(57)【要約】【課題】外気温が低い条件の暖房運転時でも「空除霜」を防止し、最適の着霜状態で除霜をさせることができるため、暖房運転時間を従来よりも長くすることが可能となり、低温暖房能力の向上および快適性が向上することができる空気調和機の除霜制御方法を提供する。【解決手段】室内熱交換器の温度の低下が所定値以下で、マスクタイムによる除霜が複数回連続して行われた場合、外気温が目標温度より低いと判断し、除霜動作条件を、室内熱交換器の温度と室内温度との温度差を当初の設定値より所定値小さくする、またはマスクタイムを当初の設定値より所定値長くする、または室内熱交換器の所定時間毎の温度が所定値に低下するまで除霜を行わないようにし、これらのいずれかの低外気温動作条件に切換えて除霜運転を行う。【選択図】  図３
2004232942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも暖房運転時に冷凍サイクルを構成する室内熱交換器の所定時間毎の温度変化、または前記室内熱交換器の温度と室内温度との温度差および、または暖房運転開始からの一定のマスクタイム経過時間により、室外熱交換器の除霜運転を所定時間行うようにしてなる空気調和機において、
前記室内熱交換器の温度の低下が所定値以下で、前記マスクタイムによる除霜が複数回連続して行われた場合、外気温が目標温度より低いと判断し、前記室内熱交換器の温度と室内温度との温度差を当初の設定値より所定値小さくする、低外気温動作条件に切換えて除霜運転を行うようにしてなることを特徴とする空気調和機の除霜制御方法。
【請求項２】
少なくとも暖房運転時に冷凍サイクルを構成する室内熱交換器の所定時間毎の温度変化、または前記室内熱交換器の温度と室内温度との温度差および、または暖房運転開始からの一定のマスクタイム経過時間により、室外熱交換器の除霜運転を所定時間行うようにしてなる空気調和機において、
前記室内熱交換器の温度の低下が所定値以下で、前記マスクタイムによる除霜が複数回連続して行われた場合、外気温が目標温度より低いと判断し、前記マスクタイムを当初の設定値より所定値長くする、低外気温動作条件に切換えて除霜運転を行うようにしてなることを特徴とする空気調和機の除霜制御方法。
【請求項３】
少なくとも暖房運転時に冷凍サイクルを構成する室内熱交換器の所定時間毎の温度変化、または前記室内熱交換器の温度と室内温度との温度差および、または暖房運転開始からの一定のマスクタイム経過時間により、室外熱交換器の除霜運転を所定時間行うようにしてなる空気調和機において、
前記室内熱交換器の温度の低下が所定値以下で、前記マスクタイムによる除霜が複数回連続して行われた場合、外気温が目標温度より低いと判断し、前記室内熱交換器の所定時間毎の温度が所定値に低下するまで除霜を行わないようにする、低外気温動作条件に切換えて除霜運転を行うようにしてなることを特徴とする空気調和機の除霜制御方法。
【請求項４】
前記低外気温動作条件でのマスクタイムによる除霜が複数回連続して行われた場合、外気温が更に低い極低外気温と判断し、前記室内熱交換器の温度と室内温度との温度差を低外気温動作条件の設定値より所定値小さくする、極低外気温動作条件に切換えて除霜運転を行うようにしてなることを特徴とする請求項１記載の空気調和機の除霜制御方法。
【請求項５】
前記低外気温動作条件でのマスクタイムによる除霜が複数回連続して行われた場合、外気温が更に低い極低外気温と判断し、前記マスクタイムを低外気温動作条件の設定値より所定値長くする、極低外気温動作条件に切換えて除霜運転を行うようにしてなることを特徴とする請求項２記載の空気調和機の除霜制御方法。
【請求項６】
前記低外気温動作条件でのマスクタイムによる除霜が複数回連続して行われた場合、外気温が更に低い極低外気温と判断し、前記室内熱交換器の所定時間毎の温度が所定値低下するまで除霜を行わないようにする、極低外気温動作条件に切換えて除霜運転を行うようにしてなることを特徴とする請求項３記載の空気調和機の除霜制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気調和機の除霜制御技術に係わり、詳しくは、外気温が低い条件の暖房運転時でも「空除霜」を防止し、最適の着霜状態で除霜をさせることができ、低温暖房能力の向上および快適性が向上することができる空気調和機の除霜制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機の冷凍サイクルは例えば図１に示すように、圧縮機１と、四方弁２と、室内熱交換器３と、減圧装置４と、室外熱交換器５とを環状に連結してなり、暖房運転時に圧縮機１より吐出した冷媒は四方弁２を経て室内熱交換器３、減圧装置４、室外熱交換器５の順に流れ、再度、四方弁２を経て圧縮機１に循環するようになっており、室内熱交換器３にはその配管温度を検出する温度センサ６が設けられている。
【０００３】
ところで、暖房運転においては、室外熱交換器５に凝縮水が付着し、これが結氷することにより熱交換に悪影響を及ぼすことになる。そこで、従来の空気調和機では暖房運転時に室内熱交換器３の温度が除霜運転開始温度まで降下すると除霜タイマーがセットされ、この除霜タイマーがタイムアップするまで除霜制御が行われるようになっていた。
しかしながら、以上説明したような従来の除霜運転制御方法では、既に除霜が終了しているような場合であっても除霜タイマーがタイムアップするまで除霜制御動作が続くことになり、元の暖房運転に戻るのが遅れ、快適性が損なわれる恐れがあった。
【０００４】
そこで、（１’）一定時間毎に温度センサ６  が検出した室内熱交換器３の温度の低下量が所定値以上である場合、除霜を開始し、除霜運転開始後、所定時間毎に室内熱交換器の温度を検出し、前後２回の検出温度の温度差が所定値以下のとき、除霜運転を終了させるようにした構成としたものがある。また、前記温度差が所定値以上のとき、除霜運転時間が所定時間を経過した場合には除霜運転を終了させるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
または、（２’）温度センサ６  が検出した室内熱交換器３の温度と、室温度センサが検出した室温との温度差が所定値以下である場合、除霜運転を行う。
または、（３’）暖房運転時間が所定時間経過した場合、除霜運転を行う。
【０００５】
しかし、（１’）では室内熱交換器温度の低下量の測定中に運転を停止され再び運転開始した場合（設定温度に到達して圧縮機が停止した場合も同様）、再び低下量を再検出しなくてはならない。そして、これを繰返すと除霜が動作せずに霜が着霜し続けてしまう。ある程度霜が付着した状態で運転を開始された場合、室外機での熱交換が行われないため室内熱交換器温度は最初から低く、室内熱交換器温度の低下量を検出することができずに除霜が動作しなくなってしまう。そのため（１’）だけではなくて（２’）、（３’）の条件が成立した場合でも除霜を動作させる制御方法を行っている。
但し、暖房運転時間が所定時間経過する前に運転を停止され、再び運転開始した場合も同様のことが起きてしまうため、除霜動作までのマスクタイムは短めに設定されている。
【０００６】
しかしながら、（２’）では除霜動作条件に室内熱交換器温度と室内温度の差を使用しているが、室内熱交換器温度は外気温度によって大きく変化してしまうため、外気温が低い状態で運転された場合、霜が付着してないにも関わらず室内熱交換器温度が低く室温との温度差も小さくなってしまい、マスクタイムが経過した時点で除霜が動作してしまう（空除霜）。従って、通常以上に暖房能力が必要とされる外気温が低い時に、短めに設定されたマスクタイムで暖房運転が中段され除霜が動作してしまう問題がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−３９２３８号公報（第２〜４頁、第１〜４図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明においては、上記問題点に鑑み、外気温が低い条件の暖房運転時でも「空除霜」を防止し、最適の着霜状態で除霜をさせることができるため、暖房運転時間を従来よりも長くすることが可能となり、低温暖房能力の向上および快適性が向上することができる空気調和機の除霜制御方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、少なくとも暖房運転時に冷凍サイクルを構成する室内熱交換器の所定時間毎の温度変化、または前記室内熱交換器の温度と室内温度との温度差および、または暖房運転開始からの一定のマスクタイム経過時間により、室外熱交換器の除霜運転を所定時間行うようにしてなる空気調和機において、
前記室内熱交換器の温度の低下が所定値以下で、前記マスクタイムによる除霜が複数回連続して行われた場合、外気温が目標温度より低いと判断し、前記室内熱交換器の温度と室内温度との温度差を当初の設定値より所定値小さくする、低外気温動作条件に切換えて除霜運転を行うようにしてなる構成となっている。
【００１０】
また、少なくとも暖房運転時に冷凍サイクルを構成する室内熱交換器の所定時間毎の温度変化、または前記室内熱交換器の温度と室内温度との温度差および、または暖房運転開始からの一定のマスクタイム経過時間により、室外熱交換器の除霜運転を所定時間行うようにしてなる空気調和機において、
前記室内熱交換器の温度の低下が所定値以下で、前記マスクタイムによる除霜が複数回連続して行われた場合、外気温が目標温度より低いと判断し、前記マスクタイムを当初の設定値より所定値長くする、低外気温動作条件に切換えて除霜運転を行うようにしてなる構成となっている。
【００１１】
また、少なくとも暖房運転時に冷凍サイクルを構成する室内熱交換器の所定時間毎の温度変化、または前記室内熱交換器の温度と室内温度との温度差および、または暖房運転開始からの一定のマスクタイム経過時間により、室外熱交換器の除霜運転を所定時間行うようにしてなる空気調和機において、
前記室内熱交換器の温度の低下が所定値以下で、前記マスクタイムによる除霜が複数回連続して行われた場合、外気温が目標温度より低いと判断し、前記室内熱交換器の所定時間毎の温度が所定値に低下するまで除霜を行わないようにする、低外気温動作条件に切換えて除霜運転を行うようにしてなる構成となっている。
【００１２】
また、前記低外気温動作条件でのマスクタイムによる除霜が複数回連続して行われた場合、外気温が更に低い極低外気温と判断し、前記室内熱交換器の温度と室内温度との温度差を低外気温動作条件の設定値より所定値小さくする、極低外気温動作条件に切換えて除霜運転を行うようにしてなる構成となっている。
【００１３】
また、前記低外気温動作条件でのマスクタイムによる除霜が複数回連続して行われた場合、外気温が更に低い極低外気温と判断し、前記マスクタイムを低外気温動作条件の設定値より所定値長くする、極低外気温動作条件に切換えて除霜運転を行うようにしてなる構成となっている。
【００１４】
また、前記低外気温動作条件でのマスクタイムによる除霜が複数回連続して行われた場合、外気温が更に低い極低外気温と判断し、前記室内熱交換器の所定時間毎の温度が所定値低下するまで除霜を行わないようにする、極低外気温動作条件に切換えて除霜運転を行うようにしてなる構成となっている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
図１は本発明の除霜制御方法を実行する冷凍サイクルで、圧縮機１、四方弁２、室内熱交換器３、減圧装置４、室外熱交換器５を環状に連結してなり、暖房運転時の冷媒は実線細矢印の方向に循環し、除霜（冷房）運転時の冷媒は実線太矢印の方向に循環するようになっている。なお、室内熱交換器３にはその配管温度を検出する温度センサ６が設けられている。
【００１６】
図２は当該空気調和機の制御系のブロック図である。室内機Ａ側には室内熱交換器３で熱交換された空気を室内へ送出する室内送風機７および室内への風向を調節する風向調節装置８等を制御する室内機制御部９の他、運転状態等を報知する報知部１０、室温検出用の温度センサ１１、および前記温度センサ６が設けられ、一方の室外機Ｂ側には室内機制御部９からの指令に基づき、圧縮機１、四方弁２、室外送風機１２等を制御する室外機制御部１３が設けられている。
【００１７】
暖房運転において、室外熱交換器５に凝縮水が付着し、これが結氷すると除霜運転が行われる。まず、暖房運転を開始してから除霜開始を抑制しておく時間（マスクタイム）を３０分としておく。そして、以下の除霜動作条件を設定する。
（１）一定時間毎に温度センサ６が検出した室内熱交換器３の温度Ｔｎの低下量が所定値Ｔ１以上である場合。
（２）温度センサ６が検出した室内熱交換器３の温度Ｔｎと、温度センサ１１が検出した室温Ｔｓとの温度差が所定値Ｔ２以下である場合。
（３）暖房運転時間が所定時間経過した場合。
上記（１）〜（３）のいずれかの条件に達した場合、通常の除霜運転を所定時間行い、除霜タイマーがタイムアップしたら除霜を終了し、暖房運転に復帰する。
【００１８】
しかし、前記室内熱交換器３の温度の低下が所定値以下で、前記マスクタイムによる除霜が複数回（例えば、４回）連続して行われた場合（空除霜）、外気温が設計目標温度より低いと判断し、除霜動作条件を以下の低外気温動作条件にする。
（４）前記室内熱交換器３の温度Ｔｎと、室内温度Ｔｓとの温度差を当初の設定値Ｔ２より３℃小さくする。
（５）前記マスクタイムを当初の設定値３０分より、更に３０分延長し、６０分とする。
（６）前記室内熱交換器３の所定時間毎の温度が所定値に低下するまで除霜を行わないようにする。（室内熱交換器３の温度と室内温度との温度差では除霜を動作させない）。
上記（４）〜（６）のいずれかの低外気温動作条件に切換えて除霜運転を所定時間行い、除霜タイマーがタイムアップしたら除霜を終了し、暖房運転に復帰する。
【００１９】
また、前記各低外気温動作条件での除霜運転の繰返し回数をカウントし、この回数が所定回数（例えば、４回）以上に達した場合、外気温が更に低い極低外気温と判断し、除霜動作条件を以下の極低外気温動作条件にする。
（７）前記室内熱交換器３の温度Ｔｎと、室内温度Ｔｓとの温度差を当初の設定値Ｔ２より５℃小さくする。
（８）前記マスクタイムを当初の設定値３０分より、更に６０分延長し、９０分とする。
（９）前記室内熱交換器３の所定時間毎の温度が所定値に低下するまで除霜を行わないようにする。（室内熱交換器３の温度と室内温度との温度差では除霜を動作させない）。
上記（７）〜（９）のいずれかの極低外気温動作条件に切換えて除霜運転を所定時間行い、除霜タイマーがタイムアップしたら除霜を終了し、暖房運転に復帰する。
【００２０】
以下、本発明の除霜制御方法を図３のフローチャートにより説明する。
まず、暖房運転が開始されると、ステップＳＴ１で除霜開始を抑制しておく時間（マスクタイム）が３０分経過したかどうか判断される。もし３０分経過していれば、ステップＳＴ２で上述の（１）〜（３）の除霜動作条件に達したかどうか判定され、もし、条件に達していなければ、ステップＳＴ３に進め５分間の時間待ちをし、ステップＳＴ４で再度除霜動作条件に達したかどうか判定され、もし、条件に達していればステップＳＴ５で除霜運転を行う。この時室内送風機７、圧縮機１、室外送風機１２の運転を停止させ、報知部１０に除霜表示を行い、四方弁２を暖房運転時の状態から除霜（冷房）運転時の状態に切り替える。そして除霜タイマーがタイムアップしたら除霜を終了し、ステップＳＴ６で暖房運転に復帰する。
【００２１】
前記ステップＳＴ２で除霜動作条件に達していれば、ステップＳＴ７で除霜動作条件が上述の（１）の室内熱交換器３の温度Ｔｎの低下量が所定値Ｔ１以上であるかどうか確認され、もし、所定値Ｔ１以上であれば、ステップＳＴ８で、上記同様に、通常の除霜運転が行われ、ステップＳＴ９で暖房運転に復帰する。
【００２２】
次に、ステップＳＴ２で除霜動作条件に達していなければ、即ち、温度Ｔｎの低下量が所定値Ｔ１以下であれば、マスクタイムによる除霜回数をカウントし（ステップＳＴ１０）、除霜回数が４回以上かどうか判断され（ステップＳＴ１１）、もし、４回以上であれば外気温が設計目標温度より低く、「空除霜」であると判断し、ステップＳＴ１２で低外気温除霜制御へ移行する。もし、４回以下であれば、ステップＳＴ８で上記と同様に、通常の除霜を行う。
【００２３】
そして、ステップＳＴ１３で低外気温での除霜回数をカウントし、除霜回数が４回以上かどうか判断され、もし、４回以下であれば、ステップＳＴ１４で低外気温除霜へ切換えて、上述の（４）〜（６）のいずれかの低外気温動作条件であれば除霜運転を行い暖房運転に復帰する（ステップＳＴ１５〜１７）。
【００２４】
もし、ステップＳＴ１３でカウンタが４回であれば、ステップＳＴ１８で極低外気温除霜制御へ移行する。そして、上述の（７）〜（９）のいずれかの極低外気温動作条件であれば除霜運転を行い暖房運転に復帰する（ステップＳＴ１９〜２１）。
【００２５】
以上説明したように、前記室内熱交換器３の温度の低下が所定値以下で、マスクタイムによる除霜が複数回連続して行われた場合、外気温が目標温度より低いと判断し、除霜動作条件を、前記室内熱交換器３の温度と室内温度との温度差を当初の設定値より所定値小さくする、または前記マスクタイムを当初の設定値より所定値長くする、または前記室内熱交換器３の所定時間毎の温度が所定値に低下するまで除霜を行わないようにし、これらのいずれかの低外気温動作条件に切換えて除霜運転を行うようにした構成とすることにより、外気温が低い条件の暖房運転時でも「空除霜」を防止し、最適の着霜状態で除霜をさせることができるため、暖房運転時間を従来よりも長くすることが可能となり、低温暖房能力の向上および快適性が向上することができる空気調和機の除霜制御方法となる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したような除霜制御機能を備えた空気調和機であれば、外気温が低い条件の暖房運転時でも「空除霜」を防止し、最適の着霜状態で除霜をさせることができるため、暖房運転時間を従来よりも長くすることが可能となり、低温暖房能力の向上および快適性が向上することができる空気調和機の除霜制御方法となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明および従来例に係わる空気調和機の冷凍サイクルである。
【図２】本発明に係わる空気調和機の制御系のブロック図である。
【図３】本発明の除霜制御動作の概略を示すフローチャートである。
【符号の説明】
Ａ  室内機
Ｂ  室外機
１  圧縮機
２  四方弁
３  室内熱交換器
４  減圧装置
５  室外熱交換器
６  温度センサ（室内熱交換器用）
７  室内送風機
９  室内機制御部
１０  報知部
１１  室温センサ
１２  室外送風機
１３  室外機制御部
【図１】
2004232942.tif 000003
【図２】
2004232942.tif 000004
【図３】
2004232942.tif 000005