JP2013253731A - 空気調和装置の室内機 - Google Patents
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Abstract
【課題】送風ファンの目標回転数への到達時間の長時間化の抑制、送風ファンの回転数のハンチングや発散の抑制、及びコストアップを抑制をしながら、コギング音を抑制する。
【解決手段】制御装置は、コギング音が発生する送風ファンの回転数範囲の下限値よりも小さい第1の閾値、及びコギング音が発生する送風ファンの回転数範囲内であって当該回転数範囲の上限値よりも小さい第2の閾値を有し、回転数検知手段の検出結果が、第1の閾値以上であり第2の閾値未満であるときの送風ファンへの制御出力の変化量を、第1の閾値未満又は第2の閾値以上であるときに設定される送風ファンへの制御出力の変化量よりも大きくするものである。
【選択図】図3
【解決手段】制御装置は、コギング音が発生する送風ファンの回転数範囲の下限値よりも小さい第1の閾値、及びコギング音が発生する送風ファンの回転数範囲内であって当該回転数範囲の上限値よりも小さい第2の閾値を有し、回転数検知手段の検出結果が、第1の閾値以上であり第2の閾値未満であるときの送風ファンへの制御出力の変化量を、第1の閾値未満又は第2の閾値以上であるときに設定される送風ファンへの制御出力の変化量よりも大きくするものである。
【選択図】図3
Description
本発明は、空気調和装置の室内機に関し、特に、送風機の制御方法に改良がなされた空気調和装置の室内機に関するものである。
従来から、空気調和装置の室内機のファン制御において、目標回転数と現在の回転数との差を算出し、この差の値からモーターへの指令電圧を決定している空気調和装置の室内機が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。なお、モーターへの指令電圧の変化量に応じてファンの回転数の変化量が決定されるようになっている。
特許文献1に記載の技術は、この指令電圧の変化量に所定の上限値を設けることで、ファンの回転数の変化量が大きくなりすぎないようにし、ファンの回転数のハンチングや回転数の発散を防止している。すなわち、特許文献1に記載の技術は、ファンの回転数を、モーターの出し得る最大速度で目標回転数に近づけるのではなく、ある程度速度を抑制して目標回転数に近づけている。
室内機のファンのDCモーターは、鉄心歯・スロット構造と永久磁石の相互作用によりモーター回転中のトルクが一定ではなく変動(コギングトルク)している。このコギングトルクにより、モーターのマグネットとコアとが引き合うことでコギング音と呼ばれる音が発生する。
室内機は、ファンが回転による振動によりある周波数で振動しているが、室内機が振動する周波数と室内機の有する固有振動数とが一致すると共振し、上記のコギング音が顕著となり、ユーザーの快適性を低減させてしまっている。なお、DCモーターごとにコギング音が常に発生する周波数範囲があり、このコギング音を完全に消すことはDCモーターの原理上困難となっている。
室内機は、ファンが回転による振動によりある周波数で振動しているが、室内機が振動する周波数と室内機の有する固有振動数とが一致すると共振し、上記のコギング音が顕著となり、ユーザーの快適性を低減させてしまっている。なお、DCモーターごとにコギング音が常に発生する周波数範囲があり、このコギング音を完全に消すことはDCモーターの原理上困難となっている。
特許文献1に記載の技術は、指令電圧の変化量に所定の上限値を設けているため、この上限値以下の刻み幅でしか指令電圧は変化しない。このため、コギング音の発生する回転数範囲においても、時間をかけて回転数を変化させることになり、その分、コギング音の発生時間も長くなってしまう。
すなわち、特許文献1に記載の技術では、コギング音の発生時間が長くなることから、ユーザーの快適性を損ねてしまうという課題があった。
すなわち、特許文献1に記載の技術では、コギング音の発生時間が長くなることから、ユーザーの快適性を損ねてしまうという課題があった。
なお、コギング音を抑制するために上限値を大きく設定すると、目標回転数への到達時間及びコギング音の発生時間を短くすることができるが、ファンの回転数がハンチングや発散を起こしてしまう。ファンの回転数が発散すると制御ができなくなり、ファンの回転数がハンチングを起こすと、回転数の増減を繰り返すことにより、送風音も増減を繰り返すため、ユーザーの快適性を損ねてしまうことになる。
また、その他のコギング音の抑制方法としては、(1)定常運転する回転数を、室内機の有する固有振動数と共振しない回転数にずらす、(2)定常運転する回転数を、モーターの軸形状(重量)変更により、共振周波数を変化させてコギング音発生周波数からずらすなどの方法がある。さらに、(3)進み角電圧変更(回転磁界を形成するタイミングを変更)するコギング音抑制方法もある。
しかし、(1)及び(2)の方法は、室内機の定常運転時のコギング音の発生を抑制する方法であり、送風ファンの回転数が変化する過渡状態は考慮していない。すなわち、過渡状態に送風ファンの回転数がコギング音発生周波数に至り、コギング音が発生してしまい、ユーザーの快適性を損ねてしまう。
また、(3)の方法では、送風ファンのモーターやモーター制御基板などといったハードウエアの変更が必要となるが、室内機が市場に出回ってしまうと、そのハードウエアの変更の分だけコストがかさむという課題があった。
また、(3)の方法では、送風ファンのモーターやモーター制御基板などといったハードウエアの変更が必要となるが、室内機が市場に出回ってしまうと、そのハードウエアの変更の分だけコストがかさむという課題があった。
本発明は、上記のような課題のうちの少なくとも1つを解決するためになされたもので、コギング音を抑制する空気調和装置の室内機を提供することを目的としている。
本発明に係る空気調和装置の室内機は、本体と、直流モーターを備え、本外内に空気を取り込む送風ファンと、送風ファンの回転数を検出する回転数検知手段と、回転数検知手段の検出結果に基づいて送風ファンの回転数を制御する制御装置と、を有し、制御装置は、コギング音が発生する送風ファンの回転数範囲の下限値よりも小さい第1の閾値、及びコギング音が発生する送風ファンの回転数範囲内であって当該回転数範囲の上限値よりも小さい第2の閾値を有し、回転数検知手段の検出結果が、第1の閾値以上であり第2の閾値未満であるときの送風ファンへの制御出力の変化量を、第1の閾値未満又は第2の閾値以上であるときに設定される送風ファンへの制御出力の変化量よりも大きくするものである。
本発明に係る空気調和装置の室内機は、回転数検知手段の検出結果が、第1の閾値以上であり第2の閾値未満である場合の送風ファンへの出力の変化量を、第1の閾値未満又は第2の閾値以上であるときに設定されている送風ファンへの出力の変化量よりも大きくするので、コギング音が発生する回転数範囲から短時間で抜けることができる分、コギング音を抑制することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態.
図1は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置の室内機100の全体図である。図2は、図1に示す室内機100の点線A−Aにおける断面図である。
本実施の形態に係る空気調和装置の室内機100は、「コギング音を抑制」するように、送風ファン6の制御方法に改良が加えられたものである。
実施の形態.
図1は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置の室内機100の全体図である。図2は、図1に示す室内機100の点線A−Aにおける断面図である。
本実施の形態に係る空気調和装置の室内機100は、「コギング音を抑制」するように、送風ファン6の制御方法に改良が加えられたものである。
[室内機100の構成]
図1に図示されるように、室内機100は、本体51及び本体51の前面に設けられる前面パネル50によって、室内機100の外郭が構成されている。ここで、図1では、室内機100が壁掛け型である例を図示しているが、天井埋込型などでもよい。
図1及び図2に示すように、本体51には、室内空気を室内機100内に吸い込むための吸込口2、及び空調空気を室内に供給するための吹出口9が形成されている。
本体51は、冷媒の温熱又は冷熱を空気に伝達して空調空気を生成する熱交換器3と、熱交換器3などに付着する結露水を貯留するドレンパン7と、吸込口2から空気を吸い込み吹出口9から空気を吹き出す送風ファン6と、ユーザーからの指示に基づいて各種機器を制御する制御装置70と、本体51内に供給される室内空気中の塵埃などを除去するフィルター53とを有している。
図1に図示されるように、室内機100は、本体51及び本体51の前面に設けられる前面パネル50によって、室内機100の外郭が構成されている。ここで、図1では、室内機100が壁掛け型である例を図示しているが、天井埋込型などでもよい。
図1及び図2に示すように、本体51には、室内空気を室内機100内に吸い込むための吸込口2、及び空調空気を室内に供給するための吹出口9が形成されている。
本体51は、冷媒の温熱又は冷熱を空気に伝達して空調空気を生成する熱交換器3と、熱交換器3などに付着する結露水を貯留するドレンパン7と、吸込口2から空気を吸い込み吹出口9から空気を吹き出す送風ファン6と、ユーザーからの指示に基づいて各種機器を制御する制御装置70と、本体51内に供給される室内空気中の塵埃などを除去するフィルター53とを有している。
吸込口2は、送風ファン6によって強制的に室内空気を室内機100内部に取り込む開口である。吸込口2は本体51の上面に開口形成されている。なお、図1及び図2では、この吸込口2は、本体51の上面にのみ開口形成されている例を図示しているが、前面パネル50に開口形成されていてもよいことは言うまでもない。また、この吸込口2の形状は、特に、限定されるものではない。
吹出口9は、吸込口2から吸い込まれ、熱交換器3を通過した空気を室内に供給する際に、当該空気が通過する開口である。吹出口9は、前面パネル50に開口形成されている。なお、吹出口9の形状は、特に限定されるものではない。
吹出口9は、吸込口2から吸い込まれ、熱交換器3を通過した空気を室内に供給する際に、当該空気が通過する開口である。吹出口9は、前面パネル50に開口形成されている。なお、吹出口9の形状は、特に限定されるものではない。
熱交換器3(室内熱交換器)は、冷房運転時において、蒸発器として機能して空気を冷却し、暖房運転時において、凝縮器(放熱器)として機能して空気を加温するものである。この熱交換器3は、吸込口2から吹出口9までの風路(本体51内部の中央部)であって、送風ファン6の上流側に配設されている。熱交換器3の形状は、送風ファン6の前面及び上面を取り囲むような形状をしているが、それに限定されるものではない。また、熱交換器3は、たとえば伝熱管と多数のフィンとにより構成されるクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器で構成するとよい。
なお、図示は省略しているが、熱交換器3は、圧縮機、室外熱交換器、及び絞り装置に接続されて冷凍サイクルを構成している。
なお、図示は省略しているが、熱交換器3は、圧縮機、室外熱交換器、及び絞り装置に接続されて冷凍サイクルを構成している。
ドレンパン7は、熱交換器3に付着した結露水を貯留するものである。このドレンパン7は、熱交換器3に付着した結露水を貯留でき、さらに、送風ファン6によって吸込口2から強制的に吸い込まれ、吹出口9から吹き出される空気の流れを阻害しない位置に設けられていると好ましい。そこで、たとえば、ドレンパン7は、図2に図示されるように熱交換器3の下側に設けられているとよい。
送風ファン6は、吸込口2から室内空気を吸い込み、吹出口9から空調空気を吹き出すためのものである。送風ファン6は、吸込口2から吹出口9までの風路のうち、熱交換器3の下流側に配設されている。なお、送風ファン6は、たとえばクロスフローファンなどを採用するとよい。
また、送風ファン6には、ファンの回転数を検出するセンサー(回転数検知手段)などが設けられている。そして、このセンサーは、制御装置70に接続されており、センサーの検出結果が制御装置70に出力されるようになっている。なお、センサーの回転数を検出する方法は、特に限定されるものではない。
さらに、送風ファン6は、図示省略の電源から電力が供給されるDCモーター(直流モーター)を有している。このモーターは、後述の制御装置70に接続されており、モーターの回転数を決定する電圧指令値が出力されるようになっている。
また、送風ファン6には、ファンの回転数を検出するセンサー(回転数検知手段)などが設けられている。そして、このセンサーは、制御装置70に接続されており、センサーの検出結果が制御装置70に出力されるようになっている。なお、センサーの回転数を検出する方法は、特に限定されるものではない。
さらに、送風ファン6は、図示省略の電源から電力が供給されるDCモーター(直流モーター)を有している。このモーターは、後述の制御装置70に接続されており、モーターの回転数を決定する電圧指令値が出力されるようになっている。
そして、送風ファン6のDCモーターが回転することによって発生する振動により、本体51はある周波数で振動することとなるが、本体51が振動する周波数と、本体51の有する固有振動数とが一致すると共振し、コギング音が顕著となる。すなわち、送風ファン6がある所定の回転数の範囲で運転すると、コギング音が発生するということである。
ここで、コギング音の発生する周波数(回転数)の計算式は、次の通りである。なお、nは整数である。
モーターコギング音発生周波数={(モーター回転数[rpm])×(モータースロットと極数の最小公倍数)}/(60×n)
この式から分かるように、コギング音はDCモーターに固有なものであり、ある回転数の範囲では必ず発生してしまう。すなわち、コギング音は、DCモーターの原理上、なくすことは困難となっている。
モーターコギング音発生周波数={(モーター回転数[rpm])×(モータースロットと極数の最小公倍数)}/(60×n)
この式から分かるように、コギング音はDCモーターに固有なものであり、ある回転数の範囲では必ず発生してしまう。すなわち、コギング音は、DCモーターの原理上、なくすことは困難となっている。
制御装置70は、リモコンなどから送信されるユーザーからの指示(暖房運転、冷房運転など)に応じて、図示省略の圧縮機の回転数、絞り装置の開度、四方弁の切り替え、送風ファン6のモーターの回転数などを制御するものである。
また、詳しくは後述するが、この制御装置70は、送風ファン6の回転数を検出するセンサーに接続されており、当該センサーの出力値に基づいて送風ファン6の回転数などを制御する。すなわち、本実施の形態に係る制御装置70は、センサーの出力値に基づいて、「送風ファン6の目標回転数への到達時間の長時間化の抑制」、「送風ファン6の回転数のハンチングや発散の抑制」及び「コストアップの抑制」を実現しながら、「コギング音を抑制」する制御(以下、コギング音抑制制御とも称する)を行う。
また、詳しくは後述するが、この制御装置70は、送風ファン6の回転数を検出するセンサーに接続されており、当該センサーの出力値に基づいて送風ファン6の回転数などを制御する。すなわち、本実施の形態に係る制御装置70は、センサーの出力値に基づいて、「送風ファン6の目標回転数への到達時間の長時間化の抑制」、「送風ファン6の回転数のハンチングや発散の抑制」及び「コストアップの抑制」を実現しながら、「コギング音を抑制」する制御(以下、コギング音抑制制御とも称する)を行う。
フィルター53は、吸込口2から本体51内に供給された室内空気中の塵埃などを捕集するものである。フィルター53は、吸込口2から吹出口9までの風路のうち、熱交換器3の上流側に配設されている。
[室内機100の送風ファン6の制御方法]
図3は、実施の形態に係る空気調和装置の室内機100の制御フローチャートである。図3を参照して、空気調和装置の室内機100の送風ファン6のコギング音抑制制御について説明する。
コギング音抑制制御は、図3に図示されるように、次のステップS1〜S9を1周期とする制御である。そして、ステップS1〜S9の中には、送風ファン6の回転数の検出結果に基づいた判定をするステップと、送風ファン6に出力された指令電圧値に基づいた判定をするステップが設けられている。
図3は、実施の形態に係る空気調和装置の室内機100の制御フローチャートである。図3を参照して、空気調和装置の室内機100の送風ファン6のコギング音抑制制御について説明する。
コギング音抑制制御は、図3に図示されるように、次のステップS1〜S9を1周期とする制御である。そして、ステップS1〜S9の中には、送風ファン6の回転数の検出結果に基づいた判定をするステップと、送風ファン6に出力された指令電圧値に基づいた判定をするステップが設けられている。
(ステップS1)
制御装置70は、n回目のコギング音抑制制御を実行する。その後、ステップS2に移行する。
制御装置70は、n回目のコギング音抑制制御を実行する。その後、ステップS2に移行する。
(ステップS2)
制御装置70は、送風ファン6のモーターの回転数Njを検知する。その後、ステップS3に移行する。
制御装置70は、送風ファン6のモーターの回転数Njを検知する。その後、ステップS3に移行する。
(ステップS3)
制御装置70は、送風ファン6のモーターの目標回転数Nmと、ステップS2で検知した送風ファン6のモーターの回転数Njとの差を算出する。そして、制御装置70は、この算出した差に、予め設定される定数Kをかけた値をΔVspとして算出する。その後、ステップS4に進む。
なお、このΔVspの最大値であるΔVspmaxには、少なくとも2つの最大値が設定されるようになっており、一方がコギング音が発生しない回転数範囲で用いられる最大値ΔVspmax−nであり、他方がコギング音が発生する回転数範囲で用いられる最大値ΔVspmax−c(ステップS5参照)である。
制御装置70は、送風ファン6のモーターの目標回転数Nmと、ステップS2で検知した送風ファン6のモーターの回転数Njとの差を算出する。そして、制御装置70は、この算出した差に、予め設定される定数Kをかけた値をΔVspとして算出する。その後、ステップS4に進む。
なお、このΔVspの最大値であるΔVspmaxには、少なくとも2つの最大値が設定されるようになっており、一方がコギング音が発生しない回転数範囲で用いられる最大値ΔVspmax−nであり、他方がコギング音が発生する回転数範囲で用いられる最大値ΔVspmax−c(ステップS5参照)である。
(ステップS4)
制御装置70は、ステップS2で検知した送風ファン6のモーターの回転数Njが、予め設定されるNcs(第1の閾値)以上であり、且つ、Nce(第2の閾値)以下であるか否かを判定する。
なお、送風ファン6のコギング音はある回転数範囲で発生するが、Ncsがその回転数範囲の下限側の値であり、Nceが上限側の値となっている。
より詳細には、Ncsは、送風ファン6にコギング音の発生がはじまる下限回転数よりも、第1の所定値だけ小さい値である。また、Nceは、送風ファン6にコギング音の発生がなくなりはじめる上限回転数よりも、第2の所定値だけ小さい値である。
モーターの回転数Njが、Ncs以上であり、且つ、Nce以下である場合には、ステップS5に移行する。
モーターの回転数Njが、Ncs以上であり、且つ、Nce以下でない場合には、ステップS6に移行する。
制御装置70は、ステップS2で検知した送風ファン6のモーターの回転数Njが、予め設定されるNcs(第1の閾値)以上であり、且つ、Nce(第2の閾値)以下であるか否かを判定する。
なお、送風ファン6のコギング音はある回転数範囲で発生するが、Ncsがその回転数範囲の下限側の値であり、Nceが上限側の値となっている。
より詳細には、Ncsは、送風ファン6にコギング音の発生がはじまる下限回転数よりも、第1の所定値だけ小さい値である。また、Nceは、送風ファン6にコギング音の発生がなくなりはじめる上限回転数よりも、第2の所定値だけ小さい値である。
モーターの回転数Njが、Ncs以上であり、且つ、Nce以下である場合には、ステップS5に移行する。
モーターの回転数Njが、Ncs以上であり、且つ、Nce以下でない場合には、ステップS6に移行する。
(ステップS5)
制御装置70は、「送風ファン6のモーターの回転数の変化量の最大値」に対応する「指令電圧値の変化量の最大値ΔVspmax」を、予め設定されているΔVspmax−cに設定する。その後、ステップS6に進む。
なお、このΔVspmax−cは、コギング音が発生しない回転数範囲で用いられる最大値ΔVspmax−nよりも大きい値であり、たとえば、室内機100においてコギング音が発生する回転数範囲を予め測定しておくことで決定する値である。
制御装置70は、「送風ファン6のモーターの回転数の変化量の最大値」に対応する「指令電圧値の変化量の最大値ΔVspmax」を、予め設定されているΔVspmax−cに設定する。その後、ステップS6に進む。
なお、このΔVspmax−cは、コギング音が発生しない回転数範囲で用いられる最大値ΔVspmax−nよりも大きい値であり、たとえば、室内機100においてコギング音が発生する回転数範囲を予め測定しておくことで決定する値である。
(ステップS6)
制御装置70は、ステップS3で算出したΔVspが、現在設定されているΔVspmaxより大きいか否かを判定する。
ΔVspが、現在設定されているΔVspmaxより大きい場合には、ステップS7に移行する。
ΔVspが、現在設定されているΔVspmaxより大きくない場合には、ステップS8に移行する。
制御装置70は、ステップS3で算出したΔVspが、現在設定されているΔVspmaxより大きいか否かを判定する。
ΔVspが、現在設定されているΔVspmaxより大きい場合には、ステップS7に移行する。
ΔVspが、現在設定されているΔVspmaxより大きくない場合には、ステップS8に移行する。
(ステップS7)
制御装置70は、ΔVspの値を、ΔVspmaxに設定する。その後、ステップS8に移行する。
たとえば、制御装置70が、ステップS4からステップS5を経ないで本ステップS7に至っている場合にはΔVspの値を「ΔVspmax−n」とし、ステップS4からステップS5を経て本ステップS7に至っている場合には「ΔVspmax−c」とするということである。
制御装置70は、ΔVspの値を、ΔVspmaxに設定する。その後、ステップS8に移行する。
たとえば、制御装置70が、ステップS4からステップS5を経ないで本ステップS7に至っている場合にはΔVspの値を「ΔVspmax−n」とし、ステップS4からステップS5を経て本ステップS7に至っている場合には「ΔVspmax−c」とするということである。
(ステップS8)
制御装置70は、n−1回目のコギング音抑制制御における送風ファン6のモーターへの指令電圧値Vspn−1と、設定されているΔVspとの和を、本n回目のコギング音抑制制御の指令電圧値Vspnとして算出する。その後、ステップS9に移行する。
たとえば、ステップS6から本ステップS8に至っている場合にはステップS3で算出されたΔVspをVspn−1に加える。一方、ステップS7から本ステップS8に至っている場合には、ステップS7で設定される「ΔVspmax−n」或いは「ΔVspmax−c」をVspn−1に加えるということである。
制御装置70は、n−1回目のコギング音抑制制御における送風ファン6のモーターへの指令電圧値Vspn−1と、設定されているΔVspとの和を、本n回目のコギング音抑制制御の指令電圧値Vspnとして算出する。その後、ステップS9に移行する。
たとえば、ステップS6から本ステップS8に至っている場合にはステップS3で算出されたΔVspをVspn−1に加える。一方、ステップS7から本ステップS8に至っている場合には、ステップS7で設定される「ΔVspmax−n」或いは「ΔVspmax−c」をVspn−1に加えるということである。
(ステップS9)
制御装置70は、ステップS8で算出された指令電圧値Vspnを送風ファン6のモーターへ出力する。その後、ステップS1に戻り、n+1回目のコギング音抑制制御を行う。
制御装置70は、ステップS8で算出された指令電圧値Vspnを送風ファン6のモーターへ出力する。その後、ステップS1に戻り、n+1回目のコギング音抑制制御を行う。
なお、ステップS4におけるNcs及びNceは、一意に決まる値ではなく、ΔVspmax−cのように、室内機100においてコギング音が発生する回転数範囲を予め測定しておくことで決定する値である。すなわち、Ncsは、予め測定しておいた「コギング音発生回転数範囲内のより少し低い」回転数であり、Nceは予め測定しておいた「コギング音発生回転数範囲内の回転数の上限より少し低い」回転数である。
このように、Ncsの値を「コギング音発生回転数範囲」の下限値とし、Nceの値を「コギング音発生回転数範囲」の上限値と一致させず、ずらして設定している。これは、送風ファン6のモーターへの指令電圧の入力のタイミングと、実際の送風ファン6のモーターの挙動には、若干のタイムラグがあるからである。
そこで、室内機100では、送風ファン6のモーターの挙動に変化が現れるタイミングが、コギング音発生回転数範囲の下限回転数及び上限回転数に一致するように、Ncs及びNceの値を、「コギング音発生回転数範囲」の下限値及び上限値からずらして設定している。これにより、室内機100は、送風ファン6のモーターの挙動を、「コギング音発生回転数範囲」に一致させることができ、確実にコギング音を抑制することができるようになっている。
そこで、室内機100では、送風ファン6のモーターの挙動に変化が現れるタイミングが、コギング音発生回転数範囲の下限回転数及び上限回転数に一致するように、Ncs及びNceの値を、「コギング音発生回転数範囲」の下限値及び上限値からずらして設定している。これにより、室内機100は、送風ファン6のモーターの挙動を、「コギング音発生回転数範囲」に一致させることができ、確実にコギング音を抑制することができるようになっている。
このコギング音抑制制御の1周期をΔtとしたとき、Δtの値は、室内機100の機種などに応じて、たとえば0.5、3、5[秒]などと設定される。また、ステップS3における定数Kについても、室内機100の機種などに応じて、たとえば、0.1、0.7、1などと設定される。
[コギング音の抑制について]
図4は、本発明の実施の形態に係る送風ファン6の制御方法、及び従来の送風ファンの制御方法の回転数の推移についての説明図である。図4(a)は横軸が時間であり、縦軸が送風ファン6のモーターへの指令電圧値を表し、図4(b)は横軸が時間であり、縦軸が送風ファン6のモーターの回転数を表している。図4を参照して、送風ファン6のコギング音の抑制がなされる理由について説明する。
従来の送風ファンの制御では、図4(a)の点線に示すように、「指令電圧値の変化量」に所定の上限値が設定されており、その上限値を超えない範囲で「指令電圧値」を変化させて、「指令電圧値」を「目標回転数に対応する指令電圧値」に収束させるようにしている。
図4は、本発明の実施の形態に係る送風ファン6の制御方法、及び従来の送風ファンの制御方法の回転数の推移についての説明図である。図4(a)は横軸が時間であり、縦軸が送風ファン6のモーターへの指令電圧値を表し、図4(b)は横軸が時間であり、縦軸が送風ファン6のモーターの回転数を表している。図4を参照して、送風ファン6のコギング音の抑制がなされる理由について説明する。
従来の送風ファンの制御では、図4(a)の点線に示すように、「指令電圧値の変化量」に所定の上限値が設定されており、その上限値を超えない範囲で「指令電圧値」を変化させて、「指令電圧値」を「目標回転数に対応する指令電圧値」に収束させるようにしている。
このような送風ファンの制御では、図4(b)の点線に示すように、ファン回転数の変化が、「コギング音発生回転数範囲」内でも緩やかになっており、その分「コギング音発生回転数範囲」で送風ファンを運転する時間が長くなってしまう。すなわち、送風ファンの回転数が、「コギング音発生回転数範囲」内を抜けるのに要する時間が長くなってしまっている。
一方、本実施の形態に係る室内機100では、図4(b)に示すように、Ncsが設けられているため、送風ファン6の回転数がNcsに達すると、上述のステップS4で述べたように、ΔVspの最大値が、コギング音が発生する回転数範囲で用いられる最大値ΔVspmax−cに設定される。なお、最大値ΔVspmax−cは、コギング音が発生しない回転数範囲で用いられる最大値ΔVspmax−nよりも大きい。
これにより、図4(a)に示すように、「指令電圧値の変化量」が大きく増加し、「コギング音発生回転数範囲」で送風ファンを運転する時間を短くすることができるようになっている。すなわち、送風ファン6の回転数が、「コギング音発生回転数範囲」内を抜けるのに要する時間が短くなっている。
これにより、図4(a)に示すように、「指令電圧値の変化量」が大きく増加し、「コギング音発生回転数範囲」で送風ファンを運転する時間を短くすることができるようになっている。すなわち、送風ファン6の回転数が、「コギング音発生回転数範囲」内を抜けるのに要する時間が短くなっている。
また、本実施の形態に係る室内機100では、図4(b)に示すように、Nceが設けられているため、「コギング音発生回転数範囲」内を抜けるのに要する時間を短くすることによって、送風ファン6の回転数がハンチングしたり、発散するようなことがなくなっている。
さらに、本実施の形態に係る室内機100では、図4(b)に示すように、Ncsの値を「コギング音発生回転数範囲」の下限値とし、Nceの値を「コギング音発生回転数範囲」の上限値と一致させず、ずらして設定している。これにより、送風ファン6のモーターの挙動のタイムラグが生じても、「コギング音発生回転数範囲」と、「指令電圧値の変化量」が大きく増加させる位置とを一致させることができ、確実に、「送風ファン6の目標回転数への到達時間の長時間化の抑制」をしながら「コギング音を抑制」することができる。
なお、本実施の形態に係る室内機100では、図4(b)に示すように、予め設定される風量の強弱に対応する送風ファン6の目標回転数が設定されているが、この目標回転数が、「コギング音発生回転数範囲」内とはならないように設定されている。これにより、送風ファン6が目標回転数に到達して定常運転に移行した際に、コギング音が発生してしまうことを防止することができるようになっている。
[本実施の形態に係る室内機100の有する効果]
本実施の形態に係る室内機100は、「Ncs(第1の閾値)」が設けられているため、「送風ファン6の目標回転数への到達時間の長時間化の抑制」を実現しながら「コギング音を抑制」することができ、ひいては、ユーザーの快適性を損ねてしまうことを抑制することができるようになっている。
本実施の形態に係る室内機100は、「Ncs(第1の閾値)」が設けられているため、「送風ファン6の目標回転数への到達時間の長時間化の抑制」を実現しながら「コギング音を抑制」することができ、ひいては、ユーザーの快適性を損ねてしまうことを抑制することができるようになっている。
本実施の形態に係る室内機100は、「コギング音発生回転数範囲」の下限値からずらして設定された「Ncs(第1の閾値)」が設けられており、送風ファン6のモーターへの指令電圧の入力のタイミングと、実際の送風ファン6のモーターの挙動とのタイムラグが考慮されている。これにより、室内機100は、送風ファン6の回転数の変化量を大きくする回転数と、コギング音発生回転数範囲(図4参照)とを一致させることができ、確実に「コギング音を抑制」することができ、ひいては、ユーザーの快適性を損ねてしまうことを抑制することができるようになっている。
本実施の形態に係る室内機100は、「コギング音発生回転数範囲」の上限値からずらして設定された「Nce(第2の閾値)」が設けられているため、「送風ファン6の回転数のハンチングや発散の抑制」を実現しながら「コギング音を抑制」することができる。すなわち、室内機100は、送風ファン6の目標回転数への収束性を確保することができ、ユーザーの快適性を損ねてしまうことを抑制することができるようになっている。
本実施の形態に係る室内機100は、送風ファン6のモーターやモーター制御基板などといったハードウエアの変更をせずとも、制御装置70のソフトウエアの改良によって「コギング音を抑制」することができる。すなわち、室内機100は、「コストアップの抑制」を実現しながら、「コギング音を抑制」することができるようになっている。
2 吸込口、3 熱交換器、6 送風ファン、7 ドレンパン、9 吹出口、50 前面パネル、51 本体、53 フィルター、70 制御装置、100 室内機。
Claims (4)
- 本体と、
直流モーターを備え、前記本外内に空気を取り込む送風ファンと、
前記送風ファンの回転数を検出する回転数検知手段と、
前記回転数検知手段の検出結果に基づいて前記送風ファンの回転数を制御する制御装置と、
を有し、
前記制御装置は、
コギング音が発生する前記送風ファンの回転数範囲の下限値よりも小さい第1の閾値、及びコギング音が発生する前記送風ファンの回転数範囲内であって当該回転数範囲の上限値よりも小さい第2の閾値を有し、
前記回転数検知手段の検出結果が、前記第1の閾値以上であり前記第2の閾値未満であるときの前記送風ファンへの制御出力の変化量を、前記第1の閾値未満又は前記第2の閾値以上であるときに設定される前記送風ファンへの制御出力の変化量よりも大きくする
ことを特徴とする空気調和装置の室内機。 - 前記制御装置は、
前記第1の閾値以上であり前記第2の閾値未満であるときに設定される前記送風ファンへの制御出力の変化量の最大値を、
前記第1の閾値未満又は前記第2の閾値以上であるときに設定される前記送風ファンへの制御出力の変化量の最大値よりも大きくする
ことを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置の室内機。 - 前記制御装置は、
予め設定される風量の強弱に対応する前記送風ファンの目標回転数が設定され、
前記目標回転数を、コギング音の発生する前記送風ファンの回転数範囲外としている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の空気調和装置の室内機。 - 前記制御装置は、
前記目標回転数と前記回転数検知手段の検出結果との差に基づいて前記送風ファンへの制御出力の変化量を算出し、
この制御出力の変化量が、前記設定される前記送風ファンへの前記制御出力の変化量の前記最大値より大きい場合には、前記最大値に基づいて前記制御出力を決定し、
前記制御出力の前記変化量が、前記設定される前記送風ファンへの前記制御出力の変化量の最大値未満である場合には、前記算出された前記送風ファンへの前記制御出力の変化量に基づいて出力を決定する
ことを特徴とする請求項2又は請求項2に従属する請求項3に記載の空気調和装置の室内機。
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JP2012129157A JP2013253731A (ja) | 2012-06-06 | 2012-06-06 | 空気調和装置の室内機 |
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-
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- 2012-06-06 JP JP2012129157A patent/JP2013253731A/ja active Pending
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