JP2006112697A

JP2006112697A - 空気調和機の制御装置

Info

Publication number: JP2006112697A
Application number: JP2004299874A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Tokura; 聡十倉; Yusuke Kono; 裕介河野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-10-14
Filing date: 2004-10-14
Publication date: 2006-04-27

Abstract

【課題】着霜量一定を狙って除霜制御をおこなっているのに対し、除霜量とは全く関連が取れておらず、殆ど着霜していない状況で膨張弁を緩めてしまう恐れがあり、結果運転効率を悪化させ、暖房能力を落としてしまうという課題を生じる恐れがあった。また逆に着霜が進行した状態でも制御条件が成立せず、結果進行を抑制できないといった課題があった。
【解決手段】吐出温度引下領域をディアイス開始条件と関連付けて定義する事で、ある一定の着霜量がついている状態で吐出温度を引下げ、必要以上に膨張弁を緩めて効率の悪い運転が行われたり、霜が成長した時点でも吐出温度が引下げられずに運転することを防止できるというシステムを構築する。
【選択図】図１

Description

本発明は内外に分離されたセパレートタイプの空気調和機において、室外に電子制御装置と膨張弁を有し、熱交温度等の情報により室外熱交換器に霜がついていると推定できる状態にて膨張弁の制御を行うことで、その霜の成長を抑制し、その霜を融かすためのディアイス運転を行う頻度を稀にすることを可能にした空気調和機の制御装置に関するものである。

セパレートタイプの空気調和機での暖房運転の際は、室内熱交換器は高温に室外熱交換器は低温となる。その為、室外気温がある程度低いときは（2度〜５度以下）室外熱交換器の温度は０度以下となり、ある程度水分が介在する場合は霜となり熱交換器に付着する。その後も暖房運転が継続すれば、その霜が徐々に成長する為、やがては室外熱交換器での熱交換能力を阻害し、暖房能力を徐々に落としてしまうという課題が生じる。それを防止する為に、ある程度霜が成長したと推定できる場合は空気調和機の電子制御装置にて判定を行い、霜を融かすための運転（以降、ディアイス運転と呼ぶ）を実施する。この運転は通常の暖房運転と異なり、四方弁を切り替えて冷房運転とし、室外の熱交換器にホットガスを送り、室外付着の霜を溶かす。この際は、室外は高温を維持する為、室内はユーザーに冷風感を感じさせない為に、どちらもファンを止めて運転するのが一般的である。つまり、基本的に暖房能力はゼロで運転されていることとなる。この為、ディアイス運転はユーザーにとってエアコンの不満点の一つとなっており、ディアイス運転を効率良く行うということが重要な課題となっている。つまり着霜現象が生じる全ての外気温度条件下において、除霜運転開始時に室外熱交換器に付着している着霜量を一定に制御することが重要であり、この課題解決への従来の技術として、外気温度と室外熱交温度との差温に応じて除霜指示をおこなうことで，着霜量を一定にするディアイス制御を行うことができる（例えば、特許文献1参照）。

図５は特許文献1に記載された従来の空気調和機の制御の吐出温度引下領域図を示すものである。図5は、横軸に外気温度、縦軸に熱交温度をとったものである。本図中のラインはある一定の能力低下（一定量の霜の付着）した際の外気温度と熱交温度との関係を近似したものであり、このラインより下側のエリアにて除霜開始信号が出される。

また、空気調和機の膨張弁の開度制御を行う際は、あらかじめ定めた吐出温度になる様、膨張弁開度を制御することが一般的に行われる。通常、着霜が進むと一般的に吐出温度が低下する為、狙いの吐出温度に合わせるべく膨張弁を絞る方向で制御される。そうすることで更に室外熱交換器温度が低下し、着霜の進行を早めてしまうという課題を生じた。それを防止すべく、外気温が低くかつ室外熱交換器温度が低い場合、目標の吐出温度を下げることで極端な絞り過ぎを防止し、着霜の進行を抑制している。
特開昭５５−１３７４３９号公報

しかしながら、上記従来の技術では着霜量一定を狙って除霜制御をおこなっているのに対し、除霜量とは全く関連が取れておらず、殆ど着霜がしていない状況で膨張弁を緩めてしまう恐れがあり、結果運転効率を悪化させ、暖房能力を落としてしまうという課題を生じる恐れがあった。また逆に着霜が進行した状態でも制御条件が成立せず、結果進行を抑制できないといった課題があった。また、マイコン化するのに煩雑であるといった課題が発生する。さらに、必要としない条件で膨張弁を緩めるといった制御に入ってしまうとい
った課題が発生する。

本発明の空気調和機の制御装置は、前記従来の課題を解決するもので、吐出温度引下領域をディアイス開始条件と関連付けて定義する事で、ある一定の着霜量がついている状態で吐出温度を引下げ、必要以上に膨張弁を緩めて効率の悪い運転が行われたり、霜が成長した時点でも吐出温度が引下げられずに運転することを防止できることを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の空気調和機において、室外気温と室外熱交換器温度による連続的な式で定義されているラインを下回ったエリアでは制御手段を有する制御装置において、その定義式に関連して、狙いの吐出温度の設定を引き下げる制御を行う式を設定することで、着霜の進行を抑制することを可能にしたものである。

また、狙いの吐出温度の設定を引き下げる制御を行う式を、上記定義式に平行に設定することで、安易にマイコン化することを可能にしたものである。

また、狙いの吐出温度の設定を引き下げるエリアを外気温度が高いときは例外として別に定義することで、必要外の所で膨張弁を緩める制御に入ることを防止することを可能にしたものである。

本発明の空気調和機の制御装置は、吐出温度引下領域をディアイス開始条件と関連付けて定義する事で、ある一定の着霜量がついている状態で吐出温度を引下げ、必要以上に膨張弁を緩めて効率の悪い運転が行われたり、霜が成長した時点でも吐出温度が引下げられずに運転することを防止できるという効果を実現できる。

第１の発明は、内外に分離されたセパレートタイプの空気調和機において、室外に電子制御装置と膨張弁を有し、ディアイス開始信号が室外気温と室外熱交換器温度による連続的な式で定義されている制御手段を有する制御装置において、その条件式に関連して、狙いの吐出温度の設定を引き下げる制御を行う式を設定することで、着霜の進行を抑制することを可能にした空気調和機の制御装置である。

第2の発明は、ディアイス開始信号の定義式に対して平行に狙いの吐出温度を引き下げる制御式を行うことで、着霜の進行を抑制することを安易にマイコン化することを可能にした請求項１記載の空気調和機の制御装置である。

第3の発明は、ディアイス開始信号の定義式に対して関連して定義されている吐出温度の設定を引き下げるエリアを外気温度が高いときは例外として別に定義することで、必要外の所で膨張弁を緩める制御に入ることを防止することを可能にした請求項１あるいは２記載の空気調和機の制御装置である。

以下本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

（実施の形態１）
図４は本発明の実施の形態１に係る空気調和機の構成を示すブロック図である。同図において、４１は室外熱交換器で、４２の圧縮機、４３の膨張弁、４５の室内熱交換器、４６の四方弁と一系統にて繋がっている。そして４４の室外送風機によって出される風により、熱交換が行われている。暖房運転時は長時間運転されると徐々に４１の室外熱交換器の温度が下がり、条件により霜が発生・成長する。霜が徐々に成長するに従い、通風抵抗
が大きくなり、熱交換量が少なくなって暖房能力が低下する。空気調和機ではある程度霜が成長したとおもわれる状態を４７の室外熱交温度センサ、４８の外気温度センサの出力により４９の電子制御装置で推定・判断して、除霜運転を行う。

また空気調和機では４３の膨張弁の開度をあらかじめ定めた４２の圧縮機から出される吐出ガスの温度となる様に、５０の吐出センサの出力により制御される。そして４７、４８のセンサの出力により霜の成長が進んでいると思われる状態では、５０の吐出センサ出力が下がる様に、４３の膨張弁の弁解度を広げるべく運転が行われる。

図１は本発明の実施の形態１に係る空気調和機の制御装置における吐出温度引下領域を示した特性図である。

図中点線で示された線下部のディアイス開始条件に対して、実線下部の吐出温度引下領域を関連性をもたして定義することで、ある一定の着霜量がついている状態で吐出温度を引下げ、必要以上に膨張弁を緩めて効率の悪い運転が行われたり、霜が成長した時点でも吐出温度が引下げられずに運転することを防止する事が可能にしたものである。

（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２に係る空気調和機の制御装置における吐出温度引下領域を示した特性図である。

図中点線で示された線下部のディアイス開始条件に対して、実線下部の吐出温度引下領域を平行に定義されることで請求項1記載の効果を安易にマイコン化することを実現する事を可能にしたものである。

（実施の形態３）
図２は本発明の実施の形態３に係る空気調和機の制御装置における吐出温度引下領域を示した特性図である。

図中点線で示された線下部のディアイス開始条件に対して、実線下部の吐出温度引下領域を関連して定義される一方、室外気温が高いときは例外として別途定義する事で、必要外の所で膨張弁を緩める制御に入ることを防止することを可能にしたものである。

以上のように、本発明にかかる空気調和機の制御装置は、吐出温度引下領域をディアイス開始条件と関連付けて定義する事で、ある一定の着霜量がついている状態で吐出温度を引下げ、必要以上に膨張弁を緩めて効率の悪い運転が行われたり、霜が成長した時点でも吐出温度が引下げられずに運転することを防止できるという効果を実現できるので、各種の空気調和機の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和機の制御装置における吐出温度引下領域を示した特性図本発明の実施の形態１に係る空気調和機の制御装置における吐出温度引下領域を示した特性図本発明の実施の形態１に係る空気調和機の制御装置における吐出温度引下領域を示した特性図本発明の実施の形態1における空気調和機の制御装置を示すブロック図従来の空気調和機の制御の吐出温度引下領域図

符号の説明

４１室外熱交換器
４２圧縮機
４３膨張弁
４４室外送風機
４５室内熱交換器
４６四方弁
４７室外熱交温度センサ
４８室外気温センサ
４９電子制御装置
５０吐出温度センサ

Claims

内外に分離されたセパレートタイプの空気調和機において、室外に電子制御装置と膨張弁を有し、ディアイス開始信号が室外気温と室外熱交換器温度による連続的な式で定義されている制御手段を有する制御装置において、その条件式に関連して、狙いの吐出温度の設定を引き下げる制御を行う式を設定することで、着霜の進行を抑制することを可能にした空気調和機の制御装置。
ディアイス開始信号の定義式に対して平行に狙いの吐出温度を引き下げる制御式を行うことで、着霜の進行を抑制することを安易にマイコン化することを可能にした請求項１記載の空気調和機の制御装置。
ディアイス開始信号の定義式に対して関連して定義されている吐出温度の設定を引き下げるエリアを外気温度が高いときは例外として別に定義することで、必要外の所で膨張弁を緩める制御に入ることを防止することを可能にした請求項１あるいは２記載の空気調和機の制御装置。