JP2007255847A - 空気調和装置、空気調和装置の制御方法および制御プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】運転周波数制御が可能な圧縮機16および室外熱交換器19を有する室外ユニット11と、室内熱交換器21を有する室内ユニット12と、を備えた空気調和装置10において、圧縮機16の負荷状態に対応する温度を検出可能な位置に設けられた温度センサ30と、温度センサ30より検出した温度の履歴である温度履歴に基づいて、位置における所定時間後の温度を予測し、予測される温度が所定の温度帯域に至る場合に、圧縮機16の運転周波数を当該予測される温度が所定の温度帯域に至らない場合よりも低く設定する制御装置13と、を備える。
【選択図】図1
Description
この種の空気調和装置では、圧縮機に負荷がかかりすぎないように、圧縮機の吐出側の温度を測定することにより圧縮機の運転周波数制御を行うようにしていた(例えば、特許文献1参照)。
そこで、本発明の目的は、圧縮機の異常温度上昇、ひいては、空気調和装置の異常停止を確実に回避することが可能な空気調和装置、空気調和装置の制御方法および制御プログラムを提供することにある。
これにより運転周波数制御部は、予測される温度が所定の温度帯域に至る場合に、圧縮機の運転周波数を当該予測される温度が所定の温度帯域に至らない場合よりも低く設定する。
また、前記温度帯域は、複数の副温度帯域に分割され、前記運転周波数制御部は、前記所定時間後の温度が属する各副温度帯域毎に運転周波数の設定値を変えるようにしてもよい。
さらに、前記温度予測部は、所定のサンプリング時間毎に前記温度を収集して更新しつつ記憶し、所定時間前からの前記温度履歴を記憶するようにしてもよい。
さらにまた、前記温度予測部は、前記予測される温度が属する温度帯域に応じて前記サンプリング時間を変更するようにしてもよい。
また、前記温度予測部は、前記温度履歴を記憶する所定時間を変更可能としてもよい。
図1は、ブラシレスDCモータにより駆動される圧縮機を備えた空気調和装置の構成を示す図である。
この空気調和装置10は、図1に示すように、室外機11、室内機12及び制御装置13を備え、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、25を介して連結され、これら室外機11及び室内機12が制御装置13によって運転制御される。
室外機11は、室外に設置され、室外冷媒配管14に圧縮機16が配設され、この圧縮機16の吸込側には、アキュムレータ17が接続され、圧縮機16の吐出側には、四方弁18と室外熱交換器19とが順に接続されている。また、室外機11には、室外熱交換器19へ向かって送風する室外ファン20が配設されている。
この空気調和装置10は、室外機11の四方弁18が冷房側あるいは暖房側に切り換えられることにより、冷房運転又は暖房運転に設定される。つまり、四方弁18が冷房側に切り換えられたときには、冷媒が実線矢印の如く流れ、室外熱交換器19が凝縮器に、室内熱交換器21が蒸発器として機能して冷房運転状態となり、室内を冷房する。また、四方弁18が暖房側に切り換えられたときには、冷媒が破線矢印の如く流れ、室内熱交換器21が凝縮器に、室外熱交換器19が蒸発器として機能して暖房運転状態となり、室内を暖房する。
図2は、実施形態の制御装置の概要構成ブロック図である。
制御装置13は、マイクロコンピュータとして構成されており、制御装置全体を制御するMPU41と、各種制御プログラムが格納されたROM42と、各種データを一時的に格納するRAM43と、各種データを更新可能、かつ、不揮発的に記憶するEEPROM44と、温度センサ30を含む外部機器とのインタフェース動作を行うインタフェース部45と、を備えて構成されている。
まず、制御装置13のMPU41は、n分ごと(実施形態では、n=1)にインタフェース部45を介して温度センサ30により圧縮機16の吐出側冷媒温度を検出し、温度データとしてEEPROM44に記憶する(ステップS11)。
次にMPU41は、温度予測をするために必要な温度データが収集されたか、より具体的には、k分前(kは自然数)までの温度データがすでにEEPROM44に記憶されているか否かを判別する(ステップS12)。
ステップS12の判別において、k分前の温度データが記憶されている場合には(ステップS12;Yes)、MPU41は、k分前までの温度データ(xi:本実施形態の場合、k個の温度データ)に基づいて次式に基づいて回帰曲線としての回帰直線yを求める(ステップS13)。
そして、MPU41は、圧縮機16のブラシレスDCモータの運転周波数の制御をk分後の予測温度に基づいて行う(ステップS15)。
本実施形態においては、温度帯域を3つの副温度帯域に分け、異常状態の発生を防止すべく運転周波数の制御が必要なのは、温度が高い二つの副温度帯域となっている。
図4において、温度データに対応する温度が、例えば、図中、白丸で示すようになり、求められた回帰直線y=y1の場合には、時刻(t+k)の温度が第1の副温度帯域TB1に属しており、時刻(t+k)の温度がこの副温度帯域TB1に属している場合には、能力的な要求から設定される運転周波数よりも運転周波数を下げる制御がなされ、圧縮機16の温度上昇を抑制すべく、MPU41は、運転周波数を下げた運転を行うこととなる。
ステップS16の判別において、未だ所定時間が経過していない場合には(ステップS16;No)、MPU41は、待機状態となる。
ステップS16の判別において、所定時間が経過した場合には(ステップS16;Yes)、MPU41は、もっとも古い温度データを廃棄し、現時刻の温度データを取得して更新することとなり(ステップS)、処理を再びステップS12に移行して、以下、同様の処理を行う。
以上の説明においては、回帰曲線として回帰直線(回帰一次曲線)の場合について説明したが回帰m次曲線(mは2以上の整数)であっても適用が可能である。
また、回帰曲線を算出する際の温度データの個数についても、要求される精度に応じて変更することが可能である。
11 室外機
12 室内機
13 制御装置
15 室内冷媒配管
16 圧縮機
17 アキュムレータ
18 四方弁
19 室外熱交換器
20 室外ファン
21 室内熱交換器
22 電動膨張弁
23 室内ファン
Claims (8)
- 運転周波数制御が可能な圧縮機および室外熱交換器を有する室外ユニットと、室内熱交換器を有する室内ユニットと、を備えた空気調和装置において、
前記圧縮機の負荷状態に対応する温度を検出可能な位置に設けられた温度センサと、
前記温度センサにより検出した温度の履歴である温度履歴に基づいて、前記位置における所定時間後の温度を予測する温度予測部と、
前記予測される温度が所定の温度帯域に至る場合に、前記圧縮機の運転周波数を当該予測される温度が所定の温度帯域に至らない場合よりも低く設定する運転周波数制御部と、
を備えたことを特徴とする空気調和装置。 - 請求項1記載の空気調和装置において、
前記温度予測部は、前記温度履歴に基づいて前記温度を予測するための回帰曲線を求め、当該回帰曲線に基づいて前記所定時間後の温度を予測することを特徴とする空気調和装置。 - 請求項1または請求項2記載の空気調和装置において、
前記温度帯域は、複数の副温度帯域に分割され、
前記運転周波数制御部は、前記所定時間後の温度が属する各副温度帯域毎に運転周波数の設定値を変えることを特徴とする空気調和装置。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の空気調和装置において、
前記温度予測部は、所定のサンプリング時間毎に前記温度を収集して更新しつつ記憶し、所定時間前からの前記温度履歴を記憶することを特徴とする空気調和装置。 - 請求項4記載の空気調和装置において、
前記温度予測部は、前記予測される温度が属する温度帯域に応じて前記サンプリング時間を変更することを特徴とする空気調和装置。 - 請求項4記載の空気調和装置において、
前記温度予測部は、前記温度履歴を記憶する所定時間を変更可能としたことを特徴とする空気調和装置。 - 運転周波数制御が可能な圧縮機および室外熱交換器を有する室外ユニットと、室内熱交換器を有する室内ユニットと、前記圧縮機の負荷状態に対応する温度を検出可能な位置に設けられた温度センサと、を備えた空気調和装置の制御方法において、
前記温度センサにより検出した温度の履歴である温度履歴に基づいて、前記位置における所定時間後の温度を予測する温度予測過程と、
前記予測される温度が所定の温度帯域に至る場合に、前記圧縮機の運転周波数を当該予測される温度が所定の温度帯域に至らない場合よりも低く設定する運転周波数制御過程と、
を備えたことを特徴とする空気調和装置。 - 運転周波数制御が可能な圧縮機および室外熱交換器を有する室外ユニットと、室内熱交換器を有する室内ユニットと、前記圧縮機の負荷状態に対応する温度を検出可能な位置に設けられた温度センサと、を備えた空気調和装置をコンピュータにより制御する制御プログラムにおいて、
前記温度センサにより検出した温度の履歴である温度履歴に基づいて、前記位置における所定時間後の温度を予測させ、
前記予測される温度が所定の温度帯域に至る場合に、前記圧縮機の運転周波数を当該予測される温度が所定の温度帯域に至らない場合よりも低く設定させる、
ことを特徴とする制御プログラム。
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