JPS6018897B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は空気調和機、さらに詳しくは快適環蜜を維持す
るための自動運転制御装置を備えた新規な構造の空気調
和機に関する。

室温を設定時間に合致するよう自動温度調節を行う方式
の空気調和機は、起動運転時の温度点と運転停止時の温
度点との間に若干の温度差を持たせるようにするのが普
通である。

これは起動と停止が頻繁に行われたり、乱調を来したり
することが無いようにする上で、必要なことである。

しかし乍らこの種の制御形態をとる空気調和機では負荷
状況によっては、停止から運転再開までの運転中断時間
が長くなることがあって、その間に湿度が高くなるなど
の現象により、利用者に対し不快感をもたらす許りでな
く、温度設定替えを再三行わねばならない不便さは勿論
のこと、運転２中断時間の長いことが恰も自動運転の不
正常作動を来したかの如き誤認を与える点もあって好ま
しくなかった。

本発明はか）る実状に対処して、上述する諸問題点を悉
く排除することが可能であり、しかも快３適環境の維持
をはかり得る如き新規な構成の空気調和機を提供しよう
として成されたものであって、特に冷房運転を行わせる
空気調和機に対して、室温度検出回路１７と、圧縮機駆
動回路１８と、計時回路２０と、温度シフトダウン回路
１９３とを備えしめて、圧縮機駆動回路１８によって室
温度検出回路１７からの起動信号で圧縮機１を駆動し、
停止信号で圧縮機１を停止せしめて自動温度調節を行わ
せる一方、圧縮機１が停止した時点から計時回路２川こ
よって計時を開始し、一定時間ら計時するまでに室温度
検出回路１７から起動信号が発せられると圧縮機１を駆
動して冷房運転に入らせ、また、一定時間ち計時するま
でに凝縮器起動信号が発せられなければ、温度シフトダ
ウン回路１９によって室温度検出回路１７の起動信号発
生温度点Ｔ，をそれよりも低い中間温度点Ｔ，Ｌに強制
的にシフトダウンさせるようになしたものであり、さら
にこのシフトダウンを前記起動信号の発信によって解除
し元の起動信号発生温度点Ｔ，に戻すようにしたもので
ある。

また、第２番目の発明は空気調和機に除湿機能を付加す
ると共に、前記計時回路２０として３段の計時を行う第
１タイマ回路２２と第２タイマ回路２３とにより形成せ
しめて、圧縮機１停止後の第１設定時間のの間は圧縮機
１の駆動を禁止し、さらにその後第２設定時間ｔＱ経過
しても起動信号が発せられないときは除湿運転を行わせ
ると共に、温度シフトダウン回路１９によって凝縮器起
動信号発生温度点Ｔ，をそれよりも低い中間温度点Ｔ，
しにシフトダウンさせ、その後に発する起動信号によっ
て前記シフトダウンを解除させると共に計時を開始させ
て、第３設定時情制２が経過した時点で除湿運転を冷房
運転に切換えるようにしたものである。

以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて詳しく説
明する。

第１図は本発明空気調和機の１例に係る冷房・除湿機の
基本的冷凍回路を示しているが、一点鎖線で２分してな
る左半部および右半部は夫々室外ユニット、室内ユニッ
トを表している。

室外ユニットは圧縮機１、凝縮器２、ァキュムレータ３
と、電磁弁５を有し、凝縮器２に対して側略したバイパ
ス管４とを具備する一方、室内ユニットは再熱器６、減
圧器７および蒸発器８を具備して、図示の一方向冷煤循
環回路を形成している。

図中、９，１０は室外用ファン、室内用ファンを示して
いる。そして、冷房運転時は電磁弁５を閉止させること
により、高圧冷媒の凝縮熱交換を凝縮器２で相持させて
、再熱コイル６を殆んど機能させないようにし、一方、
除湿運転時には電磁弁５を開放させることにより、凝縮
器２を熱交換の用に供しなく単に受液器として作用させ
ると共に、再熱器６で凝縮熱交換を行わせ、蒸発器８で
熱交換を行って脱緑冷却された室内空気を前記再熱器６
で再熱し、冷風気味あるいは温風気味の除湿運転が成さ
れるものである。

この冷房・除湿の運転を掌る電気回路を第２図に示して
いるが、圧縮機用モータＩＭ、電磁弁５用のコイル５ｓ
、室外ファン用モータ９Ｎ、室内ファン用モータ１０Ｎ
、電磁リレー１１，１２，１３、運転スイッチ１４およ
び制御回路１５からなり、圧縮機用モータＩＮと室内フ
ァン用モータ１０Ｍとは、電磁リレー１２の付勢によっ
て運転し、室外ファン用モータ９Ｍ‘ま電磁リレー１２
が付勢してし、て、電磁リレー１１が消勢のとき高風量
で、該リレー１ １が付勢のとき低風量で運転するよう
になっている。

さらに、前記電磁弁コイル５ｓと電磁リレー１１とは電
磁リレー１３の付勢によって励磁する一方、制御回路１
５は運転スイッチ１４の投入により常に通電が成される
ようになっている。

しかして上記制御回路１５は本発明を特徴づける構成要
部であって、その回路例を第３図に展開示しているが、
該回路１５は直流電源回路１６、室温度検出回路１７、
圧縮機駆動回路１８、温度シフトダウン回路１９、第１
タイマ回路２２と第２タイマ回路２３とを要素とする計
時回路及び切換手段２１からなっている。

直流電源回路１６は上記各回路１７〜２３に低電圧直流
電源を供給するものであり、他の各回路１７〜２３につ
いては第４図乃至第７図を併せ参照しつつ以下、逐次説
明する。

室温度検出回路１７： 冷房・除湿機の室内空気吸込通路に配設したサーミスタ
ＴＨ、可変抵抗ＶＲ、抵抗Ｒ，〜Ｒ３及びコンパレータ
ＣＯ．で構成されていて、サーミスタＴＨが第１、可変
抵抗ＶＲが第２辺、抵抗Ｒ，が第３辺、抵抗（Ｒ２十Ｒ
３）が第４辺となってブリッジ回路を形成し、第１辺・
第２辺の電位ｅ，と第３辺・第４辺間の電位ｅ２とをコ
ンパレータＣＯ．で比較し、この比較結果で後述する圧
縮機駆動回路１８のリレー１２をオン・オフさせる。

室温Ｔｓが高くなると、サーミスタＴＨの抵抗が低下し
て電位ｅ，＞電位ｅ２となり、コンパレータＣＯ．の出
力はＬレベルとなって起動信号を発し、一方、室温Ｔｓ
が低くなると逆に電位ｅ，〈電位ｅ２となり、コンパレ
ータＣＭの出力は高レベルとなって停止信号を発する。

この室温度検出回路１７は起動信号を発するときの起動
信号発生温度点Ｔ，と停止信号を発するときの停止信号
発生温度点Ｔ２との間に前者Ｔ，が後者Ｔ２に比較して
高値となるディフアレンシャルを有する作動をなすもの
である。圧縮機駆動回路１８： トランジスタＱ２，Ｑ３及び電磁リレー１２で構成され
、ＰＮＰ形トランジスタＱ２はベースを前記コンパレー
タＣＯ．の出力端子に抵抗を介し接続し、コレクタを抵
抗を介しＮＰＮ形トランジスタＱのベースに接続してい
る。

一方、トランジスタＱ３は電磁リレー１２のコイル１２
ｃとコレクタ・ェミッタ間を直列接続させている。

コンパレータＣＯ．の出力がＬレベル（起動信号を発し
た状態）になると、トランジスタＱ２，Ｑ３は共に導通
して電磁リレー１２が付勢し圧縮機１を駆動し、一方、
コンパレータＣＯ．の出力がＨレベル（停止信号を発し
た状態）になると、電磁リレー１２が消勢した圧縮機１
を停止する。

切換手段２１： 説明の便宜上計時回路２０に先んじて述べることにする
が、圧縮機駆動回路１８と同要領の回路構成になってい
て、トランジスタＱ７，Ｑ８及び電磁リレー１３からな
り、計時回路２０の最終段におけるコンパレータＣｏ３
の出力がＬレベル（除湿信号を発した状態）になると、
両トランジスタＱ７，Ｑが導通して電磁リレー１３が付
勢し、空気調和機を除湿運転回路となし、一方、コンパ
レータＣｏ３の出力がＨレベル（冷房信号を発した状態
）になると電磁リレー１３が消勢し、空気調和機を冷房
運転回路となすように作動する。

温度シフトダウン回路１９： トランジスタＱ，とダイオードＤ３，Ｄ４とで構成して
おり、ダイオードＱ，は室温度検出回路における第４辺
抵抗の一部抵抗父３を導通作動によって短絡するように
設けられ、一方、ダイオードＤ３は阻止側を前記トラン
ジスタＱのコレクタすなわち電磁リレー１２のコイル１
２ｃのアース側端子に、流通側をトランジスタＱ，のベ
ースに夫々接続し、また、ダイオードＤ４は阻止側をト
ランジスタＱ，のベースに、流通側を前記トランジスタ
Ｑ７のコレクタすなわち抵抗を介し接地側に夫々接続し
ている。

トランジスタＱ７が導通、すなわち除湿信号を発した状
態になるとトランジスタＱが非導適状機（圧縮機１が停
止状態）である場合に限って、トランジスタＱ７の上昇
しているコレクタ電位を、トランジスタＱ，のベースに
与えることとなり、従ってトランジスタＱ，を導通させ
、前記抵抗Ｒ３を短絡し、コンパレータＣＯ．の■入力
側電位を降下させる如く作動する。

かく作動することにより、圧縮機１が停止している状態
で、しかも除湿信号が発せられているときに、室温度検
出回路１７の起動信号発生温度点Ｔ，を談温度点Ｔ，と
停止信号発生温度点Ｔ２との中間の中間温度点Ｔ，Ｌに
自動的にシフトダウンする一方、電磁リレー１２の付勢
、すなわち圧縮機１の駆動により前記シフトダウン作動
は解除されることになる。

計時回路２０： まず第１タイマー回路２２について説明すると、電磁リ
レー１２が付勢から消勢に転じたときから第１設定時間
ｔｏ例えば３分間を通じて、たとえ付勢指令が出される
ようなことがあってもこれとは無関係に強制して電磁リ
レー１２を消勢に保持し圧縮機１の駆動を禁止する回路
である。

トランジスタＱ４、コンデンサＣ，、各紙抗Ｒ，．〜Ｒ
・５、コンパレータＣｏ２およびダイオードＤ，で構成
されていて、次の如く作動する。電磁リレー１２が付勢
したとき、トランジスタＱが非導通となり、タイマー用
コンデンサＣ，には各抵抗Ｒ肌 Ｒ，５を通じて該コン
デンサＣ，と並列させた抵抗Ｒ，．の電圧に相当する電
荷が略々瞬時に充電される。

また、電磁リレー１２が消勢から付勢に転じた時点では
、コンパレー夕Ｃｏ２の出力はＨレベルの電圧になる。

そして前記トランジスタＱ３がオフとなると、即ち圧縮
機１が停止すると、トランジスタＱはオンとなって導通
し、コンパレータＣ笹の由入力側電位は抵抗Ｒ，８とＲ
，４の分圧電位が入力される一方、コンパレータＣｏ２
のｅ入力側電位は前記分圧電位よりも高電位となり、コ
ンデンサＣ，の電流が抵抗Ｒ，．を通じて放電する第１
設定時間ｔｏ（３分）中は、コンパレータＣｏ２の出力
がＬレベルとなるため、トランジスタＱのベースはダイ
オードＤ，を介してＬレベルになる。従ってトランジス
タＱ３のオフ状態を３分間保持する。

，そしてコンデンサＣ，の充電電荷
が抵抗Ｒ，．によつて放電完了する３分後に、コンパレ
ータＣｏ２の出力をＨレベルに転じさせ、トランジスタ
ＱのベースがＬレベルであるのを解放する。

かくして圧縮機１が停止して時点から３分間は、たとえ
室温が第７図に示すように圧縮機１の起動のため起動信
号発生温度点Ｔ，に達したとしても再投入されることは
防止される。

なお、この第１設定時聞けまコンデンサＣ，および放電
抵抗Ｒ，．の容量選定によって長短調節可能０であるが
、冷凍回路における圧縮機１停止後の高圧、低圧の差が
漸次小さくなってバランスのとれたところまで推移する
時間よりも短くすることは本願発明の趣旨から逸脱する
ものであり、従って高低圧のバランスがとれて再起勤時
に過負荷を与夕えない状態になる時間以上に設定するこ
とが必要である。

次に第２タイマ回路２３について説明すると、この回路
２３はトランジスタＱ５，Ｑ６、コンデンサＣ２、ダイ
オ−ド○２，Ｄ５、抵抗Ｒ５〜Ｒ６、コンパリレータＣ
ｏ３を要素として構成されている。

上記回路２３の作動を分説すれば、‘ィー 第１タイマ
回路２２が作動中、すなわちコンパレータコンパレータ
Ｃｏ２がＬレベルの出力を発していると、トランジスタ
Ｑ５，Ｑ６ともにオタ ンとなり、コンデンサＣ２の電
荷は抵抗Ｒ７を通じて放電され、ＯＶ近くになる。

このときリレー１３は消勢している。３分ち経過してコ
ンパレータＣｏ２がＨレベルになると、コンデンサＣ２
には抵抗（Ｒ５十Ｒ６）を通じて充電される。

このときの充電時間ｔＱすなわち第２設定時間は適宜選
定されるが、上記例においては５分に設定されている。

このようにして圧縮機１が停止してからｔ，＝ら十ｔ。
即ち８分経過した時点でコンパレータＣｏ３のｅ入力側
電位が、その田入力側電位以上になると、コンパレータ
Ｃｏ３の出力はＬレベルとなり、トランジスタＱ７，Ｑ
８がオン、電磁リレー１３が付勢して冷凍回路は除湿サ
イクルになる。同時にＴ，→Ｔ，Ｌへの温度シフトダウ
ンが行われる。‘ロ｝ こ）でコンパレ−タＣＯ．がｅ
入力側電位＞由入力側電位のとき、即ち室温Ｔｓが温度
点Ｔ２以上であると、鰭磁リレー１２はオンとなり、（
このときダイオードＤ３の導通によりトランジスタＱ，
はオフ）従って除湿運転に入ると同時に温度シフトダウ
ンは解除される。

し一 この除湿運転中、コンデンサＣ２の電荷は抵抗馬
および抵抗馬、ダイオードＤ５からなる時定数回路を通
じて放電を開始し、第３設定時間らを経過する間に停止
信号発生温度点Ｌにならない場合即ち第４図に示す空調
負荷大なる状態の場合には、第３設定時間ら経過後、電
磁リレー１３はオフ復帰して、除湿運転回路かれ冷房運
転回路に切り室温Ｔｓを早く降下させることができる。

０ 除湿運転中、第３設定時間らを経過する間に停止信
号発生温度点Ｔ２になると、前記【ィー項の通り、抵抗
侭７を通じてコンデンサＣ２の残りの電荷は瞬時に放電
し、電磁リレー１２，１３はオフ復帰し除湿運転が中断
すると同時に、第１タイマ回路２２は復帰と共に再計時
作動する。この運転状態は第５図に示すように空調機負
荷が中程度である場合の運転態様になる。的 前記‘ィ
’項で述べたように除湿サイクルに切換り、かつＴ，→
Ｔ，Ｌへのシフトダウンが行われた状態で、第６図に示
す如く空調負荷が小さい場合には、即ち室温度検出回路
１７のコンパレータＣ。

，が、ｅ入力側電位〈由入力側電位のときは、両電位が
等しくなるまでの時間待機（スタンバイ）状態となり運
転状態には入らなくて、両電位が等しくなって電磁ＩＪ
レー１２が付勢、圧縮機１が運転に入って除湿運転によ
る除運転が再開されると、トランジスタＱ，のベース電
位はダイオードＤ３を通じＬレベルとなるため、もとの
オフ電位に復帰し、従ってＴ，→Ｔ，Ｌへのシフトダウ
ンは解除される。以上の説明によって明らかにしたよう
に上記冷房・除湿機はディフアレンシヤルを有するある
温度設定値に対し、停止時間がある一定時間（ｔ，＝Ｌ
＋ｔＱ）以内で室温Ｔｓが起動信号発生温度点Ｌまで達
したときは冷房運転を再開させ、一定時間ｔ，経過後ま
でに室温Ｔｓが前記温度点Ｔ，まで上昇しないときは該
温度点Ｔ，を中間温度点Ｔ．Ｌまでシフトダウンすると
ともに、室温ｒｓが前記中間温脇点Ｔ，Ｌの達すると除
湿運転を行わせるように作動することを特徴としている
。しかして本発明は設定温度を中間温度点Ｔ，Ｌまでシ
フトダウンした後の再開運転を必ずしも除湿運転にする
ことに限定されるものではなく、これを冷房運転にて行
うことも勿論可能である。

このように冷房運転だけの制御を行わせるには、前記切
換手段２１における電磁リレー１３のコイル１３ｃを回
路から外して切換手段２１を実質的に省略した状態とな
すと共に、第２タイマ回路２３における抵抗Ｒ５，Ｒ６
，Ｒ８を低抵抗となして第２設定時間ｔＱ及び第３設定
時間ｔ２を極〈短時間とすることによって簡単に設計変
えが可能である。 ，さらに前記一定
時間ｔ，は高低圧バランスがとれるまでの時間があれば
足りるものである。

本発明は叙上の如き構成を有するものであって、空気調
和運転停止後の一定時間ｔ，内に室温Ｔｓが設定した起
動信号発生温度点Ｔ，に達したときは空気調和運転を再
開せしめる一方、前記一定時間ｔ，内に室温Ｔｓが前記
温度点Ｔ，に未達の場合は該温度点Ｔ，よりも低く、停
止信号発生温度点Ｌよりも高い中間温度点Ｔ，しにシフ
トダウンして設定温度を基準として、当該設定温度によ
り空気調和運転を再開させる如くしたから、室内負荷が
軽いときなどの現象として運転中断時間が長くなると湿
気の影響で蒸し暑く感じ不快状態となり易いのを解消す
ることが可能となる。

さらに、従来は不快感を覚えると温度調節器の温度設定
替えを人為的に行っていたため、操作に煩雑をもたらす
し、設定替えにより室温の変動を招く欠点があったのに
対して、本発明は自動的に設定温度替えを行い、しかも
運転再開後は再び元の設定温度に復するようにしている
ので、一度温度設定を行えば、後は全く人手を要しない
ので取扱操作は至って便利である。

また、運転中断してから所定時間経過し運転再開しない
場合には前記中間温度点Ｔ．Ｌになる迄の待機を行わせ
るようにしたから、袴定した時間によって強制的に運転
再開するものに比して節電効果が著しくランニングコス
トの低減を果す特徴を有している。

さらに前記一定時間ｔ，が冷凍回路の高・低圧バランス
をとるに十分な時間に設定しているので、運転再開時の
始動に際して圧縮機に対し過大な負荷を与えるおそれは
全くなくなり、円滑な起動が成される等、種々のすぐれ
た効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例に係る冷房・除湿機の冷凍回
路図、第２図は前記冷房・除湿機の電気回路図、第３図
は第２図における制御回路部の展開回路図、第４図乃至
第７図は本発明空気調和機による空気調和運転の各種パ
ターンを示す温度一時間関係線図である。 １・・・・・・圧縮機、２・・・・・・凝縮器、６・・
・・・・再熱器、７・・・・・・減圧器、８・・・・・
・蒸発器、１７・・・・・・室温度検出回路、１８・・
・・・・圧縮機駆動回路、１９・・・・・・温度シフト
ダウン回路、２０・…・・計時回路、２１・・…・切換
手段、２２・…・・第１タイマ回路、２３・・・・・・
第２タイマ回路、Ｔ．・…・・起動信号発生温度点、Ｔ
２・・・・・・停止信号発生温度点、Ｔｓ・・・・・・
室温、Ｔ，い・・・・・中間温度点、ｔ．・・・・・・
一定時間、ｔｏ・・・・・・第１設定時間、ｔＱ・・・
・・・第２設定時間、ｔ２・・・・・・第３設定時間。 多’図孝之図 繋３図 善く図 ※図 菱５図 孝７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧縮機１、凝縮器２、減圧器７及び蒸発器８により
   冷房運転回路を形成して冷房運転を可能とした空気調和
   機であつて、 室温Ｔｓを検出し、この室温Ｔｓと起動
   信号を発するときの起動信号発生温度点Ｔ＿１とを比較
   して起動信号を発し、また前記室温Ｔｓと停止信号を発
   するときの停止信号発生温度点Ｔ＿２とを比較して停止
   信号を発すると共に、前記起動信号発生温度点Ｔ＿１と
   前記停止信号発生温度点Ｔ＿２との間に前者が後者に比
   して高値となるデイフアレンシヤルを有する室温度検出
   回路１７と、 前記室温度検出回路１７からの起動信号
   により圧縮機１を駆動し、停止信号により圧縮機１を停
   止する圧縮機駆動回路１８と、 前記室温度検出回路１
   ７の停止信号により計時開始し、一定時間ｔ＿１計時す
   ると計時終了信号を発する計時回路２０と、 計時回路
   ２０の計時終了信号により前記室温度検出回路１７の起
   動信号発生温度点Ｔ＿１をこの起動信号発生温度点Ｔ＿
   １と前記停止信号発生温度点Ｔ＿２との間の中間温度点
   Ｔ＿１＿Ｌにシフトダウンすると共に、室温度検出回路
   １７の起動信号により前記起動信号発生温度点Ｔ＿１の
   シフトダウンを解除する温度シフトダウン回路１９と、
   を設けたことを特徴とする空気調和機。 ２ 圧縮機１、凝縮器２、再熱器６、減圧器７及び蒸発
   器８により冷房運転回路と除湿運転回路とを形成して冷
   房運転と暖房運転とを切換可能とした空気調和機であつ
   て、 室温Ｔｓを検出し、この室温Ｔｓと起動信号を発
   するときの起動信号発生温度点Ｔ＿１とを比較して起動
   信号を発し、また前記室温Ｔｓと停止信号を発するとき
   の停止信号発生温度点Ｔ＿２とを比較して停止信号を発
   すると共に、前記起動信号発生温度点Ｔ＿１と前記停止
   信号発生温度点Ｔ＿２との間に前者が後者に比して高値
   となるデイフアレンシヤルを有する室温度検出回路１７
   と、 前記室温度検出回路１７からの起動信号により圧
   縮機１を駆動し、停止信号により圧縮機１を停止する圧
   縮機駆動回路１８と、 前記室温度検出回路１７の停止
   信号により計時を開始し、第１設定時間ｔ＿０の間、前
   記圧縮機１の駆動を禁止する第１タイマ回路２２と、
   前記第１タイマ回路２２の計時終了信号により計時を開
   始し、第２設定時間ｔ＿２の経過後に除湿信号を出力す
   る一方、除湿信号出力中であつて、前記室温度検出回路
   １７の起動信号により計時を開始し、第３設定時間ｔ＿
   ２の経過後に除湿信号から冷房信号に切換えて出力する
   第２タイマ回路２３と、 前記第２タイマ回路２３の除
   湿信号により前記室温度検出回路１７の起動信号発生温
   度点Ｔ＿１をこの発生温度点Ｔ＿１と前記停止信号発生
   温度点Ｔ＿２との間の中間温度点Ｔ＿１＿Ｌにシフトダ
   ウンすると共に、室温度検出回路１７の起動信号により
   前記起動信号発生温度点Ｔ＿１のシフトダウンを解除す
   る温度シフトダウン回路１９と、 前記第２タイマ回路
   ２３の除湿信号により運転回路を除湿運転回路とする一
   方、冷房信号により運転回路を冷房運転回路とする切換
   手段２１とを設けたことを特徴とする空気調和機。