JPH08136068A

JPH08136068A - 空気調和機

Info

Publication number: JPH08136068A
Application number: JP26866394A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kaneko; 孝金子; Masao Kurachi; 正夫蔵地; Kazuhiko Marumoto; 一彦丸本; Michiyoshi Kusaka; 道美日下
Original assignee: Matsushita Refrigeration Co
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-11-01
Filing date: 1994-11-01
Publication date: 1996-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】非共沸混合冷媒を用いた空気調和機における
暖房運転時、最適なデフロスト運転の開始、終了の判断
を行い、着霜による暖房能力の低下や、不必要なデフロ
スト運転の長時間化による暖房能力の低下を防止する。【構成】室外側熱交換器４の暖房出口側配管温度を検
知する出口温度検知センサー１２と、暖房出口側配管温
度により室外側熱交換器４の暖房入口側配管温度を予測
する入口温度予測手段１４と、暖房入口側配管温度によ
り四方弁３の制御を行うデフロストサイクル制御手段１
５で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非共沸混合冷媒を用い
た空気調和機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の空気調和機として、例え
ば、実公昭５７−４９０９３号公報に示されている様な
空気調和機がある。

【０００３】以下、図面を参照しながら上述した空気調
和機について説明する。図１９において、空気調和機の
室外機１は、圧縮機２、四方弁３、室外側熱交換器４、
室外側キャピラリー５、アキュームレータ６から構成さ
れている。また、室内機７は、室内側熱交換器８、室内
側キャピラリー９から構成されている。さらに、室外機
１と室内機７は、液管１０、及び、ガス管１１によって
環状に接続され、冷媒回路が構成されている。

【０００４】また、室外側熱交換器４の暖房出口側配管
温度を検知する出口温度検知センサー１２を備え、出口
温度検知センサー１２によって検知した室外側熱交換器
４の暖房出口側配管温度に基づき四方弁３を制御するデ
フロストサイクル制御手段１３を有している。

【０００５】次に、上記構成の空気調和機の動作につい
て、説明する。まず、冷房運転の場合、圧縮機２により
吐出された高温高圧ガスは、冷房回路に設定された四方
弁３を通って室外側熱交換器４に導かれ、ここで凝縮液
化して室外側キャピラリー５を通って液管１０に流入
し、室内側キャピラリー９で低圧二相状態まで減圧さ
れ、室内側熱交換器８に入り蒸発気化して、四方弁３を
介し、アキュームレータ６を通って圧縮機２に戻り、冷
房運転を行う。

【０００６】次に、暖房運転の場合、圧縮機２により吐
出された高温高圧ガスは、暖房回路に設定された四方弁
３を通って室内側熱交換器８に導かれ、ここで凝縮液化
して室内側キャピラリー９を通って液管１０に流入し、
室外側キャピラリー５で低圧二相状態まで減圧され、室
外側熱交換器４に入り蒸発気化して、四方弁３を介し、
アキュームレータ６を通って圧縮機２に戻り、暖房運転
を行う。

【０００７】この暖房運転時、デフロストサイクル制御
手段１３は、出口温度検知センサー１２が検知した室外
側熱交換器４の暖房出口側配管温度が、デフロスト運転
開始所定温度より低くなると四方弁３を冷房回路とし、
圧縮機２により吐出された高温高圧ガスを室外側熱交換
器４に導き、室外側熱交換器４の除霜を行う。そして、
出口温度検知センサー１２が検知した室外側熱交換器４
の暖房出口側配管温度が、デフロスト運転終了所定温度
より高くなると四方弁３を暖房回路とし、サイクルを暖
房運転に戻す。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、非共沸混合冷媒（例えば３種の混合冷媒
であるＲ３２／１２５／１３４ａ［２３／２５／５２ｗ
ｔ％］）を使用した場合の暖房運転時に、蒸発器である
室外側熱交換器４では、温度滑りにより暖房入口側配管
温度が最も低くなり、暖房入口側配管より着霜が発生し
てしまい、出口温度検知センサー１２が検知した暖房出
口側配管温度によるデフロスト運転の開始、終了の判断
では、最適なデフロスト運転の開始、終了が行えなくな
る。

【０００９】このため、着霜による暖房能力の低下や、
不必要なデフロスト運転の長時間化による暖房能力の低
下が発生するという欠点があった。

【００１０】また、上記欠点を解決するために、室外側
熱交換器４の暖房入口側である室外側キャピラリー５へ
温度センサーを設置する方法もある。しかし、室外側キ
ャピラリー５の各キャピラリーへの液冷媒の分流が均等
でない場合や、室外側熱交換器４の風速分布の不均一に
よる着霜の不均一の場合に、室外側キャピラリー５の各
キャピラリー間で温度差ができてしまうため、最適なデ
フロスト運転の開始、終了を行うためには、室外側キャ
ピラリー５の全てのキャピラリーに温度センサーを設置
する必要がある。したがって、制御が複雑になるととも
に、製造コストの増加や、製造工程の複雑化をまねくと
いう欠点がある。

【００１１】本発明は従来の課題を解決するもので、非
共沸混合冷媒を使用した場合の暖房運転時に、室外側熱
交換器の暖房入口側配管温度を予測することにより、最
適なデフロスト運転の開始、終了の判断を行い、暖房能
力の低下を防止することができる空気調和機を提供する
ことを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、非共沸混合冷媒を使用し、圧縮機、四方
弁、室外側熱交換器、室外側キャピラリー、アキューム
レータから成る室外機と、室内側熱交換器、室内側キャ
ピラリーから成る室内機とを接続して環状の冷媒回路を
構成し、前記室外側熱交換器の暖房出口側配管温度を検
知する出口温度検知センサーと、前記出口温度検知セン
サーによって検知された前記室外側熱交換器の暖房出口
側配管温度により、前記室外側熱交換器の暖房入口側配
管温度を予測する入口温度予測手段と、前記入口温度予
測手段により予測した前記室外側熱交換器の暖房入口側
配管温度予測値により、前記四方弁の制御を行うデフロ
ストサイクル制御手段を備えた構成となっている。

【００１３】また、非共沸混合冷媒を使用し、圧縮機、
四方弁、室外側熱交換器、室外側キャピラリー、アキュ
ームレータから成る室外機と、室内側熱交換器、室内側
キャピラリーから成る室内機とを接続して環状の冷媒回
路を構成し、前記室外側熱交換器の暖房出口側配管温度
を検知する出口温度検知センサーと、前記アキュームレ
ータ内の液面の高さを検知する液面高さ検知センサー
と、前記出口温度検知センサーによって検知された前記
室外側熱交換器の暖房出口側配管温度と、前記液面高さ
検知センサーによって検知された前記アキュームレータ
内の液面の高さにより、前記室外側熱交換器の暖房入口
側配管温度を予測する入口温度予測手段と、前記入口温
度予測手段により予測した前記室外側熱交換器の暖房入
口側配管温度予測値により、前記四方弁の制御を行うデ
フロストサイクル制御手段を備えた構成となっている。

【００１４】また、非共沸混合冷媒を使用し、圧縮機、
四方弁、室外側熱交換器、室外側キャピラリー、アキュ
ームレータから成る室外機と、室内側熱交換器、室内側
キャピラリーから成る室内機とを接続して環状の冷媒回
路を構成し、前記室外側熱交換器の暖房出口側配管温度
を検知する出口温度検知センサーと、外気温度を検知す
る外気温度検知センサーと、前記出口温度検知センサー
によって検知された前記室外側熱交換器の暖房出口側配
管温度と、前記外気温度検知センサーによって検知され
た外気温度により、前記室外側熱交換器の暖房入口側配
管温度を予測する入口温度予測手段と、前記入口温度予
測手段により予測した前記室外側熱交換器の暖房入口側
配管温度予測値により、前記四方弁の制御を行うデフロ
ストサイクル制御手段を備えた構成となっている。

【００１５】また、非共沸混合冷媒を使用し、圧縮機、
四方弁、室外側熱交換器、室外側キャピラリー、アキュ
ームレータから成る室外機と、室内側熱交換器、室内側
キャピラリーから成る室内機とを接続して環状の冷媒回
路を構成し、前記室外側熱交換器の暖房出口側配管温度
を検知する出口温度検知センサーと、室内側温度を検知
する室内側温度検知センサーと、前記出口温度検知セン
サーによって検知された前記室外側熱交換器の暖房出口
側配管温度と、前記室内側温度検知センサーによって検
知された室内側温度により、前記室外側熱交換器の暖房
入口側配管温度を予測する入口温度予測手段と、前記入
口温度予測手段により予測した前記室外側熱交換器の暖
房入口側配管温度予測値により、前記四方弁の制御を行
うデフロストサイクル制御手段を備えた構成となってい
る。

【００１６】

【作用】本発明は上記のような構成により、非共沸混合
冷媒（例えば３種の混合冷媒であるＲ３２／１２５／１
３４ａ［２３／２５／５２ｗｔ％］）を使用した場合の
暖房運転時に、室外側熱交換器の暖房出口側配管温度か
ら、所定の室外側熱交換器内の温度滑り予測値を差し引
くことにより、室外側熱交換器の暖房入口側配管温度を
予測できる。そして、この暖房入口側配管温度予測値に
よりデフロスト運転の開始、終了の判断を行うことによ
り、最適なデフロスト運転の開始、終了が行え、着霜に
よる暖房能力の低下や、不必要なデフロスト運転の長時
間化による暖房能力の低下を防止することができる。

【００１７】また、アキュームレータ内で、非共沸混合
冷媒が気液平衡状態となると、液側は高沸点冷媒の組成
比率が高くなり、ガス側は低沸点冷媒の組成比率が高く
なる。従って、圧縮機はアキュームレータ内の低沸点冷
媒に富んだガス冷媒を吸い込むため、アキュームレータ
内の液量が増加し液面高さが上昇すると、循環冷媒の低
沸点冷媒組成比率が高くなる。また、アキュームレータ
内の液量が減少し液面高さが低下すると、循環冷媒の低
沸点冷媒の組成比率が低くなる。そして、循環冷媒の組
成比率が変化すると、室外側熱交換器内の温度滑りも変
化する（例えばＲ３２／１２５／１３４ａ［２３／２５
／５２ｗｔ％］では、低沸点冷媒であるＲ３２の循環組
成比率が増加すると、室外側熱交換器内の温度滑りは小
さくなり、また、低沸点冷媒であるＲ３２の循環組成比
率が減少すると、室外側熱交換器内の温度滑りは大きく
なる）。よって、アキュームレータ内の液面の高さから
循環冷媒の組成比率を予測し、予測した循環冷媒の組成
比率により、室外側熱交換器内の温度滑りが精度良く予
測できる。そして、室外側熱交換器の暖房出口側配管温
度から室外側熱交換器内の温度滑り予測値を差し引くこ
とにより暖房入口側配管温度を精度良く予測できる。そ
して、この暖房入口側配管温度予測値によりデフロスト
運転の開始、終了の判断を行うことにより、最適なデフ
ロスト運転の開始、終了が行え、着霜による暖房能力の
低下や、不必要なデフロスト運転の長時間化による暖房
能力の低下を防止することができる。

【００１８】また、外気温度が高くなると、室外側熱交
換器内での冷媒の蒸発が容易になり、室外側熱交換器内
の液冷媒量が減少する。よって、アキュームレータ内の
液量が増加する。また、外気温度が低くなると、室外側
熱交換器内での冷媒の蒸発が困難になり、室外側熱交換
器内の液冷媒量が増加する。よって、アキュームレータ
内の液量が減少する。よって、上記した、アキュームレ
ータの液面の高さと室外側熱交換器内の温度滑りの関係
により、外気温度から、室外側熱交換器内の温度滑りが
精度良く予測できる。そして、室外側熱交換器の暖房出
口側配管温度から室外側熱交換器内の温度滑り予測値を
差し引くことにより暖房入口側配管温度を精度良く予測
できる。そして、この暖房入口側配管温度予測値により
デフロスト運転の開始、終了の判断を行うことにより、
最適なデフロスト運転の開始、終了が行え、着霜による
暖房能力の低下や、不必要なデフロスト運転の長時間化
による暖房能力の低下を防止することができる。

【００１９】また、室内側温度が高くなると、室内側熱
交換器の暖房出口側配管での過冷却度が小さくなり、室
内側熱交換器内の液冷媒量が減少する。よって、アキュ
ームレータ内の液量が増加する。また、室内側温度が低
くなると、室内側熱交換器の暖房出口側配管での過冷却
度が大さくなり、室内側熱交換器内の液冷媒量が増加す
る。よって、アキュームレータ内の液量が減少する。よ
って上記した、アキュームレータ内の液面の高さと室外
側熱交換器内の温度滑りの関係により、室内側温度か
ら、室外側熱交換器内の温度滑りが精度良く予測でき
る。そして、室外側熱交換器の暖房出口側配管温度から
室外側熱交換器内の温度滑り予測値を差し引くことによ
り暖房入口側配管温度を精度良く予測できる。そして、
この暖房入口側配管温度予測値によりデフロスト運転の
開始、終了の判断を行うことにより、最適なデフロスト
運転の開始、終了が行え、着霜による暖房能力の低下
や、不必要なデフロスト運転の長時間化による暖房能力
の低下を防止することができる。

【００２０】

【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照しな
がら説明する。尚、従来と同一部分については同一符号
を付しその詳細な説明を省略する。

【００２１】まず本発明の第１の実施例について図１〜
図４を用いて説明する。図１において、１４は出口温度
検知センサー１２によって検知された室外側熱交換器４
の暖房出口側配管温度により、室外側熱交換器４の暖房
入口側配管温度を予測する入口温度予測手段である。

【００２２】ここで、デフロストサイクル制御手段１５
は入口温度予測手段１４が予測した室外側熱交換器４の
暖房入口側配管温度予測値に応じて、四方弁３の制御を
行う。

【００２３】次に、このように構成された空気調和機
の、問題となっている暖房運転時の動作について説明す
る。尚、従来例と同一構成については同一符号を付し、
その詳細な説明は省略する。

【００２４】まず、図２は本発明の第１の実施例におけ
る空気調和機のフローチャートである。図３は本発明の
第１の実施例における暖房運転時の室外側熱交換器４の
流れ方向と冷媒温度の関係を示す特性図である。非共沸
混合冷媒は、暖房運転時に蒸発器である室外側熱交換器
４内では、暖房出口側に流れるほど温度が上昇し、暖房
入口側配管温度Ｔ_inは、暖房出口側配管温度Ｔ_outより
温度滑りＣだけ低くなる。よって、暖房運転時の室外側
熱交換器４の流れ方向と冷媒温度の関係は、図３の様な
特性図で表わすことができる。

【００２５】図２より、まず、ステップ１では、出口温
度検知センサー１２が室外側熱交換器４の暖房出口側配
管温度Ｔ_outを検知する。ステップ２では、入口温度予
測手段１４が、図３に示す暖房運転時の室外側熱交換器
流れ方向と冷媒温度の関係を示す特性図を用いて、出口
温度検知センサー１２が検知した室外側熱交換器４の暖
房出口側配管温度Ｔ_outから、所定の室外側熱交換器４
の温度滑り予測値Ｃを差し引いた値を、暖房入口側配管
温度予測値Ｔ_inとする。ステップ３では、デフロストサ
イクル制御手段１５が、入口温度予測手段１４が予測し
た暖房入口側配管温度予測値Ｔ_inが、デフロスト開始所
定温度Ｔ_startより低ければ、デフロスト運転の開始を
決定し、ステップ４に進み、暖房入口側配管温度予測値
Ｔ_inがデフロスト開始所定温度Ｔ_startより高ければス
テップ１に戻り、そのまま暖房運転を続ける。

【００２６】次に、ステップ３でデフロスト運転の開始
が決定されると、ステップ４では、デフロストサイクル
制御手段１５が四方弁３を冷房回路とし、圧縮機２によ
り吐出された高温高圧ガスを室外側熱交換器４に導き、
室外側熱交換器４の除霜を行う。ステップ５では、ステ
ップ１と同じく、出口温度検知センサー１２が室外側熱
交換器４の暖房出口側配管温度Ｔ_outを検知する。ステ
ップ６では、ステップ２と同じく、入口温度予測手段１
４が、出口温度検知センサー１２が検知した室外側熱交
換器４の暖房出口側配管温度Ｔ_outから、所定の室外側
熱交換器４の温度滑り予測値Ｃを差し引いた値を、暖房
入口側配管温度予測値Ｔ_inとする。ステップ７では、デ
フロストサイクル制御手段１５が、入口温度予測手段１
４が予測した暖房入口側配管温度予測値Ｔ_inが、デフロ
スト終了所定温度Ｔ_endより高ければデフロスト運転の
終了を決定し、ステップ８に進み、暖房入口側配管温度
予測値Ｔ_inがデフロスト終了所定温度Ｔ_endより低けれ
ばステップ５に戻り、そのままデフロスト運転を続け
る。

【００２７】そして、ステップ７でデフロスト運転の終
了が決定されると、ステップ８では、デフロストサイク
ル制御手段１５が四方弁３を暖房回路とし、サイクルを
暖房運転に戻す。

【００２８】この第１の実施例によれば、非共沸混合冷
媒（例えば３種の混合冷媒であるＲ３２／１２５／１３
４ａ［２３／２５／５２ｗｔ％］）を使用した場合の暖
房運転時に、室外側熱交換器４の暖房入口側配管温度を
予測し、デフロスト運転の開始、終了の判断を行うこと
により、最適なデフロスト運転の開始、終了が行え、着
霜による暖房能力の低下や、不必要なデフロスト運転の
長時間化による暖房能力の低下を防止することができ
る。

【００２９】次に本発明の第２の実施例について、例と
して非共沸混合冷媒Ｒ３２／１２５／１３４ａ（２３／
２５／５２ｗｔ％）を用いた場合を、図４〜図８を用い
て説明する。

【００３０】図４において、１６はアキュームレータ６
の液面高さを検知する液面高さ検知センサーである。ま
た、１７は出口温度検知センサー１２によって検知され
た室外側熱交換器４の暖房出口側配管温度と、液面高さ
検知センサー１６により検知されたアキュームレータ６
の液面高さにより、室外側熱交換器４の暖房入口側配管
温度を予測する入口温度予測手段である。

【００３１】ここで、デフロストサイクル制御手段１５
は入口温度予測手段１７が予測した室外側熱交換器４の
暖房入口側配管温度予測値に応じて、四方弁３の制御を
行う。

【００３２】次に、このように構成された空気調和機
の、問題となっている暖房運転時の動作について説明す
る。尚、従来例と同一構成については同一符号を付し、
その詳細な説明は省略する。

【００３３】まず、図５は本発明の第２の実施例におけ
る空気調和機のフローチャートである。図６は本発明の
第２の実施例におけるアキュームレータ液面高さとＲ３
２／１２５／１３４ａ（２３／２５／５２ｗｔ％）にお
けるＲ３２の循環組成比率の関係を示す特性図である。
アキュームレータ６内で、非共沸混合冷媒が気液平衡状
態となると、液側は高沸点冷媒であるＲ１３４ａの組成
比率が高くなり、ガス側は低沸点冷媒であるＲ３２の組
成比率が高くなり、圧縮機２はアキュームレータ６内の
低沸点冷媒であるＲ３２に富んだガス冷媒を吸い込むた
め、アキュームレータ６内の液量が増加し液面高さが上
昇すると、低沸点冷媒であるＲ３２の循環組成比率が高
くなる。また、アキュームレータ６内の液量が減少し液
面高さが低下すると、低沸点冷媒であるＲ３２の循環組
成比率が低くなる。よって、アキュームレータ液面高さ
と低沸点冷媒であるＲ３２の循環組成比率の関係は、図
６の様な線図で表わすことができる。図７は本発明の第
２の実施例におけるＲ３２／１２５／１３４ａ（２３／
２５／５２ｗｔ％）におけるＲ３２の循環組成比率と蒸
発器における温度滑りの関係線図である。Ｒ３２／１２
５／１３４ａ（２３／２５／５２ｗｔ％）の場合は、Ｒ
３２の循環組成比率が増加すると蒸発器における温度滑
りＣは小さくなり、Ｒ３２の循環組成比率が減少すると
蒸発器における温度滑りＣは大きくなる。よって、Ｒ３
２／１２５／１３４ａ（２３／２５／５２ｗｔ％）にお
けるＲ３２の循環組成比率と蒸発器における温度滑りは
図７の様な特性図で表わすことができる。図８は本発明
の第２の実施例におけるアキュームレータ液面高さと蒸
発器における温度滑りの関係を示す特性図である。アキ
ュームレータ６の液面高さＨが上昇すると、図６に示す
ように、Ｒ３２／１２５／１３４ａ（２３／２５／５２
ｗｔ％）におけるＲ３２の循環組成比率が増加し、Ｒ３
２／１２５／１３４ａ（２３／２５／５２ｗｔ％）にお
けるＲ３２の循環組成比率が増加すると、図７に示すよ
うに、蒸発器における温度滑りＣが小さくなる。また、
アキュームレータ６の液面高さＨが低下すると、図６に
示すように、Ｒ３２／１２５／１３４ａ（２３／２５／
５２ｗｔ％）におけるＲ３２の循環組成比率が減少し、
Ｒ３２／１２５／１３４ａ（２３／２５／５２ｗｔ％）
におけるＲ３２の循環組成比率が減少すると、図７に示
すように、蒸発器における温度滑りＣが大きくなる。よ
って、アキュームレータ液面高さと蒸発器における温度
滑りは図８の様な特性図で表わすことができる。

【００３４】図５より、まず、ステップ１１では、出口
温度検知センサー１２が室外側熱交換器４の暖房出口側
配管温度Ｔ_outを検知する。ステップ１２では、液面高
さ検知センサー１６がアキュームレータ６の液面高さＨ
を検知する。ステップ１３では、入口温度予測手段１７
が、図８に示すアキュームレータ液面高さと蒸発器にお
ける温度滑りの関係を示す特性図を用いて、液面高さ検
知センサー１６が検知したアキュームレータ６の液面高
さＨから、室外側熱交換器４の温度滑りＣを予測する。
ステップ１４では、入口温度予測手段１７が、出口温度
検知センサー１２が検知した室外側熱交換器４の暖房出
口側配管温度Ｔ_outから、ステップ１３で予測した室外
側熱交換器４の温度滑り予測値Ｃを差し引いた値を、暖
房入口側配管温度予測値Ｔ_inとする。ステップ１５で
は、デフロストサイクル制御手段１５が、入口温度予測
手段１７が予測した暖房入口側配管温度予測値Ｔ_inが、
デフロスト開始所定温度Ｔ_startより低ければ、デフロ
スト運転の開始を決定し、ステップ１６に進み、暖房入
口側配管温度予測値Ｔ_inがデフロスト開始所定温度Ｔ
_startより高ければステップ１１に戻り、そのまま暖房
運転を続ける。

【００３５】次に、ステップ１５でデフロスト運転の開
始が決定されると、ステップ１６では、デフロストサイ
クル制御手段１５が四方弁３を冷房回路とし、圧縮機２
により吐出された高温高圧ガスを室外側熱交換器４に導
き、室外側熱交換器４の除霜を行う。ステップ１７で
は、ステップ１１と同じく、出口温度検知センサー１２
が室外側熱交換器４の暖房出口側配管温度Ｔ_outを検知
する。ステップ１８では、ステップ１２と同じく、液面
高さ検知センサー１６がアキュームレータ６の液面高さ
Ｈを検知する。ステップ１９では、ステップ１３と同じ
く、入口温度予測手段１７が、液面高さ検知センサー１
６が検知したアキュームレータ６の液面高さＨから、室
外側熱交換器４の温度滑りＣを予測する。ステップ２０
では、ステップ１４と同じく、入口温度予測手段１７
が、出口温度検知センサー１２が検知した室外側熱交換
器４の暖房出口側配管温度Ｔ_outから、ステップ１９で
予測した室外側熱交換器４の温度滑り予測値Ｃを差し引
いた値を、暖房入口側配管温度予測値Ｔ_inとする。ステ
ップ２１では、デフロストサイクル制御手段１５が、入
口温度予測手段１７が予測した暖房入口側配管温度予測
値Ｔ_inが、デフロスト終了所定温度Ｔ_endより高けれ
ば、デフロスト運転の終了を決定し、ステップ２２に進
み、暖房入口側配管温度予測値Ｔ_inがデフロスト終了所
定温度Ｔ_endより低ければステップ１７に戻り、そのま
まデフロスト運転を続ける。

【００３６】そして、ステップ２１でデフロスト運転の
終了が決定されると、ステップ２２では、デフロストサ
イクル制御手段１５が四方弁３を暖房回路とし、サイク
ルを暖房運転に戻す。

【００３７】この第２の実施例によれば、非共沸混合冷
媒（例えば３種の混合冷媒であるＲ３２／１２５／１３
４ａ［２３／２５／５２ｗｔ％］）を使用した場合の暖
房運転時に、室外側熱交換器４の暖房入口側配管温度を
精度良く予測し、デフロスト運転の開始、終了の判断を
行うことにより、最適なデフロスト運転の開始、終了が
行え、着霜による暖房能力の低下や、不必要なデフロス
ト運転の長時間化による暖房能力の低下を防止すること
ができる。

【００３８】次に本発明の第３の実施例について、例と
して非共沸混合冷媒Ｒ３２／１２５／１３４ａ（２３／
２５／５２ｗｔ％）を用いた場合を、図９〜図１３を用
いて説明する。

【００３９】図９において、１８は外気温度を検知する
外気温度検知センサーである。また、１９は出口温度検
知センサー１２によって検知された室外側熱交換器４の
暖房出口側配管温度と、外気温度検知センサー１８によ
り検知された外気温度により、室外側熱交換器４の暖房
入口側配管温度を予測する入口温度予測手段である。

【００４０】ここで、デフロストサイクル制御手段１５
は入口温度予測手段１９が予測した室外側熱交換器４の
暖房入口側配管温度予測値に応じて、四方弁３の制御を
行う。

【００４１】次に、このように構成された空気調和機
の、問題となっている暖房運転時の動作について説明す
る。尚、従来例と同一構成については同一符号を付し、
その詳細な説明は省略する。

【００４２】まず、図１０は本発明の第３の実施例にお
ける空気調和機のフローチャートである。図１１は本発
明の第３の実施例における外気温度とアキュームレータ
液面高さの関係を示す特性図である。外気温度Ｔ_gaiが
高くなると、室外側熱交換器４内での冷媒の蒸発が容易
になり、室外側熱交換器４内の液冷媒量が減少する。よ
って、アキュームレータ６内の液量が増加し、液面高さ
が上昇する。また、外気温度Ｔ_gaiが低くなると、室外
側熱交換器４内での冷媒の蒸発が困難になり、室外側熱
交換器４内の液冷媒量が増加する。よって、アキューム
レータ６内の液量が減少し、液面高さが低下する。よっ
て、外気温度とアキュームレータ液面高さの関係は、図
１１の様な特性図で表わすことができる。図１２は本発
明の第３の実施例におけるアキュームレータ液面高さと
蒸発器における温度滑りの関係を示す特性図である。第
２の実施例の説明で示したように、アキュームレータ６
の液面高さＨが上昇すると、蒸発器における温度滑りＣ
が小さくなる。また、アキュームレータ６の液面高さＨ
が低下すると、蒸発器における温度滑りＣが大きくな
る。よって、アキュームレータ液面高さと蒸発器におけ
る温度滑りは図１２の様な特性図で表わすことができ
る。図１３は本発明の第３の実施例における外気温度と
蒸発器における温度滑りの関係を示す特性図である。外
気温度が上昇すると、図１１に示すように、アキューム
レータ６の液面高さが上昇し、アキュームレータ液面高
さが上昇すると、図１２に示すように、蒸発器における
温度滑りＣが小さくなる。また、外気温度が低下する
と、図１１に示すように、アキュームレータ６の液面高
さが低下し、アキュームレータ液面高さが低下すると、
図１２に示すように、蒸発器における温度滑りＣが大き
くなる。よって、外気温度と蒸発器における温度滑りは
図１３の様な特性図で表わすことができる。

【００４３】図１０より、まず、ステップ３１では、出
口温度検知センサー１２が室外側熱交換器４の暖房出口
側配管温度Ｔ_outを検知する。ステップ３２では、外気
温度検知センサー１８が外気温度Ｔ_gaiを検知する。ス
テップ３３では、入口温度予測手段１９が、図１３に示
す外気温度と蒸発器における温度滑りの関係を示す特性
図を用いて、外気温度検知センサー１８が検知した外気
温度Ｔ_gaiから、室外側熱交換器４の温度滑りＣを予測
する。ステップ３４では、入口温度予測手段１９が、出
口温度検知センサー１２が検知した室外側熱交換器４の
暖房出口側配管温度Ｔ_outから、ステップ３３で予測し
た室外側熱交換器４の温度滑り予測値Ｃを差し引いた値
を、暖房入口側配管温度予測値Ｔ_inとする。ステップ３
５では、デフロストサイクル制御手段１５が、入口温度
予測手段１９が予測した暖房入口側配管温度予測値Ｔ_in
が、デフロスト開始所定温度Ｔ_startより低ければ、デ
フロスト運転の開始を決定し、ステップ３６に進み、暖
房入口側配管温度予測値Ｔ _inがデフロスト開始所定温度
Ｔ_startより高ければステップ３１に戻り、そのまま暖
房運転を続ける。

【００４４】次に、ステップ３５でデフロスト運転の開
始が決定されると、ステップ３６では、デフロストサイ
クル制御手段１５が四方弁３を冷房回路とし、圧縮機２
により吐出された高温高圧ガスを室外側熱交換器４に導
き、室外側熱交換器４の除霜を行う。ステップ３７で
は、ステップ３１と同じく、出口温度検知センサー１２
が室外側熱交換器４の暖房出口側配管温度Ｔ_outを検知
する。ステップ３８では、ステップ３２と同じく、外気
温度検知センサー１８が外気温度Ｔ_gaiを検知する。ス
テップ３９では、ステップ３３と同じく、入口温度予測
手段１９が、外気温度検知センサー１８が検知した外気
温度Ｔ_gaiから、室外側熱交換器４の温度滑りＣを予測
する。ステップ４０では、ステップ３４と同じく、入口
温度予測手段１９が、出口温度検知センサー１２が検知
した室外側熱交換器４の暖房出口側配管温度Ｔ_outか
ら、ステップ３９で予測した室外側熱交換器４の温度滑
り予測値Ｃを差し引いた値を、暖房入口側配管温度予測
値Ｔ_inとする。ステップ４１では、デフロストサイクル
制御手段１５が、入口温度予測手段１９が予測した暖房
入口側配管温度予測値Ｔ_inが、デフロスト終了所定温度
Ｔ_endより高ければ、デフロスト運転の終了を決定し、
ステップ４２に進み、暖房入口側配管温度予測値Ｔ_inが
デフロスト終了所定温度Ｔ_endより低ければステップ３
７に戻り、そのままデフロスト運転を続ける。

【００４５】そして、ステップ４１でデフロスト運転の
終了が決定されると、ステップ４２では、デフロストサ
イクル制御手段１５が四方弁３を暖房回路とし、サイク
ルを暖房運転に戻す。

【００４６】この第３の実施例によれば、非共沸混合冷
媒（例えば３種の混合冷媒であるＲ３２／１２５／１３
４ａ［２３／２５／５２ｗｔ％］）を使用した場合の暖
房運転時に、室外側熱交換器４の暖房入口側配管温度を
精度良く予測し、デフロスト運転の開始、終了の判断を
行うことにより、最適なデフロスト運転の開始、終了が
行え、着霜による暖房能力の低下や、不必要なデフロス
ト運転の長時間化による暖房能力の低下を防止すること
ができる。

【００４７】次に本発明の第４の実施例について、例と
して非共沸混合冷媒Ｒ３２／１２５／１３４ａ（２３／
２５／５２ｗｔ％）を用いた場合を、図１４〜図１８を
用いて説明する。

【００４８】図１４において、２０は室内側温度を検知
する室内側温度検知センサーである。また、２１は出口
温度検知センサー１２によって検知された室外側熱交換
器４の暖房出口側配管温度と、室内側温度検知センサー
２０により検知された外気温度により室外側熱交換器４
の暖房入口側配管温度を予測する入口温度予測手段であ
る。

【００４９】ここで、デフロストサイクル制御手段１５
は入口温度予測手段２１が予測した室外側熱交換器４の
暖房入口側配管温度に応じて、四方弁３の制御を行う。

【００５０】次に、このように構成された空気調和機
の、問題となっている暖房運転時の動作について説明す
る。尚、従来例と同一構成については同一符号を付し、
その詳細な説明は省略する。まず、図１５は本発明の第
４の実施例における空気調和機のフローチャートであ
る。図１６は本発明の第４の実施例における室内側温度
とアキュームレータ液面高さの関係を示す特性図であ
る。室内側温度Ｔ_naiが高くなると、室内側熱交換器８
の暖房出口側配管での過冷却度が小さくなり、室内側熱
交換器８内の液冷媒量が減少する。よって、アキューム
レータ６内の液量が増加し、液面高さが上昇する。ま
た、室内側温度Ｔ_naiが低くなると、室内側熱交換器８
の暖房出口側配管での過冷却度が大さくなり、室内側熱
交換器内８の液冷媒量が増加する。よって、アキューム
レータ６内の液量が減少し、液面高さが低下する。よっ
て、室内側温度とアキュームレータ液面高さの関係は、
図１６の様な特性図で表わすことができる。図１７は本
発明の第４の実施例におけるアキュームレータ液面高さ
と蒸発器における温度滑りの関係を示す特性図である。
第２の実施例の説明で示したように、アキュームレータ
６の液面高さＨが上昇すると、蒸発器における温度滑り
Ｃが小さくなる。また、アキュームレータ６の液面高さ
Ｈが低下すると、蒸発器における温度滑りＣが大きくな
る。よって、アキュームレータ液面高さと蒸発器におけ
る温度滑りは図１７の様な特性図で表わすことができ
る。図１８は本発明の第４の実施例における室内側温度
と蒸発器における温度滑りの関係線図である。室内側温
度が上昇すると、図１６に示すように、アキュームレー
タ６の液面高さが上昇し、アキュームレータ液面高さが
上昇すると、図１７に示すように、蒸発器における温度
滑りＣが小さくなる。また、室内側温度が低下すると、
図１６に示すように、アキュームレータ６の液面高さが
低下し、アキュームレータ液面高さが低下すると、図１
７に示すように、蒸発器における温度滑りＣが大きくな
る。よって、室内側温度と蒸発器における温度滑りは図
１８の様な特性図で表わすことができる。

【００５１】図１５より、まず、ステップ５１では、出
口温度検知センサー１２が室外側熱交換器４の暖房出口
側配管温度Ｔ_outを検知する。ステップ５２では、室内
側温度検知センサー２０が外気温度Ｔ_naiを検知する。
ステップ５３では、入口温度予測手段２１が、図１８に
示す室内側温度と蒸発器における温度滑りの関係を示す
特性図を用いて、室内側温度検知センサー２０が検知し
た室内側温度Ｔ_naiから、室外側熱交換器４の温度滑り
Ｃを予測する。ステップ５４では、入口温度予測手段２
１が、出口温度検知センサー１２が検知した室外側熱交
換器４の暖房出口側配管温度Ｔ_outから、ステップ５３
で予測した室外側熱交換器４の温度滑り予測値Ｃを差し
引いた値を、暖房入口側配管温度予測値Ｔ_inとする。ス
テップ５５では、デフロストサイクル制御手段１５が、
入口温度予測手段２１が予測した暖房入口側配管温度予
測値Ｔ_inが、デフロスト開始所定温度Ｔ_startより低け
れば、デフロスト運転の開始を決定し、ステップ５６に
進み、暖房入口側配管温度予測値Ｔ_inがデフロスト開始
所定温度Ｔ_startより高ければステップ５１に戻り、そ
のまま暖房運転を続ける。

【００５２】次に、ステップ５５でデフロスト運転の開
始が決定されると、ステップ５６では、デフロストサイ
クル制御手段１５が四方弁３を冷房回路とし、圧縮機２
により吐出された高温高圧ガスを室外側熱交換器４に導
き、室外側熱交換器４の除霜を行う。ステップ５７で
は、ステップ５１と同じく、出口温度検知センサー１２
が室外側熱交換器４の暖房出口側配管温度Ｔ_outを検知
する。ステップ５８では、ステップ５２と同じく、室内
側温度検知センサー２０が室内側温度Ｔ_naiを検知す
る。ステップ５９では、ステップ５３と同じく、入口温
度予測手段２１が、室内側温度検知センサー２０が検知
した室内側温度Ｔ_naiから、室外側熱交換器４の温度滑
りＣを予測する。ステップ６０では、ステップ５４と同
じく、入口温度予測手段２１が、出口温度検知センサー
１２が検知した室外側熱交換器４の暖房出口側配管温度
Ｔ_outから、ステップ５９で予測した室外側熱交換器４
の温度滑り予測値Ｃを差し引いた値を、暖房入口側配管
温度予測値Ｔ_inとする。ステップ６１では、デフロスト
サイクル制御手段１５が、入口温度予測手段２１が予測
した暖房入口側配管温度予測値Ｔ_inが、デフロスト終了
所定温度Ｔ_endより高ければ、デフロスト運転の終了を
決定し、ステップ６２に進み、暖房入口側配管温度予測
値Ｔ_inがデフロスト終了所定温度Ｔ_endより低ければス
テップ５７に戻り、そのままデフロスト運転を続ける。

【００５３】そして、ステップ６１でデフロスト運転の
終了が決定されると、ステップ６２では、デフロストサ
イクル制御手段１５が四方弁３を暖房回路とし、サイク
ルを暖房運転に戻す。

【００５４】この第４の実施例によれば、非共沸混合冷
媒（例えば３種の混合冷媒であるＲ３２／１２５／１３
４ａ［２３／２５／５２ｗｔ％］）を使用した場合の暖
房運転時に、室外側熱交換器４の暖房入口側配管温度を
精度良く予測し、デフロスト運転の開始、終了の判断を
行うことにより、最適なデフロスト運転の開始、終了が
行え、着霜による暖房能力の低下や、不必要なデフロス
ト運転の長時間化による暖房能力の低下を防止すること
ができる。

【００５５】

【発明の効果】以上のように本発明は、非共沸混合冷媒
を使用した場合の暖房運転時に、室外側熱交換器の暖房
出口側配管温度から室外側熱交換器の暖房入口側配管温
度を予測する入口温度予測装置と、室外側熱交換器の暖
房入口側配管温度予測値により、デフロスト運転の開
始、終了の判断を行う、デフロストサイクル制御装置を
備えたものである。

【００５６】そのため、室外側熱交換器の暖房入口側配
管温度を予測し、最適なデフロスト運転の開始、終了を
行うことにより、着霜による暖房能力の低下や、不必要
なデフロスト運転の長時間化による暖房能力の低下を防
止することができる。

【００５７】また、非共沸混合冷媒を使用した場合の暖
房運転時に、室外側熱交換器の暖房出口側配管温度とア
キュームレータの液面高さから室外側熱交換器の暖房入
口側配管温度を精度良く予測する入口温度予測装置と、
室外側熱交換器の暖房入口側配管温度予測値により、デ
フロスト運転の開始、終了の判断を行う、デフロストサ
イクル制御装置を備えたものである。

【００５８】そのため、精度良く室外側熱交換器の暖房
入口側配管温度を予測し、最適なデフロスト運転の開
始、終了を行うことにより、着霜による暖房能力の低下
や、不必要なデフロスト運転の長時間化による暖房能力
の低下を防止することができる。

【００５９】また、非共沸混合冷媒を使用した場合の暖
房運転時に、室外側熱交換器の暖房出口側配管温度と外
気温度から室外側熱交換器の暖房入口側配管温度を精度
良く予測する入口温度予測装置と、室外側熱交換器の暖
房入口側配管温度予測値により、デフロスト運転の開
始、終了の判断を行う、デフロストサイクル制御装置を
備えたものである。

【００６０】そのため、精度良く室外側熱交換器の暖房
入口側配管温度を予測し、最適なデフロスト運転の開
始、終了を行うことにより、着霜による暖房能力の低下
や、不必要なデフロスト運転の長時間化による暖房能力
の低下を防止することができる。

【００６１】また、非共沸混合冷媒を使用した場合の暖
房運転時に、室外側熱交換器の暖房出口側配管温度と室
内側温度から室外側熱交換器の暖房入口側配管温度を精
度良く予測する入口温度予測装置と、室外側熱交換器の
暖房入口側配管温度予測値により、デフロスト運転の開
始、終了の判断を行う、デフロストサイクル制御装置を
備えたものである。

【００６２】そのため、精度良く室外側熱交換器の暖房
入口側配管温度を予測し、最適なデフロスト運転の開
始、終了を行うことにより、着霜による暖房能力の低下
や、不必要なデフロスト運転の長時間化による暖房能力
の低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における空気調和機の冷
凍サイクル図

【図２】本発明の第１の実施例における空気調和機のフ
ローチャート

【図３】本発明の第１の実施例における暖房運転時の室
外側熱交換器の流れ方向と冷媒温度の関係を示す特性図

【図４】本発明の第２の実施例における空気調和機の冷
凍サイクル図

【図５】本発明の第２の実施例における空気調和機のフ
ローチャート

【図６】本発明の第２の実施例におけるアキュームレー
タ液面高さとＲ３２／１２５／１３４ａ（２３／２５／
５２ｗｔ％）におけるＲ３２の循環組成比率の関係を示
す特性図

【図７】本発明の第２の実施例におけるＲ３２／１２５
／１３４ａ（２３／２５／５２ｗｔ％）におけるＲ３２
の循環組成比率と蒸発器における温度滑りの関係を示す
特性図

【図８】本発明の第２の実施例におけるアキュームレー
タ液面高さと蒸発器における温度滑りの関係を示す特性
図

【図９】本発明の第３の実施例における空気調和機の冷
凍サイクル図

【図１０】本発明の第３の実施例における空気調和機の
フローチャート

【図１１】本発明の第３の実施例における外気温度とア
キュームレータ液面高さの関係を示す特性図

【図１２】本発明の第３の実施例におけるアキュームレ
ータ液面高さと蒸発器における温度滑りの関係を示す特
性図

【図１３】本発明の第３の実施例における外気温度と蒸
発器における温度滑りの関係を示す特性図

【図１４】本発明の第４の実施例における空気調和機の
冷凍サイクル図

【図１５】本発明の第４の実施例における空気調和機の
フローチャート

【図１６】本発明の第４の実施例における室内側温度と
アキュームレータ液面高さの関係を示す特性図

【図１７】本発明の第４の実施例におけるアキュームレ
ータ液面高さと蒸発器における温度滑りの関係を示す特
性図

【図１８】本発明の第４の実施例における室内側温度と
蒸発器における温度滑りの関係を示す特性図

【図１９】従来の空気調和機の冷凍サイクル図

【符号の説明】

１室外機２圧縮機３四方弁４室外側熱交換器５室外側キャピラリー６アキュームレータ７室内機８室内側熱交換器９室内側キャピラリー１２出口温度検知センサー１４入口温度予測手段１５デフロストサイクル制御手段１６液面高さ検知センサー１７入口温度予測手段１８外気温度検知センサー１９入口温度予測手段２０室内側温度検知センサー２１入口温度予測手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者日下道美大阪府東大阪市高井田本通３丁目22番地松下冷機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非共沸混合冷媒を使用し、圧縮機、四方
弁、室外側熱交換器、室外側キャピラリー、アキューム
レータから成る室外機と、室内側熱交換器、室内側キャ
ピラリーから成る室内機とを接続して環状の冷媒回路を
構成し、前記室外側熱交換器の暖房出口側配管温度を検
知する出口温度検知センサーと、前記出口温度検知セン
サーによって検知された前記室外側熱交換器の暖房出口
側配管温度により、前記室外側熱交換器の暖房入口側配
管温度を予測する入口温度予測手段と、前記入口温度予
測手段により予測した前記室外側熱交換器の暖房入口側
配管温度予測値により、前記四方弁の制御を行うデフロ
ストサイクル制御手段を備えた空気調和機。
【請求項２】非共沸混合冷媒を使用し、圧縮機、四方
弁、室外側熱交換器、室外側キャピラリー、アキューム
レータから成る室外機と、室内側熱交換器、室内側キャ
ピラリーから成る室内機とを接続して環状の冷媒回路を
構成し、前記室外側熱交換器の暖房出口側配管温度を検
知する出口温度検知センサーと、前記アキュームレータ
の液面の高さを検知する液面高さ検知センサーと、前記
出口温度検知センサーによって検知された前記室外側熱
交換器の暖房出口側配管温度と、前記液面高さ検知セン
サーによって検知された前記アキュームレータの液面の
高さにより、前記室外側熱交換器の暖房入口側配管温度
を予測する入口温度予測手段と、前記入口温度予測手段
により予測した前記室外側熱交換器の暖房入口側配管温
度予測値により、前記四方弁の制御を行うデフロストサ
イクル制御手段を備えた空気調和機。
【請求項３】非共沸混合冷媒を使用し、圧縮機、四方
弁、室外側熱交換器、室外側キャピラリー、アキューム
レータから成る室外機と、室内側熱交換器、室内側キャ
ピラリーから成る室内機とを接続して環状の冷媒回路を
構成し、前記室外側熱交換器の暖房出口側配管温度を検
知する出口温度検知センサーと、外気温度を検知する外
気温度検知センサーと、前記出口温度検知センサーによ
って検知された前記室外側熱交換器の暖房出口側配管温
度と、前記外気温度検知センサーによって検知された外
気温度により、前記室外側熱交換器の暖房入口側配管温
度を予測する入口温度予測手段と、前記入口温度予測手
段により予測した前記室外側熱交換器の暖房入口側配管
温度予測値により、前記四方弁の制御を行うデフロスト
サイクル制御手段を備えた空気調和機。
【請求項４】非共沸混合冷媒を使用し、圧縮機、四方
弁、室外側熱交換器、室外側キャピラリー、アキューム
レータから成る室外機と、室内側熱交換器、室内側キャ
ピラリーから成る室内機とを接続して環状の冷媒回路を
構成し、前記室外側熱交換器の暖房出口側配管温度を検
知する出口温度検知センサーと、室内側温度を検知する
室内側温度検知センサーと、前記出口温度検知センサー
によって検知された前記室外側熱交換器の暖房出口側配
管温度と、前記室内側温度検知センサーによって検知さ
れた室内側温度により、前記室外側熱交換器の暖房入口
側配管温度を予測する入口温度予測手段と、前記入口温
度予測手段により予測した前記室外側熱交換器の暖房入
口側配管温度予測値により、前記四方弁の制御を行うデ
フロストサイクル制御手段を備えた空気調和機。