(57)【要約】【課題】吐出ガスのバイパス管を付加することなく、除霜を暖房と同時に行って室内の快適性を確保できる空気調和機を提供すること。【解決手段】本発明の空気調和機は、室外熱交換器７３を複数に分割して並列に接続し、複数に分割された室外熱交換器７３のそれぞれの暖房運転時の冷媒入口側に減圧装置を設けるとともに、圧縮機７５と、四方弁７２と、室内熱交換器３３と、並列に設けられた複数の減圧装置と、並列に設けられた複数の室外熱交換器とを冷媒配管で接続して冷凍サイクルを構成し、暖房運転中に室外熱交換器の除霜運転を行う場合は、複数の減圧装置のうち一つの減圧装置の開度を、他の減圧装置の開度よりも大きくする運転を行い、複数の減圧装置全てにおいて順に開度を大きくする運転を行い、その後、通常の暖房運転を行う。【選択図】図１
2012013363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外熱交換器を複数に分割して並列に接続し、複数に分割された前記室外熱交換器のそれぞれの暖房運転時の冷媒入口側に減圧装置を設けるとともに、圧縮機と、四方弁と、室内熱交換器と、並列に設けられた前記複数の減圧装置と、並列に設けられた前記複数の室外熱交換器とを冷媒配管で接続して冷凍サイクルを構成し、暖房運転中に前記室外熱交換器の除霜運転を行う場合は、前記複数の減圧装置のうち一つの減圧装置の開度を、他の減圧装置の開度よりも大きくする運転を行い、前記複数の減圧装置全てにおいて順に開度を大きくする運転を行い、その後、通常の暖房運転を行うことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
外気温度を検出する外気温度センサを備え、前記外気温度センサで検出する外気温度に基づいて、前記圧縮機の吐出温度を高くするように回転数を制御す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】
前記室外熱交換器へ送風する送風装置を備え、暖房運転時の冷凍サイクルのままの除霜運転時において、暖房運転時よりも前記送風装置の回転数を低下または停止することを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記室外熱交換器の冷媒温度を検知する冷媒温検知センサを備え、暖房運転時の冷凍サイクルのままの除霜運転を行った後であっても、前記冷媒温検知センサで検出する温度が所定値に達しない場合は、前記四方弁を冷房運転時の冷凍サイクルに切り替えて除霜運転を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項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、空気調和機に係り、特に、室外熱交換器の除霜と室内の暖房とを同時に行う空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気調和機を暖房運転した場合に、室外空気が低温、かつ湿度が高いと、室外熱交換器に着霜を生じやすい。そして着霜が生じると、室外熱交換器の通風路の抵抗が増大し、熱交換量が少なくなるため、これに伴って室外熱交換器内を流れる冷媒の蒸発温度が下がる。
【０００３】
一方、上記のような着霜時において、従来から広く知られている除霜方式として逆サイクル除霜方式がある。これは、暖房運転中に除霜が必要になった場合には、四方弁を切り替えることによって、冷凍サイクルを冷房サイクルとし、圧縮機から吐出されるホットガスを室外熱交換器に流して除霜するものである。
【０００４】
また、室内で暖房運転をしながら室外熱交換器の除霜を行う空気調和機の従来例として、室外熱交換器を上下に複数分割して、圧縮機から吐出されるホットガスを分割された室外熱交換器へ順に流していく構成の空気調和機が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３１８２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、暖房運転とは逆サイクルで除霜運転を行えば、除霜中に室温が低下してしまい快適性が損なわれてしまい、特許文献１に記載の除霜運転では、暖房運転を継続しながら除霜運転ができるものの、圧縮機から吐出されるホットガスをバイパスするための配管が別途必要になってしまい、狭小な室外機内部に配管スペースを別途も受ける必要があり、また、配管を増加させることによるコスト増加となってしまうという課題を有している。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、吐出ガスのバイパス管を付加することなく、除霜を暖房と同時に行って室内の快適性を確保できる空気調和機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、室外熱交換器を複数に分割して並列に接続し、複数に分割された室外熱交換器のそれぞれの暖房運転時の冷媒入口側に減圧装置を設けるとともに、圧縮機と、四方弁と、室内熱交換器と、並列に設けられた複数の減圧装置と、並列に設けられた複数の室外熱交換器とを冷媒配管で接続して冷凍サイクルを構成し、暖房運転中に室外熱交換器の除霜運転を行う場合は、複数の減圧装置のうち一つの減圧装置の開度を、他の減圧装置の開度よりも大きくする運転を行い、複数の減圧装置全てにおいて順に開度を大きくする運転を行い、その後、通常の暖房運転を行うことにより、暖房運転を継続しながら除霜運転を行うことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、吐出ガスのバイパス管を付加することなく、除霜を暖房と同時に行って室内の快適性を確保できる空気調和機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態１に係る空気調和機の冷凍サイクルの構成図
【図２】同実施の形態１における冷房運転時の冷凍サイクル構成図
【図３】同実施の形態１における暖房運転時の冷凍サイクル構成図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
第１の発明の空気調和機は、室外熱交換器を複数に分割して並列に接続し、複数に分割された室外熱交換器のそれぞれの暖房運転時の冷媒入口側に減圧装置を設けるとともに、圧縮機と、四方弁と、室内熱交換器と、並列に設けられた複数の減圧装置と、並列に設けられた複数の室外熱交換器とを冷媒配管で接続して冷凍サイクルを構成し、暖房運転中に室外熱交換器の除霜運転を行う場合は、複数の減圧装置のうち一つの減圧装置の開度を、他の減圧装置の開度よりも大きくする運転を行い、複数の減圧装置全てにおいて順に開度を大きくする運転を行い、その後、通常の暖房運転を行うことにより、暖房運転を継続しながら除霜運転を行うことができる。
【００１２】
第２の発明の空気調和機は、特に第１の発明において、外気温度を検出する外気温度センサを備え、外気温度センサで検出する外気温度に基づいて、圧縮機の吐出温度を高くするように回転数を制御することにより、圧縮機吐出温度を高温側にシフトして暖房能力を高める。
【００１３】
第３の発明の空気調和機は、特に第１または第２の発明において、室外熱交換器へ送風する送風装置を備え、暖房運転時の冷凍サイクルのままの除霜運転時において、暖房運転時よりも送風装置の回転数を低下または停止することにより、除霜・暖房運転時に融解水やフィン、パイプから、送風装置による強制対流で外気に奪い去られる熱量が減少し、霜の融解が効率よく進む。
【００１４】
第４の発明の空気調和機は、特に第１から第３の発明において、室外熱交換器の冷媒温度を検知する冷媒温検知センサを備え、暖房運転時の冷凍サイクルのままの除霜運転を行った後であっても、冷媒温検知センサで検出する温度が所定値に達しない場合は、四方弁を冷房運転時の冷凍サイクルに切り替えて除霜運転を行うことにより、暖房サイクルでの除霜で融解し切れなかった室外熱交換器の冷媒回路出口（冷房時の室外熱交換器入口）付近の霜も、逆サイクル除霜運転を行うことにより、圧縮機からの高温冷媒で融解させることができる。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１６】
（実施の形態１）
本発明の実施形態に係る空気調和機について、図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１は本実施形態に係る空気調和機の冷凍サイクルの構成を示す図である。図１に示すように、本実施の形態１における空気調和機は、冷凍サイクルを備えている。
【００１７】
まず、本実施の形態１における冷凍サイクルについて説明する。本実施の形態１における冷凍サイクルは、冷媒を圧縮しホットガスを吐出する圧縮機７５と、冷媒流路を切り替える四方弁７２と、大気と冷媒とが熱交換を行う室外熱交換器７３と、冷媒を減圧する減圧装置と、室内熱交換器３３とを備えている。
【００１８】
そして、室外熱交換器７３は第１の室外熱交換器７３１、第２の室外熱交換器７３２、第３の室外熱交換器７３３、第４の室外熱交換器７３４に分割されており、それぞれが並列に設けられている。
【００１９】
また、減圧装置は、第１の減圧装置７４ａ、第２の減圧装置７４ｂ、第３の減圧装置７４ｃ、第４の減圧装置７４ｄが設けられており、暖房運転時のそれぞれの室外熱交換器の冷媒入口側に、対応する減圧装置が配置されている。
【００２０】
そして、圧縮機７５と、四方弁７２と、室内熱交換器３３と、並列に接続されている減圧装置と、並列に接続されている室外熱交換器とを冷媒配管で接続することにより、冷凍サイクルを構成している。また、冷媒配管は、吸込配管７１０、吐出配管７１１、利用側ガス管７１２、液管７１３等で構成されているが、このような配管構成に限定されることはない。
【００２１】
図１に示す四方弁７２は、冷媒流路切換弁の一例である。この四方弁７２は、冷房サイクルと暖房サイクルとを切換えるものであり、冷房運転時には、圧縮機７５から吐出配管７１１を介して吐出された冷媒を、室外熱交換器７３へ導き、室内熱交換器３３からの冷媒を圧縮機７５に戻すサイクルである。また、暖房運転時には、冷房運転時とは逆方向の冷媒流れとなり、圧縮機７５から吐出された冷媒を室内熱交換器３３へ導き、室外熱交換器７３からの冷媒を吸込配管を介して圧縮機７５に戻すサイクルである。
【００２２】
従って、室外熱交換器７３は、冷房運転時に高圧側熱交換器（凝縮器）を構成し、暖房運転時に低圧側熱交換器（蒸発器）を構成する。また、室内熱交換器３３は、暖房運転時に高圧側熱交換器（凝縮器）を構成し、冷房運転時に低圧側熱交換器（蒸発器）を構成する。
【００２３】
また、室外熱交換器７３は、冷媒配管と熱交換フィンとで構成され、その冷媒配管で形成される冷媒回路を複数に分割して並列に接続されている。この冷媒回路は複数に区分して構成されている。なお、この複数に区分された冷媒回路の室外熱交換器の構成は、各々が分離した構造（第１〜４熱交換器が独立した構造）であっても、一体的に形成された構造であってもよく、つまり冷媒回路自体が並列に接続されていれば問題はない。さらい、ここに上げた区分の数は一例であり、複数であればその数（本実施の形態では４分割）は限定しない。
【００２４】
また、減圧装置は、室外熱交換器７３と室内熱交換器３３との間に設けられ、冷房運転時に室外熱交換器７３からの冷媒を減圧し、暖房運転時に室内熱交換器３３からの冷媒を減圧する。なお、本実施の形態１では、減圧装置７４は絞り開度が制御可能な膨張弁、例えば電動式などで構成されている。
【００２５】
また、室外熱交換器７３および室内熱交換器３３での空気と冷媒との熱交換を促進させるための送風装置が設けられており、室外側では室外送風モータ６３３と室外ファン６３１で構成され、室内側では室内送風モータ３１１と室内ファン３１３で構成されている。
【００２６】
また、空気調和機の運転を行う制御装置１０が設けられており、各温度センサからの情報を検出して、それぞれの駆動構成部分を制御している。
【００２７】
また、本実施の形態１では、室外熱交換器７３の冷媒温度を検出するために、冷媒温検知センサ８１１ａ、８１１ｂ、８１１ｃ、８１１ｄ、８１２を有しており、冷媒温検知センサ８１１ａ、８１１ｂ、８１１ｃ、８１１ｄは、暖房運転時の室外熱交換器７３の出口
温度を検出し、冷媒温検知センサ８１２は、冷房運転時の室外熱交換器７３の出口温度を検出している。
【００２８】
また、制御装置１０は、冷媒温検知センサ８１１ａ、８１１ｂ、８１１ｃ、８１１ｄ、８１２の検出結果や使用者の運転指令に基づいて、圧縮機７５、四方弁７２、室外送風モータ６３３、室内送風モータ３１１、減圧装置等を制御する。ここで、本実施形態では、制御装置１０は、演算する機能を有する制御装置と、各機器を制御する機能を有する制御装置とを一つで示してあるが、これらが分けて構成されていても良く、或いは各機器を制御する機能を有する制御装置がさらに分けて構成されていても良い。
【００２９】
次に、本発明の実施形態に係る空気調和機における冷房と暖房の運転動作について、図２と図３を参照しながら以下説明する。図２は本実施形態に係る空気調和機の冷房運転時の冷媒の流れを示す冷凍サイクル図である。図３は本実施形態に係る空気調和機の暖房運転時の冷媒の流れを示す冷凍サイクル図である。
【００３０】
先ず、冷房サイクルにおける冷房運転について図２を用いて説明する。空気調和機の冷房運転をする際には、四方弁７２を図２のように切換え、冷房運転サイクルを形成すると共に、圧縮機７５、室外送風モータ６３３及び室内送風モータ３１１を運転する。
【００３１】
圧縮機７５に吸込まれたガス冷媒は、圧縮機７５で圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって、図２の矢印の方向に流れ、四方弁７２を通って凝縮器となる室外熱交換器７３の分割された第１の室外熱交換器７３１、第２の室外熱交換器７３２、第３の室外熱交換器７３３、第４の室外熱交換器７３４のそれぞれに入り、室外空気との熱交換で冷却されて凝縮し、液または気液混合の冷媒となる。
【００３２】
次いで、冷媒は、減圧装置に入り、減圧により膨張し、低圧の気液混合の冷媒となる。この気液混合冷媒は、図２で低圧冷媒の流れを示す矢印の方向に流れ、室外機を出て室内機に入り、蒸発器となる室内熱交換器３３に入り、室内空気と熱交換して室内を冷房し、自身は加熱され、ガス冷媒となって圧縮機７５に戻る。
【００３３】
次に、暖房サイクルにおける暖房運転について図３を用いて説明する。図３において、暖房運転する際には、四方弁７２を図３のように切換え、暖房運転サイクルを形成すると共に、圧縮機７５、室外送風モータ６３３及び室内送風モータ３１１を運転する。
【００３４】
圧縮機７５に吸込まれたガス冷媒は、圧縮機７５で圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって、図３の矢印の方向に流れ、四方弁７２を通って凝縮器となる室内熱交換器３３に入り、室内空気と熱交換で冷却されて凝縮し、液または気液混合の冷媒となる。
【００３５】
凝縮して液または気液混合の状態となった冷媒は、室内機を出て室外機に入り、減圧装置７４に入り、減圧により膨張し、低圧の気液混合の冷媒となる。この気液混合冷媒は、図３で低圧冷媒の流れを示す矢印の方向に流れ、蒸発器となる室外熱交換器７３の分割された第１の室外熱交換器７３１、第２の室外熱交換器７３２、第３の室外熱交換器７３３、第４の室外熱交換器７３４のそれぞれに入り、室外空気と熱交換して加熱され、ガス冷媒となって圧縮機７５に戻る。上述した暖房サイクルにおける暖房運転動作を繰り返すことにより、暖房運転が継続される。
【００３６】
このような暖房運転時には、室外熱交換器７３は室外空気から熱を奪うため低温になり、０℃以下となって伝熱面に着霜することがある。外気の温度が低く、湿度が高い時にこの現象は顕著になり、室外空気の流通面に付着した霜により、室外空気の流通が妨げられて室外ファン６３１の風量が減少する。
【００３７】
室外ファン６３１の風量が減少すると室外熱交換器７３の温度が更に低下し、さらに霜が着きやすくなる。このようにして、室外熱交換器７３の着霜量は増え続け、空気調和機が室外空気から汲み上げる熱量が減少し、暖房能力も減少して、室内を十分に暖房できなくなり、暖房の機能が喪失してしまうので、除霜運転が必要になる。
【００３８】
次に、本実施形態に係る空気調和機の暖房サイクルにおける除霜・暖房運転について説明する。
【００３９】
前述のように、暖房運転をしていると、温度が低く湿度が高い日には、室外熱交換器７３に霜が付き、暖房能力が落ちてくる。冷媒温検知センサ８１２が所定の温度を下回り、かつ、暖房サイクルでの暖房運転を所定の時間以上行っている場合に、着霜の量が所定の量に達したとみなし、暖房サイクルのまま除霜運転を行う。
【００４０】
この除霜運転は、四方弁７２暖房運転時と同じにして、第１の減圧装置７４ａの開度を大きくして、室外熱交換器７３の内の第１の室外熱交換器７３１を凝縮器として機能させると共に、第２の室外熱交換器７３２と第３の室外熱交換器７３３と第４の室外熱交換器７３４を蒸発器として機能させ、除霜と暖房とを同時に行う除霜・暖房運転サイクルを形成する。
【００４１】
この時、室外送風モータ６３３を低速運転または停止し、室内送風モータ３１１は、吹出し温度が所定温度以上を保持できるように運転を制御する。
【００４２】
そして、第１の室外熱交換器７３１に入った冷媒は、高温高圧であるので第１の室外熱交換器７３１に付着した霜を融解して下方に流下させる。流下した融解水は、蒸発器として作用している下側に位置する第２の室外熱交換器７３２と第３の室外熱交換器７３３と第４の室外熱交換器７３４に流れ込む。
【００４３】
そして、最初は第２の室外熱交換器７３２と第３の室外熱交換器７３３と第４の室外熱交換器７３４の着霜を融かしながら流下し、流下するに従って低温になり、外気温が低いときなどは終りには再氷結する。
【００４４】
この時、融解水は第２の室外熱交換器７３２と第３の室外熱交換器７３３と第４の室外熱交換器７３４に熱を与えながら流下し、その熱は第２の室外熱交換器７３２と第３の室外熱交換器７３３と第４の室外熱交換器７３４内部の冷媒の気化を促進する。
【００４５】
つまり、上側にある第１の室外熱交換器７３１で着霜の融解に使われた熱の一部が下側にある第２の室外熱交換器７３２と第３の室外熱交換器７３３と第４の室外熱交換器７３４の着霜を一部融解し、更に内部の冷媒の気化に寄与して回収され、除霜の熱量が有効に使われる。
【００４６】
第１の室外熱交換器７３１の霜を除霜した冷媒は、第１の室外熱交換器７３１を出たところで第２の室外熱交換器７３２と第３の室外熱交換器７３３と第４の室外熱交換器７３４で気化した冷媒と合流し圧縮機７５に戻る。
【００４７】
第１の室外熱交換器７３１の除霜運転を所定時間または第１の室外熱交換器７３１の出口の冷媒温検知センサ８１１ａが所定温度まで上昇すると、第２の室外熱交換器７３２の除霜を次に行う。
【００４８】
第２の室外熱交換器７３２の除霜に切換えるには、第２の減圧装置７４ｂの開度を大き
くして、室外熱交換器７３の内の第２の室外熱交換器７３２を凝縮器として機能させると共に、第１の室外熱交換器７３１と第３の室外熱交換器７３３と第４の室外熱交換器７３４を蒸発器として機能させ、除霜と暖房とを同時に行う除霜・暖房運転サイクルを形成する。
【００４９】
この時、室外送風モータ６３３を低速運転または停止し、室内送風モータ３１１は、吹出し温度が所定温度以上を保持できるように運転を制御する。
【００５０】
第２の室外熱交換器７３２に入った冷媒は、高温高圧であるので、第２の室外熱交換器７３２に付着した霜を融解して下方に流下させる。流下した融解水は、除霜水の排出口から室外機の外に排出される。
【００５１】
第２の室外熱交換器７３２の霜を除霜した冷媒は、第２の室外熱交換器７３２を出たところで第１の室外熱交換器７３１と第３の室外熱交換器７３３と第４の室外熱交換器７３４で気化した冷媒と合流し圧縮機７５に戻る。
【００５２】
第２の室外熱交換器７３２の除霜運転が所定時間経過すると、または第２の室外熱交換器７３２の出口の冷媒温検知センサ８１１ｂが所定温度まで上昇すると、第３の室外熱交換器７３３の除霜を次に行う。
【００５３】
第３の室外熱交換器７３３の除霜に切換えるには、第３の減圧装置７４ｃの開度を大きくして、室外熱交換器７３の内の第３の室外熱交換器７３３を凝縮器として機能させると共に、第１の室外熱交換器７３１と第２の室外熱交換器７３２と第４の室外熱交換器７３４を蒸発器として機能させ、除霜と暖房とを同時に行う除霜・暖房運転サイクルを形成する。
【００５４】
この時、室外送風モータ６３３を低速運転または停止し、室内送風モータ３１１は、吹出し温度が所定温度以上を保持できるように運転を制御する。
【００５５】
第３の室外熱交換器７３３に入った冷媒は、高温高圧であるので、第３の室外熱交換器７３３に付着した霜を融解して下方に流下させる。流下した融解水は、除霜水の排出口から室外機の外に排出される。
【００５６】
第３の室外熱交換器７３３の霜を除霜した冷媒は、第３の室外熱交換器７３３を出たところで第１の室外熱交換器７３１と第２の室外熱交換器７３２と第４の室外熱交換器７３４で気化した冷媒と合流し圧縮機７５に戻る。
【００５７】
第３の室外熱交換器７３３の除霜運転が所定時間経過すると、または第３の室外熱交換器７３３の出口の冷媒温検知センサ８１１ｃが所定温度まで上昇すると、第４の室外熱交換器７３４の除霜を次に行う。
【００５８】
第４の室外熱交換器７３４の除霜に切換えるには、第４の減圧装置７４ｄの開度を大きくして、室外熱交換器７３の内の第４の室外熱交換器７３４を凝縮器として機能させると共に、第１の室外熱交換器７３１と第２の室外熱交換器７３２と第３の室外熱交換器７３３を蒸発器として機能させ、除霜と暖房とを同時に行う除霜・暖房運転サイクルを形成する。
【００５９】
この時、室外送風モータ６３３を低速運転または停止し、室内送風モータ３１１は、吹出し温度が所定温度以上を保持できるように運転を制御する。
【００６０】
第４の室外熱交換器７３４に入った冷媒は、高温高圧であるので、第４の室外熱交換器７３４に付着した霜を融解して下方に流下させる。流下した融解水は、除霜水の排出口から室外機の外に排出される。
【００６１】
第４の室外熱交換器７３４の霜を除霜した冷媒は、第４の室外熱交換器７３４を出たところで第１の室外熱交換器７３１と第２の室外熱交換器７３２と第３の室外熱交換器７３３で気化した冷媒と合流し圧縮機７５に戻る。
【００６２】
第４の室外熱交換器７３４の除霜運転が所定時間経過すると、または第４の室外熱交換器７３４の出口の冷媒温検知センサ８１１ｄが所定温度まで上昇すると、除霜・暖房運転を終了し、直ちに暖房運転に復帰する。
【００６３】
ここで、室外熱交換器７３の下部は上部から流れてきた除霜時の融解水が通過するため、上部より水滴が残り易い。水滴が残った状態で部分除霜・暖房運転が終了し、暖房運転が始まると、残った水滴が氷結し、室外空気の通風を妨害する。室外空気の通風が妨害されると前述のように、更に、霜が成長し易くなる。
【００６４】
そこで、室外熱交換器７３の除霜を行う時に、第１の室外熱交換器７３１と第２の室外熱交換器７３２と第３の室外熱交換器７３３と第４の室外熱交換器７３４の順に上側から除霜を行うと共に、下側の除霜時間を、先に行った第１の室外熱交換器７３１の除霜時間より長くしている。
【００６５】
これにより、室外熱交換器７３に着霜し、着霜量が除霜を必要とする所定量に達したときに、上側にある熱交換器から順に部分除霜・暖房運転を行う。上側にある冷媒回路に温度の高い冷媒を流すので、室外熱交換器７３の上側の冷媒回路の空気側伝熱面に付着した霜が融解し、下方に流れ下る。
【００６６】
この融解水の温度が高い場合は、融解水は下側にある熱交換器の空気側伝熱面の霜に触れ、これを融解水自身の顕熱で溶かしながら更に流れ下る。このとき、下側にある熱交換器で霜が融解した部分は、熱伝達の妨害をしていた霜が除かれるので、外気から、冷媒への熱移動がスムーズに行われ、熱交換能力が回復し、室内の暖房能力の低下を抑制する。
【００６７】
そして流れ下る融解水の温度が融解点まで下がると、融解水はそれ以上霜を融解することなく流下し、流下しながら下側にある熱交換器内を流れる下側の冷媒回路の冷媒で冷却されて凝固する。
【００６８】
このとき、融解水の凝固熱は下側の冷媒回路の冷媒を温めるので、上側にある熱交換器で霜の融解に使用された熱量が回収される。上側にある熱交換器の除霜のための除霜・暖房運転が終了すると、順に下側にある熱交換器の除霜を行うための除霜・暖房運転が開始される。
【００６９】
このとき、除霜が終了した直後の熱交換器は、熱伝達の妨害をしていた霜が除かれているので、外気から冷媒への熱移動がスムーズに行われ、熱交換能力が回復し、室内の暖房能力の低下を抑制する。このように、除霜・暖房運転時でも暖房能力の大幅な低下を抑制しつつ、暖房を継続することができる。
【００７０】
また、除霜・暖房運転時には、除霜した熱交換器より下側にある熱交換器の着霜量が一時的に増加することがある。しかし、引き続いて下側にある熱交換器の除霜のための除霜・暖房運転が行われるので、下側にある熱交換器も除霜される。したがって、下側にある熱交換器の霜が上側の熱交換器の除霜の影響で増え続けることはない。
【００７１】
次に、一般に着霜が生じるような温度条件での暖房時は、外気温が低いときが多く、温風の温度を上げるため、高い凝縮温度が要求され、また、外気温度が低いため、圧縮機７５の吸い込み圧力は低くなるので、圧縮比が上がり、圧縮機７５の効率が下がってしまう。
【００７２】
そこでこれを補うため、圧縮機７５の回転数を上げて、冷媒の循環量を確保する必要がある。また、圧縮機７５の仕事量も暖房能力に加わるので、圧縮機７５を存分に働かせて暖房能力を確保する。
【００７３】
このため、圧縮機７５は高負荷で駆動され、圧縮機７５は高温に保持されている。この状態から除霜・暖房運転に入ると、圧縮機７５が高温に保持されているので、圧縮機７５から吐出される冷媒は高温状態で室外熱交換器７３に流入し除霜する。
【００７４】
また、一般に、室外熱交換器７３に送風する室外ファン６３１は外気を大量に循環させて、熱交換を効率よく行わせるため、軸流ファンが使用される。軸流ファンは発生できる風圧がさほど大きくないため、室外機の構造は外気吸込み口、室外熱交換器７３、軸流ファン、外気吹出し口をほぼ一直線に並べ、通風経路を単純な形にして、通風の圧力損失を抑えるように構成されている。
【００７５】
また、外気温の低下に伴い、圧縮機７５の吐出温度を高温側にシフトして制御すると共に、除霜禁止期間を短縮する。換言すると、空気調和機の周囲温度すなわち外気温度を検知する外気温度センサを別に設け、この外気温度センサによる温度低下に基づいて、圧縮機の回転数を高くし、又は減圧装置の絞りを絞る制御を行う。
【００７６】
このような制御を行うことで、圧縮機吐出温度を高温側にシフトして暖房能力を高めるとともに、外気温の低下が霜の成長を早めるので、除霜期間を短縮して除霜運転を実施でき得るようにしておく。
【００７７】
よって、圧縮機７５の蓄熱量が増加すると共に、除霜・暖房運転時間が短縮され、暖房運転に復帰した時の圧縮機７５の吐出温度の回復が早くなって、暖房能力の低下時間が短くなる。このため、低外気温でも除霜・暖房運転の室温変化が抑制される。
【００７８】
また、除霜・暖房運転時は、暖房運転時よりも室外ファン６３１の回転数を低下させ、更に、外気温度が所定値より低い場合は除霜運転時に室外送風機の運転を停止する。
【００７９】
このように、除霜・暖房運転時に室外ファン６３１の回転数を低下させることにより、除霜・暖房運転時に融解水やフィン、パイプから、室外ファン６３１による強制対流で外気に奪い去られる熱量が減少し、霜の融解が効率よく進む。
【００８０】
また、外気の温度が更に低くなり、外気への放熱量が増加した場合は室外ファン６３１の運転を停止する。これにより、室外ファン６３１による強制対流で外気に奪い去られる熱量の大部分が霜の融解に有効に使用され、室外熱交換器７３の除霜が効率よく進む。このため、除霜・暖房運転時間を短縮でき、また、低外気温の時でも除霜・暖房運転が可能である。
【００８１】
また、除霜・暖房運転を最長除霜運転時間に達するまで行っても室外熱交換器７３の温度が所定値に達しない場合に限り、四方弁７２を切換えて逆サイクル除霜運転を行う。
【００８２】
すなわち、冷媒温検知センサ８１１ａ〜８１１ｄが０℃以上にならないと残霜の可能性
があるので、逆サイクル除霜運転を行う。これにより、暖房サイクルでの除霜で融解し切れなかった室外熱交換器７３の冷媒回路出口（冷房時の室外熱交換器入口）付近の霜も、逆サイクル除霜運転を行うことにより、圧縮機７５からの高温冷媒で融解させることができる。
【００８３】
このように、空気調和機の設置条件や、気象条件の悪化で通常の除霜・暖房運転では残霜が発生する場合でも、残霜無しの完全な除霜運転を行うことができる。このため、室内の暖房ができる設置条件や気象条件の範囲を広くすることができる。
【００８４】
以上説明したように、本発明の実施形態に係る空気調和機は、次のような制御装置を具備することを特徴とするものである。すなわち、圧縮機の吐出ガスバイパス管を具備することなく、暖房運転中に複数に分けた冷媒回路の一部熱交換器を除霜しつつ他熱交換器で空気との熱交換を行い、暖房する除霜・暖房運転をし、全ての冷媒回路の除霜終了後、暖房運転に復帰するように制御するものである。
【００８５】
また、制御装置は、外気温の低下に基づいて、圧縮機の吐出温度を高温側にシフトして制御すると共に、除霜禁止期間を短縮するように制御するものであり、さらに、制御装置は、除霜・暖房運転時に暖房運転時よりも室外送風装置の回転数を低下させ、更に外気温度が所定値より低い場合の除霜時に室外送風装置の運転を停止するように制御するものであり、さらに、制御装置は、除霜・暖房運転を除霜運転時間に達するまで行っても室外熱交換器の温度が所定値に達しない場合に四方弁を切換えて逆サイクル除霜運転を行うように制御するものである。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
以上のように、本発明にかかる空気調和機は、暖房運転を継続しながら除霜運転を行うことができるため、快適性を損なうことなく除霜運転ができ、シングル形のエアコンに限定されず、マルチ型のエアコンにも適用することができる。
【符号の説明】
【００８７】
７４ａ  第１の減圧装置
７４ｂ  第２の減圧装置
７４ｃ  第３の減圧装置
７４ｄ  第４の減圧装置
７５  圧縮機
７３１  第１の室外熱交換器
７３２  第２の室外熱交換器
７３３  第３の室外熱交換器
７３４  第４の室外熱交換器
８１１ａ  冷媒温検知センサ
８１１ｂ  冷媒温検知センサ
８１１ｃ  冷媒温検知センサ
８１１ｄ  冷媒温検知センサ
８１２  冷媒温検知センサ
【図１】
2012013363.tif 000003
【図２】
2012013363.tif 000004
【図３】
2012013363.tif 000005