JP2002106913A - 空気調和機の自動運転制御方法 - Google Patents
空気調和機の自動運転制御方法Info
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Abstract
調和機の場合、冷房運転モードから除湿運転モードに移
行すると、再熱器となる熱交換器が冷房運転時に保水し
ていた凝縮水が蒸発し、霧吹きやファン結露が発生する
という課題があった。特に、自動運転モードにおいては
冷房運転モードと除湿運転モードは頻繁に切り替わるた
め大きな問題であった。 【解決手段】 運転条件に応じて運転モードを自動選択
する自動運転において、室内気温検出手段16の出力
と、室外気温検出手段17の出力と、運転継続時間計量
手段の出力により、室内熱負荷が高い状態が維持される
場合のみ、冷房モードに移行させることで、冷房モード
から除湿モードへの移行を必要最小限にとどめ、霧吹き
やファン結露を抑止する。
Description
もので、さらに詳しくは、再熱方式の除湿運転機能を備
えた空気調和機における快適な自動運転を実現する制御
方法に関するものである。
の快適性をより高めるために、除湿機能を搭載した高機
能タイプの空気調和機の技術開発が進んできている。中
でも快適性の一要素である室温を下げずに湿度だけを下
げることの出来る等温除湿運転機能付きの空気調和機の
技術開発が加速されている。
ば、特開平6−137712号公報が開示されている。
圧装置および室内熱交換器でヒートポンプ式の冷凍サイ
クルを構成し、前記室内熱交換器は第1の熱交換器と第
2の熱交換器からなり、補助膨張弁を介して連通してな
ることで、前記第1の熱交換器を再熱器、前記第2の熱
交換器を冷却器として作用させる再熱除湿方式である。
熱除湿方式の場合、冷房運転モードから除湿運転モード
に移行すると、冷房運転モードでは冷却器として作用し
て気中水分を凝縮し湿っていた第1の熱交換器が、除湿
運転モードでは再熱器として加熱されるため、保水して
いた凝縮水が蒸発し、室内ファンを通過する空気湿度が
ほぼ100%にまで達し、霧吹きやファンへの結露が発
生するという課題があった。特に、自動運転モードにお
いては冷房運転モードと除湿運転モードは頻繁に切り替
わるため大きな問題であった。
に、本発明は、減圧装置を介して連結される第1の熱交
換器と第2の熱交換器からなる室内熱交換器を有し、第
1の熱交換器を再熱器、第2の熱交換器を冷却器として
用いる再熱除湿運転方式を有する空気調和機において、
室内気温と外気温と各運転モードでの運転継続時間を計
量し、これらの出力に応じて除湿運転モードから冷房運
転モードへの移行の可否を判定するものである。
ードの頻繁な切り替えを防止し、漏洩熱量を含めて室内
熱負荷が高い状態が維持される場合のみ冷房モードに移
行させることで、冷房モードから除湿モードへの移行を
必要最小限にとどめ、霧吹きやファン結露を抑止するこ
とが可能となる。
運転モードに移行する際、再熱除湿運転モードへの移行
を禁止し、第1の熱交換器と第2の熱交換器を減圧装置
を介さず連通して共に冷却器として用いる通常除湿運転
モードに移行させる手法を自動運転制御に用いたもので
ある。
1の熱交換器と第2の熱交換器とも冷却器として作用す
るため、この制御手法により冷房運転モードから除湿運
転モードへ移行しても霧吹きやファン結露の発生を防止
することが可能となる。
運転モードに移行する際、運転時間継続手段の出力と、
圧縮機運転速度と、室内ファン回転速度により、特定の
条件下において再熱除湿運転モードへの移行を可能とす
る手法を自動運転制御に用いたものである。
の実施の形態について説明する。
ル図である。図1において、1は圧縮機であり、四方弁
2、室内熱交換器3、パルス式の膨張弁4、室外熱交換
器5を順次接続してヒートポンプ式の冷凍サイクルを形
成している。
(再熱器)6と、第2の熱交換器(冷却器)7と、電磁
弁8および毛細管の減圧装置9からなり、第1の熱交換
器6と第2の熱交換器7は電磁弁8を介して連通され、
さらに電磁弁8と並列に毛細管の減圧装置9を配設して
いる。
ン10と、室外熱交換器5に通風する室外ファン11が
設けられている。
13、14とインバータ回路15と共に、室内ファン1
0と室外ファン11および圧縮機1の速度が制御され、
さらに、室内温度を検出する室内温度センサ16、外気
温を検出する外気温センサ17、第2の熱交換器7の配
管温度を検出する冷却器配管温度センサ18、および空
気調和機の運転停止手段や室内温度を設定する温度調節
設定手段を設けたワイヤレスリモコン(図示せず)が接
続されている。
転モード、通常除湿運転モード、再熱除湿運転モードの
それぞれの空調作用について説明する。
においては、電磁弁8は全開状態に制御され、圧縮機1
で吸入し圧縮された冷媒は、四方弁2を経て室外熱交換
器5に送られ、ここで凝縮液化する。室外熱交換器5を
出た冷媒は膨張弁4で減圧され第1の熱交換器6に導か
れる。第1熱交換器6を出た冷媒は、全開状態の電磁弁
8を通過して第2の熱交換器7に流入する。各熱交換器
6、7では冷媒が蒸発して室内空気から熱を奪い気化す
る。そしてこれら熱交換器6、7を経た冷媒は、再び四
方弁2を介して圧縮機1に吸入される。
運転モードでは室内ファン10の速度を低く、また圧縮
機1の速度も低く、また膨張弁4の開度も絞り気味に設
定している。これにより、通常除湿運転モードでは冷凍
能力を低く抑えつつも、熱交換器6、7の温度を低くし
て空気中から奪う潜熱の比率を高めることで室内温度の
低下を抑えつつ除湿を行う。
は全閉状態に制御され、圧縮機1で吸入し圧縮された冷
媒は、四方弁2を経て室外熱交換器5に送られ、さらに
全開状態の膨張弁4を経て第1の熱交換器6に導かれ
る。冷媒は室外熱交換器5と第1の熱交換器(再熱器)
6で凝縮液化し、このとき第1の熱交換器での凝縮熱を
室内空気に放出する。この液冷媒は電磁弁が全閉状態で
あるため、毛細管の熱交換器減圧装置9で減圧されて熱
交換器第2の熱交換器(冷却器)7に流入する。第2の
熱交換器7で冷媒が蒸発して室内空気から熱を奪い気化
し、このとき室内空気から除湿して室内湿度を低下させ
る。そして、第2の熱交換器7を出た冷媒は、再び四方
弁2を介して圧縮機1に吸入される。
から吸い込まれる室内空気を除湿冷却する冷却器の作用
をなし、第1の熱交換器6は、除湿冷却された室内空気
を加熱する再熱器となる。即ち、通常除湿運転では困難
な等温や暖気味の除湿が可能となる。 (実施の形態1)図2を用いて実施の形態1の制御につ
いて説明する。
御されているため、室内気温に対し設定温度を大きく下
げて設定した場合や、室外気温が上昇して室内に侵入し
てくる熱量が増大した場合、冷房運転モードに移行する
必要がある。しかしながら、霧吹きやファン結露の発生
を抑制するため、冷房運転モードから再熱除湿モードへ
の移行を必要最小限にとどめる必要があり、図2に示す
判定手法にて移行可と判定された場合にのみ除湿運転モ
ードから冷房運転モードへの移行を行なうものである。
ドへ移行する場合の制御フローである。図2において、
ステップS201では自動運転が開始され、再熱除湿運
転モードに自動設定されて運転継続している(ステップ
S202)。運転継続中、室内気温と室外気温は吸込み
センサと外気温センサにて常時サンプリングされる。室
外気温が上昇してくると、冷凍能力の低下や室内への侵
入熱量の増大から、除湿運転モードでは室温を下げる十
分な効果が見込めなくなる。
とし、例としてK1=30℃と設定される。サンプリン
グされた室外気温がしきい値K1を超えており(ステッ
プS203)、かつ室内気温がリモコン設定温度に対
し、K2deg以上(即ち、室内気温−リモコン設定温
度≧K2)がt2分以上継続して運転された場合(ステ
ップS204)に、除湿運転モードから冷房運転モード
への移行可と判定し、冷房運転モードの指示が出される
(ステップS205)。
も可能で、例として(K2、t2)=(3deg、10
min)または(K1、t2)=(5deg、0mi
n)と設定されている。 (実施の形態2)図3を用いて実施の形態2の制御につ
いて説明する。
転している場合、室内温度がリモコン設定温度に近づい
てきたり、室外気温が低下してきたりすると、除湿運転
モードに切り替わるが、この際、再熱除湿運転に移行す
ると、霧吹きやファン結露が発生し易くなる。そこで、
本実施形態では、冷房運転モードから再熱除湿運転モー
ドへの移行は行なわれないようにし、通常除湿運転モー
ドに移行するものである。
ドへ移行する場合の制御フローである。自動運転開始後
(ステップS301)、実施の形態1で示したような動
作により冷房運転モードとなった場合(ステップS30
2)、冷房運転モードは冷凍能力が大きいので、徐々に
室温は下がってきてリモコン設定温度に近づく。さらに
時間の経過と共に外気温度が低下してきて室外気温がし
きい値K3を下回り(ステップS303)、かつ室内気
温がリモコン設定温度に対しK4deg以下(即ち、室
内気温−リモコン設定温度≦K4)がt4分以上継続し
て運転された場合(ステップS304)には除湿運転モ
ードへの移行指示が出される(ステップS305)が、
冷房運転モードから除湿運転モードへの移行指示である
場合は、再熱除湿運転モードではなく、通常除湿運転モ
ードが指示される。例として、K3=25℃、(K4、
t4)=(3deg、10min)と設定される。 (実施の形態3)図4を用いて実施の形態2の制御につ
いて説明する。
ドへ移行する場合の制御フローである。ステップS40
1からS405までは、実施の形態3におけるものと同
様である。即ち、自動運転にて冷房運転モード設定とな
り(ステップS401、S402)、冷房運転を継続す
るうちに室外気温がしきい値K3を下回り(ステップS
403)、かつ室内気温がリモコン設定温度に対しK4
deg以下(即ち、室内気温−リモコン設定温度≦K
4)がt4分以上継続して運転された場合(ステッS4
04)には除湿運転モードへの移行指示が出される(ス
テップS405)。
は、再熱除湿運転モードに移行しても霧吹きやファン結
露の発生しない場合も存在する。顕熱比の高い冷房運転
状態がそれに相当するが、具体的には、室温が継続して
安定的な状態となり、圧縮機が低速で運転され、なおか
つ、室内ファンの風量が大きい場合である。
る。A領域が再熱除湿運転移行可能な領域で、B領域は
移行不可な領域である。
行指示が出たとき、それまでの運転状態がA領域内でt
5分以上継続していた場合(ステップS406)、再熱
除湿運転モードへの移行指示が出され(ステップS40
7)、それ以外の場合は、通常除湿運転モードへの移行
指示となる(ステップS408)。
願発明は、運転条件に応じて運転モードを自動選択する
自動運転において、冷房モードと除湿モードの頻繁な切
り替えを防止し、漏洩熱量を含めて室内熱負荷が高い状
態が維持される場合のみ冷房モードに移行させること
で、冷房モードから除湿モードへの移行を必要最小限に
とどめ、霧吹きやファン結露を抑止することが可能とな
る。
房運転モードから除湿運転モードに移行する際、再熱除
湿運転モードへの移行を禁止し、通常除湿運転モードに
移行させることにより、霧吹きやファン結露を防止する
ことが可能となる。
房運転モードから除湿運転モードに移行する際、それま
で顕熱比の高い状態で冷房運転が継続されて、再熱除湿
運転モードに移行しても霧吹きやファン結露の発生しな
い場合も存在すると考えられる場合には、再熱除湿運転
モードへの移行を可能とするもので、これにより、等温
除湿や暖気味除湿が可能な再熱除湿運転モードを自動運
転で最大限に活用しつつも、霧吹きやファン結露を防止
することが可能となる。
明図
Claims (3)
- 【請求項1】 圧縮機運転速度を可変するインバータ方
式の圧縮機と室内熱交換器と室外熱交換器と四方弁と膨
張弁とで構成され、前記室内熱交換器は第1の熱交換器
と第2の熱交換器からなり、前記第1の熱交換器と第2
の熱交換器を減圧装置を介して連通することで第1の熱
交換器を再熱器、第2の熱交換器を冷却器として用いる
再熱除湿運転方式と、前記第1の熱交換器と第2の熱交
換器を減圧装置を介さず連通して共に冷却器として用い
る通常除湿運転モードの2方式を切り替え可能な除湿運
転方式とした除湿運転モードを有する空気調和機におい
て、室内気温を検出する室内気温検出手段と、外気温を
検出する室外気温検出手段と、各運転モードでの運転継
続時間を計量する運転継続時間計量手段とを具備し、前
記室内気温検出手段の出力と、前記室外気温検出手段の
出力と、前記運転継続時間計量手段の出力により除湿運
転モードから冷房運転モードへの移行の可否を判定する
空気調和機の自動運転制御方法。 - 【請求項2】 冷房運転モードから除湿運転モードに移
行する際、再熱除湿運転モードへの移行を禁止し、通常
除湿運転モードに移行させることを特徴とする請求項1
記載の空気調和機の自動運転制御方法。 - 【請求項3】 冷房運転モードから除湿運転モードに移
行する際、各運転モードでの運転継続時間を計量する運
転継続時間計量手段の出力と、圧縮機運転速度と、室内
ファン回転速度により、特定の条件下において再熱除湿
運転モードへの移行を可能とする請求項2記載の空気調
和機の自動運転制御方法。
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