JPS60223940A - ヒ−トポンプ式空気調和機のフロスト検知装置 - 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】 この発明は、ヒートポンプ式空気調和機の暖房運転時に
おける室外側熱交換器のフロストを検出するヒートポン
プ式空気調和機のフロスト検知装置に関する。

第１図は従来の冷暖房可能なヒートポンゾ式＠＠謹仰境
の冷唐Ｈ銘冬云十Ｍヤ本Ｚ、−→舟、第２図は第１図に
おけるデフロスト装置の回路図である。後述するこの発
明はフロスト検知に関するものであるから、従来の説明
に際し、冷房運転や室温制御部に関する部分の説明は省
略する。

まず、第１図に示す冷凍回路において、暖房運転では、
圧縮機１で圧縮された冷媒は四方弁２を介して室内側熱
交換器４にて凝縮され、膨張弁７で断熱膨張し、室外側
熱交換器８にて蒸発し、配管１３を経て再び四方弁２を
通り、アキュムレータ１２を経て圧縮機１に戻る。

この場合の暖房効果は室内側熱交換器４にて冷媒が凝縮
されるときに得られるが、しばらく暖房運転を継続する
と、室外側熱交換器８に矧が付着し、外気との熱交換率
が低下し、その結果、暖房能力が低下するという現象を
生ずる。

そこで、室外側熱交換器８に霜が付着したかどうかを温
度検出器１１で検知し、デフロスト装置１５により、ソ
レノイド３を駆動させ、四方弁２を冷房運転側に切換え
る。

このように、冷凍サイクルを暖房運転から冷房運転に切
り換えると、圧縮機１で圧縮された高温高圧の冷媒ガス
が四方弁２を通υ、室外側熱交換器８に送られるので、
付着した霜がとける。こうして、霜により低下した熱交
換率を所定の値までもどし、再び効率のよい暖房運転を
続けることができるようになる。

なお、第１図における５は室内ファンであシ、モータ６
によシ駆動されるものである。また、９は室外ファンで
、モータ１０により駆動されるものである。

次に、第２図により、デフロスト装置１５の働きについ
て述べる。デフロスト装置１５は、ソレノイド駆動電源
１６．切換回路１７および１８、定数発生器１９．比較
器２０よシ構成されている。切換回路１７は暖房側ａと
冷房側すとに切り換えるものであり、切換回路１８は暖
房側ａとデフロスト側すとに切り換えるものである。

暖房運転時は、冷暖切換スイッチ１４により、切換回路
１７が暖房側ａに接続され、さらにデフロストの必要の
ないときは、比較器２０の出力は切換回路１８を暖房側
ａに接続し、ソレノイド駆動電源１６がソレノイド３に
印加され、四方弁２は暖房側に動作する。

冷房運転ならば、冷暖切換スイッチ１４により、切換回
路１７が冷房側すに接続されるので、ソレノイド３には
電源が印加されず、四方弁２は冷房側に動作する。

問題は室外側熱交換器８が着霜したときであるが、この
ときは、温度検出器１１により検出された温度が、定数
発生器１９であらかじめ定められた温度と比較器２０で
比較され、前者が後者よυ低い温度となったときに比較
器２０の出力は切換回路１８をデフロスト側すに接続す
る。このようにして、着霜時はソレノイド３には電源が
印加されず、四方弁２は冷房側に動作する。

従来の７０スト検知の概要は以上のようであるが、次に
その欠点を述べる。従来の欠点はいわゆる「にせデフロ
スト」といわれるものである。すなわち、「にせデフ０
スト」とは室外側熱交換器８が着霜していない場合でも
、デフロスト運転することをいう。この原因は次のよう
寿ことか考えられる。

（１）室外側熱交換器８の温度は着霜していないにもか
かわらず過渡的に着霜したときの温度となシうる。

（２）室外側熱交換器８に設置された温度検出器１１の
検出する温度は、ある部分の温度であり、熱交換器全体
の着霜状況を示していない。

（３）着霜したかどうかの判断が、１点（定数発生器１
９の値）であり、ある外気温度に対しては適肖な値であ
っても、その他の外気温度に対しては不適切な値である
。すなわち、着霜は外気温度の高低によりその状況が異
なる。

（４）着霜の状況は、また、外気の湿度にも影響される
ので、室外側熱交換器８の温度だけでは着霜検知に無理
がある。

この発明は、上記従来の欠点を除去す乙ｆｒめになされ
たもので、ヒートポンプ式空気調和機の暖房運転時の室
外側熱交換器の無着霜の状態であらかじめめた数学モデ
ルを用いて運転中の暖房能力を推定する演算系と、運転
中の実際の暖房能力を計算する演算系と、前記両演算系
の差の時系列が白色雑音となるかならないがで着霜の有
無を判定する演算系とから構成することにより、「にせ
デフロスト」をなくシ、タイミングのよいデフロスト運
転をすることができ、効率のよい暖房運転ができるヒー
トポンプ式空気調和機の７０スト検知装置を提供するこ
とを目的とする。

次に、この発明のヒートポンプ式空気調和機のフロスト
検知装置の実施例について図面に基づき説明する。第３
図はその一実施例の構成を示すブロック図である。

この第３図において、１０ノは圧縮機回転数信号Ｕｃｐ
（Ｋ　１）、１０２は室内ファン回転数信号ＵＰＩ（Ｋ
−１）、１０３は室外ファン回転数信号ＵＦＯ（Ｋ　１
）、１０４は膨張弁開度信号ＵＥＸ（Ｋ　１）、１０５
は外気温度信号Ｕ７０（Ｋ　１）を示す。ここで（Ｋ−
１）は、時刻の（Ｋ−１）時点を意味し、Ｋ時点より１
時点過去を表わしている。この１時点の差がサンプリン
グ周期τである。

１０６は室内側熱交換器より吹き出される空気の吹き出
し温度信号ＴＢＬ（６）、１０７は室内側熱交換器に吸
い込まれる空気の吸込み温度信号ＴＩＮ（６）、３００
は室内ファン回転数信号ＵＰＩ（６）をそれぞれ示し、
これらは時刻にでの値である。

これらの信号は、それぞれ適当な手段により検出すれば
よく、この検出方法にはこの発明は感知しない。

圧縮機回転数信号１０１、室内ファン回転数信号１０２
、室外ファン回転数信号１０３、膨張弁開度信号１０４
、外気温度信号１０５、吹き出し温度信号１０６、吸込
み温度信号１０７、室内ファン回転数信号ＳＯＯはそれ
ぞれサンプ；１ う１０８〜１１３．３０１に入力されるようになってい
る。

サンプラｉｏｓ〜１１２の出力はそれぞれ零次ホルダ１
１５〜１１９を通して演算回路Ｂ１２３〜演算回路Ｆ１
２７に入力されるようになっている。また、サンプラ１
２０，１２１゜３００の出力は能力演算回路１２８に入
力されるようになっている。

演算回路Ｂ１２３〜演算回路Ｅ１２６の出力信号１３０
〜１３３は加算器２０１〜２０４に送出されるようにな
っており、演算回路Ｆ１２７の出力信号１３４も加算器
２０４に送出されるようになっている。

加算器２０ノの出力信号は加算器２００に送出され、加
算器２０２の出力信号は加算器２０１に送出され、加算
器２０３の出力信号は加算器２０２に送出され、加算器
２０４の出力信号は加算器２０３に送出されるように人
っている。

演算回路Ａ１２２の出力信号と加算器２０１の出力信号
は加算器２００で加算され、その出△ 力信号は推定された暖房能力Ｑ　（Ｋ）　Ｊ　ｓ　ｓは
ホールダ５００を通して演算回路Ａ１２２に入力される
ようになっているとともに引算器１３１に入力されるよ
うに々っている。

一方、上記能力演算回路１２８の演算された暖房能力Ｑ
（Ｆ０１３６は引算器１３７に送出されるようになって
いる。引算器１３７はこの暖房能力Ｑ（６）１３６と合
ＱＣ）１３７との引算を行って、その結果を遅延回路１
３８を通してノｅワースベクトル演算器１３９に送出す
るようになっている。

このツヤワースベクトル演算器１３９の出力信号は演算
回路Ｇに送出するようになっている。

この演算回路Ｇ１４０からデフロスト開始信号１４１が
出力されるようになっている。

第４図は第３図における演算回路Ａ１２２〜演算回路Ｆ
１２７の構成を示すブロック図である。この第４図にお
いて、定数設定器１４２〜１４５の出力はそれぞれ掛算
器１４６〜１４９に送出するようになっている。

掛算器１４６は定数設定器１４２の出力信号と入力信号
とを掛算し、この入力信号は１サンプル遅延演算器１５
３を通して掛算器１４７に入力するようになっている。

この１サンプル遅延演算器１５３の出力信号は１サンプ
ル遅延演算器１５４を通して掛算器１４８に入力される
とともに、１サンプル遅延演算器１５５を通して掛算器
１４９に入力されるようになっている。

掛算器１４６と１４７の出力信号は加算器１５０に入力
され、加算器１５０の出力信号と掛算器１４８の出力信
号は加算器１５１に入力されるようになっており、この
加算器１５１の出力信号と掛算器１４９の出力信号は加
算器１５２に入力されるようになっている。

なお、第３図に示した演算回路Ａ１２２〜演算回路Ｆ１
２７はいずれも同一構成をなし、第４図のように構成さ
れているが、それぞれ定数設定器１４２〜１４５は各演
算回路Ａ１２２〜演算回路Ｆ１２７ごとに異なった定数
が設定されている。

また、第５図は第３図の能力演算回路１２８の構成を示
すものであシ、この第５図において、１５６は関数発生
器であυ、第３図のサンプラ３０２の出力信号が入力さ
れるようになっている。この関数発生器１５６の出力信
号は掛算器１５８に送出するようになっている。

また、引算器１５７には、第３図のサンプラ１２０．１
２１の出力信号が入力されるようになっている。この引
算器１５１の出力信号は掛算器１５８に送出するように
なっている。掛算器１５８の入力端には、定数設定器４
００の出力端が接続されている。この掛算器１５８の出
力信号、すなわち、実際の暖房能力１３６Ｑ（６）が出
力されるようになっている。

第６図は第３図の遅延回路１３８の詳細な構成を示すも
のであり、１サンプル遅延演算器１５９〜１６１を直列
にして、各隣接する１サンプル遅延演算器１５９〜１６
１との接続点より出力信号を出力するようにｉっている
。

さらに、第７図は第３図における演算回路Ｇ３４０の詳
細な構成を示すブロック図であシ、ノ４ワースベクトル
演算器１３９の出力信号と定１６５で比較して、その出
力信号をＡＮＤ回路１６６に送出するようになっており
、このＡＮＤ回路１６６の出力端よりデフロスト開始信
号１４１が出力されるようになっている。

次に、以上のように構成されたこの発明のヒート、ｆ？
ンノ式窓空気調和機フロスト検知装置の原理について述
べる。

いま、空気調和機から出ているに時点の暖房能力をＱ（
Ｋ）とし、この時系列 （Ｑ（６）；に＝・・・、−１，０，１，２，・・・）
　・・・（１）を考える。（Ｋ−１）時点とに時点との
時間差が時系列（１）のサンプリング周期（これをτと
する）となる。

この時系列は一般に、種々の原因により不規則な変動と
なる。この不規則な変動は、確率重々法則によって作用
され、定常エルゴード確率過程と見なしてさしつかえな
い。

暖房能力の時系列が、このような確率過程であるとする
と、これを記述する数学モデルとし７て、以下のような
綜形モデルが使用できる。

であるｏ　Ｕｃｐ（Ｋ）　＋　ＵＦＩ　（Ｋ）　＋　Ｕ
ｙｏ（Ｋ）　＊　Ｕａｘ（Ｋ）　＊　Ｕｔｏ（Ｋ）はそ
れぞれ構成の欄で述べた意味の変数でおる。

ａ（ハ）、　ｌｂ（ハ）は適切な手段によりめられた定
数で、（２）式のノぐラメータとなる。

Ｍも同様に、適切な手段によりめられた定数で（２）式
の次数とカる。ｅ（６）は予測誤差である。

（２）式のパラメータ＆（ホ）、　ｌｂに）、および次
数Ｍが適切ならば、ｅ（６）は白色雑音系列になること
が知られている。

すなわち、（２）式は、空気調和機を一つのダイナミッ
クシステムとしてとらえ、その入力として圧縮機回転数
、室内ファン回転数、室外ファン回転数、膨張弁開度、
外気温度を出力として暖房能力をとってモデル化したも
のである（この益日日＋／＋モデＪし什の千生には威柘
したい）−このように、ある空気調和機の暖房能力心（
６）は、定常で室外側熱交換器が無着霜の場合は（２）
式の第１，２項で推定できる。すなわち、一方、実際の
暖房能力Ｑ（６）は、室内側熱交換器より吹き出される
空気の吹き出し温度ＴｎｔＨと吸い込まれる空気の吸込
み温度ＴＩＮ（６）および室内側熱交換器を通過する空
気の風量Ｗ（６）より次のように計算できる。

Ｑ（Ｋ）＝＝Ｃ−Ｗ（６）・（ＴＢＬ（６）−ＴＩＮ（
６））　・・・（６）ここに、Ｃは空気の比熱を示し、
既知の定数である。

ここで、（５）　、　（６）式を比較すると次のことが
言える。実際に運転している空気調和機が無着霜ならば
、あらかじめめた数学モデル（（５）式）よシ計算され
る暖房能力と実際の暖房能力（（６）式で計算された値
）とは一致を示し、その不一致の部分、すなわち予測誤
差の時系列は白色雑音となるはずである。

逆に、この予測誤差の時系列が白色雑音とならなければ
、そのときは、運転中の空気調和機が、何らかの状態変
化を起したことの証拠である。

いま、無着霜時のモデルと比較しているのであるから、
この状態変化は着霜と判断するのが自然である。

次に、以上の原理に基づきこの発明の具体的作用につい
て説明する。

（１）まず、数学モデルによる暖房能力の推定部分につ
いて述べる。

ま、暖房能力１３５が推定された（Ｋ−１）時点の暖房
能力台＜　Ｋ−’１　）を示すとすると、これがホール
ダＳＯＯにより、サンプリング周期７時間だけ同じ値に
ホールドされ、演算回路Ａ！ｌ　Ｊ　２２の入力となる
。演算回路Ａ１２２の定数設定器１４２，１４３，１４
４．１４５はそれぞれ（５）式の・母うメータａ（１）
　ｌ　ｍ（２）　、　、　ＩＱＸ、　ＩＭＩが設定され
ている。

演算回路Ａ１２２は、まず、定数設定器１４２と暖房能
力分（Ｋ−１）とが掛算器１４６により乗算され、ａ（
１）・ｅ（Ｋ−１）が掛算器１４６の出力となる。

また、１サンプル遅延演算器１５３を介することによシ
暖房能力Ｇ（Ｋ−１）は◇（Ｋ−２）とカリ、掛算器１
４７により定数設定器１４３と暖房能力台（Ｋ−２）と
が乗算されａ（２）・ｅ（ｘ−２）が掛算器１４７の出
力となる。加算器１５０は掛算器１４６と１４７との出
力を合算し、すなわち、ａ（１）・ｅ（Ｋ−１）十ｍ（
２）−Ｇ（Ｋ−２）＝　ｆｉａ＆＋ｔｍ＝１ 企（Ｋ−ｍ）を出力する。

以下、同様にして、１サングル遅延演算器、掛算器およ
び加算器によりａ　（１）・企（Ｋ７１　Ｘｉ　＝３．
４．・・・、Ｍ）がΣａ（ホ）・登（Ｋ−ｍ）に足し込
まれ、最終的に、演算回路Ａ１２２の出力信号１２９と
して（５）式の第１項Σａ（ｎ・ｅ（Ｋ−ｍ）がｍ＝１ 得られる。

（１１）次に、演算回路Ｂ１２３の出力が（５）式の第
２項中のΣｂ１ＧＴ！ｌ−Ｕ、、、（Ｋ−ｍ）となるこ
とを示ｍ＝１ す。（Ｋ−１）時点の圧縮機回転数信号ＵｃＰ（Ｋ−１
）１０１は適当な検出器により検出され、サンプラ１０
８によりサンプリング周期で時間ごとにサンプリングさ
れ、零次ホールダ１１５により、サンプリング時の値が
ホールドされて演算回路Ｂ１２３の入力となる。

演算回路Ｂ１２３の構造は、演算回路Ａ１２２の構造と
全く同じであるが、ただその定数設定器１４２，１４３
，１４４．１４５には、（５）式中のパラメータｂ＋（
ＩＬ　ｂｌ（２）＋　ｂ、（３）、　ｂ、（財）が設定
されている。

まず、いま圧縮機回転数信号１０１を（Ｋ−１）時点の
圧縮機回転数信号ＵｃＰ（Ｋ−１）とすると、定数設定
器１４２の出力信号と圧縮機回転数信号Ｕｃ、（Ｋ−１
）とが掛算器１４６により乗算され、ｂ、（１）・Ｕ、
、（Ｋ−１）が掛算器１４６の出力となる。

また、１サンプル遅延演算器１５３を介することにより
、圧縮機回転数信号Ｕｃ、（Ｋ−１）はＵ、、（Ｋ−２
）となり、掛算器１４７により、定数設定器１４３の出
力信号と圧縮機回転数信号ＵｃＰ（Ｋ−２）とが乗算さ
れ、ｂ、　（２）　・ＵｃＰ（Ｋ　−２）が掛算器１４
７の出力となる。

加算器１５０は、掛算器１４６と１４７との出力信号を
合算し、すなわち、ｂ　、（１）・ＵｃＰ（Ｋ−１）十
す、　（２）・ＵｃＰ（Ｋ−２”）＝Σｂ、　６Ｔｌ）
−Ｕｏ、（Ｋ−ｍ）を出力ｍ＝１ する。

以下、同様にして、１サンプル遅延演算器、掛算器およ
び加算器によｐ　ｂ、（＋）・ｕｃＰ（Ｋ−ｔ）（ｔ＝
３．４．−・・、Ｍ）がΣｂ　１＠　・Ｕｃ　ｐ　（Ｋ
　ｍ　）に足しｍ＝１ 込まれ、最終的に、演算回路Ｂ１２３の出力信号１３０
として（５）式の第２項中のΣｂ１（ハ）・ＵｃＰｍ＝
１ （Ｋ−ｍ）が得られる。

ＧｉＤｚＯ２を室内ファン回転数信号Ｕ、Ｉ（Ｋ−１）
、１０３を室外ファン回転数信号Ｕ、ｏ（Ｋ−１）、１
０４を膨張弁開度信号Ｕ。Ｘ（Ｋ−１）、１０５を外気
温度信号ＵＴ、（Ｋ−１）とすると、上述の演算回路Ｂ
１２３の働きと同様に、演算回路Ｃ１２４、演算回路Ｄ
１２５、演算回路Ｅ１２６、演算回路Ｆ１２７の出力１
３１，１３２，１３３゜ただし、演算回路Ｃ１２４の定
数設定器１４２゜１４３，１４４，１４５には（５）式
中のノ量うメータｂ２（１）　、　ｂ２（２）　、　ｂ
２（３）　、　ｂ２（財）、演算回路Ｄ１２５のそれら
には、ｂ５（１）、　ｂ３（２）、　ｂ３（３）、　ｂ
３に）、演算回路Ｅ１２６のそれらには、ｂ４（１）、
　ｂ４（２）、　ｂ４（３）、　ｂ４（財）。

演算回路Ｆ１２７のそれらには、ｂ５（１）、ｂ５（２
）。

ｂ５（３）、ｂ５（財）がそれぞれ設定されている。こ
こで、サンプラ１０１１，１０９，１１０，１１１゜１
１２は同じタイミングで働くものとする。

くψ　演算回路Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ、ＦＪ２２２０２．
２０３．２０４で合算され、最終的に、と計算される。

［Ｉ［］次に、運転中の空気調和機の暖房能力について
述べる。

適当な検出器により検出されたに時点の室内ファン回転
数信号ＵＦＩ（６）ＳＯＯは、サンプラ３０１にてサン
プリング周期で時間ごとにサンプリングされ、零次ホー
ルダ３０２によリサンプリング時の値をホールドされて
、関数発生器１５６の入力となる。

関数発生器１５６は、関数 Ｗ（６）−Ｆ（Ｕ、、（６））　（Ｆ：関数を示す）　
・・・（７）が設置されており、室内ファン回転数ＵＦ
Ｉ（６）を風量Ｗ（Ｋ）に変換する作用をする。よって
、室内ファン回転数信号ＵＦｌ（６）は関数発生器１５
６により、風量Ｗ（６）となる。

また、室内側熱交換器より吹き出されるに時点の空気の
吹出し温度信号ＴＢＬ（６）１０６、吸込み温度信号Ｔ
ＩＮ（６）１０７も同様に、それぞれ、適当な検出器に
よシ検出され、サンシラ１１３゜１１４にてサンプリン
グ周期１時間ごとにサンプリングされ、零次ホールダ１
２０，１２１によリサンプリング時の値をホールドされ
て引算器１５２に入力される。引算器１５７は、ＴＢＬ
（Ｋ）−ＴｌＮ（６）を計算する作用をなす。

サングラ１１３，１１４はサンプラ３０１と同じタイミ
ングで動作し、さらに、サンプラ１０８．１０９，１１
０，１１１，１１２とも同じタイミングで動作するもの
とする。

風量Ｗ（６）と吹出し温度と吸込み温度との差ＴＢＬ（
６）−ＴＩＮ（６）および定数設定器４００により設定
された比熱Ｃとを掛算器１５８により乗算し、運転中の
暖房能力Ｑ（６）１３６は Ｑ（６）＝ｃ−ｗ（６）・（ＴＢＬ（６）−丁１、（６
））　・・・（６）と計算できる。

次に、数学モデルにより（Ｋ−１）時点の値から推定し
たに時点の暖房能力◇（６）１３５と実際のに時点の暖
房能力Ｑ（６）１３６との差を引算器１３７により行な
い、この差の時系列の／ンワースペクトルをめるところ
を説明する。

ｉ！＋４１ｒ箕Ｉ　Ｑグ糾母中シｈ奔曙爾他力合前ふ室
隙の暖房能力Ｑ（ｆＯとの差ε（６）を出力し、これが
遅延回路１３８０入力となり、１サンプル遅延演算器１
５９，１６０，１６１により、遅延回路１３８はε（Ｋ
）、ε（Ｋ−１）　、　ｔ　（Ｋ−２）　、・・・・・
。

ε（Ｋ−Ｎ＋１）を出力する。

すなわち、遅延回路１３８は、暖房能力のＮ個の予測誤
差系列ε（Ｋ−４）（ｉ＝ｏ　、　１　、２　。

・・・、Ｎ−１）を作り出し、このＮ個の時系列データ
から・平ワースベクトル演算器１３９は、予測誤差の・
千ワースベクトルを演算する。

・臂ワースベクトル演算器１３９は、標準的なものでよ
く、たとえば、相関法によるパワースペクトル演算器で
は、Ｎ個の時系列データをもとにｔ次（／＝（Ｎ−１，
ｔ：自然数）までの自己相関関数Ｒｇ（ｔ）は ここに、ｔ＝０　、１　、２　、・・・、ｔとしてめら
れ、この自己相関関数に適当なウィンドウｆ　（ｔ）を
かけ、これをフーリエ変換することにより、パワースイ
クトル５６（ｊω）がまる。すなわち、 ここに、ω＝２πｆ　ｆ；周波数 したがって、パワースペクトル演算器１３９の出力には
、サンプリング周期τの２倍、すなわち２τの時間を（
９）式で示される（ｔ＋１）個の周波数成分に分割され
たノ４ワースベクトルが得られる。

このパワースペクトル演算器の方式については、上述以
外のものでもよく、この発明は、この方式については感
知しない。

［ＩＶ）最後に、・ヤワースペクトル演算器１３９によ
請求めた予測誤差のパワースペクトルが白色雑音である
かどうか判定する演算回路Ｇ１４０の作用について説明
する。

パワースペクトルＳ（ｊω）が安全な白色雑音であれば
、それは全周波数成分について一定値を）１　とり Ｓ（ｊω）＝Ｋ　（Ｋニ一定値）　・・・Ｑｌとなる。

じ嘉し、いま、考えている暖房能力の予測誤差の時系列
は、種々の雑音を含んでいるので、無着霜の状態でも、
その７９ワースベクトルは一定値にはならない。したが
って、その白色性の判定を、　・ ＫＯ≦Ｓε（ｊω）　・・・０］） とする。

すなわち、パワースペクトル演算器１３９により得られ
た・臂ワースベクトルＳｇ（ｊω）が、（ｔ＋１）個の
どの周波数成分についても、あるレベルＫ。以上であれ
ば、それは白色雑音とみなすＯ これにより、定数設定器１６２によシＫｏを設定し、こ
れと（ｔ＋１）個のそれぞれの・やワースベクトルの周
波数成分を比較器１６３　、Ｊ６４゜１６５により比較
し、０］）式が成立すれば、ＡＮＤ回路１６６の出力は
ハイレベルとなシ、これがデフロスト開始信号１４１と
して作用する。

もし、（ｔ＋１）個の比較器のどれか一つでも０）式を
満足しなければＡＮＤ回路１６６の出力はローレベルと
なシ、デフロスト開始信号１４１を出力しないように作
用する。

次に、この発明の他の実施例について説明する。

［Ａ）数学モデルにおける変数の選択 （１）数学モデルの入力変数としては、上記において第
３図あるいは（５）式に示すように、圧縮機回転数、室
内ファン回転数、室外ファン回転数、膨張弁開度、外気
温度の５変数を選択したが、その他の変数、たとえば、
外気の湿度を含め、６変数としてもさしつかえない。

（１１）暖房能力を表わす数学モデルが、妥当なモデル
ならば、その変数の選択は（１）項以外の何であっても
かまわない。

ＣＢ）演算回路Ｇの構成 演算回路Ｇ１４０を第８図のように構成してもよい。こ
の第８図は、定数設定器１６２゜１６７、比較器１６３
，１６４，１６５．１６８゜１６９．１７０およびＡＮ
Ｄ回路１６６．１７１゜１７２より構成される。

すなわち、・ヤワースペクトル演算器１３９の出力信号
が比較器１６３〜１７０に入力され、比較器１６３〜１
６５で定数設定器１６２の出力信号と比較されてそれぞ
れ出力信号をＡＮＤ回路１６６に出力するようにしてい
る。

また、比較器１６８〜１７０で定数設定器１６７の出力
信号とノやワースベクトル演算器１３９の出力信号とを
比較し、出力信号をＡＮＤ回路１７１に送出するように
している。

ＡＮＤ回路１６６は比較器１６３〜１６５の出力信号の
ＡＮＤをとってＡＮＤ回路１７２に出力し、ＡＮＤ回路
１７１は比較器１６８〜１７０の出力信号のＡＮＤをと
って、ＡＮＤ回路１７２に出力するようにしておｐ、Ａ
ＮＤ回路１７２は両ＡＮＤ回路１６６と１７１の出力信
号とのＡＮＤをとってデフロスト開始信号１４１を出力
するようにしている。

この第８図の演算回路Ｇ１４０は請求められたノ卆ワー
スベクトルＳε（Ｊω）があるレベルの範囲内にあれば
、それで白色雑音と判定するものである。すなわち、 Ｋｏ＜Ｓε（ｊω）くに、　・・・α埠ならば、Ｓε（
ｊω）は白色雑音とする。（イ）式の前半である。

Ｋｏ＜Ｓε（ｊω）　・・・ａカ の部分は、第７図で説明したのと同様である。

定数設定器１６７はに、（Ｋｏ（Ｋ、）が設定されてお
り、比較器１６８，１６９．１７０により８ｇ（ｊω）
≦に１　・・・へ埠 が成立すれば、ＡＮＤ回路１７１はハイレベルが出力さ
れる。

他方、０９式も成立しておれば、ＡＮＤ回路１６６の出
力もハイレベルと力っているので、ＡＮＤ回路１７２の
出力信号、す々わちデフロスト開始信号１４１もハイレ
ベルとなる。

もし、比較器のどれか一つでもαめ式あるいは６１式を
満足しなければ、ＡＮＤ回路１７２の出力信号、すなわ
ちデフロスト開始信号１４１はローレベルとなり、デフ
ロスト開始信号を出力しないよう作用する〇 このような作用により、ツヤワースベクトルの白色性を
第７図より厳密に規定しているので、第８図の構成の方
が、複雑ではあるが、白色性のよい判定を下す効果を有
するので、これでもよい。

以上からも明らかなように、この発明の原理は、従来の
方式のものとは全く異なるものである。それは、理論的
に推定される暖房能力と実際の暖房能力との差の時系列
の白色性によるものである。

以上のように、この発明のヒートポンプ式空気調和機の
フロスト検知装置によれば、ヒートポンプ式空気調和機
の暖房運転時の室外側熱交換器の無着霜の状態であらか
じめめた数学モデルを用いて運転中の暖房能力を推定す
る演算系と、運転中の実際の暖房能力を計算する演算系
と、前記両演算系の差の時系列が白色雑音となるかなら
ないかて着霜の有無を判定する演算系とで構成するよう
にしたので、室外側熱交換器の着霜の過渡的な状態のミ
ス検知をなくし、また、部分的な着霜状態を真の着霜と
は判定せず、さらに、推定暖房能力に外気温度が考慮さ
れていることから、外気温度の高低による着霜状態の変
化をも判別でき、「にせデフ０スト」の原因になるよう
な事象が生起しても、これを完全に回避でき、「にせデ
フロスト」をなくし、タイミングのよいデフロスト運転
をする効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のヒートポンプ式空気調和機の冷凍回路を
示す回路図、第２図は第１図のヒートポンプ式空気調和
機の冷凍回路におけるデフロスト装置の詳細な構成を示
す回路図、第３図はこの発明のヒートポンプ式空気調和
機のデフロスト検知装置の一実施例の構成を示すブロッ
ク図、第４図は第３図のヒートポンプ式空気調和機のデ
フロスト検知装置における演算回路１２２〜１２７の詳
細な構成を示すブロック図、第５図は第３図のヒートポ
ンプ式空気調和機のフロスト検知装置における能力演算
回路の詳細な構成を示すブロック図、第６図は第３図の
ヒートポンプ式空気調和機のフロスト検知装置における
遅延回路の詳細な構成を示すブロック図、第７図および
第８図はそれぞれ第３図のヒートポンプ式空気調和機の
フロスト検知装置における演算回路１４０の詳細な構成
を示すブロック図である。 １０８〜１１４　、３０１・・・サンプラ、１１５〜１
２１．３０２・・・零次ホルダ、１２２〜１２７゜１４
０・・・演算回路、１２８・・・能力演算回路、１３７
．１５７・・・引算器、１３８・・・遅延回路、１３９
・・・パワースペクトル演算器、１４６〜１４９．２０
０〜２０４−・・加算器。 出願人後代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 第２図 ５ ７−−′ 第５図 １２８ 第６図 ３８ 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ヒートポンプ式空気調和機の暖房運転時の室外側熱交換
   器が無着霜の状態であらかじめめた数学モデルを用いて
   運転中の暖房能力を推定する演算系と、運転中の実際の
   暖房能力を計算する演算系と、前記両演算系の差の時系
   列が白色雑音となるかならないかて着霜の有無を判定す
   る演算系とからなることを％徴とするヒートポンプ式空
   気調和機のフロスト検知装置。