JP2019174041A - 制御装置、空気調和機、制御方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
を備える。
として機能させる。
以下、本発明の一実施形態による空気調和機でのデフロスト制御を、図1〜図6を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態における空気調和機の一例を示す全体図である。
第一実施形態に係る空気調和機1は、冷媒回路10を有する。冷媒回路10は、圧縮機2と、室内熱交換器3と、膨張弁4と、室外熱交換器5と、二方弁6と、四方弁7とを有する。圧縮機2、室内熱交換器3、膨張弁4、室外熱交換器5、二方弁6及び四方弁7は、冷媒を循環可能な冷媒配管20に接続されている。
冷媒回路10は、暖房運転時、正サイクルデフロスト運転時、及び、逆サイクルデフロスト運転時に使用される主回路100と、正サイクルデフロスト運転時にのみ使用されるバイパス配管200と、を有する。
熱交換器側主回路110には、室内熱交換器3と、膨張弁4と、室外熱交換器5とが設けられている。圧縮機側主回路120には、圧縮機2が設けられている。
これにより、熱交換器側主回路110と圧縮機側主回路120との接続関係を切り替えることができる。四方弁7の第二の端子7Bと第三の端子7Cを接続した場合、圧縮機2が吐出した高温高圧の冷媒は、第二の端子7Bから室外熱交換器5へと向かう経路(冷房経路)を流通する。四方弁7の第一の端子7Aと第三の端子7Cを接続した場合、圧縮機2が吐出した高温高圧の冷媒は、と、第一の端子7Aから室内熱交換器3へと向かう経路(暖房経路)を流通する。
この霜を取り除くために、二種類の除霜運転(デフロスト運転)が知られている。即ち、正サイクルデフロスト運転(バイパスサイクルデフロスト運転、以下DfP)及び逆サイクルデフロスト運転(リバースサイクルデフロスト運転、以下DfR)である。
DfP時の冷媒の循環について説明する。DfP時は、四方弁7において暖房経路の接続関係が維持され、したがって、上述の暖房運転時の冷媒循環が保たれる。これに加え、二方弁6が開放され、バイパス配管200にも冷媒が流れることで、圧縮機2から吐出された高温高圧の冷媒の一部が、室内熱交換器3を経由せずに室外熱交換器5に送られる。
これにより、室外熱交換器5に熱が与えられ、除霜が行われる。
なお、DfPは、本来、室内熱交換器3に送るべき高温高圧の冷媒の一部を室外熱交換器5に送るため、除霜を行いつつ暖房運転を継続できるものの、その暖房能力は、通常の暖房運転に比べて3分の1程度に低下する。また、室外熱交換器5に送られる冷媒の量が全冷媒の一部であるため、後述するDfRに比べ、除霜能力は低いものとなる。
DfR時の冷媒の循環について説明する。冷媒は、圧縮機2により圧縮されて高温高圧とされた後、四方弁7の第三の端子7Cから入り、第二の端子7Bから室外熱交換器5へと向かう。室外熱交換器5内では、熱交換を行うことで冷媒は冷却されて凝縮し、代わりに熱を室外熱交換器5外部の室外空気に与える。このため、凝縮した冷媒は、膨張弁4へ流入し、低温かつ低圧となる。膨張弁4を出た冷媒は室内熱交換器3に流入し、室内空気により加熱され室内熱交換器3内で蒸発し気化する。このとき、熱を室内熱交換器3外部の室内空気から奪う。冷房運転であれば、低温となった室内空気は室内側送付機13によって送風され室内の冷却に供されるが、DfRでは送風は行わない。気化した冷媒は、四方弁7の第一の端子7Aから入り第四の端子7Dから抜けて、圧縮機2に戻される。
上記のサイクルは持続的に繰り返される。
図2に示す線L1は、室外熱交換器温度ThoRを縦軸、外気温ThoAを横軸としたときのデフロスト運転の開始条件Mを示す。この関係は、例えば、外気温ThoA−室外熱交換器温度ThoR=α(αは所定の定数)で表すことができる。室外熱交換器温度ThoRとは、熱交換器温度センサ35が計測する温度である。外気温ThoAとは、外気温度センサ25が計測する温度である。
図3は、本発明の一実施形態における空気調和機の制御装置の一例を示す機能ブロック図である。
図3に示すように、室外機1Aは、制御装置201を備えている。制御装置201は、例えばCPU(Central Processing Unit)等を備えたコンピュータである。制御装置201は、外気温度取得部41、室外熱交温度取得部42、運転実行部43、パラメータ設定部44、記憶部45、タイマ46を備えている。
室外熱交温度取得部42は、熱交換器温度センサ35を通じて、室外機1Aの室外熱交換器5の温度(室外熱交換器温度ThoR)を取得する。
タイマ46は、時刻を計測する。
図4は、本発明の一実施形態におけるデフロスト運転の制御方法を説明する図である。
図4(a)に従来のデフロスト制御を示す。時刻T1から時刻T2は、デフロスト運転の禁止期間である。禁止期間における時刻T4〜時刻T4´において、開始条件Mが成立し、その後、不成立となり、禁止期間が終了したとする。禁止期間の終了時における開始条件Mは不成立である。この場合、従来の制御では、禁止期間の終了直後にデフロスト運転が実行されることが無い。その後、時刻T3に開始条件Mが成立すると、デフロスト運転が開始される。このような制御の場合、時刻T1〜時刻T2で着霜が生じている可能性があり、時刻T2〜T3の間の暖房運転では、暖房能力が低下している可能性がある。
図5は、本発明の一実施形態におけるデフロスト運転の運用に関するパラメータの調整方法を説明する図である。
図5(a)に示すのは、デフロスト運転の実行時間Dx(x:1〜n)が連続してn回短くなった場合である。つまりD1>D2>・・・>Dnである。このような場合、着霜が起こりにくい運転環境(外気温ThoA、室外熱交温度ThoRなど)であると考えられる。従って、デフロスト運転を行う必要性が比較的低く、なるべく長い時間を暖房運転に割り当てることが好ましい。従って、パラメータ設定部44は、禁止期間の長さを所定の時間「h3」だけ長く設定する。これにより、デフロスト運転が実行される機会を低減し、必要以上に暖房運転が妨げられることを防ぐことができる。なお、禁止期間の調整後、さらに連続してn回、デフロスト運転の実行時間が短くなるような場合、禁止期間の初期値(例えば35分間)に対する所定時間「h4」を増加分の上限値として、さらに時間「h3」を加算するようにしてもよい。なお、1度に加算する値「h3」は、例えば5分間、上限値「h4」は、例えば、10分間である。
図6は、本発明の一実施形態における制御方法の一例を示すフローチャートである。
なお、以下の説明において運転実行部43が、DfRのデフロスト運転を実行する場合を例に説明を行うが、同様の制御はDfPによるデフロスト運転をする場合にも適用することができる。
禁止期間が終了していない場合(ステップS18;No)、運転実行部43は、ステップS17の処理を継続して行う。
1A 室外機
201 制御装置
2 圧縮機
3 室内熱交換器
4 膨張弁
5 室外熱交換器
6 二方弁
7 四方弁
7A 第一の端子
7B 第二の端子
7C 第三の端子
7D 第四の端子
10 冷媒回路
20 冷媒配管
20A バイパス始点
20B バイパス終点
200 バイパス配管
100 主回路
110 熱交換器側主回路
120 圧縮機側主回路
201 制御装置
41 外気温度取得部
42 室外熱交温度取得部
43 運転実行部
44 パラメータ設定部
45 記憶部
46 タイマ
Claims (10)
- デフロスト運転の禁止期間における前記デフロスト運転の開始条件の成立状況に基づいて、前記禁止期間の終了時点において前記開始条件が成立するか否かにかかわらず、前記禁止期間の終了後に前記デフロスト運転を実行する運転実行部、
を備える制御装置。 - 前記運転実行部は、前記禁止期間における前記開始条件が成立する時間の合計が所定の閾値以上の場合、前記禁止期間の終了時点で前記開始条件が成立していなくても、前記デフロスト運転を開始する、
請求項1に記載の制御装置。 - 前記運転実行部は、前記禁止期間の終了前の所定時間内に前記開始条件が成立すると、前記禁止期間の終了時点で前記開始条件が成立していなくても、前記デフロスト運転を開始する、
請求項1または請求項2に記載の制御装置。 - 過去に実行したデフロスト運転の運転時間の傾向に基づいて、前記デフロスト運転の運用に関するパラメータを設定するパラメータ設定部、
をさらに備える請求項1から請求項3の何れか1項に記載の制御装置。 - 前記パラメータ設定部は、連続して所定回数以上、それぞれの前記運転時間が、1つ前に実行した前記デフロスト運転の前記運転時間よりも短くなった場合、前記禁止期間の長さを増加させる、
請求項4に記載の制御装置。 - 前記パラメータ設定部は、連続して所定回数以上、それぞれの前記運転時間が、1つ前に実行した前記デフロスト運転の前記運転時間よりも長くなった場合、前記禁止期間の長さを短縮する、
請求項4または請求項5に記載の制御装置。 - 前記パラメータ設定部は、連続して所定回数以上、それぞれの前記運転時間が、前記デフロスト運転に対して設定された所定の上限値に至った場合、前記上限値を増加させる、
請求項4から請求項6の何れか1項に記載の制御装置。 - 請求項1から請求項7の何れか1項に記載の制御装置、を備える空気調和機。
- デフロスト運転の禁止期間における前記デフロスト運転の開始条件の成立状況を算出するステップと、
前記禁止期間の終了時点において前記開始条件が成立するか否かにかかわらず、前記成立状況に基づいて前記禁止期間の終了後に前記デフロスト運転を実行するか否かを判定するステップと、
を有する制御方法。 - コンピュータを、
デフロスト運転の禁止期間における前記デフロスト運転の開始条件の成立状況を算出する手段、
前記禁止期間の終了時点において前記開始条件が成立するか否かにかかわらず、前記成立状況に基づいて前記禁止期間の終了後に前記デフロスト運転を実行するか否かを判定する手段、
として機能させるためのプログラム。
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