JPS613941A - 空気調和機の制御方法 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明はヒートポンプサイクルと補助熱源用の電気ヒー
タとで被調和室の暖房が行なえる空気調和機の制御に係
り、特に空気調和機の運転停止時に被調和室の室温が所
定値以下となった場合に電気ヒータによる加温を行なう
制御方法に関するものである。

（ロ）従来技術 一般に従来の空気調和機の制御方法としては特公昭５５
−４７２９１号公報に記載されているようなものがあっ
た。この公報には、ヒートポンプサイクルを有する空気
調和機に、補助熱源用の電気ヒータを設け、外気温度が
低下してヒートポンプサイクルの能力が充分に得られな
い時に電気ヒータを通電して暖房能力の不足を補ってい
るものであったが、例えば外出時や夜間などで空気調和
機の運転を停止している時に、外気温度の低下に伴って
被調和室の室温が低下しても空気調和機は停止状態のま
まであり、場合によってはドアや窓の凍結または水道管
の凍結による破損などが生じもことがあった。

（ハ）発明の目的 斯る問題点に鑑み、本発明は空気調和機が停止状態でも
被調和室の室温が低下した時には自動的に被調和室の補
助加熱が開始されるようにした制御方法を提供するもの
である。

に）発明の構成 本発明の空気調和機の制御方法は圧縮機、凝縮器、減圧
装置、蒸発器を順次冷媒配管で環状に接続して構成した
ヒートポンプサイクルを有する空気調和機において、凝
縮器に補助熱源用の電気ヒータを設け、空気調和機の運
転停止時に被調和室の室温が所定値以下となった場合に
電気ヒータによる加温運転を行なうよ５Ｋして、空気調
和機の運転停止時に被調和室の室温が低下した時に電気
ヒータによる暖房運転が自動的に行なえるようにしたも
のである。

（ホ）実施例 以下、本発明の実施例を第１図乃至第８図に基づいて説
明すると、先づ第１図は本発明の実施例を示す冷媒回路
図であり、圧縮機（１）、四方弁（２）、室内側熱交換
器（３）、液溜り（４）、減圧装置（５）、（６）、室
外側熱交換器（７）を冷媒配管で環状に接続して冷凍サ
イクルを構成している。尚、（８）は点線の方向（冷房
運転時）に冷媒が流れる時にのみ冷媒が通る逆上弁であ
る。また（９）、（ト）は第１、第２電気ヒータであり
、夫々２ＫＷ、３ＫＷである。α力は室内側熱交換器（
３）用の送風機（クロスフローファン）、（２）は室外
側熱交換器（７）用の送風機（プロペラファン）である
。

この図において、四方弁（２）が図示する位置にあれば
、圧縮機（１）からの吐出冷媒が実線矢印の方向に流れ
て夫々室内側熱交換器（３）が凝縮器、室外側熱交換器
（７）が蒸発器に作用して暖房運転が行なわれる。また
四方弁（２）が図示する位置と反対の位置に切換れば、
圧縮機（１）からの吐出冷媒が点線矢印の方向に流れて
夫々室内側熱交換器（３）が蒸発器、室外側熱交換器（
７）が凝縮器として作用して冷房運転が行なわれる。

第２図、第３図は第１図に示す冷凍サイクルの運転制御
に用いる電気回路図であり、第２図、第３図間は■、■
で接続されている。さらに第１図と同一構成要素である
圧縮機（１）、四方弁（２）、第１電気ヒータ（９）、
第２電気ヒータαＱ、室内側の送風機（ロ）、室外側の
送風機（２）は同一符号な付しである。

尚、送風機αηは強（Ｈ）、中（Ｍ）、弱（Ｌ）に風速
が切換え可能であり、送風機（２）は強（Ｈ）、弱（Ｌ
）に風速が切換え可能である。

第２図及び第３図において、０はマイクロプロセッサで
あり、以下の周辺回路と共に動作する。

尚このマイクロプロセッサ（２）の動作の詳細は後記す
る。α４は電源回路であり、整流素子ａＱ、平滑コンデ
ンサａ０、α力、ツェナーダイオード（へ）、パワート
ランジスタＱ東常閉接片翰、電源投入時にマイクロプロ
セッサ側の端子（ＩＮＩＴ）にリセットをかける比較器
Φ力、■Ａｏより低い値の定電圧（ｖ、ｍｒ）を供給す
るバッファ（イ）などから構成されている。

尚、端子（■ＤＤ）は負電源端子である。翰は遠隔制御
盤であり、手動スイッチ（財）及び切換スイッチ（ハ）
を空気調和機の本体から分離して設けるものである。尚
、切換スイッチ（ハ）は接片の切換る端子囚、（至）、
（Ｑを有し、端子（２）を中立端子とすると、接片を端
子囚に切換えた場合、接片は端子■に自動復帰し、端子
（ト）、（０間は手動切換えができるものである。また
、手動スイッチ（財）は温度設定幅を変更するもの、切
換スイッチ（イ）は空気調和機の運転を停止させるもの
であり、３本の配線で分離されている。輪、翰は発光素
子であり、手動スイッチ（ハ）、切換スイッチ（２）を
操作した時に点灯する。（至）、翰はリレーであり、夫
々常閉接片翰、常開接片（至）を有している。（ロ）乃
至節はバッファ（至）を介してマイクロプロセッサ（至
）の端子（Ｄ６）乃至（ＤＩ　２　）から与えられる信
号で動作するリレーであり、夫々順に常開接片翰、常開
接片に）、常開接片ゆ、切換接片に）、輪、切換接片■
、に）、常開接片−１常開液片（ロ）を有している。輪
は急速暖房スイッチであり、リレー（ロ）、■をマイク
ロプロセッサ（至）の出力にかかわらず通電状態とする
ものである。尚、（６）、輪は誤動作防止用のダイオー
ドである。

６１）乃至□□□、１７）はマイクロプロセッサ（２）
の端子囚署端子（Ｄ３）乃至（Ｄ５）、（ＤＩ　５　）
の間に接続された温度センサ（負特性サーミスタなど）
であり、夫々順に被調和室内の室温検出用、室内側熱交
換器（３）の温度検出用、室外側熱交換器（７）の温度
検出用、室外の外気温検出用である。ｆ５４）は温度設
定用のスライドスイッチであり、マイクロプロセッサ（
２）の端子（Ｄｌ）に出力がある時に端子（Ｋ１）乃至
（Ｋ４）でスキャンを行ない設定値を読み込むものであ
る。尚、６９乃至６枠は誤読込み防止用のダイオードで
ある。６４言送風機αカの風速を設定するスライドスイ
ッチであり、マイクロプロセッサα→の端子（Ｄｏ）に
出力がある時に端子（Ｋ１）乃至（Ｋ４）でスキャンを
行ない設定値を読み込むものである。尚、−１旬は誤読
込み防止用のダイオードである。１２、岐は夫々運転・
停止スイッチ、及び暖房運転・冷房運転の選択スイッチ
である。尚、−１岐は誤読込み防止用のダイオード、（
６（１９は手動スイッチである。また、第２図、第３図
に示したリレー接片の状態は全てリレーが非通電の時の
ものを示しである。

次に第４図、第６図はマイクロプロセンサ（至）の動作
を表わすフローチャート図であり、以下のようになって
いる。但し、このフローチャート図は空気調和機の一部
の動作な表わしたものであり、全ての動作を示すもので
はない。先づ、冷房運転、（暖房運転の選択スイッチ關
を暖房運転としている場合には、６リセツト＆スタート
”処理を行なう。

これは電源投入などによるスタート処理であり、処理を
行い空気調和機は停止状態に維持される。

尚、リレー翰が通電されて常閉接片翰が開いた時にも、
このようにリセットされ空気調和機は停止状態になる。

次に運転スイッチ鏝が押圧されて運転が開始した時には
電気ヒータ（９）（２ＫＷ）な通電して暖房運転の立ち
上りに改善している。

次にスイッチ−がＯＮか否かを判断し、スイッチ缶がＯ
Ｎで、かつ空気調和機が運転中でない（停止状態）皮時
に、被調和室内の室温（Ｔｉｎ）がＴｉｎ≦Ｔｏ（＝３
．５度）”となれば電気ヒータ（イ）め通電を開始し“
Ｔｉｎ≧’Ｌ（＝５．５度）″に上昇するまでの間電気
ヒータ（ト）の通電を維持する。尚、Ｔ、、Ｔ、の値は
これに限るものではなく、周囲の条件に合わせて任意に
設定してもよい。この時、Ｔｔ　＞　’ｒｏ”として適
当なディファレンシャル幅を設定する必要がある。

次にスイッチ缶がＯＦＦもしくは、空気調和機が運転中
ならば、スライドスイッチ（ロ）で設定された室温設定
値（Ｔｌｌ）を読み込む、この時リレー翰の常開接片に
）がＯＮならばＴ、の値を第５図の変換図を用いて’ｒ
、　＝　Ｆ　（Ｔｓ）”に変換した後の値を、また常開
接片（至）がＯＦＦならばＴ、の値を直接記憶し、この
値（Ｔ、）に基づいて圧縮機（１）、電気ヒータ（９）
、（ト）の運転または通電を制御する。すなわち外気温
（Ｔｏｕｔ）が’　Ｔｏｕｔ　４　Ｔ２　（＝−１，６
７度）”ならば圧縮機（１）によるヒートポンプ運転と
電気ヒータ（９）とによる暖房運転が行なわれる。”Ｔ
ｏｕｔ≧Ｔｔ′でないならば圧縮機（１）を停止状態に
維持し、かつ電気ヒータ（９）、αＱによる暖房運転の
みが行なわれる。この時、特に電気ヒータ（９）は室温
（Ｔｉｎ）がＴｉｎ≦Ｔ、−１”で通電が開始され”Ｔ
ｉｎ≧ＴＩｌ″になって通電が遮断されるディファレン
シャルを有している。尚、圧縮機（１）の０Ｎ−ＯＦＦ
によるチャタリングを防止するため、この０Ｎ−ＯＦＦ
が切換る状態となる温度にディファレンシャルを設けて
もよい。

以上の説明において、圧縮機（１）、電気ヒータ（９）
、（イ）の運転もしくは通電は、実際にはマイクロプロ
セッサ翰の端子（Ｄ８）、（Ｄｉ　１　）、（Ｄｉ２）
の出力がアースレベルになってリレー（至）、（至）、
（ロ）が通電されて、その常開接片（ロ）、−１θカを
閉じることによって行なわれるものである。さらに圧縮
機（１）、電気ヒータ（９）、（転）は一度ＯＮ状態と
なると、ＯＦＦ状態を設定するまでＯＮ状態は維持され
るものである。

次に四方弁（２）が第１図の状態と逆に切換った冷房運
転時には、運転が開始されると、先づスライドスイッチ
（財）で設定された室温設定値（Ｔ、）を読み込む、こ
の時リレー翰の常開接片に）がＯＮならばＴｌｌの値を
第７図の変換図を用いてＴ、＝Ｇ−（’ｒ、）”に変換
した後の値をまた常開接片頓がＯＦＦならばＴＩ！の値
を直接記憶し、この値（Ｔ、）に基づいて圧縮機（１）
の運転がＴｉｎ≧Ｔ８”でＯＮ状態となり、’Ｔｉｎ（
Ｔ、”でＯＦＦ状態となる運転を行なう。この時、圧縮
機（１）の０Ｎ−ＯＦＦが切換る温度にディファレンシ
ャルを設けて圧縮機（１）の０Ｎ−ＯＦＦのチャタリン
グを防止するようにしても良いものである。

第３図は第２図の端子の、■で接続される電力部の電気
回路図であり、図中側はパワートランス、（６引マサー
ジ吸収用のバリスタ、σ０乃至υ２は夫々保護用の電流
ヒユーズまたは温度ヒユーズ、σ４家空気調和機のメイ
ンスイッチ、σ倍マ交流の商用電源である。他の構成要
素は上記の説明と同一なため省略する。

以上のように構成された空気調和機を運転する場合、外
気温度（Ｔｏｕｔ）と室内温度（Ｔｉｎ）とによって第
８図に示すような状態で運転が行なわれる。

外気温（Ｔｏｕｔ）が”　Ｔｏｌｌｊ　４’ｆ、”なら
ば圧縮機（１）がＯＦＦとなり電気ヒータ（９）、（２
）による暖房運転が行なわれる。この後″Ｔｏｕｔ≦Ｔ
、？ｌ　のままで室温（Ｔｉｎ）が上昇し°’Ｔｉｎ≧
Ｔ、″となると電気ヒータ（９）、（ト）がＯＦ　Ｆ状
態となる。以下″Ｔｏｕｔ　）　Ｔ２”となるまで電気
ヒータ（９）、（イ）による暖房運転が行なわれる。こ
のように、外気温度が低く冷凍サイ（クルによる充分な
ヒートポンプ運転が維持できない時にはヒートポンプ運
転を停止し、外気温度（Ｔ　ｏｕｔ　）が上昇してＴｏ
ｕｔ　＞　Ｔ２”となればヒートポンプ運転による暖房
運転が充分に行なえるため、圧縮機（１）の運転と電気
ヒータ（９）の通電による暖房運転に切換るものである
。

また、空気調和機の運転が行なわれていない時に、外気
温度（Ｔｏｕｔ）の低下に伴って被調和室内の温度（Ｔ
ｉｎ）が低下しＴｉＨ４Ｔ’１１″゛でかつスイッチ輸
がＯＮ状態となっていれば、自動的に電気ヒータ（ト）
が通電されて、Ｔｉｎ≧Ｔ１”となるまで暖房運転が行
なわれる。これで、被調和案内の温度低下による水道の
凍結やドアの凍結を防止することができるものである。

さらに空気調和機の本体より分離した遠隔操作盤（イ）
の手動スイッチ（ハ）を離れた所で操作すれば、リレー
翰が通電されて常開接片（至）な閉じると同時に発光素
チーが点灯する。常開接片（至）が閉じれば第４図のフ
ローチャート図に基づいて室温の設定値（Ｔ、）を’　
Ｔ、　”　Ｆ　（Ｔｓ　）″と変換する。すなわち室温
設定値（’ｒＩＩ）の設定範囲を１６≦’Ｉ’、　４２
７　”から１９４Ｔ、４２４”に変更して暖め過ぎ又は
能力不足のない暖房運転が行なえるものである。

また切換スイッチ（２）を操作すればリレー翰が通電さ
れて常閉接片翰を開き、マイクロプロセッサ（至）への
電源供給を遮断する。再び電源が供給された時には、マ
イクロプロセッサ（至）は第４図のフローチャートに基
づいて６リセツト＆スタート”９の処理が行なわれる。

すなわちマイクロプロセッサ（至）はりセット６され、
空気調和機が停止状態となるものである。

尚、暖房運転時における除霜運転は室外側熱交換器（７
）の温度を温度センサ１５３１で検出して、この室外側
熱交換器（７）の温度変化が一定条件となった時に除霜
を開始する一般的な方法を用いており、同じく除霜終了
時の冷風防止に関しても室内側熱交換器（３）の温度に
基づいて送風機Ｑｌ）を一定時間停止させる一般的な方
法を用いている。また送風機（ロ）、（２）の制御に関
してはスライドスイッチ５９の設定値、もしくは圧縮機
（１）、電気ヒータ（９）、勾の状態に基づいて行なわ
れるものである。

（へ）発明の効果 以上のように本発明は圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発
器を順次冷媒配管で環状に接続して構成したヒートポン
プサイクルを有する空気調和機において、凝縮器に補助
熱源用の電気ヒータを設け、空気調和機の運転停止時に
被調和室の室温が所定値以下となった場合に電気ヒータ
による加温もしくは加熱運転を行なうようにしたので、
空気調和機の運転停止に被調和室の室温が低下しても自
動的に電気ヒータによる加温もしくは加熱が行なわれ、
室温の低下で生じるドアや窓の凍結または水道管の凍結
による破損などを防止することができる。さらにスイッ
チを設は所定値の切換えを行なえば、被調和室の条件に
見合った最低室温の維持が行なわれ無駄な運転を省くよ
うにすることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例な用いる空気調和機の概略図、
第２図は第１図に示した空気調和機の制御に用いる電気
回路図、第３図は同じく第１図に示した空気調和機の制
御に用いる電気回路図、第４図は第２図に示したマイク
ロプロセッサの暖房運転時の動作を示すフローチャート
図、第５図はＴ、ｌ　とＦ（Ｔ、）との関係を示す変換
図、第６図は第２図に示ｔ７たマイクロプロセッサの冷
房運転時の動作を示すフローチャート図、第７図はＴ、
とＧ（Ｔ、　）との関係を示す変換図、第８図は本発明
の実施例を用いた場合の圧縮機、第１、第２電気ヒータ
の運転もしくは通電状態を示す説明図である。 （１）・・・圧縮機、　（３）・・・室内側熱交換器、
　（５）、（６）・・・減圧装置、　（７）・・・室外
側熱交換器、　（９）・・・第１電気ヒータ、　（ト）
・・・第２電気ヒータ。 出願人　三洋電機株式会社　外１名 代理人　弁理士　佐　野　靜　夫 ■　　Ｏ １１５図 第７図 一一↑−−＋　　７ａｕｔ Ｔ！

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を順次冷媒配
   管で環状に接続して構成したヒートポンプサイクルを有
   する空気調和機において、凝縮器に補助熱源用の電気ヒ
   ータを設け、空気調和機の運転停止時に被調和室の室温
   が所定値以下となった場合に電気ヒータによる被調和室
   の加温又は加熱を行なうようにしたことを特徴とする空
   気調和機の制御方法。