JPS6012979Y2 - 冷・暖房機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は綜合運転電流が規定値を超えないよう＆＝電流
抑制を行って、圧縮機の保護をはかるとともにピークカ
ット運転を高精密度にかつ鋭敏に威し：得る如くした冷
・暖房機に係り鵠、さらに発停の頻繁な繰り返しを排除
して制限値に近い状態下での安定的な暖房運転を効率良
く・行うことを可能ならしめた冷、・暖房機の制御機構
に関する。

・□圧縮冷凍サイクルを利用した暖房機で、圧縮
機用モータが過負荷状態あるいはロック状態の発生によ
って配電系統に過大な電流が流れるとともにモータ自体
が過熱すること峠・よ１って種々の障害をもたらすおそ
れがある。

また１、この、種暖房機の多数同時運転によってピプク
負荷を招き送電系統に悪影響を及ぼすなどの問題もあり
□１．モータ、配線系の保護やピークカットの見地から
暖房機用電気配線に所定以上の大電流が流れるのを防止
するよ、う。

にしているのが普通である。

：′、か）る過電流抑制のための手段としては１．通常
パイ・メタル式の過電流リレーを使用して過電流により
過電流リレーを作動させて運転を停止するように七でい
るが１．、一般には自動復帰構造となっているので停止
、起動を頻繁に繰り返すものである。

、このとき、過電流、す、レーは作動特性のバラツキが
大きいことと１、周囲温度による影響が大きい；ど、１
．また、ぞイルの温度上昇に伴って電流値が低減しリレ
ーの作動が遅れる等の種々原因によ１って、保護機能が
万全とは云えない問題があった・ ′−ゝ ・□
・ ・□、 ・一方、過電流リレーが
作動すると自己保持回路によって運転停止を強制持続さ
せ、取扱者によるリセットを行わない限り再通電できな
いようにしたものも一部において提案されているが、コ
スト的に不利であり、取扱いが面倒であるなどの理由で
一般家庭用冷暖房機には余り利用されていないのが実状
である。

このように従来の保護装置が実用面での諸欠陥を有゛し
ている点に着目して、本考案はか）る従来の欠点を解消
し得る保護機能を備えた新規な冷暖房機を提供しようと
して威されたものであって、その特徴とするところは、
過大電流ｂ（起動電流などの過渡的に現れて異常に結び
付かないものであるか伺うかを判別して異常の場合には
暖房用補助電気ヒータをカットすることにより運転電流
の低減をはかり、さらに圧縮機用モータの過電流発生に
よる異常の場合には圧縮機も停止させて全停状態にし、
また、再運転時には冷凍回路の均圧が完了したところで
先ず圧縮機を起動し、しかる後、補助電気ヒータに通電
して、起動時の電流が極端に増加しないようにした構成
にある。

以下さらに本考案を添付図面にもとづいて詳細に説明す
る。

図は本考案冷・暖房機の電気回路を展開示したものであ
り、この冷・暖房機は図示しないが、圧縮機、四路切換
弁、室内側コイル減圧器、室外側コイルからなる可逆冷
凍サイクルと、この可逆冷凍サイクルに付設した暖房用
補助電気ヒータとからなっており、外気温低下時の暖房
運転の際には圧縮機用モータ１、送風用モータ２め運転
、・四路切換弁のソレノイド３非励磁による暖房サイク
ル側への操作ならびに補助電気ヒータ４への通電を運転
スイッチ５の操作により行わせて、暖房サイクルによる
冷媒のヒートポンプ作用と電気ヒータ４の発熱作用とで
能力のある暖房運転を行わせるようにしている。

。しかして上記電気回路は商用電圧が印加され
る電力回路と、低電圧が印加される電子回路とからなっ
ており、電力回路は前記両モータ１，２、ソレノイド３
、電気ヒータ４：、運転スイッチ５、圧縮機用電磁リレ
ー１０、電気ヒータ用電磁リレー１１、室温サーモ１２
なら□びに変圧器１３からなり、一方、電子回路は電流
検出回路６、起動補償回路７、過電流リレー回路８なら
びにヒータ停止回路９からなっている。

この電子回路が本考案の：要部をなすところであって、
各回路毎に逐次骨炭する。

（イ）電流検出回路６、 １ 冷・暖房機の綜合運転電流が流通する母線Ｗ中に介装し
た変流器１４によって該電流に比例した二次小電流を取
出し、これを直流に整流後、電流に比例した電位Ｅ□に
変換して、該電位Ｅ０と過負荷電流よりも小さい値の設
定電流に対応した基準電位Ｅ２とを演算増幅器９Ｐ□に
入力として印加せしめる如くした回路構成である。

この検出回路６は綜合運転電流が前記設定電流は対して
大か小かを判別して大であるときには演算増幅器ＯＰ１
から論理出力ｒＬＪを出し、逆に小であるときには論理
出力ｒ″Ｈ，を出すようになっている。

（ロ）起動補償回路７、 圧縮機用電磁リレー１０のコイル１０ｃ、トランジスタ
Ｔ２．Ｔ３と、ダイオードＤ８、コンデンサＣｔ２およ
び抵抗Ｒｔ２を要素とした充放電回路と、演算増幅器Ｏ
Ｐ３とから構成されていて、コイル１０Ｃと直列に接続
したトランジスタＬはダイオードＤ、を介したベース電
位が高くなると導通してコイル１０ｃに規定直流電圧を
印加するスイッチング素子として機能する。

一方、トランジスタＴ３はトランジスタＴ２が非導通の
場合（即ちコイル１０ｃが消磁状態のとき）に導通して
演算増幅器ＯＰ３の■入力電位を下げ、その論理出力を
’Ｌ、とすることによってダイオードＤ７を介、シトラ
ソジスタＴ２のベース電位を低下せしめてトランジスタ
Ｔ２の非導通状態を保持するようになっている。

前記演算増幅器ＯＰ３は抵抗Ｒ，，Ｒ，によって分圧さ
れた基準電位Ｅ４が■入力端子に、前記充放電回路の充
電４位Ｅ３がｅ入力端子に夫々印加されてＥ４＞ Ｅｓ
の場合に゛論理出力ｒＨＪが出されＥ４＜Ｅｓの場合に
論理出力１ＬＪが出され、この論理出力を逆方向に介設
したダイオードＤ２を経て、後述するヒータ停止回路９
の入力端に接続している。

前記充放電回路はトランジスタＴ３が非導通となると、
即ちトランジスタＴ２が導通してコイル１０ｃが励磁す
ると抵抗Ｒ１Ｒ３、ダイオードＤ８を介してコンデンサ
ＣＴ２に直ちに充電が威され、一方、トランジスタＴ３
が導通し、即ちトランジスタＴ２が非導通となることに
より、コイル１０Ｃが消磁すると、コンデンサＣＴ、の
充電々荷は抵抗Ｒｔ２によって徐々に放電し約３分間の
経時後、電位Ｅ３＜電位Ｅ、となって演算増幅器ＯＰ３
からは論理出力ｒ″ＨＪが出される。

以上違反た回路構成から明らがなように、起動補償回路
１はジイル１０εが消磁して圧縮機が停止すると演算増
幅ｍｐｓの論理出力を１ＬＪに転じると共に充放電回路
は放電を開始し、論理出力ｒ″ＬＪによってコイル１０
□Ｃの消磁は３分間強制保持された後、論理出力１″Ｈ
Ｊに転じること番こより、この強制保持は解かれもよう
に作動し、従うて３分間内に圧縮機運転指令が到来する
ことがあっても圧＃１機の起動は行われない。

なお□、充放電回路の放電時間を３分にしたのは、冷凍
回路が圧縮機停止後、約３分経過して高・低圧バランス
がとれるからであ□うで、この放電時定数は高・低圧の
バランスに要する時間を基準とし゛て設定すればよい。

□（ハ）過電流リレー回路８〜 トランジスタＴ１と、抵抗ＲｔＪ、 Ｒｔ４、コンデン
サＣｔ３およびダイオ−Ｉ−八を要素とする充放電回路
と、゛演算増幅器ＯＰ２とから構成されていて、トラン
ジスタＴ１は前記演算増幅器ＯＰ１の論理出力が１ＬＪ
で導通し、ｒ″Ｈ，で非導通となり、また後段の充放電
回路を“トランジスタＴ１が導通の場合に充電させ、非
導通の場合に放電させるよう機能する。

一方、演算増幅器ＯＰ２は充放電回路の充電４位Ｅ５が
ｅ入力端子は、基準電位Ｅ６が■入力端子に夫々印加さ
れる如くなっており、Ｅ５＜Ｅｅの場合に論理出力ｒ″
ＨＪを、Ｅｓ ＞ Ｅｅの場合に論理出力１ＬＪを夫々
発する。

しかして上記充放電回路は、トランジスタＴ１が導通す
ると、放電抵抗Ｒｔ、の■電位が高くなることからコン
デンサＣ１３は抵抗Ｒｔ３を介して充電され、約４秒経
過すると電位Ｅ５が電位Ｅ６に比して高くなって演算増
幅器ＯＰ２を論理出力１ＬＪに転じさせる一方、トラン
ジスタＴ１が非導通となるとコンデンサＣ１３め充電々
荷をダイオ、Ｌドへを経て放電抵抗Ｒｔ、に速やか比放
電するのでＥ５＜Ｅｅとなり、演算地幅器ＯＰ２は論理
出力を１ＨＪに転じさせるよう機能する。

なお、演算増幅器ＯＰ２の出力端はダイオードＤ６を介
して起動補償回路７の入力端に接続している。

上記構成になる過電流リレー回路８は次の如く作動する
。

、綜合運転電流が設定電流を超過して演算増幅器ＯＰ□
の論理出力を一１ＬＪ、゛に転じさせるとく トランジ
スタＴ１が導通ずる結果、：充放電回路は充電を開始し
、約４秒経過すると演算増幅ｆＰ２の論理出力が、′Ｈ
Ｊから′ｒＬＪに転じる。

′□かく七で綜合運転電流が４秒間持続すると、演算増
幅器ＯＰ２が論理出力１ＬＪを発するので、起動補償回
路・７の入力端即ちトランジスタＴ２のベースは零電位
にシフトダウンされて圧縮機を停止させるための信号を
出す。

一方、綜合運転電流が低下すると、直ちに演算増幅器Ｏ
Ｐ２は論理出力がｒ″ＨＪになって圧縮機停止指令は解
かれる。

なオミ充放電回路の充電時間を４秒としたのは、圧縮機
の起動時における過渡電流の持続する時間が４秒未満で
あるところから過渡電流によるハジヂング現象を回避す
るために設定、したタイミング時間であって綜合運転電
流の増加が異常によるものかどうかを判別する上に機能
するものである。

・・に）ヒータ停止
回路９、 トランジスタＴ、と、ヒータ用電磁リレー１１のコイル
ｌｌｃと、コンデンサＣＴ１．抵抗Ｒｔ１およびダイオ
ードＤ、。

を要素とする充放電回路と、トランジスタＴ５と、演算
増幅器ＯＰ、とから構成されていて、結線要領ならびに
基本的な作動態様については前記起動補償回路７と同じ
であり、たＳ゛充放電回路の放電時間を起動補償時間（
３分）、よりも長い数分程度例えば７分に設定した点が
異る。

このヒータ停止回路９の入力端即ちトランジスタＴ４め
ベースに接続したダイオードＤ、の順流側端子はダイオ
ードＤ□、Ｄ２を介して演算増幅器ＯＰ工の出力端、演
算増幅器ＯＰ３の出力端に夫々接続している。

・しかして上記回路９１１次の如く作動する。

即ち、トランジスタＴ４のベース電位が零電位にシフト
ダウンされない限り、コイルｌｌｃは励磁して電気ヒ〒
り４に通電される。

一方、演算増幅ＪＭｏＰ１あるいはＯ１２の論理出力が
１ＬＪに′なると、□換言するならば綜合運転電流が設
定値を超過した場合、あるいは圧縮機停止後３分間経過
するまでの間を通じて、トランジスタＴ４のベース電位
がシフトダウンされることから、コイル１１・Ｃは消磁
して電気ヒータ４は通電を解かれ、この状態は演算増幅
器ＯＰ４′ρ論理出力ｒ″ＬＪ／によって７分間強制的
に保持される。

なお、充放電時間を７分と、したのは起動補償時間（３
分）との間に時間差を持たせて）圧縮機が電気ヒータ４
に先行して駆動し１．、シかも両者が同時に駆動しない
ように考慮して、設定した時間であって、起動補償時間
よりも若干長い時間であれば７分に限定されない。

１．、・次に上記電気制御系を備えた
冷・暖房機の暖房運転について夢現する。

。（ａ） 通常運転時、 う−変流
器１４の一次側における電流が設定電流よりも少ないの
で演算増幅器ＯＰ１の論理出力は１ＨＪＳ、演算増幅器
ＯＰ２の論理出力は’Ｈ，＆なる。

また、ダイオードＤ２．Ｄ９を介してトランジスタＴ２
． Ｔ、がそれぞれ導通状態となり演算増幅器ＯＰ３．
ＯＰ４もまたｒＨＪどなる。

□・（ｂ） ピークカット運転時ζ
、綜合運転電流即ち変流器１４の一次側電
流が設定電流（例、２０Ａ）を超過すると、Ｅ□＞Ｅ２
→ＯＰ１． ’ＬＪ−＋ １１ ｃ、 ０ＦＦ−＋ １
１ ｃ、 ＯＦＦの７分間保持のようになり、電気ヒー
タ４．は非通電となり電気負荷軽減が自動的に威されて
７分間のピークカットが行われる。

、この場合、１１ Ｃ，ＯＦＦ
と同時に綜合運転電流が瞬時に減少して設定電流以下と
なるのが普通であり、従って演算増幅器ＯＰ２は出力が
ｒＨヨのままで圧縮機は運転を持続している。

なお、１１ Ｃ，ＯＦＦが行われてもなお綜合運転電流
が設定電流よりも大であれば、これは過電流状態である
ので後述する０項の作動で説明する通りとなる。

、。電気ヒータ４の再通電後、電流が設定電流を超える
と再び７分間のピークカットがなされる。

（Ｃ） 過電流による作動の場合、 圧縮機の拘束あるいは冷・暖房機の過負荷運転により、
電気ヒータ４非通電後４秒経過してもなお設定電流より
も大きい綜合運転電流が流れるような場合には、□
、 □ Ｅ□＞Ｅ２→ＯＰｉ ’ＬＪ→１１ ｃ、 ０ＦＦ−＋
６＞ Ｅｓ＋ｏｐ、、 ’Ｌ、 ＋ １０ ｃ、 ０Ｆ
Ｆ−＋ １−、ＯＣ，・０ＦＩ７は３分間保持→１０
Ｃ＊ ＯＮ→さらに４分都合７分経過してｌｌｃ、ＯＮ
のようになり、自動的に全停が行われ３分経過後圧縮機
が再起動し、異常がなければ４分遅れて電気ヒータ、４
に通電Ｓれる。

本考案は以上述べた如き構成および作用を有するもので
あって１．圧縮機、と暖房用補助電気ヒ７り４、とを備
えに冷４．・暖房欅であって、綜合運転電流１８が設定
電流！；対する大小Φ別を検出する電流検出回路、ｑと
、ＩＩＪｆｆｉ圧縮機が停止す、ると麩分程度の所定時
間中圧縮機の停止を強制保持する起動補償回路７と、電
流検出回路、苧が設定値を超える過大電流を検出したと
きに作動し、かつ圧縮機の起動電流持続時間に比し僅か
＆＝長い数秒程庫の短時間、前記過大電流が持続すると
前記圧縮機を強制停止すしめる過電流リレー回路８と、
前記電流検出回路６・が設定値を超える過大電流を検出
しなと、きに前記暖房用補助電気ヒータ４への通電を瞬
時的に解き、かつこの通電解除を起動補償回路７の前記
所定時間よりも長い数分程度の時間中強制保持するヒー
タ停止回路９とを電気制御系に備えた構成を特徴とする
も、のであって、下記の如５き効果を奏する。

。（イ）綜合運転電流が設定値を超えたときには補
助電気ヒ７夕４を停止させて圧縮冷凍サイクルのみによ
る暖房運転舎こ切換えるこ、と！こより電流を下げて電
力負荷の軽減をはかり、ピークカット運転を確実に行い
得るし、能力不足の問題はあるものの室温を余り・低下
させない暖房運転を持続し得る。

（ロ）締金運転電流の増加が圧縮機のロックに基づくな
ど異常状態によるものであるときは電気ヒータ４停電後
数秒程度で圧縮機を停止さするようにしているので圧縮
機に対する保護機能は万全である。

（ハ）□圧縮機停止後ρ再起動は起動補償回路７によっ
て数分程度遅延させて行わせるようにしているの、歌、
高・低圧のバランスがとれない一間に起、動して過大な
起動電流が流れる如き不都合は解消され、・圧縮機の保
護をはかり得ることはもとより、配電系統に電圧降下な
どの好ましぐない現象が起生ずるのを未然に防止し得る
。

に）起動時は圧、縮機を先ず駆動させ、しかる後、圧縮
機用モータ電流が安定してから電気ヒータ４に通電させ
るようにしているので、起動時の過渡電流の値を低く抑
えることが可能となる。

（ホ）綜合運転電流の検出時間を短時間例えばｆ秒間と
なし、圧縮機の停止時間を長時間例えば３分間となす制
御方式であるので通電率は１．７％程度で殆んど通電し
ないに等しく、従って安価にかつ確実にロック、過負荷
に対する圧縮機保護が可能となる。

以上の如く本考案は種々のすぐれた効果を奏して誠に有
用な冷・暖房機であり、特に家庭用小形機に実施して頗
る好適である。

【図面の簡単な説明】

図は本考案冷・暖房機に係る制御回路展開図である。 ４・・・・・・・・・暖房用補助電気ヒータ、６・・・
・・・・・・電流検出回路、７・・・・・・・・・起動
補償回路、８・・・・曲・過電流リレー回路、９・・・
・・・・・・ヒータ停止回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 圧縮機を含む可逆冷凍サイクルと、この可逆冷凍サイク
   ルに付設した暖房用補助電気ヒータ４とを備えた冷・暖
   房機であって、綜合運転電流が設定電流に対する大小の
   別を検出する電流検出回路６と、前記圧縮機が停止する
   と数分程度の所定時間中圧縮機の停止を強制保持する起
   動補償回路７と、□電流検出回路６が設定値を超える過
   大電流を検出したときに作動し、かつ圧縮機の起動電流
   持続時間に比し僅かに長い数秒程度の短時間持続すると
   前記圧縮機を強制停止せしめる過電流リレー回路８と、
   前記電流検出回路６が設定値を起える過大電流を検出し
   たときに前記暖房用補助電気ヒータ４への通電を瞬時的
   に解き、かつこの通電解除を起動補償回路７の前記所定
   時間よ、りも長い数分程度の時間中強制保持するヒータ
   停止回路９とを電気制御系に備えてなることを特徴とす
   る冷・暖房機。 ・ ・