JPS5910513Y2 - 除霜制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は空気熱源ヒートポンプの除霜制御装置に関する
ものである。

従来、空気熱源ヒートポンプに用いられた除霜制御方法
はタイマとサーモスタットを用いたものが多く用いられ
ていた。

本方法は一定時間をタイマで計時し、かつそのとき室外
側熱交換器温度が一定温度以下の場合に除霜運転を開始
するものであるため、外気温度が低ければ室外側熱交換
器に着霜が起こらない（温度が低いため）場合にも除霜
運転に入るため、その間の暖房能力の欠損あるいは快適
性の点で問題があった。

そこで上記問題を解決するために外気温度と室外側熱交
換器温度を検出して除霜制御を行なう方法が考案されて
いる。

すなわち、外気温度ｔａ一定の状態でヒートポンプを運
転するとき、着霜が起きる条件であれば第１図に示すよ
うに着霜と共に室外側熱交換器温度ｔｅが低下する。

この室外側熱交換器の温度低下の状態を検出して除霜制
御を行なう訳であるが、第１図に示した着霜領域Ｔｄｅ
ｆのどの時点で除霜を開始すればよいかが問題となる。

暖房機としての機能を最大限に発揮させることを考える
と第１図に示す暖房能力Ｑの積分平均値すなわち正味暖
房能力ＱＮが最大になる時点ＱＮｍａＸで除霜を開始す
ればよい。

正味暖房能力が最大となるときの外気温度ｔａと室外側
熱交換器温度ｔｅには第２図に示す直線の関係があり、
両者温度を検出し、第２図の状態になったとき除霜運転
を開始すれば正味暖房能力が最大になるように制御でき
る。

上記制御を行なうための従来の具体的例を第３図に示す
。

第３図の回路はｔａとｔｅの関係が第２図？状態になっ
たときサーミスタ１，２の中間がらの出力電圧■が一定
値■８になるように構威されたものであるそこで比較器
４の入力端子口に入力される第１の基準電圧をＶＲＩに
設定しておけばＶ−■８のとき除霜を開始するものであ
る。

本制御回路の動作状態を第４図により説明する。

ある外気温度ｔａ１の状態でヒートポンプを運転する。

運転をはじめてから一定時間は霜が生長しないため、室
外側熱交換器温度は第１図に示すようにｔｅ１の状態に
ある。

この状態は第４図上の点Ａ１となる。その後霜の生長に
伴ない、室外側熱交換器温度が低下するため、サーミス
タ出力電圧はｔａ１線に沿って矢印で示すように低下す
る。

やがて室外側熱交換器温度は正味暖房能力が最大になる
ときの温度ｔｅ’，となる。

そのとき上述したように第１の基準電圧をＶＲＩに設定
しておけば点Ｂ１の状態で比較器４の出力側端子ハがハ
イレベルとなり、トランジスタ８を駆動し、リレー９の
コイルに通電する。

このリレーにより、四方弁コイル１１の電源を切り、除
霜を開始する。

また比較器４の出力側端子八がハイレベルになると抵抗
Ｒ６１０に電圧がかかり、比較器４の入力端子口に入る
基準電圧はＶ Ｒ１より大きな第２の基準電圧ＶＲ２に
自動的に切り換わる。

除霜運転が開始されると室外側熱交換器温度は上昇し、
サーミスタ出力電圧はＣ点に向って大きくなり、■Ｒ２
に達すると比較器４の出力端子八の電圧はローレベルと
なり、トランジスタ８により、リレー９のコイルの通電
が遮断され、四方弁に通電され再度暖房運転に復帰する
。

このとき比較器４の出力端子八の電圧はローレベルとな
るため、比較器４の基準電圧はもとのＶＲＩの状態にも
どる。

本制御回路の欠点は以下の点にある。

第５図に破線ハで示すように暖房により室内温度が十分
に高＜ｊＲ１になっている場合には従来の制御回路は先
に説明したように動作する。

しかし早期など最初に暖房運転を開始しようとする場合
には室内温度イが外気温度ｔａ１近くのｔＲまで低下し
ている場合がある。

その場合たとえ外気温度ｔａ１が同じであっても実線口
で示した室外側熱交換器温度は低下し、破線二で示した
室内温度が高い場合の室外側熱交換器温度以下の温度と
なり、除霜を開始する条件のｔｅ’１以下になる場合が
ある。

この場合温度が低く室外側熱交換器に着霜がない場合に
は誤動作として除霜運転に入ったことにな？。

着霜がない場合の不必要な除霜運転は暖房能力の欠損の
みでなく性適性の点でも大きな問題となる。

そこで従来はこの問題を防止するためにヒートポンプ暖
房運転を起動してから一定時間（例えば３０分とか１時
間）除霜制御回路の機能を停止させ、その間は強制的に
暖房運転を続行させる方法がとられていた。

しかしこの方法では前夜に着霜している状態でヒートポ
ンプを停止させると、室外側熱交換器に霜がついたまま
となり、夜間寒い場合には翌朝まで室外側熱交換器に霜
がついた状態がある。

そのような場合朝ヒートポンプを運転すると上述の方法
では起動してから一定時間除霜運転が禁止されているた
め、室外側熱交換器に多くの霜がついているのにもかか
わらず除霜を行なわず運転されるため、朝の寒い時間に
暖房能力の低い状態で運転されるため、室温の立ち上り
が悪く快適性の点で大きな問題になる。

本考案の目的は上記した従来技術の欠点をなくし、早朝
起動時など着霜がないのに室外側熱交換器温度が低下し
た場合などに誤動作として除霜運転を行なうのを防止し
、かつ、前夜の残霜がある場合に翌朝運転を開始する場
合には、必要であれば自動的に除霜運転も行なう方法を
提供するにある。

上記した目的を達戒するために起動してから一定時間の
間、第一の基準電圧よりも低い第３の基準電圧を設定す
る方法を考案した。

本考案の実施例を第６図に示す。

第６図に示した回路の基本的な部分は第３図と同じであ
り、室外側熱交換器温度検出用サーミスタＴｈ２２、外
気温度検出用サーミスタＴｈ１１および抵抗Ｒ３６を直
列接続として電源Ｖｃｃ ５に接続する。

Ｔｈ２とＴｈ１の間からとり出される電圧■は比較器４
の人力端子イに接続する。

抵抗Ｒ１１９と抵抗Ｒ４２１を並列接続としそれと抵抗
Ｒ２２０を直列接続し、電源Ｖｃｃ ５に接続する。

上記抵抗Ｒ２２０の上側から取り出された電圧をリレー
２５の端子二に接続する。

なお上記抵抗Ｒ４２１はトランジスタ１２のコレクタと
直列に接続しておく。

抵抗Ｒ１２６と抵抗Ｒ１２７を直列に接続し、電源Ｖｃ
ｃ ５に接続し両者抵抗の中間とリレー２５の端子ホと
を接続する。

リレー２５はタイマ２８で駆動される。

リレー２５の端子へは比較器４？入力端子口に接続する
。

抵抗Ｒ９２３とトランジスタ１４のコレクタを直列接続
し、電源Ｖｃｃ ５に接続し、トランジスタ１４のベー
スは抵抗Ｒ８２２を経て、比較器４の出力端子ハに接続
する。

さらに抵抗Ｒ，２３とトランジスタ１４のコレクタの中
間から抵抗Ｒ１ｏ２４を経てトランジスタ１２のベース
に接続する。

リレー９のコイルとトランジスタ８のコレクタを直列に
接続し、電源Ｖｃｃ ５に接続する。

トランジスタ８のベースから抵抗Ｒ７７を経て比較器４
の出力端子ハに接続させる。

本回路においてリレー２５のコイル２９はタイマ２８に
よって駆動される。

ヒートポンプを起動してからタイマ２８による設定時間
の間リレー２５のコイル２９に通電されリレー２５の端
子ホとへか導通し、抵抗Ｒ１２６と抵抗Ｒ１２７により
分割される第３の基準電圧ＶＲ３が比較器４の入力端子
口に入る。

この第３の基準電圧ＶＲ３は第１の基準電圧ＶＲ１より
低い値にしておけば第５図に実線口で示すように室外側
熱交換器温度がｔｅ′２まで低下してもサーミスタ出力
電圧は第４図に示すＤ１点までしか低下せず第３の基準
電圧ＶＲ３より高いレベルにあり比較器４は動作せず除
霜運転に行なわない。

さらに朝起動するときに前夜の残霜がある場合には室外
側熱交換器温度が急激に低下し、サーミスタ出力電圧■
は第４図のＥ１点まで低下し、第３の基準電圧ＶＲ３よ
り低いレベルになるため、ＶがＶＲ３を通過するとき比
較器４の出力端子八がハイレベルとなりトランジスタ８
がオン状態になり、リレー９のコイルに電流が流れ、四
方弁のコイル１１の電流が遮断され除霜運転を開始する
。

したかって早朝など室内温度が低いため、室外側熱交換
器温度が低下しても、着霜がない場合には除霜運転を行
なわず、かつ前夜の残霜がある場合には除霜を行ない、
暖房能力を回復できるため、快適な暖房を行なうことが
できる。

なおタイマによる設定時間満了後の動作特性は先に示し
た従来技術の場合と同じである。

第一の基準電圧より低い第三の基準電圧を設け起動から
一定時間上記第三の基準電圧との比較により除霜制御を
行なうようにすることにより、早朝など室内温度が低い
ため、室外側熱交換器温度が低下しても、着霜がない場
合には除霜運転を行なわず、かつ前夜の残霜がある場合
には除霜を行ない、暖房能力を回復できるため、快適な
暖房を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はヒートポンプ運転時における温度、暖房能力特
性の説明図である。 第２図は正味暖房能力が最大になる場合のｔａ， ｔｅ
の関係図である。 第３図は従来技術を示す回路図である。 第４図は従来技術および本考案の回路の動作状態図であ
る。 第５図はヒートポンプ運転時における温度特性説明図で
ある。 第６図は本考案の実施例の回路図である。 １・・・・・・外気温度検出用サーミスタ、２・・・・
・・室外側熱交換器温度検出用サーミスタ、４・・・・
・・比較器、５・・・・・・電源電圧、６，７，１９，
２０，２１ ，２２，２３，２４，２６．２７・・・・
・・抵抗、８，１２．１４・・・・・・トランジスタ、
９・・・・・・リレー１１・・・・・・四方弁コイル、
２５・・・・・・リレーコイル、２８・・・・・・タイ
マ、２９・・・・・・リレーコイル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 室外熱交換器の温度を検出する温度検出器と外気の温度
   を検出する温度検出器とからなる温度検出手段と、この
   温度検出手段から出力される出力電圧とあらかじめ定め
   られる第一と第二の温度設定用基準電圧との大小を比較
   する比較器と、上記温度検出手段の出力電圧が第一の基
   準電圧以下に、又は出力電圧が第二の基準電圧以上にな
   れば比較器から出される信号により駆動され、四方弁の
   通電が除霜運転開始および除霜運転終了状態に切換える
   四方弁切換手段を持ち、さらに上記出力電圧が第一の基
   準電圧以下になったときに第一の基準電圧を第二の基準
   電圧に、また上記出力電圧が第二の基準電圧以上になっ
   たときに第二の基準電圧を第一の基準電圧に切換える第
   １の基準電圧切換手段を持つルームエアコンデイショナ
   の除霜制御装置において、ルームエアコンデイショナが
   始動されてからあらかじめ定められた一定の時間を計時
   するタイマと、このタイマの指令によりこの一定時間内
   においては第一の基準電圧を、それよりも低い第三の基
   準電圧に切換え、上記タイマが一定時間計時した後にお
   いては、上記タイマの指令により第三の基準電圧を第一
   の基準電圧に復帰させる第２の基準電圧切換手段を備え
   ていることを特徴とする除霜制御装置。