JPS5934256B2

JPS5934256B2 - 空気調和機

Info

Publication number: JPS5934256B2
Application number: JP54100526A
Authority: JP
Inventors: 裕行直田; 紀雄鍵村; 博満田原
Original assignee: Daikin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1979-08-06
Filing date: 1979-08-06
Publication date: 1984-08-21
Also published as: JPS5625631A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は例えば共通の循環水系統を持つ複数台の空気熱
源式ヒートポンプユニットによって暖房運転を行わせる
空気調和機に関し、詳しくはデフロスト運転によるコー
ルドドラフトの発生を防ぐとともに、きめ細かい水温制
御を行って快適環境の醸成に寄与し得る如き空気調和機
の制御力式を提供するものである。

この種の空気調和機で暖房する場合に、従来のものは各
々のヒートポンプユニットがそれぞれ独立した除霜制御
系によってデフロスト運転を行ねせるようにしていた為
、複数台のヒートポンプユニットがランダムに並行して
デフロスト運転に入るようになり、その結果、デフロス
ト運転中のユニット台数が多くなったときに循環温水の
温度が急激に低下してコールドドラフトを感じさせる問
題があったし、水温の低下・上昇が急激で温度変動が大
きいことから各ユニットが頻繁に発停し、圧縮機が過熱
しあるいは液戻りによって損壊するなど種々の悪影響を
冷凍系に与えることがあった。

また、ヒートポンプユニット各々についての発停回数が
一様にならなくて、暖房運転が少数の特定ユニットに偏
り、故障を起し易くなる問題かあったり、複数台のユニ
ットが同時に起動して大電流が流れ配線系統に障害を与
える欠点があった。

本発明は上述の欠陥を排除するために成されたものであ
って、特に複数台のヒートポンプユニットについてデフ
ロスト運転の必要が生じた場合には、デフロスト運転指
令が早く発せられたものからデフロスト運転に入らせる
とともに、暖房運転中のヒートポンプユニットの半数以
上を同時にデフロスト運転させないように、デフロスト
運転指令が遅く発せられたものを暖房運転のま５待機さ
せる如くしたことを特徴とするものである。

以下に、本発明の具体的内容につき添付図面によって詳
述する。

第１図においてｉａ、ｌｂ”・１ｎ−１’、１
ｎ（例えばｎ−８）は略々同能力の８台の空気熱源
式ヒートポンプユニット（以下ヒートポンプユニットと
略称する）であって、各ヒートポンプユニット’１ａｔ
ｉｂ・・・は圧縮機、対空気用熱源側熱交換器。

四路切換弁、膨張弁、対水用利用側熱交換器等冷凍運転
に必要な各機器をケーシング内に収納して有しており、
対水用利用側熱交換器における水循１里系は各ヒートポンプユニットに共用させた単一、パ回
路を構成している。

それ等ヒートポンプユニツｔｌａ・・・は電気制御系を
集中制御盤２に中継盤３を介し一括接続させていて、冷
房あるいは暖房の一斉または部分運転が、また暖房時に
おけるデフロスト選択運転が成されるようになっている
。

前記集中制御盤２は、その暖房運転時における制御態様
が本発明の構成と特に関連を有しているものであるから
、以下暖房運転について説明する。

集中制御盤２は暖房負荷の軽重に応じてヒートポンプユ
ニット１ａ・・・の同時的運転台数を設定し、運転・停
止を指令する暖房運転指令系と、各ヒートポンプユニツ
Ｈａ・−・・・・・・・における対空気熱源側熱交換器
の蓋箱状態を検出し対応するヒートポンプユニット１ａ
・・・・・・・・・のデフロスト運転を行わせるデフロ
スト信号を発するデフロスト運転指令系と、それ等両運
転指令系の指令を受けると、各ヒートポンプユニット１
ａ・・・・・・・・・に対してデフロスト運転指令を発
する制御装置とからなっていて、その１例を第２図にブ
ロック示している。

第２図々示回路は、ユニット運転信号発信部４゜第１パ
ルス発生手段としてのパルス発生回路５゜第１加減算手
段としての加減算カウンタ６、デフロスト入力信号発信
部Ｉ、フリップ・フロップ回路からなる緩衝回路８．第
２パルス発生手段としてのパルス発生回路９．第２加減
算手段としての加減算カウンタ１０．比較手段としての
比較回路１１、第３パルス発生手段としてのパルス発生
回路１２．ユニット制御手段としてのユニット制御器１
３．出力部１４ならびにリセットタイマ１５から構成さ
れていて、各部についての機能は下記の如くなっている
。

ユニット運転信号発生部４は水温サーモあるいは操作ス
イッチによって発停する８台のヒートポンプユニッＮａ
ｔｌｂ・・・・・・・・・各々の運転状態を、運転の場
合は「１」、停止の場合は「０」のディジクル信号で出
力する。

パルス発生回路５はユニット運転信号発信部４から入力
される信号の変化、即ち「１」→「０」あるいは「０」
→「ｌ」を検出して〔「ｌ」→「０」〕のときは後段の
加減算カウンタ６にダウン信号（パルス）を１発出力し
、〔「０」→「１」〕のときはアップ信号（パルス）を
１発出力する。

加減算カウンタ６はパルス発生回路５から出されるパル
スの数をカウントして、アップなら＋１゜ダウンなら−
１の演算を行い４桁の２進符号（この値を■とする）で
４ビツトの比較回路１１に出力する。

デフロスト入力信号発信部Ｉは８台のヒートポンプユニ
ット１ａ・・・から送られてくるデフロスト要求信号（
デアイサに直結される）を受けて、デフロスト要求の場
合は「１」、デフロスト不用の場合は「０」のディジタ
ル信号で出力する。

緩衝回路８はデフロスト入力信号発信部１の信号が〔「
０」→「１」〕に変化するとこれを自己保持（記憶）し
て、デフロスト要求の有無をユニットＴｉｔ御器１３に
出力する。

なお、前記自己保持はリセットタイマ１５が設定時間例
えば１０分間でカウントアツプするか、またはユニット
運転信号発信部４の信号が「０」（停止）になるとリセ
ットして前記ユニット制御器１３に「０」を出力する。

パルス発生回路９はユニット制御器１３から入力される
信号の変化〔「１」→「０」〕又は〔「０」→「１」〕
を検出し、デフロスト終了、即ち〔「１」→「０」〕に
なると加減算カウンタ１０にダウン信号（パルス）を２
発出力し、−力デフロスト開始、即ち〔「０」→「１」
〕になるとアップ信号（パルス）を２発出力する。

加減算カウンタ１０はパルス発生回路９から出力される
パルスの数をアップのときは「１」、ダウンのときは「
−１」で数えて、４桁の２進符号（この値を２人とする
）で４ビツトの比較回路１１に出力する。

比較回路１１は加減算カウンタ６と１０の値を比較して
２Ａ＜Ｂの場合はパルス発生回路１２に「１」を出力し
、２人≧Ｂの場合はパルス発生回路１２に「０」を出力
する。

パルス発生回路１２は、比較回路１１の出力が「１」の
場合にのみ一定時間例えば数ｍセカンドの間隔でパルス
をユニット制御器１３に出力する。

−）ｔ’／）、デフロスト要求ユニットの数が運転中の
ユニットの半数以下の場合には一定時間の間隔でパルス
を発することとなるユニット制御器１３は第３図々示の如く、８進カウンタ
１６．復号器（デコーダ）１７．アンド回路１８．およ
びフリップフロップを要素とする緩衝回路１９からなっ
ていて、パルス発生回路１２からのパルスが１発入力さ
れる毎に、即ちデフロストが開始可能な条件２Ａ＜Ｈの
ときに、順次１台ずつヒートポンプユニット１ａ・・・
をチェックしてゆき、あるユニツｔｌａが暖房運転中（
ユニット運転信号発信部４の出力が「ｌ」）でかつデフ
ロスト要求信号（緩衝回路８の出力が「ｌ」）のある場
合に、出力部１４を付勢し、リレー等を介して当該ユニ
ツｔｌａのデフロストを開始サセると同時に、パルス発
生回路９への出力を「１」にする。

さらにこれと同時にリセットタイマ１５に出力「ｌ」を
送ってカウントを開始させる。

リセットタイマ１５は各ヒートポンプユニット１ａ・・
・に対応して８個あり、ユニット制御器１３からの出力
が「ｌ」のときにカウントを行い、１０分間カウントす
れば、そのタイマに対応するユニットの緩衝回路８をリ
セット即ち〔「１」→ｒＯＪ）してデフロスト終了させ
る。

なお、ユニット制御器１３からの出力が「０」になると
リセットタイマ１５はリセットされる。

以上述べた如き回路構成になる空気調和機の暖房時期に
おける運転制御態様を次に説明すると、複数台のヒート
ポンプユニット１ａ・・・のデフロスト信号は１個所に
まとめられて、デフロスト信号が到来した場合は暖房運
転を継続したま５の待機とデフロスト運転の何れかを行
わせるのであるが、この場合にデフロスト信号の入力総
数（Ａ台）が運転中のユニットの総数（Ｂ台）の半数を
超えないように、デフロスト信号の入力された順に随っ
て暖房運転からデフロスト運転に切り換えて行き、デフ
ロストが必要な残りのユニットは暖房運転を継続し待機
状態にセく。

そして、１台でもデフロストが終了すると待機中のユニ
ットをデフロスト信号が早く発せられたものからデフロ
ストに切り換えて行く。

かくして暖房運転台数とデフロスト運転許容台数との関
係は下表の如くなる。

なお、デフロスト運転中にもか５わらず、水温が上昇し
てサーモが停止指令を出した場合には、暖房運転中のユ
ニットが停止することによって、上記表の関係が満足さ
れなくなっても、この場合に限り、デフロスト運転中の
ユニットはそのま５デフロストを継続させてもよい。

以上述べたデフロスト制御の１例を４台のヒートポンプ
ユニットが運転している場合について経時的に示すと第
４図のタイミングチャートの如くなる。

第４図中、斜線を施した部分はデフロスト運転台数が暖
房運転台数よりも多くならないようにするために、待機
状態におかれている時間帯を示している。

このようにデフロスト運転のユニット台数を暖房運転中
のユニットよりも多くならないように匍ｊ御することに
よって、デフロスト運転による水温低下を抑えることが
可能であるが、さらに各ユニットについての年間発停回
数を均一にさせて故障発生のおそれを可及的に予防せし
める手段を講じることは好ましい態様である。

そのためには運転機についてのローテンション起動停止
を行わせることが好適であって、例えば４ステツプサー
モを用いて水温検出を行い、暖房時において設定温度に
近い力から第１．第２．第３、第４の４ステツプで指令
信号を発するようにさせる一力、第１ステツプでは３台
、第２ステツプでは２台、第３ステツプでは２台、第４
ステツプでは１台を発停制御させるようにする。

そして、早く停止したものから暖房運転に入らせ、かつ
早く暖房運転に入ったものから停止させるよう制御回路
を構成することによって、第５図の運転衣に例示する如
く、各ユニットにおける運転回数を平均化させ、運転の
順序を規定した方式が発停回数に大巾な差を有している
のとは対照的な結果を警らし所期の目的を十分達成する
ことが可能である。

なお、第２図々示回路において、パルス発生回路１２に
より一定時間の間隔でパルスを発生させているのは次の
ような理由にもとづくものである。

比較回路１１において運転中のユニット数とデフロスト
運転中のユニット数の２倍との比較を行っているが、２
台以上のユニットが同時に発停したり、２台以上のデフ
ロスト信号が同時に入力されるような場合には運転中の
ユニットの半数を超えてデフロスト運転が行われるおそ
れがあることから、デフロストを開始してよい条件にな
れば、ハルスヲ発生させ、このパルス１発について最大
１台ずつデフロストを開始させるようにしている。

即ち、１台デフロストを開始すれば、比較回路１１の条
件が（２Ａ→２（Ａ＋１））のように変わるので、この
比較結果が出力されるまでの時間を稼ぐために適当なパ
ルス間隔を設けているのである。

なお、以上述べた実施例はヒートポンプチラーＨａ・・
・・・・・・・が８台と偶数の場合を例示したが、ヒー
トポンプユニット１ａ・・・・・・・・・が奇数台の場
合には、加減算カウンタ１０に予じめベースとしてアッ
プ信号「１」を１つ与えておいて比較回路１１において
２人＋１とＢとの比較を行わせるようにし、２Ａ＋１＜
Ｂであれば出力「ｌ」を発せしめ、２Ａ＋１≧Ｂであれ
ば出力「０」を発せしめるようにすればよい。

本発明は以上詳述したところから明らかな如く、複数台
の空気熱源式ヒートポンプチラーＨａ。

１ｂ・・・・・・・・・と、暖房負荷の軽重に応じてサ
ーモ信号により前記ヒートポンプユニット１ａ、１ｂ・
・・の運転、停止を指令する暖房運転指令系と、各ヒー
トポンプユニット１ａ、１ｂ・・・・・・・・・におけ
る対空気熱源側熱交換器の着霜状態を検出し対応するヒ
ートポンプユニットｉａ、ｉｂ・・・・・・・・・のデ
フロスト運転を行わせるデフロスト信号を発するデフロ
スト運転指令系と、前記両運転指令系の指令を受け、各
ヒートポンプユニットＩａｔｌｂ・・・・・・・・・に
対してデフロスト運転指令を発する制御装置とから空気
調和機を構成して、前記制御装置の作動によって前記各
ヒートポンプユニット１ａ、１ｂ・・・に対しデフロス
ト運転指令の早いものからデフロスト運転に入らせると
ともに、暖房運転中のヒートポンプユニットの半数以上
を同時にデフロスト運転させないようにデフロスト運転
指令の遅いものを暖房運転のまメ待機させる如くしたか
ら、例えば暖房熱源として循環水を利用するヒートポン
プチラーなどの場合に、デフロスト運転による水温低下
が抑えられ、その結果ヒートポンプユニットの発停回数
が減って機械の故障に結び付く原因を少くし長寿命の運
転をはかることができる。

また、極端な水温低下を防止し得ることから、デフロス
トによるコールドドラフトの問題も解決され、快適な環
境を醸成し得る効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明空気調和機の電気接続系統を略示する斜
視図、第２図は第１図々示空気調和機における暖房・デ
フロスト運転制御系のブロック線図、第３図は第２図に
おけるユニット制御器のブロック線図、第４図は同じく
デフロスト運転状態を示すタイミングチャート、第５図
は本発明空気調和機の例に係る暖房運転時のユニット発
停状態を示す運転表である。１ａ、１ｂ・・・・・・空気熱源式ヒートポンプユニッ
ト、２・・・・・・集中制御盤、３・・・・・・中継盤
、４・・・・・・ユニット運転信号発信部、５・・・・
・・パルス発生回路、６・・・・・・加減算カウンタ、
１・・・・・・デフロスト入力信号発信部、８・・・・
・・緩衝回路、９・・・・・・パルス発生回路、１０・
・・・・・加減算カウンタ、１１・・・・・・比較回路
、１２・・・・・・パルス発生回路、１３・・・・・・
ユニット制御器、１４・・・・・・出力部、１５・・・
・・・リセットタイマ。

Claims

【特許請求の範囲】

１複数台の空気熱源式ヒートポンプユニット１ａ、Ｉ
ｂ・・・と、暖房負荷の軽重に応じてサーモ信号により
前記ヒートポンプユニット’ｌａ、ｌｂ・・・の運転、
停止を指令する暖房運転指令系と、各ヒートポンプユニ
ット１ａ＋１ｂ・・・における対空気熱源側熱交換器の
着霜状態を検出し対応するヒートポンプユニット１ａ、
１ｂ・・・のデフロスト運転を行わせるデフロスト信号
を発するデフロスト運転指令系と、前記両運転指令系の
指令を受け、各ヒートポンプユニット１ａ、１ｂ・・・
に対してデフロスト運転指令を発する制御装置とからな
り、この制御装置は、前記サーモ信号を受けて各ヒート
ポンプユニット’ｌａ、１ｂ・・・の運転状態に
応じ暖房運転信号又は暖房停止信号を出力するユニット
運転信号発信部４と、前記暖房運転信号又は前記暖房停
止信号の変化を検出してアツプヌはダウンのパルス信号
を出力する第１パルス発生手段５と、前記アップ信号又
は前記ダウン信号を加減演算して暖房運転中及びデフロ
スト運転中のヒートポンプユニット１ａ、１ｂ・・・の
合計台数に相当する信号を出力する第１加減算手段６と
、前記各ヒートポンプユニツ）ｉａ、ｉｂ・・・からの
デフロスト信号を受けて、この信号に対応した信号を出
力するデフロスト入力信号発信部Ｔと、各ヒートポンプ
ユニット１ａ、１ｂ・・・のデフロスト運転開始信号又
はデフロスト運転終了信号の変化を検出してアップ又は
ダウンのパルス信号をその２倍値で出力する第２パルス
発生手段９と、この第２パルス発生手段９の出力を加減
演算してデフロスト運転中のヒートポンプユニット台数
の２倍に相当する信号を出力する第２加減算手段１０と
、この第２加減算手段１０から出力される信号の値と前
記第１加減算手段６から出７カされる信号の値とを比較
して、デフロスト運転台数が該運転台数と暖房運転台数
との合計値の半分を超えない範囲でデフロスト運転信号
を出力する比較手段１１と、この比較手段１１から出力
されるデフロスト運転信号を受けてパルスを発生する第
３パルス発生手段１２と、前記デフロスト入力信号発信
部１からのデフロスト信号を受けて、該デフロスト信号
を発したヒートポンプユニット順に暖房運転を継続した
ままデフロスト運転待機状態を保持し、前記第３パルス
発生手段１２からのパルスを受けて前記デフロスト信号
を発したヒートポンプユニット順にデフロスト運転待機
状態の保持を解除すると共に、前記各ヒートポンプユニ
ツＦｉａ＞ｌｂ・・・ニ対応する前記デフロ
スト運転開始信号又は前記デフロスト運転終了信号を出
力するユニット制御手段１３とを備えていることを特徴
とする空気調和機。