JPH0684832B2 - 空気調和機の除霜装置 - Google Patents
空気調和機の除霜装置Info
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- JPH0684832B2 JPH0684832B2 JP62031847A JP3184787A JPH0684832B2 JP H0684832 B2 JPH0684832 B2 JP H0684832B2 JP 62031847 A JP62031847 A JP 62031847A JP 3184787 A JP3184787 A JP 3184787A JP H0684832 B2 JPH0684832 B2 JP H0684832B2
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- Japan
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- temperature difference
- time
- heating capacity
- defrosting
- heating
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は空気熱源ヒートポンプ機などの空気調和機の除
霜装置に関する。
霜装置に関する。
(従来の技術) 従来の除霜装置は暖房能力低下割合や暖房の自動発停の
回数には関係なく所定の時間、例えば60分が経過してい
て、かつ除霜指令器からコイルフイン温度が例えば−5
℃以下であってデフロスト指令信号が発信されているこ
とによって、デフロスト(除霜)を開始させるようにし
ていたが、これでは暖房能力の低下割合には凡そ関係な
くデフロストさせていたため、能力低下が大きくなる場
合が多くて暖房効率が悪いことからエネルギー有効比
(EER)が低かった。
回数には関係なく所定の時間、例えば60分が経過してい
て、かつ除霜指令器からコイルフイン温度が例えば−5
℃以下であってデフロスト指令信号が発信されているこ
とによって、デフロスト(除霜)を開始させるようにし
ていたが、これでは暖房能力の低下割合には凡そ関係な
くデフロストさせていたため、能力低下が大きくなる場
合が多くて暖房効率が悪いことからエネルギー有効比
(EER)が低かった。
かかる点を改良するものとして暖房能力が或る程度下っ
てきたことを検知してデフロスト運転に入らせる技術が
提案され、実開昭57−16734号公報などによって開示さ
れている。
てきたことを検知してデフロスト運転に入らせる技術が
提案され、実開昭57−16734号公報などによって開示さ
れている。
この装置は利用側コイルの吐出空気温度と吸込空気温度
との空気温度差及び空気流速から暖房能力係数を演算
し、熱源側コイルへの霜の蓄積に起因して暖房能力係数
の値が記憶してある最大暖房能力係数に対し設定割合ま
で低下したときに除霜を開始するようにしたものであっ
て、除霜の開始を暖房能力の低下状態として検出するこ
とによって、デフロストの開始を余り早くなく、また、
遅くない適正な時点で行わせようとする点を特徴として
いる。
との空気温度差及び空気流速から暖房能力係数を演算
し、熱源側コイルへの霜の蓄積に起因して暖房能力係数
の値が記憶してある最大暖房能力係数に対し設定割合ま
で低下したときに除霜を開始するようにしたものであっ
て、除霜の開始を暖房能力の低下状態として検出するこ
とによって、デフロストの開始を余り早くなく、また、
遅くない適正な時点で行わせようとする点を特徴として
いる。
(発明が解決しようとする問題点) 上述する装置はデフロストの開始の要否を暖房能力の低
下して捕えた点では適切と云えるが、暖房能力がある状
態まで下がってきた状態を点として検出するものである
から、この低下割合を適切な値に選ばなければ早過ぎあ
るいは遅過ぎる結果となって、EERを最高の状態に保持
するために必要な低下割合の条件を見出すことは実際に
は困難な問題であり、さらに、降雪時などの異常現象の
発生によって左程着霜していないのに風速変化があって
誤作動することもあり、特に、デフロスト開始に至るま
での暖房運転の経過に関しては全く関係が無い制御であ
るので、暖房能力とデフロスト運転の兼ね合いからきま
るEERを高い状態に保ちながら適切にデフロストを行わ
せようとすることは容易には実現し得なかった。
下して捕えた点では適切と云えるが、暖房能力がある状
態まで下がってきた状態を点として検出するものである
から、この低下割合を適切な値に選ばなければ早過ぎあ
るいは遅過ぎる結果となって、EERを最高の状態に保持
するために必要な低下割合の条件を見出すことは実際に
は困難な問題であり、さらに、降雪時などの異常現象の
発生によって左程着霜していないのに風速変化があって
誤作動することもあり、特に、デフロスト開始に至るま
での暖房運転の経過に関しては全く関係が無い制御であ
るので、暖房能力とデフロスト運転の兼ね合いからきま
るEERを高い状態に保ちながら適切にデフロストを行わ
せようとすることは容易には実現し得なかった。
このような問題点に対処して本発明は成されたものであ
って、本発明はデフロスト運転の必要性を実際に生じた
現在の事象によってもとめる従来の点制御方式とは異な
り、現在までの暖房運転の経過にもとづく暖房運転能力
実際値又は暖房能力に対応して変化する物理的変化量の
積分値に相当する暖房能力積算値に算出してこの値から
平均暖房能力を周期的に繰り返して演算し、さらに暖房
運転の直前に行われたデフロスト運転及びその前に行わ
れた暖房運転の状態から現在の暖房運転の直後に行われ
る予定のデフロスト運転の状態を勘案することにより、
暖房運転の実態に即した適切なタイミングで除霜を行わ
せ、また、起動直後における暖房能力相当値の算定に不
定変動要因を与えるような過渡期に誤作動させることな
く制御信頼性を高めようとするものであって、かくして
除霜運転開始の適正化はもとよりEERの最高値保持によ
る運転経済性の向上を果させることを目的とする。
って、本発明はデフロスト運転の必要性を実際に生じた
現在の事象によってもとめる従来の点制御方式とは異な
り、現在までの暖房運転の経過にもとづく暖房運転能力
実際値又は暖房能力に対応して変化する物理的変化量の
積分値に相当する暖房能力積算値に算出してこの値から
平均暖房能力を周期的に繰り返して演算し、さらに暖房
運転の直前に行われたデフロスト運転及びその前に行わ
れた暖房運転の状態から現在の暖房運転の直後に行われ
る予定のデフロスト運転の状態を勘案することにより、
暖房運転の実態に即した適切なタイミングで除霜を行わ
せ、また、起動直後における暖房能力相当値の算定に不
定変動要因を与えるような過渡期に誤作動させることな
く制御信頼性を高めようとするものであって、かくして
除霜運転開始の適正化はもとよりEERの最高値保持によ
る運転経済性の向上を果させることを目的とする。
(問題点を解決するための手段) しかして本発明は温度調節器からのオン・オフ指令によ
って暖房運転の自動発停が成される形態の空気調和機を
対象とするものであって、第1図に示す如く空気調和機
の除霜装置として温度差算出手段(1)と、温度差ピー
ク値検出手段(2)と、温度差積算手段(3)と、予測
デフロスト時間算出手段(4)と、平均暖房能力算出手
段(5)と、比較手段(6)とを備えしめたものであ
る。
って暖房運転の自動発停が成される形態の空気調和機を
対象とするものであって、第1図に示す如く空気調和機
の除霜装置として温度差算出手段(1)と、温度差ピー
ク値検出手段(2)と、温度差積算手段(3)と、予測
デフロスト時間算出手段(4)と、平均暖房能力算出手
段(5)と、比較手段(6)とを備えしめたものであ
る。
前記温度差算出手段(1)は、自動起動から自動停止ま
での暖房運転時間中、利用側コイル(11)における被加
熱流体の出口温度(To)及び入口温度(Ti)から一定時
間毎の周期的に温度差(ΔTn)を算出し記憶する構成を
有する。
での暖房運転時間中、利用側コイル(11)における被加
熱流体の出口温度(To)及び入口温度(Ti)から一定時
間毎の周期的に温度差(ΔTn)を算出し記憶する構成を
有する。
前記温度差ピーク値検出手段(2)は、前記温度差算出
手段(1)が算出した前回の温度差(ΔTn-1)と今回の
温度差(ΔTn)とを比較し、暖房運転の自動起動後に初
めて生じる温度差ピーク値(ΔTp)を検出して出力を発
する構成を有する。
手段(1)が算出した前回の温度差(ΔTn-1)と今回の
温度差(ΔTn)とを比較し、暖房運転の自動起動後に初
めて生じる温度差ピーク値(ΔTp)を検出して出力を発
する構成を有する。
前記温度差積算手段(3)は、前記温度差ピーク値検出
手段(2)が温度差ピーク値(ΔTp)を検出して出力を
発したとき以後、前記温度差算出手段(1)が順次算出
した各温度差値を積算することにより、温度差積算値
(Sn)を算出し記憶する構成である。
手段(2)が温度差ピーク値(ΔTp)を検出して出力を
発したとき以後、前記温度差算出手段(1)が順次算出
した各温度差値を積算することにより、温度差積算値
(Sn)を算出し記憶する構成である。
次いで予測デフロスト時間算出手段(4)は、前前回の
デフロスト運転終了時から前回のデフロスト運転開始ま
での間に行われた暖房運転の積算時間(tu)と前回のデ
フロスト運転に要した時間(td)とを算出すると共に、
前記両時間(tu),(td)の関係に基づいて前回のデフ
ロスト運転が終了してから以後の現在までに行われた暖
房運転時間(tf)に対する予測デフロスト運転時間(t
dy)を算出する構成を有する。
デフロスト運転終了時から前回のデフロスト運転開始ま
での間に行われた暖房運転の積算時間(tu)と前回のデ
フロスト運転に要した時間(td)とを算出すると共に、
前記両時間(tu),(td)の関係に基づいて前回のデフ
ロスト運転が終了してから以後の現在までに行われた暖
房運転時間(tf)に対する予測デフロスト運転時間(t
dy)を算出する構成を有する。
一方、前記平均暖房能力算出手段(5)は、前記温度差
積算手段(3)が算出した温度差積算値(Sn)を、前記
暖房運転時間(tf)と前記予測デフロスト運転時間(t
dy)との和で除すことにより、平均暖房能力(Qn)を算
出し記憶する構成を有する。
積算手段(3)が算出した温度差積算値(Sn)を、前記
暖房運転時間(tf)と前記予測デフロスト運転時間(t
dy)との和で除すことにより、平均暖房能力(Qn)を算
出し記憶する構成を有する。
次に比較手段(6)は前記平均暖房能力算出手段(5)
が算出した今回の平均暖房能力(Qn)と前回の平均暖房
能力(Qn-1)とを比較して今回の値が小さいときに除霜
信号を出力する構成を有する。
が算出した今回の平均暖房能力(Qn)と前回の平均暖房
能力(Qn-1)とを比較して今回の値が小さいときに除霜
信号を出力する構成を有する。
(作用) 本発明は平均暖房能力算出手段(5)と比較手段(6)
とによって平均暖房能力でピークとなる時点をとらえ
て、この時点において除霜が必要なときは除霜を行わせ
るようにしているので、暖房能力値は常に最大に保たれ
ながら除霜を効果的に行わせることが可能である。
とによって平均暖房能力でピークとなる時点をとらえ
て、この時点において除霜が必要なときは除霜を行わせ
るようにしているので、暖房能力値は常に最大に保たれ
ながら除霜を効果的に行わせることが可能である。
従って、外気温度が低くて乾燥しているときなどの場合
でも暖房能力の平均値が最大になるでの暖房能力に余裕
がある間はデフロストに入らせないので、空デフロスト
が生じることは未然に防止できる。
でも暖房能力の平均値が最大になるでの暖房能力に余裕
がある間はデフロストに入らせないので、空デフロスト
が生じることは未然に防止できる。
また、本発明は自動起動によって暖房運転が立上る初期
の低温度差の影響が無いように、この不確定な運転態様
の過渡期は平均暖房能力算定の対象から外しており、さ
らい、現在の暖房運転からその直後に行われる予定のデ
フロスト運転時間を予測して暖房運転の能力算定を行っ
ていることから、平均暖房能力を最大にとる時間を実態
に応じて正確に求めることができる。
の低温度差の影響が無いように、この不確定な運転態様
の過渡期は平均暖房能力算定の対象から外しており、さ
らい、現在の暖房運転からその直後に行われる予定のデ
フロスト運転時間を予測して暖房運転の能力算定を行っ
ていることから、平均暖房能力を最大にとる時間を実態
に応じて正確に求めることができる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を添付図面により説明する。
第2図は本発明の実施例に係る空気調和機の装置回路図
であり、圧縮機(7)、四路切換弁(8)、熱源側コイ
ル(9)、キャピラリーチューブ(10)、利用側コイル
(11)及びアキュームレータ(12)により公知の冷凍回
路を構成しており、暖房運転の際は冷媒を実線矢示の方
向に流通せしめて利用側コイル(11)を凝縮器,熱源側
コイル(9)を蒸発器に夫々作用せしめ、一方、冷房運
転及び除霜(デフロスト)運転の際は冷媒を破線矢示の
方向に流通せしめて、熱源側コイル(9)を凝縮器,利
用側コイル(11)を蒸発器に夫々作用せしめるのであっ
て、冷媒の流通方向の切換えは四路切換弁(8)の切換
操作によって行うことは言うまでもなく、また、デフロ
スト運転の場合は、熱源側ファン(15)及び利用側ファ
ン(16)を共に停止せしめるものである。
であり、圧縮機(7)、四路切換弁(8)、熱源側コイ
ル(9)、キャピラリーチューブ(10)、利用側コイル
(11)及びアキュームレータ(12)により公知の冷凍回
路を構成しており、暖房運転の際は冷媒を実線矢示の方
向に流通せしめて利用側コイル(11)を凝縮器,熱源側
コイル(9)を蒸発器に夫々作用せしめ、一方、冷房運
転及び除霜(デフロスト)運転の際は冷媒を破線矢示の
方向に流通せしめて、熱源側コイル(9)を凝縮器,利
用側コイル(11)を蒸発器に夫々作用せしめるのであっ
て、冷媒の流通方向の切換えは四路切換弁(8)の切換
操作によって行うことは言うまでもなく、また、デフロ
スト運転の場合は、熱源側ファン(15)及び利用側ファ
ン(16)を共に停止せしめるものである。
なお、第2図中、(13)は利用側コイル(11)の出口に
おける空気温度を検出する第1温度検出器,(14)は同
じく入口における空気温度を検出する第2温度検出器を
夫々示し、両温度検出器(13),(14)は前記温度差算
出手段(1)の入力要素を構成している。
おける空気温度を検出する第1温度検出器,(14)は同
じく入口における空気温度を検出する第2温度検出器を
夫々示し、両温度検出器(13),(14)は前記温度差算
出手段(1)の入力要素を構成している。
一方、(17)はデアイサで暖房運転時に蒸発器となる熱
源側コイル(9)のコイル入口温度を検出して−5℃以
下であるか、また、内蔵するタイマが暖房運転時間を計
測して2時間を経過したかのいずれかの条件によって要
デフロスト信号を発する公知の除霜検出器であって、除
霜指令手段の入力端に接続している。
源側コイル(9)のコイル入口温度を検出して−5℃以
下であるか、また、内蔵するタイマが暖房運転時間を計
測して2時間を経過したかのいずれかの条件によって要
デフロスト信号を発する公知の除霜検出器であって、除
霜指令手段の入力端に接続している。
上記構成になる空気調和機の除霜制御を司る電子制御回
路は第3図に概略示される通りであって、(18)は周知
のマイクロコンピュータで、CPU(19)、RAM(20)及び
ROM(21)を基本要素として構成されている。
路は第3図に概略示される通りであって、(18)は周知
のマイクロコンピュータで、CPU(19)、RAM(20)及び
ROM(21)を基本要素として構成されている。
ROM(21)にはCPU(19)を制御するプログラムが書き込
まれ、CPU(19)はこのプログラムに従ってインプット
ポート(22)より外部データを取込み、あるいはRAM(2
0)との間でデータの授受を行ったりしながら演算処理
し、必要に応じて処理したデータをアウトプットポート
(23)に出力する。
まれ、CPU(19)はこのプログラムに従ってインプット
ポート(22)より外部データを取込み、あるいはRAM(2
0)との間でデータの授受を行ったりしながら演算処理
し、必要に応じて処理したデータをアウトプットポート
(23)に出力する。
アウトプットポート(23)はCPU(19)からの出力ポー
ト指定信号を受けて、そのポートにデータを一次記憶す
ると共にD/Aコンバータ(27)を経てアナログ信号を四
路切換弁(8)のソレノイド(8S)および利用側ファン
(16)のモータ(16M)に出力するようになっている。
ト指定信号を受けて、そのポートにデータを一次記憶す
ると共にD/Aコンバータ(27)を経てアナログ信号を四
路切換弁(8)のソレノイド(8S)および利用側ファン
(16)のモータ(16M)に出力するようになっている。
一方、インプットポート(22)はCPU(19)からの入力
ポート指定信号を受けると、そのポートに必要な情報を
取り込むものであって、暖房運転中の利用側コイル(1
1)における空気出口温度(To)がA/Dコンバータ(24)
を経てデイジタル信号として、また、空気入口温度
(Ti)がA/Dコンバータ(25)を経てデジタル信号とし
て、さらにデアイサ(17)で検出した熱源側コイル
(9)のコイル入口温度がA/Dコンバータ(26)を経て
デイジタル信号として夫々インプットポート(22)に出
力される。
ポート指定信号を受けると、そのポートに必要な情報を
取り込むものであって、暖房運転中の利用側コイル(1
1)における空気出口温度(To)がA/Dコンバータ(24)
を経てデイジタル信号として、また、空気入口温度
(Ti)がA/Dコンバータ(25)を経てデジタル信号とし
て、さらにデアイサ(17)で検出した熱源側コイル
(9)のコイル入口温度がA/Dコンバータ(26)を経て
デイジタル信号として夫々インプットポート(22)に出
力される。
しかして、このマイクロコンピュータ(18)におけるプ
ログラム制御が、温度差算出手段(1)、温度差ピーク
値検出手段(2)、温度差積算手段(3)、予測デフロ
スト時間算出手段(4)、平均暖房能力算出手段(5)
及び比較手段(6)ならびに除霜指令手段を構成するも
のであって、ROM(21)に書き込まれてなるプログラム
をフローチャートで示すと第4図のようになる。
ログラム制御が、温度差算出手段(1)、温度差ピーク
値検出手段(2)、温度差積算手段(3)、予測デフロ
スト時間算出手段(4)、平均暖房能力算出手段(5)
及び比較手段(6)ならびに除霜指令手段を構成するも
のであって、ROM(21)に書き込まれてなるプログラム
をフローチャートで示すと第4図のようになる。
ここで、本発明において除霜開始時期のタイミングを適
正にとるための理論的根拠について第7図以降の線図を
参照しながら説明するが、除霜開始タイミングのとり方
が暖房時の利用側コイル(11)における平均暖房能力、
すなわち空気調和機の平均暖房能力に大きい影響を与え
るものであって、EERの向上をはかるには平均暖房能
力、すなわち、除霜運転開始から次の除霜運転終了まで
の間の暖房能力の平均値を最大値とし得る条件が満足さ
れなければならなくて、空気熱源、空気利用方式の空気
調和機で除霜時に利用側ファン(16)を停止する場合の
平均暖房能力(Qn)は下記式となる。
正にとるための理論的根拠について第7図以降の線図を
参照しながら説明するが、除霜開始タイミングのとり方
が暖房時の利用側コイル(11)における平均暖房能力、
すなわち空気調和機の平均暖房能力に大きい影響を与え
るものであって、EERの向上をはかるには平均暖房能
力、すなわち、除霜運転開始から次の除霜運転終了まで
の間の暖房能力の平均値を最大値とし得る条件が満足さ
れなければならなくて、空気熱源、空気利用方式の空気
調和機で除霜時に利用側ファン(16)を停止する場合の
平均暖房能力(Qn)は下記式となる。
但し ΔTm:平均温度差(℃) th:暖房運転時間(Hr) Cp:空気比熱(Kcal/kg・℃) r:空気比重量(kg/m2) w:風量(m2/Hr) Qn:平均暖房能力(Kcal/Hr) td:デフロスト運転時間(Hr) 上記式(イ)はCp,r,wはほぼ一定であるために、Qnは
(ΔT、th,td)の函数とみることができる。
(ΔT、th,td)の函数とみることができる。
ところで、暖房運転とデフロスト運転とを交互に繰り返
した場合に、暖房能力、すなわち、利用側コイル(11)
の暖房時における空気出口温度(To)と空気入口温度
(Ti)との差である温度差(ΔT)に比例する値である
が、これが時間の経過により変化する状態は第7図に示
される通りであり、前記温度差(ΔT)の推移は、暖房
運転開始時(To)は零であって、運転とともに差が増加
してゆき、最大温度差値(ΔTm)に達すると、次に熱源
側コイル(9)での霜の付着・成長に伴って能力が減じ
ることから温度差(ΔT)は順次減少し飽和に近い状態
になる。
した場合に、暖房能力、すなわち、利用側コイル(11)
の暖房時における空気出口温度(To)と空気入口温度
(Ti)との差である温度差(ΔT)に比例する値である
が、これが時間の経過により変化する状態は第7図に示
される通りであり、前記温度差(ΔT)の推移は、暖房
運転開始時(To)は零であって、運転とともに差が増加
してゆき、最大温度差値(ΔTm)に達すると、次に熱源
側コイル(9)での霜の付着・成長に伴って能力が減じ
ることから温度差(ΔT)は順次減少し飽和に近い状態
になる。
そこで、暖房運転の開始から所定時間毎、例えば30秒毎
又は1分毎に読み取った各温度差(ΔT)から、運転開
始時を基点とする現時点までの積算値(S)、すなわ
ち、暖房能力相当値を積分して得た積算値である暖房能
力値(S)を逐次算出して第8図に線図で示した結果を
第1段階として得た後、さらに、この暖房能力値(S)
を、暖房運転開始時からの暖房運転時間(tf)と、その
直後に行われる除霜運転の除霜時間(td)との和で除し
た平均暖房能力(Qn)を逐次算出して第9図に線図で示
した結果を第2段階として得るのである。
又は1分毎に読み取った各温度差(ΔT)から、運転開
始時を基点とする現時点までの積算値(S)、すなわ
ち、暖房能力相当値を積分して得た積算値である暖房能
力値(S)を逐次算出して第8図に線図で示した結果を
第1段階として得た後、さらに、この暖房能力値(S)
を、暖房運転開始時からの暖房運転時間(tf)と、その
直後に行われる除霜運転の除霜時間(td)との和で除し
た平均暖房能力(Qn)を逐次算出して第9図に線図で示
した結果を第2段階として得るのである。
ところで上記各線図から明らかなように、暖房運転開始
時から最大温度差(ΔTm)、すなわち最大暖房能力値に
達するまでの間の暖房能力値(S)の変化状態は低レベ
ルで急峻なカーブとなり、最大暖房能力値に達してから
後の能力低下時期は高レベルで緩やかなカーブとなり、
そして暖房能力値が着霜が生じたことにより低く飽和状
態になるところでは高レベルで若干急なカーブとなる。
時から最大温度差(ΔTm)、すなわち最大暖房能力値に
達するまでの間の暖房能力値(S)の変化状態は低レベ
ルで急峻なカーブとなり、最大暖房能力値に達してから
後の能力低下時期は高レベルで緩やかなカーブとなり、
そして暖房能力値が着霜が生じたことにより低く飽和状
態になるところでは高レベルで若干急なカーブとなる。
従って、平均暖房能力(Qn)は、第9図に示す如く、着
霜が生じて除霜運転を必要とする時点の直前で最大とな
り、その後は減少する推移となる。
霜が生じて除霜運転を必要とする時点の直前で最大とな
り、その後は減少する推移となる。
以上の点から明らかなように、一定時間の周期で算出し
た平均暖房能力(Qn)が最大となる時期を判定して除霜
を行えばEERを最高に保たせて暖房運転と除霜運転とを
行わせることが可能となり、要するに周期的な平均暖房
能力(Qn)の算出に際してその値が最大となる条件を見
出すには、前回の算出値よりも今回の算出値の方が小さ
くなったことを判定すれば良いことを意味している。
た平均暖房能力(Qn)が最大となる時期を判定して除霜
を行えばEERを最高に保たせて暖房運転と除霜運転とを
行わせることが可能となり、要するに周期的な平均暖房
能力(Qn)の算出に際してその値が最大となる条件を見
出すには、前回の算出値よりも今回の算出値の方が小さ
くなったことを判定すれば良いことを意味している。
以上説明した内容は、空気調和機が圧縮機をオン・オフ
させることなく除霜に至まで連続運転する場合について
であるが、温度調節器からのオン・オフ指令によって圧
縮機が自動発停する場合は、さらにその対応を考える必
要がある。
させることなく除霜に至まで連続運転する場合について
であるが、温度調節器からのオン・オフ指令によって圧
縮機が自動発停する場合は、さらにその対応を考える必
要がある。
一方、暖房運転を停止して除霜運転に切替えるタイミン
グをとるためには,現在以後に行われるべき除霜時間を
予測して平均暖房能力の計算を行わなければならない。
グをとるためには,現在以後に行われるべき除霜時間を
予測して平均暖房能力の計算を行わなければならない。
まず、暖房運転が自動発停する場合の対応について説明
すると、温度調節器からのオン指令によって暖房運転開
始すると、第10図に示す如く、温度差(ΔT)は0℃か
ら短時間(数分間)のうちに上昇してピーク値(ΔTp)
に達した後、漸次下降して温度差(ΔT)が小さくなっ
た時点でオフ指令により暖房運転が停止するという運転
推移を辿る。
すると、温度調節器からのオン指令によって暖房運転開
始すると、第10図に示す如く、温度差(ΔT)は0℃か
ら短時間(数分間)のうちに上昇してピーク値(ΔTp)
に達した後、漸次下降して温度差(ΔT)が小さくなっ
た時点でオフ指令により暖房運転が停止するという運転
推移を辿る。
ところで移動起動直後のピーク値(ΔTp)に達するまで
の過渡期であって、低値の温度差領域となる部分につい
ても平均暖房能力の算定要素としたのでは不正確な結果
で得られる問題があり、さらに、自動停止から自動起動
に至る運転中断期間についても暖房運転の時間要素から
除く必要がある。
の過渡期であって、低値の温度差領域となる部分につい
ても平均暖房能力の算定要素としたのでは不正確な結果
で得られる問題があり、さらに、自動停止から自動起動
に至る運転中断期間についても暖房運転の時間要素から
除く必要がある。
従って、自動起動後温度差(ΔT)がピーク値(ΔTp)
に達してから自動停止に至るまでの温度差積算値
(S1),(S2)・・・・を順次求めて(第11図参照)、
これを根拠として実際に暖房運転が行われているときの
みについて平均暖房能力(Qn)を演算することが望まし
い。
に達してから自動停止に至るまでの温度差積算値
(S1),(S2)・・・・を順次求めて(第11図参照)、
これを根拠として実際に暖房運転が行われているときの
みについて平均暖房能力(Qn)を演算することが望まし
い。
次に除霜時間の予測については下記のことが云える。
外気温度条件を一定にして暖房運転時間を長短種々変化
させた後に行わせる除霜運転の所要時間を試験室におい
て計測したところ、微小時間で比較した場合、暖房運転
時間(tu)と、その後に行われる除霜運転の運転時間
(td)とは略々比例する結果が得られた。
させた後に行わせる除霜運転の所要時間を試験室におい
て計測したところ、微小時間で比較した場合、暖房運転
時間(tu)と、その後に行われる除霜運転の運転時間
(td)とは略々比例する結果が得られた。
従って、前回の暖房運転時間(tun-1)と前回の除霜運
転時間(tdn-1)とが既知であれば、ある時間(tun)経
過した暖房運転中の今、除霜運転に切替えたとすると、
予測デフロスト運転時間(tdy)がどれだけかを求める
ことができる。
転時間(tdn-1)とが既知であれば、ある時間(tun)経
過した暖房運転中の今、除霜運転に切替えたとすると、
予測デフロスト運転時間(tdy)がどれだけかを求める
ことができる。
すなわち、 しかし、実際には、暖房運転から除霜運転に切替えた直
後は、熱源側コイルは蒸発器から凝縮器に切替って作動
するのに熱容量の関係で遅れが生じるものであり、一般
には一分程度を必要として直前の暖房運転の経過時間に
は無関係な一定値を考えられる。
後は、熱源側コイルは蒸発器から凝縮器に切替って作動
するのに熱容量の関係で遅れが生じるものであり、一般
には一分程度を必要として直前の暖房運転の経過時間に
は無関係な一定値を考えられる。
以上のことから前記(ロ)式を下記(ハ)式に修正する
ことが望ましい。
ことが望ましい。
以上説明した判断処理にもとづき除霜運転を行うための
フローチャートを第4図乃至第6図によって説明する。
フローチャートを第4図乃至第6図によって説明する。
暖房運転スイッチを投入して空気調和機を暖房開始させ
(ステップ)ると共に、初期セットを行う(ステップ
)。
(ステップ)ると共に、初期セットを行う(ステップ
)。
この初期セットとは電子タイマを暖房運転時間(tf)の
始点である零にリセットし、温度差積算値(S)及び平
均暖房能力(Q)を夫々零にセットし、さらに、運転開
始時においてはデフロスト運転が一度も行われていない
ために、その後のタイミングをとるための条件の1つと
して5分等の適当な除霜時間(td)を設定すると共に、
フラグ(Flg)を0にセットして、それ等をマイクロコ
ンピュータ(18)に記憶させることを意味する。
始点である零にリセットし、温度差積算値(S)及び平
均暖房能力(Q)を夫々零にセットし、さらに、運転開
始時においてはデフロスト運転が一度も行われていない
ために、その後のタイミングをとるための条件の1つと
して5分等の適当な除霜時間(td)を設定すると共に、
フラグ(Flg)を0にセットして、それ等をマイクロコ
ンピュータ(18)に記憶させることを意味する。
かくして電子タイマが計時を開始し、暖房運転時間
(tf)が20分に達するまでは(ステップ)、第5図に
示す測定フロー(ステップ)に入らせる。
(tf)が20分に達するまでは(ステップ)、第5図に
示す測定フロー(ステップ)に入らせる。
すなわち、暖房運転状態であることをまずチェック(ス
テップ)して、一定時間(例、1分)をカウントする
(ステップ)毎に空気出口温度(To)と空気入口温度
(Ti)の温度差(ΔTn)を算出及び記憶する(ステップ
)。
テップ)して、一定時間(例、1分)をカウントする
(ステップ)毎に空気出口温度(To)と空気入口温度
(Ti)の温度差(ΔTn)を算出及び記憶する(ステップ
)。
このステップ,が温度差算出手段(1)の処理機能
に相当する。
に相当する。
運転開始から20分程度経過するまでは運転態様が不安定
状態である(不確定要因が存在する)ので、この間はス
テップにより除霜運転に入らせないようにしている。
状態である(不確定要因が存在する)ので、この間はス
テップにより除霜運転に入らせないようにしている。
温度差(ΔTn)の算出を1分毎に行いながら今回の温度
差(ΔTn)と前回の温度差(ΔTn-1)とを比較し(ステ
ップ)、ΔTn<ΔTn-1であると、初めて生じる温度差
ピーク値(ΔTp)であるので、前記温度差算出手段
(1)が算出した温度差値(ΔTn)を和算する温度差積
算を行い(ステップ)、フラグ(Flg)が0である
(ステップ)ので、平均暖房能力(Qn)は設定除霜時
間(td=5分)と暖房運転時間(tf)との和で温度差積
算値(Sn)除算することによって求める(ステップ
)。
差(ΔTn)と前回の温度差(ΔTn-1)とを比較し(ステ
ップ)、ΔTn<ΔTn-1であると、初めて生じる温度差
ピーク値(ΔTp)であるので、前記温度差算出手段
(1)が算出した温度差値(ΔTn)を和算する温度差積
算を行い(ステップ)、フラグ(Flg)が0である
(ステップ)ので、平均暖房能力(Qn)は設定除霜時
間(td=5分)と暖房運転時間(tf)との和で温度差積
算値(Sn)除算することによって求める(ステップ
)。
なお、ステップが温度差ピーク値検出手段(2)、ス
テップが温度差積算手段(3)、ステップが平均暖
房能力算出手段(5)の各処理機能に夫々相当する。
テップが温度差積算手段(3)、ステップが平均暖
房能力算出手段(5)の各処理機能に夫々相当する。
このようにして暖房運転が続行し連続運転時間の値が20
分を超え120分以内であることをチェック(ステップ
)すると、その間は1分毎に今回演算した平均暖房能
力(Qn)と前回のそれ(Qn-1)との大小比較を行わせる
(ステップ)。
分を超え120分以内であることをチェック(ステップ
)すると、その間は1分毎に今回演算した平均暖房能
力(Qn)と前回のそれ(Qn-1)との大小比較を行わせる
(ステップ)。
この比較結果がQn≧Qn-1であると、前記測定フロー(ス
テップ)に至らせ、一方、Qn<Qn-1であると、その時
点において平均暖房能力(Qn)が最大値を過ぎて減少に
移行する状態となっていることを意味しているので、比
較手段(6)から除霜信号を出力させる。
テップ)に至らせ、一方、Qn<Qn-1であると、その時
点において平均暖房能力(Qn)が最大値を過ぎて減少に
移行する状態となっていることを意味しているので、比
較手段(6)から除霜信号を出力させる。
なお、ステップが比較手段(6)の処理機能に相当す
る。
る。
この状態で熱源側コイル(9)のコイル温度が−5℃以
上であってデアイサ(17)が除霜信号を発していなけれ
ば(ステップ)、前記測定フロー(ステップ)を続
けさせるが、一方除霜信号を発しているとデフロストフ
ロー(ステップ)に移行せしめる。
上であってデアイサ(17)が除霜信号を発していなけれ
ば(ステップ)、前記測定フロー(ステップ)を続
けさせるが、一方除霜信号を発しているとデフロストフ
ロー(ステップ)に移行せしめる。
このデフロストフローは第6図に示される通りであっ
て、暖房サイクルを冷房サイクルに切換えると共に、電
子タイマにおける暖房運転時間(tf)を現在の値(tu)
に固定し、かつ、デフロスト運転時間(td)を零にリセ
ットする初期セット(ステップ)を行った後、デフロ
スト運転時間の1分単位の計測(ステップ)を行う。
て、暖房サイクルを冷房サイクルに切換えると共に、電
子タイマにおける暖房運転時間(tf)を現在の値(tu)
に固定し、かつ、デフロスト運転時間(td)を零にリセ
ットする初期セット(ステップ)を行った後、デフロ
スト運転時間の1分単位の計測(ステップ)を行う。
かくして冷房サイクルによる除霜運転に入って霜は融か
される結果、デアイサ(17)が除霜完了によるコイル温
度の15℃以上であることを検出して除霜解除信号を発す
る(ステップ)と、冷房サイクルを暖房サイクルに切
替えると共に、ステップに移行して前記(ハ)式にお
ける(tdn-1−1)/tun-1=Aの演算を行った後、暖房
運転時間(tu)を零、温度差積算値(S)及び平均暖房
能力値(Q)を零にリセットすると共にフラグ(Flg)
を1にセットするサイクル終了セットを行う(ステップ
)。
される結果、デアイサ(17)が除霜完了によるコイル温
度の15℃以上であることを検出して除霜解除信号を発す
る(ステップ)と、冷房サイクルを暖房サイクルに切
替えると共に、ステップに移行して前記(ハ)式にお
ける(tdn-1−1)/tun-1=Aの演算を行った後、暖房
運転時間(tu)を零、温度差積算値(S)及び平均暖房
能力値(Q)を零にリセットすると共にフラグ(Flg)
を1にセットするサイクル終了セットを行う(ステップ
)。
なお、ステップは、暖房運転開始から2時間経過して
いることをチエックし、しかもデアイサ(17)から着霜
検出信号が発せられていることをチエックした場合、マ
イクロコンピュータ(18)においてQn<Qn-1の演算結果
が出ていなくても、強制的に除霜運転に入らせるための
チエック機能である。
いることをチエックし、しかもデアイサ(17)から着霜
検出信号が発せられていることをチエックした場合、マ
イクロコンピュータ(18)においてQn<Qn-1の演算結果
が出ていなくても、強制的に除霜運転に入らせるための
チエック機能である。
このようにして暖房運転と除霜運転とからなる1サイク
ルは完了し、再びステップからの作動を行わせるが、
2回目のサイクルからの測定フロー(ステップ)は、
第5図においてステップでフラグが1であるので右半
部の順序作動に移行する。
ルは完了し、再びステップからの作動を行わせるが、
2回目のサイクルからの測定フロー(ステップ)は、
第5図においてステップでフラグが1であるので右半
部の順序作動に移行する。
まず、ステップにおいて前記(ハ)式の演算を行っ
て、現在の時点で暖房運転を除霜運転に切り替えたとし
た場合における予測デフロスト運転時間(tdy)を算出
する。
て、現在の時点で暖房運転を除霜運転に切り替えたとし
た場合における予測デフロスト運転時間(tdy)を算出
する。
このステップは当然予測デフロスト時間算出手段
(4)の処理機能に相当する。
(4)の処理機能に相当する。
上記算出結果はそのままステップの演算に持ち込ませ
てもよいが、安全度を考えてステップ乃至ステップ
においてチェックを行い前回の除霜に要した時間(td)
と比較して予測デフロスト運転時間(tdyが 0.5td≦tdy≦1.5td の範囲内におさまるように上限値及び下限値を規定する
ことは好ましい手段である。
てもよいが、安全度を考えてステップ乃至ステップ
においてチェックを行い前回の除霜に要した時間(td)
と比較して予測デフロスト運転時間(tdyが 0.5td≦tdy≦1.5td の範囲内におさまるように上限値及び下限値を規定する
ことは好ましい手段である。
かくして予測デフロスト運転時間(tdy)の算出が終わ
ると、平均暖房能力算出手段(5)による処理手順のス
テップに移行させる。
ると、平均暖房能力算出手段(5)による処理手順のス
テップに移行させる。
すなわち、現在の暖房運転積算時間(tf)と前記予測デ
フロスト運転時間(tdy)との和で現在までの温度差積
算値(Sn)を除すことによって平均暖房能力(Qn)を算
出するのである。
フロスト運転時間(tdy)との和で現在までの温度差積
算値(Sn)を除すことによって平均暖房能力(Qn)を算
出するのである。
この算出手順を比較手段(6)においてQn<Qn-1のチェ
ックが成され、かつ除霜運転に切り替えられるまで行わ
せることは第1回目のサイクルの場合と同じである。
ックが成され、かつ除霜運転に切り替えられるまで行わ
せることは第1回目のサイクルの場合と同じである。
かくして平均暖房能力(Qn)が最大になる時点をチェッ
クして除霜運転を行わせるようにしているのでEERが最
高の状態で暖房と除霜の交互運転を行わせることが可能
である。
クして除霜運転を行わせるようにしているのでEERが最
高の状態で暖房と除霜の交互運転を行わせることが可能
である。
以上説明した例は空気熱源・空気利用方式の一般に空冷
エヤコンと称される装置の場合であって、デフロスト運
転中は室内側ファンを停止させることによって暖房能力
に対する負の要因はないと考えて成されたものである
が、一方、空冷チラーと称される空気熱源・水利用方式
の場合にはデフロスト運転中に温水が冷却されるとこに
より暖房能力に対する負けの能力を考慮しなければなら
なく、その場合には温水が5℃程度温度低下するとし
て、この温度低下分に見合った暖房能力を差引くように
して、その他は前述の例と同じ演算を行わせればよい。
エヤコンと称される装置の場合であって、デフロスト運
転中は室内側ファンを停止させることによって暖房能力
に対する負の要因はないと考えて成されたものである
が、一方、空冷チラーと称される空気熱源・水利用方式
の場合にはデフロスト運転中に温水が冷却されるとこに
より暖房能力に対する負けの能力を考慮しなければなら
なく、その場合には温水が5℃程度温度低下するとし
て、この温度低下分に見合った暖房能力を差引くように
して、その他は前述の例と同じ演算を行わせればよい。
(発明の効果) 本発明は以上説明したように、着霜による暖房能力の低
下現象に対して、平均暖房能力が最大値となる状態を演
算により見出して、この状態に応じて除霜運転に切換え
る制御を行わせているので、暖房能力に余裕があるのに
早く除霜に入らせたり、能力が低下しているのに除霜を
遅らせたりすることがなくなり、しかも、周囲の条件を
考慮した上で最適な除霜タイミングをとることが可能と
なり、かくして暖房運転時のEER(エネルギー有効比)
を最大限に高めながら適切な除霜が可能となる。
下現象に対して、平均暖房能力が最大値となる状態を演
算により見出して、この状態に応じて除霜運転に切換え
る制御を行わせているので、暖房能力に余裕があるのに
早く除霜に入らせたり、能力が低下しているのに除霜を
遅らせたりすることがなくなり、しかも、周囲の条件を
考慮した上で最適な除霜タイミングをとることが可能と
なり、かくして暖房運転時のEER(エネルギー有効比)
を最大限に高めながら適切な除霜が可能となる。
さらに本発明は、自動発停が繰り返される暖房運転の場
合に起動直後の不確定要因が多い過渡期と、運転中断期
とを平均暖房能力(Qn)の算出要素の一つである運転時
間から除くようにしているので、正確かつ実態に即した
能力算定が可能であり、この種の空気調和機に実施して
好適な装置である。
合に起動直後の不確定要因が多い過渡期と、運転中断期
とを平均暖房能力(Qn)の算出要素の一つである運転時
間から除くようにしているので、正確かつ実態に即した
能力算定が可能であり、この種の空気調和機に実施して
好適な装置である。
また、能力算定の基礎となる暖房運転直後の除霜運転所
要時間を正確に予測することができて、平均暖房能力の
最高値を見出す時間の算出が合理的、かつ確実になされ
ると共に、過去の運転経過の影響を大きく受けない除霜
制御が可能である。
要時間を正確に予測することができて、平均暖房能力の
最高値を見出す時間の算出が合理的、かつ確実になされ
ると共に、過去の運転経過の影響を大きく受けない除霜
制御が可能である。
第1図は本発明の構成を示すブロック図、第2図は本発
明の実施例に係る装置回路図、第3図は同じく除霜制御
用電子制御回路図、第4図乃至第6図は除霜制御態様を
示すフローチャート、第7図乃至第9図は運転時間に対
する暖房能力、温度差積算値及び平均暖房能力の変化を
示す図、第10図及び第11図は暖房運転における温度差変
化及び積分的平均暖房能力の経時状態を示す図である。 (1)…温度差算出手段、 (2)…温度差ピーク値検出手段、 (3)…温度差積算手段、 (4)…予測デフロスト時間算出手段、 (5)…平均暖房能力算出手段、 (6)…比較手段、 (11)…利用側コイル。
明の実施例に係る装置回路図、第3図は同じく除霜制御
用電子制御回路図、第4図乃至第6図は除霜制御態様を
示すフローチャート、第7図乃至第9図は運転時間に対
する暖房能力、温度差積算値及び平均暖房能力の変化を
示す図、第10図及び第11図は暖房運転における温度差変
化及び積分的平均暖房能力の経時状態を示す図である。 (1)…温度差算出手段、 (2)…温度差ピーク値検出手段、 (3)…温度差積算手段、 (4)…予測デフロスト時間算出手段、 (5)…平均暖房能力算出手段、 (6)…比較手段、 (11)…利用側コイル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 植野 武夫 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 (72)発明者 堀内 正美 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
Claims (1)
- 【請求項1】温度調節器の指令によって暖房運転の自動
発停がなされる空気調和機において、 自動起動から自動停止までの暖房運転時間中、利用側コ
イル(11)における被加熱流体の出口温度(To)及び入
口温度(Ti)から一定時間毎の周期的に温度差(ΔTn)
を算出し記憶する温度差算出手段(1)と、 前記温度差算出手段(1)が算出した前回の温度差(Δ
Tn-1)と今回の温度差(ΔTn)とを比較し、暖房運転の
自動起動後に初めて生じる温度差ピーク値(ΔTp)を検
出して出力を発する温度差ピーク値検出手段(2)と、 前記温度差ピーク値検出手段(2)が温度差ピーク値
(ΔTp)を検出して出力を発したとき以後、前記温度差
算出手段(1)が順次算出した各温度差値を積算するこ
とにより、温度差積算値(Sn)を算出し記憶する温度差
積算手段(3)と、 前前回のデフロスト運転終了時から前回のデフロスト運
転開始までの間に行われた暖房運転の積算時間(tu)と
前回のデフロスト運転に要した時間(td)とを算出する
と共に、前記両時間(tu),(td)の関係に基づいて前
回のデフロスト運転が終了してから以後の現在までに行
われた暖房運転時間(tf)に対する予測デフロスト運転
時間(tdy)を算出する予測デフロスト時間算出手段
(4)と、 前記温度差積算手段(3)が算出した温度差積算値
(Sn)を、前記暖房運転時間(tf)と前記予測デフロス
ト運転時間(tdy)との和で除すことにより、平均暖房
能力(Qn)を算出し記憶する平均暖房能力算出手段
(5)と、 前記平均暖房能力算出手段(5)が算出した今回の平均
暖房能力(Qn)と前回の平均暖房能力(Qn-1)とを比較
して今回の値が小さいときに除霜信号を出力する比較手
段(6)とからなることを特徴とする空気調和機の除霜
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62031847A JPH0684832B2 (ja) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | 空気調和機の除霜装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62031847A JPH0684832B2 (ja) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | 空気調和機の除霜装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63201442A JPS63201442A (ja) | 1988-08-19 |
| JPH0684832B2 true JPH0684832B2 (ja) | 1994-10-26 |
Family
ID=12342447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62031847A Expired - Lifetime JPH0684832B2 (ja) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | 空気調和機の除霜装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0684832B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019086218A (ja) | 2017-11-07 | 2019-06-06 | ダイキン工業株式会社 | 冷媒サイクル装置 |
| CN108800434A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-11-13 | 青岛海尔空调器有限总公司 | 空调器除霜控制方法 |
| CN108954674A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-12-07 | 青岛海尔空调器有限总公司 | 空调器除霜控制方法 |
| CN108592295A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-09-28 | 青岛海尔空调器有限总公司 | 空调器除霜控制方法 |
-
1987
- 1987-02-13 JP JP62031847A patent/JPH0684832B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63201442A (ja) | 1988-08-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |