JPS6220458B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ヒートポンプ式空気調和機の温度制
御方法に関し、特に冷房運転と暖房運転とを切り
換えた場合にも室内の所定位置での温度を同値と
し、温度調節の目安をたてやすくして快適な空気
調和の設定ができるようにすることを目的の一つ
とするものである。

一般に、セパレート型空気調和機の室内ユニツ
トは、第１図、第２図に示す如く取付けられてい
る。すなわち、同図において、ａは床より２ｍの
位置に据え付けられたヒートポンプ式空気調和機
の室内ユニツト、ｂは調和空気の吹き出し方向、
ｃは室内側空気の取り入れ口をそれぞれ示し、室
内の各曲線Ａ〜Ｉは同じ温度の部分を結んだ等温
線を示し、各※印の位置は通常の冷房運転時、暖
房運転時における使用者の位置を示す。この使用
者の位置はもちろん日常生活の一例の位置であ
る。

従来のヒートポンプ式空気調和機において、日
常使用する際、冷房運転から暖房運転へ切り換え
る時またはその逆の暖房運転から冷房運転へ切り
換える時には、温度調節器は再調節せずに前の運
転と同じ段階の温度調節によつてヒートポンプ式
空気調和機は運転を始めることになる。

従つて上記のように温度調節器の調整を同一に
した場合の冷房運転、暖房運転の温度分布は、冷
房運転では第１図、暖房運転では第２図のように
なる。

従来のヒートポンプ式空気調和機においては、
室内側熱交換器の室内側空気取り入れ口ｃの部分
に設置してある空気温度検知器による温度を室内
温度として各冷房暖房運転をしている。

しかるに、第１図および第２図によると、その
室内側空気取り入れ口の温度は冷房運転時、暖房
運転時ともにほぼ同様な温度であるために、その
他の場所での冷房時、暖房時の温度分布の差を補
正できず、冷房運転から暖房運転に切り換えた際
に暖かくならないといつた不快感を与えていた。

すなわち、使用者の位置を、仮りにヒートポン
プ式空気調和機を取り付けた壁から空気調和機正
面方向に２ｍ、床から50cmの位置の※印部とし、
風速を一定とすれば、その温度は、第１図の冷房
時では22.0℃、また第２図の暖房時では20.0℃で
あり、この２度の温度差により使用者は冷房から
暖房運転へ切り換えた時は寒さを感じ、またその
逆の暖房から冷房運転へ切り換えた時は熱さを感
じていた。そのため従来では使用者がその都度、
温度調節器を再調整しなければならず、使用者に
不快感を与えると共に面倒な調整作業を強いてい
た。

かかる欠点を解消するため、例えば実開昭51−
152858号公報に示されるように、温度補償用の抵
抗を温度検出抵抗素子の回路に設け、冷房、暖房
の切換えに応じてその抵抗を付加あるいは短絡し
て温度補償を行うことが知られている。ところ
が、かかる構造では、温度調節操作を行わずして
その設定ノツチに応じた快適冷房温度、快適暖房
温度は得られるが、例えば風速を切換えた場合の
ように冷房時は、あるノツチで快適温度が得ら
れ、暖房時ではそのノツチでは不十分となるよう
に、冷房時、暖房時とも同一で過ごせない場合が
生じると、すでに温度補償がなされているため、
そのノツチをどの程度設定し直せばよいか検討が
つけにくい欠点を有していた。

またかかる構造は、設定位置によつては冷房、
暖房ともに温度が同値となることも考えられる
が、これは送風速度が一定である場合のことであ
り、風速あるいは風量を変える操作を行えば、風
の到達距離が変わり、室内の定位置においては、
送風能力によつて温度が変化し、結局送風能力に
応じて再調整しなければならない欠点を有してい
る。

本発明は、上記の事実に鑑み、ヒートポンプ式
空気調和機において冷房運転と暖房運転の切換え
が行われてもかつ風速が制御されても室内の設定
位置においては設定温度が同一温度となるように
補正し、その後の温度設定の目安が容易に行える
ようにしたものである。

以下、本発明の一実施例について図面を参考に
詳述する。

第３図において、１は、温度制御の中枢をなす
マイクロコンピユータ、２は暖房運転を開始させ
る接点で、この接点２を＋側へ投入することによ
り暖房運転開始の信号がマイクロコンピユータ１
側の、入力ポートI₁より入力され暖房運転のプロ
グラムが実行され、運転が開始される。

３は温度調節器としての可変抵抗器、４は室内
側熱交換器の室内側空気取り入れ口に設置した負
特性を持つた空気温度検知器で、温度調節器３に
よる設定温度と空気温度検知器４によつて検知さ
れた室内空気の温度との合成出力がコンパレータ
５の入力側ａに電圧レベルによつて入力されてい
る。

６はマイクロコンピユータ１の出力ポートO₁
〜O₇に接続された抵抗群で、前記マイクロコン
ピユータ１の出力処理部とともに簡易A/Dコンバ
ータ回路を構成している。前記コンパレータ５の
入力側ｂには、前記簡易A/Dコンバータ回路の出
力が入力されている。

このコンパレータ５の温度制御信号の出力動作
は、以下のようになる。

すなわち、マイクロコンピユータ１の出力ポー
トO₁〜O₇には、第４図に示すように一定の時系
列的な規則性を持つ論理出力の組合せ、いわゆる
PLA信号が出力されている。したがつて、この
PLA信号と抵抗群６で形成される簡易A/Dコン
バータ回路の出力は、同図に示すように順次電圧
値（レベル）が上昇（あるいは下降）する階段状
の電圧タイミング波形となり、コンパレータ５の
入力側ｂには、この階段状の電圧タイミング波形
が周期的に印加されている。前記電圧タイミング
波形のそれぞれの電圧値は、温度調節器３に設定
された温度設定値との差温値として定義付けら
れ、換言すると簡易A/Dコンバータ回路の出力
は、例えば１度ごとに変動する−３度〜＋３度の
範囲（この範囲に限定されるものではない）で階
段状の電圧タイミング波形となる。

またコンパレータ５では、入力端子ａに入力し
た温度調節器３による設定温度と空気温度検知器
４による実際の室内空気の温度の合成による電圧
レベルと、入力側ｂに入力したマイクロコンピユ
ータ１からの上記温度差のサンプリングによる電
圧レベルとを比較し、それらが一致した時点で信
号を出力し、マイクロコンピユータがその時、出
力ポートO₁〜O₇から出力したいずれか一つの温
度差のサンプリングと実際の温度差が同様である
こと、つまり設定温度と実際の室内空気の温度と
の温度差は、その時マイクロコンピユータが指示
した値と同一である事を示す信号を出力する。

マイクロコンピユータ１ではこの信号を入力ポ
ートI₃より入力し、その時出力ポートO₁〜O₇よ
り出力した温度差のサンプルの値により暖房運転
を実行していくものである。

以上の動作が継続され、室内空気温度の変動に
追従してコンパレータ５より信号が出力される。

７は自動的に設定温度を調整するプログラムを
開始させるための接点であり、この接点７を＋側
へ投入すれば論理素子８，９を介して設定温度の
自動調整開始の信号は、マイクロコンピユータ１
の入力ポートI₂より入力されて、マイクロコンピ
ユータの処理により設定温度は自動的に調整され
るものである。

またこの設定温度の自動調整開始の信号は接点
２の暖房運転開始の信号との論理積を介している
ので冷房運転と暖房運転の切り換えによつて、設
定温度の自動調整の信号の切断および投入は、一
年中投入を継続していても自動的になされるもの
である。

なおC₁，C₂，C₃，C₄は各々コンデンサ、R₁〜
R₈は抵抗、D₁はダイオードである。またマイク
ロコンピユータ１の出力ポートO₈は圧縮機制御
信号を、出力ポートO₉は室外側フアン用モータ
制御用信号を、出力ポートO₁₀は室内側フアン用
モータの強弱（回転数）を切換える制御用信号を
それぞれ出力する。なお、マイクロコンピユータ
１、抵抗群６からなる簡易A/Dコンバータ回路及
びコンパレータ５により出力調整回路を構成し、
マイクロコンピユータ１はさらに圧縮機制御回路
も構成している。

以下、接点７を＋側へ投入し温度設定が自動的
に調整される過程を詳述する。ここで室内側フア
ン用モータは“強”と設定されていると仮定す
る。また第３図において通常の冷房および暖房運
転においては出力ポートO₄より出力する信号
を、設定温度と実際の検知温度との差がＯである
ことを示す信号と仮定する。そしてそれによる電
圧レベルが実際に取り付けた温度検出器４からの
検知温度と温度調節器３による設定温度との温度
差による電圧レベルと等しければコンパレータ５
からの入力により設定温度と実際の室内温度との
温度差を零とみなして運転を制御する。またもし
出力ポートO₃からの信号を出力した時、その電
圧レベルが一致してコンパレータ５からの入力が
あつた場合、設定温度と実際の室内温度との差を
＋１℃、つまり室内温度が設定温度よりも１℃高
温であると判断して冷房時ならば運転、暖房時な
らば停止とその空調機を制御する。また、もし出
力ポートO₅からの信号を出力した時、同様にコ
ンパレータからの入力があつた場合、室内温度が
設定温度よりも１℃低温であると判断して冷房時
ならば停止、暖房時ならば運転とその空調機を制
御する。

しかし接点７を投入し、設定温度の自動調整の
プログラムを実行した場合は、例えば第１図およ
び第２図の※印の位置では冷房運転と暖房運転で
は２℃の温度差があり、それをあらかじめプログ
ラム中に設定しておき、出力ポートO₂からの出
力信号を、設定温度と実際の検知温度との差が零
であることを示す信号とすることにより、以下上
述と同様に通常の設定温度よりも２℃高い設定温
度で制御が可能になる。

ところが、室内側フアン用モータが“弱”と設
定されている場合は、第１図および第２図の※印
の位置の温度は、室内側フアン用モータの風速が
“強”よりも弱まるため、室内の温度分布が悪く
なり、冷房時および暖房時の温度差は２℃よりも
さらに拡大する。

その場合、まずコンパレータ５による判定信号
が、マイクロコンピユータ１の入力ポートI₃に入
力され、室温の分布が変動したことを知らせる。

しかしながら、コンパレータ５の入力側ｂに入
力されている簡易A/Dコンバータ回路の階段状の
電圧タイミング波形は、周期的に出力されている
ため、コンパレータ５は直に設定温度と実際の検
知温度との差が零となる値を判定し、出力する。

ここで例えば出力ポートO₁からの出力信号
を、設定温度と実際の検知温度との差が零である
ことを示す信号とすることにより、設定温度より
も３℃高い設定温度で制御が可能となる。

上述のようにして、室内側フアン用モータの風
速制御に連動して出力する出力ポートを切換え、
設定との温度差を切換えて制御すれば、室内側フ
アンの風速による温度分布の悪化にもかかわら
ず、第１図、第２図の※印の位置の温度を一定に
保つことができる。

なお、暖房運転から冷房運転に切り換える場合
は接点２をアース側へ投入することによつてマイ
クロコンピユータ１の入力ポートI₂には信号が入
力されず、このプログラムは停止される。

したがつて、冷房運転と暖房運転を切換えたと
しても第１図、第２図の※印で示す定位置では、
その温度が同値となるように補正されているた
め、その後の温度設定の変更の目安がたてやす
く、使い勝手が向上する。また温度調節器に実際
の温度目盛を表示しておけば、その数値と※印で
示す定位置の温度と一致し、非常に使い勝手がよ
い。しかも、かかる制御は、室内側の吸込空気温
度を検出して設定温度と実際の検出温度の差が零
になるより制御するため、室内側送風機の風速が
増大あるいは減少しても※印で示す室内の定位置
では常に設定温度に保たれる。すなわち、室内側
送風機の風速が増大すればその到達距離は長くな
り、また風速が減少すればその到達距離は逆に短
くなる。そして室内の温度分布もそれにつれて変
化する。

しかし、マイクロコンピユータ１が、温度検知
器４の検出温度と設定温度の差が零となるように
制御するため、結果的に室内側送風機の風速が変
わつても室内の※印の位置での温度を設定値に保
つことができる。

上記実施例より明らかなように、本発明におけ
るヒートポンプ式空気調和機の温度制御方法は、
ヒートポンプ式空気調和機の運転状態を冷房運転
と暖房運転とに切り換えるスイツチと、室内空気
温度を検出しその検出温度に応じた大きさの出力
を出す温度検出器と、室内温度を可変設定する温
度調節器と、前記スイツチにより冷房運転から暖
房運転に切換えたときに前記温度検出器からの出
力を所定温度分だけ調整する出力調整回路と、こ
の調整回路からの信号に応じて圧縮機制御信号を
出力する圧縮機制御回路を具備し、さらに前記出
力調整回路を、マイクロコンピユータおよびこの
マイクロコンピユータの出力ポートに接続された
抵抗群からなる簡易A/Dコンバータ回路と、この
簡易A/Dコンバータ回路の出力と、前記温度検出
器および温度調節器の合成出力を比較し、その結
果を前記マイクロコンピユータに出力する電圧比
較器とより構成し、前記出力調整回路により、前
記温度検出器の検出温度と温度調節器の設定温度
の差が零となるよう室内温度を制御して室内の所
定位置の温度が冷房、暖房ともに同値となるよう
に制御したもので、設定温度を冷房から暖房に切
り換えたときに適正温度分を自動的に調整するこ
とによつて、暖房に適した設定温度に調整するよ
うにしているため、暖房運転時の温度分布も、そ
の調整温度だけ拡大されることになり、使用者に
対して冷房運転時はもちろんのこと、暖房運転時
にも適切な温度制御を施した調和空気が提供で
き、使用者に不快感を与えることがなく、また冷
房と暖房を切換えした場合においてもその都度温
度調節操作をする必要がなく、さらに温度調節操
作を要する場合でも、その室内温度が同温度に補
正されているため、変更操作程度の目安がたてや
すく、使い勝手が向上し、さらに温度検出器の検
出温度と温度調節器の設定温度の差が零となるよ
う室内温度を制御しているため、室内送風機の風
速が増減されて室内の温度分布が変化しても室内
の設定位置の温度を常に設定温度に保つことがで
き、冷房効果、暖房効果の過剰あるいは不足とい
つた不快感を与えることもなく、快適性が保たれ
るなど、種々の利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ冷房時、暖房時
における空調空間の垂直温度分布図、第３図は本
発明の一実施例におけるヒートポンプ式空気調和
機の温度制御装置を示す電気回路図、第４図は同
温度制御装置における簡易A/Dコンバータ回路の
出力状態を示す出力波形図である。 １…マイクロコンピユータ、２…接点（スイツ
チ）、３…温度調節器、４…空気温度検知器、５
…コンパレータ、６…抵抗群、O₁〜O₇…出力ポ
ート、O₈…圧縮機制御用の出力ポート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ヒートポンプ式空気調和機の運転状態を冷房
   運転と暖房運転とに切り換えるスイツチと、室内
   空気温度を検出しその検出温度に応じた大きさの
   出力を出す温度検出器と、室内温度を可変設定す
   る温度調節器と、前記スイツチにより冷房運転か
   ら暖房運転に切換えたときに前記温度調節器によ
   る設定温度と前記温度検出器によつて検知された
   室内空気の温度との合成出力を入力として所定温
   度分だけ出力信号を調整する出力調整回路と、こ
   の調整回路からの出力信号に応じて圧縮機制御信
   号を出力する圧縮機制御回路を具備し、さらに前
   記出力調整回路を、マイクロコンピユータおよび
   このマイクロコンピユータの出力ポートに接続さ
   れた抵抗群からなる簡易A/Dコンバータ回路と、
   この簡易A/Dコンバータ回路の出力と、前記温度
   検出器および温度調節器の合成出力を比較し、そ
   の結果を前記マイクロコンピユータに出力する電
   圧比較器とより構成し、前記出力調整回路によ
   り、前記温度検出器の検出温度と温度調整器の設
   定温度の差が零となるよう室内温度を制御して室
   内の所定位置の温度が冷房、暖房ともに同値とな
   るように制御したヒートポンプ式空気調和機の温
   度制御方法。