JP2003194438A - 空気調和機の制御装置及び空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気調和機において温度センサが２本の場合
も３本の場合も、同一プログラムで好適に除霜運転を行
えるようにし、使い勝手を良くする。 【解決手段】 室内制御部３００において、室内熱交換
器の配管温度をＴｃを検出する温度センサ３０３用のコ
ネクタ３０３ｃ、室温Ｔａを検出する温度センサ３０２
用のコネクタ３０２ｃ、室外熱交換機の配管温度Ｔｃ′
を検出する温度センサ４０３用のコネクタ４０３ｃを設
ける。マイコン３３０はコネクタ３０３ｃ，３０２ｃ，
４０３ｃからの温度信号を読み込んで着霜判定を行う。
温度センサが２本接続されても３本接続されても、同一
の制御工程を実行し、着霜判定を行う。暖房運転を開始
して第１所定時間経過する毎に温度信号と室内ファンの
風速モードとを読み込み、第２所定時間経過する毎に風
速モードを同一モードにして第１所定時間運転し、サイ
クル時間を１サイクルとして着霜判定を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮機、流路切換
弁、室外熱交換器、絞り装置、室内熱交換器等により構
成するヒートポンプ式の空気調和機に利用されて、暖房
運転時に室外熱交換器に付着する霜を取り除くための除
霜運転を行う空気調和機の制御装置及び空気調和機に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の除霜運転を行う技術とし
て、例えば特許第２６０５６１４号公報、特許第２６９
９８５８号公報、特公平６−８９９２１号公報に開示さ
れたものがある。

【０００３】（従来技術−１）特許第２６０５６１４号
公報のものは、外乱を認識すると、外乱発生前の温度差
ΔＴＨＲ１と外乱安定後の温度差ΔＴＨＲ３を求め、初
期最大値ΔＴｍａｘの値を補正して更新する。そして、
温度差ΔＴＨＲが初期最大値ΔＴｍａｘよりも着霜判定
温度以上小さくなると着霜と判断するように、構成され
る。また、室内ファンの風速変化により発生する内乱の
補正も前記外乱の補正と同様に、構成される。

【０００４】（従来技術−２）特許第２６９９８５８号
公報のものは、冷風防止制御運転が開始されると、室内
ファンの回転数に応じて初期着霜判定温度から着霜判定
温度へと変化させ、温度差ΔＴＨＲが初期最大値ΔＴｍ
ａｘよりも着霜判定温度以上小さくなると着霜と判断す
るように、構成されている。

【０００５】（従来技術−３）特公平６−８９９２１号
公報のものは、積算タイマが所定時間（ｔ１：４０分）
を経過した後、算出温度（Ｔｃ−Ｔａ）が所定時間（ｔ
２：３分）後に（連続して）減少し、かつ、検出温度
（Ｔｃ）が低下している場合に除霜機能を働かせるよう
に、構成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】特許第２６０５６号公
報及び特許第２６９９８５８号公報のものは、外乱によ
る温度差ΔＴＨＲの補正や内乱（室内ファンの変化）に
よる着霜判定温度の補正を行っているが、空気調和機の
室内熱交換器の種類（能力）や室内ファンの種類（能
力）は数多く有り、温度差ΔＴや着霜判定温度の初期値
／補正値の好適な値を決定するのに多くの設計工数を費
やし、また、ソフトも複雑（工程が多い）であり、経済
的でないという問題点がある。

【０００７】特公平６−８９９２１号公報のものは、例
えば、朝方の天気が「雪」で暖房運転を開始する。その
後、昼方に向けて外気温度が徐々に上昇して天気が「み
ぞれ」の状態となる。このような場合、検出温度（Ｔ
ｃ）も徐々に上昇し、着霜していても除霜機能が働かず
に霜が付き過ぎてしまう。そして、ようやく検出温度
（Ｔｃ）の低下による除霜を行っても霜が溶けきれず
に、次回の暖房運転時に「氷」状態で成長し、ついには
室外熱交換器を破損してしまう場合があるという、問題
点がある。

【０００８】また、特公平６−８９９２１号公報のもの
は、例えば、夕方から夜間に向かう場合、外気温度が徐
々に低下するので算出温度（Ｔｃ−Ｔａ）も検出温度
（Ｔｃ）も減少する。そして、外気の温湿度が低い時、
着霜がなくても除霜機能が働く、いわゆる「カラ除霜運
転」を行うので、省エネ上好ましくないという、問題点
がある。

【０００９】さらに、特公平６−８９９２１号公報のも
のは、除霜運転を行っても霜が溶けきれずに、次回の暖
房運転を行った場合、積算タイマが所定時間（４０分）
を経過しないと着霜検出処理を実行することができない
ので「氷」状態で成長し、ついには室外熱交換器を破損
してしまう場合があるという前記同様の問題点がある。

【００１０】そこで、本発明は、ソフト処理が容易で使
い勝手がよく、設置工事も簡単で、また、室外熱交換器
の破損の不具合を取り除いて、信頼性が高く、安価な構
成の空気調和機の制御装置あるいは空気調和機を提供す
ることを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の空気
調和機の制御装置は、入力部に、室内熱交換器の配管温
度と、室内温度と、室外熱交換器の配管温度とを検出す
る３つの温度センサを接続するための温度センサ用コネ
クタを備えるとともに、暖房運転を開始した後、処理部
が前記温度センサ用コネクタから第１所定時間毎に読み
込む温度データに基づいて着霜判定を行う処理工程を備
える空気調和機の制御装置において、前記処理工程は、
暖房運転の開始時点から、或いは第２所定時間と第１所
定時間との合計時間であるサイクル時間の経過時点か
ら、第２所定時間が経過する毎に、室内ファンを同一の
所定風速モードにより第１所定時間運転し、前回のサイ
クル時間内の温度の変化状態と今回のサイクル時間内の
温度の変化状態とを比較して着霜判定を行うことを特徴
とする。

【００１２】請求項１の空気調和機の制御装置によれ
ば、例えば次のようにできる。コントローラのプリント
基板等に温度センサ用コネクタを３個設け、コントロー
ラのマイコンは入力される温度信号を読み込み、読み込
んだ温度データを比較・判断する。この場合、温度セン
サが２本接続されていても３本接続されていても、同一
の制御工程を実行し、着霜判定を行う。すなわち、暖房
運転を開始して第１所定時間経過する毎に温度センサ用
コネクタからのデータを読み込んで記憶部に記憶すると
ともに、暖房運転を開始して或いはサイクル時間経過か
ら第２所定時間経過する毎に、室内ファンの風速モード
を同一にして第１所定時間運転し、サイクル時間を１サ
イクルとして、前回のサイクルの温度変化状態と今回の
サイクルの温度変化状態とを比較して着霜判定を行う。
ここで、温度センサ用コネクタが２極３個であっても、
６極１個であっても３本接続できるように構成されてい
れば、同様に作用することはいうまでもない。

【００１３】本発明の請求項２の空気調和機の制御装置
は、入力部に、室内熱交換器の配管温度と、室内温度
と、室外熱交換器の配管温度とを検出する３つの温度セ
ンサを接続するための温度センサ用コネクタを備えると
ともに、暖房運転を開始した後、処理部が前記温度セン
サ用コネクタから第１所定時間毎に読み込む温度データ
に基づいて着霜判定を行う処理工程を備える空気調和機
の制御装置において、前記処理工程は、暖房運転の開始
時点から、第２所定時間と第１所定時間との合計時間で
あるサイクル時間が経過した時、室内ファンの風速モー
ドデータと前記温度センサ用コネクタからの温度データ
とを読み込み、前記室内熱交換器の配管温度と前記室内
温度との温度差を算出して前記各々のデータを記憶し、
次に、サイクル時間の経過時点から、第２所定時間が経
過した時、前記記憶した風速モードで第１所定時間、室
内ファンを運転してサイクル時間が経過した時、前記温
度センサ用コネクタからの温度データを読み込み、前記
温度差を算出して記憶し、次に、初回の温度差に対する
２回目以降の温度差の割合が温度差の割合の設定値より
も小さくなれば着霜したと判定することを特徴とする。

【００１４】請求項２の空気調和機の制御装置によれ
ば、例えば次のようにできる。一般に、内乱要因に比べ
て外乱要因の方が温度変化は緩やかであるから、室内フ
ァンの風速モードを同じモードに固定して内乱の発生を
規制する。すなわち、室内ファンの風速モードを初回の
温度差の算出時と同じ風速モードで運転してデータを処
理するので、初期設定された温度差の割合を補正する必
要がなくなる。そこで、サイクル時間経過する毎に各々
の温度を検出して「安定性のある」温度データと温度差
データと温度差の割合とにより「着霜判定」を行う。

【００１５】本発明の請求項３の空気調和機の制御装置
は、入力部に、室内熱交換器の配管温度と、室内温度
と、室外熱交換器の配管温度とを検出する３つの温度セ
ンサを接続するための温度センサ用コネクタを備えると
ともに、暖房運転を開始した後、処理部が前記温度セン
サ用コネクタから第１所定時間毎に読み込む温度データ
に基づいて着霜判定を行う処理工程を備える空気調和機
の制御装置において、前記処理工程は、暖房運転の開始
時点から、或いは第２所定時間と第１所定時間との合計
時間であるサイクル時間の経過時点から、第２所定時間
が経過した時、同一の所定風速モードで第１所定時間、
室内ファンを運転してサイクル時間が経過した時、前記
温度センサ用コネクタからの温度データを読み込み、前
記室内熱交換器の配管温度と前記室内温度との温度差を
算出して前記各々のデータを記憶し、次に、初回の温度
差に対する２回目以降の温度差の割合が温度差の割合の
設定値よりも小さくなれば着霜したと判定することを特
徴とする。

【００１６】請求項３の空気調和機の制御装置によれ
ば、例えば次のようにできる。一般に、内乱要因に比べ
て外乱要因の方が温度変化は緩やかであるから、室内フ
ァンの風速モードを固定して内乱の発生を規制する。室
内ファンの風速モードを固定してデータを処理するの
で、初期設定された温度差の割合を補正する必要がなく
なる。そこで、サイクル時間経過する毎に各々の温度を
検出して「安定性のある」温度データと温度差データと
温度差の割合とにより「着霜判定」を行う。

【００１７】本発明の請求項４の空気調和機の制御装置
は、入力部に、室内熱交換器の配管温度と、室内温度
と、室外熱交換器の配管温度とを検出する３つの温度セ
ンサを接続するための温度センサ用コネクタを備えると
ともに、暖房運転を開始した後、処理部が前記温度セン
サ用コネクタから第１所定時間毎に読み込む温度データ
に基づいて着霜判定を行う処理工程を備える空気調和機
の制御装置において、前記処理工程は、第１所定時間よ
り長いサイクル時間毎に室内熱交換器の配管温度の変化
状態を監視し、前回のサイクル時間内の変化状態と今回
のサイクル時間内の変化状態との比較によって着霜判定
基準である温度差の割合の設定値を変更することを特徴
とする。

【００１８】請求項４の空気調和機の制御装置によれ
ば、例えば次のようにできる。外気温度の変化状態は室
内熱交換器の配管温度の変化状態として現れるので、前
記配管温度の変化状態によりサイクル時間毎に比較し、
この変化状態の比較によって、温度差の割合の設定値を
所定値に変更し、例えば早めに除霜運転を行ったり、遅
めに除霜運転を行うことで、外気温度の変化状態に適し
た除霜運転を行う。

【００１９】本発明の請求項５の空気調和機の制御装置
は、入力部に、室内熱交換器の配管温度と、室内温度
と、室外熱交換器の配管温度とを検出する３つの温度セ
ンサを接続するための温度センサ用コネクタを備えると
ともに、暖房運転を開始した後、処理部が前記温度セン
サ用コネクタから第１所定時間毎に読み込む温度データ
に基づいて着霜判定を行う処理工程を備える空気調和機
の制御装置において、前記処理工程は、第１所定時間よ
り長いサイクル時間毎に室内熱交換器の配管温度の変化
状態を監視し、前回のサイクル時間内の変化状態と今回
のサイクル時間内の変化状態との比較の結果、前記変化
状態が上昇気味から下降気味に変化した場合、着霜判定
基準である温度差の割合の設定値を大き目の値に変更す
ることを特徴とする。

【００２０】請求項５の空気調和機の制御装置によれ
ば、例えば次のようにできる。外気温度の変化状態を室
内熱交換器の配管温度の変化状態により判断する。すな
わち、室内熱交換器により外気温度の変化状態を監視し
て着霜状態を判定し、温度差の割合の設定値を大き目の
値に変更して、早めに除霜運転を行う。例えば、初期の
温度差の割合の設定値になるまで暖房運転すると霜が着
き過ぎるような場合に、早めに除霜することができる。

【００２１】本発明の請求項６の空気調和機の制御装置
は、入力部に、室内熱交換器の配管温度と、室内温度
と、室外熱交換器の配管温度とを検出する３つの温度セ
ンサを接続するための温度センサ用コネクタを備えると
ともに、暖房運転を開始した後、処理部が前記温度セン
サ用コネクタから第１所定時間毎に読み込む温度データ
に基づいて着霜判定を行う処理工程を備える空気調和機
の制御装置において、前記処理工程は、第１所定時間よ
り長いサイクル時間毎に室内熱交換器の配管温度の変化
状態を監視し、前回のサイクル時間内の変化状態と今回
のサイクル時間内の変化状態との比較の結果、前記変化
状態が下降気味に変化している場合、着霜判定基準であ
る温度差の割合の設定値を小さ目の値に変更することを
特徴とする。

【００２２】請求項６の空気調和機の制御装置によれ
ば、例えば次のようにできる。外気温度の変化状態を室
内熱交換器の配管温度の変化状態により判断する。すな
わち、室内熱交換器により外気温度の変化状態を監視し
て着霜状態を判定し、温度差の割合の設定値を小さ目の
値に変更して、遅めの除霜運転を行う。例えば、本当に
着霜していれば、温度差の割合の設定値を小さ目の値に
変更しても着霜速度が速いので、さほど影響しない。

【００２３】本発明の請求項７の空気調和機の制御装置
は、入力部に、室内熱交換器の配管温度と、室内温度
と、室外熱交換器の配管温度とを検出する３つの温度セ
ンサを接続するための温度センサ用コネクタを備えると
ともに、暖房運転を開始した後、処理部が前記温度セン
サ用コネクタから第１所定時間毎に読み込む温度データ
に基づいて着霜判定を行う処理工程を備える空気調和機
の制御装置において、前記処理工程は、第１所定時間よ
り長いサイクル時間が経過した時、室内熱交換器の配管
温度の変化状態を監視し、前記配管温度が一旦上昇した
後、下降に変化している場合、再び、除霜運転を行うこ
とを特徴とする。

【００２４】請求項７の空気調和機の制御装置によれ
ば、例えば次のようにできる。前回の除霜運転が終了し
て暖房運転に復帰し、第１所定時間毎に室内熱交換器の
配管温度を検出して記憶部に記憶する。前回の除霜運転
時に「霜が溶けきれない」状態の場合、サイクル時間経
過した時、前記配管温度が一旦上昇した後、「下降」に
変化するので、（霜が残っていると想定して、）再び除
霜運転を行い、霜を完全に取り除くことができる。

【００２５】本発明の請求項８の空気調和機は、請求項
１、請求項４、または請求項７の空気調和機の制御装置
を備えたことを特徴とする。

【００２６】請求項８の空気調和機によれば、請求項
１、請求項４、または請求項７と同様な作用効果が得ら
れる。

【００２７】

【発明の実施の形態】次に、本発明による空気調和機の
制御装置の各実施形態を図面を参照して説明する。

【００２８】図１は実施形態の空気調和機における冷凍
サイクルとその制御装置の例を示す電気ブロック図、図
２は同空気調和機の原理的ブロック図であり、図２の各
要素は図１の各要素やその組合せに対応している。図２
に示したように、圧縮機４、流路切換弁（四方弁）１０
０、室内熱交換器９Ａ、絞り装置１０Ａ、室外熱交換器
９Ｂ、アキュムレータ２００により冷凍サイクルＡが構
成されている。

【００２９】図１に示したように、室内制御部３００と
室外制御部４００は、共通電源線２２０、圧縮機制御線
２２１、室外熱交換器制御線６２０、流路切換弁制御線
７１０の４本の電線で接続され、室内ユニット側の端子
台に４つの端子と、室外ユニット側の端子台に４つの端
子を各々備えている。圧縮機４は、運転周波数が一定の
交流電動機である圧縮機動力源４５０を動力源として駆
動される。電源は単相交流であり、電源スイッチ３１０
を介してＡＣ／ＤＣコンバータ３２０に供給され、各種
内部電圧に変換された直流電力が各部に供給される。マ
イコン３３０は、ドライバ、リレーからなる流路切換弁
駆動部４０６、室外熱交換器駆動部Ｃ８、圧縮機駆動部
Ｃ９を制御する。そして、流路切換弁（四方弁）１００
の四方弁コイル（流路切換弁駆動源）１０１、ファンモ
ータ（室外熱交換器駆動源）４０１、および電動機（圧
縮機動力源）４５０に電力が供給される。さらに、マイ
コン３３０は、ドライバ（室内熱交換器駆動部）Ｃ７を
駆動し、室内熱交換器９Ａのファンモータ（室内熱交換
器駆動源）３０１を制御する。

【００３０】室外制御部４００における室外熱交換器９
Ｂの配管温度Ｔｃ′は温度センサ４０３によって検出さ
れ、その温度信号（温度データ）はコネクタ４０３ｃを
介して室内制御部３００に取り込まれる。また、室内制
御部３００は、温度センサ３０２によって室内温度Ｔａ
を検出し、その温度信号（温度データ）をコネクタ３０
２ｃを介して取り込む。さらに、温度センサ３０３によ
って室内熱交換器９Ａの配管温度Ｔｃを検出し、その温
度信号（温度データ）をコネクタ３０３ｃを介して取り
込む。また、赤外線式等のリモコン５００の送信部５０
０ａから送出される赤外線信号を受信部３０４で受信す
ることにより、室内制御部３００の運転の切換えや設定
等がリモコン操作でも可能となっている。

【００３１】なお、図２の制御装置Ｃにおいて、入力部
Ｃ２は、図１に示すリモコン５００の送信部５００ａか
ら送出される赤外線信号を受信する室内ユニットに設け
られた受信部３０４あるいは図示しないマニュアルスイ
ッチに対応している。また、検出部Ｃ３は、室内温度Ｔ
ａを検出する温度センサ３０２、室内熱交換器９Ａの配
管温度Ｔｃを検出する温度センサ３０３などに対応して
いる。さらに、停電検出部Ｃ４は図示しない電圧検出器
に対応し、半固定記憶部Ｃ５はＥＥＰＲＯＭ３４０に対
応している。

【００３２】次に実施形態における室内制御部３００の
マイコン３３０による制御動作をフローチャートに基づ
いて説明する。なお、マイコン３３０は、内部クロック
をカウントすることにより時間を計時する各種タイマを
備えており、圧縮機の始動時から第１所定時間、第２所
定時間の経過を検出したり、各種所定時間の経過を検出
するように構成されている。さらに、３分マスクタイマ
を用いる。

【００３３】図３、図４は暖房運転時のフローチャート
であり、例えば、リモコン５００から運転指令が送出さ
れ「自動運転モード」、あるいは「暖房運転モード」で
空気調和機が暖房運転する場合の制御工程の一例を示し
ている。先ず、ステップＳ１で暖房運転指令がＯＮであ
るか否かを判定し、ＯＮでなければステップＳ１９に進
み、ＯＮであれば、ステップＳ２で室内温度Ｔａが設定
温度に達しているか否かを判定し、暖房サーモがＯＮで
あるか否かを判定する。暖房サーモがＯＮでなければス
テップＳ２１に進み、暖房サーモがＯＮであれば、ステ
ップＳ３で、圧縮機を始動する条件が満たされたか否
か、すなわち３分マスクタイマは解除か否かを判定す
る。３分マスクタイマが解除でなければステップＳ１に
戻り、３分マスクタイマが解除であれば、ステップＳ４
で、圧縮機を運転し、室外ファンを運転し、流路切換弁
を暖房モードに切り換え、ステップＳ５で室内ファン制
御処理を行ってステップＳ６に進む。一般に、暖房運転
の始動直後は、室内熱交換器の配管温度Ｔｃが低いので
「冷風防止処理」が機能し、配管温度Ｔｃがある程度高
くなると、所定の「風速モード」で室内ファンが運転す
る。なお、風速モードはリモコン等により「マニュアル
設定」や「オート設定」がユーザにより選択される。
「オート設定」は室温Ｔａと設定温度との偏差により好
適に風速（強風／弱風／微風）が可変設定される。

【００３４】ステップＳ６では、第１所定時間が経過し
たか否かを判定し、第１所定時間が経過していなければ
ステップＳ１に戻り、第１所定時間が経過していればス
テップＳ７に進む。ステップＳ７では、温度データＴ
ｃ、Ｔａ、Ｔｃ′及び室内ファンの風速モードデータを
読み込み、室内熱交換器の配管温度と室内温度との温度
差を求め、記憶する。

【００３５】次に、サイクル時間毎に内乱の影響の少な
い安定したデータを得るために、ステップＳ８で第２所
定時間が経過したか否かを判定し、第２所定時間が経過
していなければステップＳ１に戻り、第２所定時間が経
過していれば、ステップＳ９で室内ファンを例えば弱風
モードで運転し、ステップＳ１１で第１所定時間経過し
たか否かを判定する。第１所定時間が経過していなけれ
ばステップＳ１に戻り、第１所定時間が経過していれ
ば、図４のステップＳ１２に進む。ステップＳ１２で
は、温度データＴｃ、Ｔａ、Ｔｃ′及び室内ファンの風
速モードデータを読み込み、今回の温度差を求め、記憶
する。次に、ステップＳ１３で、図５に示す着霜判定処
理を行い、ステップＳ１４に進む。

【００３６】なお、ステップＳ７では、第１所定時間が
経過したタイミングでデータを読み込むが、ステップＳ
１２では、第１所定時間より長いサイクル時間が経過し
たタイミングでデータを読み込み、データを読み込むタ
イミングの違いがある。

【００３７】ステップＳ１４では、除霜運転が必要であ
るか否かを判定する。なお、ステップＳ１３の着霜判定
処理により「除霜必要」または「除霜不要」が判定され
ている。除霜運転が必要でなければステップＳ１に戻
り、除霜運転が必要であれば、ステップＳ１５で室内熱
交換器の配管温度Ｔｃは所定温度未満か否かを判定す
る。配管温度Ｔｃが所定温度未満でなければステップＳ
１８に進み、配管温度Ｔｃが所定温度未満であれば、ス
テップＳ１６で室内ファンを停止し、ステップＳ１７で
所定時間、暖房運転を行ってステップＳ１８に進む。ス
テップＳ１８では、図６に示した除霜制御処理を行い、
ステップＳ１に戻る。

【００３８】以上は暖房運転指令がＯＮの場合の処理で
あり、暖房運転指令がＯＮでなければ、図３のステップ
Ｓ１９で、圧縮機は運転中であるか否かを判定し、運転
中でなければステップＳ２７に進み、運転中であれば、
ステップＳ２１で、１０分以上暖房運転したか否かを判
定し、１０分以上暖房運転していなければステップＳ４
に戻って運転を続け、１０分以上暖房運転していれば、
ステップＳ２２で３時間以上暖房運転したか否かを判定
し、３時間以上暖房運転していなければステップＳ２７
に進み、３時間以上暖房運転していれば、ステップＳ２
３で、サイクル時間毎に算出される温度差の割合（今回
の温度差を初回の温度差で除した値）が大き目の値以下
であるか否かを判定する。大き目の値以下でなければス
テップＳ２７に進み、大き目の値未満であれば、ステッ
プＳ２４で、室外熱交換器の配管温度が氷点未満か否か
を判定し、氷点未満でなければステップＳ２７に進み、
氷点未満であれば、ステップＳ２５で、オフ除霜フラグ
をセットし、ステップＳ２６に進む。すなわち、着霜状
態での暖房運転停止は、次回の暖房運転の開始時に溶け
た霜が水になり、その水が今度は氷になって、室外熱交
換器にとっては好ましくないので、早めの除霜運転を試
みる判定処理を実行しており、ステップＳ２６では図６
に示した除霜制御処理を行い、ステップＳ２９に進む。
なお、カラム「００４６」でも記述するが、図３のステ
ップＳ２６の「除霜制御処理」は空気調和機（暖房運
転）を停止する前に実行する処理であり、図４のステッ
プＳ１８の「除霜制御処理」は暖房運転中に実行する処
理である。図６のステップＳ７９の処理で「除霜運転終
了時の戻り先を選択する」必要があり、前述のステップ
Ｓ２５で処理の流れを分岐させるためのフラグをセット
した。

【００３９】ステップＳ２７では圧縮機を停止し、ステ
ップＳ２８で室外ファンを停止し、ステップＳ２９で室
内ファンを停止し、ステップＳ３１で３分マスクタイマ
の計時を開始し、ステップＳ３２でリモコン５００等に
よる暖房運転指令がＯＮであるか否かを判定し、ＯＮで
あればステップＳ２に戻り、ＯＮでなければ処理を終了
する。なお、後述する図６のステップＳ７８では、圧縮
機が停止して既に１分待機しているので、このような場
合は、ステップＳ３１は「２分計時」でよいことはいう
までもない。

【００４０】図５の着霜判定処理では、ステップＳ４１
で、圧縮機の始動後サイクル時間以内であるか否かを判
定し、始動後サイクル時間以内でなければステップＳ４
５に進み、始動後サイクル時間以内であれば、ステップ
Ｓ４２で配管温度Ｔｃの複数のデータが比較できるか否
かを判定する（すなわち第１所定時間毎のデータが複数
読み込まれているか否かを判定する。）。比較できなけ
れば元のルーチンに復帰し、比較できればサイクル時間
が経過して複数の配管温度Ｔｃのデータが揃ったので、
ステップＳ４３で、配管温度Ｔｃは上昇後下降の状態で
あるか否かを判定し、判定がＹＥＳであれば、残霜のた
め再度の除霜運転が必要であり、ステップＳ５７に進
む。また、判定がＮＯであればステップＳ４５に進む。

【００４１】ステップＳ４５では、圧縮機の始動後サイ
クル時間２回以上であるか否かを判定し、始動後サイク
ル時間２回以上でなければ元のルーチンに復帰し、始動
後サイクル時間２回以上であれば、ステップＳ４６で、
温度差の割合を演算してその値を今回の温度差の割合と
して記憶し、ステップＳ４７に進む。ステップＳ４７で
は、前回（サイクル時間前）の配管温度Ｔｃは上昇の状
態であるか否かを判定し、判定がＮＯであればステップ
Ｓ４８に進み、判定がＹＥＳであればステップＳ５２に
進む。ステップＳ４７の判定では、詳細には、今回のサ
イクル時間内の配管温度Ｔｃの複数データと前回のサイ
クル時間内の配管温度Ｔｃの複数データの変化状態を比
較する。

【００４２】ステップＳ４８では、前回のサイクル時間
内の配管温度Ｔｃは下降の状態であるか否かを判定し、
判定がＮＯであればステップＳ５５に進み、判定がＹＥ
Ｓであれば、ステップＳ４９で、今回のサイクル時間内
の配管温度Ｔｃは下降の状態であるか否かを判定する。
詳細には、前回のサイクル時間内の配管温度Ｔｃの複数
データと今回のサイクル時間内の配管温度Ｔｃの複数デ
ータとの変化状態を比較する。判定がＮＯであればステ
ップＳ５５に進み、判定がＹＥＳであれば配管温度Ｔｃ
が下降→下降の状態であるので、遅めの除霜運転とする
ために、ステップＳ５１で、温度差の割合の初期設定値
を小さ目の値に変更してステップＳ５５に進む。

【００４３】ステップＳ４７で判定がＹＥＳの場合、ス
テップＳ５２で、今回のサイクル時間内の配管温度Ｔｃ
の複数データは上昇の状態であるか否かを判定し、判定
がＹＥＳであればステップＳ５５に進み、判定がＮＯで
あれば、ステップＳ５３で、今回のサイクル時間内の配
管温度Ｔｃの複数データは下降の状態であるか否かを判
定する。判定がＮＯであればステップＳ５５に進み、判
定がＹＥＳであれば配管温度Ｔｃが上昇→下降の状態で
あるので、早めの除霜運転とするために、ステップＳ５
４で、温度差の割合の初期設定値を大き目の値に変更し
てステップＳ５５に進む。

【００４４】ステップＳ５５では、今回の温度差の割合
が温度差の割合の初期設定値以下であるか否かを判定
し、今回の温度差の割合が初期設定値を超えていれば、
ステップＳ５６で「除霜不要」と判定して元のルーチン
に復帰する。今回の温度差の割合が初期設定値以下であ
れば、ステップＳ５７で、室外熱交換器の配管温度が氷
点未満か否かを判定し、氷点未満であれば、ステップＳ
５８で「除霜必要」と判定して元のルーチンに復帰し、
氷点未満でなければ、ステップＳ５９で「除霜不要」と
判定して元のルーチンに復帰する。なお、ステップＳ５
７において、３本目の温度センサ４０３が有効に機能す
る。もちろん、２本式の場合、ステップＳ５７におい
て、すべてＹＥＳとなる。

【００４５】図６の除霜制御処理では、ステップＳ７１
で室内ファンを停止し、ステップＳ７２で圧縮機を停止
し、ステップＳ７３で室外ファンを停止し、ステップＳ
７４で所定時間（１分）待機する。次にステップＳ７５
で、圧縮機を運転し、次に流路切換弁を冷房モードに切
り換え、ステップＳ７６で除霜運転を終了するのである
か否かを判定する。この除霜終了の判定は、例えば、除
霜運転時間は１０分以内（時間復帰）であるか、あるい
は室外熱交換器の配管温度Ｔｃ′が１０℃以上（温度復
帰）が条件である。すなわち、３本式の場合は、前記２
つの条件のＯＲ条件で除霜を終了し、２本式の場合は、
常に時間復帰する。

【００４６】ステップＳ７６で除霜運転を終了するので
なければステップＳ７５に戻って除霜運転を継続し、除
霜運転を終了するのであれば、ステップＳ７７で圧縮機
を停止し、ステップＳ７８で室外ファンを所定時間（１
分）運転して停止する。すなわち、除霜運転を終了して
室外熱交換器に溜まっている水滴を吹き飛ばす「水切り
運転」を行う。なお、これを実行しないと、次回の暖房
運転では水が氷となって残霜と同じ状態が発生する。次
に、ステップＳ７９で、オフ除霜フラグはセットされて
いるか否かを判定し、セットされていれば、ステップＳ
８１でオフ除霜フラグをリセットして元のルーチン（図
３のＳ２６）に復帰し、図３のＳ２９、Ｓ３１，Ｓ３２
を通って、暖房運転を停止する。セットされていなけれ
ば、ステップＳ８２で圧縮機を運転し、次に流路切換弁
を暖房モードに切り換える。そして、ステップＳ８３
で、室内ファン制御処理を行って元のルーチン（図４の
Ｓ１８）に復帰し、暖房運転を再開する。

【００４７】［技術の第１例］以上の処理において、
「除霜した」と判定した場合、図４のステップＳ１５〜
Ｓ１８において、配管温度Ｔｃが所定温度よりも低けれ
ば、室内ファンの運転を停止して暖房運転を継続し、所
定時間（５分）後、除霜運転を開始する制御工程となっ
ている。この第１例によれば、例えば、外気の温度が低
い場合など除霜能力が小さいので、室内ファンの運転を
停止して冷媒の温度（すなわちＴｃ）を上昇させる。そ
して、除霜運転を行い、速やかに霜を取り除く。これに
より、制御装置の信頼性が高まる。なお、温度センサ２
本の場合、１０分の時間復帰とするので、完全霜取りに
は、この第１例は効果がある。

【００４８】［技術の第２例］図５のステップＳ４１〜
Ｓ４３→ステップＳ５７、Ｓ５８の判断により、霜が残
っていると想定して、再び、除霜運転を行う場合、前記
ステップＳ１５〜Ｓ１８の制御工程を実行する場合であ
る。この第２例によれば、例えば、前回の除霜運転で霜
を完全に取り除くことができなかったので、室内ファン
の運転を停止して冷媒の温度（すなわちＴｃ）を上昇さ
せる。そして、除霜運転を行い、速やかに霜を取り除
く。これにより、制御装置の信頼性が高まる。

【００４９】［技術の第３例］図５のステップＳ５７に
おいて、室外熱交換器の配管温度Ｔｃ′が氷点よりも低
いことを判定条件として、この条件が満たされた場合に
除霜運転を開始する制御工程となっている。この第３例
によれば、例えば、温度センサが２本の場合（温度セン
サ４０３が接続されない場合）、配管温度Ｔｃ′を検出
する温度センサ４０３が接続されていないコネクタ４０
３ｃの抵抗値は無限大となり、配管温度Ｔｃ′は、制御
範囲下限未満であるから、前記の条件は満たされる。温
度センサが３本の場合、特に単位時間当たりの着霜速度
が速い氷点近傍でＴｃ′＜氷点を判定条件とするので、
２本式に比べればより確実な「着霜判定」が可能とな
る。外気温度が氷点近傍で変動して外気湿度が高い場合
に顕著な効果が得られる。

【００５０】［技術の第４例］図６のステップＳ７６に
おいて、室内熱交換器の配管温度Ｔｃ′が１０℃よりも
高いことを判定条件として、この条件が満たされた場合
に除霜運転を終了する制御工程となっている。この第４
例によれば、例えば、温度センサが２本の場合、温度セ
ンサ４０３が接続されていないコネクタ４０３ｃの抵抗
値は無限大となり、配管温度Ｔｃ′は制御範囲内である
が１０分間の「時間復帰」で前記の条件は満たされる。
温度センサが３本の場合、霜を完全に溶かして配管温度
Ｔｃ′＞１０℃になった時を「温度復帰」の判定条件と
するので、２本式に比べればより早く「除霜終了判定」
が可能となる。第３例と同様に、外気温度が氷点近傍で
変動して外気湿度が高い場合に顕著な効果が得られる。

【００５１】［技術の第５例］図３のステップＳ２、Ｓ
３、Ｓ２１、Ｓ３１において、暖房運転時に室内温度Ｔ
ａが設定温度に達して空気調和機の圧縮機がＯＮ／ＯＦ
Ｆを繰り返すサーモサイクルの場合、油切れを防止する
など（Ｓ２１）圧縮機の信頼性を確保する上から、ＯＦ
Ｆ時間を３分／ＯＮ時間を１０分以上としている。一般
に、外気温度が高い（５℃近傍以上）とき、空気調和機
の能力が出るのでサーモサイクルの可能性があるが、霜
が着きにくい環境である。逆に、霜が着く環境では外気
温度が低い（２℃近傍以下）ので空気調和機の能力が出
にくく、サーモサイクルの可能性も少ないが、サーモサ
イクル時も状態変化の監視を行う制御工程となってい
る。この第５例によれば、オン／オフを繰り返す圧縮機
を制御するのに、オフ時には「３分マスク」の機能で再
始動を規制し、オン時には「１０分以上運転」の機能で
停止を規制するので、圧縮機のオン／オフ回数の激減に
より耐久性が増す、圧縮機の油切れを防止するなど、圧
縮機の耐久性を確保する上で効果的である。

【００５２】［技術の第６例］図３のステップＳ２２，
Ｓ２３，Ｓ２４において、暖房運転を停止する場合の着
霜判定の信頼性を上げるために、３時間以上の暖房運
転、温度差の割合の設定値を大きめに変更して早めの除
霜を可能にする。さらに３本式センサの場合は氷点近傍
以下であるかを判定するので、暖房運転停止時に除霜運
転を行って、次回の暖房運転に備えるに当たり、無駄な
除霜運転が無くなるので省エネ性が向上するとともに、
圧縮機のオン／オフの回数が減り信頼性を確保する上で
効果的である。

【００５３】［技術の第７例］請求項１、請求項４、請
求項５、請求項６、請求項７において、サイクル時間内
の温度の状態変化を監視する際の技術の例を説明する。
室内ファンの風速モードが変われば室内熱交換器の温度
が大きく変化するので、処理部は、例えば、室内ファン
の「弱風モードに対応した温度の状態変化」として比較
できるように、室内ファンの「弱風モード→微風モー
ド」に対応する補正値、「弱風モード→強風モード」に
対応する補正値を、例えば、請求項２、請求項３で開示
した室内ファンの風速モードを変更する第１所定時間の
間の温度データを取得し、補正値を算出し記憶すること
ができるので、より好適は着霜判定ができ効果的であ
る。

【００５４】なお、実施形態では、暖房運転の開始後サ
イクル時間経過したときの温度差を初回の温度差とした
が、もちろん、第１所定時間毎に３つの温度（Ｔｃ、Ｔ
ａ、Ｔｃ′）を検出して、冷風防止機能が解除された後
に、温度差を初回の温度差として記憶する制御工程でも
よい。

【００５５】図７は、配管温度Ｔｃ、Ｔｃ′、室温Ｔ
ａ、及び温度差の状態変化の一例を示す図である。第１
所定時間毎及びサイクル時間毎にデータを読み込み、サ
イクル時間毎に「着霜判定処理」を実行して３回目のサ
イクル時間で「除霜制御処理」を実行する例である。図
８は、配管温度Ｔｃ、Ｔｃ′、室温Ｔａ、及び温度差の
状態変化の他の例を示す図であり、「着霜判定処理」と
「除霜制御処理」のタイミングは図７と同様であるが、
図５のステップＳ４７〜Ｓ５４の場合を図示している。
すなわち、早めの除霜運転のため、初期設定値を大き目
の値に変更して着霜判定を行っている。

【００５６】

【発明の効果】請求項１の空気調和機の制御装置によれ
ば、空気調和機を設置する地域の気候条件を判断して、
外気温度が氷点よりも低くて外気湿度が低い場合は室内
熱交換器の配管温度を検出する温度センサと室温を検出
する温度センサの２本の温度センサを取り付け、外気温
度が氷点近傍で変動して外気湿度が高い場合は上記２本
の温度センサと室外熱交換器の配管温度を検出する温度
センサとの３本の温度センサを取り付けることで、ソフ
ト／ハードを変更することなく除霜制御が可能となるの
で、使い勝手が著しく向上する。さらに、温度センサを
２本取り付ける２本式の地域においては、温度センサを
３本取り付ける３本式に比べてコストダウンが可能とな
る。

【００５７】請求項２の空気調和機の制御装置によれ
ば、請求項１と同様な効果が得られるとともに、サイク
ル時間毎に初期風速モードと同じ風速モードで第１所定
時間、室内ファンを運転するので、内乱要因の影響を無
視できる。よって演算処理が簡単で、ソフト設計が容易
になる。さらに、カラ除霜運転が激減して、著しく省エ
ネ性が高まる。

【００５８】請求項３の空気調和機の制御装置によれ
ば、請求項１と同様な効果が得られるとともに、例えば
サイクル時間毎に、室内ファンを「弱風モード」で運転
するので、請求項２と同様な効果が得られる。

【００５９】請求項４の空気調和機の制御装置によれ
ば、請求項１と同様な効果が得られるとともに、外気温
度の変化状態を室内熱交換器の配管温度の変化状態によ
り、サイクル時間毎に監視し、前回のサイクル時間と今
回のサイクル時間との変化状態の比較によって、温度差
の割合の設定値を好適に変更し、例えば早めに除霜運転
を行ったり、遅めに除霜運転を行うことで、外気温度の
変化状態に適した除霜運転を行うことができる。

【００６０】請求項５の空気調和機の制御装置によれ
ば、請求項１、または請求項４と同様な効果が得られる
とともに、特に、外気温度が氷点近傍まで上昇して外気
湿度が高い場合に、早めに除霜運転を開始し、霜を完全
に取り除くことができる。よって、空気調和機の耐久
性、信頼性が著しく向上する。

【００６１】請求項６の空気調和機の制御装置によれ
ば、請求項１、または請求項４と同様な効果が得られる
とともに、特に、外気温度が氷点近傍まで下降して外気
湿度が低い場合に、遅めに除霜運転を開始すれば「カラ
除霜」が少なくなり、空気調和機の快適性、及び省エネ
性が著しく向上する。

【００６２】請求項７の空気調和機の制御装置によれ
ば、請求項１と同様な効果が得られるとともに、配管温
度が一旦上昇した後、下降に変化するので、霜が残って
いると想定して、再び除霜運転を行い霜を完全に取り除
くことができる。よって、空気調和機の耐久性、信頼性
が著しく向上する。

【００６３】請求項８の空気調和機によれば、請求項
１、請求項４、または請求項７と同様な効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の空気調和機における冷凍サ
イクルとその制御装置の例を示す電気ブロック図であ
る。

【図２】同空気調和機の原理的ブロック図である。

【図３】本発明の実施形態における暖房運転時のフロー
チャートの一部である。

【図４】本発明の実施形態における暖房運転時のフロー
チャートの他の一部である。

【図５】本発明の実施形態における着霜判定処理のフロ
ーチャートである。

【図６】本発明の実施形態における除霜制御処理のフロ
ーチャートである。

【図７】本発明の実施形態における配管温度、室温及び
温度差の状態変化の一例を示す図である。

【図８】本発明の実施形態における配管温度、室温及び
温度差の状態変化の他の例を示す図である。

【符号の説明】 ３００ 室内制御部 ３０２，３０３，４０３ 温度センサ ３０２ｃ，３０３ｃ，４０３ｃ コネクタ ３３０ マイコン ４００ 室外制御部

フロントページの続き (72)発明者 伊藤 浩 埼玉県狭山市笹井535 株式会社鷺宮製作 所狭山事業所内 (72)発明者 中原 誠一 埼玉県狭山市笹井535 株式会社鷺宮製作 所狭山事業所内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力部に、室内熱交換器の配管温度と、
   室内温度と、室外熱交換器の配管温度とを検出する３つ
   の温度センサを接続するための温度センサ用コネクタを
   備えるとともに、暖房運転を開始した後、処理部が前記
   温度センサ用コネクタから第１所定時間毎に読み込む温
   度データに基づいて着霜判定を行う処理工程を備える空
   気調和機の制御装置において、 前記処理工程は、 暖房運転の開始時点から、或いは第２所定時間と第１所
   定時間との合計時間であるサイクル時間の経過時点か
   ら、第２所定時間が経過する毎に、室内ファンを同一の
   所定風速モードにより第１所定時間運転し、 前回のサイクル時間内の温度の変化状態と今回のサイク
   ル時間内の温度の変化状態とを比較して着霜判定を行う
   ことを特徴とする空気調和機の制御装置。
2. 【請求項２】 入力部に、室内熱交換器の配管温度と、
   室内温度と、室外熱交換器の配管温度とを検出する３つ
   の温度センサを接続するための温度センサ用コネクタを
   備えるとともに、暖房運転を開始した後、処理部が前記
   温度センサ用コネクタから第１所定時間毎に読み込む温
   度データに基づいて着霜判定を行う処理工程を備える空
   気調和機の制御装置において、 前記処理工程は、 暖房運転の開始時点から、第２所定時間と第１所定時間
   との合計時間であるサイクル時間が経過した時、 室内ファンの風速モードデータと前記温度センサ用コネ
   クタからの温度データとを読み込み、 前記室内熱交換器の配管温度と前記室内温度との温度差
   を算出して前記各々のデータを記憶し、 次に、サイクル時間の経過時点から、第２所定時間が経
   過した時、 前記記憶した風速モードで第１所定時間、室内ファンを
   運転してサイクル時間が経過した時、 前記温度センサ用コネクタからの温度データを読み込
   み、前記温度差を算出して記憶し、 次に、初回の温度差に対する２回目以降の温度差の割合
   が温度差の割合の設定値よりも小さくなれば着霜したと
   判定することを特徴とする空気調和機の制御装置。
3. 【請求項３】 入力部に、室内熱交換器の配管温度と、
   室内温度と、室外熱交換器の配管温度とを検出する３つ
   の温度センサを接続するための温度センサ用コネクタを
   備えるとともに、暖房運転を開始した後、処理部が前記
   温度センサ用コネクタから第１所定時間毎に読み込む温
   度データに基づいて着霜判定を行う処理工程を備える空
   気調和機の制御装置において、 前記処理工程は、 暖房運転の開始時点から、或いは第２所定時間と第１所
   定時間との合計時間であるサイクル時間の経過時点か
   ら、第２所定時間が経過した時、 同一の所定風速モードで第１所定時間、室内ファンを運
   転してサイクル時間が経過した時、 前記温度センサ用コネクタからの温度データを読み込
   み、前記室内熱交換器の配管温度と前記室内温度との温
   度差を算出して前記各々のデータを記憶し、 次に、初回の温度差に対する２回目以降の温度差の割合
   が温度差の割合の設定値よりも小さくなれば着霜したと
   判定することを特徴とする空気調和機の制御装置。
4. 【請求項４】 入力部に、室内熱交換器の配管温度と、
   室内温度と、室外熱交換器の配管温度とを検出する３つ
   の温度センサを接続するための温度センサ用コネクタを
   備えるとともに、暖房運転を開始した後、処理部が前記
   温度センサ用コネクタから第１所定時間毎に読み込む温
   度データに基づいて着霜判定を行う処理工程を備える空
   気調和機の制御装置において、 前記処理工程は、 第１所定時間より長いサイクル時間毎に室内熱交換器の
   配管温度の変化状態を監視し、前回のサイクル時間内の
   変化状態と今回のサイクル時間内の変化状態との比較に
   よって着霜判定基準である温度差の割合の設定値を変更
   することを特徴とする空気調和機の制御装置。
5. 【請求項５】 入力部に、室内熱交換器の配管温度と、
   室内温度と、室外熱交換器の配管温度とを検出する３つ
   の温度センサを接続するための温度センサ用コネクタを
   備えるとともに、暖房運転を開始した後、処理部が前記
   温度センサ用コネクタから第１所定時間毎に読み込む温
   度データに基づいて着霜判定を行う処理工程を備える空
   気調和機の制御装置において、 前記処理工程は、 第１所定時間より長いサイクル時間毎に室内熱交換器の
   配管温度の変化状態を監視し、前回のサイクル時間内の
   変化状態と今回のサイクル時間内の変化状態との比較の
   結果、前記変化状態が上昇気味から下降気味に変化した
   場合、着霜判定基準である温度差の割合の設定値を大き
   目の値に変更することを特徴とする空気調和機の制御装
   置。
6. 【請求項６】 入力部に、室内熱交換器の配管温度と、
   室内温度と、室外熱交換器の配管温度とを検出する３つ
   の温度センサを接続するための温度センサ用コネクタを
   備えるとともに、暖房運転を開始した後、処理部が前記
   温度センサ用コネクタから第１所定時間毎に読み込む温
   度データに基づいて着霜判定を行う処理工程を備える空
   気調和機の制御装置において、 前記処理工程は、 第１所定時間より長いサイクル時間毎に室内熱交換器の
   配管温度の変化状態を監視し、前回のサイクル時間内の
   変化状態と今回のサイクル時間内の変化状態との比較の
   結果、前記変化状態が下降気味に変化している場合、着
   霜判定基準である温度差の割合の設定値を小さ目の値に
   変更することを特徴とする空気調和機の制御装置。
7. 【請求項７】 入力部に、室内熱交換器の配管温度と、
   室内温度と、室外熱交換器の配管温度とを検出する３つ
   の温度センサを接続するための温度センサ用コネクタを
   備えるとともに、暖房運転を開始した後、処理部が前記
   温度センサ用コネクタから第１所定時間毎に読み込む温
   度データに基づいて着霜判定を行う処理工程を備える空
   気調和機の制御装置において、 前記処理工程は、 第１所定時間より長いサイクル時間が経過した時、室内
   熱交換器の配管温度の変化状態を監視し、前記配管温度
   が一旦上昇した後、下降に変化している場合、 再び、除霜運転を行うことを特徴とする空気調和機の制
   御装置。
8. 【請求項８】 請求項１、請求項４、または請求項７の
   空気調和機の制御装置を備えたことを特徴とする空気調
   和機。