JPS581340B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は空気調和機、さらに詳しくは快適環境を維持す
るための自動運転制御装置を備えた新規な構造の空気調
和機に関する。

室温を設定温度に合致するよう自動温度調節を行う方式
の空気調和機は、起動運転時の温度点と運転停止時の温
度点との間に若干の温度差を持たせるようにするのが普
通である。

これは起動と停止が頻繁に行われたり、乱調を来したり
することが無いようにする上で、必要なことである。

しかし乍らこの種の制御形態をとる空気調和機では負荷
状況によっては、停止から運転再開までの運転中断時間
が長くなることがあって、その間に湿度が高くなるなど
の現象により、利用者に対し不快感をもたらす許りでな
く、温度設定替えを再三行わねばならない不便さは勿論
のこと、運転中断時間の長いことが恰も自動運転の不正
常作動を来したかの如き誤認を与える点もあって好まし
くなった。

本発明はかゝる実状に対処して、上述する諸問題点を悉
く排除することが可能であり、しかも快適環境の維持を
はかり得る如き新規な構成の空気調和機を提供しようと
して成されたものであって、かゝる本発明の内容につい
て添付図面に基づく下記実施例の説明により詳しく述べ
る。

第１図は本発明空気調和機の１例に係る冷房・除湿機の
基本的冷凍回路を示しているが、一点鎖線で２分してな
る左半部および右半部は夫々室外ユニット、室内ユニッ
トを表わしている。

室外ユニットは圧縮機１，凝縮器２，アキュムレータ３
と、電磁弁５を有し、凝縮器２に対して側路したバイパ
ス管４とを具備する一方、室内ユニットは再熱器６，減
圧器７および蒸発器８を具備して、図示の一方向冷媒循
環回路を形成している。

図中、９，１０は室外用ファン、室内用ファンを示して
いる。

そして、冷房運転時は電磁弁５を閉止させることにより
、高圧冷媒の凝縮熱交換を凝縮器２で担持させて、再熱
コイル６を殆んど機能させないようにし、一方、除湿運
転時には電磁弁５を開放させることにより、凝縮器２を
熱交換の用に供しなく単に受液器として作用させると共
に、再熱器６で凝縮熱交換を行わせ、蒸発器８で熱交換
を行って脱湿冷却された室内空気を前記再熱器６で再熱
し、冷風気味あるいは温風気味の除湿運転が成されるも
のである。

このように、圧縮器１，凝縮器２，減圧器７および蒸発
器８によって冷房運転回路が、圧縮器１，電磁弁５，再
熱器６および蒸発器８によって除湿運電回路が夫々形成
され、バイパス管４，電磁弁５，再熱器６が除湿を行う
ための再熱回路となっており、かゝる運転回路は特に第
２番目の発明に係る回路である。

この冷房・除湿機の運転を掌る電気回路を第２図に示し
ているが、圧縮機用モータ１Ｍ，電磁弁５用のコイル５
Ｓ，室外ファン用モータ９Ｍ，室内ファン用モータ１０
Ｍ，電磁リレー１１，１２，１３，運転スイッチ１４お
よび制御回路１５からなり、圧縮機用モータ１Ｍと室内
用モータ１０Ｍとは、電磁リレー１２の付勢によって運
転し、室外ファン用モータ９Ｍは電磁リレー１２が付勢
していて、電磁リレー１１が消勢のとき高風量で、該リ
レー１１が付勢のとき低風量で運転するようになってい
る。

さらに、前記電磁弁コイル５Ｓと電磁リレー１１とは電
磁リレー１３の付勢によって励磁する一方、制御回路１
５は運転スイッチ１４の投入により常に通電が成される
ようになっている。

しかして上記制御回路１５は本発明を特徴づける構成要
部であって、その回路例を第３図に展開示しているが、
該回路１５は直流電源回路１６，電子的室温度検出回路
１７，異常起動に対する補償機能を有する停止補償回路
１８およびモニタリング回路１９ならびに運転切換回路
２１からなっている。

直流電源回路１６は上記各回路１７，１８，１９，２１
に低電圧直流電源を供給するものであり、他の各回路１
７〜１９については第４図乃至第６図を併せ参照しつつ
以下、逐次説明する。

室温度検出回路１７： 冷房・除湿機の室内空気吸込通路に配設した温度検知素
子例えば負特性サーミスタ２０，ボリウム抵抗ＶＲ，抵
抗Ｒ１、Ｒ２、コンパレータＣｏ１、トランジスタＱ１
、Ｑ２、Ｑ３およびリレーコイル１２Ｃで構成されてい
て、サーミスタ２０（第１辺），ボリウム抵抗ＶＲ（第
２辺），抵抗Ｒ１（第３辺），抵抗Ｒ２（第４辺）でブ
リッジ回路を形成し、第１辺・第２辺間の電位と第３辺
・第４辺間の電位とをコンパレータＣｏ１で比較し、こ
の比較結果でリレー１２をオン・オフさせる。

室温が高くなると、サーミスタ２０の抵抗が低下して第
１辺・第２辺間の電位ｅ１が高くなり、コンパレータＣ
Ｏ１の出力はＬレベルとなり、トランジスタＱ１、Ｑ２
、Ｑ３はＯＮとなって、電位ｅ２がＬレベルとなること
から電磁リレー１２が付勢する。

この室温度検出回路１７は電磁リレー１２を付勢、即ち
起動指令を発するときにおける温度点Ｔ１と、電磁リレ
ー１２を付勢から消勢に転ずる、即ち停止指令を発する
ときにおける温度点Ｔ２との間に、前者が後者に比して
高値となるデイファレンシャルを有する作動を成すと共
に、サーミスタ２０からの起動・停止信号のうちの一方
の信号が与えられると、次に他方の信号が与えられるま
で現状態を保持すべく所謂フリップ・フロップ回路とし
て機能するものである。

停止補償回路１８： 電磁リレー１２が付勢から消勢に転じたときからある一
定時間ｔ１例えば３分間を通じて、たとえ付勢指令が出
されるようなことがあってもこれとは無関係に強制して
電磁リレー１２を消勢に保持する回路である。

トランジスタＱ４、コンデンサＣ１、Ｃ、各抵抗Ｒ３〜
Ｒ５、コンパレータＣｏ２およびダイオードＤ１、Ｄ２
、Ｄ３で構成されていて、次の如く作動する。

電磁リレー１２が付勢したとき（電位ｅ２がＬレベルの
とき）、タイマー用コンデンサＣ１には該コンデンサＣ
１と並列させた抵抗Ｒ３の電圧に相当する電荷が略々瞬
時に充電される。

また、電磁リレー１２付勢時にはコンパレータＣｏ２の
出力はＨレベルの電圧になる。

そして前記トランジスタＱ３がオフとなると、即ち圧縮
器１が停止すると、トランジスタＱ４はオンとなり、コ
ンパレータＣｏ２（＋）入力側電位は抵抗Ｒ４とＲ５の
抵下した分圧電位ｅ３が入力される一方、コンパレータ
Ｃｏ２の（−）入力側電位は前記分王電位ｅ３よりも高
電位となり、コンデンサＣ１の電荷が抵抗Ｒ３を通じて
放電する時間ｔ１（３分）中は、コンパレータＣｏ２の
出力はＬレベルとなるため、トランジスタＱ２のベース
はダイオードＤ３を介してＬレベルになる。

従ってトランジスタＱ３のオフ状態を３分間保持する。

そしてコンデンサＣ１の充電電荷が抵抗Ｒ３によって放
電完了する３分後に、コンパレータＣｏ２の出力をＨレ
ベルに転じさせ、トランジスタＱ２のベースがＬレベル
であるのを解放する。

かくして圧縮器１が停止した時点から３分間ｔｏは、た
とえ室温が第６図に示すように圧縮機１起動のための温
度点Ｔ１に達したとしても再投入されることは防止され
る。

なお、この一定時間ｔ１はコンデンサＣ１および放電抵
抗Ｒ３の容量選定によって長短調節可能であるが、冷凍
回路における圧縮機１停止後の高圧、低圧の差が漸次小
さくなってバランスのとれたところまで推移する時間よ
りも短くすることは停止補償の趣旨から逸脱するもので
あり、従って高低圧のバランスがとれて再起動時に過負
荷を与えない状態になる時間以上に設定することが必要
である。

モニタリング回路１９および運転切換回路２１：コンパ
レータＣｏ３，トランジスタＱ５、コンデンサＣ２、Ｃ
３、抵抗Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、ダイオードＤ４、Ｄ５、Ｄ
６、によりモニタリング回路１９が、電磁リレー１３の
コイル１３ｓおよびトランジスタＱ６により運転切換回
路２１が構成される。

上記両回路１９、２１の作動を説明すれば、停止補償回
路１８の作動中即ちコンデンサＣ１が３分間の放電中で
コンパレータＣｏ２の出力がＬレベルのときには、電位
ｅ４が低くてコンパレータＣｏ３の（−）入力側電位が
低くなり、従ってコンパレータＣｏ３の出力はＨレベル
となって、トランジスタＱ５、Ｑ６はオフ状態を維持し
、従って電磁リレー１３は消勢のまゝで冷凍サイクルを
冷房サイクルに保持している。

３分ｔ１経過によってコンデンサＣ１の放電が完了し、
コンパレータＣｏ２の出力がＨレベルとなると、電位ｅ
４がコンデンサＣ３の充電開始に伴って徐々に上昇して
くる。

このときの充電時定数をある第１段設定時間ｔ２例えば
５分に選んでおくと、５分後にコンパレータＣｏ３の（
−）入力側電位が上昇してきて、その出力がＬレベルと
なる。

このようにコンパレータＣｏ３の出力がＬレベルとなる
ことによって、次の如き作動が成される。

（イ）トランジスタＱ５、Ｑ６共にＯＮとなるので電磁
リレー１３が付勢し、冷凍サイクルを除湿サイクルに切
換える。

（ロ）コンパレータＣｏ３の出力がＬレベルとなるのと
同時に、室温度検出回路１７におけるコンパレータＣｏ
１の（＋）側入力電位ｅ５がコンデンサＣ２の容量リア
クタンスを介して瞬時に低下し（立下りのパルスが送ら
れることを意味する）従ってコンパレータＣｏ１の出力
がＬレベルとなってトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３共に
ＯＮとなり、電磁リレー１２が付勢することによって圧
縮器１は駆動し除湿運転が開始される。

（ハ）コンパレータＣｏ３の出力がＬレベルとなるのと
同時にコンデンサＣ３の充電々荷は抵抗Ｒ８、ダイオー
ドＤ６を介し徐々に放電され、このときの放電時定数を
第２段設定時間ｔ３例えば３分に選んでおくと、３分経
過後に電位ｅ４が低くなり、コンパレータＣｏ３の（−
）側入力電位が低下することからその出力がＨレベルと
なる。

従って、コンパレータＣｏ１の（＋）側入力電位ｅ５が
コンデンサＣ２を介して瞬時に上昇し（立上りのパルス
が送られることを意味する）、かくしてコンパレータＣ
ｏ１の出力がＨレベルとなることによってトランジスタ
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３共にＯＦＦとなり電磁リレー１２が消
勢する結果、除湿運転は停止する。

一方、コンパレータＣｏ３の出力がＨレベルとることか
ら、トランジスタＱ５、Ｑ６共にＯＦＦして電磁リレー
１３は消勢し、冷凍サイクルは除湿サイクルから冷房サ
イクルに切り換る。

以上述べた各回路１７，１８，１９，２１の動作説明か
ら明らかなように、電子的室温度検出回路１７が室温Ｔ
ｓの低下を検出して冷房運転が停止すると、該停止と同
時に停止補償回路１８が作動して、３分間ｔ１の計時を
行い、この計時の間は圧縮機１を停止状態に拘束する。

次いで３分間ｔ１の経堝後、モニタリング回路１９が作
動して、第１段設定時間ｔ２即５分経過すると前記回路
１７の起動信号に擬制したパルス信号がモニタリング回
路１９から発して空気調和機を除湿運転で運転再開し、
室温Ｔｓの上昇および湿度の上昇を強制的に下げる運転
が行われた後、第２段設定時間ｔ３即ち３分をさらに経
過すると、逆に停止信号に擬制したパルス信号がモニタ
リング回路１９から発して空気調和機を停止させ、初期
の運転中断状態に復させる。

なお、停止補償回路１８とモニタリング回路１９の作動
状態がリセットされるのは、先ず停止補償回路１８につ
いては所定時間ｔ１の経過によって自動的にリセットさ
れる一方、モニタリング回路１９については除湿運転の
停止と同時にリセットされる。

このような順序作動が行われるのは空調負荷が比較的大
きい第４図々示状態の場合であるが、空調負荷が中程度
または小さい状態の場合には３分間の強制除湿運転を行
っているときに途中で室温Ｔｓが前記停止指令発生温度
点Ｔ２まで低下することがあるが、その際には第５図々
示の如く室温度検出回路１７の作動によって除湿運転は
強制的に停止される。

以上述べた実施例は本発明の特に第２番目の発明に係る
ものであるが、冷房・除湿機としては第１図々示回路に
示す以外の公知の冷房・除湿機を適用し得るものであり
、さらに本発明は、冷房運転中断後の強制空調運転を、
前記例のように除湿運転に限定されるものではなく、こ
れを冷房運転にて行わせるようにしても勿論差支えない
。

また、冷房運転停止時点から強制的に空調運転に入らせ
るまでの中断時間を前述例においては８分（ｔ１＋ｔ２
）としているが、この時間は高低圧バランスがとれるま
での時間以上であれば随時選定し得るものであって、室
内の負荷状態に応じて、蒸し暑さを感じさせない範囲で
の時間を適当に設定することにより本発明の目的は十分
達成される。

本発明は叙上の如き構成および作用を有するものであっ
て、空気調和運転停止後の中断時間を蒸し暑さ等不快感
が感じられない程度の時間に規定して設定時間ｔ３の間
、除湿運転等による空気調和運転を強制的に行わせるよ
うにしたから、室内負荷が軽いときなどの現象として運
転中断時間が長くなると湿気の影響で蒸し暑く感じて不
快状態となり易くなる従来の問題を解消することが可能
となる。

さらに、従来は不快感を覚えた場合には、温度調節器の
温度設定替えを人為的に行っていたために、操作に煩雑
さをもたらすし、設定替えによって室温の変動を招く不
都合があったのに対して、本発明は一度希望温度の設定
を行っておけば、後は顕熱，潜熱の変動巾の小さい空調
運転が自動的に行われて、快適環境が得られるし、取扱
操作が至って簡便となる利点がある。

また、本発明は冷房運転自動停止後の中断時間が一定時
間（ｔ１＋ｔ２）になったときに強制的に作動させた冷
房又は除湿の運転を温度検知素子２０からの停止信号と
前記モニタリング回路１９からの停止信号に擬制したパ
ルス信号とのいずれか一方の信号によって停止するよう
にしたから、モニタリング回路１９の第２段設定時間ｔ
３を適正な時間に設定することによって室温が設定温度
の下限に達するまでに早く運転を停止することができる
ために、温度検知素子２０によって停止させるものに較
べて必要以上の運転を避けて快適な空気調和と省エネル
ギーをはかり得る効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例に係る冷房・除湿機の冷凍回
路図、第２図は前記冷房・除湿機の電気回路図、第３図
は第２図における制御回路部の展開回路図、第４図乃至
第６図は本発明空気調和機による空気調和運転の各種パ
ターンを示す温度一時間関係線図である。 １７・・・・・・室温度検出回路、１８・・・・・・停
止補償回路、１９・・・・・・モニタリング回路、２０
・・・・・・温度検知素子、２１・・・・・・運転切換
回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧縮機１、凝縮器２、減圧器７および蒸発器８によ
   り冷房運転回路を形成して冷房運転可能とした空気調和
   機において、室温を検知する温度検知素子２０からの起
   動信号と停止信号とに応じて起動指令と停止指令とを発
   し、起動指令を発する際の温度点Ｔ１が停止指令を発す
   る際の温度点Ｔ２に比して高値となるデイファレンシャ
   ルを有すると共に、一方の信号が与えられると、次に他
   方の信号が与えられるまで現状態を保持すべく作動する
   電子的室温度検出回路１７と、前記停止指令と同時に作
   動して計時を行い、前記室温度検出回路１７を所定時間
   ｔ１中、停止指令発生状態に強制保持する停止保償回路
   １８と、該停止保償回路１８の所定時間ｔ１経過と同時
   に作動し、停止信号状態が第１段設定時間ｔ２およびこ
   れに続く起動信号状態が第２段設定時間ｔ３で、前記起
   動信号に擬制したパルス信号および前記停止信号に擬制
   したパルス信号を前記室温度検出回路１７に夫々送り得
   るモニタリング回路１９とを備えており、冷房運転停止
   後の中断時間が一定時間（ｔ１＋ｔ２）となったとき、
   前記室温度検出回路１７が発した起動指令により冷房運
   転を強制的に開始するとともに、前記温度検知素子２０
   からの停止信号と前記モニタリング回路１９からの停止
   信号に擬制したパルス信号とのいずれか一方の信号によ
   って冷房運転を停止せしめる如くしたことを特徴とする
   空気調和機。 ２ 圧縮器１、凝縮器２、減圧器７、蒸圧器８および再
   熱回路４，５，６により冷房運転回路と除湿運転回路と
   を形成して冷房運転と除湿運転とを切換可能とした空気
   調和機において、室温を検知する温度検知素子２０から
   の圧縮機起動信号と圧縮機停止信号とに応じて圧縮機起
   動指令と圧縮機停止指令とを発し、圧縮機起動指令を発
   する際の温度点Ｔ１が圧縮機停止指令を発する際の温度
   点Ｔ２に比して高値となるデイファレンシャルを有する
   と共に、一方の信号が与えられると、次に他方の信号が
   与えられるまで現状態を保持すべく作動する電子的室温
   度検出回路１７と、前記圧縮機停止指令と同時に作動し
   て計時を行い、前記室温度検出回路１７を所定時間ｔ１
   中、前記圧縮機停止指令発生状態に強制保持する停止保
   償回路１８と、該停止保償回路１８の所定時間ｔ１経過
   と同時に作動し、第１段設定時間ｔ２およびこれに続く
   第２段設定時間ｔ３で、前記圧縮機起動信号に擬制した
   パルス信号および前記圧縮停止信号に擬制したパルス信
   号を前記室温度検出回路１７に夫夫送り得るモニタリン
   グ回路１９と、該モニタリング回路１９が圧縮機起動信
   号に擬制したパルス信号を送出した後、圧縮機停止信号
   に擬制したパルス信号を送出するまでの間、運転回路を
   除湿運転回路に切り換える一方、これ以外のときには前
   記運転回路を冷房運転に切り換える運転切換回路２１と
   を備えており、冷房運転停止後の中断時間が一定時間（
   ｔ１＋ｔ２）となったとき、前記モニタリング回路１９
   が送出した圧縮機起動信号に擬制したパルス信号により
   除湿運転を強制的に開始するとともに、前記温度検知素
   子２０からの圧縮機停信号と前記モニタリング回路１９
   からの圧縮機停止信号に擬制したパルス信号とのいずれ
   か一方の信号によって除湿運転を停止せしめる如くした
   ことを特徴とする空気調和機。