(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室外絞り機構、室内熱交換器及び室内絞り機構が配管接続されて冷凍サイクルを形成する空気調和機の除霜制御方法において、暖房運転中に室外熱交換器に付着した着霜を除去するため、冷媒を冷房サイクルで循環させる除霜運転の終了時に、室内絞り機構を微小開度に絞った後、室内熱交換器から四方弁を介して圧縮機に戻る冷媒の圧力が所定値以下に低下した時に四方弁を切り替え、続いて暖房運転に復帰させることを特徴とする空気調和機の除霜制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機の除霜制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術としては、例えば特開平６−２９９６号公報に開示される如く、液配管にバイパス配管、レシーバを取り付け除霜時の振動を防止する事例がある。また、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、アキュームレータ、室外絞り機構、室内熱交換器、室内絞り機構、これらを制御する制御装置よりの構成において、暖房運転中に室内熱交換器で凝縮された液冷媒が流入するために室外熱交換器に着霜があり、除霜指令を受けると四方弁が切り替わり、逆サイクルつまり冷房サイクルとなり、室外熱交換器に圧縮機から高温の該冷媒が流入し、着霜が融解するまで逆サイクル除霜運転を行う。除霜運転終了後には、再び四方弁が切り替わり、正サイクルに切り替えて暖房運転に復帰するように制御することは公知の技術である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の逆サイクル除霜運転において、除霜運転中サイクル内のガス配管（圧縮機から四方弁を経て室内熱交換器を接続する配管）には低圧ガス冷媒に液冷媒が含まれて流れているが、除霜運転が終了し四方弁が切り替わるとガス配管に高圧ガス冷媒が流れるため、この圧力変動により、流体力が起こりガス配管が振動するという問題があった。
【０００４】
本発明の目的は逆サイクル除霜運転終了前に四方弁切替による圧力変動の流体力を低く抑え、配管振動を防止することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の第１の空気調和機の除霜制御方法（以下、単に除霜制御方法という）は、少なくとも圧縮機、四方弁、室外熱交換器、室外絞り機構、室内熱交換器及び室内絞り機構が配管接続されて冷凍サイクルを形成する空気調和機において、暖房運転中に室外熱交換器に付着した着霜を除去するため、冷媒を冷房サイクルで循環させる除霜運転の終了時に、室内絞り機構を微小開度に絞った後、室内熱交換器から四方弁を介して圧縮機に戻る冷媒の圧力が所定値以下に低下した時に四方弁を切り替え、続いて暖房運転に復帰させることを特徴とする。
【０００８】
空気調和機の除霜運転中、室内空気温度をできるだけ下げないようにするため室内絞り機構を暖房時より絞ると、ガス配管には低圧ガス冷媒に液冷媒が含まれて流れる。除霜運転が終了し四方弁が切り替わると高圧ガス冷媒が流れるため、この圧力変動により流体力が発生する。この流体力は配管内の冷媒の流速、冷媒の比重、配管の断面積に比例して大きくなる。本発明の第１〜第３いずれかの除霜制御方法においては、暖房除霜運転終了時に、ガス配管内の冷媒のかわき度を上げながら低圧圧力を下げることにより、ガス配管内の冷媒の比重を下げ、その後四方弁切り替えることにより、冷媒圧力変動の流体力を低く抑え、配管の振動を防止する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面により説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の除霜制御方法を採用する空気調和機主要部の構成を示す図である。１は圧縮機、２は四方弁、３は室外熱交換器、４はアキュームレータ、５は室外絞り機構、６は圧力センサ、７はレシーバ、８は室内熱交換器、９は室内絞り機構、１０は制御装置、１１は液側配管サーミスタ、１２は外気サーミスタである。
【００１０】
空気調和機の暖房運転における冷媒の流れは概して次のとおりである。冷媒は、圧縮機１で高温高圧に圧縮されてガス冷媒となり、四方弁２を介して室内熱交換器８に供給され、ここで室内空気と熱交換して室内空気を温めると共に自らは凝縮されて液冷媒となる。この液冷媒は、室外絞り機構５で減圧され、室外熱交換器３で熱交換して外気から熱を吸収してガス冷媒となり、四方弁２、アキュームレータ５を介して圧縮機１に戻る。この暖房運転の際、室外熱交換器３には外気と接する箇所に着霜が生じ、外気の流入を妨げることが起きる。
【００１１】
このため暖房運転中、制御装置１０は、除霜運転が必要か否かの判定を行う。制御装置１０は、ある一定の時間暖房運転をし、かつ室外熱交換器３の液側配管サーミスタ１１および外気温度サーミスタ１２の検出温度が所定の温度以下であるという条件を満たす時に、室外熱交換器３に着霜があると判断し、除霜指令を出力する。ここで液側配管１４は室外熱交換器３と室内熱交換器８との間を接続する配管である。
【００１２】
制御装置１０からの除霜指令が出力されると、四方弁２が切り替わり、暖房サイクルから冷房サイクルとなる。すなわち、圧縮機１で高温高圧に圧縮されてガス冷媒は、四方弁を介して室外熱交換器３に供給され、ここで外気と熱交換して凝縮されて液冷媒となりると共に室外熱交換器３に熱を与えて着霜を融解する。この液冷媒は、室内絞り機構９で減圧され、室内熱交換器８で熱交換して室内空気から熱を吸収して、ガス冷媒となり、四方弁２、アキュームレータ５を介して圧縮機１に戻る。この除霜運転は室外熱交換器３の着霜が融解するまで行う。
【００１３】
除霜運転中、室内熱交換器８から四方弁２間を接続するガス配管１３には低圧ガス冷媒が流れているが、室内温度をあまり下げないように室内側の吹き出し空気温度の低下をおさえる制御を採用している場合には、室内絞り機構９の開度が低いために、室内熱交換器８の熱交換量が不足気味であり、ここで熱交換ができなかった低圧液冷媒が、低圧ガス冷媒中に混ざり、ガス配管中の冷媒のかわき度は小さくなり、冷媒の比重が大きくなる。
【００１４】
除霜を終了し、四方弁を切り替えて暖房サイクルとすると、ガス配管１３はには、圧縮機から高圧ガス冷媒が、それまでの低圧ガス冷媒の流れ方向の逆方向より流れ込み、このときの高圧ガス冷媒の流れにより流体力が配管に作用する。このときの流体力Ｆは
Ｆ＝ρ×Ａ×ｖ2
ρ：冷媒の比重、Ａ：配管の断面積、ｖ：冷媒の流速
で表される。除霜後に圧縮機から高圧ガス冷媒がガス配管１３に流入し始めた状態では、ガス配管１３中の冷媒の比重が大きくなっており、流体力は大きくなってしまい、配管が振動することがある。
【００１５】
まず、図２に示す制御例のように、四方弁２及び室内絞り機構９を制御することにより、除霜終了後に起きる配管の振動を防止できる。すなわち、制御装置１０は、室外熱交換器３の着霜が融解したとの信号を受信した時に、まず室内絞り機構９を微少開度まで絞り込んでガス配管中の冷媒が流れ込む量を微少に調整し、これを一定時間維持する。これにより室内熱交換器８の熱交換量が不足時にも、ガス配管１３中に液冷媒が流れ込むことを抑止し、ガス配管１３中の圧力を低くすることができ、ガス配管１３中の冷媒の比重を所定値以下に小さくすることができる。そして上記の室内絞り機構９絞り込みを一定時間維持した後に、四方弁４を暖房サイクル方向に切り替えると同時に室内絞り機構９の開度を暖房運転時の開度に復帰させる。かくして、圧縮機１からガス配管１３内へ高圧ガス冷媒が流れ込んでも、その時点でのガス配管１３中の冷媒の比重が小さいため、流体力は小さく、振動を防止できる。
【００１６】
そして、本実施の形態では、除霜運転中に室内熱交換器８から四方弁２を介して圧縮機１に戻る冷媒の圧力を測定する圧力センサ６を設けている。
図３に示すように、制御装置１０は、室外熱交換器３の着霜が融解したとの信号を受信した時に、室内絞り機構９を微少開度まで絞り込んでこの状態を維持し、圧力センサ６の検出値が所定値以下になった時に四方弁４を暖房サイクル方向に切り替え、それと同時に室内絞り機構９の開度を暖房サイクル時のそれに復帰させる。これにより、流体力を小さく抑止できるとともに、上述の制御例のように一定時間の室内絞り機構９の絞り込みでなく、除霜時間を最小限として空調の快適性を改善する効果がある。
【００１７】
他の制御例では、図４に示すように、制御装置１０は、室外熱交換器３の着霜が融解したとの信号を受信した時に、室内絞り機構９を微少開度まで絞り込むと共に圧縮機１の吐出量を減少させて所定時間維持することにより、圧縮機１側である高圧側とガス配管１３中の低圧側との圧力差を小さくする。それから四方弁２を切り替えて、その時に流れる高圧ガス冷媒の流速を抑止することにより流体力を小さく抑止するようにしたものである。このように室内絞り機構９と圧縮機の両方を制御することにより、上述の制御例や実施の形態よりもさらに除霜時間を短縮できる効果がある。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の空気調和機の除霜制御方法は、ガス配管内の冷媒のかわき度を上げながら低圧圧力を下げてガス配管内の冷媒の比重を下げ、その後に四方弁切り替えるように構成するので、四方弁切り替えによる冷媒圧力変動の流体力を低く抑え、ガス配管の振動を防止できるという優れた効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の除霜制御方法を採用する空気調和機の冷凍サイクル系統図である。
【図２】  除霜制御の一例のタイムチャートである。
【図３】  本発明の実施の形態の除霜制御のタイムチャートである。
【図４】  除霜制御の一例のタイムチャートである。
【符号の説明】
１  圧縮機
２  四方弁
３  室外熱交換器
４  アキュームレータ
５  室外絞り機構
６  圧力センサ
７  レシーバ
８  室内熱交換器
９  室内絞り機構
１０  制御装置
１１  液側配管サーミスタ
１２  外気サーミスタ
１３  ガス配管
１４  液側配管
【図１】
0003870302.tif 000002
【図２】
0003870302.tif 000003
【図３】
0003870302.tif 000004
【図４】
0003870302.tif 000005