JP2004225929A - 空気調和装置及び空気調和装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】圧縮機16、室外熱交換器19、及び室外ファン20を備えた空気調和装置において、室外熱交換器19の温度を検出する温度センサ30と、この温度センサ30による温度検出結果を、室外ファン20の回転速度及び圧縮機16の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する室外制御装置41とを備えた。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和装置及び空気調和装置の制御方法に係り、特に、外気温度センサなしで外気温度を推定する空気調和装置及び空気調和装置の制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、室外機に圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備え、室内機に室内熱交換器を備えた空気調和装置が知られている。
【0003】
通常、この種の空気調和装置では、室外機の空気吸込側に外気温度センサを設け、この外気温度センサの検出結果に基づいて、空調運転の制御を行うものが一般的である。
【0004】
このように、室外機の空気吸込側に外気温度センサを設けると、外気温度センサが室外熱交換器の熱交換阻害要因となる。従って、室外熱交換器の熱交換率を向上させるには、外気温度センサを設けないことが好ましい。
【0005】
従来、外気温度センサを有しない空気調和装置として、室外熱交換器の温度を検出する温度センサを備え、圧縮機の運転周波数に該当する補正値をデータテーブルから読み出し、この補正値を用いて温度センサによる室外熱交換器の温度の検出結果を補正して外気温度を推定するものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0006】
【特許文献1】
特開2001−272089号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の空気調和装置では、室外ファンの送風量(つまり、室外ファンの回転速度)が変化すると室外熱交換器の温度が変動するため、圧縮機の運転周波数のみで温度センサによる室外熱交換器の温度の検出結果を補正して外気温度を推定する場合、外気温度の推定の精度が劣るという問題がある。
【0008】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、外気温度センサなしで外気温度推定の精度の向上を図る空気調和装置及び空気調和装置の制御方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置において、前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段の温度検出結果を、前記室外ファンの回転速度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する外気温度推定手段とを備えたことを特徴とするものである。
【0010】
また、圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置において、前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出手段と、運転開始してから所定時間は、前記温度検出手段の温度検出結果を外気温度と推定する外気温度推定手段とを備えたことを特徴とするものである。
【0011】
また、圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置において、前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出手段と、運転開始してから所定時間経過後は、前記温度検出手段の温度検出結果を、前記室外ファンの回転速度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する外気温度推定手段とを備えたことを特徴とするものである。
【0012】
また、圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置において、前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出手段と、運転モードに応じた時間間隔で、前記温度検出手段の温度検出結果を、前記室外ファンの回転速度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する外気温度推定手段とを備えたことを特徴とするものである。
【0013】
また、圧縮機、室外熱交換器、及び室外ファンを備えた空気調和装置において、前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出手段と、運転開始してから所定時間経過後は、運転モードに応じた時間間隔で、前記温度検出手段の温度検出結果を、前記室外ファンの回転速度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する外気温度推定手段とを備えたことを特徴とするものである。
【0014】
これらの空気調和装置において、前記外気温度推定手段は、今回推定した外気温度を、前回推定した外気温度に基づいて補正し、この補正結果を新たな外気温度と推定するようにしてもよい。
【0015】
また、前記外気温度推定手段は、今回推定した外気温度に第1の重み係数を乗じるとともに前回推定した外気温度に前記第1の重み係数よりも大きい第2の重み係数を乗じて加算し、この加算結果を新たな外気温度と推定するようにしてもよい。
【0016】
更に、前記外気温度推定手段は、前記室外熱交換器の除霜を行う除霜運転中、除霜運転を行う前の推定結果を外気温度と推定するようにしてもよい。
【0017】
更にまた、前記外気温度推定手段は、前記圧縮機の停止中、前記圧縮機が停止してから所定時間は前記圧縮機の停止前の推定結果を外気温度と推定するようにしてもよい。
【0018】
また、前記外気温度推定手段は、前記圧縮機の停止中、前記圧縮機が停止してから所定時間経過後は前記温度検出手段の検出結果を外気温度と推定するようにしてもよい。
【0019】
また、圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置の制御方法において、前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出過程と、この温度検出過程による温度検出結果を、前記室外ファンの回転速度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する外気温度推定過程とを備えたことを特徴とするものである。
【0020】
また、圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置の制御方法において、前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出過程と、運転開始してから所定時間は、前記温度検出過程による温度検出結果を外気温度と推定する外気温度推定過程とを備えたことを特徴とするものである。
【0021】
また、圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置の制御方法において、前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出過程と、運転開始してから所定時間経過後は、前記温度検出過程による温度検出結果を、前記室外ファンの回転速度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する外気温度推定過程とを備えたことを特徴とするものである。
【0022】
また、圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置の制御方法において、前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出過程と、運転モードに応じた時間間隔で、前記温度検出過程による温度検出結果を、前記室外ファンの回転速度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する外気温度推定過程とを備えたことを特徴とするものである。
【0023】
また、圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置の制御方法において、前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出過程と、運転開始してから所定時間経過後は、運転モードに応じた時間間隔で、前記温度検出過程による温度検出結果を、前記室外ファンの回転速度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する外気温度推定過程とを備えたことを特徴とするものである。
【0024】
これらの空気調和装置の制御方法において、前記外気温度推定過程では、再度外気温度を推定した場合、今回推定した外気温度を、前回推定した外気温度に基づいて補正し、この補正結果を新たな外気温度と推定するようにしてもよい。
【0025】
また、前記外気温度推定過程では、今回推定した外気温度に第1の重み係数を乗じるとともに前回推定した外気温度に前記第1の重み係数よりも大きい重み係数を乗じて加算し、この加算結果を新たな外気温度と推定するようにしてもよい。
【0026】
更に、前記室外熱交換器の除霜を行う除霜運転中、除霜運転を行う前の前記外気温度推定過程による推定結果を外気温度と推定する過程を備えてもよい。
【0027】
更にまた、前記圧縮機の停止中、前記圧縮機が停止してから所定時間は、前記圧縮機の停止前の前記外気温度推定過程による推定結果を外気温度と推定する過程を備えてもよい。
【0028】
また、前記圧縮機の停止中、前記圧縮機が停止してから所定時間経過後は、前記温度検出過程による温度検出結果を外気温度と推定する過程を備えてもよい。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【0030】
図1は、本発明に係る空気調和装置の一実施の形態を示す回路図である。
【0031】
図1に示すように、空気調和装置10は室外機11及び室内機12を有しており、室外機11の室外冷媒配管14と室内機12の室内冷媒配管15とが、連結配管24及び25を介して連結されている。
【0032】
室外機11は室外に配置される。室外冷媒配管14には、圧縮機16が配設されるとともに、この圧縮機16の吸込側にアキュムレータ17が配設され、圧縮機16の吐出側に四方弁18が配設され、この四方弁18側に室外熱交換器19及び電動式膨張弁22が順次配設されて構成される。室外熱交換器19には、室外熱交換器19から室外へ送風する室外ファン20が隣接して配置されている。この室外ファン20は、室外ファンモータ20Aによって駆動される。この室外ファン20は、例えば、プロペラファンである。圧縮機16は、例えば、インバータ駆動型圧縮機である。
【0033】
室内機12は室内に設置され、室内冷媒配管15には室内熱交換器21が配設される。この室内熱交換器21には、室内熱交換器21から室内へ送風する室内ファン23が隣接して配置されている。この室内ファン23は、室内ファンモータ23Aによって駆動される。この室内ファン23は、例えば、クロスフローファンである。
【0034】
空気調和装置10には、空気調和装置10全体を制御する制御装置40が備えられている。この制御装置40は、室外機11に設置される室外制御装置41と、室内機12に設置される室内制御装置42とを備えて構成される。室内制御装置42は、要求される空調負荷に応じて圧縮機16の運転周波数を演算し、室外制御装置41へ制御信号を送る。室外制御装置41は、室内制御装置42から送られる制御信号に基づいて圧縮機16の運転周波数を制御し、室外ファン20の回転速度を段階的に制御し、電動式膨張弁22の開度を制御し、運転モードに応じて四方弁18を切り替える制御を行う。また、室内制御装置42は、室内温度と設定温度との偏差が所定偏差(例えば、1℃)よりも小さければ、圧縮機16の運転を停止するサーモオフ制御信号を室外制御装置41へ送り、室外制御装置41は、室内制御装置42から送られる制御信号に基づいてサーモオフ制御を行う。また、室内制御装置42は、室内ファン23の回転速度の制御を行う。
【0035】
室外制御装置41は、CPU51と、ROM52と、RAM53とを備えている。CPU51は、ROM52内の制御プログラム52Aに従って、空気調和装置10の制御を行う。ROM52は、制御プログラム52Aを含む制御用データをあらかじめ記憶している。RAM53は、推定した外気温度を含む各種データを一時的に記憶する。
【0036】
室内機12側の不図示のリモートコントローラにより、冷房運転、ドライ運転(弱冷房運転)、又は暖房運転のいずれかの運転モードに設定可能であり、四方弁18は、冷房運転、ドライ運転(弱冷房運転)のいずれかの運転モードに設定された場合に実線矢印で示すように切り替えられ、暖房運転の運転モードに設定された場合に点線矢印で示すように切り替えられる。また、四方弁18は、暖房運転中に室外熱交換器19の除霜を行う除霜運転に切り替わる場合に実線矢印で示すように切り替えられる。
【0037】
冷房運転を行う運転モードに設定された場合、四方弁18が冷房側に切り替えられ、冷媒が実線矢印の如く流れる。そして、圧縮機16の運転により圧縮機16から吐出された冷媒は、四方弁18を経て室外熱交換器19に至り、この室外熱交換器19で凝縮され、電動式膨張弁22を経て減圧された後、室内機12の室内熱交換器21で蒸発されて室内を冷房する。室内熱交換器21からの冷媒は、室外機11側に流され、この室外機11の四方弁18及びアキュムレータ17を経て圧縮機16に戻される。
【0038】
ドライ運転を行う運転モードに設定された場合は、冷房運転よりも冷房能力の低い弱冷房運転を行って室内を除湿する。
【0039】
また、暖房運転を行う運転モードに設定された場合、四方弁18が暖房側に切り替えられ、冷媒が破線矢印の如く流れる。そして、圧縮機16の運転により圧縮機16から吐出された冷媒は、四方弁18を経て室内機12の室内熱交換器21に至り、この室内熱交換器21にて凝縮されて室内を暖房する。室内熱交換器21にて凝縮された冷媒は、室外機11の電動式膨張弁22で減圧され、室外熱交換器19で蒸発された後、四方弁18及びアキュムレータ17を経て圧縮機16に戻される。
【0040】
室外機11の室外熱交換器19には、室外熱交換器19の温度(以下、「室外コイル温度」という。)Tcを検出するための温度センサ30が取り付けられている。この温度センサ30は、例えば、暖房運転時の室外熱交換器19の冷媒出口側に設けられている。
【0041】
本実施の形態において、室外制御装置41は、温度センサ30による室外コイル温度Tcを取り込み、この室外コイル温度Tcを、室外ファン20の回転速度x及び圧縮機16の運転周波数fに応じて補正して外気温度Tgを推定している。そして、この推定した外気温度Tgに基づいて、空気調和装置10の運転を制御している。例えば、冷房運転時は推定した外気温度Tgに基づいて電動式膨張弁22の開度を調整する制御を行い、暖房運転時は推定した外気温度Tgに基づいて室外熱交換器19の着霜の判別を行っている。
【0042】
以下、室外制御装置41の動作、つまり制御プログラム52Aに基づくCPU51の動作について、図2、図4、図6のフローチャートを参照しながら説明する。
【0043】
図2は、冷房運転時或いはドライ運転時に室外制御装置41において外気温度を推定する場合を示すフローチャートである。ここでドライ運転は、冷房運転と略同様の運転動作であるため、以下、冷房運転にはドライ運転を行う場合を含んでいるものとして説明する。
【0044】
電源が投入され、冷房運転を開始して圧縮機16を運転した場合、まず、運転開始時に検出した室外コイル温度Tcを外気温度Tgと推定する(ステップS1)。この推定された外気温度Tgは、この外気温度Tgに基づいて空気調和装置10の運転を行えるように、RAM53に記憶される。そして、初期制御を終了したか否かを判別し(ステップS2)、初期制御が終了していない場合(ステップS2;No)、再びこのステップS2の判別を繰り返す。つまり、初期制御を行う所定時間(例えば、8分間)内は、ステップS1で推定された外気温度Tgを更新しないようにしている。この初期制御とは、電動式膨張弁22を所定の開度に制御することである。
【0045】
この初期制御を行う所定時間(例えば、8分間)は、室外熱交換器19の温度が安定していない。そして、圧縮機16の運転開始直後は、室外コイル温度Tcはほぼ実際の外気温度であり、初期制御を行う所定時間(例えば、8分間)内であればほとんど実際の外気温度は変化しないため、圧縮機16を運転開始してから初期制御を行う所定時間(例えば、8分間)は、圧縮機16の運転開始直後に温度センサ30により検出された室外コイル温度Tcを外気温度Tgと推定している。
【0046】
初期制御を行う所定時間経過後(ステップS2;Yes)、ステップS1で推定された外気温度Tgは、前回推定した外気温度Tg’として設定される。そして、新たに外気温度Tgを推定するために、室外ファン20の回転速度xを取得し(ステップS3)、この回転速度xに対応する補正定数であるα及びβを、予めROM52に設定されているデータテーブル52Bから読み出す(ステップS4)。このデータテーブル52Bは、例えば図3に示すように、段階的に設定される室外ファン20の回転速度x1、x2、…、xnのそれぞれに、補正定数α1、α2、…αn及びβ1、β2、…、βnが対応して設定されている。これら補正定数α1、α2、…αn及びβ1、β2、…、βnは、例えば実験で求められる定数である。
【0047】
次に、圧縮機16の運転周波数fを取得し(ステップS5)、温度センサ30の温度検出結果である室外コイル温度Tcを取り込み(ステップS6)、この室外コイル温度Tcを次の(1)式により補正して外気温度Tgを推定する(ステップS7)。
【0048】
Tg=Tc−(α×f+β)…(1)
つまり、室外コイル温度Tcと外気温度とは比例関係があるが、圧縮機16の運転周波数fに応じて室外コイル温度Tcが変化するばかりでなく、室外ファン20の回転速度xに応じても室外コイル温度Tcが変化する。従って、(1)式は、室外コイル温度Tcを室外ファン20の回転速度x及び圧縮機16の運転周波数fに応じた補正値で補正して外気温度Tgを推定するものである。
【0049】
このとき、室外コイル温度Tcは、圧縮機16の運転周波数の変化に対して、遅れて変化するため、室外コイル温度Tcの検出前に圧縮機16の運転周波数の瞬時値を複数回サンプリングし、その平均値を圧縮機16の運転周波数fとしている。これによって、外気温度の推定の精度がさらに向上する。
【0050】
次に、今回ステップS7で推定した外気温度Tgを前回推定した外気温度Tg’に基づいて補正して、この補正結果を新たに外気温度Tgと推定している(ステップS8)。
【0051】
例えば、今回ステップS7で推定した外気温度Tgと、前回推定した外気温度Tg’とに重み係数を乗じて加算し、この加算結果を新たに外気温度Tgと推定している。
【0052】
より具体的には、ステップS8では、下記の式(2)のように、
Tg×a1+Tg’×a2…(2)
を演算し、この演算結果を新たに外気温度Tgと推定している。ここで、a1、a2は、重み係数である。このa1は、今回ステップS7で推定した外気温度Tgに乗じる第1の重み係数であり、a2は、第1の重み係数a1よりも大きい第2の重み係数である。これら重み係数は、例えば、a1=1/4,a2=3/4である。これら重み係数a1,a2は、重み係数の総和a1+a2が1となるように設定されている。
【0053】
前回推定した外気温度Tg’に乗じる第2の重み係数a2を、今回ステップS7で推定した外気温度Tgに乗じる第1の重み係数a1よりも大きくしたのは、通常、実際に外気温度が大きく変化することは少ないため、今回推定した外気温度Tgが前回推定した外気温度Tg’に対して大きく変化していても、ステップS8で新たに推定される外気温度Tgは、変化量が少ないものに補正されるからである。これによって、推定した外気温度Tgがより実際の外気温度に近づけられるので、外気温度Tgの推定の精度が更に向上する。
【0054】
このステップS8により推定された外気温度Tgは、RAM53に記憶される。そして、例えば1分経過したか否かを判別し(ステップS9)、1分経過していない場合(ステップS9;No)、ステップS9を繰り返す。
【0055】
1分経過している場合(ステップS9;Yes)、ステップS3の処理に移行して、再度外気温度Tgを推定している。このとき、ステップS8により推定された外気温度Tgは、前回推定した外気温度Tg’として設定される。つまり、ステップS9によって、所定の時間間隔(1分間隔)で外気温度Tgを推定するようにしている。
【0056】
ここで、一般に、冷房運転時は、室外機11が狭い空間に設置されていると、室外ファン20により吹き出した熱風が室外機11の空気吸込口に戻るエアショートを起こしやすい。このようにエアショートを起こしてしまうと、室外機11の各種機器の温度が上昇してしまうため、推定した外気温度Tgに基づいて圧縮機16の運転周波数を所定値に制限する制御を行い、室外機11の各種機器(例えば、不図示の圧縮機用のインバータ回路等)の温度の上昇を抑制している。そして、室外機11の各種機器の温度が所定温度を上回ると、室外機11の保護のため、運転を停止(トリップ)するようにしている。従って、仮に実際の外気温度と推定した外気温度Tgとの偏差が大きくなれば、トリップする動作に移行する割合が高くなる。
【0057】
本実施の形態において、冷房運転時は冷房運転に応じた時間間隔(例えば、1分間隔)で外気温度Tgを推定している。つまり、ステップS9により冷房運転に応じた時間間隔(例えば、1分間隔)で外気温度Tgを推定することになる。このとき、冷房運転に応じた時間間隔は、暖房運転に応じた時間間隔よりも短く設定される。これによって、室外機11周辺の外気温度が急激に上昇する場合であっても、外気温度Tgを推定する時間間隔が短いので、精度よく外気温度Tgを推定することができる。従って、トリップする動作に移行するのを抑制することができ、運転動作を安定化することができる。
【0058】
図4は、暖房運転時に室外制御装置41において外気温度を推定する場合を示すフローチャートである。
【0059】
電源が投入され、暖房運転を開始して圧縮機16を運転した場合、まず、運転開始時に検出した室外コイル温度Tcを外気温度Tgと推定する(ステップS11)。この推定された外気温度Tgは、この外気温度Tgに基づいて空気調和装置10の運転を行えるように、RAM53に記憶される。そして、初期制御を終了したか否かを判別し(ステップS12)、初期制御が終了していない場合(ステップS12;No)、再びこのステップS12の判別を繰り返す。つまり、初期制御を行う所定時間(例えば、8分間)内は、ステップS11で推定された外気温度Tgを更新しないようにしている。
【0060】
初期制御を行う所定時間経過後(ステップS12;Yes)、ステップS11で推定された外気温度Tgは、前回推定した外気温度Tg’として設定される。そして、新たに外気温度Tgを推定するために、室外ファン20の回転速度xを取得し(ステップS13)、この回転速度xに対応する補正定数であるα’及びβ’を、予めROM52に設定されているデータテーブル52Cから読み出す(ステップS14)。このデータテーブル52Cは、例えば図5に示すように、段階的に設定される室外ファン20の回転速度x1、x2、…、xnのそれぞれに、補正定数α1’、α2’、…αn’及びβ1’、β2’、…、βn’が対応して設定されている。これら補正定数α1’、α2’、…αn’及びβ1’、β2’、…、βn’は、例えば実験で求められる定数である。
【0061】
次に、圧縮機16の運転周波数fを取得し(ステップS15)、温度センサ30の温度検出結果である室外コイル温度Tcを取り込み(ステップS16)、この室外コイル温度Tcを次の(3)式により補正して外気温度Tgを推定する(ステップS17)。
【0062】
Tg=Tc+(α’×f+β’)…(3)
つまり、室外コイル温度Tcと外気温度とは比例関係があるが、圧縮機16の運転周波数fに応じて室外コイル温度Tcが変化するばかりでなく、室外ファン20の回転速度xに応じても室外コイル温度Tcが変化する。従って、(3)式は、室外コイル温度Tcを室外ファン20の回転速度x及び圧縮機16の運転周波数fに応じた補正値で補正して外気温度Tgを推定するものである。
【0063】
このとき、室外コイル温度Tcは、圧縮機16の運転周波数の変化に対して、遅れて変化するため、室外コイル温度Tcの検出前に圧縮機16の運転周波数の瞬時値を複数回サンプリングし、その平均値を圧縮機16の運転周波数fとしている。これによって、外気温度の推定の精度がさらに向上する。
【0064】
次に、今回ステップS17で推定した外気温度Tgを前回推定した外気温度Tg’に基づいて補正して、この補正結果を新たに外気温度Tgと推定している(ステップS18)。
【0065】
例えば、今回ステップS17で推定した外気温度Tgに、第1の重み係数a1を乗じるとともに前回推定した外気温度Tg’に第1の重み係数a1よりも大きい第2の重み係数a2を乗じて加算し、この加算結果を新たに外気温度Tgと推定している。
【0066】
より具体的には、ステップS18では、ステップS8(図2)と同様に、式(2)に基づいて演算し、この演算結果を新たに外気温度Tgと推定している。
【0067】
ここで、冷房運転における第1の重み係数a1及び第2の重み係数a2と、暖房運転における第1の重み係数a1及び第2の重み係数a2とは、第2の重み係数a2が第1の重み係数a1よりも大きいという条件を満たしていれば、同一の値に設定されてもよいし、異なる値に設定されてもよい。
【0068】
このステップS18により推定された外気温度Tgは、RAM53に記憶される。
【0069】
次に、室外熱交換器19の着霜を検知したか否かを判別する(ステップS19)。ステップS19で、室外熱交換器19の着霜を検知したと判別するのは、例えば、室外コイル温度Tcが外気温度Tgに対応する基準温度(実験等の結果から予め設定した値)より低くなった状態の積算時間が所定時間を越えたときである。この基準温度は、例えば、外気温度Tgが低くなるほど、低めに設定されている。
【0070】
着霜していない場合(ステップS19;No)、例えば10分経過したか否かを判別し(ステップS20)、10分経過していない場合(ステップS20;No)、ステップS20を繰り返す。
【0071】
10分経過している場合(ステップS20;Yes)、ステップS13の処理に移行して、再度外気温度Tgを推定している。このとき、ステップS18により推定された外気温度Tgは、前回推定した外気温度Tg’として設定される。つまり、ステップS20によって、所定の時間間隔(10分間隔)で外気温度Tgを推定するようにしている。
【0072】
この暖房運転時に実際の外気温度が低い場合(例えば、実際の外気温度が0℃以下の場合)、外気温度の低さゆえに室外コイル温度Tcが低下してしまう。このように室外コイル温度Tcが低下していくと、実際の外気温度よりも低く外気温度Tgが推定されてしまうことがある。そして、着霜の判別に用いる外気温度Tgに対応する基準温度が低くなる。従って、冷房運転に応じた時間間隔(例えば1分間隔)で外気温度Tgの推定を行うと、除霜運転に移行することができなくなってしまうので、暖房運転時は冷房運転に応じた時間間隔よりも長い暖房運転に応じた時間間隔(例えば、10分間隔)で外気温度Tgを推定している。つまり、ステップS20により暖房運転に応じた時間間隔(例えば、10分間隔)で外気温度Tgを推定することになる。これによって、実際の外気温度よりも低く外気温度Tgが推定されても、除霜運転に移行することができる。従って、運転動作を安定化することができる。
【0073】
ステップS19において、室外熱交換器19の着霜を検知した場合、除霜運転を開始する。この除霜運転は、例えば冷房運転を行って室外熱交換器19にホットガスを流しているので、室外コイル温度Tcが上昇することになる。また、この除霜運転は、短時間であるため、実際の外気温度が大幅に変動することはほとんどない。従って、除霜運転中は、除霜運転を行う前のステップS18による推定結果を外気温度Tgと推定している。これによって、除霜運転を行って室外コイル温度Tcが上昇しても、外気温度Tgを正確に推定することができる。
【0074】
そして、この除霜運転を終了した場合(ステップS21;Yes)、暖房運転を開始した場合と同様に初期制御を行い、ステップS12の判別に移行する。
【0075】
図6は、冷房運転時或いは暖房運転時に圧縮機16を停止する制御を行ったとき、例えば、サーモオフ制御に移行したとき、室外制御装置41において外気温度を推定する場合を示すフローチャートである。
【0076】
まず、圧縮機16が再運転されたか否かを判別する(ステップS31)。圧縮機16が再運転された場合(ステップS31;Yes)、冷房運転時は、図2に示すステップS2に移行し、暖房運転時は、図4に示すステップS12に移行する。再運転していない場合(ステップS31;No)、圧縮機16が停止してから所定時間(例えば15分間)経過したか否かを判別する(ステップS32)。このステップS32で所定時間(例えば15分間)経過していない場合(ステップS32;No)、RAM53に記憶されている圧縮機16停止前の外気温度Tgを現在の外気温度Tgとし、ステップS31に移行する。所定時間(例えば15分間)経過後(ステップS32;No)、検出した室外コイル温度Tcを外気温度Tgと推定する(ステップS33)。次に、圧縮機16が再運転されたか否かを判別し(ステップS34)、再運転していない場合(ステップS34;No)、ステップS33の処理に戻る。圧縮機16が再運転された場合(ステップS34;Yes)、冷房運転時は、図2に示すステップS2に移行し、暖房運転時は、図4に示すステップS12に移行する。
【0077】
つまり、サーモオフ制御により圧縮機16の運転が停止された場合、圧縮機16が停止してから所定時間(例えば15分間)は、圧縮機16の停止前の推定結果を外気温度Tgと推定し、圧縮機16が停止してから所定時間(例えば15分間)経過後は、室外コイル温度Tcを外気温度Tgと推定している。
【0078】
この圧縮機16の運転を停止してから所定時間(例えば15分間)内は、実際の外気温度が大きく変動することはほとんどなく、変動してもわずかであり、制御上ほとんど問題はない。そして、圧縮機16が停止してから所定時間(例えば15分間)経過後は、室外コイル温度Tcが実際の外気温度と略等しくなる。この圧縮機16の運転を停止してからの所定時間は、室外コイル温度Tcが実際の外気温度と略等しくなるのに要する時間である。これによって、サーモオフ制御等により圧縮機16が一時的に停止するような場合であっても、正確に外気温度Tgを推定することができる。
【0079】
尚、不図示のリモートコントローラにより運転停止の操作が行われたとき、所定時間後、例えば3分経過後に空気調和装置10への通電が停止されるので、3分以内に再運転された場合、冷房運転時は、図2に示すステップS2に移行し、暖房運転時は、図4に示すステップS12に移行する。圧縮機16が停止して3分経過後は、通電が停止され、RAM53がクリアされる。そして、圧縮機16が停止して3分経過後に再運転された場合、冷房運転時は、図2に示すステップS1に移行し、暖房運転時は、図4に示すステップS11に移行する。
【0080】
以上、本実施の形態によれば、室外制御装置41が、室外熱交換器19の温度を検出する温度センサ30により検出された室外コイル温度Tcを、室外ファン20の回転速度x及び圧縮機16の運転周波数fに応じて補正して外気温度Tgを推定するようにしたことから、外気温度センサなしで外気温度Tgの推定の精度を向上させることができる。
【0081】
また、本実施の形態によれば、運転開始してから所定時間は、温度センサ30の温度検出結果である室外コイル温度Tcを外気温度Tgと推定していることから、初期制御期間中の室外コイル温度Tcが不安定な状況下でも、外気温度センサなしで外気温度Tgの推定の精度を向上させることができる。
【0082】
また、本実施の形態によれば、再度外気温度を推定した場合、今回推定した外気温度Tgに第1の重み係数a1を乗じるとともに、前回推定した外気温度Tg’に第1の重み係数a1よりも大きい第2の重み係数a2を乗じて加算し、この加算結果を新たに外気温度Tgと推定することから、例えば、今回推定した外気温度Tgが外乱等により一時的に変動するような場合でも、この一時的な変動の影響を少なくすることができるので、外気温度センサなしで外気温度Tgの推定の精度を更に向上させることができる。
【0083】
以上、一実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものでないことは明らかである。
【0084】
例えば、上記の実施の形態では、室外制御装置41が外気温度を推定する場合について説明したが、これに限るものではなく、室内制御装置が外気温度を推定する場合であってもよいし、室外制御装置のほかに新たに外気温度を推定する制御装置を設ける場合であってもよい。
【0085】
また、上記の実施の形態では、室外熱交換器19の温度を検出する温度センサ30が、暖房運転を行った場合の室外熱交換器19の冷媒出口側に設置する場合について説明したが、これに限るものではなく、室外熱交換器19の温度、つまり、室外熱交換器19を流れる冷媒の温度を検出することができる箇所であれば、いかなる所に設置してもよく、例えば、暖房運転を行った場合の室外熱交換器19の冷媒入口側に設置する場合であってもよい。
【0086】
また、上記の実施の形態では、室外機11に電動式膨張弁22を配置した場合について説明したが、室内機12に電動式膨張弁を配置してもよい。
【0087】
【発明の効果】
本発明によれば、外気温度センサなしで外気温度の推定の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による空気調和装置の一実施の形態を示す回路図である。
【図2】冷房運転時の外気温度の推定処理動作を示すフローチャートである。
【図3】冷房運転時に室外ファンの回転速度に基づく補正定数を読み出す場合のデータテーブルを示す説明図である。
【図4】暖房運転時の外気温度の推定処理動作を示すフローチャートである。
【図5】暖房運転時に室外ファンの回転速度に基づく補正定数を読み出す場合のデータテーブルを示す説明図である。
【図6】圧縮機が停止した場合の外気温度の推定処理動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10 空気調和装置
11 室外機
12 室内機
16 圧縮機
19 室外熱交換器
20 室外ファン
30 温度センサ(温度検出手段)
41 室外制御装置(外気温度推定手段)
Claims (20)
- 圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置において、
前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出手段と、
この温度検出手段の温度検出結果を、前記室外ファンの回転速度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する外気温度推定手段とを備えたことを特徴とする空気調和装置。 - 圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置において、
前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出手段と、
運転開始してから所定時間は、前記温度検出手段の温度検出結果を外気温度と推定する外気温度推定手段とを備えたことを特徴とする空気調和装置。 - 圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置において、
前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出手段と、
運転開始してから所定時間経過後は、前記温度検出手段の温度検出結果を、前記室外ファンの回転速度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する外気温度推定手段とを備えたことを特徴とする空気調和装置。 - 圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置において、
前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出手段と、
運転モードに応じた時間間隔で、前記温度検出手段の温度検出結果を、前記室外ファンの回転速度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する外気温度推定手段とを備えたことを特徴とする空気調和装置。 - 圧縮機、室外熱交換器、及び室外ファンを備えた空気調和装置において、
前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出手段と、
運転開始してから所定時間経過後は、運転モードに応じた時間間隔で、前記温度検出手段の温度検出結果を、前記室外ファンの回転速度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する外気温度推定手段とを備えたことを特徴とする空気調和装置。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の空気調和装置において、
前記外気温度推定手段は、今回推定した外気温度を、前回推定した外気温度に基づいて補正し、この補正結果を新たな外気温度と推定することを特徴とする空気調和装置。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の空気調和装置において、
前記外気温度推定手段は、今回推定した外気温度に第1の重み係数を乗じるとともに前回推定した外気温度に前記第1の重み係数よりも大きい第2の重み係数を乗じて加算し、この加算結果を新たな外気温度と推定することを特徴とする空気調和装置。 - 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の空気調和装置において、
前記外気温度推定手段は、前記室外熱交換器の除霜を行う除霜運転中、除霜運転を行う前の推定結果を外気温度と推定することを特徴とする空気調和装置。 - 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の空気調和装置において、
前記外気温度推定手段は、前記圧縮機の停止中、前記圧縮機が停止してから所定時間は前記圧縮機の停止前の推定結果を外気温度と推定することを特徴とする空気調和装置。 - 請求項1乃至9のいずれか一項に記載の空気調和装置において、
前記外気温度推定手段は、前記圧縮機の停止中、前記圧縮機が停止してから所定時間経過後は前記温度検出手段の検出結果を外気温度と推定することを特徴とする空気調和装置。 - 圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置の制御方法において、
前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出過程と、
この温度検出過程による温度検出結果を、前記室外ファンの回転速度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する外気温度推定過程とを備えたことを特徴とする空気調和装置の制御方法。 - 圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置の制御方法において、
前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出過程と、
運転開始してから所定時間は、前記温度検出過程による温度検出結果を外気温度と推定する外気温度推定過程とを備えたことを特徴とする空気調和装置の制御方法。 - 圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置の制御方法において、
前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出過程と、
運転開始してから所定時間経過後は、前記温度検出過程による温度検出結果を、前記室外ファンの回転速度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する外気温度推定過程とを備えたことを特徴とする空気調和装置の制御方法。 - 圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置の制御方法において、
前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出過程と、
運転モードに応じた時間間隔で、前記温度検出過程による温度検出結果を、前記室外ファンの回転速度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する外気温度推定過程とを備えたことを特徴とする空気調和装置の制御方法。 - 圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンを備えた空気調和装置の制御方法において、
前記室外熱交換器の温度を検出する温度検出過程と、
運転開始してから所定時間経過後は、運転モードに応じた時間間隔で、前記温度検出過程による温度検出結果を、前記室外ファンの回転速度及び前記圧縮機の運転周波数に応じて補正して外気温度を推定する外気温度推定過程とを備えたことを特徴とする空気調和装置の制御方法。 - 請求項11乃至15のいずれか一項に記載の空気調和装置の制御方法において、
前記外気温度推定過程では、再度外気温度を推定した場合、今回推定した外気温度を、前回推定した外気温度に基づいて補正し、この補正結果を新たな外気温度と推定することを特徴とする空気調和装置の制御方法。 - 請求項11乃至15のいずれか一項に記載の空気調和装置の制御方法において、
前記外気温度推定過程では、今回推定した外気温度に第1の重み係数を乗じるとともに前回推定した外気温度に前記第1の重み係数よりも大きい重み係数を乗じて加算し、この加算結果を新たな外気温度と推定することを特徴とする空気調和装置の制御方法。 - 請求項11乃至17のいずれか一項に記載の空気調和装置の制御方法において、
前記室外熱交換器の除霜を行う除霜運転中、除霜運転を行う前の前記外気温度推定過程による推定結果を外気温度と推定する過程を備えたことを特徴とする空気調和装置の制御方法。 - 請求項11乃至18のいずれか一項に記載の空気調和装置の制御方法において、
前記圧縮機の停止中、前記圧縮機が停止してから所定時間は、前記圧縮機の停止前の前記外気温度推定過程による推定結果を外気温度と推定する過程を備えたことを特徴とする空気調和装置の制御方法。 - 請求項11乃至19のいずれか一項に記載の空気調和装置の制御方法において、
前記圧縮機の停止中、前記圧縮機が停止してから所定時間経過後は、前記温度検出過程による温度検出結果を外気温度と推定する過程を備えたことを特徴とする空気調和装置の制御方法。
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