JP2014009859A - ファン制御装置及びこのファン制御装置を具備した空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】暖房運転開始直後において、冷風の吹き出しを抑制し、温風の吹き出しを速やかに効率よく行うようにしたファン制御装置を提供すること。
【解決手段】暖房運転時におけるファンの回転数を、室内熱交検出温度の上昇時に切換える高い第１の切換え温度と、下降時に切換える低い第２の切換え温度を設定した制御装置において、前記第２の切換え温度より高いハンチング防止温度と前記ファンの回転数を微調整するための調整用回転数を予め設定し記憶するメモリと、前記室内熱交検出温度が前記ハンチング防止温度より下降したとき、前記ファンの回転数に、前記調整用回転数を単位時間毎に順次加算することにより前記ファンの回転数を少しずつ下げて、前記室内熱交検出温度が第２の切換え温度に達しないように制御する室内機制御部とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、低い外気温で長時間運転停止した条件下での暖房運転開始直後に、ファンによる冷風の吹き出しを抑制し、温風の吹き出しを速やかに効率よく行うようにしたファン制御装置及びこのファン制御装置を具備した空気調和機に関するものである。

空気調和機は、図４に示すように、室内機２２と室外機２７で構成され、前記室外機２７の圧縮機１０、四方弁１１から、前記室内機２２の室内熱交換器１２を通り、前記室外機２７の膨張弁２６、室外熱交換器１３を経て、前記圧縮機１０に戻るように配管により環状に連結し、四方弁１１の切り替えにより、冷房運転（実線矢印）と暖房運転（点線矢印）のいずれかの運転が行われる。

暖房運転時の送風モードは、図３に示すように、室内熱交換機の中間位置の検出温度（以下、室内熱交検出温度という）が設定された温度以上又は未満で、ファン回転数を高位に設定された回転数（例えば１２００ｒｐｍ）又は中位に設定された回転数（例えば１０００ｒｐｍ）に切換えるための温度を高・中位モード切換え温度ＴＨ１とし、また、室内熱交検出温度が設定された温度以上又は未満で、ファン回転数を中位に設定された回転数（例えば１０００ｒｐｍ）又は低位に設定された回転数（例えば５００ｒｐｍ）に切換えるための温度を中・低位モード切換え温度ＴＨ２とすると、高・中位モード切換え温度ＴＨ１以上のときがＨｉモードで運転され、また、高・中位モード切換え温度ＴＨ１未満で、かつ、中・低位モード切換え温度ＴＨ２以上のときがＭｅｄモードで運転され、さらに、中・低位モード切換え温度ＴＨ２未満のときＬｏモードでそれぞれ運転され、送風量は、Ｈｉ＞Ｍｅｄ＞Ｌｏとなる。
高・中位モード切換え温度ＴＨ１は、具体的には、室内熱交検出温度の上昇時の第１の切換え温度ＴＨ１ａが３７℃、下降時の第２の切換え温度ＴＨ１ｂが３２℃と５℃のマージンをとっており、室内熱交検出温度の上昇・下降による風量の切換えを可能な限り少なくするように制御している。

同様に、中・低位モード切換え温度ＴＨ２は、具体的には、室内熱交検出温度の下降時の第１の切換え温度ＴＨ２ａが２９℃、下降時の第２の切換え温度ＴＨ２ｂが２４℃と５℃のマージンをとっており、室内熱交検出温度の上昇・下降による風量の切り替えを可能な限り少なくするように制御している。

このような空気調和機の暖房運転において、始動後、時間が経過して安定した運転状態では、室内機２２のファン２５の送風量が多くなるとそれに応じた冷媒の循環量となり暖房能力も高くなるため、部屋が暖まりやすくなる。
しかし、暖房運転開始直後には、図６（ａ）（ｂ）の２点鎖線特性線に示すように、Ｔ０に例えばＭｅｄモードで暖房運転を開始したとしても、運転開始時に低い外気温であったとすると、人体に冷風を当てないようにするため、室内機２２の熱交換器１２が暖まるまで冷風防止制御が働き、風量が低く設定された回転数（５００ｒｐｍ）で運転し、冷媒の循環量が少ないので、なかなか部屋が暖まらない状態が続く。

次第に室外機２７の圧縮機１０の回転数が上昇し、冷媒循環量が増えて、Ｔ１時に室内熱交検出温度が第１の切換え温度（２９℃）まで達すると（点ａ）、ファン２５は低位に設定された回転数（５００ｒｐｍ）から中位に設定された回転数（１０００ｒｐｍ）まで数秒間で一気に風量を上げる。しかし、暖房運転開始直後は、風量の上り幅が大きすぎて中位に設定された回転数（１０００ｒｐｍ）に対する冷媒の循環量が追いつかなかった場合に、室内熱交検出温度が急激に下降してしまう。室内熱交中間温度が第１の切換え温度（２９℃）を下回り、さらに急激に下がって第２の切換え温度（２４℃）未満になったＴ５時に（点ｅ）、ファン２５は中位に設定された回転数（１０００ｒｐｍ）から低位に設定された回転数（５００ｒｐｍ）まで数秒間で一気に風量を下げる。室内熱交検出温度が下降時の第２の切換え温度（２４℃）未満になり、再び冷風防止制御が動作して、ファン２５は、風量の少ない低位に設定された回転数（５００ｒｐｍ）で回転して、Ｔ７時に至ってようやく上昇時の第１の切換え温度（２９℃）に達する（点ｇ）。以上のようなファン回転数の大きなハンチング動作を何回か繰り返して安定した暖房運転状態になる。

このように、暖房運転の開始直後には、ファンの風量が増えても上げ幅が大きすぎると、冷媒の循環量が風量の上り幅に追い付かず、逆に室内熱交検出温度が下がりすぎて再び冷風防止制御に戻ってしまう。そのため、再び室内熱交検出温度が上昇時の第１の切換え温度（２９℃）に達するまでに長い時間がかかる。これらの繰り返しにより少しずつ室温を上げてゆくために、温風の吹き出しまでに時間がかかり、温風の吹き出しを速やかに効率よく行うことができない。

特許文献１に記載の発明によれば、低い外気温で暖房運転を開始する場合において、室外熱交換器に寝込んでいた冷媒が室外熱交換器に戻るまでに時間がかかり、圧縮機の運転周波数制限が解除されても室内熱交換器の温度は低く、冷風防止制御が解除されない状態で圧縮機が最大周波数で運転を行う。このため、室内熱交換器で冷媒が十分に凝縮しない状態で圧縮機が高回転で運転することによる冷媒の流動音が大きくなる。これを抑制するため、特許文献１では、図７に示すように、暖房運転始動の圧縮機の起動時に、圧縮機の目標周波数までに、段階的に所定時間運転周波数を保持し、ファン制御部がオン状態となり、冷風防止制御を解除し、所定時間経過後、圧縮機の運転周波数を目標値の許容最大周波数になるように制御し、冷媒の流動音を低減する空気調和機が提案されている。

特開２００１-１４７０３８号公報

本発明と特許文献１に記載の発明は、ともに低外気温で暖房運転を開始する場合における問題点を解決しようとする点で共通しているが、解決しようとする課題が全く異なり、特許文献１に記載の発明は、低外気温で暖房運転を開始する場合における圧縮機の冷媒の流動音を低減することについての発明であり、本発明の目的である暖房運転開始時における冷風の吹き出しを抑制し、温風の吹き出しを速やかに効率よく行うように、室内熱交換器から吹き出される冷風に係るファンの回転数を制御することについては触れられていない。

本発明が解決しようとする課題は、段落［０００５］で述べたように、図６（ａ）（ｂ）に示す従来のファン回転数の制御では、例えば、Ｍｅｄモードの暖房運転開始直後において、Ｔ１時に室内熱交検出温度が上昇時の第１の切換え温度２９℃に達すると、ファン回転数を低位に設定された回転数（５００回転）から中位に設定された回転数（１０００ｒｐｍ）へと数秒間で一気に増加させる。また、Ｔ５時に室内熱交検出温度の下降時に第２の切換え温度２４℃未満になると、再び冷風防止制御が動作して、ファン２５は、風量の少ない低く設定された回転数（５００ｒｐｍ）で回転して、Ｔ７時に至ってようやく上昇時の第１の切換え温度（２９℃）に達する（点ｇ）。以上のようなファン回転数の大きなハンチング動作を何回か繰り返してファン回転数が極端な上下動を起こすことにより、室内熱交検出温度も大きく上下動を繰り返し、冷風防止制御が働き、風量がなかなか増えず、部屋が暖まらない状態が続く、という問題を有する。これを解決するのが本発明の課題である。

本発明は、暖房運転開始時においては、室内熱交検用ファンの送風量の極端な変化の上下動を防止して、人体が冷風を感じない限界の最大風量に制御することにより、可能な限り迅速に部屋を暖めることのできるファン制御装置及びこのファン制御装置を具備した空気調和機を提供することを目的とするものである。

本発明は、まず、低室温状態で暖房運転のために電源を投入すると、冷風防止処理が開始する。次いで、暖房運転モードがＨｉモードか、Ｍｅｄモードかを確認する。図６におけるＴ０時に、例えば、Ｍｅｄモードを選択して運転を開始した場合、開始直後の室内熱交中間温度センサ２３で検出した室内熱交検出温度が１０℃とすると、この状態で噴き出される風は、人体が冷風と感じる温度であり、人体に冷風を当てないための冷風防止制御が動作して、ファン２５は、風量の最も少なく設定された低い回転数（室温検出可能最低風量の５００ｒｐｍ）で回転する。

次第に圧縮機１０の回転数が上昇し、冷媒循環量が増えて、Ｔ１時に室内熱交検出温度が第１の切換え温度（２９℃）を超えたものとする（点ａ）。すると、Ｍｅｄモードの中位回転数（１０００ｒｐｍ）又は設定風量の低いモードに制御部から指示される。風量が急激に増加しても冷媒循環量がそれに追いつかないと、風量が多いため室内熱交検出温度が下降を開始する。

その後、Ｔ２時に前記ファンの回転数を可変するために予め設定されたハンチング防止温度、例えば、２８℃まで下降したものとする（点ｂ）。室内熱交検出温度がハンチング防止温度（２８℃）未満になったときに、本発明によるファン回転数ハンチング防止処理が機能する。このファン回転数ハンチング防止処理が機能する設定温度は、室内熱交検出温度の上昇時に前記ファンの回転数を切換える第１の切換え温度（２９℃）と下降時に前記ファンの回転数を切換える第２の切換え温度（２４℃）の間で、できるだけ第１の切換え温度（２９℃）に近いか同一温度とすることが好ましい。第１の切換え温度（２９℃）よりわずかに高くてもよい。

前記ファン回転数ハンチング防止処理機能は、前記室内熱交検出温度が前記ハンチング防止温度に達し、さらに下降したとき、前記ファンの回転数に、予め設定した調整用回転数を単位時間毎に順次加算することにより前記ファンの回転数を少しずつ下げて、可能な限り前記室内熱交検出温度の下降を抑制し、第２の切換え温度（２４℃）に達することのないように制御する。
さらに詳しくは、前記予め設定した調整用回転数は、室内熱交検出温度の変化量をΔＴＨ＝ＴＨ−ＴＨｎ（例えば、ｎ＝５秒前と現在の検出温度差）とし、単位時間（例えば１秒間）毎に加減して微調整するする調整用回転数をΔＦとしたとき、ΔＴＨの大きさに応じてΔＦを複数段階に設定し、このΔＦを直前のファン回転数Ｎに順次加減する。

具体的には、単位時間（１秒間）毎に加減する調整用回転数ΔＦを次のように設定する。
ΔＴＨ≧２ｄｅｇ →ΔＦ＝１５ｒｐｍ
２＞ΔＴＨ≧１ｄｅｇ →ΔＦ＝１０ｒｐｍ
１＞ΔＴＨ≧０ｄｅｇ →ΔＦ＝５ｒｐｍ
０＞ΔＴＨ≧−１ｄｅｇ →ΔＦ＝−１０ｒｐｍ
−１＞ΔＴＨ≧−２ｄｅｇ→ΔＦ＝−１５ｒｐｍ
−２＞ΔＴＨ →ΔＦ＝−２０ｒｐｍ

そのため、ΔＴＨが大きいときにはΔＦも大きくして前記室内熱交検出温度の急激な低下を抑制し、また、ΔＴＨが小さいときにはΔＦも小さくして前記室内熱交検出温度の低下を抑制して、前記室内熱交検出温度の極端な上下動を防止する。
このようにして、その時点での冷媒循環量に適し、かつ、極力風量の多い状態とし、若干の風量の変化があっても、従来のような極端な風量変化を生ずることがなく、常にある程度の吹出し温度（冷風と感じない温度）を確保するようにファンの回転を制御している。
Ｍｅｄモード（２４〜２９℃）に限らず、Ｈｉモード（３２〜３７℃）であっても中・低位モード切換え温度ＴＨ２を高・中位モード切換え温度ＴＨ１に変えるだけでその動作は同様である。

請求項１記載の発明によれば、室内熱交検出温度に温度変化が生じたとき、直前のファン回転数に、単位時間毎に調整用回転数を加減して微調整する。このため、ファン回転数の急上昇により室内熱交検出温度が下がってハンチング防止温度に達すると、下げ幅の小さな調整用回転数を減じてファン回転数を徐々に下げるような制御し、室内熱交検出温度が第２の切換え温度に達する。ファン回転数をわずかずつ下げることで室内熱交検出温度が一時的にわずかに下がってもファン回転数は、微調整の範囲内であるから、室内熱交検出温度が徐々に上昇する。そして室内熱交検出温度が第１の切り替え温度まで上昇したらファン回転数は、設定された回転数に達する。このように、温度変化が生じたとき直前のファン回転数に、単位時間毎に調整用回転数を加減して微調整することでファン回転数の極端な上下動（ハンチング）を防止し、室温を設定された所定の温度（冷風と感じない下限温度）まで速やかに暖ませることができる。

請求項２記載の発明によれば、調整用回転数は、室内熱交検出温度の変化の程度に応じて複数段階に設定し、直前のファン回転数に、調整用回転数を単位時間毎に順次加減することにより、室内熱交検出温度の温度変化に応じて微調整幅を変化させて少しずつ減らしたり増やしたりして可能な限り早く、かつ、適正なファン回転数に制御できる。

請求項３記載の発明によれば、調整用回転数は、室内熱交検出温度の変化の程度が小さいほど小さく設定することにより、室内熱交検出温度の温度変化に追随して風量変化の断続性を可能な限り小さくして、人体が冷風を感じない限界の最大風量に制御して、可能な限り迅速に部屋を暖めることができる。

請求項４記載の発明によれば、前記室内熱交検出温度の上昇時に前記ファンの回転数を高い方に切換える第１の切換え温度と、前記室内熱交検出温度の下降時に前記ファンの回転数を低い方に切換える前記第１の切換え温度より低い第２の切換え温度を、異なる暖房運転モード毎にそれぞれ異ならせて設定し、かつ、前記ハンチング防止温度を、異なる暖房運転モード毎に異なる前記第１の切換え温度に略一致するように設定することにより、いずれの暖房運転モードを選択しても、それぞれモード毎の暖房運転開始時にファン回転数が極端な上下動（ハンチング）を起こすことがなくなり、風量が増え、部屋を速やかに暖ませることができる。

請求項５記載の発明によれば、室内機のファンの風量が多くなると暖房能力も高くなり、部屋がより暖まりやすくなる。

請求項６記載の発明によれば、Ｈｉ、Ｍｅｄ、Ｌｏの３つの暖房運転モード毎に適切な暖房運転の処理ができる。

請求項７記載の発明によれば、空気調和機は、請求項１乃至請求項６記載のいずれか１つのファン制御装置を具備したので、暖房運転開始直後に、ファンによる冷風の吹き出しを抑制し、温風の吹き出しを速やかに効率よく行うようにした空気調和機を提供することができる。

本発明によるファン制御装置の実施例１の全体の動作を示すフローチャートである。 図１における実施例１の要部の詳細な動作を示すフローチャートである。 室内熱交換器の検出温度とファンの回転数の設定モードの説明図である。 一般的な空気調和機の制御装置の配管図である。 本発明によるファン制御装置の実施例１を制御する制御ブロック図である。 （ａ）は、設定モード毎の本発明（実線）と従来（２点鎖線）の室内熱交検出温度の特性図、（ｂ）は、設定モード毎の本発明（実線）と従来（２点鎖線）のファン回転数の特性図である。 特許文献１に記載の空気調和機における圧縮機の運転周波数の特性図である。

本発明によるファン制御装置は、圧縮機、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器を配管により環状に連結し、前記室内熱交換器に風を送るファンと室内熱交検出温度を検出する室内熱交検出温度センサとを具備し、暖房運転時における前記室内熱交検出温度が予め設定された第１の切換え温度よりも上昇した時に前記ファンの回転数を高い方に切換え、前記室内熱交検出温度が予め設定された前記第１の切換え温度より低い第２の切換え温度よりも下降した時に前記ファンの回転数を低い方に切換えることにより、前記ファンの回転数を制御するファン制御装置を対象とし、特に、このファン制御装置を具備した空気調和機を対象としている。

本発明は、前記第２の切換え温度より高いハンチング防止温度と前記ファンの回転数を微調整するための調整用回転数を予め設定し記憶するメモリと、前記室内熱交検出温度が前記ハンチング防止温度より下降したとき、前記ファンの回転数に、前記調整用回転数を単位時間毎に順次加算することにより前記ファンの回転数を少しずつ下げて、可能な限り前記室内熱交検出温度の下降を抑制し、第２の切換え温度に達することのないように制御する室内機制御部とを具備している。

前記調整用回転数は、前記室内熱交検出温度の変化の程度に応じて複数段階に設定し、直前の前記ファン回転数に、前記調整用回転数を単位時間毎に順次加減する。

前記室内熱交検出温度の上昇時に前記ファンの回転数を高い方に切換える第１の切換え温度と、前記室内熱交検出温度の下降時に前記ファンの回転数を低い方に切換える前記第１の切換え温度より低い第２の切換え温度を、異なる暖房運転モード毎にそれぞれ異ならせて設定し、かつ、前記ハンチング防止温度を、異なる暖房運転モード毎に異なる前記第１の切換え温度に略一致するように設定する。

前記室内熱交検出温度に関連してＨｉ、Ｍｅｄ、Ｌｏの３つの暖房運転モード毎に、ファンの回転数を切換えるための高低２つの異なるモード切換え温度を設定し、これら２つのモード切換え温度は、それぞれ前記室内熱交検出温度の変化の上昇時の第１の切換え温度の方が下降時の第２の切換え温度より高くなるように温度差をもって設定し、前記Ｈｉモードのときのファンの回転数が最も高く設定され、前記Ｍｅｄモードのときのファンの回転数が中位に設定され、前記Ｌｏモードのときのファンの回転数が最も低く設定される。

このような構成において、本発明は、まず、暖房運転モードがＨｉモードかＭｅｄモードを確認する。図６におけるＴ０時に、例えば、Ｍｅｄモードで運転を開始した場合、開始直後の室内熱交検出温度が１０℃（第２の切換え温度２４℃以下）とすると、人体が冷風と感じる温度であり、冷風防止制御が動作して、ファン２５は、風量が少ないＬｏモード（室温検出可能最低風量の５００ｒｐｍ）で回転する。

次第に圧縮機１０の回転数が上昇し、冷媒循環量が増えて、Ｔ１時に室内熱交検出温度が第１の切換え温度（２９℃）を超えたものとする（点ａ）。すると、ファンモードをＭｅｄモード中位に設定された回転数（１０００ｒｐｍ）又はこれより設定風量の低いモードに指示する。運転開始直後は、ファンの送風量が多いと、風量の増加に冷媒循環量が追いつかず、室内熱交検出温度が下降を開始する。
その後、Ｔ２時に、暖房運転開始直後における予め設定した所定のハンチング防止温度、例えば、２８℃まで下降したものとする（点ｂ）。すると、本発明によるファン回転数ハンチング防止処理が機能する。暖房運転開始直後におけるハンチング防止温度は、２４℃から２９℃までの間で、できるだけ２９℃に近い温度とすることが好ましいが、２９℃以上に設定してもよい。

前記ファン回転数のハンチング防止処理機能は、暖房運転開始時における室内熱交検出温度がハンチング防止温度まで下降したとき、直前のファン回転数に、単位時間毎に調整用回転数を加減し、ファン２５の回転数をわずかずつ変化させる。
さらに詳しくは、室内熱交検出温度の変化量をΔＴＨ＝ＴＨ−ＴＨｎ（例えば、ｎ＝５秒前と現在の検出温度差）とし、単位時間（例えば１秒間）毎に加減する調整用回転数をΔＦとしたとき、前記変化量ΔＴＨの大きさに応じて複数の前記調整用回転数ΔＦを設定する。

具体的には、次のように設定する。
ΔＴＨ≧２ｄｅｇ →ΔＦ＝１５ｒｐｍ
２＞ΔＴＨ≧１ｄｅｇ →ΔＦ＝１０ｒｐｍ
１＞ΔＴＨ≧０ｄｅｇ →ΔＦ＝５ｒｐｍ
０＞ΔＴＨ≧−１ｄｅｇ →ΔＦ＝−１０ｒｐｍ
−１＞ΔＴＨ≧−２ｄｅｇ→ΔＦ＝−１５ｒｐｍ
−２＞ΔＴＨ →ΔＦ＝−２０ｒｐｍ

そのため、室内熱交検出温度の変化量ΔＴＨが大きいときには調整用回転数ΔＦも大きくして前記室内熱交検出温度の急激な低下を抑制し、また、変化量ΔＴＨが小さいときには調整用回転数ΔＦも小さくして前記室内熱交検出温度の低下を抑制して、前記室内熱交検出温度の極端な上下動（ハンチング）を防止する。
このようにして、その時点での冷媒循環量に適し、かつ、極力風量の多い状態とし、若干の風量の変化があっても、従来のような極端な風量変化を生ずることがなく、常にある程度の吹出し温度（冷風と感じない温度）を確保するようにファン２５の回転を制御している。
Ｍｅｄモード（５００〜１０００ｒｐｍ）におけるファン回転数の制御に限らず、Ｈｉモード（１０００〜１２００ｒｐｍ）におけるファン回転数であっても同様である。

図４は、本発明のファン制御装置を具備した空気調和機の実施例１で、段落［０００２］で述べたとおり、室内機２２と室外機２７で構成され、前記室外機２７の圧縮機１０、四方弁１１から、前記室内機２２の室内熱交換器１２を通り、前記室外機２７の膨張弁２６、室外熱交換器１３を経て、前記圧縮機１０に戻るように配管により環状に連結し、四方弁１１の切り替えにより、冷房運転（実線矢印）と暖房運転（点線矢印）のいずれかの運転が行われる。

さらに詳しくは、前記圧縮機１０の周囲には、圧縮機温度センサ１４と吐出側温度センサ１５と吸入側温度センサ１６を有し、吐出側は、高圧センサ３０とオイルセパレータ１７と逆止弁１８を介して前記四方弁１１に連結されている。また、圧縮機１０の吸入側とオイルセパレータ１７の間に配管で連結されている電磁弁１９は、冷媒が所定温度になるまでオイルセパレータ１７と圧縮機１０の吸入側をバイパスするために開放される。
前記室内機２２の室内熱交換器１２には、この室内熱交換器１２の室内熱交検出温度を検出する室内熱交中間温度センサ２３が設けられ、また、前記室内熱交換器１２に臨ませてこの室内熱交換器１２に風を送るファン２５と室内機２２の内部の温度を検出する室内温度センサ２４が設けられて室内機２２を構成している。
前記膨張弁２６と室外熱交換器１３との間には、ストレーナ３８が介在されて連結されている。
前記室外機２７の室外熱交換器１３には、この室外熱交換器１３の内部に熱交出口温度センサ２８が設けられ、室外熱交換器１３の近傍に外気温度センサ２９が設けられている。
前記四方弁１１と圧縮機１０の吸入側の間には、低圧センサ２１とサブアキュムレータ２０が設けられている。
なお、以下の例では、前記室内熱交中間温度センサ２３は、前記室内熱交換器１２の中間位置に取り付けて室内熱交検出温度を検出するものとしたが、必ずしも室内熱交検出温度でなく、前記室内熱交換器の温度であればよい。

図５は、本発明によるファン制御装置の一例を示すブロック図であり、各種演算、駆動信号の出力、モードの切り替えなどの制御を行う制御部３１と、センサ入力データ、演算データ、操作信号などを入力するための入力部３２と、暖房運転の設定ファンモード、この設定ファンモードに対応した温度、ファン回転数などを記憶するＲＡＭ３３と、操作手順などのプログラム等を記憶するＲＯＭ３４と、前記四方弁１１，電磁弁１９，膨張弁２６その他の室外機の駆動部を制御する室外機制御部３５と、室内熱交用ファン２５などの室内機２２を制御する室内機制御部３６とで構成されている。
前記制御部３１には、室内熱交中間温度センサ２３と、前記室内熱交中間温度センサ２３以外の圧縮機温度センサ１４、吐出側温度センサ１５、吸入側温度センサ１６、室内温度センサ２４、熱交出口温度センサ２８、外気温度センサ２９などの各種センサ３７とが接続されている。
前記制御部３１、入力部３２、ＲＡＭ３３、ＲＯＭ３４、室外機制御部３５、室内機制御部３６からなる制御回路は、前記室内機２２と室外機２７のいずれに設けてもよい。

次に本発明によるファン制御装置の動作を説明する。
本発明は、図３に示すような暖房運転の設定ファンモードがＨｉモードとＭｅｄモード、Ｌｏモードの３段階とした場合について説明するが、これに限られるものではなく、２段階でも、４段階以上でもよい。また、温度設定、ファン回転数も図３に示す例に限られるものではない。

本発明の動作を、まずファン制御装置を具備した空気調和機の全体の動作を示す図１のフローチャートに基づき詳細に説明する。
ここで、前記室内熱交検出温度に関連してＨｉ、Ｍｅｄ、Ｌｏの３つの暖房運転モード毎にファンの回転数を異ならせるための高低２つの異なるモード切換え温度ＴＨ１とＴＨ２を設定する。このうち高・中位モード切換え温度ＴＨ１は、前記室内熱交検出温度の上昇時の第１の切換え温度ＴＨ１ａ（３７℃）の方が下降時の第２の切換え温度ＴＨ１ｂ（３２℃）より所定温度だけ（５℃）高いマージンをもって設定する。同様に、中・低位モード切換え温度ＴＨ２は、前記室内熱交検出温度の上昇時の第１の切換え温度ＴＨ２ａ（２９℃）の方が下降時の第２の切換え温度ＴＨ２ｂ（２４℃）より所定温度だけ（５℃）高いマージンをもって設定する。

前記高・中位モード切換え温度（ＴＨ１）以上の前記Ｈｉモードのときのファンの回転数（１０００〜１２００ｒｐｍ）が最も高位に設定され、高・中位モード切換え温度（ＴＨ１）未満で、かつ、中・低位モード切換え温度（ＴＨ２）以上の前記Ｍｅｄモードのときのファンの回転数（５００〜１０００ｒｐｍ）が中位に設定され、中・低位モード切換え温度（ＴＨ２）未満の前記Ｌｏモードのときのファンの回転数（５００ｒｐｍ未満）が最も低位に設定される。このようにして、ファンの回転数は、モード毎に
１２００ｒｐｍ＞Ｈｉ≧１０００ｒｐｍ
１０００ｒｐｍ＞Ｍｅｄ≧５００ｒｐｍ
５００ｒｐｍ＞Ｌｏ
となる。これらの数値は一例であってこれに限定されるものではない。

図１において、
ａ：Ｔ０時にＭｅｄモードを選択し運転を開始したものとする（図６のＴ０時）。

ｂ：運転開始時の設定ファンモードがＭｅｄモードの１０００ｒｐｍ＞Ｍｅｄ≧５００ｒｐｍであり、前記ファンの回転数を切換える第１の切換え温度ＴＨ２ａ＝２９℃、下降時に前記ファンの回転数を切換える第２の切換え温度ＴＨ２ｂ＝２４℃であることを確認する。

ｃ：室内熱交温度センサ２３で室内熱交検出温度ＴＨを検出し、制御部３１へ送り、ＲＡＭ３３に記憶する。なお、室内熱交中間温度センサ２３で検出する温度は、室内熱交換器１２の室内熱交中間温度としたが、中間でなくても室内熱交検出温度であればよい。
開始直後の室内熱交中間温度センサ２３の室内熱交検出温度が例えば、１０℃と低い時は、この状態で噴き出される風は、人体が冷風と感じる温度であり、冷風防止制御が動作して、ファン２５は、室温検出可能最低風量の５００ｒｐｍで運転を開始する。

ｄ：室内熱交検出温度ＴＨ≧ＴＨ１ａ（Ｈｉモードの上昇時の第１の切換え温度３７℃）かどうかを制御部３１で判断する。暖房運転開始直後は、例えば、１０℃と低い時は、Ｎｏであり、ｅに移行する。

ｅ：室内熱交換器１２の室内熱交検出温度ＴＨ≧ＴＨ２ａ（Ｍｅｄモードの上昇時の第１の切換え温度の２９℃）かどうかを制御部３１で判断する。暖房運転開始直後は、例えば、１０℃と低い時は、Ｎｏであり、ｆに移行する。

ｆ：前記ｅがＮｏであると、ファン２５にＬｏモード（又は設定温度の低いモード）を制御部３１から指示し、ｍ工程に移行する。

ｍ：暖房運転を停止するか否かを判断し、Ｎｏである場合、ｃ工程に戻り、ｄ、ｅ、ｆ、ｍの各工程を繰り返す。暖房運転開始により圧縮機１０が駆動することで、次第に圧縮機１０の回転数が上昇し、冷媒循環量が増えて室内熱交検出温度ＴＨも上昇する（図６のＴ０〜Ｔ１）。

ｅ：ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｍの各工程を繰り返している間に、室内熱交換器１２の室内熱交検出温度ＴＨが上昇してＴＨ≧ＴＨ２ａ（Ｍｅｄモードの上昇時の第１の切換え温度２９℃）となり、ｅ工程がＹｅｓになると、ｇ工程に移行する（図１のＴ１時の点ａ）。

ｇ：暖房運転の開始時に設定ファンモードをＭｅｄモードに設定しているので、室内熱交検出温度ＴＨが上昇時の第１の切換え温度（２９℃）を超えると、ファンモードをＭｅｄの１０００ｒｐｍ（又は設定風量の低いモード）に制御部３１で指示する。すると、
暖房運転直後の風量の増加に冷媒循環量が追いつかない場合には風量が多いため室内熱交検出温度が下降する（図６のＴ１〜Ｔ２）。

ｈ：ＴＨ＞ＴＨ２ｂ＋４（ＴＨ２ｂ＝２４℃）かどうか、即ち室内熱交検出温度ＴＨが暖房運転開始時におけるハンチング防止温度（例えばＴＨ２ｂ＋４＝２８℃）かどうかを制御部３１で判断し、室内熱交検出温度ＴＨが設定されたハンチング防止温度（２８℃）未満に下降しなければ（図６のＴ２（点ｂ）以前であれば）Ｙｅｓとなり、ｍ工程に移行し、ｃ、ｄ、ｅ、ｇ、ｈ、ｍの各工程を繰り返し、室内熱交検出温度ＴＨが次第に下降する。ここで、＋４としたのは、下限温度値の２４℃まで下降するのを待たずに、第１の切換え温度の２９℃未満になったらできるだけ早くファン回転数のハンチング防止処理を行うためであるが、暖房運転開始直後におけるハンチング防止温度（ＴＨ２ｂ＋４）は、２４℃から２９℃までの間で、できるだけ２９℃に近いか２９℃と同一温度とすることが好ましい。２９℃以上に設定してもよい。

ｉ：前記ｈでＮｏ、即ち、室内熱交検出温度ＴＨが暖房運転開始直後におけるハンチング防止温度（２８℃）未満（図１のＴ２（点ｂ））になると、ファン回転数ハンチング防止処理を行う。この処理の詳細は、図２に基づき後述する。

つぎに、暖房運転の開始直後に設定ファンモードをＨｉモードに設定したときの作用を図１に基き説明する。
ｄ：暖房運転の開始直後に設定ファンモードをＨｉモードに設定したものとすると、室内熱交検出温度ＴＨ＞ＴＨ１ａ（ＴＨ１ａ＝３７℃）かどうかを制御部３１で判断し、Ｎｏであれば、ｅ工程に移行し、ｆ、ｍ、ｃ、ｄの各工程を繰り返し、室内熱交検出温度ＴＨが次第に上昇する。室内熱交検出温度ＴＨが暖房運転開始時におけるハンチング防止温度（例えばＴＨ１ｂ＋４＝３６℃）を超えると、ｄ工程はＹｅｓとなり、ｊ工程に移行する。

ｊ：設定ファンモードをＨｉモードに設定しているので、室内熱交検出温度ＴＨが３７℃を超えると、ファンモードをＨｉの１２００ｒｐｍ（又は設定風量の低いモード）に制御部３１で指示する。暖房運転直後の風量の増加に冷媒循環量が追いつかない場合には風量が多いため検出温度が下降を開始する。

ｋ：ＴＨ＞ＴＨ１ｂ＋４（ＴＨ１ｂ＝３２℃）かどうかを制御部３１で判断し、室内熱交検出温度ＴＨが暖房運転開始直後におけるハンチング防止温度の３６℃未満に下降しなければＹｅｓとなり、ｍ工程に移行し、ｃ、ｄ、ｊ、ｋ、ｍの各工程を繰り返し、室内熱交検出温度ＴＨが次第に下降する。ここで、＋４としたのは、第２の切換え温度の３２℃まで下降するのを待たずに、第１の切換え温度の３７℃未満になったらすぐにファン回転数ハンチング防止処理を行うためであるが、暖房運転開始時におけるハンチング防止温度（ＴＨ１ｂ＋４）は、３２℃から３７℃までの間で、できるだけ３７℃に近いか３７℃と同一温度とすることが好ましい。３７℃以上に設定してもよい。

ｌ：前記ｋでＮｏ、即ち、室内熱交検出温度ＴＨが３６℃より低くなると、ファン回転数ハンチング防止処理を行う。この処理の詳細は、図２に基づき後述する。

ｍ：暖房運転を停止するかを判断し、Ｙｅｓであればエンドとなる。

図２に基づき図１における前記ｉ工程を詳細に説明する。
ここで、ΔＴＨとΔＦを次の通り設定する。これらの数値は、一例であり、これに限られるものではない。
ΔＴＨ＝ＴＨ−ＴＨｎ（現在と一定時間（５秒）前の室内熱交検出温度変化）
ΔＦ：単位時間（１秒）毎に加減する調整用回転数
ΔＴＨ≧２ｄｅｇ →ΔＦ＝１５ｒｐｍ
２＞ΔＴＨ≧１ｄｅｇ →ΔＦ＝１０ｒｐｍ
１＞ΔＴＨ≧０ｄｅｇ →ΔＦ＝５ｒｐｍ
０＞ΔＴＨ≧−１ｄｅｇ →ΔＦ＝−１０ｒｐｍ
−１＞ΔＴＨ≧−２ｄｅｇ→ΔＦ＝−１５ｒｐｍ
−２＞ΔＴＨ →ΔＦ＝−２０ｒｐｍ

ｉ−１：図１の前記ｈ工程でＮｏであれば（図６のＴ２（点ｂ））、ファン回転数の極端なハンチング防止処理として、以下のファン回転数変更処理を開始する。

ｉ−２：ある時間Ｔ［ｓ］＝０時に室内熱交中間温度センサ２３で検出した室内熱交検出温度ＴＨｎをＲＡＭ３３に記憶する。

ｉ−３：ＴＨｎの検出から所定時間、例えば、５秒間（Ｔ［ｓ］≧５）経過するまで待機し、Ｙｅｓになったら次へ移行する。

ｉ−４：５秒後の室内熱交検出温度を、ＴＨとしてＲＡＭ３３に記憶する。

ｉ−５：制御部３１で温度変化ΔＴＨ＝ＴＨ−ＴＨｎを演算してＲＡＭ３３に記憶する。

ｉ−６：制御部３１でΔＴＨ≧２ｄｅｇかどうか、即ち、５秒間で２℃以上の大きな温度変化があったかどうかを判断する。

ｉ−７：ｉ−６においてΔＴＨ≧２ｄｅｇがＹｅｓであって、この工程ｉ−７で監視したファン２５の実回転数がに設定された回転数（Ｍｅｄモードでは上限が１０００ｒｐｍ）に達していなければ調整用回転数ΔＦ＝１５ｒｐｍとし、この値を実回転数に加算してファン回転数を調整し、ｉ−１７に移行する。

ｉ−１７：実回転数に調整用回転数ΔＦ＝１５ｒｐｍを加算しても実回転数が設定回転数（１０００ｒｐｍ）に到達しなければ、Ｎｏとなり、ｉ−２に戻り、ｉ−３、ｉ−４、ｉ−５、ｉ−６、ｉ−７、ｉ−１７の各工程を設定された回転数に達するまで繰り返す（図６のＴ２（点ｂ）〜Ｔ３（点ｃ））。設定された回転数に達すれば、前記ｍ工程に戻るが、実回転数が設定された回転数に達しなくても、図６のＴ３（点ｃ）のように、ｉ−６でΔＴＨ≧２ｄｅｇがＮｏなら（単位時間あたりの温度差が小さくなったら）ｉ−８へ移行する。

ｉ−８：制御部３１で２＞ΔＴＨ≧１ｄｅｇかどうか、即ち、５秒間で２℃未満１℃以上の温度変化があったかどうかを判断する。

ｉ−９：ｉ−８において２＞ΔＴＨ≧１ｄｅｇがＹｅｓであって、ファン２５の実回転数が設定された回転数（Ｍｅｄモードでは１０００ｒｐｍ）に達していなければ単位時間毎に加減する調整用回転数としてΔＦ＝１０ｒｐｍを選択し、直前の回転数に加算する（図６のＴ３（点ｃ）〜Ｔ４（点ｄ））。

ｉ−１７：ΔＦ＝１０ｒｐｍを加減してもファン２５の実回転数が設定された回転数に到達しなければ、Ｎｏとなり、ｉ−２に戻り、ｉ−３、ｉ−４、ｉ−５、ｉ−６、ｉ−８、ｉ−９、ｉ−１７の各工程を設定された回転数に達するまで繰り返す。設定された回転数（１０００ｒｐｍ）に達すれば、前記ｍ工程に戻るが、実回転数が設定された回転数に達しなくても、ｉ−８で２＞ΔＴＨ≧１ｄｅｇがＮｏなら（単位時間あたりの温度変化が小さくなったら）ｉ−１０へ移行する。

ｉ−１０：制御部３１で１＞ΔＴＨ≧０ｄｅｇかどうかを判断する。

ｉ−１１：１＞ΔＴＨ≧０ｄｅｇがＹｅｓなら、ファン２５の実回転数が設定された回転数（Ｍｅｄモードでは１０００ｒｐｍ）に達していなければΔＦ＝５ｒｐｍを選択し、直前の回転数に加算する（図６のＴ４（点ｄ）以降）。

ｉ−１７：ΔＦ＝５ｒｐｍを加減してもファン２５の実回転数が設定された回転数に到達しなければ、Ｎｏとなり、ｉ−２に戻り、ｉ−３、ｉ−４、ｉ−５、ｉ−６、ｉ−８、ｉ−１０、ｉ−１１、ｉ−１７の各工程を設定された回転数に達するまで繰り返す。設定された回転数に達すれば、前記ｍ工程に戻るが、実回転数が設定された回転数に達しなくても、ｉ−１０で１＞ΔＴＨ≧０ｄｅｇがＮｏなら（１秒間あたりの温度変化がさらに小さくなったら）ｉ−１２へ移行する。

ｉ−１２：制御部３１で０＞ΔＴＨ≧−１ｄｅｇかどうかを判断する。

ｉ−１３：０＞ΔＴＨ≧−１ｄｅｇがＹｅｓなら、ファン２５の実回転数が設定された回転数（第２の切換え温度５００ｒｐｍ）に達していなければΔＦ＝−１０ｒｐｍを選択し、直前の回転数に加算する。ΔＦがマイナスになると、図６のＴ４（点ｄ）以降のように実回転数は、上昇に転ずる。

ｉ−１７：単位時間毎にΔＦ＝−１０ｒｐｍを加減してもファン２５の実回転数が設定された回転数に到達しなければ、Ｎｏとなり、ｉ−２に戻り、ｉ−３、ｉ−４、ｉ−５、ｉ−６、ｉ−８、ｉ−１０、ｉ−１２、ｉ−１３、ｉ−１７の各工程を設定された回転数に達するまで繰り返す。設定された回転数に達すれば、前記ｍ工程に戻るが、実回転数が設定された回転数に達しなくても、ｉ−１２で０＞ΔＴＨ≧−１ｄｅｇがＮｏなら（１秒間あたりの温度変化が負側に小さくなったら）ｉ−１４へ移行する。

ｉ−１４：制御部３１で−１＞ΔＴＨ≧−２ｄｅｇかどうかを判断する。

ｉ−１５：−１＞ΔＴＨ≧−２ｄｅｇがＹｅｓなら、ファン２５の実回転数が設定された回転数（５００回転）に達していなければΔＦ＝−１５ｒｐｍを選択し、上昇のカーブが少し急になる。

ｉ−１７：ΔＦ＝−１５ｒｐｍを加減してもファン２５の実回転数が設定された回転数に到達しなければ、Ｎｏとなり、ｉ−２に戻り、ｉ−３、ｉ−４、ｉ−５、ｉ−６、ｉ−８、ｉ−１０、ｉ−１２、ｉ−１４、ｉ−１５、ｉ−１７の各工程を設定された回転数に達するまで繰り返す。設定された回転数（第２の切換え温度５００回転）に達すれば、前記ｍ工程に戻るが、実回転数が設定された回転数に達しなくても、ｉ−１４で−１＞ΔＴＨ≧−２ｄｅｇがＮｏなら（１秒間あたりの温度変化が負側に大きくなったら）ｉ−１６へ移行する。

ｉ−１６：ΔＦ＝−２０ｒｐｍを選択し、回転数の上昇のカーブがさらに急になる。

ｉ−１７：ｉ−７、ｉ−９、ｉ−１１、ｉ−１３、ｉ−１５、ｉ−１６のいずれかの処理が終了すると、設定された回転数に達したかを判断する。Ｎｏであれば、この回転数でｉ−２に戻り、以上の動作を繰り返すが、図６のＴ６（点ｆ）で第１の切換え温度（２９℃）に達すると、Ｙｅｓであり、設定された回転数（１０００ｒｐｍ）に急速に到達し、図１のｍ工程に移行する。

前記実施例では、Ｍｅｄモードを選択したので、室内熱交中間温度センサ２３がハンチング防止温度（２８℃）未満になったときに、室内熱交中間温度センサ２３の検出温度の変化に応じて設定された調整用回転数を加減して、図６（ｂ）のＴ２〜Ｔ６時の実線特性線のように、ファン２５の回転数を少しずつ減らしたり増やしたりする。そのため、その時点での冷媒循環量に適し、かつ、極力風量の多い状態とし、若干の温度の変化があっても、従来の２点鎖線特性線のような極端な風量変化を生ずることがなく、常にある程度の吹出し温度（冷風と感じない温度）を確保するようにファン２５の回転を制御している。

前記図６（ａ）（ｂ）の実施例では、Ｍｅｄモードを選択した場合について説明したが、前記ｌ工程におけるｌ−１〜ｌ−１７のＨｉモードを選択した場合（図６（ａ）（ｂ）の縦軸の括弧書き数値）の作用についても、前記ｉ工程におけるハンチング防止温度の違い、設定された回転数の違いがあるがその他は同様であり、詳細な説明は省略する。

１０…圧縮機、１１…四方弁、１２…室内熱交換器、１３…室外熱交換器、１４…圧縮機温度センサ、１５…吐出側温度センサ、１６…吸入側温度センサ、１７…オイルセパレータ、１８…逆止弁、１９…電磁弁、２０…サブアキュムレータ、２１…低圧センサ、２２…室内機、２３…室内熱交中間温度センサ、２４…室内温度センサ、２５…ファン、２６…膨張弁、２７…室外機、２８…熱交出口温度センサ、２９…外気温度センサ、３０…高圧センサ、３１…制御部、３２…入力部、３３…ＲＡＭ、３４…ＲＯＭ、３５…室外機制御部、３６…室内機制御部、３７…その他のセンサ、３８…ストレーナ。

Claims (7)

1. 圧縮機、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器を配管により環状に連結し、前記室内熱交換器に風を送るファンと室内熱交検出温度を検出する室内熱交検出温度センサとを具備し、暖房運転時における前記室内熱交検出温度が予め設定された第１の切換え温度よりも上昇した時に前記ファンの回転数を高い方に切換え、前記室内熱交検出温度が予め設定された前記第１の切換え温度より低い第２の切換え温度よりも下降した時に前記ファンの回転数を低い方に切換えることにより、前記ファンの回転数を制御する制御装置において、
   前記第２の切換え温度より高いハンチング防止温度と前記ファンの回転数を微調整するための調整用回転数を予め設定し記憶するメモリと、前記室内熱交検出温度が前記ハンチング防止温度より下降したとき、前記ファンの回転数に、前記調整用回転数を単位時間毎に順次加算することにより前記ファンの回転数を少しずつ下げて、可能な限り前記室内熱交検出温度の下降を抑制し、第２の切換え温度に達することのないように制御する室内機制御部とを具備したことを特徴とするファン制御装置。
2. 前記調整用回転数は、前記室内熱交検出温度の変化の程度に応じて複数段階に設定し、直前の前記ファン回転数に、前記調整用回転数を単位時間毎に順次加減することを特徴とする請求項１記載のファン制御装置。
3. 前記調整用回転数は、前記室内熱交検出温度の変化の程度が小さいほど小さく設定したことを特徴とする請求項２記載のファン制御装置。
4. 前記室内熱交検出温度の上昇時に前記ファンの回転数を高い方に切換える第１の切換え温度と、前記室内熱交検出温度の下降時に前記ファンの回転数を低い方に切換える前記第１の切換え温度より低い第２の切換え温度を、異なる暖房運転モード毎にそれぞれ異ならせて設定し、かつ、前記ハンチング防止温度を、異なる暖房運転モード毎に異なる前記第１の切換え温度に略一致するように設定したことを特徴とする請求項１、２又は３記載のファン制御装置。
5. 前記ファンの回転数を異ならせるための異なる温度以上のときの前記ファンの設定された回転数は、前記異なる温度未満のときより大きく設定されていることを特徴とする請求項４記載のファン制御装置。
6. 前記室内熱交検出温度に関連してＨｉ、Ｍｅｄ、Ｌｏの３つの暖房運転モード毎に、ファンの回転数を切換えるための高低２つの異なるモード切換え温度を設定し、これら２つのモード切換え温度は、それぞれ前記室内熱交検出温度の変化の上昇時の第１の切換え温度の方が下降時の第２の切換え温度より高くなるように温度差をもって設定し、前記Ｈｉモードのときのファンの回転数が最も高く設定され、前記Ｍｅｄモードのときのファンの回転数が中位に設定され、前記Ｌｏモードのときのファンの回転数が最も低く設定されていることを特徴とする請求項４記載のファン制御装置。
7. 請求項１乃至請求項６記載のいずれか１つのファン制御装置を具備した空気調和機。

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