JPH08320146A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 温水の循環量を設定通りにする。 【構成】 弁体が充分膨張した状態で制御弁を全閉にす
る弁の位置確認を行うように構成したので、温水の循環
量を設定通りにでき、室温の制御も設定通りに行うこと
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、熱交換器に温水を循
環させることにより室内空気を調温するようにした空気
調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱交換器内に温水を循環させて、室内空
気を調温する空気調和機の例は、例えば、特公平５−２
９８２９号公報に記載されたものがある。このような空
気調和機は、熱交換器に温水を循環させて、この熱交換
器に室内空気を通過させることにより室内空気を調温し
ているものである。そして、このような空気調和機では
熱交換器に室循環させる温水の流量を、例えば制御弁で
調節することにより、熱交換器の放熱量を調節する方法
が一般的に採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述した空気調和機
で、制御弁で温水の循環量を制御しているものにおい
て、制御弁を空気調和機の電源投入時（空気調和機のプ
ラグをコンセントに差し込んだとき）及び運転停止時、
全閉してその位置を決める位置決めを行っているものが
ある。このように制御されている空気調和機において
は、弁体が冷えている時に全閉の位置決めをした場合
（例えば、電源投入時や、サーモオフで温水が熱交換器
に流れない時間が長く続いた後に運転が停止されたと
き）、その制御弁の弁体が冷えている温水温度と略同一
の温度であるので、運転が継続されて流れる温水温度が
上昇するのに伴って前記弁体の温度も上昇すると、この
弁体が膨脹し、弁体と管との隙間を通過する温水の循環
量が変わってくるため、熱交換器での放熱が予め設定し
た量と異なってくる。このため、予め設定した流量と、
実際に流れる温水の流量が異なって、室内の温度変動が
大きくなるという欠点が生ずる。

【０００４】この発明は、温水を予め設定された流量に
制御できる空気調和機を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、第１の発明は、制御弁を全閉して全閉の位置を確認
すると共に、この制御弁の開度を制御して熱交換器に流
れる温水の循環量を調節する空気調和機において、前記
制御弁の弁体の温度がほぼ定常状態のときに前記制御弁
の全閉の位置確認を行わせる制御手段を備えたものであ
る。

【０００６】第２の発明は、空気調和機において、運転
開始から所定時間経過後に前記制御弁の全閉の位置確認
を行わせる制御手段を備えたものである。

【０００７】第３の発明は、空気調和機において、運転
開始から所定時間経過後であり、且つ前記制御弁の弁開
度が所定開度以下のときに前記制御弁の全閉の位置確認
を行わせると共に、この位置確認直前の制御弁の開度に
弁開度を戻す制御手段を備えたものである。

【０００８】第４の発明は、空気調和機において、温水
供給の再開以降であり、且つ、前記制御弁の弁体の温度
がほぼ定常状態のときに前記制御弁の全閉の位置確認を
行わせる制御手段を備えたものである。

【０００９】

【作用】第１、第２、第３、第４の発明によれば、制御
弁の弁体が通常流される温水温度と略同一のときに、制
御弁を全閉にする位置決めが行われるので、予め設定し
た温水の流量と実際に流れる温水の流量とを略一致させ
ることができる。

【００１０】第２の発明においては、特に所定時間経過
後に位置決めの確認を行うようにしているので、この位
置決めの時期を簡単に設定することができる。

【００１１】第３の発明では、特に運転開始から所定時
間経過後であり、且つ前記制御弁の弁開度が所定開度以
下のときに前記制御弁の全閉の位置確認を行わせると共
に、この位置確認直前の制御弁の開度に弁開度を戻す制
御手段を備えたので、位置決めとその後の制御弁の開度
に戻す制御までの時間を短くすることができる。

【００１２】第４の発明においては、特に温水供給の再
開以降であり、且つ、前記制御弁の弁体の温度がほぼ定
常状態のときに前記制御弁の全閉の位置確認を行わせる
制御手段を備えたので、運転開始時に設定温度と室内温
度との差が小さくて温水が制御弁に充分流れないような
場合や、運転開始後すぐサーモオフとなって熱交換器へ
の温水の循環が停止されるような場合のように、制御弁
の弁体の温度が通常流れる温水温度と略同一にならない
ような場合においても、再び温水供給を開始した後の温
水温度と弁体との温度が略同一の温度のとき制御弁の位
置確認を行うので、予め設定した温水の流量と実際に流
れる温水の流量とを略一致させることができる。

【００１３】

【実施例】この発明の実施例を図面に基き説明する。１
は分離型の空気調和機で、主に室外機２と、ユニット間
配管３Ａ、３Ｂ、４Ａ、４Ｂと、室内機５とで構成され
るものである。この室外機２は、温水供給用の熱源機と
冷媒圧縮用の圧縮機とを内蔵したものである。勿論、こ
の圧縮機を内蔵していなくても（図５のように構成して
も）構わない。

【００１４】１０は温水回路を示し、１１、１１Ａは燃
料ガスの遮断弁、１２はガス比例弁、１３はガスバーナ
ー、１４はガス接続口、１５は暖房用循環水タンク、１
６はドレンタンク、１７はドレン接続口、１８は循環ポ
ンプ、１９は燃焼器温水熱交換器、２０は循環ポンプ１
８やバーナー１３を制御するためにマイクロコンピュー
タなどで構成した制御器、２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２
１Ｄは夫々の機器を接続するための温水配管、２２、２
３は接続部である。

【００１５】３０は冷媒回路を示し、３１は冷媒を圧縮
するための圧縮機、３１は室外熱交換器、３２はキャピ
ラリーチューブを使用した減圧装置、３３、３４はサー
ビスバルブ、３５はマフラ、３６はアキュームレータ、
３７は夫々の機器を接続するための冷媒配管である。

【００１６】室内機に示す４０は暖房用温水熱交換器、
４１は冷房用冷媒熱交換器、４２は室内温度センサ、４
３は温水センサ、４４はマイクロコンピュータなどで構
成された制御器、４５は温水流量制御弁（制御弁）であ
る。そして、この熱交換器４０は熱交換器４１の二次側
（風下側）に配置されている。また、前記制御器４４
は、温度センサで検知された室温と設定温度との偏差に
よって３０秒毎にファジィ演算を行い、この演算に基づ
いて３分毎に制御弁の開度を制御するもので、図示しな
いが請求項１〜３に記載の制御手段を備えている。４６
は運転開始や運転停止を設定するための運転スイッチ、
４７、４８は温水管、４９、５０は冷媒管である。

【００１７】前記制御弁４５は０ステップ（全閉）から
４９ステップ（全開）の５０段階に開度が制御されるも
のである。また、制御弁４５の弁体（図示せず）は、フ
ッ素樹脂製のものや、真鍮で形成されたものが使用さ
れ、温水が約７〜８分流れると、充分に膨張が飽和して
しまうもので、温水の循環の１０分後では、膨張が充分
飽和していると考えて良い。

【００１８】尚、室内及び室外熱交換器に空気を送風す
るためのファンを室内機、室外機に備えているものの、
図示しない。

【００１９】図２は、弁開度温水流量との特性を示した
もので、実線Ａは常温の水を流した場合（常温で位置決
めし、常温の水を流した場合）の特性図で、充分に弁体
が膨張しその膨張した状態で全閉の位置決めをして温水
を流した場合（温水の温度で位置決めし、温水を流した
場合）の特性図とほぼ一致する線図になるため、１つの
線図で示している。また、波線Ｂは、常温で弁の位置決
めをし、加熱された温水を流した場合（常温で位置決め
し、温水を流した場合）の特性図である。このため、弁
体が充分膨張していない状態で全閉の位置確認を行う
と、波線Ｂのような特性となり、実線Ａとはずいぶん異
なる特性になる。

【００２０】このように構成された空気調和機では、ま
ず最初にコンセントに室内機のプラグが差し込まれる
と、制御装置により、全閉の位置確認が行われる。この
とき、温水の温度が常温であるのが普通であるため、実
際に流れる温水の温度より低い温度で制御弁の位置確認
が行われている（弁体が充分に膨張していない状態で、
制御弁の位置確認が行われている）。また、同様の全閉
の位置確認は、暖房運転終了後、例えば、運転スイッチ
が押されて停止された場合や、切タイマーが機能して暖
房運転が停止された場合に行われる。この全閉の位置確
認は、現在のステップに対応するパルスに１５２パルス
を加えたパルス数で閉じる方向に余分に１５２パルス分
閉じ、再び７６パルス分開くものである。

【００２１】位置確認の制御は、図３に示すように制御
され、暖房運転が開始されると（ステップＳ１）、設定
温度と室温との差に応じて、制御弁の開度が制御される
（この通常行われている制御弁の制御は、図３のフロー
チャートには図示しない）。そして、室温が設定温度に
近づき、制御弁が徐々に閉じられて、弁開度が２６ステ
ップ未満になったと判断したら（Ｓ２）、１０分タイマ
ーを動作させ、１０分が経過したと判断したら（Ｓ
３）、全閉の位置確認（０ステップ調整、Ｓ４）を行
う。この全閉の位置確認は、前記電源投入時及び前記暖
房運転停止後の全閉の位置確認と異なり、現在の弁開度
のステップに対応するパルスを、制御弁が閉じる方向に
印加し、再び閉じる直前の位置（開度）まで戻すもので
ある。そして、このような全閉の位置確認が行われる
と、図２の実線Ａに示したように、予め想定した温水量
が熱交換器に循環するようになる。

【００２２】このように、暖房運転開始から、制御弁の
弁体の温度が充分に膨張したときに、制御弁の全閉の位
置確認を行うように構成したので、予め設定した温水の
流量と実際に流れる温水の流量とを略一致させることが
でき、室温の制御も設定通り行うことができる。

【００２３】また、所定時間経過後に位置決めの確認を
行うようにしているので、弁体の温度を直接検知して弁
体の膨張の飽和を検知するように構成したものに比べ
て、制御装置のフローチャートによって設定してこの位
置決めの時期を簡単に設定することができ、空気調和機
を安価に構成することができる。

【００２４】更に、運転開始から所定時間経過後であ
り、且つ前記制御弁の弁開度が所定開度以下のときに前
記制御弁の全閉の位置確認を行わせると共に、この位置
確認直前の制御弁の開度に弁開度を戻す制御手段を備え
たので、位置決めの確認とその後の制御弁の開度にまで
戻す時間を短くすることができ、温水の調温を不連続に
ならないように行うことができる。

【００２５】この場合は、開閉弁の開度が２５ステップ
のとき、約全閉の状態からから全開の方向に５１６パル
ス印加されている状態で、この状態から全閉にして、再
び５１６パルスを印加して通常の制御に戻るには、１２
５パルス／秒の信号を送信することができるので、５１
６×２／１２５で、約８秒強の時間がかかることにな
る。全開の場合は、約４０００パルス印加されている状
態のため、この状態から全閉にして、再び４０００パル
スを印加して通常の制御に戻るには、１２５パルス／秒
の信号を送信することができるので、４０００×２／１
２５で、約６４秒の時間がかかることになり、この約１
分強の時間は、所定の暖房運転がなされていないため、
快適性が損なわれるが、所定の開度、この実施例のよう
に例えば約半分の開度の時に、全閉の位置確認を行え
ば、この確認の時間を短くすることができるので、所定
の暖房運転がなされないような不快感を、使用者に与え
ないようにすることができる。

【００２６】図４に温水流量と室内温度との関係を示
す。本願発明のものを実線Ａで示し、本願の全閉の位置
決めを行わなかった従来のものを波線Ｂに示す。全閉の
位置確認を弁体の充分膨張した後に行った本願のもので
は、従来のものに比べて、温水流量の変化が小さく、室
温の変化も小さくなっている。このため、従来のものに
比べて、制御弁の制御を小さくでき、制御弁の耐久性を
向上させることもできる。

【００２７】図５に、室外機が異なる空気調和機（第２
実施例）を示す。前実施例（第１実施例）と同一の構
成、あるいは相当する構成には、同一の符号を付し、説
明は省略する。この空気調和機１Ａは、主に室内機５と
冷房用室外機２Ａと、暖房用室外機（熱源機）２Ｂと、
ユニット管配管３Ａ、３Ｂ、４Ａ、４Ｂとで構成されて
いる。このため、空気調和機専用の熱源機ではなく、お
風呂に温水を供給するような熱源機を使用することも可
能である。

【００２８】このように構成された第２実施例の空気調
和機は、第１実施例の制御装置の動作と同様に動作す
る。また、第３実施例に説明するように、制御装置を構
成しても構わない。

【００２９】図６には、第３実施例の空気調和機におけ
る、制御装置の制御を示すフローチャートである。

【００３０】この第３実施例では次に説明するように、
制御装置が動作する。全閉の位置確認（０ステップ調
整、Ｓ４）をするまでは、第１実施例の制御装置の動作
と同じである。この位置確認が終了し、設定温度に室内
温度が近づいて、設定温度に室温が達したと判断された
場合（必ずしも設定温度と室温とが一致しなくても良
い）は、サーモオフ（Ｓ５）となる。そして、室温が設
定温度から大きく下回ったと判断される場合は、サーモ
オンとなり（Ｓ６）、再び制御弁が開かれ熱交換器に温
水が流れ始める。そして、室温が設定温度に近づき、制
御弁の開度が徐々に閉じられて、弁開度が２６ステップ
未満になったら（Ｓ７）、１０分タイマーを動作させ、
１０分が経過したら（Ｓ８）、全閉の位置確認（０ステ
ップ調整、Ｓ９）を行う。この全閉の位置確認は、前Ｓ
４で説明した位置確認と同じである。

【００３１】空気調和機がこのように構成されると、次
のような良い点がある。例えば、運転開始時に、設定温
度と室温との差が小さくて、暖房運転が充分に行われず
に、あるいは暖房運転が全く行われずにサーモオフされ
た場合、前記第１実施例のように制御弁の位置決めを行
うように構成しても、位置決めが行われない場合や、弁
体が充分に膨張していない状態で位置決めが行われてい
る場合がある。しかし、このように、サーモオフからサ
ーモオンになった場合には、全閉の位置決めを行うの
で、第１実施例での位置決めがなされていない場合や位
置決めが不充分の（弁体が充分に暖まっていない状態で
の位置決めの）場合にも、サーモオン後に位置決めを弁
体が充分に暖まった状態で行うことができ、予め設定し
た温水の流量と実際に流れる温水の流量とを略一致させ
ることができ、室温の制御も設定通り行うことができ
る。

【００３２】この実施例においては、暖房運転時の説明
について本願発明を説明したが、熱交換器に温水が流さ
れ、蒸発器として使用される熱交換器に液冷媒が流され
るようなドライ運転時において本願発明を適用しても構
わない。

【００３３】

【発明の効果】この発明によれば、制御弁の弁体が通常
流される温水温度と略同一のときに、全閉にする位置決
めが行われるので、予め設定した温水の流量と実際に流
れる温水の流量とを略一致させることができ、室温の制
御を設定通り行うことができる。 第２の発明において
は、特に所定時間経過後に位置決めの確認を行うように
しているので、この位置決めの時期を簡単に設定するこ
とができ、空気調和機を安価に構成することができる。

【００３４】第３の発明では、特に運転開始から所定時
間経過後であり、且つ前記制御弁の弁開度が所定開度以
下のときに前記制御弁の全閉の位置確認を行わせると共
に、この位置確認直前の制御弁の開度に弁開度を戻す制
御手段を備えたので、位置決めの確認とその後の制御弁
の開度に戻すまでの時間を短くすることができ、室温の
調温を不連続にならないように行うことができる。

【００３５】第４の発明においては、特に温水供給の再
開以降であり、且つ、前記制御弁の弁体の温度がほぼ定
常状態のときに前記制御弁の全閉の位置確認を行わせる
制御手段を備えたので、制御弁の弁体の温度が通常流れ
る温水温度と略同一にならない場合においても、予め設
定した温水の循環量に制御することができる。このた
め、上記のような場合にも、予め設定した温水の循環量
に制御することができるので、室温の制御を設定通り行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の空気調和機を示す温水及び冷媒の回
路図である。

【図２】温水流量と弁ステップとの関係を示す線図であ
る。

【図３】弁開度の制御を示すフローチャートである。

【図４】温水流量と室温との関係を示す線図である。

【図５】第２実施例を示す空気調和機の回路図である。

【図６】第３実施例の制御を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１、１Ａ 空気調和機 ４０ 熱交換器 ４５ 温水流量制御弁（制御弁） ４４ 制御装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御弁を全閉して全閉の位置を確認する
   と共に、この制御弁の開度を制御して熱交換器に流れる
   温水の循環量を調節する空気調和機において、前記制御
   弁の弁体の温度がほぼ定常状態のときに前記制御弁の全
   閉の位置確認を行わせる制御手段を備えたことを特徴と
   する空気調和機。
2. 【請求項２】 制御弁を全閉して全閉の位置を確認する
   と共に、この制御弁の開度を制御して熱交換器に流れる
   温水の循環量を調節する空気調和機において、運転開始
   から所定時間経過後に前記制御弁の全閉の位置確認を行
   わせる制御手段を備えたことを特徴とする空気調和機。
3. 【請求項３】 制御弁を全閉して全閉の位置を確認する
   と共に、この制御弁の開度を制御して熱交換器に流れる
   温水の循環量を調節する空気調和機において、運転開始
   から所定時間経過後であり、且つ前記制御弁の弁開度が
   所定開度以下のときに前記制御弁の全閉の位置確認を行
   わせると共に、この位置確認直前の制御弁の開度に弁開
   度を戻す制御手段を備えたことを特徴とする空気調和
   機。
4. 【請求項４】 制御弁を全閉して全閉の位置を確認する
   と共に、この制御弁の開度を制御して熱交換器に流れる
   温水の循環量を調節する空気調和機において、温水供給
   の再開以降であり、且つ、前記制御弁の弁体の温度がほ
   ぼ定常状態のときに前記制御弁の全閉の位置確認を行わ
   せる制御手段を備えたことを特徴とする空気調和機。