JP2004003721A - 空気調和機の運転制御方法 - Google Patents

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    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Abstract

【課題】空気調和機で、外気温度が低い場合に冷房運転・除湿運転を行うと、蒸発器温度が低くなり過ぎ、圧縮機が頻繁に運転と停止を繰り返し、結果的に余り冷房運転できない状況になるのを解消する。
【解決手段】運転モード記憶手段、凝縮器温度検出手段、外気温度検出手段、室外送風機制御手段を設け、冷房・除湿運転時に外気温度検出手段により検出された外気温度が所定値以下の場合、凝縮器温度検出手段により検出された凝縮器温度に応じて前記室外送風機の回転数を所定値に維持するものである。
【選択図】 図3

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機の運転制御方法に関し、特に低外気温時の冷房運転の運転制御方法に係る。
【0002】
【従来の技術】
従来この種の空気調和機の運転制御方法について、図7に示す従来の空気調和機の冷凍サイクル図に基き説明する。冷房運転および除湿運転時、冷媒は室外側の圧縮機1を吐出された後、凝縮器2で凝縮し、キャピラリーチューブ3で減圧され、室内側の蒸発器4で蒸発し、圧縮機1に戻る構成となっている。図中2aは室外ファンである。
【0003】
近年、多数の大型パソコンを有するコンピュータールームや、パソコンの普及により一般家庭でも狭い部屋に放熱量の多い電子機器を置いた部屋などで、電子機器の性能を維持するため一年中、冷房空調をする必要に迫られている。こうした環境で空気調和機を使用する場合、通常は、蒸発器温度や外気温度に応じて圧縮機の能力を制御することにより、蒸発器への着霜を防止している。
【0004】
しかしながら、上記従来の空気調和機の運転制御方法では次のような課題があった。すなわち、外気温度が低い場合に冷房運転を行うと、運転を開始してまもなく蒸発器4の温度が低くなり、圧縮機1が頻繁に運転と停止を繰り返し、結果的に余り冷房運転できない状況になることがあった。従って、本来、冷房運転により部屋の温度をある一定の温度に保持すべきところ、部屋の温度が徐々に上昇し、空気調和機の役目が果たせないことがあった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術の問題点に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、このような低外気温度の場合でも冷房運転を行うことができる空気調和機の制御方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を環状に接続して構成した冷凍サイクルと、外気空気と冷媒との熱交換を促進する室外送風機と、運転モードを記憶する運転モード記憶手段、凝縮器温度を検出する凝縮器温度検出手段、外気温度を検出する外気温度検出手段、室外送風機を制御する室外送風機制御手段とを設け、冷房・除湿運転時に外気温度検出手段により検出された外気温度が所定値以下の場合、凝縮器温度検出手段により検出された凝縮器温度に応じて室外送風機の回転数を所定値に維持する空気調和機の運転制御方法により、特に低外気温度の場合でも、蒸発器への着霜を防止しつつ冷房運転を行うことができるものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
上記した本発明の目的は、各請求項に記載した構成を実施の形態とすることにより達成できるので、以下には各請求項の構成にその構成による作用を併記し併せて請求項記載の構成のうち説明を必要とする特定用語については詳細な説明を加えて、本発明の実施の形態の説明とする。
【0008】
請求項1記載に係る発明は、圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を環状に接続して構成した冷凍サイクルと、外気空気と冷媒との熱交換を促進する室外送風機と、運転モードを記憶する運転モード記憶手段、前記凝縮器の温度を検出する凝縮器温度検出手段、外気温度を検出する外気温度検出手段、前記室外送風機を制御する室外送風機制御手段を設け、冷房・除湿運転時に前記外気温度検出手段により検出された外気温度が所定値以下の場合、前記凝縮器温度検出手段により検出された凝縮器温度に応じて前記室外送風機の回転数を所定値に維持する空気調和機の運転制御方法で、この制御方法により、特に低外気温度の場合でも、蒸発器への着霜を防止しつつ冷房運転を行うことが可能になる。
【0009】
請求項2記載に係る発明は、圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を環状に接続して構成した冷凍サイクルと、外気空気と冷媒との熱交換を促進する室外送風機と、運転モードを記憶する運転モード記憶手段、前記凝縮器の温度を検出する凝縮器温度検出手段、外気温度を検出する外気温度検出手段、前記室外送風機を制御する室外送風機制御手段、前記蒸発器温度を検出する蒸発器温度検出手段を設け、冷房・除湿運転時に前記室外送風機の回転数が所定値以上で前記外気温度検出手段により検出された外気温度が所定値以下の場合、または冷房・除湿運転時に前記室外送風機の回転数が所定値以下で前記蒸発器温度検出手段により検出された蒸発器温度が所定値以下の場合、前記凝縮器温度検出手段により検出された凝縮器温度に応じて前記室外送風機の回転数を所定値に維持する空気調和機の運転制御方法で、この制御方法により、特に低外気温度の場合で、なおかつ室外送風機の回転数が低くて外気温度が正確にサンプリングできない場合でも、蒸発器への着霜を防止しつつ冷房運転を行うことができる。
【0010】
【実施例】
以下、本発明の空気調和機の運転制御方法の実施例について図面を参照して説明する。
【0011】
(実施例1)
図1は、本発明の実施例1における空気調和機の冷凍サイクル図を示すものである。冷房運転および除湿運転時、冷媒は室外側の圧縮機1を吐出された後、凝縮器2で凝縮し、キャピラリーチューブ3で減圧され、室内側の蒸発器4で蒸発し、圧縮機1に戻る構成となっている。一方、室外側には外気温を検出する外気温度検出手段である外気温センサ5、凝縮器2における外気空気と冷媒の熱交換を促進する室外送風機である室外ファンモーター6、凝縮器2の温度を検出する凝縮器温度検出手段である室外配管温度センサ7が取り付けられ、マイクロコンピュータおよびその周辺回路からなり、エアコン全体を制御する制御部20にそれぞれ電気的に接続されている。
【0012】
制御手段である制御部20は、冷房・除湿運転時に外気温センサ5により検出された外気温度が所定値以下の場合、室外配管温度センサ7により検出された凝縮器温度に応じて室外ファンモーター6の回転数を所定値に維持するシーケンスを内蔵している。
【0013】
次に、上記構成の空気調和機の運転制御方法を説明する。図2は、室外送風機6の回転数を制御するための制御系を示すブロック図である。制御部20には、運転モード記憶手段21、外気温センサ5等によって外気温度を検出する外気温度検出手段22、室外ファンモーター6の回転数を制御する室外送風機制御手段23、室外配管温度センサ7等によって凝縮器温度を検出する凝縮器温度検出手段24が電気的に接続されている。
【0014】
図3は、本発明の実施例1における制御部20が内蔵する空気調和機の運転制御方法のシーケンスを実行するフローチャートである。最初に、ステップ(以下Sと記載する)1で現在の運転モードの判定が行われ、冷房運転および除湿運転時のみ本制御が行われる。次にS2で外気温が0℃以上かどうかの判定が行われる。外気温センサ5で検出した外気温度が0℃より高い場合は、本制御を行わない。
【0015】
外気温度が0℃以下の場合、続いてS3で室外ファンモーター6の回転数がどのモードでの回転数かの判定を行う。室外ファンモーター6の回転数が通常の冷房運転時・除湿運転時における回転数の場合、S4で室外配管温センサ7で検出した凝縮器温度が35℃以下になった時点で、S5で室外ファンモーター6の回転数を100rpmに維持し、凝縮器2での放熱を低減させる。すると、冷凍サイクルは凝縮器温度を上昇させる方向へ徐々に移動し、それに伴い、蒸発器温度も上昇し、0℃以上となり、蒸発器への着霜が回避される。
【0016】
次に、S6で凝縮器温度が40℃より高いかどうかの判定を行う。凝縮器温度が40℃を超えた場合は、S7で室外ファンモーター6の回転数を通常の冷房運転時の回転数に戻す。続いて、S8で外気温度が5℃以下かどうか判定を行う。外気温度が5℃以下の場合、再び、S3で室外ファンモーター6の回転数がどのモードでの回転数かの判定を行う。外気温度が5℃を超えた場合、S9で室外ファンモーター6の回転数を通常の冷房運転時・除湿運転時の回転数に戻し、再び、S1で運転モードの判定に戻る。
【0017】
一方、室外ファンモーター6の回転数が通常の冷房運転時・除湿運転時の回転数でない場合は、S6で凝縮器温度が40℃より高いかどうかの判定を行い、先程と同じ経路をたどって判定を行う。さらに、室外ファンモーター6の回転数が通常の冷房運転時・除湿運転時の回転数であり、凝縮器温度が35℃より高い場合、もしくは、室外ファンモーター6の回転数が100rpmであり、凝縮器温度が40℃以下の場合、外気温度が5℃以下かどうか判定を行い、先ほどと同じ経路をたどって判定を行う。
【0018】
(実施例2)
図4は、本発明の実施例2における空気調和機の冷凍サイクル図を示すものである。この冷凍サイクルの構成において冷媒の流れは、本発明の実施例1と同じため、詳細な説明を省略する。本発明では、蒸発器温度を検出する蒸発器温度検出手段である室内配管温度センサ8が蒸発器4に取り付けられ、同じく制御部20aに電気的に接続されている。そして、制御手段である制御部20aは、冷房運転時・除湿運転時に室外ファンモータ6の回転数が所定値以上で外気温センサ5により検出された外気温度が所定値以下の場合、または冷房・除湿運転時に室外ファンモータ6の回転数が所定値以下で室内配管温度センサ8により検出された蒸発器温度が所定値以下の場合、室外配管温度センサ7により検出された凝縮器温度に応じて室外ファンモータ6の回転数を所定値に維持するシーケンスを内蔵している。
【0019】
次に、本発明の実施例2における空気調和機の運転制御方法を説明する。図5は、室外送風機の回転数を制御するための制御系を示すブロック図である。制御部20には、運転モード記憶手段21、外気温センサ5等によって外気温度を検出する外気温度検出手段22、室外ファンモータ6の回転数を制御する室外送風機制御手段23、室外配管温度センサ7等によって凝縮器温度を検出する凝縮器温度検出手段24、室内配管温度センサ8である蒸発器温度検出手段25がそれぞれ電気的に接続されている。
【0020】
図6は、制御部20aが内蔵する空気調和機の運転制御方法のシーケンスを実行するフローチャートである。最初に、S1で現在の運転モードの判定が行われ、冷房運転および除湿運転時のみ本制御が行われる。次にS2で外気温が0℃以上かどうかの判定が行われる。外気温センサ5で検出した外気温度が0℃より高い場合は、本制御を行わない。外気温度が0℃以下の場合、続いてS3で室外ファンモーター6の回転数がどのモードでの回転数かの判定を行う。
【0021】
室外ファンモーター6の回転数が通常の冷房運転時・除湿運転時における回転数の場合、S4で室外配管温度センサ7で検出した凝縮器温度が35℃以下になった時点で、S5で室外ファンモーター6の回転数を10rpmに維持し、凝縮器2での放熱を低減させる。すると、冷凍サイクルは凝縮器温度を上昇させる方向へ徐々に移動し、それに伴い、蒸発器温度も上昇し、0℃以上となり、蒸発器への着霜が回避される。
【0022】
この場合、室外ファンモーター6の回転数が低いため、外気温度の測定が正確に行われない可能性があるため、ここではS6で室内配管温度センサ8で検出した蒸発器温度が10℃以下かどうかの判定を行う。蒸発器温度が10℃以下の場合は、S7で次の凝縮器温度が40℃より高いかどうかの判定を行う。
【0023】
凝縮器温度が40℃を超えた場合は、S8で室外ファンモーター6の回転数を通常の冷房運転時の回転数に戻す。続いて、S9で外気温度が5℃以下かどうか判定を行う。外気温度が5℃以下の場合、再び、S3で室外ファンモーター6の回転数がどのモードでの回転数かの判定を行う。外気温度が5℃を超えた場合、S10で室外ファンモーター6の回転数を通常の冷房運転時・除湿運転時の回転数に戻し、再び、S1で運転モードの判定に戻る。
【0024】
一方、S3で室外ファンモーター6の回転数が通常の冷房運転時・除湿運転時の回転数でない場合は、S6で蒸発器温度が10℃以下かどうかの判定を行い、先ほどと同じ経路をたどって判定を行う。
【0025】
さらに、S3で室外ファンモーター6の回転数が通常の冷房運転時・除湿運転時の回転数であり、S4で凝縮器温度が35℃より高い場合、もしくは、室外ファンモーター6の回転数が10rpmであり、且つ蒸発器温度が10℃以下であり、なお且つ凝縮器温度が40℃以下の場合、S9で外気温度が5℃以下かどうか判定を行い、先ほどと同じ経路をたどって判定を行う。
【0026】
また、S6で蒸発器温度の判定を行った際に、蒸発器温度が10℃より高い場合は、S10で室外ファンモーター6の回転数を通常の冷房運転時・除湿運転時の回転数に戻し、再び、運転モードの判定に戻る。なお、本実施例の説明では、減圧器としてキャピラリーチューブを用いて説明したが、膨張弁などほかの減圧器でも構わない。
【0027】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項1記載に係る発明は、圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を環状に接続して構成した冷凍サイクルと、外気空気と冷媒との熱交換を促進する室外送風機と、運転モードを記憶する運転モード記憶手段、前記凝縮器の温度を検出する凝縮器温度検出手段、外気温度を検出する外気温度検出手段、前記室外送風機を制御する室外送風機制御手段を設け、冷房・除湿運転時に前記外気温度検出手段により検出された外気温度が所定値以下の場合、前記凝縮器温度検出手段により検出された凝縮器温度に応じて前記室外送風機の回転数を所定値に維持する空気調和機の運転制御方法で、特に低外気温度の場合でも、蒸発器への着霜を防止しつつ冷房運転を行うことができる。
請求項2記載に係る発明は、圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を環状に接続して構成した冷凍サイクルと、外気空気と冷媒との熱交換を促進する室外送風機と、運転モードを記憶する運転モード記憶手段、前記凝縮器の温度を検出する凝縮器温度検出手段、外気温度を検出する外気温度検出手段、前記室外送風機を制御する室外送風機制御手段、前記蒸発器温度を検出する蒸発器温度検出手段を設け、冷房・除湿運転時に前記室外送風機の回転数が所定値以上で前記外気温度検出手段により検出された外気温度が所定値以下の場合、または冷房・除湿運転時に前記室外送風機の回転数が所定値以下で前記蒸発器温度検出手段により検出された蒸発器温度が所定値以下の場合、前記凝縮器温度検出手段により検出された凝縮器温度に応じて前記室外送風機の回転数を所定値に維持する空気調和機の運転制御方法で、特に低外気温度の場合で、なおかつ室外送風機の回転数が低くて外気温度が正確に測定できない可能性がある場合でも、蒸発器への着霜を防止しつつ冷房運転を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1における空気調和機の冷凍サイクル図
【図2】同実施例1における空気調和機の室外送風機の回転数を制御するための制御系を示すブロック図
【図3】同実施例1における空気調和機の運転制御方法を示すフローチャート
【図4】本発明の実施例2における空気調和機の冷凍サイクル図
【図5】同実施例2における空気調和機の室外送風機の回転数を制御するための制御系を示すブロック図
【図6】同実施例2における空気調和機の運転制御方法を示すフローチャート
【図7】従来例の空気調和機を示す冷凍サイクル図
【符号の説明】
1 圧縮機
2 凝縮器
3 キャピラリーチューブ(減圧器)
4 蒸発器
5 外気温センサ
6 室外ファンモータ
7 室外配管温度センサ
8 室内配管温度センサ
20、20a 制御部

Claims (2)

  1. 圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を環状に接続して構成した冷凍サイクルと、外気空気と冷媒との熱交換を促進する室外送風機と、運転モードを記憶する運転モード記憶手段、前記凝縮器の温度を検出する凝縮器温度検出手段、外気温度を検出する外気温度検出手段、前記室外送風機を制御する室外送風機制御手段を設け、冷房・除湿運転時に前記外気温度検出手段により検出された外気温度が所定値以下の場合、前記凝縮器温度検出手段により検出された凝縮器温度に応じて前記室外送風機の回転数を所定値に維持する空気調和機の運転制御方法。
  2. 圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を環状に接続して構成した冷凍サイクルと、外気空気と冷媒との熱交換を促進する室外送風機と、運転モードを記憶する運転モード記憶手段、前記凝縮器の温度を検出する凝縮器温度検出手段、外気温度を検出する外気温度検出手段、前記室外送風機を制御する室外送風機制御手段、前記蒸発器温度を検出する蒸発器温度検出手段を設け、冷房・除湿運転時に前記室外送風機の回転数が所定値以上で前記外気温度検出手段により検出された外気温度が所定値以下の場合、または冷房・除湿運転時に前記室外送風機の回転数が所定値以下で前記蒸発器温度検出手段により検出された蒸発器温度が所定値以下の場合、前記凝縮器温度検出手段により検出された凝縮器温度に応じて前記室外送風機の回転数を所定値に維持する空気調和機の運転制御方法。
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