CN1012702B

CN1012702B - 空调机

Info

Publication number: CN1012702B
Application number: CN89100256A
Authority: CN
Inventors: 矶野一明
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-02-01
Filing date: 1989-01-17
Publication date: 1991-05-29
Also published as: HK95492A; AU591624B2; GB8902144D0; US4891953A; AU2894189A; GB2215494B; CN1038512A; JPH01196445A; GB2215494A; JPH067022B2

Abstract

本发明的空调机分别检测室温和地面温度，根据其所检测的室温与设定温度之差来确定压缩机的基准运转频率，根据所检测的室温与所检测的地面温度之输出差，对基准运转频率进行修正控制，因而，可经常获得适应于其各个时期的室内情况的舒适的室内温度。

Description

本发明涉及可得到舒适的室内环境的空调机。

图4～图7所示为日本特公昭60-1253号专利公报所揭示的以往的空调机，图4为以往空调机的结构方框图，图5为以往空调机的显示操作部分的面板正视图，图6为以往空调机的温度差与区段的对应关系特性曲线图，图7为以往空调机的工作时间曲线图。图中1为电源，由该电源1所供给的交流电输入整流电路2，在整流电路2中将电源1的交流电变换为直流电。由整流电路2所输出的直流电输入变频器3中。根据数字控制信号，该变频器3可在大约25～80Hz的范围内连续变化输出频率，因而可使压缩机4的转速在1400～4500转/分的范围内变化。另一方面，输入变频器3中的数字控制信号，由控制装置5输出。该控制装置5将显示操作部分6所输出的操作信号、温度传感器8所检测出的室温检测信号、温度传感器9所检测出的冷冻剂凝结温度检测信号等输入微处理机（图中未示出）中，并按照预定的程序进行逻辑运算处理，使四通阀、风扇马达等负载7进行工作，同时将频率设定信号输入变频器3内，并使压缩机4的运转状态显示在显示操作部分6的显示器（LED）上。

如图5所示，显示操作部分6由下述装置构成，即由将压缩机4的转速作为能力级进行显示的条形显示器11、设定室温并输出温度设定信号的温度设定器12、变换室内风扇（图中未示出）的强度并输出风扇强度给定信号的转换开关13、使空调器的运转停止的运转停止开关14、输出选择空调器冷气运转或暖气运转的运转指令信号的转换开关15、16，以及显示空调器的冷气运转或暖气运转的运转状态的显示器（LED）17、18构成。

如上所述，由该显示操作部分6输出的温度设定器12的温度设定信号、由转换开关13输出的风扇强度给定信号、由运转停止开关14和转换开关15、16输出的运转指令信号都输入控制装置5中。

控制装置5以微型计算机（以下简称微机）为主体，并使其控制规格对应于微机程序，便可进行控制。因此，可以很容易地输出对应于温度传感器8所检测出的室温与温度设定器12的温度设定值之差的频率设定信号，从而对适应于空调负载的压缩机4的转速进行控制。

下面示出室温与温度设定值之差和频率设定信号的对应例子，同时参照图6、图7来说明其运转状态。

首先，如图6所示，室温（或与温度设定值之差）在梯度下降的情况和梯度上升的情况下，将室温与温度设定值之差任频率设定信号之差的变动范围分别划分为A～F6个区段。也就是说，室温在梯度下降的区域X内，将比温度设定值高1℃以上的范围设为A区，高0.5～1.0℃的范围为B区，高0～0.5℃的范围为C区，将比温度设定值低0～0.5℃的范围设为D区，低0.5～1.0℃的范围设为E区，低1℃以上的范围设为F区。

此外，室温在梯度上升的区域Y内，也分别将比温度设定值高1.5℃以上的范围设为A区，高1.0～1.5℃的范围设为B区，高0.5～1.0℃的范围设为C区，高0～0.5℃的范围设为D区，将比温度设定值低0～0.5℃的范围设为E区，低0.5℃以上的范围为F区。并且，这里特别将D区称为控制目标区。

这些温度范围和频率设定信号的对应关系如表1所示。

表1

温度范围频率设定值（Hz）

A区 75

B区 65

C区 55

D区 45

E区 35

F区停止

这就意味着，若室温与温度设定值之差位于A区，则控制装置5向变频器3给出75Hz的频率设定信号;此外，还意味着，若室温与温度设定值之差位于F区，则向变频器3给出使压缩机4停止的指令。

根据这种对应关系，图7分别示出了用室温与空调器冷气运转时的温度设定值之差表示的室温变化状态及频率变化装态。

在该图中，若室温与温度设定值之差在1.0℃以上的A区，则75Hz的频率设定信号所给定的室温迅速下降。并且，若此差值移到1.0℃以下的B区，则向变频器3给出65Hz的频率设定信号，以后当此差值顺次移到D区时，向变频器3输入45Hz的频率设定信号。此外，当室温在如上所述的梯度下降区域时，而且只限于保持在低于温度设定值0～0.5℃的状态下，就连续输出45Hz的频率设定信号。此后，当温度上升而转移到高于温度设定值0～0.5℃的状态时，因为属于室温梯度上升的D区，所以同样连续输出45Hz的频率设定信号。

也就是说，由于室温与梯度下降区域的设定值之间，具有0.5℃的差值，且由于该差值的滞后作用，所以在室温达到目标值之后，运转时频率设定值不会频繁地变化。

以往的空调机的结构如上所述，即使室温已达到设定温度，通常由于房间的绝热结构和室外空气温度等的建筑物负载方面的原因，虽然在同一平均室温的情况下实际的室内温度分布也是不同的，因而不能准确地控制室内的温度环境。因此，产生了这样的课题。即在室内、室外的各种情况下，不能经常控制获得舒适的室内温度用的压缩机的运转频率。

本发明就是为解决上述的课题而作出的，其目的在于提供下述的空调机，即在室内、室外的各种情况下，能根据其情况而经常控制获得舒适的室内温度用的压缩机的运转频率。

本发明所涉及的空调机用变频器是根据设定室内温度的温度设定器来输出运转频率的变频器，在具有使转速变化而进行能力控制的压缩机的空调机中，备有检测室温的温度传感器、检测室内地面附近温度的地面温度检测传感器、以及根据检测到的室温与设定室温之差来决定变频器的基准运转频率、并根据检测到的室温与检测到的地面温度之差，对所确定的变频器的基准运转频率进行修正而确定运转频率的控制装置。

在本发明中，根据设定室温与检测到的室温之差，且若其差值较大，则确定提高基准的压缩机运转频率;而且，根据检测到的室温与检测到的地面温度之差，且若基差值较大，则设定压缩机的运转频率高于基准的压缩机运转频率，反之，若其差值较小，则设定压缩机的运转频率低于基准的压缩机运转频率，并将频率设定信号输入变频器内，以控制压缩机的运转频率，从而可实现空调机的能力控制。

附图的简单说明如下。

图1为表示本发明的空调机的一个实施例的概略结构方框图，图2为作为实际例的空调机的室内装置正视图，图3为实施例的动作程序方框图，图4为以往空调机的结构方框图，图5为以往空调机的显示操作部分的面板正视图，图6为以往空调机的温差与区段的对应关系特性曲线图，图7为以往空调机的工作时间曲线图。

图中，1为电源，2为整流电路，3为变频器，4为压缩机，5为控制装置，8为温度传感器，12为温度设定器，19为地面温度检测传感器，20为第一温差判断装置，21为第二温差判断装置，22为基准压缩机运转频率判断装置，23为压缩机运转频率判断装置，24为频率输出装置。

此外，各图中相同的符号表示相同或相当的部分。

下面参照图1～图3来说明本发明的一实施例。

图1为表示根据本发明制造的空调机的一个实施例的概略结构方框图，图2为作为实际例的空调机的室内装置的正视图，图3为实施例的动作程序方框图。

图中，1为电源，该电源1所供给的交流电输入到整流电路2中，在整流电路2中将电源1的交流电变换为直流电。由整流电路2输出的直流电输入变频器3中。根据数字控制信号，该变频器3可在大约25～80Hz的范围内连续改变输出频率，因而可使压缩机4的转速在1400～4500转/分的范围内变化。另一方面，输入到变频器3中的数字控制信号，由控制装置5输出。该控制装置5与检测室内具有代表性的平均温度Ta并输出室温检测信号的温度传感器8、设定室内温度T₁并输出温度设定信号的温度设定器12、以及检测室内地面附近温度Td并输出地面温度检测信号的地面温度检测传感器19相连接。此外，控制装置5的内部由下述装置构成，即由根据温度设定器12与温度传感器8的输出差来运算设定温度与室温之差并输出其结果的第一温差判断装置20;根据温度传感器8与地面温度检测传感器19的输出差来运算室温与地面温度之差、并输出其结果的第二温差判断装置21;根据第一温差判断装置20所输出的温差信号来判断基准压缩机运转频率的基准压缩机运转频率判断装置22;根据基准压缩机运转频率判断装置22所输出的频率信号和第二温差判定装置21所输出的温差信号来判断压缩机4的运转频率的压缩机运转频率判断装置23;以及将压缩机运转频率判断装置23所判断的频率设定信号输入外部变频器3中的频率输出装置24构成，并按照预定的程序进行逻辑运算处理，以便作为频率设定信号供给变频器3。

图2所示的室内装置25在正面设有吸气口27，在该吸气口27的上部设有排气口26。此外，在吸气口27的右侧下部地面附近设有地面温度检测传感器19。并且，在地面温度检测传感器19的上部设有温度传感器8，而在其上部又设有温度设定器12。

下面参照图3来说明暖气运转时的控制动作。

首先，在步骤S1中，读入预先由温度设定器12所设定的室内温度T₁（以下简称设温T₁），在步骤S2中，读入温度传感器8所检测的室内代表性的平均室温Ta（以下简称室温Ta）。然后移至步骤S3，通过第一温差判定装置20运算出设温T₁与室温Ta的输出差△T₁（△T₁＝T₁-Ta），并移至步骤S4。

然后，在步骤S4～步骤S10中，通过基准压缩机运转频率判断装置22判断出适应于设温T₁与室温Ta的输出差△T₁的基准压缩机运转频率F_OUT。也就是说，在步骤S4中，在△T₁＞3度的范围内时，移至步骤S5，并设定F_OUT＝70Hz。此外，在步骤S4中，不在△T₁＞3度的范围内时，移至步骤S6，并判断△T₁是否在3度≥△T₁＞2度的范围内。然后，当△T₁在3度≥△T₁＞2度的范围内时，移至步骤S7，并设定F_OUT＝60Hz。同样，在步骤S6中，当△T₁不在3度≥△T₁＞2度的范围内时，移至步骤S8，并判断△T₁是否在2度≥△T₁＞1度的范围内。然后，当△T₁在2度≥△T₁＞1度的范围内时，移至步骤S9，并设定F_OUT＝50Hz。此外，在步骤S8中，当△T₁不在2度≥△T₁度＞1度的范围内时，即若1度≥△T₁，则移至步骤S10，并设定F_OUT＝40Hz。

接着，移至步骤S11，并读入地面温度检测传感器19所检测的室内地面附近的温度Td（以下简称地面温度Td）。然后，移至步骤S12，通过第二温差判断装置21运算出室温Ta与地面温度Td的输出差△T₂（△T₂＝Ta-Td），并移至步骤S13。

然后，在步骤S13～步骤S17中，根据室温Ta与地面温度Td的输出差△T₂，对基准压缩机运转频率F_OUT加以修正，并通过压缩机运转频率判断装置23判断出压缩机4的运转频率F_OUT。也就是说，在步骤S13中，在△T₂＞2度的范围内时，移至步骤S14，并设定F_OUT＝F_OUT+5Hz。此外，在步骤S13中，若不在△T₂＞2度的范围内时，移至步骤S15，并判断△T₂是否在2度≥△T₂＞0的范围内。然后，当△T₂在2度≥△T₂＞0的范围内时，移至步骤S16，并设定F_OUT＝F 。同样，在步骤S15中，当△T₂不在2度≥△T₂＞0的范围内时，移至步骤S17，由于△T₂在0≥△T₂的范围，所以设定F_OUT＝F_OUT-5Hz。

然后，移至步骤S18，并将压缩机运转频率判断装置23所判断的压缩机4的运转频率F 通过频率输出装置24变换为频率设定信号，并输出给外部变频器3。然后，移至步骤S19，通过变频器3，并根据指定的频率设定信号形成模拟交流电，并供给压缩机4，而压缩机4以运转频率F 进行运转，并返回步骤S1，再重复此动作。

如上构成的本发明的实施例，根据设温T₁与室温Ta的输出差△T₁，若其输出差△T₁较大，则确定提高基准压缩机运转频率F_OUT，而且，根据室温Ta与地面温度Td的输出差△T₂，若其输出差△T₂较大，则设定压缩机4的运转频率F_OUT高于基准压缩机运转频率F_OUT。后之，若其输出差△T₂较小，则设定压缩机4的运转频率F_OUT低于基准压缩机运转频率F_OUT，并将频率设定信号输入变频器3中，控制压缩机4的运转频率，从而可实现空调机的能力控制。

如上所述，由于本发明的空调机是由检测室温度传感器、检测室内地面附近温度的地面温度检测传感器、以及根据所检测的室温与设定室温之差来设定变频器的基准运转频率、并根据所检测的室温与所检测的地面温度之差对所决定的变频器的基准运转频率进行修正而确定运转频率的控制装置构成的，所以根据设定室温与所检测的室温之差，若其差值较大，则确定提高基准的压缩机运转频率。而且，根据所检测的室温与所检测的地面温度之差，若其差值较大，则设定压缩机的运转频率高于基准的压缩机运转频率，反之，若其差值较小，则设定压缩机的运转频率低于基准的压缩机运转频率，并将频率设定信号输入变频器内，控制压缩机的运转频率，从而可实现空调机的能力控制，因此，可得到下述的优异效果，即在室内、室外的各种情况下，根据其情况，都能经常控制获得舒适的室内温度用的压缩机的运转频率，从而可经常得到舒适的室内温度。

Claims

1、空调机的控制装置，包括：

第一温度传感器装置，用以在由空调机进行空调的房间内在高于室内地平的高度上检测室温；

第二温度传感器装置，用以在由该空调机进行空调的房间内在地平处检测室温；

目标温度设定装置，用以设定由该空调机进行空调的房间的目标温度；

第一比较器装置，与上述的目标温度设定装置和上述第一温度传感器装置的输出端相连接，用以计算上述目标温度与上述第一温度传感器装置检测到的室温之差；

第二比较器装置，与上述第一和第二温度传感器装置的输出端连接用以计算上述第一和第二温度传感器装置检测的温度之差；

标准输出功率确定装置，与上述第一比较器装置的输出端连接，用以根据目标温度与第一温度传感器装置检测的温度之差确定该空调机的标准输出功率电平；以及

调整装置，与上述标准输出功率确定装置和上述第二比较器装置的输出端相连接，根据上述第一和第二温度传感器装置检测出的温度之差值，确定出朝着上述标准输出功率确定装置确定该空调机的上述标准输出功率调整的、被控的输出功率电平。

2、根据权利要求1所述的空调机的控制装置，其中：

所述的空调机包括一个压缩机，由一个逆变器向该压缩机提供可变频率的交变电流输出，该压缩机的转速由该逆变器的上述可变频率的交变电流输出来调整，该空调机的输出功率电平对应于该压缩机的转速;

所述的标准输出功率确定装置确定上述逆变器交变电流输出的标准频率，在该频率下，该压缩机以与该空调机上述标准输出功率电平相对应的速度转动;以及

所述的调整装置，根据第一和第二温度传感器装置检测的温度之差值，确定出朝看上述逆变器输出的标准频率的交变电流调整的逆变器供应该压缩机的交变电流的频率。

3、根据权利要求1或2所述的空调机的控制装置，其中，所述的第一温度传感器装置检测出相应于室内平均温度的有代表性的室温。

4、根据权利要求1或2所述的空调机的控制装置，其中，在上述目标温度与上述第一温度传感器装置检测的温度之差值变大时，所述的标准输出功率确定装置以正在上升的较高电平来确定该标准输出功率电平。

5、根据权利要求4所述的空调机的控制装置，其中，所述的标准输出功率电平被量化并取离散值。

6、根据权利要求4所述的空调机的控制装置，其中，在该空调机加热工作时，当上述第二比较器计算的在上述第一和第二温度传感器检测的温度之差值增大时，该空调机的上述输出功率电平由上述调整装置确定在增长中的较高电平上。

7、根据权利要求6所述的空调机的控制装置，其中，所述的输出功率电平被量化并取离散值。

8、根据权利要求7所述的空调机的控制装置，其中，在空调机加热工作时，在第一温度传感器装置检测的温度比第二温度传感器检测的温度高并且大于预定度数时，上述调整装置在比上述标准输出功率电平高一预定值的电平上确定上述输出功率电平。

9、根据权利要求8所述的空调机的控制装置，其中，在该空调机加热工作时，在第一温度传感器装置检测的温度低于上述第二温度传感器装置检测的温度时，上述调整装置在低于上述标准输出功率电平一预定值的电平上确定上述输出功率电平。