JPH0140256B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関によりコンプレツサを駆動
し、且つブラインとしての水を媒体として室内の
冷暖房を行なうヒートポンプシステムにおける暖
房時の出力制御に関するものである。

この種のヒートポンプシステムにおける出力制
御は、一般に機関回転数制御と機関発停制御を組
合せることにより行なわれている。例えば暖房の
場合には、温水出力温度を検出してフイードバツ
クし、設定温度に近づくにつれて機関回転数を下
げ、設定温度を超えた場合には機関を停止させる
方法が用いられる。

しかしながら、このような制御方式では、室外
温度が高い時にヒートポンプの効果が高くなつて
ブラインの昇温が急速になるため、機関の発停回
数が著しく多くなることが避けられない。これ
は、室外温度が高くなるほど顕著であり、頻繁に
機関の発停が繰返されると起動用バツテリーの充
電が不十分となつて起動不良を起しやすくなり、
また機関やコンプレツサ等の耐久性にも悪影響を
及ぼすことになる。この対策としては、ブライン
量を大きくすることが考えられるが、この場合に
はストレージタンクを要する等、システムが大
形、高価なものになるという問題点がある。な
お、一室のみの暖房を行なうような場合には、室
温を検出してこれにより直接機関発停制御を行な
うことも可能であるが、この場合には、制御系の
時定数が大きいためコンプレツサが異常高圧にな
りやすく、この防止のためには、やはりブライン
温度を検出して制御することが望ましい。

本発明はこのような点に着目し、機関の発停回
数が少なくバツテリーの過放電を防止でき、ブラ
イン量も特に大きくする必要がなくシステムを小
形に保つことのできるヒートポンプシステムの制
御装置を提供することを目的としてなされたもの
である。

すなわち、本発明は内燃機関とコンプレツサの
間に設けられた電磁クラツチと、ブライン出力温
度の検出手段と、ブライン出力温度がある設定値
に達すると前記電磁クラツチをオフし、一定時間
経過後電磁クラツチを再度オンとする電磁クラツ
チ開閉手段と、室内温度の検出手段と、室内温度
がある設定値に達すると機関を停止し、室内温度
が前記設定値よりある温度差だけ低下すると機関
を再起動させる機関発停制御手段とを備えたこと
を特徴としている。

このように、本発明はブライン出力温度のフイ
ードバツクによつて電磁クラツチをオンオフする
ようにしており、機関は運転したままであるた
め、起動用バツテリーの使用頻度が少なく過放電
が防止されるとともに、機関の耐久性が向上さ
れ、またブライン量が少なく熱容量が小さくても
ブライン温度が急上昇することがなく、システム
の大形化を避けることができ、更に室温を検出し
てゆつくりした間隔で機関発停を行なう制御を併
用しているので、より安定した室温制御を行なう
ことが容易となるのである。

以下、図示の一実施例により本発明を具体的に
説明する。

第１図はシステムの既念系統図であり、２点鎖
線は電気系統の接続を示している。図において１
は内燃機関、２は冷媒用コンプレツサであり、コ
ンプレツサ２はベルト等の駆動機構３と電磁クラ
ツチ４を介して機関１に連結されている。５は冷
媒経路であり、暖房時には冷媒はコンプレツサ２
から四方向切換弁６、冷媒−ブライン熱交換器
７、膨張弁８、室外熱交換器９、四方向切換弁
６、アキユムレータ１０を経てコンプレツサ２に
戻る経路で循環する。１２は排熱回収用熱媒体の
経路であり、熱媒体はポンプ１３で循環させら
れ、冷却水熱交換器１４で機関冷却水熱を、また
排ガス熱交換器１５で排ガス熱をそれぞれ回収
し、回収熱交換器１６で回収熱をブラインに与え
る。１７は冷房時用のラジエータであり、バルブ
１８，１８′により切換えられるようになつてい
る。

２１は水、あるいは塩化カルシウム水溶液等を
用いたブラインの循環経路であり、ブラインはポ
ンプ２２により循環し、熱交換器７でヒートポン
プの熱出力を与えられ、更に回収熱交換器１６で
機関の排熱による熱出力を与えられ、室内熱交換
器（フアンコイルユニツト）２３に送られてここ
で放熱する。このブラインの経路２１にはブライ
ンの出力温度を検出する検出器２４が回収熱交換
器１６の下流側に設けられているが、場合によつ
ては熱交換器７の下流側に設けられてもよい。ま
た室内には室内温度を検出する検出器２５が設け
られている。

２７はコントローラであり、コントローラ２７
は少なくとも機関起動用のセルモータ２８、機関
停止用の燃料遮断弁２９、室内熱交換器２３のフ
アンモータ３０及び電磁クラツチ４をそれぞれ操
作する機能を有し、操作信号として検出器２４，
２５の検出出力が入力される。なお、セルモータ
２８用の起動用バツテリーは図示してない。

次に制御の動作について説明する。第２図は制
御シーケンスの概念図である。まず図の左端に示
すように、室温が設定値に達してなく、ブライン
出力温度も設定値より低い状態においては、電磁
クラツチ４がオンとなつてコンプレツサ２が運転
される。ブライン出力温度が設定値Ｂ＋βに達す
ると電磁クラツチ４がオフされ、コンプレツサ２
は停止し、機関１はアイドリング状態でそのまま
運転が継続される。また、フアンモータ３０はブ
ライン出力温度が設定値Ｂを超えている間だけ運
転され、室内空気との熱交換が行なわれるように
設定されており、ブライン出力温度が設定値Ｂ以
下になると停止する。従つて、斜線を入れた三角
形の面積が実暖房出力となり、これに相当する温
度だけ室温は上昇する。電磁クラツチ４がオフし
ている待機時間はタイマにより設定されており、
待機時間終了時に室温を検出し、室温が設定温度
Ａ＋αを超えていなければ再度電磁クラツチ４が
オンとなり、コンプレツサ２の運転が再開され
る。室温を示す線上の〇印は室温検出を意味して
いる。

以下、同様の手順が繰返されて電磁クラツチ４
のオンオフ制御が続けられ、室温の検出値が設定
温度Ａ＋αを超えた時（室温線上の◎印）に機関
１を停止する。その後は室温のみをモニターし続
け、設定温度Ａ以下に室温が低下した時に機関１
を再起動し、前述した制御を繰返すのである。

なお、室温の設定値Ａ、Ａ＋α、ブライン出力
温度の設定値Ｂ、Ｂ＋β及び電磁クラツチ４の待
機時間等は適宜任意に設定できるものであり、例
えばブライン出力温度のＢ及びＢ＋βはそれぞれ
40℃及び45℃に設定され、また電磁クラツチ４の
待機時間は10分間に設定される。

また、コントローラ２７としては、ワイヤード
ロジツク、リレーシーケンス、マイクロコンピユ
ータ等の公知技術を用いて構成することが可能で
あり、以上の制御シーケンスをコントローラ２７
にマイクロコンピユータを用い、スレアードプロ
グラム方式によつて実施する場合のフローチヤー
トを第３図に示す。

以上の説明から明らかなように、本発明は電磁
クラツチのオンオフによつてブライン出力温度を
制御し、駆動用の内燃機関の発停回数を大幅に低
減することができるから、起動用バツテリーの過
放電を防止できるとともに機関の耐久性が向上
し、システム全体の大形化を避けることができる
等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概念系統図、第２
図は制御シーケンスの概念図、第３図は制御フロ
ーチヤートである。 １……内燃機関、２……冷媒用コンプレツサ、
４……電磁クラツチ、５……冷媒経路、７……冷
媒−ブライン熱交換器、２１……ブライン循環経
路、２３……室内熱交換器、２４……ブライン出
力温度検出器、２５……室温検出器、２７……コ
ントローラ、２８……セルモータ、２９……燃料
遮断弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関によりコンプレツサを駆動し、且つ
   ブラインを介して室内空調を行なうヒートポンプ
   システムにおいて、 内燃機関とコンプレツサの間に設けられた電磁
   クラツチと、 ブライン出力温度の検出手段と、 ブライン出力温度がある設定値に達すると前記
   電磁クラツチをオフし、一定時間経過後電磁クラ
   ツチを再度オンとする電磁クラツチ開閉手段と、 室内温度の検出手段と、 室内温度がある設定値に達すると機関を停止
   し、室内温度が前記設定値よりある温度差だけ低
   下すると機関を再起動させる機関発停制御手段、 とを備えたことを特徴とする内燃機関駆動ヒート
   ポンプシステムの制御装置。