JPH03199848A - 蓄熱式空気調和機のファン制御装置 - 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〉 この発明は、蓄熱器に蓄積した熱でデフロストを行う蓄
熱式空気調和機によるデフロストの際に、室内ユニット
のファンの回転数を制御する蓄熱式空気調和機のファン
制御装置に関する。

〈従来の技術〉 従来、蓄熱式空気調和機におけるデフロスト時のファン
制御装置として、例えば第４図に示すようなものがある
（特開平０１−１１１１４９号公報）。第４図において
、圧縮機１．四方弁２．室外熱交換器３．開閉自在の絞
り手段４．室内熱換器５およびアキュムレータ６を順次
接続して冷媒回路を形成している。また、圧縮機Ｉの外
周部には、円筒状の蓄熱熱交換器７を設けている。そし
て、圧縮機１の運転時に圧縮機ｌから構成される装置蓄
熱熱交換器７を介して蓄熱材８に蓄えるようにしている
。

上記蓄熱式空気調和機における暖房時において、室外熱
交換器３が着霜すると、次のようにしてデフロスト動作
を実行する。すなわち、絞り手段４を閉鎖すると共に電
磁開閉弁１０を開放することによって、冷媒の流れは圧
縮機ｌ、四方弁２．室内熱交換器５．電磁開閉弁１０．
蓄熱熱交換器７と圧縮機１との間に設けられた冷媒通路
１１．室外熱交換器３および四方弁２を介して圧縮機１
に戻るように変化する。その際に、冷媒は冷媒通路Ｉｔ
を通過する際に蓄熱材８に蓄えられた熱を蓄熱熱交換器
７を介して受は取り、室外熱交換器３を通過する際に放
出してデフロストを実行するのである。

上述のようにしてデフロスト動作が実行されている場合
に、デフロスト動作が開始されて所定時間経過しても湯
度センサ１２によって検出される室内ユニットにおける
吹出温度が所定温度より低い場合には、マイクロコンピ
ュータ９はまだデフ上記目的を達成するため、この発明
は、第１図に例示するように、蓄熱器に蓄積された熱を
室外熱交換器２５に供給してデフロストを実行する際に
、上記蓄熱器に蓄熱されている熱量の減少を検知して室
内ユニットファン３９の回転数を制御する蓄熱式空気調
和機のファン制御装置において、室内熱交換器２３の凝
縮温度またはそれに関連した温度を検出する温度センサ
２７と、上記温度センサ２７によって検出された凝縮温
度またはそれに関連した温度の勾配を算出する温度勾配
算出手段と、上記温度勾配算出手段によって算出された
凝縮温度またはそれに関連した温度の勾配が所定時間マ
イナスであるか否かを判定する温度勾配判定手段と、凝
縮温度またはそれに関連した温度の勾配が上記所定時間
マイナスであると上記温度勾配判定手段によって判定さ
れた場合に、上記室内ユニットファン３９の回転数を減
少するファン制御手段を備えたことを特徴としている。

〈作用〉 デフロスト動作時において、室内熱交換器２３０ストは
終了していないと判定する。そして、室内ユニットのフ
ァン１３の回転数を低下させて優先的にデフロスト動作
を実行するのである。

〈発明が解決しようとする課題〉 上述のように、従来のファン制御装置においては、室内
ユニットにおける吹出温度の絶対値に基づいて室内ユニ
ットのファン１３の回転数を低下するようにしている。

そのために、上記吹出温度が所定温度まで低下したとき
には既に蓄熱材８に蓄積された熱を使い果たしてしまっ
ている場合がある。そのような場合には、ファン１３の
回転数を低下させても間に合わず、室外熱交換器３に付
着した霜が溶は残るという問題がある。

そこで、この発明の目的は、凝縮温度の変化に関連して
、蓄熱量を予測して室内ユニットのファンの回転数を制
御することによって、暖房能力およびデフロストの両方
を考慮した最適なデフロスト動作を実施できる蓄熱式空
気調和機のファン制御装置を提供することにある。

〈課題を解決するための手段〉 の凝縮温度またはそれに関連した温度が温度センサ２７
によって検出されると、この温度センサ２７によって検
出された凝縮温度またはそれに関連した温度の勾配が温
度勾配算出手段によって算出される。そして、上記温度
勾配算出手段によって算出された凝縮温度またはそれに
関連した温度の勾配が所定時間マイナスであると温度勾
配判定手段によって判定された場合に、ファン制御手段
によって、室内ユニットファン３９の回転数が減少され
る。

すなわち、上記凝縮温度が所定値まで低下してからでは
なく、凝縮温度が低下し始めたときに上記室内ユニット
ファン３９の回転数が減少されるのである。

〈実施例〉 この発明は、デフロストの際に、蓄熱器に蓄熱された熱
が不足してくると室内熱交換器における凝縮温度の勾配
がマイナスになること１こ着目し、凝縮温度勾配が所定
時間マイナスになった場合に室内ユニットファンの回転
数を低下させるものである。

以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図はこの発明に係る冷媒回路図であり、上述の従来
例における冷媒回路図とほぼ同じである。

第１図において、圧縮機２１．四方弁２２．室内熱交換
器２３．絞り手段である開閉自在の電動弁２４、室外熱
交換器２５およびアキュムレータ２６を順次環状に配管
接続して、メインの冷媒回路を形成する。

上記圧縮機２Ｉの外周部には略円筒状の蓄熱熱交換器３
０を設ける。この蓄熱熱交換器３０は、一端を圧縮機２
１に接触させて放射状に延びる複数のフィン３１と、こ
のフィン３１を貫通して螺旋状に圧縮機２１の周囲を巡
る冷媒通路２９とから概略構成される。このように、圧
縮機２Ｉの周囲に設けられた蓄熱熱交換器３０の周囲を
更に円筒状の蓄熱ケース３５で覆い、圧縮機２１および
蓄熱熱交換器３０を密封する。そして、蓄熱ケース３５
内にはポリエチレングリコールまたはパラ室外熱交換器
２５の近傍には着霜を検知するために暖房時の蒸発温度
を検出する温度センサ２８を設置する。さらに、圧縮＄
２１の吐出管には吐出管温度を検出するための温度セン
サ３３を設置する。そして、各温度センサ２７，２８．
３３の検出温度に基づくマイクロコンピュータ４１の指
令により、後に詳述するようなデフロスト動作や室内ユ
ニットファン３９の回転数制御を行うのである。

上記冷媒回路は、暖房運転時には四方弁２２を実線表示
に切換えて、圧縮機２１から吐出された高温ガス冷媒を
四方弁２２を介して室内熱交換器２３に供給し、室内熱
交換器２３において高温高圧冷媒が凝縮する際の凝縮熱
によって室内を暖房する。そして、室内熱交換器２３に
よって凝縮された液冷媒は、開いた電動弁２４によって
減圧されて室外熱交換器２５に供給される。室外熱交換
器２５に供給された冷媒は蒸発されて四方弁２２および
アキュムレータ２６を循環して圧縮機２１に戻る。

このような暖房運転時において、温度センサ２フイン等
からなる蓄熱材３２を充填する。したがって、圧縮機２
１の運転時に圧縮機２１から放出される熱を蓄熱熱交換
器３０を介して蓄熱材３２に蓄えることができる。一方
、放熱時には、冷媒通路２９内を流れる冷媒と蓄熱した
蓄熱材３２との熱交換が冷媒の圧縮と独立して蓄熱熱交
換器３０によって行われ、加熱された高温ガス冷媒が得
られる。その際に、蓄熱材３２から放出される単位時間
当たりの熱量は蓄熱材３２の温度と冷媒の温度の差によ
って決まるため、蓄熱材３２に蓄えた熱を効率良く冷媒
によって取出すことができる。

上記蓄熱熱交換器３０に設げられた冷媒通路２９の例え
ば下端には室内熱交換器２３と電動弁２４の間を、電磁
開閉弁３４を介設した冷媒配管３６で接続する。一方、
冷媒通路２９の例えば上端には室外熱交換器２５と電動
弁２４の間を、矢印方向にのみ冷媒流れを許容する逆止
弁３７を有する冷媒配管３８で接続する。

上記室内熱交換器２３の近傍には、暖房時の凝縮温度を
検出する温度センサ２７を設置する一方、８からの温度
信号に基づいて、マイクロコンピュータ４１が室外熱交
換器２５が着霜したことを検知すると、マイクロコンピ
ュータ４１は以下のようなデフロスト動作を開始する。

以下、上記マイクロコンピュータ４１によって実行され
るデフロスト動作を、第２図のデフロスト動作フローチ
ャートと上記第１図とに従って説明する。

ステップＳ１で、温度センサ２８の検出温度が室外熱交
換器２５が着霜したことを表わす設定温度に達すると、
デフロスト信号が“オン”に設定される。そして、この
デフロスト信号に基づいて電動弁２４が閉鎖されると同
時に電磁開閉弁３４が開放されて、デフロスト動作が開
始される。

すなわち、室内熱交換器２３で凝縮した後の液冷媒は、
電動弁２４が閉鎖されているので電磁開閉弁３４を通り
、冷媒配管３６によって蓄熱熱交換器３０に設けられた
冷媒通路２９の一端に供給される。この冷媒は冷媒通路
２９内を冷媒通路２９の他端に向って流れる際に上述の
ように蓄熱熱交換器３０によって蓄熱材３２と熱交換さ
れ、加熱されて蒸発する。蒸発して得られた高温ガス冷
媒は、冷媒配管３８を介して逆止弁３７を通り室外熱交
換器２５に供給される。そして、供給された高恩ガス冷
媒は室外熱交換器２５内で凝縮する。

その際に、凝縮熱を放出して室外熱交換器２５に付着し
た霜を除去するのである。こうして、一部が液化した冷
媒は四方弁２２およびアキュムレータ２６を介して圧縮
機２１の吸入側に戻される。

このように、蓄熱材３２と冷媒との熱交換を、圧縮機２
１による冷媒の圧縮と独立して行うので、圧縮機２１か
ら吐出される高温ガス冷媒で室内暖房を行う一方、蓄熱
熱交換器３０で蓄熱材３２と熱交換を行った高温ガス冷
媒でデフロストを行うことができる。したがって、暖房
しながら、しかも、暖房能力を低下させることなくデフ
ロスト動作を行うことができるのである。

ステップＳ２で、上記温度センサ３３によって検出され
た吐出管温度（すなわち、吐出冷媒温度）に基づいて、
ファン制御信号がファンモータ４０１ 号に基づいて室内熱交換器２３における凝縮温度Ｔｃが
検出される。

ステップＳ６で、上記ステップＳ３において検出された
凝縮温度Ｔｃと上記ステップＳ５において検出された凝
縮温度Ｔｃとに基づいて、凝縮温度Ｔｃの変動の勾配が
算出される。

ステップＳ７で、上記ステップＳ６において算出された
凝縮温度Ｔｃの勾配はマイナスであるか否かが判別され
る。その結果マイナスであればステップＳ８に進み、そ
うでなければステップＳ２に戻って、再度室内ユニット
ファン３９のファンタップ設定とデフロスト終了の判定
と凝縮温度勾配の算出が実施される。

ステップＳ８で、凝縮温度勾配がマイナスになってから
時間ｔｓが経過したか否かが判別される。その結果時間
ｔｓが経過していなければステップＳ７に戻り、そうで
なければ蓄熱材３２に蓄積された熱量が減少し始めてい
ると判断されてステップＳ９に進む。

ステップＳ９で、ファン制御信号がファンモーに出力さ
れる。そして、吐出管温度が所定温度以上の場合には室
内ユニットファン３９のファンタップが高速回転用の“
Ｈ”タップに設定される一方、上記所定温度より低い場
合には低速回転用の“Ｌ”タップに設定される。

こうして、吐出冷媒温度が低い場合には蓄熱材３２に蓄
積された熱量は少ないので、室内暖房を犠牲にしてデフ
ロストに多くの熱が回るようにするのである。

ステップＳ３で、温度センサ２７からの温度信号に基づ
いて室内熱交換器２３における凝縮温度Ｔｃが検出され
る。

ステップＳ４で、上記ステップＳ３で検出された凝縮温
度Ｔｃの値が、デフロスト終了を表す所定温度“Ｔ”以
上になったか否かが判別される。その結果、所定温度“
Ｔ”以上であれば室外熱交換器２５に付着した霜が完全
に熔解したとしてステップＳ１３に進む。一方、所′定
温度“Ｔ”より低ければステップＳ５に進む。

ステップＳ５で、温度センサ２７からの温度信＋２ り４０に出力され、室内ユニットファン３９の回転数が
最低速または停止のファンタップに設定される。

すなわち、蓄熱材３２に蓄積された熱量が減少し始めた
ときに、室内ユニットファン３９の回転数を低下させる
かまたは停止させることによって室内暖房能力を低下さ
せ、デフロストに必要な熱量を確保するのである。

ステップＳ１０で、温度センサ２７からの温度信号に基
づいて室内熱交換器２３における凝縮温度Ｔｃが検出さ
れる。

ステップＳＬ＋で、上記ステップＳＩＯで検出された凝
縮温度Ｔｃの値が、デフロスト終了を表す所定温度“Ｔ
”以上になったか否かが判別される。その結果所定温度
“Ｔ”以上であれば室外熱交換器２５に付着した霜が完
全に熔解したとしてステップＳ１３に進む。一方、所定
温度“Ｔ”より低ければステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２で、デフロスト動作に入ってから時間ｔ
ｄが経過したか否かが判別される。その結果時間Ｃｄが
経過していればステップＳ１３に進み、そうでなｊノれ
ばステップＳＩＯに戻る。

ステップＳＩ３で、デフロスト信号が“オフ”に設定さ
れてデフロスト動作が終了され、通常運転が開始される
。

第３図は第２図のフローヂャートに従ってデフロスト動
作を実行した場合におけるタームチヤードを示す。第３
図（ａ）は室内熱交換器２３における凝縮温度Ｔｃを示
し、第３図（ｂ）は室内ユニットファン３９のファンタ
ップの内容を示し、第３図（ｃ）は上記デフロスト信号
の内容を示す。

時点Ａにおいて、室外熱交換器２５における蒸発温度が
着霜を表す温度に達し、デフロスト信号が“オン”とな
りデフロスト動作が開始される。その際に、」二連のよ
うに吐出管温度に基づいて室内ユニットファン３９のフ
ァンタップが“Ｈ”から“１７”に切り替えられる。こ
うしてデフロスト動作が開始されると、着霜によって一
旦低下した凝縮温度Ｔｃがやや上昇する。そして、その
後霜が完全に熔解するまでほぼ同じ温度となる。したが
っ５ 態が時間ｔｓだけ継続すると、時点Ｃにおいて室内ユニ
ットファン３９のファンタップが“オフ”に設定される
。こうして、室内暖房能力を低下させてデフロストに必
要な熱量を確保するのである。その結果、再度霜の熔解
が開始されて凝縮温度Ｔｃが上昇し始める。

こうして、予め設定されたデフロスト時間ｔｄが経過す
ると、デフロスト信号が“オフ”となって強制的にデフ
ロスト動作が終了される。そして、ファンタップがＨ”
に戻される。

上述のように、本実施例においては、温度センサ２７か
らの温度信号に基づく凝縮温度勾配が所定時間ｔｓだけ
マイナスになった時点で、蓄熱材３２に蓄積された熱が
無くなり始めたと判定する。

そして、室内ユニットファン３９の回転数を最低速また
は停止のファンタップに設定するようにしている。した
がって、蓄熱材３２に蓄積された熱がデフロストに寄与
できなくなるまで減少する以前に室内ユニットファン３
９の回転数を制御でき、蓄熱材３２に蓄積された残り少
ない熱をデフロスて、凝縮温度勾配がマイナスにはなら
ず、室内ユニットファン３９のファンタップはＬ“のま
まである。

この状態において、室外熱交換器２５に付着した霜が完
全に熔解すると室外熱交換器２５における蒸発温度が上
昇し、それに連れて点線（イ）で示すように凝縮温度Ｔ
ｃが上昇してファンタップは“Ｌ”に保持される。そし
て、時点Ｄ“において蒸発温度がデフロスト終了を表す
温度“Ｔ”に至るとデフロスト信号が“オフ”となりデ
フロスト動作が終了する。そして、ファンタップが“Ｈ
”に戻される。

一方、着霜量が多い場合には霜がなかなか完全に熔解し
ないので、凝縮温度Ｔｃが実線で示すようにほぼ同じ温
度を保持する。そうして、時点Ｂにおいて蓄熱材３２に
蓄えられた熱が無くなり始めると霜の熔解が停止して圧
縮機２１へ戻る冷媒の温度が低下する。そうすると、そ
れに連れて吐出冷媒温度も低下して凝縮温度勾配がマイ
ナスになる。そして、この凝縮温度勾配がマイナスの状
６ トのみに有効に使用して完全にデフロストを行うことが
できるのである。

上記実施例においては、温度センサ２７を室内熱交換器
２３近傍に設置して凝縮温度を検出するようにしている
が、室内ユニットファン３９の下流側に設置して、凝縮
温度に関連した温度を検出するようにしてもよい。

上記実施例においては、蓄熱熱交換器３０および蓄熱材
３２とから成る蓄熱器を圧縮機２１の周囲に設けている
。しかしながら、この発明はこれに限定されるものでは
なく、圧縮機２１とは別に設けて他の手段によって蓄熱
してもよい。

本発明におけるデフロスト動作のアルゴリズムは、上記
実施例に限定されるものではない。

〈発明の効果〉 以上より明らかなように、この発明の蓄熱式空気調和機
のファン制御装置は、温度センサによって検出された室
内熱交換器における凝縮温度またはそれに関連した温度
の勾配を温度勾配算出手段によって算出し、この算出さ
れた凝縮温度またはそれに関連した温度の勾配が所定時
間マイナスであると温度勾配判定手段によって判定され
た場合に、ファン制御手段によって室内ユニットファン
の回転数を低下するようにしたので、凝縮温度が低下し
始めたときに室内ユニットファンの回転数を低下させる
ことができる。

したがって、この発明によれば、蓄熱量に応じて、適確
に室内ユニットファンの回転数を制御して、暖房能力を
可能な範囲で保持しつつデフロストを完了する最適なデ
フロスト動作を実施できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の蓄熱式空気調和機のファン制御装置
に係る冷媒回路の一実施例を示す図、第２図はデフロス
ト動作のフローチャート、第３図は第２図のフローチャ
ートに基づくデフロスト動作におけるタイムチャート、
第４図は従来の蓄熱式空気調和機のファン制御装置に係
る冷媒回路図である。 ２１・・・圧縮機、　　　２３・・・室内熱交換器、２
４・・電動弁、　　　　２５　・室外熱交換器、２７．
２８・・・温度センサ、　　２９・・・冷媒通路、３０
・・・蓄熱熱交換器、　３２・・・蓄熱材、３４・・・
電磁開閉弁、３９・・室内ユニットファン、４１・・・
マイクロコンピュータ。 特　許　出　願　人　ダイキン工業株式会社代理　人　
弁理士　青　山　葆　ほか１名特開平３ １９９８４８　（７）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）蓄熱器に蓄積された熱を室外熱交換器（２５）に
   供給してデフロストを実行する際に、上記蓄熱器に蓄熱
   されている熱量の減少を検知して室内ユニットファン（
   ３９）の回転数を制御する蓄熱式空気調和機のファン制
   御装置において、 室内熱交換器（２３）の凝縮温度またはそれに関連した
   温度を検出する温度センサ（２７）と、上記温度センサ
   （２７）によって検出された凝縮温度またはそれに関連
   した温度の勾配を算出する温度勾配算出手段と、 上記温度勾配算出手段によって算出された凝縮温度また
   はそれに関連した温度の勾配が所定時間マイナスである
   か否かを判定する温度勾配判定手段と、 凝縮温度またはそれに関連した温度の勾配が上記所定時
   間マイナスであると上記温度勾配判定手段によって判定
   された場合に、上記室内ユニットファン（３９）の回転
   数を減少するファン制御手段を備えたことを特徴とする
   蓄熱式空気調和機のファン制御装置。