(57)【要約】【課題】  従来の空気調和機における暖房運転時の除霜制御においては、四方弁により逆サイクルとなって室内熱交換器に低温の冷媒が流れるため、冷風が吹き出す可能性があり、除霜期間中、室内の送風ファンを停止する必要があった。また、逆サイクルにしない方法でも、バイパスなどにより暖房運転を行いながら除霜するホットガス除霜方式をとっており、バイパス回路や電磁弁などの付属回路が必要となり、コストアップの要因が発生していた。【解決手段】  暖房運転時において室外熱交換器への着霜を検知した後に蒸発圧力を熱交換器の温度が零度以上になるように上昇させる制御手段を有するものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外熱交換器を有し暖房運転を行うことができる冷凍サイクルを有する空気調和機であって、暖房運転時において前記室外熱交換器への着霜を検知した後に蒸発圧力を熱交換器の温度が零度以上になるように上昇させる制御手段を有することを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
室外温度が所定温度以上の場合に上記制御手段により蒸発圧力を上昇させることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
室外温度が所定温度未満で、かつ室温が設定温度近傍に到達している場合には、前記制御手段により蒸発圧力を所定周期で上昇させることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項４】
室外温度が所定温度未満で、かつ室温が設定温度近傍に到達している場合には、凝縮圧力を上昇させながら所定室内温度範囲内になるように前記制御手段により蒸発圧力を上昇させることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機運転周波数を可変とする空気調和機に関するものであり、より詳しくは、暖房運転時の除霜運転に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和機における暖房運転時の除霜制御においては、除霜方式として逆サイクル方式が多く、除霜中、室内熱交換器に低温の冷媒が流れる構造になっている。また、逆サイクルにしない方法でも、バイパスなどにより暖房運転を行いながら除霜するホットガス除霜方式をとっている。（例えば特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開平８−３３８６７３号公報
【特許文献２】特開平５−１０６９４５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、上記従来の構成では次のような課題があった。
【０００４】
すなわち、上記従来の空気調和機における暖房運転時の除霜制御においては、四方弁により逆サイクルとなって室内熱交換器に低温の冷媒が流れるため、冷風が吹き出す可能性があり、除霜期間中、室内の送風ファンを停止する必要があった。また、逆サイクルにしない方法でも、バイパスなどにより暖房運転を行いながら除霜するホットガス除霜方式をとっており、バイパス回路や電磁弁などの付属回路が必要となり、コストアップの要因が発生していた。
【０００５】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、除霜運転中も通常の暖房運転が可能であり、しかも、バイパス回路や電磁弁などの付属回路が不要となり、コストアップすることなしに除霜運転を可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の空気調和機は、暖房運転時において室外熱交換器への着霜を検知した後に蒸発圧力を熱交換器の温度が零度以上になるように上昇させる制御手段を有するものである。
本構成により、暖房運転をしながら室外熱交換器へ付いた霜をとるこが可能となり、暖房運転を停止することなく快適な空調を実現することができる。
【０００７】
また、別の発明の空気調和機は、室外温度が所定温度以上の場合に暖房運転時において室外熱交換器への着霜を検知した後に蒸発圧力を熱交換器の温度が零度以上になるように上昇させる制御手段を有するものである。
【０００８】
本構成により、暖房運転をしながら室外熱交換器へ付いた霜をとるこがより確実となり、暖房運転を停止することなく快適な空調を実現することができる。
【０００９】
また、別の発明の空気調和機は、室外温度が所定温度未満で、かつ室温が設定温度近傍に到達している場合に、暖房運転時において室外熱交換器への着霜を検知した後に蒸発圧力を熱交換器の温度が零度以上になるように所定周期で上昇させる制御手段を有するものである。
【００１０】
本構成により、室外熱交換器へ着霜しやすい低外気温時にも、暖房運転を停止することなく快適な空調を実現することができる。
【００１１】
また、別の発明の空気調和機は、室外温度が所定温度未満で、かつ室温が設定温度近傍に到達している場合に、凝縮圧力を上昇させながら、所定室内温度範囲内になるように暖房運転時において室外熱交換器への着霜を検知した後に蒸発圧力を熱交換器の温度が零度以上になるように上昇させる制御手段を有するものである。
【００１２】
本構成により、室外熱交換器へ着霜しやすい低外気温時にも、室内温度を著しく低下させることなく、快適な空調を実現することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本願発明の空気調和機によれば、暖房運転時において室外熱交換器への着霜を検知した後に室外ファンの回転数を上昇させて蒸発圧力を熱交換器の温度が零度以上になるように上昇させ、室外熱交換器に付着した霜を融かして、連続的に暖房運転を続けることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における空気調和機の冷凍サイクル図である。図１において、冷房運転時、冷媒は、圧縮機１を吐出された後、四方弁２を通過した後、室外熱交換器３で凝縮し、キャピラリーチューブ４ａで減圧され、室内熱交換器５で蒸発し、再び四方弁２を通過して圧縮機１に戻る構成となっている。
【００１６】
一方、暖房運転時、冷媒は、圧縮機１を吐出された後、四方弁２を通過した後、室内熱交換器５で凝縮し、キャピラリーチューブ４ａで減圧され、室外熱交換器３で蒸発し、再び四方弁２を通過して圧縮機１に戻る。
【００１７】
図２は、暖房運転中の室外ファン６の回転数、冷媒の蒸発圧力、室外熱交換器温度センサー１１にて検出する室外熱交換器温度１１ａのタイムチャートを示す。暖房運転において、冷媒の蒸発側は室外熱交換器であって殆ど二相領域となっており、蒸発圧力に相当する飽和温度が熱交換器温度となっている。
【００１８】
図において、室外熱交換器温度が零度未満を５分連続検知した場合に着霜と判断し、制御装置２０から室外ファンへ指令を送り、回転数を２００ｒｐｍ上昇させる。このことにより、空気が冷媒へ与える放熱量と冷媒が空気からもらう吸熱量のバランスを保つため、冷媒の蒸発圧力は上昇して蒸発圧力に相当する飽和温度が零度以上となる。従って、室外熱交換器温度も零度以上となり、この状態が数分継続することにより室外熱交換器についた霜は融解・流下し、暖房運転初期の室外熱交換器の状態となる。こうして、室外熱交換器に付着した霜を融かして、連続的に暖房運転を続けることが可能となる。
【００１９】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における空気調和機の冷凍サイクル図である。同図において、キャピラリーチューブ４ａの代わりに膨張弁４ｂを用い、圧縮機吸入温度１２ａを検出する圧縮機吸入温度センサー１２が追加となっている以外は、図１と同じ番号・同じ機能であるので説明を省略する。また、冷凍サイクルの流れについても同様であるので説明を省略する。
【００２０】
一般に、暖房運転では圧縮機吸入スーパーヒート（以下吸入ＳＨと示す）を約５℃に保つことにより、圧縮機への液圧縮が防止できると共に、室外熱交換器での吸熱にとって最も効率が良いことが知られており、ここでは、膨張弁制御により吸入ＳＨを約５℃に制御している。また、吸入ＳＨは次の式で示す。
【００２１】
吸入ＳＨ＝１１ａ−１２ａ
図４は、暖房運転中の室外ファン６の回転数、冷媒の蒸発圧力、室外熱交換器温度センサー１１の検出温度、吸入ＳＨ、膨張弁開度のタイムチャートを示す。
【００２２】
暖房運転において、冷媒の蒸発側は室外熱交換器であって殆ど二相領域となっており、蒸発圧力に相当する飽和温度が熱交換器温度となっている。  図において、室外熱交換器温度が零度未満を５分連続検知した場合に着霜と判断し、制御装置２０から室外ファンへ指令を送り、回転数を２００ｒｐｍ上昇させる。
【００２３】
このことにより、空気が冷媒へ与える放熱量と冷媒が空気からもらう吸熱量のバランスを保つため、冷媒の蒸発圧力は上昇する。それと共に、一時的に吸熱量が増加するため、冷媒側のエンタルピも増加して圧縮機吸入温度１２ａが上昇し、吸入ＳＨも上昇する。
【００２４】
吸入ＳＨが増加すると、ＳＨを約５℃に保つために膨張弁開度は開かれる。すると、ますます冷媒の蒸発圧力は上昇し、ついには蒸発圧力に相当する飽和温度が零度以上となる。従って、室外熱交換器温度も零度以上となり、この状態が数分継続することにより室外熱交換器についた霜は融解・流下し、暖房運転初期の室外熱交換器の状態となる。こうして、室外熱交換器に付着した霜を融かして、連続的に暖房運転を続けることが可能となる。
【００２５】
なお、室外温度が４℃以上の場合には、霜を融かすために蒸発圧力が上昇しても十分な吸熱量が確保できるため、暖房能力および室温を著しく低下させることなく室外の熱交換器に付いた霜を取り除くことができる。
【００２６】
一方、室外温度が４℃未満で、室温が設定温度近傍に到達していない場合は高暖房能力運転を行っており、上記制御を行うことにより、設定温度に到達する時間が遅くなったり、著しく室温の低下を招く恐れがある。しかしながら、室外温度が４℃未満で、室温が設定温度近傍に到達している場合は、既に低暖房能力運転を安定的に行っているため、上記制御による暖房能力の低下は限りなく小さい。
【００２７】
従って、室外温度が４℃未満で、室温が設定温度近傍に到達している場合は、比較的すぐに室外熱交換器に着霜し始めるため、１５分に１回の周期で定期的に上記制御を行い、室外熱交換器に付いた霜を取り除くことにより、連続的に暖房運転を続けることが可能となる。
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３における空気調和機の冷凍サイクル図である。同図において、室内ファン７と室内風向羽根８が追加となっている以外は、図３と同じ番号・同じ機能であるので説明を省略する。また、冷凍サイクルの流れについても同様であるので説明を省略する。
【００２８】
図６は、本発明の実施の形態３における暖房運転中の室外ファン６の回転数、冷媒の蒸発圧力、室外熱交換器温度センサー１１の検出温度、吸入ＳＨ、膨張弁開度、室内風量のタイムチャートを示す。なお、暖房運転中の膨張弁制御についは、実施の形態２と同じようにＳＨ制御を行っているものとする。
【００２９】
暖房運転において、冷媒の蒸発側は室外熱交換器であって殆ど二相領域となっており、蒸発圧力に相当する飽和温度が熱交換器温度となっている。  図において、室外熱交換器温度が零度未満を５分連続検知した場合に着霜と判断し、制御装置２０から室外ファンへ指令を送り、回転数を２００ｒｐｍ上昇させる。
【００３０】
このことにより、空気が冷媒へ与える放熱量と冷媒が空気からもらう吸熱量のバランスを保つため、冷媒の蒸発圧力は上昇する。それと共に、一時的に吸熱量が増加するため、冷媒側のエンタルピも増加して圧縮機吸入温度１２ａが上昇し、吸入ＳＨも上昇する。
【００３１】
吸入ＳＨが増加すると、ＳＨを約５℃に保つために膨張弁開度は開かれる。すると、ますます冷媒の蒸発圧力は上昇し、ついには蒸発圧力に相当する飽和温度が零度以上となる。この時、凝縮圧力は低下する方向へ動くため、それに伴って暖房能力が低下するのを補うよう、室内ファン７の回転数を低下させるか室内風向羽根角度を変化させるかどちらかにより、室内風量を低下させる。それにより、凝縮圧力を維持して暖房能力ひいては室温を維持することができ、室外熱交換器温度も零度以上となり、この状態が数分継続することにより室外熱交換器についた霜は融解・流下し、暖房運転初期の室外熱交換器の状態となる。こうして、室外熱交換器に付着した霜を融かして、連続的に暖房運転を続けるだけでなく、室温の低下を限りなく小さくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第一の実施形態を示す空気調和機の冷凍サイクル図
【図２】本発明の第一の実施形態を示すタイムチャート
【図３】本発明の第二の実施形態を示す空気調和機の冷凍サイクル図
【図４】本発明の第二の実施形態を示すタイムチャート
【図５】本発明の第三の実施形態を示す空気調和機の冷凍サイクル図
【図６】本発明の第三の実施形態を示すタイムチャート
【符号の説明】
【００３３】
１  圧縮機
６  室外ファン
７  室内ファン
８  室内風向羽根
１１  室外熱交換器温度センサー
１２  圧縮機吸入温度センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005083616.tif 000006
【図５】
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【図６】
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