JPS613940A - 空気調和機の制御方法 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明はヒー　トポンプサイクルと補助熱源用の電気ヒ
ータとで被調和室の暖房が行なえる空気調和機の制御に
係り、特に外気温度が低下し、ヒートポンプサイクルの
効率が低下した時の制御方法に関するものである。

（ロ）従来技術 一般に従来の空気調和機の制御方法としては特公昭５５
−４７２９１号公報に記載されているようなものがあっ
た。この公報には「ヒートポンプ式冷媒循環回路と、補
助加熱装置と、少なくとも室外″温度を検出する温度検
出装置と、前記温度検出装置における設定温度以下の温
度検出により前記補助加熱装置の発熱量を増加し、また
設定温度以上の温度検出により前記補助加熱装置の発熱
量を減少する如く補助加熱装置の発熱量制御を行なう制
御装置をそれぞれ具備した」冷暖房装置が記載されてい
るが、圧縮機を常に運転しているため、特に外気温度が
低くヒートポンプサイクルによる・暖房能力が充分圧発
揮されない時は極めて効率の悪い暖房運転となるもので
あった。

（ハ）　発明の目的 斯る問題点に鑑み、本発明は外気温度が低下した時にも
効率の良い暖房運転が行なえる空気調和機の制御方法を
提供するものである。

に）発明の構成 本発明は圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を順次冷媒
配管で環状に接続して構成したヒートポンプサイクルを
有する空気調和機において、凝縮器に補助熱源用の第１
電気ヒータと第２電気ヒータとを設け、第１電気ヒータ
の通電を被調和室内の温度に基づいて行ない、また第２
電気ヒータの通電を外気温度に基づいて行なうと同時に
第２電気ヒータの通電時には圧縮機の運転を停止するよ
うにし、外気温度が低くなった時には圧縮機の運転を停
止し、その分第２に気ヒータを通電して効率の良い暖房
運転が行なえるようにしたものである。

（ホ）実施例 以下、本発明の実施例を第１図乃至第８図に基づいて説
明すると、先づ第１図は本発明の実施例を示す冷媒回路
図であり、圧縮機（１）、四方弁（２）、室内側熱交換
器（３）、液溜り（４）、減圧装置（５）、（６）、室
外側熱交換器（７）を冷媒配管で環状に接続して冷凍サ
イクルを構成している。尚、（８）は点線の方向（冷房
運転時）に冷媒が流れる時にのみ冷媒が通る逆止弁であ
る。また（９）、（１０）は第１、第２電気ヒータであ
り、夫々２ＫＷ、３ＫＷである。αＢは室内側熱交換器
（３）用の送風機（クロスフローファン）、ａのは室外
側熱交換器（７）用の送風機（プロペラファン）である
。

この図において、四方弁（２）が図示する位置にあれば
、圧縮機（１）からの吐出冷媒が実線矢印の方向に流れ
て夫々室内側熱交換器（３）が凝縮器、室外側熱交換器
（力が蒸発器に作用して暖房運転が行なわれる。また四
方弁（２）が図示する位置と反対の位置に切換れば、圧
縮機（１）からの吐出冷媒が点線矢印の方向に流れて夫
々室内側熱交換器（３）が蒸発器、室外側熱交換器（力
が凝縮器として作用して冷房運転が行なわれる。

第２図、第３図は第１図に示す冷凍サイクルの運転制御
に用いる電気回路図であり、第２図、第３図間は■、■
で接続されている。さらに第１図と同一構成要素である
圧縮機（１）、四方弁（２）、第１電気ヒ〜り（９）、
第２電気ヒータα■、室内側の送風　　　　機（１１）
、室外側の送風機αのは同一符号を付しである。

尚、送風根囲は強■、中Ｍ１弱（ト）に風速が切換え可
能であり、送風機α２は強■、弱（Ｌ）に風速が切換え
可能である。

第２図及び第３図において、０３）はマイクロプロセッ
サであり、以下の周辺回路と共に動作する。

尚、このマイクロプロセッサＵの動作の詳細は後記する
。０４）は電源回路であり、整流素子霞、平滑コンデン
サ（１６１、αη、ツェナーダイオー１住１１イクロプ
ロセッサ（１３）の端子（ＩＮＩＴ）にリセットをかげ
る比較器Ｑυ、ＶＡ，、より低い値の定電圧（■□，）
を供給するバッファ（２功などから構成されテイル。尚
、端子（■ＤＤ）は負電源端子である。儲は遠隔制御盤
であり、手動スイッチ（２４）及び切換スイッチ（ハ）
を空気調和機の本体から分離しく設けるものである。尚
、切換スイッチ（ハ）は接片の切換る端子（Ａ）、Ｑ３
）、（Ｃ）を有し、端子ｒＢ）を中立端子とすると、接
片を端子（５）に切換えた場合、接片は端子（Ｂ）に自
動復帰し、端子Ｂ）、Ｃ）間は手動切換えができるもの
である。また、手動スイッチ０４）は温度設定幅を変更
するもの、切換スイッチ（ハ）は空気調和機の運転を停
止させるものであり、３本の配線で分離されている。（
２６＞％ａηは発光素子であり、手動スイッチ（２転切
換スイツチ（ハ）を操作した時に点灯する。（ハ）、Ｑ
ｌはリレーであり、夫々常開接片側、常開接片側を有し
ている。Ｃ３１）乃至０ηはバッファ（至）を介してマ
イクロプロセッサαりの端子（Ｄ６）乃至（Ｄ１２）か
ら与えられる信号で動作するリレーであり、夫々順に常
開接片（３ｇｊ、常開接片（４Ｇ、常開接片０υ、切換
接片（４２１，　（４３　、切換接片（４４１，（４５
１、常開接片００、常開接片（４７）を有している。（
４町家急速暖房スイツチであり、リレー（口）、（３７
）をマイクロプロセッサ０９の出力にかかわらず通電状
態とするものである。

′尚、（４９）　、（５０）は誤動作防止用のダイオー
ドである。

（５１）乃至印、（６かマイクロプロセッサＱ■の端子
［Ａ）と端子（Ｄ３）乃至（Ｄ５）、（Ｄ１５）の間に
接続された温度センサ（負特性サーミスタなど）であり
、夫々順に被調和室内の室温検出用、室内側熱交換器（
３）の温度検出用、室外側熱交換器（力の温度検出用、
室外の外気温検出用である。（財）は温度設定用のスラ
イドスイッチであり、マイクロプロセッサＯＪの端子（
Ｄｌ）に出力がある時に端子（Ｋ１）乃至（Ｋ４）でス
キャンを行ない設定値を読み込むものである。

尚、６つ乃至（５旧家誤読込み防止用のダイオードであ
る。槌は送風機（１１）の風速を設定するスライドスイ
ッチであり、マイクロプロセッサ叫の端子（Ｄｏ）に出
力がある時に端子（Ｋ１）乃至（Ｋ４）でスキャンを行
ない設定値を読み込むものである。尚、顧、６υは誤読
込み防止用のダイオードである。（６り、曽は夫々運転
・停止スイッチ、及び暖房運転・冷房運転の選択スイッ
チである。尚、［Ｆ］４）、霞は誤読込み防止用のダイ
オード、鞄は手動スイッチである。

また、第２図、第３図に示したリレー接片の状態は全て
リレーが非通電の時のものを示しである。

次に第４図、第６図はマイクロプロセッサα粉の動作を
表わすフローチャート図であり、以下のようになってい
る。但し、このフローチャート図は空気調和機の一部の
動作を表わしたものであり、（全ての動作を示すもので
はない。先づ、冷房運転、暖房運転の選択スイッチ鞄を
暖房運転としている場合には、”リセット＆スタート”
処理を行なう。

これは電源投入などによるスタート処理であり、電源投
入時に比較器（２１）からマイクロプロセッサ（１３）
の端子（ＩＮＩＴ）に出力が得られて、リセット処理を
行い空気調和機は停止状態に維持される。

尚、リレー弼が通電されて常閉接片−が開いた時にも、
このようにリセットされ空気調和機は停止状態になる。

次に運転スイッチ６りが押圧されて運転が開始した時に
は電気ヒータ（９）（２ＫＷ）を通電して暖房運転の立
ち上りを改善している。

次にスイッチ霞がＯＮか否かを判断し、スイッチ霞がＯ
Ｎで、かつ空気調和機が運転中でない（停止状態）の時
に、被調和室内の室温（Ｔｔｎ）が”Ｔｉｎ≦Ｔｏ、（
＝　３．５度）”となれば電気ヒータ（１０１の通電を
開始し”Ｔｉｎ≧Ｔ＋　（＝　５．５度）”に上昇する
までの間電気ヒータ（１０１の通電を維持する。尚、Ｔ
、、Ｔ、の値はこれに限るものではなく、周囲の条件に
合わせて任意に設定してもよい。この時、Ｔｌ＞Ｔｏ”
　　として適当なディファレンシャル幅を設定する必要
がある。

次にスイッチ岐がＯＦＦもしくは、空気調和機が運転中
ならば、スライドスイッチ６ａで設定された室温設定値
（Ｔ、）を読み込む、この時リレー翰の常開接片（至）
がＯＮならばＴ８の値を第５図の変換図を用いて”Ｔ、
＝Ｆ（Ｔ、）”　に変換した後の値を、また常開接片（
７）がＯＦＦならばＴ、の値を直接記憶し、この値（Ｔ
８）に基づいて圧縮機（１）、電気ヒータ（９）、ＯＱ
の運転または通電を制御する。すなわち外気温（Ｔｏｕ
ｔ）がＴａｕｔ≧Ｔ２（＝１．６７度）″ならば圧縮器
（１）によるヒートポンプ運転と電気ヒータ（９）とに
よる暖房運転が行なわれる。Ｔｏｕｔ≧Ｔ、”でないな
らば圧縮器（１）を停止状態に維持し、かつ電気ヒータ
（９）、１０）による暖房運転のみが行なわれる。この
時、特に電気ヒータ（９）は室温（Ｔｉｎ）が　Ｔｉｎ
≦Ｔ、−、”で通電が開始されＴｉｎ≧Ｔｓｎになって
通電が遮断されるディファレンシャルを有している。尚
、圧縮機（１）の０Ｎ−ＯＦＦによるチャタリングを防
止するため、このＯＮ　−ＯＦ　Ｆが切換る状態となる
温度にディファレンシャルを設けてもよい。

以上の説明において、圧縮機（１）、電気ヒータ（９）
、（１１ｍの運転もしくは通電は、実際にはマイクロプ
ロセッサ（ｌ（至）の端子（Ｄ８）、（Ｄｉ　１　）、
（Ｄｌ２）の出力がアースレベルになってリレー（至）
、０６）、ｔ３７）が通電されて、その常開接片（４Ｉ
）、（４Ｂ、（４７）を閉じることによって行なわれる
ものである。さらに圧縮機（１）、電気ヒータ（９）、
Ｑｌは一度ＯＮ状態となると、ＯＦＦ状態を設定するま
でＯＮ状態は維持されるものである。

次に四方弁（２）が第１図の状態と逆に切換った冷房運
転時には、運転が開始されると、先づスライドスイッチ
６４）で設定された室温設定値（Ｔ、）を読み込む、こ
の時リレー（ハ）の常開接片（至）がＯＮなら′ばＴ８
の値を第７図の変換図を用いて″Ｔ、二Ｇ（Ｔ、）”に
変換した後の値をまた常開接片（至）がＯＦＦならばＴ
、の値を直接記憶し、この値（Ｔ、）Ｋ基づいて圧縮機
（１）の運転が”　Ｔｉｎ≧Ｔ、”でＯＮ状態となり、
”　Ｔｉｎ　＜　Ｔｓ”でＯＦＦ状態となる運転を行な
う。この時、圧縮機（１）の０Ｎ−ＯＦＦが切換る温度
にディファレンシャルを設けて圧縮機（１）のＯＮ−Ｏ
Ｆ　Ｆのチャタリングを防止するよ５にしても良いもの
である。

第３図は第２図の端子■、■で接続される電力部の電気
回路図であり、図中（至）はパワートランス、（６引マ
サージ吸収用のバリスタ、σＯ乃至υりは夫々保護用の
電流ヒーーズまたは温度ヒーーズ、Ｑ暗ま空気調和機の
メインスイッチ、（７４）は交流の商用電源である。他
の構成要素は上記の説明と同一なため省略する。

以上のように構成された空気調和機を運転する場合、外
気温度（Ｔｏｕｔ　）と室内温度（Ｔａｎ）とによって
第８図に示すような状態で運転が行なわれる。

外気温（Ｔｏｕｔ　）が”　ＴＯ，ｔ≦Ｔｔ”ならば圧
縮機（１）がＯＦＦとなり電気ヒータ（９）、（ＩＧに
よる暖房運転が行なわれる。この後″Ｔｏｕｔ≦Ｔ、ｎ
のままで室温（Ｔｔｎ）が上昇し”Ｔｉｎ≧Ｔ、”とな
ると電気ヒータ（９）、（１〔がＯＦＦ状態となる。以
下″ＴＯｕ【ンＴ、ｎとなるまで電気ヒータ（９）、（
１１による暖房運転が行なわれる。このように、外気温
度が低く冷凍サイクルによる充分なヒートポンプ運転が
維持できない時にはヒートポンプ運転を停止し、外気温
度（Ｔｏｕｔ）が上昇してＴｏｕｔ　＞　Ｔｚ”となれ
ばヒートポンプ運転による暖房運転が充分に行なえるた
め、圧縮機（１）の運転と電気ヒータ（９）の通電によ
る暖房運転に切換るものである。

また、空気調和機の運転が行なわれていない時に、外気
温度（Ｔｏｕｔ）の低下に供って被調和室内の温度（Ｔ
、ｎ）が低下し”Ｔｉｎ≦Ｔ０”でかつスイッチ■がＯ
Ｎ状態となっていわば、自動的に電気ヒータ（１（１が
通電されて、”Ｔｉｎ≧Ｔ、”となるまで暖房運転が行
なわれる。これで、被調和域内の温度低下による水道の
凍結やドアの凍結を防止することができるものである。

さらに空気調和機の本体より分離した遠隔操作盤（ハ）
の手動スイッチ（２４１を離れた所で操作すれば、リレ
ー（ハ）が通電されて常開接片（至）を閉じると同時に
発光素子（３）が点灯する。常開接片（至）が閉じれば
第４図のフローチャート図に基づいて室温の設定値（Ｔ
、）をＴ、　＝　Ｆ　（Ｔ、　）″と交換する。すなわ
ち室温設定値（Ｔ、）の設定範囲な１６≦Ｔ、≦２７”
から′１９≦Ｔ、≦２４”に変更して暖め過ぎ又は能力
不足のない暖房運転が行なえるものである。また切換ス
イッチ（至）を操作すればリレー弼が通電されて常閉接
片（イ）を開き、マイクロプロセッサ（１３）への電源
供給を遮断する。再び電源が供給された時には、マイク
ロプロセッサα阻家第４図のフローチャートに基づいて
”リセット＆スタート”の処理が行なわれる。すなわち
マイクロプロセッサ（１３）はリセットされ、空気調和
機が停止状態となるものである。

尚、暖房運転時における除霜運転は室外側熱交換器（７
）の温度を温度上ンサ曽で検出して、この室外側熱交換
器（力の温度変化が一定条件となった時に除霜を開始す
る一般的な方法を用いており、同じく除霜終了時の冷風
防止に関しても室内側熱交換器（３）の温度に基づいて
送風機αＢを一定時間停止させる一般的な方法を用いて
いる。また送風機（１１）、（１２＋の制御に関しては
スライドスイッチ６特の設定値、もしくは圧縮機（１）
、電気ヒータ（９）、ＧＯ＋の状態に基づいて行なわれ
るものである。

（へ）　発明の効果 以上のように本発明の制御方法は圧縮機、凝縮器、減圧
装置、蒸発器を順次冷媒配管で環状に接続して構成した
ヒートポンプ運転クＲを有する空気調和機において、凝
縮器に補助熱源用の第１電気ヒータと第２電気ヒータと
を設け、第１電気ヒータの通電を被調和室内の温度に基
づいて行ない、また第２電気ヒータの通電を外気温度に
基づいて行なうと同時に第２電気ヒータの通電時には圧
縮機の運転を停止するようにしたので外気温度が高い時
にはヒートポンプサイクルと第１電気ヒータとによる通
常の暖房運転を行ない、外気温度が低い時には、第２電
気ヒータを通電してヒートポンプサイクルの暖房能力の
低下分を補って、外気温度の変動によらず安定した暖房
運転が行なえるものである。またこの時、第２電気ヒー
タの通電と同時に暖房効果の低下しているヒートポンプ
サイクルの圧縮機を停止させ、無駄な電力消費を防ぐこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を用いる空気調和様の概略図、
第２図は第１図に示した空気調和機の制御に用いる電気
回路図、第３図は同じく第１図に示した空気調和機の制
御に用いる電気回路図、第４図は第２図に示したマイク
ロプロセッサの暖房運転時の動作を示すフローチャート
図、第５図はＴ、とＦＣＴａ　）との関係を示す変換図
、第６図は第２図に示したマイクロプロセッサの冷房運
転時の動作を示すフローチャート図、第７図はＴ、とＧ
（Ｔ、）との関係を示す変換図、第８図は本発明の実施
例を用いた場合の圧縮機、第１、第２電気ヒータの運転
もしくは通電状態を示す説明図である。 （１）・・・圧縮機、　（３）・・・室内側熱交換器、
　（５）、（６）・・・減圧装置、　（７）・・・室外
側熱交換器、　（９）・・・第１電気ヒータ、　ａ〔・
・・第２電気ヒータ。 出願人　三洋電機株式会社　外１名 代理人　弁理士　　佐　野　静　夫 　　ｅ 第５図 第７図 Ｔｉｎ　　第８図 −−−１−・−Ｔ＋ｕｔ 「ス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を順次冷媒配
   管で環状に接続して構成したヒートポンプサイクルを有
   する空気調和機において、凝縮器に補助熱源用の第１電
   気ヒータと第２電気ヒータとを設け、第１電気ヒータの
   通電を被調和室内の温度に基づいて行ない、また第２電
   気ヒータの通電を外気温度に基づいて行なうと同時に第
   ２電気ヒータの通電時には圧縮機の運転を停止するよう
   にしたことを特徴とする空気調和機の制御方法。