(57)【要約】【課題】室外熱交換器に着霜していないときにデフロスト運転に入る空除霜が行われるのを防止することである。【解決手段】室内熱交換器温度の継続的な低下が室内熱交換器用温度センサ３３により検出される状態が第１設定時間継続する第１必要条件に加えて、室外熱交換器温度の継続的な低下が室外熱交換器用温度センサ２３により検出されている状態が第２設定時間継続する第２必要条件が満たされたときに室外熱交換器１３の除霜のためのデフロスト運転に入るように構成されている。【選択図】図２
2017040402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（１１）、室内熱交換器（１６）、膨張機構（１４）及び室外熱交換器（１３）の順に冷媒を流して蒸気圧縮式冷凍サイクルを繰り返すことが可能な冷凍回路（１０）と、
前記室内熱交換器の室内熱交換器温度を検出可能な第１センサ（３３）と、
前記室外熱交換器の室外熱交換器温度を検出可能な第２センサ（２３）と
を備え、
前記室内熱交換器温度の継続的な低下が前記第１センサにより検出される状態が第１設定時間継続する第１必要条件に加えて、前記室外熱交換器温度の継続的な低下が前記第２センサにより検出されている状態が第２設定時間継続する第２必要条件が満たされたときに前記室外熱交換器の除霜のためのデフロスト運転に入るように構成されている、冷凍装置。
【請求項２】
前記第２センサにより検出された前記室外熱交換器温度の所定サンプリング時間内の平均値が上昇しない状況が所定回数以上継続する場合に前記第２必要条件が満たされたと判断する、
請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
前記室外熱交換器が設置されている箇所の外気温度を検出可能な第３センサ（２２）をさらに備え、
前記第２センサにより検出された前記室外熱交換器温度が前記第３センサの検出した前記外気温度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて設定される除霜突入温度よりも低くなることを第３必要条件として用い、前記第１必要条件及び前記第２必要条件と前記第３必要条件とが同時に満たされたときに前記デフロスト運転に入るように構成されている、
請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記第３必要条件は、前記室外熱交換器温度が前記除霜突入温度よりも低い期間が第３設定時間継続するという条件である、
請求項３に記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍回路を備える冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、冷凍装置では、室外熱交換器に着いた霜を取るために除霜運転が行われている。例えば特許文献１（特開平９−２４３２１０号公報）や特許文献２（特開平１０−１０３８１８号公報）などに開示されているように、室外熱交換器についた霜を取るためのデフロスト運転に入るか否かを判定するために室内熱交換器に霜が着き始める状態になったことを知る目的で、室外熱交換器の温度が所定値以下に低下したことを検知することが行われている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そして、特許文献１や特許文献２に記載されている冷凍装置では、除霜を行う条件に室外熱交換器の温度が所定値以下であるという条件以外に室内熱交換器温度が所定値以下であることや圧縮機の運転周波数が所定値以下であることなどを追加したり、圧縮機の運転周波数や外気温度や外気湿度を考慮して除霜運転に入る室外熱交換器温度を設定したりすることが行われている。しかし、特許文献１や特許文献２に記載されているような条件で除霜運転に入るように制御されていても、室外熱交換器に着霜していないときにデフロスト運転に入る空除霜を防止するには不十分である。
【０００４】
本発明の課題は、室外熱交換器に着霜していないときにデフロスト運転に入る空除霜が行われるのを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１観点に係る冷凍装置は、圧縮機、室内熱交換器、膨張機構及び室外熱交換器の順に冷媒を流して蒸気圧縮式冷凍サイクルを繰り返すことが可能な冷凍回路と、室内熱交換器の室内熱交換器温度を検出可能な第１センサと、室外熱交換器の室外熱交換器温度を検出可能な第２センサとを備え、室内熱交換器温度の継続的な低下が第１センサにより検出される状態が第１設定時間継続する第１必要条件に加えて、室外熱交換器温度の継続的な低下が第２センサにより検出されている状態が第２設定時間継続する第２必要条件が満たされたときに室外熱交換器の除霜のためのデフロスト運転に入るように構成されている。
【０００６】
この冷凍装置では、第１センサにより室内熱交換器温度の継続的な低下が検出される状態が第１設定時間継続する第１必要条件だけではなく、第２センサにより室外熱交換器温度の継続的な低下が検出されている状態が第２設定時間継続される第２必要条件をデフロスト運転に入る条件にしていることから、室外熱交換器への着霜以外の理由で室内熱交換器の温度が低下しているが室外熱交換器に着霜していないために室外熱交換器の温度が上昇する場合をデフロスト運転に突入する場合から除くことができる。
【０００７】
本発明の第２観点に係る冷凍装置は、第１観点に係る冷凍装置において、第２センサにより検出された室外熱交換器温度の所定サンプリング時間内の平均値が上昇しない状況が所定回数以上継続する場合に第２必要条件が満たされたと判断する、ものである。
【０００８】
この冷凍装置では、室外熱交換器温度の所定サンプリング時間内の平均値を用いることから、室外熱交換器温度の測定ノイズによって第２必要条件が満たされたとする判断の誤りを抑制することができる。
【０００９】
本発明の第３観点に係る冷凍装置は、第１観点に係る冷凍装置において、室外熱交換器が設置されている箇所の外気温度を検出可能な第３センサをさらに備え、第２センサにより検出された室外熱交換器温度が第３センサの検出した外気温度及び圧縮機の運転周波数に応じて設定される除霜突入温度よりも低くなることを第３必要条件として用い、第１必要条件及び第２必要条件と第３必要条件とが同時に満たされたときにデフロスト運転に入るように構成されている、ものである。
【００１０】
この冷凍装置では、室外熱交換器温度が外気温度及び圧縮機の運転周波数に応じて設定される除霜突入温度よりも低くなることを第３必要条件として用いることから、着霜が生じる環境も考慮に入れてデフロスト運転に入るか否かの判断ができる。
【００１１】
本発明の第４観点に係る冷凍装置は、第３観点に係る冷凍装置において、第３必要条件は、室外熱交換器温度が除霜突入温度よりも低い期間が第３設定時間継続するという条件である、ものである。
【００１２】
この冷凍装置では、室外熱交換器温度が除霜突入温度よりも低い期間が第３設定時間継続しないと第１必要条件及び第２必要条件が満たされてもデフロスト運転に入らないので、外気温度及び圧縮機の運転状況をデフロスト運転に入るか否かの判断に反映させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の第１観点に係る冷凍装置では、室外熱交換器に着霜していないときにデフロスト運転に入る空除霜が行われるのを防止することができる。
【００１４】
本発明の第２観点に係る冷凍装置では、空除霜が行われるのを安定して防止することができる。
【００１５】
本発明の第３観点に係る冷凍装置では、着霜が生じる環境も考慮に入れることで、空除霜が行われるのを防止し易くなる。
【００１６】
本発明の第４観点に係る冷凍装置では、空除霜が行われるのを防止する効果が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態に係る空気調和機の外観を示す斜視図。
【図２】実施形態に係る空気調和機の構成の概要を示す回路図。
【図３】図１のＩ−Ｉ線に沿って切断した断面図。
【図４】室外機と室内機の間の主な信号の遣り取りの概要を示すタイミングチャート。
【図５】室外熱交換器温度の経時変化の一例を示すグラフ。
【図６】デフロスト運転に突入する判断方法の概要を説明するためのフローチャート。
【図７】デフロスト運転に突入する判断方法の一例を説明するためのフローチャート。
【図８】デフロスト運転に突入する判断方法の他の例を説明するためのフローチャート。
【図９】（ａ）室内熱交換器温度と室内温度の温度差の経時変化と除霜突入判断の関係の一例を示すグラフ、（ｂ）室内熱交換器温度と室内温度の温度差の経時変化と除霜突入判断の関係の他の例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（１）空気調和機の構成の概要
以下、本発明の一実施形態に係る冷凍装置として空気調和機を例に挙げて説明する。まず、本発明の一実施形態に係る空気調和機の構成の概要について図１及び図２を用いて説明する。図１に示す空気調和機１は、室内の壁面ＷＬなどに取り付けられる室内機２と、屋外に設置される室外機３とを備えている。図２は、空気調和機１の回路図である。この空気調和機１は、冷凍回路１０を備えており、冷凍回路１０の中の冷媒を循環させることにより蒸気圧縮式冷凍サイクルを実行することができる。この冷凍回路１０に冷媒を循環させるために、連絡配管４によって、室内機２と室外機３が接続されている。
【００１９】
（１−１）冷凍回路１０
冷凍回路１０は、圧縮機１１と、四路切換弁１２と、室外熱交換器１３と、膨張機構１４と、アキュムレータ１５と、室内熱交換器１６とを備えている。吸入口から冷媒を吸入して圧縮した冷媒を吐出口から吐出する圧縮機１１は、吐出口から吐出した冷媒を四路切換弁１２の第１ポートに対して送出する。
【００２０】
四路切換弁１２は、空気調和機１が暖房運転をするとき、破線で示されているように、第１ポートと第４ポートとの間で冷媒を流通させると同時に第２ポートと第３ポートの間で冷媒を流通させる。また、空気調和機１が冷房運転をするとき及び逆サイクルデフロスト運転をするとき、実線で示されているように、四路切換弁１２は、第１ポートと第２ポートの間で冷媒を流通させると同時に第３ポートと第４ポートの間で冷媒を流通させる。
【００２１】
室外熱交換器１３は、四路切換弁１２の第２ポートとの間でガス冷媒を主に流通させるためのガス側出入口を有するとともに、膨張機構１４との間で液冷媒を主に流通させるための液側出入口を有している。室外熱交換器１３は、室外熱交換器１３の液側出入口とガス側出入口との間に接続された伝熱管（図示せず）を流れる冷媒と室外空気との間で熱交換を行なわせる。
【００２２】
膨張機構１４は、室外熱交換器１３と室内熱交換器１６との間に配置されている。膨張機構１４は、室外熱交換器１３と室内熱交換器１６の間を流れる冷媒を膨張させて減圧する機能を有している。
【００２３】
室内熱交換器１６は、膨張機構１４との間で液冷媒を主に流通させるための液側出入口を有するとともに、四路切換弁１２の第４ポートとの間でガス冷媒を主に流通させるためのガス側出入口を有している。室内熱交換器１６は、室内熱交換器１６の液側出入口とガス側出入口との間に接続された伝熱管１６ａ（図３参照）を流れる冷媒と室内空気との間で熱交換を行なわせる。
【００２４】
四路切換弁１２の第３ポートと圧縮機１１の吸入口との間には、アキュムレータ１５が配置されている。アキュムレータ１５では、四路切換弁１２の第３ポートから圧縮機１１に流れる冷媒がガス冷媒と液冷媒とに分離される。そして、アキュムレータ１５から圧縮機１１の吸入口には主にガス冷媒が供給される。
【００２５】
（１−２）冷凍回路１０以外の構成
室外機３は、室外熱交換器１３を通過する室外空気の気流を発生させるための室外ファン２１を備えている。また、室外機３は、室外空気の温度を測定するための室外温度センサ２２と、室外熱交換器１３の温度を測定するための室外熱交換器用温度センサ２３とを備えている。さらに、室外機３は、圧縮機１１、四路切換弁１２、膨張機構１４及び室外ファン２１を制御する室外側制御装置２４を備えている。この室外側制御装置２４は、例えばＣＰＵ（図示せず）とメモリー（図示せず）を含んでおり、記憶されているプログラムなどに従って室外機３の制御を行うことができる構成になっている。そして、室外側制御装置２４は、室外温度センサ２２及び室外熱交換器用温度センサ２３が測定した温度に関する信号を受信するために、室外温度センサ２２及び室外熱交換器用温度センサ２３に接続されている。
【００２６】
室内機２は、室内熱交換器１６を通過する室内空気の気流を発生させるための室内ファン３１を備えている。また、室内機２は、室内空気の温度を測定するための室内温度センサ３２と、室内熱交換器１６の温度を測定するための室内熱交換器用温度センサ３３とを備えている。さらに、室内機２は、室内ファン３１を制御する室内側制御装置３４を備えている。この室内側制御装置３４は、例えばＣＰＵ（図示せず）とメモリー（図示せず）を含んでおり、記憶されているプログラムなどに従って室外機３の制御を行うことができる構成になっている。そして、室内側制御装置３４は、室内温度センサ３２及び室内熱交換器用温度センサ３３が測定した温度に関する信号を受信するために、室内温度センサ３２及び室内熱交換器用温度センサ３３に接続されている。
【００２７】
また、室外側制御装置２４と室内側制御装置３４とは、相互に信号線で接続され、互いに信号を送受信できるように構成されている。
【００２８】
（１−３）室内機２の詳細な構成
図３には、図１のＩ−Ｉ線に沿って切断した室内機の断面が示されている。室内機２は、ケーシング４１と、室内熱交換器１６と、室内ファン３１と、エアフィルタ４２と、水平フラップ４３と、垂直フラップ４９とを備えている。
【００２９】
ケーシング４１の上面には、上面吸込口４４が設けられている。この上面吸込口４４から上面吸込口４４近傍の室内空気が室内ファン３１の駆動によってケーシング４１内部へと取り込まれ、断面形状が逆Ｖ字状である室内熱交換器１６に送られる。図３の破線の矢印Ａが、上面吸込口４４から室内熱交換器１６を介して室内ファン３１へと送られる室内空気の流れを表している。
【００３０】
ケーシング４１の下面には、下面吸込口４５と、吹出口４６とが形成されている。下面吸込口４５は、吹出口４６よりも壁側に設けられており、吸込流路４７によってケーシング４１の内部と繋がっている。下面吸込口４５からは、下面吸込口４５近傍の室内空気が、室内ファン３１の駆動によってケーシング４１内部へと取り込まれ、吸込流路４７を通って室内熱交換器１６へと送られる。図３の破線の矢印Ｂが、下面吸込口４５から室内熱交換器１６へと送られる室内空気の流れを表している。
【００３１】
吹出口４６は、下面吸込口４５よりも室内機２の正面側に設けられており、吹出流路４８によってケーシング４１の内部と繋がっている。上面吸込口４４及び下面吸込口４５から吸い込まれ室内空気は、室内熱交換器１６にて熱交換された後、吹出流路４８を通って吹出口４６から室内へと吹き出される。図３の破線の矢印Ｃが、吹出流路４８から吹出口４６を介して室内へと送られる空気の流れを表している。
【００３２】
吹出口４６付近には、２枚の水平フラップ４３がケーシング４１に対して回動可能に取り付けられている。水平フラップ４３は、フラップ駆動用モータ（図示せず）によって回動し、室内機２の運転状態に応じて吹出口４６を開閉する。さらに、水平フラップ４３は、吹出口４６から吹き出された室内空気がユーザの所望する方向へと案内されるように、室内空気の吹き出し方向を上下に変更する機能を有する。また、吹出口４６付近には、垂直フラップ４９がケーシング４１に対して回動可能に取り付けられている。垂直フラップ４９は、フラップ駆動用モータ（図示せず）によって回動し、室内空気の吹き出し方向を左右に変更する機能を有する。
【００３３】
（２）暖房運転、冷房運転及び逆サイクルデフロスト運転の概要
（２−１）暖房運転
空気調和機１の暖房運転のときは、四路切換弁１２は、図２に示された破線の状態に切り換わる。すなわち、圧縮機１１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四路切換弁１２を介して室内熱交換器１６に流れ込む。このとき、室内熱交換器１６は、凝縮器として機能する。そのため、室内熱交換器１６の中を流れるに従って、冷媒は、室内空気との熱交換によって室内空気を暖めて自身が冷やされ、凝縮してガス冷媒から液冷媒に変化する。室内熱交換器１６で温度を奪われた低温高圧の冷媒は、膨張機構１４によって減圧されて低温低圧の冷媒に変化する。膨張機構１４を経て室外熱交換器１３に流れ込んだ冷媒は、室外空気との熱交換によって暖められ、蒸発して液冷媒からガス冷媒に変化する。このとき、室外熱交換器１３は、蒸発器として機能している。そして、室外熱交換器１３から四路切換弁１２及びアキュムレータ１５を介して、主に低温のガス冷媒からなる冷媒が圧縮機１１に吸入される。圧縮機１１、室内熱交換器１６、膨張機構１４及び室外熱交換器１３の順に冷媒を流して、このような蒸気圧縮式冷凍サイクルを繰り返すのが正サイクルである。
【００３４】
（２−２）冷房運転
空気調和機１の冷房運転のときは、四路切換弁１２は、図２に示された実線の状態に切り換わる。すなわち、圧縮機１１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四路切換弁１２を介して室外熱交換器１３に流れ込む。このとき、室外熱交換器１３は、凝縮器として機能する。そのため、室外熱交換器１３の中を流れるに従って、冷媒は、室外空気との熱交換によって冷やされ、凝縮してガス冷媒から液冷媒に変化する。室外熱交換器１３で温度を奪われた低温高圧の冷媒は、膨張機構１４によって減圧されて低温低圧の冷媒に変化する。膨張機構１４を経て室内熱交換器１６に流れ込んだ冷媒は、室内空気との熱交換によって室内空気を冷やして自身が暖められ、蒸発して液冷媒からガス冷媒に変化する。このとき、室内熱交換器１６は、蒸発器として機能している。そして、室内熱交換器１６から四路切換弁１２及びアキュムレータ１５を介して、主に低温のガス冷媒からなる冷媒が圧縮機１１に吸入される。
【００３５】
（２−３）逆サイクルデフロスト運転
逆サイクルデフロスト運転は、暖房運転が行なわれたことで室外熱交換器１３に付着した霜を取るために行われる。従って、暖房運転の途中で逆サイクルデフロスト運転に切り換わり、逆サイクルデフロスト運転が終了すると再び暖房運転に復帰する。逆サイクルデフロスト運転では、冷房運転と同じように、四路切換弁１２が、図２に示された実線の状態に切り換わる。そして、逆サイクルデフロスト運転でも、冷房運転と同様の蒸気圧縮式冷凍サイクルが繰り返される。つまり、暖房運転時の正サイクルとは逆に、逆サイクルデフロスト運転で行なわれるのは、圧縮機１１、室外熱交換器１３、膨張機構１４及び室内熱交換器１６の順に冷媒を流して蒸気圧縮式冷凍サイクルを繰り返す逆サイクルである。
【００３６】
逆サイクルデフロスト運転を入るときには、図３に示されているように、暖房制御が行なわれているときに、室外機３が、室外側制御装置２４で除霜を行うことを決定する。除霜突入判定については後述する。室外機３で除霜を行うことを決定すると、室外機３の室外側制御装置２４から室内機２の室内側制御装置３４に除霜要求信号ＳＧ１が送信される。室内機２は、室内側制御装置３４が除霜要求信号ＳＧ１を受信すると、除霜運転のための準備を始める。例えば、補助的に室内空気を暖める電気ヒータを内蔵している場合には、室内側制御装置３４が、電気ヒータ（図示せず）をオフした後しばらく室内ファン３１をオンしたままにして電気ヒータが冷却されたときに除霜運転のための準備を完了する。
【００３７】
室内機２の除霜運転の準備が完了すると、室内側制御装置３４は、除霜許可信号ＳＧ２を室外側制御装置２４に送信する。室外側制御装置２４は、除霜許可信号ＳＧ２を受信すると除霜制御を開始し、除霜中であることを示す信号ＳＧ３を室内側制御装置３４に送信する。
【００３８】
室外機３で、除霜が終了したと室外側制御装置２４が判断すると、室外側制御装置２４から室内機２の室内側制御装置３４に通常の暖房運転に戻ることを通知する通常通知信号ＳＧ４が送信される。通常通知信号ＳＧ４を受信した室内機２は、暖房運転のための暖房制御に復帰する。
【００３９】
（３）除霜突入判定
（３−１）逆サイクルデフロスト運転の終了
逆サイクルデフロスト運転及びその前後の室外熱交換器温度が図５に示されている。なお、図５の時間軸に示されている値は説明をわかり易くするための一例であり、これらの値は外気温度や空気調和機１の運転状態によって変化する。除霜が開始されると、開始から３０秒が経過するまでは徐々に室外熱交換器１３の温度が上昇する。開始から３０秒が経過して室外熱交換器１３の温度が０℃に達した後の霜が融解している期間は、室外熱交換器１３の温度が０℃を維持する。室外熱交換器１３に付着している霜が融けてなくなると、室外熱交換器１３の温度が上昇を始める。図５では、９０秒が経過した時点で霜が融け終わるので、９０秒が経過した後に温度上昇が見られる。室外側制御装置２４は、室外熱交換器用温度センサ２３を使って室外熱交換器温度を監視している。そして、９０秒以降の室外熱交換器温度の上昇によって、室外熱交換器温度がＴａ℃に達したことを室外側制御装置２４が検知すると、室外側制御装置２４が逆サイクルデフロスト運転の終了を決定する。
【００４０】
既に説明したように、除霜開始から除霜終了までに要する除霜時間は、外気温度や空気調和機１の運転状態によって変化する。言い換えれば、除霜時間が長くなることもあれば、短くなることもある。室外側制御装置２４は、閾値ｔｒを記憶しており、逆サイクルデフロスト運転が行なわれる毎に、除霜時間がｔｒよりも長かったか短かったかを判別している。
【００４１】
（３−２）逆サイクルデフロスト運転の突入判定
（３−２−１）突入判定の概要
逆サイクルデフロスト運転への突入判定の概要について、図６を用いて説明する。まず、室内機２の室内側制御装置３４が室内熱交換器用温度センサ３３を用いて室内熱交換器１６の室内熱交換器温度Ｔeiを測定するとともに（ステップＳＴ１）、室外機３の室外側制御装置２４が室外熱交換器用温度センサ２３を用いて室外熱交換器１３の室外熱交換器温度Ｔeoを測定する（ステップＳＴ２）。なお、図６では、室内熱交換器温度Ｔeiの測定の方が室外熱交換器温度Ｔeoよりも先に測定しているように記載されているが、これらの測定はどちらが先に行われてもよく、また同時に行われてもよい。
【００４２】
次に、室内熱交換器温度Ｔeiが第１設定時間だけ継続的に低下しているか否かを判断するとともに（ステップＳＴ３）、室外熱交換器温度Ｔeoが第２設定時間だけ継続低に低下しているか否かを判断する（ステップＳＴ４）。これらの判断のうち、前者が第１必要条件の判断であり、後者が第２必要条件の判断である。これらの判断は、それぞれが室内側制御装置３４及び室外側制御装置２４で個別に行われて、室内側制御装置３４と室外側制御装置２４との間で情報の遣り取りを行なって、結果だけをいずれか一方の制御装置で集約して集約された方の制御装置で第１必要条件及び第２必要条件の両方が満足されたか否かを判断するように構成することができる。あるいは、室外熱交換器温度Ｔeo及び室内熱交換器温度Ｔeiを室内側制御装置３４及び室外側制御装置２４のうちの一方の制御装置に集めて、室外熱交換器温度Ｔeo及び室内熱交換器温度Ｔeiについての両方のデータを持つ制御装置で第１必要条件及び第２必要条件の両方が満足されたか否かの判断を行ってもよい。
【００４３】
上述の第１必要条件及び第２必要条件が満たされるまで、室内熱交換器温度Ｔei及び室外熱交換器温度Ｔeoの計測が繰り返される。上述の第１必要条件及び第２必要条件が満たされると、空気調和機１は、室内側制御装置３４又は室外側制御装置２４により、デフロスト運転に突入することを決定する。
【００４４】
（３−２−２）室外熱交換器温度の継続的な低下の判断
次に、図７を用いて。室外熱交換器温度の継続的な低下の判断の具体的な例について説明する。図７に示されているフローチャートが図６に示されているフローチャートと異なる点は、室外熱交換器温度Ｔeoが第２設定時間だけ継続低に低下しているか否かを判断するステップ（ステップＳＴ４）が、ステップＳＴ１１とステップＳＴ１２で実現されている。ステップＳＴ１１では、室外側制御装置２４が、内蔵しているサンプリングタイマを用いて、一定時間にｎ回サンプリングをして室外熱交換器温度Ｔeoの平均値（ΣＴeo／ｎ）を算出する。ここでｎは、予め定められた自然数である。このような室外熱交換器温度Ｔeoの平均値を予め定められたｍ個算出した結果、一つ後の平均値がその前の平均値と同じかそれ以下である状況がｍ回続けば、室外側制御装置２４又は室外側制御装置２４から情報を得た室内側制御装置３４は、室外熱交換器温度Ｔeoが第２設定時間だけ継続低に低下していると判断する（ステップＳＴ１２）。
【００４５】
（４）変形例
（４−１）変形例Ａ
上記実施形態では、デフロスト運転への突入を判断する際に、第１必要条件と第２必要条件の２つが満たされていることが条件とされたが、デフロスト運転への突入を判断するためにさらに他の必要条件が付加されてもよい。
【００４６】
図８に示されているデフロスト運転への突入を判断するフローにおいて、上記実施の形態と異なる点は、室外熱交換器温度から除霜突入温度を算出するステップＳＴ２１と、除霜突入温度を用いてデフロスト運転への突入を回避するか否かの判断を行うステップＳＴ２２を備えている点である。
【００４７】
ステップＳＴ２１における除霜突入温度の算出方法の一例について説明する。室外側制御装置２４は、室外温度センサ２２を用いて外気温度Ｔoutを計測する。そして、室外側制御装置２４は、外気温度Ｔoutが除霜判定外気温度Ｔddを下回るか又は除霜判定外気温度Ｔdd以上かを判断する。また、室外側制御装置２４は、上述の（３−１）で説明したように、前回の除霜時間ｔdfが閾値ｔｒよりも長いか短いかを判断する。これらの状況に応じて次の４つの式（１）〜（４）の内のいずれかを用いて除霜突入温度Ｔｐを算出する。式（１）〜（４）において、ｆは圧縮機１１の運転周波数であり、β、ε１、ε０、α１、α０及びνは正の定数である。ただし、Ｔｐは所定の範囲内で設定される。また、式（１）〜（４）の定数は、デフロスト運転に突入させる室外熱交換器温度（除霜突入温度Ｔｐ）を外気温度Ｔoutと運転周波数ｆ毎の測定結果から決定されたものである。
【００４８】
Ｔout＜Ｔddでかつｔdf＜ｔｒのとき、Ｔｐ＝−β×ｆ＋ε１×Ｔout−α１  …（１）
Ｔout≧Ｔddでかつｔdf＜ｔｒのとき、Ｔｐ＝−β×ｆ＋ε０×Ｔout−α０  …（２）
Ｔout＜Ｔddでかつｔdf≧ｔｒのとき、Ｔｐ＝−β×ｆ＋ε１×Ｔout−α１＋ν  …（３）
Ｔout≧Ｔddでかつｔdf≧ｔｒのとき、Ｔｐ＝−β×ｆ＋ε０×Ｔout−α０＋ν  …（４）
上述の式（１）〜（４）を適宜用いて算出された除霜突入温度Ｔｐと、室外熱交換器用温度センサ２３によって検知される室外熱交換器温度Ｔeoとを比較して、Ｔeo≦Ｔｐの状態が第３設定時間継続すれば、室外側制御装置２４は、逆サイクルデフロスト運転への突入を決定する（ステップＳＴ２２）。
【００４９】
（４−２）変形例Ｂ
上記実施形態では、デフロスト運転への突入を判断する際に、第１必要条件として、室内熱交換器温度Ｔeiが第１設定時間だけ継続的に低下している場合を例挙げて説明した。しかし、室内熱交換器温度Ｔeiの継続的な低下を判断する際に、室内熱交換器温度Ｔeiが室内温度Ｔinの影響を受けることから、室内温度Ｔinを用いて修正を加えてもよい。つまり、室内熱交換器温度Ｔeiが第１設定時間だけ継続的に低下しているという態様には、例えば、室内熱交換器温度Ｔeiと室内温度Ｔinの差（＝Ｔei−Ｔin）で定義される温度差ΔＴeiが第１設定時間だけ継続的に低下しているという態様が含まれるということである。
【００５０】
具体的には、まず、室内側制御装置３４は、一定時間サンプリングした温度差ΔＴeiの平均値を算出する。そして、室内側制御装置３４は、温度差ΔＴeiの平均値がｋ回連続して低下したときに、第１必要条件が満足されたと判断する。このような判断を行うことで、室内温度Ｔinの影響を考慮しながら室内熱交換器温度Ｔeiの継続的な低下を判断できる。
【００５１】
（４−３）変形例Ｃ
上記変形例Ｂでは、温度差ΔＴeiの平均値ＡｖΔＴeiが連続してｋ回低下することが、第１必要条件である場合について説明した。しかし、このような判定では、例えばｋ＝５の場合について考えると、図９（ａ）に示されているように、時刻ｔ２１から５回連続して温度差ΔＴeiの平均値ＡｖΔＴeiが低下した時刻ｔ２２の時点で除霜突入のための第１必要条件が満たされる。
【００５２】
しかし、機種によっては、図９（ａ）に示されている点Ｑで除霜突入のための第１条件が満たされてほしい場合がある。そこで、この変形例Ｃでは、第１必要条件が満たされる場合として、温度差ΔＴeiの平均値ＡｖΔＴeiが連続してｋ回低下すること又は、温度差ΔＴeiの平均値ＡｖΔＴeiが第１設定時間Ｔs1だけ上昇しないこととしている。この場合、前者の条件が満たされなくても、図９（ｂ）に示されているように、時刻ｔ３１から時刻ｔ３２までの間は、温度差ΔＴeiの平均値ＡｖΔＴeiが上昇せずに同じ値を維持するか又は低下している。このように図９（ａ）に比べて比較的早いタイミングで除霜突入のための第１必要条件が満たされる。
【００５３】
（５）特徴
（５−１）
以上説明したように、実施形態に係る冷凍装置の例としての空気調和機１では、デフロスト運転に入る第１必要条件が、室内熱交換器用温度センサ３３により室内熱交換器１６の室内熱交換器温度Ｔeiの継続的な低下が検出される状態が第１設定時間継続することである。また、第２必要条件が、室外熱交換器用温度センサ２３により室外熱交換器１３の室外熱交換器温度Ｔeoの継続的な低下が検出されている状態が第２設定時間継続されることである。ここでは、室内熱交換器用温度センサ３３が第１センサであり、室外熱交換器用温度センサ２３が第２センサである。そして、第１必要条件だけではなく、第２必要条件をデフロスト運転に入る条件にしている。このことから、室外熱交換器１３への着霜以外の理由で室内熱交換器１６の温度が低下しているが、室外熱交換器１３に着霜していないために室外熱交換器１３の温度が上昇する場合をデフロスト運転に突入する場合から除くことができる。
【００５４】
（５−２）
上述の空気調和機１では、室外熱交換器１３の室外熱交換器温度Ｔeoの所定サンプリング時間内の平均値言い換えると所定回数ｎだけサンプリングされた室外熱交換器温の平均値（ΣＴeo／ｎ）を用いている。その結果、室外熱交換器温度Ｔeoの測定ノイズによって第２必要条件が満たされたとする判断の誤りを抑制することができ、空除霜が行われるのを安定して防止することができる。
【００５５】
（５−３）
上述の空気調和機１では、室外熱交換器１３の室外熱交換器温度Ｔeoが外気温度Ｔout及び圧縮機１１の運転周波数ｆに応じて設定される除霜突入温度Ｔｐよりも低くなることを第３必要条件として用いる。このような第３必要条件を用いることから、着霜が生じる環境も考慮に入れてデフロスト運転に入るか否かの判断ができるから、空除霜が行われるのを防止し易くなる。
【００５６】
（５−４）
上述の空気調和機１では、室外熱交換器温度Ｔeoが除霜突入温度Ｔｐよりも低い期間が第３設定時間継続しないと第１必要条件及び第２必要条件が満たされてもデフロスト運転に入らないように構成されている。その結果、外気温度Ｔout及び圧縮機１１の運転状況をデフロスト運転に入るか否かの判断に反映させることができ、空除霜が行われるのを防止する効果が高くなる。
【符号の説明】
【００５７】
１  空気調和機
２  室内機
３  室外機
１０  冷凍回路
１１  圧縮機
１２  四路切換弁
１３  室外熱交換器
１４  膨張機構
１６  室内熱交換器
２１  室外ファン
２２  室外温度センサ
２３  室外熱交換器用温度センサ
２４  室外側制御装置
３１  室内ファン
３２  室内温度センサ
３３  室内熱交換器用温度センサ
３４  室内側制御装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５８】
【特許文献１】特開平９−２４３２１０号公報
【特許文献２】特開平１０−１０３８１８号公報
【図１】
2017040402.tif 000003
【図２】
2017040402.tif 000004
【図３】
2017040402.tif 000005
【図４】
2017040402.tif 000006
【図５】
2017040402.tif 000007
【図６】
2017040402.tif 000008
【図７】
2017040402.tif 000009
【図８】
2017040402.tif 000010
【図９】
2017040402.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月21日(2016.11.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（１１）、室内熱交換器（１６）、膨張機構（１４）及び室外熱交換器（１３）の順に冷媒を流して蒸気圧縮式冷凍サイクルを繰り返すことが可能な冷凍回路（１０）と、
前記室内熱交換器の室内熱交換器温度を検出可能な第１センサ（３３）と、
前記室外熱交換器の室外熱交換器温度を検出可能な第２センサ（２３）と
を備え、
前記室内熱交換器温度の継続的な低下が前記第１センサにより検出される状態が第１設定時間継続する第１必要条件に加えて、前記室外熱交換器温度の継続的な低下が前記第２センサにより検出されている状態が第２設定時間継続する第２必要条件が満たされたときに前記室外熱交換器の除霜のためのデフロスト運転に入るように構成され、
前記第２センサにより検出された前記室外熱交換器温度の所定サンプリング時間内の平均値が上昇しない状況が所定回数以上継続する場合に前記第２必要条件が満たされたと判断する、冷凍装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍回路を備える冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、冷凍装置では、室外熱交換器に着いた霜を取るために除霜運転が行われている。例えば特許文献１（特開平９−２４３２１０号公報）や特許文献２（特開平１０−１０３８１８号公報）などに開示されているように、室外熱交換器についた霜を取るためのデフロスト運転に入るか否かを判定するために室内熱交換器に霜が着き始める状態になったことを知る目的で、室外熱交換器の温度が所定値以下に低下したことを検知することが行われている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そして、特許文献１や特許文献２に記載されている冷凍装置では、除霜を行う条件に室外熱交換器の温度が所定値以下であるという条件以外に室内熱交換器温度が所定値以下であることや圧縮機の運転周波数が所定値以下であることなどを追加したり、圧縮機の運転周波数や外気温度や外気湿度を考慮して除霜運転に入る室外熱交換器温度を設定したりすることが行われている。しかし、特許文献１や特許文献２に記載されているような条件で除霜運転に入るように制御されていても、室外熱交換器に着霜していないときにデフロスト運転に入る空除霜を防止するには不十分である。
【０００４】
本発明の課題は、室外熱交換器に着霜していないときにデフロスト運転に入る空除霜が行われるのを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１観点に係る冷凍装置は、圧縮機、室内熱交換器、膨張機構及び室外熱交換器の順に冷媒を流して蒸気圧縮式冷凍サイクルを繰り返すことが可能な冷凍回路と、室内熱交換器の室内熱交換器温度を検出可能な第１センサと、室外熱交換器の室外熱交換器温度を検出可能な第２センサとを備え、室内熱交換器温度の継続的な低下が第１センサにより検出される状態が第１設定時間継続する第１必要条件に加えて、室外熱交換器温度の継続的な低下が第２センサにより検出されている状態が第２設定時間継続する第２必要条件が満たされたときに室外熱交換器の除霜のためのデフロスト運転に入るように構成されている。
【０００６】
この冷凍装置では、第１センサにより室内熱交換器温度の継続的な低下が検出される状態が第１設定時間継続する第１必要条件だけではなく、第２センサにより室外熱交換器温度の継続的な低下が検出されている状態が第２設定時間継続される第２必要条件をデフロスト運転に入る条件にしていることから、室外熱交換器への着霜以外の理由で室内熱交換器の温度が低下しているが室外熱交換器に着霜していないために室外熱交換器の温度が上昇する場合をデフロスト運転に突入する場合から除くことができる。
【０００７】
また、本発明の第１観点に係る冷凍装置は、第２センサにより検出された室外熱交換器温度の所定サンプリング時間内の平均値が上昇しない状況が所定回数以上継続する場合に第２必要条件が満たされたと判断する、ものである。
【０００８】
この冷凍装置では、室外熱交換器温度の所定サンプリング時間内の平均値を用いることから、室外熱交換器温度の測定ノイズによって第２必要条件が満たされたとする判断の誤りを抑制することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の第１観点に係る冷凍装置では、室外熱交換器に着霜していないときにデフロスト運転に入る空除霜が行われるのを安定して防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る空気調和機の外観を示す斜視図。
【図２】実施形態に係る空気調和機の構成の概要を示す回路図。
【図３】図１のＩ−Ｉ線に沿って切断した断面図。
【図４】室外機と室内機の間の主な信号の遣り取りの概要を示すタイミングチャート。
【図５】室外熱交換器温度の経時変化の一例を示すグラフ。
【図６】デフロスト運転に突入する判断方法の概要を説明するためのフローチャート。
【図７】デフロスト運転に突入する判断方法の一例を説明するためのフローチャート。
【図８】デフロスト運転に突入する判断方法の他の例を説明するためのフローチャート。
【図９】（ａ）室内熱交換器温度と室内温度の温度差の経時変化と除霜突入判断の関係の一例を示すグラフ、（ｂ）室内熱交換器温度と室内温度の温度差の経時変化と除霜突入判断の関係の他の例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（１）空気調和機の構成の概要
以下、本発明の一実施形態に係る冷凍装置として空気調和機を例に挙げて説明する。まず、本発明の一実施形態に係る空気調和機の構成の概要について図１及び図２を用いて説明する。図１に示す空気調和機１は、室内の壁面ＷＬなどに取り付けられる室内機２と、屋外に設置される室外機３とを備えている。図２は、空気調和機１の回路図である。この空気調和機１は、冷凍回路１０を備えており、冷凍回路１０の中の冷媒を循環させることにより蒸気圧縮式冷凍サイクルを実行することができる。この冷凍回路１０に冷媒を循環させるために、連絡配管４によって、室内機２と室外機３が接続されている。
【００１２】
（１−１）冷凍回路１０
冷凍回路１０は、圧縮機１１と、四路切換弁１２と、室外熱交換器１３と、膨張機構１４と、アキュムレータ１５と、室内熱交換器１６とを備えている。吸入口から冷媒を吸入して圧縮した冷媒を吐出口から吐出する圧縮機１１は、吐出口から吐出した冷媒を四路切換弁１２の第１ポートに対して送出する。
【００１３】
四路切換弁１２は、空気調和機１が暖房運転をするとき、破線で示されているように、第１ポートと第４ポートとの間で冷媒を流通させると同時に第２ポートと第３ポートの間で冷媒を流通させる。また、空気調和機１が冷房運転をするとき及び逆サイクルデフロスト運転をするとき、実線で示されているように、四路切換弁１２は、第１ポートと第２ポートの間で冷媒を流通させると同時に第３ポートと第４ポートの間で冷媒を流通させる。
【００１４】
室外熱交換器１３は、四路切換弁１２の第２ポートとの間でガス冷媒を主に流通させるためのガス側出入口を有するとともに、膨張機構１４との間で液冷媒を主に流通させるための液側出入口を有している。室外熱交換器１３は、室外熱交換器１３の液側出入口とガス側出入口との間に接続された伝熱管（図示せず）を流れる冷媒と室外空気との間で熱交換を行なわせる。
【００１５】
膨張機構１４は、室外熱交換器１３と室内熱交換器１６との間に配置されている。膨張機構１４は、室外熱交換器１３と室内熱交換器１６の間を流れる冷媒を膨張させて減圧する機能を有している。
【００１６】
室内熱交換器１６は、膨張機構１４との間で液冷媒を主に流通させるための液側出入口を有するとともに、四路切換弁１２の第４ポートとの間でガス冷媒を主に流通させるためのガス側出入口を有している。室内熱交換器１６は、室内熱交換器１６の液側出入口とガス側出入口との間に接続された伝熱管１６ａ（図３参照）を流れる冷媒と室内空気との間で熱交換を行なわせる。
【００１７】
四路切換弁１２の第３ポートと圧縮機１１の吸入口との間には、アキュムレータ１５が配置されている。アキュムレータ１５では、四路切換弁１２の第３ポートから圧縮機１１に流れる冷媒がガス冷媒と液冷媒とに分離される。そして、アキュムレータ１５から圧縮機１１の吸入口には主にガス冷媒が供給される。
【００１８】
（１−２）冷凍回路１０以外の構成
室外機３は、室外熱交換器１３を通過する室外空気の気流を発生させるための室外ファン２１を備えている。また、室外機３は、室外空気の温度を測定するための室外温度センサ２２と、室外熱交換器１３の温度を測定するための室外熱交換器用温度センサ２３とを備えている。さらに、室外機３は、圧縮機１１、四路切換弁１２、膨張機構１４及び室外ファン２１を制御する室外側制御装置２４を備えている。この室外側制御装置２４は、例えばＣＰＵ（図示せず）とメモリー（図示せず）を含んでおり、記憶されているプログラムなどに従って室外機３の制御を行うことができる構成になっている。そして、室外側制御装置２４は、室外温度センサ２２及び室外熱交換器用温度センサ２３が測定した温度に関する信号を受信するために、室外温度センサ２２及び室外熱交換器用温度センサ２３に接続されている。
【００１９】
室内機２は、室内熱交換器１６を通過する室内空気の気流を発生させるための室内ファン３１を備えている。また、室内機２は、室内空気の温度を測定するための室内温度センサ３２と、室内熱交換器１６の温度を測定するための室内熱交換器用温度センサ３３とを備えている。さらに、室内機２は、室内ファン３１を制御する室内側制御装置３４を備えている。この室内側制御装置３４は、例えばＣＰＵ（図示せず）とメモリー（図示せず）を含んでおり、記憶されているプログラムなどに従って室外機３の制御を行うことができる構成になっている。そして、室内側制御装置３４は、室内温度センサ３２及び室内熱交換器用温度センサ３３が測定した温度に関する信号を受信するために、室内温度センサ３２及び室内熱交換器用温度センサ３３に接続されている。
【００２０】
また、室外側制御装置２４と室内側制御装置３４とは、相互に信号線で接続され、互いに信号を送受信できるように構成されている。
【００２１】
（１−３）室内機２の詳細な構成
図３には、図１のＩ−Ｉ線に沿って切断した室内機の断面が示されている。室内機２は、ケーシング４１と、室内熱交換器１６と、室内ファン３１と、エアフィルタ４２と、水平フラップ４３と、垂直フラップ４９とを備えている。
【００２２】
ケーシング４１の上面には、上面吸込口４４が設けられている。この上面吸込口４４から上面吸込口４４近傍の室内空気が室内ファン３１の駆動によってケーシング４１内部へと取り込まれ、断面形状が逆Ｖ字状である室内熱交換器１６に送られる。図３の破線の矢印Ａが、上面吸込口４４から室内熱交換器１６を介して室内ファン３１へと送られる室内空気の流れを表している。
【００２３】
ケーシング４１の下面には、下面吸込口４５と、吹出口４６とが形成されている。下面吸込口４５は、吹出口４６よりも壁側に設けられており、吸込流路４７によってケーシング４１の内部と繋がっている。下面吸込口４５からは、下面吸込口４５近傍の室内空気が、室内ファン３１の駆動によってケーシング４１内部へと取り込まれ、吸込流路４７を通って室内熱交換器１６へと送られる。図３の破線の矢印Ｂが、下面吸込口４５から室内熱交換器１６へと送られる室内空気の流れを表している。
【００２４】
吹出口４６は、下面吸込口４５よりも室内機２の正面側に設けられており、吹出流路４８によってケーシング４１の内部と繋がっている。上面吸込口４４及び下面吸込口４５から吸い込まれ室内空気は、室内熱交換器１６にて熱交換された後、吹出流路４８を通って吹出口４６から室内へと吹き出される。図３の破線の矢印Ｃが、吹出流路４８から吹出口４６を介して室内へと送られる空気の流れを表している。
【００２５】
吹出口４６付近には、２枚の水平フラップ４３がケーシング４１に対して回動可能に取り付けられている。水平フラップ４３は、フラップ駆動用モータ（図示せず）によって回動し、室内機２の運転状態に応じて吹出口４６を開閉する。さらに、水平フラップ４３は、吹出口４６から吹き出された室内空気がユーザの所望する方向へと案内されるように、室内空気の吹き出し方向を上下に変更する機能を有する。また、吹出口４６付近には、垂直フラップ４９がケーシング４１に対して回動可能に取り付けられている。垂直フラップ４９は、フラップ駆動用モータ（図示せず）によって回動し、室内空気の吹き出し方向を左右に変更する機能を有する。
【００２６】
（２）暖房運転、冷房運転及び逆サイクルデフロスト運転の概要
（２−１）暖房運転
空気調和機１の暖房運転のときは、四路切換弁１２は、図２に示された破線の状態に切り換わる。すなわち、圧縮機１１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四路切換弁１２を介して室内熱交換器１６に流れ込む。このとき、室内熱交換器１６は、凝縮器として機能する。そのため、室内熱交換器１６の中を流れるに従って、冷媒は、室内空気との熱交換によって室内空気を暖めて自身が冷やされ、凝縮してガス冷媒から液冷媒に変化する。室内熱交換器１６で温度を奪われた低温高圧の冷媒は、膨張機構１４によって減圧されて低温低圧の冷媒に変化する。膨張機構１４を経て室外熱交換器１３に流れ込んだ冷媒は、室外空気との熱交換によって暖められ、蒸発して液冷媒からガス冷媒に変化する。このとき、室外熱交換器１３は、蒸発器として機能している。そして、室外熱交換器１３から四路切換弁１２及びアキュムレータ１５を介して、主に低温のガス冷媒からなる冷媒が圧縮機１１に吸入される。圧縮機１１、室内熱交換器１６、膨張機構１４及び室外熱交換器１３の順に冷媒を流して、このような蒸気圧縮式冷凍サイクルを繰り返すのが正サイクルである。
【００２７】
（２−２）冷房運転
空気調和機１の冷房運転のときは、四路切換弁１２は、図２に示された実線の状態に切り換わる。すなわち、圧縮機１１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四路切換弁１２を介して室外熱交換器１３に流れ込む。このとき、室外熱交換器１３は、凝縮器として機能する。そのため、室外熱交換器１３の中を流れるに従って、冷媒は、室外空気との熱交換によって冷やされ、凝縮してガス冷媒から液冷媒に変化する。室外熱交換器１３で温度を奪われた低温高圧の冷媒は、膨張機構１４によって減圧されて低温低圧の冷媒に変化する。膨張機構１４を経て室内熱交換器１６に流れ込んだ冷媒は、室内空気との熱交換によって室内空気を冷やして自身が暖められ、蒸発して液冷媒からガス冷媒に変化する。このとき、室内熱交換器１６は、蒸発器として機能している。そして、室内熱交換器１６から四路切換弁１２及びアキュムレータ１５を介して、主に低温のガス冷媒からなる冷媒が圧縮機１１に吸入される。
【００２８】
（２−３）逆サイクルデフロスト運転
逆サイクルデフロスト運転は、暖房運転が行なわれたことで室外熱交換器１３に付着した霜を取るために行われる。従って、暖房運転の途中で逆サイクルデフロスト運転に切り換わり、逆サイクルデフロスト運転が終了すると再び暖房運転に復帰する。逆サイクルデフロスト運転では、冷房運転と同じように、四路切換弁１２が、図２に示された実線の状態に切り換わる。そして、逆サイクルデフロスト運転でも、冷房運転と同様の蒸気圧縮式冷凍サイクルが繰り返される。つまり、暖房運転時の正サイクルとは逆に、逆サイクルデフロスト運転で行なわれるのは、圧縮機１１、室外熱交換器１３、膨張機構１４及び室内熱交換器１６の順に冷媒を流して蒸気圧縮式冷凍サイクルを繰り返す逆サイクルである。
【００２９】
逆サイクルデフロスト運転を入るときには、図３に示されているように、暖房制御が行なわれているときに、室外機３が、室外側制御装置２４で除霜を行うことを決定する。除霜突入判定については後述する。室外機３で除霜を行うことを決定すると、室外機３の室外側制御装置２４から室内機２の室内側制御装置３４に除霜要求信号ＳＧ１が送信される。室内機２は、室内側制御装置３４が除霜要求信号ＳＧ１を受信すると、除霜運転のための準備を始める。例えば、補助的に室内空気を暖める電気ヒータを内蔵している場合には、室内側制御装置３４が、電気ヒータ（図示せず）をオフした後しばらく室内ファン３１をオンしたままにして電気ヒータが冷却されたときに除霜運転のための準備を完了する。
【００３０】
室内機２の除霜運転の準備が完了すると、室内側制御装置３４は、除霜許可信号ＳＧ２を室外側制御装置２４に送信する。室外側制御装置２４は、除霜許可信号ＳＧ２を受信すると除霜制御を開始し、除霜中であることを示す信号ＳＧ３を室内側制御装置３４に送信する。
【００３１】
室外機３で、除霜が終了したと室外側制御装置２４が判断すると、室外側制御装置２４から室内機２の室内側制御装置３４に通常の暖房運転に戻ることを通知する通常通知信号ＳＧ４が送信される。通常通知信号ＳＧ４を受信した室内機２は、暖房運転のための暖房制御に復帰する。
【００３２】
（３）除霜突入判定
（３−１）逆サイクルデフロスト運転の終了
逆サイクルデフロスト運転及びその前後の室外熱交換器温度が図５に示されている。なお、図５の時間軸に示されている値は説明をわかり易くするための一例であり、これらの値は外気温度や空気調和機１の運転状態によって変化する。除霜が開始されると、開始から３０秒が経過するまでは徐々に室外熱交換器１３の温度が上昇する。開始から３０秒が経過して室外熱交換器１３の温度が０℃に達した後の霜が融解している期間は、室外熱交換器１３の温度が０℃を維持する。室外熱交換器１３に付着している霜が融けてなくなると、室外熱交換器１３の温度が上昇を始める。図５では、９０秒が経過した時点で霜が融け終わるので、９０秒が経過した後に温度上昇が見られる。室外側制御装置２４は、室外熱交換器用温度センサ２３を使って室外熱交換器温度を監視している。そして、９０秒以降の室外熱交換器温度の上昇によって、室外熱交換器温度がＴａ℃に達したことを室外側制御装置２４が検知すると、室外側制御装置２４が逆サイクルデフロスト運転の終了を決定する。
【００３３】
既に説明したように、除霜開始から除霜終了までに要する除霜時間は、外気温度や空気調和機１の運転状態によって変化する。言い換えれば、除霜時間が長くなることもあれば、短くなることもある。室外側制御装置２４は、閾値ｔｒを記憶しており、逆サイクルデフロスト運転が行なわれる毎に、除霜時間がｔｒよりも長かったか短かったかを判別している。
【００３４】
（３−２）逆サイクルデフロスト運転の突入判定
（３−２−１）突入判定の概要
逆サイクルデフロスト運転への突入判定の概要について、図６を用いて説明する。まず、室内機２の室内側制御装置３４が室内熱交換器用温度センサ３３を用いて室内熱交換器１６の室内熱交換器温度Ｔeiを測定するとともに（ステップＳＴ１）、室外機３の室外側制御装置２４が室外熱交換器用温度センサ２３を用いて室外熱交換器１３の室外熱交換器温度Ｔeoを測定する（ステップＳＴ２）。なお、図６では、室内熱交換器温度Ｔeiの測定の方が室外熱交換器温度Ｔeoよりも先に測定しているように記載されているが、これらの測定はどちらが先に行われてもよく、また同時に行われてもよい。
【００３５】
次に、室内熱交換器温度Ｔeiが第１設定時間だけ継続的に低下しているか否かを判断するとともに（ステップＳＴ３）、室外熱交換器温度Ｔeoが第２設定時間だけ継続低に低下しているか否かを判断する（ステップＳＴ４）。これらの判断のうち、前者が第１必要条件の判断であり、後者が第２必要条件の判断である。これらの判断は、それぞれが室内側制御装置３４及び室外側制御装置２４で個別に行われて、室内側制御装置３４と室外側制御装置２４との間で情報の遣り取りを行なって、結果だけをいずれか一方の制御装置で集約して集約された方の制御装置で第１必要条件及び第２必要条件の両方が満足されたか否かを判断するように構成することができる。あるいは、室外熱交換器温度Ｔeo及び室内熱交換器温度Ｔeiを室内側制御装置３４及び室外側制御装置２４のうちの一方の制御装置に集めて、室外熱交換器温度Ｔeo及び室内熱交換器温度Ｔeiについての両方のデータを持つ制御装置で第１必要条件及び第２必要条件の両方が満足されたか否かの判断を行ってもよい。
【００３６】
上述の第１必要条件及び第２必要条件が満たされるまで、室内熱交換器温度Ｔei及び室外熱交換器温度Ｔeoの計測が繰り返される。上述の第１必要条件及び第２必要条件が満たされると、空気調和機１は、室内側制御装置３４又は室外側制御装置２４により、デフロスト運転に突入することを決定する。
【００３７】
（３−２−２）室外熱交換器温度の継続的な低下の判断
次に、図７を用いて。室外熱交換器温度の継続的な低下の判断の具体的な例について説明する。図７に示されているフローチャートが図６に示されているフローチャートと異なる点は、室外熱交換器温度Ｔeoが第２設定時間だけ継続低に低下しているか否かを判断するステップ（ステップＳＴ４）が、ステップＳＴ１１とステップＳＴ１２で実現されている。ステップＳＴ１１では、室外側制御装置２４が、内蔵しているサンプリングタイマを用いて、一定時間にｎ回サンプリングをして室外熱交換器温度Ｔeoの平均値（ΣＴeo／ｎ）を算出する。ここでｎは、予め定められた自然数である。このような室外熱交換器温度Ｔeoの平均値を予め定められたｍ個算出した結果、一つ後の平均値がその前の平均値と同じかそれ以下である状況がｍ回続けば、室外側制御装置２４又は室外側制御装置２４から情報を得た室内側制御装置３４は、室外熱交換器温度Ｔeoが第２設定時間だけ継続低に低下していると判断する（ステップＳＴ１２）。
【００３８】
（４）変形例
（４−１）変形例Ａ
上記実施形態では、デフロスト運転への突入を判断する際に、第１必要条件と第２必要条件の２つが満たされていることが条件とされたが、デフロスト運転への突入を判断するためにさらに他の必要条件が付加されてもよい。
【００３９】
図８に示されているデフロスト運転への突入を判断するフローにおいて、上記実施の形態と異なる点は、室外熱交換器温度から除霜突入温度を算出するステップＳＴ２１と、除霜突入温度を用いてデフロスト運転への突入を回避するか否かの判断を行うステップＳＴ２２を備えている点である。
【００４０】
ステップＳＴ２１における除霜突入温度の算出方法の一例について説明する。室外側制御装置２４は、室外温度センサ２２を用いて外気温度Ｔoutを計測する。そして、室外側制御装置２４は、外気温度Ｔoutが除霜判定外気温度Ｔddを下回るか又は除霜判定外気温度Ｔdd以上かを判断する。また、室外側制御装置２４は、上述の（３−１）で説明したように、前回の除霜時間ｔdfが閾値ｔｒよりも長いか短いかを判断する。これらの状況に応じて次の４つの式（１）〜（４）の内のいずれかを用いて除霜突入温度Ｔｐを算出する。式（１）〜（４）において、ｆは圧縮機１１の運転周波数であり、β、ε１、ε０、α１、α０及びνは正の定数である。ただし、Ｔｐは所定の範囲内で設定される。また、式（１）〜（４）の定数は、デフロスト運転に突入させる室外熱交換器温度（除霜突入温度Ｔｐ）を外気温度Ｔoutと運転周波数ｆ毎の測定結果から決定されたものである。
【００４１】
Ｔout＜Ｔddでかつｔdf＜ｔｒのとき、Ｔｐ＝−β×ｆ＋ε１×Ｔout−α１  …（１）
Ｔout≧Ｔddでかつｔdf＜ｔｒのとき、Ｔｐ＝−β×ｆ＋ε０×Ｔout−α０  …（２）
Ｔout＜Ｔddでかつｔdf≧ｔｒのとき、Ｔｐ＝−β×ｆ＋ε１×Ｔout−α１＋ν  …（３）
Ｔout≧Ｔddでかつｔdf≧ｔｒのとき、Ｔｐ＝−β×ｆ＋ε０×Ｔout−α０＋ν  …（４）
上述の式（１）〜（４）を適宜用いて算出された除霜突入温度Ｔｐと、室外熱交換器用温度センサ２３によって検知される室外熱交換器温度Ｔeoとを比較して、Ｔeo≦Ｔｐの状態が第３設定時間継続すれば、室外側制御装置２４は、逆サイクルデフロスト運転への突入を決定する（ステップＳＴ２２）。
【００４２】
（４−２）変形例Ｂ
上記実施形態では、デフロスト運転への突入を判断する際に、第１必要条件として、室内熱交換器温度Ｔeiが第１設定時間だけ継続的に低下している場合を例挙げて説明した。しかし、室内熱交換器温度Ｔeiの継続的な低下を判断する際に、室内熱交換器温度Ｔeiが室内温度Ｔinの影響を受けることから、室内温度Ｔinを用いて修正を加えてもよい。つまり、室内熱交換器温度Ｔeiが第１設定時間だけ継続的に低下しているという態様には、例えば、室内熱交換器温度Ｔeiと室内温度Ｔinの差（＝Ｔei−Ｔin）で定義される温度差ΔＴeiが第１設定時間だけ継続的に低下しているという態様が含まれるということである。
【００４３】
具体的には、まず、室内側制御装置３４は、一定時間サンプリングした温度差ΔＴeiの平均値を算出する。そして、室内側制御装置３４は、温度差ΔＴeiの平均値がｋ回連続して低下したときに、第１必要条件が満足されたと判断する。このような判断を行うことで、室内温度Ｔinの影響を考慮しながら室内熱交換器温度Ｔeiの継続的な低下を判断できる。
【００４４】
（４−３）変形例Ｃ
上記変形例Ｂでは、温度差ΔＴeiの平均値ＡｖΔＴeiが連続してｋ回低下することが、第１必要条件である場合について説明した。しかし、このような判定では、例えばｋ＝５の場合について考えると、図９（ａ）に示されているように、時刻ｔ２１から５回連続して温度差ΔＴeiの平均値ＡｖΔＴeiが低下した時刻ｔ２２の時点で除霜突入のための第１必要条件が満たされる。
【００４５】
しかし、機種によっては、図９（ａ）に示されている点Ｑで除霜突入のための第１条件が満たされてほしい場合がある。そこで、この変形例Ｃでは、第１必要条件が満たされる場合として、温度差ΔＴeiの平均値ＡｖΔＴeiが連続してｋ回低下すること又は、温度差ΔＴeiの平均値ＡｖΔＴeiが第１設定時間Ｔs1だけ上昇しないこととしている。この場合、前者の条件が満たされなくても、図９（ｂ）に示されているように、時刻ｔ３１から時刻ｔ３２までの間は、温度差ΔＴeiの平均値ＡｖΔＴeiが上昇せずに同じ値を維持するか又は低下している。このように図９（ａ）に比べて比較的早いタイミングで除霜突入のための第１必要条件が満たされる。
【００４６】
（５）特徴
（５−１）
以上説明したように、実施形態に係る冷凍装置の例としての空気調和機１では、デフロスト運転に入る第１必要条件が、室内熱交換器用温度センサ３３により室内熱交換器１６の室内熱交換器温度Ｔeiの継続的な低下が検出される状態が第１設定時間継続することである。また、第２必要条件が、室外熱交換器用温度センサ２３により室外熱交換器１３の室外熱交換器温度Ｔeoの継続的な低下が検出されている状態が第２設定時間継続されることである。ここでは、室内熱交換器用温度センサ３３が第１センサであり、室外熱交換器用温度センサ２３が第２センサである。そして、第１必要条件だけではなく、第２必要条件をデフロスト運転に入る条件にしている。このことから、室外熱交換器１３への着霜以外の理由で室内熱交換器１６の温度が低下しているが、室外熱交換器１３に着霜していないために室外熱交換器１３の温度が上昇する場合をデフロスト運転に突入する場合から除くことができる。
【００４７】
（５−２）
上述の空気調和機１では、室外熱交換器１３の室外熱交換器温度Ｔeoの所定サンプリング時間内の平均値言い換えると所定回数ｎだけサンプリングされた室外熱交換器温の平均値（ΣＴeo／ｎ）を用いている。その結果、室外熱交換器温度Ｔeoの測定ノイズによって第２必要条件が満たされたとする判断の誤りを抑制することができ、空除霜が行われるのを安定して防止することができる。
【００４８】
（５−３）
上述の空気調和機１では、室外熱交換器１３の室外熱交換器温度Ｔeoが外気温度Ｔout及び圧縮機１１の運転周波数ｆに応じて設定される除霜突入温度Ｔｐよりも低くなることを第３必要条件として用いる。このような第３必要条件を用いることから、着霜が生じる環境も考慮に入れてデフロスト運転に入るか否かの判断ができるから、空除霜が行われるのを防止し易くなる。
【００４９】
（５−４）  
上述の空気調和機１では、室外熱交換器温度Ｔeoが除霜突入温度Ｔｐよりも低い期間が第３設定時間継続しないと第１必要条件及び第２必要条件が満たされてもデフロスト運転に入らないように構成されている。その結果、外気温度Ｔout及び圧縮機１１の運転状況をデフロスト運転に入るか否かの判断に反映させることができ、空除霜が行われるのを防止する効果が高くなる。
【符号の説明】
【００５０】
１  空気調和機
２  室内機
３  室外機
１０  冷凍回路
１１  圧縮機
１２  四路切換弁
１３  室外熱交換器
１４  膨張機構
１６  室内熱交換器
２１  室外ファン
２２  室外温度センサ
２３  室外熱交換器用温度センサ
２４  室外側制御装置
３１  室内ファン
３２  室内温度センサ
３３  室内熱交換器用温度センサ
３４  室内側制御装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５１】
【特許文献１】特開平９−２４３２１０号公報
【特許文献２】特開平１０−１０３８１８号公報