JP2532112B2 - 空気調和機の制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、通信機械室あるいは電算機室などの空気調
和に用いる空気調和機（以下、空調機という。）の制御
方法に関する。

〔従来の技術〕

通信装置と情報処理装置とが混在して設置された機械
室内に空調機を設置する際、空調機から凝縮水がでない
ようにする必要がある場合には、吹き出し温度の制御よ
りも湿度の制御（除湿運転を停止する）を優先させて空
調機を制御しなければならない。

従来より、圧縮機の回転周波数をインバータで制御す
ることにより室温制御をしたり、湿度が高い時に送風機
の風量を減らして除湿運転をしたりする空調機がある
が、この空調機は、室温の制御と室湿度の制御とをそれ
ぞれ独立に行っており、これらを互いに従属させた制御
はしていない。また、室温と熱交換器の吹き出し温度と
を同時に制御する機能を持った空調機は存在しない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで本発明は、室温により自然対流で間接的に冷却さ
れる通信系の装置と、空調機吹き出し空気で直接的に冷
却される情報処理系の装置とが混在設置された機械室を
冷却するため、室温と空調機の吹き出し空気の温度と湿
度とを同時に制御する空調機の制御方法を提供すること
を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するため本発明では、空調機を、圧縮
機１もしくは送風機11の回転数を制御して測定値を設定
値に近づくよう制御するために、センサーによる各検出
結果に基づく圧縮機と送風機の操作に共通する操作がな
い場合に、吹き出し温度を優先する制御と除湿運転停止
を優先する制御でモード切替を行うことにより設定され
たモードで動作させる際、 吹き出し温度を優先するモードでは測定吹き出し温度
が設定吹き出し温度よりもいつも低くなるようにするた
め、まず、吹き出し温度を監視し、 A.測定吹き出し温度が設定吹き出し温度より高い場合に
は、湿度の測定結果を無視し、吹き出し温度と室温の検
出値から操作を決定する。すなわち、 測定室温が設定室温より高いときには、圧縮機１の回
転数を高くし、測定室温が設定室温より低いときには、
送風機11の回転数を低くする。

B.測定吹き出し温度が設定吹き出し温度より低い場合に
は、吹き出し温度の条件は満足されているので、これ以
降は湿度の測定結果も参照し、逆に吹き出し温度の条件
は無視し、湿度と室温の検出結果から操作を決定する。
すなわち、 イ）測定湿度が設定湿度より高い場合、 測定室温が設定室温より高いときは、圧縮機１の回転
数を高くし、測定室温が設定室温より低いときは、送風
機11の回転数を低くし、 ロ）測定湿度が設定湿度より低い場合、 測定室温が設定室温より高いときは、送風機11の回転
数を高くし、測定室温が設定室温より低いときは、圧縮
機１の回転数を低くする。

除湿運転停止を優先するモードでは吹き出し温度の制
御よりも湿度の制御（除湿をしない）をまず優先させ、
凝縮水を出さないようにするため、まず、除湿運転有無
を監視し、 A.除湿判定手段14により除湿運転が検出された場合に
は、吹き出し温度の測定結果及び湿度の測定結果を無視
し、まず、室内熱交換器９の除湿運転を停止させ、 測定室温が設定室温より高いときは、送風機11の回転
数を高くし、測定室温が設定室温より低いときは、圧縮
機１の回転数を低くする。

B.除湿判定手段14により除湿運転が検出されない場合に
は湿度の条件を無視して、 イ）測定吹き出し温度が設定吹き出し温度より高い場
合、 測定室温が設定室温より高いときは、圧縮機１の回転
数を高くし、測定室温が設定室温より低いときは、送風
機11の回転数を低くし、 ロ）測定吹き出し温度が設定吹き出し温度より低い場
合、 測定室温が設定室温より高いときは、送風機11の回転
数を高くし、測定室温が設定室温より低いときは、圧縮
機１の回転数を低くするよう制御する。

〔作用〕

本発明においては、室温，吹き出し温度，湿度とが同
時に制御される。

〔実施例〕

以下、図表を用いて本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図は本発明の空調機の制御方法を実施するための
空調機を示す図である。同図において、１は回転数制御
手段２により出力が可変制御される圧縮機、３は凝縮器
４と室外送風機５とで構成される室外熱交換器、６は弁
開度制御手段７により制御される開度可変膨張弁であ
り、この弁開度制御手段７は圧縮機１の入口過熱度を検
出する過熱度検出手段８により検出された過熱度に基づ
いて制御される。９は蒸発器10と室内送風機11とで構成
される室内熱交換器であり、室内送風機11は回転数制御
手段12により送風量が可変制御される。13は室内熱交換
器９から吹き出される温度を検出する吹き出し温度検出
手段、14は除湿判定手段、15は室温度検出手段、16は室
湿度検出手段、17は過熱度信号、室温信号、吹き出し温
度信号、室内湿度信号、除湿判定信号より予め記憶して
ある設定値に基づいて圧縮機回転数変化量と送風機回転
数変化量とを演算する演算装置である。

次に、このように構成される空調機の制御の考え方に
ついて表１を参照して説明する。

表１は、測定した室温、吹き出し温度、測定湿度が、
予め設定した値より高い場合あるいは低い場合に、測定
値を設定値に近づけるために、圧縮機１や送風機11の回
転数をどのように制御すればよいかを示したものであ
る。各測定対象の測定結果に基づき、この表からそれぞ
れの状況における共通の操作を抽出することになる。

例えば、測定室温が設定室温より高くかつ測定湿度が
設定湿度より高い場合には、圧縮機１の回転数を高くす
る操作が、また、測定室温が設定室温より高くかつ測定
吹き出し温度が設定吹き出し温度より低い場合には送風
機回転数を高くする操作がそれぞれ抽出される。

しかし、測定吹き出し温度は設定吹き出し温度より高
いが測定湿度が設定湿度より低いときなど、状況の組み
合せによっては、圧縮機１、送風機11ともに共通の操作
がなく相反する操作を要することになるため、空調機の
設置状況に応じて一方の操作を優先し他方の操作を無視
する制御をしなければならない。

どちらの操作を採用するかは、例えば、先に吹出温度
を参照するのか先に除湿運転有無を参照するのかにより
決定する。

以下、実際の空調機に適用した例を説明する。

本実施例における空調機は、先に吹き出し温度を参照
する場合の制御と先に除湿運転有無を参照する場合の制
御とでモード切替を行うことにより、設定されたモード
で動作する。

（１）先に吹出温度を参照する場合 測定吹き出し温度が設定吹き出し温度よりもいつも低
くなるようにするため、まず吹き出し温度を測定し、測
定値が設定値より高い場合は、湿度の制御よりも吹き出
し温度の制御を優先して行う。この場合の空調機の制御
フローを第２図に示す。

先に吹出温度を参照する場合の、室温，吹き出し温
度，空湿度の３種の測定結果に基づく圧縮機１、送風機
11の操作について、第２図のフローをもとに表１を参照
しつつ表２にまとめた。

表中操作欄の「圧」は圧縮機、「送」は送風機、
「高」は回転数を高くする、「低」は回転数を低くする
ことを示す。

以下、第２図に沿って、表1,2を用いて空調機を制御
する手順を説明する。

A.測定吹き出し温度が設定吹き出し温度より高い場合 この場合には、湿度の測定結果を無視して操作を決定
する。

測定室温が設定室温より高いとき（表２（ａ）
（ｂ））には、吹き出し温度と室温を下げるため、圧縮
機１の回転数を高くする操作が抽出される。一方、測定
室温が設定室温より低いとき（表２（ｃ）（ｄ））に
は、吹き出し温度を下げかつ室温を上げるため、送風機
11の回転数を低くする操作が抽出される。これらの時、
圧縮機１と送風機11の回転数は測定吹き出し温度と設定
吹き出し温度の差等に比例して変化させる。

B.測定吹き出し温度が設定吹き出し温度より低い場合 この場合、吹き出し温度条件は満足しており、装置の
冷却という面では問題がないので、これ以降は湿度の測
定結果も参照し、吹き出し温度条件のほうを無視して制
御する。

イ）測定湿度が設定湿度より高い場合、 測定室温が設定室温より高いとき（表２（ｅ））は、
湿度と室温を下げるため、表１より圧縮機１の回転数を
高くする操作が抽出される。一方、測定室温が設定室温
より低いとき（表２（ｇ））には、湿度を下げかつ室温
を上げるため、表１より送風機11の回転数を低くする操
作が抽出される。これらの時、圧縮機１、送風機11の回
転数は、測定湿度と設定湿度との差等に比例して変化さ
せる。

ロ）測定湿度が設定湿度より低い場合、 測定室温が設定室温より高いとき（表２（ｆ））は、
湿度を上げかつ室温を下げるため、表１より送風機11の
回転数を高くする操作が抽出され、測定室温が設定室温
より低いとき（表２（ｈ））には、湿度と室温を上げる
ため、表１より圧縮機１の回転数を低くする操作が抽出
される。これらの時、圧縮機１、送風機11の回転数は、
測定室温と設定室温との差等に比例して変化させる。

（２）先に除湿運転有無を参照する場合 通信装置と情報処理装置とが混在して設置された機械
室内に空調機を設置する場合、空調機から凝縮水がでな
いようにする必要から、除湿運転を行っている場合には
除湿運転を停止しなければならない。現実には湿度は高
くても、 「除湿運転を停止させる制御」＝「測定湿度＜設定湿度
の場合の制御」 であるから、湿度の条件を参照する場合には、測定湿度
が設定湿度より低い場合と同様に空調機を制御する。

この場合の空調機の制御フローを第３図に示す。

先に除湿運転有無を参照する場合の、室温，吹き出し
温度，室湿度の３種の測定結果に基づく圧縮機１、送風
機11の操作について、第３図のフローをもとに表１を参
照しつつ表３にまとめた。

表中操作欄の記号の意味は表２と同様である。

以下、第３図に沿って、表1,3を用いて空調機を制御
する手順を説明する。

A.除湿判定手段14が除湿運転ありと判定した場合 まず、室内熱交換器９の除湿運転を停止する。除湿運
転を停止するという制御、は、すなわち、蒸発温度を上
げることであり、前述のように、測定湿度が設定湿度よ
り低い場合の制御に相当する。この場合は吹き出し温度
の測定結果を無視して操作を決定する。

測定室温が設定室温より高いとき（表３（ａ）
（ｂ））は、湿度を上げ室温を下げるため、表１より送
風機11の回転数を高くする操作が抽出され、測定室温が
設定室温より低いとき（表３（ｃ）（ｄ））は、湿度と
室温を上げるため、表１より圧縮機１の回転数を低くす
る操作が抽出される。これらの時、圧縮機１、送風機11
の回転数変化量は室内熱交換器９での除湿量等に比例し
て変化させる。

B.除湿判定手段14が除湿運転なしと判定した場合 室内熱交換器９が除湿運転をしていなければ、これ以
降は吹き出し温度の測定結果も参照し、湿度条件を無視
して制御する。

イ）測定吹き出し温度が設定吹き出し温度より高い場
合、 測定室温が設定室温より高いとき（表３（ｅ））は、
吹き出し温度と室温を下げるため、表１より圧縮機１の
回転数を高くする操作が抽出され、測定室温が設定室温
より低いとき（表３（ｇ））は、吹き出し温度を下げか
つ室温を上げるため、表１より送風機11の回転数を低く
する操作が抽出される。これらの時、圧縮機１、送風機
11の回転数は測定室温と設定室温との差等に比例して変
化させる。

ロ）測定吹き出し温度が設定吹き出し温度より低い場
合、 測定室温が設定室温より高いとき（表３（ｆ））は、
吹き出し温度を上げかつ室温を下げるため、表１より送
風機11の回転数を高くする操作が抽出され、測定室温が
設定室温より低いとき（表３（ｈ））は、吹き出し温度
を上げかつ室温を下げるため、表１より圧縮機１の回転
数を低くする操作が抽出される。これらの時、圧縮機
１、送風機11の回転数は測定室温と設定室温との差等に
比例して変化させる。

なお、測定結果と設定値との比較にあたっては、例え
ば、設定値に±１℃の幅をもたせ、測定値と設定値との
差が１℃以内であれば高いとも低いとも判断せず、設定
値より１℃以上高いときにはじめて、高い旨の信号を発
生するよう設定することは、空調機の動作を安定させる
上で有効である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の空気調和機の制御方法に
よれば、室温により自然対流で間接的に冷却される通信
系の装置と、空調機吹き出し空気で直接的に冷却される
情報処理系の装置とが混在設置された機械室を、室温と
空調機の吹き出し空気の温度とを同時に制御して冷却で
きる。

また、吹き出し温度優先制御により、室温、吹き出し
温度を制御しながら、同時に高湿時に除湿運転が可能で
あり、高湿による機械室内の装置の故障を防ぐことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の空気調和機の制御方法を実施するため
の空気調和機の概略を示す図、第２図は吹き出し温度を
優先するモードの制御フローを示す図、第３図は除湿運
転停止を優先するモードの制御フローを示す図である。 １……圧縮機、２……圧縮機回転数制御手段、３……室
外熱交換器、４……凝縮器、５……室外送風機、６……
膨張弁、７……膨張弁開度制御手段、８……過熱度検出
手段、９……室内熱交換器、10……蒸発器、11……室内
送風機、12……室内送風機回転数制御手段、13……吹き
出し温度検出手段、14……除湿判定手段、15……室温度
検出手段、16……室湿度検出手段、17……演算装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−129639（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−27145（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−105044（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも、回転数制御手段（２）により
   制御される出力可変圧縮機（１）と、凝縮器（４）と室
   外側送風機（５）とからなる室外熱交換器（３）と、蒸
   発器（10）と送風機回転数制御手段（12）により制御さ
   れる送風量可変送風機（11）とからなる室内熱交換器
   （９）と、室温検出手段（15）から入力される室温信号
   と吹き出し温度検出手段（13）から入力される吹き出し
   温度信号と室湿度検出手段（16）から入力される室内湿
   度信号と室内熱交換器（９）の除湿運転有無を判定する
   除湿判定手段（14）から入力される判定結果の４つの信
   号と予め記憶させておいた設定室温と設定吹き出し温度
   と設定湿度とから圧縮機回転数変化量と送風機回転数変
   化量とを演算して出力する演算装置とを備えた空気調和
   機を、前記温度検出手段（13）で検出される吹き出し温
   度信号を先に参照するモードと前記除湿判定手段（14）
   の判定結果を先に参照するするモードとにより制御する
   空気調和機の制御方法において、 先に吹き出し温度信号を参照するモードでは、 A.測定吹き出し温度が設定吹き出し温度より高い場合に
   おいては 測定室温が設定室温より高いときには前記出力可変圧縮
   機（１）の回転数を測定吹き出し温度と設定吹き出し温
   度の差に基づいて高くし、測定室温が設定室温より低い
   とき前記送風量可変送風機（11）の回転数を測定吹き出
   し温度と設定吹き出し温度の差に基づいて低くし、 B.測定吹き出し温度が設定吹き出し温度より低い場合に
   おいては イ）測定湿度が設定湿度より高い場合で、 測定室温が設定室温より高いときは、前記出力可変圧縮
   機（１）の回転数を測定湿度と設定湿度との差に基づい
   て高くし、測定室温が測定室温より低いときは、前記送
   風量可変送風機（11）の回転数を測定湿度と設定湿度と
   の差に基づいて低くし、 ロ）測定湿度が設定湿度より低い場合で、 測定室温が設定室温より高いときは、前記送風量可変送
   風機（11）の回転数を測定室温と設定室温との差に基づ
   いて高くし、測定室温が設定室温より低いときは、前記
   出力可変圧縮機（１）の回転数を測定室温と設定室温と
   の差に基づいて低くし、 除湿運転有無の判定結果を参照するモードでは、 A.前記除湿判定手段（14）が除湿運転ありと判定した場
   合は まず前記室内熱交換器（９）の除湿運転を停止し、ここ
   で、測定室温が設定室温より高いときは、前記送風量可
   変送風機（11）の回転数を前記室内熱交換器（９）での
   除湿量に基づいて高くし、測定室温が設定室温より低い
   ときは、前記出力可変圧縮機（１）の回転数を前記室内
   熱交換器（９）での除湿量に基づいて低くし、 B.前記除湿判定手段（14）が除湿運転なしと判定した場
   合は イ）測定吹き出し温度が設定吹き出し温度より高い場合
   で、 測定室温が設定室温より高いときは、前記出力可変圧縮
   機（１）の回転数を測定室温と測定室温との差に基づい
   て高くし、測定室温が設定室温より低いときは、前記送
   風量可変送風機（11）の回転数を測定室温と設定室温と
   の差に基づいて低くし、 ロ）測定吹き出し温度が設定吹き出し温度より低い場合
   で、 測定室温が設定室温より高いときは、前記送風量可変送
   風機（11）の回転数を測定室温と設定室温との差に基づ
   いて高くし、測定室温が設定室温より低いときは、前記
   出力可変圧縮機（１）の回転数を測定室温と設定室温と
   の差に基づいて低くする よう制御することを特徴とする空気調和機の制御方法。