JPH03117847A - 空気調和機の制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、室内機と室外機間に信号線を接続して運転制
御する空気調和機の制御回路に関するものである。

［従来の技術］ 室内熱交換器および室内機用送風機等を内蔵した室内機
と、圧縮機、室外熱交換器、四方切換弁および室外機用
送風機等を内蔵した室外機を備えたセパレート型空気調
和機においては、室内外機に共通の交流三相電流を供給
すると共に、該交流三相電流の二相から操作回路用の線
を取り出し、高圧電源の場合はトランスにより低圧１岸
に落し、低圧電源の場合はそのまま、各機器の操作電源
として使用している。したがって、二相のうち一相をコ
モンラインとし、他のラインに圧縮機運転用電磁接触器
、送風機運転用電磁接触器、四方切換弁、各種電磁弁、
等を接続する。そして、これらの各機器は、コイルの電
圧降下を防ぐため並列に配線する必要がある。

冷房・暖房兼用ヒートポンプ式セパレート型空気調和機
では、このような室内外機内の各機器に信号を与え運転
する場合は、室内機側から室外機側へは、圧縮機の運転
信号を伝送する信号線と、四方切換弁の制御信号を伝送
する信号線を必要とし、室外機側から室内機側へは、圧
縮機の過電流に対する保護などの保護機器動作を示す信
号を伝送する信号線と、除霜動作中信号を伝送する信号
線を必要とし、計４木の信号線を必要とする。

上記の如く、従来の伝送回路では、室外機の機器を操作
するために室内機から室外機へ伝送する信号（操作信号
）と、室外機の機器の動作を示すために室外機から室内
機へ伝送する１３号（情報信号）とは、信号−つが各別
に夫々信号線１本を専有し、かつ別にコモンラインを必
要としていたため信号の数に比例して信号線が増える。

このため、材料費・工事費のコスト高を招いたり、配線
工事での接続ミスなどの確率も高いなどの欠点があった
。

上記の点に鑑みて、更に室内外機間の信号伝達線を減ら
す試みとして実公昭５５−３１４７８号、特開昭５５−
２０３０５号等がある。

前者の実公昭５５−３１４７８号のものは、半導体デア
イサー本体を室内外部分に分割して、この室内外間を直
流の信号線で接続し、この信号線に出力レベルによる意
味あり信号を伝送するものである。したがって、意味あ
り信号の発信受信のための装置が複雑化する。

後者の特開昭５５−２０３０５号のものは、空気調和機
を室内ユニットと室外ユニットに分割し、この室内外ユ
ニット間を２木の直流信号線で接続し、パルス信号によ
る意味あり信号を伝送するものである。したがって、こ
のものも前者のものと同様に意味あり信号の発信受信の
ための装置が複雑化する。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術は三相電源の一相を信号線のコモンライン
とし、操作信号と情報信号という異なった信号の双方向
伝送を、ヒートポンプ式空調機において、４本でなくて
２木の信号線で行なうようにして信号線の本数を少なく
するという点については充分な配慮がされていなかった
。

本発明の目的は、２本の信号線で操作信号と情、和信号
とを室内外両機関で双方向伝送するようにして信号線の
本数を少なくしたヒートポンプ式空気調和機の制御回路
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明による空気調和機の
制御回路は、室内熱交換器および室内機用送風機を含む
室内機と、圧縮機、室外熱交換器、四方切換弁および室
外機用送風機を含む室外機とを備えてなるセパレートタ
イプの空気調和機の制御回路において、前記室内機およ
び室外機には、それぞれ各別に三相電源線端子Ｒ，Ｓ、
Ｔ、を設けるとともに、室内機には２つの信分線端子４
および１０１を、また室外機には２つの信号線端子５お
よび１０２を設け、これらの信号線端子４と５とを及び
１０１と１０２とを室内外両機間においてそれぞれ各１
本の信号線７および１００で接続し、前記室内機におい
ては、該室内機の電源線端子Ｒ２と前記信号線端子４と
の間に圧縮機運転用の電磁リレーコイル用接点６と、前
記信号線７を流れる電流の有無を検出する電流検出器８
とを直列に接続して設け、また電源線端子Ｒ２と前記信
号線端子１０１との間に四方切換弁作動用の電磁リレー
コイル用接点８０と前記信号線１００を流れる電流の有
無を検出する電流検出器９０とを直列に接続して設ける
とともに、前記電流検出器８および９０によってそれぞ
れ検出された電流の有無の情報が人力される室内機用制
御装置９１を設け、前記室外機においては、該室外機の
電源線端子Ｓ３と前記信号線端子５との間に圧縮機保護
用接点１０と圧縮機運転用電磁リレーコイル１２とを直
列に接続して設け、また電源線端子Ｓ３と前記信号線端
子１０２との間に除霜用接点１１０と四方切換弁用電磁
リレーコイル１３０とを直列に接続して設けるとともに
、前記圧縮機保護用接点１０および前記除霜用接点１１
０を作動させる室外機用制御装置１４０を設けた、こと
を特徴とするものである。

［作　　　用コ 三相電源の一相をコモンラインとする信号回路が形成さ
れ、１本の信号線により圧縮機の運転制御がされ、もう
１本の信号線により四方切換弁が制御され、合計２本の
信号線で運転制御される。

すなわち、本発明の上記構成により、１木の信号線で圧
縮機運転用の操作信号と圧縮機運転状態把握用の情報信
号という２ｆ！！類の異なった信号の双方向伝送ができ
、他方、もう１本の信号線で四方切換弁操作用の操作信
号と除霜動作中であることを把握するための情報信号と
いう二種類の異なった信号の双方向伝送ができ、しかも
伝送信号は信号レベルの大きさやパルス等による特別な
意味あり信号ではないので、信号変換器などの特別な装
置は必要とせず簡、！ｌ−な制御回路とすることができ
る。

パルスなどにより意味あり信号を伝送する場合は、電源
は直流電源とすることが必要であるが、本発明のものは
意味あり信号ではないので、交流でよく、夫々１本の信
号線で操作信号と情報信号という異なった信号の双方向
伝送ができる。

したがって、四方切換弁を用いたヒートポンプサイクル
の空気調和機であって三相交流電源を使った空気調和機
において、三相交流電源の例えばＲ相をコモンラインと
して共用することにより室内外機間の信号線は、圧縮機
制御用と四方切換弁制御用の２木でよいことになる。

［発明の実施例コ 実施例の説明に入るまえに、冷房・暖房切換用の四方切
換弁を用いていない空気調和機の制御回路について、第
１図乃至第３図を参照して説明する。

第１図において、セパレート型空気調和機は室内器２０
と室外器３０に分離されており、室内外両機は共通の交
流三相電源１を電源回路として接続されている。そして
、室内機２０の信号線端子４と室外機３０の信号線端子
５との間には１本の信号線７が接続されている。そして
、室内機２０のＲ相端子２と信号線端子４との間知は圧
縮機運転用電磁リレーコイル１２を動作させる直流リン
−のａ接点６と電流検出装置８が直流に接続されており
、他方、室外機３ｏの信号線端子５とＳ相端子３との間
には圧縮機用保護接点１ｏと圧縮機運転用電磁リレーコ
イル１２が直列に接続されている。９は室内機側制御装
置、１１は室外機側制御装置である。

第２図は、冷房のための冷凍サイクル配管系統図で、室
内機２０と室外機３ｏに分離されたセパレート型である
。２１は蒸発器で、人口側には膨張弁２２が冷媒配管２
３により接続されている。２４は室内機用送風機である
。また、室外機３ｏ内には、レシプロ型、スクリュー型
あるいはスクロール型の圧縮機３１が配設されており、
該圧縮機３１の吐出側は配管２５により凝縮器３２に接
続されている。３３は室外機用送風機である。そして、
前記圧縮機３１の吸入側と室内機側蒸発器２１とは配管
２６により接続され、全体として冷凍サイクルを形成し
ている。

第３図は、室内機２０内の制御装置９と電流検出装置８
の内部を詳細に示したものである。

制御装置９は、マイクロコンピュータ５１と、該マイク
ロコンピュータ５１の出力端子５２に接続した抵抗５３
、トランジスタ５４、そして、直流リレー５５とダイオ
ード５６の並列回路から構成されている。電流検出装置
８は入力端子５７に接続したフォトカブラ６０、整流器
７０から構成されている。このフォトカブラ６０は、フ
ォトトランジスタ６１、抵抗６２およびコンデンサ６３
からなり、整流器７０は、整流ブリッジ７１とダイオー
ド７２゜７３、７４、抵抗７５、および発光ダイオード
７６と抵抗７７の直列回路から構成されている。

次に前述の如く構成された制御回路の作用について説明
する。

空気調和機の運転をマイクロコンピュータ５１により指
示すると、その信号はトランジスタ５４を経て直流リレ
ー５５を励磁し、そのａ接点６は閉じる。該ａ接点６が
閉じることにより、Ｒ相をコモンラインとする信号回路
が形成される。

圧縮機用保護接点１０は通常時は閉じているから、電流
検出装置８、圧縮機運転用電磁リレーニイル１２に通電
し、圧縮機３１が起動する。

該圧縮機３１の運転により、圧縮された高圧高温冷媒ガ
スは配管２５により凝縮器３２へ送られ、ここで送風機
３３により送風される外気と熱交換作用を行い放熱して
凝縮液化する。凝縮した中温高圧の液化ガスは配管２３
により室内機２０側へ送られ、膨張弁２２により減圧膨
張して低温低圧ガスとなって蒸発器２１へ送られる。

蒸発器２１内では送風機２４により送風される室内空気
と熱交換し、室内空気から吸熱して空気を冷却する。冷
却された空気は送風機２４によって再び室内に送風され
冷房に利用される。

方、冷媒ガスは配管２６により再び室外機３０内の圧縮
機３１に吸引され圧縮される。

このような冷媒の循環作用を繰返して冷房運転が行われ
る。

もし、冷房運転中に室外機側制御装置１１により圧縮機
の過電流を検出すると、接点１０は開き、信号線７には
電流が流れなくなり、圧縮機運転用電磁リレーコイル１
２は消磁され、圧縮機３１は運転を停止する。一方、マ
イクロコンピュータ５１は電流検出装置８内の発光ダイ
オード７６からの発光がなくなったことにより、フォト
カブラ６０からの信号を受けて、今まで運転信号を発信
していた（すなわち接点６がオンしていた）にもかから
れず信号線７に電流が流れていないことを検出して異常
状態と判断し、パネル上に異常であることの表示を行い
、また所定の制御動作を行う。

しかし、人間がパネル上のスイッチを操作してマイクロ
コンピュータ５１に運転停止の指示を与えれば、そのと
きは、マイクロコンピュータ５１からの出力信号により
直流リレー５５を介してａ接点６を開き、圧縮機運転用
電磁リレーコイル１２を消磁させ圧縮機３１の運転を停
止させるので、異常とは判断されない。

このように、コモンラインを交流三相電源回路の例えば
Ｒ相とし、圧縮機運転用操作信号と圧縮機運転状態把握
用の情報信号としての電流信号とを組合せることにより
、室内外機間の１本の信号線で運転制御できる。

このことは、単に材料費、工事費のコストを低減させる
だけでなく、配線工事がきわめて容易となり配線ミスが
なくなる。

前記した室外機３０側の制御装置１１には、逆転防止リ
レーを備えて、上記接点１ｏと接続しておけば、例えば
スクロール圧縮機のように逆転を絶対不可とするものに
おいては有効である。また、一般に冷凍装置においては
、圧力の異常高圧、異常低圧に備えてのデュアルプレッ
シャスイッチ、ロープレッシャスイッチを設けているの
で、これらのスイッチと上記接点１０と接続しておくこ
とにより、より安全な運転管理ができる。

さて第４図および第５図は、本発明の実施例を示すもの
で、ヒートポンプ式空気調和機の制御回路と冷凍サイク
ル配管系統図である。

第４図および第５図において、第１図乃至第２図と同一
部分は同一の符号で表わし、その説明を省略する。

室内機２００室外機３００との間には、信号線７と並列
に、もう１本の信号線１００が端子１０１と端子１０２
の間を接続している。そして、室内機２００の信号線端
子ｌｏｔとＲ相端子２との間には四方切換弁用電磁リレ
ーコイル１３０を動作させる直流リレーのａ接点８０と
電流検出装置９ｏが直列に接続されている。また、室外
機３００の信号線端子１０２とＳ相端子３との間には四
方切換弁用電磁リレーコイル１３０と除霜用接点１１０
が直列に接続されている。９１は室内機内の制御装置で
、第３図で説明した電流検出装置８と制御装置９、およ
びこれと同様のものが並列に設けられており、この後者
は電流検出装置９ｏと接続されている。１４０は室外機
内の制御装置で、圧縮機用保護接点ｌＯを作動させる過
電流検出手段、逆転防止リレー　デュアルプレッシャス
イッチ、ロープレッシャスイッチなどの保護リレーと並
列に接続されている除霜指示装置を内蔵しており、この
除霜指示装置によって除霜用接点１１０が作動するよう
になっている。

、３０２は四方切換弁で、圧縮機３１の吐出側に接続さ
れている。３０１は室外機側の熱交換器で、冷房運転の
ときは凝縮器として作用し、暖房運転のときは蒸発器と
して作用する。３０３は暖房運転用膨張弁で、逆止弁３
０４と並列に接続されており、配管３０５により室外機
３００から室内機２００内の冷房用膨張弁２２および逆
止弁２０４に接続されている。２０１は室内機側の熱交
換器で、冷房運転のときは蒸発器として作用し、暖房運
転のときは凝縮器として作用する。２０２は配管で、前
記四方切換弁３０２と接続されている。

冷房運転のときの冷凍サイクルは、四方切換弁３０２の
実線方向に冷媒を流し、熱交換器３０１、逆止弁３０４
、配管３ｏ５、冷房用膨張弁、熱交換器２０１、配管２
０２、および四方切換弁３０２を経て圧縮機３１に戻る
。暖房運転のときは冷媒は逆方向に流れ、四方切換弁の
点線方向に流れ、配管２０２、熱交換器２０１、逆止弁
２ｏ４、配管３０５、暖房用膨張弁３０３、熱交換器３
０１および四方切換弁３０２を経て圧縮機３１に戻る。

次に上記ヒートポンプ式空気調和機に関する本実施例の
作用を説明する。

空気調和機が暖房運転する場合の動作を例にとって説明
すると、正常運転時においては、圧縮機、四方切換弁と
も、室内機側制御装置９１からの信号で接点６と接点８
ｏがオン又はオフすることにより動作することになる。

つまり、接点６は設定温度に未達の場合はオンになって
圧縮機を運転し、設定温度に達したらオフになって圧縮
機を停止する。四方切換弁については、冷凍サイクルが
暖房運転中は、接点８ｏがオンされて四方切換弁用電磁
リレーコイル１３０が励磁されて四方切換弁３０２は暖
房側に切換えられている。室外機用制御装置１４０によ
り除霜用接点１１Ｇがオフとされて除霜運転になった時
は上記電磁リレーコイル１３０が消磁されて四方切換弁
３０２は冷房側に切換ゎるということになる。

今、暖房運転の場合を例にとって述べると、２木の信号
線７．１００に対して夫々直列の電流検出装置８と９０
は該各信号線に流れる電流の有無を夫々検出して、これ
を室内機用制御装置９１に入力する。室内機用制御装置
９１では、圧縮機の運転信号が出ていて（つまり、接点
６がオンであって）且つ電流検出装置８で検出した電流
信号が有ることを付ぎ合せて、又、四方切換弁の作動信
号が出ていて（つまり、接点８ｏがオンであって）且つ
電流検出装置９ｏで検出した電流信号が有ることを付き
合せて、正常運転であることを確認しながら制御する。

次に、室外機側制御装置１４０から除霜制御信号が出る
と除霜用接点１１０がオフして、信号線１００に流れて
いた電流が途絶え、四方切換弁用電磁リレーコイル１３
０がオフし、四方切換弁は冷房側に切換わり、電流検出
装置９０は室内制御装置９１に信号線１００に電流が流
れていないことを報らせる。この時、室内機制御装置９
１は四方切換弁用電磁リレーコイル１３０の動作信号を
出している（つまり接点８０がオンである）のにもかか
わらず信号線１００に電流が流れていないということで
除霜中という判断を行い、所定の制御を実施する。除霜
が終了すると室外機制御装置１４０により接点１１０が
オンにされ、四方切換弁が復帰して暖房運転を再開する
。室内機側制御装置９１では電流検出装置９０により電
流が検出され、除霜が完了したことを知る。

また、圧縮機に関しては、室外機側制御装置１４０によ
り圧縮機の過電流などを検出すると、接点１０がオフし
て圧縮機運転用！磁すレーコイル１２をオフし、圧縮機
は停止する。電流検出装置８により室内機側制御装置９
１は圧縮機運転信号を出している（つまり接点６がオン
になっている）のに信号線７に電流が流れていないこと
を検知して、異常と判断し所定の制御を行う。

冷房時については、接点８０はオフとされ、四方切換弁
作動用電磁リレーコイル１３０に電流を流さないことに
よって四方切換弁は冷房側に切換えられ、圧縮機のみが
制御されるが、動作は前述した暖房時と同じである。

このように、ヒートポンプ式空気調和機において、圧縮
機運転用の操作信号を室内機側から室゛外機側へ、且つ
圧縮機運転状態把握用の情報信号を室外機側から室内機
側へ送る１木の信号線と、四方切換弁作動用の操作信号
を室内機側から室外機側へ、且つ除霜動作中であること
を示す情報信号を室外機側から室内機側へ送る１本の信
号線と、の合計２本の信号線（コモンラインを交流三相
電源回路のＲ相を使用する）でよい。

［発明の効果コ 本発明によれば、冷房・暖房兼用ヒートポンプ式セパレ
ート型空調機において、室内機と室外機間の信号線が２
木で良いため、従来より信号線本数が少なくなり、材料
費・工事費のコストを低減でき、配線工事が容易となり
配線ミスなども少なくできるなどの効果がある。

しかも、圧縮機運転のために室内機から室外機へ送る操
作信号と圧縮機が運転中か否かの状態を把握するために
室外機から室内機へ送る情報信号という空気調和機にと
って最も基本的な重要な二種類の信号の双方向伝達が、
および、四方切換弁作動用に室内機から室外機へ送る操
作信号と除霜中であることを示すために室外機から室内
機へ送る情報信号という二種類の信号の双方向伝達が、
夫々１本、計２本の信号線で可能であり、そしてこれら
の信号は信号レベルの大きさに応じた意味あり信号やパ
ルス信号による意味あり信号でなくオン・オフの形の信
号であるから、発信・受信装置構成が複雑化しない。

また、周知の如く、且つ前記実施例の説明にも見られる
如く、室内機制御装置９１は室内機内に設けた、圧縮機
運転用電磁リレーコイル１２励磁用の接点６の開閉状態
を示す情報を別途持つているので、これと電流検出装置
８の検出した電流有無の情報との付き合せによって、圧
縮機が正常運転中か否か、また、圧縮機の停止が上記接
点６の開による正常な停止か又は保護接点１０の開によ
る異常停止かを判別できるように設計されることが可能
であり、且つ、この判別に応じて所定の制御動作を行な
うようにできる。

同様に、室内機制御装置ｇ１は、四方切換弁作動用電磁
リレーコイル１３０励磁用の接点８０の開閉状態を示す
情報を別途持っているので、これと電流検出装置９０の
検出した電流の有無の情報との付ぎ合せによって、四方
切換弁が正規に冷房暖房いずれに切換っているか、又、
除霜中か否かの判別ができ、これに応じて所定の制御動
作を行うように設計し得る。

なお、四方切換弁は圧縮機で圧縮されたガスの一部を該
弁切換用操作ガスとして用いるのが一般に通例であり、
従って該弁の切換は圧縮機の回転中に行なうことが必要
であるが、本発明によれば、室内機側制御装置９１は、
電流検出装置８により圧縮機運転中という情報を得た後
に四方切換弁の切換用の操作信号を出すように設計すれ
ば、上記のことを容易になし得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は交流電源を用いた冷房専用機の制御回路図、第
２図は室内機と室外機に分離させたセパレート型の冷房
専用冷凍サイクル配管系統図、第３図は室内機側の制御
装置、電流検出装置部分の詳細図、第４図は本発明の実
施例であるヒートポンプ式空気調和機の制御回路図、第
５図はセパレート型のヒートポンプ式空気調和機の冷凍
サイクル配管系統図である。 １・・・交流三相電源　　　２・・・Ｒ相端子３・・・
Ｓ相端子　　　　　４，５・・・信号線端子７・・・信
号線　　　　　　８・・・電流検出装置９・・・室内機
側制御装置　１０・・・圧縮機用保護接点１１・・・室
外機側制御装置 １２・・・圧縮機運転用電磁リレーコイル２０・・・室
内機　　　　　　２１・・・蒸発器２２・・・膨張弁　
　　　　　２３・・・冷媒配管２４・・・室内機用送風
機　　３２・・・凝縮器３３・・・室外機用送風機 ５１・・・マイクロコンピュータ ５４・・・トランジスタ　　　６０・・・フォトカプラ
７０・・・整流器　　　　　　８０・・・四方切換弁用
接点９０・・・電流検出器　　　　９１・・・室内機側
制御装置１００・・・信号線　　　　１０１・・・信号
線端子１０２・・・信号線端子　　１１０・・・除霜用
接点１３０・・・四方切換弁用電磁リレーコイル１４０
・・・室外機側制御装置 ２００・・・室内機　　　　３００・・・室外機３０２
・・・四方切換弁 他１名 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 室内熱交換器および室内機用送風機を含む室内機と、圧
   縮機、室外熱交換器、四方切換弁および室外機用送風機
   を含む室外機とを備えてなるセパレートタイプの空気調
   和機の制御回路において、 前記室内機および室外機には、それぞれ各別に三相電源
   線端子Ｒ．Ｓ．Ｔ．を設けるとともに、室内機には２つ
   の信号線端子（４）および（１０１）を、また室外機に
   は２つの信号線端子（５）および（１０２）を設け、こ
   れらの信号線端子（４）と（５）とを及び（１０１）と
   （１０２）とを室内外両機間においてそれぞれ各１本の
   信号線（７）および（１００）で接続し、 前記室内機においては、該室内機の電源線端子Ｒ（２）
   と前記信号線端子（４）との間に圧縮機運転用の電磁リ
   レーコイル用接点（６）と前記信号線（７）を流れる電
   流の有無を検出する電流検出器（８）とを直列に接続し
   て設け、また電源線端子Ｒ（２）と前記信号線端子（１
   ０１）との間に四方切換弁作動用の電磁リレーコイル用
   接点（８０）と前記信号線（１００）を流れる電流の有
   無を検出する電流検出器（９０）とを直列に接続して設
   けるとともに、前記電流検出器（８）および（９０）に
   よってそれぞれ検出された電流の有無の情報が入力され
   る室内機用制御装置（９１）を設け、前記室外機におい
   ては、該室外機の電源線端子Ｓ（３）と前記信号線端子
   （５）との間に圧縮機保護用接点（１０）と圧縮機運転
   用電磁リレーコイル（１２）とを直列に接続して設け、
   また電源線端子Ｓ（３）と前記信号線端子（１０２）と
   の間に除霜用接点（１１０）と四方切換弁用電磁リレー
   コイル（１３０）とを直列に接続して設けるとともに、
   前記圧縮機保護用接点（１０）および前記除霜用接点（
   １１０）を作動させる室外機用制御装置（１４０）を設
   けた、 ことを特徴とする空気調和機の制御回路。