JPS61114042A - 空気調和機の除霜制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野〕 本発明は除霜運転の際に融霜に必要な熱源を冷凍サイク
ル中に蓄熱して除霜時間を短縮可能とした空気調和機の
除霜制御装置に関する。 （従来の技術） 空気調和機における対空丸形熱源側コイルがヒートポン
プ暖房サイクルによって蒸発器として作用する際にフィ
ル表面に霜付きが生じるので、この霜を融かして熱交換
能力の低下を解消する除霜運転が行われることは周知の
技術であるが、この除霜運転な暖房サイクルから冷房へ
の切り換えによって行ない、同時に室内ファンを停止し
てコールドドラフトの防止をはからせる除霜手段は従来
からひろく採用されている。 この場合、利用側コイルでの熱交換能力が小さいことに
よって除霜に有効な熱源が十分に得られ、難いところか
ら冷媒ヒータを利用側コイルに付設Ｔるなど冷凍サイク
ル中の冷媒との熱交換可能に設置したり、また、冷媒企
加熱し得る蓄熱タンクを冷凍回路に関連して設けるなど
の手段が従来から採られており、例えば蓄熱タンク方式
のものが実開昭５８−７８４６０号公報によって公知で
あるＯ （発明が解決しようとする問題点） ところが、このように冷媒ヒータや蓄熱タンクを併設す
る方式のものは、装置コストが高くつくと共に機械本体
が大きくなって小形化の推進を阻害する問題があった。 かかる従来の問題点に着目して本発明は成されたもので
あって、冷凍サイクル自体に除霜に際して融霜用の熱源
を効果的に保有せしめる新規な技術を開発するに至り、
もって除霜に要する時間を短縮しながら装置の簡易化な
果させようとするものである。 （問題点を解決するための手段）。 しかして本発明はその構成を明示する第１図に１　　　
よって明らかなように、熱源側コイル（５１の着霜状態
を検出する着霜検出器（９）からの除霜開始指令信号に
よって冷凍サイクル２ｍ房サイクルから冷房サイクルに
切換え、かつ、利用側コイル（６］の７アン０１１を停
止して除霜を行わせる如くした空気調和機において、蓄
熱運転手段ｉｌ＋と、圧力検出手段（２１゜と、蓄熱運
転停止手段＋３１との３要素によって除霜制御装置を構
成したものであって、前記蓄熱運転手段（１）は、前記
除霜開始指令信号が発信された直後あるいは若干の時間
経過した除霜運転中のときに作動して冷凍サイクルを暖
房サイクルに強制保持せし・める構造を有する。 一方、圧力検出手段（２）は、前記冷凍サイクルの吐出
圧力を検出し圧縮機に対して過負荷をきたさない範囲で
の設定高域圧力によって出力を発する構造を有する。 また、蓄熱運転停止手段１３１は、上記圧力検出手段（
２１が発する前記出力によって前記蓄熱運転手段［１１
を非作動となし、暖房サイクルの強制保持を解除せしめ
て冷房サイクルに戻す構造を有する。 〔作用〕　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｉ
本発明は除霜開始直後あるいは除霜運転中の初期で除霜
な依然として必要とＴるときにファン（１０が停止し熱
交換能力が低下している利用側フィル（６）に対して、
前記蓄熱運転手段［１１により高圧冷媒を供給し冷媒に
よる蓄熱を行ない、この蓄熱を圧力検出手段（２）が作
動するまで最大許容量にて行わせた後に冷房サイクルに
よる除霜運転に切り換えることにより、この除霜運転中
における利用側フィル（６）の熱交換性能を高めて有効
な除霜用熱源を確保し得る。 かくして冷房サイクルを連続して行なう場合に比し除霜
時間を可成り短縮し得て補助熱源を備えたものと同等の
機能を発揮し得る。 （実施例） 以下本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明する。 第２図は本発明の１実施例に係る空気調和機の装置回路
図であって、圧縮機（４１，四路切換弁（７）。 熱源側コイル（５）、逆止弁（ＩＯＡ）を並列に接続し
て有する暖房用膨張弁（８）、逆止弁（ＩＯＢ）を並列
に接続して有する冷房、除霜用膨張弁（９Ｉ、利用側コ
イル（６）とにより可逆冷凍サイクルを形成しており、
冷媒を実線矢示方向に流通せしめる暖房サイクルによっ
て暖房運転を行ない、破線矢示方向に流通せしめる冷房
サイクルによって冷房運転を行ない得る。 また、冷房サイクルによって冬期暖房運転の際の除霜運
転を行ない得るようになっている。 上記構成を有する空箋調和機において、圧縮機（４１の
吐出側に接続する高圧側配管には圧力開閉器（２１が取
り付けられていて、圧縮機（４）に対して過負荷をきた
さない範囲での設定高域圧力例えば２４゜５￥Ａになる
と出力２発するものであって、この圧力開閉器（２）が
前記圧力検出手段（２）を構成する。 そして上記圧力開閉器（２１は吐出圧力が２４．５５ｍ
に上昇すると常開接点を閉止させるように出力を発する
。 一方、第２図において（９１は一般にデアイサと称され
る着霜検出器であって、熱源側コイル（５１の伝熱面例
えばフィンの表面に霜が所定厚さまで成長するとこれを
検出するセンサａ３に接続していると共に、内部には除
霜後の霜が付着していない状態から連続して暖房運転を
行なった場合に限度量の霜が前記フィン表面に成長する
までに相当する時間（例えば５０分）を周期として一定
時間（例えば１０分）信号を発するタイマ機構を備えて
いて、このタイマ機構による信号と前記センサＱ３１の
着霜を知らせる信号との双方が発信することによって除
霜開始指令信号を例えば常開接点の閉成切換えとして発
するようになっており、図示しないがこの除霜開始指令
信号の発信は熱源側コイル（５）における−冷媒圧力の
上昇等によって検出する除霜完了検出器の指令と所定の
除霜運転時間例えば１０分経過したときの信号とのいず
れか早い方の信号により解除される。 それら圧力開閉器（２１とデアイサ（９）の出力接点に
関連する除霜制御装置が蓄熱運転手段Ｈ１と蓄熱運５　
　転停止手段１３１とを備えていることは前述した通り
であって１これらは入力部、出力部、記憶部及び中央処
理部を有するマイクロコンピュータによって簡単に構成
することができるが、以下に述べる如き簡単な有接点回
路によっても構成し得るものである。 第３図において（４Ｍ）は圧縮機用モータ、　　（ＩＩ
Ｍ）は利用側コイル（６）のファン（１１）を駆動する
モータ。 （１２Ｍ）　ハ熱源側コイル（５１のファンα２を駆動
するモータ、　　（７Ｓ）は四路切換弁（７）のソレノ
イド、Ｉ２０１はそのソレノイド（２０３）の励磁によ
って閉成し圧縮機用モータ・（４Ｍ〕を付勢する電磁開
閉器、にＤは室温調節器、＋２２１は冷暖切換スイッチ
、（２３１はソレノイド（２３Ａ）、常開接点（２３Ｂ
）、　（２３０）　、常閉接点（２３Ｄ）、　（２３Ｅ
）を有する補助リレー、　［２４１はソレノイド（２４
Ａ）。 常開接点（２４Ｂ）、常閉接点（２４０）を有する補助
リレーを夫々示している。 利用側コイル用７アンモータＣＩＩＭ）は補助リレー（
２４１が消勢している間に通電される。 圧縮機モータ（４Ｍ）は、暖房時室温が低いとき、冷房
時室温が高いときに室温調節器（２１１の出力接点　　
　晶の開閉作動により通電される。 熱源側コイル用７アンモータ（１２Ｍ）は補助リレー九
が消勢している間に通電される。 四路切換弁（７）のソレノイド（７Ｓ）は冷暖切換スイ
ッチ□□□、が冷房ノツチにセットされ、また、暖房ノ
ツチにセットされ、かつ、補助リレー囚が付勢している
間通電されて、冷凍サイクルを冷房サイクルにセットす
るよう作動する。 補助リレー九は暖房時期に冷暖切換スイッチ固が暖房に
セットされていて、補助リレー（２）が付勢し、かつ圧
力開閉器（２１が閉成することによって付勢され、この
付勢を自己保持すると共に、補助リレー（至）の消勢に
より消勢する。 一方、補助リレー例は同じく冷暖切換スイッチ固が暖房
にセットされていて、デアイサ（９１の出力接点が閉成
している（除霜指令信号を発している）間、付勢を続け
るようになっている。 以上説明した回路において補助リレー内の常開接点（２
３Ｂ）が蓄熱運転手段＋１１に相当し、一方、補助リレ
ー（２３）のソレノイド（２３Ａ）と、該自己保持接点
（２３ｏ）と補助リレー（２４１の常開接点（２４Ｂ）
との直列回路が蓄熱運転停止手段＋３１に相当するもの
であって、これは以下に述べる作動説明により明らかで
ある。 第３図及び第４図において、暖房運転時にデアイサ（９
）が除霜開始指令信号を発する（出力接点を閉成する）
（イ）と、補助リレー九が付勢（ロ）して該接点（２４
０）の開放により利用側フィル用ファン（１１１が停止
する（ｌｉ。 このとき、補助リレー日は消勢しているので、四路切換
弁（７）は該ソレノイド（７Ｓ）が消磁のままであり、
従って、冷凍サイクルは暖房サイクルが続けられている
。 、かくして、前記ファン（１１１の停止のままで高圧冷
媒ガスが利用側コイル（６）に流れるので該コイル（６
）での冷媒温度は漸次上昇してきて蓄熱運転が行なわれ
る。 ところで、除霜指令信号が発信された直後の高圧は１３
５ｕ程度でフィン表面温度は圧力相当飽和、温度として
３５てであるが、実際はフィン＋Ｉｌ＋による熱交換が
成されていたので室温５℃として２６℃位である。 この状態から圧力、温度が上昇してきて圧力２４．５勉
となると、圧力開閉器（２）がこれを検出して（４出力
接点を閉成させる

【羽ので、補助リレームを付勢させる
（へ）。 従って、接点（２３Ｂ）の閉成により四路切換弁（７１
はツレ／イド（７Ｓ）が励磁して暖房サイクルを冷房サ
イクルに切り換えると同時に接点（２３Ｄ）、　（２３
１）の開放で熱源側コイル用ファンα２が停止する【ト
】ので、除霜運転が開始する。 なお％２４．５５Ｕの圧力相当飽和温度は６）℃である
が実際は７０℃程度になっているので、７゜−２６ｍ４
４℃の温度差に相当する蓄熱が利用側コイル（６）で行
われたこととなる。 かくして除霜運転に入るのであるが、デアイサＦ９１が
除霜に入って所定時間例えば１ｏ分間経過しているか（
イ）あるいはコイル（５１温度が１０℃以上となって除
霜が終了したことを感温筒で検出するか１　　　（す］
のいずれか早い方の信号が出るのをチェックすると、出
力接点が開放する結果、補助リレー侃４が消勢して図、
これにより補助リレー器も消勢して四、四路切換弁＋７
１はソレノイド（７Ｓ）の励磁が解かれる結果、除霜の
ための冷房サイクルは暖房サイクルに戻されると共に、
熱源側コイル用ファンＱ２１゜利用側フィル用ファン（
ＩＩＩは送風を開始し暖房運転が開始される（５）。 以上述べた作動態様を経時的に示したものが第５図のタ
イムチャートであり、また、除霜運転時の圧力、温度の
各要素を蓄熱運転手段Ｈ１が講じられるごとなく単に冷
房サイクルによる除霜を行なった場合と比較したものが
第６図のグラフである。 それらを参考すれば明らかなように、蓄熱運転を行なっ
た実施例の方が約８分３０秒となって比較装置の１０分
４５秒に比し約２分、除霜時間の短縮がはかれた。 上記実施例はデアイサ（９）からの除霜開始指令信号発
信と同時に、冷凍サイクルを暖房サイクルに強制保持さ
せる蓄熱運転手段［Ｈを行なわせるものであるが、次に
第７＠に示す他案雄側は第３図々　　１）示回路にタイ
マーを追加した構成で、その要旨とするところは蓄熱運
転手段［０を除霜開始指令信号が発信されてから若干の
時間例えば２分乃至３分経過してから開始させるように
した例であって、補助リレーツの常開接点（２３Ｂ）が
蓄熱運転手段ｉｌ＋に相当し、一方、タイマ四の駆動部
（２５Ｓ）　、限時作動常開接点（２５Ａ）％限時作動
常閉接点（２５Ｂ）、補助コイル（２４１のソレノイド
（２４Ａ）及び常開接点（２４Ｂ）の組合わせになる図
示回路が蓄熱運転停止手段（３）に相当している。 すなわちタイマ四はデアイサ（９）が出力接点を閉成し
たときから計時開始し、所定時限例えば２分経過するま
では前記常閉接点（２５Ｂ）の閉成保持によって補助リ
レーのを付勢し除霜運転を行なわせ、２分経過して前記
接点（２５Ｂ）の開放、接点（２５Ａ）の閉成によって
蓄熱運転に切り換え、さらに圧力開閉器（２１の作動に
よって蓄熱運転を停止し再び除霜運転に入らせるよう回
路構成したものである０この実施例の作動態様を第８図
によって説明すると、デアイサ（９）が除霜指令信号を
発する（イ）と、補助リレー＠が付勢（口］′シて熱源
側ファンα２及び利用側７アン（ＩＩＩが停止すると共
に、四路切換弁（７１がソレノイド（７ｓ）の励磁によ
って冷凍サイクルを冷房サイクルに切換える側に作動す
る（切。 か、＜シて暖房運転が除霜運転に切り換えられる０タイ
マーが作動して設定時限の２分を経過することを判断す
る肉と、補助リレームが消勢して囚、四路切換弁［７１
を暖房サイクル側に切換えると同時に熱源側コイル用７
アン１２１を駆動し所謂蓄熱運転が開始される（司。 この運転状態から圧力、温度が上昇してきて圧力２４．
５５１２となると、圧力開閉器１２１がこれ°′を検出
して（勾、出力接点を閉成させる（ホ）ので、補助リレ
ー（２４１を付勢させる（口）。 従って、接点（２４０）の開放によりタイマ（至）はリ
セットされ、該接点（２５Ｂ）の閉成復帰により補助リ
レームが付勢し、その結果、熱源側コイル用ファン（１
２１が停止し、かつ、四路切換弁（７］はソレノイド（
７Ｓ〕の励磁によって冷房サイクルに切り換り（トＪ再
び除霜運転が行なわれる。 かくして除霜運転に入るが、デアイサ（９］から除霜完
了の信号因又は（すＪが出ると、出力接点が開放する結
果、補助リレー（２４１が消勢し、かつ補助リレ−２が
消勢して四、四路切換弁（７）はソレノイド（７Ｓ）の
励磁が解かれるので、除霜のための冷房サイクルは暖房
サイクルに戻されると共に、前記両ファン［＋１１　、
α２は送風を開始し、暖房運転が開始される（ｙＪｏ 以上述べた作動態様２第９図のグラフによって示してい
るが、該グラフから明らかなように、蓄熱運転を行なっ
た本例は約１分程度の除霜時間短縮をはかることができ
た。 （発明の効果） 本発明は以上詳述した如く、除霜運転に入る直前又は除
霜運転中に利用側コイル用ファンを停止した状態で暖房
サイクルな行なわせる蓄熱運転によって冷凍サイクル自
体の冷媒の熱を利用した蓄熱運転を行なわせて除霜運転
の際の融霜熱の一部、を確保するようにしたから、除霜
に要する時間を！　　大巾に短縮することが可能である
。 しかも、実施例に示す如く冷凍サイクルを四路切換弁の
切換作動などによって切換える操作だけで良いので取扱
いは至って簡単であると共に、装置コストは低廉におさ
まり、−石二鳥の効果を奏する０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成な明示するブロック図、ｊｇｚ図
は本発明の実施例に係る空気調和機の装置回路図、第３
図は本発明の１実施例に係る電気回路展開図、第４図は
同じく制御装置の作動態様を示すフローＳ図、第５図は
同じくタイムチャート。 第６図は特性比較線図、第７図は本発明の信実雄側に係
る電気回路展開図、第８図は同じく制御装置の作動態様
を示すフローｌｓ図、第９図は同じく特性比較１１１図
である。 ＋１１・・・蓄熱運転手段、［２Ｉ・・・圧力検出手段
。 ］３１・・、蓄熱運転停止手段、（５１・・・熱源側コ
イル。 （６）・・・利用側コイル、（９１・・・着霜検出器。 ［１１１・・・ファン。 第９Ｂ 鴫間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、熱源側コイル（５）の着霜状態を検出する着霜検出
   器（９）からの除霜開始指令信号によつて冷凍サイクル
   を暖房サイクルから冷房サイクルに切り換え、かつ、利
   用側コイル（６）のフアン（１１）を停止して除霜を行
   わせる如くした空気調和機において、前記除霜開始指令
   信号が発信された直後あるいは若干の時間経過した除霜
   運転中のときに作動して冷凍サイクルを暖房サイクルに
   強制保持せしめる蓄熱運転手段（１）と、前記冷凍サイ
   クルの吐出圧力を検出し圧縮機に対し過負荷をきたさな
   い範囲での設定高域圧力によつて出力を発する圧力検出
   手段（２）と、この圧力検出手段（２）が発する前記出
   力によつて、前記蓄熱運転手段（１）を非作動となし、
   暖房サイクルの強制保持を解除せしめる蓄熱運転停止手
   段（３）とからなることを特徴とする空気調和機の除霜
   制御装置。