JPS61186762A - ヒートポンプ制御方法 - 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】 産業十利用分野 本発明は一般に霜取りデマンド形ヒートポンプ用の、マ
イクロプロセッサを使用した制御装置に関する。本発明
は特にマイクロプロセッサがリセットされた場合、それ
が切換動作に伴なうＭ音にＪ：るものなのか、それとも
それが電源の投入により１じ１こｂのであり、従ってイ
ニシャライズルーチンプログラムを開始すべきなのか否
かを判断する能力を右する、ヒートポンプシステム用マ
イクロプロセッサ制御リレーを制御する方法及びかかる
装置に関する。

従来の技術 ヒートポンプは圧縮機及び屋外及び屋内の熱交換器コイ
ルを含む冷凍回路を有し、これらのコイルは冷媒を暖房
サイクルの間−の方向へ流し、冷房サイクルの間通方向
へ流すり゛−モスタット制御された逆転弁に対応して蒸
発器あるいは凝縮器として使用するように交互に制御さ
れる。冷房モードでは屋内コイルは屋内の空気から余剰
の熱を吸収する蒸発器として作用し、屋外コイルは熱を
屋外の空気へ捨てる凝縮器として作用する。暖房モード
では、屋外の熱交換器はそれを流れる空気流からの熱の
伝達により液体の冷媒を気化させる手段を提供する。シ
ステムの効果的な運転のためには十分な熱を屋外熱交１
１Ｊ！器にそれを流通する空気から伝達してやり、空調
室に必要な暖房能力に見合った熱伝達能力を適切に維持
してやる必要がある。屋外温度が４０°Ｆ前後である場
合、屋外の空気から空気よりも冷たい湿気が屋外コイル
のフィンに霜として付着する。霜は熱交換器を通る熱の
流れを阻止するため、熱交換器の熱伝達能力は空調室の
暖房に必要な飴以下に低下する。従って通常屋外の熱交
換器は霜取りを行ない蓄積された霜を融かすことで許容
できない熱伝達レベルの低下を防止している。

発明が解決しようとする問題点 霜の蓄積はヒートポンプを一時的に冷房サイクルで運転
することで除去されるが、その際室内コイルから為温の
冷媒の蒸気が圧縮器を経て屋外コイルへ給送され、それ
を加熱することにより霜が除去される。霜取りサイクル
は多数の公知技術により周明的に実行される。一般に、
霜取り制御装置には霜取りサイクルに入る際に屋外ファ
ンをオフにし、また霜取りサイクルに入る際に逆転弁の
ソレノイドをオンにし、さらに霜取りサイクルに入る際
にストリップヒータのシーケン奢すをオンにするリレー
が含まれている。しかし、マイクロプロセッサ制御装置
では過渡性電磁雑音により制御装置の望ましくない誤動
作が生じることがある。

この問題は制御装置が誘導コイルを有するリレーの切換
動作によりマイクロプロセッサのリセットを生じるよう
な場合、す゛なわちプロセッサーのプ１］グラムが停止
し、最初から再開され、その際不連続な制御動作がなさ
れるような場合に特に深刻である。

本発明は望ましくない誤動作を防止することにＪ：す、
より信頼性の高い制御装置を提供することを目的とする 本発明はまた、誘導コイルを有する切換リレーにより生
ずる過渡性電磁雑音により制ｆｉｌ装置が開始位置にリ
セットされることが防止される制御装置を提供すること
を目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明ではこれらの、また他の目的を達成するため、屋
内コイル及び屋外コイルを使用したヒートポンプであっ
て、ポンプシステム中の圧縮機出口より排出される過熱
ガスを霜取りをぜんとする熱交換器に直接に導いて利用
する動作を行なうヒートポンプを提供する。本発明のヒ
ートポンプは霜取り動作、及び他の誘導コイルを有する
リレーの切換を含む動作の間、マイクロプロセッサのメ
モリ中に特別なコードを記憶しており、リレーの切換雑
音がリセットを発生させた揚台制御装置がその特別のコ
ードを検出し、リセットしたり最初に戻ることなくその
時点のＩＪＪ作を継続することができる特徴を有する。

本発明は誘導コイルを有する切換リレーをマイクロプロ
セッサ制御装置により動作させ、もって切換リレーによ
る過渡性電磁Ｍ音がマイクロプロセッサをリセットし、
プログラムが最初から再開されることを防止する切換リ
レーの動作方法を提供する。リレーの切換え動作に先立
ちコードが制御装置のメモリ中に入力される。リレーの
切換雑音がリセットを発生さけると制御装置はコードを
検出し、動作を分断することなく、正しい動作位置ヘジ
ャンプして戻る。

実施例 本発明の種々の新規な特徴が本願明細書に添付した特許
請求の範囲に記載されている。本発明をその動作上の利
点及びその使用によって達成される特別な目的について
よりわかりやすく説明するため、以下本発明の好ましい
実施例につき図面を参照しながら説明をづる。本明細書
に添付した図面において同一の参照符号を有する部分は
同様な、あるいは対応する部分を示すものとする。

第１図に示したヒートポンプシステムを参照するに、こ
のシステムではＩ！１２ｉ服弁１．屋外コイル２゜アキ
ュムレータ３．圧縮機４．屋内コイル５．及び逆転弁２
４が接続されて閉じた流体回路を形成しており、屋外コ
イルと屋内コイルとの間にて熱の伝達がなされる。圧縮
機４は出口４ａを有し、これは逆転弁２４を介して屋内
コイル５の入口５ｂと流体連通する。冷凍システムの運
転に伴ない過熱された気体状の冷媒が屋内コイル５内部
に排出されることで室内が暖房される。

暖房動作モードでは熱交換媒体が圧縮Ｒ４から導管２１
．逆転弁２４．ライン１８．またさらに屋内コイル５を
経て給送され、その際ファン６が起動される。その結果
空気流がコイルに向けられ、熱交換媒体と室内の空気と
の間て・熱伝達が行なわれ、その際気体であった冷媒が
液体へと凝縮される。屋内コイル５の出口５ａは導管１
９により膨張弁１に接続され、冷媒はこれらを通って給
送され、屋外コイル２の入口２ａに入る。屋外の外気と
コイル２を流れる熱交換媒体との間の熱伝達を行なわせ
るため第２のファン７が起動され、その結果液体状の冷
媒は蒸発させられて気体状の冷媒に変化する。熱伝達が
屋外コイル２で行なわれた後、熱交換媒体は屋外コイル
出口２ｂより排出導管８．逆転弁２４．及び導管２３を
経てアキュムレータ３へと送られる。気体状の冷媒は次
いでアキュムレータから導管２２を経て圧縮１４の入口
４ｂへと送られる。公知の如く、このサイクルは繰り返
される。冷房モードの動作においては逆転弁は冷奴の流
れを逆転させるように作用し、その結果屋外コイルは凝
縮器に、また屋内コイルは蒸発器に機能が変化する。

ヒートポンプシステムが暖房モードで運転されると霜あ
るいは氷が屋外コイル２の上に形成される。霜の聞及び
蓄積速度は周囲の環境条件に依存する。氷が屋外コイル
２上に蓄積すると冷凍システムの熱伝達効率が減少する
ので氷の蓄積を除去してやってシステムの効率を維持せ
ねばならない。

所定の十分な量の氷が屋外コイル２の上にＢ積されると
高温の冷媒がコイル中を循環され、氷を溶解する。この
所定の氷の蓄積量を検出し、霜取りサイクルの開始点を
決定することは本発明の一部、　　を構成するものでは
ないが、かがる霜取りサイクルはタイマ、あるいはコイ
ル上の氷の伝を検出づる他の適当なシステムによって周
期的に開始されるものでよい。

霜取りサイクルが開始され、装置が暖房モードで運転さ
れている場合、導管１１中のバイパス弁１０が開かれ、
圧縮機４の排出口４ａと、互いに並列接続された屋外コ
イル２の入口２ａ及びアキュムレータ３に接続されたバ
イパス導管１２との間に流体の連通が生じる。バイパス
弁１０を開くことにより圧縮１１４の出口４ａよりの過
熱された排出ガスは逆転弁２４．導管１８及び導管１１
を経てバイパス導管１２及び屋外コイル２の入口２ａへ
と流れる。過熱された排出ガスの一部は屋外コイル２を
流れ、その際冷媒がコイルより熱を吸収し、その上の氷
を融かす。過熱された排出ガスの一部はバイパス導管１
２を通ってアキュムレータ３へ直接流入する。屋外コイ
ル２へ導びかれたガスは過熱により過剰に存在する潜在
エネルギーを氷に取られて失ない、その際屋外コイル２
上に形成・蓄積された氷が溶解され、また該ガスの一部
も液体として凝縮される。導管１１中の逆止弁１６はシ
ステムの動作及び霜取り動作の際冷媒の流れるｈ向を正
しく維持する作用をする。霜取り動作の間冷媒の一部は
屋外コイル２中で凝縮する。液体になった冷媒は次いで
導管８及び逆転弁を杼でアギコムレータ３へ戻る。バイ
パス導管１２を通る過熱排出ガスの伯の部分は、発泡バ
イブ２７を経てアキュムレータ３中の液体状の冷奴中に
排出され、貯蔵されている液体状の冷媒の一部を気化さ
せる。過熱された排出ガスがアキュムレータ３に直接排
出される結果十分な量の気化した冷媒が圧縮機４の入口
４ｂへ供給される一方、アキュムレータ中に液化されて
貯蔵されている冷媒も排出ガスの過剰エネルギーの損失
により気化され、冷凍システムの飽和吸引温度が氷の融
点よりも上に保たれる 第２図は制御装置の初期動作を示すフローチャートであ
る。全体的なシステムの制御は一連の論理ステップを構
成するロジックの流れによりなされることがわかる。論
理ステップの各々はサブルーチン、あるいは全体のフロ
ーチャートを見やすくするために省略した一連のステッ
プを表わしている。このフローチャートにおいて、菱形
の枠は短形枠内に示したプログラム命令を選択するプロ
グラム中の判断機能を示しており、円及び楕円はプログ
ラム中の他の点あるいはサブルーチンへの接続を表わし
ている。最初のステップ１００は定常的な電力を供給さ
れて５Ａ置が始動されることを表わしている。しかる後
、ステップ１０１にてパワーアップモジュールがシステ
ム変数をイニシャライズし、制御装置は定常状態で動作
することが可能になる。ステップ１０２でデータポイン
タがセットされ、その結果ステップ１０３，１０４゜及
び１０５でコードがアドレスに入力されたか否かが判定
できるようになる。ステップ１０３及び１０４では試験
コードが読まれ、その結果ステップ１０５ではコードが
存在しているかそれともコンピュータが丁度電源投入さ
れたばかりなのかが判断できるようになる。ステップ１
０５でコードが存在していればコンピュータの電源投入
は先になされており、リセットがなされてもそれは過渡
性雑音によるものであると解釈され、ロジックは１０６
へ進む。ステップ１０６においてはリレーが既にオンに
なっているかオフになっているかが判断される。リレー
がオンになっていればロジックはステップ１０７へ進み
、リレーをオンの状態に保つ。ステップ１０６において
リレーが末だオンになっていないと判断されるとロジッ
クはステップ１０８．すなわち入力モジュールステップ
にジャンプする。ステップ１０５においてメモリ中にコ
ードが存在しない場合ロジックはステップ１１０にジャ
ンプし、出力リレーはオフにされる。

第３図はヒートポンプの屋外コイルの霜取り動作を制御
することを目的とするサブルーチンのフローチャートで
ある。霜取りモード２００はヒートポンプが蓄積した霜
を屋外コイル２より除去している状態を表わす。霜取り
モジュールステップ２０１の機能は特定のタイマの制御
を紺持し、霜取りモードに入る際あるいはそれから出る
際に特定の出力リレーをレットすることである。制御装
置が霜取りモジュールステップにある場合入カスデツプ
１０９により制御されるリレーがオンにされる。ロジッ
クはステップ２０１よりステップ２０２へ進み、ステッ
プ２０２ではシステムが霜取りモードにあるべきことが
指定され、１０分間用タイマが１０分間に設定される。

霜取りモジュールステップは圧縮機が１０分間運転され
た後終了される。しかる後、ステップ２０３において出
力リレーをオンにすることが指定される。霜取りモード
に入るとステップ２０５にて屋外コイルに取付けられた
サーミスタ２５によりコイルが霜取りされているか否か
がチェックされる。サーミスタが開成しているならば霜
取りは完了しており、ロジックはステップ２０６へ進む
。ステップ２０６は圧縮機電流を変化させ、さらに出力
リレーをオフにする。ステップ２０５において霜取り用
サーミスタが閉じていて、霜取りが完了していないこと
が示された場合ロジックはステップ２０７へとぶ。ステ
ップ２０７では１０分間のサイクルが完了したか否かが
チェックされる。１０分間のサイクルが完了しておれば
ロジックはステップ２０８へ進む。１０分間サイクルが
完了していなければロジックはステップ２１０へとぶ。

ステップ２０７で１０分間のサイクルが完了している場
合ロジックはステップ２０８へ動き、リレーがオフされ
るべきことが指定される。さらにロジックはステップ２
０９へ進み、６時間タイマがセットされて次の霜取りサ
イクルに備え、５分間の遅延が開始され、圧縮機電流が
読取られ、出力リレーは開成又は開成位置にされる。さ
らにロジックはステップ２１０及び２１１へ進み、出力
リレーがオフにされる。

第４図にリレーが状態を変化させる際の過渡性雑音の効
果を示づフローチャートを示す。ステップ３００でリレ
ーの状態があるべき状態であるか否かが判断される。す
なわち、ステップ３００ではリレーの状態を変化させる
べきか否かが判断される。ステップ３００の判断結果が
ＹＥＳであればロジックはステップ１０８へ進み、リレ
ーは現状の位置を維持する。ステップ３００の結果がＮ
Ｏであればロジックはステップ３０１へ進み、リレーを
動作させることが決定される。

このリレーの接点を開いたり閉じたりする動作が望まし
くない電磁雑音を発生させる。そしてこの雑音によりリ
セットを生じる過渡性のＩｆが生じる。そこで、リレー
の切換雑音がリセットを発生させた場合のロジックはス
テップ１００へ戻り、ステップ１０５で］−ドが入力さ
れているか否かを判別する。上記の如く、ステップ１０
５にコードが存在しなければ、ロジックはステップ１１
０へとんでリレーをオフにする。しかしステップ１０５
にコードが存在していればロジックはステップ１０６へ
進んで雑音が加わる直前のリレーの状態を判別する。す
なわち、霜取りが丁度終了して出力リレーがオフにされ
たことによって望ましくない雑音及びリセットが生じた
のであればステップ１０６はステップ１０８へ進み、出
力リレーをオフの状態に保つ。

この制御方法は制御装置によるリレーの切換えによって
リセットを生じる過渡性雑音が生じるような場合に特に
有用である。リレー切換雑音がリセットを生じた後、制
御装置はコードを検出し、動作が中断することなくその
位置に戻る。マイクロプロセッサの電子的切換動作はリ
レー接点の実際の動作に必要な時間より幾倍も速いため
動作の中断は生じない。

以上本発明を特定の実施例について説明した。

しかし本発明の思想及び要旨内において様々な変形及び
変更が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明要旨の制御方法をとり入れたヒートポン
プ回路の概略図、第２図（よヒートポンプ用マイクロブ
ロヒッサ制御を要約したフローチャー１・、第３図はマ
イクｌコプロセッサにより実行される霜取り制御１１能
を示すフローチャート、第４図はマイクロプロセッサの
過渡性雑音による動作の抑制を制御するためのフローチ
ャートである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）マイクロプロセッサ制御装置を有するヒートポン
   プの動作を、ヒートポンプの制御装置が切換リレーの過
   渡性電磁雑音により始動状態にリセットされるのを防止
   するように制御する制御方法であって： 切換リレーを制御するプログラムを有するマイクロプロ
   セッサを起動し； マイクロプロセッサのメモリにコードを入力し； 該プログラムをランさせることにより、雑音を発生して
   該プログラムを始動状態にリセットさせてしまう切換リ
   レーを切換え；さらに 該コードを読取り、プログラムを雑音がリセットを生じ
   た直後にあったプログラム位置へジャンプさせる段階よ
   りなる方法。
2. （２）マイクロプロセッサ制御装置を有するヒートポン
   プの動作を制御する方法であって、コードを入力する段
   階が霜取りリレーを切換える霜取り動作のためのコード
   を入力することよりなる方法。
3. （３）誘導性コイルを有するリレーを切換える過程がプ
   ログラムされたマイクロプロセッサ制御装置を動作させ
   る方法であって： プログラムが最初に開始位置で始動される際マイクロプ
   ロセッサのプログラムをイニシャライズし； リレーを切換えるに先立ちマイクロプロセッサのメモリ
   にコードを記憶させ； リレーを切換え、その際電磁雑音によりマイクロプロセ
   ッサプログラムはマイクロプロセッサが初めに始動され
   た位置に戻され；さらに記憶されたコードを検出し、マ
   イクロプロセッサ制御装置をリレーの動作により雑音が
   生じた位置へマイクロプロセッサプログラムの動作を中
   断することなく戻す段階よりなる方法。