JP2555779B2

JP2555779B2 - 空気調和装置の運転制御装置

Info

Publication number: JP2555779B2
Application number: JP2409066A
Authority: JP
Inventors: 洋登中嶋; 寿一池田; 元飯田; 伸一岡
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1990-12-28
Filing date: 1990-12-28
Publication date: 1996-11-20
Anticipated expiration: 2011-11-20
Also published as: JPH04251144A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気調和装置の運転制
御装置に係り、特にデフロスト運転終了後における吐出
冷媒温度及び高圧側圧力の過上昇防止対策に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開昭５９―１７０６
６２号公報に開示される如く、空気調和装置の運転制御
装置として、暖房運転中に着霜が生じると、サイクルを
切り換えて、いわゆる逆サイクルデフロスト運転を行う
一方、デフロスト運転終了後には、サイクルを正サイク
ルに戻して暖房運転を行うとともに、室外熱交換器のフ
ァンを所定時間の間停止させた後運転させることによ
り、デフロスト運転終了時に室外熱交換器に残留してい
る熱量を外部に放出することなく冷媒系統に還元して、
冷凍能力の向上を図ろうとするものは公知の技術であ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のもののようにデフロスト終了後に室外ファンを停止
させると、運転効率が向上する反面、次のような問題が
あった。すなわち、逆サイクルデフロストによるデフロ
スト運転中に凝縮器となっていた室外熱交換器には比較
的高温の冷媒が貯溜されており、サイクル切り換え後に
この高温の冷媒が圧縮機に吸入されることになる。とこ
ろが、運転条件によっては、デフロスト運転の終了直前
に電動膨張弁の開度を絞ってポンプダウン運転を行い、
圧縮機への液バックを防止する等の制御をすることがあ
り、特にこのような場合には、高圧側圧力や吐出管温度
が一時的に過上昇して運転停止を招く等信頼性を損ねる
虞れがあった。

【０００４】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、デフロスト終了後における高圧の過
上昇を抑制する手段を講ずることにより、信頼性の向上
を図ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明が講じた手段は、圧縮機、室外ファン（３
ａ）を付設した室外熱交換器（３）、電動膨張弁（５）
及び室内熱交換器（６）を順次接続し、かつサイクル切
換え可能に構成されてなる冷媒回路（９）を備えた空気
調和装置を前提とする。

【０００６】そして、暖房運転中における上記室外熱交
換器（３）の着霜時、逆サイクルデフロスト運転を行う
ように上記冷媒回路（９）を制御するデフロスト運転制
御手段（５１）と、該デフロスト運転制御手段（５１）
による逆サイクルデフロスト運転時、上記電動膨張弁
（５）の開度を大きくかつ終了直前に絞るように該電動
膨張弁（５）を制御する開度制御手段と、上記デフロス
ト運転制御手段（５１）によるデフロスト運転の終了
後、所定の停止時間が経過するまで上記室外ファン（３
ａ）を停止させた後、運転を行うように該室外ファン
（３ａ）を制御するファン制御手段（５２）とが設けら
れている。

【０００７】さらに、上記デフロスト運転制御手段（５
１）によるデフロスト運転の終了後、上記ファン制御手
段（５２）の制御を強制的に停止させ、少なくとも該フ
ァン制御手段（５２）の停止時間よりも短い一定の強制
運転時間が経過するまで上記室外ファン（３ａ）を運転
させるファン強制運転手段（５３）と、吐出冷媒温度を
検出する吐出温度検出手段（Ｔh2）とが設けられてい
る。

【０００８】加えて、上記吐出温度検出手段（Ｔh2）の
出力を受け、ファン強制運転手段（５３）の強制運転時
間が経過した後、吐出冷媒温度が所定温度を越えるまで
ファン強制運転手段（５３）による室外ファン（３ａ）
の強制運転を継続させると共に、上記ファン制御手段
（５２）の停止時間が経過するまでに吐出冷媒温度が所
定温度を越えると上記ファン強制運転手段（５３）の制
御を停止させてファン制御手段（５２）の制御に移行さ
せる復帰手段（５４）が設けられている。

【０００９】

【作用】以上の構成により、本発明では、空気調和装置
の暖房運転中、室外熱交換器（３）が着霜すると、デフ
ロスト運転制御手段（５１）により、四路切換弁（２）
を冷房サイクル側に切換えていわゆる逆サイクルデフロ
スト運転が行われ、除霜が完了すると再びサイクルを暖
房サイクルに切換えて暖房運転が行われる。そのとき、
開度制御手段により、デフロスト運転中、通常は電動膨
張弁（５）の開度を略全開にするように制御されるが、
デフロスト運転終了直前には、暖房復帰時における圧縮
機（１）への液バックを防止すべく電動膨張弁（５）開
度が絞られるので、冷媒回路（９）がポンプダウン状態
となり、レシーバ（６）に冷媒が貯溜され、冷媒の循環
量が低減した状態にある。

【００１０】次に、ファン制御手段（５２）により、デ
フロスト運転終了後所定の停止時間が経過するまで室外
ファン（３ａ）の運転を停止させるように制御される
と、室外熱交換器（３）に滞溜した高温の冷媒が圧縮機
（１）に吸入され、しかも、冷媒循環量が少ない状態で
あるので、吐出冷媒温度が急激に上昇しようとする。

【００１１】そのとき、ファン強制運転手段（５３）に
より室外ファン（３ａ）が一定の強制運転時間以上に運
転されるので、この間、冷媒の蒸発量が増加し、室外熱
交換器（３）の液冷媒が冷却されるとともに、圧縮機
（１）への冷媒循環量が増大して、吐出冷媒温度の瞬間
的な過上昇が防止されることになる。

【００１２】そして、吐出温度検出手段（Ｔh2）で検出
される吐出冷媒温度が所定温度を越えると、復帰手段
（５４）により、上記ファン強制運転手段（５３）の制
御が停止されるので、ファン制御手段（５２）により、
デフロスト終了後、停止時間が経過するまでは室外ファ
ン（３ａ）の運転が停止されることになり、この間、高
圧側圧力の上昇速度が緩やかとなって、高圧側圧力の過
上昇が防止される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図２以下の
図面に基づき説明する。

【００１４】図２は本発明を適用した空気調和装置の冷
媒配管系統を示し、（１）は圧縮機、（２）は冷房運転
時には図中実線のごとく、暖房運転時には図中破線のご
とく切換わる四路切換弁、（３）は室外ファン（３ａ）
を付設し、冷房運転時には凝縮器として、暖房運転時に
は蒸発器として機能する室外熱交換器、（４）は液冷媒
を貯留するためのレシーバ、（５）は冷媒の減圧機能と
冷媒流量の調節機能とを有する電動膨張弁、（６）は室
内に設置され、冷房運転時には蒸発器として、暖房運転
時には凝縮器として機能する室内熱交換器、（７）は圧
縮機（１）の吸入管に介設され、吸入冷媒中の液冷媒を
除去するためのアキュムレータである。

【００１５】上記各機器（１）〜（７）は冷媒配管
（８）により順次接続され、冷媒の循環により熱移動を
生ぜしめるようにした冷媒回路（９）が構成されてい
る。なお、（１３）は室外熱交換器（３）の液管側に介
設された過冷却用キャピラリチューブである。

【００１６】ここで、上記冷媒回路（９）の圧縮機
（１）吐出側には、吐出冷媒中の油を回収するための油
回収器（１０）が介設されていて、該油回収器（１０）
から圧縮機（１）−アキュムレータ（７）間の吸入管ま
で、油回収器（１０）の油を圧縮機（１）の吸入側に戻
すための油戻し通路（１１）が流量調節弁（１２）を介
して設けられている。

【００１７】また、冷媒回路（９）の液管において、上
記レシーバ（４）と電動膨張弁（５）とは、電動膨張弁
（５）がレシーバ（４）の下部つまり液部に連通するよ
う共通路（８ａ）に直列に配置されており、共通路（８
ａ）のレシーバ（４）上部側の端部である点（Ｐ）と室
外熱交換器（３）との間は、室外熱交換器（３）からレ
シーバ（４）への冷媒の流通のみを許容する第１逆止弁
（Ｄ１）を介して第１流入路（８ｂ）により、上記共通
路（８ａ）の点（Ｐ）と室内熱交換器（６）との間は室
内熱交換器（６）からレシーバ（４）への冷媒の流通の
みを許容する第２逆止弁（Ｄ２）を介して第２流入路
（８ｃ）によりそれぞれ接続されている一方、共通路
（８ａ）の上記電動膨張弁（５）他端側の端部である点
（Ｑ）と上記第１逆止弁（Ｄ１）−室外熱交換器（３）
間の点（Ｓ）との間は電動膨張弁（５）から室外熱交換
器（３）への冷媒の流通のみを許容する第３逆止弁（Ｄ
３）を介して第１流出路（８ｄ）により、共通路（８
ａ）の上記点（Ｑ）と上記第２逆止弁（Ｄ２）−室内熱
交換器（６）間の点（Ｒ）との間は電動膨張弁（５）か
ら室内熱交換器（６）への冷媒の流通のみを許容する第
４逆止弁（Ｄ４）を介して第２流出路（８ｅ）によりそ
れぞれ接続されている。

【００１８】また、上記共通路（８ａ）のレシーバ上流
側の１点（Ｗ）と第２流出路（８ｅ）の第４逆止弁（Ｄ
４）上流側の点（Ｕ）との間には、キャピラリチューブ
（Ｃ）を介設してなる液封防止バイパス路（８ｆ）が設
けられており、圧縮機（１）の停止時における液封を防
止するようになされている。

【００１９】また、空気調和装置には、センサ類が配置
されていて、（Ｔh2）は圧縮機（１）の吐出管に配置さ
れ、吐出冷媒温度Ｔ２を検出する吐出温度検出手段とし
ての吐出管センサ、（Ｔhc）は室外熱交換器（３）の液
管に配置され、冷房運転時には冷媒の凝縮温度、暖房運
転時には冷媒の蒸発温度を検出する外熱交センサ、（Ｔ
ha）は室外熱交換器（３）の空気吸込口に配置され、外
気温度を検出する外気温センサ、（Ｔhe）は室内熱交換
器（６）の液管に配置され、冷房運転時には蒸発温度、
暖房運転時には凝縮温度を検出する内熱交センサ、（Ｔ
hr）は室内熱交換器（６）の空気吸込口に配置され、吸
込空気温度を検出する室温センサ、（ＨPS）は高圧側圧
力が上限に達すると作動して異常停止させる保護用高圧
スイッチ、（ＬPS）は低圧側圧力が下限に達すると作動
して異常停止させる保護用低圧スイッチである。

【００２０】そして、上記各センサ類は、空気調和装置
の運転を制御するためのコントローラ（図示せず）に信
号の入力可能に接続されており、該コントローラによ
り、センサの信号に応じて各機器の運転を制御するよう
になされている。

【００２１】上記冷媒回路（９）において、冷房運転時
には、室外熱交換器（３）で凝縮液化された液冷媒が第
１流通路（８ｂ）から共通路（８ａ）に流れてレシーバ
（４）に貯溜され、電動膨張弁（５）で減圧された後、
第２流出路（８ｅ）を経て室内熱交換器（６）で蒸発し
て圧縮機（１）に戻る循環となる。

【００２２】また、暖房運転時には、室内熱交換器
（６）で凝縮液化された液冷媒が第２流通路（８ｃ）か
ら共通路（８ａ）に流れてレシーバ（４）に貯溜され、
電動膨張弁（５）で減圧された後、第１流出路（８ｄ）
を経て室外熱交換器（３）で蒸発して圧縮機（１）に戻
る循環となる。

【００２３】次にコントローラによる暖房運転時の制御
内容について、図３のフローチャートに基づき説明す
る。ステップＳＴ１で、上記外熱交センサ（Ｔhc）で検
出される室外熱交換器（３）の温度Ｔe に基づく着霜信
号を受けるまで、ステップＳＴ２で暖房運転を行い、着
霜信号を受けるとステップＳＴ３に進んで、デフロスト
運転を行う。すなわち、四路切換弁（２）をオフつまり
冷房サイクル側に切換え、上記電動膨張弁（５）の開度
を略全開（例えば全開で５００パルスとして、４８０パ
ルス程度）にして吐出冷媒を室外熱交換器（３）に導入
することにより室外熱交換器（３）の着霜を解除する。

【００２４】一方、ステップＳＴ４で上記外熱交温度Ｔ
e が回復して（例えば１０℃以上）着霜解除指令が出力
されると、ステップＳＴ５に移行して四路切換弁（２）
をオンにつまり冷媒回路（９）を暖房サイクルに切換え
て暖房運転を再開する。続いて、ステップＳＴ６で、デ
フロスト終了後、強制運転時間である２０秒が経過した
か否かを判別し、デフロスト終了後２０秒が経過するま
ではステップＳＴ７に進んで、上記室外ファン（３ａ）
を運転する一方、デフロスト終了後２０秒が経過する
と、ステップＳＴ８に移行して、上記吐出管センサ（Ｔ
h2）で検出される吐出冷媒温度Ｔ２が６０℃よりも高い
か否かを判別する。

【００２５】そして、Ｔ２＞６０（℃）でなければその
まま室外ファン（３ａ）の運転を継続し、Ｔ２＞６０
（℃）になると、ステップＳＴ９に進んで室外ファン
（３ａ）を停止させ、ステップＳＴ１０の判別で、デフ
ロスト終了後、停止時間である３分間が経過するまでは
上記制御を行った後、ステップＳＴ１１で室外ファン
（３ａ）を運転する。

【００２６】すなわち、暖房運転を再開してから２０秒
が経過するまでは室外ファン（３ａ）を運転し、室外熱
交換器（３）の冷媒を冷却して吐出冷媒温度Ｔ２の過上
昇を抑制する一方、２０秒が経過した後にＴ２＞６０
（℃）になると、高圧側圧力Ｈp や吐出冷媒温度Ｔ２の
過上昇の虞れが解消したものと判断し、室外ファン（３
ａ）を停止させて、暖房効率の低下を抑制するようにし
ている。

【００２７】なお、フローは省略するが、デフロスト運
転中、通常時は上述のごとく電動膨張弁（５）開度が略
全開に制御されるが、デフロスト運転が終了に近付き室
外熱交換器（３）の温度Ｔe が５℃以上になると、電動
膨張弁（５）の開度を絞って（例えば３００パルス程度
に）、室外熱交換器（３）や液管中の液冷媒をレシ−バ
（４）に回収して、圧縮機（１）への液戻りを防止する
ようにしている。この制御により、本発明にいう開度制
御手段が構成されている。

【００２８】上記フローにおいて、ステップＳＴ３の制
御により、本発明にいう運転制御手段（５１）が構成さ
れ、ステップＳＴ９〜ＳＴ１０の制御により、ファン制
御手段（５２）が構成されている。また、ステップＳＴ
７の制御により、ファン強制運転手段（５３）が構成さ
れ、ステップＳＴ８からＳＴ９に移行する制御により、
復帰手段（５４）が構成されている。

【００２９】したがって、上記実施例では、空気調和装
置の暖房運転中に室外熱交換器（３）が着霜すると、デ
フロスト運転制御手段（５１）により、四路切換弁
（２）を冷房サイクル側に切換えていわゆる逆サイクル
デフロスト運転が行われ、除霜が完了すると再びサイク
ルを暖房サイクルに切換えて暖房運転が行われる。その
とき、デフロスト運転中には、開度制御手段により、通
常は電動膨張弁（５）の開度を略全開にするように制御
されるが、デフロスト運転終了直前には、暖房復帰時に
おける圧縮機（１）への液バックを防止すべく電動膨張
弁（５）開度が絞られるので、冷媒回路（９）がポンプ
ダウン状態となり、レシーバ（４）に冷媒が貯溜され、
冷媒の循環量が低減した状態にある。

【００３０】次に、デフロスト運転終了後の室外ファン
（３ａ）のオン・オフと高圧側圧力Ｈp の変化について
図４に基づき説明すると、デフロスト運転が終了したと
きには（図中の時刻ｔ0 ）、ファン制御手段（５２）に
より、デフロスト運転終了後に所定の停止時間（上記実
施例では３分間）が経過するまで室外ファン（３ａ）の
運転を停止させるように制御される。この室外ファン
（３ａ）の停止により、室外熱交換器（３）に滞溜した
高温の冷媒が圧縮機（１）に吸入されるので、上述のよ
うな冷媒循環量の低減と相俟って吐出冷媒温度Ｔ２が急
激に上昇する。

【００３１】ここで、上記実施例では、ファン強制運転
手段（５３）により室外ファン（３ａ）が一定の強制運
転時間（上記実施例では２０秒間、図中の時刻ｔ１）以
上運転されるので、この間、冷媒の蒸発量が増加し、高
圧側圧力Ｈp は上昇するが（図４の時刻ｔ0 〜ｔ1 ）、
室外熱交換器（３）の液冷媒が冷却されるとともに、圧
縮機（１）への冷媒循環量が増大するので吐出冷媒温度
Ｔ２の瞬間的な過上昇が防止されることになる。

【００３２】一方、吐出管センサ（Ｔh2）で検出される
吐出冷媒温度Ｔ２が所定温度（６０℃）を越えると、復
帰手段（５４）により上記ファン強制運転手段（５３）
の制御が停止されるので、ファン制御手段（５２）によ
り、デフロスト終了後、所定の停止時間（３分間）が経
過するまで室外ファン（３ａ）の運転が停止されること
になり、この間、高圧側圧力Ｈp の上昇速度が緩やかと
なり（図４の時刻ｔ2〜ｔ3 の間参照）、高圧側圧力の
過上昇が生じることはない。すなわち、デフロスト運転
終了後暖房運転への切換え時における吐出冷媒温度Ｔ２
の過上昇と高圧側圧力Ｈp の過上昇とを防止することが
でき、よって、信頼性の向上を図ることができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
暖房運転中の室外熱交換器（３）の着霜時、逆サイクル
デフロスト運転を行い、その間電動膨張弁の開度を大き
くかつデフロスト運転終了直前には絞るように制御し、
デフロスト運転終了後は所定時間の間室外ファンを停止
させた後運転するようにした空気調和装置の運転制御装
置において、デフロスト運転終了後の所定時間以内の一
定の強制運転時間以上は室外ファンを強制運転し、この
強制運転時間が経過した後、吐出冷媒温度が所定温度を
越えると室外ファンの強制運転を停止させるようにした
ので、室外熱交換器の冷媒温度の低下と冷媒蒸発量の増
大とにより、吐出冷媒温度の過上昇を防止しながら、そ
の後の室外ファンの運転停止により高圧側圧力の過上昇
を抑制することができ、よって信頼性の向上を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施例に係る空気調和装置の冷媒配管
系統図である。

【図３】暖房運転時における制御内容を示すフローチャ
ート図である。

【図４】デフロスト運転終了後における室外ファンのオ
ン・オフ及び高圧側圧力の変化を示すタイムチャート図
である。

【符号の説明】

１圧縮機３室外熱交換器３ａ室外ファン５電動膨張弁６室内熱交換器９冷媒回路５１デフロスト運転制御手段５２ファン制御手段５３ファン強制運転手段５４復帰手段Ｔh2 吐出管センサ（吐出冷媒温度検出手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡伸一大阪府堺市金岡町1304番地ダイキン工業株式会社堺製作所金岡工場内 (56)参考文献特開昭61−22161（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−3479（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機、室外ファン（３ａ）を付設した
室外熱交換器（３）、電動膨張弁（５）及び室内熱交換
器（６）を順次接続し、かつサイクル切換え可能に構成
されてなる冷媒回路（９）を備えた空気調和装置におい
て、暖房運転中における上記室外熱交換器（３）の着霜時、
逆サイクルデフロスト運転を行うように上記冷媒回路
（９）を制御するデフロスト運転制御手段（５１）と、該デフロスト運転制御手段（５１）による逆サイクルデ
フロスト運転時、上記電動膨張弁（５）の開度を大きく
かつ終了直前に絞るように該電動膨張弁（５）を制御す
る開度制御手段と、上記デフロスト運転制御手段（５１）によるデフロスト
運転の終了後、所定の停止時間が経過するまで上記室外
ファン（３ａ）を停止させた後、運転を行うように該室
外ファン（３ａ）を制御するファン制御手段（５２）と
を備えるとともに、上記デフロスト運転制御手段（５１）によるデフロスト
運転の終了後、上記ファン制御手段（５２）の制御を強
制的に停止させ、少なくとも該ファン制御手段（５２）
の停止時間よりも短い一定の強制運転時間が経過するま
で上記室外ファン（３ａ）を運転させるファン強制運転
手段（５３）と、吐出冷媒温度を検出する吐出温度検出手段（Ｔh2）と、上記吐出温度検出手段（Ｔh2）の出力を受け、ファン強
制運転手段（５３）の強制運転時間が経過した後、吐出
冷媒温度が所定温度を越えるまでファン強制運転手段
（５３）による室外ファン（３ａ）の強制運転を継続さ
せると共に、上記ファン制御手段（５２）の停止時間が
経過するまでに吐出冷媒温度が所定温度を越えると上記
ファン強制運転手段（５３）の制御を停止させてファン
制御手段（５２）の制御に移行させる復帰手段（５４）
とを備えたことを特徴とする空気調和装置の運転制御装
置。