JPH07198236A - ヒートポンプ系統における空気流れ遮断検出方法 - Google Patents
ヒートポンプ系統における空気流れ遮断検出方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ごみ、木の葉等の異物による、屋外熱交換器
での空気流れの遮断状態を、除霜サイクルと関連させた
単純な検出系で検出する。 【構成】 屋外空気温度と屋外熱交換器（コイル）温度
との差を求め、この温度差が予定した値を越えると除霜
サイクルを実行する。同サイクル終結後に再度、上記温
度差を求め、この温度差が予定した値を越えているか除
霜サイクル前の温度差と実質的に相違していなければ、
異物による空気流れの遮断状態があると判定する。
での空気流れの遮断状態を、除霜サイクルと関連させた
単純な検出系で検出する。 【構成】 屋外空気温度と屋外熱交換器（コイル）温度
との差を求め、この温度差が予定した値を越えると除霜
サイクルを実行する。同サイクル終結後に再度、上記温
度差を求め、この温度差が予定した値を越えているか除
霜サイクル前の温度差と実質的に相違していなければ、
異物による空気流れの遮断状態があると判定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ヒートポンプ及び空
気調和装置に関するものである。特にこの発明は、屋外
熱交換器におけるファン閉塞状態を診断するための系に
係る。
気調和装置に関するものである。特にこの発明は、屋外
熱交換器におけるファン閉塞状態を診断するための系に
係る。
【０００２】
【発明の背景】普通の空気調和及びヒートポンプ系統
は、屋内熱交換器ないし屋内コイルと屋外熱交換器ない
し屋外コイルとを含む閉回路を通して冷媒を給送するこ
とにより、低温空気源から高温空気部分にエネルギーを
移送する。空気調和ないし冷却モードにおいてヒートポ
ンプは、屋内空気から熱を奪ってその熱を屋外空気中に
放出する。加熱モードでは該過程が逆転する。つまりヒ
ートポンプは屋外空気から熱を奪って、その熱を居住空
間中に放出する。したがって冷却モードでは屋内熱交換
器が低温空気源と連通すると共に屋外熱交換器が高温熱
だまりと連通し、逆に加熱モードでは屋外熱交換器が低
温空気源と連通すると共に屋内熱交換器が高温熱だまり
と連通する。両方の場合とも熱は、低温源の熱交換器を
通過して流れる空気から伝えられる熱を利用して液状冷
媒を蒸発させることによって、移送される。
は、屋内熱交換器ないし屋内コイルと屋外熱交換器ない
し屋外コイルとを含む閉回路を通して冷媒を給送するこ
とにより、低温空気源から高温空気部分にエネルギーを
移送する。空気調和ないし冷却モードにおいてヒートポ
ンプは、屋内空気から熱を奪ってその熱を屋外空気中に
放出する。加熱モードでは該過程が逆転する。つまりヒ
ートポンプは屋外空気から熱を奪って、その熱を居住空
間中に放出する。したがって冷却モードでは屋内熱交換
器が低温空気源と連通すると共に屋外熱交換器が高温熱
だまりと連通し、逆に加熱モードでは屋外熱交換器が低
温空気源と連通すると共に屋内熱交換器が高温熱だまり
と連通する。両方の場合とも熱は、低温源の熱交換器を
通過して流れる空気から伝えられる熱を利用して液状冷
媒を蒸発させることによって、移送される。
【０００３】冷却サイクルの効率のよい作動を得るため
には、熱移送の要求に適合する十分な容量を維持するた
めに低温空気源から、該空気源に関連させてある熱交換
器を介して十分な量の熱が移送されることが、必要であ
る。たいていのヒートポンプ系統はファン又はブロワ
を、熱交換器を通過させて空気を流動させ循環する空気
を介して建物の様々な部屋に対し熱を移送するために、
用いている。
には、熱移送の要求に適合する十分な容量を維持するた
めに低温空気源から、該空気源に関連させてある熱交換
器を介して十分な量の熱が移送されることが、必要であ
る。たいていのヒートポンプ系統はファン又はブロワ
を、熱交換器を通過させて空気を流動させ循環する空気
を介して建物の様々な部屋に対し熱を移送するために、
用いている。
【０００４】最適の系性能を達成するためには、両熱交
換器とも霜及び他の異物が存在しない状態に維持され、
また熱交換器に関連させてあるファン又はブロワ及び空
気ダクトも閉塞のない状態に維持されるのが、理想的で
ある。屋外熱交換器コイルに霜が蓄積した場合、或は空
気流通路又はファンが異物により閉塞された場合には、
系性能が損なわれる。
換器とも霜及び他の異物が存在しない状態に維持され、
また熱交換器に関連させてあるファン又はブロワ及び空
気ダクトも閉塞のない状態に維持されるのが、理想的で
ある。屋外熱交換器コイルに霜が蓄積した場合、或は空
気流通路又はファンが異物により閉塞された場合には、
系性能が損なわれる。
【０００５】たいていの普通のヒートポンプは、屋外コ
イル上への霜蓄積の問題に対処するための何らかの機構
を備えている。典型的な対処法は蓄積した霜を全て溶か
すのに十分な時間だけ、正常サイクルを逆転して加熱モ
ードから冷却モードに切替えることである。このサイク
ル逆転除霜過程では圧縮機の吐出側から高温の冷媒が着
霜したコイルへ流されて、コイル温度を高めることによ
り霜が溶かされる。不運にもこのようなサイクル逆転は
ヒートポンプ系を一時的に、冬季にはエアコンディショ
ナーとし夏季にはヒータとして働かせることになること
から、系の効率を低下させる。この効率損失は、ヒート
ポンプ系が加熱モードである場合に著しい。多くのヒー
トポンプ系はヒートポンプによって供給される熱を補う
ことを、補助の電気抵抗加熱器に依存している。ヒート
ポンプがエアコンディショナーとして働いている除霜サ
イクル中にはしばしば、除霜サイクルに起因する冷却の
埋合わせをするため補助の電気抵抗加熱器を用いること
が必要となる。これによって系の効率がさらに低下す
る。
イル上への霜蓄積の問題に対処するための何らかの機構
を備えている。典型的な対処法は蓄積した霜を全て溶か
すのに十分な時間だけ、正常サイクルを逆転して加熱モ
ードから冷却モードに切替えることである。このサイク
ル逆転除霜過程では圧縮機の吐出側から高温の冷媒が着
霜したコイルへ流されて、コイル温度を高めることによ
り霜が溶かされる。不運にもこのようなサイクル逆転は
ヒートポンプ系を一時的に、冬季にはエアコンディショ
ナーとし夏季にはヒータとして働かせることになること
から、系の効率を低下させる。この効率損失は、ヒート
ポンプ系が加熱モードである場合に著しい。多くのヒー
トポンプ系はヒートポンプによって供給される熱を補う
ことを、補助の電気抵抗加熱器に依存している。ヒート
ポンプがエアコンディショナーとして働いている除霜サ
イクル中にはしばしば、除霜サイクルに起因する冷却の
埋合わせをするため補助の電気抵抗加熱器を用いること
が必要となる。これによって系の効率がさらに低下す
る。
【０００６】ヒートポンプの加熱モード運転中に蒸発器
コイル上へ霜が蓄積することは普通の現象であり、効率
を低下させる除霜サイクルは必要悪である。しかし霜の
蓄積が性能低下の唯一の原因ではない。空気流通路の遮
断及び（屋外）蒸発器ファンの閉塞又は部分的閉塞も、
系の性能を低下させる。不運にもごみ、木の葉、紙類の
ような異物による閉塞は、除霜サイクルで溶かして排除
することができない。さらに悪いことに空気流通路の遮
断とか屋外ファンの閉塞は霜の蓄積を促進し、不必要な
（そして役に立たない）除霜サイクルを誘発することに
なる。例えば霜蓄積を感知するために蒸発器コイルの前
後の空気圧力降下を感知して除霜を行う要求時除霜系
は、霜の蓄積と異物の蓄積とを区別できず、効率を低下
させる除霜サイクルを無駄に繰返えさせることになる。
コイル上へ霜が蓄積することは普通の現象であり、効率
を低下させる除霜サイクルは必要悪である。しかし霜の
蓄積が性能低下の唯一の原因ではない。空気流通路の遮
断及び（屋外）蒸発器ファンの閉塞又は部分的閉塞も、
系の性能を低下させる。不運にもごみ、木の葉、紙類の
ような異物による閉塞は、除霜サイクルで溶かして排除
することができない。さらに悪いことに空気流通路の遮
断とか屋外ファンの閉塞は霜の蓄積を促進し、不必要な
（そして役に立たない）除霜サイクルを誘発することに
なる。例えば霜蓄積を感知するために蒸発器コイルの前
後の空気圧力降下を感知して除霜を行う要求時除霜系
は、霜の蓄積と異物の蓄積とを区別できず、効率を低下
させる除霜サイクルを無駄に繰返えさせることになる。
【０００７】空気流通路の遮断及びファン閉塞の問題は
現在のところ、適切に処理されていない。多くの居住環
境では屋外熱交換器が樹木の葉によって隠されがちであ
るので、ファン及び空気通路の遮断は、検出されないま
まに看過される普通の問題である。
現在のところ、適切に処理されていない。多くの居住環
境では屋外熱交換器が樹木の葉によって隠されがちであ
るので、ファン及び空気通路の遮断は、検出されないま
まに看過される普通の問題である。
【０００８】
【発明の要約】この発明は空気流れ及びファン閉塞の問
題に対し、高価につく改造とか余分のセンサ類を必要と
することなしに霜検出系と結び付けて組込むことができ
る遮断検出系を提供することによって、対処するもので
ある。この発明に係る検出系は、霜によるファン閉塞状
態と異物に基因する空気流路の制限状態とを区別して検
出可能である。したがって同検出系は、空気流れの遮断
状態を排除不能である不必要な除霜サイクルを、繰返え
して誘発するようなことをしない。さらに本診断により
エネルギーが節減されると、期待される。
題に対し、高価につく改造とか余分のセンサ類を必要と
することなしに霜検出系と結び付けて組込むことができ
る遮断検出系を提供することによって、対処するもので
ある。この発明に係る検出系は、霜によるファン閉塞状
態と異物に基因する空気流路の制限状態とを区別して検
出可能である。したがって同検出系は、空気流れの遮断
状態を排除不能である不必要な除霜サイクルを、繰返え
して誘発するようなことをしない。さらに本診断により
エネルギーが節減されると、期待される。
【０００９】この発明に従ったファン閉塞検出法は、熱
交換器における空気流れ遮断状態を検出する。本方法
は、屋外熱交換器と該熱交換器を取巻く外気との間の温
度差を示す温度差パラメータを検出する過程を含む。こ
の温度差パラメータが予定した値を越えると、除霜サイ
クルを実行する。除霜サイクルの終結後に温度差パラメ
ータを第２回目の検出サイクルで、診断を行うために再
び検出する。そして第２回目の検出により求められた温
度差パラメータが予定した値を越えていると、空気流れ
の遮断状態が存在すると宣言する。
交換器における空気流れ遮断状態を検出する。本方法
は、屋外熱交換器と該熱交換器を取巻く外気との間の温
度差を示す温度差パラメータを検出する過程を含む。こ
の温度差パラメータが予定した値を越えると、除霜サイ
クルを実行する。除霜サイクルの終結後に温度差パラメ
ータを第２回目の検出サイクルで、診断を行うために再
び検出する。そして第２回目の検出により求められた温
度差パラメータが予定した値を越えていると、空気流れ
の遮断状態が存在すると宣言する。
【００１０】この発明に係る空気流れ遮断ないしファン
閉塞検出系は、既存の要求時除霜論理と容易に一体化で
きる。この方法でファン閉塞或は空気流れ遮断状態を、
通常の除霜サイクルに付属して検出できることになる。
本検出によって、異物による空気流れの遮断であること
からして全く役に立たない結果となるような、効率を低
下させる除霜運転を回避できる。この発明に係る検出系
は、特別のセンサ類の必要なしに容易かつ経済的に組込
み可能である。本検出系はたいていの場合、ヒートポン
プ系統に既に設けられているセンサ類、そうでないとし
ても安価に追加できるセンサ類、による単純な温度測定
値を用いて動作する。
閉塞検出系は、既存の要求時除霜論理と容易に一体化で
きる。この方法でファン閉塞或は空気流れ遮断状態を、
通常の除霜サイクルに付属して検出できることになる。
本検出によって、異物による空気流れの遮断であること
からして全く役に立たない結果となるような、効率を低
下させる除霜運転を回避できる。この発明に係る検出系
は、特別のセンサ類の必要なしに容易かつ経済的に組込
み可能である。本検出系はたいていの場合、ヒートポン
プ系統に既に設けられているセンサ類、そうでないとし
ても安価に追加できるセンサ類、による単純な温度測定
値を用いて動作する。
【００１１】この発明の他の特徴と長所は、添付図面を
参照して行う以下の説明から明瞭に理解できる。
参照して行う以下の説明から明瞭に理解できる。
【００１２】
【実施例】この発明はヒートポンプ装置における空気流
れの遮断或はファン閉塞状態を検出するための装置及び
方法を、提供するものである。図示の好ましい実施例
は、ヒートポンプ系統を通しての冷媒流れを最適に制御
するためマイクロプロセッサに依拠した制御系を、セン
サ類及び電子的に制御される膨張弁と共に用いている。
この発明の原理とするところを説明するために、加熱と
冷却の両者を行うヒートポンプ系統について説明する。
本型式のヒートポンプ系統は商用又は居住用の建物の暖
房及び冷房を行うのに好適しているが、この発明の原理
とするところは商用及び居住用の冷暖房に限らず全ゆる
熱伝達ポンプ系統に適用可能である。
れの遮断或はファン閉塞状態を検出するための装置及び
方法を、提供するものである。図示の好ましい実施例
は、ヒートポンプ系統を通しての冷媒流れを最適に制御
するためマイクロプロセッサに依拠した制御系を、セン
サ類及び電子的に制御される膨張弁と共に用いている。
この発明の原理とするところを説明するために、加熱と
冷却の両者を行うヒートポンプ系統について説明する。
本型式のヒートポンプ系統は商用又は居住用の建物の暖
房及び冷房を行うのに好適しているが、この発明の原理
とするところは商用及び居住用の冷暖房に限らず全ゆる
熱伝達ポンプ系統に適用可能である。
【００１３】好ましい実施例について詳細に述べる前
に、冷却サイクルについて概観する。本サイクルを、図
１に模式的に示した基本冷却系統を参照して説明する。
に、冷却サイクルについて概観する。本サイクルを、図
１に模式的に示した基本冷却系統を参照して説明する。
【００１４】ヒートポンプ・サイクルは一の熱交換器
（蒸発器）付近の周囲温度を低下させるために蒸発の冷
却効果を利用し、他の熱交換器（凝縮器）付近の周囲温
度を上昇させるために高圧で高温の気体の加熱効果を利
用する。このことは加圧冷媒を（普通は液相で）低圧領
域中に放出して、同冷媒を気体と液体との低温混合物へ
と膨張させることにより得られる。上記低圧領域は普
通、図１に示す蒸発器コイル１０のような蒸発器コイル
を有する。蒸発器コイル１０中に入った冷媒混合物は、
所望の冷却を行うべき領域の高温周囲空気にさらされ
る。冷媒の液体から気体への蒸発によって周囲空気から
熱が吸収され同空気が冷却される。
（蒸発器）付近の周囲温度を低下させるために蒸発の冷
却効果を利用し、他の熱交換器（凝縮器）付近の周囲温
度を上昇させるために高圧で高温の気体の加熱効果を利
用する。このことは加圧冷媒を（普通は液相で）低圧領
域中に放出して、同冷媒を気体と液体との低温混合物へ
と膨張させることにより得られる。上記低圧領域は普
通、図１に示す蒸発器コイル１０のような蒸発器コイル
を有する。蒸発器コイル１０中に入った冷媒混合物は、
所望の冷却を行うべき領域の高温周囲空気にさらされ
る。冷媒の液体から気体への蒸発によって周囲空気から
熱が吸収され同空気が冷却される。
【００１５】低圧の蒸発器中へと流入する高圧（液相）
の冷媒流は通常、普通膨張弁１２と称される制限オリフ
ィスないし絞り弁によって調量される。今日では単純な
調整不能の毛細管からパルス幅制御弁のような電気調整
弁までにわたる、種々の型式の多数の膨張弁手段が存在
している。蒸発器コイルを出る冷媒は再度使用するため
に、圧縮機１４により圧縮されて高圧状態へと戻され凝
縮器１６により液相のものへと凝縮される。所望の場合
には図示のように受液槽１８を設けてもよい。加熱モー
ドで運転中のヒートポンプ系統では、高圧気体の液相へ
の凝縮によって周囲に熱が供給される。
の冷媒流は通常、普通膨張弁１２と称される制限オリフ
ィスないし絞り弁によって調量される。今日では単純な
調整不能の毛細管からパルス幅制御弁のような電気調整
弁までにわたる、種々の型式の多数の膨張弁手段が存在
している。蒸発器コイルを出る冷媒は再度使用するため
に、圧縮機１４により圧縮されて高圧状態へと戻され凝
縮器１６により液相のものへと凝縮される。所望の場合
には図示のように受液槽１８を設けてもよい。加熱モー
ドで運転中のヒートポンプ系統では、高圧気体の液相へ
の凝縮によって周囲に熱が供給される。
【００１６】冷却或は加熱サイクルの基本原理を概括し
たので、次に本発明の好ましい実施例について説明す
る。この発明は数多くの型式で実施できるが、図２に全
体を符号２０で指して示した空気調和機ないしヒートポ
ンプ系統を例にとって説明を進める。ヒートポンプ系統
２０は屋内ユニット２２、ルームユニットないしサーモ
スタットユニット２３、及び屋外ユニット２４を含んで
いる。屋内ユニット２２は屋内コイルないし熱交換器２
６、及び屋内ファン２８を含んでいる。屋内ファン２８
は、可変速モータ３０により駆動されるものであるのが
好ましい。屋内ファン２８及びコイル２６は適当なダク
ト機構を利用し、ファン２８により周囲の室内空気が屋
内コイル２６を、可変速モータ３０の速度で決定される
流速で横切って流れることとなるように配置されてい
る。
たので、次に本発明の好ましい実施例について説明す
る。この発明は数多くの型式で実施できるが、図２に全
体を符号２０で指して示した空気調和機ないしヒートポ
ンプ系統を例にとって説明を進める。ヒートポンプ系統
２０は屋内ユニット２２、ルームユニットないしサーモ
スタットユニット２３、及び屋外ユニット２４を含んで
いる。屋内ユニット２２は屋内コイルないし熱交換器２
６、及び屋内ファン２８を含んでいる。屋内ファン２８
は、可変速モータ３０により駆動されるものであるのが
好ましい。屋内ファン２８及びコイル２６は適当なダク
ト機構を利用し、ファン２８により周囲の室内空気が屋
内コイル２６を、可変速モータ３０の速度で決定される
流速で横切って流れることとなるように配置されてい
る。
【００１７】屋外ユニット２４は屋外コイルないし熱交
換器３２、及び適当なモータ３６によって駆動される屋
外ファン３４を含んでいる。屋外ユニットは屋外コイル
３２及び屋外ファン３４を取囲む保護ハウジングであっ
て、ファン３４が周囲の屋外空気を引込み屋外コイル３
２を横切らせて流動させ熱伝達を高めるようにする保護
ハウジングを、備えているのが望ましい。図示の同ハウ
ジングは圧縮機３８も内部に収容するものとされてい
る。
換器３２、及び適当なモータ３６によって駆動される屋
外ファン３４を含んでいる。屋外ユニットは屋外コイル
３２及び屋外ファン３４を取囲む保護ハウジングであっ
て、ファン３４が周囲の屋外空気を引込み屋外コイル３
２を横切らせて流動させ熱伝達を高めるようにする保護
ハウジングを、備えているのが望ましい。図示の同ハウ
ジングは圧縮機３８も内部に収容するものとされてい
る。
【００１８】図２に示す系統は屋内コイルと屋外コイル
の機能を単に逆転するのみで冷却及び加熱の両者に用い
ることができることからして、いわゆる「ヒートポン
プ」系統である。冷却モードでは屋外コイル３２が凝縮
器として働き、加熱モードでは同コイル３２が蒸発器と
して働く。冷却モードと加熱モード間の切替えは、四方
逆転弁４０を用いて行われる。図２で四方弁４０が図示
のＣＯＯＬＩＮＧ（冷却）位置に置かれているときは、
屋内コイル２６が蒸発器として機能し屋外コイル３２が
凝縮器として機能する。四方弁４０がＨＥＡＴＩＮＧ
（加熱）位置（別の位置）へと切替えられるとコイル２
６，３２の機能が逆転される。
の機能を単に逆転するのみで冷却及び加熱の両者に用い
ることができることからして、いわゆる「ヒートポン
プ」系統である。冷却モードでは屋外コイル３２が凝縮
器として働き、加熱モードでは同コイル３２が蒸発器と
して働く。冷却モードと加熱モード間の切替えは、四方
逆転弁４０を用いて行われる。図２で四方弁４０が図示
のＣＯＯＬＩＮＧ（冷却）位置に置かれているときは、
屋内コイル２６が蒸発器として機能し屋外コイル３２が
凝縮器として機能する。四方弁４０がＨＥＡＴＩＮＧ
（加熱）位置（別の位置）へと切替えられるとコイル２
６，３２の機能が逆転される。
【００１９】図示の好ましい実施例は、電子的に制御可
能である膨張弁（ＥＸＶ）４２を用いている。図示の好
ましい実施例において膨張弁４２は無段に可変（又は有
段に可変）であるステッパモータ弁であり、この弁はオ
リフィス寸法ないし開口度を、完全開放状態から完全閉
鎖状態までの広範囲にわたって電子的に制御可能であ
る。この発明に係る制御系に電気的に制御される他の型
式の弁、例えばパルス幅制御弁を、設けることもできる
が、図示実施例のようにステッパモータ弁を用いるの
が、同弁が脈動なく動作すること及び故障が少ないこと
からして好ましい。ステッパモータ弁４２はオリフィス
寸法の調整時にのみ動かされる（制御サイクルを施され
る）。この必要性は典型的な連続稼働中に数回生じうる
（例えば１時間に数回）。これに対しパルス幅制御弁は
連続稼働時間の全体にわたり連続して動作を反復する。
能である膨張弁（ＥＸＶ）４２を用いている。図示の好
ましい実施例において膨張弁４２は無段に可変（又は有
段に可変）であるステッパモータ弁であり、この弁はオ
リフィス寸法ないし開口度を、完全開放状態から完全閉
鎖状態までの広範囲にわたって電子的に制御可能であ
る。この発明に係る制御系に電気的に制御される他の型
式の弁、例えばパルス幅制御弁を、設けることもできる
が、図示実施例のようにステッパモータ弁を用いるの
が、同弁が脈動なく動作すること及び故障が少ないこと
からして好ましい。ステッパモータ弁４２はオリフィス
寸法の調整時にのみ動かされる（制御サイクルを施され
る）。この必要性は典型的な連続稼働中に数回生じうる
（例えば１時間に数回）。これに対しパルス幅制御弁は
連続稼働時間の全体にわたり連続して動作を反復する。
【００２０】図示の好ましい制御系はマイクロプロセッ
サ依拠の制御系であり、本制御系は種々のセンサからデ
ータを収集し、収集されたデータに基づいて特に膨張弁
を適切に設定する。このマイクロプロセッサ依拠の制御
系は後述するように、本発明に従った空気流れの遮断及
びファン閉塞状態の検出を実行するためにも、用いられ
る。より詳細に述べると図示の好ましい実施例は互いに
接続されている３個のマイクロプロセッサ依拠のコント
ロールユニット４４，４５，４６を用いており、これら
のコントロールユニット４４，４５，４６はそれぞれ、
屋外ユニット２４、ルームユニットないしサーモスタッ
トユニット２３、及び屋内ユニット２２と関連させてあ
る。全３個のマイクロプロセッサ依拠のコントロールユ
ニット４４，４５，４６は、並列又は直列データリンク
のような適当なデータリンク４８を介して互に接続され
ている。屋外コントロールユニット４４は一部、データ
を収集する役割りを果たし、他方、屋内コントロールユ
ニット４６はヒートポンプ系統サイクルのオン／オフ、
屋内ファン速度の調節、膨張弁の制御、要求時除霜の開
始／終結、系診断、及び本発明に従ったファン閉塞状態
及び空気流れの遮断検出の実行を司どる。
サ依拠の制御系であり、本制御系は種々のセンサからデ
ータを収集し、収集されたデータに基づいて特に膨張弁
を適切に設定する。このマイクロプロセッサ依拠の制御
系は後述するように、本発明に従った空気流れの遮断及
びファン閉塞状態の検出を実行するためにも、用いられ
る。より詳細に述べると図示の好ましい実施例は互いに
接続されている３個のマイクロプロセッサ依拠のコント
ロールユニット４４，４５，４６を用いており、これら
のコントロールユニット４４，４５，４６はそれぞれ、
屋外ユニット２４、ルームユニットないしサーモスタッ
トユニット２３、及び屋内ユニット２２と関連させてあ
る。全３個のマイクロプロセッサ依拠のコントロールユ
ニット４４，４５，４６は、並列又は直列データリンク
のような適当なデータリンク４８を介して互に接続され
ている。屋外コントロールユニット４４は一部、データ
を収集する役割りを果たし、他方、屋内コントロールユ
ニット４６はヒートポンプ系統サイクルのオン／オフ、
屋内ファン速度の調節、膨張弁の制御、要求時除霜の開
始／終結、系診断、及び本発明に従ったファン閉塞状態
及び空気流れの遮断検出の実行を司どる。
【００２１】マイクロプロセッサ依拠の制御系は、ヒー
トポンプ系統各所の温度を測定するために複数個のセン
サを用いている。特にこの発明は冷媒の吐出温度を、冷
媒が圧縮機３８を出る時に測定する第１の温度センサ５
４を用いている。また屋外熱交換器３２の温度を測定す
る第２の温度センサ５５、及びファン３４の作用によっ
て引込まれ屋外熱交換器３２と熱交換接触を行うことと
なる外部空気の温度を測定する第３の温度センサ５６
も、設けている。第３の温度センサ５６は、屋外ユニッ
ト・ハウジング２４の入口領域中に配置して、直射日光
を受けないように、且つ、屋外熱交換器３２と熱交換接
触することとなる空気の流路内に位置するようにするこ
とが、望ましい。これらのセンサ５４，５５，５６に加
えて第４の温度センサ６０を、ルームユニットないしサ
ーモスタットユニット２３中に組込んで用いることがで
きる。所望の場合には湿度センサ６２も、ルームユニッ
ト２３中に組込める。
トポンプ系統各所の温度を測定するために複数個のセン
サを用いている。特にこの発明は冷媒の吐出温度を、冷
媒が圧縮機３８を出る時に測定する第１の温度センサ５
４を用いている。また屋外熱交換器３２の温度を測定す
る第２の温度センサ５５、及びファン３４の作用によっ
て引込まれ屋外熱交換器３２と熱交換接触を行うことと
なる外部空気の温度を測定する第３の温度センサ５６
も、設けている。第３の温度センサ５６は、屋外ユニッ
ト・ハウジング２４の入口領域中に配置して、直射日光
を受けないように、且つ、屋外熱交換器３２と熱交換接
触することとなる空気の流路内に位置するようにするこ
とが、望ましい。これらのセンサ５４，５５，５６に加
えて第４の温度センサ６０を、ルームユニットないしサ
ーモスタットユニット２３中に組込んで用いることがで
きる。所望の場合には湿度センサ６２も、ルームユニッ
ト２３中に組込める。
【００２２】ヒートポンプ系統が稼働するにつれて或る
量の霜が、蒸発器として働いている熱交換器上に形成し
始めると、予測される。ヒートポンプの加熱モードでは
屋外コイル３２が蒸発器として働く。したがって加熱モ
ードでは同蒸発器コイル３２が徐々に霜を形成し蓄積す
ることになる。逆に冷却モードでは屋内コイル２６が徐
々に霜を形成し蓄積することになる。何れの場合にもこ
の霜の形成により最適の熱伝達が妨げられて、ヒートポ
ンプ系統の性能が劣化する。図示の実施では蓄積した霜
を周期的に溶かすように図った要求時除霜方式を採用し
ている。霜の蓄積が後述するように検出されると四方逆
転弁４０が反対位置へと変位され、屋内コイルと屋外コ
イルの機能を一時的に逆転することとされている。これ
により着霜したコイルに対し熱が給送されて、霜が溶か
される。
量の霜が、蒸発器として働いている熱交換器上に形成し
始めると、予測される。ヒートポンプの加熱モードでは
屋外コイル３２が蒸発器として働く。したがって加熱モ
ードでは同蒸発器コイル３２が徐々に霜を形成し蓄積す
ることになる。逆に冷却モードでは屋内コイル２６が徐
々に霜を形成し蓄積することになる。何れの場合にもこ
の霜の形成により最適の熱伝達が妨げられて、ヒートポ
ンプ系統の性能が劣化する。図示の実施では蓄積した霜
を周期的に溶かすように図った要求時除霜方式を採用し
ている。霜の蓄積が後述するように検出されると四方逆
転弁４０が反対位置へと変位され、屋内コイルと屋外コ
イルの機能を一時的に逆転することとされている。これ
により着霜したコイルに対し熱が給送されて、霜が溶か
される。
【００２３】図３には通常の要求時除霜に関し除霜前、
除霜中及び除霜後の屋外空気温度と屋外コイル温度との
関係を示すグラフを、掲げてある。ここに示されている
データは、屋外空気温度が約２０〜３０°Ｆ（−６．７
〜１．１℃）の範囲でのヒートポンプ加熱モード運転時
における典型的なものである。図３の例において除霜開
始時における屋外空気温度と屋外コイル温度間の温度差
ＤＴａｉが約１５°Ｆである点に、留意されたい。除霜
サイクルの開始後に短時間で屋外コイル温度が公称許容
値、約７０°Ｆのピークまで上昇し、図３に示すように
そこで除霜サイクルが終結されている。図２の屋外空気
温度センサ５６によって測定される屋外空気温度は実際
には若干、屋外コイル温度と関係しそれに影響される。
このため各除霜サイクルの終端近くで測定される屋外空
気温度は、僅かに上昇する。実際の屋外空気温度は比較
的一定したものである可能性が大であるから、この僅か
の温度上昇は屋外コイル及びそれに熱的に接続されてい
る系要素の、除霜サイクルに伴う残留熱の放散に起因す
る。この残留熱が放散され終ると測定される屋外空気温
度が、図３から見てとれるように再び下がって外気温度
へと落着く。外気温度が２９°Ｆである本例において除
霜サイクル間の期間（除霜休止期間）中の温度差ＤＴａ
ｉが約１０〜１５°の範囲内で比較的一定しているよう
にみえる点に、留意されたい。このことは正常な性能特
性、つまり空気流路及び屋外ファンが遮断或は閉塞され
ていない状態を、表している。
除霜中及び除霜後の屋外空気温度と屋外コイル温度との
関係を示すグラフを、掲げてある。ここに示されている
データは、屋外空気温度が約２０〜３０°Ｆ（−６．７
〜１．１℃）の範囲でのヒートポンプ加熱モード運転時
における典型的なものである。図３の例において除霜開
始時における屋外空気温度と屋外コイル温度間の温度差
ＤＴａｉが約１５°Ｆである点に、留意されたい。除霜
サイクルの開始後に短時間で屋外コイル温度が公称許容
値、約７０°Ｆのピークまで上昇し、図３に示すように
そこで除霜サイクルが終結されている。図２の屋外空気
温度センサ５６によって測定される屋外空気温度は実際
には若干、屋外コイル温度と関係しそれに影響される。
このため各除霜サイクルの終端近くで測定される屋外空
気温度は、僅かに上昇する。実際の屋外空気温度は比較
的一定したものである可能性が大であるから、この僅か
の温度上昇は屋外コイル及びそれに熱的に接続されてい
る系要素の、除霜サイクルに伴う残留熱の放散に起因す
る。この残留熱が放散され終ると測定される屋外空気温
度が、図３から見てとれるように再び下がって外気温度
へと落着く。外気温度が２９°Ｆである本例において除
霜サイクル間の期間（除霜休止期間）中の温度差ＤＴａ
ｉが約１０〜１５°の範囲内で比較的一定しているよう
にみえる点に、留意されたい。このことは正常な性能特
性、つまり空気流路及び屋外ファンが遮断或は閉塞され
ていない状態を、表している。
【００２４】空気流路又は屋外ファンが遮断或は閉塞さ
れると、屋外空気温度と屋外コイル温度間の温度差が上
述したのとは全く異なって来ることを発見した。図４に
示すように屋外空気温度が約２２°Ｆ（−５．５℃）で
の屋外ファン閉塞状態で各除霜サイクルの前及び後に大
きな温度差ＤＴａｉ（本例では約４２°Ｆ）がみられ、
それから屋外温度の測定値は実際の外気温度へと落着い
ている。この大きな温度差は空気流の遮断或はファンの
閉塞が起きて、屋外コイルの熱を有効に伝達する能力が
低下したことに原因するであろう。この大きな温度差に
加えて、除霜サイクルの終結後にさえ温度差が減少しな
い点が注目される。図３に示した正常な条件では除霜運
転により霜が溶かされ、それによって温度差が減少す
る。
れると、屋外空気温度と屋外コイル温度間の温度差が上
述したのとは全く異なって来ることを発見した。図４に
示すように屋外空気温度が約２２°Ｆ（−５．５℃）で
の屋外ファン閉塞状態で各除霜サイクルの前及び後に大
きな温度差ＤＴａｉ（本例では約４２°Ｆ）がみられ、
それから屋外温度の測定値は実際の外気温度へと落着い
ている。この大きな温度差は空気流の遮断或はファンの
閉塞が起きて、屋外コイルの熱を有効に伝達する能力が
低下したことに原因するであろう。この大きな温度差に
加えて、除霜サイクルの終結後にさえ温度差が減少しな
い点が注目される。図３に示した正常な条件では除霜運
転により霜が溶かされ、それによって温度差が減少す
る。
【００２５】この発明はコンピュータ制御方式を採用す
るものであり、加熱モードにおいて屋外空気温度と屋外
ファン温度間の差ＤＴａｉを監視する。プログラムされ
る論理は、異常に高いＤＴａｉと除霜サイクル終結後の
ＤＴａｉの減少無しとの両者が同時に生じることを特定
するものとされる。後述するように実施例では、このフ
ァン閉塞或は空気流れ制限の検出系を既存の要求時除霜
系と一体化している。
るものであり、加熱モードにおいて屋外空気温度と屋外
ファン温度間の差ＤＴａｉを監視する。プログラムされ
る論理は、異常に高いＤＴａｉと除霜サイクル終結後の
ＤＴａｉの減少無しとの両者が同時に生じることを特定
するものとされる。後述するように実施例では、このフ
ァン閉塞或は空気流れ制限の検出系を既存の要求時除霜
系と一体化している。
【００２６】図５には、好ましい実施例に係る閉塞検出
系の基本的な要素を示してある。図５において定常運転
はブロック１００で示してある。本ブロック１００は、
電子的に制御可能である膨張弁４２を作動させるための
適当な制御ルーチンを含むものとできる。定常運転の一
部として制御系はブロック１０２で開始する除霜ルーチ
ンを周期的に実行する。除霜ルーチンの特別のステップ
は、ブロック１０４−１１０で示されている。図示の好
ましい実施例は要求時除霜を行うもの、つまり必要時に
のみ除霜ルーチンを実行するものとされている。除霜ル
ーチンの過剰使用を避けるため制御系は、２除霜サイク
ル間に少なくとも３７分間の時間々隔をおかせることと
する除霜ロックアウトタイマを用いている。したがって
ステップ１０４でロックアウトタイマに、３７分間の経
過があったかどうかが問合せされる。その時間が経過し
ていないとすると、制御ラインは分岐して定常運転ブロ
ック１００に戻る。ロックアウト時間が経過していたと
するとステップ１０６へ進行し、そこで除霜運転が必要
であるかどうかをみるためのテストが実行される。この
テストは温度センサ５６（図２）が測定する外気温度Ｔ
ａｉｒを読取ることによって、実行される。こうして取
得された温度値は次に、ルックアップ表又は図９に示す
データに基づく直線方程式演算を用いて標準温度差Ｄｔ
ｐを求めるのに使用する。図９は、屋外空気温度Ｔａｉ
ｒに対する標準温度差Ｄｔｐの関係をグラフで示してい
る。示されているデータは、１つの典型的な実施態様に
ついての例示的な値である。これらのデータは製造中に
工場で、そのヒートポンプ系統に要求される運転条件に
基づいてプログラムし組込むのが好ましい。標準温度差
Ｄｔｐは本質的に製造業者が、要求時除霜サイクルを開
始させたいと考える温度差として容易に決定できる性質
のものである。図９に示すデータは方程式Ｄｔｐ＝０．
０９０９Ｔａｉｒ＋１２．９１で示される直線を表して
いる。
系の基本的な要素を示してある。図５において定常運転
はブロック１００で示してある。本ブロック１００は、
電子的に制御可能である膨張弁４２を作動させるための
適当な制御ルーチンを含むものとできる。定常運転の一
部として制御系はブロック１０２で開始する除霜ルーチ
ンを周期的に実行する。除霜ルーチンの特別のステップ
は、ブロック１０４−１１０で示されている。図示の好
ましい実施例は要求時除霜を行うもの、つまり必要時に
のみ除霜ルーチンを実行するものとされている。除霜ル
ーチンの過剰使用を避けるため制御系は、２除霜サイク
ル間に少なくとも３７分間の時間々隔をおかせることと
する除霜ロックアウトタイマを用いている。したがって
ステップ１０４でロックアウトタイマに、３７分間の経
過があったかどうかが問合せされる。その時間が経過し
ていないとすると、制御ラインは分岐して定常運転ブロ
ック１００に戻る。ロックアウト時間が経過していたと
するとステップ１０６へ進行し、そこで除霜運転が必要
であるかどうかをみるためのテストが実行される。この
テストは温度センサ５６（図２）が測定する外気温度Ｔ
ａｉｒを読取ることによって、実行される。こうして取
得された温度値は次に、ルックアップ表又は図９に示す
データに基づく直線方程式演算を用いて標準温度差Ｄｔ
ｐを求めるのに使用する。図９は、屋外空気温度Ｔａｉ
ｒに対する標準温度差Ｄｔｐの関係をグラフで示してい
る。示されているデータは、１つの典型的な実施態様に
ついての例示的な値である。これらのデータは製造中に
工場で、そのヒートポンプ系統に要求される運転条件に
基づいてプログラムし組込むのが好ましい。標準温度差
Ｄｔｐは本質的に製造業者が、要求時除霜サイクルを開
始させたいと考える温度差として容易に決定できる性質
のものである。図９に示すデータは方程式Ｄｔｐ＝０．
０９０９Ｔａｉｒ＋１２．９１で示される直線を表して
いる。
【００２７】ルックアップ表又は演算により標準温度差
が求められると、屋外空気温度から屋外コイル温度を引
いて測定温度差ＤＴａｉを取得する。この値は図３，４
に示した温度差に相等する。図示の好ましい実施例で制
御系は、ＤＴａｉの値の５分間の平均値を用いている。
平均ＤＴａｉが標準温度差Ｄｔｐより大であるかそれと
等しいと、除霜運転が要求されてステップ１０８で除霜
サイクルが開始され、四方逆転弁４０（図２）が逆転さ
れて冷媒流れ方向が逆にされ、次に定常運転のために同
流れ方向が元に戻されて除霜サイクルが終結される。逆
に除霜が要求されないとすると、制御ラインは分岐して
定常運転ブロック１００に戻る。ステップ１０８での除
霜サイクルの終結に引き続いて、ステップ１１０で除霜
ロックアウトタイマがリセットされる。この発明に係る
ファン閉塞或は空気流れ制限の検出系を有しない制御系
であると、制御は普通ここで定常運転ブロック１００に
戻されることになろう。これに対しこの発明は空気流れ
検出ないしファン閉塞検出ルーチンを提供するものであ
り、同ルーチンはステップ１１２で開始しステップ１１
４−１２４を含む。本明細書で用いる用語「ファン閉
塞」は、コイルとその周囲の空気間の熱伝達が阻止され
るか低下される、空気流れの制限或はファンの遮断又は
失速がある状態であって霜の場合のように溶かすことに
より解消することはできない状態を、指すのに用いてい
る。
が求められると、屋外空気温度から屋外コイル温度を引
いて測定温度差ＤＴａｉを取得する。この値は図３，４
に示した温度差に相等する。図示の好ましい実施例で制
御系は、ＤＴａｉの値の５分間の平均値を用いている。
平均ＤＴａｉが標準温度差Ｄｔｐより大であるかそれと
等しいと、除霜運転が要求されてステップ１０８で除霜
サイクルが開始され、四方逆転弁４０（図２）が逆転さ
れて冷媒流れ方向が逆にされ、次に定常運転のために同
流れ方向が元に戻されて除霜サイクルが終結される。逆
に除霜が要求されないとすると、制御ラインは分岐して
定常運転ブロック１００に戻る。ステップ１０８での除
霜サイクルの終結に引き続いて、ステップ１１０で除霜
ロックアウトタイマがリセットされる。この発明に係る
ファン閉塞或は空気流れ制限の検出系を有しない制御系
であると、制御は普通ここで定常運転ブロック１００に
戻されることになろう。これに対しこの発明は空気流れ
検出ないしファン閉塞検出ルーチンを提供するものであ
り、同ルーチンはステップ１１２で開始しステップ１１
４−１２４を含む。本明細書で用いる用語「ファン閉
塞」は、コイルとその周囲の空気間の熱伝達が阻止され
るか低下される、空気流れの制限或はファンの遮断又は
失速がある状態であって霜の場合のように溶かすことに
より解消することはできない状態を、指すのに用いてい
る。
【００２８】ファン閉塞ルーチンは除霜サイクルが完結
した後に温度を安定させるのに十分な時間、待機してか
ら開始する。したがって図示の好ましい実施例では、次
に進む前にステップ１１４で１５分間待機する。次にフ
ァン遮断ルーチンが、以下のように実行される。平均温
度差ＤＴａｉ（ステップ１０６での平均の読取り値）が
予定した大きな数値（例えば３５°Ｆ）よりも大である
かそれに等しいと、積極的なファン閉塞状態が存在する
と判定する。除霜前平均温度差のテストに加えて本制御
系は、除霜後平均温度差ＤＴａｆを取得するために一連
の別の読取りを行う。この除霜後平均温度差ＤＴａｆは
５分間の連続した読取り値について屋外空気温度から屋
外コイル温度を引き、その平均値を演算して（除霜前平
均温度差ＤＴａｉを演算したのと実質的に同じ方法
で。）、得る。この除霜後平均温度差ＤＴａｆが予定し
た大きな数値（例えば３５°Ｆ）よりも大であるかそれ
に等しいと、これまた積極的なファン閉塞状態を意味し
ている。図示の好ましい実施例はヒートポンプ系統を修
理のために強制的に停止させてしまう前に、２つの連続
したファン閉塞テストサイクルで積極的なファン閉塞状
態を発見すべきことを、要求するものとされている。こ
れを達成する１つの方法は図５に示されている。図５の
制御系には積極的なファン閉塞状態が存在するときのフ
ァン遮断フラグが用意されている。したがってステップ
１１６でのファン閉塞テストによりファン閉塞状態が存
在すると見出されたら、制御はステップ１２０へと進
み、そこでファン閉塞フラグの有無がテストされる。前
のサイクル中に同フラグが設定されているとすると、制
御はステップ１２４へと移行しそこで系が遮断される。
逆にそれまでにフラグが設定されていなかったとする
と、ファン閉塞フラグを真（ＴＲＵＥ）であると設定す
るステップ１２２が実行される。他方、ステップ１１６
でのファン閉塞テストによりファン閉塞状態が存在する
ことが見出されなかったら、制御はステップ１１８へと
分岐してファン閉塞フラグが消される。その後で制御は
定常運転ブロック１００へと戻される。
した後に温度を安定させるのに十分な時間、待機してか
ら開始する。したがって図示の好ましい実施例では、次
に進む前にステップ１１４で１５分間待機する。次にフ
ァン遮断ルーチンが、以下のように実行される。平均温
度差ＤＴａｉ（ステップ１０６での平均の読取り値）が
予定した大きな数値（例えば３５°Ｆ）よりも大である
かそれに等しいと、積極的なファン閉塞状態が存在する
と判定する。除霜前平均温度差のテストに加えて本制御
系は、除霜後平均温度差ＤＴａｆを取得するために一連
の別の読取りを行う。この除霜後平均温度差ＤＴａｆは
５分間の連続した読取り値について屋外空気温度から屋
外コイル温度を引き、その平均値を演算して（除霜前平
均温度差ＤＴａｉを演算したのと実質的に同じ方法
で。）、得る。この除霜後平均温度差ＤＴａｆが予定し
た大きな数値（例えば３５°Ｆ）よりも大であるかそれ
に等しいと、これまた積極的なファン閉塞状態を意味し
ている。図示の好ましい実施例はヒートポンプ系統を修
理のために強制的に停止させてしまう前に、２つの連続
したファン閉塞テストサイクルで積極的なファン閉塞状
態を発見すべきことを、要求するものとされている。こ
れを達成する１つの方法は図５に示されている。図５の
制御系には積極的なファン閉塞状態が存在するときのフ
ァン遮断フラグが用意されている。したがってステップ
１１６でのファン閉塞テストによりファン閉塞状態が存
在すると見出されたら、制御はステップ１２０へと進
み、そこでファン閉塞フラグの有無がテストされる。前
のサイクル中に同フラグが設定されているとすると、制
御はステップ１２４へと移行しそこで系が遮断される。
逆にそれまでにフラグが設定されていなかったとする
と、ファン閉塞フラグを真（ＴＲＵＥ）であると設定す
るステップ１２２が実行される。他方、ステップ１１６
でのファン閉塞テストによりファン閉塞状態が存在する
ことが見出されなかったら、制御はステップ１１８へと
分岐してファン閉塞フラグが消される。その後で制御は
定常運転ブロック１００へと戻される。
【００２９】ステップ１１６−１２４の論理をたどって
みるとステップ１２４で系を遮断するためには、ファン
閉塞状態が存在することを２つの連続したファン閉塞テ
ストサイクルによって見出さなければならないことが判
る。ファン閉塞状態が第１番目のテストサイクル中に見
出されたが次のテストサイクル中には見出されなかった
とすると、ステップ１１８でファン閉塞フラグが消され
て、系が確実に作動状態に留まることになる。
みるとステップ１２４で系を遮断するためには、ファン
閉塞状態が存在することを２つの連続したファン閉塞テ
ストサイクルによって見出さなければならないことが判
る。ファン閉塞状態が第１番目のテストサイクル中に見
出されたが次のテストサイクル中には見出されなかった
とすると、ステップ１１８でファン閉塞フラグが消され
て、系が確実に作動状態に留まることになる。
【００３０】以上に説明した制御の概要を念頭において
実施例の好ましいファン閉塞検出系を、図６−８を参照
して詳細に説明する。図６−８は連続したもので、これ
らの図は図中のＡ，Ｂ，Ｃの点で互に連らなる。図６−
８の制御は定常運転ステップ（図５の定常運転ブロック
１００中のステップ）の一部であるステップ２００で開
始する。ステップ２０２でパラメータを初期化した後、
定常運転ブロックはステップ２０４に進んで運転モー
ド、つまり加熱／冷却を、選択する。次にステップ２０
６で運転モードがテストされ、加熱モードが選択されて
いたとすると、そして系に対する要求があるとすると
（ステップ２０８）、ステップ２１０で除霜ロックアウ
トタイマが起動される。前述したように図示の好ましい
実施例は、３７分間のロックアウトタイマを用いてい
る。ステッップ２１０ではまた、図２に示す圧縮機３８
と屋外ファンモータ３６が起動される。また電子的に制
御可能である膨張弁（ＥＸＶ）４２が過去３回の設定開
度の平均の開度へと開放され、予定した初期々間だけ同
開度に留められる。
実施例の好ましいファン閉塞検出系を、図６−８を参照
して詳細に説明する。図６−８は連続したもので、これ
らの図は図中のＡ，Ｂ，Ｃの点で互に連らなる。図６−
８の制御は定常運転ステップ（図５の定常運転ブロック
１００中のステップ）の一部であるステップ２００で開
始する。ステップ２０２でパラメータを初期化した後、
定常運転ブロックはステップ２０４に進んで運転モー
ド、つまり加熱／冷却を、選択する。次にステップ２０
６で運転モードがテストされ、加熱モードが選択されて
いたとすると、そして系に対する要求があるとすると
（ステップ２０８）、ステップ２１０で除霜ロックアウ
トタイマが起動される。前述したように図示の好ましい
実施例は、３７分間のロックアウトタイマを用いてい
る。ステッップ２１０ではまた、図２に示す圧縮機３８
と屋外ファンモータ３６が起動される。また電子的に制
御可能である膨張弁（ＥＸＶ）４２が過去３回の設定開
度の平均の開度へと開放され、予定した初期々間だけ同
開度に留められる。
【００３１】以上の要素３８，３６，４２を作動状態と
した上で、ブロック２１２に進行して屋内ファンルーチ
ンを開始する。この屋内ファンルーチンは、図２に示す
モータ３０を起動させて屋内ファン２８を起動させる。
可変速モータを用いている場合には屋内ファンルーチン
を、居住者の居心地をよくし湿度を制御するような適切
なファン速度を選択するために、利用することができ
る。その後にステップ２１４で膨張弁４２を最適開度へ
と調整する。図示の好ましい実施例では膨張弁４２の調
整を、温度センサ５４（図２）から得た圧縮機吐出温度
を用いて行っている。ステップ２１６で除霜ロックアウ
ト時間の経過が確認されると、制御はステップ２１８へ
と進んで除霜ルーチンが開始される。このステップ２１
８は概して、図５のステップ２１４に対応している。
した上で、ブロック２１２に進行して屋内ファンルーチ
ンを開始する。この屋内ファンルーチンは、図２に示す
モータ３０を起動させて屋内ファン２８を起動させる。
可変速モータを用いている場合には屋内ファンルーチン
を、居住者の居心地をよくし湿度を制御するような適切
なファン速度を選択するために、利用することができ
る。その後にステップ２１４で膨張弁４２を最適開度へ
と調整する。図示の好ましい実施例では膨張弁４２の調
整を、温度センサ５４（図２）から得た圧縮機吐出温度
を用いて行っている。ステップ２１６で除霜ロックアウ
ト時間の経過が確認されると、制御はステップ２１８へ
と進んで除霜ルーチンが開始される。このステップ２１
８は概して、図５のステップ２１４に対応している。
【００３２】ステップ２１８で屋外空気温度と屋外コイ
ル温度がそれぞれ、温度センサ５６，５５（図２）を介
して読取られる。これらの読取り値は初期温度差を演算
するのに用いられ、この演算値は次にステップ２２０で
予定した温度差ＤＴｐと比較される。予定した温度差は
ＤＴｐは前述した直線方程式による計算により、又は図
９に対応するデータを含むルックアップ表へのアクセス
により、取得することができる。演算値ＤＴａｉが予定
した温度差ＤＴｐよりも大きいかそれに等しいと（ステ
ップ２２２）、そして同演算値ＤＴａｉが例えば３５°
Ｆといった予定した大きな値よりも大きいかそれに等し
いと（ステップ２２４）、ステップ２２６でファン閉塞
テストが実行される。他方、演算初期温度差ＤＴａｉが
予定温度差ＤＴｐよりも大きくもなくそれと等しくもな
ければ、屋外コイルの除霜は必要とされていず、制御は
ステップ２２８へと分岐される。また演算初期温度差Ｄ
Ｔａｉが予定温度差ＤＴｐよりも大きいかそれと等しい
が予定した大きな値（３５°Ｆ）よりも大きくもそれと
等しくもなければ、屋外ファンは閉塞されてはいない
が、除霜は必要であり得る。この場合には制御はステッ
プ２３０へと分岐する。
ル温度がそれぞれ、温度センサ５６，５５（図２）を介
して読取られる。これらの読取り値は初期温度差を演算
するのに用いられ、この演算値は次にステップ２２０で
予定した温度差ＤＴｐと比較される。予定した温度差は
ＤＴｐは前述した直線方程式による計算により、又は図
９に対応するデータを含むルックアップ表へのアクセス
により、取得することができる。演算値ＤＴａｉが予定
した温度差ＤＴｐよりも大きいかそれに等しいと（ステ
ップ２２２）、そして同演算値ＤＴａｉが例えば３５°
Ｆといった予定した大きな値よりも大きいかそれに等し
いと（ステップ２２４）、ステップ２２６でファン閉塞
テストが実行される。他方、演算初期温度差ＤＴａｉが
予定温度差ＤＴｐよりも大きくもなくそれと等しくもな
ければ、屋外コイルの除霜は必要とされていず、制御は
ステップ２２８へと分岐される。また演算初期温度差Ｄ
Ｔａｉが予定温度差ＤＴｐよりも大きいかそれと等しい
が予定した大きな値（３５°Ｆ）よりも大きくもそれと
等しくもなければ、屋外ファンは閉塞されてはいない
が、除霜は必要であり得る。この場合には制御はステッ
プ２３０へと分岐する。
【００３３】屋外コイルの除霜が必要でない場合（ステ
ップ２２８）、制御はステップ２３２に進行する。この
時点で系に対する要求が無かったら、ステップ２３４で
圧縮機と屋外ファンを切り膨張弁の平均開度を、過去３
回のオンサイクルの終期の開度を用いて演算する。この
弁開度平均値は次のオンサイクル期間中に使用する（ス
テップ２１０で。）ために貯蔵される。その後、膨張弁
を完全に閉鎖してオフサイクル中、冷媒を遮蔽する（ス
テップ２３６）。最後に屋内ファンを停止させるルーチ
ンを実行し（ステップ２４０）、ここで制御はステップ
２０６の入口点に戻る。
ップ２２８）、制御はステップ２３２に進行する。この
時点で系に対する要求が無かったら、ステップ２３４で
圧縮機と屋外ファンを切り膨張弁の平均開度を、過去３
回のオンサイクルの終期の開度を用いて演算する。この
弁開度平均値は次のオンサイクル期間中に使用する（ス
テップ２１０で。）ために貯蔵される。その後、膨張弁
を完全に閉鎖してオフサイクル中、冷媒を遮蔽する（ス
テップ２３６）。最後に屋内ファンを停止させるルーチ
ンを実行し（ステップ２４０）、ここで制御はステップ
２０６の入口点に戻る。
【００３４】ファン閉塞状態は見出されないがコイルが
除霜を必要としている場合（ステップ２３０）、制御は
ステップ２４２に進行して演算初期温度差ＤＴａｉと予
定温度差ＤＴｐとの比較を繰返し、５分間の期間にわた
って行う。この繰返しの温度差比較テストは疑問のある
読取り値を排除するためのものである。５分間の期間に
わたりＤＴａｉがＤＴｐよりも大であるかそれに等しい
と、値ＤＴａｉをステップ２４４で貯蔵し、次に除霜ル
ーチンをステップ２４６で開始する。
除霜を必要としている場合（ステップ２３０）、制御は
ステップ２４２に進行して演算初期温度差ＤＴａｉと予
定温度差ＤＴｐとの比較を繰返し、５分間の期間にわた
って行う。この繰返しの温度差比較テストは疑問のある
読取り値を排除するためのものである。５分間の期間に
わたりＤＴａｉがＤＴｐよりも大であるかそれに等しい
と、値ＤＴａｉをステップ２４４で貯蔵し、次に除霜ル
ーチンをステップ２４６で開始する。
【００３５】ステップ２２６で開始する屋外ファン閉塞
テストも類似して、ステップ２５０において５分間にわ
たり、ＤＴａｉが例えば３５°Ｆといった予定した大き
な値よりも大であるか又はそれに等しいかどうかを確認
するために、行われる。ＤＴａｉが大であるか等しいと
値ＤＴａｉをステップ２４４で貯蔵し、除霜ルーチンを
ステップ２４６で開始する。
テストも類似して、ステップ２５０において５分間にわ
たり、ＤＴａｉが例えば３５°Ｆといった予定した大き
な値よりも大であるか又はそれに等しいかどうかを確認
するために、行われる。ＤＴａｉが大であるか等しいと
値ＤＴａｉをステップ２４４で貯蔵し、除霜ルーチンを
ステップ２４６で開始する。
【００３６】除霜ルーチンは、ステップ２５２で除霜ロ
ックアウトタイマを３７分間にリセットすることが進行
する。次にステップ２５４で、１５分間のオーダーのも
のであるのが好ましい追加のタイマをセットする。この
追加のタイマへの設定時間は、除霜終結後に温度を平衡
化させるための遅延時間として用いられる。次にステッ
プ２５６で屋外空気温度及び屋外コイル温度の５つ宛の
連続した読取り値を、１分間隔ごとに読取りを行うこと
で取得し、最終の温度差を表す値ＤＴａｆ、つまり ＤＴａｆ＝（Ｔａｉｒ−ａｖｇ − Ｔｃｏｉｌ−ａｖｇ） を演算して得る。
ックアウトタイマを３７分間にリセットすることが進行
する。次にステップ２５４で、１５分間のオーダーのも
のであるのが好ましい追加のタイマをセットする。この
追加のタイマへの設定時間は、除霜終結後に温度を平衡
化させるための遅延時間として用いられる。次にステッ
プ２５６で屋外空気温度及び屋外コイル温度の５つ宛の
連続した読取り値を、１分間隔ごとに読取りを行うこと
で取得し、最終の温度差を表す値ＤＴａｆ、つまり ＤＴａｆ＝（Ｔａｉｒ−ａｖｇ − Ｔｃｏｉｌ−ａｖｇ） を演算して得る。
【００３７】平均最終温度差ＤＴａｆと初期温度差ＤＴ
ａｉの何れかが３５°Ｆより大であるか等しいことがス
テップ２６０で確認されると、制御はステップ２６２へ
進行して今回が２回目の屋外ファン閉塞テストであるか
どうかを確認するためにフラグの有無がテストされる。
２回目の閉塞テストであるとするとステップ２６４で屋
外ファン閉塞テストカウンタがリセットされ、ステップ
２６６で屋外ファンの閉塞が宣言されて、ステップ２６
８で居住者に対しメッセージが表示される（ルームサー
モスタット上での表示が望ましい。）。これが完了する
とステップ２７０で圧縮機と屋外ファンが切られ膨張弁
が完全閉鎖位置へと移されて、ヒートポンプ系統はそれ
が修理されるまで閉鎖される。この状態が発生すると制
御系はステップ２７２で緊急モードをとる。この緊急モ
ードではヒートポンプ系統が閉鎖されている限り、補助
の電気抵抗加熱器が入れられる。
ａｉの何れかが３５°Ｆより大であるか等しいことがス
テップ２６０で確認されると、制御はステップ２６２へ
進行して今回が２回目の屋外ファン閉塞テストであるか
どうかを確認するためにフラグの有無がテストされる。
２回目の閉塞テストであるとするとステップ２６４で屋
外ファン閉塞テストカウンタがリセットされ、ステップ
２６６で屋外ファンの閉塞が宣言されて、ステップ２６
８で居住者に対しメッセージが表示される（ルームサー
モスタット上での表示が望ましい。）。これが完了する
とステップ２７０で圧縮機と屋外ファンが切られ膨張弁
が完全閉鎖位置へと移されて、ヒートポンプ系統はそれ
が修理されるまで閉鎖される。この状態が発生すると制
御系はステップ２７２で緊急モードをとる。この緊急モ
ードではヒートポンプ系統が閉鎖されている限り、補助
の電気抵抗加熱器が入れられる。
【００３８】以上の説明から理解できるようにこの発明
は、普通の除霜によっては処理することができないタイ
プの空気流れ制限状態及びファン閉塞状態を診断するた
めの機構を、提供するものである。前述のように検出系
は、ヒートポンプ系統の除霜ルーチン中に容易に組込む
ことができる。
は、普通の除霜によっては処理することができないタイ
プの空気流れ制限状態及びファン閉塞状態を診断するた
めの機構を、提供するものである。前述のように検出系
は、ヒートポンプ系統の除霜ルーチン中に容易に組込む
ことができる。
【００３９】この発明を好ましい実施例に関連させて説
明して来たが、特許請求の範囲に記載の発明範囲を逸脱
することなしに数多くの改造を加えて本発明を実施でき
ることが、理解されるであろう。
明して来たが、特許請求の範囲に記載の発明範囲を逸脱
することなしに数多くの改造を加えて本発明を実施でき
ることが、理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】ヒートポンプ系統の基本的な要素を示した模式
図である。
図である。
【図２】ヒートポンプ系統をより詳細に示す模式図で、
センサ類も図示してある。
センサ類も図示してある。
【図３】屋外コイル温度と屋外空気温度とを時間の関数
として示すグラフで、屋外コイルの通常の除霜時の状態
を示してある。
として示すグラフで、屋外コイルの通常の除霜時の状態
を示してある。
【図４】図３に類似のグラフで、ファン閉塞状態が存在
する場合を示している。
する場合を示している。
【図５】この発明に従った閉塞検出機構の基本的な要素
を示す概略のフローチャートである。
を示す概略のフローチャートである。
【図６】この発明の好ましい実施例に係る閉塞検出機構
をより詳細に示すフローチャートである。
をより詳細に示すフローチャートである。
【図７】図６に連続したフローチャートである。
【図８】図６，７に連続したフローチャートである。
【図９】除霜サイクル開始のために用いられる、屋外空
気温度と屋外コイル温度間の関係を示すグラフである。
気温度と屋外コイル温度間の関係を示すグラフである。
２２ 屋内ユニット ２４ 屋外ユニット ２６ 屋内コイル（屋内熱交換器） ３２ 屋外コイル（屋外熱交換器） ３４ 屋外ファン ３８ 圧縮機 ４０ 四方逆転弁 ４２ 膨張弁 ５４，５５，５６ 温度センサ
フロントページの続き (72)発明者 ハンク ユージェン ミレット アメリカ合衆国、45365オハイオ州、ピー カ、ノース ユニオン シェルバイ ロー ド 8655 (72)発明者 ミッキー フランシス ヒキィ アメリカ合衆国、45365オハイオ州、シド ニー、ワパコニータ ロード、ハージン 9249 (72)発明者 ハング マーン ファム アメリカ合衆国、45414オハイオ州、ディ トン、スティル ミード ドライブ 6671 (72)発明者 グレゴリー ポール ヘェルン アメリカ合衆国、45365オハイオ州、ピー カ、ノース ワシントン ロード 5495
Claims (25)
- 【請求項１】 屋外熱交換器における空気流れの遮断状
態を検出する方法であって、 屋外熱交換器と該熱交換器を取巻く外気との間の温度差
を示す温度差パラメータの第１回目の検出を行い、 該温度差パラメータが予定した値を越えると除霜サイク
ルを実行し、 この除霜サイクルが終結した後で上記温度差パラメータ
の第２回目の検出を行い、 第２回目の検出により求められる温度差パラメータが予
定した値を越えると空気流れの遮断状態が存在すると宣
言する方法。 - 【請求項２】 第１回目の温度差パラメータの検出を、
屋外熱交換器の平均温度を示す第１のパラメータ及び屋
外熱交換器付近の平均外気温度を示す第２のパラメータ
をそれぞれ測定し、これらの第１及び第２のパラメータ
を用いて温度差パラメータを計算することによって行う
請求項１の方法。 - 【請求項３】 第２回目の温度差パラメータの検出を、
屋外熱交換器の平均温度を示す第１のパラメータ及び屋
外熱交換器付近の平均外気温度を示す第２のパラメータ
をそれぞれ測定し、これらの第１及び第２のパラメータ
を用いて温度差パラメータを計算することによって行う
請求項１の方法。 - 【請求項４】 除霜サイクルが、屋外熱交換器を取巻く
外気の温度を示す空気温度パラメータを測定し、この空
気温度パラメータの値に応じて前記した温度差パラメー
タの予定値を決定する過程を含むものである請求項１の
方法。 - 【請求項５】 第１回目の検出により求められた温度差
パラメータと第２回目の検出により求められた温度差パ
ラメータとを比較し、これらの温度差パラメータが実質
的に等しいと空気流れの遮断が存在すると宣言する過程
を含むものである請求項１の方法。 - 【請求項６】 除霜サイクルの実行を制限するロックア
ウトタイマを用いる請求項１の方法。 - 【請求項７】 除霜サイクルの実行に関連させて前記ロ
ックアウトタイマをリセットし、リセットされた時間の
少なくとも一部分を含む予定時間だけ次回の除霜サイク
ルを実行しないこととしてある請求項６の方法。 - 【請求項８】 除霜サイクルと第２回目の温度差パラメ
ータの検出との間に遅延時間を設定してある請求項１の
方法。 - 【請求項９】 前記遅延時間を、除霜サイクル後に前記
温度差の平衡化を可能とするように選択してある請求項
８の方法。 - 【請求項１０】 前記遅延時間が約１５分である請求項
８の方法。 - 【請求項１１】 空気流れの遮断状態が検出されるとフ
ァンを停止させる請求項１の方法。 - 【請求項１２】 空気流れの遮断状態が検出されると、
屋外熱交換器を接続してある冷媒圧縮機を停止させる請
求項１の方法。 - 【請求項１３】 空気流れの遮断状態が検出されると、
屋外熱交換器を通して流れる冷媒の流量を調整するため
の膨張弁を閉鎖する請求項１の方法。 - 【請求項１４】 屋外熱交換器における空気流れの遮断
状態を検出するための方法であって、 屋外熱交換器と該熱交換器を取巻く外気との間の温度差
を示す温度差パラメータの第１回目の検出を行い、 該温度差パラメータが予定した値を越えると除霜サイク
ルを実行し、 この除霜サイクルが終結した後で上記温度差パラメータ
の第２回目の検出を行い、 第２回目の検出により求めた温度差パラメータが第１回
目の検出により求めた温度差パラメータと実質的に違わ
ないと空気流れの遮断状態が存在すると宣言する方法。 - 【請求項１５】 第１回目の温度差パラメータの検出
を、屋外熱交換器の平均温度を示す第１のパラメータ及
び屋外熱交換器付近の平均外気温度を示す第２のパラメ
ータをそれぞれ測定し、これらの第１及び第２のパラメ
ータを用いて温度差パラメータを計算することによって
行う請求項１４の方法。 - 【請求項１６】 第２回目の温度差パラメータの検出
を、屋外熱交換器の平均温度を示す第１のパラメータ及
び屋外熱交換器付近の平均外気温度を示す第２のパラメ
ータをそれぞれ測定し、これらの第１及び第２のパラメ
ータを用いて温度差パラメータを計算することによって
行う請求項１４の方法。 - 【請求項１７】 除霜サイクルが、屋外熱交換器を取巻
く外気の温度示す空気温度パラメータを測定し、この空
気温度パラメータの値に応じて前記した温度差パラメー
タの予定値を決定する過程を含むものである請求項１４
の方法。 - 【請求項１８】 除霜サイクルの実行を制限するロック
アウトタイマを用いる請求項１４の方法。 - 【請求項１９】 除霜サイクルの実行に関連させて前記
ロックアウトタイマをリセットし、リセットされた時間
の少なくとも一部分を含む予定時間だけ次回の除霜サイ
クルを実行しないこととしてある請求項１８の方法。 - 【請求項２０】 除霜サイクルと第２回目の温度差パラ
メータの検出との間に遅延時間を設定してある請求項１
４の方法。 - 【請求項２１】 前記遅延時間を、除霜サイクル後に前
記温度差の平衡化を可能とするように選択してある請求
項２０の方法。 - 【請求項２２】 前記遅延時間が約１５分である請求項
２０の方法。 - 【請求項２３】 空気流れの遮断状態が検出されるとフ
ァンを停止させる請求項１４の方法。 - 【請求項２４】 空気流れの遮断状態が検出されると、
屋外熱交換器を接続してある冷媒圧縮機を停止させる請
求項１４の方法。 - 【請求項２５】 空気流れの遮断状態が検出されると、
屋外熱交換器を通して流れる冷媒の流量を調整するため
の膨張弁を閉鎖する請求項１４の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/165,725 | 1993-12-10 | ||
| US08/165,725 US5440890A (en) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | Blocked fan detection system for heat pump |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07198236A true JPH07198236A (ja) | 1995-08-01 |
Family
ID=22600187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6329316A Pending JPH07198236A (ja) | 1993-12-10 | 1994-12-02 | ヒートポンプ系統における空気流れ遮断検出方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5440890A (ja) |
| JP (1) | JPH07198236A (ja) |
| KR (1) | KR950019551A (ja) |
| CN (1) | CN1107218A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109724225A (zh) * | 2019-01-02 | 2019-05-07 | 四川长虹空调有限公司 | 基于温差检测的提高直流变频空调室外机换热性能的方法 |
| WO2021245792A1 (ja) * | 2020-06-02 | 2021-12-09 | 三菱電機株式会社 | 冷却装置 |
Families Citing this family (70)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9503274D0 (en) * | 1995-02-21 | 1995-04-12 | Sun Electric Uk Ltd | Method and apparatus for machine diagnosis |
| KR100192044B1 (ko) * | 1996-08-27 | 1999-06-15 | 구자홍 | 교류전원선을 이용한 공기조화기의 실내외기 직렬통신장치 |
| JP3152154B2 (ja) * | 1996-08-30 | 2001-04-03 | 松下電器産業株式会社 | 自動車用電動コンプレッサー駆動装置 |
| US5970726A (en) * | 1997-04-08 | 1999-10-26 | Heatcraft Inc. | Defrost control for space cooling system |
| US5860285A (en) * | 1997-06-06 | 1999-01-19 | Carrier Corporation | System for monitoring outdoor heat exchanger coil |
| KR100225640B1 (ko) * | 1997-06-27 | 1999-10-15 | 윤종용 | 공기조화기의 제상제어방법 |
| WO2000070280A1 (en) * | 1999-05-12 | 2000-11-23 | Carrier Corporation | Microprocessor controlled demand defrost for a cooled enclosure |
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