JP2010078191A - 空気調和機 - Google Patents

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Abstract

【課題】ユーザが定めた設定温度を変更することなく、よってユーザに不快感を与えることなく省エネルギー効果が得られる空気調和機を提供する。
【解決手段】室内機Y1,Y2の少なくとも一方で能力制限モードが設定されると、室内機Y1,Y2における設定温度Tsをユーザが設定した値のまま変更することなく、圧縮機1を通常より低い能力で運転する。
【選択図】 図1

Description

この発明は、室外機および複数の室内機からなるマルチタイプの空気調和機に関する。
省エネルギータイプの空気調和機として、セーブ運転スイッチを備え、そのセーブ運転スイッチがオンされると、ユーザが定めた設定温度を冷房中およびドライ中は所定値だけ高め、暖房中は所定値だけ下げるものが知られている(例えば特許文献1)。また、設定温度範囲の上限値と下限値を可変設定するものが知られている(例えば特許文献2)。
特開平6−294535号公報 特開2008−75980号公報
セーブ運転スイッチを備える空気調和機、および設定温度範囲の上限値と下限値を可変設定する空気調和機のいずれも、ユーザが望む設定温度(表示される設定温度)とは異なる設定温度が選定されることになり、冷房運転やドライ運転ではユーザが望む温度まで室内温度が低下しないうちに運転が中断し、暖房運転ではユーザが望む温度まで室内温度が上昇しないうちに運転が中断してしまう、いわゆる早期サーモオフを生じる。このため、ユーザに不快感を与えることがある。
この発明は、上記の事情を考慮したもので、その目的は、ユーザが定めた設定温度を変更することなく、よってユーザに不快感を与えることなく省エネルギー効果が得られる空気調和機を提供することである。
請求項1に係る発明の空気調和機は、能力可変型の圧縮機および室外熱交換器を有する室外機と、室内熱交換器を有する複数の室内機と、前記各室内機に設けられ、空調負荷に応じた要求能力を前記室外機に知らせる第1制御手段と、前記室外機に設けられ、前記各室内機の要求能力の総和に応じて前記能力可変圧縮機の能力を制御する第2制御手段と、前記各室内機に設けられ、能力抑制モードを指定するための操作手段と、前記各室内機に設けられ、前記操作手段で能力抑制モードが設定された場合に、前記空調負荷に応じた要求能力に対し上限値を設定する第3制御手段と、を備える。
この発明の空気調和機によれば、ユーザが定めた設定温度を変更することなく、よってユーザに不快感を与えることなく省エネルギー効果が得られる。
[1]第1の実施形態
以下、この発明の第1の実施形態について図面を参照して説明する。
図1に示すように、圧縮機1から吐出される冷媒が四方弁2を介して室外熱交換器3に供給され、その室外熱交換器3を経た冷媒が膨張弁4、パックドバルブ5,21、および流量調整弁(PMV;パルスモータバルブ)22を介して室内熱交換器23に流れる。また、室外熱交換器3を経た冷媒が膨張弁4、パックドバルブ5,31、および流量調整弁32を介して室内熱交換器33に流れる。室内熱交換器23を経た冷媒はパックドバルブ24,6および四方弁2を介して圧縮機1に吸込まれ、室内熱交換器33を経た冷媒はパックドバルブ34,6および四方弁2を介して圧縮機1に吸込まれる。
この実線矢印で示す冷媒の流れは冷房運転時およびドライ運転時のもので、室外熱交換器3が凝縮器、室内熱交換器23,33が蒸発器として機能する。暖房運転時は、四方弁2が切換わることにより、冷媒が破線矢印の方向に流れ、室内熱交換器23,33が凝縮器、室外熱交換器3が蒸発器として機能する。
圧縮機1は、モータ1Mを有し、インバータ7から供給される駆動電圧の周波数Fに応じて回転数が変化する能力可変型である。室外熱交換器3の近傍には室外ファン8が設けられている。インバータ7および室外ファン8は、室外制御部10によって駆動制御される。
これら圧縮機1、四方弁2、室外熱交換器3、膨張弁4、インバータ7、室外ファン8、室外制御部10、および冷媒配管等により、室外機Xが構成される。
また、上記室内熱交換器23の近傍に室内ファン25および室内温度センサ26が設けられている。室内ファン25は室内制御部27によって駆動制御される。室内温度センサ26は室内温度Taを検知する。この検知温度Taが室内制御部27で監視される。これら、流量調整弁22、室内熱交換器23、室内ファン25、室内温度センサ26、室内制御部27、および冷媒配管等により、室内機Y1が構成される。
さらに、上記室内熱交換器33の近傍に室内ファン35および室内温度センサ36が設けられている。室内ファン35は室内制御部37によって駆動制御される。室内温度センサ36は室内温度Taを検知する。この検知温度Taが室内制御部37で監視される。これら流量調整弁32、室内熱交換器33、室内ファン35、室内温度センサ36、室内制御部37、および冷媒配管等により、室内機Y2が構成される。
すなわち、室外機Xおよび複数の室内機Y1,Y2によりマルチタイプの空気調和機が構成されるとともに、これら室外機Xおよび室内機Y1,Y2にヒートポンプ式冷凍サイクルが搭載されている。
上記室内制御部27,37に、設定温度Tsや運転モードなどを設定するためのリモートコントロール式の操作器として、リモコンユニット28,38がそれぞれ接続される。リモコンユニット28は、液晶表示部28aおよび操作部を備え、その操作部に、能力抑制モードを指定するための操作手段であるセーブスイッチ28b、能力抑制モードが指定されているか否かを報知するためのセーブランプ(発光ダイオード)28cなどを有する。同様に、リモコンユニット38は、液晶表示部38aおよび操作部を備え、その操作部に、能力抑制モードを指定するための操作手段であるセーブスイッチ38b、能力抑制モードが指定されているか否かを報知するためのセーブランプ(発光ダイオード)38cなどを有する。
そして、室外機Xの室外制御部10に室内機Y1,Y2の室内制御部27,37が接続される。
室内制御部27,37は、主要な機能として次の(1)〜(3)の手段を有する。
(1)室内温度センサ26,36の検知温度Taとユーザによりリモコンユニット28,38で定められる設定温度Tsとの差ΔTを空調負荷として検出する検出手段。
(2)上記検出手段で検出される空調負荷ΔTに応じた要求能力を、運転周波数指令(S0,S3,S5,〜SFのいずれか)として、室外機Xに知らせる制御手段(第1制御手段)。
(3)リモコンユニット28,38のセーブスイッチ28b,38bがオン操作されて能力抑制モードが設定された場合に、上記空調負荷ΔTに応じた要求能力に対し、上限値を設定する制御手段(第3制御手段)。
室外制御部10は、主要な機能として次の(11)の手段を有する。
(11)室内機Y1,Y2の要求能力(運転周波数指令)の総和に応じて圧縮機1の能力(インバータ7の出力周波数F)を制御する制御手段(第2制御手段)。
つぎに、図2のフローチャートを参照しながら、作用について説明する。
冷房運転時あるいはドライ運転時、室内機Y1,Y2において、室内温度センサ26,36の検知温度Taとリモコンユニット28,38で定められた設定温度Tsとの差ΔT(=Ta−Ts)がそれぞれ空調負荷として検出される(ステップ101)。暖房運転時は、リモコンユニット28,38で定められた設定温度Tsと室内温度センサ26,36の検知温度Taとの差ΔT(=Ts−Ta)がそれぞれ空調負荷として検出される(ステップ101)。
検出された空調負荷ΔTに基づいて、室内制御部27,37の内部メモリに記憶されている図3の要求能力決定条件が参照されることにより、空調負荷ΔTに応じた要求能力として、運転周波数指令(S0,S3,S5,〜SFのいずれか)が決定される(ステップ102)。例えば、冷房運転時の検知温度Taが28.6℃、設定温度Tsが27℃であれば、空調負荷ΔTは“+1.6℃”のBゾーンとなり、要求能力として運転周波数指令SDが決定される。冷房運転時の検知温度Taが28.3℃、設定温度Tsが27℃であれば、空調負荷ΔTは“+1.3℃”のCゾーンとなり、要求能力として運転周波数指令SBが決定される。
ただし、リモコンユニット28のセーブスイッチ28bがオンされていれば、室内機Y1で能力抑制モードが設定され、上記空調負荷ΔTに応じた要求能力に対し、上限値が設定される。例えば、図4に示すように、要求能力決定条件の運転周波数指令のうちDゾーンが上限値として設定され、“+0.5℃”以上の空調負荷ΔTについては、全てDゾーンの運転周波数指令S9が決定される。このとき、リモコンユニット28のセーブランプ28cが点灯し、室内機Y1が能力抑制モードであることがユーザに報知される。
室内機Y1,Y2で決定された運転周波数指令は、室内機Y1,Y2のそれぞれ室内馬力情報(能力ランクともいう)、およびセーブスイッチ28b,38bの状態を表す情報と共に、室外機Xに送られる(ステップ103)。
室外機Xでは、室内機Y1,Y2からの運転周波数指令および室内馬力情報に基づき、室内機Y1,Y2の合計要求能力が算出される(ステップ104)。この算出に際し、詳細には、室内熱交換器23,33の流入冷媒温度・流出冷媒温度等に応じた補正演算が加味される)。そして、算出された合計要求能力に応じて圧縮機1の運転周波数(インバータ7の出力周波数)Fが決定され、その運転周波数Fで圧縮機1が実際に駆動される(ステップ105)。
また、室内機Y1,Y2からの運転周波数指令および室内馬力情報に基づき、室内機Y1,Y2に対する冷媒分配比率が算出され、その冷媒分配比率に対応する流量調整弁(PWM)22,32の開度が算出される(ステップ106)。この開度情報が室内機Y1,Y2に送られる(ステップ107)。室内機Y1,Y2では、室外機Xからの開度情報に応じて流量調整弁22,32の開度がそれぞれ制御される(ステップ108)。
このように、室内機Y1,Y2の少なくとも一方で能力制限モードが設定されると、圧縮機1が通常より低い能力で運転されるので、省エネルギー効果が得られる。とくに、室内機Y1,Y2における設定温度Tsについてはリモコンユニット28,38でユーザが設定した値のまま変更されないので、冷房運転時やドライ運転時に室内温度が十分に低下しないうちに運転が中断するといった早期サーモオフを生じることがなく、ユーザに蒸し暑さなどの不快感を与えない。暖房運転時に室内温度が十分に上昇しないうちに運転が中断するといった早期サーモオフを生じることもなく、ユーザに肌寒さなどの不快感を与えることもない。
リモコンユニット28,38のセーブスイッチ28b,38bがオフされると、室内機Y1,Y2の能力抑制モードが解除される。これに伴い、要求能力決定条件における上限値の設定が解除されて圧縮機1が通常の能力で運転されるとともに、セーブランプ28c,38cが消灯する。
なお、上記実施形態では、要求能力決定条件のDゾーンを上限値として設定したが、その設定ゾーンについて限定はなく、室内馬力等に応じて適宜に設定可能である。また、リモコンユニット28,38が有線式である場合を例に説明したが、ワイヤレス式であってもよい。
[2]第2の実施形態
第2の実施形態では、リモコンユニット28,38のセーブスイッチ28b,38bにより、複数たとえば4つの能力抑制モードを選択的に指定し得る構成となっている。
そして、室内機Y1,Y2の室内制御部27,37が、第1の実施形態の(3)の手段に代えて、次の(3a)の手段を有する。
(3a)リモコンユニット28,38のセーブスイッチ28b,38bで指定される能力制御モードに応じて、空調負荷ΔTに応じた要求能力に対し、上限値を設定する制御手段(第3制御手段)。
作用を説明する。
セーブスイッチ28bまたはセーブスイッチ38bで第1能力抑制モードが設定されると、空調負荷ΔTに応じた要求能力に対し、上限値Max1が設定される。すなわち、図5に示すように、要求能力決定条件の運転周波数指令のうちFゾーンが上限値として設定され、“−0.5℃”以上の空調負荷ΔTについて、全てFゾーンの運転周波数指令S5が決定される。
第2能力抑制モードが設定されると、空調負荷ΔTに応じた要求能力に対し、上限値Max2が設定される。すなわち、図5に示すように、要求能力決定条件の運転周波数指令のうちEゾーンが上限値として設定され、“0℃”以上の空調負荷ΔTについて、全てEゾーンの運転周波数指令S7が決定される。
第3能力抑制モードが設定されると、空調負荷ΔTに応じた要求能力に対し、上限値Max3が設定される。すなわち、図5に示すように、要求能力決定条件の運転周波数指令のうちDゾーンが上限値として設定され、“+0.5℃”以上の空調負荷ΔTについて、全てDゾーンの運転周波数指令S9が決定される。
第4能力抑制モードが設定されると、空調負荷ΔTに応じた要求能力に対し、上限値Max4が設定される。すなわち、図5に示すように、要求能力決定条件の運転周波数指令のうちCゾーンが上限値として設定され、“+1.0℃”以上の空調負荷ΔTについて、全てCゾーンの運転周波数指令SBが決定される。
室外機Xでは、室内機Y1,Y2からの運転周波数指令および室内馬力情報に基づいて室内機Y1,Y2の合計要求能力が算出され、算出された合計要求能力に応じて圧縮機1の運転周波数Fが決定される。
このように、室内機Y1,Y2において複数の能力抑制モードを選択的に設定することができ、その各能力抑制モードに応じて圧縮機1の能力低減幅が可変となる。ユーザは、能力の抑制幅を好みにより自由に選定できる。
他の構成、作用、効果は第1の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。
[3]第3の実施形態
第3の実施形態では、リモコンユニット28,38のセーブスイッチ28a,38により、能力抑制の制限割合を“0%”〜“100%”までの数値で指定し得る構成となっている。
そして、室内機Y1,Y2の室内制御部27,37が、第1の実施形態の(3)の手段に代えて、次の(3b)の手段を有する。
(3b)上限値をセーブスイッチ28a,38で指定される数値“0%”〜“100%”に合せて可変設定する制御手段(第3制御手段)。
作用を説明する。
図3の要求能力決定条件におけるゾーンH〜Aに対し、図6に示すように数値“0%”〜“100%”が割り当てられている。
セーブスイッチ28bまたはセーブスイッチ38bで数値“100%”が設定されると、要求能力決定条件の運転周波数指令のうちAゾーンが上限値として設定され、“+2.0℃”以上の空調負荷ΔTについて、全てAゾーンの運転周波数指令SFが決定される。
セーブスイッチ28bまたはセーブスイッチ38bで数値“90%”が設定されると、要求能力決定条件の運転周波数指令のうちCゾーンが上限値として設定され、“+1.0℃”以上の空調負荷ΔTについて、全てCゾーンの運転周波数指令SFが決定される。
セーブスイッチ28bまたはセーブスイッチ38bで数値“50%”が設定されると、要求能力決定条件の運転周波数指令のうちFゾーンが上限値として設定され、“−0.5℃”以上の空調負荷ΔTについて、全てFゾーンの運転周波数指令S5が決定される。
室外機Xでは、室内機Y1,Y2からの運転周波数指令および室内馬力情報に基づいて室内機Y1,Y2の合計要求能力が算出され、算出された合計要求能力に応じて圧縮機1の運転周波数Fが決定される。
このように、室内機Y1,Y2において能力抑制の割合を連続的な数値として自由に設定できる。
他の構成、作用、効果は第1の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。
[4]第4の実施形態
第4の実施形態では、室内制御部27,37が第1の実施形態の(1)〜(3)の手段に加えて次の(4)(5)の手段を有する。
(4)室外機Xが能力抑制を受入れ可能か否かを判定する判定手段。
(5)上記判定手段の判定結果が肯定の場合に(3)の制御手段による上限値の設定を許容し、同判定結果が否定の場合に(3)の制御手段による上限値の設定を禁止する制御手段(第4制御手段)。
電源投入時、室内制御部27,37から室外制御部10に対し、能力抑制を受入れ可能か否かの問い合わせ信号が送られる。この問い合わせ信号に対する室外制御部10の応答信号が室内制御部27,37に送られることにより、室外機Xが能力抑制を受入れ可能な機種であるか否かが室内制御部27,37において判定される。
この判定結果が肯定の場合、室外機Xが能力抑制を受入れ可能な機種であるとの判断の下に、あるいは室外機Xで能力抑制の受入れ体制が設定されているとの判断の下に、セーブスイッチ28b,38bの操作による能力制限モードの設定(つまり空調負荷ΔTに応じた要求能力に対する上限値の設定)が許容される。
判定結果が否定の場合は、室外機Xが能力抑制を受入れ可能な機種ではないとの判断の下に、あるいは室外機Xで能力抑制の受入れ体制が設定されていないとの判断の下に、セーブスイッチ28b,38bの操作による能力制限モードの設定が禁止される。この禁止の際に、セーブスイッチ28b,38bが操作されると、“この機能はありません”という文字がリモコンユニット28,38の液晶表示部28a,38aで表示される。ユーザは、この表示を見て、能力制限ができないことを知ることができる。
このように、室外機Xの種類や設定に応じて能力制限モードの設定を室内機Y1,Y2側で自動的に許容または禁止するので、室内機Y1,Y2ごとに条件設定を行う手間を省くことができる。また、現状の室外機Xが能力抑制の受入れが不可能な機種であっても、将来的にラインアップされる予定の能力抑制可能な省エネルギータイプの室外機Xを購入して使用することができる。
他の構成、作用、効果は第1の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。
[5]第5の実施形態
第5の実施形態では、室内制御部27,37が第1の実施形態の(1)〜(3)の手段に加えて次の(6)(7)の手段を有する。
(6)セーブスイッチ28b,38bによる指定を有効とするか無効とするかの有効/無効情報を、例えばパーソナルコンピュータからのロードにより、内部メモリに記憶しておく記憶手段。
(7)上記記憶手段内の有効/無効情報が無効を表している場合に、セーブスイッチ28b,38bによる指定にかかわらず、前記第3制御手段による上限値の設定を禁止する制御手段(第5制御手段)、
すなわち、セーブスイッチ28b,38bによる指定を有効とする旨の有効/無効情報が室内制御部27,37の内部メモリに記憶されていれば、セーブスイッチ28b,38bの操作による能力抑制モードの設定が可能となる。
セーブスイッチ28b,38bによる指定を無効とする旨の有効/無効情報が室内制御部27,37の内部メモリに記憶されていれば、セーブスイッチ28b,38bをいくら操作しても、能力抑制モードは設定されない。
このように、能力抑制を有効とするか無効とするかを、ユーザ、室内環境、設置場所等に応じて、自由に選定することができる。
他の構成、作用、効果は第1の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。
[6]上記各実施形態では、室内機が2台の場合を例に説明したが、2台に限らず、3台以上あってもよい。また、上記各実施形態を適宜に組み合わせた構成を採用してもよい。
その他、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。
この発明の各実施形態の構成を示すブロック図。 第1の実施形態の作用を説明するためのフローチャート。 各実施形態における要求能力決定条件を示す図。 図3の要求能力決定条件に対して設定される上限値を示す図。 図3の要求能力決定条件に対して設定される複数の上限値を示す図。 第3の実施形態における数値の指定と上限値との関係を示す図。
符号の説明
1…圧縮機、2…四方弁、3…室外熱交換器、4…膨張弁、7…インバータ、10…室外制御部、22,32…流量調整弁、23,33…室内熱交換器、27,37…室内制御部、28,38…リモコンユニット、28a,38a…液晶表示部、28b,38b…セーブスイッチ、28c,38c…セーブランプ

Claims (5)

  1. 能力可変型の圧縮機および室外熱交換器を有する室外機と、
    室内熱交換器を有する複数の室内機と、
    前記各室内機に設けられ、空調負荷に応じた要求能力を前記室外機に知らせる第1制御手段と、
    前記室外機に設けられ、前記各室内機の要求能力の総和に応じて前記圧縮機の能力を制御する第2制御手段と、
    前記各室内機に設けられ、能力抑制モードを指定するための操作手段と、
    前記各室内機に設けられ、前記操作手段で能力抑制モードが設定された場合に、前記空調負荷に応じた要求能力に対し上限値を設定する第3制御手段と、
    を備えることを特徴とする空気調和機。
  2. 前記操作手段は、複数の能力抑制モードを選択的に指定するためのもので、
    前記第3制御手段は、前記上限値として複数段の上限値を有し、これら上限値のいずれかを、前記操作手段で指定される能力抑制モードに応じて選択的に設定する、
    を備えることを特徴とする請求項1記載の空気調和機。
  3. 前記操作手段は、能力抑制の制限割合を数値により指定するためのもので、
    前記第3制御手段は、前記上限値を前記操作手段で指定される数値に合せて可変設定する、
    を備えることを特徴とする請求項1記載の空気調和機。
  4. 前記各室内機に設けられ、前記室外機が能力抑制を受入れ可能か否かを判定する判定手段と、
    前記各室内機に設けられ、前記判定手段の判定結果が肯定の場合に前記第3制御手段による上限値の設定を許容し、前記判定手段の判定結果が否定の場合に前記第3制御手段による上限値の設定を禁止する第4制御手段と、
    をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の空気調和機。
  5. 前記各室内機に設けられ、前記操作手段による指定を有効とするか無効とするかの有効/無効情報を記憶しておく記憶手段と、
    前記各室内機に設けられ、前記記憶手段内の有効/無効情報が無効を表している場合に、前記操作手段による指定にかかわらず、前記第3制御手段による上限値の設定を禁止する第5制御手段、
    をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の空気調和機。
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