JP6888169B2 - Air conditioner - Google Patents
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Description
本開示は、空気調和装置に関し、特に、室外熱交換器の除霜を行なう除霜運転を実行可能な空気調和装置に関する。 The present disclosure relates to an air conditioner, and more particularly to an air conditioner capable of performing a defrosting operation for defrosting an outdoor heat exchanger.
国際公開第２０１６／０８４１３９号パンフレット（特許文献１）は、暖房運転時における室外熱交換器への着霜を検知して除霜可能な空気調和機を開示する。この空気調和機においては、室外熱交換器に送風するファンの回転数を制御する指令電圧に基づいて、室外熱交換器の除霜運転が開始される。これにより、ファンの電流を検知するセンサを設けることなく、安価に室外熱交換器への着霜を検知して除霜運転を行なうことができる（特許文献１参照）。 International Publication No. 2016/084139 (Patent Document 1) discloses an air conditioner capable of detecting and removing frost on an outdoor heat exchanger during heating operation. In this air conditioner, the defrosting operation of the outdoor heat exchanger is started based on the command voltage that controls the rotation speed of the fan that blows air to the outdoor heat exchanger. As a result, it is possible to inexpensively detect frost formation on the outdoor heat exchanger and perform defrosting operation without providing a sensor for detecting the fan current (see Patent Document 1).
特許文献１に記載の空気調和機は、電流検知センサを用いることなく、ファンの回転数を制御する指令電圧（以下「ファン指令電圧」とも称する。）に基づいて室外熱交換器への着霜を検知できる点で有用である。しかしながら、屋外に設けられる上記ファンが風の影響を受けたり、ファンの一部が欠けたりする等の外乱が生じると、ファンの回転数を目標に維持するためにファン指令電圧が変動し、室外熱交換器への着霜の検知を誤判定する可能性がある。その結果、除霜運転が必要以上に行なわれたり、必要なタイミングで作動しなかったりする等して、室内の快適性が損なわれる可能性がある。
The air conditioner described in
本開示は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、風等の外乱が発生している状況下においても、適切なタイミングで除霜運転を実行可能な空気調和装置を提供することである。 The present disclosure has been made to solve such a problem, and the purpose of the present disclosure is to provide an air conditioner capable of performing defrosting operation at an appropriate timing even in a situation where a disturbance such as wind is occurring. To provide.
本開示の空気調和装置は、圧縮機、室内熱交換器、膨張弁及び室外熱交換器が冷媒配管によって環状に接続された冷媒回路と、室外熱交換器に設けられるファンと、冷媒回路を制御することによって室外熱交換器の除霜を行なう除霜運転を実行可能に構成された制御装置とを備える。制御装置は、ファンの回転数を制御するための第１の物理量と、膨張弁を通過する冷媒の流量に関する第２の物理量とに基づいて、除霜運転の実行要否を制御する。 The air conditioner of the present disclosure controls a refrigerant circuit in which a compressor, an indoor heat exchanger, an expansion valve and an outdoor heat exchanger are cyclically connected by a refrigerant pipe, a fan provided in the outdoor heat exchanger, and a refrigerant circuit. It is provided with a control device configured to be able to perform a defrosting operation for defrosting the outdoor heat exchanger. The control device controls whether or not the defrosting operation needs to be performed based on the first physical quantity for controlling the rotation speed of the fan and the second physical quantity for the flow rate of the refrigerant passing through the expansion valve.
第１の物理量は、たとえば、ファン指令電圧や、ファンの実電圧、電流、電力等である。この第１の物理量は、風等の外乱のない状況下では、除霜運転の開始判断に有用であるけれども、上述のように、外乱が発生すると、第１の物理量のみでは除霜運転の開始タイミングを誤判定し得る。 The first physical quantity is, for example, the fan command voltage, the actual voltage of the fan, the current, the electric power, and the like. This first physical quantity is useful for determining the start of the defrosting operation in the absence of disturbance such as wind. However, as described above, when a disturbance occurs, the defrosting operation is started only with the first physical quantity. Timing can be misjudged.
そこで、本開示の空気調和装置においては、除霜運転の実行要否の制御に、第１の物理量とともに第２の物理量が用いられる。第２の物理量は、たとえば、膨張弁の開度や容量係数（Ｃｖ値）等である。風等の外乱がない状況下における第１の物理量は、室外熱交換器における蒸発温度と相関を示し、蒸発温度は、第２の物理量と相関を示すので、第１の物理量と第２の物理量とは相関を示す。よって、外乱がない状況下における、除霜運転を開始する第１の物理量の値を、第２の物理量から判断することが可能である。ここで、第２の物理量は、冷媒回路の状態によって決まるため、風等の外乱の影響を受けない。したがって、外乱が発生しても、外乱がない状況下における、除霜運転を開始する第１の物理量の値を、第２の物理量から判断することができる。 Therefore, in the air conditioner of the present disclosure, a second physical quantity is used together with the first physical quantity to control the necessity of executing the defrosting operation. The second physical quantity is, for example, the opening degree of the expansion valve, the capacitance coefficient (Cv value), and the like. Since the first physical quantity correlates with the evaporation temperature in the outdoor heat exchanger and the evaporation temperature correlates with the second physical quantity in the absence of disturbance such as wind, the first physical quantity and the second physical quantity Shows a correlation with. Therefore, it is possible to determine the value of the first physical quantity for starting the defrosting operation from the second physical quantity in the absence of disturbance. Here, since the second physical quantity is determined by the state of the refrigerant circuit, it is not affected by disturbance such as wind. Therefore, even if a disturbance occurs, the value of the first physical quantity that starts the defrosting operation under the condition that there is no disturbance can be determined from the second physical quantity.
本開示の空気調和装置によれば、風等の外乱が発生している状況下においても、適切なタイミングで除霜運転を実行することができる。 According to the air conditioner of the present disclosure, the defrosting operation can be executed at an appropriate timing even in a situation where a disturbance such as wind is generated.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、複数の実施の形態について説明するが、各実施の形態で説明された構成を適宜組合わせることは出願当初から予定されている。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Hereinafter, a plurality of embodiments will be described, but it is planned from the beginning of the application that the configurations described in the respective embodiments are appropriately combined. The same or corresponding parts in the drawings are designated by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
実施の形態１．
＜空気調和装置の構成＞
図１は、本開示の実施の形態１に従う空気調和装置の全体構成図である。図１を参照して、空気調和装置１は、室外機２と、室内機３とを備える。室外機２は、風雪の影響を受ける屋外に設置され、室内機３は、空調を行なう対象空間（室内）に設置される。
<Configuration of air conditioner>
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an air conditioner according to the first embodiment of the present disclosure. With reference to FIG. 1, the
室外機２は、圧縮機１０と、四方弁２０と、膨張弁４０と、室外熱交換器５０と、ファン５２と、ファン駆動装置５４とを含む。また、室外機２は、管６２，６４，６６，６８，７０，７２と、温度センサ８２，８６，９２と、圧力センサ８４と、制御装置１００とをさらに含む。室内機３は、室内熱交換器３０と、ファン３２と、温度センサ８８とを含む。室内機３は、管６４，６６を通じて室外機２に接続されている。
The
管６２は、圧縮機１０の吐出ポートと四方弁２０のポートｐ１とを接続する。管６４は、四方弁２０のポートｐ２と室内熱交換器３０とを接続する。管６６は、室内熱交換器３０と膨張弁４０とを接続する。管６８は、膨張弁４０と室外熱交換器５０とを接続する。管７０は、室外熱交換器５０と四方弁２０のポートｐ３とを接続する。管７２は、四方弁２０のポートｐ４と圧縮機１０の吸入ポートとを接続する。
The
圧縮機１０は、管７２から吸入される冷媒を圧縮して管６２へ出力する。圧縮機１０は、制御装置１００からの制御信号に従って運転周波数ｆを調整可能に構成される。圧縮機１０の運転周波数ｆを調整することで圧縮機１０の出力が調整される。圧縮機１０には種々のタイプのものを採用可能であり、たとえば、ロータリータイプ、往復タイプ、スクロールタイプ、スクリュータイプ等のものを採用し得る。
The
四方弁２０は、制御装置１００からの制御信号に従って、第１状態（暖房運転時）及び第２状態（除霜運転時）のいずれかに切替えられる。第１状態では、ポートｐ１とポートｐ２とが連通し、ポートｐ３とポートｐ４とが連通する。これにより、第１状態では、管６２と管６４とが接続され、管７０と管７２とが接続される。第２状態では、ポートｐ１とポートｐ３とが連通し、ポートｐ２とポートｐ４とが連通する。これにより、第２状態では、管６２と管７０とが接続され、管６４と管７２とが接続される。
The four-
室内熱交換器３０は、暖房運転中、圧縮機１０から四方弁２０を通じて管６４に出力された冷媒を凝縮して管６６へ出力する。室内熱交換器３０は、圧縮機１０から出力された高温高圧の過熱蒸気（冷媒）が室内の空気と熱交換（放熱）を行なうように構成される。この熱交換により、冷媒は凝縮されて液化する。ファン３２は、室内熱交換器３０に併設され、室内熱交換器３０に空気を送風する。
During the heating operation, the
膨張弁４０は、暖房運転中、室内熱交換器３０から管６６へ出力された冷媒を減圧して管６８へ出力する。膨張弁４０は、たとえば電子膨張弁（ＬＥＶ）によって構成され、制御装置１００からの制御信号に従って開度Ｏｐが調整される。膨張弁４０の開度Ｏｐを閉方向に変化させると、膨張弁４０出側の冷媒圧力は低下し、冷媒の乾き度は上昇する。膨張弁４０の開度Ｏｐを開方向に変化させると、膨張弁４０出側の冷媒圧力は上昇し、冷媒の乾き度は低下する。膨張弁４０は、開度Ｏｐの検出値を制御装置１００へ出力する。
During the heating operation, the
室外熱交換器５０は、暖房運転中、膨張弁４０から管６８へ出力された冷媒を蒸発させて管７０へ出力する。室外熱交換器５０は、膨張弁４０により減圧された冷媒が外気と熱交換（吸熱）を行なうように構成される。この熱交換により、冷媒は蒸発して過熱蒸気となる。
The
室外熱交換器５０は、暖房運転中に冷媒が外気と熱交換（吸熱）を行なう際に着霜し得る。そして、室外熱交換器５０への着霜量が一定量になったものと判定されると（この判定処理については後述）、室外熱交換器５０の除霜を行なう除霜運転が実行される。除霜運転中は、圧縮機１０から四方弁２０を通じて管７０に出力された高温高圧の過熱蒸気（冷媒）が室外熱交換器５０に供給される。これにより、室外熱交換器５０の除霜が行なわれる。
The
ファン５２は、室外熱交換器５０に併設され、室外熱交換器５０へ空気を送風する。ファン駆動装置５４は、ファン５２を駆動するモータを含み、制御装置１００から受けるファン指令電圧Ｖｓｐに従ってファン５２を駆動する。
The
温度センサ８２は、暖房運転中の圧縮機１０出側の冷媒の温度Ｔｏを検出し、その検出値を制御装置１００へ出力する。圧力センサ８４は、暖房運転中の圧縮機１０出側の冷媒の圧力Ｐｏを検出し、その検出値を制御装置１００へ出力する。なお、圧力Ｐｏは、室内熱交換器３０入側の圧力に相当する。温度センサ８８は、室内熱交換器３０における冷媒の凝縮温度Ｔｃを検出し、その検出値を制御装置１００へ出力する。
The
温度センサ８６は、暖房運転中の室外熱交換器５０入側の冷媒の温度Ｔｅを検出し、その検出値を制御装置１００へ出力する。この温度Ｔｅは、室外熱交換器５０における冷媒の蒸発温度に相当する。温度センサ９２は、室外機２（室外熱交換器５０）が設置される場所の外気温度Ｔａを検出し、その検出値を制御装置１００へ出力する。
The
制御装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ（ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory））、各種信号を入出力するための入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、空気調和装置１における各機器の制御を行なう。なお、この制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
The
制御装置１００の主要な制御として、制御装置１００は、空気調和装置１が所望の空調運転を行なうように、圧縮機１０の運転周波数及び膨張弁４０の開度Ｏｐを制御する。また、制御装置１００は、ファン５２の回転数を目標回転数に制御するファン回転数制御を実行する。具体的には、制御装置１００は、ファン５２の回転数が目標回転数となるようにファン指令電圧Ｖｓｐを生成し、生成したファン指令電圧Ｖｓｐをファン駆動装置５４へ出力する。
As the main control of the
制御装置１００は、さらに、暖房運転中、室外熱交換器５０の除霜を行なう除霜運転の実行要否を制御する。そして、制御装置１００は、除霜運転の実行が必要と判断すると、四方弁２０を第１状態から第２状態に切替えて冷媒の流れを切替えることによって除霜運転を実行する。この制御装置１００による除霜運転の実行要否の制御については、後ほど詳しく説明する。
The
図２は、暖房運転中の四方弁２０の状態と冷媒の流れを示した図である。図２を参照して、暖房運転中は、圧縮機１０によって高温高圧の蒸気状態とされた冷媒は、四方弁２０を経由して室内熱交換器３０へ供給され、室内熱交換器３０において室内の空気と熱交換（放熱）することにより凝縮（液化）されて高圧の液冷媒となる。
FIG. 2 is a diagram showing a state of the four-
その後、冷媒は、膨張弁４０で減圧されて室外熱交換器５０へ供給され、室外熱交換器５０において外気と熱交換（吸熱）することにより蒸発（気化）されて低圧のガス冷媒となる。そして、冷媒は、四方弁２０を経由して圧縮機１０に再び吸入される。これにより、室内熱交換器３０が設置された空間（室内）が暖房される。
After that, the refrigerant is depressurized by the
図３は、除霜運転中の四方弁２０の状態と冷媒の流れを示した図である。図３を参照して、除霜運転中は、圧縮機１０によって高温高圧の蒸気状態とされた冷媒は、四方弁２０を経由して室外熱交換器５０へ供給される。これにより、室外熱交換器５０の除霜が行なわれる。なお、室外熱交換器５０を通過した冷媒は、膨張弁４０、室内熱交換器３０、四方弁２０を経由して圧縮機１０に再び吸入される。
FIG. 3 is a diagram showing the state of the four-
図４は、図１に示したファン駆動装置５４の構成を示す図である。図４を参照して、ファン駆動装置５４は、モータ５６と、制御基板５８とを含む。モータ５６は、制御基板５８のインバータにより駆動されて回転駆動力を発生し、モータ５６が発生した駆動力は、ファン５２の回転軸へ伝達される。モータ５６は、たとえば、ブラシレスＤＣモータである。制御基板５８は、モータ５６を駆動するインバータと、インバータの駆動信号を生成する駆動回路とを含む（いずれも図示せず）。駆動回路は、制御装置１００から作動電力（直流）の供給を受けるとともに、ファン指令電圧Ｖｓｐを受ける。そして、駆動回路は、ファン指令電圧Ｖｓｐに従って、インバータを駆動する駆動信号のデューティー比を調整する。
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the
具体的には、ファン指令電圧Ｖｓｐが高い程デューティー比が高くなるように駆動信号のデューティー比が調整され（インバータのスイッチング素子のオン時間が長くなる）、ファン指令電圧Ｖｓｐが低い程デューティー比が低くなるように駆動信号のデューティー比が調整される（インバータのスイッチング素子のオン時間は短くなる）。このようなデューティー比の調整により、実質的にモータ電圧の大きさを変化させるのと同様の効果が得られる。このようなデューティー比の調整によるモータ電圧の調整は、たとえば公知のＰＷＭ（Pulse Width Modulation）によって実現可能である。 Specifically, the duty ratio of the drive signal is adjusted so that the higher the fan command voltage Vsp is, the higher the duty ratio is (the on-time of the switching element of the inverter becomes longer), and the lower the fan command voltage Vsp is, the higher the duty ratio is. The duty ratio of the drive signal is adjusted so that it becomes lower (the on-time of the switching element of the inverter becomes shorter). By adjusting the duty ratio in this way, it is possible to obtain an effect substantially similar to changing the magnitude of the motor voltage. The adjustment of the motor voltage by such adjustment of the duty ratio can be realized by, for example, a known PWM (Pulse Width Modulation).
図５は、制御装置１００において実行されるファン回転数制御の処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、このフローチャートに示される一連の処理は、空気調和装置１の作動中（圧縮機１０の作動中）に所定時間毎に繰り返し実行される。
FIG. 5 is a flowchart showing an example of a fan rotation speed control processing procedure executed by the
図５を参照して、制御装置１００は、ファン５２（室外機ファン）の実回転数Ｎａをファン駆動装置５４から取得する（ステップＳ１０）。なお、ファン５２の実回転数Ｎａは、モータ５６においてホールセンサ等を用いて検出することができる。
With reference to FIG. 5, the
次いで、制御装置１００は、実回転数Ｎａから目標回転数Ｎｔを差引くことによって、実回転数Ｎａと目標回転数Ｎｔとの偏差ΔＮ（ΔＮ＝Ｎａ−Ｎｔ）を算出する（ステップＳ２０）。そして、制御装置１００は、偏差ΔＮの大きさ（絶対値）がしきい値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３０）。なお、このしきい値は、微小な偏差ΔＮに対しては制御を行なわないようにするための不感帯を設定するものである。
Next, the
偏差ΔＮの大きさがしきい値よりも大きいと判定されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、制御装置１００は、偏差ΔＮに基づいてファン指令電圧Ｖｓｐを算出する（ステップＳ４０）。具体的には、制御装置１００は、偏差ΔＮが正値のとき（Ｎａ＞Ｎｔ）は、偏差ΔＮが大きい程、ファン指令電圧Ｖｓｐが低くなるようにファン指令電圧Ｖｓｐを生成する。一方、偏差ΔＮが負値のとき（Ｎａ＜Ｎｔ）は、制御装置１００は、偏差ΔＮの大きさが大きい程、ファン指令電圧Ｖｓｐが高くなるようにファン指令電圧Ｖｓｐを生成する。
When it is determined that the magnitude of the deviation ΔN is larger than the threshold value (YES in step S30), the
そして、制御装置１００は、算出されたファン指令電圧Ｖｓｐをファン駆動装置５４へ出力する（ステップＳ５０）。なお、ステップＳ３０において、偏差ΔＮの大きさがしきい値以下であると判定されると（ステップＳ３０においてＮＯ）、制御装置１００は、ステップＳ４０，Ｓ５０の処理を実行することなくリターンへと処理を移行する。この場合、ファン指令電圧Ｖｓｐは、前回の演算値に維持される（偏差ΔＮに基づくファン指令電圧Ｖｓｐの調整なし）。
Then, the
＜除霜運転の実行可否の制御＞
室外熱交換器５０への着霜が進行すると除霜運転を行なう必要があるところ、除霜運転が必要以上に行なわれたり、必要なタイミングで作動しなかったりすると、室内の快適性が損なわれる可能性がある。そこで、室外熱交換器５０への着霜量に基づいて、除霜運転を適切なタイミングで行なう必要がある。<Control of whether or not defrosting operation can be performed>
When frost formation on the
図６は、室外熱交換器５０への着霜量の推移の一例を示す図である。図７は、図６に示した着霜量の変化に応じたファン指令電圧Ｖｓｐの推移を示す図である。図６及び図７を参照して、室外熱交換器５０への着霜量が増加すると（図６）、室外機２における風の流れの抵抗が増加する。これにより、ファン５２の負荷が増大し、ファン５２の回転数は低下傾向となる。そうすると、ファン５２の回転数を目標回転数に制御するために、ファン指令電圧Ｖｓｐが上昇する（図７）。
FIG. 6 is a diagram showing an example of the transition of the amount of frost on the
このように、室外熱交換器５０への着霜量とファン指令電圧Ｖｓｐとは相関を示す。そこで、着霜量とファン指令電圧Ｖｓｐとの関係を予め求めておくことにより、室外熱交換器５０の除霜運転を開始する着霜量をファン指令電圧Ｖｓｐから判断することができる。たとえば、着霜量Ｆ０で室外熱交換器５０の除霜運転を開始させるものとし、着霜量がＦ０であるときのファン指令電圧ＶｓｐがＶｔｈであるとすると、ファン指令電圧ＶｓｐがＶｔｈに達したことをもって除霜運転を開始させることができる。
In this way, the amount of frost on the
ところで、ファン５２は室外熱交換器５０とともに屋外に設置されるため、ファン５２の回転は、屋外での風の影響を受ける。また、ファン５２の一部が欠けたりした場合、ファン５２の回転負荷が変化する。ファン５２が風の影響を受けたり、ファン５２の一部が欠けたりする等の外乱が生じると、ファン５２の回転数を目標回転数に制御するためにファン指令電圧Ｖｓｐが変化する。これにより、ファン指令電圧Ｖｓｐに基づく着霜量、及びその着霜量に基づく除霜運転の開始タイミングを誤判定する可能性がある。以下、ファン５２が屋外で風の影響を受ける場合の問題点について詳しく説明する。
By the way, since the
図８は、ファン５２が追風を受けるときのファン指令電圧Ｖｓｐの推移の一例を示す図である。図８において、線Ｌ３は、ファン５２が追風を受けるときのファン指令電圧Ｖｓｐの推移を示す。点線Ｌ２は、参考用に、外乱がない場合（無風時）におけるファン指令電圧Ｖｓｐの推移（図７）を示す。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a transition of the fan command voltage Vsp when the
図８を参照して、時刻ｔ２までは無風であり、時刻ｔ２以降、ファン５２は追風（ファン５２の回転を促進させる風）を受けている。ファン５２が追風を受けると、ファン５２の回転数は増加傾向となるので、ファン５２の回転数を目標回転数に制御するために、ファン指令電圧Ｖｓｐは低下する（線Ｌ３）。
With reference to FIG. 8, there is no wind until time t2, and after time t2, the
そうすると、ファン指令電圧ＶｓｐがＶｔｈに達するタイミングは時刻ｔ３となり、外乱がない場合（無風時）にファン指令電圧ＶｓｐがＶｔｈに達するタイミングの時刻ｔ１よりも時間Δｔ１だけ遅くなる。すなわち、ファン５２が追風を受ける場合、除霜運転の開始は、本来除霜運転を開始すべき時刻ｔ１よりも時間Δｔ１だけ遅れることとなる。
Then, the timing at which the fan command voltage Vsp reaches Vth is time t3, which is later than the time t1 at the timing when the fan command voltage Vsp reaches Vth when there is no disturbance (when there is no wind). That is, when the
図９は、ファン５２が向風を受けるときのファン指令電圧Ｖｓｐの推移の一例を示す図である。図９において、線Ｌ４は、ファン５２が向風を受けるときのファン指令電圧Ｖｓｐの推移を示す。点線Ｌ２は、参考用に、外乱がない場合（無風時）におけるファン指令電圧Ｖｓｐの推移（図７）を示す。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a transition of the fan command voltage Vsp when the
図９を参照して、時刻ｔ４までは無風であり、時刻ｔ４以降、ファン５２は向風（回転を妨げる風）を受けている。ファン５２が向風を受けると、ファン５２の回転数は低下傾向となるので、ファン５２の回転数を目標回転数に制御するために、ファン指令電圧Ｖｓｐは上昇する（線Ｌ４）。
With reference to FIG. 9, there is no wind until time t4, and after time t4, the
そうすると、ファン指令電圧ＶｓｐがＶｔｈに達するタイミングは時刻ｔ５となり、外乱がない場合（無風時）にファン指令電圧ＶｓｐがＶｔｈに達するタイミングの時刻ｔ１よりも時間Δｔ２だけ早くなる。すなわち、ファン５２が向風を受ける場合、除霜運転の開始は、本来除霜運転を開始すべき時刻ｔ１よりも時間Δｔ２だけ早まることとなる。
Then, the timing at which the fan command voltage Vsp reaches Vth is time t5, which is earlier than the time t1 at the timing when the fan command voltage Vsp reaches Vth when there is no disturbance (when there is no wind). That is, when the
このように、ファン５２が受ける風（外乱）の影響によって、室外熱交換器５０への着霜量、及びその着霜量に基づく除霜運転の開始タイミングが誤判定され、その結果、除霜運転が必要以上に行なわれたり、或いは必要なタイミングで作動しなかったりして、室内の快適性が損なわれる可能性がある。
In this way, due to the influence of the wind (disturbance) received by the
そこで、この実施の形態１に従う空気調和装置１では、ファン指令電圧Ｖｓｐと、膨張弁４０の開度Ｏｐとに基づいて、除霜運転の実行要否が制御される。後ほど説明されるが、外乱がない状況下では、ファン指令電圧Ｖｓｐと膨張弁４０の開度Ｏｐとは相関を示す。よって、外乱がない状況下における、除霜運転を開始するファン指令電圧Ｖｓｐの値を、膨張弁４０の開度Ｏｐから判断することが可能である。ここで、膨張弁４０の開度Ｏｐは、冷媒回路の状態によって決まるため、風等の外乱の影響を受けない。したがって、外乱が発生しても、外乱がない状況下における、除霜運転を開始するファン指令電圧Ｖｓｐの値を、膨張弁４０の開度Ｏｐから判断することができる。すなわち、風等の外乱が発生している状況下においても、適切なタイミングで除霜運転を実行することができる。以下、本実施の形態１における除霜運転の実行要否の制御について、詳しく説明する。
Therefore, in the
図１０は、外気温度Ｔａが一定であり、冷媒回路の状態が一定に制御されている場合の、ファン指令電圧Ｖｓｐと室外熱交換器５０における蒸発温度Ｔｅとの関係の一例を示す図である。なお、冷媒回路の状態とは、たとえば、冷媒回路を循環する冷媒の圧縮機１０出側の吐出温度や、室内熱交換器３０出側の過冷却度ＳＣ、或いは、室外熱交換器５０出側の過熱度ＳＨ等である。すなわち、この図１０では、これらの少なくとも一つが、圧縮機１０や膨張弁４０等によって一定に制御されている状況下における、ファン指令電圧Ｖｓｐと蒸発温度Ｔｅとの関係が示されている。
FIG. 10 is a diagram showing an example of the relationship between the fan command voltage Vsp and the evaporation temperature Te in the
図１０を参照して、上記のような一定条件下では、ファン指令電圧Ｖｓｐと蒸発温度Ｔｅとは相関を示す。具体的には、ファン指令電圧Ｖｓｐが上昇すると蒸発温度Ｔｅは低下し、ファン指令電圧Ｖｓｐが低下すると蒸発温度Ｔｅは上昇する。 With reference to FIG. 10, under certain conditions as described above, the fan command voltage Vsp and the evaporation temperature Te show a correlation. Specifically, when the fan command voltage Vsp rises, the evaporation temperature Te decreases, and when the fan command voltage Vsp decreases, the evaporation temperature Te rises.
図１１は、外気温度Ｔａが一定であり、冷媒回路の状態が一定に制御されている場合の、蒸発温度Ｔｅと膨張弁４０の開度Ｏｐとの関係の一例を示す図である。図１１を参照して、一定条件下では、蒸発温度Ｔｅと膨張弁４０の開度Ｏｐとは相関を示す。具体的には、蒸発温度Ｔｅが上昇すると膨張弁４０の開度Ｏｐは上昇し、蒸発温度Ｔｅが低下すると膨張弁４０の開度Ｏｐは低下する。
FIG. 11 is a diagram showing an example of the relationship between the evaporation temperature Te and the opening degree Op of the
図１２は、外気温度Ｔａが一定であり、冷媒回路の状態が一定に制御されている場合の、ファン指令電圧Ｖｓｐと膨張弁４０の開度Ｏｐとの関係の一例を示す図である。図１２を参照して、一定条件下では、図１０及び図１１に示した関係から、ファン指令電圧Ｖｓｐと膨張弁４０の開度Ｏｐとは相関を示す。具体的には、ファン指令電圧Ｖｓｐが上昇すると膨張弁４０の開度Ｏｐは低下し、ファン指令電圧Ｖｓｐが低下すると膨張弁４０の開度Ｏｐは上昇する。
FIG. 12 is a diagram showing an example of the relationship between the fan command voltage Vsp and the opening degree Op of the
そこで、ファン指令電圧Ｖｓｐと膨張弁４０の開度Ｏｐとの関係を、外気温度Ｔａ及び冷媒回路の状態を規定する条件（冷媒の循環流量、凝縮温度Ｔｃ等）毎に予め求めておくことにより、除霜運転を開始する室外熱交換器５０への着霜量に対応するファン指令電圧Ｖｓｐの値を、膨張弁４０の開度Ｏｐから判断することができる。
Therefore, the relationship between the fan command voltage Vsp and the opening degree Op of the
ここで、膨張弁４０の開度Ｏｐは、外気温度Ｔａ及び冷媒回路の状態を規定する上記条件によって決まるので、ファン５２が受ける風等の外乱の影響を受けない。そのため、ファン指令電圧Ｖｓｐが外乱の影響を受けて変動しても、外乱がない状況下における、除霜運転を開始するファン指令電圧Ｖｓｐの値を、膨張弁４０の開度Ｏｐから判断することができる。したがって、外乱が発生している状況下においても、除霜運転を開始するタイミングを適切に判断することができる。
Here, since the opening degree Op of the
なお、一般的に、膨張弁４０の製造ばらつきによって、膨張弁４０の開度Ｏｐは、ある程度のばらつきを有する。そこで、図示されるように、除霜運転を開始するファン指令電圧Ｖｓｐの値Ｖｔｈに対応する膨張弁４０の開度ＯｐがＡであるとの関係がある場合に、膨張弁４０の製造ばらつきによる開度Ｏｐのばらつき等を考慮して、膨張弁４０の開度ＯｐがＡ±α（αはばらつき分）の範囲に含まれるときに除霜運転を開始するものとするのが望ましい。
In general, the opening degree Op of the
室外熱交換器５０への着霜量は、外気温度Ｔａに依存する。また、膨張弁４０の開度Ｏｐは、冷媒回路の状態を規定する条件（冷媒の循環流量、凝縮温度Ｔｃ等）によって決まる。冷媒の循環流量は、室内機３が設置される室内の負荷により定まり、凝縮温度Ｔｃは、室内の負荷や室内に供給される風量により定まる。すなわち、冷媒の循環流量及び凝縮温度Ｔｃは、室内の負荷等によって変化するので、膨張弁４０の開度Ｏｐは、冷媒の循環流量、凝縮温度Ｔｃの条件によって変わってくる。
The amount of frost formed on the
したがって、除霜運転を開始するファン指令電圧Ｖｓｐ（Ｖｔｈ）に対応する膨張弁４０の開度Ｏｐ（以下「除霜開始弁開度」と称する。）は、外気温度Ｔａ、冷媒の循環流量、及び凝縮温度Ｔｃによって変わる。そこで、本開示では、除霜運転の開始を判断する除霜開始弁開度が、外気温度Ｔａ、循環流量、及び凝縮温度Ｔｃ毎にマップで規定される。
Therefore, the opening degree Op of the
図１３は、除霜運転を開始する膨張弁４０の開度（除霜開始弁開度）を規定するマップの一例を示す図である。図１３を参照して、このマップでは、外気温度Ｔａ毎に、圧縮機１０の運転周波数ｆ及び凝縮温度Ｔｃをパラメータとする除霜開始弁開度Ａが規定されている（以下、このようなマップを「除霜開始判定マップ」と称する。）。冷媒の循環流量は、圧縮機１０の運転周波数ｆと相関を示すため、この実施の形態１では、冷媒の循環流量に関するパラメータとして、圧縮機１０の運転周波数ｆが用いられる。
FIG. 13 is a diagram showing an example of a map that defines the opening degree (defrosting start valve opening degree) of the
外気温度Ｔａ、圧縮機１０の運転周波数ｆ、及び凝縮温度Ｔｃ毎に、除霜運転を開始するファン指令電圧Ｖｓｐ（Ｖｔｈ）に対応する膨張弁４０の開度Ｏｐ（除霜開始弁開度）を実験等により予め求めることによって、図示されるような除霜開始判定マップを準備することができる。なお、このようにして求められた除霜開始判定マップは、制御装置１００のメモリ（ＲＯＭ）に記憶される。
Opening Op of
この実施の形態１に従う空気調和装置１では、ファン指令電圧Ｖｓｐがしきい値β以上である場合に、上記の除霜開始判定マップを用いた膨張弁４０の開度Ｏｐに基づく除霜運転の実行要否が判定される。しきい値βは、膨張弁４０の開度Ｏｐに基づく除霜運転の実行要否の判定を行なう実行条件に相当し、除霜開始判定マップに規定される除霜開始弁開度Ａの最小値よりも小さい値に適宜設定される。
In the
そして、ファン指令電圧Ｖｓｐがしきい値β以上である場合に、外気温度Ｔａ、圧縮機１０の運転周波数ｆ、及び凝縮温度Ｔｃに従って、除霜開始判定マップから除霜開始弁開度Ａが抽出される。ここで、上述のように、膨張弁４０の製造ばらつきにより、膨張弁４０の開度Ｏｐにはばらつきがあり、また、外気温度Ｔａや凝縮温度Ｔｃの検出値も温度センサのばらつきを含む。そこで、これらのばらつきを考慮して、膨張弁４０において検出される開度ＯｐがＡ±α１（α１はばらつき分）の範囲に含まれる場合に、除霜運転が開始される。
Then, when the fan command voltage Vsp is equal to or higher than the threshold value β, the defrosting start valve opening degree A is extracted from the defrosting start determination map according to the outside air temperature Ta, the operating frequency f of the
なお、膨張弁４０の開度ＯｐがＡ＋α１よりも大きい場合には、ファン５２に対して向風が発生している状況であり、開度ＯｐがＡ−α１よりも小さい場合には、ファン５２に対して追風が発生している状況であるといえる。
When the opening degree Op of the
図１４は、制御装置１００により実行される除霜運転実行判定の処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、たとえば、前回の除霜運転が実行されてから所定時間経過後、空気調和装置１の作動中（圧縮機１０の作動中）に所定間隔（たとえば１時間毎）で実行される。
FIG. 14 is a flowchart showing an example of a processing procedure for determining the execution of defrosting operation executed by the
図１４を参照して、制御装置１００は、ファン５２（室外機ファン）のファン指令電圧Ｖｓｐを取得する（ステップＳ１１０）。このファン指令電圧Ｖｓｐは、図５に示したファン回転数制御において生成されるものである。
With reference to FIG. 14, the
次いで、制御装置１００は、ファン指令電圧Ｖｓｐがしきい値β以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。上述のように、しきい値βは、膨張弁４０の開度Ｏｐに基づく除霜運転の実行要否の判定を行なう実行条件を規定するものであり、ファン指令電圧Ｖｓｐがしきい値βよりも低いときは（ステップＳ１２０においてＮＯ）、制御装置１００は、以降の一連の処理を実行することなく、エンドへと処理を移行する。
Next, the
ステップＳ１２０においてファン指令電圧Ｖｓｐがしきい値β以上であると判定されると（ステップＳ１２０においてＹＥＳ）、制御装置１００は、膨張弁４０の開度Ｏｐの検出値を膨張弁４０から取得する（ステップＳ１３０）。次いで、制御装置１００は、圧縮機１０の運転周波数ｆを取得するとともに、温度センサ８８から凝縮温度Ｔｃの検出値を取得し、温度センサ９２から外気温度Ｔａの検出値を取得する（ステップＳ１４０）。
When it is determined in step S120 that the fan command voltage Vsp is equal to or higher than the threshold value β (YES in step S120), the
そして、制御装置１００は、圧縮機１０の運転周波数ｆ、凝縮温度Ｔｃ、及び外気温度Ｔａに基づいて、メモリに記憶された除霜開始判定マップ（図１３）から除霜開始弁開度Ａを取得する（ステップＳ１５０）。
Then, the
除霜開始判定マップを用いて除霜開始弁開度Ａが取得されると、制御装置１００は、ステップＳ１３０において取得された膨張弁４０の開度Ｏｐ（検出値）がＡ±α１の範囲に含まれるか否かを判定する（ステップＳ１６０）。そして、膨張弁４０の開度ＯｐがＡ±α１の範囲に含まれていると判定されると（ステップＳ１６０においてＹＥＳ）、制御装置１００は、四方弁２０を第１状態（暖房運転）から第２状態（除霜運転）に切替えて除霜運転を実行する（ステップＳ１７０）。
When the defrosting start valve opening degree A is acquired using the defrosting start determination map, the
なお、ステップＳ１６０において膨張弁４０の開度Ｏｐの検出値がＡ±α１の範囲に含まれていないと判定された場合には（ステップＳ１６０においてＮＯ）、ステップＳ１７０の処理は実行されずにエンドへと処理が移行される。すなわち、この場合は、除霜運転は実行されずに暖房運転が維持される。
If it is determined in step S160 that the detected value of the opening degree Op of the
以上のように、この実施の形態１においては、除霜運転の実行要否の制御に、ファン指令電圧Ｖｓｐ（第１の物理量）とともに、膨張弁４０の開度Ｏｐ（第２の物理量）が用いられる。これにより、室外機２が設置される屋外において風等の外乱が発生しても、外乱がない状況下における、除霜運転を開始するファン指令電圧Ｖｓｐの値を、膨張弁４０の開度Ｏｐから判断することができる。したがって、この実施の形態１によれば、外乱が発生している状況下においても、適切なタイミングで除霜運転を実行することができる。
As described above, in the first embodiment, the fan command voltage Vsp (first physical quantity) and the opening degree Op (second physical quantity) of the
実施の形態２．
上記の実施の形態１では、除霜運転の実行要否の制御に膨張弁４０の開度Ｏｐを用いるものとしたが、膨張弁４０の開度Ｏｐに代えて、膨張弁４０の容量係数（一般的に「Ｃｖ値」とも称される。）を用いてもよい。膨張弁４０の開度Ｏｐは、膨張弁４０の製造ばらつきを含むところ、Ｃｖ値は、膨張弁４０の製造ばらつきを含まないので、除霜運転の実行要否の制御精度を向上し得る。
In the first embodiment described above, the opening degree Op of the
膨張弁４０のＣｖ値は、次式によって算出することができる。
Ｃｖ＝０．３６６×Ｑ×√（Ｇ／ΔＰ） …（１）
ここで、Ｑは液体の流量（ｍ3／ｈ）、Ｇは液体の比重、ΔＰは膨張弁４０の一次側の絶対圧力（ＭＰａＡ）と二次側の絶対圧力（ＭＰａＡ）との差圧を示す。なお、液体の流量Ｑ（ｍ3／ｈ）は、次式によって推定される。The Cv value of the
Cv = 0.366 × Q × √ (G / ΔP)… (1)
Here, Q is the flow rate of the liquid (m 3 / h), G is the specific gravity of the liquid, and ΔP is the differential pressure between the absolute pressure (MPaA) on the primary side and the absolute pressure (MPaA) on the secondary side of the
Ｑ＝Ｇｒ／ρ …（２）
Ｇｒ＝ρ×Ｖｓｔ×ｆ×ηｖ …（３）
ここで、Ｇｒは冷媒流量（ｋｇ／ｈ）、ρは吸入密度（ｋｇ／ｍ3）、Ｖｓｔは圧縮機１０の排除容積（定数）、ｆは圧縮機１０の運転周波数（Ｈｚ）、ηｖは圧縮機１０の体積効率（たとえば定数０．９）を示す。なお、冷媒流量Ｇｒは、冷媒回路における冷媒の循環流量に相当する。Q = Gr / ρ ... (2)
Gr = ρ × Vst × f × ηv… (3)
Here, Gr is the flow rate of the refrigerant (kg / h), ρ is the suction density (kg / m 3 ), Vst is the exclusion volume (constant volume) of the
上記の式（１）〜（３）から、膨張弁４０のＣｖ値は、圧縮機１０の運転周波数ｆと、膨張弁４０の差圧ΔＰとから算出可能であり、膨張弁４０の製造ばらつきを含まない物理量である。
From the above equations (1) to (3), the Cv value of the
この実施の形態２に従う空気調和装置１の構成は、図１に示した実施の形態１の構成と同じである。また、ファン回転数制御も、図５に示した処理手順に従って実施の形態１と同様に実行される。
The configuration of the
図１５は、実施の形態２における除霜開始判定マップの一例を示す図である。図１５を参照して、このマップでは、外気温度Ｔａ毎に、圧縮機１０の運転周波数ｆ及び凝縮温度Ｔｃをパラメータとする除霜開始Ｃｖ値Ｂが規定されている。除霜開始Ｃｖ値とは、除霜運転を開始するファン指令電圧Ｖｓｐ（Ｖｔｈ）に対応する膨張弁４０のＣｖ値である。
FIG. 15 is a diagram showing an example of a defrost start determination map according to the second embodiment. With reference to FIG. 15, in this map, the defrosting start Cv value B with the operating frequency f of the
外気温度Ｔａ、圧縮機１０の運転周波数ｆ、及び凝縮温度Ｔｃ毎に、除霜運転を開始するファン指令電圧Ｖｓｐ（Ｖｔｈ）に対応する膨張弁４０のＣｖ値（除霜開始Ｃｖ値）を実験等により予め求めることによって、図示されるような除霜開始判定マップを準備することができる。そして、このようにして求められた除霜開始判定マップは、制御装置１００のメモリ（ＲＯＭ）に記憶される。
Experiment the Cv value (defrosting start Cv value) of the
この実施の形態２に従う空気調和装置１でも、ファン指令電圧Ｖｓｐがしきい値β以上である場合に、除霜開始判定マップを用いた膨張弁４０のＣｖ値に基づく除霜運転の実行要否が判定される。そして、ファン指令電圧Ｖｓｐがしきい値β以上である場合に、外気温度Ｔａ、圧縮機１０の運転周波数ｆ、及び凝縮温度Ｔｃに従って、除霜開始判定マップから除霜開始Ｃｖ値Ｂが抽出される。
Even in the
なお、Ｃｖ値は、膨張弁４０の製造ばらつきを含むものではないけれども、外気温度Ｔａ及び凝縮温度Ｔｃの検出値は、それぞれ温度センサ９２，８８のばらつきを含む。そこで、これらのばらつきを考慮して、算出されたＣｖ値がＢ±α２（α２はばらつき分）の範囲に含まれる場合に、除霜運転が開始される。
Although the Cv value does not include the manufacturing variation of the
図１６は、実施の形態２における制御装置１００により実行される除霜運転実行判定の処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理も、たとえば、前回の除霜運転が実行されてから所定時間経過後、空気調和装置１の作動中に所定間隔で実行される。
FIG. 16 is a flowchart showing an example of a processing procedure for determining the execution of defrosting operation executed by the
図１６を参照して、ステップＳ２１０，Ｓ２２０の処理は、それぞれ図１４に示したステップＳ１１０，Ｓ１２０の処理と同じである。そして、ステップＳ２２０においてファン指令電圧Ｖｓｐがしきい値β以上であると判定されると（ステップＳ２２０においてＹＥＳ）、制御装置１００は、圧縮機１０の運転周波数ｆ、並びに膨張弁４０入側の冷媒の圧力Ｐ１及び膨張弁４０出側の冷媒の圧力Ｐ２を取得する（ステップＳ２２５）。なお、圧力Ｐ１，Ｐ２は、図示されない圧力センサによって検知される。
With reference to FIG. 16, the processes of steps S210 and S220 are the same as the processes of steps S110 and S120 shown in FIG. 14, respectively. When it is determined in step S220 that the fan command voltage Vsp is equal to or higher than the threshold value β (YES in step S220), the
次いで、制御装置１００は、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との差圧ΔＰを算出し、上記の式（１）〜（３）を用いて、差圧ΔＰと周波数ｆとから膨張弁４０のＣｖ値を算出する（ステップＳ２３０）。次いで、制御装置１００は、温度センサ８８から凝縮温度Ｔｃの検出値を取得し、温度センサ９２から外気温度Ｔａの検出値を取得する（ステップＳ２４０）。
Next, the
そして、制御装置１００は、ステップＳ２２５において取得された圧縮機１０の運転周波数ｆと、凝縮温度Ｔｃと、外気温度Ｔａに基づいて、メモリに記憶された除霜開始判定マップ（図１５）から除霜開始Ｃｖ値Ｂを取得する（ステップＳ２５０）。
Then, the
除霜開始判定マップを用いて除霜開始Ｃｖ値Ｂが取得されると、制御装置１００は、ステップＳ２３０において算出された膨張弁４０のＣｖ値がＢ±α２の範囲に含まれるか否かを判定する（ステップＳ２６０）。そして、膨張弁４０のＣｖ値がＢ±α２の範囲に含まれていると判定されると（ステップＳ２６０においてＹＥＳ）、制御装置１００は、四方弁２０を第１状態（暖房運転）から第２状態（除霜運転）に切替えて除霜運転を実行する（ステップＳ２７０）。
When the defrosting start Cv value B is acquired using the defrosting start determination map, the
なお、ステップＳ２６０において膨張弁４０のＣｖ値がＢ±α２の範囲に含まれていないと判定された場合には（ステップＳ２６０においてＮＯ）、ステップＳ２７０の処理は実行されずにエンドへと処理が移行される。すなわち、この場合は、除霜運転は実行されずに暖房運転が維持される。
If it is determined in step S260 that the Cv value of the
以上のように、この実施の形態２においては、除霜運転の実行要否の制御に、ファン指令電圧Ｖｓｐ（第１の物理量）とともに、膨張弁４０のＣｖ値（第２の物理量）が用いられる。これにより、実施の形態１と同様に、外乱が発生している状況下においても、適切なタイミングで除霜運転を実行することができる。
As described above, in the second embodiment, the Cv value (second physical quantity) of the
そして、この実施の形態２においては、膨張弁４０の開度Ｏｐに代えて、膨張弁４０の製造ばらつきを含まないＣｖ値が用いられるので、除霜運転の実行要否の制御精度が向上する。
Then, in the second embodiment, the Cv value that does not include the manufacturing variation of the
変形例１．
外気温度Ｔａ、圧縮機１０の運転周波数ｆ、及び凝縮温度Ｔｃ毎に、上記の実施の形態１では、図１３に示した除霜開始判定マップから、除霜運転を開始する膨張弁４０の開度Ｏｐを示す除霜開始弁開度Ａが求められ、上記の実施の形態２では、図１５に示した除霜開始判定マップから、除霜運転を開始する膨張弁４０のＣｖ値を示す除霜開始Ｃｖ値Ｂが求められるものとした。Modification example 1.
In the above-described first embodiment, the
室内熱交換器３０における凝縮温度Ｔｃは、室内熱交換器３０入側の圧力と相関を示すので、凝縮温度Ｔｃに代えて、室内熱交換器３０入側の圧力を用いてもよい。なお、室内熱交換器３０入側の圧力は、圧縮機１０出側の冷媒の圧力Ｐｏに相当するので、圧力センサ８４（図１）によって検出することができる。
Since the condensation temperature Tc in the
図１７は、変形例１における除霜開始判定マップの一例を示す図である。図１７を参照して、このマップでは、外気温度Ｔａ毎に、圧縮機１０の運転周波数ｆ、及び室内熱交換器３０入側の圧力をパラメータとする除霜開始弁開度Ｃが規定されている。
FIG. 17 is a diagram showing an example of the defrosting start determination map in the modified example 1. With reference to FIG. 17, in this map, the defrosting start valve opening C is defined with the operating frequency f of the
外気温度Ｔａ、圧縮機１０の運転周波数ｆ、及び室内熱交換器３０入側の圧力毎に、除霜運転を開始するファン指令電圧Ｖｓｐ（Ｖｔｈ）に対応する膨張弁４０の開度（除霜開始弁開度Ｃ）を実験等により予め求めることによって、図示されるような除霜開始判定マップを準備することができる。
The opening degree of the expansion valve 40 (defrosting) corresponding to the fan command voltage Vsp (Vth) that starts the defrosting operation for each of the outside air temperature Ta, the operating frequency f of the
この変形例１でも、ファン指令電圧Ｖｓｐがしきい値β以上である場合に、外気温度Ｔａ、圧縮機１０の運転周波数ｆ、及び室内熱交換器３０入側の圧力に相当する圧力センサ８４の検出値に従って、除霜開始判定マップから除霜開始弁開度Ｃが抽出される。そして、膨張弁４０の製造ばらつき等を考慮して、膨張弁４０において検出される開度ＯｐがＣ±α３（α３はばらつき分）の範囲に含まれる場合に、除霜運転が開始される。
Also in this
なお、特に図示しないが、この変形例１に対するさらなる変形例として、実施の形態１に対する実施の形態２のように、膨張弁４０の開度Ｏｐに代えてＣｖ値を用いてもよい。
Although not particularly shown, as a further modification to the
変形例２．
上記の式（３）からも分かるように、冷媒回路を循環する冷媒の循環流量は、圧縮機１０の運転周波数ｆと相関を示すため、上記の各実施の形態では、循環流量に関するパラメータとして圧縮機１０の運転周波数ｆが用いられているが、圧縮機１０の運転周波数ｆに代えて循環流量そのものを用いてもよい。なお、循環流量の測定には、流量計による測定又は流量計を用いない推定に基づく公知の各種手法を採用することができる。Modification example 2.
As can be seen from the above equation (3), since the circulating flow rate of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit shows a correlation with the operating frequency f of the
図１８は、変形例２における除霜開始判定マップの一例を示す図である。図１８を参照して、このマップでは、外気温度Ｔａ毎に、冷媒回路における冷媒の循環流量Ｑ、及び室内熱交換器３０における凝縮温度Ｔｃをパラメータとする除霜開始弁開度Ｄが規定されている。
FIG. 18 is a diagram showing an example of the defrosting start determination map in the modified example 2. With reference to FIG. 18, in this map, the defrosting start valve opening D is defined for each outside air temperature Ta with the circulating flow rate Q of the refrigerant in the refrigerant circuit and the condensation temperature Tc in the
外気温度Ｔａ、冷媒の循環流量Ｑ、及び凝縮温度Ｔｃ毎に、除霜運転を開始するファン指令電圧Ｖｓｐ（Ｖｔｈ）に対応する膨張弁４０の開度（除霜開始弁開度Ｄ）を実験等により予め求めることによって、図示されるような除霜開始判定マップを準備することができる。 Experimented with the opening degree of the expansion valve 40 (defrosting start valve opening D) corresponding to the fan command voltage Vsp (Vth) for starting the defrosting operation for each outside air temperature Ta, refrigerant circulation flow rate Q, and condensation temperature Tc. It is possible to prepare a defrosting start determination map as shown in the figure by obtaining it in advance.
この変形例２でも、ファン指令電圧Ｖｓｐがしきい値β以上である場合に、外気温度Ｔａ、循環流量Ｑ、及び凝縮温度Ｔｃに従って、除霜開始判定マップから除霜開始弁開度Ｄが抽出される。そして、膨張弁４０の製造ばらつき等を考慮して、膨張弁４０において検出される開度ＯｐがＤ±α４（α４はばらつき分）の範囲に含まれる場合に、除霜運転が開始される。
Also in this
なお、特に図示しないが、この変形例２に対するさらなる変形例として、実施の形態１に対する実施の形態２のように、膨張弁４０の開度Ｏｐに代えてＣｖ値を用いてもよい。
Although not particularly shown, as a further modification to the
変形例３．
室内熱交換器３０と室外熱交換器５０との間に、複数の膨張弁が設けられてもよい。Modification example 3.
A plurality of expansion valves may be provided between the
図１９は、変形例３における空気調和装置の全体構成図である。この図１９では、直列に接続された２つの膨張弁が室内熱交換器３０と室外熱交換器５０との間に設けられる構成が代表的に示されている。
FIG. 19 is an overall configuration diagram of the air conditioner according to the third modification. FIG. 19 typically shows a configuration in which two expansion valves connected in series are provided between the
図１９を参照して、変形例３に従う空気調和装置１Ａは、室外機２Ａと、室内機３とを備える。室外機２Ａは、図１に示した空気調和装置１の構成において、膨張弁４０に代えて膨張弁４０Ａ，４０Ｂを含む。
With reference to FIG. 19, the
膨張弁４０Ａ，４０Ｂは、室内熱交換器３０と室外熱交換器５０との間に直列に配設される。膨張弁４０Ａは、暖房運転中、室内熱交換器３０から管６６へ出力された冷媒を減圧して管６７へ出力する。膨張弁４０Ｂは、暖房運転中、膨張弁４０Ａから管６７へ出力された冷媒をさらに減圧して管６８へ出力する。そして、膨張弁４０Ａは、その開度Ｏｐ１の検出値を制御装置１００へ出力し、膨張弁４０Ｂは、その開度Ｏｐ２の検出値を制御装置１００へ出力する。
The
この空気調和装置１Ａにおいては、膨張弁４０Ａの開度Ｏｐ１と膨張弁４０Ｂの開度Ｏｐ２とから決定される合計開度に基づいて、除霜運転の実行要否が制御される。具体的には、除霜運転を開始するファン指令電圧Ｖｓｐ（Ｖｔｈ）に対応する膨張弁４０Ａ，４０Ｂの合計開度（除霜開始弁開度）が実験等により予め求められ、図１３や図１７，図１８に示されるような除霜開始判定マップが求められる。
In the
なお、膨張弁４０Ａの開度Ｏｐ１と膨張弁４０Ｂの開度Ｏｐ２との合計開度Ｏｐｔは、次式によって求められる。
The total opening Opt of the opening Op1 of the
Ｏｐｔ＝Ｏｐ１＋Ｏｐ２ …（４）
そして、除霜開始判定マップから除霜開始弁開度Ｅが抽出され、膨張弁４０Ａ，４０Ｂの製造ばらつきを考慮して、膨張弁４０Ａ，４０Ｂの合計開度ＯｐｔがＥ±α５（α５はばらつき分）の範囲に含まれる場合に、除霜運転が開始される。Opt = Op1 + Op2 ... (4)
Then, the defrosting start valve opening degree E is extracted from the defrosting start determination map, and the total opening degree opt of the
なお、この変形例３に対するさらなる変形例として、膨張弁４０ＡのＣｖ値Ｃｖ１と膨張弁４０ＢのＣｖ値Ｃｖ２とから決定される合計Ｃｖ値に基づいて、除霜運転の実行要否を制御してもよい。具体的には、除霜運転を開始するファン指令電圧Ｖｓｐ（Ｖｔｈ）に対応する膨張弁４０Ａ，４０Ｂの合計Ｃｖ値（除霜開始Ｃｖ値）が実験等により予め求められ、図１５に示されるような除霜開始判定マップを求めてもよい。
As a further modification with respect to this
なお、膨張弁４０ＡのＣｖ値Ｃｖ１と膨張弁４０ＢのＣｖ値Ｃｖ２との合計Ｃｖ値Ｃｖｔは、次式によって求められる。
The total Cv value Cvt of the Cv value Cv1 of the
Ｃｖｔ＝１／（１／Ｃｖ１＋１／Ｃｖ２） …（５）
そして、除霜開始判定マップから除霜開始Ｃｖ値Ｆが抽出され、温度センサのばらつき等を考慮して、膨張弁４０Ａ，４０Ｂの合計Ｃｖ値ＣｖｔがＦ±α６（α６はばらつき分）の範囲に含まれる場合に、除霜運転が開始されるものとしてもよい。Cvt = 1 / (1 /
Then, the defrosting start Cv value F is extracted from the defrosting start determination map, and the total Cv value Cvt of the
なお、上記の各実施の形態及び各変形例では、ファン指令電圧Ｖｓｐと、膨張弁４０の開度Ｏｐ又はＣｖ値とに基づいて、除霜運転の実行要否が制御されるものとしたが、ファン指令電圧Ｖｓｐに代えて、ファン５２の実電圧を用いてもよいし、ファン５２の電流又は電力を用いてもよい。
In each of the above embodiments and modifications, it is assumed that the necessity of executing the defrosting operation is controlled based on the fan command voltage Vsp and the opening degree Op or Cv value of the
今回開示された各実施の形態は、技術的に矛盾しない範囲で適宜組合わせて実施することも予定されている。そして、今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It is also planned that the embodiments disclosed this time will be appropriately combined and implemented within a technically consistent range. And it should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the claims rather than the description of the embodiments described above, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims.
１，１Ａ 空気調和装置、２，２Ａ 室外機、３ 室内機、１０ 圧縮機、２０ 四方弁、３０ 室内熱交換器、３２，５２ ファン、４０，４０Ａ，４０Ｂ 膨張弁、５０ 室外熱交換器、５４ ファン駆動装置、５６ モータ、５８ 制御基板、６２，６４，６６，６７，６８，７０，７２ 管、８２，８６，８８，９２ 温度センサ、８４ 圧力センサ、１００ 制御装置。 1,1A air conditioner, 2,2A outdoor unit, 3 indoor unit, 10 compressor, 20 four-way valve, 30 indoor heat exchanger, 32,52 fan, 40, 40A, 40B expansion valve, 50 outdoor heat exchanger, 54 fan drive, 56 motor, 58 control board, 62,64,66,67,68,70,72 tubes, 82,86,88,92 temperature sensor, 84 pressure sensor, 100 controller.
Claims (6)
前記室外熱交換器に設けられるファンと、
前記冷媒回路を制御することによって前記室外熱交換器の除霜を行なう除霜運転を実行可能に構成された制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記ファンの回転数を制御するための第１の物理量と、前記膨張弁を通過する冷媒の流量に関する第２の物理量とに基づいて、前記除霜運転の実行要否を制御し、
前記制御装置は、
前記第１の物理量が第１の値以上であり、かつ、前記第２の物理量が第２の値を含む予め定められた範囲に含まれる場合に、前記除霜運転を実行し、
前記第１の物理量が前記第１の値よりも低い場合、又は、前記第２の物理量が前記範囲に含まれない場合には、前記除霜運転を実行せず、
前記第２の値は、前記室外熱交換器が設置される場所の外気温度と、前記冷媒回路を循環する冷媒の循環流量に関する第３の物理量と、前記室内熱交換器における凝縮温度に関する第４の物理量とから決定される、空気調和装置。 A refrigerant circuit in which a compressor, an indoor heat exchanger, an expansion valve and an outdoor heat exchanger are cyclically connected by a refrigerant pipe,
A fan provided in the outdoor heat exchanger and
A control device configured to be able to perform a defrosting operation for defrosting the outdoor heat exchanger by controlling the refrigerant circuit is provided.
The control device controls whether or not the defrosting operation needs to be executed based on a first physical quantity for controlling the rotation speed of the fan and a second physical quantity related to the flow rate of the refrigerant passing through the expansion valve. And
The control device is
When the first physical quantity is equal to or greater than the first value and the second physical quantity is included in a predetermined range including the second value, the defrosting operation is executed.
If the first physical quantity is lower than the first value, or if the second physical quantity is not included in the range, the defrosting operation is not executed.
The second value is the outside air temperature at the place where the outdoor heat exchanger is installed, the third physical quantity related to the circulating flow rate of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit, and the fourth value related to the condensation temperature in the indoor heat exchanger. It is determined from the physical quantity, air-conditioning apparatus.
前記第２の物理量は、前記複数の膨張弁の各々の開度から決定される、請求項３に記載の空気調和装置。 The expansion valve is composed of a plurality of expansion valves connected in series between the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger.
The air conditioner according to claim 3 , wherein the second physical quantity is determined from the opening degree of each of the plurality of expansion valves.
前記第２の物理量は、前記複数の膨張弁の各々の容量係数から決定される、請求項５に記載の空気調和装置。 The expansion valve is composed of a plurality of expansion valves connected in series between the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger.
The air conditioner according to claim 5 , wherein the second physical quantity is determined from the capacitance coefficient of each of the plurality of expansion valves.
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