JP2006090567A

JP2006090567A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2006090567A
Application number: JP2004272849A
Authority: JP
Inventors: Koji Hatano; 弘司波多野; Yuji Takeda; 雄次武田; Kanji Haneda; 完爾羽根田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-09-21
Filing date: 2004-09-21
Publication date: 2006-04-06

Abstract

【課題】室外気温が低い場合の暖房運転中に室外熱交換器への急激な着霜を回避し、室内住環境を快適に保つ空気調和機を提供する。
【解決手段】室外熱交換器と運転周波数可変の圧縮機２と室外空気温度検知部３を備え、予め設定してあるデータ表４を元に室外空気温度から、運転継続後の着霜状態を予測し、圧縮機周波数決定手段８にて着霜前に圧縮機２の運転周波数を下げる動作を行い、予め設定してある時間経過後、すなわち、室外熱交換器に着霜し始める前に圧縮機の運転周波数を下げることができ、室外熱交換器への着霜を抑制することができる。
その結果、室外熱交換器の熱交換効率は確保され、室内住環境の快適性は確保される。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧縮機運転周波数を可変とする空気調和機に関するものであり、より詳しくは暖房運転に関するものである。

従来、圧縮機運転周波数可変式の空気調和機の暖房運転において、特に室外気温が低い場合、圧縮機の運転周波数を最大限に高め高暖房能力を確保していた。また、この場合、圧縮機の運転周波数が高いため、圧縮機吸入圧力が低下し、室外熱交換器における冷媒蒸発温度が下がる。さらにもとより室外気温が低いため室外熱交換器の温度が相乗的に低下し、氷点下となると、室外熱交換器に霜が付着、成長する。このとき室外空気から熱を取り込む作用の効率が低下し、暖房能力が大幅に低下する。そこで、一定の条件を満たした場合、暖房運転を一時中断し、冷凍サイクルを逆に切り替えることで室外熱交換器の除霜を行う方式が広く用いられている（例えば特許文献１、２）。

図５は、従来の空気調和機のフローチャートであり、従来の除霜運転制御の一例を示す。まず、圧縮機積算タイマをスタートし（ＳＴ１）、積算時間が所定値（ここでは４０分）以上（ＳＴ２）で、熱交換温度が所定値（ここでは−６℃）以下（ＳＴ３）になると、熱交換温度が所定値（ここでは−１０℃）以下（ＳＴ４）若しくは外気温度が所定値（ここでは−３℃）以下であれば時間の長い除霜運転のための処理（ＳＴ５）に進み、そうでなければ時間の短い除霜運転の為の処理（ＳＴ７）に進む。
特開平８−３３８６７３号公報特開平５−１０６９４５号公報

しかしながら、従来の技術では、除霜運転中は暖房運転を一時中断し、冷凍サイクルを逆に切り替えている、即ち冷房運転を行っていることになるので、ユーザー側から見れば、暖房運転を指示しているにも関わらず、暖房運転が止まり、冷風が吹出してくる為、故障との誤解を与えたり、快適性を損なう可能性がある。また、冷風をユーザーに直接当てないために、吹出し口を閉じる等して冷房運転を行うこともできるが、その場合も、ユーザー側から見れば、暖房運転を指示しているにも関わらず、暖房運転が止まり、吹出し口が閉じて風が出て来なくなる為、やはり故障との誤解を与える可能性がある。

更に除霜運転開始前においても、一旦室外熱交換器に着霜し、霜の成長が始まると、霜により室外機の送風が阻害され、室外熱交換器の熱交換効率が加速度的に低下し、暖房能力が大幅に低下してしまう課題があった。

これらの課題に鑑み本発明は、暖房運転中に室外熱交換器への着霜を抑制させ、暖房能力の大幅な低下を回避し、さらには除霜運転の頻度をも低減するものである。

前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、暖房運転時の室外空気温度を検出し、予め設定してあるデータ表に従い、所定の時間経過後に圧縮機運転周波数の上限値を下げるものである。

これによって、低外気温時の暖房運転において室外熱交換器への着霜を低減し、着霜による熱交換効率の低下を回避できる。

また、本発明の空気調和機は、請求項１に記載の空気調和機において、予め設定された基準温度Ｔ０と室外空気温度Ｔ１との温度差ΔＴと、経過時間ｔとの積算値Ａが所定値を超えたとき圧縮機運転周波数の上限値を下げるものである。

これによって、室外気温の状態に応じた、暖房運転状態の設定が可能となり、大幅な暖房能力の低下を回避できる。

また、本発明の空気調和機は、前記積算値Ａを機種固有データとして予め設定したものである。

これによって、機種ごとに異なる冷凍サイクルに応じた適切な暖房運転状態の設定が可能となり、大幅な暖房能力の低下を回避できるようになる。

また、本発明の空気調和機は、前記基準温度Ｔ０を機種固有データとして予め設定したものである。

さらに、本発明の空気調和機は、所定のスイッチの操作によって、前記圧縮機運転周波数の上限値を下げる制御を中断できるようにしたものである。

これによって、必要に応じて上記制御によらず、従来と同様の圧縮機周波数制御を行うことも可能になる。

本発明の空気調和機は、暖房運転中の室外熱交換器への着霜を抑制することにより、暖房能力の大幅な低下を招くことなく、さらには除霜運転の頻度を低減し、室内住環境の快適性を向上させるものである。

第１の発明は、暖房運転時の室外空気温度を検出し、予め設定してあるデータ表に従い、定められた時間経過後に圧縮機運転周波数の上限値を下げることにより、低外気温時の暖房運転において室外熱交換器への着霜を低減し、着霜による熱交換効率の低下を回避し、暖房能力の大幅な低下を招くことなく、さらには除霜運転の頻度をも低減し、室内住環境の快適性を向上させることができる。

第２の発明は、特に第１の発明の予め設定された基準温度Ｔ０と室外空気温度Ｔ１との温度差ΔＴと、経過時間ｔとの積算値Ａが所定値を超えたとき圧縮機運転周波数の上限値を下げることにより、室外気温の状態に応じた、暖房運転状態の設定が可能とするものである。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明の前記積算値Ａを機種固有データとして予め設定することにより、機種ごとに異なる冷凍サイクルに応じた最適な暖房運転状態の設定が可能とするものである。

第４の発明は、特に、第１または第２の発明の前記基準温度Ｔ０を機種固有データとして予め設定することにより、機種ごとに異なる冷凍サイクルに応じた最適な暖房運転状態の設定が可能とするものである。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明の圧縮機周波数制御を所定のスイッチの操作によって、中断できるようにすることによって、必要に応じて上記制御によらず、従来と同様の圧縮機周波数制御を行うようにするものである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における空気調和機のブロック図を示すものである。

図１において、マイクロコンピュータ１と、運転周波数可変の圧縮機２と、室外空気温度Ｔ１を検出してその値を前記マイクロコンピュータ１に送出する室外空気温度検知部３が備えられている。マイクロコンピュータ１には、外気温度Ｔ１と室外熱交換器への着霜状態との相関関係を予めプログラミングデータとして設定してあるデータ表４と、このデータ表４と室外空気温度データＴ１と比較類推するデータ比較部６と、データ比較部６から得られたデータを元に運転継続後の着霜状態を予測する演算部７がある。演算部７の予測着霜状態に応じて、圧縮機周波数決定手段８が圧縮機２の運転周波数を下げる動作を行うものである。

前記データ表４には室外気温と、その室外気温で、圧縮機最大周波数で運転した場合の、室外熱交換器への着霜状態との相関関係が対比してあるので、室外熱交換器への着霜状態を、計測された室外気温から類推することができる。

図３は、本発明の第１の実施の形態における空気調和機のフローチャートである。室外空気温度検知部３で室外空気温度Ｔ１を検出し（ＳＴ１１）、外気温度と室外熱交換器への着霜状態との相関関係を予め設定してあるデータ表４とＴ１とをデータ比較部６で比較類推し（ＳＴ１２）、演算部７で運転継続後の着霜状態を予測し（ＳＴ１３）、継続した場合着霜すると予想される場合は、圧縮機２の運転周波数を下げる動作を行う（ＳＴ１４）ものである。

以上のように、本実施の形態においては計測された室外空気温度を前記データ表と対比させ、前記データ表に予め対比設定してある時間経過後、すなわち、室外熱交換器に着霜し始める前に圧縮機の運転周波数を下げることができ、室外熱交換器への着霜を抑制することができる。
その結果、室外熱交換器の熱交換効率は確保され、室内住環境の快適性は確保される。

（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施の形態の空気調和機の動作タイムチャートである。

図２において、前記データ表４内に予め設定された基準温度Ｔ０と、前記室外空気温度検知部３で検出された室外空気温度Ｔ１との温度差ΔＴと、経過時間ｔとの積算値Ａが前記データ表に予め設定してある所定値Ａｃｏｎｓｔに達した時、圧縮機運転周波数の上限値ｆｍａｘを下げるものである。

また、図４は本発明の第２の実施の形態における空気調和機のフローチャートである。室外空気温度検知部３で室外空気温度Ｔ１を検出し（ＳＴ１１）、データ表４内に予め設定された基準温度Ｔ０と、前記室外空気温度検知部３で検出された室外空気温度Ｔ１との温度差ΔＴを求め（ＳＴ２２）、ΔＴと経過時間ｔとの積算値Ａを求め（ＳＴ２３）、積
算値Ａとデータ表４に予め設定してある所定値Ａｃｏｎｓｔとを比較して（ＳＴ２４）、Ａの方が大きければ圧縮機運転周波数の上限値ｆｍａｘを下げる（ＳＴ２５）ものである。

これによって、室外気温の状態すなわち、空気調和機運転中に室外空気温度が変動するような場合にも適応でき、室外熱交換器への着霜状態を的確に予測することが可能となり、室外熱交換器への着霜を抑制することができる。

その結果、室外熱交換器の熱交換効率は確保され、室内住環境の快適性は確保される。

（実施の形態３）
また、本発明の空気調和機は、図２において前記所定値Ａｃｏｎｓｔを機種固有データとして予め前記データ表４中にプログラムしたものである。空気調和機はその機種ごとに異なる冷凍サイクルを備えているが、これによって、機種ごとに異なる冷凍サイクルに応じた適切な暖房運転状態の設定が可能となり、室外熱交換器への着霜状態を的確に予測することができる。そして室外熱交換器への着霜を抑制することができ、その結果、室外熱交換器の熱交換効率は確保され、室内住環境の快適性は確保される。

（実施の形態４）
また、本発明の空気調和機は、図２において前記基準温度Ｔ０を機種固有データとして予め前記データ表４中にプログラムしたものである。

これによって、機種ごとに異なる冷凍サイクルに応じた適切な暖房運転状態の設定が可能となり、室外熱交換器への着霜状態を的確に予測することができる。そして室外熱交換器への着霜を抑制することができ、その結果、室外熱交換器の熱交換効率は確保され、室内住環境の快適性は確保される。

さらに、本発明の空気調和機は、リモートコントローラー９または本体に設けられた本体操作スイッチ１０の操作によって、前記圧縮機運転周波数の上限値ｆｍａｘを下げる制御を中断できるようにしたものである。

以上のように、本発明にかかる空気調和機は、霜により送風が阻害され、室外熱交換器の熱交換効率が加速度的に低下し、暖房能力が大幅に低下してしまう状態を回避し、暖房運転中の室外熱交換器への着霜を抑制することにより、暖房能力の大幅な低下を招くことなく、さらには除霜運転の頻度をも低減し、室内住環境の快適性を向上させるものである。

本発明の実施の形態における空気調和機のブロック図本発明の実施の形態における空気調和機の動作タイムチャート本発明の第１の実施の形態における空気調和機のフローチャート本発明の第２の実施の形態における空気調和機のフローチャート従来の空気調和機のフローチャート

符号の説明

１マイクロコンピュータ
２圧縮機
３室外空気温度検知部
４データ表
８圧縮機周波数決定手段
９リモートコントローラー
１０本体操作スイッチ

Claims

熱交換器と運転周波数変更可能の圧縮機と室外空気温度Ｔ１を検出する室外空気温度検知部と、前記圧縮機運転周波数の決定手段およびその出力手段を持つ空気調和機であって、暖房運転時の室外空気温度を検出し、予め設定してあるデータ表に従い、所定の時間経過後に圧縮機運転周波数の上限値を下げることを特徴とする空気調和機。
室外空気温度Ｔ１が予め設定された基準温度Ｔ０を下回ったとき、基準温度Ｔ０と室外空気温度Ｔ１との温度差ΔＴと、経過時間ｔとの積算値Ａが所定値を超えたとき圧縮機運転周波数の上限値を下げることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
積算値Ａを機種固有データとして予め設定したことを特徴とする、請求項１又は２に記載の空気調和機。
基準温度Ｔ０を機種固有データとして予め設定したことを特徴とする、請求項１又は２に記載の空気調和機。
前記空気調和機の所定のスイッチを押下した時、前記圧縮機運転周波数の上限値を下げる制御を解除し、従来どおりの圧縮機制御を行う請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気調和機。