JP2006300401A

JP2006300401A - 空気調和装置

Info

Publication number: JP2006300401A
Application number: JP2005122078A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Izeki; 貴之井関
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-04-20
Filing date: 2005-04-20
Publication date: 2006-11-02

Abstract

【課題】空気調和装置の室内機の吹出し風が吸込み口へショートサーキットすることの影響によって生じる、圧縮機周波数低下やサーモオフ早動作を回避し、必要な能力を出すように制御し、被空調空間の快適性を向上する。
【解決手段】機種および、室内風量や風向角度によりショートサーキットの影響を受けやすい場合は、吸込み温度と設定温度の差温をあらかじめ設定された値にシフトし変更するように制御し、必要な能力を出し快適性を向上させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気調和装置の制御に関するものである。

従来の空気調和装置では、室内機の風量及び風向によらず、吸込み温度と設定温度の差により、可変容量圧縮機（以下圧縮機と表現する）の運転周波数を決定し、かつ吸込み温度と設定温度の差が所定の温度以下（例えば吸込み温度―設定温度＝−２℃以下）になると圧縮機停止（サーモオフ）するように制御されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−１０１８８５号公報

しかしながら、従来の空気調和装置（特に４方向に風が吹き出す天井カセット型空気調和装置）では吹き出した空気を直接吸込みやすい（以降ショートサーキットと表現）構造ゆえ、風向や風量の設置によっては吹き出した空気のショートサーキットの影響で部屋の温度と空気調和装置の吸込み検知装置の検知温度との齟齬が生じ、室内の要求負荷（設定温度と部屋の温度差）が大きいにもかかわらず、圧縮機周波数が減少して（空気調和装置の能力がダウン）、部屋全体が設定温度になる前に圧縮機停止（サーモオフ）してしてしまうことがあり、空調空間の快適性を大きく損なっていた。

本発明は、前記従来の課題を解決するためのもので、いかなる運転状態であっても空調空間の快適性を向上することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和装置は、室内機の風量と風向設定の条件によりショートサーキットしやすい設定の場合は、吸込み温度と設定温度の差温を変更するものである。

この構成をなすことにより、空気調和装置の快適性を向上することができる。

本発明の空気調和装置は、室内機の設定風量と設定風向により吸込み温度と設定温度の差温を変更し、ショートサーキットしやすい条件（風量が少なくかつ風向設定が吸い込み口に近い方向の場合）の場合は周波数を上げ、あるいはサーモオフすべき温度を変更し（冷房時は下げる、暖房時は上げる）、部屋全体が確実に設定温度に近づくように制御することにより、快適性が高い空気調和装置が供給できる。

第１の発明は、可変容量圧縮機、室外熱交換器、送風機、４方弁、絞り装置、冷媒液管、冷媒ガス管とを有する室外機と熱交換器、送風機及び風向変更装置を有する室内機を接続し、少なくとも室内機に室内吸込み温度を検出する室内吸込み温度検知装置と室内機の運転を指示する運転モード設定装置の設定温度を記憶する運転温度設定装置と室内送風機の設定風量を記憶する室内送風機風量設定記憶装置と風向変更装置の設定値を記憶する室内風向設定記憶装置とを設け、室内吸込み温度検知装置と運転温度設定装置と差温により、少なくとも前記可変容量圧縮機の運転容量運転を制御する制御装置を設け、室内送風機の風量設定値により少なくとも可変容量圧縮機の運転容量を制御する差温設定値をかえることにより、設定風量が小さくショートサーキットしやすい場合でも、部屋全体が早く確
実に設定温度に近づくことが可能となり、快適性が向上する空気調和装置が供給できる。

第２の発明は、室内送風機の風量設定と室内風向変更装置の設定値により少なくとも可変容量圧縮機の運転容量を制御する差温設定値をかえることにより、設定風量が小さくかつ設定した風向が吸込み口にちかいショートサーキットしやすい場合でも、部屋全体が早く確実に設定温度に近づくことが可能となり、快適性が向上する空気調和装置が供給できる。

第３の発明は、圧縮機、室外熱交換器、送風機、４方弁、絞り装置、冷媒液管、冷媒ガス管とを有する室外機と熱交換器、送風機及び風向変更装置を有する室内機を接続し、少なくとも室内機に室内吸込み温度を検出する室内吸込み温度検知装置と室内機の運転を指示する運転モード設定装置の設定温度を記憶する運転温度設定装置と室内送風機の設定風量を記憶する室内送風機風量設定記憶装置と風向変更装置の設定値を記憶する室内風向設定記憶装置とを設け、室内吸込み温度検知装置と運転温度設定装置と差温により、少なくとも圧縮機の発停を制御する制御装置を設け、室内送風機の風量設定値により少なくとも圧縮機の運転を制御する差温設定値をかえることにより、設定風量が小さくショートサーキットしやすい場合でも、確実に部屋全体が設定温度に近づくことが可能となり、快適性が向上する空気調和装置が供給できる。

第４の発明は室内送風機の風量設定値と室内風向変更装置の設定値により少なくとも圧縮機の運転を制御する差温設定値をかえることにより設定風量が小さくかつ設定した風向が吸込み口にちかいショートサーキットしやすい場合でも、確実に部屋全体が設定温度に近づくことが可能となり、快適性が向上する空気調和装置が供給できる。

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、本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の実施の形態の空気調和装置の冷凍サイクル図の例であり、図２は制御ブロック図、図３は吸込み温度と設定温度の差温信号と圧縮機周波数信号の相関図、図４は風量と温度シフトの相関図、図５および図６は室内機の断面図である。

図１において、室外機１には圧縮機２と、室外熱交換器３と、室外送風機４と、冷媒液管５と、冷媒ガス管６と、冷暖房切換用の四方弁７と、絞り装置８が設けられている。

また、室外機１には室外熱交換器３の温度を検出する室外熱交換器温度検知装置９が設けられている。

一方、室内機１０には室内送風機１１と、室内熱交換器１２と、室内熱交換器１２の温度を検出する室内熱交換器温度検知装置１３と、部屋の室温を検出する室内吸込み温度検知装置１４と、風向を変更する風向変更装置１５と、居住者が希望する運転モード（冷房または暖房）、室温、運転あるいは停止、風量及び風向を設定できる運転設定装置１６が設けられている。風向変更装置１５は図５に示す様に上下羽根１７とルーバーモータ１８で構成されており、居住者が希望する位置を運転設定装置１６に設定されている複数個の中から選択出来る（ここでは４つの設定例を記載）ようになっている。

また、図６に示す様に室内機１０の吸込み口１９より吸込まれた空気は、室内送風機１１により、室内熱交換器１２を通り冷やされ（暖房では暖められ）、吹き出し口２０より上下羽根１７により向きを変えて吹きだされるが、吸込み口１９と吹き出し口２０が近くにあるために、風向が下向き（図５の風向４）の場合や風量が小さい場合は吹き出した空
気を吸込みやすい構造になっていて、冷房運転時は部屋の温度より低めの検知、暖房時は高めの検知をしやすい構造になっている。

上記構成の冷凍サイクルにおいて、冷房あるいは除湿運転時、圧縮機２から吐出された冷媒は四方弁７を介して室外熱交換器３へと流れ、室外送風機４の駆動により室外熱交換器３で室外空気と熱交換して凝縮液化し、次に絞り装置８を通過することにより減圧された冷媒は室内熱交換器１１で蒸発した後に、冷媒ガス管６を通り四方弁７を介して再び圧縮機２に吸入される（暖房の説明は省略する）。

次に、本発明の制御の流れについて図２、３、４を用いて説明する。

本発明の空気調和装置の制御装置２１には、居住者が希望する運転モード切替スイッチ２２（冷房、ドライ、送風または暖房）と室内温度設定スイッチ２３と運転停止スイッチ２４と風量設定スイッチ２５と風向設定スイッチ２６で構成されている運転設定装置１６の信号を受信する信号受信装置２７と、室内吸込み温度検知装置１４と、室内吸込み温度の設定値を記憶する室内吸込み温度設定記憶装置２８と、風量の設定値を記憶する風量設定記憶装置２９と風向の設定値を記憶する風向設定記憶装置３０と、以上の信号を定期的に検出するためのサンプリング時間を設定する運転時間設定記憶装置３１と、以上の信号をサンプリング時間毎受けて室内外の信号の送受信を行う信号送受信装置３２とその信号により圧縮機２、室内送風機１１、室外送風機４等を駆動する出力リレー回路３３等を有している。

居住者が運転モード切替スイッチ２２で冷房、ドライ又は暖房を選択し、風量設定装置２５をある設定（ここでは例えばＨｉ）、風向設定装置２６をある設定（ここでは例えば図５の風向４）で運転を開始すると、設定温度記憶装置２８、室内吸い込み温度検知装置１４の信号により、運転時間設定記憶装置３１に設定された時間毎に差温算出装置３４が差温を算出し、差温信号（ＤＴ）により圧縮機基本周波数（ＤＨｚ）を算出し、室外に圧縮機基本周波数信号を送出し、室外機の圧縮機周波数演算装置３５はこの圧縮機基本周波数信号（ＤＨｚ）と室外熱交換器温度検知装置９等の信号により圧縮機の駆動周波数を決定し、出力リレー回路３３は圧縮機２を駆動する。

しかし、図４に示す様に風量設定装置２５がある設定（ここでは例えばＬｏ）の場合、冷房の場合はある温度（ここでは例えば１℃）室内吸い込み温度検知装置１４の信号よりプラス（室温−設定温度＋１℃）し、暖房の場合はある温度（ここでは例えば１℃）室内吸い込み温度検知装置１４の信号よりマイナス（室温−設定温度−１℃）した差温信号（ＤＴ）より算出された圧縮機基本周波数信号（ＤＨｚ）を送信し（風量がＭｅの場合は各々０．５℃シフト）、この信号（ＤＨｚ）より算出された圧縮機周波数で圧縮機は運転する。

そしてこの構成のよれば、室内送風機の風量設定値により、少なくとも可変容量圧縮機の運転周波数を制御する差温設定値をかえることにより、設定風量が小さくショートサーキットしやすい場合でも、部屋全体が早く確実に設定温度に近づくことが可能となり、快適性が向上する空気調和装置が供給できる。

例えば冷房時は吹き出した風により低めの室温検知の傾向があるが、温度シフトすることによりショートサーキットの影響による誤差を解消することができる。

（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態にかかる空気調和装置の冷凍サイクル図は、実施の形態１と同様なので説明は省略する。

図２は制御ブロック図、図３は吸込み温度と設定温度の差温信号と圧縮機周波数信号を示す図、図７は温度シフトを示す図である。

次に、本発明の制御の流れについて図２、３、７を用いて説明する。

居住者が運転モード切替スイッチ２２で冷房、ドライ又は暖房を選択し、風量設定装置２５をある設定（例えば、Ｈｉ）、風向設定装置２６をある設定（例えば、図５の風向１）で運転を開始すると、設定温度記憶装置２８、室内吸い込み温度検知装置１４の信号により、運転時間設定記憶装置３１に設定された時間毎に差温算出装置３４が差温を算出し、差温信号（ＤＴ）により圧縮機基本周波数（ＤＨｚ）を算出し、室外に圧縮機基本周波数信号を送出し、室外機の圧縮機周波数演算装置３５はこの圧縮機基本周波数信号（ＤＨｚ）と室外熱交換器温度検知装置９等の信号により圧縮機の駆動周波数を決定し、出力リレー回路３３は圧縮機２を駆動する。

しかし、図７に示す様に風量設定装置２５がある設定（ここでは例えば風量Ｌｏ）でかつ風向設定装置２６をある設定（例えば、図５の風向４）の場合、冷房の場合はある温度（例えば、２℃）室内吸い込み温度検知装置１４の信号よりプラス（室温−吸込み温度＋２℃）し、暖房の場合はある温度（例えば、２℃）室内吸い込み温度検知装置１４の信号よりマイナス（室温−吸込み温度−２℃）した差温信号（ＤＴ）より算出された圧縮機基本周波数信号（ＤＨｚ）を送信し（例えば風量Ｍｅで風向３の場合は１℃シフト）、この信号（ＤＨｚ）により算出された圧縮機周波数で圧縮機は運転する。

上記の様に図７のマトリックス表に基づき、風量と風向の組み合わせで温度シフト値を決定し、吸込み温度をシフトさせる。

そしてこの構成のよれば、室内送風機の風量設定値と風向設定装置により少なくとも可変容量圧縮機の運転周波数を制御する差温設定値をかえることにより、設定風量が小さくかつ風向が下向きのショートサーキットしやすい場合でも、部屋全体が早く確実に設定温度に近づくことが可能となり、快適性が向上する空気調和装置が供給できる。

例えば、冷房時は吹き出した風により低めの室温検知の傾向があるが、温度シフトすることによりショートサーキットの影響による誤差を解消することができる。

（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態にかかる空気調和装置の冷凍サイクル図は、実施の形態１と同様なので説明は省略する。

本発明の制御の流れについて図４、８、９、１０を用いて説明する。

図８は制御ブロック図、図９は吸込み温度と設定温度の差温信号の相関図、図４は前述の通り、図１０は機種とサーモオフ点の相関図である。

本発明の空気調和装置の制御装置２１には、居住者が希望する運転モード切替スイッチ２２（冷房、ドライ、送風または暖房）と室内温度設定スイッチ２３と運転停止スイッチ２４と風量設定スイッチ２５と風向設定スイッチ２６で構成されている運転設定装置１６の信号を受信する信号受信装置２７と、室内吸込み温度検知装置１４と、室内吸込み温度の設定値を記憶する室内吸込み温度設定記憶装置２８と、風量の設定値を記憶する風量設定記憶装置２９と風向の設定値を記憶する風向設定記憶装置３０と、以上の信号を定期的に検出するためのサンプリング時間を設定する運転時間設定記憶装置３１と、以上の信号
をサンプリング時間毎受けて室内外の信号の送受信を行う信号送受信装置３２とその信号により圧縮機２、室内送風機１１、室外送風機４等を駆動する出力リレー回路３３等を有している。

居住者が運転モード切替スイッチ２２で冷房、ドライ又は暖房を選択し、風量設定装置２５をある設定（例えば、Ｈｉ）、風向設定装置２６をある設定（例えば、図５の風向４）で運転を開始すると、設定温度記憶装置２８、室内吸い込み温度検知装置１４の信号により、運転時間設定記憶装置３１に設定された時間毎に差温算出装置３４が差温を算出し、図９にあるような差温信号（ＤＴ）を室外に送出し、室外機の出力リレー回路３３は圧縮機２を駆動するが、図１０に示す様に差温信号（ＤＴ）が冷房時は冷房サーモオフＤＴ以下、暖房時は暖房サーモオフＤＴ以上になると、室外機の出力リレー回路３３は圧縮機２を停止するように制御を行う。

しかし、図４に示す様に風量設定装置２５がある設定（例えば、Ｌｏ）の場合、冷房の場合はある温度（例えば、１℃）室内吸い込み温度検知装置１４の信号よりプラス（室温−設定温度＋１℃）し、暖房の場合はある温度（例えば、１℃）室内吸い込み温度検知装置１４の信号よりマイナス（室温−設置温度−１℃）した差温より算出された差温信号（ＤＴ）を送信し（Ｍｅの場合は各々０．５℃シフト）、このシフトされた差温信号（ＤＴ）により圧縮機の運転停止の判断を行う。

そしてこの構成のよれば、室内送風機の風量設定値により少なくともサーモオフする差温設定値をかえることにより、設定風量が小さくショートサーキットしやすい場合でも、部屋全体が早く確実に設定温度に近づくことが可能となり、快適性が向上する空気調和装置が供給できる。

（実施の形態４）
本発明にかかる空気調和装置の冷凍サイクル図は実施の形態１と同様なので説明は省略する。

本発明の制御の流れについて図７、８、９、１０を用いて説明する。

図８は制御ブロック図、図９は吸込み温度と設定温度の差温信号の相関図、図４は風量と温度シフトの相関図、図１０は機種とサーモオフ点の相関図である。

しかし、図７に示す様に風量設定装置２５がある設定（例えば、風量Ｌｏ）でかつ風向設定装置２６をある設定（例えば、図５の風向４）の場合、冷房の場合はある温度（例えば、２℃）室内吸い込み温度検知装置１４の信号よりプラス（室温−設定温度＋２℃）し、暖房の場合はある温度（例えば、２℃）室内吸い込み温度検知装置１４の信号よりマイ
ナス（室温−設置温度−２℃）した差温より算出された差温信号（ＤＴ）を送信し（例えばＭｅで風向３の場合は各々１℃シフト）、このシフトされた差温信号（ＤＴ）により圧縮機の運転停止の判断を行う。

そしてこの構成によれば、室内送風機の風量設定値や風向設定値により少なくともサーモオフする差温設定値をかえることにより、設定風量が小さくかつ風向が下向きのショートサーキットしやすい場合でも、部屋全体が早く確実に設定温度に近づくことが可能となり、快適性が向上する空気調和装置が供給できる。

以上のように本発明にかかる空気調和装置は、運転条件により、予め設定された温度をシフトし、快適な空調空間を作り出すことができるので、天井埋込み型空気調和装置のみならず、壁掛け型空気調和装置や床置き型空気調和装置への用途にも適用できる。

本発明の実施の形態の冷凍サイクル図本発明の第１の実施の形態の制御ブロック図本発明の第１の実施の形態の吸込み温度と設定温度の差温信号と圧縮機周波数信号の相関図本発明の第１の実施の形態の風量と温度シフトの相関図本発明の第１の実施の形態の室内機の断面図本発明の第１の実施の形態の室内機の断面図本発明の第２の実施の形態の風向・風量と温度シフト値の相関図本発明の第２の実施の形態の制御ブロック図本発明の第３の実施の形態の吸込み温度と設定温度の差温信号の相関図本発明の実施の形態の機種とサーモオフ点の相関図

符号の説明

１室外機
２圧縮機
３室外熱交換器
４室外送風機
５冷媒液管
６冷媒ガス管
７四方弁
８絞り装置
９室外熱交換器温度検知装置
１０室内機
１１室内送風機
１２室内熱交換器
１３室内熱交換器温度検知装置
１４室内吸込み温度検知装置
１５室内風向変更装置
１６運転設定装置

Claims

可変容量圧縮機、室外熱交換器、送風機、４方弁、絞り装置、冷媒液管、冷媒ガス管とを有する室外機と熱交換器、送風機及び風向変更装置を有する室内機を接続し、少なくとも前記室内機に室内吸込み温度を検出する室内吸込み温度検知装置と前記室内機の運転を指示する運転モード設定装置の設定温度を記憶する運転温度設定装置と前記室内送風機の設定風量を記憶する室内送風機風量設定記憶装置と前記風向変更装置の設定値を記憶する室内風向設定記憶装置とを設け、前記室内吸込み温度検知装置と運転温度設定装置と差温により少なくとも前記可変容量圧縮機の運転容量を制御する空気調和装置において、前記室内送風機の風量設定値により少なくとも可変容量圧縮機の運転容量を制御する差温設定値をかえることを特徴とする空気調和装置。
室内風向変更装置の設定値により少なくとも可変容量圧縮機の運転容量を制御する差温設定値をかえることを特徴とする、請求項１に記載の空気調和装置。
圧縮機、室外熱交換器、送風機、４方弁、絞り装置、冷媒液管、冷媒ガス管とを有する室外機と熱交換器、送風機及び風向変更装置を有する室内機を接続し、少なくとも前記室内機に室内吸込み温度を検出する室内吸込み温度検知装置と前記室内機の運転を指示する運転モード設定装置の設定温度を記憶する運転温度設定装置と前記室内送風機の設定風量を記憶する室内送風機風量設定記憶装置と前記風向変更装置の設定値を記憶する室内風向設定記憶装置とを設け、前記室内吸込み温度検知装置と運転温度設定装置と差温により少なくとも圧縮機の発停を制御する空気調和装置において、前記室内送風機の風量設定値により少なくとも圧縮機の発停を制御する差温設定値をかえることを特徴とする空気調和装置。
室内風向変更装置の設定値により少なくとも圧縮機の運転を制御する差温設定値をかえることを特徴とする、請求項１あるいは請求項３のいずれかに記載の空気調和装置。