JPH06174286A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蒸発器を完全に解凍することができ、これに
より冷房能力の低下を防ぎ、また圧縮機の損傷や蒸発器
の破壊を防ぐことを目的とする。 【構成】 冷房時に蒸発器として機能する室内熱交換器
７に第１の温度センサ９を取付け、その第１の温度セン
サ９の検知温度に応じて室内熱交換器７に対する凍結防
止運転を開始する。また、室内熱交換器７にはもっとも
凍結し易い部分に解凍検知用の温度スイッチ１３を取付
けており、その温度スイッチ１３の作動に応じて凍結防
止運転を終了する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、蒸発器の凍結防止や
除霜を行なう空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】室外ユニットおよび室内ユニットからな
るスプリット型の空気調和機の例を図９に示す。Ａが室
外ユニット、Ｂが室内ユニットである。これらユニット
間に次の冷凍サイクルが構成される。

【０００３】圧縮機１の吐出口に四方弁２を介して室外
熱交換器３が接続され、その室外熱交換器３にドライヤ
４を介してパックドバルブ５が接続される。パックドバ
ルブ５に減圧器たとえばキャピラリチューブ６を介して
室内熱交換器７が接続され、その室内熱交換器７にパッ
クドバルブ８が接続される。そして、パックドバルブ８
が上記四方弁２を介して圧縮機１の吸込口に接続され
る。

【０００４】つまり、冷房運転時は、図示実線矢印の方
向に冷媒が流れて冷房サイクルが形成され、室外熱交換
器３が凝縮器、室内熱交換器７が蒸発器として機能す
る。暖房運転時は、四方弁２の切換により、図示破線矢
印の方向に冷媒が流れて暖房サイクルが形成され、室内
熱交換器７が凝縮器、室外熱交換器３が蒸発器として機
能する。

【０００５】ところで、この空気調和機では、冷房運転
時、室内熱交換器７（＝蒸発器）の表面に付着する水滴
（ドレン）が凍結することがある。こうなると、室内熱
交換器７の熱交換面積が減少し、冷房能力の低下を生じ
る。また、熱交換面積の減少により、室内熱交換器７で
蒸発しきれなかった液冷媒がそのまま圧縮機１に吸込ま
れるいわゆる液バックを生じ、圧縮機１に損傷を与える
心配がある。さらには、室内熱交換器７に付着した氷が
成長し、室内熱交換器７を破壊してしまう心配もある。

【０００６】そこで、室内熱交換器７に温度センサ９が
取付けられ、その温度センサ９が制御回路１０に接続さ
れる。この制御回路１０は当該空気調和機の全般にわた
る制御を行なうもので、その制御の１つとして、温度セ
ンサ９の検知温度に応じた凍結防止運転がある。

【０００７】すなわち、冷房運転時は室内熱交換器７の
温度が温度センサ９で検知され、その検知温度が設定値
たとえば−２℃以下まで下がり、しかもその状態が所定
時間たとえば４分間継続した場合、そこで圧縮機１の運
転が停止され、室内ファン（図示しない）のみの運転が
行なわれる。この運転停止と送風により、室内熱交換器
７に付着した氷が解ける。この解凍によって温度センサ
９の検知温度が設定値たとえば２℃以上になると、圧縮
機１の運転が再開される。これが、凍結防止運転であ
る。なお、圧縮機１の保護のため、圧縮機１の再起動が
少なくとも３分間禁止される。

【０００８】一方、同じスプリット型の空気調和機とし
て、冷凍サイクルを複数たとえば２つ有するものがあ
る。この場合、各冷凍サイクルの室外ユニット側の機器
が上下に配置され、設置スペースの縮小が図られる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記の凍結防止運転で
は、たとえば室内熱交換器７内の冷媒流路が短い場合な
ど、凍結がまだ残っているにもかかわらず、温度センサ
９の検知温度が２℃まで上昇して冷房運転が再開される
ことがある。こうなると、結局は上記したような不具合
を生じることになる。

【００１０】一方、２つの冷凍サイクルを有する空気調
和機では、室外熱交換器が蒸発器として機能する暖房運
転時、その蒸発器に対する除霜運転が上側冷凍サイクル
で行なわれると、除霜水が下側冷凍サイクルの室外熱交
換器へ垂れ落ちてしまう。このため、下側冷凍サイクル
の室外熱交換器において着霜量が多くなり、除霜に長い
時間がかかったり、完全に除霜しきれないなどの不具合
を生じる。この発明は上記の事情を考慮したもので、

【００１１】請求項１の空気調和機は、蒸発器を完全に
解凍することができ、これにより冷房能力の低下を防
ぎ、また圧縮機の損傷や蒸発器の破壊を防ぐことを目的
とする。請求項２の空気調和機は、暖房運転時の各室外
熱交換器に対する適切な除霜が可能なことを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の空気調和機
は、圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を接続した冷凍サ
イクルと、蒸発器に取付けた冷媒温度を検知する第１の
温度センサと、蒸発器のもっとも凍結し易い部分に取付
けた解凍検知用の第２の温度センサと、第１の温度セン
サの検知温度に応じて蒸発器に対する凍結防止運転を開
始する手段と、この凍結防止運転を第２の温度センサの
検知温度に応じて終了する手段とを備える。

【００１３】請求項２の空気調和機は、圧縮機、四方
弁、室外熱交換器、減圧器、室内熱交換器を接続した複
数の冷凍サイクルを備え、これら冷凍サイクルのうち、
室外熱交換器、圧縮機を１つの室外ユニットに収納する
と共に室外熱交換器を上下に配置したものにおいて、暖
房運転時に蒸発器となる各室外熱交換器に取付けた冷媒
温度を検知する第１の温度センサと、各室外熱交換器の
もっとも凍結し易い部分に取付けた解凍検知用の第２の
温度センサと、暖房運転時、第１の温度センサの検知温
度に応じて各室外熱交換器に対する除霜運転を実行する
手段と、各冷凍サイクルのうち上側の冷凍サイクルが除
霜運転を開始すると、その除霜運転の終了後、下側の冷
凍サイクルで除霜運転を実行する手段と、この除霜運転
を第２の温度センサの検知温度に応じて終了する手段と
を備える。

【００１４】

【作用】請求項１の空気調和機では、第１の温度センサ
の検知温度に応じて蒸発器に対する凍結防止運転を開始
し、その凍結防止運転を解凍検知用の第２の温度センサ
の検知温度に応じて終了する。

【００１５】請求項２の空気調和機では、暖房運転時、
第１の温度センサの検知温度に応じて各室外熱交換器に
対する除霜運転を実行する。各冷凍サイクルのうち上側
の冷凍サイクルが除霜運転を開始すると、その除霜運転
の終了後、下側の冷凍サイクルで除霜運転を実行する。
そして、この除霜運転を第２の温度センサの検知温度に
応じて終了する。

【００１６】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。なお、図面において図９と同一部分に
は同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【００１７】図１に示すように、第１の冷凍サイクルを
構成した室外ユニットＡ₁ および室内ユニットＢ₁ があ
り、また第２の冷凍サイクルを構成した室外ユニットＡ
₂ および室内ユニットＢ₂ がある。これら冷凍サイクル
は同じもので、それぞれ室外熱交換器３の近傍に室外フ
ァン１１を設け、室内熱交換器７の近傍に室内ファン１
２を設けている。

【００１８】各冷凍サイクルの室内熱交換器７には、冷
媒温度を検知する第１の温度センサとして温度センサ９
のほかに、解凍検知用の第２の温度センサとして温度ス
イッチ１３を取付けている。この取付け箇所は、もっと
も凍結し易い部分、たとえばドレン皿（図示しない）等
で塞がれた風の通り難い部分である。また、温度センサ
１３は、感知温度がたとえば−０．５℃（＝氷の成長が
始まる温度）以下で接点１３ａをオフし、感知温度がた
とえば６．５℃（＝氷が完全に解けてしまう温度）以上
になると接点１３ａをオンする。

【００１９】また、各冷凍サイクルの室外熱交換器３
に、冷媒温度を検知する第１の温度センサ１４を取付け
るとともに、解凍検知用の第２の温度センサ１５を取付
けている。

【００２０】各冷凍サイクルの圧縮機１および室外熱交
換器３は、図２に示すように１つの室外ユニット１６に
まとめて設けており、仕切坂１７の上側に室外ユニット
Ａ₁の機器（圧縮機１、室外熱交換器３、室外ファン１
１）を配置し、仕切坂１７の下側に室外ユニットＡ₂ の
機器（圧縮機１、室外熱交換器３、室外ファン１１）を
配置している。

【００２１】仕切坂１７は、図３に示すように、各室外
熱交換器３と対応する位置にドレン孔１７ａを有する。
このドレン孔１７ａは、上側の室外熱交換器３から垂れ
落ちるドレンを下側の室外熱交換器３へと導くためのも
のである。

【００２２】各冷凍サイクルごとに制御回路２０を設
け、各冷凍サイクルの運転を独立して制御するようにし
ている。これら制御回路２０は同じ構成のもので、信号
線接続して互いの制御を把握できるようにしており、次
の機能手段を備える。 ［１］冷房運転時、温度センサ９の検知温度に応じて蒸
発器（室内熱交換器７）に対する凍結防止運転を開始す
る手段。 ［２］凍結防止運転を温度スイッチ１３の作動に応じて
終了する手段。 ［３］暖房運転時、温度センサ１４の検知温度に応じて
各室外熱交換器３に対する除霜運転を開始する手段。 ［４］各室外熱交換器３に対する除霜運転を温度センサ
１５の検知温度に応じて終了する手段。 ［５］各冷凍サイクルのうち上側の冷凍サイクルが除霜
運転を開始すると、その除霜運転の終了後、下側の冷凍
サイクルで除霜運転を実行する手段。 ［６］この下側の除霜運転を第２の温度センサの検知温
度に応じて終了する手段。 制御回路２０の具体例を図４に示す。

【００２３】３０は主制御部で、マイクロコンピュータ
３１、室外ユニット制御用リレー３２、室内ファン制御
用リレー３３を有し、リモートコントロール式の操作器
（以下、リモコンと称す）３４の操作、温度センサ９、
温度センサ１４、温度センサ１５の検知温度、および室
内温度センサ（図示しない）の検知温度などに応じて上
記リレー３２，３３を制御し、対応する冷凍サイクルの
運転制御を実行する。

【００２４】室外ユニット側から室内ユニット側に電源
電圧Ｖｃのラインを導入し、その電源ラインにリレー３
２の接点および温度スイッチ１３の接点１３ａを直列に
介してリレー４１を接続する。このリレー４１の常開接
点４１ａを接点１３ａと並列に接続する。つまり、リレ
ー３２の付勢時、接点１３ａがオンしている場合（室内
熱交換器７の温度が６．５℃以上の場合）のみリレー４
１が付勢される。このリレー４１の付勢状態は、接点４
１ａの閉成によって自己保持される。

【００２５】室内ユニットに導入した電源ラインに、リ
レー３３の接点を直列に介して室内ファンモータ１２Ｍ
を接続する。つまり、リレー３３の付勢時、室内ファン
１２が運転オンする。

【００２６】室内ユニット側から室外ユニット側に渡り
線を導くことにより、リレー４１と並列に電磁接触器４
２を接続する。この電磁接触器４２の接点４２ａ，４２
ｂを直列に介し、電源ラインに圧縮機モータ１Ｍを接続
する。電磁接触器４２の接点４２ｃを直列に介し、電源
ラインに室外ファンモータ１１Ｍを接続する。つまり、
リレー４１が付勢状態荷あるとき、圧縮機１および室外
ファン１１が運転オンする。なお、四方弁２に対する配
線については省略している。つぎに、上記の構成の作用
を説明する。

【００２７】冷房運転時、蒸発器として機能する室内熱
交換器７にドレンが生じるが、そのドレンの一部が室内
熱交換器７の温度低下に伴ってやがて凍結するようにな
る。室内熱交換器７の温度が温度センサ９で検知されて
おり、その検知温度が設定値たとえば−２℃以下まで下
がると、しかもその状態が所定時間たとえば４分間継続
すると、リレー３２が消勢される。

【００２８】リレー３２が消勢されると、リレー４１も
消勢され、圧縮機１および室外ファン１１の運転が停止
される。このとき、リレー３３の付勢は継続され、室内
ファン１２のみの運転が行なわれる。この運転停止と送
風により、室内熱交換器７が解凍される。この場合、圧
縮機１の保護のため、圧縮機１の再起動が少なくとも３
分間は禁止される。

【００２９】解凍によって温度センサ９の検知温度が設
定値たとえば２℃以上になると、リレー３２が付勢され
る。ただし、このとき、室内熱交換器７の解凍がまだ完
了していなければ、温度スイッチ１３の接点１３ａはオ
フ状態にあり、よってリレー３２が付勢されてもリレー
４１の消勢状態が維持される。

【００３０】室内熱交換器７が完全に解凍して温度スイ
ッチ１３の感知温度が６．５℃以上になると、接点１３
ａがオンする。このときリレー３２がすでに付勢状態に
あるので、接点１３ａのオンに応答してリレー４１が付
勢される。つまり、冷房運転が再開される。

【００３１】このように、解凍検知用の温度スイッチ１
３を用いることにより、室内熱交換器７を完全に解凍す
ることができ、室内熱交換器７の十分な熱交換面積が確
保される。したがって、冷房能力の低下が防止される。
また、圧縮機１への液バックが防止され、圧縮機１の損
傷を回避できる。さらに、氷の成長による室内熱交換器
７の破壊が防止される。

【００３２】一方、暖房運転時は、蒸発器として機能す
る室外熱交換器３の温度が温度センサ１４で検知され
る。この検知温度が設定値以下になると、除霜タイミン
グとして四方弁２により暖房サイクルが除霜サイクル
（冷房サイクルと同じ）に切換えられ、圧縮機１から吐
出される高温冷媒がそのまま室外熱交換器３に供給され
る。このいわゆる逆サイクル除霜により、室外熱交換器
３に付着した霜が除去される。

【００３３】温度センサ１４の検知温度が設定値以上に
なっても、除霜がまだ十分に完了していなければ、温度
センサ１５の検知温度はまだ設定値以下の状態にあり、
よって除霜運転が続けられる。

【００３４】室外熱交換器３が完全に除霜されて温度セ
ンサ１５の検知温度が設定値以上になると、四方弁２に
より除霜サイクルが暖房サイクルに切換えられ、暖房運
転が再開される。

【００３５】この除霜運転は、冷凍サイクルごとに独立
に行なわれるが、下側の冷凍サイクルの除霜運転につい
ては、上側の冷凍サイクルの除霜運転によって実行が左
右される。たとえば、図５に示すように、上側除霜タイ
ミングが生じてすぐ続けて下側除霜タイミングが生じた
場合、まず上側冷凍サイクルが除霜運転に入り、その除
霜運転が終了した後、下側冷凍サイクルで除霜運転が実
行される。この下側冷凍サイクルの除霜運転は、温度セ
ンサ１５の検知温度が設定値以上になったところで終了
される。

【００３６】したがって、図３に示す上側の室外熱交換
器３が先ず除霜され、除霜水が仕切坂１７のドレン孔１
７ａを通って下側の室外熱交換器３へと流れる。この流
れた除霜水は下側の室外熱交換器３において霜となって
付着するが、下側の室外熱交換器３もすぐに除霜に入る
ので、いずれの室外熱交換器３においても確実な除霜が
なされる。とくに、上側の除霜水をドレン孔１７ａを通
して下側に率先して導き、それを下側で待ち受けて強制
的に再除霜する構成であるから、除霜水を効率よく排出
することができる。

【００３７】図６に示すように、下側の除霜タイミング
が生じてすぐ続けて上側の除霜タイミングが生じた場
合、それぞれタイミングに合わせて除霜運転が実行され
るが、上側の除霜運転が終了した後、下側の除霜運転が
短時間ではあるが再度実行される。図７に示すように、
上側の除霜タイミングのみが生じた場合、上側の除霜運
転が実行され、その終了後、下側の除霜運転が短時間実
行される。図８に示すように、下側の除霜タイミングの
みが生じた場合、下側の除霜運転のみが実行され、上側
の除霜運転は実行されない。

【００３８】このように、上側の冷凍サイクルが除霜運
転に入ったら必ずその後で下側の冷凍サイクルの除霜運
転を行なうことにより、各室外熱交換器３に対する適切
な除霜が可能である。なお、上記実施例では冷凍サイク
ルが２つの場合を例に説明したが、その数に限定はな
い。

【００３９】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、

【００４０】請求項１の空気調和機は、第１の温度セン
サの検知温度に応じて蒸発器に対する凍結防止運転を開
始し、その凍結防止運転を解凍検知用の第２の温度セン
サの検知温度に応じて終了する構成としたので、蒸発器
を完全に解凍することができ、これにより冷房能力の低
下を防ぎ、また圧縮機の損傷や蒸発器の破壊を防ぐこと
ができる。

【００４１】請求項２の空気調和機は、上側の冷凍サイ
クルが除霜運転に入ると、その除霜運転の終了後、下側
の冷凍サイクルで除霜運転を実行し、その除霜運転を解
凍検知用の第２の温度センサの検知温度に応じて終了す
る構成としたので、暖房運転時の各室外熱交換器に対す
る適切な除霜が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の冷凍サイクルの構成図。

【図２】同実施例における室外ユニット側機器の構成
図。

【図３】同実施例における各室外熱交換器および仕切坂
の構成図。

【図４】同実施例における制御回路の具体的な構成図。

【図５】同実施例における各冷凍サイクルの除霜運転制
御を示すタイムチャート。

【図６】同実施例における各冷凍サイクルの除霜運転制
御を示すタイムチャート。

【図７】同実施例における各冷凍サイクルの除霜運転制
御を示すタイムチャート。

【図８】同実施例における各冷凍サイクルの除霜運転制
御を示すタイムチャート。

【図９】従来の空気調和機の冷凍サイクルの構成図。

【符号の説明】

１…圧縮機、３…室外熱交換器、６…キャピラリチュー
ブ（減圧器）、７…室内熱交換器、９…温度センサ（第
１の温度センサ）、１３…温度スイッチ（第２の温度セ
ンサ）、１４…第１の温度センサ、１５…第２の温度セ
ンサ、２０…制御回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を接続
   した冷凍サイクルと、前記蒸発器に取付けた冷媒温度を
   検知する第１の温度センサと、前記蒸発器のもっとも凍
   結し易い部分に取付けた解凍検知用の第２の温度センサ
   と、前記第１の温度センサの検知温度に応じて前記蒸発
   器に対する凍結防止運転を開始する手段と、この凍結防
   止運転を前記第２の温度センサの検知温度に応じて終了
   する手段とを備えたことを特徴とする空気調和機。
2. 【請求項２】 圧縮機、四方弁、室外熱交換器、減圧
   器、室内熱交換器を接続した複数の冷凍サイクルを備
   え、これら冷凍サイクルのうち、室外熱交換器、圧縮機
   を１つの室外ユニットに収納すると共に室外熱交換器を
   上下に配置した空気調和機において、暖房運転時に蒸発
   器となる各室外熱交換器に取付けた冷媒温度を検知する
   第１の温度センサと、各室外熱交換器のもっとも凍結し
   易い部分に取付けた解凍検知用の第２の温度センサと、
   暖房運転時、前記第１の温度センサの検知温度に応じて
   前記各室外熱交換器に対する除霜運転を実行する手段
   と、前記各冷凍サイクルのうち上側の冷凍サイクルが除
   霜運転を開始すると、その除霜運転の終了後、下側の冷
   凍サイクルで除霜運転を実行する手段と、この除霜運転
   を前記第２の温度センサの検知温度に応じて終了する手
   段とを備えたことを特徴とする空気調和機。