JP2014088989A - Air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気調和機に関するものであり、低温多湿の環境で暖房運転を行う場合に、室外熱交換器及び室外ファンに対する着霜を防止する技術に関するものである。 The present invention relates to an air conditioner, and relates to a technique for preventing frost formation on an outdoor heat exchanger and an outdoor fan when heating operation is performed in a low temperature and high humidity environment.
空気調和機において、低温多湿の環境で暖房運転を行う場合、大気が室外熱交換器（蒸発器）を通過する際に冷やされることで運転時の大気の露点温度以下となり、大気中に含まれる水分が霜となって室外熱交換器に付着することがある（大気中の雨、雪が付着する場合もある）。このような現象を、一般的に着霜という（室外熱交換器全体が着霜して熱交換できない状態となることを全着霜という）。暖房運転継続中は室外熱交換器が常に冷やされ続けることになるため、大気温度や湿度に変化が生じない場合には、暖房運転時間が長くなると室外熱交換器に付く着霜量も多くなり、最終的に全く大気が通過することができない全着霜が生じて、熱交換能力が著しく低下してしまう。 In an air conditioner, when heating operation is performed in a low-temperature and high-humidity environment, the air is cooled when it passes through an outdoor heat exchanger (evaporator), so that it falls below the dew point of the air during operation and is included in the air Moisture may become frost and adhere to the outdoor heat exchanger (rain and snow in the atmosphere may adhere). Such a phenomenon is generally referred to as frost formation (the entire outdoor heat exchanger is frosted and heat exchange cannot be performed is referred to as total frost formation). Since the outdoor heat exchanger will continue to be cooled while the heating operation continues, if the air temperature and humidity do not change, the amount of frost on the outdoor heat exchanger increases as the heating operation time increases. Eventually, all the frost that cannot pass through the atmosphere at all will be generated, and the heat exchange capacity will be significantly reduced.
全着霜状態は空気調和機の暖房機能の大きな低下となるため好ましくない。これを機能回復させるためには霜を落として熱交換可能にする必要があり、その方法として、蒸発器として使っていた室外熱交換器を一時的に凝縮器として使用して室外熱交換器の温度を高めて熱で霜を溶かすことが行われる。これを除霜運転という。当然、除霜運転中は暖房機能が失われてしまう。なお、除霜運転の方法はこれに限らず、別途ヒータを用いた除霜手段やホットガスバイパスによる除霜手段などを用いた他の除霜の方法が存在する。 The total frosting state is not preferable because it greatly reduces the heating function of the air conditioner. In order to recover this function, it is necessary to remove the frost and make it possible to exchange heat. As a method, the outdoor heat exchanger used as an evaporator is temporarily used as a condenser, so The temperature is raised and the frost is melted with heat. This is called defrosting operation. Naturally, the heating function is lost during the defrosting operation. In addition, the method of a defrost operation is not restricted to this, There exist the other defrost methods using the defrost means using a heater separately, the defrost means by a hot gas bypass, etc.
図５（ａ）及び（ｂ）に示すのは、プロペラファンを搭載した室外機を表した模式図である。図５（ａ）に示す室外機１０は、筐体１１内部に室外熱交換器１２を有しており、プロペラファン（以下、室外ファン）１４の回転によって大気取入口１３から取入れた大気と室外熱交換器１２に流れる冷媒との間で熱交換し、熱交換後の大気を吹出口１５から排出する構成となっている。なお、３１は、圧縮機であり、１７は、ファンモータである。
FIGS. 5A and 5B are schematic views illustrating an outdoor unit equipped with a propeller fan. An
この図５のような室外機１０の場合、室外熱交換器１２が全着霜してしまって大気がほとんど通過できなくなると、大気取入口１３から大気を吸うことが出来ないため、図５（ｂ）に矢印で示すように、吹出口１５の中心部から大気を吸込む量が大きくなる。吹出口１５の中心部から吸込む大気は熱交換を行っていないため湿度の高い状態のままである。そして、露点温度以下まで冷却された室外熱交換器１２の影響で、この室外ファン１４の温度も露点温度以下となっており、この時に吸込んだ大気中の水分が霜となりプロペラファン１４に付着してしまう。
そして、この付着した霜が次第に成長すると室外ファン１４の重量バランスが崩れて振動するため、騒音の原因になり、また、ファンモータ１７の軸や固定具等が破損する恐れがある。
In the case of the
When the attached frost gradually grows, the weight balance of the
着霜時の室外ファンの送風音の増加を防止することを課題としたものとして、例えば、特許文献１が挙げられる。この特許文献１に記載の室外機は、熱交換器への着霜を検知した場合に、室外ファンへの入力を一定に保つように制御することで、通風抵抗が増加した場合には室外ファンの回転数が自然に低下して、送風音の増加を防ぐ構成となっている。
前記特許文献１によれば騒音は防ぐことができるが、室外熱交換器への着霜の進行は防ぐことができないので、図５（ｂ）に示すような、室外熱交換器が霜で塞がる状況はどうしても生じてしまう。よって、この特許文献１においても、室外熱交換器が全着霜してしまった場合には除霜（デフロスト）運転を行うことになる。しかし、除霜運転を行うことで室外熱交換器に付着した霜は取り除くことができるが、室外ファンに付着した霜は取り除くことが難しい。よって、暖房運転と除霜運転を繰り返していると室外ファンに付着した霜が成長して大きくなってしまう。すなわち、特許文献１の制御のみでは、室外ファンへの着霜を防げず、ファンモータの軸や固定具等が破損するおそれを取り除けないという問題がある。
According to
従来は、この現象に対してはある程度の霜が付き、室外ファンが振動しても問題ない強度のファンモータの軸、ファンモータ固定具にして対応している。しかしながら、室外ファンが大きい機種の場合や、より湿度が高い低温の環境で暖房運転した場合に室外ファンに付着する霜の量が大きく、従来技術では対応できない場合がある。 Conventionally, this phenomenon has been dealt with by using a fan motor shaft and a fan motor fixture that are strong enough to cause a certain amount of frost and have no problem even if the outdoor fan vibrates. However, in the case of a model with a large outdoor fan or when heating operation is performed in a low temperature environment with higher humidity, the amount of frost adhering to the outdoor fan is large, and the conventional technology may not be able to cope with it.
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、室外熱交換器１２の全着霜を回避して室外ファン１４への着霜を防ぐことで、室外ファン１４の振動による騒音及びファンモータ１７の軸や固定具等の破損を防止することを可能にした空気調和機を提供することを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above-described problems, and avoids frost formation on the
本発明の請求項１は、圧縮機、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器を配管により環状に連結し、室内ファン、室外ファンを備え、各種センサで検出した情報に基づいて前記圧縮機、前記室内ファン、前記膨張弁、前記室外ファンを制御する制御部を具備し、前記室外熱交換器に着霜した霜を落とす除霜運転機能を有する空気調和機において、現在の制御のまま暖房運転を継続すると前記室外熱交換器が全着霜に至る可能性があるか否かを判断する全着霜判断手段を備え、暖房運転中に前記全着霜判断手段が前記室外熱交換器が全着霜に至る可能性があると判断した後に除霜運転を開始した場合には、除霜運転終了後の暖房運転開始時から前記圧縮機の回転数を通常暖房運転時の回転数より下げるように制御することを特徴とする空気調和機である。 According to a first aspect of the present invention, a compressor, an indoor heat exchanger, an expansion valve, and an outdoor heat exchanger are connected in a ring shape by piping, and an indoor fan and an outdoor fan are provided, and the compression is performed based on information detected by various sensors. An air conditioner having a defrosting operation function for removing frost formed on the outdoor heat exchanger, and a control unit for controlling the outdoor fan, the indoor fan, the expansion valve, and the outdoor fan. When the heating operation is continued, the outdoor heat exchanger includes a total frost determination unit that determines whether or not there is a possibility that the outdoor heat exchanger may reach a total frost, and the total frost determination unit during the heating operation includes the outdoor frost determination unit. When the defrosting operation is started after determining that there is a possibility of reaching full frosting, the rotation speed of the compressor from the rotation speed during the normal heating operation from the start of the heating operation after the completion of the defrosting operation. An air conditioner controlled to be lowered A.
本発明の請求項２は、請求項１に加えて、前記圧縮機の回転数の制御は、室内機の設置された部屋の温度を検出する室内温度センサによって検出した室内温度が所定値以上低下しない範囲で、圧縮機の回転数を制御するようにすることを特徴とする空気調和機である。 According to a second aspect of the present invention, in addition to the first aspect, in the control of the rotation speed of the compressor, the indoor temperature detected by the indoor temperature sensor for detecting the temperature of the room in which the indoor unit is installed is lowered by a predetermined value or more. The air conditioner is characterized in that the rotational speed of the compressor is controlled within a range not to be used.
本発明の請求項３は、請求項１又は２に加えて、前記全着霜判断手段は、前記室外熱交換器の温度を計測する室外熱交温度センサと、外気温度を計測する外気温度センサとの２つのセンサで計測した温度に基づく温度判定条件、及び／又は、前記室外ファンの回転数を検出する機能に基づく室外ファンの回転数の変化に関するファン回転数条件を満たした場合に全着霜に至る可能性があると判断することを特徴とする空気調和機である。 According to a third aspect of the present invention, in addition to the first or second aspect, the total frost determination means includes an outdoor heat exchange temperature sensor that measures the temperature of the outdoor heat exchanger, and an outdoor temperature sensor that measures the outdoor temperature. If the temperature determination condition based on the temperature measured by the two sensors and / or the fan rotation speed condition regarding the change in the rotation speed of the outdoor fan based on the function of detecting the rotation speed of the outdoor fan is satisfied, It is an air conditioner characterized by determining that there is a possibility of frost formation.
本発明の請求項４は、請求項１乃至３に加えて、前記温度判定条件は、前記外気温度センサによる温度をＴ１、前記室外熱交温度センサによる温度をＴ２とし、温度に関する第一閾値、及び、前記第一閾値よりも低温の第ニ閾値を設定したときに、
（１）Ｔ１≧第一閾値 かつ Ｔ２≦第ニ閾値
（２）Ｔ１＜第一閾値 かつ Ｔ２とＴ１の温度差が所定値以上
の何れかを満たす場合としたことを特徴とする空気調和機である。
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the first to third aspects, the temperature determination condition is that the temperature by the outside air temperature sensor is T 1 , the temperature by the outdoor heat exchange temperature sensor is T 2 , When the threshold value and the second threshold value lower than the first threshold value are set,
(1) T 1 ≧ first threshold and T 2 ≦ second threshold (2) T 1 <first threshold and the temperature difference between T 2 and T 1 satisfies any one of a predetermined value or more. It is an air conditioner.
本発明の請求項５は、請求項１乃至４に加えて、前記ファン回転数条件は、検出した実回転数が目標ファン回転数に対して所定の回転数以上低下した場合としたことを特徴とする空気調和機である。 According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the first to fourth aspects, the fan rotational speed condition is that the detected actual rotational speed is lower than a predetermined rotational speed with respect to the target fan rotational speed. It is an air conditioner.
請求項１記載の発明によれば、前記室外熱交換器が全着霜に至る可能性があると判断した後に除霜運転を開始した場合には、除霜運転終了後の暖房運転開始時から前記圧縮機の回転数を通常暖房運転時の回転数より下げるように制御するようにしたので、冷媒の循環量を減らして室外熱交換器が冷却されづらくなることで着霜し難くなり、結果、全着霜を防ぐことが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, when the defrosting operation is started after it is determined that the outdoor heat exchanger may reach the total frost formation, the heating operation is started after the defrosting operation is completed. Since the rotation speed of the compressor is controlled to be lower than the rotation speed during normal heating operation, the amount of refrigerant circulation is reduced and the outdoor heat exchanger becomes difficult to be cooled, resulting in difficulty in frost formation. It becomes possible to prevent all frost formation.
請求項２記載の発明によれば、前記圧縮機の回転数の制御は、室内機の設置された部屋の温度を検出する室内温度センサによって検出した室内温度が所定値以上低下しない範囲で、圧縮機の回転数を制御するようにしたので、暖房運転能力が多少低下したとしても冷媒の循環量を減らすことで室外熱交換器の冷却の進行を遅らせて全着霜を防ぐことが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, the rotation speed of the compressor is controlled within a range in which the indoor temperature detected by the indoor temperature sensor that detects the temperature of the room in which the indoor unit is installed does not decrease more than a predetermined value. Since the number of revolutions of the machine is controlled, it is possible to prevent the total frost formation by delaying the cooling of the outdoor heat exchanger by reducing the circulation amount of the refrigerant even if the heating operation capacity is somewhat reduced. .
請求項３記載の発明によれば、前記全着霜判断手段は、前記室外熱交換器の温度を計測する室外熱交温度センサと、外気温度を計測する外気温度センサとの２つのセンサで計測した温度に基づく温度判定条件、及び／又は、前記室外ファンの回転数を検出する機能に基づく室外ファンの回転数の変化に関するファン回転数条件を満たした場合に全着霜に至る可能性があると判断するようにしたので、全着霜に至る可能性があることを的確に判断することが可能となる。 According to a third aspect of the present invention, the total frost determination means is measured by two sensors, an outdoor heat exchange temperature sensor that measures the temperature of the outdoor heat exchanger and an outdoor temperature sensor that measures the outdoor temperature. If the temperature determination condition based on the measured temperature and / or the fan rotation speed condition relating to the change in the rotation speed of the outdoor fan based on the function of detecting the rotation speed of the outdoor fan is satisfied, there is a possibility that full frost formation may occur. Therefore, it is possible to accurately determine that there is a possibility of total frost formation.
請求項４記載の発明によれば、本発明特有の温度判定条件により、熱交換器が全着霜に至る可能性があることを正確に判別できる。 According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to accurately determine that the heat exchanger may reach total frost formation based on the temperature determination condition unique to the present invention.
請求項５記載の発明によれば、ファン回転数条件は、検出した実回転数が目標ファン回転数に対して所定の回転数以上低下した場合としたので、室外ファンに着霜が生じて回転数が落ち始めたことを検出することが可能となる。 According to the fifth aspect of the present invention, the fan rotational speed condition is that the detected actual rotational speed is lower than the predetermined rotational speed with respect to the target fan rotational speed. It is possible to detect that the number has begun to drop.
本発明による空気調和機は、圧縮機、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器を配管により環状に連結し、室内ファン、室外ファンを備え、各種センサで検出した情報に基づいて前記圧縮機、前記室内ファン、前記膨張弁、前記室外ファンを制御する制御部を具備し、前記室外熱交換器に着霜した霜を落とす除霜運転機能を有する空気調和機において、現在の制御のまま暖房運転を継続すると前記室外熱交換器が全着霜に至る可能性があるか否かを判断する全着霜判断手段を備え、暖房運転中に前記全着霜判断手段が前記室外熱交換器が全着霜に至る可能性があると判断した後に除霜運転を開始した場合には、除霜運転終了後の暖房運転開始時から前記圧縮機の回転数を通常暖房運転時の回転数より下げるように制御することを特徴とするものである。以下、詳細に説明を行う。 An air conditioner according to the present invention includes a compressor, an indoor heat exchanger, an expansion valve, and an outdoor heat exchanger connected in a ring shape by piping, and includes an indoor fan and an outdoor fan, and the compression based on information detected by various sensors. An air conditioner having a defrosting operation function for removing frost formed on the outdoor heat exchanger, and a control unit for controlling the outdoor fan, the indoor fan, the expansion valve, and the outdoor fan. When the heating operation is continued, the outdoor heat exchanger includes a total frost determination unit that determines whether or not there is a possibility that the outdoor heat exchanger may reach a total frost, and the total frost determination unit during the heating operation includes the outdoor frost determination unit. When the defrosting operation is started after determining that there is a possibility of reaching full frosting, the rotation speed of the compressor from the rotation speed during the normal heating operation from the start of the heating operation after the completion of the defrosting operation. Characterized by being controlled to lower A. Details will be described below.
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図３に示すのは、本発明による空気調和機の構成を表した回路図である。この図３において、空気調和機は室外機１０と室内機２２で構成され、前記室外機１０の圧縮機３１、四方弁３６から、前記室内機２２の室内熱交換器２６を通り、前記室外機１０の膨張弁２７、室外熱交換器１２を経て、前記圧縮機３１に戻るように配管により環状に連結して暖房運転（点線矢印）を行い、四方弁３６の切り替えにより、冷房運転（実線矢印）に切替える。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of the air conditioner according to the present invention. In FIG. 3, the air conditioner includes an
さらに詳しくは、前記圧縮機３１の周囲には、前記圧縮機３１の筐体に取り付けられた圧縮機温度センサ３２と前記圧縮機３１の吐出配管に取り付けられた圧縮機吐出側温度センサ３３と前記圧縮機３１の吸入配管に取り付けられた吸入側温度センサ３４を有し、吐出側は、高圧センサ３０とオイルセパレータ３５と逆止弁１８を介して前記四方弁３６に連結されている。また、圧縮機３１の吸入側とオイルセパレータ３５の間に配管で連結されている電磁弁１９は、起動時に冷媒が所定温度になるまでオイルセパレータ３５と圧縮機３１の吸入側をバイパスするために開放される。
前記室内機２２の室内熱交換器２６には、この室内熱交換器２６の室内熱交換器の温度を検出する室内熱交中間温度センサ２３が設けられ、また、前記室内熱交換器２６に臨ませてこの室内熱交換器２６に風を送る室内ファン２５と室内機２２の設置された部屋の温度を検出する室内温度センサ２４が設けられて室内機２２を構成している。
前記膨張弁２７と室外熱交換器１２との間には、ストレーナ３８が介在されて連結されている。
前記室外機１０の室外熱交換器１２には、この室外熱交換器１２の温度を検出する室外熱交温度センサ２８が設けられ、室外熱交換器１２の近傍に外気温度センサ２９が設けられている。この室外熱交温度センサ２８で検出される室外熱交換器１２の温度は、室外熱交換器１２の中を通過する冷媒の温度（飽和温度）と等しい。
前記四方弁３６と圧縮機３１の吸入側の間には、低圧センサ２１とサブアキュムレータ２０が設けられている。
More specifically, around the
The
A
The
A low-
図４は、本発明の空気調和機における制御回路の構成の一例を示したブロック図である。この図４において、各種演算、駆動信号の出力、モードの切り替えなどの制御を行う制御部３９と、演算データ、操作信号などを入力するための入力部４０と、暖房運転、冷房運転、除霜運転等、各運転モードの詳細な設定などを記憶するＲＡＭ４１と、操作手順などのプログラム等を記憶するＲＯＭ４２と、前記四方弁３６、電磁弁１９、膨張弁２７、室外ファン１４その他の室外機１０の駆動部を制御する室外機制御部４３と、室内機２２を制御する室内機制御部４４とで構成されている。
前記制御部３９には、室外熱交温度センサ２８、及び、外気温度センサ２９と、これら以外の圧縮機温度センサ３２、吐出側温度センサ３３、吸入側温度センサ３４、室内熱交中間温度センサ２３、室内温度センサ２４などの各種センサ３７とが接続されている。
前記制御部３９、入力部４０、ＲＡＭ４１、ＲＯＭ４２、室外機制御部４３、室内機制御部４４からなる制御回路は、前記室内機２２と室外機１０のいずれに設けてもよい。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of the control circuit in the air conditioner of the present invention. In FIG. 4, a
The
A control circuit including the
ここで、本発明による空気調和機は、室外熱交換器１２の全着霜を回避して室外ファン１４への着霜を防ぐことで、室外ファン１４の振動による騒音及びファンモータ１７の軸や固定具等の破損を防止するようにしたことを特徴とするものであり、除霜運転終了後の暖房運転開始時から前記圧縮機３１の回転数を通常暖房運転時の回転数より下げるように制御することで、暖房運転能力を低下させて室外熱交換器１２が急激に冷却されることを防いで、室外熱交換器１２の全着霜を防止するようにしたものである。
Here, the air conditioner according to the present invention avoids all frost formation of the
通常、空気調和機において最初に暖房運転を開始する場合には、冷えた室内を所定温度まで暖める必要があるため、一定時間連続（例えば、３５分間連続）で暖房運転を行うように制御する。この間は、室外機１０の室外熱交換器１２に対して着霜が進行したとしても、室内温度を上昇させることを優先することになる。よって、基本的には設定した時間経過、若しくは、設定した気温条件を満足した時に除霜運転を行う構成となっているが、最初の暖房運転開始時には、除霜運転の条件を満たしたとしても除霜運転に移行せずに暖房運転を行うようにしている。しかし、この暖房運転開始からの一定時間において全着霜に至る可能性があると判定した場合には、室外ファン１４に霜が着きやすい状況であるので本発明特有の制御を行うものとする。全着霜に至る可能性があると判定する際には、１つ目は外気温度センサ２９の温度Ｔ１及び室外熱交温度センサ２８の温度Ｔ２を用いた温度判定条件、２つ目は室外機のファン回転数で判定する。具体的な条件を次に示す。
Usually, when the heating operation is first started in the air conditioner, since it is necessary to warm the cooled room to a predetermined temperature, control is performed so that the heating operation is performed continuously for a certain time (for example, 35 minutes continuously). During this time, even if frosting proceeds on the
図１に示すのは、本発明による空気調和機における初回の暖房運転開始時の制御方法を表したフローチャート図である。この図１において、先ず、暖房運転を開始（Ｓ１０１）したら、そのときの時刻を記憶しておく。また、暖房運転開始時の外気温度Ｔ１（Ｓ１０２）、及び、室外機熱交換器温度Ｔ２（Ｓ１０３）を検出する。この検出したＴ１とＴ２について、以下の温度判定条件を満たすか否かを判別する（Ｓ１０４）。
［温度判定条件］
（１）Ｔ１≧−１０℃ かつ Ｔ２≦−１７℃
（２）Ｔ１＜−１０℃ かつ Ｔ２≦Ｔ１−７℃
（３）Ｔ１＜−１０℃ かつ Ｔ２≦−２０℃
上記（１）〜（３）の何れかの条件を満たすかを判別し、満たす場合には（Ｓ１０５）へ移行し、満たさない場合には（Ｓ１０９）へ移行する。
FIG. 1 is a flowchart showing a control method at the start of the first heating operation in the air conditioner according to the present invention. In FIG. 1, first, when the heating operation is started (S101), the time at that time is stored. Further, the outside air temperature T 1 (S102) at the start of the heating operation and the outdoor unit heat exchanger temperature T 2 (S103) are detected. For T 1 and T 2 this the detected, determines whether the following temperature determination condition is satisfied (S104).
[Temperature judgment condition]
(1) T 1 ≧ −10 ° C. and T 2 ≦ −17 ° C.
(2) T 1 <−10 ° C. and T 2 ≦ T 1 −7 ° C.
(3) T 1 <−10 ° C. and T 2 ≦ −20 ° C.
It is determined whether any of the above conditions (1) to (3) is satisfied, and if satisfied, the process proceeds to (S105), and if not satisfied, the process proceeds to (S109).
ここで、上記（１）〜（３）の温度判定条件において、−１０℃は温度に関する第一閾値であり、−１７℃は温度に関する第二閾値であり、−２０℃は温度に関する第三閾値である。第一閾値、第二閾値及び第三閾値はこの値に限られるものではなく、室外熱交換器１２の全着霜に至る可能性があることを的確に判断できるように室外機１０の大きさや構造に合わせて適宜変更して設定するものとする。また、上記（２）においてＴ１とＴ２の間に７℃の温度差があることを条件としている。これは第一閾値と第二閾値との温度差が７℃であるのに合わせて設定したが、必ずしもこれに限らず、この温度差についても適宜変更して設定するものとする。さらに、−２０℃という極低温の第三閾値を設定しているのは、吹雪による雪が付着することなどによって室外熱交換器１２の温度が急激に低下することがあり、このような場合にも全着霜の可能性が高いため、第三閾値として設定している。
Here, in the temperature determination conditions (1) to (3) above, −10 ° C. is a first threshold value related to temperature, −17 ° C. is a second threshold value related to temperature, and −20 ° C. is a third threshold value related to temperature. It is. The first threshold value, the second threshold value, and the third threshold value are not limited to these values, and the size of the
温度条件を満たした場合には、次に、室外機１０の室外ファン１４の回転数を検出する（Ｓ１０５）。通常、室外ファン１４に対して目標とする回転数を設定して制御を行っているが、目標回転数と実回転数にズレが生じる場合があり、特に、室外ファン１４に着霜して負荷が大きくなっているような場合には両者のズレは大きくなる。そこで、以下のようなファン回転数条件を満たすか否かを判別する（Ｓ１０６）。
［ファン回転数条件］
目標ファン回転数がＡｒｐｍ、実回転数がＢｒｐｍのとき、 Ｂ≧Ａ−２５
（全着霜により、室外ファン１４に負荷がかかり目標回転数まで回らなくなる。）
すなわち、実回転数がＢｒｐｍが目標ファン回転数Ａｒｐｍよりも２５回転以上小さくなっている場合には、室外熱交換器１２は全着霜してしまっていて室外ファン１４にも着霜して負荷がかかり目標回転数まで回らなくなっている可能性が高いと判断する。
このファン回転数条件を満たす場合には（Ｓ１０７）へ移行し、満たさない場合には（Ｓ１０９）へ移行する。
If the temperature condition is satisfied, next, the rotational speed of the
[Fan speed condition]
When the target fan speed is Arpm and the actual speed is Brpm, B ≧ A-25
(Due to total frost formation, the
That is, when the actual rotational speed Brpm is smaller than the target fan rotational speed Arpm by 25 revolutions or more, the
If this fan rotational speed condition is satisfied, the routine proceeds to (S107), and if not, the routine proceeds to (S109).
以上の温度判定条件及びファン回転数条件を満たした場合、その満たした時点での暖房運転開始時刻Ｈからの経過時間Ｃが所定時間内、例えば、２０分以内であるか否かを判別する（Ｓ１０７）。２０分以内にこれらの条件を満たした場合には、除霜運転終了後の暖房運転開始時から室外機１０の圧縮機３１の回転数を抑える制御を行うことをメモリに記憶する（Ｓ１０８）。ここで、メモリは、図４に示すＲＡＭ４１であってもよいし、図示しないメモリ手段であってもよい。なお、暖房運転開始からの経過時間Ｃが２０分以上経過している場合には、そのまま（Ｓ１０９）へ移行する。
When the above temperature determination condition and fan rotation speed condition are satisfied, it is determined whether or not the elapsed time C from the heating operation start time H at the time when the condition is satisfied is within a predetermined time, for example, within 20 minutes ( S107). When these conditions are satisfied within 20 minutes, it is stored in the memory that control is performed to suppress the rotational speed of the
このように圧縮機３１の回転数を抑える制御を行うのは、圧縮機３１の回転数を制限して冷媒の循環量を減らすことで、室外熱交換器１２の熱交換能力を低下させて冷却を遅らせることで着霜の進行を防ぎ、結果、全着霜を防ぐためである。
このとき、圧縮機３１の回転数を抑えるということは、空気調和機の暖房能力を低下させることになるため、目標とする室温まで温度が上がらなかったり、室温が低下し始めたりする可能性がある。しかし、前記温度判定条件及びファン回転数条件を満たした場合には、室外熱交換器１２の全着霜を防止することを優先するために、圧縮機３１の回転数を制限する制御を行う。
The control for suppressing the rotation speed of the
At this time, suppressing the number of rotations of the
圧縮機３１の回転数の制御の具体的内容については、例えば、圧縮機３１の回転数を通常暖房運転時の回転数より下げるように制御することが考えられる。現在の外気温度、室内温度、目標室内温度等の条件から選択される圧縮機３１の回転数は予め設定されており、その設定に基づいて通常暖房運転が行われている。しかし、本発明の圧縮機回転数の制御に移行した場合には、外気温度、室内温度、目標室内温度等の条件が同じ場合に通常暖房運転時に選択される回転数よりも常に低い回転数が選択されるように制御する。このときの回転数の下げ幅は、室内機２２の設置された部屋の温度を検出する室内温度センサ２４によって室温をモニタリングして、検出した室温が当該制御開始時の温度に対して所定値（例えば３℃）以上低下しない範囲で、圧縮機３１の回転数を制限する。また、低回転数付近において更に回転数を下げる運転が難しい場合があるので、当該制御時の適切な回転数の下限を設定する。これらの回転数の下げ幅、回転数の下限などの設定事項は、室温が低下し続けてしまう等の不具合が生じないように、予め試験、シミュレーションを行って、当該制御時の適切な数値に設定する。
回転数を下げる具体例としては、例えば、全着霜（全結氷）に至る可能性があると判断されて除霜運転後に暖房運転を開始する際に、各条件が室外温度−３℃、室内温度２０℃、目標室内温度３０℃であった場合、通常暖房運転時の制御では圧縮機３１の回転数は９５ｒｐｓに設定されるところを、８０ｒｐｓに下げて運転することで全着霜を防止する。
As for the specific contents of the control of the rotation speed of the
As a specific example of reducing the rotation speed, for example, when it is determined that there is a possibility of reaching total frost formation (total icing) and heating operation is started after defrosting operation, When the temperature is 20 ° C. and the target room temperature is 30 ° C., the control of the normal heating operation is performed by reducing the rotational speed of the
前述の通り、初回暖房運転時は一定時間連続、例えば３５分間連続で暖房運転を行うように制御するので、３５分経過したか否かを（Ｓ１０９）で判定する。３５分経過した場合には（Ｓ１１０）へ移行し、３５分経過していない場合には（Ｓ１０２）へ移行する。 As described above, since the control is performed so that the heating operation is performed for a certain period of time continuously, for example, 35 minutes continuously during the first heating operation, it is determined whether or not 35 minutes have elapsed (S109). If 35 minutes have elapsed, the process proceeds to (S110), and if 35 minutes have not elapsed, the process proceeds to (S102).
（Ｓ１１０）では、除霜運転が必要か否かを判定する。この図１のフローチャートの制御とは別に、本発明は室外熱交換器１２に対して除霜運転を行うべきか否かを判定する判定手段を前記制御部３９に有しており、この判定手段において除霜運転が必要であると判定した場合には図２の（Ｓ２０１）へ移行する。暖房運転を終了して、除霜運転を開始することになる。他方、除霜運転が不要であると判断した場合には（Ｓ１０２）へ戻って、暖房運転を再開する。
In (S110), it is determined whether or not a defrosting operation is necessary. In addition to the control of the flowchart of FIG. 1, the present invention has a determination means for determining whether or not the defrosting operation should be performed on the
図２の（Ｓ２０１）では、暖房運転を終了して除霜運転を開始する。除霜運転は、図３における四方弁３６を切替えて冷房運転時の接続で運転することで室外熱交換器１２を温めて霜を溶かす。なお、除霜運転の方法はこれに限らず、別途ヒータを用いた除霜手段やホットガスバイパスによる除霜手段などによって適宜除霜を行う。そして、除霜運転を一定時間行う、或いは、室外熱交温度センサ２８で計測した温度が所定値以上となったなどの除霜運転解除の条件を満たした時点で除霜運転を終了する（Ｓ２０２）。ここで、除霜運転終了から次の暖房運転に移行する前に、前記（Ｓ１０８）のステップにおいて、室外機１０の圧縮機３１の回転数を抑える制御を行うことがメモリに記憶されているか否かを確認（Ｓ２０３）し、記憶されている場合には（Ｓ２０４）へ移行し、記憶されていない場合には図１の（Ｓ１０２）へ移行する。（Ｓ２０４）では、圧縮機３１の回転数を抑える制御を行うことがメモリに記憶されていたので、圧縮機３１の回転数を通常暖房運転時よりも低い回転数で運転する制御へ移行する。その後、図１の（Ｓ１０２）へ移行する。図１の（Ｓ１０２）へ移行後は、暖房運転が再開され、この時、通常暖房運転時よりも低い回転数で運転する制御へ移行していた場合には、前述の通り、外気温度、室内温度、目標室内温度等の条件が同じ場合に通常暖房運転時に選択される回転数よりも常に低い回転数が選択されるように制御する。
In (S201) of FIG. 2, the heating operation is terminated and the defrosting operation is started. In the defrosting operation, the
以上のように、本発明の空気調和機によれば、室外機１０の室外熱交換器１２が全着霜に至る可能性があることを温度判定条件及びファン回転数条件によって判別した場合には、除霜運転終了後の暖房運転開始時から前記圧縮機の回転数を通常暖房運転時の回転数より下げるように制御するようにしたので、暖房運転能力が多少低下したとしても圧縮機３１の回転数を制限して冷媒の循環量を減らすことで、室外熱交換器１２の冷却の進行を遅らせて全着霜を防ぐことが可能となる。
As described above, according to the air conditioner of the present invention, when the
前記実施例においては、最初の暖房運転開始時から所定時間（実施例では２０分）以内で全着霜に至るような状況か否かを判断し、この時間内に条件を満たさない場合には圧縮機３１の回転数の制御は行わないものとしていたが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、最初の暖房運転開始から１０分経過後に急激に気温が低下して暖房運転開始から２５分経過時点で温度判定条件及びファン回転数条件を満たすようになった場合、室外熱交換器１２が全着霜してしまい残りの１０分の暖房運転でファンに着霜が生じる可能性は十分にあるが、前記実施例１の場合には圧縮機３１の回転数の制御は行わないことになる。しかし、このような場合に対応するために、暖房運転開始からの所定時間のみに着目するのではなく、直近の一定時間内に条件を満たすようになった場合についても、除霜運転終了後の暖房運転開始時から室外機１０の圧縮機３１の回転数の制御をするようにしてもよい。これに限らず、全着霜が生じ、かつ、ファンにも着霜が生じている状況を判別するための条件は、適宜設定可能である。
In the said Example, it is judged whether it is the situation which reaches all the frost within the predetermined time (20 minutes in an Example) from the time of the first heating operation start, and when conditions are not satisfied within this time Although the control of the rotation speed of the
１０…室外機、１１…筐体、１２…室外熱交換器、１３…大気取入口、１４…室外ファン、１５…吹出口、１７…ファンモータ、１８…逆止弁、１９…電磁弁、２０…サブアキュムレータ、２１…低圧センサ、２２…室内機、２３…室内熱交中間温度センサ、２４…室内温度センサ、２５…室内ファン、２６…室内熱交換器、２７…膨張弁、２８…室外熱交温度センサ、２９…外気温度センサ、３０…高圧センサ、３１…圧縮機、３２…圧縮機温度センサ、３３…吐出側温度センサ、３４…吸入側温度センサ、３５…オイルセパレータ、３６…四方弁、３７…各種センサ、３８…ストレーナ、３９…制御部、４０…入力部、４１…ＲＡＭ、４２…ＲＯＭ、４３…室外機制御部、４４…室内機制御部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
現在の制御のまま暖房運転を継続すると前記室外熱交換器が全着霜に至る可能性があるか否かを判断する全着霜判断手段を備え、暖房運転中に前記全着霜判断手段が前記室外熱交換器が全着霜に至る可能性があると判断した後に除霜運転を開始した場合には、除霜運転終了後の暖房運転開始時から前記圧縮機の回転数を通常暖房運転時の回転数より下げるように制御することを特徴とする空気調和機。 A compressor, an indoor heat exchanger, an expansion valve, and an outdoor heat exchanger are connected in an annular shape by piping, and include an indoor fan and an outdoor fan, and the compressor, the indoor fan, and the expansion based on information detected by various sensors In an air conditioner having a control unit for controlling the valve and the outdoor fan, and having a defrosting operation function for removing frost formed on the outdoor heat exchanger,
When the heating operation is continued with the current control, the outdoor heat exchanger includes a total frost determination unit that determines whether or not there is a possibility of reaching the total frost formation. When the defrosting operation is started after it is determined that the outdoor heat exchanger may reach full frost formation, the rotation speed of the compressor is set to the normal heating operation from the start of the heating operation after the completion of the defrosting operation. An air conditioner that is controlled to be lower than the rotational speed of the hour.
（１）Ｔ１≧第一閾値 かつ Ｔ２≦第ニ閾値
（２）Ｔ１＜第一閾値 かつ Ｔ２とＴ１の温度差が所定値以上
の何れかを満たす場合としたことを特徴とする請求項１乃至３記載の空気調和機。 The temperature determination condition is set such that the temperature by the outdoor temperature sensor is T 1 , the temperature by the outdoor heat exchange temperature sensor is T 2 , and a first threshold value related to temperature and a second threshold value lower than the first threshold value are set. When
(1) T 1 ≧ first threshold and T 2 ≦ second threshold (2) T 1 <first threshold and the temperature difference between T 2 and T 1 satisfies any one of a predetermined value or more. The air conditioner according to any one of claims 1 to 3.
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