JPH05322264A - 空気調和機の除霜制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気調和機の除霜制御方法において、外気温
度に左右されずに、適切な除霜運転を可能とする。 【構成】 空気調和機の除霜制御方法において、暖房運
転開始あるいは前回の除霜運転終了から所定時間を計測
するタイマ部１０と、このタイマ部１０のタイムアップ
時に室外熱交換温度センサ９による検出温度（室外熱交
換温度）に応じて除霜開始温度を決定し、かつ外気温度
が低く、同室外熱交換温度が低いほど同除霜開始温度を
低くし、この決定された除霜開始温度に基いて当該運転
を除霜運転に切り替える室外機２の制御装置１１とを有
しており、外気温度が低い場合十分着霜してから除霜運
転に入るようにし、無駄な除霜運転を防止し、外気温度
が高い場合適切な着霜量で除霜運転に入るようにし、除
霜運転が長くなるのを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はヒートポンプ式空気調
和機の暖房運転時における室外熱交換器の除霜制御方法
に係り、更に詳しくは適切な除霜運転を行ない、熱交換
の効率低下を防止し、居住空間の快適性をより向上させ
る空気調和機の除霜制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来例】従来、この種の空気調和機の暖房運転時にお
いて、室外熱交換器に霜がつくと、同室外熱交換器の効
率が低下し、暖房能力が低下することから、同室外熱交
換器の温度を検出し、この検出温度が除霜開始温度（例
えば着霜状態とみなす温度；−１２℃）以下に達したと
き、除霜運転に切り替える。

【０００３】上記除霜運転においては、例えば室内ファ
ンおよび室外ファンが停止され、かつ冷凍サイクルを構
成する四方弁が冷房サイクル側に切り替えられ、これに
より上記室外熱交換器の温度が上昇し、同室外熱交換器
の着霜が除去される。

【０００４】そして、上記室外熱交換器の温度が除霜解
除温度（例えば除霜状態とみなす温度；＋１０℃）に達
すると、上記除霜運転が終了され、当該空気調和機が元
の暖房運転に戻され、居住空間が設定操作に応じた快適
環境に維持される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記空気調和
機の除霜制御方法においては、室外熱交換器の温度が外
気温度に左右され、外気温度に対して暖房運転時の室外
熱交換器の温度が数度低くなることから、例えば外気温
度が低い場合には上記室外熱交換器の温度が除霜開始温
度に達し易く、その室外熱交換器の着霜が少ないにもか
かわらず、除霜運転に切り替わり、特に外気温度が極端
に低い場合頻繁に除霜運転に入り、居住空間の快適性を
損なうこともあった。

【０００６】逆に、外気温度が高い場合には、その外気
温度によって上記室外熱交換器の温度が除霜開始温度に
達しにくく、その間に同室外熱交換器に霜がつき、しか
も同室外熱交換器の温度が除霜開始温度に達したとき、
着霜が既に適量を遥かに越えていることもある。する
と、上記除霜運転が長時間に渡って行なわれることとな
り、この間居住空間の温度が低下し、快適性が損なわれ
ることになる。

【０００７】そこで、上記空気調和機の室外機に外気温
度センサを設け、例えば外気温度が低いときには上記除
霜開始温度を下げ、上記不具合を解消することが考えれ
ている。しかしながら、上記外気温度センサおよび温度
検出回路を新たに設けなければならず、その分コストア
ップになってしまうという欠点がある。

【０００８】この発明は上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は外気温度センサや温度検出回路等の新
たな回路を付加することなく、適切な除霜運転を行なう
ことができ、居住空間の快適性の向上を図ることができ
るようにした空気調和機の除霜制御方法を提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は暖房運転時に、室外熱交換器の温度に基
づいて除霜運転に切り替え、かつ同除霜運転の終了後元
の暖房運転に戻す空気調和機の除霜制御方法において、
前記室外熱交換器の所定温度に対応して予め複数の異な
る除霜開始温度を設定しており、当該暖房運転開始ある
いは前回除霜運転終了から所定時間経過時に前記室外熱
交換器の温度を検出するとともに、該検出温度に対応す
る除霜開始温度（Ｔａ）を決定し、前記所定時間経過後
において前記室外熱交換器の温度が前記決定された除霜
開始温度に達したとき、前記除霜運転に切り替えるよう
にし、また前記所定時間後に、前記室外熱交換器の温度
が低いほど、前記決定される除霜開始温度（Ｔａ）を低
い値とし、かつ上記室外熱交換器の温度が高いほど、上
記決定される除霜開始温度（Ｔａ）を高い値としたこと
を要旨としている。

【００１０】

【作用】上記方法としたので、上記暖房運転開始あるい
は前回の除霜運転終了から所定時間経過後において、外
気温度が低い場合その所定時間経過時には室外熱交換器
の温度が低くなるめ、上記除霜開始温度（Ｔａ）が低く
値に補正される。これにより、十分着霜した時点で除霜
運転に入るようになり、無駄な除霜運転（所謂カラ除霜
運転）が行なわれることもない。

【００１１】また、外気温度が高い場合、上記所定時間
経過時には室外熱交換器の温度が高めであるため、上記
除霜開始温度（Ｔａ）が高い値に補正される。これによ
り、多量の霜がつく前に、適切な着霜量での除霜の運転
が行なわれ、除霜時間が長くなることもない。

【００１２】

【実施例】この発明の空気調和機の制御方法は、暖房運
転時の室外熱交換器の温度が外気温度の低下とともに低
下することを利用し、暖房運転開始あるいは前回の除霜
運転終了から所定時間経過時に室外熱交換器の温度を検
出し、この検出温度が低いときには外気温度が低いと判
断して除霜開始温度を低くし、逆にその検出温度が高い
ときには外気温度が高めである判断して同除霜開始温度
を高くし、つまり外気温度に応じて除霜開始温度を補正
する形になっている。

【００１３】例えば、外気温度が低いときには、着霜前
の状態においても室外熱交換器の温度が低くなっている
ため、上記除霜開始温度を低くすることにより、十分に
着霜しないと、除霜運転に切り替わらず、すなわち頻繁
に除霜運転に切り替わらないようにし、居住空間の快適
性を損なう無駄な除霜運転を防止する。

【００１４】また、外気温度が高めであるときには、着
霜前の状態において室外熱交換器の温度が高めであるた
め、上記除霜開始温度を高くすることにより、室外熱交
換器に多量の霜がつく前に、つまり適切な着霜量時に除
霜運転を行ない、除霜運転の長時間化を防止する。

【００１５】そのため、図１に示すように、この発明の
ヒートポンプ式の空気調和機は室内機１および室外機２
によって構成されており、この室内機１は室内温度を検
出する室温度センサ３と、当該冷凍サイクルを構成する
室内熱交換器（図示せず）によって得られた空気を室内
に吹出す室内ファン４と、リモコン５からリモコン信号
を受信し、そのリモコン５の操作および上記検出室温に
応じて上記室内ファンを制御し、かつ必要な制御信号を
室外機２に送信するとともに、当該空気調和機の全般を
制御する制御装置６とを備えている。

【００１６】一方、上記室外機２は、当該冷凍サイクル
を構成する圧縮機７と、同冷凍サイクルを構成する室外
熱交換器（図示せず）の室外ファン８と、同室外熱交換
器の温度を検出する室外熱交換温度センサ９と、少なく
とも当該空気調和機の暖房運転開始あるいは前回の除霜
運転終了からの所定時間（例えば１５分）を計測するタ
イマ部１０（例えば後述する制御装置１１の内部タイ
マ）と、上記室内機１からの必要な制御信号を受信し、
上記圧縮機７、室内ファン８および当該冷凍サイクルの
四方弁（図示せず）等を制御するとともに、上記所定時
間経過時の室外熱交換器の温度に応じて当該除霜開始温
度（Ｔａ）を決定し、かつ当該除霜制御を行なう制御装
置１１とを備えている。

【００１７】また、上記室外機２の制御装置１１は室外
熱交換器の温度に対応して予め複数の異なる除霜開始温
度（Ｔａ）を記憶しており、これら除霜開始温度（Ｔ
ａ）は例えば下記表１に示すように、当該暖房運転開始
あるいは前回の除霜運転終了から１５分経過時にける室
外熱交換器の温度が０℃以上である場合−５℃に、その
室外熱交換器の温度が−５℃以上０℃未満である場合−
８℃に、その室外熱交換器の温度が−１０℃以上−５℃
未満である場合−１２℃に、その室外熱交換器の温度が
−１０未満である場合−１５℃になっている。すなわ
ち、上記除霜開始温度は室外熱交換器の温度が低いとき
ほど低い値に補正され、同室外熱交換器の温度が高いほ
ど高い値に補正される。

【００１８】

【表１】 なお、上記空気調和機は種々の回路や部位等を備えてい
るが、これらについては既に知られている通りであるこ
とからその説明を省略し、また同空気調和機の暖房運転
や冷房運転に関しても既に知られている制御が行なわれ
る。

【００１９】次に、上記構成の空気調和機における除霜
制御方法を図２のフローチャート図および図３のタイム
チャート図を参照して詳しく説明すると、まずリモコン
５の暖房運転操作により当該空気調和機において暖房運
転が行なわれるものとする。

【００２０】すると、上記空気調和機の室内機１および
室外機２において通常通りの制御が行なわれ、つまり室
内機１の制御装置１１において当該暖房運転の制御信号
（圧縮機７の周波数情報等）が室外機２に送信され、か
つ室内ファン４の制御が行なわれ、一方室外機２におい
て室内機１からの制御信号に基づいて圧縮機７、室内フ
ァン８および四方弁等の制御が行なわれる。なお、室外
機２の制御装置１１においては室外熱交換温度センサ９
による検出温度（室外熱交換温度）を監視し、除霜制御
が行なわれる。

【００２１】上記暖房運転開始とともに、上記室外機１
のタイマ部１０がスタートされ（ステップＳＴ１），上
記タイマ部１５の時間である１５分のタイムアップを待
って、つまり暖房運転開始から１５分間が経過したとき
（ステップＳＴ２）、上記除霜制御のための除霜開始温
度（Ｔａ）が決定される（ステップＳＴ３）。

【００２２】この除霜開始温度（Ｔａ）の決定に際して
は、上記暖房運転開始時から１５分経過後（図３のＡに
相当する）、上記室外熱交換温度センサ９による熱交換
温度に基いて上記表１が参酌され、例えば同室外交換温
度が−１０℃以上−５℃未満の範囲である場合には上記
除霜開始温度（Ｔａ）が−１５℃とされる。

【００２３】また、上記１５分経過後の室外熱交換温度
が異なれば、上記表１にしたがって、上記除霜開始温度
（Ｔａ）が決定され、この除霜開始温度（Ｔａ）は同室
外熱交換温度が低いほど低い値に、かつ同室外熱交換温
度が高いほど高い値となる。

【００２４】上記除霜開始温度（Ｔａ）の決定後にあっ
ては、上記室外熱交換温度センサ９による検出温度（室
外熱交換温度）が同決定された除霜開始温度（Ｔａ）に
達したか否かの判断が実行され（ステップＳＴ４）、つ
まり室外熱交換器の着霜が監視される。

【００２５】上記室外熱交換温度が上記決定された除霜
開始温度（Ｔａ）に達しないときには上記室外熱交換器
の着霜監視が続行され（ステップＳＴ４）、同室外熱交
換温度が同除霜開始温度（Ｔａ）に達したときには当該
室外機２の制御装置１１によって当該空気調和機の運転
が除霜運転に切り替えられる（ステップＳＴ６）。

【００２６】すなわち、上記室内機１の制御装置６にお
いては少なくとも制御装置１１からの信号（除霜運転信
号）により室内ファン４の回転が停止され、上記室外機
２の制御装置６においては少なくとも室外ファン８の回
転が停止されるとともに、当該冷凍サイクルを構成する
四方弁が切り替えられる。この四方弁の切り替えは、当
該冷凍サイクルを冷房サイクルとするものであることか
ら、上記室外熱交換器の温度が上昇され、同室外熱交換
器の霜が除去される。

【００２７】続いて、上記除霜運転への切り替え後にあ
っては、上記室外熱交換温度センサ９による検出温度
（室外熱交換温度）が除霜解除温度（例えば＋１０℃）
まで上昇したか否かの判断が実行され（ステップＳＴ
７）、つまり室外熱交換器の除霜完了が監視される。

【００２８】例えば、上記室外熱交換温度が除霜解除温
度まで上昇していないときには、上記室外熱交換器の除
霜が完了していないとみなし、当該除霜運転が続行され
る（ステップＳＴ８）。

【００２９】また、上記室外熱交換温度が除霜解除温度
まで上昇したときに、上記室外熱交換器の除霜が完了し
たものとみなし、当該空気調和機の運転が切り替えら
れ、元の暖房運転に切り替えられる（ステップＳＴ
９）。

【００３０】すなわち、上記室内機１の制御装置６にお
いては少なくとも制御装置１１からの信号（除霜終了信
号）により室内ファン４の回転制御が行なわれ、上記室
外機２の制御装置６においては少なくとも室外ファン８
の回転制御が行なわれるとともに、当該冷凍サイクルを
構成する四方弁が切り替えられる。この四方弁の切り替
えは、当該冷凍サイクルを暖房サイクルとするものであ
ることから、同暖房サイクルによって得られた冷媒が室
内熱交換器に循環され、当該居住空間が快適環境にされ
る。

【００３１】上記除霜運転解除後にあっては，上記タイ
マ部１０のリセット、スタートが実行され（ステップＳ
Ｔ１０）、この処理後ステップＳＴ２に戻され、上記ス
テップが繰り返される。すなわち、前の除霜運転終了か
ら所定時間（１５分）が経過すると、再び上記除霜開始
温度（Ｔａ）が上記表１に基いて決定され、この新たな
除霜開始温度によって当該空気調和機の除霜運転が行な
われる。

【００３２】図３の二点鎖線に示すように、前回の除霜
運転終了から所定時間経過毎に、同所定時間経過時の室
外熱交換温度に応じて上記除霜開始温度（Ｔａ）が決定
され、例えば外気温度が低い場合、その所定時間経過時
には外気の影響によって室外熱交換器の温度が低いこと
から（同図の矢印ａに示す）、上記除霜開始温度（Ｔ
ａ）が低い値に補正される。

【００３３】これにより、当該空気調和機が除霜運転に
切り替わりにくく、つまり着霜量が少ないにもかかわら
ず、頻繁に除霜運転に切り替わるとうこともなくなり、
十分着霜した時点で上記除霜運転が行なわれ、居住空間
の快適性を損なう除霜運転を防止することができ、ひい
ては快適性の向上を図ることができる。

【００３４】また、外気温度が高い場合、上記所定時間
経過時には外気の影響によって室外熱交換器の温度が高
いことから（同図の矢印ｂに示す）、上記除霜開始温度
（Ｔａ）が高い値に補正される。

【００３５】これにより、例えば多量の霜がつく前に、
つまり適切な着霜量で除霜運転が行なわれ、同除霜運転
が長時間に渡ることもないことから（除霜運転が適切な
時間で行なわれることから）、居住空間の快適性を損な
わず、ひいては快適性の向上が図れる。

【００３６】このように、外気温度センサや温度検出回
路等を設ける必要もなく、すなわち当該空気調和機のコ
ストアップなしに、当該空気調和機の暖房運転時におけ
る除霜運転を適性に行なうことができ、居住空間の快適
性の向上を図ることができる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の空気調
和機の除霜制御方法によれば、暖房運転時に、室外熱交
換器の温度に基づいて除霜運転に切り替え、かつ同除霜
運転の終了後元の暖房運転に戻す空気調和機の除霜制御
方法において、前記室外熱交換器の所定温度に対応して
予め複数の異なる除霜開始温度を設定しており、当該暖
房運転開始あるいは前回の除霜運転終了から所定時間経
過時に前記室外熱交換器の温度を検出するとともに、該
検出温度に対応する除霜開始温度（Ｔａ）を決定し、前
記所定時間経過後において前記室外熱交換器の温度が前
記決定された除霜開始温度に達したときに前記除霜運転
に切り替えるようにしたので、外気温度によって室外熱
交換器の温度が低く、あるいは高めになった場合にも、
無駄な除霜運転（所謂カラ除霜運転）や除霜運転の長時
間化を防止することができ、つまり適切な除霜運転を行
なうことができ、ひいては居住空間の快適性の向上を図
ることができ、しかも外気温度センサや温度検出回路等
を設けずともよく、当該空気調和機のコストアップなし
に済ませられるという有用な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す除霜制御方法が適用
される空気調和機の概略的ブロック線図である。

【図２】図１に示す空気調和機に適用される除霜制御方
法の作用を説明する概略的フローチャート図である。

【図３】図１に示す空気調和機に適用される除霜制御方
法の作用を説明する概略的タイムチャート図である。

【符号の説明】

１ 室内機（空気調和機の） ２ 室外機（空気調和機の） ３ 室温センサ ４ 室内ファン ５ リモコン ６ 制御装置（室内機１の） ７ 圧縮機 ８ 室外ファン ９ 室外熱交換温度センサ １０ タイマ部 １１ 制御装置（室外機２の）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 暖房運転時に、室外熱交換器の温度に基
   づいて除霜運転に切り替え、かつ同除霜運転の終了後元
   の暖房運転に戻す空気調和機の除霜制御方法において、
   前記室外熱交換器の所定温度に対応して予め複数の異な
   る除霜開始温度を設定しており、当該暖房運転開始ある
   いは前回除霜運転終了から所定時間経過時に前記室外熱
   交換器の温度を検出するとともに、該検出温度に対応す
   る除霜開始温度（Ｔａ）を決定し、前記所定時間経過後
   において前記室外熱交換器の温度が前記決定された除霜
   開始温度に達したとき、前記除霜運転に切り替えるよう
   にしたことを特徴とする空気調和機の除霜制御方法。
2. 【請求項２】 前記決定される除霜開始温度（Ｔａ）は
   前記所定時間経過後における前記室外熱交換器の温度が
   低いほど低く補正した値で、かつ同室外熱交換器の温度
   が高いほど高い値である請求項１記載の空気調和機の除
   霜制御方法。