(57)【要約】【目的】外気温が−５℃以下のような極低温時でも暖房能力があまり低下しないようにしたヒートポンプエアコンの除霜運転方法を提供する。【手段】暖房運転中に、暖房運転開始または前回の除霜運転から所定の時間Ｈ１の経過を待つ（ステップＳ１）。Ｈ１が経過すれば外気温センサ８で外気温を測定し予め定めた温度Ｔ１より高いか判断し（ステップＳ２）、低ければ室内熱交換器の温度を測定し（ステップ７）所定温度より低い場合は除霜運転に入る（ステップＳ４）。除霜運転により除霜温度センサ６の検出温度が前記Ｔ２より高めに設定した温度Ｔ３を上回る（ステップＳ５）か設定時間Ｈ２が経過すれば（ステップＳ６）除霜運転は終了し暖房運転に戻る。【選択図】　　　　図２
2004093020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と室外送風機と室外熱交換器と四方弁とを有した室外機と、
室内送風機と室内熱交換器とを有した室内機と、
前記室外機と前記室内機とを冷媒配管でつなぎ冷凍サイクルを構成したヒートポンプエアコンにおいて、
前記室外機には除霜温度を検出する除霜温度センサと外気温を検出する外気温センサを設け、前記室内機には室内熱交換器の温度を検出する熱交温度センサを設け、
前記外気温センサで検出した外気温度が所定温度以上の場合には前記除霜温度センサの検出値が予め定めた設定温度を下回った場合に除霜運転を開始し、外気温度が所定温度より低い場合には前記熱交温度センサで検出した温度が予め定めた設定温度を下回った場合に、除霜運転を開始するようにしたことを特徴とするヒートポンプエアコンの除霜運転制御方法。
【請求項２】
圧縮機と室外送風機と室外熱交換器と四方弁とを有した室外機と、
室内送風機と室内熱交換器とを有した室内機と、
前記室外機と前記室内機とを冷媒配管でつなぎ冷凍サイクルを構成したヒートポンプエアコンにおいて、
前記室外機には除霜温度を検出する除霜温度センサと外気温を検出する外気温センサを設け、前記室内機には室内熱交換器の温度を検出する熱交温度センサを設け、
前記外気温センサで検出した外気温度が所定温度以上の場合には前記除霜温度センサの検出値が予め定めた設定温度を下回った場合に除霜運転を開始し、外気温度が所定温度より低い場合には圧縮機起動から所定時間後の室内熱交換器の温度を前記熱交温度センサで検出し、記憶し、この記憶した温度より予め定められた所定の低い温度を検出した場合に除霜運転を開始するようにしたことを特徴とするヒートポンプエアコンの除霜運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外気温が−５℃以下のような極低温時でも暖房能力があまり低下しないようにしたヒートポンプエアコンの除霜運転制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特公昭６１−９５４２
【特許文献２】特開平４−６０３３０
【特許文献３】特開平９−２４３２１０
【特許文献４】特開平１１−２８７５３８
上記特許文献１、特許文献２、特許文献３記載のものには、除霜運転制御において室外気温の検知についてふれていない。
また特許文献４記載のものには、除霜運転制御において室内熱交換器の温度低下が関与してない。
【０００３】
ここで、一般的な従来のヒートポンプエアコンの構成を図４、除霜運転のフローチャートを図５により説明する。
図４において、Ａは室外機、Ｂは室内機であり、１は前記室外機Ａに内蔵された圧縮機で、１ａは圧縮機吐出管、１ｂは圧縮機吸入管である。２は前記室外機Ａに内蔵された室外熱交換器、３は前記室外機Ａに内蔵され前記室外熱交換器２に室外空気を送る室外送風機で室外送風機モータ３ａとプロペラファン３ｂとで構成される。４は前記室外機Ａに内蔵され冷媒の流れ方向を切り換える四方弁、５は前記室外機Ａに内蔵され後述の冷媒細配管の途中に取り付けられたキャピラリーチューブや膨張弁等からなる絞り装置、６は前記室外機Ａに内蔵され前記室外熱交換器２又は室外熱交換器２につながる冷媒配管に取り付けられた除霜温度センサ、７は前記室外機Ａに内蔵され後述の室内制御装置や前記除霜温度センサ６の信号により前記圧縮機１・室外送風機３・四方弁４等の動きを制御する室外制御装置、１１は前記室内機Ｂに内蔵された室内熱交換器、１２は前記室内機Ｂに内蔵され前記室内熱交換器１１に室内空気を送る室内送風機で室内送風機モータ１２ａとクロスフローファン１２ｂとで構成される。１３は前記室内熱交換器１１の吸い込み側に取り付けられ室内の吸い込み温度を検出する室内温度センサである。１４は前記室内熱交換器１１又は室内熱交換器１１につながる冷媒配管に取り付けられた熱交温度センサ、１５は室内機Ｂに内蔵され図示しないリモコンや室内温度検出器１３、熱交温度センサ１４からの信号により室内送風機１２や前記室外制御装置７を制御する室内制御装置、２１は前記四方弁４と室内熱交換器１１をつなぐ第１冷媒太配管、２２は前記室内熱交換器１１と室外熱交換器２をつなぐ冷媒細配管、２３は前記室外熱交換器２と四方弁４とをつなぐ第２冷媒太配管である。
【０００４】
以上のように構成されたヒートポンプエアコンについて、動作を説明する。
先ず、冷房時の動きについて説明する。
図示しないリモコンにより冷房運転の指示をすると室内制御装置１５は室内送風機１２を起動すると共に室外制御装置７に信号を送り、室外制御装置７は四方弁４が圧縮機吐出管１ａと第２冷媒太配管２３、圧縮機吸入管１ｂと第１冷媒太管２１がつながるように指示を出し、圧縮機１、室外送風機３を起動する。
【０００５】
これにより、圧縮機１で加圧された高温高圧の冷媒ガスは圧縮機吐出管１ａ、四方弁４、第２冷媒太配管２３を通り室外熱交換器２に入る。室外熱交換器２では室外送風機３により冷却風が送られているので冷却風により熱が奪われ冷媒は中温高圧の液体になる。中温高圧の液体になった冷媒は冷媒細配管２２に設けられた絞り装置５で絞られ室内熱交換器１１に流入する。室内熱交換器１１では冷媒は周りの空気から気化熱を奪い気体になる。このとき室内熱交換器１１の周囲の空気は冷やされ室内送風機１２で冷房対象の部屋に送られることにより冷房することができる。
気化した冷媒ガスは第１冷媒太配管２１、四方弁４、圧縮機吸入管１ｂを通り圧縮機１に入り再び圧縮されて以上のサイクルを繰り返すことにより冷房運転を継続する。
室内温度センサ１３で冷房の設定温度を検出すると圧縮機１を停止し冷房運転を停止する。
【０００６】
次ぎに、暖房時の動きについて説明する。
図示しないリモコンにより暖房運転の指示をすると室内制御装置１５は室外制御装置７に信号を送り、室外制御装置７は四方弁４が圧縮機吐出管１ａと第１冷媒太管２１、圧縮機吸入管１ｂと第２冷媒太配管２３がつながるように指示を出し、圧縮機１、室外送風機３を起動する。
【０００７】
これにより、圧縮機１で加圧された高温高圧の冷媒ガスは圧縮機吐出管１ａ、四方弁４、第１冷媒太配管２１を通り室内熱交換器１１に入る。これにより室内熱交換器１１が暖められ熱交温度センサ１４が所定の温度を検出すると室内送風機１３を起動する。このとき室内熱交換器１１では凝縮熱を放出し冷媒ガスは中温高圧の液体になる。この凝縮熱により室内熱交換器１１周囲の空気は暖められ室内送風機１２で暖房対象の部屋に送られ暖房することができる。
中温高圧の液体になった冷媒は冷媒細配管２２に設けられた絞り装置５で絞られ室外熱交換器２に流入し周囲の空気から気化熱を奪い気化する。
気化した冷媒ガスは、第２冷媒太配管２３、四方弁４、圧縮機吸入管１ｂを通り圧縮機１に入り再び圧縮されて以上のサイクルを繰り返すことにより暖房運転を継続する。
室内温度センサ１３で暖房の設定温度を検出すると圧縮機１を停止し暖房運転を停止する。
【０００８】
次ぎに除霜運転について説明する。
暖房運転中外気温が低い上に室外熱交換器２は前述のように低温になるため、空気中の水分が室外熱交換器２に付着し霜状の氷となり、室外熱交換器２のフィンが目詰まりして空気が流れなくなる。そうなると外気から熱がとれなくなるため暖房能力が落ちてくるようになる。
この室外熱交換器２に付着した霜（このことを着霜という）を取り除くのが除霜運転である。
【０００９】
図５は従来の除霜運転のフローチャートでありこれに基づき説明する。
暖房運転中に暖房運転開始または前回の除霜運転から所定の時間Ｈ１１（例えば５０分）の経過を待つ（ステップＳ２１）、室外熱交換器２又は室外熱交換器２につながる冷媒配管に取り付けられた除霜温度センサ６の温度が予め定めた設定温度Ｔ１１（例えば−１０℃）を下回ったと判断すれば（ステップＳ２２）除霜運転に入り（ステップＳ２３）圧縮機１と室内送風機１２と室外送風機３を停止し、四方弁４を冷房側に切り替え、少しして圧縮機１は運転を再開する。これにより圧縮機１で加圧された高温高圧の冷媒ガスが室外熱交換器２に流入するようになるので室外熱交換器２に付着した霜を溶かして取り除くことができる。
除霜運転により除霜温度センサ６が前記予め定めた設定温度Ｔ１１より高めに設定した温度Ｔ１２（例えば１０℃）を上回る（ステップＳ２４）か所定時間Ｈ１２（例えば１０分）が経過すれば（ステップＳ２５）除霜運転は終了し暖房運転に戻る。
また、ステップＳ２２で除霜温度センサ６が検出した温度が予め定めた設定温度Ｔ１１より高いと判断した場合には除霜運転の必要なしとして暖房運転を継続する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のヒートポンプエアコンの除霜運転制御にあっては以下の課題を有していた。
【００１１】
室外気温が−５℃以下の極低温温度領域になると、空気中の水分が少なくなり着霜しにくくなる。室外熱交換器２は室外気温よりも更に低温になるので、除霜温度センサ６では設定温度以下を検知することになり室外熱交換器２に霜が付いていなくても暖房運転開始または前回の除霜運転から所定時間（例えば５０分）ごとに除霜運転を行い、この間は暖房運転が中断してしまい、非常に不愉快な思いをすることとなっていた。
【００１２】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、本当に必要なときだけ除霜運転を行うようにして、結果的に暖房極低温能力を上げることを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明のヒートポンプエアコンは、圧縮機と室外送風機と室外熱交換器と四方弁とを有した室外機と、室内送風機と室内熱交換器とを有した室内機と、前記室外機と前記室内機とを冷媒配管でつなぎ冷凍サイクルを構成したヒートポンプエアコンにおいて、前記室外機には除霜温度を検出する除霜温度センサーと外気温を検出する外気温センサを設け、前記室内機には室内熱交換器の温度を検出する熱交温度センサを設け、前記外気温センサで検出した外気温度が所定温度以上の場合には前記除霜温度センサーの検出値が予め定めた設定温度を下回った場合に除霜運転を開始し、外気温度が所定温度より低い場合には前記熱交温度センサで検出した温度が予め定めた設定温度を下回った場合に、除霜運転を開始するようにした。
【００１４】
また、圧縮機と室外送風機と室外熱交換器と四方弁とを有した室外機と、室内送風機と室内熱交換器とを有した室内機と、前記室外機と前記室内機とを冷媒配管でつなぎ冷凍サイクルを構成したヒートポンプエアコンにおいて、前記室外機には除霜温度を検出する除霜温度センサと外気温を検出する外気温センサを設け、前記室内機には室内熱交換器の温度を検出する熱交温度センサを設け、前記外気温センサで検出した外気温度が所定温度以上の場合には前記除霜温度センサの検出値が予め定めた設定温度を下回った場合に除霜運転を開始し、外気温度が所定温度より低い場合には圧縮機起動から所定時間後の室内熱交換器の温度を前記熱交温度センサで検出し、記憶し、この記憶した温度より予め定められた所定の低い温度を検出した場合に除霜運転を開始するようにした。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。
図１は本発明の実施の形態に係るヒートポンプエアコンの構成図である。図１において、８は外気温を検知する外気温センサである。
そのほかの構成及び、冷房運転、暖房運転については従来例と同じであるので同じ番号、同じ符号を付して説明を省略する。
【００１６】
（実施例１）
図２は本発明の除霜運転実施例１のフローチャートである。
暖房運転中に、暖房運転開始または前回の除霜運転から所定の時間Ｈ１（例えば５０分）の経過を待つ（ステップＳ１）。Ｈ１が経過すれば外気温センサ８で外気温を測定し予め定めた温度Ｔ１（例えば−５℃）より高いか判断し（ステップＳ２）、高ければ室外熱交換器２に取り付けた除霜温度センサ６で予め定めた設定温度Ｔ２（例えば−１０℃）以下であるか判断する（ステップＳ３）。Ｔ２より高い場合には除霜運転の必要なしとしてステップＳ２に戻る。またＴ２以下の場合には除霜運転に入り（ステップＳ４）圧縮機１と室内送風機１２と室外送風機３を停止し、四方弁４を冷房側に切り替え、少しして圧縮機１の運転を再開する。これにより圧縮機１で加圧された高温高圧の冷媒ガスが室外熱交換器２に流入するので室外熱交換器２に付着した霜を溶かして取り除くことができる。
【００１７】
除霜運転により除霜温度センサ６の検出温度が前記Ｔ２より高めに設定した温度Ｔ３（例えば１０℃）を上回る（ステップＳ５）か所定時間Ｈ２（例えば１０分）が経過すれば（ステップＳ６）除霜運転は終了し暖房運転に戻る。
また、ステップＳ２で外気温センサ８で検出した温度がＴ１より低ければ室内熱交換器１１に取り付けた熱交温度センサ１４で予め定めた設定温度Ｔ４（例えば４０℃）以上であるか判断する。熱交温度センサ１４で検出した温度がＴ４以上であればステップＳ２に戻り暖房を継続し、熱交温度センサ１４で検出した温度がＴ４未満であればステップＳ４に進み上記と同様除霜運転を行う。
【００１８】
これにより室外熱交換器に着装したタイミングを的確につかむことができ、必要なときだけ除霜運転を行うことができる。
【００１９】
（実施例２）
図３は本発明の除霜運転実施例２のフローチャートである。
暖房運転中に、暖房運転開始または前回の除霜運転から所定の時間Ｈ３（例えば５０分）の経過を待つ（ステップＳ１１）。Ｈ３が経過すれば外気温センサ８で外気温を測定し予め定めた温度Ｔ１（例えば−５℃）より高いか判断し（ステップＳ１２）、高ければ室外熱交換器２に取り付けた除霜温度センサ６で予め定めた設定温度Ｔ２（例えば−１０℃）以下であるか判断する。Ｔ２より高い場合には除霜運転の必要なしとしてステップＳ１２に戻る。またＴ２以下の場合には除霜運転に入り（ステップＳ１４）圧縮機１と室内送風機１２と室外送風機３を停止し、四方弁４を冷房側に切り替え、少しして圧縮機１の運転を再開する。これにより圧縮機１で加圧された高温高圧の冷媒ガスが室外熱交換器２に流入するので室外熱交換器２に付着した霜を溶かして取り除くことができる。
【００２０】
除霜運転により除霜温度センサ６の検出温度が前記Ｔ２より高めに設定した温度Ｔ３（例えば１０℃）を上回る（ステップＳ１５）か所定時間Ｈ４（例えば１０分）が経過すれば（ステップＳ１６）除霜運転は終了し暖房運転に戻る。
また、ステップＳ１２で外気温センサ８で検出した温度がＴ１より低ければ圧縮機１起動から所定の時間Ｈ５（例えば３０分）が経過した時点の室内熱交換器１１の温度Ｔ５を室内熱交換器１１に取り付けた熱交温度センサ１４で検出し室内制御装置１５に内蔵されたマイコン（図示せず）内部の記憶部分に記憶する。このまま暖房を継続すると室内熱交換器１１の温度は室外熱交換器２に着霜してない場合にはほとんど下がらないし、着霜がある場合には外気からの吸熱が少ないため徐々に下がってくるので熱交温度センサ１４で検出した温度Ｔ６が記憶した温度Ｔ５より所定温度ΔＴ（例えば−１０℃）以内であればステップＳ１２に戻り暖房を継続し、熱交温度センサ１４で検出した温度Ｔ６が記憶した温度Ｔ５より所定温度ΔＴを超えて低くなればステップＳ１４に進み上記と同様除霜運転を行うようにしてある。
【００２１】
これにより、実施例１のＴ４に達しないような場合でも室外熱交換器２に着霜したタイミングを的確につかむことができ、必要なときだけ除霜運転することができる。
【００２２】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での改良や変形も本発明に含まれる。特に、所定の時間や、各種の設定温度等に具体的数字を上げて説明しているが、本発明はこれらの数字に限定されるものではない。また、実施例２において圧縮機１の起動から所定の時間後の温度を記憶するとしたが、室内熱交換器１１の温度上昇こう配が緩やかになった点をとらえて記憶するようにしても良い。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明のヒートポンプエアコンの除霜運転制御方法によれば、以下のような優れた効果を有する。
【００２４】
請求項１に記載の発明によれば、
圧縮機と室外送風機と室外熱交換器と四方弁とを有した室外機と、室内送風機と室内熱交換器とを有した室内機と、前記室外機と前記室内機とを冷媒配管でつなぎ冷凍サイクルを構成したヒートポンプエアコンにおいて、前記室外機には除霜温度を検出する除霜温度センサと外気温を検出する外気温センサを設け、前記室内機には室内熱交換器の温度を検出する熱交温度センサを設け、前記外気温センサで検出した外気温度が所定温度以上の場合には前記除霜温度センサの検出値が予め定めた設定温度を下回った場合に除霜運転を開始し、外気温度が所定温度より低い場合には前記熱交温度センサで検出した温度が予め定めた設定温度を下回った場合に、除霜運転を開始するようにしたので、
無駄な除霜を行わなくなり、暖房極低温能力を上げることができるという効果を有する。
【００２５】
請求項２に記載の発明によれば、
圧縮機と室外送風機と室外熱交換器と四方弁とを有した室外機と、室内送風機と室内熱交換器とを有した室内機と、前記室外機と前記室内機とを冷媒配管でつなぎ冷凍サイクルを構成したヒートポンプエアコンにおいて、前記室外機には除霜温度を検出する除霜温度センサと外気温を検出する外気温センサを設け、前記室内機には室内熱交換器の温度を検出する熱交温度センサを設け、前記外気温センサで検出した外気温度が所定温度以上の場合には前記除霜温度センサの検出値が予め定めた設定温度を下回った場合に除霜運転を開始し、外気温度が所定温度より低い場合には圧縮機起動から所定時間後の室内熱交換器の温度を前記熱交温度センサで検出し、記憶し、この記憶した温度より予め定められた所定の低い温度を検出した場合に除霜運転を開始するようにしたので、
無駄な除霜を行わなくなり、実施例１よりも更に暖房極低温能力を上げることができる。
【００２６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成図である。
【図２】本発明第１の実施例のフローチャートである。
【図３】本発明第２の実施例のフローチャートである。
【図４】従来例の構成図である。
【図５】従来例のフローチャートである。
【符号の説明】
１：圧縮機
１ａ：圧縮機吐出管
１ｂ：圧縮機吸入管
２：室外熱交換器
３：室外送風機
３ａ：室外送風機モータ
３ｂ：プロペラファン
４：四方弁
５：絞り装置
６：除霜温度センサ
７：室外制御装置
８：外気温センサ
１１：室内熱交換器
１２：室内送風機
１２ａ：室内送風機モータ
１２ｂ：クロスフローファン
１３：室内温度センサ
１４室内制御装置
２１：第１冷媒太配管
２２：冷媒細配管
２３：第２冷媒太配管
Ａ：室外機
Ｂ：室内機
【図１】
2004093020.tif 000003
【図２】
2004093020.tif 000004
【図３】
2004093020.tif 000005
【図４】
2004093020.tif 000006
【図５】
2004093020.tif 000007