JPS5829800Y2 - ヒ−トポンプ式空気調和機の制御回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はヒートポンプ式空気調和機の制御回路に関する
ものである。

第１図は本考案を適用可能なヒートポンプ式空気調和機
の一例を示すものであり、圧縮機１、四方弁２、熱源側
熱交換器３、減圧装置４及び利用側熱交換器５を順次接
続した冷媒回路６と、熱源側送風機７と、利用側送風機
８と、補助暖房熱源としての第１電気ヒータ９と、ヒー
トポンプ暖房能力が低下した時に圧縮機１に代わって通
電される暖房用第２電気ヒータ１０とから構成されてい
る。

尚、冷媒回路６は四方弁２の切換わりにより冷媒が実線
矢印の如く流れる冷房サイクルと破線矢印の如く流れる
暖房サイクルとを形成する。

熱源側熱交換器３は冷房時には凝縮器、暖房時には蒸発
器として作用し、利用側熱交換器５は冷房時には蒸発器
、暖房時には凝縮器として作用する。

上述の如きヒートポンプ式空気調和機は暖房時にヒート
ポンプによる暖房運転を行なう際、多段の室温サーモを
用いて運転開始当初や室温が十分上がらない場合には圧
縮機１と第１電気ヒータ９とを併用運転し、室温が成る
程度上がった場合には圧縮機１のみを運転してヒートポ
ンプ暖房運転だけに切換え、更に室温が上がって設定値
に達した場合には圧縮機１も停止するようにしていた。

ところが寒冷地に於いて外気温度が極度に下がったよう
な場合ではヒートポンプによる暖房能力が極めて低く、
成績係数（暖房能力／圧縮機用モータ入力）が減少して
、通常のヒートポンプ暖房と同等能力を有する第２電気
ヒータ１０の使用時に比べて不経済になるばかりでなく
暖房機として使用不可能となるので、出願人は先に実願
昭５１−１４７１０５号にて室外温度が成る温度以下に
下がったら、圧縮機１の運転を打切り、代わって第２電
気ヒータ１０を運転する制御回路を提案している。

その後の実験の結果、ヒートポンプ暖房能力は外気温の
みに影響されるのでなく被空調室温度とも深い拘りを持
つことがわかった。

すなわち早朝の運転開始時のように室温が比較的低く、
室外温度が外気温サーモの設定値より高いような場合に
ヒートポンプ運転を行なうと、凝縮器として働く利用側
熱交換器５の圧力が十分に上がらず、低圧側の圧力が下
がり過ぎて、圧縮機１の運転の継続が困難になる。

逆に室温が高い時には、室外温度が設定値より低く圧縮
機１を停止して第２電気ヒータ１０に切換ってしまうよ
うな時でも暖房時蒸発器として働く熱源側熱交換器３の
圧力が然程下がらずヒートポンプ暖房運転が継続可能で
あることがある。

本考案は上述の事実に鑑みてなされたものであり、被空
調室温度と室外温度とを例えばセンサを用いて検出して
逆比例関係にて出力を得るスイッチ手段により圧縮機と
暖房用電気ヒータの何れか一方を選択するようにしたヒ
ートポンプ式空気調和機の制御回路を提供することを目
的とする。

第２図はヒートポンプ式空気調和機の制御回路である。

１１は操作スイッチであり、交流電源１２の一端に接続
された常閉の停止スイッチ１３と、該スイッチ１３に直
列に接続された常開の運転スイッチ１４、双投接点を有
する冷暖切換スイッチ１５とから構成されている。

１６は運転スイッチ１４と交流電源１２の他端との間に
接続された利用側送風機用リレー、１６１ ｃｐ該リレ
ー１６の常開接点であり運転スイッチ１４に並列接続さ
れる。

１７は被空調室（図示せず）の温度を検出する第１室温
サーモであり、低温側接点１７１が冷暖切換スイッチ１
５の暖房側接点１５ｈに、又高温側接点１７２が冷房側
接点１５ Ｃに夫々接続されている。

１８１は第１室温サーモ１７に接続された補助リレー接
点であり、その常閉接点１８１ｂと電源１２の他端との
間には熱源側送風機用リレー１９と、圧縮機用リレー２
０とが接続され、常開接点１８１ａと電源１２との間に
は第２電気ヒータ用リレー２１が接続されている。

又冷暖切換スイッチ１５の暖房側接点と交流電源１２の
他端との間には第１室温サーモ１７より設定温度の低い
第２室温サーモ２２及び第１電気ヒータ用リレー２３の
直列回路と、除霜スイッチ２４及び四方弁用リレー２５
の直列回路と、タイマモータ２６と、差温サーモ２７と
、該サーモ出力が供給される補助リレー１８とが接続さ
れている。

又除霜スイッチ２４の常開接点２４ ａが第１電気ヒー
タ用リレー２３に接続されている。

第３図は差温サーモ２７の具体例を示すものであり、直
流定電圧回路２８と、負特性サーミスタからなる外気温
センサ２９及び正特性サーミスタからなる室温センサ３
０とを夫々１辺に含むブリッジ回路３１と、ブリッジ回
路３１の出力端ｃ、ｄを入力とする差動増幅器３２と、
差動増幅器３２の一方の入力端と出力端との間に接続さ
れた帰還抵抗３３とから構成されている。

そして差動増幅器３２の出力が補助リレー１８に供給さ
れる。

二こでは冷暖切換スイッチ１５が暖房側接点１５ｈに投
入される暖房運転について説明する。

運転スイッチ１４を投入すると、送風機用リレー１６が
通電され、利用側送風機８が被空調室に送風を開始する
と共にリレー接点１６１が閉路して運転スイッチ１４が
開路した後もリレー１６への通電が継続する。

今差温サーモ２７に出力がなく補助リレー１８が非励磁
であると、熱源側送風機用リレー１９及び圧縮機用リレ
ー２０が暖房側接点１５ｈ、低温側接点１７１及び常閉
接点１８１ｂを介して通電され、圧縮機１及び熱源側送
風機７が運転を開始する。

一方運転開始当初は室温が低く、第２室温サーモ２２も
閉路していて第１電気ヒータ用リレー２３が通電され、
四方弁用リレー２５も除霜スイッチ２４を介して通電さ
れる。

従って空気調和機は第１図に於いて四方弁２が破線の如
く切換わるため、冷媒が破線矢印の如く流れるヒートポ
ンプ暖房運転を行なうと同時に第１電気ヒータ９が室内
空気を加熱する。

そして室温が上昇して第２室温サーモ２２の設定値に到
達すると、第１電気ヒータ用リレー２３の通電が切られ
てヒートポンプ暖房運転だけが行なわれ、室温が更に上
昇して第１室温サーモ１７の設定値に達すると暖房運転
を停止する。

尚タイマモータ２６は常時通電され、所定時間毎に短時
間だけ除霜スイッチ２４を常開接点２４ ａに切換指令
を出し、四方弁用リレー２５の通電を切って冷媒回路６
を冷房サイクルとし、熱源側熱交換器３の除霜を行なう
ためのものである。

除霜中は第１電気ヒータ９の発熱により室内に冷風が吹
出すのが阻止される。

差温サーモ２７は例えば第４図ａの如き特性になるよう
に各定数が設定されている。

ここで各センサ２９．３０の感知温度ＯＮの特性線より
下の領域に入ると出力を出して補助リレー１８を励磁し
、ＯＦＦの特性線より上の領域に入るとリレー１８の励
磁を解く。

例えば室温が５℃の時のように比較的低い時には、室外
温度が一５℃という比較的高い温度に動作点がくるよう
にし、室温が２０℃の時のように高い時には、室外温度
が一１０℃という比較的低い温度に動作点がくるように
して両者が逆比例関係に保たれている。

このような特性は各センサ２９．３０として夫々第４図
１） −ｃに示すように逆特性の温度−抵抗特性を有す
るサーミスタを用いることにより得られるが、センサの
接続を変えることにより同特性のセンサを用いることも
可能である。

差温サーモ２７から出力が出ると、補助リレー１８が励
磁されてリレー接点１８１が常開接点１８１ａに切換わ
るため、熱源側送風機７及び圧縮機１の運転を停止して
ヒートポンプ暖房運転を打切り、代わって第２電気ヒー
タ用リレー２１の励磁により第２電気ヒータ１０が通電
される。

この第２電気ヒータ１０の発熱量が通常のヒートポンプ
暖房能力と等しくなるよう設定しておくことにより、全
体的な暖房能力は低下することがなく、能力の低下した
ヒートポンプ暖房運転を継続する場合よりも経済的であ
る。

この時第１電気ヒータ９は前述と同様に第２室温サーモ
２２にて制御され、第２電気ヒータ１０は第１室温サー
モ１７により制御される。

このような切換わり動作時には補助リレー１８に別個の
接点を設けてタイマモータ２６の通電を切るようにして
も良い。

このように本考案はヒートポンプ暖房能力が低下した際
にヒートポンプ暖房運転を打切って暖房用電気ヒータの
みの運転に切換えるようにし、これを被空調室温度と室
外温度とを検出して逆比例関係にて出力を得るスイッチ
手段により圧縮機と暖房用電気ヒータの何れか一方を選
択するようにしたので、比較的外気温が高くて室温が低
い場合にヒートポンプ暖房運転を続行することにより発
生する低圧側の異常な圧力低下を防止して冷媒回路を保
護し、外気温が比較的低いにも拘わらず室温が高い場合
などヒートポンプ運転続行可能な時の切換り動作を防止
できるなど、快適な暖房制御が期待でき、経済性並びに
長年使用に優れたヒートポンプ式空気調和機の制御回路
を提供するものである。

尚本考案は上述の実施例に限定されるものではなく多く
の変形実施例を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の適用例としてのヒートポンプ式空気調
和機の冷媒回路図、第２図は本考案の一実施例を示す電
気回路図、第３図は第２図で使用した差温サーその詳細
を示す電気回路図、第４図のａ、ｌ）及び０図は夫々第
２図で使用した差温サーモ、外気温センサ及び室温セン
サの特性を示す説明図で゛ある。 １・・・・・・圧縮機、２・・・・・・四方弁、３・・
・・・・熱源側熱交換器、４・・・・・・減圧装置、５
・・・・・・利用側熱交換器、６・・・・・・冷媒回路
、１０・・・・・・第２電気ヒータ、１８・・・・・・
補助リレー、１８１・・・・・・補助リレー接点、２７
・・・・・・差温サーモ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧縮機、四方弁、熱源側熱交換器、減圧装置及び利用側
   熱交換器を順次接続した冷媒回路と暖房用電気ヒータと
   を備えたヒートポンプ式電気調和機に於いて、被空調温
   度を検出する室温センサと、室外温度を検出する外気温
   センサと、暖房運転時圧縮機と暖房用電気ヒータの選択
   動作点を前記両センサの検出温度が略逆比例関係となる
   特性線上に位置させるスイッチ手段とを備えたことを特
   徴とするヒートポンプ式空気調和機の制御回路。