(57)【要約】【課題】空気調和機において、カラ打ち除霜運転時間を減少させ、残霜を低減して良好な除霜運転を行い、暖房運転時の快適性及び信頼性を向上させる。【解決手段】温度センサ３０３から室内熱交換器温度Ｔｃを検出するとともに、温度センサ３０２から室内温度Ｔａを検出する。室内熱交換器温度Ｔｃと室内温度Ｔａとの温度差を算出する。暖房運転を開始した後、温度差から室外熱交換器の着霜判定を行う。着霜が発生しない外気温度に対応する温度差設定値と、最大温度差の上限値との差を閾値として設ける。暖房運転中に、算出した温度差が温度差設定値を下回り、さらに最大温度差の上限値を下回る場合に除霜運転マスク時間を積算し、算出した温度差が最大温度差の上限値を上回り、さらに温度差設定値を上回る場合に除霜運転マスク時間を積算しない。除霜運転マスク時間の積算が完了すると着霜判定を行う。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御装置の処理部が室内熱交換器温度と室内温度との温度差を算出する制御工程と、暖房運転を開始した後、前記算出した温度差から室外熱交換器の着霜判定を行う制御工程とを備える空気調和機において、
前記制御装置の記憶部に記憶した着霜が発生しない外気温度に対応する温度差設定値と、前記記憶部に記憶した最大温度差の上限値との差を閾値として設け、暖房運転中に、前記算出した温度差が前記温度差設定値を下回り、さらに前記最大温度差の上限値を下回る場合に除霜運転マスク時間を積算し、
前記算出した温度差が前記最大温度差の上限値を上回り、さらに前記温度差設定値を上回る場合に除霜運転マスク時間を積算しない、ように処理することを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
制御装置の処理部が室内熱交換器温度と室内温度との温度差を算出する制御工程と、暖房運転を開始した後、前記算出した温度差から室外熱交換器の着霜判定を行う制御工程とを備える空気調和機において、
前記着霜判定により着霜有りと判定して除霜運転を開始した後、所定時間経過後に前記室内熱交換器温度が所定温度を下回っていない時は、除霜運転を終了して暖房運転に復帰することを特徴とする空気調和機。
【請求項３】
制御装置の処理部が室内熱交換器温度と室内温度との温度差を算出する制御工程と、暖房運転を開始した後、前記算出した温度差から室外熱交換器の着霜判定を行う制御工程とを備える空気調和機において、
前記着霜判定により着霜有りと判定して除霜運転を開始した後、所定時間経過時点から前記室内熱交換器温度の監視を続け、前記室内熱交換器温度が所定温度を上回った時に、除霜運転を終了して暖房運転に復帰することを特徴とする空気調和機。
【請求項４】
制御装置の処理部が室内熱交換器温度と室内温度との温度差を算出する制御工程と、暖房運転を開始した後、前記算出した温度差から室外熱交換器の着霜判定を行う制御工程とを備える空気調和機において、
前記着霜判定により着霜有りと判定して除霜運転を開始した後、所定時間経過後に前記室内熱交換器温度の温度の下がり方が急峻から緩慢に変化した場合は、除霜運転を終了して暖房運転に復帰することを特徴とする空気調和機。
【請求項５】
制御装置の処理部が室内熱交換器温度と室内温度との温度差を算出する制御工程と、暖房運転を開始した後、前記算出した温度差から室外熱交換器の着霜判定を行う制御工程とを備える空気調和機において、
通常の除霜運転時間よりも短い時間の初期除霜運転時間を設け、前記着霜判定により着霜有りと判定して１回目の除霜運転を開始した後、前記初期除霜運転時間経過後に除霜運転を終了して暖房運転に復帰することを特徴とする空気調和機。
【請求項６】
前記処理部が夕方から夜間の時間を認識して、前記初期除霜運転時間を設けることを特徴とする請求項５記載の空気調和機。
【請求項７】
除霜運転マスク時間の積算を完了した後の着霜判定により着霜有りと判定して１回目の除霜運転を行い、次に除霜運転を終了して、２回目の暖房運転を開始した後、前記除霜運転マスク時間が１／２経過したら室外熱交換器の着霜判定を行うことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、または６記載の空気調和機。
【請求項８】
制御装置の処理部が室内熱交換器温度と室内温度との温度差を算出する制御工程と、暖房運転を開始した後、前記算出した温度差から室外熱交換器の着霜判定を行う制御工程とを備える空気調和機において、
暖房運転中に除霜マスク時間終了時点で着霜判定を行い、前記着霜判定により着霜有りと判定して除霜運転を開始し、次に除霜運転を終了して暖房運転に復帰する暖房サイクルを繰り返す場合、２回目以降の暖房サイクルの除霜マスク時間終了時点での温度差の割合により算出される除霜運転時間に、１暖房サイクル毎に所定短時間を加算して除霜運転時間を算出することを特徴とする空気調和機。
【請求項９】
空気調和機の室内ユニットに２本の温度センサを備え、暖房運転を開始した後、前記２本の温度センサが検出する温度から算出する温度差に基づいて、前記空気調和機の室外ユニットへの着霜判定を行う空気調和機において、
前記着霜判定により着霜有りと判定して除霜運転を開始した後、所定時間経過後に、前記着霜判定と異なる処理で着霜判定を行い、着霜していない場合は、除霜運転を終了して暖房運転に復帰することを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒートポンプ式の冷凍サイクルと制御装置とを備える空気調和機に関わり、室外熱交換器の着霜判定を行う空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の空気調和機として、例えば、特開昭５５−８５１８号公報（特許文献１）、特開昭５５−１５０４４７号公報（特許文献２）、特開昭６０−３８５４４号公報（特許文献３）、特開平７−２３４０４２号公報（特許文献４）、特開平８−２６１５４１号公報（特許文献５）、特開２０００−７４４５３号公報（特許文献６）に開示されたものがある。
【０００３】
これらの従来の技術は空気調和機の除霜制御に関する先行技術であり、室内ユニットに具備される２本の温度センサを用いて、暖房運転時に室外ユニットの室外熱交換器に付着する霜の度合い（着霜）を判定し、除霜運転を開始する技術である。図１３は従来の暖房運転のフローチャートであり、ステップＳ１１で暖房運転の実行が可能となるのを監視し、可能となればステップＳ１２，Ｓ１３で除霜マスクタイマの計時が終了するまで暖房運転を実行する。除霜マスクタイマの計時が終了すると、ステップＳ１４で着霜判定を行う。そして、着霜していなければステップＳ１２、Ｓ１３、Ｓ１４を繰り返し、着霜していればステップＳ１５，Ｓ１６で除霜終了を監視しながら除霜運転を実行し、除霜終了が検出されるとステップＳ１７で除霜運転を終了する。
【０００４】
このような従来の処理では、着霜の判定を以下のように行う。例えば、図１４に示したように、暖房運転初期の温度差ΔＴ（＝Ｔｃ−Ｔａ）を最大温度差ΔＴｍａｘ  として記憶し、その最大温度差ΔＴｍａｘ  に対する温度差ΔＴの割合βｎ  が所定の割合βｓｐよりも小さくなった場合に、着霜とみなす。なお、３本の温度センサを用い、破線で示した室外熱交換器温度Ｔｃ′をも検出すると除霜終了を容易に検出できるが、センサの本数が多くなってしまう。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５５−８５１８号公報
【特許文献２】
特開昭５５−１５０４４７号公報
【特許文献３】
特開昭６０−３８５４４号公報
【特許文献４】
特開平７−２３４０４２号公報
【特許文献５】
特開平８−２６１５４１号公報
【特許文献６】
特開２０００−７４４５３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の技術では、天候の悪化や日没などにより外気温度が低下した場合に実際は着霜していないのに、あたかも着霜したように誤って判定して（カラ打ち）除霜運転を行うことがあり暖房運転時に快適性を損なうという点に、改良の余地が残されている。
【０００７】
例えば、図１５に示すように、上記従来の技術では、晴天の日中（例えば外気温２０℃の場合）に暖房運転を開始し、最大温度差ΔＴｍａｘ  を記憶した後、天候の悪化や日没などの影響で外気温が低下した場合（例えば２０℃→７℃）に、着霜の起こり得ない晴天時に記憶したΔＴｍａｘ  を基準にして、それに対する温度差ΔＴの割合βｎ  を求めて着霜判定を行うので、外気温の低下により暖房能力が低下し、着霜が無いにも関わらず温度差ΔＴの割合βｎが所定の割合βｓｐより小さくなった場合に、カラ打ち除霜を行ってしまうことがあり、改良の余地が残っている。
【０００８】
なお、前記従来技術の公報には、除霜運転を終了することについては、簡単に開示されているにすぎない。
【０００９】
一方、適正な判定で除霜運転を行っても、低温・高湿度の過酷条件、あるいは冷媒不足により除霜能力が低下している場合等に、設定した除霜運転時間では足りず、霜が残ることがあった。また、そのような状態が繰り返されると霜から凍結状態へと変化し、悪循環を招いて著しく信頼性を低下させる場合も考えられ、改良の余地が残されている。
【００１０】
本発明は、空気調和機において、着霜の誤判定による（カラ打ち）除霜運転時間を減少させ、あるいは残霜を低減して良好な除霜運転を行い、暖房運転時の快適性及び信頼性を向上させることを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の空気調和機は、制御装置の処理部が室内熱交換器温度と室内温度との温度差を算出する制御工程と、暖房運転を開始した後、前記算出した温度差から室外熱交換器の着霜判定を行う制御工程とを備える空気調和機において、前記制御装置の記憶部に記憶した着霜が発生しない外気温度に対応する温度差設定値と、前記記憶部に記憶した最大温度差の上限値との差を閾値として設け、暖房運転中に、前記算出した温度差が前記温度差設定値を下回り、さらに前記最大温度差の上限値を下回る場合に除霜運転マスク時間を積算し、前記算出した温度差が前記最大温度差の上限値を上回り、さらに前記温度差設定値を上回る場合に除霜運転マスク時間を積算しない、ように処理することを特徴とする。
【００１２】
請求項１の空気調和機において、暖房運転を開始した後、除霜運転マスク時間の積算が完了したことを条件に、着霜判定を行う。その際、風などによる外気温度の頻繁な微下降／微上昇の影響を受けずに、閾値によってマクロ的な下降／上昇を認識して「積算する／積算しない」の判定を行うので、着霜の可能性がない場合には積算せず、着霜判定の機会が少なくなり、よってカラ打ち除霜が激減する。
【００１３】
本発明の請求項２の空気調和機は、制御装置の処理部が室内熱交換器温度と室内温度との温度差を算出する制御工程と、暖房運転を開始した後、前記算出した温度差から室外熱交換器の着霜判定を行う制御工程とを備える空気調和機において、前記着霜判定により着霜有りと判定して除霜運転を開始した後、所定時間（実施例では例えば２分）経過後に前記室内熱交換器温度が所定温度（実施例では例えば−７℃）を下回っていない時は、除霜運転を終了して暖房運転に復帰することを特徴とする。
【００１４】
除霜運転時にカラ打ち除霜を行っていると、室内熱交換器温度は所定温度以下にならない。したがって、請求項２の空気調和機によれば、除霜運転を開始した後、所定時間経過後に室内熱交換器温度が所定温度を下回っていない時は、除霜運転を終了して暖房運転に復帰するので、快適性を向上できる。
【００１５】
本発明の請求項３の空気調和機は、制御装置の処理部が室内熱交換器温度と室内温度との温度差を算出する制御工程と、暖房運転を開始した後、前記算出した温度差から室外熱交換器の着霜判定を行う制御工程とを備える空気調和機において、前記着霜判定により着霜有りと判定して除霜運転を開始した後、所定時間（実施例では例えば２分）経過時点から前記室内熱交換器温度の監視を続け、前記室内熱交換器温度が所定温度（実施例では例えば−７℃）を上回った時に、除霜運転を終了して暖房運転に復帰することを特徴とする。
【００１６】
請求項３の空気調和機によれば、着霜が少ない場合の除霜運転時には、あたかもカラ打ち除霜の状態に移行した時点で除霜運転を終了して暖房運転に復帰するので、快適性を向上できる。
【００１７】
本発明の請求項４の空気調和機は、制御装置の処理部が室内熱交換器温度と室内温度との温度差を算出する制御工程と、暖房運転を開始した後、前記算出した温度差から室外熱交換器の着霜判定を行う制御工程とを備える空気調和機において、前記着霜判定により着霜有りと判定して除霜運転を開始した後、所定時間（実施例では例えば６０秒）経過後に前記室内熱交換器温度の温度の下がり方が急峻から緩慢に変化した場合は、除霜運転を終了して暖房運転に復帰することを特徴とする。
【００１８】
着霜がない状態で除霜運転を行うと、室内熱交換器温度は急峻に下がって、所定時間経過後に下がり方が急峻から緩慢に変化する。したがって、請求項４の空気調和機によれば、除霜運転時にカラ打ち除霜の状態と判定し、除霜運転を終了して暖房運転に復帰するので、快適性を向上できる。
【００１９】
本発明の請求項５の空気調和機は、制御装置の処理部が室内熱交換器温度と室内温度との温度差を算出する制御工程と、暖房運転を開始した後、前記算出した温度差から室外熱交換器の着霜判定を行う制御工程とを備える空気調和機において、通常の除霜運転時間よりも短い時間の初期除霜運転時間を設け、前記着霜判定により着霜有りと判定して１回目の除霜運転を開始した後、前記初期除霜運転時間経過後に除霜運転を終了して暖房運転に復帰することを特徴とする。
【００２０】
請求項５の空気調和機によれば、１回目の除霜運転時間が通常の半分になるので、仮にカラ打ち除霜の状態であっても、その時間を短くすることができ、直ぐに暖房運転に復帰するので、快適性を向上できる。
【００２１】
本発明の請求項６の空気調和機は、請求項５の構成を備え、前記処理部が夕方から夜間の時間を認識して、前記初期除霜運転時間を設けることを特徴とする。
【００２２】
夕方から夜間の時間帯は、外気温度の急低下が発生しやすいので着霜の誤判定を起こしやすく、カラ打ち除霜の可能性がある。これに対して、請求項６の空気調和機によれば、請求項５と同様な作用効果が得られるとともに、上記カラ打ち除霜の状態となっても、これを短時間にすることができる。
【００２３】
本発明の請求項７の空気調和機は、請求項１、２、３、４、５、または６の構成を備え、除霜運転マスク時間の積算を完了した後の着霜判定により着霜有りと判定して１回目の除霜運転を行い、次に除霜運転を終了して、２回目の暖房運転を開始した後、前記除霜運転マスク時間が１／２経過したら室外熱交換器の着霜判定を行うことを特徴とする。
【００２４】
請求項７の空気調和機によれば、請求項１、２、３、４、５、または６と同様な作用効果が得られるとともに、１回目の除霜運転が不十分であった場合でも、除霜運転マスク時間の１／２の時間で、次回サイクルの着霜判定を行うので、好適な除霜運転、快適な暖房運転ができる。
【００２５】
本発明の請求項８の空気調和機は、制御装置の処理部が室内熱交換器温度と室内温度との温度差を算出する制御工程と、暖房運転を開始した後、前記算出した温度差から室外熱交換器の着霜判定を行う制御工程とを備える空気調和機において、暖房運転中に除霜マスク時間終了時点で着霜判定を行い、前記着霜判定により着霜有りと判定して除霜運転を開始し、次に除霜運転を終了して暖房運転に復帰する暖房サイクルを繰り返す場合、２回目以降の暖房サイクルの除霜マスク時間終了時点での温度差の割合により算出される除霜運転時間に、１暖房サイクル毎に所定短時間を加算して除霜運転時間を算出することを特徴とする。なお、所定時間は１分程度がよい。
【００２６】
請求項８の空気調和機によれば、低温・高湿度の過酷条件、あるいは冷媒不足により除霜能力が低下している場合等の、除霜運転を繰り返すような場合にも、設定した除霜運転時間が充分となり、残霜を低減することができ、信頼性を確保できる。
【００２７】
本発明の請求項９の空気調和機は、空気調和機の室内ユニットに２本の温度センサを備え、暖房運転を開始した後、前記２本の温度センサが検出する温度から算出する温度差に基づいて、前記空気調和機の室外ユニットへの着霜判定を行う空気調和機において、前記着霜判定により着霜有りと判定して除霜運転を開始した後、所定時間経過後に、前記着霜判定と異なる処理で着霜判定を行い、着霜していない場合は、除霜運転を終了して暖房運転に復帰することを特徴とする。
【００２８】
請求項９の空気調和機によれば、除霜運転時にも着霜判定を行っているので、カラ打ち除霜を極力抑え、快適な暖房運転ができる。
【００２９】
なお、次のような空気調和機も構成できる。
制御装置の処理部が室内熱交換器温度と室内温度との温度差を算出する制御工程と、暖房運転を開始した後、前記算出した温度差から室外熱交換器の着霜判定を行う制御工程とを備える空気調和機において、
前記制御装置の記憶部に最大温度差の上限値（所定の温度差設定値）を記憶し、暖房運転中に、前記算出した温度差が前記最大温度差の上限値（所定の温度差設定値）を下回る場合に除霜運転マスク時間を積算し、
前記算出した温度差が前記最大温度差の上限値（所定の温度差）を上回る場合に除霜運転マスク時間を積算しない、ように処理することを特徴とする空気調和機。
これにより、請求項１と同様であるが、特に低温、高湿度の条件発生が多い地域において、好適な着霜判定を行い、快適な暖房運転ができる。要するに、湿度が高いから風の影響とか無視して、最大温度差の上限値（所定の温度差設定値）のみで積算する／積算しないを判定しても差し支えない。
【００３０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による空気調和機の実施形態を図面を参照して説明する。図１は実施形態の空気調和機における冷凍サイクルとその制御装置の例を示す電気ブロック図、図２は同空気調和機の原理的ブロック図であり、図２の各要素は図１の各要素やその組合せに対応している。図２に示したように、圧縮機４、流路切換弁（四方弁）１００、室内熱交換器９Ａ、絞り装置１０Ａ、室外熱交換器９Ｂ、アキュムレータ２００により冷凍サイクルＡが構成されている。
【００３１】
図１において、室内制御部３００と室外制御部４００とは、共通電源線２２０、圧縮機制御線２２１、室外熱交換器制御線６２０の３本の電線（渡り線）で接続され、室内ユニット側の端子台に３つの端子と、室外ユニット側の端子台に３つの端子を各々備えている。圧縮機４は、運転周波数が一定の交流電動機（すなわち一定速圧縮機）である圧縮機動力源（電動機）４５０を動力源として駆動される。電源は単相交流であり、電源スイッチ３１０を介してＡＣ／ＤＣコンバータ３２０に供給され、各種内部電圧に変換された直流電力が各部に供給される。
マイコン３３０は、ドライバ、リレーからなる室外熱交換器駆動部Ｃ８、圧縮機駆動部Ｃ９を制御する。そして、圧縮機４の制御により流路切換弁（コイルレス四方弁）１００内の冷媒の圧力を制御し、流路切換弁１００の切換制御を行う。また、ファンモータ（室外熱交換器駆動源）４０１、および電動機（圧縮機動力源）４５０に電力が供給される。さらに、マイコン３３０は、ドライバ（室内熱交換器駆動部）Ｃ７を駆動し、室内熱交換器９Ａのファンモータ（室内熱交換器駆動源）３０１を制御する。
【００３２】
室内制御部３００は、温度センサ３０２によって室内温度Ｔａを検出し、その温度信号（温度データ）をコネクタ３０２ｃを介して取り込む。また、温度センサ３０３によって室内熱交換器９Ａの配管温度（室内熱交換器温度）Ｔｃを検出し、その温度信号（温度データ）をコネクタ３０３ｃを介して取り込む。そして、この温度Ｔａ，Ｔｃにより除霜制御を行う。なお、室内制御部３００は室外熱交換器９Ｂの配管温度（室外熱交換器温度）Ｔｃ′を検出する温度センサを接続可能にしたコネクタ４０３ｃを備えているが、無くてもよい。また、室内制御部３００は、赤外線式等のリモコン５００の送信部５００ａから送出される赤外線信号を受信部３０４で受信することにより、室内制御部３００の運転の切換えや設定等がリモコン操作でも可能となっている。
【００３３】
この実施形態では、２本の温度センサ３０２，３０３によって除霜制御を行うとともに、コイルレス四方弁である流路切換弁１００を非電気的な力（冷媒の圧力）により切り換えるものであり、室内制御部３００と室外制御部４００とは３本の電線で接続され、接続電線の数を削減したものとなっている。なお、前述のコイルレス四方弁とは特開２０００−２４９４３０号公報に開示されている四方弁である。また、流路切換弁１００として四方弁コイル１０１に通電することで流路を切り換えるような四方弁を用いる場合には、図１及び図２に破線で示したような接続ラインを設け、ドライバ、リレーからなる流路切換弁駆動部４０６をマイコン３３０で制御して、四方弁コイル（流路切換弁駆動源）１０１を駆動する。この場合は、流路切換弁制御線７１０を含めて４本の電線で接続される。
【００３４】
なお、図２の制御装置Ｃにおいて、入力部Ｃ２は、図１に示すリモコン５００の送信部５００ａから送出される赤外線信号を受信する室内ユニットに設けられた受信部３０４あるいは図示しないマニュアルスイッチに対応している。また、検出部Ｃ３は、室内温度Ｔａを検出する温度センサ３０２、室内熱交換器９Ａの配管温度（室内熱交換器温度）Ｔｃを検出する温度センサ３０３などに対応している。さらに、停電検出部Ｃ４は図示しない電圧検出器に対応し、半固定記憶部Ｃ５はＥＥＰＲＯＭ３４０に対応している。
【００３５】
ここで、実施形態において、室内温度Ｔａ及び室内熱交換器温度Ｔｃを検出するときに、温度センサ４０３が接続可能なコネクタ４０３ｃの出力信号も同時に得るようにしている。したがって、実施形態のように温度センサ４０３が接続されていなければ、コネクタ４０３ｃの抵抗値は無限大となり、例えばＴｃ′＜−４０℃のような判定条件を設け、２つの温度センサ３０２、及び３０３の出力信号によって好適に着霜判定を行えるように構成されている。
【００３６】
図１２は、室内熱交換器温度Ｔｃ、室内温度Ｔａ、及び温度差の状態変化の一例を示す図である。暖房運転開始後、単位時間毎に温度データを読み込み、後述の各実施例の条件に応じて除霜運転を行う。室内熱交換器温度Ｔｃと室内温度Ｔａとの温度差、暖房運転時には正の値であるが、除霜運転が進むと、室内熱交換器温度Ｔｃと室内温度Ｔａの温度差が負の値になる。なお、同図では室外熱交換器温度Ｔｃ′の変化を破線で示した。
【００３７】
次に実施形態における室内制御部３００のマイコン３３０による制御動作の各実施例をフローチャートに基づいて説明する。なお、マイコン３３０は、内部クロックをカウントすることにより時間を計時する各種タイマを備えている。図３は請求項９に対応する第１実施例のフローチャートであり、ステップＳ２１〜Ｓ２５は図１３のステップＳ１１〜Ｓ１５と同様な処理であり詳細な説明は省略する。ステップＳ２５で除霜運転を開始すると、ステップＳ２６で所定時間経過したかを判定する。判定がｎｏならステップＳ２５に戻り、判定がｙｅｓならステップＳ２７に進む。ステップＳ２７では、ステップＳ２４と異なる処理で第２の着霜判定を行う。
【００３８】
この第２の着霜判定で、着霜していなければステップＳ３０で除霜運転を強制終了してステップＳ２１に戻る。また、着霜していれば、ステップＳ２８で除霜運転を実行し、ステップＳ２９で除霜終了の判定を行う。除霜終了でなければステップＳ２８に戻り、除霜終了であればステップＳ３０に進む。このように、ステップＳ２７で、除霜運転時にも着霜判定を行っているので、カラ打ち除霜を極力抑えることができる。
【００３９】
図４は請求項１に対応する第２実施例のフローチャートであり、図３のステップＳ２２，Ｓ２３の間に行う処理を示している。なお、この処理では除霜マスクタイマを積算計時している状態か／していない状態かを示す積算フラグを用いている。また、算出温度差は室内熱交換器温度Ｔｃ−室内温度Ｔａであり、着霜が発生しない外気温度に対応する温度差設定値は例えば２０℃、最大温度差の上限値は例えば１８℃である。ステップＳ２２で暖房運転を開始すると、ステップＳ３１で、算出温度差が温度差設定値未満であるかを判定する。判定がｎｏであればステップＳ３２で積算フラグをリセットし、ステップＳ３３で除霜マスクタイマを積算計時しないでステップＳ２３に進む。ステップＳ２３では除霜マスクタイマが計時終了したかを判定しているので、このステップＳ３３を経た後はステップＳ２３で「終了していない」と判定されステップＳ２２に進む。
【００４０】
ステップＳ３１で判定がｙｅｓ（算出温度差＜温度差設定値）であれば、ステップＳ３４で算出温度差が最大温度差の上限値未満であるかを判定する。判定がｎｏであればステップＳ３５で積算フラグの状態を判定し、フラグがセットされていなければステップＳ３３に進み、フラグがセットされていればステップＳ３７で除霜マスクタイマを積算計時してステップＳ２３に進む。ステップＳ３４で判定がｙｅｓ（算出温度差＜最大温度差の上限値）であれば、ステップＳ３６で積算フラグをセットしてステップＳ３７に進む。
【００４１】
ここで、算出温度差が図５のように変化したとすると、図の▲１▼及び▲５▼の状態ではステップＳ３１→Ｓ３２→Ｓ３３→Ｓ２３と進み、図の▲２▼の状態ではステップＳ３１→Ｓ３４→Ｓ３５→Ｓ３３→Ｓ２３と進み、何れの場合も、除霜マスクタイマの計時を終了しない状態となり、着霜判定は行われない。一方、図の▲３▼の状態ではステップＳ３１→Ｓ３４→Ｓ３６→Ｓ３７→Ｓ２３と進み、図の▲４▼の状態ではステップＳ３１→Ｓ３４→Ｓ３５→Ｓ３７→Ｓ２３と進み、何れの場合も、除霜マスクタイマの計時を行うので、ステップＳ２３で計時が終了していれば図３のステップＳ２４で着霜判定を行う。
【００４２】
このように、温度差設定値（この例では２０℃）と最大温度差（この例では１８℃）の上限値との差を閾値として設け、この閾値により除霜マスクタイマを積算するか／積算しないかの判定を行っているので、例えば図５の▲１▼から▲２▼に移行するような状態や▲５▼のような状態、すなわち着霜の可能性がない場合には積算せず、着霜判定自体を行わないので、カラ打ち除霜が激減する。もちろん、低温・高湿度の条件発生が多い地域においては、閾値＝０℃、すなわち、最大温度差の上限値←温度差設定値とすれば、最大温度差の上限値を下回る場合に除霜運転マスク時間を積算し、最大温度差の上限値を上回る場合に除霜運転マスク時間を積算しない、としても良いことはいうまでもない。
【００４３】
次に、請求項２及び請求項３の実施例を説明するが、請求項２の実施例は、除霜開始２分後に、−７℃を下回っていないときは「カラ打ち」と判定し、一方、請求項３の実施例は、除霜開始２分後、−７℃を下回ってから監視を続け、その後−７℃を上回ったら除霜を終了する技術である。
【００４４】
図６は請求項２及び請求項３に対応する第３実施例のフローチャートであり、図３のステップＳ２５〜Ｓ３０に代わる（差し替える）処理である。ステップＳ４１で除霜運転を開始すると、ステップＳ４２で所定時間（例えば２分）が経過したかを判定し、判定がｎｏであればステップＳ４１に戻り、判定がｙｅｓであればステップＳ４３で室内熱交換器温度Ｔｃが−７℃以下となっているかを判定する。判定がｎｏ（Ｔｃ＞−７℃）であればステップＳ４６で除霜運転を終了して図３のステップＳ２１に戻る。判定がｙｅｓ（Ｔｃ≦−７℃）であれば、ステップＳ４４で除霜運転を実行し、ステップＳ４５で除霜終了の判定を行う。除霜終了でなければステップＳ４４に戻り（実線の矢印）、除霜終了であればステップＳ４６に進む。このステップＳ４５→Ｓ４３→Ｓ４６の処理は請求項２に対応している。すなわち、ステップＳ４１で除霜運転を実行して、カラ打ち除霜を行っていると、所定時間（例えば２分）が経過しても室内熱交換器温度Ｔｃが所定温度（−７℃）以下にならない。したがって、すぐにステップＳ４６で除霜運転を強制終了する。これにより、カラ打ち除霜を抑えることができる。なお、着霜が適度であればステップＳ４２→Ｓ４３→Ｓ４４→Ｓ４５の処理を行う。ここでステップＳ４５は、図１３のステップＳ１６と同様に温度差の割合により算出され設定された除霜運転時間が経過したか／否かによる除霜終了の判定であることはいうまでもない。
【００４５】
図６に示した破線の矢印は請求項３に対応する処理であり、ステップＳ４５で除霜終了でなければステップＳ４３に戻り、室内熱交換器温度Ｔｃを判定する。
すなわち、最初の除霜運転から例えば２分経過する前に、室内熱交換器温度Ｔｃがすでに−７℃以下まで低下しているとき、ステップＳ４４で除霜運転を実行し、ステップＳ４５で除霜終了の判定を行う。除霜終了でなければステップＳ４３に戻り（破線の矢印）、除霜終了であればステップＳ４６に進み、除霜運転を終了する。すなわち、カラ打ち除霜ではないが着霜が少ない（カラ打ち気味の）場合は、ステップＳ４２→Ｓ４３（ｙｅｓ）→Ｓ４４→Ｓ４５（ｎｏ：破線）→Ｓ４３（ｙｅｓ）→…（繰り返し）…→Ｓ４３（ｎｏ）→Ｓ４６の処理を行う。このように、着霜が少なくカラ打ち気味除霜の状態に移行した時点で除霜運転を終了するので、快適な暖房運転ができる。
【００４６】
図７は請求項４に対応する第４実施例のフローチャートであり、図３のステップＳ２５〜Ｓ３０に代わる（差し替える）処理である。ステップＳ５１で除霜運転を開始すると、ステップＳ５３で所定時間（例えば６０秒）が経過するまでステップＳ５１，ステップＳ５２を繰り返す。ステップＳ５２では１０秒毎の室内熱交換器温度Ｔｃの下がり方を算出してメモリに記憶する。この処理は除霜運転開始から１０秒毎の室内熱交換器温度Ｔｃを測定しながら、その測定値ｔ１０，ｔ２０，…，ｔ６０  から、例えば除霜運転開始から２０秒後の下がり方としてδｔ２を算出し、６０秒後の下がり方としてδｔ６を、次式から算出する。
δｔ２＝（ｔ２０−ｔ１０）／１０
δｔ６＝（ｔ６０−ｔ５０）／１０
【００４７】
そして、ステップＳ５３で所定時間が経過したら、ステップＳ５４で「δｔ２≧δｔ６」であるかを判定する。この判定がｙｅｓであれば温度の下がり方が緩慢から急峻になった場合であり、判定がｎｏであれば温度の下がり方が急峻から緩慢になった場合である。なお、除霜運転を開始すると室内熱交換器温度Ｔｃは下がるのでδｔ２，δｔ６は負の値（負の傾き）となる。前者（ｙｅｓ）であればステップＳ５５で除霜運転を実行し、ステップＳ５６で除霜終了の判定を行う。除霜終了でなければステップＳ５５に戻り、除霜終了であればステップＳ５７で除霜運転を終了する。後者（ｎｏ）の場合はステップＳ５７で除霜運転を終了して図３のステップＳ２１に戻る。
【００４８】
以上の処理は例えば図８のような温度変化に対応する処理である。すなわち、室外熱交換器に着霜があれば、室内熱交換器温度Ｔｃの下がり方が緩慢から急峻になるので、この場合は除霜運転を続行する。一方、着霜がなければ、室内熱交換器温度Ｔｃの下がり方が急峻から緩慢になるので、この場合は、除霜運転を強制終了する。これにより、カラ打ち除霜を抑えることができる。
【００４９】
図９は請求項５及び請求項６に対応する第５実施例のフローチャートであり、図３のステップＳ２５〜Ｓ３０に代わる（差し替える）処理である。ステップＳ６１で除霜運転を開始すると、ステップＳ６２で時刻は夕方から夜間の間であるかを判定し、判定がｎｏであればステップＳ６３で通常の除霜運転時間をセットしてステップＳ６６に進む。判定がｙｅｓであればステップＳ６４で１回目の除霜運転であるかを判定し、１回目でなければステップＳ６３に進み、１回目であればステップＳ６５で通常の除霜運転時間の１／２を除霜運転時間（初期除霜運転時間）としてセットし、ステップＳ６６に進む。ステップＳ６６では、セットした除霜運転時間が経過したかを判定し、経過していなければステップＳ６１に戻り、経過していればステップＳ６７で除霜運転を終了して図３のステップＳ２１に戻る。
【００５０】
このように、１回目の除霜運転時間が通常の除霜運転時間の半分になるので、仮にカラ打ち除霜の状態となっていても、その時間を短くすることができ、直ぐに暖房運転にすることもできる。また、夕方から夜間の時間帯は、外気温度の急低下が発生しやすいので着霜の誤判定を起こしやすいが、この誤判定によりカラ打ち除霜の状態となっても、その時間を短時間にすることができる。
【００５１】
図１０は請求項７に対応する第６実施例のフローチャートであり、図３のステップＳ２２〜２４に代わる（差し替える）処理である。ステップＳ７１で暖房運転を開始すると、ステップＳ７２で、暖房運転は２回目かを判定し、判定がｎｏであればそのままステップＳ７４に進み、２回目であればステップＳ７３で除霜除霜マスクタイマを１／２の時間にセットしてステップＳ７４に進む。そして、ステップＳ７４で、除霜マスクタイマが計時終了したかを判定し、終了していなければステップＳ７１に戻り、終了していればステップＳ７５で着霜判定を行う。着霜していなければステップＳ７１に戻り、着霜していれば図３のステップＳ２５に進む。このように、１回目の除霜運転が不十分であった場合でも、除霜運転マスク時間（除霜マスクタイマ）の１／２の時間で、次の着霜判定を行うので、好適に除霜ができる。
【００５２】
図１１は請求項８に対応する第７実施例のフローチャートである。まず、ステップＳ８１で暖房運転の実行が可能となるのを監視し、可能となればステップＳ８２，Ｓ８３で除霜マスクタイマの計時が終了するまで暖房運転を実行する。除霜マスクタイマの計時が終了すると、ステップＳ８４で、計時終了後の最初のパス（当該フローのパス）であるかを判定し、最初のパスであればステップＳ８５に進み、２回目以降のパスであればステップＳ８９に進む。なお、ステップＳ８４の処理は判定フラグを用いる処理もあるが、ここでは実施例のフローチャートとした。ここで具体例を記述する。例えば、タイマは０．１秒毎に計時し、除霜マスクタイマが５０分の設定とする。ステップＳ８３（０．１秒毎に判定処理する）の処理において、５０分未満の計時の場合は、ｎｏでありステップＳ８２に戻る。次に、丁度５０分を計時した場合は、ｙｅｓとなりステップＳ８４に進み、この場合は計時終了後の最初のパスであるから、ｙｅｓとなりステップＳ８５に進む。なお、Ｓ８３（ｙｅｓ）→Ｓ８４（ｙｅｓ）は必ず１回しか通り得ない。次のＳ８５（ｙｅｓ）で連続除霜、Ｓ８５（ｎｏ）で非連続除霜の場合分けが選択される。次に、ステップＳ８５の判定がｙｅｓであれば、請求項８に対応する処理、すなわち「連続除霜」としてステップＳ８５→Ｓ８６→Ｓ８７→Ｓ８８→Ｓ９２の処理を行う。一方、ステップＳ８５の判定がｎｏであれば、ステップＳ８２に戻り、次に、ステップＳ８３では５０分から０．１秒経過しているので、ｙｅｓとなりステップＳ８４に進む。しかし、ステップＳ８４において、５０分０．１秒で２回目のパスであるから、ｎｏとなりステップＳ８９に進む。ステップＳ８９移行の処理は「非連続除霜」であり、ステップＳ９０、ステップＳ９１も含めて、既に前述した実施例の処理と同様である。
【００５３】
ここで、この第７実施例の処理は、暖房運転初期の温度差ΔＴ（＝Ｔｃ−Ｔａ）を最大温度差ΔＴｍａｘ  として記憶し、その最大温度差ΔＴｍａｘ  に対する温度差ΔＴの割合βｎ  を求める。そして、この温度差の割合と予め設定された設定割合とを比較して、温度差の割合が設定割合以下である場合、温度差の割合の大／小に応じて除霜運転時間を短／長に設定する。さらに、着霜判定により着霜有りと判定して除霜運転の実行及び終了の処理を行い、次の着霜判定でも着霜有りと判定されるように、除霜運転を繰り返す場合（連続して着霜有りとなった場合）にその繰り返す回数を連続除霜回数として計数する。そして、この連続して繰り返される場合（以後、「連続除霜」という。）と、連続しないで繰り返される場合（以後、「非連続除霜」という。）とで、除霜運転時間を変化させるようにする。なお、連続除霜回数は初期設定で“０”にリセットされているものとする。いうまでもないが、例えば、除霜マスクタイマが５０分の場合、丁度５０分毎に着霜有りと判定して除霜運転を実施する場合が「連続除霜」であり、低温・高湿度の過酷条件等の場合に示現する。前述以外の場合は「非連続除霜」の処理を行う。
【００５４】
すなわち、「連続除霜」の場合には、初回はステップＳ８４→Ｓ８５→Ｓ８６→Ｓ８７→Ｓ９１のルートにより、割合βｎにより算出される除霜運転時間がそのまま設定されるが、２回目以降はステップＳ８４→Ｓ８５→Ｓ８６→Ｓ８７→Ｓ８８のルートにより、割合βｎにより算出される除霜運転時間に（連続除霜回数−１）分を加算してセットする。これにより、連続２回目は除霜運転時間が（βｎにより設定された除霜運転時間＋１）分となり、連続３回目は除霜運転時間が（βｎにより設定された除霜運転時間＋２）分となり、連続４回目は除霜運転時間が（βｎにより設定された除霜運転時間＋３）分となる。そして、ステップＳ９２，Ｓ９３，Ｓ９４により除霜運転の実行及び終了を行う。なお、「非連続除霜」の場合は、必ずステップＳ８４（ｙｅｓ）→Ｓ８５（ｎｏ）→Ｓ８２→Ｓ８３→Ｓ８４（ｎｏ）の処理を実行する。ステップＳ８９で着霜判定を行い、ｎｏならステップＳ８２に戻り、ｙｅｓならステップＳ９０では（非連続除霜であるから）連続除霜回数を０として、次にステップＳ９１で割合βｎにより算出される除霜運転時間を設定して、ステップＳ９２、Ｓ９３、Ｓ９４により除霜運転の実行及び終了を行う。
【００５５】
【発明の効果】
請求項１の空気調和機によれば、暖房運転を開始した後、除霜運転マスク時間の積算が完了したことを条件に着霜判定を行い、その際、風などによる外気温度の頻繁な微下降／微上昇の影響を受けずに、閾値によってマクロ的な下降／上昇を認識して「積算する／積算しない」の判定を行うので、着霜の可能性がない場合には積算せず、着霜判定の機会が少なくなり、よってカラ打ち除霜が激減する。したがって、暖房運転時の快適性を向上できる。
【００５６】
請求項２の空気調和機によれば、除霜運転を開始した後、所定時間経過後に室内熱交換器温度が所定温度を下回っていない時は、除霜運転を終了して暖房運転に復帰するので、快適性を向上できる。
【００５７】
請求項３の空気調和機によれば、着霜が少ない場合の除霜運転時には、あたかもカラ打ち除霜の状態に移行した時点で除霜運転を終了して暖房運転に復帰するので、快適性を向上できる。
【００５８】
請求項４の空気調和機によれば、除霜運転時にカラ打ち除霜の状態と判定し、除霜運転を終了して暖房運転に復帰するので、快適性を向上できる。
【００５９】
請求項５の空気調和機によれば、１回目の除霜運転時間が通常の半分になるので、仮にカラ打ち除霜の状態であっても、その時間を短くすることができ、直ぐに暖房運転に復帰するので、快適性を向上できる。
【００６０】
請求項６の空気調和機によれば、請求項５と同様な効果が得られるとともに、上記カラ打ち除霜の状態となっても、これを短時間にすることができる。
【００６１】
請求項７の空気調和機によれば、請求項１、２、３、４、５、または６と同様な効果が得られるとともに、１回目の除霜運転が不十分であった場合でも、除霜運転マスク時間の１／２の時間で、次回サイクルの着霜判定を行うので、好適な除霜運転、快適な暖房運転ができる。
【００６２】
請求項８の空気調和機によれば、低温・高湿度の過酷条件、あるいは冷媒不足により除霜能力が低下している場合等の、除霜運転を繰り返すような場合にも、設定した除霜運転時間が充分となり、残霜を低減することができ、信頼性を確保できる。
【００６３】
請求項９の空気調和機によれば、除霜運転時にも着霜判定を行っているので、カラ打ち除霜を極力抑え、快適な暖房運転ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の空気調和機における冷凍サイクルとその制御装置の例を示す電気ブロック図である。
【図２】同空気調和機の原理的ブロック図である。
【図３】本発明の実施形態の第１実施例のフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態の第２実施例のフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態の第２実施例における算出温度差の変化の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態の第３実施例のフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態の第４実施例のフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態の第４実施例における室内熱交換器温度の変化の一例を示す図である。
【図９】本発明の実施形態の第５実施例のフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態の第６実施例のフローチャートである。
【図１１】本発明の実施形態の第７実施例のフローチャートである。
【図１２】本発明の実施形態における熱交換器温度、室内温度及び温度差の状態変化の一例を示す図である。
【図１３】従来の暖房運転中における除霜運転のフローチャートである。
【図１４】何の外乱もなく正常に着霜を検出する場合の従来の一例を示す図である。
【図１５】日没などによりカラ打ち除霜を行う場合の従来の一例を示す図である。
【符号の説明】
３００          室内制御部
３０２，３０３  温度センサ
３３０          マイコン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2005048983.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2005048983.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2005048983.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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