JP2615999B2

JP2615999B2 - 空気調和機

Info

Publication number: JP2615999B2
Application number: JP1114421A
Authority: JP
Inventors: 敏浩木沢; 光雄戸屋
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1989-05-08
Filing date: 1989-05-08
Publication date: 1997-06-04
Anticipated expiration: 2012-06-04
Also published as: JPH02293558A

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉この発明は、室内の空調負荷レベルを自動的に検知す
ることができる空気調和機の改良に関する。

〈従来の技術〉従来、室内の空調負荷レベルを自動的に検知して、こ
の検知した負荷レベルに応じて圧縮機の能力制御を行う
空気調和機として第３図に示すようなものがある（特開
昭63-220032号公報）。この空気調和機は、室内の空調
負荷を検出する空調負荷検出手段２と、所定の空調運転
開始後において、空調負荷が所定値まで変化する際の経
過時間により負荷レベルを把握する負荷レベル把握手段
３と、上記把握された負荷レベルと検出される空調負荷
とに基づいて圧縮機１の圧縮能力を制御する運転制御手
段４を備えている。上記空調負荷検出手段２は、各室内
制御装置から送出される室内温度と設定温度との差の値
ΔＴ（＝検出温度−設定温度）に基づいて、運転中の各
室内ユニットからのΔＴの絶対値の最大値｜ΔT|maxを
求めて空調負荷とする。

また、上記負荷レベル把握手段３は、各室内ユニット
から夫々の定格能力信号が入力されると、記憶している
基準負荷レベルの中からその定格能力信号に応じた基準
負荷レベルS₀を選定して、各室内ユニット毎に記憶部に
記憶しておくのである。さらに、負荷レベル把握手段３
は、上述のようにして記憶した基準負荷レベルS₀に基づ
いて各室内ユニットの据え付け室内状況も加味した負荷
レベルを次のようにして求める。すなわち、例えば室Ａ
における基準負荷レベルＳA₀と上記ΔＴとから初期設定
周波数が決定され、その初期設定周波数によってその室
の空調運転が開始される。そして、室内温度が設定温度
に達して室内サーモが“オフ”になるまでの経過時間が
計測され、この経過時間ｔと標準経過時間t₀とから室Ａ
における基準負荷レベルＳA₀を修正して、室Ａにおける
新たな負荷レベルＳAを決定して上記記憶部に記憶する
のである。

そして、次回室内サーモが“オン”になって空調運転
が開始されるときには、上述のようにして決定された各
運転室内ユニットの負荷レベルの合計ΣＳ（＝ＳA＋ＳB
＋ＳC＋…）と、上記空調負荷（ΔＴ）の絶対値の最大
値｜ΔT|max）とに基づいて、運転制御手段４によって
圧縮機１の運転周波数が設定されて空気調和機が運転さ
れる。こうして、各室内ユニットの定格能力とこの室内
ユニットが据え付けられる室内状況を加味した負荷レベ
ルを把握し、この負荷レベルと空調負荷とに基づいて圧
縮機の能力制御が行われるのである。

〈発明が解決しようとする課題〉しかしながら、上記従来の空気調和機の負荷レベル把
握手段３においては、室内温度が設定温度に達して室内
サーモが“オフ”になるまでの経過時間ｔのみに基づい
て、室Ａにおける基準負荷レベルＳA₀を修正して新たな
負荷レベルＳAを決定するようにしているので、例え
ば、空調負荷が大きい場合には室内サーモが“オフ”に
なるまでの経過時間ｔが長くなり、その間は最適な負荷
レベルではない基準負荷レベルＳA₀に基づいて空調が実
施されることになり、室内ユニットが据え付けられる室
内状況が迅速に把握されているとは言えないという問題
がある。

そこで、この発明の目的は、迅速に室内の状況を把握
して、その室内状況に応じた空調運転を実施できる空気
調和機を提供することにある。

〈課題を解決するための手段〉上記目的を達成するため、この発明は、第１図に示す
ように、圧縮能力可変の圧縮機11を有する室外ユニット
Ｘに室内ユニットＹを接続して冷媒サイクルを構成した
空気調和機において、室内温度を検出すると共に，室内
温度が設定温度に達したことを検知するとサーモオフ信
号を出力する室内温度検出手段17と、室外温度を検出す
る室外温度検出手段19と、暖房時においては凝縮温度勾
配を計測する一方，冷房時においては蒸発温度勾配を計
測する温度勾配計測手段S4と、空調運転が開始されてか
らの経過時間を計測して計時信号を出力する時間計測手
段S3と、上記サーモオフ信号および計時信号に基づい
て，室内温度が上記設定温度に達する前に所定時間が経
過したか否かを判定する判定手段S5と、上記判定手段S5
の判定結果とサーモオフ信号と計時信号に基づいて，上
記所定時間が経過していれば，上記計測された凝縮温度
勾配あるいは蒸発温度勾配に基づいて上記室内ユニット
Ｙが据え付けられた室内の負荷レベルを算出する一方，
上記所定時間が経過する前にサーモオフに至れば，上記
凝縮温度勾配あるいは蒸発温度勾配，室内温度が設定温
度に達するまでの経過時間，室内温度，室外温度に基づ
いて，上記室内ユニットＹが据え付けられた室内の負荷
レベルを算出する負荷レベル算出手段S8,S9と、上記負
荷レベル算出手段S8,S9によって算出された負荷レベル
に基づいて，圧縮機11の圧縮能力を制御する運転制御手
段14を備えたことを特徴としている。

〈作用〉ある圧縮能力によって圧縮機11が運転されて空調運転
が開始される。そうすると、室内温度検出手段17によっ
て室内温度が検出されると共に、室外温度検出手段19に
よって室外温度が検出される。また、温度勾配計測手段
S4によって、暖房時においては凝縮温度勾配が計測され
る一方、冷房時においては蒸発温度勾配が計測される。
また、時間計測手段S3によって、空調運転が開始されて
からの経過時間が計測される。そして、判定手段S5によ
って、室内温度が設定温度に達する前に所定時間が経過
したと判定されると、上記温度勾配計測手段S4によって
計測された凝縮温度勾配あるいは蒸発温度勾配に基づい
て、室内温度が上記設定温度に達して室内サーモ停止す
る前に、室内ユニットＹが据え付けられた室内の状況に
応じた負荷レベルが負荷レベル算出手段S8,S9によって
迅速かつ正確に算出される。

そして、その後は、上記負荷レベル算出手段S8,S9に
よって算出された負荷レベルに基づいて、運転制御手段
14によって圧縮機11の圧縮能力が制御されて室内の状況
に応じた空調運転が実施される。

〈実施例〉以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明す
る。

第１図はこの発明の空気調和機における圧縮機の能力
制御のブロック図である。この圧縮機能力制御は、室外
ユニットＸの室外制御装置15に設けられた室内の空調負
荷を検出する空調負荷検出手段12と、所定の空調運転時
における負荷レベルを把握する負荷レベル把握手段13
と、上記把握された負荷レベルと検出された空調負荷と
に基づいて圧縮機11の圧縮能力を制御する運転制御手段
14によって実施される。

上記空調負荷検出手段12は、例えば次のようにして室
内の空調負荷を検出する。複数の室内ユニットY,Y,…に
おける室内サーモ17,17,…による室内温度の検出信号が
室内制御装置16,16,…に入力され、この室内温度と設定
温度との差の値ΔＴ（＝検出温度−設定温度）が算出さ
れる。そして、この算出されたΔＴを表すΔＴ信号が室
外制御装置15に送出される。そうすると、室外制御装置
15は入力されたΔＴの値に基づいて、運転中の各室内ユ
ニットY,Y,…から送出されるΔＴの絶対値の最大値｜Δ
T|maxを求めて空調負荷とするのである。

また、上記負荷レベル把握手段13は、次のようにして
各室内ユニットの据え付け室内状況を加味した負荷レベ
ルを求める。すなわち、当該室内ユニットＹの室内熱交
換器における最大負荷レベル時の上限周波数に基づいた
空調運転を実行し、暖房時の凝縮温度（あるいは、冷房
時の蒸発温度）の温度勾配、室外初期温度、室内初期温
度および室内温度が設定温度に達するまでの経過時間に
基づいて、据え付け室内状況を加味した負荷レベルを求
めるのである。

第２図は負荷レベル把握手段13によって実行される例
えばＡ室の負荷レベル把握動作のフローチャートであ
る。以下、第２図に従って負荷レベル把握動作について
詳細に説明する。

ステップS1で、Ａ室に設置された室内ユニットＹの室
内制御装置16から負荷レベル把握モードスイッチ18が
“オン”になったことを表す信号が入力されると、室内
サーモ17からの室内温度信号を読み取って記憶部に記憶
する。同様に、室外温度検出用サーミスタ19からの室外
温度信号を読み取って記憶部に記憶する。

ステップS2で、Ａ室の室内ユニットＹにおける室内熱
交換器の最大負荷レベル時の上限周波数に基づいた空調
運転が開始される。すなわち、例えば室内ユニットが20
00Kcal/h〜3500Kcal/hの兼用機であるとすると、圧縮機
11の運転周波数を3500Kcal/hによる１室運転時の上限周
波数に設定するのである。その際に、室内ユニットのフ
ァンは“H"タップで回転される。また、実施する空調運
転が冷房運転か暖房運転かが、ステップS1において上記
記憶部に記憶された室外温度と閾値によって決定され
る。さらに、室内ユニットにおける吹出フラップの角度
は、上述のようにして決定される空調運転が暖房の場合
には下向きに、また、冷房の場合には水平に自動的に設
定される。

ステップS3で、空調運転が開始されてからの経過時間
の計測が開始される。

ステップS4で、暖房時においては、所定時間における
凝縮温度変化が計測されて凝縮温度勾配ΔTcが求められ
る。ただし、冷房時においては蒸発温度勾配ΔTeが求め
られる。ステップS5で、上記ステップS3において時間の
計測が開始されてから所定時間が経過したか否かが判別
される。その結果、経過していればステップS9に進み、
経過していなければステップS6に進む。

ステップS6で、室内温度が設定温度に達したか否かが
判別される。その結果、上記設定温度に達して室内サー
モ17から“オフ”信号が出力されていればステップS7に
進む。一方、そうでなければ、上記ステップS5に戻る。

ステップS7で、運転制御手段14によって空調運転が停
止されると共に、運転制御手段14からの終了信号によっ
てステップS3で開始された経過時間の計測が停止され
る。

ステップS8で、上記ステップS4において求められた凝
縮温度勾配ΔTc（あるいは、蒸発温度勾配ΔTe）、上記
ステップS3〜ステップS7において計測された室内サーモ
停止までの経過時間ｔ、上記ステップS1において記憶し
た室内温度および室外温度に基づいて、上記ステップS2
において設定された室内熱交換器の最大負荷レベルを修
正して負荷レベルＳAが算出される。

その際に、負荷レベルは次のように算出される。

（イ）凝縮温度勾配ΔTc（あるいは、蒸発温度勾配ΔT
e）凝縮温度勾配ΔTc（あるいは、蒸発温度勾配ΔTe）が
所定値より急であれば負荷レベルを下げる。一方、蒸発
温度勾配ΔTc（蒸発温度勾配ΔTe）が上記所定値よりな
だらかであれば負荷レベルを上げる。

（ロ）室内サーモ停止までの経過時間ｔ室内サーモ停止までの経過時間ｔが所定時間より短時
間であれば負荷レベルを下げる。一方、経過時間ｔが上
記所定時間より長時間であれば負荷レベルを上げる。

（ハ）室内温度標準温度条件からのずれの値に応じて負荷レベルを補
正する。

（ニ）室外温度標準温度条件からのずれの値に応じて負荷レベルを補
正する。

ただし、上記ステップS2において室内熱交換器の最大
負荷レベルで空調運転が行われている場合には、負荷レ
ベルを上げることはせずその負荷レベルを維持する。

このように、凝縮温度勾配ΔTc（あるいは、蒸発温度
勾配ΔTe）を加味して負荷レベルを算出するので、室内
の状況に応じてより的確に負荷レベルを算出できる。

ステップS9で、上記ステップS3において時間の計測が
開始されてから所定時間が経過したので、上記ステップ
S4において求められた凝縮温度勾配ΔTc（あるいは、蒸
発温度勾配ΔTe）のみに基づいて、上記ステップS2にお
いて設定された室内熱交換器の最大負荷レベルを修正し
て負荷レベルＳAが演算される。

このように、上記空調負荷｜ΔT|maxが大きいために
室内サーモ停止時までの経過時間ｔが長い場合には、上
記経過時間の計測が終了する前に凝縮温度勾配ΔTc（あ
るいは、蒸発温度勾配ΔTe）に基づいて負荷レベルを算
出する。したがって、上記経過時間ｔの計測が終了する
前に、修正された負荷レベルを用いた空調を迅速に実施
することが可能となるのである。

ステップS10で、上記ステップS8あるいはステップ９
において算出された負荷レベルＳAが記憶部に記憶され
る。

そして、次回空調運転が実施される場合には、上述の
ようにして算出されて記憶された各運転室の負荷レベル
の合計ΣＳ（＝ＳA＋ＳB＋…）と上記空調負荷｜ΔT|ma
xとに基づいて、運転制御手段４によって圧縮機11のイ
ンバータ周波数が設定される。そして、その設定された
周波数によって圧縮機11が駆動されて空調運転が実行さ
れる。また、その際に、上記各運転室の負荷レベルＳA,
SB，…に基づいて運転室内ユニットのファンの風量およ
び電動膨張弁の開度等が設定される。

上述のように、本実施例においては、室内ユニットの
据え付け条件に合った負荷レベルを、凝縮温度勾配ΔTc
（あるいは、蒸発温度勾配ΔTe）、室内サーモ停止まで
の経過時間ｔ、室内温度および室外温度に基づいて算出
可能にしている。そして、空調運転が開始されてからの
経過時間が室内サーモ“オフ”前に所定時間になった場
合には、凝縮温度勾配ΔTc（あるいは、蒸発温度勾配Δ
Te）のみに基づいて上記負荷レベルを算出するようにし
ている。

したがって、上記空調負荷｜ΔT|maxが大きいために
室内サーモ停止時までの経過時間ｔが長い場合には、上
記経過時間の計測が終了する前に上記負荷レベルを算出
することができる。

すなわち、本実施例によれば、室内サーモ停止までの
経過時間ｔのみによって負荷レベルを算出する場合よ
り、室内ユニットを備え付けた室の状況に応じて、より
適確にかつ迅速に負荷レベルを算出することができ、よ
り据え付け室内状態に即して精度よく空調運転ができ
る。したがって、室内ユニットを据え付ける場合に据え
付け室の負荷に合わせて室内ユニットを選定する必要が
なく、用意しておく室内ユニットの種類を減少すること
ができる。また、それに伴って補助パーツを減少してサ
ービス性を改善できる。

上記実施例における負荷レベル設定動作のフローチャ
ートのステップS2において、室内熱交換器の最大負荷レ
ベル時の上限周波数に基づいて空調運転を開始するよう
にしている。しかしながら、この発明はこれに限定され
るものではなく、例えば室内熱交換器の定格能力に応じ
て、予め記憶手段に記憶された負荷レベルで空調運転を
開始してもよい。しかしながら、より早く室内の状況に
応じた負荷レベルを得ようとすれば、最大負荷レベル時
の上限周波数で空調運転を開始した方が良い。

〈発明の効果〉以上より明らかなように、この発明の空気調和機は、
室内温度検出手段，室外温度検出手段，温度勾配計測手
段，時間計測手段，判定手段，負荷レベル算出手段およ
び運転制御手段を備えて、上記負荷レベル算出手段は、
空調運転が開始されてからの経過時間が所定時間に達す
る前に室内サーモ“オフ”になった場合には、上記室内
温度検出手段によって検出された室内温度、上記室外温
度検出手段によって検出された室外温度、上記温度勾配
計測手段によって計測された暖房時における凝縮温度勾
配あるいは冷房時における蒸発温度勾配、上記時間計測
手段によって計測された室内温度が設定温度に達するま
での経過時間に基づいて、室内ユニットが据え付けられ
た室内の状況に応じた負荷レベルを算出する一方、空調
運転が開始されてからの経過時間が室内サーモ“オフ”
前に所定時間になった場合には、上記温度勾配計測手段
によって計測された暖房時における凝縮温度勾配あるい
は冷房時における蒸発温度勾配のみに基づいて、迅速に
室内状況に応じた上記負荷レベルを算出し、上記運転制
御手段は、上記負荷レベル算出手段によって算出された
負荷レベルに基づいて圧縮機の圧縮能力を制御するよう
にしたので、空調負荷が大きいために室内サーモ停止ま
での経過時間が長い場合には、上記経過時間の計測が終
了する前に負荷レベルを算出できる。

すなわち、この発明によれば、室内ユニットを備え付
ける室内の状況に応じた負荷レベルをより適確かつ迅速
に算出することができ、より据え付け室内状態に即して
精度よく空調運転ができる。したがって、室内ユニット
を据え付ける場合に予め据え付け室の負荷に合わせた室
内ユニットを選定する必要がなく、用意する室内ユニッ
トの種類を減少できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る圧縮機の能力制御のブロック
図、第２図は第１図の負荷レベル把握手段における負荷
レベル把握動作のフローチャート、第３図は従来の空気
調和機における圧縮機の能力制御のブロック図である。 11……圧縮機、12……空調負荷検出手段、13……負荷レ
ベル把握手段、14……運転制御手段、15……室外制御装
置、16……室内制御装置、17……室内サーモ、18……室
外温度検出用サーミスタ、Ｘ……室外ユニット、Ｙ……
室内ユニット。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮能力可変の圧縮機（11）を有する室外
ユニット（Ｘ）に室内ユニット（Ｙ）を接続して冷媒サ
イクルを構成した空気調和機において、室内温度を検出すると共に、室内温度が設定温度に達し
たことを検知するとサーモオフ信号を出力する室内温度
検出手段（17）と、室外温度を検出する室外温度検出手段（19）と、暖房時においては凝縮温度勾配を計測する一方、冷房時
においては蒸発温度勾配を計測する温度勾配計測手段
（S4）と、空調運転が開始されてからの経過時間を計測して計時信
号を出力する時間計測手段（S3）と、上記サーモオフ信号および計時信号に基づいて、室内温
度が上記設定温度に達する前に所定時間が経過したか否
かを判定する判定手段（S5）と、上記判定手段（S5）の判定結果とサーモオフ信号と計時
信号に基づいて、上記所定時間が経過していれば、上記
計測された凝縮温度勾配あるいは蒸発温度勾配に基づい
て上記室内ユニット（Ｙ）が据え付けられた室内の負荷
レベルを算出する一方、上記所定時間が経過する前にサ
ーモオフに至れば、上記凝縮温度勾配あるいは蒸発温度
勾配、室内温度が設定温度に達するまでの経過時間、室
内温度、室外温度に基づいて、上記室内ユニット（Ｙ）
が据え付けられた室内の負荷レベルを算出する負荷レベ
ル算出手段（S8,S9）と、上記負荷レベル算出手段（S8,S9）によって算出された
負荷レベルに基づいて、圧縮機（11）の圧縮能力を制御
する運転制御手段（14）を備えたことを特徴とする空気
調和機。