JPS61231365A - エンジン駆動ヒ−トポンプの制御装置 - 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】 く技術分野〉 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
御するよ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ッチによってシ
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ッ
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、凍結防止制御によっである
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
ブロック図に明示するように、室内機の熱交換器ａ温度
を検出する手段すと、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、こや回転数判別手段ｄの超過判別出力に応答
して前記温度検出手段す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調
速機構ｇへ出力する回転数設定手段ｒとを備えた構成と
した。

く作用〉 上記構成によれば、基本的には凍結防止制御優先であっ
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った
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
略ブロック図が、第３図および第４図に制御フローチャ
トが示されている。

エンジンヒートポンプは、室外機ｌと室内機としての室
内熱交換機２とからなり、室外機ｌには、エンジン３、
これによっ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、膨張諸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、放熱用ファ、ン
、温冷水を室内機２に循環させやための送水ポンプ、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２には、冷暖房切り換えスイッチおよび温
度設定器等を備えたリモコンスイッチ５が接続されると
ともに、室内には室内温度センサ６が配備さ件、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に体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、スロットルパーをソレノイド等のアクチュエー
タで開度調節する形！に構成され、また、ディーゼルエ
ンジンの場合には、インジェクションポンプのコントロ
ールラックをアクチュエータで操作する形態が取られる
。

この臀−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ュ
ータ９を用いて行なわれや。マイクロコンピュータ９は
ＣＰＵ！０、ＲＯＭＩＩおよびＲＡＭ１２、ならびに入
出力０ボート１３を備えており、このマイクロコンピュ
ータ９と前記リモコンスイッチ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ュータ９を用いた室温制御動
作の全体を第３図のフローチャトを参照して経時的に説
明する。なお、以下に示す各ステップ符号に対応して第
３図中に同一の符号を記している。

（ｉ）　　温度センサ６で検出された室内温度Ｔ＋ａ（
’Ｃ）は、一定時間（この例では１分）ごとにサンプリ
ングされ、かっ、リモコンスイッチ５で設定された設定
温度Ｔｒ（”Ｃ）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。

（ｉｉ）　　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Ｔ１１との偏差
ｄＴ（”Ｃ）が演算される。

（ｉｉｉ）　　この偏差ｄＴに基づいて予めＲＯＭＩＩ
に記憶しであるマツプデータからエンジンの目標回転数
Ｎ　ｔ（ｒｐｍ）が割り出される。

（ｉｖ）凍結防止制御（後述） （ｖ）　　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ップ（ｖｉ
）へ移る。なお、ヒートポンプの停止はエンジン停止に
なる。

（ｖｉ）　　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Ｎ　ｒ（ｒｐｓ）が比
較される。

（ｖｉ）　　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
定回転弊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５０　ｒｐｍ）
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目標回転数Ｎｔ
が設定向ｉ数Ｎ・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。

（ｉｘ）　　このようにして、設定された設定回転数Ｎ
ｒが予め記憶しであるマツプデータと対比されて！子、
ガバナ設定電圧Ｖ　ｒ（ｖ）割り出される。

（’ｘ）　　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ャートが示され
、以下、これの動作を経時的に説明する。

、なお、以下に示す各ステップ符号に対応して第４図中
、に同一の符号を記している。

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。

（ｉｉ）　　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、温度センナ７で検出された室内機熱
交換器の温度Ｔｃ１ｎ（”Ｃ）が読み取られる。

（ｉｉｉ）　　このようにして読み取られた熱交換器温
度Ｔｃ１ｎと予め設寓されている凍結警告設定温度Ｔｃ
１ｎｒ（’Ｃ）とが比較され、検出熱交換器温度Ｔ　ｃ
ｉｎが設定温、度Ｔｃ１ｎｒ以上であって、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。

（ｉｖ）　　検出した熱交換器温度Ｔｃ１ｎが設定温度
Ｔｃ１ｎｒ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２００　ｒｐｍ）だけ下
げる。。

（Ｖ）　　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。

（ｖｌ）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Ｏにセッ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った。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明春する機能ブロック図、第２
図はその一実施例のブロック図、第３図は室温制御のメ
インルーチンを示すフローチャート、第４図は凍結防止
制御ルーチンのフローチャートである。 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・・・マイクロコンピュータ。 出願人　ヤンマーディーゼル株式会社 代理人　弁理士　　岡　１）和　秀 第１図 １１２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （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
   であって、 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。