JP2009030915A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】空気調和機の室外ファン制御において、保護制御の運転率を低減し、室内環境の快適性を維持すること。
【解決手段】圧縮機と、室外ファンを有し、圧縮機のオン、オフに同期して室外ファンをオン、オフする空気調和機であって、圧縮機の保護制御時に圧縮機の運転を停止し、しかる後圧縮機を再起動する場合、室外ファンの回転数を所定値より減少させてオンすることにより、室内熱交換器の温度上昇が大きくならずに済み、圧縮機を起動した後、再度の保護制御に入りにくく、保護制御が頻繁に動作しなくなり、急激な室温変動を防止することができ、また吹き出し温度の変化を抑えることができ、ひいては室内環境の快適性を維持できる。
【選択図】図２

Description

本発明は圧縮機の保護制御機能を有する空気調和機に関するものである。

従来、この種の空気調和機は、暖房運転において外気温度が高くなったり、室温が高くなったりすると圧縮機の入力電流が仕様値を超えて上昇し、過負荷状態となると、室外ファンをオフし、更に圧縮機のオフする保護制御機能を有している（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冷凍サイクルとその制御系の概略図、図６は、従来の空気調和機の動作を説明するための概略的タイムチャートを示すものである。図５に示すように、室内機制御装置１と、室外機制御装置２と、リモコン３と、室温センサ部４と、圧縮機５と、室外ファン６と、熱交温度センサ部７と、室内ファン９とから構成されている。
特開平１０−１２２６７４号公報

しかしながら、前記従来の構成では、保護制御動作時の運転状態によっては室内環境の悪化を招くことになり、例えばリモコン３による設定風量が微風等の弱い場合、一度保護制御の動作が行われると、再度保護制御に入り易くなり（図６参照）、室内環境の悪化が進み、つまり快適性が損なわれるという課題を有していた。

これは、図６に示すように、保護制御の動作により圧縮機５の運転がオフになった後、通常の運転に戻す場合、圧縮機５を再起動することになるが、圧縮機５の保護（油戻り）のために起動から所定時間（例えば３分間）の間は圧縮機５を停止させる。また、暖房能力の向上および暖房の立ち上がりのスピードアップを図るために、圧縮機５のオン、オフに同期して室外ファン５をオン、オフしていることから、室内ファン９の回転数が低いと、圧縮機５の起動直後から室内熱交換器の温度上昇が大きくなり、結果保護動作制御が再動作することになるからである。

したがって、保護制御の動作、かつ再度保護制御の動作によって圧縮機５のオン、オフ運転が繰り返し行われる（ハンチング）と、室温の変動幅が大きくなり、吹き出し温度が安定せず、しかも保護制御による圧縮機５の回転数切り替えが行われるために本体の室温コントロールが行われず（つまり保護制御による運転率高くなり）、室内の快適性が損なわれるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、保護制御動作の運転率を低減し、室内環境の快適性の向上を図ることができるようにした空気調和機を提供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、本発明の空気調和機は、圧縮機の保護制御時に圧縮機の運転を停止し、しかる後圧縮機を再起動する場合、室外ファンの回転数を所定値より減少させてオンするようにするものである。

これによって、例えば、設定風量が小さくとも室内熱交換器の温度上昇が大きくならず
、再度の保護制御に入りにくくなり、しかも、その動作の繰り返しが低減することになり、保護制御動作の運転率を低減（ハンチング防止）することができることから、室温の変動幅を小さくすることができ、また、吹き出し温度が安定することから、室内環境の快適性の向上を図ることができる。

本発明の空気調和機は、圧縮機の繰り返し保護制御を低減して、保護制御動作の運転率を低減（ハンチング防止）することができ、室温の変動幅を小さくすることができ、また、吹き出し温度が安定することから、室内環境の快適性の向上を図ることができる。

第１の発明は圧縮機と、室外ファンを有し、圧縮機のオン、オフに同期して室外ファンをオン、オフする空気調和機であって、前記圧縮機の保護制御時に前記圧縮機の運転を停止し、しかる後前記圧縮機を再起動する場合、前記室外ファンの回転数を所定値より減少させてオンするようにしたことにより、圧縮機の繰り返し保護制御を低減して、保護制御動作の運転率を低減（ハンチング防止）することができ、室温の変動幅を小さくすることができ、また、吹き出し温度が安定することから、室内環境の快適性の向上を図ることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の保護制御後圧縮機再起動時の室外ファンの回転数を、外気温度センサ部により検出された外気温度に応じて可変するようにしたことにより、室外ファンの回転数を適切に制御でき、室内環境の快適性の向上を図ることができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明の外気温度に応じて可変した室外ファンの回転数を、空気調和機のリモコンによって少なくとも設定温度あるいは設定風量の変更があったときには、初期の所定値に戻すようにしたことにより、例えば設定風量を大きくするようというような設定変更により当該空気調和機の使用環境状態が変わっても、室内熱交換器の圧力上昇はそれほど大きくならず、室外ファンを所定回転数でオンしても保護制御に入り易くなることもなく、つまり保護制御の運転率が高くならずに済み、結果室内環境の快適性が損なわれることもない。

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制御装置の概略的ブロック図を示すものである。

図１に特に図示しないが、本実施の形態における空気調和機は、図５の従来の空気調和機と同様に、圧縮機５、四方弁、室内熱交換器１０、室内ファン９、室外熱交換器、室外ファン６からなる冷凍サイクルを有している。

図１において、室内機制御装置１はリモコン３からのリモコン信号により当該空気調和機に必要な制御を行うとともに、制御信号（暖房、冷房運転指令や圧縮機運転周波数コード等）を室外機制御装置２に送信する。

室内機制御装置１の制御部（マイクロコンピュータ等）１ａは、室温センサ部４によって検出した室温とリモコン３による設定温度との差に応じて運転周波数を室外機制御装置２に送信し、リモコン３による設定風量にしたがって室内ファン９を回転制御する。

室外機制御部２の制御部（マイクロコンピュータ等）２ａは、室外機制御装置２からの制御信号にしたがって冷凍サイクルを構成する圧縮機５を運転し、かつ室外ファン６を運転し、また運転指令にしたがって暖房サイクルや冷房サイクルを始動し、室内熱交換器に冷媒を循環し、室温を設定温度にする室温制御を行う制御（室温コントロール）等を行うことができる。

空気調和機は適切な室温コントロールを維持し、つまり室内環境の悪化を防止する等を目的として種々の保護制御機能を備えており、特に暖房過負荷保護制御は室内熱交換器１０の熱交温度を熱交温度センサ部７で検出し、この熱交温度に応じて圧縮機５の運転周波数を下げ、あるいは圧縮機５の運転をオフにする。更に、室外ファン６を停止するなどして、空気調和機の運転効率の低下を低減し、ひいては快適性の低下を抑える。

更に、室内機制御装置１の制御部１ａは、当該空気調和機の保護制御動作時に圧縮機５の制御信号（運転あるいは停止）の他に、保護制御信号を室外機制御装置２に送信する。室外機制御装置２の制御部２ａは、外気温度センサ部９と圧縮機５及び室外ファン６のオン、オフを制御する。

前述の保護制御（暖房過負荷制御）を解除した後に圧縮機５を再起動する場合、圧縮機５をオンすると同時に室外ファン６の回転数を所定値より減少させてオンすることで、室内熱交換器１０の温度上昇が抑えられ、再度の保護制御に入りにくく、かつその動作の繰り返しが少なくなる
図２は、本発明の第１の実施の形態におけるフローチャート、図３は、本発明の第１の実施の形態における室温と熱交温度、圧縮機及び室外ファンのタイムチャートを示すものである。

図２において、リモコン３からの指示により当該空気調和機が暖房運転状態にあるときに、外気温度が高くなったり、室温が高くなったりすると室内熱交換器１０の温度が高くなると共に、冷凍サイクルの高圧圧力および圧縮機５の入力電流が仕様値を超えて上昇し、いわゆる過負荷状態となる。この過負荷状態を回避するために、室外機制御装置２の制御部２ａは、圧縮機５のオフと同時に室外ファン６をオフにし、室内熱交換器１０の温度が過負荷状態以下になるまで待機する保護制御を行う。保護制御（特に暖房過負荷保護制御）の動作によって圧縮機５のオフした後に過負荷状態が回避されて、同保護制御の解除で圧縮機５をオンして再起動した場合、室外ファン６のオン制御を図２に示すルーチンで実行する。

まず、ステップＳＴ１で保護制御動作により圧縮機５がオフしたか判断し、保護制御の動作なしであれば、ステップＳＴ２に進み、室外ファン６の運転を通常通りに行いステップＳＴ１に戻る。

前記ステップの繰り返し中に、保護制御の動作によって圧縮機５のオフした後、ステップＳＴ３に進み、当該保護制御の解除によって圧縮機５の再起動許可の判定をする。

圧縮機再起動の判定がＹＥＳならば、ステップＳＴ３からステップＳＴ４に進み、室外ファン６の回転数を所定回転数より減少（たとえば−１００ｒｐｍ）させて、ステップＳＴ５で圧縮機５をオンさせる。

例えば、室内ファン９の回転数が低回転数（微風設定）である場合、保護制御が動作して圧縮機５をオフした後、同保護制御の解除により圧縮機５を再起動したときに室外ファン６の回転数を所定より減少させてオンさせることから、室内熱交換器１０の温度上昇が大きくならずに済み、圧縮機５を起動した後、再度の保護制御に入りにくく、つまり図３
に示すように保護制御が頻繁に動作しなくなり（保護制御の運転率が低下し）、急激な室温変動を防止することができ、また吹き出し温度の変化を抑えることができ、ひいては室内環境の快適性が損なわれることもない。また、室外ファン６のみの制御方法の切り替えだけでよく、比較的容易な手段で大きい効果が得られる。

以上のように、本実施の形態においては、圧縮機の保護制御時に圧縮機の運転を停止し、しかる後圧縮機を再起動する場合、室外ファンの回転数を所定値より減少させてオンすることにより、室内熱交換器の温度上昇が大きくならずに済み、圧縮機を起動した後、再度の保護制御に入りにくく、保護制御が頻繁に動作しなくなり（保護制御の運転率が低下し）、急激な室温変動を防止することができ、また吹き出し温度の変化を抑えることができ、ひいては室内環境の快適性が損なわれることもない。また、室外ファンのみの制御方法の切り替えだけでよく、比較的容易な手段で大きい効果が得られる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態におけるフローチャートを示すものである。
尚、ステップＳＴ１からＳＴ３までは、実施の形態１のステップＳＴ１からＳＴ３までと同様の動作をするため説明を省略する。

図４において、保護制御中にステップＳＴ３で、保護制御の解除による圧縮機５の再起動許可の判定がＹＥＳならば、ステップＳＴ３からステップＳＴ４に進む。

ステップＳＴ４で外気温度センサ部８により検出した外気温度に応じて、ステップＳＴ５で室外ファン６の回転数を可変する。例えば外気温度が２４℃以上と高ければ（保護制御が頻繁に行われる状況であれば）、室外ファン６の回転数をより大幅に減少させてオンし（所定回転数−２００ｒｐｍ）、外気温が２４℃以下と比較的低ければ（保護制御がそれほど行われない状況であれば）、室外ファン６の回転数を所定回転数に近い回転数（所定回転数−５０ｒｐｍ）でオンすることができ、つまり室外ファン６の回転数を適切に制御することができる。

また、リモコン３によって設定温度や設定風量の変更があったときには、図４に示すルーチンの処理を解除し、つまり室外ファン６の回転数を初期の所定回転数にしてもよい。すなわち、設定変更により当該空気調和機の使用環境状態が変わり、例えば設定風量が大きくなれば、室内熱交換器の温度上昇もそれほど大きくならず、この発明を利用せずともよくなるからである。さらに、図４に示すルーチンを実行、解除するための指示をリモコン３によって行うようにし、つまり使用者の使い勝手に任せるようにしてもよい。

以上のように、本実施の形態においては、保護制御後圧縮機再起動時の室外ファンの回転数を、外気温度センサ部により検出された外気温度に応じて可変するようにしたことにより、室外ファンの回転数を適切に制御でき、室内環境の快適性の向上を図ることができる。

また、本実施の形態では、外気温度に応じて可変した室外ファンの回転数を、空気調和機のリモコンによって少なくとも設定温度あるいは設定風量の変更があったときには、初期の所定値に戻すようにしたことにより、例えば設定風量を大きくするようというような設定変更により当該空気調和機の使用環境状態が変わっても、室内熱交換器の圧力上昇はそれほど大きくならず、室外ファンを所定回転数でオンしても保護制御に入り易くなることもなく、つまり保護制御の運転率が高くならずに済み、結果室内環境の快適性が損なわれることもない。

以上のように、本発明にかかる空気調和機は、圧縮機の繰り返し保護制御を低減して、保護制御動作の運転率を低減（ハンチング防止）することができ、室温の変動幅を小さくすることができ、また、吹き出し温度が安定することから、室内環境の快適性の向上を図ることができるので、ヒートポンプ式給湯器等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の制御装置の概略的ブロック図 本発明の実施の形態１におけるフローチャート 本発明の実施の形態１における室温と熱交温度、圧縮機及び室外ファンのタイムチャート 本発明の実施の形態２におけるフローチャート 従来の空気調和機の冷凍サイクルとその制御系の概略図 従来の空気調和機の動作を説明するための概略的タイムチャート

符号の説明

１ 室内機制御装置
１ａ 室内機制御装置の制御部
２ 室外機制御部
２ａ 室外機制御部の制御部
３ リモコン
４ 室温センサ部
５ 圧縮機
６ 室外ファン
７ 室内熱交温度センサ部
８ 外気温度センサ部
９ 室内ファン
１０ 室内熱交換器

Claims (3)

1. 圧縮機と、室外ファンを有し、圧縮機のオン、オフに同期して室外ファンをオン、オフする空気調和機であって、前記圧縮機の保護制御時に前記圧縮機の運転を停止し、しかる後前記圧縮機を再起動する場合、前記室外ファンの回転数を所定値より減少させてオンするようにしたことを特徴とする空気調和機。
2. 保護制御後圧縮機再起動時の室外ファンの回転数を、外気温度センサ部により検出された外気温度に応じて可変するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 空気調和機のリモコンによって少なくとも設定温度あるいは設定風量の変更があったときには、外気温度に応じて可変した前記室外ファンの回転数を初期の所定値に戻すようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機。

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