专利名称：空调的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括多个正温度系数(positive temperature coefficient, PTC)加 热器的空调。
背景技术：
在日本专利申请特许公报平成第08-152179号中公开了一种传统的空调。该空调 具有如下的一体化结构该结构中，要放置于室内的室内单元被设置在前部，而要放置于室 外的室外单元被设置在后部。在室外单元中，设置有用于执行制冷循环的压缩机以及与该 压缩机连接的室外热交换器。室内单元具有在其内部开口而成的入口和出口。在室内单元 内部，设置有通过冷媒管(refrigerant pipe)与压缩机连接的室内热交换器，还设置有包 括多个PTC加热器的加热部。当PTC加热器的温度超过居里点(Curie point)时，该PTC加热器的电阻增大，因 而其电流值和发热量减小。于是，在加热部中获得了稳定的发热量，这使得在防止了过度加 热的同时容易产生预定温度的暖风。在这种情况下，PTC加热器的电阻会根据环境温度或空 气流速而变化。因此，从PTC加热器的开启时刻(此时PTC加热器的电阻低)直到PTC加 热器进入到高电阻的稳定状态为止，通过监控加热部的电流值，来进行预定控制以使得不 超过电源容量。当开始冷却工作时，在压缩机的驱动下执行制冷循环，并且室内热交换器在该制 冷循环中用作低温侧的蒸发器，而室外热交换器在该制冷循环中用作高温侧的冷凝器。房 间中的空气从入口流入到室内单元中与室内热交换器进行热交换，据此而被降温的空气从 出口排放到房间中。这样，对房间进行了冷却。当开始供暖工作时，在压缩机的驱动下执行制冷循环，并且室内热交换器在该制 冷循环中用作高温侧的冷凝器，而室外热交换器在该制冷循环中用作低温侧的蒸发器。房 间中的空气从入口流入到室内单元中与室内热交换器进行热交换并因而被升温。通过加热 部的驱动，使流入到室内单元中的空气进一步升温。据此而被升温的空气从出口排放到房 间中，从而在房间中实现供暖。随着空调的安装场所的不同，加热部具有不同的电源容量。在安装时，根据PTC加 热器在稳定状态下的电流值来调节所要连接的PTC加热器的数量。在这种情况下，随着处 于连接状态的PTC加热器的数量的不同，从开启直到稳定状态为止对加热部进行的控制也 不同。具体地，当处于连接状态的PTC加热器的数量较大时，电源容量较高并因此将加热部 控制得使其电流值上限较高。另一方面，当处于连接状态的PTC加热器的数量较小时，电源 容量较低并因此将加热部控制得使其电流值上限较低。因此，必须检测出处于连接状态的 PTC加热器的数量。在所要连接的PTC加热器的数量是由安装工人来设定的情况下，很容易发生误输 入。作为对策，要与各PTC加热器对应地设置有多个电流检测电路，以便根据这些PTC加热 器各自的电流值来检测出处于连接状态的PTC加热器的数量。
然而，电流检测电路十分昂贵，这导致了空调的高成本的问题。另外，电流检测电 路在控制板上的各部分需要很大的空间，这就增大了控制板的尺寸，从而导致空调的尺寸 增大的另一问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种小型化并且成本低的空调。为了实现上述目的，本发明提供了一种空调，其通过向加热部供应电流来进行供 暖工作，所述加热部包括要连接至电源部的多个正温度系数(PTC)加热器，所述空调包括 加热器输出控制部，它用于控制所述加热部的输出；以及多个脉冲信号生成部，它们与所述 多个PTC加热器对应地设置着，所述多个脉冲信号生成部的每一者用于在所述多个PTC加 热器的对应一者被供应有所述电流时生成预定脉冲信号。在所述空调中，根据所述预定脉 冲信号的有无，对于所述多个PTC加热器检测出所述多个PTC加热器的每一者是处于连接 状态还是处于非连接状态；并且所述加热器输出控制部对所述加热部进行输出控制，所述 输出控制能够根据处于连接状态的所述PTC加热器的数量而被调节。根据这种结构，加热部包括有多个PTC加热器，并且根据空调安装场所处的电源 容量来调节所要连接的PTC加热器的数量。与各个PTC加热器对应配置的脉冲信号生成部 在与其对应的PTC加热器处于连接状态时输出预定脉冲信号。根据有脉冲信号被输出的所 述PTC加热器的数量，所述加热器输出控制部调节对所述加热部的输出控制，从而对所述 加热部进行加热。然后，将这样被所述加热部升温后的空气释放到房间中，从而实现了供暖 工作。另外，根据本发明，在具有上述结构的空调中，优选地，所述多个脉冲信号生成部 的每一者在所述多个PTC加热器的对应一者处于连接状态时根据所述电源部的周期来生 成所述预定脉冲信号。根据这种结构，当从AC(交流)电源部向所述PTC加热器供应电流 时，根据所述电源部的周期而生成了所述脉冲信号，从而允许根据所述脉冲信号的有无来 检测出所述PTC加热器的连接状态。此外，根据本发明，优选地，具有上述结构的空调还包括用于检测所述电源部的过 零点的过零检测部，并且所述多个脉冲信号生成部产生的输出分别是每当所述过零检测部 检测到所述电源部的过零点时而获得的。根据这种结构，在所述电源部的半个周期中每当 所述过零检测部检测到过零点时，就获得所述脉冲信号生成部的输出。通过连续多次获得 所述脉冲信号生成部的输出，当所述PTC加热器处于连接状态时，就能够检测到在所述电 源部的每一个周期中生成的脉冲信号。另外，根据本发明，在具有上述结构的空调中，优选地，所述多个脉冲信号生成部 产生的输出分别是在除所述电源部的周期的整数倍数之外的周期中通过计时器的计数而 获得的。根据这种结构，通过所述计时器的计数，在所述电源部的例如每半个周期中获得所 述脉冲信号生成部的输出。因此，当所述PTC加热器处于连接状态时，就能够检测到在所述 电源部的每一个周期中生成的脉冲信号。此外，根据本发明，在具有上述结构的空调中，优选地，根据通过多次检测所述多 个PTC加热器是否处于连接状态而获得的检测结果，所述加热器输出控制部对所述加热部 进行控制。根据这种结构，防止了 PTC加热器的连接状态的误检测。
另外，根据本发明，优选地，具有上述结构的空调还包括用于检测所述加热部的电 流值的电流检测部，并且所述加热器输出控制部根据处于连接状态的所述PTC加热器的数 量来调节所述加热部的电流值的上限。根据这种结构，单个电流检测部就监控了包括多个 PTC加热器的所述加热部的总电流，并且所述加热器输出控制部对所述加热部进行控制使 其不超过可根据PTC加热器的数量而调节的电流值上限。根据本发明，与所述多个PTC加热器对应设置的所述多个脉冲信号生成部的每一 者在与其对应的PTC加热器被供应有电流时生成预定脉冲信号。然后，根据所述脉冲信号 的有无，检测出该对应的PTC加热器是处于连接状态还是处于非连接状态，并且所述加热 器输出控制部根据处于连接状态的所述PTC加热器的数量来调节对所述加热部的输出控 制。因此，不用与各个所述PTC加热器对应地设置电流检测电路，就可以容易地检测出处于 连接状态的PTC加热器的数量。所以，可以降低空调的成本并将空调小型化。
图1是图示了本发明实施例的空调的立体图。图2是图示了本发明实施例的空调的侧面截面图。图3是图示了在本发明实施例的空调中的加热部的驱动电路的电路图。图4A 图4E分别图示了在本发明实施例的空调中的正温度系数(PTC)加热器的 连接状态。图5是图示了对本发明实施例的空调中的PTC加热器的连接判定操作的流程图。图6是图示了对本发明实施例的空调中的PTC加热器的连接判定操作的时序图。
具体实施例方式下面参照附图对本发明的实施例进行说明。图1和图2分别是图示了本实施例的 空调1的立体图和侧面截面图。图1图示了其中卸掉了外罩30(见图2)的状态。空调1 具有这样的一体化结构其包括要放置于室内的室内单元2以及与室内单元2相邻的要放 置于室外的室外单元4。室内单元2在其正面中设有入口 21，并且室外单元4在其正面中设有室外热交换 器42。在下面的说明中，将入口 21侧称为前侧，而将室外热交换器42侧称为后(背)侧。 另外，将面向前方时的入口 21的右侧和左侧称为空调1的右侧和左侧。室内单元2和室外单元4安装在底板3上并且被间隔壁5沿纵向隔开。室内单元 2形成了由底板3、间隔壁5和外罩30界定的壳体20。相似地，室外单元4形成了由底板 3、间隔壁5和外罩(未图示)界定的壳体40。在室外单元4中，用于执行制冷循环的压缩机41布置在右侧端部处。室外热交 换器42布置在室外单元4的背侧，并通过冷媒管47与压缩机41连接。呈螺旋桨式风扇 (propeller fan)形式的室外风机43以面对着室外热交换器42的方式布置在水平方向上 的中央部处。室外风机43和室外热交换器42都置于箱体44中。箱体44形成有用于从室 外风机43将气流引导至室外热交换器42的管道。箱体44借助于支架45而被间隔壁5支 撑着。入口 21是在覆盖着室内单元2的外罩30的前表面中开口而成的，并且出口 22是在该表面中在入口 21的上方开口而成的。在室内单元2的内部，入口 21和出口 22被送风 管道M接合起来从而形成送风通道23。送风管道M包括作为其上部的管道构件29，当拆 掉了外罩30时，可将管道构件四拆掉。管道构件四构成了送风通道23的在出口 22附近 处的下壁。在送风通道23的内部，设置有呈横流式风扇(cross-flow fan)形式的送风机25。 在送风通道23内部在出口 22附近处，设有用于调节气流方向的百叶窗沈。在送风机25与 入口 21之间，设有室内热交换器27，该室内热交换器27通过冷媒管47与压缩机41连接。 在送风机25与室内热交换器27之间设有加热部观。室内热交换器27和加热部观被管道 构件四从上方覆盖住。当拆掉了管道构件四时，可将加热部观拆掉。图3是图示了加热部观的驱动电路的电路图。在加热部观中，多个PTC加热器 71,72和73堆叠并附着到用于与在送风通道23 (见图2)内流通的空气进行热交换的蜂窝 状翅片部(未图示)上。与商用电源连接的电源部80向空调1供应AC(交流)电。PTC加 热器71、72和73的至少一个端子通过端子部70以并联的方式与电源部80连接。端子部70包括分别与PTC加热器71、72和73连接的端子N1、N2和N3。然后，如 图4A 图4E所示，在安装时根据空调1安装场所处的电源容量来调节PTC加热器71、72 和73的连接数量。具体地，在图4A中，PTC加热器71处于连接状态而PTC加热器72和73 处于非连接状态。在图4B中，PTC加热器71和72处于连接状态而PTC加热器73处于非连 接状态。在图4C中，PTC加热器71和73处于连接状态而PTC加热器72处于非连接状态。 在图4D中，PTC加热器72和73处于连接状态而PTC加热器71处于非连接状态。在图4E 中，PTC加热器71、72和73都处于连接状态。PTC加热器71、72和73每一者的另一端子都连接至加热器输出控制部77。加热 器输出控制部77包括三端双向可控硅电路(triac circuit)或继电器电路，并且对PTC加 热器71、72和73各自的输出进行控制。在对PTC加热器71、72和73进行占空控制(duty control)的情况下，加热器输出控制部77较佳地由三端双向可控硅电路形成。与继电器电 路相比，三端双向可控硅电路可以减小伴随着切换动作的切换声音。在加热器输出控制部77与电源部80之间，设有用于对流过加热部观的电流进行 检测的电流检测部78。电源部80设置有用于检测AC电的过零点的过零检测部81。端子部70连接至脉冲信号生成部74、75和76，脉冲信号生成部74、75和76分别 是从端子部70的各个端子Ni、N2和N3分支出来。脉冲信号生成部74、75和76分别设有 与微型计算机79连接的输出端子74a、7fe和76a。输出端子74a、7fe和76a分别被施加有 5V的DC (直流)电压，并且分别通过与PTC加热器71、72和73连接的整流器电路74b、7 和76b接地。因此，在PTC加热器71、72和73处于非连接状态或者被施加有负电压的状态下 时，脉冲信号生成部74、75和76分别从输出端子74a、7fe和76a输出5V电压(高电平， High)。另一方面，在PTC加热器71、72和73被施加有正电压的状态下时，脉冲信号生成部 74、75和76分别从输出端子74a、7fe和76a输出低于5V的电压(低电平，Low)。因此，当 PTC加热器71、72和73处于通电状态时，脉冲信号生成部74、75和76分别根据电源部80 的周期而生成了在高电平与低电平间交替变化的脉冲信号Pl (见图6)。此外，加热器输出控制部77、电流检测部78和过零检测部81都与微型计算机79
6连接。微型计算机79根据脉冲信号生成部74、75和76的输出以及过零检测部81的输出 来检测出脉冲信号Pl的有无，并且由此进行关于PTC加热器71、72和73是处于连接状态 还是处于非连接状态的连接判定。然后，将PTC加热器71、72和73的连接判定的结果发送 至加热器输出控制部77。加热器输出控制部77对加热部观进行控制，以防止由电流检测 部78监控的加热部观的电流值超过根据PTC加热器71、72和73的连接状态而设定的电 流值上限。图5和图6分别是图示了通过微型计算机79对PTC加热器71进行的连接判定操 作的流程图和时序图。对PTC加热器72和73的连接判定以相同的操作并行地予以进行。 图6的(a)部分示出了电源部80的电压，图6的(b)部分示出了过零检测部81的输出，图 6的(c)部分示出了脉冲信号生成部74、75和76各自的输出。过零检测部81检测出电源部80的过零点，从而在每半个周期中生成脉冲信号P2。 当PTC加热器71、72和73处于连接状态时，脉冲信号生成部74、75和76在每一个周期中 分别在电源部80的电压为负值时输出高电平脉冲信号Pl以及在电源部80的电压为正值 时输出低电平脉冲信号Pl。在图5的步骤#10中，初始化计数值i。计数值i代表对PTC加热器71是否处于 连接状态的检测次数。在步骤#11中，初始化计数值j。计数值j代表电源部80的过零检 测的次数。在步骤#12中，处理处于待命状态直至检测到过零检测部81的脉冲信号P2为 止。当检测到过零检测部81的脉冲信号P2时，则处理前进至步骤#13并且处于待命状态 直至经过预定的延迟时间T(见图6的(c)部分)为止。当经过延迟时间T后，则处理前进至步骤#14处，这里获得了脉冲信号生成部74 的输出。当生成脉冲信号Pl时，例如，在电源部80的每半个周期中从脉冲信号生成部74 获得的是在低电平与高电平间交替变化的输出。另一方面，当未生成脉冲信号Pl时，在电 源部80的每半个周期中从脉冲信号生成部74获得的是持续的高电平输出。因此，可以通 过低电平的检出来检测出脉冲信号Pl的生成。在步骤#15中，判定脉冲信号生成部74的输出是否为低电平。当脉冲信号生成 部74的输出为低电平时，则处理前进至步骤#19，并将用于表明脉冲信号Pl的检出的标识 F(O)替换为1。标识F(i)是对应于计数值i的数组变量。当脉冲信号生成部74的输出为 高电平时，则在步骤#16中判断计数值j是否为0。当计数值j为0时，则在步骤#17中让 计数值j加一增量，并再次执行步骤#12至步骤#15。然后，在步骤#15中判定脉冲信号生成部74的输出是否为低电平。当脉冲信号生 成部74的输出为低电平时，则处理前进至步骤#19，此处将标识F(O)替换为1。当脉冲信 号生成部74的输出为高电平时，则处理前进至步骤#18，此处将标识F(O)替换为0。这样， 在脉冲信号生成部74的输出连续两次呈现为高电平的情况下，标识F(O)被存为0，而在脉 冲信号生成部74的输出每两次中至少有一次呈现为低电平的情况下，标识F(O)被存为1。在步骤#21中，判定计数值i是否为0。当计数值i为0时，则在步骤#27中让计 数值i加一增量，并且再次执行步骤#11至步骤#19。这样，用1或0来替换标识F(I)。在步骤#22中，判定计数值i是否为1。当计数值i为1时，则在步骤#23中判定 标识F(I)与标识F(O)是否一致。当标识F(I)与标识F(O) —致时，这意味着两次所进行 的关于PTC加热器71是否处于连接状态的检测结果相同。然后，处理前进至步骤#24。
在步骤#24中，判定标识F(i)( S卩，F(I))是否为0。当标识F(I)为0时，则在步 骤#25中将PTC加热器71是处于非连接状态的检测结果传输至加热器输出控制部77。当 标识F(I)为1时，则在步骤#26中将PTC加热器71是处于连接状态的检测结果传输至加 热器输出控制部77。当在步骤#23中标识F(I)与标识F(O)不一致时，则在步骤#27中让计数值i加 一增量，并且再次执行步骤#11至步骤#19。这样，用1或0来替换标识W2)。然后，经过 步骤#21和步骤#22中的判定，由于计数值i为2，因此处理前进至步骤#24。在步骤#24中，判定标识F (i) ( S卩，F⑵)是否为0。当标识F (2)为0时，则在步 骤#25中将PTC加热器71是处于非连接状态的检测结果传输至加热器输出控制部77。当 标识FQ)为1时，则在步骤#26中将PTC加热器71是处于连接状态的检测结果传输至加 热器输出控制部77。在具有上述结构的空调1中，当开始冷却工作时，在压缩机41的驱动下执行制冷 循环。然后，室内热交换器27在该制冷循环中用作低温侧的蒸发器，而室外热交换器42在 该制冷循环中用作高温侧的冷凝器。室外热交换器42被室外风机43降温从而散热。通过 送风机25的驱动，房间中的空气从入口 21流入到送风通道23中，以便与室内热交换器27 进行热交换，从而将这样降温后的空气从出口 22排放到房间中。这样，对房间进行了冷却。当开始供暖工作时，在压缩机41的驱动下执行制冷循环。然后，室内热交换器27 在该制冷循环中用作高温侧的冷凝器，而室外热交换器42在该制冷循环中用作低温侧的 蒸发器。室外风机43使室外热交换器42升温。通过送风机25的驱动，房间中的空气从入 口 21流入到送风通道23中，从而与室内热交换器27进行热交换并因此被升温。通过加热部28的驱动使送风通道23中的空气进一步升温。当驱动加热部28时， 电流检测部78对加热部观的电流值进行监控。然后，从PTC加热器71、72和73的开启时 刻(此时PTC加热器71、72和73的电阻低)直到PTC加热器71、72和73进入到高电阻的 稳定状态为止，加热器输出控制部77逐渐使加热部观的输出增大。通过例如逐渐增大占 空比来实现加热部观的输出的增大。这样，就可以实现这样的控制防止加热部观的由电 流检测部78检测的电流值超过根据电源容量而设定的电流值上限。在这种情况下，根据处于连接状态的PTC加热器71、72和73的数量来调节加热部 28的电流值上限。具体地，在处于连接状态的PTC加热器71、72和73的数量较小的情况 下，判定电源容量较低并因而电流值上限就设得低。在处于连接状态的PTC加热器71、72 和73的数量较大的情况下，判定电源容量较高并因而电流值上限就设得高。另外，在送风通道23内流通的空气与加热部观的翅片部(未图示)进行热交换， 从而能够防止PTC加热器71、72和73被过度加热。把这样被室内热交换器27和加热部观升温后的空气从出口 22排送到房间中，从 而进行了供暖工作。在供暖工作期间，可以在停止压缩机41的情形下，仅使用加热部观来 使空气升温。根据本发明的实施例，与多个PTC加热器71、72和73对应设置的多个脉冲信号生 成部74、75和76在与其对应的PTC加热器71、72和73被供应有电流时生成预定脉冲信号 Pl。然后，根据脉冲信号Pl的有无，来检测出该对应的PTC加热器71、72和73的连接状态 或非连接状态，并且加热器输出控制部77因此根据处于连接状态的PTC加热器71、72和73
8的数量来调节对加热部观的输出控制。这样，不需与各个PTC加热器71、72和73对应地 设置电流检测电路，也可以容易地检测出处于连接状态的PTC加热器71、72和73的数量。 因此，可以降低空调1的成本并使空调1小型化。另外，当PTC加热器71、72和73处于连接状态时，脉冲信号生成部74、75和76分 别根据电源部80的周期来生成脉冲信号Pl。因此，可以简单地生成脉冲信号Pl。此外，每当过零检测部81检测到电源部80的过零点时，就获得脉冲信号生成部 74,75和76的输出。因此，可以容易地检测到脉冲信号Pl的有无。值得注意的是，通过省掉过零检测部81而由计时器的计数来代替，可以在除电源 部80的周期的整数倍数之外的周期中获得脉冲信号生成部74、75和76的输出。例如，在 电源部80的每半个周期中10次获得了脉冲信号生成部74、75和76的输出的情况下，该10 次中会有5次生成低电平的脉冲信号P1。然后，当检测到三次以上低电平时，则判定对应 的PTC加热器是连接的，反之，当检测到小于三次低电平时，则判定对应的PTC加热器是未 连接的。这样，即使可能发生了低电平的误检测，仍可以正确地检测出PTC加热器的连接状 态。另外，根据通过两次或三次检测PTC加热器71、72和73是否处于连接状态而获得 的检测结果，加热器输出控制部77对加热部观进行控制。因此，可以防止关于PTC加热器 71,72和73是否处于连接状态的误检测。值得注意的是，可以根据通过很多次地检测PTC 加热器71、72和73是否处于连接状态而获得的结果来对加热部观进行控制。此外，设置有用于检测加热部观的电流值的电流检测部78，因此加热器输出控制 部77能够通过根据处于连接状态的PTC加热器71、72和73的数量来调节加热部观的上 限电流值从而对加热部观进行控制。这样，可以将加热部观控制为不超过空调1安装场 所处的电源容量，并且在电源容量高的情况下加热部观可以被迅速升温。本发明适用于包括多个PTC加热器的空调。
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权利要求
1.一种空调，其通过向加热部供应电流来进行供暖工作，所述加热部包括要连接至电 源部的多个正温度系数加热器，所述空调包括加热器输出控制部，它用于控制所述加热部的输出；以及多个脉冲信号生成部，它们与所述多个正温度系数加热器对应地设置着，所述多个脉 冲信号生成部的每一者用于在所述多个正温度系数加热器的对应一者被供应有所述电流 时生成预定脉冲信号，其中，根据所述预定脉冲信号的有无，对于所述多个正温度系数加热器检测出所述多 个正温度系数加热器的每一者是处于连接状态还是处于非连接状态，并且所述加热器输出控制部对所述加热部进行输出控制，所述输出控制能够根据处于连接 状态的所述正温度系数加热器的数量而被调节。
2.如权利要求1所述的空调，其中，所述多个脉冲信号生成部每一者在所述多个正温 度系数加热器的对应一者处于连接状态时根据所述电源部的周期来生成所述预定脉冲信 号。
3.如权利要求2所述的空调，还包括用于检测所述电源部的过零点的过零检测部，其中，所述多个脉冲信号生成部产生的输出分别是每当所述过零检测部检测到所述电 源部的过零点时而获得的。
4.如权利要求2所述的空调，其中，所述多个脉冲信号生成部产生的输出分别是在除 所述电源部的周期的整数倍数之外的周期中通过计时器的计数而获得的。
5.如权利要求1所述的空调，其中，根据通过多次检测所述多个正温度系数加热器是 否处于连接状态而获得的检测结果，所述加热器输出控制部对所述加热部进行控制。
6.如权利要求1所述的空调，还包括用于检测所述加热部的电流值的电流检测部，其中，所述加热器输出控制部根据处于连接状态的所述正温度系数加热器的数量来调 节所述加热部的电流值的上限。
全文摘要
一种空调，其通过向加热部供应电流来进行供暖工作，所述加热部包括要连接至电源部的多个正温度系数(PTC)加热器。所述空调包括用于控制所述加热部的输出的加热器输出控制部；以及与所述多个PTC加热器对应设置的多个脉冲信号生成部，这些脉冲信号生成部的每一者用于在所述多个PTC加热器的对应一者被供应有电流时生成预定脉冲信号。在所述空调中，根据预定脉冲信号的有无，对于所述多个PTC加热器检测出这些PTC加热器的每一者是处于连接状态还是处于非连接状态；并且所述加热器输出控制部对所述加热部进行能够根据处于连接状态的所述PTC加热器的数量而调节的输出控制。本发明不需与各PTC加热器对应地设置电流检测电路，因此可以降低空调成本并将空调小型化。
文档编号F24F11/02GK102080865SQ20101056736
公开日2011年6月1日 申请日期2010年11月25日 优先权日2009年11月26日
发明者柿内敦史 申请人:夏普株式会社