷凍サイクル装置１の場合、実施の形態１で説明した室内熱交換器５は、蒸発器（第１の熱交換器）として機能し、室外熱交換器３は、凝縮器（第２の熱交換器）として機能する。そして、この第１の熱交換器の送風ファン（第１のファンモータ）を駆動するファンモータ（第１のファンモータ）の発熱させることによって、実施の形態１、２と同様の効果を得ることが可能である。すなわち、実施の形態１にかかる冷凍サイクル装置１は、圧縮機１３と、膨張機構４と、四方弁２と、蒸発器として機能する第１の熱交換器５と、凝縮器として機能する第２の熱交換器３とを、冷媒配管１１により連結して成る冷凍サイクル装置であって、第１の熱交換器５の送風ファンを駆動する第１のファンモータ７２と、第２の熱交換器３の送風ファンを駆動する第２のファンモータ６２と、第１のファンモータ７２を駆動する第１のファン駆動部９と、第２のファンモータ６２を駆動する第２のファン駆動部８と、四方弁２、膨張機構４、第１のファン駆動部９、および第２のファン駆動部８を制御する制御部１０と、を備え、第１のファン駆動部９は、第１の熱交換器５のデフロスト運転時に第１のファンモータ７２を発熱させる所定の指令を受信したとき、第１のファンモータ７２を停止させつつ第１のファンモータ７２を発熱させる電圧を、第１のファンモータ７２に出力するように構成してもよい。このように、構成した場合でも実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
また、第１のファン駆動部９は、第１のファンモータ７２に出力される電圧を直流電圧として出力するよう構成されているので、実施の形態１と同様に、第１のファンモータ７２の回転によるデフロスト性能の低下を生じることなく第１のファンモータ７２を発熱させることが可能である。
【００５０】
また、第１のファン駆動部９は、第１のファンモータ７２に印加される電圧を第１のファンモータ７２の誘起電圧の振幅よりも低い振幅の交流電圧、または第１のファンモータ７２の誘起電圧の周波数よりも高い周波数の交流電圧として出力するように構成されているので、実施の形態１と同様に、より信頼性の高い冷凍サイクル装置１が実現できる。
【００５１】
また、第１のファン駆動部９には、実施の形態２に係る発熱制御を適用することも可能である。すなわち、冷凍サイクル装置１は、第１のファンモータ７２の回転数を検出する回転センサ（図示せず）を備え、第１のファン駆動部９は、この回転センサで検出された回転数が所定の回転数Ｎ１、Ｎ２以下のとき、電圧（発熱制御時における直流電圧または交流電圧）を出力し、回転センサで検出された回転数が所定の回転数Ｎ１、Ｎ２を超えているとき、この電圧の出力を停止するように構成すれば、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
また、第１のファン駆動部９は、デフロスト運転が開始されたと同時に電圧（発熱制御用の直流電圧または交流電圧）を出力するように構成されているので、デフロスト運転の途中で発熱制御が開始された場合に比して、結露防止効果を高めることが可能である。
【００５３】
なお、本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置１は、本発明の内容の一例を示すものであり、更なる別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略するなど、変更して構成することも可能であることは無論である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上のように、本発明は、冷凍サイクル装置に適用可能であり、特に、耳障りな周波数帯域で発生する騒音を低減し、かつ、効率を高めることができる発明として有用である。
【符号の説明】
【００５５】
１  冷凍サイクル装置
２  四方弁
３  室外熱交換器（第２の熱交換器）
４  膨張機構
５  室内熱交換器（第１の熱交換器）
６  室外機
７  室内機
８  室外ファン駆動部（第２のファン駆動部）
９  室内ファン駆動部（第１のファン駆動部）
１０  制御部
１１  冷媒配管
１３  圧縮機
６１  室外ファン
６２  室外ファンモータ（第２のファンモータ）
６３  回転センサ
７１  室内ファン
７２  室内ファンモータ（第１のファンモータ）
８１  室外ファン制御回路
８２  インバータ
Ｉ  直流電流
Ｒ  巻線抵抗
【図１】
0005656789.tif 000002
【図２】
0005656789.tif 000003
【図３】
0005656789.tif 000004
【図４】
0005656789.tif 000005
【図５】
0005656789.tif 000006
【図６】
0005656789.tif 000007
【図７】
0005656789.tif 000008
【図８】
0005656789.tif 000009
【図９】
0005656789.tif 000010
【図１０】
0005656789.tif 000011