JP2006234329A - 空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 圧縮機の許容圧力範囲での冷房連続を可能とし、空調フィーリングを向上させ得る空気調和装置を提供する。
【解決手段】 冷媒を圧縮する圧縮機5、室外ファン9によって送られる室外気と熱交換される室外熱交換器7、膨張弁11、および室内空気と熱交換される室内熱交換器13を有する冷媒回路3と、外気温度を検出する外気温度検出器27と、少なくとも圧縮機5の吐出圧に関係つけられる高圧圧力を検出する室外熱交温度検出器29と、外気温度が一定時間第一所定温度よりも低下した場合に制御動作を開始する低外気冷房運転制御手段31と、を備え、低外気冷房運転制御手段31には、高圧圧力が第一所定圧力以下になると室外ファン9の回転数を低減させる室外ファン制御手段37および圧縮機5の下限回転数を増加させる圧縮機回転数制御手段39が備えられていることを特徴とする
【選択図】 図1
【解決手段】 冷媒を圧縮する圧縮機5、室外ファン9によって送られる室外気と熱交換される室外熱交換器7、膨張弁11、および室内空気と熱交換される室内熱交換器13を有する冷媒回路3と、外気温度を検出する外気温度検出器27と、少なくとも圧縮機5の吐出圧に関係つけられる高圧圧力を検出する室外熱交温度検出器29と、外気温度が一定時間第一所定温度よりも低下した場合に制御動作を開始する低外気冷房運転制御手段31と、を備え、低外気冷房運転制御手段31には、高圧圧力が第一所定圧力以下になると室外ファン9の回転数を低減させる室外ファン制御手段37および圧縮機5の下限回転数を増加させる圧縮機回転数制御手段39が備えられていることを特徴とする
【選択図】 図1
Description
本発明は、空気調和装置に関するものである。
低外気温時に、冷房運転を行うような場合には、室外熱交換器の凝縮機能が高くなり、圧縮機の吐出圧を十分に得られない状態となる。このため、圧縮機の高低差圧が少なくなり、種々の不具合が生じ、圧縮機の信頼性が低下する恐れがあった。
これを解消するものとして、例えば、特許文献1に示されるものが提案されている。
これは外気温の状況に応じて室外ファンの回転速度を調整、すなわち、外気温が低いほど回転速度を低減させるようにして室外熱交換器の熱交換能力を低下させ、吐出圧の低下を緩和させるものである。
これを解消するものとして、例えば、特許文献1に示されるものが提案されている。
これは外気温の状況に応じて室外ファンの回転速度を調整、すなわち、外気温が低いほど回転速度を低減させるようにして室外熱交換器の熱交換能力を低下させ、吐出圧の低下を緩和させるものである。
ところで、低外気時に冷房運転した場合、高圧および低圧が下がる。低圧が下がると元に戻す力が小さくなるので、特許文献1に示されるもののように室外ファンの速度を低下させ室外熱交換器の熱交換能力を低下させる程度では不十分であるという問題があった。
このため、圧縮機の運転が許容圧力範囲を外れたところで行なわれ、圧縮機に悪影響を与える恐れがある。また、このような運転では室内熱交換器がフロスト域となる事態も発生し、その場合には保護制御が作用して圧縮機が停止される恐れが発生する。こうなると、空調が中断されるようになり、空調フィーリングが悪化するという問題があった。
このため、圧縮機の運転が許容圧力範囲を外れたところで行なわれ、圧縮機に悪影響を与える恐れがある。また、このような運転では室内熱交換器がフロスト域となる事態も発生し、その場合には保護制御が作用して圧縮機が停止される恐れが発生する。こうなると、空調が中断されるようになり、空調フィーリングが悪化するという問題があった。
本発明は、上記問題点に鑑み、圧縮機の許容圧力範囲での冷房連続を可能とし、空調フィーリングを向上させ得る空気調和装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる空気調和装置は、冷媒を圧縮する圧縮機、室外ファンによって送られる室外気と熱交換される室外熱交換器、膨張弁、および室内空気と熱交換される室内熱交換器を有する冷媒回路と、外気温度を検出する外気温度検出手段と、少なくとも前記圧縮機の吐出圧に関係付けられる高圧圧力を検出する高圧検出手段と、前記外気温度が一定時間第一所定温度よりも低下した場合に制御動作を開始する低外気冷房運転制御手段と、を備え、該低外気冷房運転制御手段には、前記高圧圧力が第一所定圧力以下になると前記室外ファンの回転数を低減させる室外ファン制御手段および前記高圧圧力が第一所定圧力以下になると前記圧縮機の下限回転数を増加させる圧縮機回転数制御手段が備えられていることを特徴とする。
すなわち、本発明にかかる空気調和装置は、冷媒を圧縮する圧縮機、室外ファンによって送られる室外気と熱交換される室外熱交換器、膨張弁、および室内空気と熱交換される室内熱交換器を有する冷媒回路と、外気温度を検出する外気温度検出手段と、少なくとも前記圧縮機の吐出圧に関係付けられる高圧圧力を検出する高圧検出手段と、前記外気温度が一定時間第一所定温度よりも低下した場合に制御動作を開始する低外気冷房運転制御手段と、を備え、該低外気冷房運転制御手段には、前記高圧圧力が第一所定圧力以下になると前記室外ファンの回転数を低減させる室外ファン制御手段および前記高圧圧力が第一所定圧力以下になると前記圧縮機の下限回転数を増加させる圧縮機回転数制御手段が備えられていることを特徴とする。
本発明によれば、低外気温時に冷房運転する場合、外気温度検出手段が測定する外気温度が一定時間にわたり第一所定温度よりも低下すると、低外気冷房運転制御手段が作動する。そして、圧縮機回転数制御手段が圧縮機の下限回転数を増加させる。圧縮機の下限回転数が増加すると、圧縮性能をある程度確保できるので、高低圧差をある程度設けることができる。また、同時に、室外ファン制御手段が室外ファンの回転数を低減させる。室外ファンの回転数が低減されると室外熱交換器における冷媒の放熱量が低下するので、低減しないものに比べて低圧を高くすることができる。
このように、室外ファンの回転数を低下させ低圧を引き上げ、圧縮機の回転数を確保して高低圧差をある程度以上に維持させることによって、高圧の水準を上げることができるので、特に制限の厳しい高圧を許容圧力範囲に収めることができ、圧縮機に悪影響を及ぼす恐れおよび圧縮機の停止の恐れを防止することができる。
このため、圧縮機の許容圧力範囲での冷房連続運転が可能となり、空調フィーリングを向上させることができる。
なお、高圧検出手段としては、圧縮機の吐出圧を直接検出する吐出圧検出器、高圧冷媒配管の温度を検出する室外熱交換温度検出器等が用いられる。温度検出器の場合には、その計測温度は、冷媒の飽和圧力を示すものとして取り扱うことになる。
このように、室外ファンの回転数を低下させ低圧を引き上げ、圧縮機の回転数を確保して高低圧差をある程度以上に維持させることによって、高圧の水準を上げることができるので、特に制限の厳しい高圧を許容圧力範囲に収めることができ、圧縮機に悪影響を及ぼす恐れおよび圧縮機の停止の恐れを防止することができる。
このため、圧縮機の許容圧力範囲での冷房連続運転が可能となり、空調フィーリングを向上させることができる。
なお、高圧検出手段としては、圧縮機の吐出圧を直接検出する吐出圧検出器、高圧冷媒配管の温度を検出する室外熱交換温度検出器等が用いられる。温度検出器の場合には、その計測温度は、冷媒の飽和圧力を示すものとして取り扱うことになる。
前記圧縮機回転数制御手段は、前記高圧圧力が前記第一所定以下になると前記圧縮機の上限回転数を減少させるように構成されていることを特徴とする
このように、圧縮機回転数制御手段は、圧縮機の上限回転数を減少させるので、圧縮機がフル稼働した場合に高低圧差がついて低圧が低下し過ぎることを抑制することができる。
なお、低圧圧力の低下抑制としては、室内風量を最大風量に固定して室内空気からの吸熱量を増加させることを付加してもよい。
なお、低圧圧力の低下抑制としては、室内風量を最大風量に固定して室内空気からの吸熱量を増加させることを付加してもよい。
前記圧縮機回転数制御手段は、前記外気温度が前記第一所定温度よりもさらに低下した場合に、前記下限回転数の増加および/または前記上限回転数の減少を一層大きくするように構成されていることを特徴とする
このように、圧縮機回転数制御手段は、外気温度が第一所定温度よりも低下した場合に、下限回転数の増加および/または上限回転数の減少を一層大きくするので、さらに温度が低い低外気温度状況であっても、圧縮機の許容圧力範囲での冷房連続運転が可能となり、空調フィーリングを向上させることができる。
前記室外ファン制御手段は、前記高圧圧力が前記第一所定圧力よりも高い第二所定圧力以上になると前記室外ファンの回転数を増加させるように構成されていることを特徴とする
このように、室外ファン制御手段は、高圧圧力が第一所定圧力よりも高い第二所定圧力以上になると室外ファンの回転数を増加させるので、室外熱交換器での熱交換能力が増加し、高圧を低下させることができる。これにより、高圧の上限を許容圧力範囲に収めることができる。
本発明によれば、圧縮機の許容圧力範囲での冷房連続が可能となり、空調フィーリングを向上させることができる。
以下、本発明にかかる第一実施形態の空気調和装置1について、図1〜図5を用いて説明する。
図1は、空気調和装置1の冷媒回路3の概略構成を示すブロック図である。
冷媒回路3には、圧縮機5と、室外熱交換器7と、室外ファン9と、膨張弁11と、室内熱交換器13と、室内ファン15と、制御部17と、が備えられている。
圧縮機5、室外熱交換器7、膨張弁11および室内熱交換器13は、冷媒配管19によって接続されている。
圧縮機5は、吸引された低温低圧のガス冷媒を加圧して高温高圧のガス冷媒として室外熱交換器7側へ吐出するように構成されている。圧縮機5は圧縮機駆動部21によって駆動される図示しない電気モータによって回転駆動される。
図1は、空気調和装置1の冷媒回路3の概略構成を示すブロック図である。
冷媒回路3には、圧縮機5と、室外熱交換器7と、室外ファン9と、膨張弁11と、室内熱交換器13と、室内ファン15と、制御部17と、が備えられている。
圧縮機5、室外熱交換器7、膨張弁11および室内熱交換器13は、冷媒配管19によって接続されている。
圧縮機5は、吸引された低温低圧のガス冷媒を加圧して高温高圧のガス冷媒として室外熱交換器7側へ吐出するように構成されている。圧縮機5は圧縮機駆動部21によって駆動される図示しない電気モータによって回転駆動される。
室外熱交換器7は、周囲に多数のプレート状フィンを備えた冷媒配管により構成されており、圧縮機5から送られる高温高圧のガス冷媒と室外気との熱交換を行い高温高圧の液冷媒とするものである。
室外ファン9は、プロペラ式のファンであり、室外熱交換器7の背面から前面へと抜ける空気流を生じさせることにより、新たな室外気を常に取り込んで、室外熱交換器7における熱交換効率の向上を図るために設けられている。
室外ファン9は、外ファンモータ23によって回転駆動される。外ファンモータの回転数は外ファンタップ25によって3段階に調整されるように構成されている。なお、外ファンタップ25による調整段数は必要に応じて適宜段階数に設定することができる。
室外ファン9は、プロペラ式のファンであり、室外熱交換器7の背面から前面へと抜ける空気流を生じさせることにより、新たな室外気を常に取り込んで、室外熱交換器7における熱交換効率の向上を図るために設けられている。
室外ファン9は、外ファンモータ23によって回転駆動される。外ファンモータの回転数は外ファンタップ25によって3段階に調整されるように構成されている。なお、外ファンタップ25による調整段数は必要に応じて適宜段階数に設定することができる。
室外熱交換器7の近くに外気温度を測定する外気温度検出器(外気温度検出手段)27が設けられている。
また、室外熱交換器7には室外熱交温度検出器(高圧圧力検出手段)29が設けられている。室外熱交温度検出器29は室外熱交換器7の冷媒配管の温度を測定し、この温度を冷媒の飽和温度とみなし圧力を推定できる。
室外熱交温度検出器29の換わりに、設置されていれば吐出圧力を検出する吐出圧検出器を用いてもよいし、あるいは圧力検出器を用いてもよい。
また、室外熱交換器7には室外熱交温度検出器(高圧圧力検出手段)29が設けられている。室外熱交温度検出器29は室外熱交換器7の冷媒配管の温度を測定し、この温度を冷媒の飽和温度とみなし圧力を推定できる。
室外熱交温度検出器29の換わりに、設置されていれば吐出圧力を検出する吐出圧検出器を用いてもよいし、あるいは圧力検出器を用いてもよい。
膨張弁11は、室外熱交換器7からの高温高圧の液冷媒を絞って低温低圧の液冷媒とし、室内熱交換器13へ供給する。
室内熱交換器13は、周囲に多数のプレート状フィンを備えた冷媒配管により構成されており、膨張弁11から送られる低温低圧の液冷媒と室内気との熱交換を行うものである。
低温低圧の液冷媒は、室内熱交換器13を通過する室内気により熱量を与えられ蒸発し、低温低圧のガス冷媒となり、圧縮機5の吸入側へ送られる。反対に、室内気は冷媒の潜熱によって熱を奪われ、冷却されることになる。
室内熱交換器13は、周囲に多数のプレート状フィンを備えた冷媒配管により構成されており、膨張弁11から送られる低温低圧の液冷媒と室内気との熱交換を行うものである。
低温低圧の液冷媒は、室内熱交換器13を通過する室内気により熱量を与えられ蒸発し、低温低圧のガス冷媒となり、圧縮機5の吸入側へ送られる。反対に、室内気は冷媒の潜熱によって熱を奪われ、冷却されることになる。
室内ファン15は、室内熱交換器13の背後に配置されたクロスフローファンであり、複数枚の羽根を環状配置させて円筒を構成し、この円筒をその軸線方向(図1の紙面垂直方向)の複数箇所において軸線に垂直をなす間板により補強した構成を有している。なお、各羽根は、前記軸線を中心として互いに等ピッチ角度間隔を空けて配置されている。
室内ファン15が回転することによって室内熱交換器13の前面に設けられた図示を省略した吸入口から室内の空気を取り入れ、室内熱交換器13を通って冷却された空気を図示しない吹出口から室内へ吹き出すように構成されている。
室内ファン15が回転することによって室内熱交換器13の前面に設けられた図示を省略した吸入口から室内の空気を取り入れ、室内熱交換器13を通って冷却された空気を図示しない吹出口から室内へ吹き出すように構成されている。
制御部17は、空気調和装置1の運転を制御するものである。制御部17には、低外気冷房運転制御手段31が設けられている。
図2は、低外気冷房運転制御手段31の概略構成を示すブロック図である。
低外気冷房運転制御手段31には、温度条件判定手段33と、条件判定タイマ35と、室外ファン制御手段37と、圧縮機回転数制御手段39とが設けられている。
温度条件判定手段33は、外気温度検出器27からの検出値を受け、それに基づいて低外気冷房運転制御の要否を判定するものである。
温度条件判定手段33は、例えば、外気温度が22℃以下になったと判断すると、室外ファン制御手段37および圧縮機回転数制御手段39に制御開始信号を送って制御を開始させ、一方、外気温度が上昇して、例えば、25℃を超えたと判断すると、制御を解除させる制御解除信号を送信する。
条件判定タイマ35は、制御開始条件である一定時間、例えば、30秒間を計時するものである。条件判定タイマ35は、温度条件判定手段33、室外ファン制御手段37および圧縮機回転数制御手段39によって必要に応じてセットされるように構成されている。
図2は、低外気冷房運転制御手段31の概略構成を示すブロック図である。
低外気冷房運転制御手段31には、温度条件判定手段33と、条件判定タイマ35と、室外ファン制御手段37と、圧縮機回転数制御手段39とが設けられている。
温度条件判定手段33は、外気温度検出器27からの検出値を受け、それに基づいて低外気冷房運転制御の要否を判定するものである。
温度条件判定手段33は、例えば、外気温度が22℃以下になったと判断すると、室外ファン制御手段37および圧縮機回転数制御手段39に制御開始信号を送って制御を開始させ、一方、外気温度が上昇して、例えば、25℃を超えたと判断すると、制御を解除させる制御解除信号を送信する。
条件判定タイマ35は、制御開始条件である一定時間、例えば、30秒間を計時するものである。条件判定タイマ35は、温度条件判定手段33、室外ファン制御手段37および圧縮機回転数制御手段39によって必要に応じてセットされるように構成されている。
室外ファン制御手段37には、データおよび信号の入出力を行なうファン入出力部41と、データ処理を行なうファン処理部43と、データを格納するファン記憶部45と、制御動作の継続時間を計時するサンプリングタイマ47とが設けられている。
圧縮機回転数制御手段39には、データおよび信号の入出力を行なう圧縮機入出力部49と、データ処理を行なう圧縮機処理部51と、データを格納する圧縮機記憶部53と、が設けられている。
なお、本実施形態では、室外ファン制御手段37あるいは圧縮機回転数制御手段39で別個に処理部、記憶部、入出力部を備えているが、これは共通化してもよい。
圧縮機回転数制御手段39には、データおよび信号の入出力を行なう圧縮機入出力部49と、データ処理を行なう圧縮機処理部51と、データを格納する圧縮機記憶部53と、が設けられている。
なお、本実施形態では、室外ファン制御手段37あるいは圧縮機回転数制御手段39で別個に処理部、記憶部、入出力部を備えているが、これは共通化してもよい。
以上説明した本実施形態にかかる空気調和装置1の低外気温度時における低外気冷房運転制御手段31の制御動作について図3〜図5に示すフローに基づいて説明する。
図3は室外ファン制御のフローを示し、図4および図5は圧縮機回転数制御のフローを示している。
最初に低外気冷房運転制御手段31によるファン制御動作、主として室外ファン制御手段37の制御動作について説明する。
低外気冷房運転制御手段31は、冷房運転が開始される(S0)と、まず、圧縮機5が運転中であるか判定する(S1)。運転中でない(No)場合は、条件判定タイマ33を、例えば30秒とセットし(S2)、サンプリングタイマ47を、例えば60秒とセットし(S3)、制御外ファンタップ(CLFAN)を3とセットし(S4)、制御動作を行なわない。
図3は室外ファン制御のフローを示し、図4および図5は圧縮機回転数制御のフローを示している。
最初に低外気冷房運転制御手段31によるファン制御動作、主として室外ファン制御手段37の制御動作について説明する。
低外気冷房運転制御手段31は、冷房運転が開始される(S0)と、まず、圧縮機5が運転中であるか判定する(S1)。運転中でない(No)場合は、条件判定タイマ33を、例えば30秒とセットし(S2)、サンプリングタイマ47を、例えば60秒とセットし(S3)、制御外ファンタップ(CLFAN)を3とセットし(S4)、制御動作を行なわない。
制御外ファンタップ(CLFAN)は、外ファンタップ25の制御信号を意味し、本実施形態の場合、外ファンタップ25は3段階の速度制御区分であるので、低速側から高速側、”1”、”2”、”3”と区分している。ステップS4では、”3”すなわち最高速に設定することになる。
これは、条件判定タイマ33、サンプリングタイマ47および制御外ファンタップの初期設定を行なうことになる。
圧縮機5が運転中(Yes)であれば、温度条件判定手段33によって外気温度検出器27から送られる外気温度が制御を行なう温度、例えば、22℃以下であるか判定する(S5)。
これは、条件判定タイマ33、サンプリングタイマ47および制御外ファンタップの初期設定を行なうことになる。
圧縮機5が運転中(Yes)であれば、温度条件判定手段33によって外気温度検出器27から送られる外気温度が制御を行なう温度、例えば、22℃以下であるか判定する(S5)。
外気温度が22℃以上(OFF条件)であれば、条件判定タイマ33を、例えば30秒とセットし、サンプリングタイマ47を、例えば60秒とセットし、制御外ファンタップ(CLFAN)を3とセットし、制御動作を行なわない。
外気温度が22℃以下(ON条件)であれば、条件判定タイマ33の時間を判定する(S6)。
条件判定タイマ33が、30秒未満であれば、サンプリングタイマ47を、例えば60秒とセットし(S3)、制御外ファンタップ(CLFAN)を3とセットし(S4)、制御動作は行なわない。
外気温度が22℃以下(ON条件)であれば、条件判定タイマ33の時間を判定する(S6)。
条件判定タイマ33が、30秒未満であれば、サンプリングタイマ47を、例えば60秒とセットし(S3)、制御外ファンタップ(CLFAN)を3とセットし(S4)、制御動作は行なわない。
条件判定タイマ33が、30秒経過していれば、サンプリングタイマ47の時間を判定する(S7)。サンプリングタイマ47が、サンプリングタイム未満であれば、制御動作を行なわない。サンプリングタイマ47が、サンプリングタイムを経過していれば、ファン駆動モードを判定する(S8)。
ファン駆動モード判定は、室外熱交温度検出器29の検出値により判定されるものである。室外熱交温度が、例えば22℃(第一所定圧力)以下は、外ファンダウンモード”0”と、22℃〜40℃では保持モード”1”と、40℃(第二所定圧力)を超えると、外ファンアップモード”2”と判定される。
ファン駆動モード判定は、室外熱交温度検出器29の検出値により判定されるものである。室外熱交温度が、例えば22℃(第一所定圧力)以下は、外ファンダウンモード”0”と、22℃〜40℃では保持モード”1”と、40℃(第二所定圧力)を超えると、外ファンアップモード”2”と判定される。
モード判定に引き続き、室外ファン制御手段37は、ファン駆動モードに対応して次のような制御動作を行なう。
ファン駆動モードが”0”、すなわち外ファンダウンモードであれば、制御外ファンタップCLFANから1を引いた値を新しい制御外ファンタップCLFANとする(S9)。
次いで、この制御外ファンタップCLFANが1未満か判定し(S10)、1未満の場合(Yes)には、制御外ファンタップCLFANを1に設定する(S11)。
1以上の場合(No)およびステップS11で1と設定された場合には、サンプリングタイマ47を、例えば60秒とセットする(S12)。
そして、制御外ファンタップCLFANは外ファンタップ21に制御信号として伝送され、外ファンタップ25の段階を1段階増加するように変更する(S13)。
これにより、室外ファン7の回転速度は低減されることになる。
ファン駆動モードが”0”、すなわち外ファンダウンモードであれば、制御外ファンタップCLFANから1を引いた値を新しい制御外ファンタップCLFANとする(S9)。
次いで、この制御外ファンタップCLFANが1未満か判定し(S10)、1未満の場合(Yes)には、制御外ファンタップCLFANを1に設定する(S11)。
1以上の場合(No)およびステップS11で1と設定された場合には、サンプリングタイマ47を、例えば60秒とセットする(S12)。
そして、制御外ファンタップCLFANは外ファンタップ21に制御信号として伝送され、外ファンタップ25の段階を1段階増加するように変更する(S13)。
これにより、室外ファン7の回転速度は低減されることになる。
ステップS12で、サンプリングタイムを60秒とセットしたので、外ファンタップ25は、ステップS7の条件がサンプリングタイム経過になるまで少なくとも60秒間この設定を維持することになる。
60秒経過して、ステップS8のファン駆動モードの判定で、圧力状態が改善されず、”0”と判定されると、制御外ファンタップCLFANはさらに1段階下げられることになる。
本実施形態の場合、外ファンタップ25の速度は3段階に区分されていたので、少なくとも2回目には、最低速の設定になるが、外ファンタップ25の速度区分は必要に応じて設定すればよく、その場合には外ファンダウンモードが数回繰り返されることもある。
60秒経過して、ステップS8のファン駆動モードの判定で、圧力状態が改善されず、”0”と判定されると、制御外ファンタップCLFANはさらに1段階下げられることになる。
本実施形態の場合、外ファンタップ25の速度は3段階に区分されていたので、少なくとも2回目には、最低速の設定になるが、外ファンタップ25の速度区分は必要に応じて設定すればよく、その場合には外ファンダウンモードが数回繰り返されることもある。
ファン駆動モードが”1”、すなわち保持モードであれば、サンプリングタイマ47を、例えば、20秒とセットし(S14)、変更されない制御外ファンタップCLFANが外ファンタップ25に伝送される。
ファン駆動モードが”2”、すなわち外ファンアップモードであれば、制御外ファンタップCLFANが3未満か、すなわち最大速度でないかを判定し(S15)、3未満の場合(Yes)には、制御外ファンタップCLFANに1を加えた値を新しい制御外ファンタップCLFANと設定する(S16)。
3以上、すなわち3の場合(No)およびステップS15で設定された場合には、サンプリングタイマ47を、例えば60秒とセットする(S12)。
そして、制御外ファンタップCLFANは外ファンタップ21に制御信号として伝送され、外ファンタップ25の段階を1段階増加するように変更する(S13)。
これにより、室外ファン7の回転速度は増加されることになる。
ファン駆動モードが”2”、すなわち外ファンアップモードであれば、制御外ファンタップCLFANが3未満か、すなわち最大速度でないかを判定し(S15)、3未満の場合(Yes)には、制御外ファンタップCLFANに1を加えた値を新しい制御外ファンタップCLFANと設定する(S16)。
3以上、すなわち3の場合(No)およびステップS15で設定された場合には、サンプリングタイマ47を、例えば60秒とセットする(S12)。
そして、制御外ファンタップCLFANは外ファンタップ21に制御信号として伝送され、外ファンタップ25の段階を1段階増加するように変更する(S13)。
これにより、室外ファン7の回転速度は増加されることになる。
このように、室外ファン9は、室外熱交温度検出器27の温度が22℃以下、すなわち高圧が低い時、回転数が低減されるので、室外熱交換器7における冷媒の放熱量が低減されることになる。このため、速度変更前に比べて高温を維持した状態で冷媒配管19を流れるので、圧縮機5に吸入される低圧が比較的高く維持される。
室外ファン制御手段37は、室外熱交温度検出器が40℃になると室外ファン9の回転数を増加させるので、室外熱交換器7での熱交換能力が増加し、高圧を低下させることができる。これにより、高圧の上限を許容圧力範囲に収めることができる。
室外ファン制御手段37は、室外熱交温度検出器が40℃になると室外ファン9の回転数を増加させるので、室外熱交換器7での熱交換能力が増加し、高圧を低下させることができる。これにより、高圧の上限を許容圧力範囲に収めることができる。
次いで、低外気冷房運転制御手段31による圧縮機制御動作、主として圧縮機回転数制御手段39の制御動作について図4および図5に基づいて説明する。
低外気冷房運転制御手段31は、冷房運転が開始される(S0)と、まず、圧縮機5が運転中であるか判定する(S1)。運転中でない(No)場合は、制御ステータスSTを”0”と設定し、制御動作を行なわない。
なお、制御ステータスSTは、判定時点で制御が行われているモードであり、制御動作が行われていない通常運転中を”0”とし、制御を行なうか条件判定中を”1”とし、制御中を”2”として区分されている。
低外気冷房運転制御手段31は、冷房運転が開始される(S0)と、まず、圧縮機5が運転中であるか判定する(S1)。運転中でない(No)場合は、制御ステータスSTを”0”と設定し、制御動作を行なわない。
なお、制御ステータスSTは、判定時点で制御が行われているモードであり、制御動作が行われていない通常運転中を”0”とし、制御を行なうか条件判定中を”1”とし、制御中を”2”として区分されている。
圧縮機5が運転中(Yes)であれば、温度条件判定手段33によって外気温度検出器27から送られる外気温度が制御を行なう温度、例えば、22℃(第一所定温度)以下であるか判定する(S18)。
ステップS18では、後述する上限回転数および下限回転数の設定に当たり、22℃よりも低温の0℃にも判定基準を置いている。すなわち、0℃以下になった時の上限回転数および下限回転数の設定値は、22℃以下になった時の上限回転数および下限回転数の設定値よりも上限回転数は小さく、下限回転数は大きく設定されるようにしている。
ステップS18では、後述する上限回転数および下限回転数の設定に当たり、22℃よりも低温の0℃にも判定基準を置いている。すなわち、0℃以下になった時の上限回転数および下限回転数の設定値は、22℃以下になった時の上限回転数および下限回転数の設定値よりも上限回転数は小さく、下限回転数は大きく設定されるようにしている。
ここで、温度条件判定手段33の判定結果が、外気温度が22℃以上(OFF条件)であれば、制御ステータスSTを”0”と設定し、制御動作を行なわない。
他方、外気温度が22℃以下(ON条件)であれば、現在の制御ステータスSTが”0”でないか判定し(S19)、”0”でない(Yes)であれば、そのままで制御動作を行なわない。
”0”の場合(No)には、条件判定タイマ35を、例えば、30秒と設定する(S20)。
次いで、制御ステータスSTを”1”(条件判定中)と設定する(S21)。
そして、制御ステータスSTが”1”か否かを判定し(S22)、そうである場合(Yes)には、条件判定タイマ35の時間をチェックする(S23)。条件判定タイマ35の計時が30秒を経過している場合、制御ステータスSTを”2”(制御中)と設定する(S24)。
他方、外気温度が22℃以下(ON条件)であれば、現在の制御ステータスSTが”0”でないか判定し(S19)、”0”でない(Yes)であれば、そのままで制御動作を行なわない。
”0”の場合(No)には、条件判定タイマ35を、例えば、30秒と設定する(S20)。
次いで、制御ステータスSTを”1”(条件判定中)と設定する(S21)。
そして、制御ステータスSTが”1”か否かを判定し(S22)、そうである場合(Yes)には、条件判定タイマ35の時間をチェックする(S23)。条件判定タイマ35の計時が30秒を経過している場合、制御ステータスSTを”2”(制御中)と設定する(S24)。
ステップS22がNoの場合、およびステップS23で30秒未満の場合には、ステップ24をバイパスされる。言い換えると、制御動作が行なわれない。
以上、説明したような処理ステップを実行することにより、外気温度が22℃以下の状態が30秒間以上継続した場合に圧縮機回転数を制御するシーケンスに移行するように管理できる。
以上、説明したような処理ステップを実行することにより、外気温度が22℃以下の状態が30秒間以上継続した場合に圧縮機回転数を制御するシーケンスに移行するように管理できる。
以下、図5に基づいて、具体的な圧縮機回転数制御手段39の制御動作について詳細に説明する。
まず、制御を行なうものかどうか(ST=2?)を判定する(S25)。
ST=2でない場合(No)は、制御動作は実施されない。
ST=2の場合(Yes)には、圧縮機記憶部53に格納された圧縮機5の上限回転数fMAXおよび下限回転数fMINが設定される(S26)。
本実施形態では、上限回転数fMAXおよび下限回転数fMINの組み合わせを2組用いるようにされている。この2組は、外気温度によって使い分けされる。すなわち、外気温度が22℃〜0℃までは、上限回転数fMAXは60rps(回/秒)、下限回転数fMINは20rpsが用いられ、外気温度が0℃以下になると、上限回転数fMAXは50rps(回/秒)と低減され、下限回転数fMINは30rpsと増加されたものが用いられる。
これらの上限回転数fMAXの設定値は、通常運転中の上限回転数よりも小さく設定され、
下限回転数fMINの設定値は、通常運転中の下限回転数よりも大きく設定されている。
なお、上限回転数あるいは下限回転数の設定は、階段状ではなく、漸減あるいは漸増されるように設定してもよい。
まず、制御を行なうものかどうか(ST=2?)を判定する(S25)。
ST=2でない場合(No)は、制御動作は実施されない。
ST=2の場合(Yes)には、圧縮機記憶部53に格納された圧縮機5の上限回転数fMAXおよび下限回転数fMINが設定される(S26)。
本実施形態では、上限回転数fMAXおよび下限回転数fMINの組み合わせを2組用いるようにされている。この2組は、外気温度によって使い分けされる。すなわち、外気温度が22℃〜0℃までは、上限回転数fMAXは60rps(回/秒)、下限回転数fMINは20rpsが用いられ、外気温度が0℃以下になると、上限回転数fMAXは50rps(回/秒)と低減され、下限回転数fMINは30rpsと増加されたものが用いられる。
これらの上限回転数fMAXの設定値は、通常運転中の上限回転数よりも小さく設定され、
下限回転数fMINの設定値は、通常運転中の下限回転数よりも大きく設定されている。
なお、上限回転数あるいは下限回転数の設定は、階段状ではなく、漸減あるいは漸増されるように設定してもよい。
次に、圧縮機回転数制御手段39は、図示しない圧縮機5の駆動制御部から伝送された圧縮機5の指令回転数fRが設定された上限回転数fMAXよりも大きいか判定し(S27)、大きい場合(Yes)には、上限回転数fMAXを指令回転数fRとして、圧縮機駆動部25へ供給する。
小さい場合(No)には、そのまま次ステップに移行する。
次いで、指令回転数fRが0(停止指令)でないか判定し(S29)、停止指令でない場合(Yes)には、指令回転数fRが下限回転数fMINよりも小さいか判定し(S30)、小さい場合(Yes)には、下限回転数fMINを指令回転数fRとして、圧縮機駆動部25へ供給する。上限回転数fMAXと下限回転数fMINとの間に位置する回転数のものは、ステップ30で、Noとなり、指令回転数fRは変更されることなく圧縮機駆動部25へ供給される。
小さい場合(No)には、そのまま次ステップに移行する。
次いで、指令回転数fRが0(停止指令)でないか判定し(S29)、停止指令でない場合(Yes)には、指令回転数fRが下限回転数fMINよりも小さいか判定し(S30)、小さい場合(Yes)には、下限回転数fMINを指令回転数fRとして、圧縮機駆動部25へ供給する。上限回転数fMAXと下限回転数fMINとの間に位置する回転数のものは、ステップ30で、Noとなり、指令回転数fRは変更されることなく圧縮機駆動部25へ供給される。
このように、本実施形態では、圧縮機回転数制御手段39が圧縮機5の下限回転数fMINを増加させる。圧縮機5の下限回転数fMINが増加すると、回転数がそれ以上低下しないので、圧縮性能はある程度確保できる。このため、圧縮機5の高低圧差をある程度設けることができる。
また、圧縮機回転数制御手段39は、圧縮機5の上限回転数fMAXを減少させるので、圧縮機がフル稼働した場合に高低圧差がついて低圧が低下し過ぎることを抑制することができる。
なお、低圧圧力の低下抑制としては、室内ファン15の風量を最大風量に固定して室内空気からの吸熱量を増加させることを付加して行ってもよい。
また、圧縮機回転数制御手段39は、圧縮機5の上限回転数fMAXを減少させるので、圧縮機がフル稼働した場合に高低圧差がついて低圧が低下し過ぎることを抑制することができる。
なお、低圧圧力の低下抑制としては、室内ファン15の風量を最大風量に固定して室内空気からの吸熱量を増加させることを付加して行ってもよい。
さらに、圧縮機回転数制御手段39は、外気温度が0℃以下に低下した場合に、下限回転数fMINを一層増加させ、上限回転数fMAXを一層減少させているので、一層低外気温度が著しい状況であっても、圧縮機5の許容圧力範囲での冷房連続運転が可能となり、空調フィーリングを向上させることができる。
このように、本実施形態では、室外ファン9の回転数を低下させ圧縮機5の低圧を引き上げ、圧縮機5の下限回転数fMINを確保して高低圧差をある程度以上に維持させているので、圧縮機5の高圧の水準を上げることができる。このため、特に制限の厳しい高圧を許容圧力範囲に収めることができ、圧縮機に悪影響を及ぼす恐れおよび圧縮機の停止の恐れを防止することができる。
このため、圧縮機の許容圧力範囲での冷房連続運転が可能となり、空調フィーリングを向上させることができる。
このため、圧縮機の許容圧力範囲での冷房連続運転が可能となり、空調フィーリングを向上させることができる。
なお、本発明の適用は本実施形態に限定されることなく、パッケージエアコン、車両用空調機等種々の機種に適用されるものである。
1 空気調和装置
3 冷媒回路
5 圧縮機
7 室外熱交換器
9 室外ファン
11 膨張弁
13室内熱交換器
27 外気温度検出器
29 室外熱交温度検出器
31 低外気冷房運転制御手段
37 室外ファン制御手段
39 圧縮機回転数制御手段
3 冷媒回路
5 圧縮機
7 室外熱交換器
9 室外ファン
11 膨張弁
13室内熱交換器
27 外気温度検出器
29 室外熱交温度検出器
31 低外気冷房運転制御手段
37 室外ファン制御手段
39 圧縮機回転数制御手段
Claims (4)
- 冷媒を圧縮する圧縮機、室外ファンによって送られる室外気と熱交換される室外熱交換器、膨張弁、および室内空気と熱交換される室内熱交換器を有する冷媒回路と、
外気温度を検出する外気温度検出手段と、
少なくとも前記圧縮機の吐出圧に関係付けられる高圧圧力を検出する高圧検出手段と、
前記外気温度が一定時間第一所定温度よりも低下した場合に制御動作を開始する低外気冷房運転制御手段と、を備え、
該低外気冷房運転制御手段には、前記高圧圧力が第一所定圧力以下になると前記室外ファンの回転数を低減させる室外ファン制御手段および前記圧縮機の下限回転数を増加させる圧縮機回転数制御手段が備えられていることを特徴とする空気調和装置。 - 前記圧縮機回転数制御手段は、前記圧縮機の上限回転数を減少させるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。
- 前記圧縮機回転数制御手段は、前記外気温度が前記第一所定温度よりもさらに低下した場合に、前記下限回転数の増加および/または前記上限回転数の減少を一層大きくするように構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の空気調和装置。
- 前記室外ファン制御手段は、前記高圧圧力が前記第一所定圧力よりも高い第二所定圧力以上になると前記室外ファンの回転数を増加させるように構成されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の空気調和装置。
Priority Applications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2005
- 2005-02-25 JP JP2005052011A patent/JP2006234329A/ja not_active Withdrawn
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