DE69726217T2

DE69726217T2 - Steueranlage für eine Mehrzonenklimaanlage

Info

Publication number: DE69726217T2
Application number: DE69726217T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Ota-shi Matsumoto; Hikaru Kiryu-shi Katsuki
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1996-04-30
Filing date: 1997-04-11
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2017-04-12
Also published as: EP0805312A2; EP0805312A3; TW315404B; JP3208323B2; MY118002A; KR970070819A; DE69726217D1; SG50817A1; IN192497B; US5832735A; EP0805312B1; CN1114800C; JPH09296972A; CN1170124A; KR100235218B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuersystem für eine Mehrzonen-Klimaanlage, die durch eine einzelne Außeneinheit einen Kühlzyklus bildet, die mit Kompressoren, Vierwegventilen und Expansionsvorrichtungen jeweils entsprechend einer Anzahl von Innenbaueinheiten und mit einem gemeinsamen außenseitigen Wärmetauscher ausgerüstet ist, und einer Anzahl von Inneneinheiten, die jeweils einen innenseitigen Wärmetauscher haben.
Beschreibung des Standes der Technik
Bisher ist eine Klimaanlage der getrennten Bauart mit zwei Kompressoren bekannt, die mit einer Anzahl von Inneneinheiten für eine einzige Außeneinheit versehen ist. Diese Bauart von Klimaanlage führt ein Kühlen und Heizen durch Schalten der Zirkulationsrichtung eines Kühlmittels durch.
Wenn die Außentemperatur auf ungefähr +5°C fällt, während die Klimaanlage im Heizmodus arbeitet, der allgemein als ein "Umkehrzyklusheiz"-Betriebsmodus bekannt ist, wird die Verdampfungstemperatur des Kühlmittels in einem außenseitigen Wärmetauscher 0°C oder darunter, was ein "Vereisen" verursacht, wobei Feuchtigkeit der Luft in Reif umgewandelt wird und an dem Wärmetauscher anhaftet. Wenn der Reif nicht entfernt wird, baut sich das Eis auf und stört schließlich die Lüftung des außenseitigen Wärmetauschers. Weiterhin wird die Wärmeleitfähigkeit des Wärmetauschers verschlechtert, wodurch er außer Lage gesetzt wird, Außenwärme anzuziehen.
Das Vereisungsproblem ist ein unvermeidliches Problem bei dem Umkehrzyklus-Heizbetrieb der Klimaanlage und, um das Vereisungsproblem zu lösen, muss ein Defrosten durchgeführt werden.
Als eines der Defrosterverfahren in einem derartigen Fall ist ein Umkehrzyklus-Defrosterverfahren verwendet worden. Gemäß dem Umkehrzyklus-Defrosterverfahren wird der Kühlzyklus von einem Heizbetriebsmodus auf einen Kühlbetriebsmodus während des Heizbetriebes umgeschaltet, um heißes Kühlmittelgas, das von einem Kompressor ausgegeben wird, in einen vereisten außenseitigen Wärmetauscher fließen zu lassen, wodurch der Reif durch die Wärme schmilzt.
Nachdem die Klimaanlage den Heizvorgang begonnen hat, benötigt es eine geringe Zeit, bis die Temperatur angehoben ist. Wenn die Klimaanlage die vorstehend beschriebene Enteisungssteuerung durchführt, ist sie im Kühlmodus platziert. Unter solchen Bedingungen würde kalte Luft in einen Raum geblasen werden, um die Luft in dem Raum entgegen dem Wunsch eines darin befindlichen Benutzers zu kühlen. Um eine derartige Situation zu vermeiden, ist die Klimaanlage mit Maßnahmen versehen, um zu vermeiden, dass kalte Luft ausgelassen wird.
Im Fall der jüngsten mikroprozessor-gesteuerten Klimaanlage sollte keine wesentliche Unbequemlichkeit vorhanden sein, die es zulässt, dass der gesamte Betrieb der Außeneinheit von der Seite der Inneneinheit her überwacht und gesteuert wird. Für den Fall einer Mehrzonen-Klimaanlage mit zwei Kompressoren, die eine einfache Außeneinheit hat, welche keine Einrichtungen wie einen Mikrocomputer hat und lediglich eine EIN/AUS-Steuerung durchführt und die keinen Signalleiter zum Übertragen der Information bezüglich des Zustandes der Außeneinheit auf die Inneneinheit hat, so dass die Außeneinheit unabhängig den Enteisungsbetrieb startet, besteht der im Fol genden angegebene Nachteil. Bei einer derartigen Klimaanlage tritt die Situation auf, bei der die Inneneinheit ihren normalen Betrieb fortsetzt, während die Außeneinheit die Enteisungssteuerung durchführt, was zu dem Nachteil führt, dass die Inneneinheit kalte Luft in den Raum bläst, während die Außeneinheit die Enteisungssteuerung durchführt.
Eine Mehrzonen-Klimaanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist in der JP-A-5901744 offenbart, wobei die Information bezüglich eines Enteisungsvorganges auf die Innensteuerung übertragen wird.
Die EP-A-0 462 524 offenbart eine Klimaanlage, bei der der Enteisungsvorgang in Abhängigkeit von der Temperatur an dem innenseitigen Wärmetauscher gestartet wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein billiges Steuersystem für eine Mehrzonen-Klimaanlage mit zwei Kompressoren zu schaffen, die eine Außeneinheit hat, die nur mit einer einfachen EIN/AUS-Steuerfunktion ausgerüstet ist und die keinen Signalleiter zum Übertragen der Information bezüglich des Zustandes der Außeneinheit auf eine letzte mikroprozessor-gesteuerte Inneneinheit hat, wobei dieses Steuersystem die Außeneinheit in die Lage versetzt, eine Vereisung automatisch und unabhängig zu detektieren und während eines Umkehrzyklus-Heizbetriebes eine Enteisungssteuerung durchzuführen, und ermöglicht, dass der Betrieb der Außeneinheit von der Seite der Inneneinheit her bestimmt wird, um, falls notwendig, eine exakte Aktion vorzunehmen und um auch den Betrieb der Außeneinheit von der Seite der Inneneinheit her wie im Fall einer mikroprozessor-gesteuerten Klimaanlage zu überwachen und zu steuern.
Diese Aufgabe wird durch eine Mehrzonen-Klimaanlage gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst; Patentanspruch 2 bezieht sich auf eine Weiterentwicklung der Erfindung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann in einer Mehrzonen-Klimaanlage mit zwei Kompressoren, die nicht mit einem Signalleiter zum Übertragen der Information bezüglich des Zustandes einer Außeneinheit auf eine Inneneinheit versehen ist, selbst wenn die letzte mikroprozessor-gesteuerte Inneneinheit mit einer Außeneinheit kombiniert ist, die nur eine einfache Funktion lediglich zum Ein-/Ausschalten eines Motors zum Antreiben eines Kompressors hat, die Steuerung unabhängig in der Außeneinheit durchgeführt werden und der Betrieb der Außeneinheit kann von der Seite der Inneneinheit her detektiert und bestimmt werden, um eine exakte Aktion durchführen zu können.
Darüber hinaus kann das Detektieren von Vereisung und die Enteisungssteuerung in der Außeneinheit während des Umkehrzyklus-Heizbetriebes unabhängig durchgeführt werden. Zusätzlich kann, selbst wenn der Heizbetrieb oder das Detektieren von Vereisung und die Enteisungssteuerung unabhängig in der Außeneinheit während des Umkehrzyklusheizens durchgeführt werden, ein derartiger Betrieb, der in der Außeneinheit durchgeführt wird, von der Seite der Inneneinheit durch eine Temperaturänderung in dem innenseitigen Wärmetauscher detektiert und bestimmt werden, wodurch eine exakte Steuerung zum Verhindern eines kalten Luftstroms durchgeführt werden kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 ist ein Blockschaltbild, das eine Mehrzonen-Klimaanlage gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine elektrische Schaltung einer Steuerung einer Inneneinheit;
3 ist eine elektrische Schaltung einer Steuerung einer Außeneinheit; und
4 ist ein Zeitplan zur Veranschaulichung des Detektierens von Vereisung und eines Enteisungsbetriebes.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bezugnehmend auf 1, wird die schematische Konfiguration einer Mehrzonen-Klimaanlage mit zwei Kompressoren, an der die vorliegende Erfindung angewandt ist, beschrieben.
Die Mehrzonen-Klimaanlage ist durch eine Außeneinheit 1, die außen installiert ist, und eine Inneneinheit 2 und eine Inneneinheit 3, die im Inneren installiert sind, aufgebaut; diese Außen- und Inneneinheiten sind durch Kühlmittelleitungen und Signalleiter zum Übertragen von Befehlen von den Inneneinheiten versehen.
An der Außeneinheit 1 sind ein gemeinsamer außenseitiger Wärmetauscher (ein Wärmetauscher der Heizquellenseite) 10, ein Außengebläse 11, das aus einem Motor und einem Axialventilator zusammengesetzt ist, um den Wärmeaustausch zwischen der Außenluft und dem innenseitigen Wärmetauscher 10 zu beschleunigen, Kompressoren 12 und 12', Vierwegventile 13 und 13' zum Schalten der Zirkulationsrichtung des Kühlmittels, Sperrventile 14 und 14' zum Regeln der Zirkulationsrichtung des Kühlmittels, Kapillarrohren (Expansionsvorrichtungen) 15A und 15B, Siebeinsätze 16A, 16'A, 16B und 16'B, Kühlmittelrohrverbindungsöffnungen 17A, 17'A, 17B und 17'B, Akkumulatoren 18 und 18', Dämpfer 19A, 19'A, 19B und 19'B und eine außenseitige Steuerung, die später erörtert wird, montiert.
Die Außeneinheit 1 hat keine derartigen Einrichtungen wie einen Mikrocomputer; sie führt eine einfache EIN/AUS-Betriebssteuerung durch.
An der Inneneinheit 2 sind ein innenseitiger Wärmetauscher (Wärmetauscher der Benutzerseite) 20, ein Innengebläse 21, bestehend aus einem Gebläsemotor 22 und einem Kreuzflussventilator, der durch den Gebläsemotor angetrieben wird und die Luft zurück in einen Raum leitet, die durch den innenseitigen Wärmetauscher erwärmt oder gekühlt worden ist, Kühlmittelrohrverbindungsöffnungen 23A und 23B und ein innenseitiger Controller, der später erörtert wird, montiert.
An der Inneneinheit 3 sind ein innenseitiger Wärmetauscher (Wärmetauscher der Benutzerseite) 30, ein Innengebläse 31, bestehend aus einem Gebläsemotor 32 und einem Kreuzstromventilator, der durch den Gebläsemotor angetrieben wird und der Luft zurück in einen Raum führt, die durch den innenseitigen Wärmetauscher 30 erwärmt oder gekühlt worden ist, Kühlmittelrohrverbindungsöffnungen 33A und 33B und ein innenseitiger Controller, der später erörtert wird, montiert.
Die Außeneinheit 1, die Inneneinheit 2 und die Inneneinheit 3, die mit den vorstehend beschriebenen Komponenten versehen sind, bilden einen Zweizonen-Kühlzyklus durch Verbinden der Öffnung 17A mit der Öffnung 23A bzw. der Öffnung 17'A mit der Öffnung 33A durch ein Kühlmittelrohr mit einem Durchmesser von 9,52 mm und Verbinden der Öffnung 17B mit der Öffnung 23B und der Öffnung 17'B mit der Öffnung 33B durch ein Kühlmittelrohr mit einem Durchmesser von 6,35 mm, wie dies in der 1 dargestellt ist.
In Verbindung mit der Außeneinheit 1 und der Inneneinheit 2 werden der Kühlbetrieb und der Heizbetrieb über den vorstehend genannten Kühlmittelzirkulationsweg beschrieben. Die Beziehung zwischen der Außeneinheit 1 und der Inneneinheit 3 ist die gleiche und die Beschreibung derselben wird daher weggelassen.
Wenn das Vierwegventil 13 in dem in der 1 gezeigten Zustand ist, zirkuliert das Kühlmittel, welches vom Kompressor 12 ausgegeben worden ist, in der durch die durchgezogenen Pfeile angegebenen Richtung (Kühlbetriebsmodus).
Als Erstes geht das gasförmige Kühlmittel mit hoher Temperatur und hohem Druck, das am Kompressor 12 ausgegeben worden ist, durch den Dämpfer 19B und das Vierwegventil 13, in dieser Reihenfolge, und erreicht den außenseitigen Wärmetauscher 10.
Dann bläst das außenseitige Gebläse 11 Luft in den außenseitigen Wärmetauscher 10, um das Kühlmittel zu kühlen, um dieses in dem außenseitigen Wärmetauscher 10 zu kondensieren und zu verflüssigen.
Das Kühlmittel geht dann durch das Sperrventil 14 und den Siebeinsatz 16A, bevor es das Kapillarrohr 15A erreicht. Zu diesem Zeitpunkt wird das Kühlmittel durch das Kapillarrohr 15A gequetscht, so dass es eine niedrige Temperatur und einen hohen Druck hat.
Dann geht das Kühlmittel durch den Siebeinsatz 16B, die Öffnung 17B und die Öffnung 22B, bevor es dem innenseitigen Wärmetauscher 20 zugeführt wird.
Der innenseitige Wärmetauscher 20 verlängert den Leitungsdurchgang, durch welchen das Kühlmittel zirkuliert; daher wird der Druck in dem innen liegenden Wärmetauscher 20 niedrig, was bewirkt, dass das Hochdruck-Kühlmittel verdampft und gasförmig wird. Die Verdampfungswärme senkt zu diesem Zeitpunkt die Temperatur des innenseitigen Wärmetauschers 20 und das Querstromgebläse 21 bläst Luft aus, wodurch ein zu klimatisierender Raum (im Inneren) gekühlt wird.
Das verdampfte Kühlmittel geht durch die Öffnung 23A, die Öffnung 17A, den Dämpfer 19A und das Vierwegventil 13 und erreicht den Akkumulator 18. Der Akkumulator 18 trennt das Kühlmittel, welches in dem innenseitigen Wärmetauscher 20 nicht in den gasförmigen Zustand gebracht worden ist, das heißt das flüssige Kühlmittel von dem in Gas umgewandelten Kühlmittel, das heißt dem gasförmigen Kühlmittel, und leitet nur das gasförmige Kühlmittel zum Kompressor 12. Der Kompressor 12 rekomprimiert das gasförmige Kühlmittel, um dieses durch den Kühlmittelkreislauf zu zirkulieren.
Somit kondensiert in dem Kühlbetriebsmodus das Kühlmittel, welches vom Kompressor 12 ausgegeben worden ist, in dem außenseitigen Wärmetauscher 10 und wird in dem innenseitigen Wärmetauscher 20 verdampft, um Wärme aus dem klimatisierten Raum nach außen abzuführen, wodurch es möglich wird, den klimatisierten Raum zu kühlen.
Im Heizbetriebsmodus ist das Vierwegventil 13 wie durch die strichpunktierten Pfeile in der 1 gezeigt geschaltet, und das am Kompressor 12 ausgegebene Kühlmittel zirkuliert in der Richtung gemäß den in der 1 gezeigten gestrichelten Pfeilen.
Als Erstes geht das gasförmige Kühlmittel mit hoher Temperatur und hohem Druck, das am Kompressor 12 ausgegeben worden ist, durch den Dämpfer 19B, das Vierwegventil 13, den Dämpfer 19A, die Öffnung 17A und die Öffnung 23A in dieser Reihenfolge und erreicht den innenseitigen Wärmetauscher 20.
Dann bläst das Quergebläse 21 Luft in den innenseitigen Wärmetauscher 20, um den innenseitigen Wärmetauscher 20 zu kühlen, der durch die Temperatur des Kühlmittels erwärmt worden ist, und das im Inneren zirkulierende Kühlmittel kondensiert und wird verflüssigt. Anders ausgedrückt, das Quergebläse 21 bläst Luft auf den innenseitigen Wärmetauscher 20, der erhitzt worden ist, um den zu klimatisierenden Raum (Innenraum) zu erwärmen.
Das verflüssigte Kühlmittel geht dann durch die Öffnung 23B, die Öffnung 17B und den Siebeinsatz 16B, um das Kapillarrohr 15A und das Kapillarrohr 15B zu erreichen. Zu diesem Zeitpunkt wird das Kühlmittel durch das Kapillarrohr 15a gepresst; daher hat es eine niedrige Temperatur und einen hohen Druck. Das Sperrventil 14 verhindert, dass das Kühlmittel durch den Siebeinsatz 16A zirkuliert.
Dann wird das Kühlmittel dem außenseitigen Wärmetauscher 10 zugeführt. Der außenseitige Wärmetauscher 10 verlängert den Leitungsdurchgang, durch welchen das Kühlmittel zirkuliert; daher wird der Druck in dem außenseitigen Wärmetauscher 10 niedrig, was bewirkt, dass das unter Hochdruck stehende Kühlmittel verdampft und gasförmig wird. Zu diesem Zeitpunkt bläst das Außengebläse 11 Luft, um die Verdampfung des Kühlmittels zu beschleunigen.
Das verdampfte Kühlmittel wird über das Vierwegventil 13 zum Akkumulator 18 geleitet. Der Akkumulator 18 trennt das Kühlmittel, das nicht gasförmig ist, in dem außenseitigen Wärmetauscher 10, das heißt das flüssige Kühlmittel, von dem in Gas verwandelten Kühlmittel, das heißt dem gasförmigen Kühlmittel, und leitet nur das gasförmige Kühlmittel zum Kompressor 12. Der Kompressor 12 rekomprimiert das gasförmige Kühlmittel, um dieses durch den Kühlkreislauf zu zirkulieren.
Somit kondensiert in dem Heizbetriebsmodus das Kühlmittel, das vom Kompressor 12 ausgegeben worden ist, in dem innenseitigen Wärmetauscher 20 und verdampft in dem außenseitigen Wärmetauscher 10, um die Außenwärme in den klimatisierten Raum freizugeben, wodurch ein Heizen des zu klimatisierenden Raumes möglich wird.
In diesem Fall kann die Innenkühl- oder Heiztemperatur auf einer gewünschten eingestellten Temperatur mittels Mikrocomputersteuerung in Übereinstimmung mit dem Detektionsausgang eines Temperatursensors, der in der Nähe des Innengebläses 21 angeordnet ist, aufrecht erhalten werden.
In der Zwei-Kompressor-Mehrzonen-Klimaanlage wird der außenseitige Wärmetauscher 10 von den Inneneinheiten 2 und 3 gemeinsam benutzt. Aus diesem Grund können die Inneneinheiten 2 und 3 nicht in unterschiedlichen Modi betrieben werden; anders ausgedrückt, es gibt keine Situation, bei der die Inneneinheit 2 im Heizmodus betrieben wird, während die Inneneinheit 3 im Kühlmodus betrieben wird.
Die Klimaanlage ist so eingestellt, dass dem Heizbetrieb Priorität verliehen ist, und wenn daher eine Inneneinheit im Heizmodus arbeitet, während die andere Inneneinheit im Kühlmodus arbeitet, dann wird dem Heizmodus Priorität gegeben und der Kompressor wird im Kühlmodus in Ruhe gehalten. Als Ergebnis bläst die Inneneinheit einfach nur Luft.
2 ist ein elektrisches Schaltbild, das einen wesentlichen Teil des Controllers zeigt, der an den Inneneinheiten 2 und 3 befestigt ist. Im folgenden wird der Fall beschrieben, bei dem der Controller an der Inneneinheit 2 befestigt ist.
Ein Mikrocomputer MC, beispielsweise TMS2600 der Firma INTEL, ist versehen mit: Schaltern zum Setzen des Basismodus der Klimaanlage einschließlich eines Schalters zum Wählen zwischen Strom AUS, Strom EIN und Testlauf und eines Schalters zum Anzeigen der Kurzgeschichte eines Ausfalls für eine Wartungsmannschaft, einer Betriebsanzeigeeinheit 5 zum Anzeigen des Kühlbetriebsmodus, des Heizbetriebsmodus, der Verhinderung von Kühlluftblasen etc. und einem Signalempfänger 6 als einer Steuerschnittstelle, der von einer Fernsteuerung ein drahtloses Signal empfängt, dieses demoduliert und einen Steuerkode an den Mikrocomputer MC schickt.
Die Fernsteuerung wird primär verwendet für: EIN/AUS-Schalten der Klimaanlage; Schalten zwischen dem Heizmodus, dem Kühlmodus und dem Gebläsemodus; Einstellen der Raumtemperatur; Einstellen des Luftstroms des Raumgebläses 21 auf hoch, mittel, niedrig oder automatisch (H/M/L/auto); Einstellen der Zeit des Zeitschalters zum Starten oder Stoppen des Betriebes; Einstellen der Ausgaberichtung der klimatisierten Luft, das heißt der erwärmten oder gekühlten Luft, in einem gewünschten Winkel oder zum automatischen Einstellen; und Detektieren der Raumtemperatur um die Fernsteuerung herum und automatischem Schicken eines Wertes, der für die Raumtemperatur Indikativ ist, an den Signalempfänger in vorbestimmten Intervallen, beispielsweise 2 bis 3 Minuten.
Der Mikrocomputer MC steuert den Betrieb der Klimaanlage gemäß den Signalen, die er von der Fernsteuerung empfängt. Wenn der Heizmodus unter dem Kühlmodus, dem Heizmodus und dem Gebläsemodus gewählt worden ist, gibt der Mikrocomputer MC an die Steuerung der Außeneinheit 1 ein Signal (Spannung mit hohem Pegel → Spannung mit niedrigem Pegel) zum Einschalten des Vierwegventils 13 über einen Anschluss Nr. 3 eines Verbinders 4A; bewertet die Raumtemperatur und die eingestellte Temperatur und leitet ein Signal (Spannung mit hohem Pegel ↔ Spannung mit niedri gem Pegel) zum Ein- oder Ausschalten des Kompressors 12 an den Controller der Außeneinheit 1 über einen Anschluss Nr. 2 des Verbinders 4A.
Ferner gibt in Abhängigkeit davon, ob der Kühlzyklus im Hochlastzustand ist, der Mikrocomputer MC ein Signal (Spannung mit niedrigem Pegel ↔ Spannung mit hohem Pegel) zum Ein- oder Ausschalten des Außengebläses 11 an den Controller der Außeneinheit 1 über einen Anschluss Nr. 4 des Verbinders 4A.
Ein Schrittschaltmotor 7 ändert den Winkel einer Luftblasverschiebeplatte, um die vertikale Ausgangsrichtung der klimatisierten Luft zu ändern. Die Geschwindigkeit des Schrittschaltmotors 7 wird durch eine Kombination aus einem Untersetzungsgetriebe verringert. Ein Bereich von ungefähr 90 Grad ist in 512 Schritte unterteilt und der Schrittschaltmotor 7 wird durch den Mikrocomputer MC um eine gewünschte Anzahl von Schritten in eine Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung über einen Treiber bewegt, um den Winkel der Luftblasänderungsplatte wie gewünscht zu verändern.
Wenn daher der Mikrocomputer MC die Umdrehung des Schrittschaltmotors zwischen der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung in einem vorbestimmten Zyklus schaltet, kann die Ausgaberichtung der klimatisierten Luft aufeinander folgend geändert werden, und daher ist diese Funktion im allgemein als "Pendeln" bekannt.
Ein Einphasen-Induktionsmotor 22 treibt den Querventilator des Innengebläses 21 an; basierend auf einer Wählschaltung 8 zum Wählen zwischen hoch, mittel, niedrig und sehr niedrig H/M/L/LL) ist er mit Geschwindigkeitsregelanschlüssen ausgerüstet. Die Stromversorgung zu diesen Geschwindigkeitsregelanschlüssen wird durch den Mikrocomputer MC über Relais R1 und R2 gesteuert, die Wählarmaturen haben. Die Wahl zwischen niedrig und sehr niedrig (L und LL) wird durch den Mikrocomputer MC über Elektronikschalter SSR1 und SSR2 durchgeführt.
Der Mikrocomputer MC steuert die Relais und die elektronischen Schalter gemäß den Signalen, die er von der Fernsteuerung empfangen hat. Wenn ferner der Luftstrom auf auto gesetzt worden ist, ändert der Mikrocomputer automatisch den Luftstrom, so dass er erhöht wird, wenn die Zimmertemperatur sich von der eingestellten Temperatur entfernt, oder vermindert wird, wenn die Zimmertemperatur sich der eingestellten Temperatur nähert. Wenn der Kompressor 12 in dem Kühlbetriebsmodus oder in dem Heizbetriebsmodus angehalten ist, wird der Luftstrom auf niedrig gesetzt. Während des Defrosterbetriebes wird die Kühlluftblasverhinderung durchgeführt, wobei der Luftstrom auf sehr niedrig oder zum Anhalten gebracht wird.
TH1 und TH2 bezeichnen Temperatursensoren; TH1 ist ein Thermistor, der zum Detektieren der Temperatur des innenseitigen Wärmetauschers 20 installiert ist, und TH2 ist ein Thermistor, der zum Detektieren der Temperatur der Raumluft, die durch das Raumgebläse 21 angesaugt worden ist, installiert ist.
Die Temperatur, die vom Thermistor TH1 detektiert wird, wird zum Detektieren von Vereisung des außenseitigen Wärmetauschers im Heizbetriebsmodus und zum Starten des Defrosterbetriebes verwendet, wobei im Heizbetriebsmodus ein Kühlluftstrom verhindert wird und im Kühlbetriebsmodus das Gefrieren verhindert wird.
Die Temperatur, die vom Thermistor TH2 detektiert wird, wird mit der Zimmertemperatur, die von der Fernsteuerung geschickt worden ist, verglichen, und wenn die von der Fernsteuerung berichtete Zimmertemperatur als anomal entschieden wird (beispielsweise wenn die Fernsteuerung direktem Sonnenlicht oder der Luft, die an der Klimaanlage ausgegeben wird, ausgesetzt ist) oder wenn von der Fernsteuerung keine periodischen Angaben erhalten werden (wenn beispielsweise der Übertragungsabschnitt der Fernsteuerung im Schatten oder die Fernsteuerung in einer Schublade oder dergleichen ist), wird die von dem Thermistor TH2 detektierte Temperatur als die Zimmertemperatur angenommen.
3 ist ein elektrisches Schaltbild zur Veranschaulichung eines wesentlichen Abschnittes des Controllers der Außeneinheit: 1. In dem Schaltbild sind die Anschlüsse des Verbinders 4B und 4C an die entsprechenden Anschlüsse des Verbinders 4A ange schlossen, die mit den gleichen Anschlussnummern des Controllers der Inneneinheit 2, wie in der 2 gezeigt, übereinstimmen.
Ein Betriebssignal vom Kompressor 12 wird an den Anschluss Nr. 2 des Verbinders 4B angelegt; das Signal ist auf einer Spannung mit niedrigem Pegel gehalten, aber es schaltet auf eine Spannung mit hohem Pegel, wenn der Kompressor stoppt. Ein Schaltsignal für das Vierwegventil 13 ist an den Anschluss 3 angelegt; das Signal ist auf einer Spannung mit niedrigem Pegel während des Heizbetriebes oder auf einer Spannung mit hohem Pegel während des Kühlbetriebes. Das Betriebssignal für das Gebläse, das an den Anschluss Nr. 4 angelegt ist, wird nicht verwendet. Die Leitungsspannung (+Vcc) ist an den Anschluss Nr. 1 angelegt.
Ein Elektromagnet SV schaltet den Zustand des Vierwegventils; wenn er gespeist wird, wird der Zustand des Vierwegventils 13 von demjenigen, der in der 1 durch die durchgezogene Linie angegeben ist, in denjenigen umgeschaltet, der in der 1 mit der gestrichelten Linie angegeben ist. Daher ist der Kühlzyklus, wie in 1 gezeigt, auf den Heizbetriebsmodus gesetzt, wenn der Elektromagnet SV gespeist wird, während er auf den Kühlbetriebsmodus gesetzt ist, wenn der Elektromagnet SV nicht gespeist wird.
Wenn der Anschluss Nr. 3 des Verbinders 4B auf die Spannung mit niedrigem Pegel geschaltet wird, wird eine normalerweise offene Armatur a3 eines Hilfsrelais R3 geschlossen, was bewirkt, dass ein Elektromagnet SV1 durch die normalerweise offene Armatur a3 gespeist wird; das Anordnen eines ODER-Gatters OR1 in diesem Signalpfad hält den Elektromagneten auf einer Spannung mit hohem Pegel, um den Kühlbetrieb zu allen Zeitpunkten ungeachtet des Pegels der Signalspannung am Anschluss Nr. 3 aufrecht zu erhalten, solange wie der Ausgang von der Enteisungssteuerung 9, die später beschrieben wird, auf dem Pegel mit hoher Spannung bleibt.
Wenn der Anschluss Nr. 2 des Verbinders 4B auf die Spannung mit niedrigem Pegel geschaltet ist, wird eine normalerweise offene Armatur a5 des Hilfsrelais RS geschlos sen, und der Motor CM1 des Kompressors 12 wird über die normalerweise offene Armatur aS gespeist; das Vorsehen eines ODER-Gatters R2 und eines UND-Gatters AND1 in diesem Signalpfad korrigiert das Betriebssignal für den Motor CM1 des Kompressors 12.
Die Signale vom Anschluss Nr. 2, dem UND-Gatter AND1 und der Enteisungssteuerung 9 werden jeweils an das ODER-Gatter OR2 angelegt. Der Motor CM1 des Kompressors 12 wird ungeachtet des Signals am Anschluss 2 gehalten, während das Signal mit hoher Spannung von wenigstens dem UND-Gatter AND1 oder der Enteisungssteuerung 9 empfangen wird.
Der Ausgang des UND-Gatters AND1 ist auf der Spannung mit hohem Pegel, wenn der Anschluss Nr. 3 des Verbinders 4B auf der Spannung mit hohem Pegel ist, während der Anschluss Nr. 3 des Verbinders 4C auf der Spannung mit niedrigem Pegel ist. Daher wird der Motor CM1 des Kompressors 12 nicht betätigt, wenn eine Inneneinheit im Kühlmodus betrieben wird, während die andere Inneneinheit im Heizmodus betrieben wird.
Die Stromversorgung eines Gebläsemotors FM wird über eine normalerweise offene Armatur a7 eines Hilfsrelais R7 und eine Wählarmatur a8 eines Hilfsrelais R8 gesteuert. Das Hilfsrelais R7 wird gespeist, wenn wenigstens das Hilfsrelais RS oder R6 gespeist wird, während das Hilfsrelais R8 gespeist wird, wenn beide Hilfsrelais RS und R6 gleichzeitig gespeist werden.
Demgemäß wird der Gebläsemotor FM mit niedriger Geschwindigkeit betrieben, wenn wenigstens einer der zwei Kompressoren 12 oder 12' in Betrieb ist, während er mit hoher Geschwindigkeit betrieben wird, wenn beide Kompressoren 12 und 12' arbeiten.
Die gleiche Konfiguration wie vorstehend beschrieben gilt für die Gatterschaltung, die an den Verbinder 4C angeschlossen ist; daher wird die Beschreibung weggelassen. In der Außeneinheit 1, die so konfiguriert ist, werden, wenn beide Anschlüsse CM und SV der Enteisungssteuerung 9 auf der Spannung mit niedrigem Pegel sind, die Elektromagneten SV1 und SV2 der Vierwegventile 13 und 13' jeweils durch die Ausgänge der Anschlüsse Nr. 3 der jeweiligen Verbinder 4B und 4C gesteuert. Somit sind der Kühlbetriebsmodus und der Heizbetriebsmodus eingestellt.
Wenn die Ausgänge beider Anschlüsse Nr. 3 der Verbinder 4B und 4C gleich sind, das heißt, wenn sie beide für den Kühlbetriebsmodus oder den Heizbetriebsmodus eingestellt sind, dann geben die jeweiligen UND-Gatter AND1 und AND2 Spannungen mit niedrigem Pegel aus; daher werden die Kompressoren 12 und 12' in Antwort auf die Ausgaben, die von den jeweiligen Inneneinheiten 2 und 3 empfangen worden sind, gemäß den Ausgaben von den Anschlüssen Nr. 2 der Verbinder 4B und 4C ein- oder ausgeschaltet.
Wenn der Anschluss Nr. 3 des Verbinders 4B auf der Spannung mit niedrigem Pegel ist, während der Anschluss Nr. 3 des Verbinders 4C auf der Spannung mit dem hohen Pegel ist, das heißt, wenn die Inneneinheit 2 in dem Heizbetriebsmodus ist, während die Inneneinheit 3 in dem Kühlbetriebsmodus ist, dann gibt das UND-Gatter AND2 der Inneneinheit im Kühlbetriebsmodus die Spannung mit hohem Pegel aus; daher hält das ODER-Gatter OR4 den Motor CM1 des Kompressors 12. Als Ergebnis wird dem Heizbetriebsmodus Priorität verliehen und die Inneneinheit 3 in dem Kühlbetriebsmodus bläst lediglich Luft.
Ein fortgesetzter Heizbetrieb bei niedriger Außentemperatur bewirkt, dass der außenseitige Wärmetauscher 10 vereist. Die Vereisungssteuerung 9 hat den Temperatursensor TH1 zum Detektieren der Temperatur der Außenluft und den Temperatursensor TH2 zum Detektieren der Temperatur des außenseitigen Wärmetauschers 10, um das Vereisen des außenseitigen Wärmetauschers 10 zu detektieren und das Ende des Defrosterbetriebes zu entscheiden.
Als Erstes bestimmt die Enteisungssteuerung 9, dass der außenseitige Wärmetauscher 10 vereist ist, wenn die Temperatur der Außenluft auf einer vorbestimmten Höhe oder darunter, beispielsweise ungefähr +5°C, ist, bei der das Auftreten von Vereisung festgestellt wird, und wenn der Gradient des Temperaturabfalls des außenseitigen Wärmetauschers 10 ein vorbestimmter Wert oder darüber ist, wird der vorbestimmte Wert in Übereinstimmung mit der Betriebskapazität des Kompressors oder der Kapazität des außenseitigen Wärmetauschers errichtet, das heißt, wenn die Enteisungssteuerung 9 entscheidet, dass der außenseitige Wärmetauscher 1 nicht länger ausreichend als Verdampfer funktioniert. Als eine einfachere Alternative kann die Enteisungssteuerung 9 den Defrosterbetrieb starten, wenn die Temperatur des außenseitigen Wärmetauschers 10 auf –9°C oder darunter gefallen ist und den Defrosterbetrieb beenden, wenn sie wieder auf +12°C oder darüber angestiegen ist.
Nunmehr Bezug nehmend auf 4, wird die Zeitschaltung zum Detektieren der Vereisung und die Zeitschaltung für den Defrosterbetrieb beschrieben.
Wenn die Vereisung aus den Temperaturen, die durch die Temperatursensoren TH3 und TH4 detektiert worden sind, detektiert wird, wird die Spannung am Anschluss TM der Enteisungssteuerung 9 als Erstes auf den hohen Pegel geschaltet, um die Motoren CM1 und CM2 der Kompressoren 12 und 12' und den Gebläsemotor FM zu stoppen.
Dann wird nach einer vorbestimmten Zeitspanne von ungefähr 3 Minuten, die abgelaufen ist, bis die hohen und niedrigen Drücke in den jeweiligen Kühlzyklen ausgeglichen sind, der Anschluss SV auf die Spannung mit hohem Pegel geschaltet, um die zwei Vierwegventile 13 und 13' für den Kühlbetriebsmodus zu setzen (bei dieser Ausführungsform wird das Umkehrzyklusenteisen durchgeführt). In ein paar Sekunden wird der Anschluss CM auf die Spannung mit niedrigem Pegel geschaltet, um den Betrieb der Motoren der Kompressoren und den Gebläsemotor FM wieder zu starten (der Kompressor mit dem Anschluss Nr. 2 an der Spannung mit niedrigem Pegel wird wieder gestartet).
Dies bewirkt, dass der außenseitige Wärmetauscher 10 als Kondensor arbeitet und der außenseitige Wärmetauscher 10 unter Verwendung der Kondensationswärme des Kühlmittels, das von den Kompressoren 12 und 12' ausgegeben wird, enteist wird. Der Defrosterbetrieb ist dann beendet, wenn die Temperatur des außenseitigen Wärmetauschers 10 die vorbestimmte Temperatur erreicht, beispielsweise ungefähr +12°C oder darüber. Wenn bestimmt wird, dass der Defrosterbetrieb beendet ist, wird der Anschluss CM der Enteisungssteuerung 9 auf die Spannung mit hohem Pegel geschaltet, um die Kompressoren zu stoppen.
Nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne, die erforderlich ist, damit sich die hohen und niedrigen Drücke in den Kühlzyklen sich ausgleichen, wie dies vorstehend beschrieben worden ist, schaltet der Ausgang des Anschlusses SV der Enteisungssteuerung 9 auf die Spannung mit niedrigem Pegel, um die Zustände der Vierwegventile 13 und 13' rückzusetzen. In ein paar mehr Sekunden wird der Anschluss CM zurück auf die Spannung mit niedrigem Pegel geschaltet, um die Ausgänge der entsprechenden Anschlüsse Nr. 2 wirksam zu machen.
In den Inneneinheiten 2 und 3 steigen, wenn die Kompressoren 12 und 12' im Betrieb sind, die Temperaturen der innenseitigen Wärmetauscher 20 und 30, um den Heizbetrieb zu ermöglichen, für eine Weile, nachdem der Heizbetrieb initiiert worden ist, sind jedoch die Temperaturen nicht hoch genug, so dass entgegen der Anforderung nach Heizen durch den Benutzer kalte Luft aus den Innengebläsen 21 und 31 geblasen wird.
Um eine derartig unerwünschte Situation zu verhindern, wird das Heizbetriebsstartsignal, das den Kompressor einschaltet, als das Signal zum Starten der Verhinderung von Einblasen von kalter Luft verwendet. Dieses Signal bewirkt, dass die Mikrocomputer MC der Inneneinheiten 2 und 3 den Betrieb starten, um zu verhindern, dass kalte Luft eingeblasen wird, und demgemäß werden die Innengebläse 21 und 31 zwangsweise auf "sehr niedrig" oder zum Anhalten gebracht, um zu verhindern, dass kalte Luft ausgelassen wird. Dieses Verhindern von Blasen von kalter Luft wird so lange fortgesetzt, bis die innenseitigen Wärmetauscher 20 und 30 eine vorbestimmte Temperatur von ungefähr +35°C erreichen, was für den Heizbetrieb ausreichend hoch ist. Wenn die vorbestimmte Temperatur von ungefähr +35°C erst einmal erreicht ist, wird der Betrieb zum Verhindern des Einblasens von kalter Luft beendet, und die Innengebläse werden auf den vorab eingestellten Luftstrom zurückgesetzt.
Wie vorstehend angegeben, wird, wenn der außenseitige Wärmetauscher 10 vereist ist, die Effizienz des Wärmetausches zwischen dem außenseitigen Wärmetauscher 10 und der Außenluft vermindert, was bewirkt, dass die Temperaturen der innenseitigen Wärmetauscher 20 und 30 sinken. Wenn die Enteisungssteuerung durch die Enteisungssteuerung 9 der Außeneinheit 1, wie vorstehend angegeben, initiiert wird, wird der Kühlbetriebsmodus eingelegt, und die Temperaturen der innenseitigen Wärmetauscher 20 und 30 werden gesenkt.
Wenn der Mikrocomputer MC der Inneneinheit 3 aus der Temperaturänderung detektiert, dass die Temperaturen der innenseitigen Wärmetauscher 20 und 30 auf einen ersten vorab eingestellten Wert von –10°C oder darunter gefallen sind, wird entschieden, dass die Außeneinheit 1 die Enteisungssteuerung begonnen hat. Die Inneneinheiten 2 und 3 starten die Verhinderung des Blasens von kalter Luft, stoppen die Innengebläse 21 und 31 und zeigen diesen Effekt an.
Wenn der Heizbetrieb nach der Beendigung des Defrosterbetriebes wieder aufgenommen wird, setzt der Mikrocomputer MC die Innengebläse 21 und 31 auf "sehr langsam" oder halt sie alle für eine Zeit lang an, dann verlässt er den Verhinderungsmodus für das Einblasen von kalter Luft und setzt die Innengebläse zurück auf den vorab eingestellten Luftstrom, sobald die Temperaturen der innenseitigen Wärmetauscher 20 und 30 die vorstehend vorbestimmte Temperatur von ungefähr +35°C erreicht haben.
Somit kann gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Zwei-Kompressor-Mehrzonen-Klimaanlage, die nicht mit einem Signalleiter zum Übertragen der Information bezüglich des Zustandes einer Außeneinheit auf die Inneneinheit versehen ist, selbst wenn die letzte mikroprozessor-gesteuerte Inneneinheit mit einer Außeneinheit kombiniert ist, die nur eine einfache Funktion zum einfachen EIN/AUS-Schalten eines Motors zum Antreiben eines Kompressors hat, die Steuerung unabhängig in der Außeneinheit durchgeführt werden und der Betrieb der Außeneinheit kann von der Seite der Inneneinheit her detektiert und bestimmt werden, um eine exakte Aktion durchführen zu können.
Darüber hinaus kann das Detektieren der Vereisung und die Enteisungssteuerung unabhängig in der Außeneinheit während des Umkehrzyklusheizbetriebes durchgeführt werden. Selbst wenn der Heizbetrieb oder das Detektieren von Vereisung und die Enteisungssteuerung unabhängig voneinander in der Außeneinheit während des Umkehrzyklusheizens durchgeführt werden, kann zusätzlich ein Betrieb, der von der Außeneinheit durchgeführt wird, von der Seite der Inneneinheit her durch die Änderung der Temperatur in dem innenseitigen Wärmetauscher detektiert und bestimmt werden, wodurch eine genaue Steuerung zum Verhindern des Einblasens von kalter Luft durchgeführt werden kann.

Claims

Mehrzonenklimaanlage, die einen Kühlkreis durch einen gemeinsamen außenseitigen Wärmetauscher (10), eine einzelne Außeneinheit (1), die mit Kompressoren (12, 12') ausgestattet ist, Vierwegventile (13, 13') und Expansionsvorrichtungen (15A, 15A') bildet, die jeweils einer Anzahl von Inneneinheiten (2, 3) entsprechen, eine Anzahl von Inneneinheiten (2, 3) mit jeweils einem innenseitigen Wärmetauscher (20, 30) und ein Steuersystem für die Mehrzonenklimaanlage, wobei das Steuersystem einen Controller aufweist zum unabhängigen Steuern des Entfrosterbetriebs der Außeneinheit (1), wobei der Controller in der Außeneinheit (1) vorgesehen ist, gekennzeichnet durch Mittel zum Freigeben einer Inneneinheit zum Bestimmen des Defrosterbetriebs der Außeneinheit (1) entsprechend dem Zustand eines innenseitigen Wärmetauschers (2, 3) und zum Steuern des Luftvolumens eines Innengebläses (21, 31) in Abhängigkeit von einer Temperatur des innenseitigen Wärmetauschers (20, 30), wodurch eine angemessene Steuerung zur Verhinderung von Ausblasen kalter Luft durchgeführt werden kann.
Mehrzonenklimaanlage nach Anspruch 1, wobei das Freigabemittel bei einem Heizbetrieb das Luftvolumen des Innengebläses (21, 31), das an dem innenseitigen Wärmetauscher (20, 30) angeordnet ist, vermindert, wenn die Temperatur des innenseitigen Wärmetauschers auf einen ersten vorgegebenen Wert oder tiefer gesunken ist, und die Verhinderung des Ausblasens kalter Luft beendet, um das verminderte Luftvolumen zurück auf ein vorgegebenes Luftvolumen einzustellen, wenn die Temperatur des innenseitigen Wärmetauschers (20, 30) zurück auf eine Temperatur gestiegen ist, die ausreichend für einen Heizbetrieb ist.