JP2563157B2 - 熱交換装置の加熱冷却段を選択的に駆動する方法 - Google Patents
熱交換装置の加熱冷却段を選択的に駆動する方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に空調システムす
なわちヒートポンプシステムに係り、特に、これらのシ
ステムの加熱冷却容量の大きさを制御するための装置お
よび方法に関する。
なわちヒートポンプシステムに係り、特に、これらのシ
ステムの加熱冷却容量の大きさを制御するための装置お
よび方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】空調すなわちヒートポンプシステムは、
所定量の加熱冷却容量を得るために、通常、制御システ
ムによって選択的に稼働される複数の加熱冷却段によっ
て稼働される。所望の加熱冷却容量を得るためのひとつ
の方法は、加熱冷却されるべき空間が所望の温度に達す
るまで、段を連続的に稼働することである。他の方法
は、最も長い時間、待ち状態にあった段に従って、段を
選択的に稼働することである。さらに他の方法は、ある
領域を所定の温度に加熱冷却するために必要とされる段
数を最初に計算し、その後、単にその段数を稼働するこ
とである。この後者の方法は、これまで、制御システム
に前以てそのシステム内の各段に対して所定の利得値を
与えることを前提としている。
所定量の加熱冷却容量を得るために、通常、制御システ
ムによって選択的に稼働される複数の加熱冷却段によっ
て稼働される。所望の加熱冷却容量を得るためのひとつ
の方法は、加熱冷却されるべき空間が所望の温度に達す
るまで、段を連続的に稼働することである。他の方法
は、最も長い時間、待ち状態にあった段に従って、段を
選択的に稼働することである。さらに他の方法は、ある
領域を所定の温度に加熱冷却するために必要とされる段
数を最初に計算し、その後、単にその段数を稼働するこ
とである。この後者の方法は、これまで、制御システム
に前以てそのシステム内の各段に対して所定の利得値を
与えることを前提としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この利得値は所定の段
が加熱冷却される媒体の温度の全上昇または下降に寄与
度する定格温度上昇または下降を表す。制御システム
は、加熱冷却される媒体の現在の温度と所望の温度との
間の温度差を計算する。その後、制御システムは、この
差を各段毎の前述の利得によって割り算する。その結果
が、所望の温度を得るために稼働される必要のある段数
である。
が加熱冷却される媒体の温度の全上昇または下降に寄与
度する定格温度上昇または下降を表す。制御システム
は、加熱冷却される媒体の現在の温度と所望の温度との
間の温度差を計算する。その後、制御システムは、この
差を各段毎の前述の利得によって割り算する。その結果
が、所望の温度を得るために稼働される必要のある段数
である。
【０００４】前述の稼働されるべき段数の計算は、段毎
の利得が大幅に変化しないという前提に立っている。こ
の前提は、ある状況の下では保証されない。詳細には、
この利得値は、それらの段が運転されている空調すなわ
ちヒートポンプシステム内の凝縮器または蒸発器によっ
て経験される温度変化または空気流の関数として変化す
る。これらの温度変化は、各稼働段内の圧縮機にかかる
圧力差に影響を与える。このため、前に仮定されたシス
テム全体の利得に対して、各段によって非常に異なる寄
与度が与えられる。
の利得が大幅に変化しないという前提に立っている。こ
の前提は、ある状況の下では保証されない。詳細には、
この利得値は、それらの段が運転されている空調すなわ
ちヒートポンプシステム内の凝縮器または蒸発器によっ
て経験される温度変化または空気流の関数として変化す
る。これらの温度変化は、各稼働段内の圧縮機にかかる
圧力差に影響を与える。このため、前に仮定されたシス
テム全体の利得に対して、各段によって非常に異なる寄
与度が与えられる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】空調すなわちヒートポン
プシステムのいずれかの主要熱交換ユニットに関して生
ずる温度差を、連続的に計算する制御システムが与えら
れる。これは、空調システムに対しては蒸発器であり、
ヒートポンプシステムに対しては凝縮器である。いずれ
の場合にも、主要熱交換ユニットに関して得られようと
している段毎の電流温度利得を確定するために、計算さ
れた温度差は、実際の加熱冷却段の数によって割り算さ
れる。この段毎の温度利得は、駆動する必要のある段数
を計算するのに使用される。これは、加熱冷却されるべ
き空間内の実際の温度と所望の温度との差を検出すなわ
ち計算し、最も最近に計算された段毎の利得によって割
り算することによって実行される。その結果得られた数
は、駆動するまたは駆動しない段数を計算するために使
用される。好適な実施例の他の特徴によれば、段毎の計
算された利得は、最初に、段毎の最小および最大許容利
得と比較される。必要であれば、それら利得のいずれか
が、計算された利得の代わりに使用される。好適な実施
例のさらに他の特徴によれば、制御システムは、与えら
れた段毎の一定利得または段毎の現在利得の前述の計算
値のいずれかで運転される。
プシステムのいずれかの主要熱交換ユニットに関して生
ずる温度差を、連続的に計算する制御システムが与えら
れる。これは、空調システムに対しては蒸発器であり、
ヒートポンプシステムに対しては凝縮器である。いずれ
の場合にも、主要熱交換ユニットに関して得られようと
している段毎の電流温度利得を確定するために、計算さ
れた温度差は、実際の加熱冷却段の数によって割り算さ
れる。この段毎の温度利得は、駆動する必要のある段数
を計算するのに使用される。これは、加熱冷却されるべ
き空間内の実際の温度と所望の温度との差を検出すなわ
ち計算し、最も最近に計算された段毎の利得によって割
り算することによって実行される。その結果得られた数
は、駆動するまたは駆動しない段数を計算するために使
用される。好適な実施例の他の特徴によれば、段毎の計
算された利得は、最初に、段毎の最小および最大許容利
得と比較される。必要であれば、それら利得のいずれか
が、計算された利得の代わりに使用される。好適な実施
例のさらに他の特徴によれば、制御システムは、与えら
れた段毎の一定利得または段毎の現在利得の前述の計算
値のいずれかで運転される。
【０００６】
【作用】本発明では、プログラム可能な計算装置を用い
て、空調すなわちヒートポンプシステムのいずれかの主
要熱交換ユニットに関して生ずる温度差を、連続的に計
算している。したがって、空間を所望の温度にするため
に必要な加熱冷却段の段数を効率よく選択できる。
て、空調すなわちヒートポンプシステムのいずれかの主
要熱交換ユニットに関して生ずる温度差を、連続的に計
算している。したがって、空間を所望の温度にするため
に必要な加熱冷却段の段数を効率よく選択できる。
【０００７】
【実施例】図１を参照する。空調すなわちヒートポンプ
システムは、複数の加熱冷却段１０、１２、１４、およ
び１６を含む。それらの段は、それぞれ一次熱交換ユニ
ット１８と冷媒のやり取りを行う。その冷媒は、システ
ムによって指令されるいずれの方向にも膨張弁２０およ
び二次熱交換ユニット２２を介して移動する。空調シス
テムの場合には、一次熱交換ユニットは蒸発器であり、
二次熱交換ユニットは凝縮器である。それらの一次およ
び二次熱交換ユニットは、システムがヒートポンプであ
る場合には、逆の機能を持つ。
システムは、複数の加熱冷却段１０、１２、１４、およ
び１６を含む。それらの段は、それぞれ一次熱交換ユニ
ット１８と冷媒のやり取りを行う。その冷媒は、システ
ムによって指令されるいずれの方向にも膨張弁２０およ
び二次熱交換ユニット２２を介して移動する。空調シス
テムの場合には、一次熱交換ユニットは蒸発器であり、
二次熱交換ユニットは凝縮器である。それらの一次およ
び二次熱交換ユニットは、システムがヒートポンプであ
る場合には、逆の機能を持つ。
【０００８】再び段１０−１６を参照する。各段はそれ
ぞれの制御配線２６、２８、３０、および３２を介し
て、制御器２４に接続されている。これらの制御配線
は、その特定の段を駆動する各段内の電気アクチュエー
タに対して単一の線が与えられる。その電気アクチュエ
ータは、圧縮機を駆動するためのモータ、ソレノイド、
接点器、または他の公知の装置である。制御器２４は、
さらに加熱冷却される空間から戻る空気の温度を検出す
るセンサ３４と相互接続されている。その制御器２４
は、一次熱交換ユニット１８を出て行く空気を検出する
センサ３６にも接続されている。この点に関して、空気
は、ダクトシステム３８を通り、一次熱交換ユニット１
８が空調システムの蒸発器であるか、ヒートポンプシス
テムの凝縮器であるかによって温度の増減を経験するよ
うに、一次熱交換ユニット１８を横切る。空気流量は、
制御器２４に接続されたファン４０によって増減され
る。制御器２４は、配線４２を介して膨張弁２０にも接
続されている。
ぞれの制御配線２６、２８、３０、および３２を介し
て、制御器２４に接続されている。これらの制御配線
は、その特定の段を駆動する各段内の電気アクチュエー
タに対して単一の線が与えられる。その電気アクチュエ
ータは、圧縮機を駆動するためのモータ、ソレノイド、
接点器、または他の公知の装置である。制御器２４は、
さらに加熱冷却される空間から戻る空気の温度を検出す
るセンサ３４と相互接続されている。その制御器２４
は、一次熱交換ユニット１８を出て行く空気を検出する
センサ３６にも接続されている。この点に関して、空気
は、ダクトシステム３８を通り、一次熱交換ユニット１
８が空調システムの蒸発器であるか、ヒートポンプシス
テムの凝縮器であるかによって温度の増減を経験するよ
うに、一次熱交換ユニット１８を横切る。空気流量は、
制御器２４に接続されたファン４０によって増減され
る。制御器２４は、配線４２を介して膨張弁２０にも接
続されている。
【０００９】制御器は、さらにシステムに情報を提供す
るために用いられるオペレータ端末４４にも接続されて
いる。そのような情報は、例えば、オペレータが時折与
えたいと思う制御パラメータを含んでいる。制御器２４
は、さらに制御器２４に熱電センサ入力を与える熱電セ
ンサ４６にも接続されている。その熱電センサ入力を受
けて、制御器２４は公知の方法で所望の空気温度を計算
する。そのような温度は、制御パラメータとしてオペレ
ータ端末４４を介して制御器２４に送られる。
るために用いられるオペレータ端末４４にも接続されて
いる。そのような情報は、例えば、オペレータが時折与
えたいと思う制御パラメータを含んでいる。制御器２４
は、さらに制御器２４に熱電センサ入力を与える熱電セ
ンサ４６にも接続されている。その熱電センサ入力を受
けて、制御器２４は公知の方法で所望の空気温度を計算
する。そのような温度は、制御パラメータとしてオペレ
ータ端末４４を介して制御器２４に送られる。
【００１０】制御器２４はマイクロプロセッサ４８を有
するのが好ましい。マイクロプロセッサ４８は、センサ
３４、３６および４６と共に、オペレータ端末４４から
の情報も受け取り、加熱冷却段１０−１６を制御する。
その制御は、公知の方法でマイクロプロセッサ４８によ
ってアクセスされかつ実行される、制御器内の記憶装置
に蓄えられた１組のプログラムに従って行われる。
するのが好ましい。マイクロプロセッサ４８は、センサ
３４、３６および４６と共に、オペレータ端末４４から
の情報も受け取り、加熱冷却段１０−１６を制御する。
その制御は、公知の方法でマイクロプロセッサ４８によ
ってアクセスされかつ実行される、制御器内の記憶装置
に蓄えられた１組のプログラムに従って行われる。
【００１１】図２を参照する。マイクロプロセッサ内に
存在する第１プログラムは、ステップ５０で開始され
る。このステップでは、変数”ΔＴ”が定数”Ｃ”に等
しく設定される。そのプログラムはステップ５２に進
み、どの加熱冷却段が制御器２４によって稼働されるか
が調べられる。回答がイエスの場合、マイクロプロセッ
サは処理をステップ５４に進め、稼働段数を読み込む。
これは、制御配線２６−３２のどの線が、段１０−１６
の１つを駆動している制御信号を伝えているかに注目す
ることによって行われる。注目された制御信号の数は、
ステップ５４で計数され、後で使用するために記憶され
る。再びステップ５２を参照し、稼働中の段がない場合
についてみる。その場合、マイクロプロセッサは処理を
ステップ５６に進める。このステップは、ステップ５４
から続くマイクロプロセッサの次のステップでもある。
ステップ５６を参照する。マイクロプロセッサは、変
数”ΔＴ”に割り当てられる一定値に関してどのオペレ
ータ通信がオペレータ端末４４から受け取られたかを調
べる。これは、通信が制御プログラムのこの時点でオペ
レータ端末４４から受け取られたのか否かを、マイクロ
プロセッサに簡単に注目するよう要求する。通信がその
ようにして受け取られた場合には、マイクロプロセッサ
は、処理をステップ５８に進め、変数”ΔＴ”を受信さ
れた一定値に等しく設定する。マイクロプロセッサは、
その後，図３に示されている制御プログラム内の点Ｂに
処理を進める。再びステップ５６を参照する。オペレー
タ端末４４から受信されたオペレータ通信がない場合に
は、マイクロプロセッサは、処理をステップ６０に進
め、センサ３４が稼働しているかどうかについて調べ
る。その答えがノーの場合には、マイクロプロセッサ
は、ステップ６０から前述した同じ終了点Ｂに処理を進
める。センサ３４が稼働している場合には、処理がステ
ップ６２に進められ、センサ３４によって検出される入
ってくる空気の温度を読み込む。マイクロプロセッサ
は、処理をステップ６４に進め、センサ３６が稼働して
いるかどうかを調べる。センサ３６が稼働していない場
合には、マイクロプロセッサは再び処理を制御プログラ
ム内の点Ｂに処理を進める。そうでない場合には、処理
をステップ６６に進め、センサ３６によって検出される
出て行く空気の温度を読み込む。図１を参照する。制御
プログラムは、この時点で、一次熱交換ユニット１８に
関して入ってくる空気の温度を検出し、さらに同じ一次
熱交換ユニットに関して出て行く空気の温度を読み込ん
だことに着目されたい。再び図３を参照する。マイクロ
プロセッサは、ステップ６６からステップ６８に処理を
進め、一次熱交換ユニット１８にかかる検出した温度差
を計算する。この計算は、ステップ６６で読み込まれた
出て行く空気の温度から、ステップ６２で読み込まれた
入ってくる空気の温度を引き算することによって行われ
る。マイクロプロセッサは、処理をステップ７０に進
め、ステップ６６で計算された温度差をステップ５４で
読み込まれた稼働段の数で割り算をする。ステップ７０
における計算結果は、一次熱交換ユニット１８に関して
経験される温度差に基づく段毎の見積寄与度を表してい
ることに留意されたい。マイクロプロセッサは、処理を
ステップ７０からステップ７２に進める。そのステップ
では、変数”ΔＴ”に対する新しい値が計算される。こ
の点に関して、ステップ７０において計算された段毎の
見積もり寄与度が、変数”ΔＴ”の旧値に加算され、そ
の結果が２で割られる。その結果は、ステップ７２にお
いて”ΔＴ”に設定される。変数”ΔＴ”は、この段階
で、ステップ７０において見積もられた寄与度の調整が
なされることに留意されたい。次に、処理はステップ７
４に進められる。ここで、接合部Ｂがその上流側に生ず
ることに注目されたい。ステップ５６、ステップ６０、
またはステップ６４のいずれのステップからの出口も、
ステップ７４の処理に連続することになる。ステップ７
４を参照する。マイクロプロセッサは、”ΔＴ”が最
大”ΔＴ”に等しいかそれ以上であるかを調べる。”Δ
Ｔ”が最大”ΔＴ”以上である場合には、次に処理がス
テップ７４からステップ７６に移され、”ΔＴ”が最
大”ΔＴ”に等しく設定される。そして、マイクロプロ
セッサは、以下に述べられるプログラム内の端子接続
部”Ａ”に進む。再びステップ７４を参照する。”Δ
Ｔ”が最大”ΔＴ”よりも小さい場合には、マイクロプ
ロセッサはその処理をステップ７８に進め、計算され
た”ΔＴ”が最小”ΔＴ”よりも小さいかそれに等しい
かを調べる。この最小”ΔＴ”は、最大”ΔＴ”に関連
して前述したと全く同じ方法で、前以てマイクロプロセ
ッサに与えられる。計算された”ΔＴ”が、最小”Δ
Ｔ”よりも小さいかそれに等しい場合には、マイクロプ
ロセッサは処理をステップ８０に進め、”ΔＴ”を最
小”ΔＴ”に等しく設定する。さて、ステップ７、７
８、および８０を参照する。マイクロプロセッサの処理
は、それぞれのステップからプログラム内の共通の接続
部”Ａ”に出て行くことに留意されたい。”ΔＴ”は、
この時点で、プログラム内に確立される。”ΔＴ”は、
ステップ７６の結果としての最大許容”ΔＴ”である
か、ステップ８０の結果としての最小許容”ΔＴ”であ
るか、またはステップ７８を通過することの結果として
の計算された”ΔＴ”である。”ΔＴ”の計算値は、図
１のシステムの各稼働段が、そのシステムの総合温度利
得にどのように寄与しているかの計算された数学的見積
もりを表している。プログラムの接続部”Ａ”を参照す
る。この接続部は、ステップ７６、７８、および８０の
それぞれから遅延ステップ８２への戻りループを形成し
ている。遅延ステップ８２は、所定の時間後に時間切れ
とするリセット可能な時計であることが好ましい。その
所定の時間は、例えば図１のシステムを、”ΔＴ”計算
の結果として調節が行われた後に、安定化させるための
ものである。図１のシステムが後述される他のプログラ
ムによって調節を必要とすることが実際に決定される場
合に、その時計を初期時点に戻すようリセットさせるよ
うに、その時計もまた遅延ステップ８２においてリセッ
ト可能になっている。図２および図３のプログラムが再
び別の”ΔＴ”を計算する処理を始めるとき、これは、
効果的に他のプログラムに指令を与えさせる。この方法
では、プログラムは、システムが現に計算された”Δ
Ｔ”に対して調節を行う十分な時間が経過するまで、ス
テップ５２への処理続行を許可させない。
存在する第１プログラムは、ステップ５０で開始され
る。このステップでは、変数”ΔＴ”が定数”Ｃ”に等
しく設定される。そのプログラムはステップ５２に進
み、どの加熱冷却段が制御器２４によって稼働されるか
が調べられる。回答がイエスの場合、マイクロプロセッ
サは処理をステップ５４に進め、稼働段数を読み込む。
これは、制御配線２６−３２のどの線が、段１０−１６
の１つを駆動している制御信号を伝えているかに注目す
ることによって行われる。注目された制御信号の数は、
ステップ５４で計数され、後で使用するために記憶され
る。再びステップ５２を参照し、稼働中の段がない場合
についてみる。その場合、マイクロプロセッサは処理を
ステップ５６に進める。このステップは、ステップ５４
から続くマイクロプロセッサの次のステップでもある。
ステップ５６を参照する。マイクロプロセッサは、変
数”ΔＴ”に割り当てられる一定値に関してどのオペレ
ータ通信がオペレータ端末４４から受け取られたかを調
べる。これは、通信が制御プログラムのこの時点でオペ
レータ端末４４から受け取られたのか否かを、マイクロ
プロセッサに簡単に注目するよう要求する。通信がその
ようにして受け取られた場合には、マイクロプロセッサ
は、処理をステップ５８に進め、変数”ΔＴ”を受信さ
れた一定値に等しく設定する。マイクロプロセッサは、
その後，図３に示されている制御プログラム内の点Ｂに
処理を進める。再びステップ５６を参照する。オペレー
タ端末４４から受信されたオペレータ通信がない場合に
は、マイクロプロセッサは、処理をステップ６０に進
め、センサ３４が稼働しているかどうかについて調べ
る。その答えがノーの場合には、マイクロプロセッサ
は、ステップ６０から前述した同じ終了点Ｂに処理を進
める。センサ３４が稼働している場合には、処理がステ
ップ６２に進められ、センサ３４によって検出される入
ってくる空気の温度を読み込む。マイクロプロセッサ
は、処理をステップ６４に進め、センサ３６が稼働して
いるかどうかを調べる。センサ３６が稼働していない場
合には、マイクロプロセッサは再び処理を制御プログラ
ム内の点Ｂに処理を進める。そうでない場合には、処理
をステップ６６に進め、センサ３６によって検出される
出て行く空気の温度を読み込む。図１を参照する。制御
プログラムは、この時点で、一次熱交換ユニット１８に
関して入ってくる空気の温度を検出し、さらに同じ一次
熱交換ユニットに関して出て行く空気の温度を読み込ん
だことに着目されたい。再び図３を参照する。マイクロ
プロセッサは、ステップ６６からステップ６８に処理を
進め、一次熱交換ユニット１８にかかる検出した温度差
を計算する。この計算は、ステップ６６で読み込まれた
出て行く空気の温度から、ステップ６２で読み込まれた
入ってくる空気の温度を引き算することによって行われ
る。マイクロプロセッサは、処理をステップ７０に進
め、ステップ６６で計算された温度差をステップ５４で
読み込まれた稼働段の数で割り算をする。ステップ７０
における計算結果は、一次熱交換ユニット１８に関して
経験される温度差に基づく段毎の見積寄与度を表してい
ることに留意されたい。マイクロプロセッサは、処理を
ステップ７０からステップ７２に進める。そのステップ
では、変数”ΔＴ”に対する新しい値が計算される。こ
の点に関して、ステップ７０において計算された段毎の
見積もり寄与度が、変数”ΔＴ”の旧値に加算され、そ
の結果が２で割られる。その結果は、ステップ７２にお
いて”ΔＴ”に設定される。変数”ΔＴ”は、この段階
で、ステップ７０において見積もられた寄与度の調整が
なされることに留意されたい。次に、処理はステップ７
４に進められる。ここで、接合部Ｂがその上流側に生ず
ることに注目されたい。ステップ５６、ステップ６０、
またはステップ６４のいずれのステップからの出口も、
ステップ７４の処理に連続することになる。ステップ７
４を参照する。マイクロプロセッサは、”ΔＴ”が最
大”ΔＴ”に等しいかそれ以上であるかを調べる。”Δ
Ｔ”が最大”ΔＴ”以上である場合には、次に処理がス
テップ７４からステップ７６に移され、”ΔＴ”が最
大”ΔＴ”に等しく設定される。そして、マイクロプロ
セッサは、以下に述べられるプログラム内の端子接続
部”Ａ”に進む。再びステップ７４を参照する。”Δ
Ｔ”が最大”ΔＴ”よりも小さい場合には、マイクロプ
ロセッサはその処理をステップ７８に進め、計算され
た”ΔＴ”が最小”ΔＴ”よりも小さいかそれに等しい
かを調べる。この最小”ΔＴ”は、最大”ΔＴ”に関連
して前述したと全く同じ方法で、前以てマイクロプロセ
ッサに与えられる。計算された”ΔＴ”が、最小”Δ
Ｔ”よりも小さいかそれに等しい場合には、マイクロプ
ロセッサは処理をステップ８０に進め、”ΔＴ”を最
小”ΔＴ”に等しく設定する。さて、ステップ７、７
８、および８０を参照する。マイクロプロセッサの処理
は、それぞれのステップからプログラム内の共通の接続
部”Ａ”に出て行くことに留意されたい。”ΔＴ”は、
この時点で、プログラム内に確立される。”ΔＴ”は、
ステップ７６の結果としての最大許容”ΔＴ”である
か、ステップ８０の結果としての最小許容”ΔＴ”であ
るか、またはステップ７８を通過することの結果として
の計算された”ΔＴ”である。”ΔＴ”の計算値は、図
１のシステムの各稼働段が、そのシステムの総合温度利
得にどのように寄与しているかの計算された数学的見積
もりを表している。プログラムの接続部”Ａ”を参照す
る。この接続部は、ステップ７６、７８、および８０の
それぞれから遅延ステップ８２への戻りループを形成し
ている。遅延ステップ８２は、所定の時間後に時間切れ
とするリセット可能な時計であることが好ましい。その
所定の時間は、例えば図１のシステムを、”ΔＴ”計算
の結果として調節が行われた後に、安定化させるための
ものである。図１のシステムが後述される他のプログラ
ムによって調節を必要とすることが実際に決定される場
合に、その時計を初期時点に戻すようリセットさせるよ
うに、その時計もまた遅延ステップ８２においてリセッ
ト可能になっている。図２および図３のプログラムが再
び別の”ΔＴ”を計算する処理を始めるとき、これは、
効果的に他のプログラムに指令を与えさせる。この方法
では、プログラムは、システムが現に計算された”Δ
Ｔ”に対して調節を行う十分な時間が経過するまで、ス
テップ５２への処理続行を許可させない。
【００１２】次に、図４を参照する。制御プログラム
は、ステップ９０で開始される。そこでは、所望の空気
温度すなわち”ＤＡＴ”が、熱電センサ４６から読み込
まれる。所望の空気温度はまた制御器２４によっても計
算される。すなわち、前述したように、オペレータ端末
４４からの入力として与えられる。マイクロプロセッサ
は、処理をステップ９２に進め、所望の空気温度すなわ
ち”ＤＡＴ”が、図１のセンサ３６によって検出された
出て行く空気の温度すなわち”ＬＡＴ”に等しいかを調
べる。これらの温度が等しい場合には、ステップ９２か
らステップ９４に処理が進められ、ステップ９０におい
て再び熱電センサ４６を読み込む前に、時間遅れが与え
られる。再びステップ９２を参照する。所望の空気温
度”ＤＡＴ”が、出て行く空気の温度”ＬＡＴ”に等し
くない場合には、処理がステップ９６に進められ、図２
および図３のプログラムから”ΔＴ”が取り込まれる。
図２および図３のプログラムの”ΔＴ”は、ステップ７
０において図１のシステム全体に対して、温度利得に対
する各稼働段による寄与度を最近計算し、さらにいずれ
かのステップ７２、７６または８０において、その寄与
度を調節したことの結果であることを思い出してほし
い。再び図４のステップ９６を参照する。マイクロプロ
セッサは、ステップ９８へ処理を進め、最初に所望の空
気温度”ＤＡＴ”と出て行く空気の温度”ＬＡＴ”の差
を計算し、その結果を、ステップ９６で取り込まれた”
ΔＴ”によって割り算する。ステップ９８において行わ
れた計算結果は、どの位の数の加熱冷却段が所望の空気
温度”ＤＡＴ”を得るために駆動される必要があるかを
指示する数”Ｎ”である。マイクロプロセッサは、次に
処理をステップ１００に進め、システム内で稼働した実
際の段数を読み込む。読み込まれた稼働段の数は、ステ
ップ１０２において必要とされる稼働段の数と比較され
る。答えがイエスの場合には、処理が時間遅れステップ
９４に戻される。ステップ１０２に戻って説明する。ス
テップ１００で読み込まれた稼働段の数が、ステップ９
８で計算された所望の段数”Ｎ”に等しくない場合に
は、処理が１０４に進められ、稼働段の数をステップ９
８で計算された要求される段数と一致するように加算ま
たは引き算される。マイクロプロセッサの処理は、ステ
ップ１０４からステップ１０６に行き、図２および図３
のプログラムのステップ８２の時間遅延がリセットされ
る。ステップ８２における時間遅延のリセットにより、
ステップ１０４によって指令された段の加減算後に、図
１のシステムが安定化させられる。この方法では、図２
および図３のプログラムは、図１のシステムが安定化し
た後まで、新たな”ΔＴ”を発生していない。さて、次
にマイクロプロセッサの処理は、遅延ステップ９４に進
められる。ステップ９４において開始される時間遅れ
は、再びステップ９０−１０４の検出および補正プロセ
スを始める前に、制御システムが適切であると思う時間
量に関係している。
は、ステップ９０で開始される。そこでは、所望の空気
温度すなわち”ＤＡＴ”が、熱電センサ４６から読み込
まれる。所望の空気温度はまた制御器２４によっても計
算される。すなわち、前述したように、オペレータ端末
４４からの入力として与えられる。マイクロプロセッサ
は、処理をステップ９２に進め、所望の空気温度すなわ
ち”ＤＡＴ”が、図１のセンサ３６によって検出された
出て行く空気の温度すなわち”ＬＡＴ”に等しいかを調
べる。これらの温度が等しい場合には、ステップ９２か
らステップ９４に処理が進められ、ステップ９０におい
て再び熱電センサ４６を読み込む前に、時間遅れが与え
られる。再びステップ９２を参照する。所望の空気温
度”ＤＡＴ”が、出て行く空気の温度”ＬＡＴ”に等し
くない場合には、処理がステップ９６に進められ、図２
および図３のプログラムから”ΔＴ”が取り込まれる。
図２および図３のプログラムの”ΔＴ”は、ステップ７
０において図１のシステム全体に対して、温度利得に対
する各稼働段による寄与度を最近計算し、さらにいずれ
かのステップ７２、７６または８０において、その寄与
度を調節したことの結果であることを思い出してほし
い。再び図４のステップ９６を参照する。マイクロプロ
セッサは、ステップ９８へ処理を進め、最初に所望の空
気温度”ＤＡＴ”と出て行く空気の温度”ＬＡＴ”の差
を計算し、その結果を、ステップ９６で取り込まれた”
ΔＴ”によって割り算する。ステップ９８において行わ
れた計算結果は、どの位の数の加熱冷却段が所望の空気
温度”ＤＡＴ”を得るために駆動される必要があるかを
指示する数”Ｎ”である。マイクロプロセッサは、次に
処理をステップ１００に進め、システム内で稼働した実
際の段数を読み込む。読み込まれた稼働段の数は、ステ
ップ１０２において必要とされる稼働段の数と比較され
る。答えがイエスの場合には、処理が時間遅れステップ
９４に戻される。ステップ１０２に戻って説明する。ス
テップ１００で読み込まれた稼働段の数が、ステップ９
８で計算された所望の段数”Ｎ”に等しくない場合に
は、処理が１０４に進められ、稼働段の数をステップ９
８で計算された要求される段数と一致するように加算ま
たは引き算される。マイクロプロセッサの処理は、ステ
ップ１０４からステップ１０６に行き、図２および図３
のプログラムのステップ８２の時間遅延がリセットされ
る。ステップ８２における時間遅延のリセットにより、
ステップ１０４によって指令された段の加減算後に、図
１のシステムが安定化させられる。この方法では、図２
および図３のプログラムは、図１のシステムが安定化し
た後まで、新たな”ΔＴ”を発生していない。さて、次
にマイクロプロセッサの処理は、遅延ステップ９４に進
められる。ステップ９４において開始される時間遅れ
は、再びステップ９０−１０４の検出および補正プロセ
スを始める前に、制御システムが適切であると思う時間
量に関係している。
【００１３】図２および図３並びに図４のプログラム
は、非同期に動作する。しかし、図２および図３のプロ
グラムの実行は、前述のように遅延ステップ８２がリセ
ットされるとき、図４のプログラムによって制御される
ことになる。図４の制御プログラムは図２および図３の
プログラムと関連して、所望の空気温度を得るために必
要とされる加熱冷却段数”ＤＡＴ”を調節する。これ
は、図２および図３のプログラムによって与えられる、
現在のかつタイムリーに計算された段毎の寄与度に従っ
て行われる。
は、非同期に動作する。しかし、図２および図３のプロ
グラムの実行は、前述のように遅延ステップ８２がリセ
ットされるとき、図４のプログラムによって制御される
ことになる。図４の制御プログラムは図２および図３の
プログラムと関連して、所望の空気温度を得るために必
要とされる加熱冷却段数”ＤＡＴ”を調節する。これ
は、図２および図３のプログラムによって与えられる、
現在のかつタイムリーに計算された段毎の寄与度に従っ
て行われる。
【００１４】
【発明の効果】本発明では、プログラム可能な計算装置
を用いて、空調すなわちヒートポンプシステムのいずれ
かの主要熱交換ユニットに関して生ずる温度差を、連続
的に計算している。したがって、空間を所望の温度にす
るために必要な加熱冷却段の段数を効率よく選択でき
る。
を用いて、空調すなわちヒートポンプシステムのいずれ
かの主要熱交換ユニットに関して生ずる温度差を、連続
的に計算している。したがって、空間を所望の温度にす
るために必要な加熱冷却段の段数を効率よく選択でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】制御システムによって選択的に稼働される複数
個の加熱冷却段を有するヒートポンプまたは空調システ
ムの概略図である。
個の加熱冷却段を有するヒートポンプまたは空調システ
ムの概略図である。
【図２】図１のヒートポンプまたは空調システムの各稼
働段によってなされる代表的寄与度を計算する制御シス
テム内のプログラムの前半部の説明図である。
働段によってなされる代表的寄与度を計算する制御シス
テム内のプログラムの前半部の説明図である。
【図３】図１のヒートポンプまたは空調システムの各稼
働段によってなされる代表的寄与度を計算する制御シス
テム内のプログラムの後半部の説明図である。
働段によってなされる代表的寄与度を計算する制御シス
テム内のプログラムの後半部の説明図である。
【図４】図２のプログラムにおいて行われる段毎の計算
された寄与度に応答して、加熱冷却段を選択的に稼働す
る制御システム内の制御プログラムのフローチャートで
ある。
された寄与度に応答して、加熱冷却段を選択的に稼働す
る制御システム内の制御プログラムのフローチャートで
ある。
１０、１２、１４、１６…加熱冷却段 １８…一次熱交換ユニット ２２…二次熱交換ユニット ２４…制御器 ３４、３６、４６…温度センサ
Claims (14)
- 【請求項１】 一次熱交換ユニットと関連する加熱冷却
段を選択的に駆動する方法において、 前記一次熱交換ユニットを介して流れる媒体の温度を検
出する工程と、 前記一次熱交換ユニットを介して流れる媒体に生ずる温
度差を、検出温度から計算する工程と、 稼働段数を計算する工程と、 現に計算された各段による寄与度を確定するために、前
記一次熱交換ユニットを介して流れる媒体に生ずる計算
された温度差を、現に計数された稼働段数によって割り
算する工程と、 調節された現在の各段による寄与度を確定するために、
現に計算された各段による寄与度を、前に決定された段
毎の寄与度に加算し、定数によって割り算する工程と、 前記一次熱交換ユニットを介して流れる媒体によって加
熱冷却されるべき空間内に所望の温度を得るために、調
節された現在の各段による寄与度を用いて、駆動する必
要のある加熱冷却段数を計算する工程と、 要求された加熱冷却段数を選択的に駆動する工程を有す
ることを特徴とする方法。 - 【請求項２】 前記定数が２であることを特徴とする請
求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 調節された現在の各段による寄与度を用
いる前記工程が、 調節された現在の各段による寄与度を、各段による最大
および最小許容寄与度と比較する工程と、 調節された現在の寄与度が最大および最小許容寄与度に
よって確定される範囲内に入らないとき、調節された現
在の寄与度の代わりに最大および最小許容寄与度を代入
する工程とを有することを特徴とする請求項１に記載の
方法。 - 【請求項４】 調節された現在の各段による寄与度を用
いて、駆動する必要のある加熱冷却段数を計算する前記
工程が、 達成されるべき所望の温度を受信する工程と、 一次熱交換ユニットを出て行く媒体の温度を検出する工
程と、 駆動する必要のある加熱冷却段数を確定するために、所
望の温度と一次熱交換ユニットを出て行く媒体の温度と
の差を、調節された現在の段毎の寄与度によって割り算
する工程とを有することを特徴とする請求項１に記載の
方法。 - 【請求項５】 さらに、段毎の寄与度として割り当てら
れるべき一定値に関するオペレータ通信を検出する工程
と、 通信された一定値を、調節された現在の各段毎の寄与度
として挿入する工程とを有することを特徴とする請求項
１に記載の方法。 - 【請求項６】 さらに、前記一次熱交換ユニットを介し
て流れる媒体に生ずる温度差を検出温度から計算する工
程を、所定時間遅延させ、続いて要求される加熱冷却段
数を選択的に駆動する工程を有することを特徴とする請
求項１に記載の方法。 - 【請求項７】 加熱冷却システムを流れる媒体を加熱冷
却する熱交換ユニットに関連した複数個の加熱冷却段を
有するシステムにおける加熱冷却段を選択的に駆動する
方法であって、 駆動する加熱冷却段数を計数する工程と、 現に計算された稼働段毎の温度差を確定するために、媒
体の上流と下流の温度の間の計算温度差を、稼働加熱冷
却段数によって割り算する工程と、 調節された各段毎の現に計算された温度差を確定するた
めに、計算されかつ調節された稼働段毎の直前の温度差
に等しい量を加算し、その加算結果を定数によって割り
算することによって、現に計算された各段毎の温度差を
調節する工程と、 熱交換ユニットの上流及び下流で発生する媒体の温度差
を再び計算する前に、所定の遅延時間を与える工程と、 所望の温度と熱交換ユニットを出て行く媒体の温度との
間の温度差を確定するために、達成されるべき所望の温
度と熱交換ユニットを出て行く媒体の温度との差を計算
する工程と、 熱交換ユニットを流れる媒体を加熱冷却するために必要
とされる計算された段数を確定するために、達成される
べき所望の温度と熱交換ユニットを出て行く媒体の温度
との間の温度差を、調節された稼働段毎の現に計算され
た温度差によって割り算する工程と、 必要とされる計算された段数が、現に稼働している段数
に等しくないとき、加熱冷却段を選択的に駆動する工程
とを有することを特徴とする方法。 - 【請求項８】 前記定数が２であることを特徴とする請
求項７に記載の方法。 - 【請求項９】 さらに、加熱冷却段が、前記加熱冷却段
を選択的に駆動する工程によって選択的に駆動されよう
としているとき、熱交換ユニットの上流および下流の媒
体内に生ずる温度差を再び計算する前に、所定の遅延の
時間切れをリセットする工程を有することを特徴とする
請求項７に記載の方法。 - 【請求項１０】 さらに、調節された稼働段毎の計算温
度差を、調節された稼働段毎の現に計算された温度差を
許容する最大および最小値と比較する工程と、 調節された稼働段毎の計算温度差の値が、最大および最
小値の範囲内に入らないとき、前記最大および最小値
を、調節された稼働段毎の現に計算された温度差の値と
して代入する工程とを有することを特徴とする請求項７
に記載の方法。 - 【請求項１１】 さらに、段毎に割り当てられる温度差
である一定値に関する通信を検出する工程と、 熱交換ユニットを流れる媒体を加熱冷却するために必要
とされる計算段数を確定するために、達成されるべき所
望の温度と熱交換ユニットを出て行く媒体の温度との間
の温度差を計算し、その後、達成されるべき所望の温度
と熱交換ユニットを出て行く媒体の温度との間の温度差
を、段毎に割り当てられた温度差によって割り算する工
程とを有することを特徴とする請求項７に記載の方法。 - 【請求項１２】 一次熱交換ユニットと関連した複数個
の加熱冷却段を有する加熱冷却システムであって、 前記熱交換ユニット上の空気流の上流に配置された第１
の温度センサと、 前記熱交換ユニット上の空気流の下流に配置された第２
の温度センサと、 一次熱交換ユニット上を流れる空気によって加熱冷却さ
れるべき空間の所望の温度を受信するための装置と、 前記受信装置並びに前記第１および第２のセンサに接続
されたプログラム可能な計算ユニットを有し、 前記プログラム可能な計算ユニットが、第１および第２
のセンサ間の検出温度の差に対して、各稼働加熱冷却段
によってなされる寄与度を再帰的に見積もるためにその
ユニット内部に記憶した第１のプログラムを有し、さら
に、所望の温度を達成するために駆動される必要のある
段数の計算値を確定するために、前記プログラム可能な
計算ユニットが、所望の温度と第２の温度センサによっ
て検出された温度との間の温度差を計算し、計算温度差
を見積寄与度によって割り算することを特徴とする加熱
冷却システム。 - 【請求項１３】 各稼働加熱冷却段によってなされる寄
与度を見積もるための前記第１のプログラムが、各稼働
冷却段によってなされる寄与度の再帰的見積もりの間に
時間経過する必要のある最小時間を確定するための遅延
を行わせることを含んでいることを特徴とする請求項１
２に記載のシステム。 - 【請求項１４】 請求項１３に記載の前記第２のプログ
ラムが、駆動されなければならない段の計算された段数
を、稼働段の実際の数と比較するための比較動作を含
み、前記第２のプログラムが、段の計算数が段の実際数
と等しくないことを指示する比較動作に応答して、前記
第１のプログラムの遅延をリセットするよう動作するこ
とを特徴とするシステム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/993,558 US5369597A (en) | 1992-12-21 | 1992-12-21 | System for controlling heating or cooling capacity in heating or air conditioning systems |
| US993,558 | 1992-12-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06241525A JPH06241525A (ja) | 1994-08-30 |
| JP2563157B2 true JP2563157B2 (ja) | 1996-12-11 |
Family
ID=25539691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5315677A Expired - Fee Related JP2563157B2 (ja) | 1992-12-21 | 1993-12-16 | 熱交換装置の加熱冷却段を選択的に駆動する方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5369597A (ja) |
| EP (1) | EP0604359B1 (ja) |
| JP (1) | JP2563157B2 (ja) |
| AU (1) | AU662703B2 (ja) |
| CA (1) | CA2110762C (ja) |
| DE (1) | DE69319871T2 (ja) |
| TW (1) | TW244375B (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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