JPH045907B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈技術分野〉 本発明は、エンジン駆動ヒートポンプの制御装
置に関し、詳しくは設定温度と検出した室内温度
との偏差に基づいてエンジンの目標回転数を決定
し、エンジン回転数を前記目標回転数に近付ける
ようにエンジン調速機構を制御するうに構成した
もので、特に冷房運転モードにおける室内機の熱
交換器での凍結防止制御に特徴を有するものに関
する。

〈従来技術〉 従来のこの種の制御装置には、イ凍結防止手段
を備えないもの、ロ凍結防止サーモスイツチによ
つてシステム全体の運転を停止させるもの、ハ凍
結防止用のエンジン回転数制御を室内温度制御よ
り優先させて行なうもの、ニ凍結防止用のエンジ
ン回転数制御を行なうが、室内温度制御が優先す
るもの、…の各型式がある。

ところで、上記従来の型式には、各々次のよう
な欠点がある。

(イ)…室内機熱交換器の表面に結露した凝縮水が凍
結し、ヒートポンプの冷房能力が低下する。

(ロ)…システムの発停回数が増加して、効率の低下
を招くとともに、エンジン始動用のセルモータ
やバツテリの早期損耗を招きやすい。

(ハ)…凍結状態が近付きつつあるときに、室温制御
が出力増大側（目標回転数増大側）に働くこと
があり、その場合はますます凍結状態に近付
く。

(ニ)…室温制御が出力低下側（目標回転数低下側）
に大きく働いたときでも、凍結防止制御によつ
てある少量の規定量しか目標回転数を下げない
場合が生じ、適正迅速な室温制御ができなくな
り、ヒートポンプシステムの効率が低下する。

〈発明の目的〉 本発明は、かかる従来型式に見られた欠点に鑑
み、室内機熱交換器での凍結を防止して凍結によ
るヒートポンプ能力の低下を未然に防止するとと
もに、適正な室温制御を可能にすることを目的と
する。

〈発明の構成〉 本発明は、上記の目的を達成するために、第１
図の機能ブロツク図に明示するように、室内機の
熱交換器ａ温度を検出する手段ｂと、エンジンｃ
の目標回転数がその時の設定回転数を越えている
か否かを判別する回転数判別手段ｄと、この回転
数判別手段ｄの超過判別出力に応答して前記温度
検出手段ｂで検出された熱交換器温度と予め設定
された設定温度とを比較して熱交換器ａの凍結状
態を判定する凍結状態判定手段ｅと、この凍結状
態判定手段ｅの凍結判定出力に応答して前記目標
回転数をその時の設定回転数より規定量だけ下げ
てその設定信号を迅速機構ｇへ出力する回転数設
定手段ｆとを備えた構成とした。

〈作用〉 上記構成によれば、基本的には凍結防止制御優
先であつて、エンジンｃの目標回転数が設定回転
数を越えており、かつ室内機の熱交換器ａの温度
が設定温度を下回つた場合には、エンジン回転数
が下げられ、エンジンｃの目標回転数が設定回転
数を越えていないとき、すなわち室内温度制御が
エンジン減速側に働くときには、エンジンｃの回
転数を低下させる制御動作が禁止されて、室内温
度制御優先となる。

〈実施例〉 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。

第２図にエンジン駆動ヒートポンプおよび制御
装置の概略ブロツク図が、第３図および第４図に
制御フローチヤトが示されている。

エンジンヒートポンプは、室外機１と室内機と
しての室内熱交換機２とからなり、室外機１に
は、エンジン３、これによつて駆動される冷媒圧
縮機４をはじめ、図示しないが、凝縮機、膨張
弁、蒸発器などの冷媒回路構成器、熱媒流体とし
て水を用いる場合は、熱媒流体としての温水また
は冷水を得るための熱交換器群、放熱用フアン、
温冷水を室内機２に循環させるための送水ポン
プ、エンジン排熱回収用の熱交換器などが組み込
まれている。

また、室内機には、冷暖房切り換えスイツチお
よび温度設定器等を備えたリモコンスイツチ５が
接続されるとともに、室内には室内温度センサ６
が配備され、室内機２の熱交換器に温度検出手段
として温度センサ７が設けられている。そしてエ
ンジン３には調速機構としての電子ガバナ８が備
えられている。なお、前記電子ガバナ８は、エン
ジン３がガソリンエンジンまたはガスエンジンの
場合、スロツトルバーをソレノイド等のアクチユ
エータで開度調節する形態に構成され、またデイ
ーゼルエンジンの場合には、インジエクシヨンポ
ンプのコントロールラツクをアクチユエータで操
作する形態が取られる。

このヒートポンプは、要求熱負荷に応じてエン
ジン回転数を制御するものであり、この制御がマ
イクロコンピユータ９を用いて行なわれる。マイ
クロコンピユータ９はCPU１０，ROM１１およ
びRAM１２、ならびに入出力Ｏポート１３を備
えており、このマイクロコンピユータ９と前記リ
モコンスイツチ５、室内温度センサ６、熱交換器
温度センサ７、電子ガバナ８がそれぞれＤ／Ａコ
ンバータ１４およびＡ／Ｄコンバータ１５を介し
て接続されている。

次に、上記マイクロコンピユータ９を用いた室
温制御動作の全体を第３図のフローチヤトを参照
して経時的に説明する。なお、以下に示す各ステ
ツプ符号に対応して第３図中に同一の符号を記し
ている。

（） 温度センサ６で検出された室内温度Tm
（℃）は、一定時間（この例では１分）ごとに
サンプリングされ、かつ、リモコンスイツチ５
で設定された設定温度Tr（℃）も読み取られ
る。

なお、室内温度Trを室内機２の熱媒体であ
る温冷水の検出温度で代替することができる。

（） 冷暖房の運転モードの識別処理の後、設
定温度Trとサンプリングされた室内温度Tmと
の偏差dT（℃）が演算される。

（） この偏差dTに基づいて予めROM１１に
記憶してあるマツプデータからエンジンの目標
回転数Nt（rpm）が割り出される。

（） 凍結防止制御（後述） （） 目標回転数Ntが決定された後、一定時
間（この例では10秒）経過すると、この目標回
転数Ntが０でなければ、ヒートポンプ運転は
続行され、目標回転数Ntが０であれば、ヒー
トポンプ停止ステツプへ移る。なお、ヒート
ポンプの停止はエンジン停止になる。

（） ヒートポンプ運転続行が決定されると、
目標回転数Ntと現在の設定回転数Nr（rpm）が
比較される。

（） 目標回転数Ntが設定回転数Nrよりも大
きいとき、つまり増幅制御を行なうときには、
現在の設定回転数Nrに所定の回転数（この例
では50rpm）を加えた値を新しい設定回転数
Nrと設定する。

また、目標回転数Ntが設定回転数Nrよりも
小さいとき、つまり、減速制御を行なうときに
は、現在の設定回転数Nrから所定の回転数
（この例では50rpm）を減じた値を新しい設定
回転数Nrとする。

このように設定回転数を所定回転数ずつ増減
する動作は、設定回転数が目標回転数に一致す
るまで、10秒毎に繰り返される。

目標回転数Ntが設定回転数Nrに等しくなる
と、設定回転数Nrをそのまま新しい設定回転
数Nrと設定する。

（） このようにして、設定された設定回転数
Nrが予め記憶してあるマツプデータと対比さ
れて電子ガバナ設定電圧Vr（ｖ）割り出され
る。

（） この電子ガバナ設定電圧Vrが出力され
て、この電圧Vrに応じた調速が行なわれる。

第４図に、前記凍結防止制御のフローチヤー
トが示され、以下、これの動作を経時的に説明
する。なお、以下に示す各ステツプ符号に対応
して第４図中に同一の符号を記している。

（） メインルーチンのステツプで決定され
た目標回転数Ntと現在の設定回転数Nrとが比
較され、目標回転数Ntが設定回転数Nrよりも
小さいときには、このルーチンの全部はパスさ
れる。つまり、室温制御がエンジン減速制御状
態にあるときには、この凍結防止制御は禁止さ
れるのである。

（） 目標回転数Nrが現在の設定回転数Nt以
上にあるときには、温度センサ７で検出された
室内機熱交換器の温度Tcin（℃）が読み取られ
る。

（） このようにして読み取られた熱交換器温
度Tcinと予め設定されている凍結警告設定温
度Tcinr（℃）とが比較され、検出熱交換器温
度Tcinが設定温度Tcinr以上であつて、凍結の
おそれがないときには、そのまま室温制御に移
行する。

（） 検出した熱交換器温度Tcinが設定温度
Tcinrより小さくて、凍結のおそれがあると判
断されると、目標回転数Ntを現在の設定回転
数Nrより予め設定した規定量（この例では
200rpm）だけ下げる。

（） このようにして修正された目標回転数
Ntが、予め設定された低回転数（この例では
900rpm）以上であれば、この目標回転数Ntに
基づく室温制御に移る。

（） 修正された目標回転数Ntが前記設定回
転数（900rpm）Nrよりも小さければ、目標回
転数Ntを０にセツトしてメインルーチンに入
り、エンジン停止に至る。

〈発明の効果〉 以上のように、本発明によれば、基本的には凍
結防止制御が室温制御に優先するので、室内機熱
交換器での凍結を確実に防止し、熱交換器の凍結
によるヒートポンプ能力の低下を未然に防止する
ことができ、しかも、室温制御がエンジン減速制
御にあるときには、凍結防止制御を禁止するの
で、この凍結防止制御のための目標回転数減少が
抑制されて、室温制御の応答が低下するような不
具合が無くなり、効率の良いヒートポンプ運転に
よる室温制御が行なえるようになつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明示する機能ブロツク
図、第２図はその一実施例のブロツク図、第３図
は室温制御のメインルーチンを示すフローチヤー
ト、第４図は凍結防止制御ルーチンのフローチヤ
ートである。 ２……室内機、３……エンジン、７……温度セ
ンサ（熱交換器温度検出手段）、８……電子ガバ
ナ（調速機構）、９……マイクロコンピユータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 設定温度と検出した室内温度との偏差に応じ
   てエンジンの目標回転数を決定し、エンジンの回
   転数を前記目標回転数に近付けるようにエンジン
   調速機構を制御するように構成したエンジン駆動
   ヒートポンプの制御装置であつて、 室内機の熱交換器温度を検出する手段と、エン
   ジンの目標回転数がその時の設定回転数を越えて
   いるか否かを判別する回転数判別手段と、この回
   転数判別手段の超過判別出力に応答して前記温度
   検出手段で検出された熱交換器温度と予め設定さ
   れた設定温度とを比較して熱交換器の凍結状態を
   判定する凍結状態判定手段と、この凍結状態判定
   手段の凍結判定出力に応答して前記目標回転数を
   その時の設定回転数より規定量だけ下げる回転数
   設定手段とを有するエンジン駆動ヒートポンプの
   制御装置。