(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を循環する配管に、圧縮機と室外熱交換器とを有する室外ユニット及び電子膨張弁と室内熱交換器とを有する室内ユニットを接続して冷凍サイクルを形成してなり、前記室内熱交換器の冷媒温度に基づいて前記圧縮機を停止して前記室内熱交換器を除霜運転するオフサイクル除霜制御手段を備え、前記オフサイクル除霜制御手段は、冷却運転開始後又は前回の前記除霜運転実行後の前記圧縮機の連続運転時間が第１の基準値を越えたことと、前記圧縮機の積算運転時間が第２の基準値を越えたことのいずれか一方を条件として前記除霜運転を行う冷却装置において、
室内設定温度に基づいて前記第１の基準値と前記第２の基準値を設定する基準値設定手段を有することを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記基準値設定手段は、前記室内設定温度が低くなるにつれて、前記第１の基準値と前記第２の基準値を大きく設定することを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記基準値設定手段は、前記圧縮機が始動する毎に前記室内設定温度に基づいて前記第１の基準値と前記第２の基準値を設定することを特徴とする請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記基準値設定手段は、設定時間毎に前記室内設定温度に基づいて前記第１の基準値と前記第２の基準値を設定することを特徴とする請求項２に記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置に係り、特に、室内熱交換器を除霜運転するオフサイクル除霜機能を備えた冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷却装置は、圧縮機、室外熱交換器などを備えた室外ユニットと、電子膨張弁、室内熱交換器などを備えた室内ユニットを配管で接続して、冷媒を循環させることにより冷凍サイクルを形成している。このような冷却装置として、冷却運転時に、室内熱交換器を除霜運転するオフサイクル除霜制御機能を備えた冷却装置が知られている。オフサイクル除霜制御は、室内熱交換器の冷媒温度が所定の温度に低下したときに、圧縮機を停止させるとともに室内側ファンを所定のモードで回転させて、室内熱交換器の除霜運転を行う。また、除霜運転を作動させると圧縮機を所定時間（例えば、３分間）停止させ、その後、室内熱交換器の冷媒温度が所定の温度（例えば、１２℃）まで上昇すると、圧縮機を再始動させて冷却運転を開始する。このように、定められた条件下で圧縮機の停止と始動を繰り返すことにより、冷却運転を行いながら、かつ、室内空気中に含まれる水分が霜となって室内熱交換器の配管に付着することを防止している。
【０００３】
また、特許文献１では、圧縮機の頻繁な発停を抑制するため、圧縮機が停止した回数をカウントして、そのカウント値に基づいて圧縮機を再始動させる室内熱交換器の温度の基準値を変更することが記載されている。つまり、圧縮機の停止回数が増えれば、圧縮機を再始動させる室内熱交換器の温度の基準値を高い値に変更して、圧縮機を再始動しにくくしている。これによれば、圧縮機の頻繁な発停を抑制することができるとされている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２９７９５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、圧縮機の頻繁な発停を十分に抑制できない場合がある。すなわち、圧縮機を再始動させる際の条件については考慮されているが、圧縮機を停止させる際の条件については考慮されていない。例えば、圧縮機始動時に一時的に室内熱交換器の冷媒温度が急激に低下することがある。このような一時的な冷媒温度の低下にもかかわらず除霜運転が作動してしまい、本来不要な圧縮機の発停が多く行われてしまうことがある。
【０００６】
本発明は、除霜運転の制御を改善して、圧縮機の頻繁な発停を抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の冷却装置は、冷媒を循環する配管に、圧縮機と室外熱交換器とを有する室外ユニット及び電子膨張弁と室内熱交換器とを有する室内ユニットを接続して冷凍サイクルを形成してなり、室内熱交換器の冷媒温度に基づいて圧縮機を停止して室内熱交換器を除霜運転するオフサイクル除霜制御手段を備えた冷却装置において、オフサイクル除霜制御手段は、冷却運転開始後又は前回の除霜運転実行後の圧縮機の連続運転時間が第１の基準値を越えたことと、圧縮機の積算運転時間が第２の基準値を越えたことのいずれか一方を条件として除霜運転を行うことを特徴とする。
【０００８】
すなわち、室内熱交換器の冷媒温度は、圧縮機始動直後は急激に低下し、その後徐々に上昇して一定の温度に安定するので、冷媒温度が安定するまでの間は除霜運転を作動させないようにする。つまり、室内熱交換器の冷媒温度が安定するまでの間は、たとえ、冷媒温度が除霜運転を開始する条件温度を満たしたとしても除霜運転は作動しないので、本来不要な除霜運転の作動を抑制することができる。これにより、圧縮機の頻繁な発停を抑制することができる。
【０００９】
この場合において、オフサイクル除霜制御手段は、室内設定温度に基づいて第１の基準値と第２の基準値を設定する基準値設定手段を有し、基準値設定手段は、室内設定温度が低くなるにつれて、第１の基準値と第２の基準値を大きく設定することが望ましい。これによれば、例えば、低温倉庫用冷却装置などでは、室内設定温度が低いため圧縮機始動直後の冷媒温度の急激な低下は発生しやすくなり、温度が安定するまでに要する時間も長くなるが、これに対応して除霜運転を作動させる条件である第１の基準値と第２の基準値を大きくすることができる。したがって、室内設定温度が異なる様々な環境に対応して、安定して本来不要な除霜運転の作動を抑制することができ、圧縮機の頻繁な発停を抑制することができる。
【００１０】
また、基準値設定手段は、圧縮機が始動する毎に室内設定温度に基づいて第１の基準値と第２の基準値を設定することが望ましい。これによれば、例えば、冷却運転中に室内設定温度が変更されたとしても、圧縮機が始動する毎に、室内設定温度に対応して除霜運転を作動させる条件である第１の基準値と第２の基準値を設定変更できる。したがって、安定して、本来不要な除霜運転の作動を抑制して、圧縮機の頻繁な発停を抑制することができる。この場合において、第１の基準値と第２の基準値の設定変更は、上述した圧縮機が始動する毎に行うことに代えて、あらかじめ設定された時間毎に行うこともできる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、除霜運転の制御を改善して、圧縮機の頻繁な発停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】
【００１２】
以下、本発明を適用してなる冷却装置の実施形態を、図１〜図４を用いて説明する。なお、本実施形態は、低温倉庫用冷却装置に本発明を適用した場合を例示するものである。図１は、本実施形態の冷却装置の構成を示す図である。図１に示すように、冷却装置１は、室外ユニット２と、室内ユニット３と、これらを環状に接続するガス側接続配管４及び液側接続配管５で構成されている。
【００１３】
室外ユニット２は、圧縮機６と、室外熱交換器７と、これらとガス側接続配管４及び液側接続配管５を接続して冷媒を循環させる室外配管８で構成されている。
【００１４】
室内ユニット３は、電子膨張弁９と、室内熱交換器１０と、これらとガス側接続配管４及び液側接続配管５を接続して冷媒を循環させる室内配管１１で構成されている。また、室内熱交換器１０の近傍には、室内熱交換器１０に室内空気を送風する室内送風機１２が設けられており、室内熱交換器１０の入口側と出口側の配管には、それぞれ液側冷媒温度センサ１３とガス側冷媒温度センサ１４が設けられている。さらに、室内ユニット３には、室内の温度を検出する室内温度センサ１６と、室内設定温度を保持する室内設定温度保持器１７と、オフサイクル除霜制御装置１８が設けられている。オフサイクル除霜制御装置１８は、圧縮機６、室内送風機１２、液側冷媒温度センサ１３、ガス側冷媒温度センサ１４、室内温度センサ１６、室内設定温度保持器１７とそれぞれ信号線を介して接続されている。
【００１５】
次に、本発明の特徴部であるオフサイクル除霜制御装置１８の詳細を図２、図３を用いて説明する。図２は、オフサイクル除霜制御装置１８の内部構成を示す図である。図２に示すように、オフサイクル除霜制御装置１８は、オフサイクル除霜制御に必要な基準値Ｔ１〜Ｔ８を格納する基準値テーブル２２と、冷却運転開始後又は前回の除霜運転実行後の圧縮機の連続運転時間及び積算運転時間を格納する連続時間カウンタ２３及び積算時間カウンタ２４と、演算処理装置２５で構成されている。演算処理装置２５は、圧縮機６の運転状況情報に基づいて連続時間カウンタ２３と積算運転時間カウンタ２４に格納する値を更新する。また、室内設定温度保持器１７で保持されている室内設定温度に基づいて基準値テーブル２２の基準値Ｔ１及びＴ２を更新する。そして、上述した運転状況情報、室内設定温度の他、液側冷媒温度センサ１３で計測された室内熱交換器１０の入口側の冷媒温度、ガス側冷媒温度センサ１４で計測された室内熱交換器１０の出口側の冷媒温度、室内温度センサ１６で計測された室内温度、基準値テーブル２２に格納されている値、連続時間カウンタ２３と積算運転時間カウンタ２４に格納されている値などを入力し、これらの情報に基づいて、圧縮機６の運転／停止制御指令及び室内送風機１２の回転数制御指令を出力する。
【００１６】
図３は、オフサイクル演算処理装置２５によって実行されるオフサイクル除霜制御の動作をフローチャートで示した図である。図示しない冷却運転の開始スイッチが操作されると、圧縮機６が始動して冷却運転が開始される。そして、室内設定温度保持器１７で保持されている室内設定温度に基づいて、基準時間Ｔ１、Ｔ２（分）が自動的に設定される（Ｓ０）。ここで、基準時間Ｔ１，Ｔ２の値は、図４に示すように、室内設定温度が低くなればなるほど大きくなり、かつＴ１＜Ｔ２の関係を保って設定される。より具体的には、Ｔ１は、圧縮機６を始動した後室内熱交換器の冷媒温度が急激に低下して安定していない１〜１０分のような短時間であってはならないので、十分に冷媒温度が安定する例えば１５分と設定される。Ｔ２はそれよりも大きな値で例えば３０分と設定される。また、以下の処理で用いられる基準値Ｔ３〜Ｔ８には、あらかじめ適切な値が設定されている。
【００１７】
次に、圧縮機６の連続運転時間又は積算運転時間がそれぞれ基準時間Ｔ１又はＴ２（分）を経過しているか否かを判断する（Ｓ１）。連続運転時間と積算運転時間のどちらも基準時間を経過していない場合は、冷却運転を継続してＳ０の処理に戻される。どちらか一方でも基準時間を経過した場合は、室内熱交換器１０の液側又はガス側の冷媒温度が基準温度Ｔ３（℃）未満か否を判断する（Ｓ２）。ここで基準温度Ｔ３は０℃前後とするのが好ましい。室内熱交換器１０の液側とガス側の冷媒温度のどちらか一方が基準温度未満になるまで、Ｓ２の処理を繰り返す。どちらか一方が基準温度未満となったら、その状態を基準時間Ｔ４（分）間連続して保持しているか否かを判断する（Ｓ３）。Ｓ３は、冷媒温度が安定して低下しているか否かを確認するための処理である。上述したＳ１〜Ｓ３が本実施形態による除霜運転の作動条件となる。室内熱交換器１０の液側又はガス側の冷媒温度が、基準時間Ｔ４（分）間連続して基準温度Ｔ３（℃）未満を保持しなかった場合は、Ｓ２の処理に戻される。保持した場合は、演算処理装置２５の制御指令に基づき、室内送風機１２の送風量を除霜運転用の設定風量に切り替える（Ｓ４）。そして、圧縮機６を停止させる（Ｓ５）。つまり、この状態で除霜運転が作動したことになる。ここで、室内送風機１２の設定風量は、図示しないリモコンスイッチからの操作によって設定することも可能である。
【００１８】
次に、除霜運転が作動した状態が基準時間Ｔ５（分）を経過しているか否かを判断する（Ｓ６）。つまり、Ｓ６は圧縮機６が停止した後すぐに始動することによって破損する恐れがあることなどを考慮したものであり、強制的に圧縮機６をＴ５（分）間停止させて圧縮機６を保護するための処理である。停止時間Ｔ５（分）は例えば３分程度とすればよい。圧縮機６の停止時間が基準時間Ｔ５（分）を経過したら、室内熱交換器１０の液側又はガス側の冷媒温度が基準温度Ｔ６（℃）以上か否を判断する（Ｓ７）。Ｔ６（℃）は、例えば１０℃程度に設定するのが好ましい。室内熱交換器１０の液側又はガス側の冷媒温度のどちらか一方が基準温度Ｔ６（℃）以上になるまでＳ７の処理を繰り返し、どちらか一方がＴ６（℃）以上になると、Ｔ６（℃）未満である他方側の冷媒温度が基準温度Ｔ７（℃）以上か否かを判断する（Ｓ８）。Ｔ７（℃）は、除霜運転が作動する条件となるＴ３（℃）＋２℃以上が望ましく、例えば４℃程度とするとよい。他方側の冷媒温度が基温度Ｔ７（℃）未満の場合は、Ｓ７の処理に戻される。他方側の冷媒温度が基準温度Ｔ７（℃）以上となったら、室内温度が室内設定温度＋Ｔ８（℃）以上か否かを判断する（Ｓ９）。Ｓ９は、冷却装置１の消費電力を抑制するために設けられた処理である。つまり、室内温度が室内設定温度＋Ｔ８℃に上昇するまでの間は、圧縮機６を停止したままにすることによって消費電力を抑制することができる。また、Ｔ８は、消費電力の抑制を促進したい場合に大きな値を設定し、室内設定温度に対する室内温度を厳しく管理したい場合は０℃とすることも可能である。室内温度が室内設定温度＋Ｔ８（℃）未満の場合は、Ｓ７の処理に戻される。室内温度が室内設定温度＋Ｔ８以上となると、冷却運転を再開して再びＳ０の処理に戻る。上述したＳ７〜Ｓ９が本発明における除霜運転の解除条件となる。
【００１９】
以上に述べたようなオフサイクル除霜制御によれば、例えば、圧縮機６の始動時に室内熱交換器１０の冷媒温度が一時的に低下したとしても、Ｓ１の処理によって、圧縮機６の連続運転時間又は積算運転時間が基準時間Ｔ１又はＴ２を経過していない限り除霜運転は作動しない。これにより、圧縮機６は停止せず冷却運転を継続するので、圧縮機の頻繁な発停を抑制することができる。また、室内設定温度に依存して圧縮機６の始動時における室内熱交換器１０の冷媒温度の低下及び冷媒温度が安定するまでに要する時間は変化するが、これに対応して基準時間Ｔ１及びＴ２の値が設定されるので、室内設定温度が異なる様々な環境に対応して、安定して圧縮機の頻繁な発停を抑制することができる。
【００２０】
なお、本実施形態は、低温倉庫用冷却装置に本発明を適用した場合を例示したが、これに限らず、例えば対人用の空気調和機などの除霜制御でも、Ｔ１〜Ｔ８を用途にあわせて適宜選択することで、本発明の効果を奏することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態の冷却装置の構成を示す図である。
【図２】オフサイクル除霜制御装置の内部構成を示す図である。
【図３】オフサイクル除霜制御の動作をフローチャートで示した図である。
【図４】室内設定温度と基準時間Ｔ１，Ｔ２の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  冷却装置
２  室外ユニット
３  室内ユニット
４  ガス側接続配管
５  液側接続配管
６  圧縮機
７  室外熱交換器
８  室外配管
９  電子膨張弁
１０  室内熱交換器
１１  室内配管
１３  液側冷媒温度センサ
１４  ガス側冷媒温度センサ
１７  室内設定温度保持器
１８  オフサイクル除霜制御装置
【図１】
0004614209.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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