JPH029328Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は室温および送風量をともに制御する空
気調和機の制御装置に関する。

〔従来の技術〕

空気調和機により冷媒または暖房を行う場合、
その室温制御はサーモスタツト回路により行われ
る。このサーモスタツト回路は通常ヒステリシス
特性を持つており、第３図で示すように、オン温
度とオフ温度とは異なるが、サーモスタツト回路
のみで室温制御を行うと、次ような問題が生じ
た。例えば冷房運転の場合、サーモスタツト回路
によりオフ制御が行われると、再びオン制御され
るまで、室温は自然の温度上昇に任される。この
温度上昇の結果、オン制御されると、空気調和機
の冷房源、例えばコンプレツサが動作し、室温は
予定のオフ動作値まで急激に冷却される。このよ
うな動作は使用者に冷え過ぎの感を与えてしま
う。また室温の慣性を考えるとオフ動作値にてコ
ンプレツサを停止させても、ある一定時間室温は
下降し続けるので、この分は実質的にコンプレツ
サのパワーロスとなる。

そこで、第３図で示すように、室内フアンを駆
動する送風用モータの回転数を、サーモスタツト
回路によりオン制御が行われた時に最大にして室
温を下げ、サーモスタツト回路のオフ動作値に室
温が近づくに従つて送風用モータの回転数を低下
させるように、連続比例制御回路により制御する
ことが考えられた。このように制御すれば、室温
はより自然に降下し、省エネルギーにもなる。

〔考案が解決しようとする問題点〕 しかし、従来の連続比例制御回路では、第２図
の曲線αで示すように、室温に対する回転数の特
性が急激なカーブを示してしまう。すなわち、送
風用モータの回転数は、オン動作値における最大
出力から、なかなか回転数が低下せず、オフ動作
値に近づくと急に低下してしまう。このため、前
述したサーモスタツト回路のみによる制御と何ら
変らず、せつかくの連続比例制御回路の長所が出
ていなかつた。

本考案の目的は、温度に対する送風用モータの
回転数の特性をよりゆるやかにし、室温の変化を
自然にし、かつ省エネルギー効果をも生じる空気
調和機の制御装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、室温の変化に応じて冷房または暖房
源をオン、オフ制御するとともに送風用モータへ
の入力を位相制御してその回転数を制御する空気
調和機の制御装置において、第１図で示すよう
に、室温の変化に比例した電気信号を出力する測
温回路１１と、この測温回路１１の電気信号を入
力し、室温が予定のオン動作値に達すると前記冷
房または暖房源をオン動作させかつ予定のオフ動
作値に達すると同冷房または暖房源をオフ動作さ
せるサーモスタツト回路１２と、前記測温回路１
１の電気信号を入力し、上記サーモスタツト回路
１２に設定されたオン動作値からオフ動作値への
電気信号の変化に比例して前記送風用モータ入力
の位相制御角を0゜から180゜の範囲で連続的に変化
させる連続比例制御回路１３とを備え、前記連続
比例制御回路１３の、前記オン動作値に対応する
位相制御角を0゜より大きく30゜より小さな値に設
定し、前記オフ動作値までの電気信号の変化に比
例して最大180゜まで連続的に変化させるようにし
たものである。

〔作用〕

本考案は、連続比例制御回路の、オン動作値に
対する位相制御角を、0゜ではなく、電気信号の変
化に応じて回転数の特性が、実質的に低下し始め
る角度、すなわち0゜より大きく30゜より小さな値
に設定したことにより、電気信号の変化、すなわ
ち室温の変化に対する送風モータの回転数の変化
がより自然となるように制御している。

〔実施例〕

本考案の一実施例を図面を参照して詳細に説明
する。

第１図において、先ず測温回路１１を説明す
る。１５は室温に感応して抵抗値が変化するサー
ミスタで、このサーミスタ１５にバイアスをかけ
るための抵抗１６，１７と、後述するサーモスタ
ツト回路１２および連続比例制御回路１３の動作
点を変えるための可変抵抗１８とを直列に介して
電圧＋Ｂを生じる電源回路間に接続される。２０
は前段増幅器、２１は反転、非反転演算増幅回路
で、前記サーミスタ１５の出力を増幅する。上記
演算増幅回路２１は、冷房、暖房、停止切換スイ
ツチ２２により、冷房運転時には反転増幅器とな
り、暖房運転時には非反転増幅器になつて、後続
のサーモスタツト回路１２および連続比例制御回
路１３に室温に比例した値の電気信号を出力す
る。

次にサーモスタツト回路１２を説明する。

２４は演算比較器で、その一方の入力端には前
記測温回路１１からの電気信号が入力され、抵抗
２５，２６による分圧電圧と比較される。そし
て、その出力は抵抗２７を介してトランジスタ２
８のベースに加わり、これをオン動作させる。こ
のトランジスタ２８はそのオン動作により、サイ
リスタ出力型のフオトカツプラ２９を駆動し、出
力リレー３０を動作させる。出力リレー３０の接
点３０ａには、冷房または暖房源３１であるコン
プレツサもしくは電磁弁が負荷として交流電源回
路を介して接続される。このようにしてサーモス
タツト回路１２は室温の変化に応じて冷房または
暖房源３１をオン、オフ制御する。

次に連続比例制御回路１３を説明する。

３３は接合形電界効果トランジスタ（以下
FETと呼ぶ）で、そのゲートには前記測温回路
１１からの電気信号が入力される。またソースは
電圧＋Ｂの電源回路に、ドレインはコンデンサ３
４を介してアースに接続される。このFET３３
のゲートには前述のように室温に比例した電気信
号が入力されているので、そのソース、ドレイン
間の抵抗値は室温に比例して変化し、従つてコン
デンサ３４の充電速度も室温に比例して変化す
る。このコンデンサ３４の端子電圧は、演算比較
器３５により、抵抗３６，３７による分圧電圧と
比較され、コンデンサ３４の端子電圧が予定値と
なると、演算比較器３５の出力がオンになる。上
記コンデンサ３４にはトランジスタ３８が並列接
続されており、後述する制御回路により交流電源
の半サイクルごとにオン制御され、コンデンサ３
４にたまつた電荷を放電させ、次のサイクルの新
たな充電に備える。

４０は送風用モータで、双方向性サイリスタ
（以下トライアツクと呼ぶ）４１および保護用の
コイル４２を介して、交流電源回路に設けられ
る。なお、４３は抵抗とコンデンサとにより構成
されたノイズフイルターである。

４５は全波整流波形を得るためのダイオードブ
リツジで、その入力側は交流電源回路に接続さ
れ、また出力側には、サイリスタ４６およびダイ
オード４７，４８により、前記トライアツク４１
のトリガー回路が構成される。上記サイリスタ４
６のゲートにはトリガー回路４９を介して前記演
算比較器３５の出力が印加される。５０は前記ト
ランジスタ３８に半サイクル毎のリセツト信号を
発生する制御回路で、前記ダイオードブリツジ４
５の出力側に設けられる。

上記構成により、サイリスタ４６は交流電源の
半サイクル毎に、コンデンサ３４の充電速度に対
応する位相角でトリガーされ、ダイオード４７，
４８を介してトライアツク４１を導通制御し、送
風用モータ４０に電流を流す。

５２は制御電源用のダイオードブリツジで、そ
の入力側は交流電源側に接続され、出力側には３
端子型の電圧レギユレータ５３が設けられ、各回
路に＋Ｂの安定した電圧を供給する。

５５は前記演算増幅器２０、演算増幅回路２
１、演算比較器２４に＋Ｂ／２の電圧を供給する回 路で、演算増幅器と複数の抵抗で構成される。

次に本考案の動作原理を冷房の場合を例にとつ
て第４図により説明する。図において、ａは室温
変化に対するサーモスタツト回路１２のオン、オ
フ特性を示す。またｂは各室温における送風用モ
ータ４０の両端の電圧波形を示す。さらにｃはそ
の位相角を電源電圧波形（全弦波）と共に示して
いる。

ここで従来は、室温が上昇し、オン動作点に達
してサーモスタツト回路１２がオン制御を行なつ
たとき、トライアツク４１が位相角0゜から導通を
始めるように、連続比例制御回路１３が設定され
ていた。もちろんトライアツク４１は双方向性の
スイツチング素子であるから、あとの半サイクル
も同じように位相角0゜から導通する。その結果、
第４図のｂで示すように、電源波形がそのまま加
わり、送風用モータ４０は定格出力で回転する。

このようにして、冷房が開始させることによ
り、室温は低下し始め、位相角が増加する。位相
角が30゜のときは、第４図ｃの0゜〜30゜まではトラ
イアツク４１はオフ状態である。しかし負荷が誘
導性であるため、0゜〜30゜の不導通状態時にも完
全にＯ（Ｖ）に落ちないため、第４図ｂのような
波形になる。このように、少しずつ導通角が少な
くなり、室温がオフ動作点になると、サーモスタ
ツト回路１２がオフ制御を行い、冷房は停止状態
になる。

このような制御における室温と送風用モータ４
０の回転数の特性は、第２図のαのような２次曲
線のようになり、ゆるやかな温度変化を望むこと
は困難であつた。この主な原因は、第４図ｃで示
す位相角が、0゜〜30゜付近の場合を見れば明らか
なように、この部分の傾斜がかなり小さいので、
位相角が変化しても負荷である送風用モータ４０
への電力供給量があまり変らず、第２図のαで示
すように、オン動作値付近の特性に肩ができるた
めである。そのうえ、第４図のｃで示すように、
位相角30゜以降では、傾斜がきつくなるので、第
２図のαのような急峻な変化となる。

そこで本考案では第４図ｃの位相角0゜付近の部
分を使わず、傾斜のある程度ついた部分から使用
して、第２図のαで示す肩の部分をなくすように
している。すなわち、連続比例制御回路１３を、
前記サーモスタツト回路１２のオン動作値に対す
る位相角が従来のように0゜ではなく、前述のよう
にある程度傾斜のついた30゜付近に設定し、オフ
動作値への室温変化に対し、位相角が最大180゜に
なるように連続的に変化するようにしている。こ
のように設定した場合の室温に対する回転数の特
性は第２のβのようななめらかな特性となる。な
お、このようにすると、サーモスタツト回路１２
によるオン制御時に送風用モータ４０は最大出力
が出なくなるが、回転数にしてたかだか２％位低
下するだけであり、送風用モータ４０の能力を充
分に引出せないという不具合にはならない。かえ
つて、前述のように回転数の特性がなめらかにな
り、室温変化がより自然に近づくことになるの
で、連続比例制御本来のメリツトを得ることが可
能となつた。

〔考案の効果〕

以上のように本考案によれば、温度変化に対す
る送風用モータの回転数の関係がより比例関係に
近づくため、温度の上昇、下降がより自然にな
り、省エネルギー効果も生じるものである。ま
た、モータ起動時に印加される電圧は、オン動作
値に対応する位相制御角を0゜より大きく30゜より
小さな値としたので、モータの起動不良を防止で
き、モータを確実に再起動することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による空気調和機の制御装置の
一実施例を示す回路図、第２図は本考案と従来と
の回転数特性を比較して示す図、第３図は空気調
和機として望まれるオン、オフおよび回転数特性
を示す図、第４図は、従来の室温に対するオン、
オフ動作および位相角の変化を示す図である。 １１……測温回路、１２……サーモスタツト回
路、１３……連続比例制御回路、３１……冷房又
は暖房源、４０……送風用モータ、４１……位相
制御用のトライアツク。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 室温の変化に応じて冷房または暖房源をオン、
   オフ制御するとともに送風用モータへの入力を位
   相制御してその回転数を制御する空気調和機の制
   御装置において、 室温の変化に比例した電気信号を出力する測温
   回路と、 この測温回路の電気信号を入力し、室温が予定
   のオン動作値に達すると前記冷房または暖房源を
   オン動作させかつ予定のオフ動作値に達すると同
   冷房または暖房源をオフ動作させるサーモスタツ
   ト回路と、 前記測温回路の電気信号を入力し、上記サーモ
   スタツト回路に設定されたオン動作値からオフ動
   作値への電気信号の変化に比例して前記送風用モ
   ータ入力の位相制御角を0゜から180゜の範囲で連続
   的に変化させる連続比例制御回路とを備え、 前記連続比例制御回路の、前記オン動作値に対
   応する位相制御角を0゜より大きく30゜より小さな
   値に設定し、前記オフ動作値までの電気信号の変
   化に比例して最大180゜まで連続的に変化させるよ
   うにしたことを特徴とする空気調和機の制御装
   置。