JPS5934258B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は室内ファンモータと、室外ファンモータと、コ
ンプレッサモータを備え、るとともに冷房機能及び除湿
機能を有する空気調和装置に関するものである。

近年、空気調和装置ではマイクロコンピュータ等のＬＳ
Ｉ（大規模集積回路）からなる制御装置が使用されるよ
うになり、緻密な室温制御やコンプレッサモータの保護
制御が行なえるようになってきた。

ところで空気調和装置は冷房機能のみを有するものと、
冷房機能の他に除湿機能や暖房機能を兼ね備えるものと
が有り０個別な制御装置が必要とされる。

特に除湿機能を兼ね備える空気調和装置では除湿モード
に於けるコンプレッサモータや室外ファンモータの制御
方式が冷房モードや暖房モードと異なる（例えばコンプ
レッサモータは除湿モードでは常時運転される。

）ため、制御装置の内部構成が複雑となり、開発に多大
な時間が掛かるとともに大容量の高価なものが必要とさ
れる。

又、此種に開発された制御装置は需要が少なく、冷房専
用のものと共用するのは無駄が多い。

本発明は上述の事実に鑑みてなされたものであり、冷房
機能及び除湿機能を備えた空気調和装置に於いて、冷房
モードに於ける室温制御並びにコンプレッサモータ保護
制御が行なえるようにしたマイクロコンピュータ等の制
御装置を冷房モード及び除湿モード時に共用するととも
に該制御装置の外部回路に設けられる外部タイマー装置
を用いて、除湿モード時に於いてもコンプレッサ保護機
能が得られるようにし、更には除湿時に適した室温調整
が行なわれるようにしたものである。

以下１本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明を適用した空気調和装置の冷媒回路１を
示し、冷媒回路１はコンプレッサ２と、室外熱交換器３
と、第１減圧器４及び第１電磁弁５の並列回路と、第１
室内熱交換器６と、第２減圧器７及び第２電磁弁３の並
列回路と、第２室内熱交換器９とが環状に連結される。

尚、１０は室外ファン、１１は室内ファンである。

そして冷房運転時は第１電磁弁５が閉路、第２電磁弁８
が開路して冷媒が実線矢印のように流れ、室外熱交換器
３は凝縮器、室内熱交換器６，９は蒸発器として作用し
、室内ファン１１にて循環される空気は冷却される。

一方、除湿運転時は第１電磁弁５が開路、第２電磁弁８
が閉路して冷媒が破線矢印のように流れ、室外熱交換器
３及び第１室内熱交換器６が凝縮器、第２室内熱交換器
９は蒸発器として作用し、室内ファン１１にて循環され
る空気は除湿される。

第２図は空気調和装置の制御回路を示し、交流電源１２
の出力が供給される回路ＣＴ１ と、交流電源１２の出
力が降圧トランス１３にて降圧されたのち、整流回路１
４にて整流され、該整流出力が平滑コンデンサ１５にて
平滑され、該平滑出力が抵抗１６及び定電圧素子１７に
て直流定電圧出力に変換され、該定電圧出力が供給され
る母線１１．４２間並びに前記平滑出力が供給される母
線１３．４４間に接続される回路ＣＴ２とから成る。

回路ＣＴ１は常開のリレースイッチ１８１と。

双投接点を有するリレースイッチ１９１，２０１を介し
て交流電源１２に接続される室内ファン１１駆動用のモ
ータＩＦＭと、リレースイッチ１８１及び双投接点を有
するリレースイッチ２１１を介して交流電源１２に接続
される第１電磁弁５の１駆動リレー２２並びに第２電磁
弁８の駆動リレー２３と、常開のリレースイッチ２４１
を介して交流電源１２に接続されるコンプレッサ２、駆
動用のモータＣＭと、リレースイッチ２４１及び常閉の
リレースイッチ２５１を介して交流電源１２に接続され
る室外ファン１０．駆動用のモータＯＦＭとから成る。

回路ＣＴ２では母線ｌ□、１２間に制御装置としてのマ
イクロコンピュータＭの電源端子ＢＴ１ 。

ＢＴ２が接続されている。

マイクロコンピュータＭのクロック端子ＣＬ１．ＣＬ２
間にはマイクロコンピュータＭの自走時間を決める発振
器２６が接続され、入力ポート■１及び■２ど母線１１
との間には押圧時に閉路する運転キー２７及び停止キ
ー２８がそれぞれ接続され、入力ポート■３はスイッチ
ング回路２９の出力端に接続され、入力ポート■４は母
線１１，４２間の直流定電圧を利用して所定周波数の基
準パルスを発生するパルス発生器３０の出力端に接続さ
れ、入力ポート■５はＡ／Ｄ変換器３１の出力端子３１
１に接続されている。

Ａ／Ｄ変換器３１は出力ポートＰ１ からの信号にて交
互に作動する入力ゲート３１２，３１３を有し、入力ゲ
ート３１２は母線１１，１２に直列接続された抵抗３２
及びサーミスタ等の室温センサ３３の中間接続点３４に
、又、入力ゲート３１３は同じく直列接続された抵抗３
５．室温設定用の可変抵抗３７及び抵抗３７のうち、可
変抵抗３６の出力端子３８にそれぞれ接続されている。

又。出力ポートＰ２はトランジスタ３９とともにシュミ
ット回路を構成するトランジスタ４０のベースに抵抗４
１を介して接続され、更にトランジスタ４２のベースに
抵抗４３を介して接続されている。

出力ポートＰ３ないしＰ５はエミッタが母線１２に接続
されているトランジスタ４４＃４５及び４６のベースに
それぞれ抵抗４７，４８及び４９を介して接続されてい
る。

トランジスタ３９のコレクタはリレースイッチ２５１制
御用のリレー２５を介して母線１３に接続され、トラン
ジスタ３９．４０のエミッタと。

トランジスタ４２のエミッタとがトランジスタ４４のコ
レクタに接続されている。

トランジスタ４２のコレクタは第１切換スイッチ５０品
冷房接点Ｃとリレースイッチ２４１制御用のリレー２４
介して母線１３に接続されている。

トランジスタ４４のコレクタに接続された母線１４と母
線ｊ３との間には外部タイマー装置５１と、第１切換ス
イツチ５０と連動する第２切換スイツチ５２及びリレー
スイッチ２１１制御用のリレー２１の直列回路と、リレ
ースイッチ１８１制御用のリレー１８とが接続されてい
る。

トランジスタ４５，４６の各コレクタはリレースイッチ
１９１及びリレースイッチ２０１制御用のリレー１９及
び２０を介してそれぞれ母線１３に接続されている。

尚、第２切換スイツチ５２の除湿接点ｄはスイッチング
回路２９の入力端に接続されている。

外部タイマー装置５１はＰＵＴ５３のアノードａが抵抗
５４及びコンデンサ５５の並列回路を介して母線ｌ！３
に接続されるとともに母線Ａ３．Ａ’、間に直列接続さ
れた抵抗５６及びサイリスタ５７の中間接続点５８にダ
イオード５９を介して接続され、ゲートｇが母線ＩＩ３
，１１４間に直列接続された抵抗６０，６１の中間接続
点６２に接続され、カソードｋが抵抗６３，６４を介し
て母線１４に接続されているとともにサイリスタ５７の
ゲートに接続されている。

尚、６４は保護抵抗、６５及び６６はサージ吸収用のコ
ンデンサであり、外部タイマー装置５１の出力端となる
接続点５８は第１切換スイツチ５０の除湿接点ｄに接続
されている。

マイクロコンピュータＭは第３図に示す内部システムを
有し、６７及び６８はＡ／Ｄ変換器３１から入力ポート
■５を介して送られてくる室温信号と設定温度信号とを
それぞれ２進値として記憶する室温記憶装置及び設定温
度記憶装置、６９は入力ポート■１ないし■３の信号の
変化を逐時検出して運転指令及び停止指令を発する判別
装置。

７０は両記憶装置６７．６８のデータの温度差を検出し
てオン、オフ指令と風量切換指令を発するサーモ装置、
７１は判別装置６９からの停止指令並びにサーモ装置７
０のオフ指令を受けた時にタイマー装置７２に３分間の
タイマ指令を発し、且つ出力ポートＰ２ないしＰ５の制
御信号をＯとするとともに判別装置６９から運転指令を
受けた時に出力ポートＰ３から１の制御信号を発し、サ
ーモ装置７０の風量切換指令に応じて出力ポートＰ４及
びＰ５から１又はＯの制御信号を発し、且つタイマー装
置７２のタイムアツプ出力とサーモ装置７０のアンド出
力が得られると１．得られないとＯの制御信号を出力ポ
ートＰ２から発するＩ１１信号発生装置である。

尚、タイマー装置７２はタイマー指令時に入力ポート■
４から入ってくる基準パルスを計数して３分間の時間積
算を行なう。

又。判別装置６９は入力ポート■□に１信号を検出する
と運転指令を発し、入力ポート■２に１信号を検出する
と停止指令を発し、入力ポート■３の０から１又は１か
らＯの信号変化を検出すると停止指令を発する。

而して、マイクロコンピュータＭは母線１１゜１２間の
直流定電圧が供給されて常時作動状態に有り、入力ポー
ト■１ないし■３の信号の検出を判別装置６９にて行な
い、入力ポート■５から入ってくる各信号を記憶装置６
７．６８に記憶している。

今、切換スイッチ５０．５２が冷房接点Ｃに投入されて
いるものとすると、入力ポートＩ３はスイッチング回路
２９から０信号が供給されている。

空気調和装置が長らく停止された後運転キー２７が操作
（抑圧時閉路）されると１判別装置６９がこれを検出し
、制御信号発生装置７１に運転指令を発する。

制御信号発生装置７１はまず。出力ポートＰ３から１信
号を発してトランジスタ４４をオンさせるとともにサー
モ装置７０からの温度差に応じた風量切換指令によって
出力ポートＰ４及びＰ５から１又は０の制御信号を発す
る。

一方、制御信号発生装置７１はタイマー装置７２がタイ
ムアンプしていることを確認するとさもにサーモ装置７
０のオン指令（室温が設定温度より高い時に出される。

）の有無を確認し、アンド出力が得られると、出力ポー
トＰ２から１信号を発する。

この結果、トランジスタ４４を介して母線１３゜４４間
に平滑出力が供給され、リレー１８が通電されるととも
にトランジスタ４５．４６がオン。

オフ制御され、リレー１９．２０の通電力墳臓されて室
内ファンモータＩＦＭは室温と設定温度の差に適した速
度にて運転する。

又、リレー２１は通電されないので、第２電磁弁駆動リ
レー２３のみが通電され、第２電磁弁８が開路する。

又、トランジスタ４２がオンして、リレー２４は第１切
換スイツチ５０の冷房接点Ｃ及びトランジスタ４２．４
４を介して通電されるとともにトランジスタ３９がオフ
のため、制御リレー２５が通電されず、コンプレッサモ
ータＣＭ及び室外ファンモータＯＦＭが運転を開始する
。

このようにして空気調和装置は冷媒回路■に冷媒が実線
矢印のように流れる冷房運転を行ない、マイクロコンピ
ュータＭが室温と設定温度の温度差に応じて室内ファン
モータＩＦＭ室外ファンモータＯＦＭ及びコンプレッサ
モータＣＭを第４図のように制御する。

第４図から明らかなように、室温と設定温度が−ｉして
コンプレッサモータＣＭがオフした後、３分以内に１０
以上の温度差が生じてもマイクロコンピュータＭはコン
プレッサモータＣＭを再起動させず、冷媒回路１の圧力
バランスがとれない間のコンプレッサモータＣＭの強制
始動を防止している。

そして停止キー２８を押圧すると１判別装置６９が停止
指令を発するので、制御信号発生装層７１は出力ポート
Ｐ２ないしＰ５から０信号を発生し、空気調和装置は停
止状態となる。

停止キー２８を押した後、すぐ運転キー２７を押した場
合。

サーモ装置７０がオン指令を出していても、タイマー装
置７２が３分の時間計数を終えるまでは。

出力ポートＰ２が０信号に維持され、タイマー装置７２
のタイムアツプを待って冷房運転が再開される。

次に切換スイッチ５０．５２が除湿接点ｄに切換わる除
湿運転時について説明する。

空気調和装置が長らく停止されていてこの停止中に切換
スイッチ５０．５２が冷房接点Ｃから除湿接点ｄに切換
えられたものとすると、スイッチング回路２９の出力が
反転し、入力ポート■３がＯから１信号に変わるが、マ
イクロコンピュータＭは既に停止指令中なので何ら制御
信号の変化がない。

そして運転キー２７が押されると１判別装置６９は制御
信号発生装置７１に運転指令を発し、冷房時と同様の制
御信号を発する。

まず出力ポートＰ３から１信号が発せられ、トランジス
タ４４をオンさせて母線ｌ！３，４４間に給電する。

又、出力ポートＰ４．Ｐ５からは室温と設定温度の温度
差に応じてトランジスタ４５．４６のオン、オフ制御信
号が発せられ、室内ファンモータＩＦＭが適度な速度に
選択される。

この時出力ポートＰ２からもサーモ装置７０のオン指令
又はオフ指令に応じて１又はＯの制御信号が発せられる
が、トランジスタ４２のコレクタは開放されているため
、トランジスタ３９の出力が供給される室外ファンモー
タＯＦＭ制御用のリレー２５のみがオン、オフ匍脚され
る。

又、切換スイッチ５２の除湿接点ｄを介してリレー２１
が通電され、リレースイッチ２１１を介して駆動リレー
２２のみが通電され、冷媒回路１は第４電磁弁５が開路
、第２電磁弁８が閉路している。

コンプレッサモータＣＭ制御用のリレー２４は外部タイ
マー回路５１の接続点５８に接続されるので０次のよう
に制御される。

空気調和機が長らく停止された状態ではコンデンサ５５
に電荷がなく、トランジスタ４４がオンになると、ＰＵ
Ｔ５３のアノード電位がゲート電位より高＜、ＰＵＴ５
３が瞬時に導通ずる。

従ってサイリスタ５７がオンしてリレー２４を通電し、
コンプレッサモータＣＭを運転させる。

又、サイリスタ５７はリレー２４及び抵抗５６を介して
保持電流が供給されてオン状態に維持され、ダイオード
５９を介してＰＵＴ５３のアノード電位を低めＰＵＴ５
３をオフにするとともにコンデンサ５５が母線１３３．
１１゜間の電圧まで充電されている。

従って空気調和装置は第５図に示すようにマイクロコン
ピュータＭのサーモ装置７０と無関係にコンプレッサモ
ータＣＭが連続運転され、サーモ装置７０のオン、オフ
指令に基づいて室外ファンモータＯＦＭがオン。

オフ制御されて、室温が設定温度より高い時は冷房気味
の除湿、又、低い時は暖房気味の除湿運転を行なう。

この除湿運転は停止キー２８を操作した時に出力ポート
Ｐ２ないしＰ、からＯの制御信号、が発せられることに
より終了し、サイリスタ５７も保持電流が流れなくなる
。

そして停止キー２８の操作後、すぐに運転キー２７を操
作して出力ポートＰ３から１信号が出されても、コンデ
ンサ５５が抵抗５４を介して十分に放電するまではＰＵ
Ｔ５３がオンできず、？！＋媒回路１の圧力バランスに
要する時間（約３分間）を待って除湿運転が再開される
。

本装置では冷房運転中或いは除湿運転中に切換スイッチ
５０．５２を切換えると、マイクロコンピュータＭはス
イッチング回路２９の反転を入力ポート■３の０から１
、■から０の信号変化として確認し、これを停止キー２
８の操作と同様に処理し、運転を停止させる。

これは冷媒回路１が冷房サイクルから除湿サイクル、或
いは除湿サイクルから冷房サイクルに急激に変化して運
転することにより、コンプレッサモータＣＭ及び冷媒回
路１が損傷するのを防止するためである。

この停止に伴ない、すぐに運転キー２７が操作されると
。

冷房から除湿運転の切換えでは外部タイマー装置５１の
働きで、又除湿から冷房の切換えではマイクロコンピュ
ータＭのタイマー装置γ２の働きでコンプレッサモータ
ＣＭの運転が遅延される。

尚。外部タイマー装置５１は冷房運転中もサイリスタ５
７が常時、抵抗５６を介して保持電流が供給され、コン
デンサ５５が十分に充電されて待機している。

尚、上述の実施例に於いて冷房機能と除湿機能を備えた
空気調和装置について説明したが、冷暖房機能と除湿機
能を備えるものにも適用できる。

本発明は上述の如く、冷房モードに於ける室温制御並び
にコンプレッサモータ保護制御が行なえるようにしたマ
イクロコンピュータ等の制御装置を冷房モード及び除湿
モードに利用するとともに制御装置の外部回路に外部タ
イマー装置を設けることに−より、需要の多い冷房専用
の空気調和装置に開発された安価な制御装置が冷房及び
除湿機能を有する空気調和装置に共用されて無駄がなく
なるとともに省力化が計れ、除湿モード時に於いてもコ
ンプレッサモータの保護機能が得られ、更には除湿時に
も適度な室温調整が期待できるなど有用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した空気調和装置の冷媒回路図、
第２図は同じく制御回路例を示す電気回路図、第３図は
第２図のマイクロコンピュータの内部システム例を示す
ブロック線図、第４図及び第５図は本装置の動作説明図
である。 ＩＦＭ・・・・・・室内ファンモータ、ＯＦＭ・・・・
・・室外ファンモータ、ＣＭ・・・・・・コンプレッサ
モータ、Ｍ・・・・・・マイクロコンピュータ、５１・
・・・・・外部タイマー装置、６９・・・・・・判別装
置、１０・・・・・・サーモ装置。 ７１・・・・・・制御信号発生装置、７２・・・・・・
タイマー装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 室内ファンモータと、室外ファンモータと。 コンプレッサモータとを備えるとともに冷房機能及び除
   湿機能を有する空気調和装置に於いて、運転及び停止指
   令を判別して第１のオン、オフ制御指令を発する第１の
   オン、オフ制御指令発生手段と、自己のサーモ装置及び
   タイマー装置のアンド出力に基づいて第２のオン、オフ
   制御指令を発する第２のオン、オフ制御指令発生手段と
   よりなる制御装置を設け、この制御装置の外部回路に、
   前記第１のオン、オフ制御指令発生手段からの第１のオ
   ン、オフ制御指令を受けて作動する外部タイマー装置と
   、前記コンプレッサモータの駆動手段を冷房モード時に
   前記第２のオン、オフ制御指令発生手段からの第２のオ
   ン、オフ制御指令にて制御させ、除湿モード時に前記外
   部タイマー装置からのタイマー指令にて制御させる冷房
   除湿切換スイッチを設けたことを特徴とする空気調和装
   置。 ２ 室外ファンモータは第２のオン、オフ制御指令発生
   手段からの第２のオン、オフ制御指令にて制御されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の空気調和装
   置。 ３ 室内ファンモータは第１のオン、オフ制御指令発生
   手段からの第１のオン、オフ制御指令にて制御されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   空気調和装置。