(57)【要約】【課題】熱交換器の下流側に配置された冷媒ガスセンサに生じる結露や凍結をできるだけ抑制して、冷媒漏洩の誤検出を少なくする新規な冷媒漏洩検出手段を備えた空気調和装置を提供することにある。【解決手段】蒸発器として作用する熱交換器１０の下流側に設けられ冷媒の漏洩を検出する冷媒ガスセンサ１１に、冷媒ガスセンサの少なくとも検出素子１２付近を加熱する電気的加熱手段１３を設け、結露抑制制御部２５によって熱交換器の下流を流れ去る空気が少なくとも冷媒ガスセンサに結露を発生させる状態にあると判断されると、結露抑制制御部２５は電気的加熱手段１３の加熱を開始して冷媒ガスセンサの温度を高くする。これによれば、少結露による出力特性の変動を抑制できて誤検出を少なくすることができる。【選択図】図４Ｂ
2017207245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発器として機能する熱交換器と、
前記熱交換器に熱交換用の空気を送風する送風ファンと、
前記熱交換器の下流側に設けられ、冷媒の漏洩を検出する冷媒ガスセンサと、
前記冷媒ガスセンサの少なくとも検出素子付近を加熱する電気的加熱手段と、
前記熱交換器の下流を流れる空気が、少なくとも前記冷媒ガスセンサに結露を発生させる状態にあると判断されると、前記電気的加熱手段によって前記検出素子付近を加熱する結露抑制制御部と
を備えたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
請求項１に記載の空気調和装置において、
前記電気的加熱手段は、前記検出素子に流れる空気を加熱して結露を生じないようにする機能、或いは前記検出素子付近の前記冷媒ガスセンサの内部を加熱して結露を生じないようにする機能、或いはこれらの２つの機能を備えていることを特徴とする空気調和装置。
【請求項３】
請求項２に記載の空気調和装置において、
前記結露抑制制御部は、
前記熱交換器の下流側の空気温度と、前記熱交換器に流れる空気の露点温度を表す温度閾値とを比較する温度比較手段と、
前記温度比較手段によって前記熱交換器の下流側の前記空気温度が前記温度閾値より低い場合は、前記電気的加熱手段による加熱を行い、前記熱交換器の下流側の前記空気温度が前記温度閾値より高い場合は、前記電気的加熱手段による加熱を停止、或いは加熱温度を低減する加熱制御手段と
を備えていることを特徴とする空気調和装置。
【請求項４】
請求項３に記載の空気調和装置において、
前記結露抑制制御部は、
前記熱交換器に流れる冷媒循環量、入口側冷媒の比エンタルピ，出口側冷媒の比エンタルピ、前記熱交換器の上流側の空気の温度、風量、空気比熱に基づいて、前記熱交換器の下流側の空気温度を求める温度算術演算手段と、
前記熱交換器と熱交換される空気の湿度に基づいて、前記熱交換器と熱交換される空気の露点温度を表す前記温度閾値を求める温度閾値算術演算手段と
を備えていることを特徴とする空気調和装置。
【請求項５】
請求項４に記載の空気調和装置において、
前記温度閾値算術演算手段で求められる前記温度閾値は、真の露点温度より所定値だけ高く設定されていることを特徴とする空気調和装置。
【請求項６】
請求項２に記載の空気調和装置において、
前記結露抑制制御部には、前記熱交換器の下流側の空気の相対湿度を検出する相対湿度センサからの湿度情報が入力され、
更に前記結露抑制制御部は、
前記熱交換器と熱交換される空気の温度に対応した所定の湿度閾値を求める湿度閾値演算手段と、
前記相対湿度センサで検出された相対湿度と前記湿度閾値演算手段で求められた前湿度閾値とを比較する湿度比較手段と、
前記湿度比較手段によって前記熱交換器の下流側の空気の湿度が前記湿度閾値より高い場合は、前記電気的加熱手段による加熱を行い、前記熱交換器の下流側の空気の湿度が前記湿度閾値より低い場合は、前記電気的加熱手段による加熱を停止、或いは加熱温度を低減する加熱制御手段と
を備えていることを特徴とする空気調和装置。
【請求項７】
請求項２に記載の空気調和装置において、
前記結露抑制制御部には、前記熱交換器の下流側の空気の絶対湿度を検出する絶対湿度センサからの湿度情報が入力され、
更に前記結露抑制制御部は、
前記熱交換器と熱交換される空気の温度に対応した所定の湿度閾値を求める湿度閾値演算手段と、
前記絶対湿度センサで検出された絶対湿度と前記湿度閾値演算手段で求められた前湿度閾値とを比較する湿度比較手段と、
前記湿度比較手段によって前記熱交換器の下流側の空気の湿度が前記湿度閾値より高い場合は、前記電気的加熱手段による加熱を行い、前記熱交換器の下流側の空気の湿度が前記湿度閾値より低い場合は、前記電気的加熱手段による加熱を停止、或いは加熱温度を低減する加熱制御手段と
を備えていることを特徴とする空気調和装置。
【請求項８】
請求項２に記載の空気調和装置において、
前記結露抑制制御部には、前記熱交換器の下流側の空気の絶対湿度を検出する絶対湿度センサからの湿度情報が入力され、
更に前記結露抑制制御部は、
前記絶対湿度センサの絶対湿度を相対湿度に変換する湿度変換手段と、
前記熱交換器と熱交換される空気の温度に対応した所定の湿度閾値を求める湿度閾値演算手段と、
前記湿度変換手段で変換された相対湿度と前記湿度閾値演算手段で求められた前湿度閾値とを比較する湿度比較手段と、
前記湿度比較手段によって前記熱交換器の下流側の空気の湿度が前記湿度閾値より高い場合は、前記電気的加熱手段による加熱を行い、前記熱交換器の下流側の空気の湿度が前記湿度閾値より低い場合は、前記電気的加熱手段による加熱を停止、或いは加熱温度を低減する加熱制御手段と
を備えていることを特徴とする空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気調和装置に係り、特に冷凍サイクルの冷媒の漏れを検出する冷媒漏洩検出手段を備えた空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気調和装置においては、冷凍サイクルの冷媒の漏洩を検出する冷媒漏洩検出手段を備えたものが知られている、このような空気調和装置では、室内機や室外機に設けられた冷媒ガスセンサによって、冷媒が漏洩したことを検出すると、制御部は警報音を吹鳴すると共に、空気調和装置の運転を中止するように動作する。このように動作させることで、多量の冷媒が流出することを防止し、空気調和装置の性能低下や圧縮機の故障を防止している。
【０００３】
また、最近はフロンを使用しない冷媒が使用されてきているが、例えば、Ｒ３２冷媒は、Ｒ４１０Ａ冷媒と比較すると地球温暖化係数が小さい反面、微燃性があるため、所定の濃度になると引火する特性を有している。そして、このような微燃性の冷媒が室内で漏れた場合、漏れた冷媒が引火濃度に達してしまう可能性がある。このため、例えば、特開２００２−９８３９３号公報（特許文献１）においては、室内機に冷媒ガスセンサを配設して微燃性の冷媒が漏洩するのを検出すると、送風ファンを回転させて微燃性の冷媒が引火濃度に達するのを抑制している。
【０００４】
つまり、この特許文献１においては、室内機のケーシングに可燃性の冷媒ガスを検知するための冷媒ガスセンサを備えているので、室内機につながる冷媒配管（連絡配管）から室内へ可燃性の冷媒が漏洩した場合や、室内機内部で漏洩した可燃性の冷媒がケーシングの隙間を通して室内機の外部へ流出した場合に、冷媒ガスセンサの検出信号を制御部に送り、制御部は送風ファンを回転させる制御を行うように動作する。これによって、送風ファンの回転によって生ずる空気の流れ、すなわち、吸込口を通してケーシング内に取り込まれ吹出口を通して室内へ吹き出される空気の流れによって、可燃性の冷媒ガスを拡散して引火濃度より薄くすることができるので、火災等の事故を防止できるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−９８３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、空気調和装置の室内機や室外機においては、熱交換用の空気は送風ファンによって熱交換器を通過することが必要であり、漏洩した冷媒の多くは熱交換器を通過する空気によって搬送されるものである。また、送風ファンが停止されている状態では、漏洩した冷媒は熱交換器内部に滞留する傾向がある。このため、冷媒ガスセンサは、この漏洩した冷媒を検出するために熱交換器より下流側に設けられることが合理的である。ここで、下流とは、空気の流れから見て熱交換器を境にして、空気が流れ去る側を意味している。
【０００７】
しかしながら、冷媒ガスセンサを熱交換器の下流側に配設すると、次のような課題が新たに発生する。つまり、室内機を冷房運転で使用する場合において、室内側熱交換器は蒸発器として使用され、また、室内機を暖房運転で使用する場合において、室外機の室外側熱交換器は蒸発器として使用される。したがって、室内側熱交換器や室外側熱交換器が蒸発器と使用されると、これらの熱交換器を通過した空気の温度は、周囲の空気の温度より低くなっている。
【０００８】
このため、室内側熱交換器や室外側熱交換器に配設されている冷媒ガスセンサは、温度が低い空気に晒されるため、冷媒ガスセンサの内部に存在する空気に含まれる水分、或いは冷媒ガスを検出する検出素子に接触する空気に含まれる水分の結露や、この結露に起因する水分の凍結が発生し、冷媒ガスセンサの検出素子はこれらの影響を強く受けることになる。特に室外機においてはこの影響を大きく受けるものである。
【０００９】
したがって、冷媒ガスセンサの検出素子は、結露や凍結によって出力特性が変化して誤検出を行う恐れが大きくなる。そして、空気調和装置の制御装置は、冷媒の漏洩を検出すると運転を停止するように仕様が決められているため、誤検出された場合も空気調和装置の運転が停止されるので、使い勝手が悪いという新たな課題を生じる。
【００１０】
本発明の目的は、熱交換器の下流側に配置された冷媒ガスセンサに生じる結露や凍結をできるだけ抑制して、冷媒漏洩の誤検出を少なくする新規な冷媒漏洩検出手段を備えた空気調和装置を提供することにある。尚、本発明においては、冷媒の種類は問わず、種々の冷媒を使用する空気調和装置に適用できるものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の特徴は、蒸発器として機能する熱交換器の下流側に設けられ冷媒の漏洩を検出する冷媒ガスセンサに、冷媒ガスセンサの少なくとも検出素子付近を加熱する電気的加熱手段を設け、熱交換器の下流を流れる空気が、少なくとも冷媒ガスセンサに結露を発生させる状態にあると判断されると、電気的加熱手段によって冷媒ガスセンサの温度を高くする、ところにある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ガスセンサ近傍の空気が少なくとも冷媒ガスセンサの検出素子に結露を生じる状態になると、電気的加熱手段によって冷媒ガスセンサの温度を高くして結露を抑制しているため、結露による出力特性の変動を抑制できて誤検出を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態になる、電気的加熱手段を設けた冷媒ガスセンサと室外側熱交換器の配置構成を示す構成図である。
【図２】冷媒ガスセンサを設けた冷凍サイクルの構成図である。
【図３】本発明の第１の実施形態になる結露抑制制御の制御ステップを説明するゼネラルフローを示すフローチャートである。
【図４Ａ】図３に示す室外側熱交換器の結露抑制制御の具体的な制御ステップを説明する制御フローで、その前半部を示すフローチャートである。
【図４Ｂ】室外側熱交換器の結露抑制制御の具体的な制御ステップを説明する制御フローで、図４Ａに続く後半部を示すフローチャートである。
【図５】露点温度を求める方法を説明する図であり、露点温度と水分量の関係を示す特性図である。
【図６】本発明の第２の実施形態になる結露抑制制御の具体的な制御ステップを説明するフローチャートである。
【図７】本発明の第３の実施形態になる結露抑制制御の具体的な制御ステップを説明するフローチャートである。
【図８】本発明の第４の実施形態になる結露抑制制御の具体的な制御ステップを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。
【実施例１】
【００１５】
先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、上吹き室外機の室外側熱交換器付近を示しており、室外側熱交換器１０の内部には冷媒ガスセンサ１１が配置されている。熱交換用の空気は、室外側熱交換器１０の外側（上流側）から室外側熱交換器１０内に流れ込む上流側空気流れＵＡと、室外側熱交換器１０で熱交換され上側に向かって流れ去る下流側空気流れＤＡとがあり、下流側空気流れＤＡは室外機から外部に排出されるものである。そして、室外側熱交換器１０が蒸発器として使用される場合（暖房運転モード）では、上流側空気流れＵＡの空気は冷却されて温度が低くなり、下流側空気流れＤＡとなって上向きに流れていくものである。
【００１６】
室外側熱交換器１０の内部には冷媒ガスセンサ１１が配置されており、冷媒ガスセンサ１１は、検出素子１２と電気的加熱手段１３から構成されている。電気的加熱手段１３は、例えば、ニクロム線ヒータやセラミックヒータ等の抵抗加熱ヒータであり、以下では加熱ヒータ１３と表記する。
【００１７】
この加熱ヒータ１３は結露を抑制する機能を備えているものであり、検出素子１２に流れる空気を加熱して結露を生じないようにする機能、或いは検出素子１２付近の冷媒センサ１１を加熱して結露を生じないようにする機能、或いはこれらの２つの機能を備えているものである。
【００１８】
冷媒ガスセンサ１１は、室外側熱交換器１０の下方に設置されるか、或いは室外側熱交換器１０の上方の吹き出し口までの間に設置されるものである。この設置位置は任意であるが、冷媒の種類によって適切な位置が選択されている。特に、空気より比重が重い冷媒を使用する場合には、送風ファンが停止すると漏洩した冷媒は下方に滞留するので、下方に設置する方が漏洩検出には有利である。
【００１９】
冷媒ガスセンサ１１は、種々の方式のガスセンサを使用できるものであり、例えば、半導体式、接触燃焼式、電気化学式等のガスセンサを使用することができる。冷媒ガスセンサ１１の検出素子１２と加熱ヒータ１３は分離されていても良いし、冷媒ガスセンサ１１に取り付けられた一体型であっても良いものである。本実施形態では、取り扱い性、形状的な大きさ、検出素子１２と加熱ヒータ１３及びこれらの駆動回路のキャリブレーションのやり易さから一体型の冷媒ガスセンサ１１を使用している。
【００２０】
ここで、冷媒ガスセンサ１１とその周囲の空気が存在する領域の温度について簡単に説明する。室外側熱交換器１０が蒸発器として使用される場合では、熱交換器の下流の空気は冷却されて温度が低くなるため、冷媒ガスセンサ１１の表面と周囲の空気の間に温度差が生じる。そして、温度が低い空気によって冷媒ガスセンサ１１内部の空気が冷却されて温度が低下すると、内部で結露が発生する恐れがある。
【００２１】
一般的に、冷媒ガスセンサ１１には、冷媒を検出するために検出素子１２を加熱する素子用ヒータが備えられている。この素子用ヒータは検出素子１２を加熱して良好な検出性能を維持するために設けられている。しかしながら、素子用ヒータで加熱されていても熱交換器で冷却されて流れ出てくる低温の空気が、冷媒ガスセンサ１１の内部から熱を次々に奪い取って冷媒ガスセンサ１１部の温度が大きく低下し、冷媒ガスセンサ１１内部で結露を発生する現象がある。
【００２２】
したがって、冷媒ガスセンサ１１内部の結露を抑制するため、本実施形態のように検出素子１２を加熱する素子用ヒータとは別の結露抑制用の加熱ヒータ１３を設ける必要がある。もちろん、検出素子を加熱する素子用ヒータが不要なガスセンサにおいては、尚更、加熱ヒータ１３が必要となる。
【００２３】
次に、空気調和装置の冷凍サイクルの構成について図２を用いて簡単に説明し、更に本実施形態の冷媒ガスセンサ１１の加熱制御部についても説明する。
【００２４】
図２は冷凍サイクルを示す冷凍サイクル系統図であり、室外機１４と室内機１５は、冷媒配管である液側接続配管１６とガス側接続配管１７により接続されている。室外機１４には、アキュムレータ、圧縮機１８、四方弁１９、室外側熱交換器１０、第１の膨張弁２０、室外送風ファン２１などが備えられている。また、液側接続配管１６と接続される液阻止弁、及びガス側接続配管１７と接続されるガス阻止弁が備えられている。また、室内機１５には、室内側熱交換器２２及び第２の膨張弁２３、室外送風ファン２４等が備えられている。
【００２５】
冷房運転を行う場合には次のように動作する。圧縮機１８で圧縮された高温・高圧のガス冷媒は冷凍機油とともに圧縮機１８から吐出され、その後、四方弁１９を経て、室外側熱交換器１０へと流入し、ここで室外空気或いは冷却水などと熱交換して凝縮、液化する。
【００２６】
凝縮、液化した冷媒は全開とされた第１の膨張弁２０を通り、液阻止弁及び液側接続配管１６を経て、室内機１５へ送られる。室内機１５に流入した液冷媒は、第２の膨張弁２３で減圧されて膨張し、低温・低圧の気液二相流となって、室内側熱交換器２２に入り、ここで室内空気等の利用側媒体と熱交換して利用側媒体を冷却するとともに、自らは蒸発、気化する。
【００２７】
その後、ガス冷媒はガス側接続配管１７を通り、ガス阻止弁、四方弁１９、アキュムレータを経て圧縮機１８６へ戻るという冷凍サイクルを構成する。冷凍サイクルの余剰冷媒はアキュムレータに貯留され、冷凍サイクルの運転圧力、温度が正常な状態に保たれるように構成されている。
【００２８】
一方、暖房運転を行う場合には次のように動作する。圧縮機１８で圧縮された高温・高圧のガス冷媒は冷凍機油とともに圧縮機１８から吐出され、四方弁１９、ガス阻止弁、ガス側接続配管１７を経て室内機１５の室内側熱交換器２２へ流入し、ここで室内空気等の利用側媒体と熱交換して利用側媒体を加熱し、自らは凝縮、液化する。
【００２９】
凝縮、液化した冷媒は、液側接続配管１６、液阻止弁を経て、第１の膨張弁２０で減圧され、室外側熱交換器１０で室外空気或いは水などの媒体と熱交換して蒸発、気化する。蒸発、気化した冷媒は四方弁１９、アキュムレータを経て圧縮機１８へ戻るという冷凍サイクルを構成する。
【００３０】
また、図２において、本実施形態の特徴である冷媒ガスセンサ１１が室外側熱交換器１０の内部に配置されており、この冷媒ガスセンサ１１は、結露抑制制御部２５によって制御、駆動されている。結露抑制制御部２５は、冷媒ガスセンサ１１及び加熱ヒータ１３の駆動回路を備えており、冷媒ガスセンサ１１と信号線及び給電線によって接続されている。したがって、冷媒ガスセンサ１１は、給電線からの駆動信号（電力供給）によって検出素子１２が駆動され、検出信号を信号線によって結露抑制制御部２５に送信している。当然のことであるが、加熱ヒータ１３も給電線からの駆動信号で冷媒ガスセンサ１１の加熱を行うものである。
【００３１】
結露抑制制御部２５は、全体制御部２６と信号線によって接続されており、全体制御部２６からの制御情報（センサ情報も含む）を受信し、また自身の制御情報を全体制御部２６に送信している。例えば、全体制御部２６には、空気調和装置で使用される各構成機器の運転情報、負荷情報、温度情報等が入力されており、全体制御部２６は、これらの情報を用いて所定の演算を実行して各構成機器の制御、駆動信号を求めている。
【００３２】
結露抑制制御部２５及び全体制御部２６は、マイクロコンピュータやこれの周辺回路から構成されており、マイクロコンピュータは、制御プログラムや演算に使用する定数等を記憶したメモリ（ＲＯＭ）や、演算結果や温度情報、圧力情報等を一時的に記憶するメモリ（ＲＡＭ）や、検出情報を入力し、これに基づいた制御、駆動情報を出力する入出力回路等を備えている。
【００３３】
そして、全体制御部２６は、冷媒ガスセンサ１１に結露が発生することを判定するのに必要な情報（例えば、温度情報、圧力情報）を結露抑制制御部２５に送信している。結露抑制制御部２５は、この送られてきた情報から冷媒ガスセンサ１１に結露が発生する状況かどうかを判定する演算を実行するものである。
【００３４】
演算の結果によって、冷媒ガスセンサ１１近傍の空気の状態によって、冷媒ガスセンサ１１に結露が発生しそうだと判断すると、結露抑制制御部２５は、冷媒ガスセンサ１１の加熱ヒータ１３を駆動して冷媒ガスセンサ１１の温度を上昇させることで結露の発生を抑制するものである。尚、加熱ヒータ１３は、冷媒ガスセンサ１１に結露が発生しそうだと判断されると、電流が流れ始めるか、或いは電流の値が大きくなる制御を実行されるものである。これについては供述する。
【００３５】
次に、結露抑制制御部２５によって実行される、冷媒ガスセンサ１１の加熱ヒータ１３の加熱制御モード（結露抑制制御）について説明する。本実施形態においては、図２では室外用熱交換器１０だけに冷媒ガスセンサ１１と結露抑制制御部２５を設けているが、以下では、室外用熱交換器１０と室内用熱交換器２２に冷媒ガスセンサ１１を設け、１つの結露抑制制御部２５によって夫々の加熱ヒータ１３を制御する場合について説明する。尚、室外側熱交換器１０、室内側熱交換器２２に関係する各種情報は全体制御部２６から結露抑制制御部２５に送られるものである。
【００３６】
図３は、結露抑制制御部２５で実行される、冷媒ガスセンサ１１の加熱制御モードを実行するゼネラルフローであり、所定の起動タイミングに同期して以下の制御ステップが実行される。所定の起動タイミングとは、所定時間毎の時間割り込みタイミング、或いは所定のイベント（スイッチ操作等）に同期したイベント割り込みタイミングである。尚、以下の説明では、空気調和装置が駆動された状態で実行されるものである。
【００３７】
≪ステップＳ１０≫
ステップＳ１０では、暖房運転である「暖房モード」か、或いは冷房運転である「冷房モード」かの判定を行っている。このモードの判定は、全体制御部２６に入力された操作スイッチ信号によって判断することができる。例えば、利用者が暖房運転を行うため暖房スイッチを押すと、この信号は全体制御部２６に送られ暖房運転が実行される。この時の信号を結露抑制制御部２５に送ることで、ステップＳ１０の判断を行うことができる。
【００３８】
そして、「暖房モード」であれば、室外側熱交換器１０が蒸発器として機能し、「冷房モード」であれば、室内側熱交換器２２が蒸発器として機能するものである。したがって、熱交換器が蒸発器として機能する時に、冷媒ガスセンサ１１に結露が発生する恐れがあるので、「暖房モード」のときはステップＳ１１に移行し、「冷房モード」のときはステップＳ１２に移行するものである。
【００３９】
≪ステップＳ１１≫
ステップＳ１１では、暖房運転である「暖房モード」と判断されているので、室外側熱交換器１０が蒸発器として機能するため、室外側熱交換器１０を通過する熱交換用空気の温度が低くなる。したがって、冷媒ガスセンサ１１に結露が発生する恐れがあるので、冷媒ガスセンサの加熱制御モードを実行する。この冷媒ガスセンサ１１の加熱制御モードについては、図４に基づき説明する。ステップＳ１１が終了すると、エンドに抜けて次の起動タイミングの到来を待つことになる。
【００４０】
≪ステップＳ１２≫
一方、ステップＳ１１と同様にステップＳ１２では、冷房運転である「冷房モード」と判断されているので、室内側熱交換器２２が蒸発器として機能するため、室内側熱交換器２２を通過する熱交換用空気の温度が低くなる。したがって、冷媒ガスセンサ１１に結露が発生する恐れがあるので、冷媒ガスセンサの加熱制御モードを実行する。この冷媒ガスセンサ１１の加熱制御モードについても、図４に基づき説明する。ステップＳ１２が終了すると、エンドに抜けて次の起動タイミングの到来を待つことになる。
【００４１】
次に、ステップＳ１１とステップＳ１２で実行される冷媒ガスセンサ１１の加熱制御モードの詳細な制御フローについて図４Ａ、図４Ｂを用いて説明する。ここで、室外側熱交換器１０に関するステップＳ１１の処理と、室内側熱交換器２２に関するステップＳ１２の処理とは同じ演算処理が行われる。
【００４２】
したがって、図４Ａ、図４Ｂに示す制御ステップでは共通して熱交換器と表示しているが、以下では暖房運転の場合の室外側熱交換器１０に関するステップＳ１１の処理について説明するので、冷房運転の場合では室内側熱交換器２２に読み替えるものとする。このため、ステップＳ１２については説明を省略する。
【００４３】
本実施形態においては、室外側熱交換器１０を通過する空気が結露する状態かどうかを判定するため、室外側熱交換器１０の下流側の空気温度が露点温度を超えているかどうかを判定している。このため、本実施形態においては、空気側で求めた熱交換量と冷媒側で求めた熱交換量が等しいことを利用して、室外側熱交換器１０の下流側の空気温度を算出している。以下、具体的な制御ステップについて、図４Ａ、図４Ｂを用いて説明する。
【００４４】
≪ステップＳ２０≫
ステップＳ２０では、室外側熱交換器１０の冷媒側熱交換量の算出を行う。以下に示す式（１）は、冷媒側熱交換量を求めるのに利用できる相変化に影響しない流体の場合の式である。この式（１）によって冷媒側の熱交換量を算出することができる。
ＱＨＥＡＴ Ｒ＝ｍｒｅｆ・（ｈｏｕｔ−ｈｉｎ）……（１）
ここで、ＱＨＥＡＴ Ｒは冷媒側熱交換量であり、ｍｒｅｆは冷媒循環量であり、ｈｏｕｔは室外側熱交換器１０の出口側の冷媒が持つ比エンタルピであり、ｈｉｎは室外側熱交換器１０の入口側の冷媒が持つ比エンタルピである。
【００４５】
この式（１）を用いて冷媒側熱交換量を求める場合、まず、熱交換器入口側における冷媒の比エンタルピと熱交換器出口側における冷媒の比エンタルピを算出する。算出されたこれらの比エンタルピの差分値に冷媒循環量とその冷媒の比熱を乗じると冷媒側熱交換量が求まるものである。
【００４６】
比エンタルピの求め方は、上吹き室外機の場合においては、定常状態では室外側熱交換器１０を蒸発器としてみた場合、室外側熱交換器１０の入口側は液状態、出口側はガス状態となるので、入口側と出口側の夫々の冷媒の温度と圧力から比エンタルピを求めることができる。
【００４７】
尚、入口側と出口側の冷媒温度は、全体制御部２６によって所定時間毎にサンプリングして測定され、全体制御部２６のＲＡＭに一時的に更新、記憶されている。同様に、冷媒圧力も、全体制御部２６によって所定時間毎にサンプリングして測定され、全体制御部２６のＲＡＭに一時的に更新、記憶されている。
【００４８】
これらの温度情報と圧力情報は、結露抑制制御部２５に送られ、結露抑制制御部２５で上述した演算に利用される。また、冷媒循環量は結露抑制制御部２５で求められるものであり、圧縮機の回転数等情報から演算して求めることができる。上述の式（１）の各値を算出すると、ステップＳ２１に移行する。
【００４９】
≪ステップＳ２１≫
ステップＳ２１では、室外側熱交換器１０の空気側熱交換量の算出を行う。以下に示す式（２）は、空気側熱交換量を求めるのに利用できる式である。この式（２）によって空気側の熱交換量を算出することができる。
ＱＨＥＡＴ Ａ＝ｍａｉｒ・Ｃｐａｉｒ・（Ｔａｉｒ ｏｕｔ−Ｔａｉｒ ｉｎ）…（２）
ここで、ＱＨＥＡＴ Ａは空気側熱交換量であり、ｍａｉｒは風量であり、Ｃｐａｉｒは空気の比熱であり、Ｔａｉｒ ｏｕｔは室外側熱交換器１０の下流側の空気温度であり、Ｔａｉｒ ｉｎは室外側熱交換器１０の上流側の空気温度である。
【００５０】
この式（２）を用いて空気側熱交換量を求める場合、まず、風量を求めることが必要である。風量は全体制御部２６で演算されていないので、全体制御部２６で検出された送風ファンの回転数や風量タップ情報等を結露抑制制御部２５に送り、結露抑制制御部２５で求められるものである。この時、風量を質量に変換するのに空気密度が必要になる。空気密度は温度により異なるが、この時の外気温度は全体制御部２６で測定されているので、これを用いて結露抑制制御部２５で演算して求めることができる。また、空気の比熱は空気に固有の値であり、結露抑制制御部２５のＲＯＭに予め記憶されている。室外側熱交換器１０の上流側の空気温度は外気温度であるので、全体制御部２６で測定されている外気温度を用いれば良いものである。
【００５１】
よって、式（２）で未知となる変数は、室外側熱交換器１０の下流の空気温度であるＴａｉｒ ｏｕｔのみである。そして、この室外側熱交換器１０の下流側の空気温度Ｔａｉｒ ｏｕｔが求めたい空気温度である。
【００５２】
この空気温度Ｔａｉｒ ｏｕｔが露点温度を上回っていれば結露を生じず、露点温度を上回っていなければ結露が生じるものである。式（２）の空気温度Ｔａｉｒ ｏｕｔ以外の上述した各値が求まるとステップＳ２２に移行する。
【００５３】
≪ステップＳ２２≫
ステップＳ２２では、未知の変数である室外側熱交換器１０の下流の空気温度Ｔａｉｒ ｏｕｔを求めるものである。つまり、ステップＳ２０で求めた冷媒側熱交換量ＱＨＥＡＴ Ｒと、ステップＳ２１で求めた空気側熱交換量ＱＨＥＡＴ Ａが等しくなるという前提で、空気温度Ｔａｉｒ ｏｕｔを求めている。
【００５４】
つまり、式（１）では、全ての値が求められ、式（２）では、空気温度Ｔａｉｒ ｏｕｔ以外の値が求められているので、式（１）と式（２）を等しいとして、室外側熱交換器１０の下流側の空気温度Ｔａｉｒ ｏｕｔを求めることができる。室外側熱交換器１０の下流側の空気温度Ｔａｉｒ ｏｕｔが求まるとステップＳ２３に移行する。
【００５５】
≪ステップＳ２３≫
ステップＳ２３では、室外側熱交換器１０の下流を流れる空気の露点温度を求めるものである。露点温度は、空気の乾球温度（気温）が同じでも、空気が含有する水分量によって変わる値である。そのため、露点温度はステップＳ２２で求めた室外側熱交換器１０の下流側の空気温度Ｔａｉｒ ｏｕｔだけでは一意に定まらず、空気の水分量或いは湿度に関する情報が必要となる。
【００５６】
室外側熱交換器１０を通過する熱交換用の空気の絶対湿度或いは相対湿度（以下、単に湿度と表記する）の情報を得るためには、室外側熱交換器１０付近に湿度センサを設けて、湿度情報を求めることができる。
【００５７】
例えば、傍熱型感温抵抗素子を利用した絶対湿度センサを用いることができる。このセンサは、メンブレン構造上に、感温抵抗素子と加熱用抵抗素子が形成されており、感温抵抗素子を加熱用抵抗素子で加熱した状態にし、湿度の違いによる熱伝導率の違いによって、感温抵抗素子の抵抗値が変化し、この抵抗値の変化を換算することで絶対湿度を検知することができる。
【００５８】
また、静電容量変化を利用した相対湿度センサを用いることができる。このセンサは、高分子膜湿度センサとして知られており、高分子膜湿度センサは、高分子膜の誘電率の変化がコンデンサの静電容量の変化として測定されるので、相対湿度の変化に応じて高分子膜に含まれる水分の量が変化し、これにより誘電率が変化することから相対湿度を測定することができる。
【００５９】
また、湿度センサが設けられない場合には、湿度を間接的に求める手段を設けて湿度を求めるようにしても良いものである。例えば、空気の絶対湿度については、所定の単位容積の吸湿素材に空気を取り込み、単位容積当りの含水分量を測定することで求めることができる。この吸湿素材は吸湿と乾燥を繰り返すことができるものである。
【００６０】
湿度の測定はこれ以外にも多くあるので、要は、適切な方法で湿度を求めればよいものである。本実施形態では、湿度検出に相対湿度センサを用いる方法を採用している。
【００６１】
次に、ステップＳ２２で求めた室外側熱交換器１０を通過する空気の空気温度と、湿度センサで検出された湿度から、露点温度を求める方法について説明する。
【００６２】
１つの方法として、半導体メモリからなるデータマップに、空気温度と湿度に対応した露点温度を記憶させておき、ステップＳ２２で求められた空気温度と、測定された湿度から、室外側熱交換器１０を通過する熱交換用空気に対応する露点温度を推定する方法がある。
【００６３】
データマップはマッピングの格子数にもよるが、一般的に多くのメモリ領域を必要とするが、精度の高い詳細な露点温度を求めることができる。データマップは結露抑制制御部２５に内蔵されたＲＯＭを使用しても良いし、別に設けた外付けメモリ（フラッシュＲＯＭ）を使用してもよいものである。
【００６４】
尚、データマップにその都度アクセスするのではなく、直近に使用したデータマップの関連データをＲＡＭ領域に一時格納しておき、アクセスする毎に該当のＲＡＭ領域にアクセスし、該当データがなければデータマップに再アクセスするようにしても良く、これによれば演算処理を含む判定時間を短縮することが可能となる。
【００６５】
第二の方法として、露点温度を乾球温度と湿度の近似式として作成して、これに基づき露点温度を求める方法である。近似式は事前に実験やシミュレーションによって求めておき、算術演算プログラムとしてＲＯＭに格納されている。ここで、近似式は、露点温度、乾球温度、及び湿度の間の関係を示す関係式である。尚、露点温度を求めるための近似式の変数は、乾球温度と湿度以外であっても良いが、一般的には乾球温度と湿度を使用するのが合理的である。
【００６６】
したがって、室外側熱交換器１０を通過する空気の空気温度と、湿度センサで測定された湿度を用い、露点温度を求める近似式を算術演算プログラムによって演算し、これによって露点温度を求めることができる。このような演算プログラムを用いると、データマップのような大きなメモリ容量を必要とせずに、露点温度を求めることができる。また、データマップを用いないのでデータのロード時間も省略でき、短い時間で露点温度を算出することができ、結果的に結露判定を短時間でおこなうことができる。
【００６７】
第三の方法として、所定温度区間を設定し、その所定温度区間に露点温度があれば、その区間全ての露点温度を代表露点温度として見做す方法である。
【００６８】
図５は、代表露点温度を求める方法を説明するものであり、縦軸は空気が含む水分量とし、横軸は露点温度（或いは空気の乾球温度）としている。この平面上に描かれた太い曲線が飽和蒸気圧曲線もしくは空気が含むことができる最大水分量を示す曲線を示し、その線上に代表露点温度を求める時のポイントをプロットしている。●印で示す点が代表露点温度を示している。例えば、温度の低い方から、Ｐ（ｎ−１）、Ｐ（ｎ）、Ｐ（ｎ＋１）として示している。そして、Ｔｄｅｗ（ｎ−１）、Ｔｄｅｗ（ｎ）、Ｔｄｅｗ（ｎ＋１）は、夫々Ｐ（ｎ−１）、Ｐ（ｎ）、Ｐ（ｎ＋１）に対応する代表露点温度である。
【００６９】
例えば、前述した方法で、或る時刻の室外側熱交換器１０の下流の空気温度と湿度から露点温度の１つが求まり、その露点温度がＰ（ｎ−１）〜Ｐ（ｎ）の温度区間にあれば、つまりＴｄｅｗ（ｎ−１）〜ＴｄｅＷ（ｎ）の間の値であれば、その温度区間の露点温度は、すべて代表露点温度Ｔｄｅｗ（ｎ−１）と見做すものである。尚、代表露点温度は、所定温度区間の間であれば任意であるが、所定温度区間の中央値や平均値を用いることができる。
【００７０】
これによれば、データマップのメモリ容量を少なくできて、第１の方法に比べてデータマップから露点温度をロードする時間が短縮でき、また、第２の方法に比べて露点温度を算出するための計算時間を短縮することができる。
【００７１】
いずれにしても、ステップＳ２３で上述した方法を用いて、或いはこれ以外の方法を用いて露点温度が求まると、ステップＳ２４に移行する。
【００７２】
≪ステップＳ２４≫
ステップＳ２４では、ステップＳ２２で求められた室外側熱交換器１０の下流の空気温度と、ステップＳ２３で求められた室外側熱交換器１０の下流の空気の露点温度とを比較する。ここで、室外側熱交換器１０の下流の空気の露点温度は結露が生じるかどうかを判断する温度閾値として用いられるものであり、この温度閾値は「露点温度＋α（αは正の値である）」で設定されている。
【００７３】
このように、温度閾値が真の露点温度に「α」という所定値が加えられて設定されているのは、結露が生じることを確実に判定するための余裕値（マージン）であり、温度閾値（露点温度）を高くして加熱ヒータ１３による加熱の機会を増やすためである。
【００７４】
そして、ステップＳ２４の実行によって、室外側熱交換器１０の下流の空気温度が温度閾値より高いと判断されると、冷媒ガスセンサ１１に結露の発生の恐れがないとしてステップＳ２９に移行する。一方、ステップＳ２４の実行によって、室外側熱交換器１０の下流の空気温度が温度閾値より低いと判断されると、冷媒ガスセンサ１１に結露の発生の恐れが高いとしてステップＳ２５に移行する。
【００７５】
≪ステップＳ２５≫
ステップＳ２５では、冷媒ガスセンサ１１に結露が生じる恐れがあるものとして加熱ヒータの加熱制御を実行する。このステップＳ２５では、加熱ヒータ１３への通電中かどうかが判断されている。この判断は、後述するステップＳ２７、Ｓ２８で設定された加熱フラグをチェックして行うことができる。加熱中の場合は加熱フラグが「１」となっている。そして、加熱ヒータ１３が通電中であれば、結露が依然として発生する恐れがあると判断されてステップＳ２６に移行する。一方、加熱ヒータ１３への通電が行われていない場合は、加熱フラグは「０」であるので、結露の発生を抑制する必要があるためステップＳ２７に移行する。
【００７６】
≪ステップＳ２６≫
ステップＳ２６では、結露の発生を抑制するため加熱ヒータ１３への電流値を大きくして加熱出力の増加を行なっている。尚、この場合はステップＳ２６の実行毎に電流値が増えていくので、所定の上限リミッタが設定されている。尚、電流値を大きくせずに、後述するステップＳ２７で設定した電流値を維持することも可能である。この場合は上限リミッタを設ける必要はないものである。このステップＳ２６が終了するとステップＳ３２に移行する。
【００７７】
≪ステップＳ２７≫
ステップＳ２７では、加熱ヒータ１３による加熱を行なうために、加熱ヒータ１３に電流を流して加熱を開始するものである。加熱ヒータ１３による加熱は、冷媒ガスセンサ１１の検出素子１２を流れる空気の温度、或いは検出素子１２の温度、或いは両方を上昇させて、湿度による影響を低下させるために必要な程度の加熱量である。
【００７８】
尚、この時の加熱のための電流値は所定の一定電流値でも良いが、望ましくは、ステップＳ２２で求めた室外側熱交換器１０の下流の空気温度と、ステップＳ２３で求めた露点温度との差分値に対応した電流値（可変電流値）とすると良いものである。このようにすると、差分値が大きいほど電流値が大きくなるので、冷媒ガスセンサ１１が結露する状態から素早く抜け出すことが可能となる。加熱ヒータ１３の加熱を開始するとステップＳ２８に移行する。
【００７９】
≪ステップＳ２８≫
ステップＳ２８では、ステップＳ２７で加熱ヒータ１３の加熱を開始すると、現時点で加熱ヒータ１３の加熱を実行中であることを示す加熱フラグに「１」を設定する。この加熱フラグは、上述のステップＳ２５、及び以下に示すステッップＳ２９で使用されるものである。このステップＳ２８が終了するとステップＳ３２に移行する。
【００８０】
≪ステップＳ２９≫
ステップＳ２４の実行によって、冷媒ガスセンサ１１に結露の発生の恐れがないと判定されて本ステップＳ２９に移行する。ステップＳ２９では、加熱ヒータ１３への通電中かどうかが判断されている。ステップＳ２９への移行に際しては、ステップＳ２４で結露の恐れがないと判断されているので、加熱ヒータ１３の加熱は必要ないものである。したがって、ステップＳ２９で加熱ヒータ１３の加熱状態を判断し、加熱状態にないと加熱フラグが「０」であるため、エンドに抜けて次の起動タイミングの到来を待つものである。一方、ステップＳ２９で加熱ヒータ１３が過熱中（加熱フラグが「１」）と判断されるとステップＳ３０に移行するものである。
【００８１】
≪ステップＳ３０≫
上述の通り、ステップＳ２４で結露の恐れがないと判断されているので、加熱ヒータ１３の加熱は必要ないものである。したがって、ステップＳ２９で加熱ヒータ１３が加熱状態にあると判断されると、スッテプＳ３０では、加熱ヒータ１３への電流の供給を遮断して加熱を停止する。これによって、無駄な電流供給を停止できるので省電力化が図れるようになる。尚、このステップＳ３０では、加熱ヒータ１３の電流供給を遮断しているが、遮断しないで電流値を減少させて加熱温度を低減することも可能である。加熱ヒータ１３への通電が停止されるとステップＳ３１に移行する。
【００８２】
≪ステップＳ３１≫
ステップＳ３１では、加熱ヒータ１３への通電が継続されて加熱フラグが「１」であったものを、ステップＳ３０で加熱ヒータ１３への通電を停止したので、加熱フラグを「０」に設定し、エンド抜けて次の起動タイミングを待つものである。
【００８３】
≪ステップＳ３２≫
ステップＳ２６、Ｓ２７で加熱ヒータ１３が加熱制御されているが、室外側熱交換器１０の蒸発器としての機能が停止、或いは中断されると、冷媒ガスセンサ１１に結露が生じるという現象が解消されるので、加熱ヒータ１３による加熱が必要なくなる。
【００８４】
このような状態として、室内機の吹き出し空気温度が設定温度を上回り一時的に室外機を停止させる「サーモＯＮ」状態や、室外側熱交換器１０に付着した霜を融かす「除霜モード」状態や、リモートコントローラからの設定で冷房、送風等の運転モードが変更されて、室外側熱交換器１０が蒸発器としての機能を果たさない場合である。
【００８５】
したがって、ステップＳ３２で空調モードが停止、或いは変更されたかどうかを判断しており、空調モードが停止、或いは変更されていなければ、加熱ヒータ１３の加熱を継続するべくエンドに抜けて次の起動タイミングの到来を待つものである。一方、空調モードが停止、或いは変更されたならば、加熱ヒータ１３の加熱を停止するべくステップＳ３３に移行する。
【００８６】
≪ステップＳ３３≫
ステップＳ３２で、空調モードが停止、或いは変更されて結露の恐れがないと判断されているので、加熱ヒータ１３の加熱は必要ないものである。したがって、現時点で加熱ヒータ１３が加熱状態にあるので、スッテプＳ３３では、加熱ヒータ１３への電流供給を遮断して加熱を停止する。尚、このステップＳ３３では、加熱ヒータ１３の電流供給を遮断しているが、遮断しないで電流値を減少させて加熱温度を低減することも可能である。加熱ヒータ１３への通電が停止されるとステップＳ３４に移行する。
【００８７】
≪ステップＳ３４≫
ステップＳ３４では、加熱ヒータ１３への通電が継続されて加熱フラグが「１」であったものを、ステップＳ３３で加熱ヒータ１３への通電を停止（或いは、低減）したので、加熱フラグを「０」に設定し、エンドに抜けて次の起動タイミングの到来を待つものである。
【００８８】
以上に説明した本実施形態によれば、少なくとも冷媒ガスセンサの検出素子に結露を生じる状態になると、電気的加熱手段によって冷媒ガスセンサの温度を高くして結露を抑制しているため、結露による出力特性の変動を抑制できて誤検出を少なくすることができる。
【実施例２】
【００８９】
次に、本発明の第２の実施形態について説明するが、本実施形態では、特に４Ｂに示すステップＳ３２で「ＮＯ」と判断された後に、新たに追加して実行される実施形態２で示した制御ステップに特徴があるものである。以下、図６に示す実施形態２の制御ステップを説明する。
【００９０】
尚、本実施形態においても、室外側熱交換器１０に関する処理と、室内側熱交換器２２に関する処理とは同じ演算処理が行われる。したがって、図６に示す制御ステップでは、暖房運転の場合の室外側熱交換器１０に関する処理について説明するので、冷房運転の場合では室内側熱交換器２２に読み替えるものとする。このため、室内側熱交換器の処理については説明を省略する。
【００９１】
≪ステップＳ３２Ａ≫
室外側熱交換器１０の蒸発器としての機能が停止されると、冷媒ガスセンサ１１に結露が生じるという現象が解消されるので、加熱ヒータ１３による加熱が必要なくなる。具体的には、リモートコントローラからの設定で「暖房モード」から「冷房モード」、「送風モード」等に運転モードに変更されて、室外側熱交換器１０が蒸発器としての機能を果たさない場合は、ステップＳ３３、Ｓ３４に移行し、エンドに抜けて次の起動タイミングの到来を待つことになる。一方、「暖房モード」のままだとステップＳ４０に移行する。
【００９２】
ここで、実施例１では「サーモＯＮ」状態や「除霜モード」状態では、加熱ヒータ１３の加熱を停止していたが、本実施形態では、このような状態でも加熱ヒータ１３による加熱を実行するものである。このため、図６に示すステップＳ３２Ａの判断条件は、実施例１とは一部相違している。
【００９３】
≪ステップＳ３３≫、≪ステップＳ３４≫
実施例１と同様であるので、説明は省略する。
【００９４】
≪ステップＳ４０≫
ステップＳ４０では、「サーモＯＮ」状態、或いは「除霜モード」状態かどうかの判定を実行する。「サーモＯＮ」状態、或いは「除霜モード」状態と判定されるとステップＳ４１に移行し、「サーモＯＮ」状態、或いは「除霜モード」状態ではない判定されると、「暖房モード」が継続されていると判定してエンドに抜けて現在の加熱制御の状態を継続させている。尚、本実施形態ではエンドに抜けているが、破線で示すようにステップＳ４４に移行させても差し支えないものである。
【００９５】
≪ステップＳ４１≫
ステップＳ４１では、加熱ヒータ１３の出力値（電流値）を所定の一定の第１出力値に設定する。この第１出力値は後述する第２出力値（電流値）より低い出力値に設定されている。第２出力値（電流値）は、室外側熱交換器１０が蒸発器として機能して室外送風ファンが回転している空調運転時に設定される、加熱ヒータ１３の出力値である。
【００９６】
尚、第２出力値は、図４ＢのステップＳ２７で設定されているように、露点温度と室外側熱交換器１０の下流の空気温度の差分値に比例している。したがって、第１出力値も露点温度と室外側熱交換器１０の下流の空気温度の差分知に比例するようにすることができる。
【００９７】
このように、第１出力値が第２出力値より低い出力値に設定されているのは、以下の理由からである。つまり、「サーモＯＮ」状態、或いは「除霜モード」状態に入ると、室外側熱交換器１０の送風ファン２１の回転が停止されるので、室外側熱交換器１０で冷却された空気は流れなくなるが、送風ファン２１の回転が停止しても室外側熱交換器１０の熱交換フィンは冷却されているので、冷媒ガスセンサ１１の付近に滞留する空気はしばらく冷却されており、結露の発生が考えられるからである。
【００９８】
したがって、温度が低下した滞留空気によって冷媒ガスセンサ１１に結露が生じるのを抑制するために、加熱ヒータ１３を加熱し続けることが必要である。ただ、加熱ヒータ１３に与えられる出力値である電流値は、室外側熱交換器１０が蒸発器として機能して室外送風ファンが回転している空調運転時の第２出力値よりは大きくする必要がないものである。この設定が終了するとステップＳ４２に移行する。
【００９９】
≪ステップＳ４２≫
ステップＳ４０で、「サーモＯＮ」状態、或いは「除霜モード」状態と判定されているため、ステップＳ４２ではこの「サーモＯＮ」状態、或いは「除霜モード」状態が終了して、再び「暖房モード」が開始されたかどうかを判定している。
【０１００】
そして、「サーモＯＮ」状態、或いは「除霜モード」状態が継続していると判定されればステップＳ４３に移行し、「サーモＯＮ」状態、或いは「除霜モード」状態が終了して「暖房モード」が再開されたと判定されるとステップＳ４４に移行する。
【０１０１】
≪ステップＳ４３≫
ステップＳ４２で「サーモＯＮ」状態、或いは「除霜モード」状態が継続していると判定されているので、ステップＳ４３では、「サーモＯＮ」状態、或いは「除霜モード」状態に対応した、第１出力値による加熱ヒータ１３の加熱状態を継続してエンドに抜けて次の起動タイミングの到来を待つことになる。
【０１０２】
尚、滞留している低温の空気の温度が外気温度に近づくと結露の恐れが少なくなるので、ステップＳ４３の実行時間を所定時間に設定することもできる。この場合、ステップＳ４３の後にタイマ機能の時間設定ステップと終了判断ステップを追加すれば、ステップＳ４３の実行時間を所定時間に設定することができる。これによって、無駄な加熱を抑制できる。
【０１０３】
≪ステップＳ４４≫
「暖房モード」が再開された後に、ステップＳ４４では、外気温度が変化したか、或いは外気湿度が変化したかどうかを判定する。このようにステップＳ４４を設けた理由は、雪や雨が降り始めた、或いは逆に雪や雨が降り止んだといった、天候が一時的に変化した場合を想定しているからである。例えば、急に雨が降り出して湿度が上昇すると、室外側熱交換器１０に配設した冷媒ガスセンサ１１に結露が生じやすくなる環境になる。このため、ステップＳ４４を設けている。
【０１０４】
尚、室内機の場合は、室内側熱交換器２２が蒸発器として機能する「冷房モード」が対象となるが、この場合は、室内温度又は設定温度が変化したか、或いは室内空気湿度が変化したかを判定する。この理由は、居室への利用者の出入りや、扉の開閉等で室内温度が変化する場合、或いは室内でお湯を沸かしたり、加湿器の使用、居室利用者の増減によって室内環境が変化して湿度が上昇する場合を想定しているからである。例えば、室内の湿度が上がると、室内側熱交換器２２に配設した冷媒ガスセンサ１１に結露が生じやすくなる環境になる。このため、ステップＳ４４を設けている。
【０１０５】
ステップＳ４４で、外気温度が変化せず、また外気湿度も変化しないと判断されるとステップＳ４５に移行し、外気温度が変化した、或いは外気湿度が変化したと判断されるとステップＳ４６に移行する。
【０１０６】
≪ステップＳ４５≫
ステップＳ４４での判定で、外気の空気の状態が変わっていないということは、室外側熱交換器１０の下流側の吹き出し空気の状態もほとんど変化していないことになる。このため、ステップＳ４５では、現在の加熱ヒータ１３への第１出力値を維持する。これによって、以下に示すステップＳ４６、Ｓ４７の制御ステップを省略でき、制御フローの簡略化が図れるようになる。このステップＳ４５が終了するとエンドに抜けて次の起動タイミングの到来を待つことになる。
【０１０７】
また、次の起動タイミングが到来すると、ステップＳ２０〜ステップＳ３２までの制御ステップを実行し、ステップＳ４０で、現時点では「暖房モード」が再開されているので、エンドに抜けて更に次の鼓動タイミングの到来を待つことになる。尚、この時、ステップＳ２５〜Ｓ２８で加熱ヒータ１３による加熱が継続して行われている。
【０１０８】
≪ステップＳ４６≫
ステップＳ４２で「サーモＯＮ」状態、或いは「除霜モード」状態から「暖房モード」が再開されたと判断され、更にステップＳ４５で外気温度或いは湿度が変動したと判断されると、ステップＳ４６が実行される。ステップＳ４６では結露が発生する恐れがあるかどうかの判断を行なっている。この判断は実施例１のステップＳ２０〜ステップＳ２４の制御ステップと同じであり、室外側熱交換器１０の下流の空気温度と露点温度を比較することで判定できる。ステップＳ４６で結露の恐れがないと判断されるとステップＳ４７に移行し、結露の恐れがあるとステップＳ４８に移行する。
【０１０９】
≪ステップＳ４７≫
ステップＳ４１で加熱ヒータ１３が第１出力値で加熱されているが、ステップＳ４６では結露の恐れがないという判定がなされているので、ステップＳ４７では加熱ヒータ１３の加熱を停止する。尚、このステップＳ４７でも、加熱ヒータ１３の電流供給を遮断しているが、遮断しないで電流値を減少させて加熱温度を低減することも可能である。この処理が終了するとエンドに抜けて次の起動タイミングの到来を持つことになる。
【０１１０】
≪ステップＳ４８≫
ステップＳ４６で結露の恐れがあるという判定がなされているので、ステップＳ４８では、加熱ヒータ１３の出力を、第１出力値から第２出力値に変更、設定する。第２出力値は、実施例１のステップＳ２７と同じ方法で設定することが可能である。
【０１１１】
また、次の起動タイミングが到来すると、ステップＳ２０〜ステップＳ３２までの制御ステップを実行し、ステップＳ４０で、現時点では「暖房モード」が再開されているので、エンドに抜けて更に次の鼓動タイミングの到来を待つことになる。
【０１１２】
このような実施例２においても、実施例１と同様の作用、効果を奏することができる。更には、「サーモＯＮ」状態、或いは「除霜モード」状態においても、加熱ヒータ１３の加熱制御を行なっているので、冷媒ガスセンサ１１の結露の発生を更に抑制することが可能となるものである。
【実施例３】
【０１１３】
次に、本発明の第３の実施形態について説明するが、本実施形態では、湿度情報から結露が生じるかどうかを判定するものである。以下、第３の実施形態の制御について、図７に示す制御フローに基づき説明する。
【０１１４】
尚、本実施形態においても、室外側熱交換器１０に関する処理と、室内側熱交換器２２に関する処理とは同じ演算処理が行われる。したがって、図７に示す制御フローでは、暖房運転の場合の室外側熱交換器１０に関する処理について説明するので、冷房運転の場合では室内側熱交換器２２に読み替えるものとする。このため、室内側熱交換器の処理については説明を省略する。
【０１１５】
図７に示す実施形態では、相対湿度を検出する相対湿度センサを利用し、検出された相対湿度で結露判定を実行するものである。湿度センサとしては、高分子抵抗式、高分子容量式、酸化アルミ容量式等々の湿度センサが知られているが、空気調和装置の熱交換器の温度範囲を測定対象とする湿度センサを用いればよいものである。
【０１１６】
≪ステップＳ５０≫
ステップＳ５０では、室外側熱交換器１０の下流の空気から相対湿度を検出する。相対湿度を検出する湿度センサとしては、例えば、高分子膜湿度センサが知られている。高分子膜湿度センサは、高分子膜の誘電率の変化がコンデンサの静電容量の変化として測定されるので、相対湿度の変化に応じて高分子膜に含まれる水分の量が変化し、これにより誘電率が変化することから相対湿度を測定することができる。この湿度センサは冷媒ガスセンサ１１と一体的に構成されていても良く、又別体であっても良いものである。
【０１１７】
≪ステップＳ５１≫
ステップＳ５１では、ステップＳ５０で求められた相対湿度と所定の湿度閾値とを比較する。湿度閾値は温度に対応した湿度であって、例えば飽和水蒸気量に対応した湿度を利用することができる。そして、ステップＳ５１の実行によって、室外側熱交換器１０の下流の空気の相対湿度が湿度閾値より低いと判断されると、冷媒ガスセンサ１１に結露の発生の恐れがないとしてステップＳ５６に移行する。一方、ステップＳ５１の実行によって、室外側熱交換器１０の下流の空気の相対湿が湿度閾値より高いと判断されると、冷媒ガスセンサ１１に結露の発生の恐れが高いとしてステップＳ５２に移行する。
【０１１８】
≪ステップＳ５２≫
ステップＳ５２では、冷媒ガスセンサ１１に結露が生じる恐れがあるものとして加熱ヒータの加熱制御を実行する。このステップＳ５２では、加熱ヒータ１３への通電中かどうかが判断されている。この判断は、後述するステップＳ５４、Ｓ５５４で設定された加熱フラグをチェックして行うことができる。加熱中の場合は加熱フラグが「１」となっている。そして、加熱ヒータ１３が通電中であれば、結露が依然として発生する恐れがあると判断されてステップＳ５５に移行する。一方、加熱ヒータ１３への通電が行われていない場合は、加熱フラグは「０」であるので、結露の発生を抑制する必要があるためステップＳ５３に移行する。
【０１１９】
≪ステップＳ５３≫
ステップＳ５３では、結露の発生を抑制するため加熱ヒータ１３への電流値を大きくして加熱出力の増加を行なっている。尚、この場合もステップＳ５３の実行毎に電流値が増えていくので、所定の上限リミッタが設定されている。尚、電流値を大きくせずに、後述するステップＳ２７で設定した電流値を維持することも可能である。この場合は上限リミッタを設ける必要はないものである。このステップＳ５３が終了するとエンドに抜けて次の起動タイミングの到来を待つことになる。
【０１２０】
≪ステップＳ５４≫
ステップＳ５４では、加熱ヒータ１３による加熱を行なうために、加熱ヒータ１３に電流を流して加熱を開始するものである。加熱ヒータ１３による加熱は、冷媒ガスセンサ１１の検出素子１２を流れる空気の温度、或いは検出素子１２の温度、或いは両方を上昇させて、湿度の影響を低下させるために必要な程度の加熱量である。
【０１２１】
実施例１と同様に、この時の加熱のための電流値は所定の一定電流値でも良いが、望ましくは、ステップＳ５０で求めた室外側熱交換器１０の下流の空気の相対湿度と湿度閾値との差分値に対応した電流値とすると良いものである。このようにすると、差分値が大きいほど電流値が大きくなるので、冷媒ガスセンサ１１が結露する状態から素早く抜け出すことが可能となる。加熱ヒータ１３の加熱を開始するとステップＳ５５に移行する。
【０１２２】
≪ステップＳ５５≫
ステップＳ５５では、ステップＳ５４で加熱ヒータ１３の加熱を開始すると、現時点で加熱ヒータ１３の加熱を実行中であることを示す加熱フラグに「１」を設定する。この加熱フラグは、上述のステップＳ５２、及び以下に示すステッップＳ５６で使用されるものである。このステップＳ５５が終了するとエンドに抜けて次の起動タイミングの到来を待つことになる。
【０１２３】
≪ステップＳ５６≫
ステップＳ５１の実行によって、冷媒ガスセンサ１１に結露の発生の恐れがないとして本ステップＳ５６に移行する。ステップＳ５６では、加熱ヒータ１３への通電中かどうかが判断されている。ステップＳ５６への移行に際しては、ステップＳ５１で結露の恐れがないと判断されているので、加熱ヒータ１３の加熱は必要ないものである。したがって、ステップＳ５６で加熱ヒータ１３の加熱状態を判断し、加熱状態にないと加熱フラグが「０」であるため、エンドに抜けて次の起動タイミングの到来を待つものである。一方、ステップＳ５６で加熱ヒータ１３が過熱中と判断されるとステップＳ５７に移行するものである。
【０１２４】
≪ステップＳ５７≫
ステップＳ５１で結露の恐れがないと判断されているので、加熱ヒータ１３の加熱は必要ないものである。したがって、ステップＳ５６で加熱ヒータ１３が加熱状態にあると判断されると、スッテプＳ５７では、加熱ヒータ１３への電流の供給を遮断して加熱を停止する。尚、このステップＳ５７でも、加熱ヒータ１３の電流供給を遮断しているが、遮断しないで電流値を減少させて加熱温度を低減することも可能である。加熱ヒータ１３への通電が停止されるとステップＳ５８移行する。
【０１２５】
≪ステップＳ５８≫
ステップＳ５８では、加熱ヒータ１３への通電が継続されて加熱フラグが「１」であったものを、ステップＳ５７で加熱ヒータ１３への通電を停止したので、加熱フラグを「０」に設定し、エンドに抜けて次の起動タイミングの到来を待つものである。
【０１２６】
以上に説明した本実施形態によれば、少なくとも冷媒ガスセンサの検出素子に結露を生じる状態になると、電気的加熱手段によって冷媒ガスセンサの温度を高くして結露を抑制しているため、結露による出力特性の変動を抑制できて誤検出を少なくすることができる。
【０１２７】
尚、実施例３では相対湿度を利用して結露判定を行っているが、絶対湿度を測定するセンサを利用して同様の結露判定を行うことができる。絶対湿度センサは上述したように、傍熱型感温抵抗素子を利用した絶対湿度センサを用いることができる。したがって、図７に示す制御フローと同様の制御ステップを実行することによって、冷媒ガスセンサの結露を抑制することが可能となるものである。この場合は、相対湿度を絶対湿度に読み替えれば良く、この具体的な処理については説明を省略する。
【実施例４】
【０１２８】
次に、本発明の第４の実施形態について説明するが、本実施形態では、絶対湿度情報を相対湿度情報に変換して結露が生じるかどうかを判定するものである。以下、第４の実施形態の制御について、図８に示す制御フローに基づき説明する。尚、この実施形態では、大部分の制御ステップは実施例３と同様である。異なっているのは、絶対湿度を検出して相対湿度に変換する制御ステップだけである。したがって、実施例３と同じ制御ステップは説明を省略する。
【０１２９】
≪ステップＳ６０≫
ステップＳ６０では、室外側熱交換器１０の下流の空気から絶対湿度を検出する。絶対湿度を検出する湿度センサとしては、上述したように傍熱型感温抵抗素子を利用した絶対湿度センサを用いることができる。ステップＳ６０で絶対湿度が検出されるとステップＳ６１に移行する。
【０１３０】
≪ステップＳ６１≫
ステップＳ６１では、ステップＳ６０で検出された絶対湿度を相対湿度に変換する算術演算を実行する。この算術演算を行うプログラムは、結露抑制制御部２５、或いは全体制御部２６に記憶されているものである。全体制御部２６に記憶されている場合は、全体制御部２６で変換処理して結露抑制制御部２５に送られるものである。尚、絶対湿度を相対湿度に変換する算術演算は良く知られたものであるので、ここでは説明を省略する。相対湿度が求まるとステップＳ５１に移行する。
【０１３１】
尚、これ以降はステップＳ５１〜ステップＳ５８を実行するものであるが、実施例３と同様の処理であるので説明を省略する。
【０１３２】
以上に説明した本実施形態によれば、少なくとも冷媒ガスセンサの検出素子に結露を生じる状態になると、電気的加熱手段によって冷媒ガスセンサの温度を高くして結露を抑制しているため、結露による出力特性の変動を抑制できて誤検出を少なくすることができる。
【０１３３】
ここで、加熱ヒータ１３は、検出素子１２を加熱する素子用ヒータとは異なったヒータであるが、検出性能に悪影響が出ない場合は、検出素子１２を加熱する素子用ヒータを各実施形態で説明した加熱ヒータ１３として使用することも可能である。
【０１３４】
以上述べたように、本発明は、蒸発器として機能する熱交換器の下流側に設けられ冷媒の漏洩を検出する冷媒ガスセンサに、冷媒ガスセンサの少なくとも検出素子付近を加熱する電気的加熱手段を設け、熱交換器の下流を流れ去る空気が、少なくとも冷媒ガスセンサに結露を発生させる状態にあると判断されると、電気的加熱手段によって冷媒ガスセンサの温度を高くする構成とした。
【０１３５】
これによれば、少なくとも冷媒ガスセンサの検出素子に結露を生じる状態になると、電気的加熱手段によって冷媒ガスセンサの温度を高くして結露を抑制しているため、結露による出力特性の変動を抑制できて誤検出を少なくすることができる。
【０１３６】
尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【０１３７】
１０…室外側熱交換器、１１…冷媒ガスセンサ、１２…検出素子、１３…電気的加熱手段、１４…室外機、１５…室内機、１６…液側接続配管、１７…ガス側接続配管、１８…圧縮機、１９…四方弁、２０…第１の膨張弁、２１…室外送風ファン、２２…室内側熱交換器、２３…第２の膨張弁、２４…室内送風ファン、２５…結露抑制制御部、２６…全体制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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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