JPS5934255B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は圧縮機を主体とするヒートポンプ式冷凍サイ
クルを備えた空気調和機に関する。

一般に、この種の空気調和機にあっては、暖房運転時、
室外熱交換器の着霜による暖房機能の低下を防ぐため、
その室外熱交換器に対して定期的あるいは必要に応じて
除霜運転を行うようにしている。

しかして、このような空気調和機においては、室内熱交
換器の温度と室内温度との差の変化によって室外熱交換
器の着霜状態を検知するようにしたものがある。

すなわち、これは、室内熱交換器の温度変化に基づく室
外熱交換器の着霜状態検知を室内温度変化の影響を受け
ることなく確実に行い得るものである。

しかしながら、この場合、室内熱交換器の温度は、室内
送風機の動作に基づく室内空気の循環量にも影響を受け
るという問題があり、たとえば室内熱交換器に対する室
内空気の循環量が少ければこれに伴って室内熱交換器の
温度が上昇し、このため室外熱交換器に対する除霜運転
が必要であるにもかかわらず除霜運転が開始されないと
いう不都合を生じてしまう。

この発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、室内熱交換器の温度変化に基
づく室外熱交換器の着霜状態検知を室内温度変化並びに
その室内熱交換器に対する室内空気の循環量の影響を受
けることなく確実に行うことができ、これにより室外熱
交換器に対する適確な除霜運転を行うことができる実用
性に優れた空気調和機を提供するものである。

以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図において、圧縮機１、四方切換弁２、室外熱交換
器３、キャピラリチューブ４および室内熱交換器５が順
次連通することによりヒートポンプ式冷凍サイクルが構
成されている。

この場合、冷房運転時は図示実線矢印の方向に冷媒が流
れ、暖房運転時には四方切換弁２が切換ねることにより
図示破線矢印の方向に冷媒が流れるようになっている。

しかして、上記圧縮機１、四方切換弁２、室外熱交換器
３、キャピラリチューブ４およびその室外熱交換器３に
対して室外空気を循環させるための室外送風機６によっ
て室外ユニットＡが構成されている。

また、上記室内熱交換器５およびこの室内熱交換器５に
対して室内空気を循環させるための室内送風機７によっ
て室内ユニットＢが構成されている。

そして、この室内ユニットＢには、タイマ機能および温
度調節機能などがプログラムされたマイクロコンピュー
タ（以下、マイコンと略称する）を有する運転制御部（
図示していない）が設けられている。

第２図は制御回路である。

まず、１０は室内ユニットＢに設けられている運転制御
部である。

この運転制御部１０は、マイコンとその周辺回路とから
なる主制御部１１、この主制御部１１からの指令に応動
する送風スイッチ１２、風量調節スイッチ１３，１４，
１５、暖房運転スイッチ１６、運転スイッチ１１および
室外送風機用スイッチ１８より構成されている。

そして、上記主制御部１１には、前記室内熱交換器５に
取付けられその室内熱交換器５の温度を検知する感温素
子たとえばサーミスタ２０、および室内温度を検知する
感温素子たとえばサーミスタ２１がそれぞれ接続されて
いる。

また、主制御部１１には、いわゆるリモートコントロー
ル式の運転操作ユニット２２からの運転指令情報が供給
されるようになっている。

しかして、交流電源３０の一端には、上記スイッチ１２
，１３，１４，１５を介して前記室内送風機７の送風用
モータ７１の一端が接続され、この送風用モータ７１の
他端は電源３０の他端に接続されている。

さらに、電源３０の一端には上記スイッチ１６および端
子板３１における端子■を直列に介して前記四方切換弁
２の一端が接続され、この四方切換弁２の他端は端子板
３１における端子■を介して電源３０の他端に接続され
ている。

また、電源３０の一端には上記スイッチ１７゜１８、端
子板３１における端子■および室外サーモスイッチ３２
を介して前記室外送風機６の送風用モータ６１の一端が
接続され、この送風用モータ６１の他端は上記端子■を
介して電源３０の他端に接続されている。

そして、さらに、上記スイッチ１７とスイッチ１８との
接続点には端子板３１における端子■、オーバロードリ
レー３３、運転コンデンサＲＣ１起動コンデンサＳＣお
よびスタータ３４を介して前記圧縮機１を駆動するため
の圧縮機モータ１、の一端が接続され、この圧縮機モー
タ１、の他端は上記端子■を介して電源３０の他端に接
続されている。

第３図は上記主制御部１１における主要回路である。

すなわち、前記サーミスタ２０、温度補正回路４０およ
び抵抗５０の直列体に直流電圧■が供給されるようにな
っている。

しかして、上記温度補正回路４０と抵抗５０との接続点
ａに前記室内熱交換器５の温度に応じて変化する電圧が
得られるようになっている。

ここで、上記温度補正回路４０は、前記スイッチ１３，
１４，１５にそれぞれ応動するスイッチ１３１．１４０
．１５、および抵抗４１．４２，４３（抵抗４１〈抵抗
４２〈抵抗４３）よりなるもので、前記送風用モータ１
１の速度つまり室内熱交換器５に対する室内空気の循環
量に応じて接続点ａの電圧を変化せしめるようになって
いる。

そして、接続点ａの電圧は入力抵抗Ｒ１、帰還抵抗Ｒ２
および演算増幅回路５１よりなる負帰還増幅回路５２に
供給され、この負帰還増幅回路５２の出力は入力抵抗Ｒ
３、帰還抵抗Ｒ４および演算増幅器５３よりなる負帰還
差動増幅回路５４の反転入力端（−）に供給されるよう
になっている。

−力、前記サーミスタ２１と抵抗６０との接続点すの電
圧は入力抵抗Ｒ５、帰還抵抗Ｒ６および演算増幅器６１
よりなる負帰還増幅回路６２に供給され、この負帰還増
幅回路６２の出力は上記差動増幅回路５４の非反転入力
端（＋）に供給されるようになっている。

こうして、差動増幅回路５４から室内熱交換器５の補正
温度と室内温度との差に対応する電圧が得られるように
なっている。

そして、この差動増幅回路５４の出力は、比較回路７０
の反転入力端（−）に供給されるとともに、ピークホー
ルド回路７１に供給されるようになっている。

このピークホールド回路７１は、上記差動増幅回路５４
の出力電圧の最大値に相当する電圧を出力するものであ
る。

しかして、ピークホールド回路１１の出力は抵抗Ｒａと
抵抗Ｒｂとの直列体に供給されるようになっており、そ
の抵抗Ｒａと抵抗Ｒｂとの接続点Ｃに得られる電圧は上
記比較回路１０の非反転入力端（＋）に供給されるよう
になっている。

こうして、比較回路７０は、差動増幅回路５４から出力
される電圧が接続点Ｃの電圧よりも小さくなったとき論
理ゝ １“信号を出力するようになっている。

つまり、室内熱交換器５の補正温度と室内温度との差に
対応する電圧がその最大値よりも一定値低下したとき、
比較回路１０から論理１１“信号が出力されるようにな
っている。

そして、この比較回路１０の出力は、ゲート回路たとえ
ばアンド回路１２の一力の入力端に供給されるようにな
っている。

さらに、アンド回路Ｔ２の他力の入力端には、クイムセ
ーフ回路１３の出力が供給されるようになつている。

このタイムセーフ回路１３は、暖房運転が開始されてか
ら一定時間後に論理１１“信号を出力するもので、運転
開始時の不安定状態における運転制御の誤動作を防止す
るためのものである。

したがって、タイムセーフ回路１３から論理１１“信号
が出力されているとき、つまり暖房運転がすでに安定状
態に入っているとき、比較回路７０から論理″′ｌ“信
号が出力されると、アンド回路７２から論理１１“信号
が出力されるようになっている。

ここで、アンド回路Ｔ２から出力される論理ゝ１“信号
は除霜開始信号となるもので、マイコンに供給されるよ
うになっている。

次に、上記のような構成において動作を説明する。

この場合、第４図ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅを参照しながら説
明する。

いま、運転制御部１０に対して暖房運転が設定されると
、主ＩＩＪｔ１部１１の指令に基づくスイッチ１２，１
６，１７，１８のオンによって送風用モータ７１、四方
切換弁２、送風用モークロ、および圧縮機モータ１１が
それぞれ動作する。

すると、圧縮機１から吐出される冷媒は、四方切換弁２
が切換わっていることにより室内熱交換器５、キャピラ
リチューブ４および室外熱交換器３へと順次流れ、暖房
サイクルが形成される。

さらに、室外送風機６の動作により室外熱交換器３に対
して室外空気が循環し、その室外熱交換器３における蒸
発作用によって室外空気から熱がくみ上げられる。

また、室内送風機Ｉの動作により室内熱交換器５に対し
て室内空気が循環し、その室内熱交換器５における凝縮
作用によって上記室外熱交換器３でくみ上げられた熱が
室内空気に放出される。

つまり、暖房運転の実施となる。こうして、暖房運転が
実施されると、室外熱交換器３の表面に付着する水滴が
その室外熱交換器３の温度低下に伴って徐々に霜となる
。

そして、このとき、室外熱交換器３における着霜の進行
に応じて室内熱交換器５の温度が次第に低下するように
なる。

しかして、室内熱交換器５の温度はサーミスタ２０で検
知されており、このサーミスタ２０の抵抗値変化に応じ
て接続点ａの電圧が決定される。

ところで、この場合、主制御部１１の指令によってスイ
ッチ１３がオンしているものとすれば、送風用モータ１
、は低速度りで動作しており、これにより室内熱交換器
５に対する室内空気の循環量はその送風用モータ７１が
高速度Ｈで動作しているときよりも少ない状態となる。

そこで、スイッチ１３のオンに連動して温度補正回路４
０におけるスイッチ１３、がオンしており、サーミスタ
２０に対して抵抗４２が投入される。

すなわち、これは、送風用モータ７□が高速度Ｈで動作
しているときの室内熱交換器５の温度変化を室外熱交換
器３の着霜状態検知に対する基準とするものであり、風
量低下に伴う室内熱交換器５の温度上昇つまり接続点ａ
の電圧上昇を補正するものである。

したがって、室内熱交換器５の補正温度Ｔｃと室内温度
Ｔａとの差に対応する電圧Ｊが差動増幅回路５４から出
力され、それが比較回路７０およびピークホールド回路
１１に供給される。

こうして、ピークホールド回路１１からは電圧Ｊの最大
値に相当する電圧Ｋが出力され、これにより接続路ＴＯ
に供給される。

しかして、比較回路ＴＯは、くなったとき論理１１“信
号を出力する。

この場合、暖房運転が開始されてから一定時間が経過し
ているので、タイムセーフ回路１３の出力はすでに論理
１１“信号となっている。

よって、アンド回路１２から除霜開始信号（論理′Ｘ１
“信号）が出力され、それがマイコンに供給される。

こうして、主制御部１１の指令によってスイッチ１６．
１８がオフとなり、四方切換弁２および送風用モータ６
１の動作がそれぞれ停止する。

すると、四方切換弁２の動作が停止することによって暖
房サイクルは逆サイクルとなり、かつ室外熱風機６の動
作が停止することになり、室外熱交換器３に対する除霜
運転が実施される。

そして、マイコンのタイマ機能によって除霜運転に必要
な時間が経過すると、スイッチ１６，１Ｂが再びオンし
、暖房運転が再開される。

なお、比較回路１０の出力が論理ゝｌ “信号になった
とき、ピークホールド回路１１の出力がリセットされ、
次の着霜状態検知に対する準備となる。

つまり、室内熱交換器５の補正温度Ｔｃと室内温度Ｔａ
との差（Ｔｃ−Ｔａ）が、その最大値（Ｔｃ−Ｔａ）ｍ
ａｘよりも一定値低下したとき、除霜開始信号が得られ
るようになっており、これにより室内熱交換器５の温度
変化に基づく着霜状態の検知を室内温度変化並びにその
室内熱交換器５に対する室内空気の循環量ゐ影響を受け
ることなく確実に行うことができる。

よって、室外熱交換器３に対する適確な除霜運転を行う
ことができる。

以上述べたようにこの発明によれば、上記した構成によ
り、室内熱交換器の温度をその室内熱交換器に対する室
内空気の循環量に応じて補正し、この室内熱交換器の補
正温度と室内温度との差の変化に基づいて室外熱交換器
の着霜状態を検知するようにしたので、室内熱交換器の
温度変化に基づく室外熱交換器の着霜状態検知を室内温
度変化並びにその室内熱交換器に対する室内空気の循環
量の影響を受けることなく確実に行うことができ、これ
により室外熱交換器に対する適確な除霜運転を行うこと
ができる実用性に優れた空気調和機が提供できる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示すもので、第１図はヒー
トポンプ式冷凍サイクルを概略的に示す構成図、第２図
は制御回路の構成図、第３図は主制御部における主要回
路の構成図、第４図ａ、ｂ。 ｃ、ｄ、ｅはそれぞれ動作を説明するための図である。 １・・・・・・圧縮機、２・・・・・・四方切換弁、３
・・・・・・室外熱交換器、４・・・・・・キャピラリ
チューブ、５・・・・・・室内熱交換器、２０・・・・
・・第１感温素子（室内熱交換器温度検知用のサーミス
タ）、２１・−・・・・第２感温素子（室内温度検知用
のサーミスタ）、４０・・・・・・温度補正回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮機、四方切換弁、室外熱交換器、キャピラリチ
   ューブおよび室内熱交換器などを順次連通してなるヒー
   トポンプ式冷凍サイクルを備え、上記四方切換弁を切換
   えることにより暖房運転を実施し得る空気調和機におい
   て、上記室内熱交換器の温度を検知する第１感温素子と
   、室内温度を検知する第２感温素子と、室内送風機の風
   量調節手段に連動させて上記第１感温素子の検知温度を
   補正する回路と、この回路によって補正された上記室内
   熱交換器の温度と上記第２感温素子の検知温度とにより
   上記室外熱交換器に対する除霜運転制御を行う手段とを
   具備したことを特徴とする空気調和機。