JP2009186067A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機の信頼性を確保するとともに、運転始動時の快適性を向上させること。
【解決手段】室内膨張弁、室内温度センサを有する室内機と、室外熱交換器、室外膨張弁及び圧縮機を有する室外機と、圧縮機、室内膨張弁及び室外膨張弁の運転を制御する制御手段と、室内温度を設定する室内温度設定手段とを備えた空気調和機において、制御手段は、空気調和機の始動時に、室内温度センサにより検知された室内温度と室内温度設定手段により設定された設定温度との差に基づいて、圧縮機の運転周波数を指令する制御周期と、室内膨張弁と室外膨張弁の開度を指令する制御周期とを定めること。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気調和機に係り、特に、空気調和機の始動時における圧縮機と膨張弁の運転制御に関する。

従来の空気調和機としては、例えば、圧縮機、室外熱交換器及び室外膨張弁を収容する室外機と、室内熱交換器、室内膨張弁を収容する室内機とを備え、圧縮機、室外熱交換器、室外膨張弁、室内熱交換器及び室内膨張弁を冷媒配管で接続することにより、冷凍サイクルを形成している。

このような空気調和機において、例えば、運転起動時に圧縮機の運転周波数を急激に増加させた場合、圧縮機に液冷媒が吸入されて液圧縮を生じることがある。この液圧縮が生じると、圧縮機の作動油の粘度が低下して、圧縮機内部の軸受等が摩耗し、信頼性を損なうおそれがある。このため、空気調和機の起動時においては、圧縮機の信頼性を確保できる範囲内で所定の制御周期により周波数を段階的に増加させる制御が行われている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００１−１４７０３８号公報

ところで、上記の従来技術においては、例えば、室内温度などによらず、一定の制御周期で圧縮機の運転周波数が制御されている。このように制御周期を一定にすれば、圧縮機の負担が少なくなるため、信頼性を確保することができる。しかし、例えば、暖房運転の始動時において、室外温度が低く室内温度も低い場合は、室内機の吹出し空気温度の上昇が遅いため、室内温度が設定温度まで到達する時間が長くなり、利用者の快適性が損なわれるという問題がある。

本発明は、圧縮機の信頼性を確保するとともに、運転始動時に室内温度が設定温度に到達するまでの時間を短くして、利用者の快適性を向上させることを課題とする。

本発明は、上記課題を解決するため、室内熱交換器、室内膨張弁及び室内温度を検知する室内温度センサを有する室内機と、室外熱交換器、室外膨張弁及び圧縮機を有する室外機と、圧縮機、室内膨張弁及び室外膨張弁の運転を制御する制御手段と、室内温度を設定する室内温度設定手段とを備え、室内熱交換器、室内膨張弁、室外熱交換器、室外膨張弁及び圧縮機を冷媒配管で接続して冷凍サイクルを形成する空気調和機において、制御手段は、空気調和機の始動時に、室内温度センサにより検知された室内温度と室内温度設定手段により設定された設定温度との差に基づいて、圧縮機の運転周波数を指令する制御周期と、室内膨張弁と室外膨張弁の開度を指令する制御周期とを定めることを特徴としている。

この構成によれば、空気調和機の始動時において、室内温度と設定温度との温度差が大きいときは、圧縮機の運転周波数を指令する制御周期を通常運転時の制御周期よりも短くすることができるため、短い時間で圧縮機の運転周波数を上昇させ、室内温度を早く上昇させることができる。このため、室内温度が設定温度に到達するまでの時間が短くなり、利用者の快適性を向上させることができる。また、本発明では、圧縮機の制御周期とともに、膨張弁の制御周期も制御するようにしている。すなわち、圧縮機の制御周期を短くするときは、膨張弁の制御周期も短くすることができるため、例えば、圧縮機の運転周波数が急激に増加しても、適正な弁開度で追従させることができるため、冷媒循環量の増加に伴う圧縮機の吸入側の圧力低下を抑制することができる。これにより、圧縮機の異常過熱を防止することができ、信頼性を確保することができる。

この場合において、制御手段は、室内温度と設定温度との温度差に代えて、室内温度センサにより検知された室内温度の時間変化率に基づいて、圧縮機の運転周波数を指令する制御周期と、室内膨張弁と室外膨張弁の開度を指令する制御周期を定めるようにしても、上記と同様の効果を得ることができる。

また、本発明は、室内熱交換器、室内膨張弁及び室内温度を検知する室内温度センサを有する室内機と、室外熱交換器、室外膨張弁及び圧縮機を有する室外機と、圧縮機、室内膨張弁及び室外膨張弁の運転を制御する制御手段と、室内温度を設定する室内温度設定手段と、圧縮機の温度を検知する圧縮機温度センサとを備え、室内熱交換器、室内膨張弁、室外熱交換器、室外膨張弁及び圧縮機を冷媒配管で接続して冷凍サイクルを形成する空気調和機において、制御手段は、空気調和機の始動時に、圧縮機温度センサにより検知された圧縮機の温度に基づいて、圧縮機の運転周波数を指令する制御周期と、室内膨張弁と室外膨張弁の開度を指令する制御周期とを定めるようになっていてもよい。

すなわち、圧縮機温度は圧縮機による冷媒の加熱能力（運転能力）と相関するため、例えば、圧縮機温度が所定温度未満のときは、圧縮機の制御周期を短くして短時間で運転周波数を増加させることにより、冷媒の加熱能力の不足を補い、立ち上がり時間を短くすることができる。これにより、室内温度が設定温度に到達するまでの時間を短くできるため、利用者の快適性を向上させることができる。

また、本発明は、室内熱交換器、室内膨張弁及び室内温度を検知する室内温度センサを有する室内機と、室外熱交換器、室外膨張弁、圧縮機及び室外温度を検知する室外温度センサを有する室外機と、圧縮機、室内膨張弁及び室外膨張弁の運転を制御する制御手段と、室内温度を設定する室内温度設定手段とを備え、室内熱交換器、室内膨張弁、室外熱交換器、室外膨張弁及び圧縮機を冷媒配管で接続して冷凍サイクルを形成する空気調和機において、制御手段は、空気調和機の始動時に、室外温度センサにより検知された室外温度に基づいて、圧縮機の運転周波数を指令する制御周期と、室内膨張弁と室外膨張弁の開度を指令する制御周期とを定めるようになっていてもよい。

すなわち、室外温度と圧縮機による冷媒の加熱能力は相関するため、例えば、室外温度が所定温度未満のときは、圧縮機の制御周期を短くして短時間で運転周波数を増加させ、圧縮機を早く過熱して不足した熱量を補うことにより、立ち上がり時間を短くすることができる。これにより、室内温度が設定温度に到達するまでの時間を短くできるため、利用者の快適性を向上させることができる。

また、これらの制御手段では、空気調和機の始動時に、圧縮機を第１の運転周波数まで上げて運転し、室内温度とこの室内温度の設定温度との差が設定温度差よりも小さくなったとき、圧縮機の運転周波数を第１の運転周波数よりも低い第２の運転周波数に切り替えるようにすることが好ましい。これによれば、運転始動直後に、例えば、圧縮機の制限内の最大周波数まで運転周波数を上げて運転した場合でも、所定の条件を満たしたところで、運転周波数を自動的に低下させることができるため、室内温度が設定温度に到達するまでの時間を短くできるとともに、省エネ運転を確保することができる。

本発明によれば、圧縮機の信頼性を確保するとともに、運転始動時に室内温度が設定温度に到達するまでの時間を短くして、利用者の快適性を向上させることができる。

以下、本発明を適用してなる空気調和機の実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本実施形態の空気調和機の全体構成を示す図である。

本実施形態の空気調和機は、室外機１と、室内機２を備えて構成される。室外機１は、図示しない室外熱交換器、運転周波数に応じて回転数が可変の圧縮機９、室外膨張弁１０、室外空気の温度を検知する室外温度センサ８を備えている。圧縮機９には、圧縮機温度を検知する圧縮機温度センサ１１が取り付けられている。室内機２は、室内３に設置されており、図示しない室内熱交換器、室内膨張弁７、室内温度を検知する室内温度センサ６を備えている。室内機２には、室内温度を設定するリモコン５が接続されており、リモコン５の入力により目的の室内温度（以下、設定温度という。）が設定可能になっている。

室外機１と室内機２は、冷媒配管４で接続されている。すなわち、室外熱交換器、圧縮機９、室外膨張弁１０、室内熱交換器、室内膨張弁７は冷媒配管で接続されて冷凍サイクルを構成する。室内膨張弁７と室外膨張弁１０（以下、膨張弁７，１０と略す）は、いずれも開度が調節可能になっている。室外機１には制御装置１２が取り付けられている。制御装置１２は、圧縮機９、膨張弁７，１０とそれぞれ電気的に接続されており、圧縮機９の運転周波数、膨張弁７，１０の開度の制御指令をそれぞれ出力するようになっている。また、制御装置１２はこれらの制御指令を出力する制御周期を制御可能になっている。

次に、このようにして構成される空気調和機の制御処理について第１の実施例を説明する。図２は、暖房運転を例として空気調和機が始動するときの室内温度と設定温度の差ΔＴと、圧縮機９の運転周波数及び膨張弁の開度の時間変化を示す線図である。ここで、膨張弁とは、膨張弁７，１０の両方を示すものとし、以下、これらの総称として用いる。

図３、図４は、本実施例の制御装置１２の制御処理の一例を説明するフローチャートであり、図３は圧縮機９の運転周波数を指令する制御周期、図４は膨張弁の開度を指令する制御周期をそれぞれ決定するための制御処理を示している。以下、フローチャートの処理手順（ステップ番号）について説明するが、共通する内容については同一のステップ番号を付し、更に、ステップ番号が異なっていても、同一の内容については説明を省略する。

空気調和機が始動して暖房運転が開始されると、図３において、制御装置１２は、まず、ステップＳ３１にて、制御周期のタイマーがリセットされる。そして、ステップＳ３２では、室内温度センサ６により室内温度Ｔｒが検知される。続くステップＳ３３では、リモコン５により入力された設定温度Ｔｓが検知される。

これにより、ステップＳ３４では、室内温度Ｔｒと設定温度Ｔｓとの温度差ΔＴ（ΔＴ＝Ｔｒ−Ｔｓ）が算出され、予め設定された温度差の判定値ΔＴａ、ΔＴｂ（ΔＴａ＜ΔＴｂ）を用いることにより、圧縮機９の運転周波数の制御周期が判断される。ここでは、通常使用する制御周期ｔｃｒを基準として、定数ａ、ｂ（ａ＜ｂ）を用いて、制御周期を数パターン設定する。具体的には、温度差ΔＴがΔＴｂ以上となり、設定温度Ｔｓに対し室内温度Ｔｒが極端に低い場合、ステップＳ００１に進み、制御周期ｔｃはｔｃｒ／ｂに設定される。

続くステップＳ３５では、時間ｔｃが経過したか否かが判断され、時間ｔｃが経過したと判断されると、ステップＳ３６に進み、圧縮機９の運転周波数が指示される。

このように制御周期を通常の制御周期ｔｃｒよりも短く設定することにより、制御装置１２が運転周波数の指令を出力する間隔を短くすることができ、その結果、短時間で圧縮機９の運転周波数を上昇させ、室内温度を早く上昇させることができる。これにより、室内温度が設定温度に到達するまでの時間が短くなるため、利用者の快適性を向上させることができる。

また、温度差ΔＴがΔＴｂ未満の場合、ΔＴａ≦ΔＴ＜ΔＴｂであるときは、ステップＳ００２に進み、制御周期ｔｃはｔｃｒ／ａに設定され、ΔＴ＜ΔＴａであるときは、ステップＳ００３に進み、制御周期ｔｃはｔｃｒに設定される。

一方、このように圧縮機９の運転周波数が短い制御周期で上昇し、冷媒循環量も上昇する場合、膨張弁７，１０の開度が低開度のままであると、圧縮機９の吸入側圧力が異常低下したり、圧縮機９が異常過熱するおそれがある。そのため、圧縮機９の制御周期と同様、膨張弁７，１０の開度の制御周期においても、制御周期が短くなるように制御する。

図４において、制御装置１２は、ステップＳ４４で、室内温度Ｔｒと設定温度Ｔｓとの温度差ΔＴ（ΔＴ＝Ｔｒ−Ｔｓ）を算出し、図３のステップＳ３４と同様、ΔＴａ、ΔＴｂ（ΔＴａ＜ΔＴｂ）を用いることにより、圧縮機９の運転周波数の制御周期が判断される。ここでは、通常使用する制御周期ｔｖｒを基準として、定数ａ、ｂ（ａ＜ｂ）を用いて、制御周期を数パターン設定する。具体的には、温度差ΔＴがΔＴｂ以上となり、設定温度Ｔｓに対し室内温度Ｔｒが極端に低い場合、制御周期ｔｖはｔｖｒ／ｂに設定される。

続くステップＳ４５では、時間ｔｖが経過したか否かが判断され、時間ｔｖが経過したと判断されると、ステップＳ４６に進み、膨張弁７，１０の開度が指示される。

また、温度差ΔＴがΔＴｂ未満の場合、ΔＴａ≦ΔＴ＜ΔＴｂのときは、ステップＳ０２に進み、制御周期ｔｖはｔｖｒ／ａに設定され、ΔＴ＜ΔＴａであるときは、ステップＳ０３に進み、制御周期ｔｖはｔｖｒに設定される。

このように、圧縮機９の運転周波数の制御周期と膨張弁７，１０の開度の制御周期を同じ判断手段で制御処理することにより、冷媒循環量に対して膨張弁を適正な開度で追従させることができるため、圧縮機９の制御周期を短くしたことに伴う弊害を防止し、圧縮機９の信頼性を確保することができる。

次に、このような制御処理を暖房運転の始動時に適用する例について、図２を用いて具体的に説明する。暖房運転の始動直後は、温度差ΔＴが大きいため、圧縮機９は制御周期はｔｃｒ／ｂに設定され、短い時間で運転周波数が増加される。その後、室内温度が上昇して温度差ΔＴがΔＴｂまで減少すると、圧縮機９の制御周期はｔｃｒ／ｂよりも長いｔｃｒ／ａに切り替えられる。更に、室内温度が上昇して温度差ΔＴがΔＴａまで減少すると、制御周期は通常周期のｔｃｒに切り替えられる。一方、膨張弁の開度の制御周期は、圧縮機９の制御周期の切り替えと同じタイミングで、ｔｖｒ／ｂからｔｖｒ／ａ、ｔｖｒに順次に切り替えられる。

このように、運転始動直後は、圧縮機９の運転周波数の制御周期を例えば安全性の許容範囲で最も短くすることにより、室内温度を短い時間で上昇させ、その後、室内温度が設定温度に近づいて室内の快適性がほぼ確保された場合には、圧縮機９の運転周波数の制御周期と膨張弁の開度の制御周期を基準の制御周期ｔｃｒ，ｔｖｒとして安定運転を行う。これにより、利用者の快適性を向上させるとともに、圧縮機９の異常過熱等を防ぎ、圧縮機９の信頼性を確保することができる。なお、本実施例において、温度差ΔＴと圧縮機９の運転周波数、膨張弁７，１０の開度の関係については、例えば、制御装置に予め記憶された情報から読み出される。

以上述べたように、本実施例によれば、空気調和機の運転始動時において、室内温度と設定温度との温度差に基づいて、圧縮機９の運転周波数の制御周期を短くすることができるため、室内温度が設定温度に到達するまでの時間を短くすることができ、利用者の快適性を向上させることができる。また、圧縮機の運転周波数の制御周期に加えて、膨張弁７，１０の開度の制御周期についても同時に制御できるため、圧縮機９の信頼性を確保することができる。

なお、本実施例では、圧縮機９の運転周波数の制御周期と膨張弁７，１０の開度の制御周期とを、共通の判断手段、つまり室内温度と設定温度との温度差に基づいて、それぞれ独立に決定するようにしているが、この例に限られず、例えば、圧縮機と膨張弁の制御を連携させて、膨張弁の開度の制御周期は、圧縮機の運転周波数の変化に追従させて切り替えられるように制御してもよい。

また、本実施例では、暖房運転の運転始動時における制御処理について説明したが、冷房運転についても同様の効果を得ることができるのはいうまでもない。

次に、本発明の第２の実施例について説明する。本実施例が第１の実施例と異なるのは、圧縮機の運転周波数の制御周期と膨張弁の開度の制御周期を制御する判断手段のみであるため、他の共通する部分の説明については省略する。

図５、図６は、暖房運転を例として、空気調和機が始動するときの制御装置１２の制御処理の一例を説明するフローチャートであり、図５は圧縮機９の運転周波数を指令する制御周期、図４は膨張弁の開度を指令する制御周期をそれぞれ決定するための制御処理を示している。

本実施例では、空気調和機の始動時の室内温度の時間変化率を判断手段として、室内の暖まりの良し悪しを認識し、圧縮機９の運転周波数の制御周期と膨張弁７，１０の開度の制御周期を制御するものである。

図５に示すように、ステップ５２では、時間ｔ１、ｔ２でそれぞれ室内温度Ｔｒ１，Ｔｒ２が検知され、これにより、ステップ５３では、室内温度の時間変化率ｘ＝ΔＴｒ／Δｔ（＝（Ｔｒ２−Ｔｒ１）／（ｔ２−ｔ１））が算出される。そして、ステップ５４では、予め設定された時間変化率の判定値ｘａ，ｘｂ（ｘｂ＜ｘａ）を用いることにより、圧縮機９の運転周波数の制御周期ｔｃが判断される。ここでは、通常使用する制御周期ｔｃｒを基準として、定数ａ、ｂ（ａ＜ｂ）を用いて、制御周期を数パターン設定する。具体的には、ｘがｘｂを下回り、室内温度の上昇率が低い場合、ステップＳ００１に進み、制御周期ｔｃはｔｃｒ／ｂに設定される。

一方、図６に示すように、膨張弁の開度の制御周期においては、ステップ６３にて、図５のステップ５３と同様、室内温度の時間変化率ｘを算出し、予め設定された時間変化率の判定値ｘａ，ｘｂ（ｘｂ＜ｘａ）を用いることにより、膨張弁７，１０の開度の制御周期が判断される。ここでは、通常使用する制御周期ｔｖｒを基準として、定数ａ、ｂ（ａ＜ｂ）を用いて、制御周期を数パターン設定する。具体的には、ｘがｘｂを下回り、室内温度の上昇率が低い場合、ステップＳ０１に進み、制御周期ｔｖはｔｖｒ／ｂに設定される。

本実施例においても、第１の実施例と同様、例えば、室内温度の時間変化率ｘがｘａ以上であり、室内温度の上昇率が確保されている場合には、図５、６において、それぞれ、ステップＳ００３、Ｓ０３に進み、圧縮機９の運転周波数の制御周期と膨張弁７，１０の開度の制御周期を基準の制御周期であるｔｃｒ、ｔｖｒとすることで、圧縮機９の異常過熱等を防ぎ、圧縮機９の信頼性を確保する運転を優先させることができる。

このように、本実施例によれば、空気調和機の暖房運転始動時において、室内温度の時間変化率により室内の暖まりの良し悪しを認識した結果に基づいて、圧縮機９の運転周波数の制御周期を通常運転の制御周期よりも短くすることができるため、室内温度が設定温度に到達するまでの時間を短くすることができ、利用者の快適性を向上させることができる。また、圧縮機９の運転周波数の制御周期に加えて、膨張弁７，１０の開度の制御周期を制御するようにしているため、圧縮機９の信頼性を確保することができる。

なお、本実施例の制御では、空気調和機の始動から所定時間が経過すると、室内温度が安定することにより室内温度の上昇率が低くなり、その結果、制御周期が短くなる方向に制御されることが考えられる。したがって、その際に、本実施例の制御を継続するか否かを判断するため、例えば、室内温度と設定温度の温度差を新たな判定値として設けるなど、第１の実施例と複合して用いる事が好ましい。

次に、本発明の第３の実施例について説明する。本実施例が第１、第２の実施例と異なるのは、圧縮機の運転周波数の制御周期と膨張弁の開度の制御周期を制御する判断手段のみであるため、他の共通する部分の説明については省略する。

図７、図８は、暖房運転を例として、空気調和機が始動するときの制御装置１２の制御処理の一例を説明するフローチャートであり、図７は圧縮機９の運転周波数を指令する制御周期、図８は膨張弁の開度を指令する制御周期をそれぞれ決定するための制御処理を示している。

本実施例では、空気調和機の始動時に圧縮機９の温度が低いと熱量が不足し、室内の暖まりに影響を与えるため、圧縮機温度を判断手段として、圧縮機９の運転周波数の制御周期と膨張弁の開度の制御周期を制御するものである。

図７に示すように、ステップ７２では、圧縮機９の圧縮機温度Ｔｃを検知する。そして、予め設定された圧縮機温度の判定値Ｔｃａ、Ｔｃｂ（Ｔｃｂ＜Ｔｃａ）を用いることにより、圧縮機９の運転周波数の制御周期ｔｃが判断される。ここでは、通常使用する制御周期ｔｃｒを基準として、定数ａ、ｂ（ａ＜ｂ）を用いて、制御周期を数パターン設定する。具体的には、ＴｃがＴｃｂを下回り、圧縮機温度が低い場合、ステップＳ００１に進み、制御周期ｔｃはｔｃｒ／ｂに設定される。このようにして、短い周期で圧縮機９の運転周波数を上昇させ、圧縮機９を早く過熱することにより、不足した熱量を補うことができる。

一方、図８に示すように、膨張弁の開度の制御周期においては、ステップ８２において、図７のステップ７２と同様、圧縮機温度Ｔｃを検知し、予め設定された圧縮機温度の判定値Ｔｃａ、Ｔｃｂ（Ｔｃｂ＜Ｔｃａ）を用いることにより、膨張弁７，１０の開度の制御周期が判断される。ここでは、通常使用する制御周期ｔｖｒを基準として、定数ａ、ｂ（ａ＜ｂ）を用いて、制御周期を数パターン設定する。具体的には、ＴｃがＴｃｂを下回り、圧縮機温度が低い場合、ステップＳ０１に進み、制御周期ｔｖはｔｖｒ／ｂに設定される。

本実施例においても、第１、２の実施例と同様、例えば、圧縮機温度ＴｃがＴｃａ以上であり、圧縮機温度が確保されている場合には、図７、８において、それぞれ、ステップＳ００３、Ｓ０３に進み、圧縮機９の運転周波数の制御周期と膨張弁７，１０の開度の制御周期を基準の制御周期であるｔｃｒ、ｔｖｒとすることで、圧縮機９の異常過熱等を防ぎ、圧縮機９の信頼性を確保する運転を優先させることができる。

このように、圧縮機温度は圧縮機９による冷媒の加熱能力と相関するため、本実施例のように、圧縮機温度が所定温度未満のときは、圧縮機９の運転周波数の制御周期を通常運転の制御周期よりも短くすることにより、運転始動時の圧縮機９の加熱能力を高めることができる。これにより、室内温度が設定温度に到達するまでの時間を短くすることができ、利用者の快適性を向上させることができる。また圧縮機９の運転周波数の制御周期に加えて、室内膨張弁７及び室外膨張弁１０の開度の制御周期を制御するようにしているため、圧縮機の信頼性を確保することができる。

次に、本発明の第４の実施例について説明する。本実施例が第１〜３の実施例と異なるのは、圧縮機の運転周波数の制御周期と膨張弁の開度の制御周期を制御する判断手段のみであるため、他の共通する部分の説明については省略する。

図９、図１０は、暖房運転を例として、空気調和機が始動するときの制御装置１２の制御処理の一例を説明するフローチャートであり、図９は圧縮機９の運転周波数を指令する制御周期、図１０は膨張弁の開度を指令する制御周期をそれぞれ決定するための制御処理を示している。

本実施例では、空気調和機の始動時に室外温度が低いと室外から熱交換器を介して得られる熱量が不足し、室内の暖まりに影響を与えるため、室外温度を判断手段として、圧縮機の運転周波数の制御周期と膨張弁の開度の制御周期を制御するものである。

図９に示すように、ステップ９２では、室外温度Ｔｏを検知する。そして、予め設定された室外温度の判定値Ｔｏａ、Ｔｏｂ（Ｔｏｂ＜Ｔｏａ）を用いることにより、圧縮機９の運転周波数の制御周期ｔｃが判断される。ここでは、通常使用する制御周期ｔｃｒを基準として、定数ａ、ｂ（ａ＜ｂ）を用いて、制御周期を数パターン設定する。具体的には、ＴｏがＴｏｂを下回り、室外温度が低い場合、ステップＳ００１に進み、制御周期ｔｃはｔｃｒ／ｂに設定される。このようにして、短い周期で圧縮機９の運転周波数を上昇させ、圧縮機９を早く過熱することにより、不足する熱量を補うことができる。

一方、図１０に示すように、膨張弁の開度の制御周期においては、ステップ１０２において、図９のステップ９２と同様、室外温度Ｔｏを検知し、予め設定された室外温度の判定値Ｔｏａ、Ｔｏｂ（Ｔｏｂ＜Ｔｏａ）を用いることにより、圧縮機９の運転周波数の制御周期ｔｃが判断される。ここでは、通常使用する制御周期ｔｖｒを基準として、定数ａ、ｂ（ａ＜ｂ）を用いて、制御周期を数パターン設定する。具体的には、ＴｏがＴｏｂを下回り、室外温度が低い場合、ステップＳ０１に進み、制御周期ｔｖはｔｖｒ／ｂに設定される。

本実施例においても、第１〜３の実施例と同様、例えば、室外温度ＴｏがＴｏａ以上であり、室外温度がある程度高い場合には、図９、１０において、それぞれ、ステップＳ００３、Ｓ０３に進み、圧縮機９の運転周波数の制御周期と膨張弁７，１０の開度の制御周期を基準の制御周期であるｔｃｒ、ｔｖｒとすることで、圧縮機９の異常過熱等を防ぎ、圧縮機９の信頼性を確保する運転を優先することができる。

このように、室外温度は圧縮機９による冷媒の加熱能力と相関するため、本実施例にように、室外温度が所定温度未満のときは、圧縮機９の運転周波数の制御周期を通常運転の制御周期よりも短くすることにより、運転始動時の圧縮機９の加熱能力を高めることができる。これにより、室内温度が設定温度に到達するまでの時間を短くすることができ、利用者の快適性を向上させることができる。また圧縮機９の運転周波数の制御周期に加えて、室内膨張弁７及び室外膨張弁１０の開度の制御周期を制御するようにしているため、圧縮機の信頼性を確保することができる。

本実施例では、第１〜第４の実施例の制御処理を行う際、圧縮機９の運転周波数を高負荷で運転させ、例えば最大周波数まで上げて運転することにより生じる高消費電力をできるだけ少なくするため、圧縮機９の運転周波数を制御するものである。

図１１は、本実施例の制御処理の一例を説明するフローチャートである。制御装置１２は、まず、ステップＳ１１１において、空気調和機が始動してからｔ０分経過したか否かが制御装置１２により判断される。ここで、ｔ０分経過していることが判断されると、ステップＳ１１２に進み、圧縮機９の周波数Ｆが検知され、続くステップＳ１１３では、室内温度Ｔｒが検知される。更に、ステップＳ１１４では、室内の設定温度Ｔｓが検知される。

次に、ステップＳ１１５では、室内温度Ｔｒと設定温度Ｔｓの差ΔＴを算出し、ΔＴが温度差の判定値ΔＴ０を下回っているか否かが判断される。ここで、ΔＴが温度差の判定値ΔＴ０を下回っていると判断されると、ステップＳ１１６に進み、圧縮機の周波数Ｆが、予め設定された周波数Ｆよりも低い設定周波数Ｆ０よりも大きいか否かが判断される。ここで、周波数Ｆが設定周波数Ｆ０よりも大きいと判断されると、ステップＳ１１８に進み、周波数Ｆは設定周波数Ｆ０に切り替えられ、その後、ステップ１１９にて通常の制御へ移行する。なお、ステップＳ１１５、Ｓ１１６で否と判断されると、ステップＳ１１７に進み、周波数Ｆは切り替えられることなく、ステップＳ１１１に戻される。

このように、制御装置１２は、空気調和機の始動時に短い周期で圧縮機９を運転させたり、室内負荷が高く、高い周波数で圧縮機９を運転した場合、始動から所定時間が経過するとともに、室内温度と設定温度の差が小さく快適性が確保されていると判断されれば、圧縮機９の運転周波数をより低い周波数に自動的に切り替えることにより、省エネ性を確保した運転を行うことができる。

なお、経過時間の判定値ｔ０や温度差の判定値ΔＴ０は、外気温度が低い場合にはｔ０を大きくして、なるべく高い周波数で長く運転させ快適性を確保するなど、外気温度等により判定値を適宜切り替えるようにしてもよい。

本発明を適用した空気調和機の全体構成を示す図である。 本発明を適用した空気調和機を暖房運転で始動するときの室内温度と設定温度の差ΔＴと、圧縮機の運転周波数及び膨張弁の開度の時間変化を示す線図である。 本発明の実施例１に係る制御処理の一例を示すフローチャートであり、圧縮機の運転周波数を指令する制御周期を決定するための制御処理を示す。 本発明の実施例１に係る制御処理の一例を示すフローチャートであり、膨張弁の開度を指令する制御周期を決定するための制御処理を示す。 本発明の実施例２に係る制御処理の一例を示すフローチャートであり、圧縮機の運転周波数を指令する制御周期を決定するための制御処理を示す。 本発明の実施例２に係る制御処理の一例を示すフローチャートであり、膨張弁の開度を指令する制御周期を決定するための制御処理を示す。 本発明の実施例３に係る制御処理の一例を示すフローチャートであり、圧縮機の運転周波数を指令する制御周期を決定するための制御処理を示す。 本発明の実施例３に係る制御処理の一例を示すフローチャートであり、膨張弁の開度を指令する制御周期を決定するための制御処理を示す。 本発明の実施例４に係る制御処理の一例を示すフローチャートであり、圧縮機の運転周波数を指令する制御周期を決定するための制御処理を示す。 本発明の実施例４に係る制御処理の一例を示すフローチャートであり、膨張弁の開度を指令する制御周期を決定するための制御処理を示す。 本発明の実施例５に係る制御処理の一例を示すフローチャートであり、圧縮機の運転周波数の制御処理を示す。

符号の説明

１ 室外機
２ 室内機
３ 室内
４ 冷媒配管
５ リモコン
６ 室内温度センサ
７ 室内膨張弁
８ 室外温度センサ
９ 圧縮機
１０ 室外膨張弁
１１ 圧縮機温度センサ
１２ 制御装置

Claims (5)

1. 室内熱交換器、室内膨張弁及び室内温度を検知する室内温度センサを有する室内機と、室外熱交換器、室外膨張弁及び圧縮機を有する室外機と、前記圧縮機、前記室内膨張弁及び前記室外膨張弁の運転を制御する制御手段と、室内温度を設定する室内温度設定手段とを備え、
   前記室内熱交換器、前記室内膨張弁、前記室外熱交換器、前記室外膨張弁及び前記圧縮機を冷媒配管で接続して冷凍サイクルを形成する空気調和機において、
   前記制御手段は、前記空気調和機の始動時に、前記室内温度センサにより検知された室内温度と前記室内温度設定手段により設定された設定温度との差に基づいて、前記圧縮機の運転周波数を指令する制御周期と、前記室内膨張弁と前記室外膨張弁の開度を指令する制御周期とを定めることを特徴とする空気調和機。
2. 室内熱交換器、室内膨張弁及び室内温度を検知する室内温度センサを有する室内機と、室外熱交換器、室外膨張弁及び圧縮機を有する室外機と、前記圧縮機、前記室内膨張弁及び前記室外膨張弁の運転を制御する制御手段と、室内温度を設定する室内温度設定手段とを備え、
   前記室内熱交換器、前記室内膨張弁、前記室外熱交換器、前記室外膨張弁及び前記圧縮機を冷媒配管で接続して冷凍サイクルを形成する空気調和機において、
   前記制御手段は、前記空気調和機の始動時に、前記室内温度センサにより検知された室内温度の時間変化率に基づいて、前記圧縮機の運転周波数を指令する制御周期と、前記室内膨張弁と前記室外膨張弁の開度を指令する制御周期とを定めることを特徴とする空気調和機。
3. 室内熱交換器、室内膨張弁及び室内温度を検知する室内温度センサを有する室内機と、室外熱交換器、室外膨張弁及び圧縮機を有する室外機と、前記圧縮機、前記室内膨張弁及び前記室外膨張弁の運転を制御する制御手段と、室内温度を設定する室内温度設定手段と、前記圧縮機の温度を検知する圧縮機温度センサとを備え、
   前記室内熱交換器、前記室内膨張弁、前記室外熱交換器、前記室外膨張弁及び前記圧縮機を冷媒配管で接続して冷凍サイクルを形成する空気調和機において、
   前記制御手段は、前記空気調和機の始動時に、前記圧縮機温度センサにより検知された前記圧縮機の温度に基づいて、前記圧縮機の運転周波数を指令する制御周期と、前記室内膨張弁と前記室外膨張弁の開度を指令する制御周期とを定めることを特徴とする空気調和機。
4. 室内熱交換器、室内膨張弁及び室内温度を検知する室内温度センサを有する室内機と、室外熱交換器、室外膨張弁、圧縮機及び室外温度を検知する室外温度センサを有する室外機と、前記圧縮機、前記室内膨張弁及び前記室外膨張弁の運転を制御する制御手段と、室内温度を設定する室内温度設定手段とを備え、
   前記室内熱交換器、前記室内膨張弁、前記室外熱交換器、前記室外膨張弁及び前記圧縮機を冷媒配管で接続して冷凍サイクルを形成する空気調和機において、
   前記制御手段は、前記空気調和機の始動時に、前記室外温度センサにより検知された室外温度に基づいて、前記圧縮機の運転周波数を指令する制御周期と、前記室内膨張弁と前記室外膨張弁の開度を指令する制御周期とを定めることを特徴とする空気調和機。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の空気調和機において、
   前記制御手段は、前記空気調和機の始動時に、前記圧縮機を第１の運転周波数まで上げて運転し、前記室内温度と該室内温度の設定温度との差が設定温度差よりも小さくなったとき、前記圧縮機の運転周波数を前記第１の運転周波数よりも低い第２の運転周波数に切り替えることを特徴とする空気調和機。

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