JPS5830512B2 - クウキチヨウワキ ノ セイギヨソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱交換器Ｑこ冷水、温水、蒸気等の熱媒を流す
とともに、吸込口より吸込んだ室内空気を熱交換器を通
じてファンにより冷風あるいは温風にして吹出させて室
内を冷暖房するファンコイルユニット等の空気調和機に
お（１）で、ファン回転数を室内温度（こ応じ自動制御
して室内温度を一定に保持するための空気調和機の制御
装置に関するものである。

従来、この種の空気調和機の制御装置には、サーミスタ
等の感温素子で室内温度を検知し、その検知温度に応じ
てファンモータの印加電圧を双方向性サイリスク等の双
方向性制御素子（こより可変にして、ファン回転数を制
御する方式のものがある。

第１図はこのような従来の空気調和機の制御装置の特性
（冷房運転の場合）を例示する制御特性図である。

すなわち、冷房運転の場合、感温素子で検知する室内温
度が設定温度Ｔｓより高いと、ファン回転数は高速とな
って室内を急速冷房するが、検知温度が設定温度Ｔ８に
近づくにつれてファン回転数は徐々に低速となり、さら
に検知温度が下がって設定温度Ｔｓよりわずかｆこ低く
なるとファン回転数を停止させる。

ついでファン回転の停止により室内温度は徐々に上昇し
て設定温度Ｔｓよりわずかに高い室内温度Ｔ８′に達す
ると、ファンモータを再起動させて冷房運転を行ない、
常に室内温度を一定（こ保持するように制御するもので
ある。

なお、暖房運転の場合は上記と逆の制御特性となる。

なお、以下各図面を通じて同一記号または符号は同一内
容または相当部分を示すものとする。

しかしながら、このような従来装置において、感湿素子
は例えば室内の壁面等のような室内湿度を正確に検知す
る場所に取り付けることが電気配線等の関係で少なく、
一般にはファン吸込口の近辺に取り付けるため、ファン
回転中には正確な室内温度を検知するが、ファン回転が
停止すると感湿素子には対流、輻射により熱交換器の湿
度の影響を受け、実際の室内温度と全く異なった温度を
検知するよう（こなる。

例えば、第２図のサーミスタ４（後述）（こ示すような
位置に取り付けた場合、冷房運転時に検知温度が室内温
度より低くなるとファン回転を停止させるが、ファン回
転が停止すると感温素子（サーミスタ）の検知温度は実
際の室内温度を検知しなくなり、熱交換器５（第２図）
よりの冷気降下（こより徐々に下って行き、最終的には
撚交換器５の温度に近づいて行く。

同時に、ファン回転を停止しているため、実際の室内温
度は徐々に上昇していき、設定温度Ｔ８よりわずか（こ
高い室内温度Ｔｓ′に達してもファンモータは再起動せ
ず、結局室内温度を一定に保持することが不可能（こな
る。

なお、暖房運転の場合も熱交換器よりの輻射の影響を受
け、同様の欠点をもつ。

本発明は上記の欠点を解消するためをこなされたもので
、感温素子を熱交換器の近辺に取り付け、ファン回転が
停止しても、室内湿度を一定に保持できるような空気調
和機の制御装置を提供しようとするものである。

本発明は、吸込口より吸込んだ室内空気を熱交換器を通
じてファンにより冷風または温風Ｇこして吹き出して室
内を冷房・暖房切換スイッチの選択によってあらかじめ
設定された設定室内温度に前記熱交換器の近傍に設けら
れた感温素子を用いて冷暖房制御する空気調和機の制御
装置において、上記感湿素子によって検出された温度に
比例した電圧を上記ファンに印加する第１の手段と、前
記検出温度が第１の設定温度以下のときに作動し前記第
１の手段より上記ファンへの供給電源を遮断する第２の
手段と、前記検出温度が前記第１の設定温度よりも低い
第２の設定温度以下になったときに作動し、上記設定室
内温度になるまで作動を継続し前記第２の手段からの出
力を遮断する第３の手段とを備えたことを特徴とする空
気調和機の制御装置である。

以下、図面にしたがって本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明を適用する空気調和機（ファンコイルユ
ニット）を例示する概略構成図で、図中の１はファンコ
イルユニット本体、２は吸込口、３はファンモータ、４
は感温素子（サーミスタ）、５は熱交換器、５ａは制御
装置、６は吹出口である。

なお、サーミスタ４は熱交換器５の近辺（吸込口２の近
辺）に設置される。

第３図は本発明（こよる空気調和機の特性（冷房運転の
場合）を例示する制御特性図である。

いま、室内温度が設定温度Ｔｓより６高いと、ファンモ
ータ３（第２図）によるファン回転は高速となって室内
を急速冷房するが、サーミスタ４の検知温度（室内温度
）が設定湿度Ｔ８０こ近づくにつれてファン回転は徐々
に低速となり、室内温度が設定温度Ｔｓと同一になるよ
うに室内を冷房する。

つづいてファン回転は低速を維持するが、さらにサーミ
スタ４の検知温度が下がって設定温度Ｔｓよりも低くな
ると、ファン回転を停止させる。

ついで、ファン回転停止後、サーミスタ４は第２図に示
すような熱交換器５の近辺（こ取り付けているため、実
際の室内温度よりも熱交換器５よりの輻射、対流熱等（
こよる温度（冷気（こよる降下）を徐々に検知するよう
になり、サーミスタ４の温度は徐々に下がって行くよう
になる。

そして、一定時間経過後、サーミスタ４の温度が熱交換
器５の湿度に近づいて行き設定温度Ｔｓとある一定偏差
をもつ温度Ｔ８′に達すると、ファンモータ３は再起動
して、ファン回転は低速になる。

ファン回転が低速になると、吸込口２より室内空気を吸
込んで、短時間のうちにサーミスタ４の温度を実際の室
内温度にしてしまう。

こうして、ファンモータ３の低速運転は温度Ｔｓ“から
Ｔ８′まで続き、Ｔｓ′に達したら室内温度に応じて、
ファン回転を高速、低速、あるいは停止の選択を行なう
。

すなわち、湿度Ｔ８′に達したときに、室内温度と同一
になったサーミスタ４の検知温度が設定温度Ｔｓより高
ければ（第３図に示す場合）ファン回転は高速となり、
設定温度Ｔ８と同一であれば低速を続け、設定温度Ｔ８
より低ければ停止となる。

以後上記の繰返しサイクル特性を絶えず維持する。

第４図は本発明による空気調和機の制御装置の一実施例
の構成を示すブロック図で、図中の７は交流電源、８は
双方向性サイリスク（トライアック）、９は電源断続ス
イッチ、１０はトライアック８にケートパルス信号を供
給するパルストランス、１１はファンモータ３の印加電
圧を制御する位相制御回路、１２は増幅回路、１３はフ
ァン回転を低速から高速まで変化させるための比例制御
回路、１４はファン回転を低速から停止させるためのシ
ュミット回路、１５はサーミスタ４の検知温度がＴｓ”
まで下ったとき、ファンモータ３を温度Ｔ８′からＴ８
′まで低速運転させ室内温度に応じて比例制御回路１３
またはシュミット回路１４に接続させるための室温検査
回路、１７は冷暖房切換回路である。

第５図は本発明になる空気調和機の制御装置に使用する
双方向性スイッチング素子（５−Ｂ−８と略称する）の
特性を示す説明図で、第５図ａは記号、ｂは等何回路、
Ｃは静特性を示す。

すなわち、第５図ζこおいて、いまゲート極Ｇ〜アース
間に直流電圧を印加しないときには、端子Ｔ２〜Ｔ１間
にスイッチング電圧■８１以上の電圧が印加されれば、
またはスイッチング電流■ｓ１．■８２以上の電流が流
れれば、端子Ｔ２〜Ｔ１間は導通し、スイッチング電圧
ｖｓ１またはスイッチング電流Ｉ８１ 、Ｉ８２以下で
は端子Ｔ２〜Ｔ１間は不導通である。

また、ゲート極Ｇ〜アース間に直流電圧を印加するとき
には、Ｇ〜ルアー間の印加電圧がスイッチング電圧ｖ８
１以下であれば、例えばｖｓ２であれば、端子Ｔ２〜Ｔ
１間はスイッチング電圧■ｓ２で導通する。

第６図は本発明（こよる空気調和機の制御装置の一実施
例を示す詳細電気回路図で、図中の１８ａ〜１８ｍは固
定抵抗器、１９ａ 、１９ｂはコンデンサ、２０は電解
コンデンサ、２１ａ〜２１１はダイオード、２２はツェ
ナーダイオード、２３ａ〜２３ｃは第５図で説明した５
−Ｂ−８１２４ａ 。

２４ｂはトランジスタ、２５ａ〜２５ｃは半固定抵抗器
、２６は室内温度設定用の可変抵抗器、２７は冷房運転
と暖房運転を切換える切換スイッチである。

第７図は第６図の各部の電圧波形図で、第７図ａはファ
ン回転が高速から低速の場合、ｂは停止の場合、Ｃは停
止から再起動の場合を示し、それぞれイは交流電源Ｔの
電圧ＶＯ２口は固定抵抗器１８ｅの電圧■１、ハはパル
ストランス１０のパルス信号ｖ２、二はファンモータ３
の電圧ｖ３の動作波形図である。

第７図を参照しながら、第６図の装置の動作を説明すれ
ば、まずこの装置は室内温度によって変化するサーミス
タ４の抵抗値に応じて変化する固定抵抗器１８ｅの電圧
Ｖ１の高低により、５−Ｂ−８２３ａ〜２３ｃの導通、
不導通、不導通を繰り返すことによって、ファンモータ
３の高速運転、低速運転、あるいは停止の制御を行なう
ものである。

いま、冷房運転の場合、室内温度設定用可変抵抗器２６
により設定された室内設定温度Ｔｓ（こ比して、室内温
度が高いときには、サーミスタ４の抵抗値は負特性を持
っているため設定温度Ｔｓに相当する抵抗値よりも小さ
くなり、したがって固定抵抗器１８ｅの電圧ｖ１も第７
図ａの口に示すように低くなる。

このとき、５−Ｂ−８２３ａ。２４ｂは不導通になり、
５−Ｂ−８２３ｃのゲート極Ｇには電圧■１に相当した
電圧が印加される。

すると、５−Ｂ−８２３ｃのスイッチング電圧は低くな
り（第５図の■ｓ２．■８３等に相当）、したがって半
固定抵抗器２５ｃ１固定抵抗器１８ｋを介して充電され
るコンデンサ１９ｂの５−Ｂ−８２３ｃのスイッチング
電圧に達するまでの充電時間は短かくなるため、第７図
ａの二に示すような点弧角が狭い状態で５−Ｂ−８２３
ｃは導通ずる。

５−Ｂ−８２３ｃが導通すると、パルストランス１０に
電流が流れ、第７図ａの八に示すような波形のパルス信
号■２が発生してトライアック８のゲート極に印加され
、これによりトライアック８は導通して、ファンモータ
３には第７図ａの二に斜線部分で示す電圧■３が印加さ
れる。

このとき、ファンモータ３は高速運転を行ない、急速冷
房する。

ついで、室内温度が設定温度Ｔ８に近づくにつれて、サ
ーミスタ４の抵抗値が大きくなるとともに、固定抵抗器
１８ｅの電圧ｖ１は高くなり、したがって５−Ｂ−８２
３ｃのスイッチング電圧も高くなり、これ（こより５−
Ｂ−８２３ｃが導通ずるまでのコンデンサ１９ｂの充電
時間も長くなる−ため、このときの点弧角も長くなって
ファンモータ３に印加される電圧Ｖ３も低くなる。

このときファンモータ３は低速運転（こ近づいて行く。

ついで、室内温度が設定温度Ｔｓよりもわずかに低くな
ったとき、サーミスタ４の抵抗は増大し、こ、のとき固
定抵抗器１８ｅの電圧■１も高くなり、第７図すの口に
示すようにシュミットオンレベルに達して、５−Ｂ−８
２３ａを導通ずる。

同時（こ５−Ｂ−８２３ｃは不導通となる。

５−Ｂ−８２３ａが導通ずると、５−Ｂ−８２３ａ１ダ
イオード２１ｅ１抵抗１８ｈ、１８ｉを通じてトランジ
スタ２４ｂにベース電流を流して、トランジスタ２４ｂ
を導通させるため、トランジスタ２４ｂのコレクタとエ
ミッタ間の抵抗は零となって、コンデンサ１９ｂ１ある
いは５−Ｂ−８２３ｃとパルストランス１０の両端を短
絡すること（こなり、このためコンデンサ１９ｂは充電
されず、あるいはパルストランス１０にはパルス信号が
発生せず、したがってトライアック３にはゲートパルス
信号が印加されないため、第７図すの二に示すようにフ
ァンモータ３には電圧が印加されない。

このときファンモータ３は停止する。

つぎに、ファン回転が停止して後、第２図に示すような
熱交換器５の近辺に設置されたサーミスタ４の検知湿度
は実際の室内温度を検知せず、冷水を通した熱交換器５
の冷気による自然降下等によって徐々にサーミスタ４の
湿度が下がり、一定時間経過後に第３図の温度Ｔｓ“に
近づく。

こうしてサーミスタ４の検知温度が温度Ｔｓ”に達する
と、その湿度に対応したサーミスタ４の抵抗値とともに
、固定抵器１８ｅの電圧■１はさらに高くなって、第７
図Ｃの口に示すように検査オンレベル（こ達し、このと
き５−Ｂ−８２３ｂは固定抵抗器１８ｆを通じてスイッ
チング電流以上の電流が流れ、５−Ｂ−８２３ｂは導通
ずる。

５−Ｂ−８２３ｂが導通すると、その内部抵抗はほぼ零
（こなり、したがって電解コンデンサ２０（こ蓄えられ
ていた電荷は瞬時のうちにダイオード２１ｇ、５−Ｂ−
８２３ｂを通じて放電する。

同時に、すでに導通していた５−Ｂ−８２３ａもダイオ
ード２１ｅ１固定抵抗器１８ｈ１ダイオード２１ｇ１５
−Ｂ−８２３ｂを通じて導通ずるようになる。

したがって、トランジスタ２４ｂには導通させるに必要
なベース電流が流れないため不導通となり、これにより
コンデンサ１９ｂは再び充電され始め、５−Ｂ−８２３
Ｃを導通して、パルストランス１０により第７図Ｃの二
に示すような最小の点弧角でトライアック８を導通ずる
。

このときファンモータ３は再起動して低速運転を開始し
、低速運転を維持する。

固定抵抗器１８ｂ、１８ｃ１ダイオード２１ｄは、ファ
ンモータ３が第３図の温度Ｔｓ“からＴｓ′まで低速運
転を維持するためのシュミットレベル回路である。

ダイオード２１ｇ１Ｓ−Ｂ−８２３ｂは第３図の温度Ｔ
８／／からＴ８′までの低速運転を維持するための検査
レベルヒステリシス回路である。

こうして、ファンモータ３が温度Ｔ８／／で再起動して
低速運転を開始すると、サーミスタ４の検知温度は吸込
んだ室内空気により短時間のうちに実際の室内温度に近
づき（サーミスタ４の熱時定数は小さくしである 、温
度Ｔ８′に達すると、固定抵抗器１８ｅの電圧■１は低
くなり、第７図ａの口に示すよう（こンユミットオンレ
ベル、検出オンレベル以下になって、５−Ｂ−８２３ａ
、２３ｂは不導通になる。

このとき、実際の室内温度と同一になってサーミスタ４
の検知温度により、室内温度（こ応じて前述のようにフ
ァン回転を高速から低速にしく第７図ａ）、停止したら
（第７図ｂ）再起動する動作を繰り返し行なう。

なお、暖房運転の場合も、熱交換器５よりの対流、輻射
熱等により、同様の動作を行なう。

ただし、この場合は第３図と逆特性になる。

以上の説明から明らかなように、本発明の空気調和機の
制御装置によれば、ファンコイルユニット等の空気調和
機においてファン回転の停止によって生じる室内湯度分
布の不均衡を是正するとともに、埋込形、天井形の空気
調和機のよう（こ感温素子（サーミスタ）の取付は位置
が面倒なものでも、取付は位置に関係なく使用でき、節
電とともに快適な空気調和を与えることができる。

なお、上記の実施例ではサーミスタ４の取付は位置を吸
込口として説明したが、サーミスタ４を室内に設置すれ
ば、第１図に示すような制御特性を得ることも可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の空気調和機の制御装置の制御特性図、第
２図は空気調和機（ファンコイルユニット）を例示する
概略構成図、第３図は本発明による空気調和機の制御装
置の制御特性図、第４図は本発明による空気調和機の制
御装置の一実施例を示すブロック図、第５図は本発明に
使用する双方向性スイッチング素子（５−Ｂ−８）の特
性説明図、第６図は本発明（こよる空気調和機の制御装
置の一実施例を示す詳細回路図、第７図は第６図の各部
の電圧波形図である。 なお、各図面を通じて同一符号または記号は同一内容ま
たは相当部分を示し、１は空気調和機（ファンコイルユ
ニット）本体、２は吸込口、３はファンモータ、４は感
温素子（サーミスタ）、５は熱交換器、５ａは制御装置
、６は吹出口、７は交流電源、８はトライアック、１０
はパルストランス、１１は位相制御回路、１２は増幅回
路、１３は比例制御回路、１４はシュミット回路、１５
は室温検査回路、１６は選択回路、１７は冷暖房切換回
路、１８ａ〜１８ｍは固定抵抗器、１９ａ、１９ｂはコ
ンデンサ、２０は電解コンデンサ、２１ａ〜２１１はダ
イオード、２２はツェナーダイオード、２３ａ〜２３ｃ
は双方向性スイツチング素子（Ｓ−Ｂ−８）、２４ａ
、２４ｂはトランジスタ、２５ａ〜２５ｃは半固定抵抗
器、２６は室温設定用可変抵抗器、 ２７は冷暖房切換 スイッチである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 吸込口より吸込んだ室内空気を熱交換器を通じてフ
   ァンにより冷風または温風にして吹き出して室内を冷房
   ・暖房切換スイッチの選択によってあらかじめ設定され
   た設定室内温度に前記熱交換器の近傍に設けられた感温
   素子を用いて冷暖房制御する空気調和機の制御装置にお
   いて、上記感温素子によって検出された温度に比例した
   電圧を上記ファンに印加する第１の手段と、前記検出温
   度が第１の設定温度以下のときに作動し前記第１の手段
   より上記ファンへの供給電源を遮断する第２の手段と、
   前記検出温度が前記第１の設定温度よりも低い第２の設
   定温度以下になったときに作動し、上記設定室内温度ｌ
   こなるまで作動を継続し前記第２の手段からの出力を遮
   断する第３の手段とを備えたことを特徴とする空気調和
   機の制御装置。