JPS59137772A - 蒸発器の監視兼制御の方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は蒸発器を監視しかつ制御する方法とその装置で
あって、装置表面上の霜の存在を検出すると共にそれを
除去する目的をもつものに関する。特に本発明は蒸発器
が熱ポンプ（ｈｅｏｔ　ｐｕｍｐ　）用のものである場
合に関する。

熱ポンプの原理は当業者には熟知のものであり、ここで
は冷熱源として空気を用いる熱ポンプは蒸発器を含み、
この空気が蒸発器内部を循環している冷却流体と熱交換
し、冷却流体がこのため蒸発されることを想起すれば十
分である。そのような熱ポンプを加熱用に使用する時は
、冷熱源として使用される空気は加熱されるべく外部か
ら取り入れられる空気である。いくつかの状況のもとで
はこの外部空気の利用は蒸発器上に霜を発生させること
になり、これが二流体間の熱交換を制限し、装置の効率
を低下させ、絹取り過程を必要ならしめる。この過程は
ポンプの停止を不可避（こするものであって、装置の最
適な運転を得るに必要（又は有用）な場合のみ行なわれ
なければならない。

霜の存在を検出すると共ζこ霜取り過程を開始せしめる
装置が上述の装置ｌこ具備される。これらの装置は通常
、空気が蒸発器上を通過する間に経験される圧力降下を
測定できる感知器又は蒸発器壁において直接測定される
蒸発温度を測定できる感知器により構成される。予定の
時間々隔て霜取りを開始する暫時的システムを使用すこ
とも可能である。しかしこれらの装置は、行なわれたす
べての測定が運転状態の初期条件及び外部条件のみなら
ず外部条件の変化をも全く考慮に入れない絶対測定であ
る、という欠点を有する。霜の発現に影響を与える外部
条件のうちには空気の湿度及び温度とを挙げることがで
きる。装置の必要条件のうちに、−装置に対して空気流
量が固定されており、かつ一定であるとみなし得るとし
ても、装置毎に変化する空気流速の監視がある。これら
すべての条件は、したがって、装置の設置場所における
調節を必要とする。

それとは逆に、本発明はこれらの欠点を克服する、霜の
存在を検出するための装置及び方法を与える。又、本発
明の過程は上述したいろいろなパラメータの変化には依
存せず、蒸発器の設置されている場所によるいかなる調
節をも必要としない。

それを遂行するため、本発明は蒸発器表面上の霜の検出
及び除去を確実ならしめる目的をもった、蒸発器の監視
兼制御の方法を与える。本蒸発器は冷却流体の循環回路
に関連されていると共に蒸発器を通過すべく運動される
第二の流体に接触されており、この第二の流体は第一流
体に対して熱を与えることができ、その蒸発を促進させ
る。又本監視兼制御方法は蒸発器上流の第二流体の状態
を示すパラメータＰ１と蒸発器の下流における同一流体
の状態を示すパラメータＰ２．Ｈ測定することを含み、
これらの測定値は、二つのパラメータ（ＰＬ、Ｐ２）間
に存在する差△Ｐ１を、初期時から決定される時刻ｔ１
において各時間ｔ１ごとに計算するために、遂行され、
各差△Ｐ１は初期時に測定された差△Ｐｏと比較され、
この比較は減算方式で行なわれ、その結果がδであり、
δが基準値ＣＩを超えるときは蒸発器の霜取りが制御さ
れる。

この方法は、かくして霜取りを意図通りにすることを可
能にし、又命令値が第一回目の測定値により与えられる
ので、この方法は外部条件に独立であることができる。

他の特徴古して、差△Ｐｏが時刻ｔ。に値Ｃ６と比較さ
れ、△ＰｏがＣ６を超えると霜取りが制御される。この
値Ｃ８は装置の特性に基づいて選択される。この方法の
この段により、基準としてとられた初回測定値が霜の存
在するときには、又は他のいかなる好ましからざるパラ
メータがあるときにはなされないことが確実となり、さ
らに必要であれば数回測定を繰返し、もしも数回、例え
ば４回、の試行の後に差△Ｐｏが基準値Ｃ８を超えない
ときは、装置が停止されるようにし得る。

さらに他の特徴によれば、本蒸発器の制御はパラメータ
Ｐ２が基準値Ｃ２を超えると中断される。

好ましくは、測定されたパラメータは温度又は実際−Ｆ
圧力である。

本発明は又、流体を表示するパラメータを測定し得る少
くとも二つの装置を含む、上述方法達成のための装置を
与えるのであるが、その場合、上述の各装置が蒸発器の
両側に位置され、かつ上述のパラメータを示す不断の信
号を発生する装置と、上述の感知器により測定されるパ
ラメータの値開の差を各時刻に計算し、その差を装置始
動時に存在した初期直と比較してその比較結果値の関数
として蒸発器の霜取り装置を作動せしめる制御信号を発
生し得る処理装置と、が具備される。

好ましい実施例によれば、これらの測定装置はアナログ
信号を与える温度感知器であって上述の信号処理を行う
マイクロプロセッサに対しこれらの信号を入力せしめる
アナロクデジタル変換器、に関連されている。

さらに本発明の好ましい特性によれば、温度測定装置は
、 大まかに調節可能な強度の電流が通電され、二つの基準
抵抗と直列に装架される少くとも二つの温度可変抵抗と
、 少くとも四つの温度チャンネルを具備した信号多重化装
置番こしてそれらチャンネルの少くとも二つが各々に可
変抵抗端における電圧を表わすアナログ信号を受信する
一方、他の二つのチャンネルが各々に基準抵抗端におけ
る電圧を表わす信号を受信する多重化装置であって、こ
の多重化装置はさらに出力チャンネルと、任意時刻に上
述の入力チャンネルの一つを選択してこれを前記出力チ
ャンネルと通信せしめる選択装置と、 この多重化装置から発生する信号を交流信号に変換し、
その際交流信号のパラメータの一つがその対応の信号の
電圧に比例しており、信号が直接にマイクロプロセッサ
により処理されるようにされた、変換器と、 を含む。

本発明によれば、本変換装置は交流信号を発生し得て、
その周期は対応の信号の電圧に比例するものとし得るが
、もう一つの実施例では、対応信号の電圧に比例した周
波数の信号を発生することができる。

本発明の好ましい実施例によれば、本処理装置は毎秒当
り一回の比較が可能なマイクロプロセッサにより構成さ
れる。

本発明は非限定的な例として示す実施例についての以下
の説明を通してよりよく理解されよう。

説明は添付の図面を参照して行う。

第１図は本発明の霜検出装置が関連された熱ポンプの蒸
発器部分を路線図で示す。

冷却流体が循環する蒸発器（１）が通風器（３）により
起生された空気流（２）中に配置される。冷却流体の循
環回路（４）は減圧器（３５）を含む。この回路は長方
形（５）によって表わされる熱ポンプの熱交換装置の残
りの部分により閉じられており、特に、そして通常は、
圧縮器と凝縮器とを含む。回路（４）は凝縮器及び減圧
器（３５）のバイパスとなるような通過ループを含む。

このループはサーボ電動機（３０）に関連された三チャ
ンネル升（力により制御される。通風器（３）には定礎
スイッチ（８）が設けられている。二つの温度ゾンデ（
９１（１０）が空気流（２）内に置かれ、ゾンデ（９）
は蒸発器の上流に、ゾンデ００）は下流に、置かれる。

これらのゾンデは各々、中間ケーブル（１２１（＋３１
とアナログ−デジタル変換器（３１）（３２とを介して
マイクロプロセッサ（１１）に接続される。

例示した装置は次のように作動する。本システムの正規
運転される、すなわち、冷却流体が蒸発器内を循環する
ときは、バイパス回路（６）が閉じられ、通風機（３）
が蒸発器（１１に向け、かつこれを通過させるように、
空気流（２）を吸引し供給し、蒸発器は媚無し状態Ｏこ
ある。成る時間１＋の後、永続的状態が到達される。

時刻ｔ１から監視用マイクロプロセッサが作動し始め、
約１秒の間隔の規則的時間だけ離れた時刻ＪＩＣソンゾ
ンデ）により測定された温度と、ゾンデ（１０）により
測定された温度との差△Ｔの計算が行なわれる。最初Ｏ
こ得られた測定値△Ｔｏが基準測定値として採用され、
メモリ中に記録される。各時刻ｔ１においてマイクロプ
ロセッサは△Ｔ１を△Ｔｏに比較する。△Ｔ、が△Ｔｏ
より一定値に大きくなると、マイクロプロセッサが通風
器のスイッチ（８）を作動させる信号を発する。この信
号は又、サーボ電動機（３０）に作用してサーボ電動機
（３０）が三チャンネル弁（７）全作動せしめる結果、
冷却流体がバイパス回路（６）を循環するようにさせる
。同時に、マイクロプロセッサは下流ゾンデ００）によ
り測定された温度を監視し、その温度が限界値の上に戻
ればマイクロプロセッサは新たな信号を出し、この信号
がスイッチ（８）とサーボ電動機（３０）との作動によ
ってシステムを正規運転に戻し、その結果前と同様のサ
イクルが繰返される。

このシステムはこのようζこ始動時の装置を監視するの
で、△Ｔｏ測定特定時発器が霜付き状態にある場合、或
いは冷却流体循環回路に故障が起きた場合の状況に考慮
することができる。そのため、マイクロプロセッサは間
隔へＴｏを限界値と比較し、△Ｔｏがこの値を超えてい
ると鞘取りを開始する。

実際、この場合は熱交換が十分に行なわれておらず、ま
た蒸発器が霜付きになっている、と考えられる。この過
程は正規運転が得られるまで、数回繰返して行えるが、
マイクロプロセッサは数回、例えば４回、の霜取りの後
に正規運転が得られないときは、完全停止を命する。本
方法のこの局面が、全監視期間中考慮される値へＴｏが
本装置の正規状態ζこ対応することを確実にする。

第２図は本発明の一変形を示すが、これによれば二つの
標準的抵抗と並列に装架された二つのプローブ（探針）
と、多重化装置と、デジタル信号発生器とを含む装置を
用いて温度が測定される。

このマイクロプロセッサは温度の計算と霜取りの監視を
行う。

第２図で、第１図と同一の素子は同じ参照番号が付され
ている。蒸発器の両側には温度ゾンデ（１０１）　（１
０２）があって、各々が温度の関数として変化する抵抗
器によって構成される。これら二つのゾンデは、ハウジ
ング（１０３）内に配置された二つの基準抵抗器であっ
て直流により基準抵抗を与えることも出来るもの、と並
列に装架される。ケーブル（１０５）（１，０６）は四
線導体で、ゾンデと抵抗器との配置を可能にすると共に
可変抵抗端における電圧の測定を可能にする。多重導体
ケーブル（１０７）がハウジング（１０３）を多重化装
置（１０９）に接続する。この線は多重化装置の入力母
線に、可変抵抗端と基準抵抗端とにおける電圧を与える
。多重化装置の出力は増幅器（１１０）に接続された後
、マイクロプロセッサ（１１２）に接続されたアナログ
デジタル変換器（１１１）に接続され、マイクロプロセ
ッサ（１１２）自身は制御命令用の透明ケーブル（１２
０）ρとよって多重化装置（１０９）　ｌこ接続される
。

マイクロプロセッサは多重化装置の呼出しくａｄｄｒｅ
ｓｓｉｎｇ　）と温度の計算を可能にする三の規則を遂
行すると共に蒸発器上における霜の存在を検出するに必
要ない、ういろの動作を行なう。

アナログ変換器（１１１）は入力端に現れた電圧に比例
した周波数をその出力端に与える電圧制御発振器である
ことが望ましい。

又、周期から、インパルス数が周期に比例するインパル
スを計数することにより、マイクロプロセッサが作動さ
れるようにインパルス幅変調器を使用することも可能で
ある。

例示した装置は例えば通風機が作動中であること、又は
通風機の外部空気入口が枯葉等の物によって邪魔されて
いないこと、を示すための別の監視素子を含むことがで
きる。この装置は仏国特許出願第８０６０１０３号の「
家庭用又は工業用の加熱装置」に記載されているような
熱ポンプの蒸発器を監視するに特に適している。

さらに本発明は上述の実施例に限定されておらず、逆に
すべての設計変更例を含むものである。

【図面の簡単な説明】

・　　第１図は本発明の第一実施例を示し、第２図は本
発明の第二実施例を示す図である。 ■・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・　蒸発器３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・通風機９、１０．１０１．１０２・・
・・・・　温度感知器１１、１１２・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・　信号処理装置手続補正書（自発
） １　事件の表示 昭和５８年特許願第２４１７９３号 ２　発明の名称 蒸発器の監視兼制御の方法及び装置 ３　補正をする者 事件との関係　　出願人 名　称　　ソシエテ・ナシオナル・エルフ・アキテーヌ
４代理人 住　所　　東京都千代田区永田町１丁目１１番２８号明
細書中、発明の詳細な説明の欄。 ７　補正の内容 別紙のとおり （１）第１７頁第２行の「マイクロプロセッ→ノーＪｆ
Ｊフランス特許出願第８２　１９　７６５号の第１図を
参照すると、図示の装置の機能は主にマイクロプロセッ
サにより保証されていることが容易にわ力Ｓる。このマ
イクロプロセッサ」と訂正する。 （２）第１７頁第６行の［アナログ変換器（ｌｌｌ）は
］の後ｌこ「、上記特許出願第８２１９７６５号に記載
されているように、」を加入する。 手続補正書 １　事１！１の表示 昭和５８年特訂願第２／１１７９３号 ２　発明の名称 蒸発器の監視４９制御の方法及び装置 ３　補正をする者 事ｆ７＋どの関係　　出願人 名　称　　ソシエテ・ナシＡナル・ＸＬルフ・アキテー
ヌ４代理人 イ１　所　　東京都千代ｆｆ１区永［［１町１丁目１１
番２８月６　補正の対象 明ｔ（Ｉｔ用のタイプ郡山（内容に変更なし）７　補正
の内容 別紙のとおり ４０３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）第一の流体が循環する蒸発器の監視兼制御方法に
   して、該蒸発器（こはこれを通過すべく運動される第二
   の流体が接触しており、該第二流体が熱を該第−流体に
   伝達して該第−流体の蒸発を促進し得るようにされた該
   蒸発器の監視兼制御の方法であって、該方法は該蒸発器
   上の霜の存在を検出すると共にその除去を可能にし、該
   蒸発器の上流における該第−流体の状態を示すパラメー
   タＰ１と該蒸発器の下流における該第二流体の状態を示
   すパラメータＰ２との測定を含み、これらの測定は初期
   時から決定される時刻ｔ１にて行なわれ、さらに該方法
   は各時刻に該二つのパラメータＰＬ、Ｐ２間（こ存する
   差△ｌ）。 を計算して各時刻１１にこの差△Ｐｉを初期時ｌこ測定
   された差△Ｐｏと比較し、この比較が減算方式で行なイ
   っれる結果、パラメータδ（デルタ）が得られ、δが基
   準匝Ｃ１を超えると蒸発器の箱取りを制御する、監視兼
   制御方法。 （２、特許請求の範囲第（１）項に記載の方法において
   、該差△Ｐｏが少くとも一度、時刻ｔ。に基準値Ｃｏと
   比較され、△Ｐｏが値Ｃ８を超えているときは霜取りが
   制御される、方法。 （３）特許請求の範囲第（１）項に記載の方法において
   、パラメータＰ２が該基準値Ｃ８の上に戻ると該霜取り
   制御が中断される、方法。 （４）特許請求の範囲第（１）項ないし第（３）項の一
   つに記載の方法において、測定される該パラメータが圧
   力である、方法。 （５）特許請求の範囲第（１）項ないし第（３）項の一
   つに記載の方法において、測定される該パラメータが温
   度である、方法。 （６）蒸発器の監視兼制御装置にして、第一の流体の循
   環回路に関連されると共に通風機番こより該蒸発器を通
   過すべく運動される第二の流体と接触される該監視兼制
   御装置であって、該蒸発器の両側に配置されて該第二流
   体と接触される少くとも一対の温度感知器と、これら感
   知器から発出される信号の処理装置とを含み、該処理装
   置が各時刻に該二つの感知器により測定された温度間の
   差を求めると共にさらにこの差を、装置始動時に存在し
   た初期値差と比較することにより、該比較の結果の関数
   として該蒸発器の霜取り装置を作動開始させる制御信号
   を発生する、監視兼制御装置。 （７）特許請求の範囲第（６）項に記載の装置において
   、該温度感知器が該温度を示す連続信号を発生し、該処
   理装置がマイクロプロセッサにより構成される装置。 （８）特許請求の範囲第（７）項Ｏこ記載の装置におい
   て、該温度に対して可変な抵抗器ζこして大まかに調節
   可能な電流が通電され、かつ二つの基準抵抗器と直列に
   装架される、該抵抗器０こよって該温度感知器が構成さ
   れ、さらに該装置が、少くとも四つの入力チャンネルを
   備えた信号多重化装置にして、その少くとも二つのチャ
   ンネルが各々に該可変抵抗器端における電圧を示すアナ
   ログ信号を受信し、他のチャンネルの少くとも二つが各
   々に該基準抵抗器端における電圧を示す信号を受信する
   ようにされた多重化装量であって、さらに出力チャンネ
   ルと、各時刻に該入力チャネルの一つを選択してそれを
   該出力チャンネルＯこ通信せしめる選択装置とを含む該
   多重化装置と、 該多重化装置から発出する信号を交流信号に変換せしめ
   、その際、該交流信号の構成パラメータの一つが対応の
   信号の電圧に比例するようにし、該信号が該マイクロプ
   ロセッサにより直接に処理され得るようにされた、変換
   装置と、を含む装置。 （９）　　特許請求の範囲第（８）項に記載の装置にお
   いて、該変換装置が交流信号を発生し、その際、該信号
   の周期が対応の信号の電圧に比例するようにされた、装
   置。 （１０）特許請求の範囲第（８）項に記載の装置におい
   て、該変換装置が交流信号を発生し、その際、該信号の
   周波数が対応の信号の電圧ζこ比例するようにさｎた、
   装置。