JP2016519278A - エアーコンディショナの室外ファンモータの制御方法 - Google Patents

エアーコンディショナの室外ファンモータの制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】エアーコンディショナユニットの運転中に発生するノイズを減少させ、かつ、これらのモータをより広い周波数の範囲で運転させることができ、この結果、空気量をより正確に調整することができ、ユニットの圧力及び温度を妥当な範囲内に制御でき、かつ、ユニットの運転結果を安定させる。【解決手段】エアーコンディショナの室外ファンモータの制御方法であって、エアーコンディショナの運転条件に応じて第1室外ファンモータ120及び第2室外ファンモータ130の所要の回転速度を決定し、かつ、各々所要の回転速度に対応する前記2つのモータの同時刻で異なる各作動周波数を制御する制御信号を第1室外ファンモータ120及び第2室外ファンモータ130に個々に出力するステップと、冷房中のエアーコンディショナの排気圧又は暖房中の吸気圧を測定するステップと、測定された排気圧又は吸気圧をプリセット圧力と比較するステップと、比較の結果に応じて第1室外ファンモータ120及び第2室外ファンモータ130の回転速度を制御するステップとを含む。

Description

本開示は、エアーコンディショナの制御方法に関し、特に、エアーコンディショナの室外ファンモータの制御方法に関する。
従来技術では、マルチスプリットエアーコンディショナの側部排気式室外ユニットは、通常、上部室外ファンと、下部室外ファンと、上部室外ファンを回転させるために駆動する上部室外ファンモータと、下部室外ファンを回転させるために駆動する下部室外ファンモータと、上部室外ファンモータ及び下部室外ファンモータを制御する制御器とを備える。一般に、上部室外ファンモータの周波数と下部室外ファンモータの周波数とは、同時刻では同一である。このため、上部室外ファンモータと下部室外ファンモータとが同時に動作する場合には、室外ユニットの構造部品に作用する振動は、方向及び位相が同一であり、その結果、共鳴振動及びより大きなノイズが生ずる。上部室外ファンモータと下部室外ファンモータとが異なる速度で動作する場合には、振動位相は一致しないが、位相差は時間とともに減少するであろう。可変の振動位相が一旦一致すると、構造部品に共鳴振動が形成されるであろうし、ノイズが発生する。その上、共鳴振動が一旦形成されると、上部室外ファンモータ及び下部室外ファンモータによって構造部品に作用する振動は、互いに強め合い、モータは共鳴振動から解放されないであろう。結果として、ノイズが常に継続し、ユーザに影響を及ぼす。さらに、上部室外ファンモータと下部室外ファンモータとが同時に同じ周波数で動作する場合には、2つの室外ファンモータの動作周波数の全範囲はあまりに狭く、ファンモータの正確な制御を実現できないであろう。
本開示により解決しようとする技術的課題は、ユニットの運転中に発生するノイズを軽減し、モータの作動周波数の調整範囲を広げ、さらに、空気量を正確に調整する、エアーコンディショナの室外ファンモータの制御方法を提供することにある。
上記技術的課題を解決するために、本開示は、エアーコンディショナの室外ファンモータの制御方法を提供する。前記エアーコンディショナは、熱交換を実行するための室外熱交換器で用いられる、第1室外ファン及び第2室外ファンを含む。前記制御方法は、
前記エアーコンディショナの動作状態に応じて前記第1室外ファンモータの所要の回転速度V1及び前記第2室外ファンモータの所要の回転速度V2を決定し、前記第1室外ファンモータの回転を制御するために前記所要の回転速度V1に対応する作動周波数f1の第1制御信号を前記第1室外ファンモータに出力し、前記第2室外ファンモータの回転を制御するために前記所要の回転速度V2に対応する前記作動周波数f1とは同時刻では異なる作動周波数f2の第2制御信号を前記第2室外ファンモータに出力するステップと、
前記エアーコンディショナの冷房状態での排気圧P1又は前記エアーコンディショナの暖房状態での吸気圧P2を測定するステップと、
前記測定された排気圧P1又は前記測定された吸気圧P2をプリセット圧力と比較し、かつ、圧力の比較結果に応じて前記第1室外ファンモータの回転速度及び前記第2室外ファンモータの回転速度を制御するステップと、
を含む。
一の実施形態では、同時刻での前記作動周波数f1と前記作動周波数f2との間の差は少なくとも1Hzである。
一の実施形態では、前記第1室外ファンモータの回転速度及び前記第2室外ファンモータの回転速度を制御するステップは、
前記測定された排気圧P1を範囲[A1,B1]内の範囲にある第1プリセット圧力と比較する又は前記測定された吸気圧P2を範囲[A2,B2]内の範囲にある第2プリセット圧力と比較する工程と、
P1<A1又はP2>B2の場合には、前記第1室外ファンモータの回転速度及び前記第2室外ファンモータの回転速度を減少させる工程と、
P1>B1又はP2≦A2の場合には、前記第1室外ファンモータの回転速度及び前記第2室外ファンモータの回転速度を増加させる工程と、
を含む。
一の実施形態では、前記第1室外ファンモータの回転速度及び前記第2室外ファンモータの回転速度を減少させるステップは、
前記第2室外ファンモータの動作が停止しているか否かを判断する工程と、
前記第2室外ファンモータの動作が停止している場合には、前記第1室外ファンモータの回転速度を減少させる工程と、
前記第2室外ファンモータの動作が停止していない場合には、前記第2室外ファンモータの前記作動周波数f2が作動周波数fmよりも小さいか否かを更に判断し、前記第2室外ファンモータの前記作動周波数f2が作動周波数fmよりも小さい場合には、前記第1室外ファンモータの前記作動周波数f1を作動周波数fnまで増加させ、かつ、同時に第2室外ファンモータの動作を停止させるように制御し、前記第2室外ファンモータの前記作動周波数f2が作動周波数fmよりも小さくない場合には、前記第1室外ファンモータの前記作動周波数f1及び前記第2室外ファンモータの前記作動周波数f2を減少させる工程と、
を含む。
一の実施形態では、K≦fm≦K+5Hzであり、かつ、Kは前記第2室外ファンモータの最小限の定格作動周波数である。
一の実施形態では、2×fm≦fn≦2×fm+5Hzである。
一の実施形態では、前記第1室外ファンモータの回転速度及び前記第2室外ファンモータの回転速度を増加させるステップは、
前記第2室外ファンモータの動作が停止しているか否かを判断する工程と、
前記第2室外ファンモータの動作が停止している場合には、前記第1室外ファンモータの前記作動周波数f1が作動周波数fpよりも大きいか否かを更に判断し、前記第1室外ファンモータの前記作動周波数f1が作動周波数fpよりも大きい場合には、前記第1室外ファンモータの前記作動周波数f1を作動周波数fqまで減少させ、かつ、同時に前記第2室外ファンモータを動作させるように制御し、前記第1室外ファンモータの前記作動周波数f1が作動周波数fpよりも大きくない場合には、前記第1室外ファンモータの前記第1周波数f1を増加させる工程と、
前記第2室外ファンモータの動作が停止していない場合には、前記第1室外ファンモータの前記作動周波数f1及び前記第2室外ファンモータの前記作動周波数f2を増加させる工程と、
を含む。
一の実施形態では、2K≦fp≦2K+10Hzであり、かつ、Kは前記第1室外ファンモータの最小限の定格作動周波数である。
一の実施形態では、K≦fq≦K+5Hzであり、かつ、Kは前記第1室外ファンモータの最小限の定格作動周波数である。
一の実施形態では、更に、
前記第1室外ファンモータの実回転速度V1’及び前記第2室外ファンモータの実回転速度V2’を測定するステップと、
前記実回転速度V1’を所要の回転速度V1と比較し、かつ、第1速度の比較結果に応じて前記第1室外ファンモータの回転速度を制御し、前記実回転速度V2’を所要の回転速度V2と比較し、かつ、第2速度の比較結果に応じて前記第2室外ファンモータの回転速度を制御するステップと、
を含む。
従来技術の制御方法と比較すると、前記第1室外ファンモータと前記第2室外ファンモータとは、周波数が異なり、かつ、個々に制御されるため、本開示に係るエアーコンディショナの室外ファンモータの制御方法は、以下の利点を有する。
1.前記第1室外ファンモータと前記第2室外ファンモータとは、周波数が異なり、かつ、個々に制御されるため、前記2つのモータの振動位相は、決して一致することはないであろう。波の重ね合わせの原理に基づく共鳴振動(すなわち、共振)は決して形成されないであろう。その上、構造部品に作用する振動は、通常、逆位相のため、弱められるであろう。したがって、本開示の方法は、共振ノイズを除くことができるだけでなく、ある程度までノイズの規模を減少させることもできるであろう。
2.前記第1室外ファンモータと前記第2室外ファンモータとは、周波数が異なるため、動作周波数の範囲を広げることができる。1つのモータの動作周波数の範囲を[X,Y]とすると、2つのモータを一致する周波数で動作する場合には、動作周波数の全範囲は[2X,2Y]となり、2つのモータが異なる周波数で動作する場合には、動作周波数の全範囲は[X,2Y]となる。
3.本開示は、動作周波数の範囲がより広いので、先端的な自動制御方法は、正確にモータの周波数を調整すること、エアーコンディショナユニットの圧力及び温度を合理的な範囲内で制御すること、及び、ユニットの運転効果を安定させることに適応し得る。
本開示のエアーコンディショナの室外ファンモータの制御概略図である。 本開示の室外ファンモータの制御方法を示すフローチャートである。
発明の実施の形態
本開示は、付属の図面及び実施形態を参照して、より詳細に説明されるであろう。様々な実施形態及びそれらの特徴は、矛盾のない状況下で、互いに組み合わせることができることに留意すべきである。
図1の本開示のエアーコンディショナの室外ファンモータの制御概略図に示されるように、本開示の制御器110は、異なる周波数を取得し、かつ、個々の制御を実現するために、互いに独立する第1制御回路及び第2制御回路を有する。第1制御回路は、第1室外ファンモータ120を駆動するためのPWM制御信号を出力して、第1室外ファンモータ120の回転速度に対応するフィードバックインパルス周波数を獲得し、かつ、第1室外ファンモータ120の回転速度に対する閉ループフィードバック制御を実行するために、第1室外ファンモータの実回転速度を測定して、回転速度を正確に安定させる。これとは別に、第2制御回路は、第2室外ファンモータ130を駆動するためのPWM制御信号を出力して、第2室外ファンモータ130の回転速度に対応するフィードバックインパルス周波数を獲得し、かつ、第2室外ファンモータ130の回転速度に対する閉回路フィードバック制御を実行するために、第2室外ファンモータの実回転速度を測定して、回転速度を正確に安定させる。この実施形態では、第1室外ファンモータ120は、上部室外ファンを回転させるために駆動され、かつ、第2室外ファンモータ130は、下部室外ファンを回転させるために駆動される。
図2は、エアーコンディショナの室外ファンモータの制御方法を示すフローチャートである。
ステップS201:ユーザは、まず、リモートコントロール等の入力デバイスを通じて、所望の運転モード(冷房モード又は暖房モード)、所望の温度、所望の空気量等の動作情報を選択する。選択された動作情報は、制御器110に入力される。
ステップS202:運転モード、温度、及び空気量等のエアーコンディショナの動作状態に応じて、制御器110は、第1室外ファンモータの所要の回転速度V1及び第2室外ファンモータの所要の回転速度V2を決定する。制御器110の第1制御回路は、第1室外ファンモータ120の回転を制御するために、所要の回転速度V1に対応する作動周波数f1を制御する制御信号を第1室外ファンモータ120に出力する。制御器110の第2制御回路は、第2室外ファンモータ130の回転を制御するために、所要の回転速度V2に対応する作動周波数f2を制御する制御信号を第2室外ファンモータ130に出力する。ここで、作動周波数f1及び作動周波数f2は、同時刻で異なる。好ましくは、同時刻での作動周波数f1と作動周波数f2との間の差は、少なくとも1Hzである。
ステップS203:エアーコンディショナの運転中、圧力変換器は、エアーコンディショナの冷房状態での排気圧P1又はエアーコンディショナの暖房状態での吸気圧P2を測定する。
ステップS204:測定された排気圧P1を第1プリセット圧力と比較し(排気圧は、エアーコンディショナの冷房状態では、範囲[A1,B1]内に維持されるべきものとする)、又は、測定された吸気圧P2を第2プリセット圧力と比較し(吸気圧P2は、エアーコンディショナの暖房状態では、範囲[A2,B2]内に維持されるべきものとする)、かつ、エアーコンディショナの圧力を信頼できる範囲に確保するために、圧力の比較結果に応じて第1室外ファンモータ120の回転速度及び第2室外ファンモータ130の回転速度を制御する。
ステップS205:P1<A1又はP2>B2の場合には、第1室外ファンモータ120の回転速度及び第2室外ファンモータ130の回転速度を減少させる。低い回転速度が要求される場合には、ユーザは、第1室外ファンモータ120を動作させるように制御するのみで、第2室外ファンモータ130の動作は停止させるように制御してもよい。空気量の大きな変化によりエアーコンディショナの不安性が引き起こされることを回避するために、第1過度期間は、2つのモータの動作状態と1つのモータのみの動作状態との間に設けられる。第1過度期間中の制御工程は、
ステップS206:第2室外ファンモータ130の動作が停止しているか否かを判断するステップと、
ステップS207:第2室外ファンモータ130の動作が停止している場合には、第1室外ファンモータの回転速度を直接的に減少させるステップと、
ステップS208:第2室外ファンモータ130の動作が停止していない場合には、第2室外ファンモータ130の作動周波数f2が作動周波数fmよりも小さいか否かを更に判断し(好ましくは、K≦fm≦K+5Hzであり、かつ、Kは第2室外ファンモータ130の最小限の定格作動周波数である)、第2室外ファンモータ130の作動周波数f2が作動周波数fmよりも小さい場合には、第1室外ファンモータ120の作動周波数f1を作動周波数fnまで増加させ(好ましくは、2×fm≦fn≦2×fm+5Hz)、かつ、第2室外ファンモータ130の動作を停止させるように制御し、第2室外ファンモータ130の作動周波数f2が作動周波数fmよりも小さくない場合には、第1室外ファンモータ120の作動周波数f1及び第2室外ファンモータ130の作動周波数f2を減少させるステップと、
を含む。
ゆえに、2つのモータの動作状態から1つのモータだけの動作状態までの過渡期間中、第1室外ファンモータ120の作動周波数は、空気量の大きな変化によるエアーコンディショナの不安定性を回避するために、ある程度まで増加される。
ステップS209:P1>B1又はP2≦A2の場合には、第1室外ファンモータ120の回転速度及び第2室外ファンモータ130の回転速度を増加させる。同様に、空気量の大きな変化によってエアーコンディショナの不安定性が引き起こされることを回避するために、第2過度期間は、1つのモータだけの動作状態と2つのモータの動作状態との間に設けられる。第2過度期間中の制御工程は、
ステップS210:第2室外ファンモータ130の動作が停止しているか否かを判断するステップと、
ステップS211:第2室外ファンモータ130の動作が停止している場合には、第1室外ファンモータ120の作動周波数f1が、作動周波数fpよりも大きいか否かを更に判断し(好ましくは、2×K≦fp≦2×K+10Hzであり、かつ、Kは第1室外ファンモータ120の最小限の定格作動周波数である)、第1室外ファンモータ120の作動周波数f1が作動周波数fpよりも大きい場合には、第1室外ファンモータ120の作動周波数f1を作動周波数fqまで減少させ(好ましくは、K≦fq≦K+5Hzであり、かつ、Kは第1室外ファンモータ120の最小限の定格作動周波数である)、かつ、第2室外ファンモータを動作させるように制御し、第1室外ファンモータ120の作動周波数f1が作動周波数fpよりも大きくない場合には、第1室外ファンモータ120の作動周波数f1を増加させるステップと、
ステップS212:第2室外ファンモータ130の動作が停止してない場合には、第1室外ファンモータ120の作動周波数f1及び第2室外ファンモータ130の作動周波数f2を増加させるステップと、
を含む。
好ましくは、本実施形態では、エアーコンディショナの室外ファンモータの制御方法は、更に、
第1室外ファンモータの実回転速度V1’及び2室外ファンモータの実回転速度V2’を測定するステップと、
実回転速度V1’を所要の回転速度V1と比較し、第1の速度の比較結果に応じて第1室外ファンモータの回転速度を制御し、実回転速度V2’を所要の回転速度V2と比較し、第2の速度の比較結果に応じて第2室外ファンモータの回転速度を制御するステップと、
を含む。
第1室外ファンモータ120の実回転速度及び第2室外ファンモータ130の実回転速度の測定を通じて、制御器は、各モータの回転速度を正確に安定させるため、閉ループフィードバック制御を実行する。
上述のように、本開示のエアーコンディショナの室外ファンモータの制御方法に応じて、第1室外ファンモータ120と第2室外ファンモータ130とは、周波数が異なり、かつ、個々に制御される。したがって、エアーコンディショナユニットの運転中に生じるノイズが減少され、かつ、各モータの動作周波数の範囲が広げられる。これにより、空気量がより正確に制御されることになり、ユニットの圧力及び温度は合理的な範囲内で制御され、かつ、ユニットの運転効果は安定する。
上述の内容は、本発明のいくつかの実施形態であり、かつ、これらの実施形態は具体的かつ詳細であるが、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。本発明の範囲を逸脱しない限り様々な変形及び改変がなされ得ることは、当業者に理解されるであろう。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって規定されるものである。

Claims (10)

  1. エアーコンディショナが第1室外ファンモータ及び第2室外ファンモータを含み、
    前記エアーコンディショナの動作状態に応じて前記第1室外ファンモータの所要の回転速度V1及び前記第2室外ファンモータの所要の回転速度V2を決定し、前記第1室外ファンモータの回転を制御するために前記所要の回転速度V1に対応する作動周波数f1の第1制御信号を前記第1室外ファンモータに出力し、前記第2室外ファンモータの回転を制御するために前記所要の回転速度V2に対応する前記作動周波数f1とは同時刻では異なる作動周波数f2の第2制御信号を前記第2室外ファンモータに出力するステップと、
    前記エアーコンディショナの冷房状態での排気圧P1又は前記エアーコンディショナの暖房状態での吸気圧P2を測定するステップと、
    前記測定された排気圧P1又は前記測定された吸気圧P2をプリセット圧力と比較し、かつ、圧力の比較結果に応じて前記第1室外ファンモータの回転速度及び前記第2室外ファンモータの回転速度を制御するステップと、
    を含むエアーコンディショナの室外ファンモータの制御方法。
  2. 同時刻での前記作動周波数f1と前記作動周波数f2との差は少なくとも1Hzである、
    請求項1記載のエアーコンディショナの室外ファンモータの制御方法。
  3. 前記第1室外ファンモータの回転速度及び前記第2室外ファンモータの回転速度を制御するステップは、
    前記測定された排気圧P1を範囲[A1,B1]内の範囲にある第1プリセット圧力と比較する又は前記測定された吸気圧P2を範囲[A2,B2]内の範囲にある第2プリセット圧力と比較するステップと、
    P1<A1又はP2>B2の場合には、前記第1室外ファンモータの回転速度及び前記第2室外ファンモータの回転速度を減少させるステップと、
    P1>B1又はP2≦A2の場合には、前記第1室外ファンモータの回転速度及び前記第2室外ファンモータの回転速度を増加させるステップと、
    を含む、請求項1記載のエアーコンディショナの室外ファンモータの制御方法。
  4. 前記第1室外ファンモータの回転速度及び前記第2室外ファンモータの回転速度を減少させるステップは、
    前記第2室外ファンモータの動作が停止しているか否かを判断する工程と、
    前記第2室外ファンモータの動作が停止している場合には、前記第1室外ファンモータの回転速度を減少させるステップと、
    前記第2室外ファンモータの動作が停止していない場合には、前記第2室外ファンモータの前記作動周波数f2が作動周波数fmよりも小さいか否かを更に判断し、前記第2室外ファンモータの前記作動周波数f2が前記作動周波数fmよりも小さい場合には、前記第1室外ファンモータの前記作動周波数f1を作動周波数fnまで増加させ、かつ、同時に第2室外ファンモータの動作を停止させるように制御し、前記第2室外ファンモータの前記作動周波数f2が作動周波数fmよりも小さくない場合には、前記第1室外ファンモータの前記作動周波数f1及び前記第2室外ファンモータの前記作動周波数f2を減少させるステップと、
    を含む、請求項3記載のエアーコンディショナの室外ファンモータの制御方法。
  5. ≦fm≦K+5Hzであり、かつ、Kは前記第2室外ファンモータの最小限の作動周波数である、
    請求項4記載のエアーコンディショナの室外ファンモータの制御方法。
  6. 2×fm≦fn≦2×fm+5Hzである、
    請求項4記載のエアーコンディショナの室外ファンモータの制御方法。
  7. 前記第1室外ファンモータの回転速度及び前記第2室外ファンモータの回転速度を増加させるステップは、
    前記第2室外ファンモータの動作が停止しているか否かを判断するステップと、
    前記第2室外ファンモータの動作が停止している場合には、前記第1室外ファンモータの前記作動周波数f1が作動周波数fpよりも大きいか否かを更に判断し、前記第1室外ファンモータの前記作動周波数f1が作動周波数fpよりも大きい場合には、前記第1室外ファンモータの前記作動周波数f1を作動周波数fqまで減少させ、かつ、同時に前記第2室外ファンモータを動作させるように制御し、前記第1室外ファンモータの前記作動周波数f1が作動周波数fpよりも大きくない場合には、前記第1室外ファンモータの前記第1周波数f1を増加させるステップと、
    前記第2室外ファンモータの動作が停止していない場合には、前記第1室外ファンモータの前記作動周波数f1及び前記第2室外ファンモータの前記作動周波数f2を増加させるステップと、
    を含む、請求項3記載のエアーコンディショナの室外ファンモータの制御方法。
  8. 2K≦fp≦2K+10Hzであり、かつ、Kは前記第1室外ファンモータの最小限の定格作動周波数である、
    請求項7記載のエアーコンディショナの室外ファンモータの制御方法。
  9. ≦fq≦K+5Hzであり、かつ、Kは前記第1室外ファンモータの最小限の定格作動周波数である、
    請求項7記載のエアーコンディショナの室外ファンモータの制御方法。
  10. 前記第1室外ファンモータの実回転速度V1’及び前記第2室外ファンモータの実回転速度V2’を測定するステップと、
    前記実回転速度V1’を所要の回転速度V1と比較し、かつ、第1速度比較の結果に応じて前記第1室外ファンモータの回転速度を制御し、前記実回転速度V2’を所要の回転速度V2と比較し、かつ、第2速度比較の結果に応じて前記第2室外ファンモータの回転速度を制御するステップと、
    を含む、請求項1記載のエアーコンディショナの室外ファンモータの制御方法。

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