JP2001065947A - 空気調和機の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷房運転を行う冷房モードと除湿運転を行う
除湿モードとを切り換えるの条件を最適に設定する。 【解決手段】 運転能力可変型の圧縮機１、凝縮器３、
減圧装置４ａ、蒸発器６、７からなる冷凍サイクルを有
し少なくとも冷房モードと除湿モードとの運転を可能に
構成すると共に、被調和室の室温と設定値とに基づいて
圧縮機１の運転能力を制御する空気調和機の制御方法に
おいて、冷房モードの運転中に、室温と設定値との温度
差が温度差設定値以下の条件と、圧縮機１の運転能力が
運転能力設定値以下の条件と、外気温が外気温設定値以
下の条件とを満たす際に冷房モードを除湿モードに切り
換えるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷房運転を行う冷
房モードと除湿運転を行う除湿モードとを備える空気調
和機において、特に冷房モードと除湿モードとの切換に
関するものである。

【０００２】

【従来技術】除湿運転を行う従来のものとしては特開平
１０−１１１００４号公報に記載されたようなものがあ
った。

【０００３】この公報に記載されたものは、除湿運転
（除湿モード）の際に、被調和室へ送風を行う室内送風
機の送風量を１／ｆゆらぎに基づいて変えると共に、圧
縮機の運転周波数もこの１／ｆゆらぎに同期させて変え
るようにしたものであり、このように構成された空気調
和機では、除湿モードは次のように行われる。空調負荷
が所定値（第１の所定値）より大きいときは除湿モード
においても冷房運転を行い、空調負荷が前記第１の所定
値以下であり、且つ前記第１の所定値より小さい所定値
（第２の所定値、この第２の所定値は冷房運転のサーモ
ＯＦＦ点に設定してある）以上であれば除湿運転を行
い、この除湿運転は、圧縮機の運転周波数を２０〜３０
Ｈｚの範囲でゆらがせると共に、室内送風機の運転も同
様に１／ｆゆらぎに基づいたゆらぎ運転を行うものであ
った。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようなものでは、
室温の設定値（第１の設定値）が高い際（例えば２７度
以上）に除湿運転（除湿モード）を行うと、冷房運転
（除湿運転より除湿能力が大きい）が充分に行われれ
ず、実質的に除湿量が充分に得られるまえに除湿運転に
移行してしまうものであり、利用者にとって充分な除湿
感が得られないものであった。

【０００５】第１の設定値と第２の設定値との差を大き
くして、運転開始時の冷房運転の時間が長くなうように
すれば、前記した設定値が高い際の問題は解消するが、
反面室温の設定値を低くして（例えば２２度以下）除湿
運転を行うと、冷房運転が長くなり室温が下がりすぎる
問題点があった。

【０００６】また、設定値によっては被調和室の負荷が
大きいにもかかわらず、除湿運転が開始され、この除湿
運転で被調和室内の室温が上昇し、すぐに冷房運転に変
わることがあり、除湿運転と冷房運転とが頻繁に切り替
わることがあった。

【０００７】このような問題点に対して、最適条件で冷
房運転から除湿運転への切り替わりが行われる空気調和
機の制御方法を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は運転能力可変型
の圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器からなる冷凍サイ
クルを有し少なくとも冷房モードと除湿モードとの運転
を可能に構成すると共に、被調和室の室温と設定値とに
基づいて圧縮機の運転能力を制御する空気調和機の制御
方法において、冷房モードの運転中に、室温と設定値と
の温度差が温度差設定値以下の条件と、圧縮機の運転能
力が運転能力設定値以下の条件と、外気温が外気温設定
値以下の条件とを満たす際に冷房モードを除湿モードに
切り換えるので、不必要に冷房モードが除湿モードに変
わることを抑制できるものである。

【０００９】冷房モードの運転中に除湿モードへ切り換
える条件は、さらに被調和室内の湿度が湿度設定値以上
の条件を要するので、より不必要に冷房モードが除湿モ
ードに変わることを抑制できるものである。

【００１０】冷房モードの運転中に除湿モードへ切り換
える条件は、さらに冷房モードの維持時間が少なくとも
冷房所定時間以上の条件を要するので、より不必要に冷
房モードが除湿モードに変わることを抑制できるもので
ある。

【００１１】冷房モードの運転中に除湿モードへ切り換
える条件は、さらに外気温と設定値との差が外気温差設
定値以下の条件を要するので、より不必要に冷房モード
が除湿モードに変わることを抑制できるものである。

【００１２】また、凝縮器又は前記蒸発器のうち被調和
室に設けられるユニットに搭載される側の熱交換器を減
圧装置を介して２分割し、この２分割された熱交換器を
それぞれ凝縮器及び蒸発器として作用させて除湿モード
の運転を行うので、除湿モード時の除湿量を十分に確保
できるものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を図面に基づ
いて説明する。図１は冷媒回路図であり、１は能力可変
型の圧縮機、２は四方切換弁、３は室外側熱交換器、４
ａ、４ｂは絞り量が制御信号に応じて任意に調整できる
電動膨張弁（減圧装置）、５はストレーナー、６、７は
２分割された室内側熱交換器、８はアキュムレーターで
あり、図に示すように冷媒配管で環状に接続され冷凍サ
イクルを構成している。

【００１４】室内熱交換器６、７は電動膨張弁４ｂを介
して直列に接続されており、電動膨張弁４ｂが前開状態
にあるときは、室内熱交換器６、７は実質的に一体にな
るものである。

【００１５】尚、９、１０はマフラー（消音器）であ
り、１１は室外熱交換器用の送風装置（プロペラファ
ン）、１２は室内熱交換器用の送風装置（クロスフロー
ファン）である。この送風装置１２はモータにＤＣブラ
シレスモータを用い送風量がほぼリニアに可変できるよ
うに構成されている。

【００１６】四方切換弁２の状態が実線で示す状態（図
示の状態）にあり、電動膨張弁４ｂが全開の時は、圧縮
機１から吐出された高温高圧の冷媒はマフラー９、四方
切換弁２を経て室外側熱交換器３で凝縮し、電動膨張弁
４ａ、ストレーナー５を経て室内熱交換器６、７で蒸発
した後、マフラー１０、四方切換弁２、アキュムレータ
８を経て再び圧縮機１へ吸い込まれるところの実線矢印
で示される冷凍サイクルを循環する。

【００１７】このとき室内熱交換器６、７で冷媒が蒸発
することによって冷房運転（冷房モード）が行われ、冷
却された空気は送風装置１２によって被調和室へ供給さ
れるものである。

【００１８】また、電動膨張弁４ａを全開状態にし、送
風装置１１を止めて電動膨張弁４ｂの開度（絞り量）を
調整すると圧縮機１から吐出された冷媒は室内側熱交換
器６で凝縮し、室内熱交換器７で蒸発する。従って、送
風装置１２によって室内側熱交換器６で加熱された空気
と室内側熱交換器７で冷却された空気とがエアミックス
されて被調和室に供給されるので、室内熱交換器７で除
湿されると共に電動膨張弁４ｂで絞り量が制御され吐出
空気の温度が制御された空気が被調和室に供給される。
すなわち除湿運転（除湿モード）が行われ、電動膨張弁
４ｂの絞り量を調節して冷やし気味の除湿運転、暖め気
味の除湿運転が行えるものである。

【００１９】四方切換弁２の状態が点線で示す状態にあ
るときは、圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒はマ
フラー９、四方切換弁２、マフラー１０を経て室内側熱
交換器６、７で凝縮し、ストレーナー６、電動膨張弁４
ａを経て室外熱交換器３で蒸発した後、四方切換弁２、
アキュムレーター８を経て再び圧縮機１へ吸い込まれる
ところの点線矢印で示される冷凍サイクルを循環する。

【００２０】このとき室内熱交換器６、７で冷媒が凝縮
することによって暖房運転が行われ、加熱された空気は
送風装置１２によって被調和室へ供給されるものであ
る。

【００２１】図２は空気調和機の室内ユニット（室内熱
交換６、７を搭載するユニット）に設けられる制御回路
の概略ブロック図である。

【００２２】この図において、２１は１００Ｖの交流電
力が供給されるプラグであり、１００Ｖの商用交流電源
に接続されている。この交流電力はスイッチ２２を介し
て電源回路２３に供給されている。

【００２３】２４は電流ヒューズ、２５は整流回路、２
６はモータ電源、２７は制御用電源、２８はシリアル電
源であり、これらの構成要素が電源回路２３を構成して
いる。

【００２４】電流ヒューズ２４は電源回路に２３に供給
される電流が所定電流以上になった際に溶断して回路の
保護を図るものであり、整流回路２５は電流ヒューズ２
４を介して得られる交流電力を全波整流し、モータ電源
回路２６は送風装置１２を構成するファンモータ（ＤＣ
センサレスモータ）２９の駆動電源を生成するものであ
って、後記するマイコンからの信号に基づいてＤＣ１２
Ｖ〜ＤＣ４８Ｖの間で可変出力されるものであり、制御
用電源２７は制御部３０の駆動電源（ＤＣ５Ｖ）を生成
し安定化させるものであり、シリアル電源２８は室外ユ
ニット（室外側熱交換器３を搭載する）へ送信する信号
を室外ユニットへ供給する交流電力と共通線を共用させ
るための回路である。

【００２５】３１は端子板であり、１番端子、２番端
子、３番端子が樹脂製の端子台に設けられていると共
に、所定の温度以上で溶断して回路を開く温度ヒューズ
３２がこの端子台の温度、すなわち端子板１３の温度を
検知できるように取り付けられている。

【００２６】端子板３１の１番端子とプラグ２１との間
にはパワーリレー３６の常開接片３７が介在され、マイ
コン３３の出力（ドライバーの図示は省略）で常開接片
３７を閉じ、端子板３１からの交流電力の出力を制御し
ている。端子板３１の２番端子はプラグ２１に接続され
ると共に、３番端子（信号出力用の端子）との共通線に
なっている。

【００２７】３番端子はマイコン３３から出力される信
号をシリアル回路２８ａ、シリアル電源２８を介して出
力する端子である。

【００２８】尚、端子板３１の１番端子〜３番端子は後
記する図３の室外ユニットに搭載される電気回路の端子
板に同じ端子番号同士がつながるように接続されるもの
である。

【００２９】温度ヒューズ３２はパワーリレー３６の駆
動ラインに挿入され、端子板３１の温度が上昇した際に
パワーリレー３６への通電を遮断し常開接片３７を開い
て室外ユニットへの交流電力の供給を遮断するものであ
る。

【００３０】３９はワイヤレスのリモートコントローラ
であり、空気調和機の運転制御や設定値の設定など種種
の設定及び機能の選択をスイッチの操作に基づいて行う
ものであり、その操作信号が表示基板４０に設けらた受
信回路に向けて送信される。マイコン３３はこの操作信
号を受信し空気調和機の運転制御を行うものである。
尚、表示基板４０には空気調和機の運転状態（冷房／暖
房／ドライ等の運転モードや設定値、室温など）が表示
される。

【００３１】４１はスイッチ基板であり、スイッチ２２
や試運転操作のスイッチなどサービスにかかるスイッチ
が設けられている。

【００３２】４２は外部ロムであり、マイコン３３の初
期設定値を格納している。

【００３３】４３、４４は室内の温度を検出する温度セ
ンサ、及び室内熱交換器７の温度を検出する温度センサ
であり、マイコン３３のＡ／Ｄ入力端子に接続される。
マイコン３３はこれら検出された温度に基づいて空気調
和機の運転を制御するものである。

【００３４】４５は室内の湿度を検出する湿度センサで
あり、マイコン３３のＡ／Ｄ入力端子に接続され、マイ
コン３３はこれら検出された温度や湿度に基づいて空気
調和機の運転を制御するものである。

【００３５】４７はモータ駆動回路であり、スイッチン
グ素子を３相ブリッジ状に結線したインバータ回路を有
し、このインバータ回路の出力をファンモータ２９の回
転子の回転位置に合わせて切り換えるものである。イン
バータ回路の出力を切り換える信号はマイコン３３から
出力される。

【００３６】電動膨張弁４ａ、４ｂは内蔵された駆動部
（ステップモータなど）によって冷媒の絞り量が制御さ
れるものであり、絞り量はマイコン３３から出力される
信号に応じて任意に制御される。

【００３７】図３は室外ユニットに搭載される制御回路
の概略を示すブロック図であり、端子板５１の端子番号
を同じくして図２に示す端子板３１に接続されるもので
ある。

【００３８】この図において、５２は電源回路であり、
端子板５１の１番端子、２番端子を介して得られる室内
ユニットからの１００Ｖの交流電力を倍電圧整流し平滑
するものである。この電源回路５２からの出力される直
流電力は、スイッチング素子を３相ブリッジ状に結線し
たインバータ回路５３へ出力されて、３相交流（圧縮機
１が誘導電動機を用いている場合）または、回転子の回
転位置に対応する固定子巻線を通電できる波形（圧縮機
１が直流ブラシレスモータを用いている場合）に変換さ
れた後、圧縮機１へ供給される。

【００３９】５５はマイコンであり、端子板５１の３番
端子及びシリアル回路５６を介して室内ユニットのマイ
コン３３から制御信号を受信し主に圧縮機１の回転数、
四方切換弁２の切換や送風装置１１（プロペラファンを
駆動するファンモータ）の運転などの制御を行うもので
ある。

【００４０】５７は外気の温度を検出する外気温センサ
であり、このセンサの検出した外気温は室内ユニットの
マイコン３３へ送信されるものである。

【００４１】以上のように構成された空気調和機は主に
室内ユニットのマイコン３３の制御により運転を行う。

【００４２】四方切換弁２を図１に示す状態（冷房モー
ド）で運転を開始する。このとき圧縮機１の運転能力は
被調和室の負荷に見合う値に至るように、被調和室の室
温と設定値との温度差（室温偏差ｅ）およびこの室温偏
差ｅの変化分からファジー演算等を行い運転能力の補正
値を求め、現在の運転能力に補正を行った後の値を室外
ユニットのマイコン５５へ送信して圧縮機１の運転能力
を制御するものである。

【００４３】マイコン３３は以下の条件判断を動作サイ
クルを基に常に行っている。

【００４４】室温偏差ｅ≦温度差設定値、温度差設定
値は０〜１程度の値で空気調和機の能力によって任意に
設定される。この条件を用いることによって、被調和室
の室温がほぼ設定値に至っていることになる。

【００４５】圧縮機の運転能力≦運転能力設定値、運
転能力設定値は３０Ｈｚ以下の任意の値であり圧縮機の
最低運転能力近くに設定される。この条件を用いること
によって、被調和室の空調負荷の値が圧縮機の最低運転
能力近くに至っていることになる。すなわち空調負荷が
小さいことになる。

【００４６】湿度設定値≦湿度、湿度設定値は一般に
除湿運転が必要とされる値であり、５０％以上の値から
７０％以下の範囲で任意に設定される。この条件を用い
ることによって除湿が必要ないときに不必要に除湿運転
が開始されるの抑制できるものである。

【００４７】冷房モードの維持時間が冷房所定時間以
上、冷房所定時間は除湿モードへの切り替わりをマスク
する時間であり数十分の時間が任意に設定される。

【００４８】外気温度≦外気温設定値、外気温設定値
は通常冷房運転が必要とされる値であり２８以上の任意
の値である。この条件を用いることによって不必要に除
湿運転が開始されるのを抑制することできるものであ
る。

【００４９】（外気温−設定値）≦外気温差設定値、
外気温差設定値は２〜５の値で任意に設定される。この
条件を用いることによって空調負荷が実質的に小さくな
っていることを判断できるものである。

【００５０】温度差設定値＋１＜温度偏差ｅ、除湿モ
ードから冷房モードへ戻る際の条件であり、前記の条
件にディファレンシャルを設定した復帰条件である。

【００５１】冷房モードで運転している際に上記〜
の条件を全て満たした際に、冷房モードを除湿モードに
切り換えるものである。尚、これらの条件は全て備える
必要ななく任意に条件を選択しても良い。例えば、湿度
センサを備えない空気調和機では上記の条件を外すも
のである。

【００５２】また、除湿モードで運転中に上記〜の
条件が全て不成立になり、かつの条件を満たした際に
は、除湿モードの運転を冷房モードへ切り換えるもので
ある。

【００５３】

【発明の効果】以上のように、本発明の空気調和機の制
御方法では、冷房モードから除湿モードへ切り替わる条
件を少なくとも室温と設定値値の温度差、圧縮機の運転
能力、外気温に基づいて行うので、空調負荷が大きいと
きや冷房運転を行った方が快適と判断される時に不必要
に除湿モードへ運転が切り替わるのを抑制することがで
きるものである。

【００５４】また、必要に応じて湿度、冷房運転の維持
時間、外気温と設定値の差を切換条件に付加することに
よって、より運転モードが不必要に除湿モードへ切り替
わるのを抑制することができるものである。

【００５５】また、熱交換器を減圧装置を介して２分割
し、この２分割された熱交換器をそれぞれ凝縮器及び蒸
発器として作用させる除湿モードを用いることによっ
て、除湿モード時の除湿量が確保でき冷房モードと除湿
モードとの切り替わりタイミングの設定に自由度が増す
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す冷媒回路図である。

【図２】室内ユニットに設けられる制御回路の概略ブロ
ック図である。

【図３】室外ユニットに設けられる制御回路の概略ブロ
ック図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 四方切換弁 ３ 室外側熱交換器 ４ａ 電動膨張弁 ４ｂ 電動膨張弁 ６ 室内熱交換器 ７ 室内熱交換器 ４３ 温度センサ ４５ 湿度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 公一 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 渡辺 正人 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 下川原 和彦 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 金井 弘 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 秋山 晋一 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3L060 AA05 AA08 CC02 CC06 CC08 DD02 DD07 EE04

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 運転能力可変型の圧縮機、凝縮器、減圧
   装置、蒸発器からなる冷凍サイクルを有し少なくとも冷
   房モードと除湿モードとの運転を可能に構成すると共
   に、被調和室の室温と設定値とに基づいて前記圧縮機の
   運転能力を制御する空気調和機の制御方法において、冷
   房モードの運転中に、室温と設定値との温度差が温度差
   設定値以下の条件と、圧縮機の運転能力が運転能力設定
   値以下の条件と、外気温が外気温設定値以下の条件とを
   満たす際に冷房モードを除湿モードに切り換えることを
   特徴とする空気調和機の制御方法。
2. 【請求項２】 冷房モードの運転中に除湿モードへ切り
   換える条件は、さらに被調和室内の湿度が湿度設定値以
   上の条件を要することを特徴とする請求項１に記載の空
   気調和機の制御方法。
3. 【請求項３】 冷房モードの運転中に除湿モードへ切り
   換える条件は、さらに冷房モードの維持時間が少なくと
   も冷房所定時間以上の条件を要することを特徴とする請
   求項２に記載の空気調和機の制御方法。
4. 【請求項４】 冷房モードの運転中に除湿モードへ切り
   換える条件は、さらに外気温と設定値との差が外気温差
   設定値以下の条件を要することを特徴とする請求項３に
   記載の空気調和機の制御方法。
5. 【請求項５】 前記凝縮器又は前記蒸発器のうち被調和
   室に設けられるユニットに搭載される側の熱交換器を減
   圧装置を介して２分割し、この２分割された熱交換器を
   それぞれ凝縮器及び蒸発器として作用させて除湿モード
   の運転を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４に
   記載の空気調和機の制御方法