Deutsche Übersetzung der Beschreibung
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Diese Erfindung betrifft eine Steuerung für eine Klimaanlage, die eine
erste Luftöffnung und eine zweite Luftöffnung zum Zurückführen von
durch einen Wärmetauscher klimatisierter Luft auf die Nutzungsseite
eines zu klimatisierenden Raumes, und einen ersten Lüfter und einen
zweiten Lüfter entsprechend jeweils diesen Luftöffnungen aufweist.
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Eine herkömmliche Klimaanlage ist in der japanischen
Patentoffenlegungsschrift Nr. 2-115652/1990 beschrieben. Diese Klimaanlage erhöht
die Luftmenge von einem Lüfter, wenn sowohl ein Signal von einer
Verstopfungsmeldestation eines Luftfilters und ein Signal von einer
Frostmeldestation ausgegeben werden, und verhindert ein Einfrieren eines
Verdampfers, das bedingt durch ein Verstopfen des Luftfilters und Abfall
der Luftmenge auftreten könnte.
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Eine andere herkömmliche Klimaanlage ist in der japanischen
Patentoffenlegungsschrift Nr. 3-11253/1991 beschrieben. Wenn die
Temperatur eines Wärmetauschers zum Kühlen auf der Raumseite während des
Betriebs eines Kühl-/Gefrierzyklus abfällt, erwärmt diese Klimaanlage
den Wärmetauscher zum Kühlen auf der Raumseite durch
Wärmestrahlung von einem Wärmetauscher zum Heizen auf der Raumseite,
der benachbart zum ersten angeordnet ist, und ein Einfrieren des
Wärmetauschers zum Kühlen auf der Raumseite verhindert.
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Die herkömmlichen Technologien zum Verhindern des Einfrierens wie
oben beschrieben beginnen den Schutzvorgang nur, nachdem der
Zustand, dass der Wärmetauscher einfrieren könnte, bestimmt oder
vorhergesagt ist.
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In Abhängigkeit vom Zustand des Luftweges oder seiner Auslegung gibt
es jedoch den Fall, wo ein Einfrieren des Wärmetauschers (oder des
Wärmestrahlers) während eines normalen kontinuierlichen Betriebs im
voraus vorhergesagt wird. In einem solchen Fall wird die Funktion des
Frostverhütung wünschenswerterweise zuvor ausgeführt, aber bei den
herkömmlichen Technologien wird die Frostverhütungsfunktion erst
wirksam, wenn der Zustand, der zu einem Einfrieren führen könnte,
bestimmt oder vorhergesagt ist, wie oben beschrieben.
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Wenn beispielsweise Lüftung nur von einer der Luftöffnungen in einer
Klimaanlage vorgenommen wird (erste Luftöffnung oder zweite
Luftöffnung), die einen ersten Lüfter so auf einer der Seiten angeordnet
aufweist, dass er derselben Oberfläche eines Wärmetauschers auf der
Nutzerseite gegenübersteht, und einen zweiten Lüfter, der auf der anderen
Seite so angeordnet ist, dass er dem Wärmetauscher gegenübersteht,
und erste und zweite Luftöffnungen zum Zurückführen von Luft, die
durch den Wärmetauscher Wärmeaustausch erfahren hat, auf der
Nutzerseite in einen zu klimatisierenden Raum, eine Region oder einen
Bereich, wobei die Luftmenge für eine der Oberflächen des
Wärmetauschers besonders gering wird, ist bedingt durch den Zusammenhang mit
dem Luftweg (insbesondere den Positionen des Lüfters) ausgebildet und
Einfrieren tritt in einem Teil des Wärmetauschers auf, obwohl normaler
Betrieb durchgeführt wird.
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Gemäss den herkömmlichen Technologien wird die Funktion zur
Verhinderung des Einfrierens nicht ausgeführt, bis ein Detektor Frostschutz
feststellt, obwohl ein Einfrieren vorauszusehen ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine neue und verbesserte
Steuerung einer Klimaanlage zur Verfügung zu stellen, die das bei den
herkömmlichen Klimaanlagen anzutreffende Problem lösen kann und
den Frostschutzbetrieb durchführen kann, bevor der Detektor
Frostschutz feststellt, wenn ein Einfrieren vorauszusehen ist.
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Dementsprechend stellt die Erfindung eine Klimaanlage zur Verfügung
mit mindestens einem Kühlkreislauf ausgebildet durch Verbinden eines
Kompressors eines Typs mit variabler Kapazität, eines Wärmetauschers
auf der Seite der Wärmequelle, einer Expansionsvorrichtung und eines
Wärmetauschers auf der Nutzerseite durch eine Kühlrohrleitung in
Ringform, wobei eine Steuerung der Klimaanlage umfasst:
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einen ersten Lüfter so angeordnet, dass er einer Oberfläche des
Wärmetauschers auf der Nutzerseite gegenübersteht, und einen zweiten
Lüfter zu einer Seite des ersten Lüfters so angeordnet, dass er der einen
Oberfläche gegenübersteht,
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eine erste Luftöffnung und eine zweite Luftöffnung zum Zurückführen
von Luft, die durch den Wärmetauscher Wärmeaustausch erfahren hat,
auf der Nutzerseite in einen zu klimatisierenden Raum, derart
angeordnet, dass sie jeweils den Lüftern entsprechen,
eine Klappe zum Schliessen der ersten Luftöffnung, und gekennzeichnet
durch
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Steuerungsmittel zum Steuern der Luftmenge des zweiten Lüfters, wenn
die Klappe die erste Luftöffnung schliesst, auf einen Wert grösser als die
Luftmenge des zweiten Lüfters, wenn die Klappe die erste Luftöffnung
nicht schliesst, während die eingestellte Luftmenge dieselbe ist.
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Bevorzugt umfasst die Klimaanlage einen Wärmestrahler auf einer
Oberfläche des Wärmetauschers auf der Nutzerseite, um Heisswasser
hierdurch umzuwälzen.
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Die Klimaanlage kann Kapazitätsregulierungsmittel zum Reduzieren der
Kapazität des Kompressors umfassen, wenn die Temperatur des
Wärmestrahlers unter eine bestimmte Temperatur fällt.
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Bevorzugt sind Kapazitätsregulierungsmittel zum Reduzieren der
Kapazität des Kompressors vorhanden, wenn die Temperatur des
Wärmestrahlers unter eine erste bestimmte Temperatur fällt und
Heisswassersteuerungsmittel zum Steuern des Heisswasserstroms in eine Richtung,
in der die Temperatur des Wärmestrahlers ansteigt, wenn die
Temperatur des Wärmestrahlers unter eine zweite bestimmte Temperatur fällt,
die niedriger ist als die erste bestimmte Temperatur.
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Die Klimaanlage kann Kapazitätsregulierungsmittel zum Reduzieren der
Kapazität des Kompressors umfassen, wenn die Temperatur des
Wärmetauschers auf der Nutzerseite unter eine bestimmte Temperatur fällt.
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Fig. 1 stellt ein Kühlkreislaufdiagramm dar, in dem ein Kühlkreislauf
einer Klimaanlage unter Verwendung der vorliegenden Erfindung gezeigt
ist.
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Fig. 2 stellt eine teilweise Explosionsperspektivansicht einer in Fig. 1
gezeigten Raumeinheit dar.
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Fig. 3 stellt eine schematische Ansicht einer für die in den Fig. 1 und 2
gezeigten Klimaanlage verwendeten Steuerung dar.
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Fig. 4 stellt ein Diagramm dar, das die Steuerung von Klappen und
Lüftern durch die Steuerung von Fig. 3 zeigt.
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Fig. 5 stellt ein auf "A" von Fig. 4 bezogenes Diagramm dar.
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Fig. 6 stellt eine Ansicht des Luftstroms während des Kühlvorgangs dar.
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit
Bezug zu den Zeichnungen erläutert. Fig. 1 stellt ein Kühlkreislaufdiagramm
dar und zeigt einen Kühlkreislauf einer Klimaanlage unter
Verwendung der vorliegenden Erfindung. In der Zeichnung bezeichnen die
Bezugszeichen 1 und 2 eine Ausseneinheit bzw. eine Raumeinheit und
Vorrichtungen, die den Kühlkreistauf bilden, sind auf diesen beiden
Einheiten verteilt angebracht.
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Ein Kompressor eines Typs mit variabler Kapazität, ein Wärmetauscher
auf der Seite der Wärmequelle, eine Expansionsvorrichtung 5
(Kapillarrohr), ein Dämpfer 7 und ein Akkumulator 8 sind an der Ausseneinheit 1
angebracht, während ein Wärmetauscher 6 auf der Nutzerseite an der
Raumeinheit 2 angebracht ist und der Kompressor 3, der
Wärmetauscher 4 auf der Seite der Wärmequelle, die Expansionsvorrichtung 5,
der Wärmetauscher 6 auf der Nutzerseite, der Dämpfer 7 und der
Akkumulator 8 in der genannten Reihenfolge in einer Kühlrohrleitung in
Ringform verbunden sind und den Kühlkreislauf bilden.
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Ein Hauptabsperrventil 9 auf der Seite des Kapillarrohrs und ein Nippel
10 auf der Kapillarseite sind durch eine Kühlrohrleitung verbunden
(dünnes Rohr mit einem Durchmesser von 6,35 mm), das die Ausseneinheit
1 mit der Raumeinheit 2 verbindet. Ein Hauptabsperrventil 11 auf der
Seite des grossen Rohrs und ein Nippel 12 auf der Seite des grossen
Rohrs sind durch eine Kühlrohrleitung verbunden (grosses Rohr mit
einem Durchmesser von 9,25 mm), das die Ausseneinheit 1 mit der
Raumeinheit 2 verbindet.
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Wenn ein Induktionsmotor als Antriebsquelle für den Kompressor 3
verwendet wird, wird ein Inverter etc. als Kapazitätsveränderungsmittel des
Kompressors 3 verwendet und verändert die Anzahl der Umdrehungen
des Kompressors durch Steuerung der Frequenz des zum
Induktionsmotor zugeführten Wechselstroms. Wenn ein Gleichstrommotor als
Antriebsquelle für den Kompressor verwendet wird, wird die Anzahl der
Umdrehungen des Kompressors durch künstliche Steuerung der Spannung
verändert, indem der zu diesem Gleichstrommotor zugeführte
Gleichstrom unterbrochen wird. Ausserdem kann die Auslassmenge des
Kompressors durch Anordnen eines Kapazitätssteuerungsventils im
Kompressor direkt verändert werden.
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Ein elektrisches Expansionsventil kann anstelle des Kapillarrohrs als
Expansionsvorrichtung 5 verwendet werden, so dass die
Expansionsmenge gemäss der Betriebskapazität des Kompressors 3 eingestellt
werden kann.
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Der Wärmetauscher 6 auf der Nutzerseite umfasst einen Verdampfer 6a,
durch den ein Kühlmittel strömt und der als Verdampfer funktioniert, und
einen Wärmestrahler 6b, durch den heisses Wasser strömt. Es sind ein
erster Gebläselüfter 13 (Querstromventilator) und ein zweiter
Gebläselüfter 14 (Querstromventilator) am Wärmestrahler 6b dieses
Wärmetauschers 6 auf der Nutzerseite vorgesehen. Wenn diese Gebläselüfter 13
und 14 betrieben werden, strömt Luft in dieser Reihenfolge durch den
Verdampfer 6a und den Wärmestrahler 6b.
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Der Wärmestrahler 6b ist durch einen Heisswassereinlass 15 und einen
Heisswasserauslass 16 mit einem Heisswasserversorgungskreislauf
verbunden (zum Wärmen) und die Strömungsgeschwindigkeit des durch
den Wärmestrahler 6b vom Heisswassernetz strömenden heissen
Wassers kann gemäss der Öffnung eines
strömungsgeschwindigkeitsabhängigen Ventils 17 verändert werden, das zwischen dem Wärmestrahler 6b
und dem Heisswassereinlass 15 eingesetzt ist.
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Fig. 2 stellt eine teilweise Explosionsperspektivansicht der Raumeinheit
2 dar. In dieser Zeichnung werden gleiche Bezugszeichen zur
Bezeichnung gleicher Bauelemente wie in Fig. 1 verwendet und die Erläuterung
solcher Elemente wird weggelassen. Ein Ansaugfeld 20 ist auf der
Frontfläche (auf der Seite des Verdampfers 6a) des Wärmetauschers 6
angeordnet. Die Gebläselüfter 13 und 14 sind auf der Rückseite dieses
Wärmetauschers 6 angeordnet und sie werden von Motoren 22 bzw. 23
angetrieben.
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Der Lüfter 13 ist so angeordnet, dass er einer oberen Luftöffnung 24
gegenübersteht und wenn dieser Lüfter 13 vom Lüftermotor 22 angetrieben
wird, wird Raumluft in der Reihenfolge durch das Ansaugfeld 20, den
Luftfilter 21 und den Wärmetauscher 6 angesaugt, dann gekühlt,
erwärmt und entfeuchtet wird sie von der oberen Luftöffnung 24 in den
Raum abgegeben.
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Eine obere Klappe 25 und eine Klappe 26 zum Ändern der horizontalen
Richtung der Auslassluft sind an dieser oberen Luftöffnung 24
vorgesehen und die Richtung der Auslassluft kann beliebig geändert werden.
Der Winkel der oberen Klappe 25 kann beliebig/automatisch durch einen
Klappenmotor 27 eingestellt werden, während die Klappe 26 von Hand
eingestellt werden kann. Gleichermassen kann diese obere Klappe 25 in
Abhängigkeit von ihrem Winkel die obere Luftöffnung 24 schliessen.
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Der Lüfter 14 ist so angeordnet, dass er einer unteren Luftöffnung 28
gegenübersteht. Wenn dieser Lüfter 14 vom Lüftermotor 23 angetrieben
wird, wird Raumluft in dieser Reihenfolge durch das Ansaugfeld 20, den
Luftfilter 21 und den Wärmetauscher 6 gesaugt, denn gekühlt, erwärmt
und entfeuchtet und von der unteren Luftöffnung 28 in den Raum
abgegeben.
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Eine untere Klappe 28 und eine Klappe 30 zum Verändern der
horizontalen Richtung der Auslassluft ist in der unteren Luftöffnung 28
vorgesehen und die Richtung der
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Auslassluft kann beliebig verändert werden. Der Winkel der unteren
Klappe 29 kann beliebig/automatisch durch einen Klappenmotor 31 eingestellt
werden und die Klappe 30 kann von Hand eingestellt werden.
Gleichermassen kann die untere Klappe 29 in Abhängigkeit von ihrem
Winkel die untere Luftöffnung 28 schliessen.
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Es ist ein Ablaufschlauch 32 zum Ableiten von Ablaufwasser nach
draussen vorgesehen, das während des Kühlbetriebs (wenn das
Kühlmittel durch den Verdampfer 6a und den Wärmetauscher 6 läuft) und
während des Entfeuchtungsvorgangs (wenn das Kühlmittel durch den
Verdampfer 6a des Wärmetauschers 6 läuft, während heisses Wasser
durch den Wärmestrahler 6b läuft) vom Verdampfer 66 tropft, durch eine
unter dem Wärmetauscher 6 angeordnete Ablaufpfanne.
Gleichermassen wird der Heizbetrieb durchgeführt, während heisses Wasser durch
den Wärmestrahler 6b des Wärmetauschers 6 läuft.
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Am oberen Teil der Raumeinheit 2 ist eine Betriebssektion 33
angeordnet. Eine Anzahl von Schaltern und Anzeigen zum Einstellen von
Start/Stop, Betriebsweisen
(Kühlbetrieb/Entfeuchtungsbetrieb/Heizbetrieb) usw. des Klimaanlagenbetriebs, Einstellen einer gewünschten
Raumtemperatur usw. sind auf dieser Betriebssektion 33 angeordnet.
Einstellung durch diese Betriebssektion 33 wird von einer
Steuerungssektion in einer elektrischen Gerätebox 34 beurteilt und zur Steuerung
venrwendet. Es ist ein Feuchtesensor 35 vorgesehen und der von diesem
Sensor 35 gemessene Wert wird von der Beurteilungssektion beurteilt
und zur Steuerung verwendet. Bezugszeichen 36 bezeichnet ein
Stromzuleitungskabel und Bezugszeichen 37 bezeichnet eine Anschlussleiste
(Terminal), an der Signalleitungen angeschlossen sind, die die
Anschlussleiste der Ausseneinheit 1 anschliessen.
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Fig. 3 stellt ein schematisches Schaltdiagramm der für das in Fig. 2
gezeigte Klimagerät verwendeten Steuerung dar. Die Steuerung umfasst
eine auf der Ausseneinheit 1 angeordnete Steuerungssektion (die untere
Seite in Fig. 3) und eine auf der Raumeinheit 2 angeordnete Steuerungssektion
(der obere Teil in Fig. 3). Beide Steuerungssektionen sind
durch Signalleitungen elektrisch miteinander verbunden und die
Stromleitung zwischen dem Terminal 1, dem Terminal 2 und dem Terminal 3
und können Strom zuführen und Signale austauschen.
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Auf der oberen Seite von Fig. 3 (der Steuerungssektion der Raumeinheit
2) ist ein Stecker 40 in einen Wechselstromanschluss von 100 V in
einem Raum eingesteckt und nimmt die Wechselstromzufuhr auf. Es sind
eine Stromzufuhr 41 für eine Steuerungsschaltung, eine Stromzufuhr 42
zum Antreiben der Motoren und eine Stromzufuhr 43 für serielle
Kommunikation durch Ferritkerne 44 und 45 zur Rauschabsorption und eine
Stromsicherung 46 (3A Nennwert) mit der Wechselstromversorgung
verbunden.
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Eine Antriebsschaltung 47 steuert die Stromzufuhr von der
Motorstromversorgung 42 zu den Lüftermotoren 22 und 23 entsprechend dem
Signal von einem Mikrocomputer 48. Wenn ein Gleichstrommotor als
Lüftermotor verwendet ist, umfasst die Methode zur Steuerung der
Lüftermotoren 22 und 23 durch den Mikrocomputer 48 Gleichstromstellen des
von der Motorstromversorgung 42 erhaltenen Stroms und Verändern
einer auf die Lüftermotoren aufgebrachten äquivalenten
Gleichstromspannung durch die Antriebsschaltung 47, um die Anzahl der
Umdrehungen des Lüftermotors zu steuern. Wenn der Lüftermotor ein
bürstenloser Typ ist, umfasst die Antriebsschaltung 47 eine Schaltung zum
automatischen Umschalten einer Statorwindung zur Stromzufuhr,
entsprechend der Rotationsposition des Rotors des Lüftermotors, und wenn
es nötig ist, einen bestimmten arithmetischen Vorgang auszuführen, die
Rotationsposition des Rotors zu ermitteln, diese Berechnung wird vom
Mikrocomputer 48 durchgeführt.
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Wenn ein Induktionsmotor (Wechselstrommotor) als Lüftermotor
verwendet ist, wird die zeitliche Einstellung der Stromzufuhrphase des
Wechselstroms, der von der Motorstromversorgung 42 erhalten wird und
dessen Spannung verringert ist, durch die Antriebsschaltung 47
verändert, um den auf den Lüftermotor aufgebrachten äquivalenten Strom zu
verändern und auf diese Weise die Anzahl der Umdrehungen des
Lüftermotors zu steuern. Zu diesem Zeitpunkt kann die Drehzahl des
Rotors des Lüftermotors unter Verwendung eines Hall IC oder dergleichen
bestimmt werden, und der Mikrocomputer 48 kann ausgehend von der
Anzahl der Umdrehungen des Rotors eine Feedbacksteuerung
durchführen.
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Die Stromzufuhr 41 der Steuerung, die Motorstromzufuhr 42 und die
Stromzufuhr 43 für die serielle Kommunikation und die
Antriebsschaltung 47 sind auf derselben elektrischen Baugruppe angebracht. Die
Stromzufuhr 41 der Steuerung stabilisiert den zum Antreiben der
elektrischen Vorrichtungen wie des Mikrocomputers 48, der Klappenmotoren
27 und 31 und des strömungsgeschwindigkeitsvariablen Ventils 17
verwendeten Strom, und die Stromzufuhr 43 für die serielle Kommunikation
stabilisiert den Strom, dem Signale für serielle Kommunikation
überlagert sind.
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Eine Antriebsschaltung 49 treibt die Klappenmotoren (Schrittmotoren) 27
und 31, den Schrittmotor 17a zum Antreiben des
strömungsgeschwindigkeitsvariablen Ventils 17 und ein Stromrelais 50 entsprechend dem
Signal vom Mikrocomputer 48 an. Das Stromrelais 50 ist mit einem
normalerweise geöffneten Kontaktstück 51 ausgerüstet und wenn dieses
normalerweise geöffnete Kontaktstück 51 geschlossen ist, kann vom
Stecker 40 erhaltener Wechselstrom zur Ausseneinheit 1 zugeführt
werden.
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Die Bezugszeichen 33a und 33b bezeichnen eine Schalttafel bzw. eine
Anzeigetafel, die in der Betriebssektion 33 angeordnet ist.
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Es sind ein Temperatursensor 52 zum Messen der Temperatur des
Wärmetauschers 6 auf der Nutzerseite (insbesondere des
Wärmestrahlers 6b) und ein Temperatursensor 53 zum Messen der Raumtemperatur
(die Temperatur des zu klimatisierenden Raums) vorgesehen. Diese
Sensoren sind mit den A/D-Eingabeterminal (analog/digital) des
Mikrocomputers 48 verbunden, wie der Feuchtesensor 35. Der Mikrocomputer
48 wandelt die analogen Signale von den Sensoren in digitale Werte
und gibt sie zu ihrer Verwendung zur Steuerung ein.
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Eine Signalausgabesektion 54 gibt Steuerungssignale an einen Boiler
zum Umwälzen von heissem Wasser durch die
Raumheisswasserzufuhrschaltung oder an ein System, das einen solchen Boiler besitzt. Die
Steuerungssignale werden ausgeben, wenn es nötig wird, heisses
Wasser durch den Wärmestrahler 6b der Raumeinheit 2 laufen zu lassen.
Ein Signal zur Zufuhr von heissem Wasser von 60ºC und ein Signal zur
Zufuhr von heissem Wasser von 80ºC kann im Falle eines Boilers
empfangen werden, und ein Steuerungssignal von der Boilerseite (wie
ein Versuchsbetriebssignal) kann im Falle eines Systems mit einem
Boiler zusätzlich zu den oben beschriebenen Signalen empfangen
werden.
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Eine serielle Schaltung 55 umfasst eine Schaltung zum Überlagern des
vom Mikrocomputer 48 ausgegebenen seriellen Signals zwischen der
Signalleitung und einer der Leitungen der Stromversorgung durch einen
Photokoppler und seine Ausgabe an die Ausseneinheit 1, und eine
Schaltung zum Herausnehmen des auf der Signalleitung überlagerten
Signals durch den Photokoppler und seine Übertragung an den
Mikrocomputer 48.
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Als nächstes ist auf der unteren Seite von Fig. 3 (der Steuerungssektion
der Ausseneinheit 1) ein Mikrocomputer 60 vorgesehen, der das von der
Raumeinheit 2 ausgegebene Signal durch eine serielle Schaltung 61
empfängt. Diese serielle Schaltung 61 weist dieselbe Schaltkonstruktion
auf wie die der auf der Raumeinheit 2 angebrachten seriellen Schaltung
55, und wenn diese seriellen Schaltungen 55 und 61 beide verwendet
werden, können der Mikrocomputer 48 der Raumeinheit 2 und der
Mikrocomputer 60 der Ausseneinheit 1 Steuerungssignale austauschen.
Durch eine Stromsicherung 62 (Nennstrom 25A) wird von der
Raumeinheit 2 Wechselstrom zugeführt. Dieser Strom wird durch einen
Rauschfilter 63 und einen Reaktor 64 zur Vollwellengleichrichtung einer
Diodenbrücke 65 zugeführt. Die Diodenbrücke 65 führt in Kooperation mit
Glättungskondensatoren 66, 67 und 68 eine
Spannungsverdoppelungsgleichrichtung von 100 V Wechselstrom durch und erhält Gleichstrom
von 280 V. Dieser Strom wird einer Inverterschaltung 70 zugeführt, die
durch Verbinden von sechs Schaltvorrichtungen in einer
Dreiphasenbrückenform ausgebildet ist, wird von der Inverterschaltung 70 in eine
dreiphasige Pseudosinuswelle gewandelt und danach der Antriebsquelle
(Induktionsmotor) des Kompressors 3 zugeführt.
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Um die dreiphasige Pseudosinuswelle zu erzeugen, die eine beliebige
Frequenz aufweist, gibt der Mikrocomputer 60 durch eine
Antriebschaltung 71 ein Schaltsignal an jede Schaltvorrichtung der Inverterschaltung
70 aus, und die beliebige Frequenz wird auf Basis des von der
Raumeinheit 2 gesendeten Steuerungssignals bestimmt.
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Dementsprechend wird Wechselstrom mit seinem Zentrum bei 140 V
Gleichstrom und mit gesteuerter Frequenz und Amplitude dem
Induktionsmotor des Kompressors 3 zugeführt.
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Eine Schaltstromzufuhr 72 schaltet spannungsverdoppelten und
gleichgerichteten Gleichstrom von 280 V, der durch den Rauschfilter 73
erhalten wurde, und erzeugt stabilisierten Gleichstrom für die
Antriebsschaltung 70 und für den Mikrocomputer 60. Gleichermassen bezeichnet
das Bezugszeichen 74 eine Stromsicherung (Nennwert 10 A) und
Bezugszeichen 75 bezeichnet eine Stromsicherung (Nennwert 3A).
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Ein Lüftermotor 76 treibt einen Propellerventilator an, um Luft einer
Wärmequelle zum Wärmetauscher auf der Wärmequellenseiten
zuzuführen. Dieser Lüftermotor 76 ist ein Einphaseninduktionsmotor mit
einem Kondensator 77 für den Betrieb, und kann die Anzahl der
Umdrehungen des Propellerlüfters, das heisst, seine Luftmenge durch
Kombination der Relaiskontaktstücke 78 in vier Stufen verändern, d. h. Stop,
schwaches Gebläse, mittleres Gebläse und starkes Gebläse. Der
Zustand geöffnet/geschlossen der Relaiskontaktstücke 78 wird geschaltet,
wenn der Mikrocomputer 60 die Zufuhr von Energie zum Relais steuert,
was in den Zeichnungen nicht gezeigt ist.
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Es sind ein Aussentemperatursensor 79 zum Messen der Temperatur
der Aussenluft, ein Spulentemperatursensor 80 zum Messen der
Temperatur des Wärmetauschers auf der Wärmequellenseite und ein
Kompressortemperatursensor 81 zum Messen der Temperatur des
Kompressors 3 vorgesehen, und die entsprechenden Messwerte werden in
digitale Daten umgewandelt, in den Mikrocomputer 60 eingegeben und
zur Steuerung verwendet.
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Ein Stromtransformator 82 zum Messen eines Wechselstroms misst
hauptsächlich den dem Kompressor 3 zugeführten Wechselstrom. Der
so gemessene Stromwert wird in digitale Daten umgewandelt, dann zum
Mikrocomputer 60 konvertiert und zur Steuerung verwendet.
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In der Steuerung mit der oben beschriebenen Konstruktion ist zunächst
der Betrieb des Kühlbetriebs wie folgt. Das
Strömungsratensteuerungsventil 17 wird geschlossen und der Mikrocomputer 48 führt einen Fuzzy-
Vorgang auf Basis der Raumtemperatur des zu klimatisierenden Raums
und der Solltemperatur durch, bestimmt dann das Inkrement/Dekrement
der Kapazität des Kompressors 3 und sendet die dieses
Inkrement/Dekrement darstellenden Daten als Steuerungsdaten an den
Mikrocomputer 60 der Ausseneinheit 1. Bei einem Entfeuchtungsbetrieb
wird die Raumtemperatur nahe der Solltemperatur gesenkt und ein
Signal der Heisswasserabgabe (die Heisswasserabgabetemperatur wird
erhöht, wenn die Last hoch ist) wird zusätzlich zur oben genannten
Steuerung zum Boiler gesendet oder zum System des Boilers, und ein
Öffnen des die Strömungsrate regulierenden Ventils 17 wird so
gesteuert, dass die Temperatur der in den zu klimatisierenden Raum
zurückgeführten Luft sich von der Temperatur angesaugter Luft nicht stark
unterscheidet.
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Der Basisbetrieb beim Heizbetrieb ist wie folgt. Der normalerweise
geschlossene Kontakt 51 der Raumeinheit 2 wird geöffnet, die
Energiezufuhr zur Ausseneinheit 1 wird gestoppt und der Betrieb des Kompressors
3 wird auch gestoppt. Der Mikrocomputer 48 führt dann einen Fuzzy-
Vorgang auf Basis der Raumtemperatur des zu klimatisierenden Raums
und der Solltemperatur durch, steuert das Öffnen des die Strömungsrate
regulierenden Ventils 17 und sendet gleichzeitig ein Signal zur
Heisswasserabgabe (die Heisswasserabgabetemperatur wird erhöht, wenn
die Last hoch ist) zum Boiler oder dem System des Boilers.
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Fig. 4 stellt ein Fliessbild dar, das die Steuerung der Klappen 25 und 29
und der Lüftermotoren 22 und 23 durch die erfindungsgemässe
Steuerung dar. Dieses Fliessbild stellt den vom Mikrocomputer 48
durchgeführten Betrieb dar, erläutert nur die Funktionen des Kühlbetriebs und ist
Teil des Fliessbildes der gesamten Steuerung.
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Zunächst wird angenommen, dass die Klimaanlage normalerweise in
Betrieb ist, bevor der Schritt S1 ausgeführt wird. Die Winkel der oberen
Klappe 25 und der unteren Klappe 29 sind durch das Einstellen des
Betriebsbereichs auf den Handeinstellzustand oder den automatischen
Schwingungszustand eingestellt. Dementsprechend werden die Werte
Fuθ und Fdθ eingestellt, die Winkel der oberen Klappe 25 und der
unteren Klappe 29 darstellen. Diese Werte ändern sich automatisch zum
Zeitpunkt des Schwingens. Es ist übrigens nicht möglich, die untere
Klappe 29 durch Schwingen einzustellen.
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Die Drehzahlen Nu und Nd des Lüftermotors 22 (entsprechend der
oberen Klappe 25) und des Lüftermotors 23 (entsprechend der unteren
Klappe 29) sind gleich eingestellt. Im Falle automatischer Einstellung
können die Umdrehungszahlen durch eine bestimmte Linearfunktion
verändert werden, die auf dem Unterschied zwischen der
Raumtemperatur und der Solltemperatur beruht.
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In Schritt S1 wird beurteilt, ob der Betrieb der Kühlbetrieb ist und wenn
dieser Zustand nicht erfüllt ist, geht es weiter zu Schritt S7 zu Schritt
S10, wo der Winkel der oberen Klappe 25 auf Fuθ, der Winkel der
unteren Klappe auf Fdθ gesteuert wird, die Anzahl der Umdrehungen des
(oberen) Lüftermotors 22 wird auf Nu gesteuert und die Anzahl der
Umdrehungen des (unteren) Lüftermotors 23 wird auf Nd gesteuert. Die
Steuerung geht dann zum nächsten Schritt über. Der Winkel jeder
Klappe ist proportional zur Anzahl der Impulse, die dem entsprechenden
Schrittmotor gegeben werden, und der Winkel "0" entspricht dem
vollständig geschlossenen Zustand (wo die Luftöffnung geschlossen ist).
Der Mikrocomputer 48 führt ein Positionieren jeder Klappe durch
(kontinuierliche Ausgabe von Impulsen, bis der Winkel "0" erreicht; wenn die
Winkelauflösung beispielsweise 480 ist, werden 480 Impulse
ausgegeben). Dann speichert der Mikrocomputer 48 die Anzahl der
ausgegebenen Impulse, korreliert die Anzahl mit dem Winkel und steuert den
Klappenwinkel. Die Anzahl der Umdrehungen jedes Lüftermotors kann
übrigens durch Ausführen einer Feedbacksteuerung auf eine beliebige Zahl
von Umdrehungen eingestellt werden.
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Wenn der Zustand von Schritt S1 erfüllt ist, wird in Schritt S2 der Winkel
Fdθ der unteren Klappe auf Fdθ = 0 verändert und die Anzahl der
Umdrehungen Nd des Lüftermotors 23 wird auf Nd = 0 verändert.
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Ln den anschliessenden Schritten 53 und 54 wird der Kapazitätscode
dieses Klimageräts (entsprechend der maximalen Ausgabekapazität des
Kompressors 3) beurteilt und die Steuerung geht dann zu Schritt S5
über oder zu den Schritten 56 und 57. In Schritt S5 wird die Drehzahl
Nu des Lüftermotors 22, die aktuell eingestellt ist, auf Nu = Nu · (1 + α2)
verändert, während in Schritt S6 die Drehzahl des Lüftermotors 22, der
aktuell eingestellt ist, auf Nu = Nu · (1 + α1) verändert wird. Die
Konstanten α1 und α2 stehen in der Relation α1 > α2, und beispielsweise
sind α1 = 0,1 und α2 = 0,05.
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Als nächstes geht die Steuerung zum Schritt S7 zum Schritt S10, und
die Winkel der Klappen und die Drehzahlen der Lüftermotoren werden
auf Fuθ, Fdθ (= 0) bzw. Nu, Nd (= 0) gesteuert. Zu diesem Zeitpunkt ist
die untere Klappe 29 geschlossen, der Lüftermotor 23 ist im Stillstand
und die Drehzahl des Lüftermotors 23 nimmt im Vergleich zu den
Betriebsweisen, die nicht Kühlbetrieb sind, um den Faktor (1 + α1) oder (1
+ α2) zu.
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Fig. 5 stellt ein Fliessbild dar, das mit "A" von Fig. 4 verknüpft ist.
Zunächst wird in Schritt S11 beurteilt, ob der Betrieb der Kühlbetrieb ist,
und wenn es der Kühlbetrieb ist, wird auf Basis der Beurteilung von
Schritt S12 bis Schritt S15 beurteilt, in welche Zonen die Temperatur T
des Wärmestrahlers 6b des Wärmetauschers 6 auf der Nutzerseite fällt,
und die Steuerung geht dann zum entsprechenden Schritt weiter.
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Wenn die Temperatur T einen Wert von T > 10ºC aufweist (wenn der
Schritt S12 erfüllt ist), wird die Beurteilung als Kontrolle vorgenommen
und nichts gemacht.
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Wenn die Temperatur T einen Wert von 10ºC ≥ T ≥ 8ºC aufweist, geht
die Steuerung zum Schritt S16 über, wo das Signal zum Verändern der
Frequenz F der aktuell dem Induktionsmotor des Kompressors 3
zugeführten Wechselstromenergie auf F = F · 1/2 dem Mikrocomputer 60 der
Ausseneinheit 1 übertragen wird. Wenn dieser Schritt S16 durchgeführt
wird, wird die Frequenz des dem Kompressor 3 zugeführten
Wechselstroms auf ¹/&sub2; korrigiert, die Kühlkapazität des Verdampfers 6a fällt und
ein weiterer Abfall der Temperatur T kann verhindert werden.
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Wenn die Temperatur T 8ºC ≥ T ≥ 6,4ºC beträgt, geht die Steuerung zu
Schritt S17 über, und das Signal zum Verändern der Frequenz des
aktuell dem Induktionsmotor des Kompressors 3 zugeführten
Wechselstroms auf F = 0 wird zum Mikrocomputer 60 der Ausseneinheit 1
übertragen. Wenn dieser Schritt S17 durchgeführt wird, wird die Frequenz
des aktuell dem Kompressor 3 zugeführten Wechselstroms so
gesteuert, dass er schrittweise auf 0 (Stop) abnimmt (beispielsweise nimmt die
Frequenz F in Intervallen von 10 Hz/min ab). Während der Zustand
dieses Schrittes S17 erfüllt ist, stoppt das Kühlen des Verdampfers 6a.
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Wenn die Temperatur T 6,4ºC ≥ T ≥ 0,8ºC beträgt, geht die Steuerung
zu Schritt S18 und zu Schritt S19 über, wo das Signal zum Abgeben von
Heisswasser an den Boiler oder das Boilersystem zunächst ausgegeben
wird, und dann die Öffnung des die Strömungsrate regulierenden Ventils
17 auf ungefähr 30% der vollen Öffnung geöffnet wird. Wenn diese
Schritte durchgeführt werden, wird Heisswasser zum Wärmestrahler 6b
des Wärmetauschers 6 auf der Nutzerseite zugeführt, und die
Temperatur T kann erhöht werden. Zu diesem Zeitpunkt bleibt in Schritt S17 die
Frequenz des dem Kompressor 3 zugeführten Wechselstroms auf 0
(Stop) korrigiert.
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Wenn die Temperatur T 0,8 ºC ≥ T beträgt, geht die Steuerung zu Schritt
520 über, wo eine Abnormalitätsdarstellung (Frostanzeige)
vorgenommen wird und dann der Betrieb der Klimaanlage gestoppt wird.
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Wenn dementsprechend dieses Fliessbild durchgeführt wird, wird die
untere Klappe 29 geschlossen, um die untere Luftöffnung 28 beim
Kühlbetrieb zu schliessen und der Lüftermotor 23 stoppt. Gleichzeitig stellt
der Betriebsteil 33 die Windgeschwindigkeit (die Drehzahl des
Lüftermotors 22) ein und erhöht um 10%. Wenn die Temperatur T des
Wärmetauschers 6 auf der Nutzerseite weiter fällt, wird die Frequenz des
dem Kompressor 3 zugeführten Wechselstroms gemäss der Temperatur
T gesenkt oder es wird heisses Wasser durch den Wärmestrahler 6b
umgewälzt, um zwangsläufig die Temperatur T des Wärmetauschers 6
auf der Nutzerseite zu erhöhen.
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Fig. 6 ist eine erläuternde Ansicht, die die Windströmung während des
Kühlbetriebs zeigt. Während der Lüfter 14 stoppt und die untere Klappe
29 geschlossen wird und wenn der Lüfter 13 in diesem Zustand rotiert,
strömt aus dem Ansaugfeld 20 angesaugte Raumluft durch den Luftfilter
21 und den Wärmetauscher 6 auf der Nutzerseite, wie es durch die
Pfeile Y1 und Y2 in durchgezogenen Linien angezeigt ist, wird gekühlt
und danach von der oberen Luftöffnung 24 in den zu klimatisierenden
Raum zurückgeführt.
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Zu diesem Zeitpunkt unterscheidet sich, da der Lüfter 13 auf einer der
Seiten des Wärmetauschers auf der Nutzerseite angeordnet ist, die
Strömungsgeschwindigkeit der Luft, die durch den Pfeil Y1 angegeben
ist, von der, die von Pfeil Y2 angezeigt ist, und die
Strömungsgeschwindigkeit wird zum Lüfter 13 höher. Die Luftströmungsgeschwindigkeit
weist deshalb die Relation Y1 > Y2 auf.
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Die vorliegende Erfindung kann die Strömungsgeschwindigkeit Y2 der
Luft auf die Strömungsgeschwindigkeit erhöhen, bei der der
Wärmetauscher 6 auf der Nutzerseite nicht einfriert.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform ist der Wärmestrahler
vorgesehen, durch den heisses Wasser strömt. Weil jedoch auch im
Verdampfer Einfrieren auftritt, kann die vorliegende Erfindung auch
angewendet werden, wenn der Wärmetauscher auf der Nutzerseite
verwendet wird, der nur den Verdampfer besitzt.