JP2017120141A - 空気調和機および除霜補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来システムでの除霜運転では、外気温が設計範囲よりも極めて低い場合、もしくは着霜量が多い場合、十分に除霜が出来ないことによる除霜不良の発生、または除霜運転に長い時間を費やすことによる暖房時の室温の低下という課題がある。【解決手段】室内側熱交換器２２０と、室外側熱交換器１２０と、膨張弁１４０と、圧縮機１５０とを備える空気調和機１が提供される。空気調和機１は、暖房時における膨張弁１４０の下流側かつ圧縮機１５０の上流側に配置される熱交換器３２０と、熱交換器３２０に風を送るための送風機３３０と、送風機３３０を制御するための制御部３１０，１１０，２１０とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、除霜動作を行う空気調和機および空気調和機に取り付けることが可能な除霜補助装置の技術に関する。

従来から、除霜動作を行う空気調和機が知られている。たとえば、特開平１０−６２０４０号公報（特許文献１）には、空気調和機が開示されている。特開平１０−６２０４０号公報（特許文献１）によると、圧縮機と、四方弁と、室外側熱交換器と、膨張弁と、室内側熱交換器とからなり、これらを冷媒配管によって連結し冷凍サイクルを形成してなる空気調和機において、前記室内側熱交換器と前記四方弁間に絞り弁と補助熱交換器を直列に設け、冷房および暖房運転時には前記絞り弁を全開とし、前記膨張弁を所定量まで絞るようにし、除霜運転時には前記膨張弁を全開とし、前記絞り弁を所定量まで絞るようにした構成となっている。

また、特開２００１−２８０７６６号公報（特許文献２）には、空気調和機が開示されている。特開２００１−２８０７６６号公報（特許文献２）によると、室外ユニットを構成する圧縮機、四方弁、室外側熱交換器および膨張弁と、室内ユニットを構成する室内側熱交換器とが接続配管により順次接続されてなる空気調和機において、前記四方弁と、前記室外側熱交換器との間に補助熱交換器を接続し、除霜運転を行う際、前記室外側熱交換器および前記室内側熱交換器を凝縮器とし、前記補助熱交換器を蒸発器として暖房運転を同時に継続できるようにした。

特開平１０−６２０４０号公報 特開２００１−２８０７６６号公報

しかしながら、従来の空気調和機に関しては、室内側での熱の汲み上げだけでは熱量が少ないため、除霜不良が起こる可能性があった。そこで、本発明の目的は、熱の汲み上げを増やすことによって、除霜不良が起こる可能性が低減された空気調和機および除霜補助装置を提供することにある。

この発明のある態様に従うと、室内側熱交換器と、室外側熱交換器と、膨張弁と、圧縮機とを備える空気調和機が提供される。空気調和機は、暖房時における前記膨張弁の下流側かつ前記圧縮機の上流側に配置される熱交換器と、前記熱交換器に風を送るための送風機と、前記送風機を制御するための制御部とを備える。

好ましくは、前記制御部は、除霜時に前記送風機を駆動する。

好ましくは、前記制御部は、少なくとも冷媒配管の温度および冷媒の温度のいずれかに基づいて、前記送風機の駆動を制御する。

好ましくは、前記制御部は、少なくとも外気の温度に基づいて、前記送風機の駆動を制御する。

好ましくは、空気調和機は、前記熱交換器を配置するバイパス回路と、前記バイパス回路への冷媒の流れを制御するための弁と、をさらに備える。前記制御部は、除霜時に、冷媒を前記熱交換器へ流すように前記弁を制御する。

この発明の別の局面に従うと、熱交換器と、前記熱交換器に風をおくるための送風機と、制御部とを備える除霜補助装置が提供される。前記制御部は、空気調和機が除霜を行っているか否かを判断し、前記空気調和機が除霜を行っていると判断した場合に、前記送風機を駆動させる。

好ましくは、前記制御部は、少なくとも冷媒配管の温度および冷媒の温度のいずれかに基づいて、前記送風機の駆動を制御する。

好ましくは、前記制御部は、少なくとも外気の温度に基づいて、前記送風機の駆動を制御する。

好ましくは、除霜補助装置は、前記熱交換器を配置するバイパス回路と、前記バイパス回路への冷媒の流れを制御するための弁と、をさらに備える。前記制御部は、除霜時に、冷媒を前記熱交換器へ流すように前記弁を制御する。

以上のように、この発明によれば、熱の汲み上げを増やすことによって、除霜不良が起こる可能性が低減された空気調和機および除霜補助装置を提供することにある。

第１の実施の形態にかかる空気調和機１の全体構成を示す概略図である。 第１の実施の形態にかかる除霜補助装置３００の補助制御部３１０の処理手順を示すフローチャートである。 通常のエアコンと第１の実施の形態にかかる空気調和機１および除霜補助装置３００とに関する除霜時の室内側熱交換器２２０直後の冷媒配管の温度のグラフである。 通常のエアコンと第１の実施の形態にかかる空気調和機１および除霜補助装置３００とに関する除霜時の室外側熱交換器１２０の冷媒配管の温度のグラフである。 第４の実施の形態にかかる空気調和機１の全体構成を示す第１の概略図である。 第４の実施の形態にかかる空気調和機１の全体構成を示す第２の概略図である。 第５の実施の形態にかかる空気調和機１の全体構成を示す概略図である。 第５の実施の形態にかかる除霜補助装置３００の補助制御部３１０の処理手順を示すフローチャートである。 第６の実施の形態にかかる空気調和機１の全体構成を示す第１の概略図である。 第６の実施の形態にかかる空気調和機１の全体構成を示す第２の概略図である。 第７の実施の形態にかかる空気調和機１の全体構成を示す概略図である。 第７の実施の形態にかかる除霜補助装置３００の補助制御部３１０の処理手順を示す第１のフローチャートである。 第７の実施の形態にかかる除霜補助装置３００の補助制御部３１０の処理手順を示す第２のフローチャートである。 第８の実施の形態にかかる空気調和機１の全体構成を示す概略図である。 第９の実施の形態にかかる除霜補助装置３０００の全体構成を示す概略図である。 第１０の実施の形態にかかる除霜補助装置３０００の全体構成を示す概略図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
−第１の実施の形態‐
＜空気調和機の全体構成＞

まず、図１を参照しながら、本実施の形態にかかる空気調和機１の全体構成について説明する。なお、図１は、本実施の形態にかかる空気調和機１の全体構成を示す概略図である。

本実施の形態にかかる空気調和機１は、セパレート式の空気調和機であって、図１に示されるように、主に、室外機１００、室内機２００、除霜補助装置３００から構成されている。なお、図１に示されるように、空気調和機１は、室外機１００と室内機２００と除霜補助装置３００とが液側連絡配管およびガス側連絡配管を介して接続されることによって構成されている。以下では、室外機１００、室内機２００、除霜補助装置３００の各々について詳述する。

（１）室外機１００
まず、室外機１００は、主に、筐体１０１、室外側制御部１１０、室外側熱交換器１２０、室外側送風機１３０、膨張弁１４０、圧縮機１５０、四路切換弁１６０、三方弁１８１、二方弁１８２、サイレンサ１７０、ストレーナ１８６・１８７、冷媒配管１９０から構成されている。ただし、膨張弁１４０の代わりにキャピラリーチューブを利用してもよい。

筐体１０１には、屋外に配置される。筐体１０１には、上記の室外側制御部１１０、室外側熱交換器１２０、室外側送風機１３０、膨張弁１４０、圧縮機１５０、四路切換弁１６０、三方弁１８１、二方弁１８２、サイレンサ１７０、ストレーナ１８６・１８７、冷媒配管１９０の一部が収納されている。

圧縮機１５０は、吐出管および吸入管を有している。吐出管および吸入管は、それぞれ、四路切換弁１６０の異なる接続口に接続されている。圧縮機１５０は、通信線を介して室外側制御部１１０に通信接続されており、室外側制御部１１０から送信される制御信号に従って動作する。圧縮機１５０は、運転時、吸入管から低圧の冷媒ガスを吸入し、その冷媒ガスを圧縮して高圧の冷媒ガスを生成した後、その高圧の冷媒ガスを吐出管から吐出する。なお、本実施の形態において、この圧縮機１５０の制御形式は、特に限定されず、たとえば、定速式の圧縮機を利用してもよいし、インバータ式の圧縮機を利用してもよい。

四路切換弁１６０は、冷媒配管１９０を介して圧縮機１５０の吐出管および吸入管、室外側熱交換器１２０ならびに室内側熱交換器２２０側すなわち補助熱交換器３２０に接続されている。また、この四路切換弁１６０は、通信線を介して室外側制御部１１０に通信接続されており、室外側制御部１１０から送信される制御信号に従って動作する。四路切換弁１６０は、運転時、室外側制御部１１０から送信される制御信号に従って、圧縮機１５０の吐出管を室外側熱交換器１２０に連結させると共に圧縮機１５０の吸入管を室内側熱交換器２２０に連結させる冷房運転状態と、圧縮機１５０の吐出管を室内側熱交換器２２０に連結させると共に圧縮機１５０の吸入管を室外側熱交換器１２０に連結させる暖房運転状態とに切り換えられる。

室外側熱交換器１２０は、左右両端で複数回折り返された伝熱管（図示せず）に多数の放熱フィン（図示せず）が取り付けられたものであって、冷房運転時には凝縮器として機能し、暖房運転時には蒸発器として機能する。室外側熱交換器１２０は、このような形態に限られず、通常のアルミ熱交換器であってもよい。

膨張弁１４０は、開度制御の可能な電子膨張弁であって、液側冷媒配管を介して二方弁１８２に接続されると共に、他の液側冷媒配管を介して室外側熱交換器１２０に接続されている。また、この膨張弁１４０は、通信線を介して室外側制御部１１０に通信接続されており、室外側制御部１１０から送信される制御信号に従って動作する。膨張弁１４０は、運転時において、凝縮器（冷房時は室外側熱交換器１２０であり、暖房時は室内側熱交換器２２０である）から流出する高温高圧の液冷媒を蒸発しやすい状態に減圧すると共に、蒸発器（冷房時は室内側熱交換器２２０であり、暖房時は室外側熱交換器１２０である）への冷媒供給量を調節する役目を担っている。

室外側送風機１３０は、主に、プロペラファンおよびモータから構成されている。プロペラファンは、モータによって回転駆動され、屋外の外気を室外側熱交換器１２０に供給する。モータは、通信線を介して室外側制御部１１０に通信接続されており、室外側制御部１１０から送信される制御信号に従って動作する。

なお、冷媒配管１９０のうちの液側冷媒配管は、膨張弁１４０から二方弁１８２に向かって延びる配管である。一方、冷媒配管１９０のうちのガス側冷媒配管は、四路切換弁１６０から三方弁１８１に向かって延びる配管である。

三方弁１８１は、ガス側冷媒配管の端部に配設されている。この三方弁１８１には、ガス側連絡配管が接続される。なお、三方弁１８１は、室外機１００からガス側連絡配管が取り外されるときに閉じられ、冷媒が室外機１００から外部に漏れることを防ぐ。また、室外機１００から、あるいは室内機２００を含めた冷凍サイクル全体から、冷媒を回収する必要があるときは、三方弁１８１を通じて冷媒の回収が行われる。

二方弁１８２は、液側冷媒配管の端部に配設されている。この二方弁１８２には、液側連絡配管が接続される。なお、二方弁１８２は、室外機１００から液側連絡配管が取り外されるときに閉じられ、冷媒が室外機１００から外部に漏れることを防ぐ。

室外側制御部１１０は、主に、プロセッサやメモリから構成されている。室外側制御部１１０は、通信線を介して、圧縮機１５０、四路切換弁１６０、膨張弁１４０、室外側送風機１３０、各部のセンサなどに通信接続されている。室内側制御部２１０は、温度センサからの出力値やメモリに記憶される種々の制御パラメータ等を演算処理して適切な制御パラメータを導出し、その制御パラメータを、通信部を介して圧縮機１５０や、四路切換弁１６０、膨張弁１４０、室外側送風機１３０に送信する。

（２）室内機２００
室内機２００は、主に、筐体２０１、室内側熱交換器２２０、室内側送風機２３０、室内側制御部２１０から構成されている。

筐体２０１は、室内に配置される。筐体２０１には、主に、室内側熱交換器２２０、室内側送風機２３０、室内側制御部２１０等が収納されている。

本実施の形態においては、室内側熱交換器２２０は、たとえば３個の熱交換器を、室内側送風機２３０を覆う屋根のように組み合わせたものである。なお、各熱交換器は、左右両端で複数回折り返された伝熱管（図示せず）に多数の放熱フィン（図示せず）が取り付けられたものであって、冷房運転時には蒸発器として機能し、暖房運転時には凝縮器として機能する。

室内側送風機２３０は、主に、クロスフローファンおよびモータから構成されている。クロスフローファンは、モータによって回転駆動され、室内の空気を筐体２０１に吸い込んで室内側熱交換器２２０に供給すると共に、室内側熱交換器２２０で熱交換された空気を室内に送出する。モータは、通信線を介して室内側制御部２１０に通信接続されており、室内側制御部２１０から送信される制御信号に従って動作する。

室内側制御部２１０は、主に、プロセッサやメモリから構成されている。室内側制御部２１０は、通信線を介して、室内側送風機２３０、ルーバ、各種のセンサなどに通信接続されている。室内側制御部２１０は、随時、リモートコントローラからの制御信号や、温度センサからの出力情報等を演算処理して適切な制御パラメータを導出し、その制御パラメータ等を、通信部を介して室内側送風機２３０やルーバに送信する。また、室内側制御部２１０は、必要に応じて、制御パラメータ等を室外側制御部１１０に送信したり、室外側制御部１１０から制御パラメータ等を受信したりする。

なお、図１に示されるように、室外機１００の圧縮機１５０、四路切換弁１６０、室外側熱交換器１２０および膨張弁１４０、ならびに室内機２００の室内側熱交換器２２０は、冷媒配管１９０によって順次接続され、冷媒回路を構成している。本実施の形態において、この冷媒回路、室外側送風機１３０および室内側送風機２３０などを併せて空気調和機構と称する。なお、空気調和機構は、後述する除霜補助装置３００の補助熱交換器３２０や補助送風機３３０も含まれる概念であってもよい。

（３）除霜補助装置３００
除霜補助装置３００は、主に、筐体３０１、補助熱交換器３２０、補助送風機３３０、パイプ温度測定センサ３５１、接続ユニオン３４１・３４２から構成されている。そして、本実施の形態にかかる除霜補助装置３００は、空気調和機１の冷媒配管１９０の、暖房時における室内側熱交換器２２０の下流かつ圧縮機１５０の上流に、接続ユニオン３４１・３４２を介して、配置されるものである。

筐体３０１は、屋外に配置されることが好ましい。筐体３０１には、主に、補助熱交換器３２０、補助送風機３３０、補助制御部３１０等が収納されている。

本実施の形態においては、補助熱交換器３２０は、左右両端で複数回折り返された伝熱管（図示せず）に多数の放熱フィン（図示せず）が取り付けられたものである。補助熱交換器３２０は、空気調和機構の除霜時に蒸発器として機能する。

補助送風機３３０は、主に、プロペラファンおよびモータから構成されている。プロペラファンは、モータによって回転駆動され、外気を筐体３０１に吸い込んで補助熱交換器３２０に供給する。モータは、通信線を介して補助制御部３１０に通信接続されており、補助制御部３１０から送信される制御信号に従って動作する。

補助制御部３１０は、主に、プロセッサやメモリから構成されている。補助制御部３１０は、通信線を介して、補助送風機３３０、各種のセンサなどに通信接続されている。補助制御部３１０は、随時、室外側制御部１１０からの制御信号や、パイプ温度測定センサ３５１などの各種センサからの出力情報等を演算処理して適切な制御パラメータを導出し、その制御パラメータ等を、通信部を介して補助送風機３３０に送信する。また、補助制御部３１０は、必要に応じて、制御パラメータ等を室外側制御部１１０に送信したり、室外側制御部１１０から制御パラメータ等を受信したりする。

なお、除霜補助装置３００は、室内機２００から室外機１００への電力供給線の途中に、補助制御部３１０を接続することによって、電力を得ることができる。ただし、除霜補助装置３００は、たとえば室内または室外の別のコンセントなどから電力を取得するものであってもよい。

また、補助制御部３１０は、室外側制御部１１０や室内側制御部２１０に信号線によって接続されてもよい。この場合は、補助制御部３１０は、随時、室外側制御部１１０や室内側制御部２１０と制御信号をやり取りする。

なお、通信線が送る信号は、制御命令のデータを示すものであってもよいし、単に電圧や電流のＯＮ／ＯＦＦであってもよい。
＜空気調和機の基本的な動作＞

以下、本実施の形態にかかる空気調和機１の冷房運転と暖房運転と除霜運転とについて詳述する。

（１）冷房運転
冷房運転では、四路切換弁１６０によって、圧縮機１５０の吐出管が室外側熱交換器１２０に接続され、かつ、圧縮機１５０の吸入管が室内側熱交換器２２０に接続される。また、このとき、二方弁１８２および三方弁１８１は開状態とされている。この状態で、圧縮機１５０が起動されると、ガス冷媒が、圧縮機１５０に吸入され、圧縮された後、四路切換弁１６０を経由して室外側熱交換器１２０に送られ、室外側熱交換器１２０において冷却され、液冷媒となる。その後、この液冷媒は、膨張弁１４０に送られ、減圧されて気液二相状態となる。気液二相状態の冷媒は、二方弁１８２を経由して室内側熱交換器２２０に供給され、室内空気を冷却するとともに蒸発されてガス冷媒となる。最後に、そのガス冷媒は、三方弁１８１および四路切換弁１６０を経由して、再び、圧縮機１５０に吸入される。

（２）暖房運転
暖房運転では、四路切換弁１６０によって、圧縮機１５０の吐出管が室内側熱交換器２２０に接続され、かつ、圧縮機１５０の吸入管が室外側熱交換器１２０に接続される。また、このとき、二方弁１８２および三方弁１８１は開状態とされている。この状態で、圧縮機１５０が起動されると、ガス冷媒が、圧縮機１５０に吸入され、圧縮された後、四路切換弁１６０および三方弁１８１を経由して室内側熱交換器２２０に供給され、室内空気を加熱すると共に凝縮されて液冷媒となる。その後、この液冷媒は、三方弁１８１を経由して膨張弁１４０に送られ、減圧されて気液二相状態となる。気液二相状態の冷媒は、室外側熱交換器１２０に送られて、室外側熱交換器１２０において蒸発させられてガス冷媒となる。最後に、そのガス冷媒は、四路切換弁１６０を経由して、再び、圧縮機１５０に吸入される。

（３）除霜運転
室外側制御部１１０は、暖房運転中に、室外側熱交換器１２０や冷媒配管１９０などの温度を測定し、当該温度が所定値未満になったときに、一定期間あるいは当該温度が上昇するまで、除霜運転を行う。除霜運転では、冷房運転と同様に、四路切換弁１６０によって、圧縮機１５０の吐出管が室外側熱交換器１２０に接続され、かつ、圧縮機１５０の吸入管が室内側熱交換器２２０側、すなわち除霜補助装置３００に接続される。これによって、室外側熱交換器１２０に高い温度の冷媒が流れ、室外側熱交換器１２０に付いた霜を溶かすことができる。
＜補助制御部３１０の処理＞

本実施の形態にかかる空気調和機１では、空気調和機構が除霜運転を行っている場合に、除霜補助装置３００を運転させることがある。以下、図２を参照しながら、本実施の形態にかかる除霜補助装置３００の補助制御部３１０の処理手順について説明する。なお、図２は、本実施の形態にかかる除霜補助装置３００の補助制御部３１０の処理手順を示すフローチャートである。なお、以下に記載の各種の所定の温度は例示であって、そのような数値に限定されるものではない。

本実施の形態にかかる補助制御部３１０は、室外側制御部１１０からの情報に基づいて、空気調和機構が除霜運転を開始したと判断した場合に、以下の処理を実行する。

補助制御部３１０は、定期的に、パイプ温度測定センサ３５１から、冷媒配管の温度または冷媒自体の温度を取得する（ステップＳ１０２）。

補助制御部３１０は、冷媒配管の温度が−１０℃以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。冷媒配管の温度が−１０℃以下でない場合（ステップＳ１０４にてＮＯである場合）、補助制御部３１０は、ステップＳ１１４からの処理を実行する。

冷媒配管の温度が−１０℃以下である場合（ステップＳ１０４にてＹＥＳである場合）、補助制御部３１０は、補助送風機３３０を駆動させる（ステップＳ１１０）。

補助制御部３１０は、冷媒配管の温度が−３℃よりも高いか否かを判断する（ステップＳ１１４）。冷媒配管の温度が−３℃よりも高くない場合（ステップＳ１１４にてＮＯである場合）、補助制御部３１０は、今回の処理を終了する。

冷媒配管の温度が−３℃よりも高い場合（ステップＳ１１４にてＹＥＳである場合）、補助制御部３１０は、補助送風機３３０の運転を終了する（ステップＳ１１６）。補助制御部３１０は、今回の処理を終了する。

このように、本実施の形態にかかる空気調和機１および除霜補助装置３００に関しては、除霜時に、室内側熱交換器２２０だけでなく、除霜補助装置３００の補助熱交換器３２０でも熱量を汲み上げることができるため、従来よりも除霜不良が起こる可能性が低減させることが可能になる。

より詳細には、図３における通常のエアコンと本実施の形態にかかる空気調和機１および除霜補助装置３００とに関する除霜時の室内側熱交換器２２０直後の冷媒配管の温度のグラフに示すように、本実施の形態にかかる空気調和機１および除霜補助装置３００では、除霜時においても室内側熱交換器２２０の温度が下がりにくく、また下がった後に室内側熱交換器２２０の温度が上昇しやすくなる。

また、図４における通常のエアコンと本実施の形態にかかる空気調和機１および除霜補助装置３００とに関する除霜時の室外側熱交換器１２０の冷媒配管の温度のグラフにも示すように、本実施の形態にかかる空気調和機１および除霜補助装置３００では、除霜時において、室外側熱交換器１２０の温度が上昇しやすくなる。
−第２の実施の形態−

上記の第１の実施の形態においては、除霜補助装置３００の補助制御部３１０が、室外側制御部１１０から除霜中であることを示す情報を受け取るものであった。しかしながら、除霜補助装置３００の補助制御部３１０は、別の方法で空気調和機１が除霜中であるか否かを判断してもよい。

たとえば、除霜補助装置３００の補助制御部３１０は、室内側制御部２１０から除霜中であることを示す情報を受け取ってもよい。

あるいは、除霜補助装置３００の補助制御部３１０は、各種のセンサからのデータに基づいて、空気調和機１が除霜中であるか否かを判断してもよい。たとえば、除霜補助装置３００の補助制御部３１０は、冷媒配管１９０の温度が所定の温度以下に達した場合や、室外側熱交換器１２０の温度が所定の温度以下に達した場合に、除霜が開始されたと判断してもよい。
−第３の実施の形態−

第１および第２の実施の形態においては、除霜補助装置３００の補助制御部３１０が、冷媒配管１９０の温度に基づいて、補助送風機３３０の駆動を制御するものであった。しかしながら、補助送風機３３０は除霜時であるか否かに関わらず、常に駆動するものであってもよい。あるいは、補助送風機３３０は除霜時に常に駆動するものであってもよい。
−第４の実施の形態−

第１から第３の実施の形態においては、除霜補助装置３００の補助制御部３１０が、補助送風機３３０などの除霜補助装置３００の各部を制御するものであった。しかしながら、制御構成はそのような形態には限られない。

たとえば、図５に示すように、除霜補助装置３００の各部が、室外側制御部１１０に接続されてもよい。そして、室外側制御部１１０が除霜補助装置３００の各部を制御するものであってもよい。この場合は、除霜補助装置３００には、補助制御部３１０が搭載されなくてもよい。

あるいは、図６に示すように、除霜補助装置３００の各部が、室内側制御部２１０に接続されてもよい。そして、室内側制御部２１０が除霜補助装置３００の各部を制御するものであってもよい。この場合も、除霜補助装置３００には、補助制御部３１０が搭載されなくてもよい。
−第５の実施の形態−

第１から第４の実施の形態においては、除霜補助装置３００の補助制御部３１０が、冷媒配管１９０の温度または冷媒の温度に基づいて、補助送風機３３０の駆動を制御するものであった。しかしながら、本実施の形態においては、除霜補助装置３００の補助制御部３１０が、冷媒配管１９０の温度と外気の温度とに基づいて、補助送風機３３０の駆動を制御するものである。

図７に示すように、本実施の形態にかかる空気調和機１は、除霜補助装置３００が、外気温度測定センサ３５２を有する点において、第１から第４の実施の形態と異なる。その他の構成は、第１から第４の実施の形態のそれらと同様であるため、ここでは説明を繰り返さない。

また、本実施の形態にかかる空気調和機１の冷房運転と暖房運転と除霜運転とについても、第１から第４の実施の形態のそれらと同様であるため、ここでは説明を繰り返さない。
＜補助制御部３１０の処理＞

本実施の形態にかかる空気調和機１では、空気調和機構が除霜運転を行っている場合に、除霜補助装置３００を運転させることがある。以下、図８を参照しながら、本実施の形態にかかる除霜補助装置３００の補助制御部３１０の処理手順について説明する。なお、図８は、本実施の形態にかかる除霜補助装置３００の補助制御部３１０の処理手順を示すフローチャートである。

本実施の形態にかかる補助制御部３１０は、室外側制御部１１０からの情報に基づいて、空気調和機構が除霜運転を開始したと判断した場合に、以下の処理を実行する。

補助制御部３１０は、定期的に、パイプ温度測定センサ３５１から、冷媒配管の温度を取得する（ステップＳ２０２）。

補助制御部３１０は、冷媒配管の温度が−１０℃以下であるか否かを判断する（ステップＳ２０４）。冷媒配管の温度が−１０℃以下でない場合（ステップＳ２０４にてＮＯである場合）、補助制御部３１０は、ステップＳ２１２からの処理を実行する。

冷媒配管の温度が−１０℃以下である場合（ステップＳ２０４にてＹＥＳである場合）、補助制御部３１０は、外気温度測定センサ３５２から外気の温度を取得する（ステップＳ２０６）。

補助制御部３１０は、外気の温度が冷媒配管の温度よりも２℃以上高いか否かを判断する（ステップＳ２０８）。外気の温度が冷媒配管の温度よりも２℃以上高くない場合（ステップＳ２０８にてＮＯである場合）、補助制御部３１０は、ステップ２１２からの処理を繰り返す。

外気の温度が冷媒配管の温度よりも２℃以上高い場合（ステップＳ２０８にてＹＥＳである場合）、補助制御部３１０は、補助送風機３３０を駆動させる（ステップＳ２１０）。

補助制御部３１０は、外気の温度が冷媒配管の温度よりも低いか否かを判断する（ステップＳ２１２）。外気の温度が冷媒配管の温度よりも低い場合（ステップＳ２１２にてＹＥＳである場合）、補助制御部３１０は、補助送風機３３０の運転を停止させる（ステップＳ２１６）。

外気の温度が冷媒配管の温度よりも低くない場合（ステップＳ２１２にてＹＥＳである場合）、補助制御部３１０は、冷媒配管１９０の温度が−３℃よりも高いか否かを判断する（ステップＳ２１４）。冷媒配管１９０の温度が−３℃よりも高い場合（ステップＳ２１２にてＹＥＳである場合）、補助制御部３１０は、ステップＳ２１６からの処理を繰り返す。

冷媒配管１９０の温度が−３℃よりも高くない場合（ステップＳ２１４にてＮＯである場合）、補助制御部３１０は、今回の処理を終了する。

このように、本実施の形態にかかる空気調和機１および除霜補助装置３００に関しても、図３および図４に示すように、除霜時に、室内側熱交換器２２０だけでなく、除霜補助装置３００の補助熱交換器３２０でも熱量を汲み上げることができるため、従来よりも除霜不良が起こる可能性が低減させることが可能になる。
−第６の実施の形態−

第１から第５の実施の形態においては、除霜補助装置３００が、暖房時における室内側熱交換器２２０の下流かつ圧縮機１５０の上流に配置されるものであった。しかしながら、たとえば、図９または図１０に示すように、除霜補助装置３００が、暖房時における膨張弁１４０の下流かつ室内側熱交換器２２０の上流に配置されるものであってもよい。

なお、より詳細には、図９は、図１に示す第１の実施の形態に対して、除霜補助装置３００の位置を、暖房時における膨張弁１４０の下流かつ室内側熱交換器２２０の上流に変更したものである。

そして、図１０は、図７に示す第５の実施の形態に対して、除霜補助装置３００の位置を、暖房時における膨張弁１４０の下流かつ室内側熱交換器２２０の上流に変更したものである。
−第７の実施の形態−

第１から第６の実施の形態においては、暖房時における膨張弁１４０の下流かつ室内側熱交換器２２０の上流の冷媒配管１９０に、補助熱交換器３２０が取り付けられるものであった。しかしながら、冷媒は常に補助熱交換器３２０を通る必要はない。

図１１に示すように、本実施の形態にかかる空気調和機１は、暖房時における室内側熱交換器２２０の下流かつ圧縮機１５０の上流の冷媒配管１９０に、バイパス回路１９２が追加されるものである。そして、バイパス回路１９２に、補助熱交換器３２０が取り付けられるものである。

そして、冷媒配管１９０とバイパス回路１９２との分岐点には、バイパス回路１９２に流す冷媒の量を制御するための流量制御弁３７０が取り付けられる。流量制御弁３７０は、補助制御部３１０によって制御される。流量制御弁３７０は、バイパス回路１９２に流す冷媒の量を制御できればよく、電磁弁などの他の部品を利用してもよい。
＜補助制御部３１０の処理＞

補助制御部３１０の処理に関しては、たとえば、図１２および図１３に示すように、補助送風機３３０を駆動する際に、流量制御弁３７０を制御して、バイパス回路１９２に冷媒を流し始める（ステップＳ１１１またはステップＳ２１１）。そして、補助制御部３１０は、補助送風機３３０を停止する際に、流量制御弁３７０を制御して、バイパス回路１９２への冷媒の流れを停止する（ステップＳ１１７またはステップＳ２１７）。なお、流量制御弁３７０の開閉タイミングは、補助送風機３３０のＯＮ／ＯＦＦの前であっても後であってもよい。
−第８の実施の形態−

第７の実施の形態においては、暖房時における除霜補助装置３００の上流側の、冷媒配管１９０とバイパス回路１９２との分岐に、バイパス回路１９２へ流れる冷媒の量を制御する流量制御弁３７０を取り付けるものであった。しかしながら、図１４に示すように、暖房時における除霜補助装置３００の下流側の、冷媒配管１９０とバイパス回路１９２との分岐に、バイパス回路１９２へ流れる冷媒の量を制御する流量制御弁３７０を取り付けるものであってもよい。
−第９の実施の形態−

第１から第８の実施の形態においては、空気調和機１の設置時に、除霜補助装置３００が取り付けられるものであった。すなわち、空気調和機１の設置時から、空気調和機１に除霜補助装置３００が含まれるものであった。しかしながら、本実施の形態のように、除霜補助装置３０００は、室外機１００と室内機２００とを含む空気調和機１が設置された後に、追加で取り付けられるものであってもよい。
＜除霜補助装置３０００の全体構成＞

まず、図１５を参照しながら、本実施の形態にかかる除霜補助装置３０００の全体構成について説明する。なお、図１５は、本実施の形態にかかる除霜補助装置３０００の全体構成を示す概略図である。

本実施の形態にかかる除霜補助装置３０００は、空気調和機１の暖房時における室内側熱交換器２２０の下流かつ圧縮機１５０の上流に後付けされるものである。あるいは、除霜補助装置３０００は、空気調和機１の暖房時における膨張弁１４０の下流かつ室内側熱交換器２２０の上流に後付けされるものである。

除霜補助装置３０００は、主に、筐体３０１、補助熱交換器３２０、補助送風機３３０、パイプ温度測定センサ３５１、補助冷媒配管３９０、接続ユニオン３４１・３４２から構成されている。

筐体３０１は、屋外に配置されることが好ましい。筐体３０１には、主に、補助熱交換器３２０、補助送風機３３０、補助制御部３１０、補助冷媒配管３９０等が収納されている。

本実施の形態においては、補助熱交換器３２０は、左右両端で複数回折り返された伝熱管（図示せず）に多数の放熱フィン（図示せず）が取り付けられたものである。補助熱交換器３２０は、空気調和機構の除霜時に蒸発器として機能する。

補助送風機３３０は、主に、プロペラファンおよびモータから構成されている。プロペラファンは、モータによって回転駆動され、外気を筐体３０１に吸い込んで補助熱交換器３２０に供給する。モータは、通信線を介して補助制御部３１０に通信接続されており、補助制御部３１０から送信される制御信号に従って動作する。

補助制御部３１０は、主に、プロセッサやメモリから構成されている。補助制御部３１０は、通信線を介して、補助送風機３３０、各種のセンサなどに通信接続されている。補助制御部３１０は、パイプ温度測定センサ３５１などの各種センサからの出力情報等を演算処理して適切な制御パラメータを導出し、その制御パラメータ等を、通信部を介して補助送風機３３０に送信する。

補助冷媒配管３９０は、接続ユニオン３４１・３４２を介して、空気調和機１の暖房時における室内側熱交換器２２０の下流かつ圧縮機１５０の上流に接続される。あるいは、補助冷媒配管３９０は、接続ユニオン３４１・３４２を介して、空気調和機１の暖房時における膨張弁１４０の下流かつ室内側熱交換器２２０の上流に接続される

なお、除霜補助装置３０００は、室内機２００から室外機１００への電力線の途中に、補助制御部３１０を接続することによって電力を得ることができる。

また、補助制御部３１０は、室外側制御部１１０や室内側制御部２１０に信号線によって接続されてもよい。この場合は、補助制御部３１０は、随時、室外側制御部１１０や室内側制御部２１０と制御信号をやり取りする。
＜補助制御部３１０の処理＞

本実施の形態にかかる除霜補助装置３０００の補助制御部３１０も、空気調和機構が除霜運転を行っている場合に、除霜補助装置３００を運転させることがある。本実施の形態にかかる補助制御部３１０は、室外側制御部１１０からの情報に基づいて、空気調和機構が除霜運転を開始したと判断した場合に、図２、図８に示す処理を実行する。

ただし、当然に、第２〜８の実施の形態に示すように、補助制御部３１０の除霜運転開始の判断は、室外側制御部１１０からの情報に基づくものに限られない。たとえば、冷媒配管１９０の温度や室内熱交換器２２０の温度もしくは圧縮機１５０の吸入管の温度や外気の温度などに基づいて、補助制御部３１０が判断してもよい。

すなわち、本実施の形態の除霜補助装置３０００は、上記の第１から第６の実施の形態のいずれかの空気調和機１の除霜補助装置３００を、空気調和機１に対して後付けできるように構成したものである。
−第１０の実施の形態−

また、第９の実施の形態の除霜補助装置３０００に、第７の実施の形態のようにバイパス回路１９２を搭載してもよい。たとえば、図１６に示すように、本実施の形態にかかる除霜補助装置３０００には、暖房時における室内側熱交換器２２０の下流かつ圧縮機１５０の上流の冷媒配管１９０に接続ユニオン３４１・３４２を介して取り付けられる補助冷媒配管３９０と、当該補助冷媒配管３９０のバイパス回路３９２を有する。そして、バイパス回路３９２に、補助熱交換器３２０が取り付けられるものである。

そして、冷媒配管３９０とバイパス回路３９２との分岐点には、バイパス回路３９２に流す冷媒の量を制御するための流量制御弁３７０が取り付けられる。流量制御弁３７０は、補助制御部３１０によって制御される。なお、流量制御弁３７０の位置は、図１４のように別の場所でもよい。
＜補助制御部３１０の処理＞

補助制御部３１０の処理に関しては、たとえば、図１２および図１３に示すように、補助送風機３３０を駆動する際に、流量制御弁３７０を制御して、バイパス回路３９２に冷媒を流し始める。そして、補助制御部３１０は、補助送風機３３０を停止する際に、流量制御弁３７０を制御して、バイパス回路３９２への冷媒の流れを停止する。なお、流量制御弁３７０の開閉タイミングは、補助送風機３３０のＯＮ／ＯＦＦの前であっても後であってもよい。

すなわち、本実施の形態の除霜補助装置３０００は、上記の第７または第８の実施の形態にかかる空気調和機１の除霜補助装置３００を、空気調和機１に対して後付けできるように構成したものである。
−まとめ−

上記の第１から第１０の実施の形態においては、室内側熱交換器２２０と、室外側熱交換器１２０と、膨張弁１４０と、圧縮機１５０とを備える空気調和機１が提供される。空気調和機１は、暖房時における膨張弁１４０の下流側かつ圧縮機１５０の上流側に配置される熱交換器３２０と、熱交換器３２０に風を送るための送風機３３０と、送風機３３０を制御するための制御部３１０，１１０，２１０とを備える。

好ましくは、制御部３１０，１１０，２１０は、除霜時に送風機を駆動する。

好ましくは、制御部３１０，１１０，２１０は、少なくとも冷媒配管１９０の温度および冷媒の温度のいずれかに基づいて、送風機３３０の駆動を制御する。

好ましくは、制御部３１０，１１０，２１０は、少なくとも外気の温度に基づいて、送風機３３０の駆動を制御する。

好ましくは、空気調和機１は、熱交換器３２０を配置するバイパス回路１９２，３９２と、バイパス回路１９２，３９２への冷媒の流れを制御するための弁３７０と、をさらに備える。制御部３１０，１１０，２１０は、除霜時に、冷媒を熱交換器３２０へ流すように弁３７０を制御する。

この発明の別の局面に従うと、熱交換器３２０と、熱交換器３２０に風をおくるための送風機３３０と、制御部３１０とを備える除霜補助装置３０００が提供される。制御部３１０は、空気調和機１が除霜を行っているか否かを判断し、空気調和機１が除霜を行っていると判断した場合に、送風機３３０を駆動させる。

好ましくは、制御部３１０は、少なくとも冷媒配管３９０の温度および冷媒の温度のいずれかに基づいて、送風機３３０の駆動を制御する。

好ましくは、制御部３１０は、少なくとも外気の温度に基づいて、送風機３３０の駆動を制御する。

好ましくは、除霜補助装置３０００は、熱交換器３２０を配置するバイパス回路３９２と、バイパス回路３９２への冷媒の流れを制御するための弁３７０と、をさらに備える。制御部３１０は、除霜時に、冷媒を熱交換器３２０へ流すように弁３７０を制御する。

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、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味およ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。

１ ：空気調和機
１００ ：室外機
１０１ ：筐体
１１０ ：室外側制御部
１２０ ：室外側熱交換器
１３０ ：室外側送風機
１４０ ：膨張弁
１５０ ：圧縮機
１６０ ：四路切換弁
１７０ ：サイレンサ
１８１ ：三方弁
１８２ ：二方弁
１８６ ：ストレーナ
１８７ ：ストレーナ
１９０ ：冷媒配管
１９２ ：バイパス回路
２００ ：室内機
２０１ ：筐体
２１０ ：室内側制御部
２１２ ：ステップ
２２０ ：室内側熱交換器
２３０ ：室内側送風機
３００ ：除霜補助装置
３０１ ：筐体
３１０ ：補助制御部
３２０ ：補助熱交換器
３３０ ：送風機
３４１ ：接続ユニオン
３５１ ：パイプ温度測定センサ
３５２ ：外気温度測定センサ
３７０ ：流量制御弁
３９０ ：補助冷媒配管
３９２ ：バイパス回路
３０００ ：除霜補助装置

Claims (5)

1. 室内熱交換器と、
   室外熱交換器と、
   膨張弁と、
   圧縮機とを備える空気調和機であって、
   暖房時における前記膨張弁の下流側かつ前記圧縮機の上流側に配置される熱交換器と、
   前記熱交換器に風を送るための送風機と、
   前記送風機を制御するための制御部とを備える、空気調和機。
2. 前記制御部は、除霜時に前記送風機を駆動する、請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記制御部は、少なくとも冷媒配管の温度および冷媒の温度のいずれかに基づいて、前記送風機の駆動を制御する、請求項１または２に記載の空気調和機。
4. 前記制御部は、少なくとも外気の温度に基づいて、前記送風機の駆動を制御する、請求項１から３のいずれか１項に記載の空気調和機。
5. 熱交換器と、
   前記熱交換器に風をおくるための送風機と、
   制御部とを備え、
   前記制御部は、空気調和機が除霜を行っているか否かを判断し、前記空気調和機が除霜を行っていると判断した場合に、前記送風機を駆動させる、除霜補助装置。

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