(57)【要約】【課題】空気調和機の室外熱交換器で氷結が発生することに起因した問題を解消する。【解決手段】空気調和機には、室外熱交換器における着霜量が所定量まで増加した状態に対応した除霜運転開始条件と、室外熱交換器において氷結が発生した状態に対応した除霜運転開始条件とが設定されている。そして、上記のいずれかの除霜運転開始条件を満たした場合に、暖房運転から除霜運転に切り換えられる。【選択図】図３
2008170064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内熱交換器（１）を有する少なくとも１つの室内機（１０ａ）と、室外熱交換器（２）、圧縮機（３）及び減圧機構（４）を有する室外機（１０ｂ）とを備えた空気調和機（１０、１１０）であって、
前記室外熱交換器（２）における着霜状況が互いに異なる状態にそれぞれ対応した複数の除霜運転開始条件が設定されており、暖房運転中において前記複数の除霜運転開始条件のいずれかを満たした場合に除霜運転に切り換わることを特徴とする空気調和機（１０、１１０）。
【請求項２】
除霜運転開始条件として、前記室外熱交換器（２）において氷結が発生した状態に対応したものが含まれることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機（１０、１１０）。
【請求項３】
前記室外熱交換器（２）において氷結が発生した状態に対応した除霜運転開始条件として、前記室外熱交換器（２）に配置された温度センサ（４１）での検出温度、外気温度及び暖房運転から除霜運転へ切り換わるのが可能となるまでの暖房運転継続時間に関する各閾値が設定されていることを特徴とする請求項２に記載の空気調和機（１０）。
【請求項４】
前記室外熱交換器（２）において氷結が発生したことを検知する検知手段を備え、
前記室外熱交換器（２）において氷結が発生した状態に対応した除霜運転開始条件として、前記検知手段での検知結果に関する閾値が設定されていることを特徴とする請求項２に記載の空気調和機（１１０）。
【請求項５】
前記検知手段は、前記室外熱交換器（２）に配置された温度センサ（１４３）であることを特徴とする請求項４に記載の空気調和機（１１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暖房運転時に蒸発器となる室外熱交換器を備えた空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機においては、暖房運転時に蒸発器となる室外熱交換器に空気中の水分が霜となり付着する現象（着霜現象）が発生する。そして、暖房運転中において室外熱交換器に付着する着霜量が増加すると、室外熱交換器の通風抵抗が増大し、所定の暖房能力を維持することが困難になる。そこで、室外熱交換器における着霜量が所定量まで増加すると、室外熱交換器に付着した霜を取り除く除霜運転が行われる。ここで、外気温度、室外熱交温度、室内熱交温度、圧縮機運転周波数及び圧縮機運転時間などによって室外熱交換器における着霜状況を推定することで、暖房運転が除霜運転に切り換えられるのが一般的である。そして、空気調和機には、例えば室外熱交換器に配置された温度センサで検出される室外熱交温度が所定の除霜運転開始温度以下になった場合に、暖房運転から除霜運転に切り換えられるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−８３１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の空気調和機では、室外熱交換器において温度センサから離れた位置で着霜が進行し氷結したり、除霜運転中に室外熱交換器の放熱フィンを流れる水が汚れ等によって流れ落ちきらずに氷結することがある。また、圧縮機が低周波数で運転されることで室外熱交温度が除霜運転開始温度以下にならない状態で暖房運転が長時間継続されたり、外気温度が低い条件下では室外熱交換器に付着した霜が取り除かれない状態で除霜運転が終了した場合に、室外熱交換器で氷結が発生することがある。このように、室外熱交換器で氷結が発生した場合には、暖房運転能力が著しく低下すると共に、室外熱交換器が全く使用できない状態になったり、配管破裂によるガス漏れが発生することがある。そして、室外熱交換器でひとたび氷結が発生してしまうと、その室外熱交換器を元の状態に戻すことは非常に困難である。
【０００４】
そこで、本発明の主な目的は、多様な環境条件に適応可能であり、特に室外熱交換器で氷結が発生することに起因した問題を解消することができる空気調和機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の発明に係る空気調和機は、室内熱交換器を有する少なくとも１つの室内機と、室外熱交換器、圧縮機及び減圧機構を有する室外機とを備えた空気調和機であって、前記複数の除霜運転開始条件は、前記室外熱交換器における着霜状況が互いに異なる状態にそれぞれ対応した複数の除霜運転開始条件が設定されており、暖房運転中において前記複数の除霜運転開始条件のいずれかを満たした場合に除霜運転に切り換わることを特徴としている。
【０００６】
この空気調和機では、室外熱交換器における着霜状況が互いに異なる状態にそれぞれ対応した複数の除霜運転開始条件が設定されているので、種々のタイミングで暖房運転から除霜運転に切り換えることができる。そのため、空気調和機を多様な環境条件に適応させることが可能になる。
【０００７】
第２の発明に係る空気調和機は、第１の発明に係る空気調和機であって、除霜運転開始条件として、前記室外熱交換器において氷結が発生した状態に対応したものが含まれることを特徴としている。
【０００８】
ここで、「室外熱交換器において氷結が発生した状態」とは、例えば室外熱交換器に付着した霜が成長したり、室外熱交換器を流れる水が凍り付くことで、室外熱交換器の通風抵抗が増加した状態であることを示す。
【０００９】
この空気調和機では、室外熱交換器において氷結が発生すると、その氷結が進行する前に、暖房運転から除霜運転に切り換えられる。そのため、室外熱交換器で氷結が発生することで、暖房運転能力が著しく低下したり、室外熱交換器が全く使用できない状態になったり、配管破裂によるガス漏れが発生するのを防止することができる。
【００１０】
第３の発明に係る空気調和機は、第２の発明に係る空気調和機であって、前記室外熱交換器において氷結が発生した状態に対応した除霜運転開始条件として、前記室外熱交換器に配置された温度センサでの検出温度、外気温度及び暖房運転から除霜運転へ切り換わるのが可能となるまでの暖房運転継続時間に関する各閾値が設定されていることを特徴としている。
【００１１】
この空気調和機では、室外熱交換器において氷結が発生した状態を容易に検知することができる。
【００１２】
第４の発明に係る空気調和機は、第２の発明に係る空気調和機であって、前記室外熱交換器において氷結が発生したことを検知する検知手段を備え、前記室外熱交換器において氷結が発生した状態に対応した除霜運転開始条件として、前記検知手段での検知結果に関する閾値が設定されていることを特徴としている。
【００１３】
この空気調和機では、室外熱交換器において氷結が発生したことを検知する検知手段を備えることで、室外熱交換器において氷結が発生した状態を確実に検知することができる。
【００１４】
第５の発明に係る空気調和機は、第４の発明に係る空気調和機であって、前記検知手段は、前記室外熱交換器に配置された温度センサであることを特徴としている。
【００１５】
この空気調和機では、室外熱交換器において氷結が発生したことを検知する検知手段として、温度センサを設けるだけでよいので、製造コストが増加するのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１７】
第１の発明では、室外熱交換器における着霜状況が互いに異なる状態にそれぞれ対応した複数の除霜運転開始条件が設定されているので、種々のタイミングで暖房運転から除霜運転に切り換えることができる。そのため、空気調和機を多様な環境条件に適応させることが可能になる。
【００１８】
第２の発明では、室外熱交換器において氷結が発生すると、その氷結が進行する前に、暖房運転から除霜運転に切り換えられる。そのため、室外熱交換器で氷結が発生することで、暖房運転能力が著しく低下したり、室外熱交換器が全く使用できない状態になったり、配管破裂によるガス漏れが発生するのを防止することができる。
【００１９】
第３の発明では、室外熱交換器において氷結が発生した状態を容易に検知することができる。
【００２０】
第４の発明では、室外熱交換器において氷結が発生したことを検知する検知手段を備えることで、室外熱交換器において氷結が発生した状態を確実に検知することができる。
【００２１】
第５の発明では、室外熱交換器において氷結が発生したことを検知する検知手段として、温度センサを設けるだけでよいので、製造コストが増加するのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る空気調和機の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る空気調和機の冷媒回路図である。
【００２３】
空気調和機１０は、室内熱交換器１を有する室内機１０ａと、室外熱交換器２、圧縮機３及び電動膨張弁４を有する室外機１０ｂとを備えている。図１の冷媒回路図では、インバータによって圧縮能力可変に制御される圧縮機３の吐出側と吸入側との間に、四路切換弁５の１次ポートが接続されている。そして、四路切換弁５の２次ポートの間に、第１ガス管６、室外熱交換器２、第１液管７、電動膨張弁４、第２液管８、室内熱交換器１、第２ガス管９が順に接続されている。
【００２４】
ここで、四路切換弁５を実線方向に切り換えることにより、室外熱交換器２を凝縮器として機能させるとともに室内熱交換器１を蒸発器として機能させることで冷房運転を行うことができる。一方、四路切換弁５を破線方向に切り換えることにより、室外熱交換器２を蒸発器として機能させるとともに室内熱交換器１を凝縮器として機能させることで暖房運転を行うことができる。また、空気調和機１０では、暖房運転中において四路切換弁５を破線方向から実線方向に切り換えることにより暖房運転から除霜運転に切り換えることができると共に、除霜運転中において四路切換弁５を実線方向から破線方向に切り換えることにより除霜運転から暖房運転に切り換えることができる。
【００２５】
次に、本実施の形態の空気調和機１０の制御ユニットの構成について、図２を参照して説明する。図２は、図１の空気調和機の制御ユニットの構成を示すブロック図である。
【００２６】
制御ユニット３０は、運転設定記憶部３１と、暖房積算タイマー３２と、圧縮機運転積算タイマー３３と、制御部３４とを有している。また、制御ユニット３０には、室外熱交換器２に配置された室外熱交温度センサ４１と、外気温度を検出する外気温度センサ４２と、四路切換弁５とがそれぞれ接続されている。本実施の形態では、室外熱交温度センサ４１は、室外熱交換器２の中央部近傍（途中で経路が分岐される場合は下側の分岐経路の中央部近傍）に配置されているが、その配置は変更可能である。
【００２７】
運転設定記憶部３１は、空気調和機１０に関する種々の運転設定を記憶するものである。運転設定記憶部３１に記憶される運転設定には、室外熱交換器２における着霜状況が互いに異なる状態にそれぞれ対応した２つの除霜運転開始条件に関する各閾値と、圧縮機３の運転が少なくとも継続される最低継続時間Ｔ３（例えば６分）とが含まれる。
【００２８】
ここで、本実施の形態の運転設定記憶部３１は、上記の２つの除霜運転開始条件として、室外熱交換器２における着霜量が所定量まで増加した状態に対応したものと、室外熱交換器２において氷結が発生した状態に対応したものとを記憶している。
【００２９】
具体的には、室外熱交換器２における着霜量が所定量まで増加した状態に対応した除霜運転開始条件に関する閾値としては、暖房運転中において除霜運転に切り換わるのが可能になるまでの時間である第１除霜運転開始時間Ｔ１（例えば３０分）と、暖房運転から除霜運転に切り換えられるときの室外熱交温度センサ４１で検出される室外熱交温度である第１除霜運転開始温度Ｄ１（例えば外気温度及び圧縮機の運転周波数に関する変数を含む関係式で表される温度）とがある。また、室外熱交換器２において氷結が発生した状態に対応した除霜運転開始条件に関する閾値には、暖房運転中において除霜運転に切り換わるのが可能になるまでの時間である第２除霜運転開始時間Ｔ２（例えば３時間）と、暖房運転から除霜運転に切り換えられるときの室外熱交温度センサ４１で検出される室外熱交温度である第２除霜運転開始温度Ｄ２（例えば０℃）と、暖房運転から除霜運転に切り換えられるときの外気温度センサ４２で検出される外気温度である第３除霜運転開始温度Ｄ３（例えば０℃）とがある。ここで、通常は、第２除霜運転開始時間Ｔ２は第１除霜運転開始時間Ｔ１よりも長い時間に設定される。
【００３０】
暖房積算タイマー３２は、暖房運転が行われる時間を計測するものであり、暖房運転が終了する度に（暖房運転が除霜運転に切り換えられる場合を含む）、０に戻される。また、圧縮機運転積算タイマー３３は、圧縮機３の運転時間を計測するものであり、圧縮機が停止する度に（暖房運転が除霜運転に切り換えられる場合を含む）、０に戻される。
【００３１】
制御部３４は、四路切換弁５の冷媒経路を切り換えることで、空気調和機１０における運転状態を制御する。具体的には、制御部３４は、暖房運転時において、上記の２つの除霜運転開始条件のいずれかを満たした場合に除霜運転に切り換える。
【００３２】
つまり、制御部３４は、暖房積算タイマー３２での計測時間が第１除霜運転開始時間Ｔ１に到達すると共に、室外熱交温度センサ４１での検出温度が第１除霜運転開始温度Ｔ１以下である場合に、暖房運転から除霜運転に切り換える。また、制御部３４は、暖房積算タイマー３２での計測時間が第２除霜運転開始時間Ｔ２に到達すると共に、室外熱交温度センサ４１での検出温度が第２除霜運転開始温度Ｄ２以下で且つ外気温度センサ４２での検出温度が第３除霜運転開始温度Ｄ３以下である場合に、暖房運転から除霜運転に切り換える。
【００３３】
なお、本実施の形態では、制御部３４は、暖房運転開始時から最低継続時間Ｔ３が経過するまでは、暖房運転から除霜運転に切り換えないようになっている。
【００３４】
次に、本実施の形態の空気調和機１０の暖房運転から除霜運転に切り換わる際の動作手順について、図３を参照して説明する。図３は、本実施の形態の空気調和機の暖房運転から除霜運転に切り換わる際の動作手順を示すフローチャートである。
【００３５】
まず、ユーザによって暖房運転開始の操作が行われると、暖房運転が開始され（ステップＳ１）、圧縮機の運転が開始される（ステップＳ２）。そして、暖房積算タイマー３２及び圧縮機運転積算タイマー３３での計測がそれぞれ開始される（ステップＳ３）。その後、圧縮機運転の停止指示があったか否かが判断される（ステップＳ４）。ここで、圧縮機運転の停止指示があった場合（Ｓ４：ＹＥＳ）には、処理が終了する。
【００３６】
一方、圧縮機運転の停止指示がなかった場合（Ｓ４：ＮＯ）には、例えば室内温度が設定温度に到達したことにより、圧縮機が停止したか否かが判断される（ステップＳ５）。ここで、圧縮機が停止していない場合（Ｓ５：ＮＯ）には、第１除霜運転開始温度Ｄ１の演算が行われ、その演算結果に基づいて、運転設定記憶部３１に記憶された第１除霜運転開始温度Ｄ１が更新される（ステップＳ６）。
【００３７】
その後、圧縮機運転積算タイマー３３での計測時間が最低継続時間Ｔ３に到達したか否かが判断される（ステップＳ７）。ここで、圧縮機運転積算タイマー３３での計測時間が最低継続時間Ｔ３に到達していない場合（Ｓ７：ＮＯ）には、ステップＳ４に戻って、上述と同様の処理が繰り返される。
【００３８】
一方、圧縮機運転積算タイマー３３での計測時間が最低継続時間Ｔ３に到達した場合（Ｓ７：ＹＥＳ）には、暖房積算タイマー３２での計測時間が第２除霜運転開始時間Ｔ２に到達したか否かが判断される（ステップＳ８）。ここで、暖房積算タイマー３２での計測時間が第２除霜運転開始時間Ｔ２に到達していない場合（Ｓ８：ＮＯ）には、暖房積算タイマー３２での計測時間が第１除霜運転開始時間Ｔ１に到達したか否かが判断される（ステップＳ９）。
【００３９】
そして、暖房積算タイマー３２での計測時間が第１除霜運転開始時間Ｔ１に到達した場合（Ｓ９：ＹＥＳ）には、室外熱交温度センサ４１での検出温度が第１除霜運転開始温度Ｄ１以下であるか否かが判断される（ステップＳ１０）。ここで、室外熱交温度センサ４１での検出温度が第１除霜運転開始温度Ｄ１以下である場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）には、暖房運転から除霜運転に切り換えられる（ステップＳ１１）。このとき、暖房積算タイマー３２及び圧縮機運転積算タイマー３３での計測が停止すると共に、それらの計測時間が０に戻され（ステップＳ１２）、暖房運転から除霜運転に切り換わる際の動作が終了する。また、室外熱交温度センサ４１での検出温度が第１除霜運転開始温度Ｄ１以下でない場合（Ｓ１０：ＮＯ）には、ステップＳ４に戻って、上述と同様の処理が繰り返される。
【００４０】
一方、暖房積算タイマー３２での計測時間が第２除霜運転開始時間Ｔ２に到達した場合（Ｓ８：ＹＥＳ）には、室外熱交温度センサ４１での検出温度が第２除霜運転開始温度Ｄ２以下で且つ外気温度センサ４２での検出温度が第３除霜運転開始温度Ｄ３以下であるか否かが判断される（ステップＳ１３）。ここで、室外熱交温度センサ４１での検出温度が第２除霜運転開始温度Ｄ２以下で且つ外気温度センサ４２での検出温度が第３除霜運転開始温度Ｄ３以下である場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）には、暖房運転から除霜運転に切り換えられる（ステップＳ１１）。また、室外熱交温度センサ４１での検出温度が第２除霜運転開始温度以下で且つ外気温度センサ４２での検出温度が第３除霜運転開始温度以下でない場合（Ｓ１３：ＮＯ）には、ステップＳ９に進み、上述と同様の処理が繰り返される。
【００４１】
ところで、ステップＳ５において、圧縮機が停止した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）には、暖房積算タイマー３２での計測が停止すると共に、圧縮機運転積算タイマー３３での計測が停止し、その計測時間が０に戻される（ステップＳ１４）。その後、暖房運転の停止指示があったか否かが判断される（ステップＳ１５）。ここで、暖房運転の停止指示があった場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）には、処理が終了する。一方、暖房運転の停止指示がなかった場合（Ｓ１５：ＮＯ）には、圧縮機が運転を開始したか否かが判断される（ステップＳ１６）。そして、圧縮機が運転を開始した場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）には、ステップＳ２に戻り、上述と同様の処理が繰り返される。一方、圧縮機が運転を開始していない場合（Ｓ１６：ＮＯ）には、ステップＳ１５に戻り、上述と同様の処理が繰り返される。
【００４２】
以上説明したように、本実施の形態の空気調和機１０では、室外熱交換器２において着霜量が所定量まで増加した状態及び室外熱交換器２において氷結が発生した状態にそれぞれ対応した除霜運転開始条件のいずれかを満たした場合に、暖房運転から除霜運転に切り換えられる。そのため、室外熱交換器２において着霜量が所定量まで増加した状態に対応した除霜運転開始条件を満たした場合に限り、暖房運転から除霜運転に切り換えられる場合と異なり、室外熱交換器２において氷結が発生すると、その氷結が進行する前に、暖房運転から除霜運転に切り換えられる。そのため、室外熱交換器２で氷結が発生することで、暖房運転能力が著しく低下したり、室外熱交換器が全く使用できない状態になったり、配管破裂によるガス漏れが発生するのを防止することができる。
【００４３】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る空気調和機について、図４及び図５を参照して説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態に係る空気調和機の制御ユニットの構成を示すブロック図である。図５は、図４の空気調和機の暖房運転から除霜運転に切り換わる際の動作手順を示すフローチャートである。
【００４４】
本実施の形態の空気調和機１１０が第１の実施の形態の空気調和機１０と主に異なる点は、室外熱交換器２において氷結が発生したことを検知するための第２室外熱交温度センサ１４３が室外熱交換器２に配置されている点である。なお、本実施の形態の空気調和機１１０の他の構成は第１の実施の形態の空気調和機１０と同様であり、同じ符号を付けて詳細な説明は省略する。
【００４５】
制御ユニット１３０は、運転設定記憶部１３１と、暖房積算タイマー３２と、圧縮機運転積算タイマー３３と、制御部１３４とを有している。また、制御ユニット１３０には、室外熱交換器２に配置された第１室外熱交温度センサ１４１と、外気温度を検出する外気温度センサ４２と、室外熱交換器２に配置された第２室外熱交温度センサ１４３と、四路切換弁５とがそれぞれ接続されている。本実施の形態では、第１室外熱交温度センサ１４１は、室外熱交換器２の中央部近傍（途中で経路が分岐される場合は下側の分岐経路の中央部近傍）に配置されていると共に、第２室外熱交温度センサ１４３は、室外熱交換器２の下端部近傍であって、第１室外熱交温度センサ１４１よりも下方に配置されているが、それらの配置は変更可能である。なお、第２室外熱交温度センサ１４３は、室外熱交換器２において最初に氷結が発生する位置に配置されているのが好ましい。
【００４６】
運転設定記憶部１３１は、空気調和機１１０に関する種々の運転設定を記憶するものである。運転設定記憶部１３１に記憶される運転設定には、室外熱交換器２における着霜状況が互いに異なる状態にそれぞれ対応した２つの除霜運転開始条件に関する各閾値と、圧縮機３の運転が少なくとも継続される最低継続時間Ｔ３とが含まれる。
【００４７】
ここで、本実施の形態の運転設定記憶部１３１は、上記の２つの除霜運転開始条件として、室外熱交換器２における着霜量が所定量まで増加した状態に対応したものと、室外熱交換器２において氷結が発生した状態に対応したものとを記憶している。
【００４８】
具体的には、室外熱交換器２における着霜量が所定量まで増加した状態に対応した除霜運転開始条件に関する閾値としては、暖房運転中において除霜運転に切り換わるのが可能になるまでの時間である第１除霜運転開始時間Ｔ１（例えば３０分）と、暖房運転から除霜運転に切り換えられるときの第１室外熱交温度センサ１４１で検出される室外熱交温度である第１除霜運転開始温度Ｄ１（例えば外気温度及び圧縮機の運転周波数に関する変数を含む関係式で表される温度）とがある。また、室外熱交換器２において氷結が発生した状態に対応した除霜運転開始条件に関する閾値には、暖房運転から除霜運転に切り換えられるときの第２室外熱交温度センサ１４３で検出される室外熱交温度である第４除霜運転開始温度Ｄ４（例えば−１０℃）がある。
【００４９】
制御部１３４は、四路切換弁５の冷媒経路を切り換えることで、空気調和機１１０における運転状態を制御する。具体的には、制御部１３４は、暖房運転時において、上記の２つの除霜運転開始条件のいずれかを満たした場合に除霜運転に切り換える。
【００５０】
つまり、制御部１３４は、暖房積算タイマー３２での計測時間が第１除霜運転開始時間Ｔ１に到達すると共に、第１室外熱交温度センサ１４１での検出温度が第１除霜運転開始温度Ｔ１以下である場合に、暖房運転から除霜運転に切り換える。また、制御部１３４は、第２室外熱交温度センサ１４３での検出温度が第４除霜運転開始温度Ｄ４以下である場合に、暖房運転から除霜運転に切り換える。
【００５１】
次に、本実施の形態の空気調和機１１０の暖房運転から除霜運転に切り換わる際の動作手順について、図５を参照して説明する。
【００５２】
まず、ユーザによって暖房運転開始の操作が行われると、暖房運転が開始され（ステップＳ１０１）、圧縮機の運転が開始される（ステップＳ１０２）。そして、暖房積算タイマー３２及び圧縮機運転積算タイマー３３での計測がそれぞれ開始される（ステップＳ１０３）。その後、圧縮機運転の停止指示があったか否かが判断される（ステップＳ１０４）。ここで、圧縮機運転の停止指示があった場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）には、処理が終了する。
【００５３】
一方、圧縮機運転の停止指示がなかった場合（Ｓ１０４：ＮＯ）には、例えば室内温度が設定温度に到達したことにより、圧縮機が停止したか否かが判断される（ステップＳ１０５）。ここで、圧縮機が停止していない場合（Ｓ１０５：ＮＯ）には、第１除霜運転開始温度Ｄ１の演算が行われ、その演算結果に基づいて、運転設定記憶部３１に記憶された第１除霜運転開始温度Ｄ１が更新される（ステップＳ１０６）。
【００５４】
その後、圧縮機運転積算タイマー３３での計測時間が最低継続時間Ｔ３に到達したか否かが判断される（ステップＳ１０７）。ここで、圧縮機運転積算タイマー３３での計測時間が最低継続時間Ｔ３に到達していない場合（Ｓ１０７：ＮＯ）には、ステップＳ１０４に戻って、上述と同様の処理が繰り返される。
【００５５】
一方、圧縮機運転積算タイマー３３での計測時間が最低継続時間Ｔ３に到達した場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）には、第２室外熱交温度センサ１４３での検出温度が第４除霜運転開始温度Ｄ４以下であるか否かが判断される（ステップＳ１０８）。ここで、第２室外熱交温度センサ１４３での検出温度が第４除霜運転開始温度Ｄ４以下でない場合（Ｓ１０８：ＮＯ）には、暖房積算タイマー３２での計測時間が第１除霜運転開始時間Ｔ１に到達したか否かが判断される（ステップＳ１０９）。
【００５６】
そして、暖房積算タイマー３２での計測時間が第１除霜運転開始時間Ｔ１に到達した場合（Ｓ１０９：ＹＥＳ）には、第１室外熱交温度センサ１４１での検出温度が第１除霜運転開始温度Ｄ１以下であるか否かが判断される（ステップＳ１１０）。ここで、第１室外熱交温度センサ１４１での検出温度が第１除霜運転開始温度Ｄ１以下である場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）には、暖房運転から除霜運転に切り換えられる（ステップＳ１１１）。このとき、暖房積算タイマー３２及び圧縮機運転積算タイマー３３での計測が停止すると共に、それらの計測時間が０に戻され（ステップＳ１１２）、暖房運転から除霜運転に切り換わる際の動作が終了する。また、第１室外熱交温度センサ１４１での検出温度が第１除霜運転開始温度Ｄ１以下でない場合（Ｓ１１０：ＮＯ）には、ステップＳ１０４に戻って、上述と同様の処理が繰り返される。
【００５７】
一方、第２室外熱交温度センサ１４３での検出温度が第４除霜運転開始温度Ｄ４以下である場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）には、暖房運転から除霜運転に切り換えられる（ステップＳ１１１）。
【００５８】
ところで、ステップＳ１０５において、圧縮機が停止した場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）には、暖房積算タイマー３２での計測が停止すると共に、圧縮機運転積算タイマー３３での計測が停止し、その計測時間が０に戻される（ステップＳ１１３）。その後、暖房運転の停止指示があったか否かが判断される（ステップＳ１１４）。ここで、暖房運転の停止指示があった場合（Ｓ１１４：ＹＥＳ）には、処理が終了する。一方、暖房運転の停止指示がなかった場合（Ｓ１１４：ＮＯ）には、圧縮機が運転を開始したか否かが判断される（ステップＳ１１５）。そして、圧縮機が運転を開始した場合（Ｓ１１５：ＹＥＳ）には、ステップＳ１０２に戻り、上述と同様の処理が繰り返される。一方、圧縮機が運転を開始していない場合（Ｓ１１５：ＮＯ）には、ステップＳ１１４に戻り、上述と同様の処理が繰り返される。
【００５９】
以上説明したように、本実施の形態の空気調和機１１０では、室外熱交換器２で氷結が発生することで、暖房運転能力が著しく低下したり、室外熱交換器が全く使用できない状態になったり、配管破裂によるガス漏れが発生するのを防止することができる。
【００６０】
以上、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施の形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００６１】
上述の第１及び第２の実施の形態では、室外熱交換器２における着霜状況が互いに異なる状態にそれぞれ対応した２つの除霜運転開始条件が設定されているが、３以上の除霜運転開始条件が設定されていてもよい。また、除霜運転開始条件として、室外熱交換器２において氷結が発生した状態に対応したものが含まれていなくてもよい。また、室外熱交換器２において氷結が発生した状態に対応した除霜運転開始条件が含まれる場合でも、その除霜運転開始条件としては、室外熱交換器２に配置された室外熱交温度センサ４１での検出温度、外気温度及び暖房運転から除霜運転へ切り換わるのが可能となるまでの暖房運転継続時間に関する各閾値とは異なる設定であってもよい。
【００６２】
上述の第１の実施の形態では、運転設定記憶部３１に記憶される第２除霜運転開始時間Ｔ２及び第３除霜運転開始温度Ｄ３は固定値である場合を説明しているが、第２除霜運転開始時間Ｔ２及び第３除霜運転開始温度Ｄ３も第１除霜運転開始温度Ｄ１と同様に、例えば外気温度及び圧縮機の運転周波数に関する変数を含む関係式で表される温度に設定されてもよい。
【００６３】
上述の第２の実施の形態では、室外熱交換器２において氷結が発生したことを検知するための検知手段として、室外熱交換器２に配置された第２室外熱交温度センサ１４３を備えているが、検知手段は温度センサ以外のものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明を利用すれば、室外熱交換器で氷結が発生することで、暖房運転能力が著しく低下したり、室外熱交換器が全く使用できない状態になったり、配管破裂によるガス漏れが発生するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態に係る空気調和機の冷媒回路図である。
【図２】図１の空気調和機の制御ユニットの構成を示すブロック図である。
【図３】図１の空気調和機の暖房運転から除霜運転に切り換わる際の動作手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る空気調和機の制御ユニットの構成を示すブロック図である。
【図５】図４の空気調和機の暖房運転から除霜運転に切り換わる際の動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６６】
１  室内熱交換器
２  室外熱交換器
３  圧縮機
４  電動膨張弁
１０、１１０  空気調和機
３０、１３０  制御ユニット
３１、１３１  運転設定記憶部
３２  暖房積算タイマー
３３  圧縮機運転積算タイマー
３４、１３４  制御部
４１  室外熱交温度センサ
４２  外気温度センサ
１４１  第１室外熱交温度センサ
１４３  第２室外熱交温度センサ
【図１】
2008170064.tif 000003
【図２】
2008170064.tif 000004
【図３】
2008170064.tif 000005
【図４】
2008170064.tif 000006
【図５】
2008170064.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成20年5月29日(2008.5.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内熱交換器（１）を有する少なくとも１つの室内機（１０ａ）と、室外熱交換器（２）、圧縮機（３）及び減圧機構（４）を有する室外機（１０ｂ）とを備えた空気調和機（１０、１１０）であって、
前記室外熱交換器（２）における着霜量が所定量まで増加した状態及び前記室外熱交換器（２）において氷結が発生した状態にそれぞれ対応した除霜運転開始条件を含む複数の除霜運転開始条件が設定されており、暖房運転中において前記複数の除霜運転開始条件のいずれかを満たした場合に除霜運転に切り換わることを特徴とする空気調和機（１０、１１０）。
【請求項２】
前記室外熱交換器（２）において氷結が発生した状態に対応した除霜運転開始条件として、前記室外熱交換器（２）に配置された温度センサ（４１）での検出温度、外気温度及び暖房運転から除霜運転へ切り換わるのが可能となるまでの暖房運転継続時間に関する各閾値が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機（１０）。
【請求項３】
前記室外熱交換器（２）において氷結が発生したことを検知する検知手段を備え、
前記室外熱交換器（２）において氷結が発生した状態に対応した除霜運転開始条件として、前記検知手段での検知結果に関する閾値が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機（１１０）。
【請求項４】
前記検知手段は、前記室外熱交換器（２）に配置された温度センサ（１４３）であることを特徴とする請求項３に記載の空気調和機（１１０）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暖房運転時に蒸発器となる室外熱交換器を備えた空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機においては、暖房運転時に蒸発器となる室外熱交換器に空気中の水分が霜となり付着する現象（着霜現象）が発生する。そして、暖房運転中において室外熱交換器に付着する着霜量が増加すると、室外熱交換器の通風抵抗が増大し、所定の暖房能力を維持することが困難になる。そこで、室外熱交換器における着霜量が所定量まで増加すると、室外熱交換器に付着した霜を取り除く除霜運転が行われる。ここで、外気温度、室外熱交温度、室内熱交温度、圧縮機運転周波数及び圧縮機運転時間などによって室外熱交換器における着霜状況を推定することで、暖房運転が除霜運転に切り換えられるのが一般的である。そして、空気調和機には、例えば室外熱交換器に配置された温度センサで検出される室外熱交温度が所定の除霜運転開始温度以下になった場合に、暖房運転から除霜運転に切り換えられるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−８３１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の空気調和機では、室外熱交換器において温度センサから離れた位置で着霜が進行し氷結したり、除霜運転中に室外熱交換器の放熱フィンを流れる水が汚れ等によって流れ落ちきらずに氷結することがある。また、圧縮機が低周波数で運転されることで室外熱交温度が除霜運転開始温度以下にならない状態で暖房運転が長時間継続されたり、外気温度が低い条件下では室外熱交換器に付着した霜が取り除かれない状態で除霜運転が終了した場合に、室外熱交換器で氷結が発生することがある。このように、室外熱交換器で氷結が発生した場合には、暖房運転能力が著しく低下すると共に、室外熱交換器が全く使用できない状態になったり、配管破裂によるガス漏れが発生することがある。そして、室外熱交換器でひとたび氷結が発生してしまうと、その室外熱交換器を元の状態に戻すことは非常に困難である。
【０００４】
そこで、本発明の主な目的は、多様な環境条件に適応可能であり、特に室外熱交換器で氷結が発生することに起因した問題を解消することができる空気調和機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の発明に係る空気調和機は、室内熱交換器を有する少なくとも１つの室内機と、室外熱交換器、圧縮機及び減圧機構を有する室外機とを備えた空気調和機であって、前記室外熱交換器（２）における着霜量が所定量まで増加した状態及び前記室外熱交換器（２）において氷結が発生した状態にそれぞれ対応した除霜運転開始条件を含む複数の除霜運転開始条件が設定されており、暖房運転中において前記複数の除霜運転開始条件のいずれかを満たした場合に除霜運転に切り換わることを特徴としている。
【０００６】
この空気調和機では、室外熱交換器における着霜量が所定量まで増加した状態及び前記室外熱交換器において氷結が発生した状態にそれぞれ対応した除霜運転開始条件を含む複数の除霜運転開始条件が設定されているので、種々のタイミングで暖房運転から除霜運転に切り換えることができる。そのため、空気調和機を多様な環境条件に適応させることが可能になる。
また、室外熱交換器において氷結が発生すると、その氷結が進行する前に、暖房運転から除霜運転に切り換えられる。そのため、室外熱交換器で氷結が発生することで、暖房運転能力が著しく低下したり、室外熱交換器が全く使用できない状態になったり、配管破裂によるガス漏れが発生するのを防止することができる。
【０００７】
【０００８】
ここで、「室外熱交換器において氷結が発生した状態」とは、例えば室外熱交換器に付着した霜が成長したり、室外熱交換器を流れる水が凍り付くことで、室外熱交換器の通風抵抗が増加した状態であることを示す。
【０００９】
【００１０】
第２の発明に係る空気調和機は、第１の発明に係る空気調和機であって、前記室外熱交換器において氷結が発生した状態に対応した除霜運転開始条件として、前記室外熱交換器に配置された温度センサでの検出温度、外気温度及び暖房運転から除霜運転へ切り換わるのが可能となるまでの暖房運転継続時間に関する各閾値が設定されていることを特徴としている。
【００１１】
この空気調和機では、室外熱交換器において氷結が発生した状態を容易に検知することができる。
【００１２】
第３の発明に係る空気調和機は、第１の発明に係る空気調和機であって、前記室外熱交換器において氷結が発生したことを検知する検知手段を備え、前記室外熱交換器において氷結が発生した状態に対応した除霜運転開始条件として、前記検知手段での検知結果に関する閾値が設定されていることを特徴としている。
【００１３】
この空気調和機では、室外熱交換器において氷結が発生したことを検知する検知手段を備えることで、室外熱交換器において氷結が発生した状態を確実に検知することができる。
【００１４】
第４の発明に係る空気調和機は、第３の発明に係る空気調和機であって、前記検知手段は、前記室外熱交換器に配置された温度センサであることを特徴としている。
【００１５】
この空気調和機では、室外熱交換器において氷結が発生したことを検知する検知手段として、温度センサを設けるだけでよいので、製造コストが増加するのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１７】
第１の発明では、前記室外熱交換器（２）における着霜量が所定量まで増加した状態及び前記室外熱交換器（２）において氷結が発生した状態にそれぞれ対応した除霜運転開始条件を含む複数の除霜運転開始条件が設定されているので、種々のタイミングで暖房運転から除霜運転に切り換えることができる。そのため、空気調和機を多様な環境条件に適応させることが可能になる。
【００１８】
また、室外熱交換器において氷結が発生すると、その氷結が進行する前に、暖房運転から除霜運転に切り換えられる。そのため、室外熱交換器で氷結が発生することで、暖房運転能力が著しく低下したり、室外熱交換器が全く使用できない状態になったり、配管破裂によるガス漏れが発生するのを防止することができる。
【００１９】
第２の発明では、室外熱交換器において氷結が発生した状態を容易に検知することができる。
【００２０】
第３の発明では、室外熱交換器において氷結が発生したことを検知する検知手段を備えることで、室外熱交換器において氷結が発生した状態を確実に検知することができる。
【００２１】
第４の発明では、室外熱交換器において氷結が発生したことを検知する検知手段として、温度センサを設けるだけでよいので、製造コストが増加するのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る空気調和機の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る空気調和機の冷媒回路図である。
【００２３】
空気調和機１０は、室内熱交換器１を有する室内機１０ａと、室外熱交換器２、圧縮機３及び電動膨張弁４を有する室外機１０ｂとを備えている。図１の冷媒回路図では、インバータによって圧縮能力可変に制御される圧縮機３の吐出側と吸入側との間に、四路切換弁５の１次ポートが接続されている。そして、四路切換弁５の２次ポートの間に、第１ガス管６、室外熱交換器２、第１液管７、電動膨張弁４、第２液管８、室内熱交換器１、第２ガス管９が順に接続されている。
【００２４】
ここで、四路切換弁５を実線方向に切り換えることにより、室外熱交換器２を凝縮器として機能させるとともに室内熱交換器１を蒸発器として機能させることで冷房運転を行うことができる。一方、四路切換弁５を破線方向に切り換えることにより、室外熱交換器２を蒸発器として機能させるとともに室内熱交換器１を凝縮器として機能させることで暖房運転を行うことができる。また、空気調和機１０では、暖房運転中において四路切換弁５を破線方向から実線方向に切り換えることにより暖房運転から除霜運転に切り換えることができると共に、除霜運転中において四路切換弁５を実線方向から破線方向に切り換えることにより除霜運転から暖房運転に切り換えることができる。
【００２５】
次に、本実施の形態の空気調和機１０の制御ユニットの構成について、図２を参照して説明する。図２は、図１の空気調和機の制御ユニットの構成を示すブロック図である。
【００２６】
制御ユニット３０は、運転設定記憶部３１と、暖房積算タイマー３２と、圧縮機運転積算タイマー３３と、制御部３４とを有している。また、制御ユニット３０には、室外熱交換器２に配置された室外熱交温度センサ４１と、外気温度を検出する外気温度センサ４２と、四路切換弁５とがそれぞれ接続されている。本実施の形態では、室外熱交温度センサ４１は、室外熱交換器２の中央部近傍（途中で経路が分岐される場合は下側の分岐経路の中央部近傍）に配置されているが、その配置は変更可能である。
【００２７】
運転設定記憶部３１は、空気調和機１０に関する種々の運転設定を記憶するものである。運転設定記憶部３１に記憶される運転設定には、室外熱交換器２における着霜状況が互いに異なる状態にそれぞれ対応した２つの除霜運転開始条件に関する各閾値と、圧縮機３の運転が少なくとも継続される最低継続時間Ｔ３（例えば６分）とが含まれる。
【００２８】
ここで、本実施の形態の運転設定記憶部３１は、上記の２つの除霜運転開始条件として、室外熱交換器２における着霜量が所定量まで増加した状態に対応したものと、室外熱交換器２において氷結が発生した状態に対応したものとを記憶している。
【００２９】
具体的には、室外熱交換器２における着霜量が所定量まで増加した状態に対応した除霜運転開始条件に関する閾値としては、暖房運転中において除霜運転に切り換わるのが可能になるまでの時間である第１除霜運転開始時間Ｔ１（例えば３０分）と、暖房運転から除霜運転に切り換えられるときの室外熱交温度センサ４１で検出される室外熱交温度である第１除霜運転開始温度Ｄ１（例えば外気温度及び圧縮機の運転周波数に関する変数を含む関係式で表される温度）とがある。また、室外熱交換器２において氷結が発生した状態に対応した除霜運転開始条件に関する閾値には、暖房運転中において除霜運転に切り換わるのが可能になるまでの時間である第２除霜運転開始時間Ｔ２（例えば３時間）と、暖房運転から除霜運転に切り換えられるときの室外熱交温度センサ４１で検出される室外熱交温度である第２除霜運転開始温度Ｄ２（例えば０℃）と、暖房運転から除霜運転に切り換えられるときの外気温度センサ４２で検出される外気温度である第３除霜運転開始温度Ｄ３例えば０℃）とがある。ここで、通常は、第２除霜運転開始時間Ｔ２は第１除霜運転開
始時間Ｔ１よりも長い時間に設定される。
【００３０】
暖房積算タイマー３２は、暖房運転が行われる時間を計測するものであり、暖房運転が終了する度に（暖房運転が除霜運転に切り換えられる場合を含む）、０に戻される。また、圧縮機運転積算タイマー３３は、圧縮機３の運転時間を計測するものであり、圧縮機が停止する度に（暖房運転が除霜運転に切り換えられる場合を含む）、０に戻される。
【００３１】
制御部３４は、四路切換弁５の冷媒経路を切り換えることで、空気調和機１０における運転状態を制御する。具体的には、制御部３４は、暖房運転時において、上記の２つの除霜運転開始条件のいずれかを満たした場合に除霜運転に切り換える。
【００３２】
つまり、制御部３４は、暖房積算タイマー３２での計測時間が第１除霜運転開始時間Ｔ１に到達すると共に、室外熱交温度センサ４１での検出温度が第１除霜運転開始温度Ｔ１以下である場合に、暖房運転から除霜運転に切り換える。また、制御部３４は、暖房積算タイマー３２での計測時間が第２除霜運転開始時間Ｔ２に到達すると共に、室外熱交温度センサ４１での検出温度が第２除霜運転開始温度Ｄ２以下で且つ外気温度センサ４２での検出温度が第３除霜運転開始温度Ｄ３以下である場合に、暖房運転から除霜運転に切り換える。
【００３３】
なお、本実施の形態では、制御部３４は、暖房運転開始時から最低継続時間Ｔ３が経過するまでは、暖房運転から除霜運転に切り換えないようになっている。
【００３４】
次に、本実施の形態の空気調和機１０の暖房運転から除霜運転に切り換わる際の動作手順について、図３を参照して説明する。図３は、本実施の形態の空気調和機の暖房運転から除霜運転に切り換わる際の動作手順を示すフローチャートである。
【００３５】
まず、ユーザによって暖房運転開始の操作が行われると、暖房運転が開始され（ステップＳ１）、圧縮機の運転が開始される（ステップＳ２）。そして、暖房積算タイマー３２及び圧縮機運転積算タイマー３３での計測がそれぞれ開始される（ステップＳ３）。その後、圧縮機運転の停止指示があったか否かが判断される（ステップＳ４）。ここで、圧縮機運転の停止指示があった場合（Ｓ４：ＹＥＳ）には、処理が終了する。
【００３６】
一方、圧縮機運転の停止指示がなかった場合（Ｓ４：ＮＯ）には、例えば室内温度が設定温度に到達したことにより、圧縮機が停止したか否かが判断される（ステップＳ５）。ここで、圧縮機が停止していない場合（Ｓ５：ＮＯ）には、第１除霜運転開始温度Ｄ１の演算が行われ、その演算結果に基づいて、運転設定記憶部３１に記憶された第１除霜運転開始温度Ｄ１が更新される（ステップＳ６）。
【００３７】
その後、圧縮機運転積算タイマー３３での計測時間が最低継続時間Ｔ３に到達したか否かが判断される（ステップＳ７）。ここで、圧縮機運転積算タイマー３３での計測時間が最低継続時間Ｔ３に到達していない場合（Ｓ７：ＮＯ）には、ステップＳ４に戻って、上述と同様の処理が繰り返される。
【００３８】
一方、圧縮機運転積算タイマー３３での計測時間が最低継続時間Ｔ３に到達した場合（Ｓ７：ＹＥＳ）には、暖房積算タイマー３２での計測時間が第２除霜運転開始時間Ｔ２に到達したか否かが判断される（ステップＳ８）。ここで、暖房積算タイマー３２での計測時間が第２除霜運転開始時間Ｔ２に到達していない場合（Ｓ８：ＮＯ）には、暖房積算タイマー３２での計測時間が第１除霜運転開始時間Ｔ１に到達したか否かが判断される（ステップＳ９）。
【００３９】
そして、暖房積算タイマー３２での計測時間が第１除霜運転開始時間Ｔ１に到達した場合（Ｓ９：ＹＥＳ）には、室外熱交温度センサ４１での検出温度が第１除霜運転開始温度Ｄ１以下であるか否かが判断される（ステップＳ１０）。ここで、室外熱交温度センサ４１での検出温度が第１除霜運転開始温度Ｄ１以下である場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）には、暖房運転から除霜運転に切り換えられる（ステップＳ１１）。このとき、暖房積算タイマー３２及び圧縮機運転積算タイマー３３での計測が停止すると共に、それらの計測時間が０に戻され（ステップＳ１２）、暖房運転から除霜運転に切り換わる際の動作が終了する。また、室外熱交温度センサ４１での検出温度が第１除霜運転開始温度Ｄ１以下でない場合（Ｓ１０：ＮＯ）には、ステップＳ４に戻って、上述と同様の処理が繰り返される。
【００４０】
一方、暖房積算タイマー３２での計測時間が第２除霜運転開始時間Ｔ２に到達した場合（Ｓ８：ＹＥＳ）には、室外熱交温度センサ４１での検出温度が第２除霜運転開始温度Ｄ２以下で且つ外気温度センサ４２での検出温度が第３除霜運転開始温度Ｄ３以下であるか否かが判断される（ステップＳ１３）。ここで、室外熱交温度センサ４１での検出温度が第２除霜運転開始温度Ｄ２以下で且つ外気温度センサ４２での検出温度が第３除霜運転開始温度Ｄ３以下である場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）には、暖房運転から除霜運転に切り換えられる（ステップＳ１１）。また、室外熱交温度センサ４１での検出温度が第２除霜運転開始温度以下で且つ外気温度センサ４２での検出温度が第３除霜運転開始温度以下でない場合（Ｓ１３：ＮＯ）には、ステップＳ９に進み、上述と同様の処理が繰り返される。
【００４１】
ところで、ステップＳ５において、圧縮機が停止した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）には、暖房積算タイマー３２での計測が停止すると共に、圧縮機運転積算タイマー３３での計測が停止し、その計測時間が０に戻される（ステップＳ１４）。その後、暖房運転の停止指示があったか否かが判断される（ステップＳ１５）。ここで、暖房運転の停止指示があった場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）には、処理が終了する。一方、暖房運転の停止指示がなかった場合（Ｓ１５：ＮＯ）には、圧縮機が運転を開始したか否かが判断される（ステップＳ１６）。そして、圧縮機が運転を開始した場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）には、ステップＳ２に戻り、上述と同様の処理が繰り返される。一方、圧縮機が運転を開始していない場合（Ｓ１６：ＮＯ）には、ステップＳ１５に戻り、上述と同様の処理が繰り返される。
【００４２】
以上説明したように、本実施の形態の空気調和機１０では、室外熱交換器２において着霜量が所定量まで増加した状態及び室外熱交換器２において氷結が発生した状態にそれぞれ対応した除霜運転開始条件のいずれかを満たした場合に、暖房運転から除霜運転に切り換えられる。そのため、室外熱交換器２において着霜量が所定量まで増加した状態に対応した除霜運転開始条件を満たした場合に限り、暖房運転から除霜運転に切り換えられる場合と異なり、室外熱交換器２において氷結が発生すると、その氷結が進行する前に、暖房運転から除霜運転に切り換えられる。そのため、室外熱交換器２で氷結が発生することで、暖房運転能力が著しく低下したり、室外熱交換器が全く使用できない状態になったり、配管破裂によるガス漏れが発生するのを防止することができる。
【００４３】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る空気調和機について、図４及び図５を参照して説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態に係る空気調和機の制御ユニットの構成を示すブロック図である。図５は、図４の空気調和機の暖房運転から除霜運転に切り換わる際の動作手順を示すフローチャートである。
【００４４】
本実施の形態の空気調和機１１０が第１の実施の形態の空気調和機１０と主に異なる点は、室外熱交換器２において氷結が発生したことを検知するための第２室外熱交温度センサ１４３が室外熱交換器２に配置されている点である。なお、本実施の形態の空気調和機１１０の他の構成は第１の実施の形態の空気調和機１０と同様であり、同じ符号を付けて詳細な説明は省略する。
【００４５】
制御ユニット１３０は、運転設定記憶部１３１と、暖房積算タイマー３２と、圧縮機運転積算タイマー３３と、制御部１３４とを有している。また、制御ユニット１３０には、室外熱交換器２に配置された第１室外熱交温度センサ１４１と、外気温度を検出する外気温度センサ４２と、室外熱交換器２に配置された第２室外熱交温度センサ１４３と、四路切換弁５とがそれぞれ接続されている。本実施の形態では、第１室外熱交温度センサ１４１は、室外熱交換器２の中央部近傍（途中で経路が分岐される場合は下側の分岐経路の中央部近傍）に配置されていると共に、第２室外熱交温度センサ１４３は、室外熱交換器２の下端部近傍であって、第１室外熱交温度センサ１４１よりも下方に配置されているが、それらの配置は変更可能である。なお、第２室外熱交温度センサ１４３は、室外熱交換器２において最初に氷結が発生する位置に配置されているのが好ましい。
【００４６】
運転設定記憶部１３１は、空気調和機１１０に関する種々の運転設定を記憶するものである。運転設定記憶部１３１に記憶される運転設定には、室外熱交換器２における着霜状況が互いに異なる状態にそれぞれ対応した２つの除霜運転開始条件に関する各閾値と、圧縮機３の運転が少なくとも継続される最低継続時間Ｔ３とが含まれる。
【００４７】
ここで、本実施の形態の運転設定記憶部１３１は、上記の２つの除霜運転開始条件として、室外熱交換器２における着霜量が所定量まで増加した状態に対応したものと、室外熱交換器２において氷結が発生した状態に対応したものとを記憶している。
【００４８】
具体的には、室外熱交換器２における着霜量が所定量まで増加した状態に対応した除霜運転開始条件に関する閾値としては、暖房運転中において除霜運転に切り換わるのが可能になるまでの時間である第１除霜運転開始時間Ｔ１（例えば３０分）と、暖房運転から除霜運転に切り換えられるときの第１室外熱交温度センサ１４１で検出される室外熱交温度である第１除霜運転開始温度Ｄ１（例えば外気温度及び圧縮機の運転周波数に関する変数を含む関係式で表される温度）とがある。また、室外熱交換器２において氷結が発生した状態に対応した除霜運転開始条件に関する閾値には、暖房運転から除霜運転に切り換えられるときの第２室外熱交温度センサ１４３で検出される室外熱交温度である第４除霜運転開始温度Ｄ４（例えば−１０℃）がある。
【００４９】
制御部１３４は、四路切換弁５の冷媒経路を切り換えることで、空気調和機１１０における運転状態を制御する。具体的には、制御部１３４は、暖房運転時において、上記の２つの除霜運転開始条件のいずれかを満たした場合に除霜運転に切り換える。
【００５０】
つまり、制御部１３４は、暖房積算タイマー３２での計測時間が第１除霜運転開始時間Ｔ１に到達すると共に、第１室外熱交温度センサ１４１での検出温度が第１除霜運転開始温度Ｔ１以下である場合に、暖房運転から除霜運転に切り換える。また、制御部１３４は、第２室外熱交温度センサ１４３での検出温度が第４除霜運転開始温度Ｄ４以下である場合に、暖房運転から除霜運転に切り換える。
【００５１】
次に、本実施の形態の空気調和機１１０の暖房運転から除霜運転に切り換わる際の動作手順について、図５を参照して説明する。
【００５２】
まず、ユーザによって暖房運転開始の操作が行われると、暖房運転が開始され（ステップＳ１０１）、圧縮機の運転が開始される（ステップＳ１０２）。そして、暖房積算タイマー３２及び圧縮機運転積算タイマー３３での計測がそれぞれ開始される（ステップＳ１０３）。その後、圧縮機運転の停止指示があったか否かが判断される（ステップＳ１０４）。ここで、圧縮機運転の停止指示があった場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）には、処理が終了する。
【００５３】
一方、圧縮機運転の停止指示がなかった場合（Ｓ１０４：ＮＯ）には、例えば室内温度が設定温度に到達したことにより、圧縮機が停止したか否かが判断される（ステップＳ１０５）。ここで、圧縮機が停止していない場合（Ｓ１０５：ＮＯ）には、第１除霜運転開始温度Ｄ１の演算が行われ、その演算結果に基づいて、運転設定記憶部３１に記憶された第１除霜運転開始温度Ｄ１が更新される（ステップＳ１０６）。
【００５４】
その後、圧縮機運転積算タイマー３３での計測時間が最低継続時間Ｔ３に到達したか否かが判断される（ステップＳ１０７）。ここで、圧縮機運転積算タイマー３３での計測時間が最低継続時間Ｔ３に到達していない場合（Ｓ１０７：ＮＯ）には、ステップＳ１０４に戻って、上述と同様の処理が繰り返される。
【００５５】
一方、圧縮機運転積算タイマー３３での計測時間が最低継続時間Ｔ３に到達した場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）には、第２室外熱交温度センサ１４３での検出温度が第４除霜運転開始温度Ｄ４以下であるか否かが判断される（ステップＳ１０８）。ここで、第２室外熱交温度センサ１４３での検出温度が第４除霜運転開始温度Ｄ４以下でない場合（Ｓ１０８：ＮＯ）には、暖房積算タイマー３２での計測時間が第１除霜運転開始時間Ｔ１に到達したか否かが判断される（ステップＳ１０９）。
【００５６】
そして、暖房積算タイマー３２での計測時間が第１除霜運転開始時間Ｔ１に到達した場合（Ｓ１０９：ＹＥＳ）には、第１室外熱交温度センサ１４１での検出温度が第１除霜運転開始温度Ｄ１以下であるか否かが判断される（ステップＳ１１０）。ここで、第１室外熱交温度センサ１４１での検出温度が第１除霜運転開始温度Ｄ１以下である場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）には、暖房運転から除霜運転に切り換えられる（ステップＳ１１１）。このとき、暖房積算タイマー３２及び圧縮機運転積算タイマー３３での計測が停止すると共に、それらの計測時間が０に戻され（ステップＳ１１２）、暖房運転から除霜運転に切り換わる際の動作が終了する。また、第１室外熱交温度センサ１４１での検出温度が第１除霜運転開始温度Ｄ１以下でない場合（Ｓ１１０：ＮＯ）には、ステップＳ１０４に戻って、上述と同様の処理が繰り返される。
【００５７】
一方、第２室外熱交温度センサ１４３での検出温度が第４除霜運転開始温度Ｄ４以下である場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）には、暖房運転から除霜運転に切り換えられる（ステップＳ１１１）。
【００５８】
ところで、ステップＳ１０５において、圧縮機が停止した場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）には、暖房積算タイマー３２での計測が停止すると共に、圧縮機運転積算タイマー３３での計測が停止し、その計測時間が０に戻される（ステップＳ１１３）。その後、暖房運転の停止指示があったか否かが判断される（ステップＳ１１４）。ここで、暖房運転の停止指示があった場合（Ｓ１１４：ＹＥＳ）には、処理が終了する。一方、暖房運転の停止指示がなかった場合（Ｓ１１４：ＮＯ）には、圧縮機が運転を開始したか否かが判断される（ステップＳ１１５）。そして、圧縮機が運転を開始した場合（Ｓ１１５：ＹＥＳ）には、ステップＳ１０２に戻り、上述と同様の処理が繰り返される。一方、圧縮機が運転を開始していない場合（Ｓ１１５：ＮＯ）には、ステップＳ１１４に戻り、上述と同様の処理が繰り返される。
【００５９】
以上説明したように、本実施の形態の空気調和機１１０では、室外熱交換器２で氷結が発生することで、暖房運転能力が著しく低下したり、室外熱交換器が全く使用できない状態になったり、配管破裂によるガス漏れが発生するのを防止することができる。
【００６０】
以上、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施の形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００６１】
上述の第１及び第２の実施の形態では、室外熱交換器２における着霜状況が互いに異なる状態にそれぞれ対応した２つの除霜運転開始条件が設定されているが、３以上の除霜運転開始条件が設定されていてもよい。また、室外熱交換器２において氷結が発生した状態に対応した除霜運転開始条件が含まれる場合でも、その除霜運転開始条件としては、室外熱交換器２に配置された室外熱交温度センサ４１での検出温度、外気温度及び暖房運転から除霜運転へ切り換わるのが可能となるまでの暖房運転継続時間に関する各閾値とは異なる設定であってもよい。
【００６２】
上述の第１の実施の形態では、運転設定記憶部３１に記憶される第２除霜運転開始時間Ｔ２及び第３除霜運転開始温度Ｄ３は固定値である場合を説明しているが、第２除霜運転開始時間Ｔ２及び第３除霜運転開始温度Ｄ３も第１除霜運転開始温度Ｄ１と同様に、例えば外気温度及び圧縮機の運転周波数に関する変数を含む関係式で表される温度に設定されてもよい。
【００６３】
上述の第２の実施の形態では、室外熱交換器２において氷結が発生したことを検知するための検知手段として、室外熱交換器２に配置された第２室外熱交温度センサ１４３を備えているが、検知手段は温度センサ以外のものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明を利用すれば、室外熱交換器で氷結が発生することで、暖房運転能力が著しく低下したり、室外熱交換器が全く使用できない状態になったり、配管破裂によるガス漏れが発生するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態に係る空気調和機の冷媒回路図である。
【図２】図１の空気調和機の制御ユニットの構成を示すブロック図である。
【図３】図１の空気調和機の暖房運転から除霜運転に切り換わる際の動作手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る空気調和機の制御ユニットの構成を示すブロック図である。
【図５】図４の空気調和機の暖房運転から除霜運転に切り換わる際の動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６６】
１  室内熱交換器
２  室外熱交換器
３  圧縮機
４  電動膨張弁
１０、１１０  空気調和機
３０、１３０  制御ユニット
３１、１３１  運転設定記憶部
３２  暖房積算タイマー
３３  圧縮機運転積算タイマー
３４、１３４  制御部
４１  室外熱交温度センサ
４２  外気温度センサ
１４１  第１室外熱交温度センサ
１４３  第２室外熱交温度センサ