JP2000179918A

JP2000179918A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2000179918A
Application number: JP10356068A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Takeda; 茂武田
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 1998-12-15
Filing date: 1998-12-15
Publication date: 2000-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】機器の運転能力をその都度計算しながら運転
制御を行うことにより、細やかでかつ無駄の少ない運転
制御を可能とする。【解決手段】能力計算部２１は、室内側ユニットの吸
込口の近傍に設けられた湿球温度センサ４１及び乾球温
度センサ４２による温度検出値と、室内側ユニットの吹
出口の近傍に設けられた湿球温度センサ４３及び乾球温
度センサ４４による温度検出値と、室内側ファン３１の
回転によって決定される風量とに基づいて、冷房運転時
又は暖房運転時の運転能力を計算する。運転制御部２２
は、この能力計算部２１によって計算された運転能力に
基づいて、冷媒圧縮機の運転制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷媒圧縮機と、室
内側熱交換機と、室内側ファンと、室外側熱交換機と、
室外側ファンと、室内側熱交換機と室外側熱交換機との
間に介挿される減圧機と、冷媒圧縮機と室内側熱交換機
又は室外側熱交換機との接続を切り換える四方弁とで形
成される冷凍サイクルを備えた空気調和機に係り、より
詳細には、細やかでかつ無駄の少ない運転制御が可能な
空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の空気調和機は、四方弁を切り換え
ることにより、冷房運転時には、圧縮機で圧縮された冷
媒を、四方弁、室外側熱交換機、減圧機、室内側熱交換
機、四方弁の経路を経て再び圧縮機に循環させ、暖房運
転時には、圧縮機で圧縮された冷媒を、四方弁、室内側
熱交換機、減圧機、室外側熱交換機、四方弁の経路を経
て再び圧縮機に循環させている。

【０００３】このような冷房運転や暖房運転では、室内
側熱交換機で冷媒との熱交換を行った後、吹出口から冷
房時には冷風を、暖房時には温風を室内に吹き出すよう
になっている。このような従来の空気調和機において、
冷房運転や暖房運転の制御は、室内機の空気吸込側に設
けられた室内温度センサによる検出温度値（室温）と、
リモコン等で設定した設定温度とによってのみ行われて
いた。

【０００４】この場合、室内温度センサによる検出温度
値と設定温度とによって制御を行うため、内部には、温
度差に対する冷媒圧縮機の運転周波数が予め温度データ
テーブルとして格納されている。例えば、温度差１０℃
以上のとき運転周波数１００■、温度差８℃以上〜１０
℃未満のとき運転周波数８０■、温度差６℃以上〜８℃
未満のとき運転周波数６０■、温度差４℃以上〜６℃未
満のとき運転周波数４０■、温度差０以上〜４℃未満の
とき運転周波数３０■といった温度データテーブルが格
納されている。

【０００５】この場合、例えばリモコン等による設定温
度が２０℃、室内温度センサによって検出されている温
度値（室温）が２５℃であったとすると、制御手段は、
温度データテーブルから温度差５℃のときの周波数４０
■を読み出し、冷媒圧縮機をこの４０■の周波数で運転
制御することになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな温度データテーブルに従った運転制御では、運転時
の空気調和機の動作環境が全く考慮されていない。例え
ば、温度差が５℃であっても、真夏の昼下がりに運転す
る場合と、日の陰った夕方や夜に運転する場合とでは、
機器自体の運転能力が異なるため、真夏の昼下がりには
温度差が５℃であっても４０■の周波数では不十分であ
る可能性が高く、また日の陰った夕方や夜には温度差が
５℃であっても４０■で動作させる必要はなく、最低の
３０■程度で十分である可能性もある。つまり、空気調
和機の動作環境があまり考慮されていないため、きめの
細かな制御が行えないといった問題があった。

【０００７】本発明はこのような問題点を解決すべく創
案されたものであって、その目的は、機器の運転能力を
その都度計算しながら運転制御を行うことにより、細や
かでかつ無駄の少ない運転制御が可能な空気調和機を提
供することにある。

【０００８】なお、冷房能力を計算してこれを利用する
こと自体は、例えば特開昭６３−４６３３６号公報に記
載されている。この公報に記載された従来発明では、吸
込空気温度と吹出空気温度と風量とに基づき、一定の計
算式によって冷房能力を概略計算するようになってい
る。つまり、湿度などは全く加味されていないので、計
算によって得られる値自体は極めて概略的な値であり、
これを冷房運転の制御に用いることはできない。そのた
め、この従来発明では、概略計算した冷房能力を用い
て、熱源側ユニットの電力量を能力配分する点に特徴を
有する構成となっており、温度制御に用いられるもので
はない。本発明では、運転能力をより精度よく求めるこ
とによって、暖房運転時や冷房運転時の運転制御に用い
る点に特徴を有するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項１に記載の空気調和機は、冷媒圧縮
機と、室内側熱交換機と、室内側ファンと、室外側熱交
換機と、室外側ファンと、室内側熱交換機と室外側熱交
換機との間に介挿される減圧機と、冷媒圧縮機と室内側
熱交換機又は室外側熱交換機との接続を切り換える四方
弁とで形成される冷凍サイクルを備えた空気調和機にお
いて、冷房運転時又は暖房運転時の運転能力を計算する
能力計算手段と、この能力計算手段によって計算された
運転能力に基づいて冷媒圧縮機の運転制御を行う制御手
段とを備えた構成とする。

【００１０】また、本発明の請求項２に記載の空気調和
機は、請求項１に記載のものにおいて、室内機の空気吸
込側及び空気吹出側のそれぞれに温度検出手段と湿度検
出手段とを備え、能力計算手段は、これら温度検出手段
及び湿度検出手段の検出値と風量とに基づいて冷房運転
時又は暖房運転時の運転能力を計算する構成とする。

【００１１】また、本発明の請求項３に記載の空気調和
機は、請求項１又は２に記載のものにおいて、冷媒圧縮
機の周波数が複数段階に区分されており、制御手段は、
ある一定の運転能力値となるように冷媒圧縮機を制御す
るとき、冷媒圧縮機の周波数を最も低い区分の周波数か
ら高い方の区分の周波数に順次変更しながら、その変更
の都度、能力計算手段によって運転能力を計算し、その
計算値が一定の運転能力値に最も近いときの周波数の区
分で冷媒圧縮機を制御する構成とする。

【００１２】また、本発明の請求項４に記載の空気調和
機は、請求項３に記載のものにおいて、制御手段は、一
定の時間間隔で能力計算手段による運転能力の計算を行
い、そ計算値が一定の運転能力値から離れているときに
は、その時点で冷媒圧縮機の周波数区分の変更を行い、
その変更の都度、能力計算手段によって運転能力を計算
し、その計算値が一定の運転能力値に最も近いときの周
波数で冷媒圧縮機のその後の制御を継続する構成とす
る。

【００１３】また、本発明の請求項５に記載の空気調和
機は、請求項１又は２に記載のものにおいて、冷媒圧縮
機の周波数が複数段階に区分されるとともに、室内側フ
ァンの回転モードが複数種類設定されており、制御手段
は、ある一定の運転能力値となるように冷媒圧縮機と室
内側ファンとを制御するとき、冷媒圧縮機の周波数を最
も低い区分の周波数から高い方の区分の周波数に順次変
更するとともに、各区分において室内側ファンの回転モ
ードを最も低いモードから高い方のモードに順次変更し
ながら、その変更の都度、能力計算手段によって運転能
力を計算し、その計算値が一定の運転能力値に最も近い
ときの周波数と回転モードとで、冷媒圧縮機と室内側フ
ァンとをそれぞれ制御する構成とする。

【００１４】また、本発明の請求項６に記載の空気調和
機は、請求項５に記載のものにおいて、制御手段は、一
定の時間間隔で能力計算手段による運転能力の計算を行
い、そ計算値が一定の運転能力値から離れているときに
は、その時点で冷媒圧縮機の周波数区分の変更と室内側
ファンの回転モードの変更とを行い、その変更の都度、
能力計算手段によって運転能力を計算し、その計算値が
一定の運転能力値に最も近いときの周波数と回転モード
とで、冷媒圧縮機と室内側ファンとのその後の制御を継
続する構成とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は、本発明の空気調和
機の系統図（冷凍サイクル）を示している。同図におい
て、冷媒圧縮機（以下、単に圧縮機という）１の吐出口
１１及び吸引口１２は、四方弁２を介して室内側ファン
３１を有する室内側熱交換機３の一方の接続口と、室外
側ファン５１を有する室外側熱交換機５の一方の接続口
とに接続されており、室内側熱交換機３の他方の接続口
と室外側熱交換機５の他方の接続口とが、減圧機４を介
して接続された構成となっている。

【００１６】そして、暖房運転時には、四方弁２の切り
換えにより、圧縮機１の吐出口１１と室内側熱交換機３
の一方の接続口とが接続され、圧縮機１の吸入口１２と
室外側熱交換機５の一方の接続口とが接続されることか
ら、圧縮機１で圧縮された高温冷媒は、図中に実線で示
す矢符の如く流れて室内を暖房する。すなわち、圧縮機
１で圧縮された高温冷媒は、四方弁２を通って室内側熱
交換機３に供給され、ここで室内側ファン３１によって
強制的に熱交換して室内を暖房する。室内側熱交換機３
により熱交換を終わって凝縮された冷媒は、減圧機４に
より減圧されて室外側熱交換機５に供給され、ここで室
外側ファン５１によって強制的に熱交換して室外側熱交
換機５の表面温度を低下させる。室外側熱交換機５によ
り熱交換を終わって気化された冷媒は、四方弁２を通っ
て再び圧縮機１に循環される。

【００１７】一方、冷房運転時には、四方弁２の切り換
えにより、圧縮機１の吐出口１１と室外側熱交換機５の
一方の接続口とが接続され、圧縮機１の吸入口１２と室
内側熱交換機３の一方の接続口とが接続されることか
ら、圧縮機１で圧縮された高温冷媒は、図中に破線で示
す矢符の如く流れて室内を冷房する。

【００１８】図２は、このような空気調和機の室内側ユ
ニット（室内機）を側面より見た断面図である。この室
内側ユニットは、前面が吸込口３２として開口してお
り、この吸込口３２の下方（前面下方）に吹出口３３が
設けられたケース本体３０と、このケース本体３０の吸
込口３２に装着される開閉式の前面パネル３４と、ケー
ス本体３０の吸込口３２に臨んでケース本体３０内に設
けられた室内側熱交換機３と、この室内側熱交換機３を
経由して吸込口３２から吹出口３３へ空気を流通させる
ために、吹出口３３の奥側近傍に設けられたクロスフロ
ー型の室内側ファン３１とを備えている。また、ケース
本体３０の天板部３５及び前面パネル３４の前面には、
それぞれ空気を吸入するための上面グリル３６及び前面
グリル３７が設けられており、前面パネル３４と室内側
熱交換機３との間に、エアーフィルタ３８が設けられて
いる。

【００１９】このような空気調和機の自動運転（暖房運
転又は冷房運転）中、室内の空気は、図２中に実線の矢
符で示すように、室内側ファン３１が作動することによ
って前面パネル３４の前面グリル３７及びケース本体３
０の上面グリル３６からケース本体３０内に流入し、エ
アーフィルタ３８を通過して、室外側熱交換機３におい
て熱交換された後、室内側ファン３１を経て吹出口３３
から室内に吹き出されるようになっている。このような
構造の室内側ユニットにおいて、本実施の形態では、吸
込口３２の近傍に、湿球温度センサ４１と乾球温度セン
サ４２とが設けられ、吹出口３３の近傍に、湿球温度セ
ンサ４３と乾球温度センサ４４とが設けられた構成とな
っている。

【００２０】図３は、本発明の空気調和機の電気的構成
を示すブロック図である。吸込口３２の近傍に設けられ
た湿球温度センサ４１及び乾球温度センサ４２の出力、
及び吹出口３３の近傍に設けられた湿球温度センサ４３
及び乾球温度センサ４４の出力は、冷房運転時又は暖房
運転時の運転能力を計算する能力計算部２２と、図１に
示す冷凍サイクルを制御する運転制御部２２とに導かれ
ており、能力計算部２１と運転制御部２２とは双方向の
接続となっている。

【００２１】また、運転制御部２２には、任意の時間を
計測するタイマー部２３が双方向に接続されているとと
もに、各種スイッチ（図示省略）が設けられた入力部２
４の出力が導かれた構成となっている。能力計算部２１
は、湿球温度センサ４１及び乾球温度センサ４２による
吸込空気温度の検出値と、湿球温度センサ４３及び乾球
温度センサ４４による吹出空気温度の検出値と、室内側
ファン３１の回転による風量とに基づいて、冷房運転時
又は暖房運転時の運転能力を、下式（１）、（２）によ
って計算するブロックである。

【００２２】冷房能力(Kw/h)＝〔吸込エンタルピ（Kcal/Kg)−吹出エンタルピ（Kcal/Kg)〕 ×１／吹出空気比容積(m³/Kg)×風量(m³/h) ×１／８６０(Kcal/Kw) ・・・（１）暖房能力(Kw/h)＝０．２４(Kcal/Kg℃) ×〔吹出温度（℃）−吸込温度（℃）〕×１／吹出空気比容積(m³/Kg)×風量(m³/h) ×１／８６０(Kcal/Kw) ・・・（２）

【００２３】運転制御部２２は、この能力計算部２１に
よって計算された運転能力に基づいて、圧縮機１の運転
制御を行うブロックであり、コンピュータ上で動作する
ソフトウエアを含む構成となっている。また、その運転
制御は、本実施の形態では２種類の運転制御となってい
る。

【００２４】１つ目の運転制御は、圧縮機１の周波数が
複数段階に区分されており、運転制御部２２は、ある一
定の運転能力値となるように圧縮機１を制御するとき、
圧縮機１の周波数を最も低い区分の周波数から高い方の
区分の周波数に順次変更しながら、その変更の都度、能
力計算部２１によって運転能力を計算し、その計算値が
一定の運転能力値に最も近いときの周波数の区分で圧縮
機１を制御する。また、一定の時間間隔（例えば、５分
間隔）で能力計算部２１による運転能力の計算を行い、
そ計算値が一定の運転能力値から離れているときには、
その時点で圧縮機１の周波数区分の変更を行い、その変
更の都度、能力計算部２１によって運転能力を計算し、
その計算値が一定の運転能力値に最も近いときの周波数
で圧縮機１のその後の制御を継続するといった、請求項
３及び４に対応した運転制御を行う。

【００２５】２つ目の運転制御は、圧縮機１の周波数が
複数段階に区分されるとともに、室内側ファン３１の回
転モードが複数種類設定されており、運転制御部２２
は、ある一定の運転能力値となるように圧縮機１と室内
側ファン３１とを制御するとき、圧縮機１の周波数を最
も低い区分の周波数から高い方の区分の周波数に順次変
更するとともに、各区分において、室内側ファン３１の
回転モードを最も低いモードから高い方のモードに順次
変更しながら、その変更の都度、能力計算部２１によっ
て運転能力を計算し、その計算値が一定の運転能力値に
最も近いときの周波数と回転モードとで、圧縮機１と室
内側ファン３１とをそれぞれ制御する。また、一定の時
間間隔（例えば、５分間隔）で能力計算部２１による運
転能力の計算を行い、そ計算値が一定の運転能力値から
離れているときには、その時点で圧縮機１の周波数区分
の変更と室内側ファン３１の回転モードの変更とを行
い、その変更の都度、能力計算部２１によって運転能力
を計算し、その計算値が一定の運転能力値に最も近いと
きの周波数と回転モードとで、圧縮機１と室内側ファン
３１とのその後の制御を継続するといった、請求項５及
び６に対応した運転制御を行う。

【００２６】ここで、圧縮機１の周波数は、通常、最低
で３０■、最高で１００■程度であるので、本実施の形
態では、この３０■から１００■までを、１０■ごとの
８段階に区分するものとする。また、室内側ファン３１
の回転モードは、本実施の形態では低速回転の「Ｌ」モ
ード、中速回転の「Ｍ」モード、高速回転の「Ｈ」モー
ドの３種類設定されているものとする。

【００２７】次に、上記構成の空気調和機における運転
制御について、〔１〕計算された運転能力値に基づいて
圧縮機１の周波数のみを制御する場合、〔２〕計算され
た運転能力値に基づいて圧縮機１の周波数と室内側ファ
ン３１の回転モードとを制御する場合に分けて、それぞ
れ図４及び図５に示すフローチャートを適宜参照して説
明する。

【００２８】〔１〕計算された運転能力値に基づいて圧
縮機１の周波数のみを制御する場合例えば、現在の室温
が２５℃であり、４時間後に２０℃になるように空気調
和機を自動で冷房運転させる場合について説明する。こ
の場合、４時間後に５℃温度を下げるために必要な熱量
は、室内の広さ等も考慮して、計算によって求めること
ができる。本実施の形態では、この場合に必要な熱量を
例えば１０KWとする。すなわち、現在から運転を開始し
て、４時間後に１０KWの熱量を供給すれば室温が２５℃
から２０℃になることが計算上分かるので、１時間に必
要な熱量はこれを単純に４で割った２．５KWとなる。従
って、ここでの制御では、この２．５KWが請求項にいう
一定の運転能力値となる。

【００２９】まず、ユーザは、リモコン等により設定温
度と設定時間とを入力部２４から入力する。すなわち、
設定温度として２０℃、設定時間として４時間後を入力
し、自動運転のスイッチを操作する。運転制御部２２
は、これらのデータに基づいて冷房運転を開始する（ス
テップＳ１）。すなわち、冷凍サイクルの圧縮機１をま
ず最低の３０■で運転する。このとき、室内側ファン３
１の回転モードについては予め設定されているものと
し、例えば「Ｌ」モードで回転するものとする。ただ
し、本実施の形態では、室内側ファン３１の回転モード
については任意でよい。また、運転制御部２２は、タイ
マー部２３を起動して、その後の制御に必要な種々の時
間の計測を開始させる。

【００３０】次に、この状態で室内側ユニットの吸込口
３２及び吹出口３３の温度が安定し、湿球温度センサ４
１，４３及び乾球温度センサ４２，４４による温度検出
値が安定するまで（例えば、３分等）待ってから、能力
計算部２１による運転能力の計算を開始する（ステップ
Ｓ２，Ｓ３）。すなわち、湿球温度センサ４１，４３及
び乾球温度センサ４２，４４によって検出された温度値
が能力計算部２１に入力されるとともに、運転制御部２
２から室内側ファン３１の回転モード（「Ｌ」モード）
のデータが入力されるので、能力計算部２１では、これ
らのデータに基づき、上記した（１）式に基づいて運転
能力を計算する。

【００３１】このとき計算された運転能力値が例えば
２．２KWであったとすると、運転制御部２２は、計算値
が目標とする一定の運転能力値（２．５KW）以下であり
（ステップＳ４でＹｅｓの場合）、かつ離れていると判
断し（ステップＳ５でＮｏの場合）、圧縮機１の周波数
を１段階上げて４０■とした後（ステップＳ６）、湿球
温度センサ４１，４３及び乾球温度センサ４２，４４に
よる温度検出値が安定するまで（この場合は、例えば１
０秒等）待ってから（ステップＳ９でＹｅｓ、ステップ
Ｓ１０でＮｏの場合）、能力計算部２１による運転能力
の計算を再度行う（ステップＳ３）。ここで、運転制御
部２２によって行われる一定の運転能力値に近いか否か
の判断（ステップＳ５での判断）は、本実施の形態で
は、計算値が一定の運転能力値の例えば±０．１KW以内
かどうかで判断している。

【００３２】この再度の計算によって得られた運転能力
値が例えば２．４５KWであったとすると、運転制御部２
２は、目標とする一定の運転能力値（２．５KW）に近い
と判断（±０．１KW以内であると判断）して（ステップ
Ｓ４でＹｅｓ、ステップＳ５でＹｅｓの場合）、その状
態（すなわち、圧縮機１の周波数４０■）で冷房運転を
継続する（ステップＳ１１）。

【００３３】この後、タイマー部２３によって５分が計
測されると（ステップＳ１２でＹｅｓの場合）、その計
測信号が運転制御部２２に入力されるので、運転制御部
２２は、この計測信号に基づき、室内温度が設定温度に
達していないことを確認した後（ステップＳ１０でＮｏ
の場合）、能力計算部２１による運転能力の計算を再度
行うことになる（ステップＳ３）。つまり、計算により
得られた運転能力値が、目標とする一定の運転能力値に
近いと判断された後は、５分経過する度に上記ステップ
Ｓ３〜ステップＳ１２の処理を繰り返すことになる。す
なわち、ある時点で計算により得られた運転能力値が、
目標とする一定の運転能力値に近いと判断されても、運
転能力は外気温度等を含め周囲の環境によって変化す
る。例えば、直射日光が室内に入っているときと、曇り
がちで室内に直射日光が入らないときとでは、空気調和
機が同じ条件で運転していても、その運転能力は変化す
るので、このような環境条件の微妙な変化にも追従でき
るように、５分経過する度に上記ステップＳ３〜ステッ
プＳ１２の処理を繰り返すのである。

【００３４】そして、上記ステップＳ３〜ステップＳ１
２の処理を繰り返した結果、室内温度が設定温度になっ
た場合（ステップＳ１０でＹｅｓの場合）には、以後、
その室内温度を設定温度に維持するように冷房運転を継
続する（ステップＳ１３）。

【００３５】なお、上記の説明では、運転開始直後に計
算した運転能力値が、目標とする一定の運転能力値より
小さい場合について説明しているが、運転開始直後に計
算した運転能力値が目標とする一定の運転能力値より大
きい場合には、ステップＳ４からステップＳ７へと進む
ことになる。例えば、計算された運転能力値が２．８KW
であったとすると、運転制御部２２は、計算値が目標と
する一定の運転能力値（２．５KW）以上であり（ステッ
プＳ４でＮｏの場合）、かつ離れていると判断し（ステ
ップＳ７でＮｏの場合）、圧縮機１の周波数を１段階下
げて例えば５０■から４０■とした後（ステップＳ
８）、湿球温度センサ４１，４３及び乾球温度センサ４
２，４４による温度検出値が安定するまで（この場合
は、例えば１０秒等）待ってから（ステップＳ９でＹｅ
ｓ、ステップＳ１０でＮｏの場合）、能力計算部２１に
よる運転能力の計算を再度行う（ステップＳ３）。

【００３６】また、上記の実施形態では、圧縮機１の周
波数を８段階に変えて運転能力を計算した結果、いずれ
の状態においても計算値が一定の運転能力値（２．５K
W）に対して±０．１KWの範囲内に入らない場合も考え
られる。この場合には、２．５KWの上方側で最も近い計
算値と下方側で最も近い計算値とを比較し、２．５KWに
より近い計算値の条件の周波数で圧縮機１を運転するよ
うにすればよい。ハード構成的にいえば、図３におい
て、少なくとも最新の計算値を記憶するメモリを設け、
運転制御部２２においてこのメモリに記憶された計算値
と今回計算した運転能力値とを比較するようにすればよ
い。

【００３７】〔２〕計算された運転能力値に基づいて圧
縮機１の周波数と室内側ファン３１の回転モードとを制
御する場合例えば、現在の室温が２５℃であり、４時間
後に２０℃になるように空気調和機を自動で冷房運転さ
せる場合について説明する。また、本実施の形態でも、
この場合に必要な熱量を例えば１０KWとする。すなわ
ち、現在から運転を開始して、４時間後に１０KWの熱量
を供給すれば室温が２５℃から２０℃になることが計算
上分かるので、１時間に必要な熱量はこれを単純に４で
割った２．５KWとなる。従って、ここでの制御では、こ
の２．５KWが請求項にいう一定の運転能力値となる。

【００３８】まず、ユーザは、リモコン等により設定温
度と設定時間とを入力部２４から入力する。すなわち、
設定温度として２０℃、設定時間として４時間後を入力
し、自動運転のスイッチを操作する。運転制御部２２
は、これらのデータに基づいて冷房運転を開始する（ス
テップＳ２１）。すなわち、冷凍サイクルの圧縮機１を
まず最低の３０■で運転するとともに、室内側ファン３
１の回転モードを「Ｌ」モードとする。また、運転制御
部２２は、タイマー部２３を起動して、その後の制御に
必要な種々の時間の計測を開始させる。

【００３９】次に、この状態で室内側ユニットの吸込口
３２及び吹出口３３の温度が安定し、湿球温度センサ４
１，４３及び乾球温度センサ４２，４４による温度検出
値が安定するまで（例えば、３分等）待ってから、能力
計算部２１による運転能力の計算を開始する（ステップ
Ｓ２２，Ｓ２３）。すなわち、湿球温度センサ４１，４
３及び乾球温度センサ４２，４４によって検出された温
度値が能力計算部２１に入力されるとともに、運転制御
部２２から室内側ファン３１の回転モード（「Ｌ」モー
ド）のデータが入力されるので、能力計算部２１では、
これらのデータに基づき、上記した（１）式に基づいて
運転能力を計算する。

【００４０】このとき計算された運転能力値が例えば
２．１KWであったとすると、運転制御部２２は、計算値
が目標とする一定の運転能力値（２．５KW）以下であり
（ステップＳ２４でＹｅｓの場合）、かつ離れていると
判断し（ステップＳ２５でＮｏの場合）、室内側ファン
３１の回転モードが「Ｈ」でないことを確認して、回転
モードを「Ｌ」から「Ｍ」に１段階上げた後（ステップ
Ｓ２６，Ｓ２７）、湿球温度センサ４１，４３及び乾球
温度センサ４２，４４による温度検出値が安定するまで
（この場合は、例えば１０秒等）待ってから（ステップ
Ｓ３３でＹｅｓ、ステップＳ３４でＮｏの場合）、能力
計算部２１による運転能力の計算を再度行う（ステップ
Ｓ２３）。

【００４１】この再度の計算によって得られた運転能力
値が例えば２．２KWであったとすると、運転制御部２２
は、計算値が目標とする一定の運転能力値（２５００Kc
al）以下であり（ステップＳ２４でＹｅｓの場合）、か
つ離れていると判断し（ステップＳ２５でＮｏの場
合）、室内側ファン３１の回転モードが「Ｈ」でないこ
とを確認して、回転モードを「Ｍ」から「Ｈ」に１段階
上げた後（ステップＳ２７）、湿球温度センサ４１，４
３及び乾球温度センサ４２，４４による温度検出値が安
定するまで（この場合は、例えば１０秒等）待ってから
（ステップＳ３３でＹｅｓ、ステップＳ３４でＮｏの場
合）、能力計算部２１による運転能力の計算を再度行う
（ステップＳ２３）。

【００４２】この再度の計算によって得られた運転能力
値が例えば２．３KWであったとすると、運転制御部２２
は、計算値が目標とする一定の運転能力値（２．５KW）
以下であり（ステップＳ２４でＹｅｓの場合）、かつ離
れていると判断し（ステップＳ２５でＮｏの場合）、室
内側ファン３１の回転モードを確認する（ステップＳ２
６）。この場合、回転モードはすでに「Ｈ」であるので
（ステップＳ２６でＹｅｓの場合）、運転制御部２２
は、室内側ファン３１の回転モードを「Ｈ」から「Ｌ」
に切り換え、かつ圧縮機１の周波数を３０■から４０■
に１段階上げた後（ステップＳ２８）、湿球温度センサ
４１，４３及び乾球温度センサ４２，４４による温度検
出値が安定するまで（この場合は、例えば１０秒等）待
ってから（ステップＳ３３でＹｅｓ、ステップＳ３４で
Ｎｏの場合）、能力計算部２１による運転能力の計算を
再度行う（ステップＳ２３）。

【００４３】この再度の計算によって得られた運転能力
値が例えば２．４５KWであったとすると、運転制御部２
２は、目標とする一定の運転能力値（２．５KW）に近い
と判断（±０．１KW以内であると判断）して（ステップ
Ｓ２４でＹｅｓ、ステップＳ２５でＹｅｓの場合）、そ
の状態（すなわち、圧縮機１の周波数が４０■、室内側
ファンの回転モードが「Ｌ」の状態）で冷房運転を継続
する（ステップＳ３５）。

【００４４】この後、タイマー部２３によって５分が計
測されると（ステップＳ３６でＹｅｓの場合）、その計
測信号が運転制御部２２に入力されるので、運転制御部
２２は、この計測信号に基づき、室内温度が設定温度に
達していないことを確認した後（ステップＳ３４でＮｏ
の場合）、能力計算部２１による運転能力の計算を再度
行うことになる（ステップＳ２３）。つまり、計算によ
り得られた運転能力値が目標とする一定の運転能力値に
近いと判断された後は、５分経過する度に上記ステップ
Ｓ２３〜ステップＳ３６の処理を繰り返すことになる。
すなわち、ある時点で計算により得られた運転能力値
が、目標とする一定の運転能力値に近いと判断されて
も、運転能力は外気温度等を含め周囲の環境によって変
化する。例えば、直射日光が室内に入っているときと、
曇りがちで室内に直射日光が入らないときとでは、空気
調和機が同じ条件で運転していても、その運転能力は変
化するので、このような環境条件の微妙な変化にも追従
できるように、５分経過する度に上記ステップＳ２３〜
ステップＳ３６の処理を繰り返すのである。

【００４５】おな、上記の説明では、運転開始直後に計
算した運転能力値が、目標とする一定の運転能力値より
小さい場合について説明しているが、運転開始直後に計
算した運転能力値が目標とする一定の運転能力値より大
きい場合には、ステップＳ２４からステップＳ２９へと
進むことになる。例えば、計算された運転能力値が２．
８KWであったとすると、運転制御部２２は、計算値が目
標とする一定の運転能力値（２．５KW）以上であり（ス
テップＳ２４でＮｏの場合）、かつ離れていると判断し
（ステップＳ２９でＮｏの場合）、室内側ファン３１の
回転モードが「Ｌ」でないことを確認して、回転モード
を１段階下げた後（ステップＳ３０，Ｓ３１）、湿球温
度センサ４１，４３及び乾球温度センサ４２，４４によ
る温度検出値が安定するまで（この場合は、例えば１０
秒等）待ってから（ステップＳ３３でＹｅｓ、ステップ
Ｓ３４でＮｏの場合）、能力計算部２１による運転能力
の計算を再度行う（ステップＳ２３）。また、ステップ
Ｓ３０で回転モードがすでに「Ｌ」であると確認した
場合（ステップＳ３０でＹｅｓの場合）には、運転制御
部２２は、室内側ファン３１の回転モードを「Ｌ」から
「Ｈ」に切り換え、かつ圧縮機１の周波数を例えば５０
■から４０■に１段階下げた後（ステップＳ３２）、湿
球温度センサ４１，４３及び乾球温度センサ４２，４４
による温度検出値が安定するまで（この場合は、例えば
１０秒等）待ってから（ステップＳ３３でＹｅｓ、ステ
ップＳ３４でＮｏの場合）、能力計算部２１による運転
能力の計算を再度行う（ステップＳ２３）。

【００４６】また、上記の実施形態では、圧縮機１の周
波数を８段階に変えるとともに、室内側ファン３１の回
転モードを３段階に変えて、それぞれの組み合わせにお
いて運転能力を計算した結果、いずれの状態においても
計算値が一定の運転能力値（２．５KW）に対して±０．
１KWの範囲内に入らない場合も考えられる。この場合に
は、２．５KWの上方側で最も近い計算値と下方側で最も
近い計算値とを比較し、２．５KWにより近い計算値の条
件の周波数及び回転モードで圧縮機１及び室内側ファン
３１を運転するようにすればよい。ハード構成的にいえ
ば、図３において、少なくとも最新の計算値を記憶する
メモリを設け、運転制御部２２においてこのメモリに記
憶された計算値と今回計算した運転能力値とを比較する
ようにすればよい。

【００４７】本実施の形態では、運転能力の計算値が目
標とする一定の運転能力値から離れている場合に、圧縮
機１の周波数をいきなり変更するのではなく、まず室内
側ファン３１の回転モードを変更してみて、目標とする
一定の運転能力値の±０．１KWの範囲内に入るかどうか
を判断するようにしている。そのため、上記した〔１〕
による運転制御に比べて、消費電力をより節約すること
ができる制御となっている。つまり、圧縮機１の周波数
を１段階上げることによる電量消費の増加分より、室内
側ファン３１の回転モードを１段階上げることによる電
力消費の増加分の方が少ないので、その差の分だけ消費
電力量の増加を抑えることができるからである。

【００４８】以上説明したように、本発明の空気調和機
は、冷房運転時や暖房運転時の運転能力を計算し、その
計算した運転能力に基づいて圧縮機１や室内側ファン３
１の運転制御を行う点に特徴を有するものである。つま
り、外気温度や日差しの有無等の外部環境によって影響
される空気調和機のその時々の運転能力を的確に把握す
ることにより、設定温度に到達させるための運転制御及
び設定温度に維持するための運転制御を、必要最低限の
能力で効率よく行うことができるものである。つまり、
室内検出温度と設定温度との温度差のみで制御していた
従来の空気調和機では起こりがちであった、必要以上に
圧縮機１の周波数を上げてしまうといった不具合が無
く、省エネ効果を十分に期待できるものである。

【００４９】なお、上記各実施の形態では、圧縮機１の
周波数を８段階に切り換える構成として説明している
が、切り換え段数をより多くすることにより、よりきめ
の細かな制御が可能である。最終的には、圧縮機１の周
波数をリアニに変化させて上記の運転制御を行うように
すればよい。

【００５０】

【発明の効果】本発明の請求項１に記載の空気調和機
は、冷房運転時又は暖房運転時の運転能力を計算する能
力計算手段と、この能力計算手段によって計算された運
転能力に基づいて冷媒圧縮機の運転制御を行う制御手段
とを備えた構成としている。つまり、外気温度や日差し
の有無等の外部環境によって影響される空気調和機のそ
の時々の運転能力を的確に把握することにより、設定温
度に到達させるための運転制御及び設定温度に維持する
ための運転制御を、必要最低限の能力で効率よく行うこ
とができるので、消費電力を極力抑えることができる。

【００５１】また、本発明の請求項２に記載の空気調和
機は、室内機の空気吸込側及び空気吹出側のそれぞれに
温度検出手段と湿度検出手段とを備え、能力計算手段
は、これら温度検出手段及び湿度検出手段の検出値と風
量とに基づいて冷房運転時又は暖房運転時の運転能力を
計算する構成としている。すなわち、温度だけでなく湿
度も考慮することにより、運転能力をより正確に計算す
ることができるので、設定温度に到達させるための運転
制御及び設定温度に維持するための運転制御を、必要最
低限の能力でより正確に行うことができる。

【００５２】また、本発明の請求項３に記載の空気調和
機は、冷媒圧縮機の周波数が複数段階に区分されてお
り、制御手段は、ある一定の運転能力値となるように冷
媒圧縮機を制御するとき、冷媒圧縮機の周波数を最も低
い区分の周波数から高い方の区分の周波数に順次変更し
ながら、その変更の都度、能力計算手段によって運転能
力を計算し、その計算値が一定の運転能力値に最も近い
ときの周波数の区分で冷媒圧縮機を制御する構成として
いる。また、本発明の請求項４に記載の空気調和機は、
請求項３に記載のものにおいて、制御手段は、一定の時
間間隔で能力計算手段による運転能力の計算を行い、そ
計算値が一定の運転能力値から離れているときには、そ
の時点で冷媒圧縮機の周波数区分の変更を行い、その変
更の都度、能力計算手段によって運転能力を計算し、そ
の計算値が一定の運転能力値に最も近いときの周波数で
冷媒圧縮機のその後の制御を継続する構成としている。
つまり、外気温度や日差しの有無等の外部環境によって
影響される空気調和機のその時々の運転能力を的確に把
握することにより、設定温度に到達させるための冷媒圧
縮機の運転制御及び設定温度に維持するための冷媒圧縮
機の運転制御を、必要最低限の能力で効率よく行うこと
ができるので、消費電力を極力抑えることができる。

【００５３】また、本発明の請求項５に記載の空気調和
機は、冷媒圧縮機の周波数が複数段階に区分されるとと
もに、室内側ファンの回転モードが複数種類設定されて
おり、制御手段は、ある一定の運転能力値となるように
冷媒圧縮機と室内側ファンとを制御するとき、冷媒圧縮
機の周波数を最も低い区分の周波数から高い方の区分の
周波数に順次変更するとともに、各区分において室内側
ファンの回転モードを最も低いモードから高い方のモー
ドに順次変更しながら、その変更の都度、能力計算手段
によって運転能力を計算し、その計算値が一定の運転能
力値に最も近いときの周波数と回転モードとで、冷媒圧
縮機と室内側ファンとをそれぞれ制御する構成としてい
る。また、本発明の請求項６に記載の空気調和機は、請
求項５に記載のものにおいて、制御手段は、一定の時間
間隔で能力計算手段による運転能力の計算を行い、そ計
算値が一定の運転能力値から離れているときには、その
時点で冷媒圧縮機の周波数区分の変更と室内側ファンの
回転モードの変更とを行い、その変更の都度、能力計算
手段によって運転能力を計算し、その計算値が一定の運
転能力値に最も近いときの周波数と回転モードとで、冷
媒圧縮機と室内側ファンとのその後の制御を継続する構
成としている。つまり、外気温度や日差しの有無等の外
部環境によって影響される空気調和機のその時々の運転
能力を的確に把握することにより、設定温度に到達させ
るための冷媒圧縮機及び室内側ファンの運転制御及び設
定温度に維持するための冷媒圧縮機及び室内側ファンの
運転制御を、必要最低限の能力で効率よく行うことがで
きるので、消費電力を極力抑えることができる。また、
冷媒圧縮機の周波数だけでなく、室内側ファンの回転モ
ードも考慮することにより、冷媒圧縮機の周波数だけで
運転制御を行う場合に比べて、より消費電力量の増加を
抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気調和機の系統図（冷凍サイクル）
である。

【図２】空気調和機の室内側ユニット（室内機）を側面
より見た断面図である。

【図３】本発明の空気調和機の電気的構成を示すブロッ
ク図である。

【図４】本発明の空気調和機の運転制御を説明するため
のフローチャートである。

【図５】本発明の空気調和機の運転制御を説明するため
のフローチャートである。

【符号の説明】

２１能力計算部２２運転制御部２３タイマー部２４入力部３１室内側ファン４１，４３湿球温度センサ４２，４４乾球温度センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷媒圧縮機と、室内側熱交換機と、室内
側ファンと、室外側熱交換機と、室外側ファンと、前記
室内側熱交換機と前記室外側熱交換機との間に介挿され
る減圧機と、前記冷媒圧縮機と前記室内側熱交換機又は
前記室外側熱交換機との接続を切り換える四方弁とで形
成される冷凍サイクルを備えた空気調和機において、冷房運転時又は暖房運転時の運転能力を計算する能力計
算手段と、この能力計算手段によって計算された運転能力に基づい
て前記冷媒圧縮機の運転制御を行う制御手段とを備えた
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】室内機の空気吸込側及び空気吹出側のそ
れぞれに温度検出手段と湿度検出手段とを備え、前記能
力計算手段は、これら温度検出手段及び湿度検出手段の
検出値と風量とに基づいて冷房運転時又は暖房運転時の
運転能力を計算することを特徴とする請求項１に記載の
空気調和機。
【請求項３】前記冷媒圧縮機の周波数が複数段階に区
分されており、前記制御手段は、ある一定の運転能力値
となるように前記冷媒圧縮機を制御するとき、前記冷媒
圧縮機の周波数を最も低い区分の周波数から高い方の区
分の周波数に順次変更しながら、その変更の都度前記能
力計算手段によって運転能力を計算し、その計算値が前
記一定の運転能力値に最も近いときの周波数の区分で前
記冷媒圧縮機を制御することを特徴とする請求項１又は
２に記載の空気調和機。
【請求項４】前記制御手段は、一定の時間間隔で前記
能力計算手段による運転能力の計算を行い、そ計算値が
前記一定の運転能力値から離れているときには、その時
点で前記冷媒圧縮機の周波数区分の変更を行い、その変
更の都度前記能力計算手段によって運転能力を計算し、
その計算値が前記一定の運転能力値に最も近いときの周
波数で前記冷媒圧縮機のその後の制御を継続することを
特徴とする請求項３に記載の空気調和機。
【請求項５】前記冷媒圧縮機の周波数が複数段階に区
分されるとともに、前記室内側ファンの回転モードが複
数種類設定されており、前記制御手段は、ある一定の運
転能力値となるように前記冷媒圧縮機と前記室内側ファ
ンとを制御するとき、前記冷媒圧縮機の周波数を最も低
い区分の周波数から高い方の区分の周波数に順次変更す
るとともに、各区分において前記室内側ファンの回転モ
ードを最も低いモードから高い方のモードに順次変更し
ながら、その変更の都度前記能力計算手段によって運転
能力を計算し、その計算値が前記一定の運転能力値に最
も近いときの周波数と回転モードとで、前記冷媒圧縮機
と前記室内側ファンとをそれぞれ制御することを特徴と
する請求項１又は２に記載の空気調和機。
【請求項６】前記制御手段は、一定の時間間隔で前記
能力計算手段による運転能力の計算を行い、そ計算値が
前記一定の運転能力値から離れているときには、その時
点で前記冷媒圧縮機の周波数区分の変更と前記室内側フ
ァンの回転モードの変更とを行い、その変更の都度前記
能力計算手段によって運転能力を計算し、その計算値が
前記一定の運転能力値に最も近いときの周波数と回転モ
ードとで、前記冷媒圧縮機と前記室内側ファンとのその
後の制御を継続することを特徴とする請求項５に記載の
空気調和機。