JP2945730B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、冷凍サイクルの圧縮機をインバータにより
可変制御する空気調和機、特に冷房時の露付き防止に関
するものである。

（従来の技術） 従来、空気調和機では、冷房運転時における室外熱交
換器の凍結防止のため、室内熱交換器の温度Teが０℃近
くになると、圧縮機のインバータに与える周波数をダウ
ンさせる低温レリース制御を行っている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、従来の空気調和機では、低温レリースが作用
する以前に、室内熱交換器の温度Teが10℃程度におい
て、吹出し温度が低下しすぎる問題があった。即ち、空
気調和機が冷房運転している場合、時間の経過と共に室
内温度も下がり、冷風の吹出しにより、機器等に吹出口
周辺に露が付くと共に不快感を感ずるようになるという
欠点があった。

本発明は、上記課題を解決すべくなされたもので、吹
出し温度の下りすぎを防止し、機器に露が付かない空気
調和機の提供を目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するために、冷凍サイクル
の圧縮機をインバータにより可変制御する空気調和機に
おいて、外気温度が露付きの発生しやすい高い温度か否
かを判別する外気温判別手段と、室内熱交換器の温度を
検出する室内熱交温度センサと、冷房運転時、上記外気
温度が高い温度である場合に、上記外気温度に対し室内
熱交温度が機器に露付きを生じる温度より若干高めの冷
え過ぎ移行温度まで室内熱交温度が低下したかどうかを
監視し、冷え過ぎ移行温度より低下した場合に、インバ
ータに与える最大周波数を通常より低い値に制限する最
大周波数決定手段とを設けて、構成したものである。

この場合において、更に、上記最大周波数決定手段が
室内ファンモータの回転数に応じて上記最大周波数を変
化させる構成とすることができる。

（作用） 最大周波数決定手段は、冷房運転時、外気温度が露付
きの発生しやすい高い温度である場合に、外気温度に対
し室内熱交温度が冷え過ぎ移行温度まで低下した場合、
圧縮機のインバータに与える最大周波数を通常より低い
値に制限する。この冷え過ぎ移行温度は、外気温度に対
し室内熱交温度が冷え過ぎとなる温度（機器に露が付く
例えば10℃）よりも若干高めの温度、例えば12℃であ
る。この冷え過ぎ移行温度12℃まで室内熱交温度が低下
すると、上記最大周波数決定手段の働きにより、インバ
ータに与えられる最大周波数は、例えば通常の80Hzより
低い40Hzに制限され、圧縮機の冷房能力が落ちる。この
ため、冷風の吹出しによる機器への露付きが回避され
る。

更に、ファン回転数に応じて最大周波数を変化させる
構成の下では、ファン風量制御により冷え過ぎの不快感
が更に緩和され快適性が向上する。

（実施例） 次に、添付図面に従い本発明の一実施例について説明
する。

第１図に本発明の空気調和機の基本的構成を示す。空
気調和機の冷凍サイクルは、圧縮機1,四方弁2,室外熱交
換器3,減圧装置4,室内熱交換器５を順次冷媒配管で接続
して成る。６は室外ファン、７は室内ファンである。四
方弁２により冷・暖房の切り換えが行われる。圧縮機１
は、制御ユニット８からの指令を受けたインバータ９に
より回転数が制御される。

制御ユニット８は、第２図に示すように、マイクロコ
ンピュータ10を主体に構成され、リモコン11の温度設定
器及び風量設定器からのスイッチ入力と、室内温度セン
サ12,室内熱交温度センサ13及び外気温度センサ14から
の入力とに基づき、圧縮機１の運転周波数制御，室内フ
ァン７のモータ回転制御及び空気調和機全体の運転制御
機能を持っている。ここで、室内温度センサ12は室内熱
交換器５の吸込口温度を室温（室内温度）Taとして検出
するセンサであり、室内熱交温度センサ13は室内熱交換
機５の温度Teを検出するセンサである。

圧縮機１の運転周波数制御に関しては、制御ユニット
８はソフト的に或いはハード的に第３図に示すように構
成される。即ち、第３図において、インバータ出力周波
数決定手段15と、外気温判別手段16と、最大周波数決定
手段17と、インバータ出力周波数制限手段18とが設けら
れる。

インバータ出力周波数決定手段15は、室内温度センサ
12が検出する室内温度Taとリモコン11の温度設定器から
指定される設定温度Tsとを比較し、その比較結果が第４
図のゾーンｄ〜ｉのいずれにあるかに応じて、インバー
タ９の動作すべき出力周波数Hzを、例えば20〜80Hzの範
囲の対応する値に決定する。但し、第４図に示す周波数
20〜80Hzは運転開始時の周波数であり、その後は積分制
御により圧縮機の周波数は20〜100Hzの間で変化する。

外気温判別手段16は外気温度Toが比較的高い温度領域
にあるか否か、例えば30℃より高い温度領域にあるか否
かを判別する。一般に、外気温度Toが低いときは、露点
温度が低く機器への露付きが通常では発生しないのに対
し、外気温度Toが高いときは、露点温度が高く機器への
露付きが高温で発生する。従って、機器への露付きは外
気温度Toが比較的高い場合に問題となる。

最大周波数決定手段17は、外気温判別手段16により外
気温度Toが比較的高いと判別された場合、このとき室内
熱交温度センサ13で検出される室内熱交温度Teの適否、
つまり外気温度Toに対し室内熱交換器５の吹出し温度が
冷え過ぎに移行する温度Txでないかを監視し、冷え過ぎ
移行温度Txに至った場合には、インバータ９の可変出力
周波数範囲の上限値を、機器の露付きが発生しないより
低い値の上限値にする。

第５図は冷え過ぎ移行の認識の仕方を例示したもので
ある。ここでＡゾーンは、室内熱交温度Teが冷え過ぎ移
行温度Tx（12℃）に降下するまでの温度領域及び室内熱
交温度Teが冷え過ぎ移行温度Txから脱出する13℃まで上
昇した後の温度領域であり、またＢゾーンは、室内熱交
温度Teが12℃より更に下がった以後の温度領域及び室内
熱交温度Teが13℃に上昇するまでの温度領域である。外
気温度Toが相当高い場合（例えば31℃以上の場合）にお
いて、室内熱交温度TeがＢゾーン（Te≦12℃）にまで下
ったときは、そのままでは外気温度Toに対して室内熱交
換器５の吹出し温度が冷え過ぎとなり、冷え過ぎによる
機器の露付きが発生する。

そこで、最大周波数決定手段17は、このような比較的
高い外気温度Toの下で室内熱交温度TeがＢゾーンに入る
か否かを判断し、冷え過ぎ移行温度Txに降下しＢゾーン
に入ったときは、インバータ９の動作すべき出力周波数
を、通常より低い値にする。ここでは通常の80Hzから40
Hzに抑える。

インバータ出力周波数制限手段18は、インバータ出力
周波数決定手段15からの指令を受けてインバータ９を実
際に運転しているが、冷え過ぎのときは、最大周波数決
定手段17からの指令に従ってインバータ９の可変出力周
波数の上限を制限する。即ち、通常のＡゾーンにある間
はインバータ出力周波数決定手段15から指令される出力
周波数20〜80Hzで圧縮機１を運転させるが、Ｂゾーンに
入ったときは、圧縮機１の運転周波数の上限値を、最大
周波数決定手段17から指令される上限値40Hzに制限す
る。

これにより、圧縮機１の冷房能力が減少し、機器に露
付きが発生する10℃前後に至る前に室内熱交温度Teが上
昇し始め、室内熱交温度Teが13℃に上昇して冷え過ぎ移
行温度Txを脱出する。

以下、第６図のフローに従って詳述する。

第６図のフローにおいて、マイクロコンピュータ10
は、まず室内温度Ta,設定温度Ts及び外気温度Toを読込
み、室内温度Taがリモコン11の設定温度Tsに対して高い
か否かをチェックする（ステップ）。室内温度Taが
既に設定温度Tsより低くなっているときは（第４図のゾ
ーンh,i）、圧縮機１を停止する（ステップ）。室内
温度Taがまだ設定温度Tsよりも高いときは（第４図のゾ
ーンｄ〜ｇ）、その差（Ta−Ts）に応じた冷房を行うべ
き、第４図のゾーンｄ〜ｇの該当するゾーンよりインバ
ータ９の動作すべき出力周波数を決定する（ステップ
）。従って、このステップは上記インバータ出力周
波数決定手段15に相当する。

次に、冷え過ぎか否かの判断要因の一つである外気温
度Toが30℃より高いか否かをチェックする（ステップ
）。このステップは上記外気温判別手段16に相当す
る。To≦30℃であれば、上記ステップで決定した出力
周波数をインバータ９に指令して冷房を行う（ステップ
）。

To＞30℃のときは、次に、室内熱交温度Teが第５図の
A,Bゾーンのいずれかに在るかをチェックする（ステッ
プ）。Ａゾーンにある間、即ち、室内熱交温度Teが
12℃に下がるまでの間は、室内熱交換器５の吹出し温度
は冷え過ぎではないので、インバータ駆動周波数の上限
制約はなく、インバータ９に指令する最大周波数の上限
値は80Hzのままである（ステップ）。従って、この
ステップ〜は最大周波数決定手段15に相当する。し
かし、室内熱交温度Teが12℃以下まで下がってＢゾーン
に入ったときは、インバータ９に指令する最大周波数の
上限値は40Hzに制限される（ステップ）。このス
テップはインバータ出力周波数制限手段18に相当
する。

その後、室内熱交温度Teが13℃まで上昇してＢゾーン
を抜けると、上記最大周波数の制約はなくなって40Hzか
ら80Hzに戻る。

かかる制御により、圧縮機１の回転が通常よりも抑え
られ、機器への露付き現象が回避され、室内居住者の不
快感が除去される。

第７図は、更に快適性を向上させるため、吹出し風量
に応じて、冷え過ぎ移行時における最大周波数の抑制値
（最大値）を変更するようにした実施例を示す。これは
風量設定手段19,ファン風量制御手段20を追加的に設け
た構成であり、風量設定手段19は上記リモコン11の機能
として具備されるものである。室内ファンモータ21は強
風H,中風M,弱風Ｌの切替えタップを備え、この切替えタ
ップが風量設定手段19の指令によりファン風量制御手段
20により選択されるようになっている。また、この風量
設定手段19からの強風H,中風M,弱風Ｌの指令を受けて、
最大周波数決定手段17が、Ａゾーンでの最大周波数fa
と、Ｂゾーンでの最大周波数fbとを決定するようになっ
ている。その回転周波数の上限値faとfbは、本実施例の
場合、強風Ｈのときfa＝100Hz,fb＝50Hz、中風Ｍのとき
fa＝80Hz,fb＝40Hz,弱風Ｌのときfa＝70Hz,fb＝30Hzで
ある。

第８図に示すように、風量設定手段19でまず上記強風
H,中風M,弱風Ｌの１つ、例えば強風Ｈが選択される。最
大周波数決定手段17は、その設定された風量、即ち強風
ＨにおけるＡゾーン及びＢゾーンが最大周波数fa＝100,
fb＝50を決定する。次に、室内熱交温度Teが通常のＡゾ
ーンからＢゾーンへ移行したかどうか、即ち冷え過ぎ移
行温度Txに至ったかどうかを監視する。冷え過ぎ移行温
度Txに移行する前のＡゾーンにある間は、インバータに
指令する最大周波数をｆ＝fa（＝100Hz）のままとし、
冷え過ぎ移行温度Txに至りＢゾーンに入ったときは、最
大周波数をｆ＝fb（＝50Hz）に制限する。

中風Ｍが選択された場合には、Ａゾーンにある間最大
周波数はfa＝80Hzに変更され、ＡゾーンからＢゾーンに
入った際にはfb＝40Hzに変更される。同様に、弱風Ｌが
選択された場合には、Ａゾーンにある間はfa＝70Hzに、
ＡゾーンからＢゾーンに入った際には30Hzに変更され
る。

このようにしてＡゾーン及びＢゾーンにおける最大周
波数が風量に応じて変更され、これにより風量の違いか
ら生じる冷え過ぎ感が効果的に緩和される。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明は、冷風の吹出しにより露
付きが発生する前に、圧縮機の運転周波数の最大値を、
通常より低い値に制限して運転するものであるため、冷
風の吹出しによる機器の露付きを防止できる。また、冷
風の吹出しにより不快感を感ずる時点に到達する前に、
ファン回転周波数の最大値を同様に制限することによ
り、冷え過ぎという不快感を与えない快感な空間を作り
出すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る空気調和機の基本構成を
示す図、第２図はその制御ユニットの入出力関係の概念
図、第３図は制御ユニットの回路構成を示すブロック
図、第４図は通常の場合のインバータの可変周波数制御
ゾーンを示す図、第５図は冷え過ぎ移行温度及びその前
後の最大周波数との関係を示す図、第６図は第３図の制
御ユニットの動作を示したフローチャート、第７図は本
発明の他の実施例を示す制御ユニットの回路構成図、第
８図はその動作を示すフローチャート図である。 図中、１は圧縮機、２は四方弁、３は室外熱交換器、４
は減圧装置、５は室内熱交換器、６は室外ファン、７は
室内ファン、８は外熱交温度センサ、９はインバータ、
11はリモコン、12は室内温度センサ、13は室内熱交温度
センサ、14は外気温度センサ、15はインバータ出力周波
数決定手段、16は外気温判別手段、17は最大周波数決定
手段、18はインバータ出力周波数制限手段、19は風量設
定手段、20はファン風量制御手段、21はファンモータを
示す。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷凍サイクルの圧縮機をインバータにより
   可変制御する空気調和機において、外気温度が露付きの
   発生しやすい高い温度か否かを判別する外気温判別手段
   と、室内熱交換器の温度を検出する室内熱交温度センサ
   と、冷房運転時、上記外気温度が高い温度である場合
   に、上記外気温度に対し室内熱交温度が機器に露付きを
   生じる温度より若干高めの冷え過ぎ移行温度まで室内熱
   交温度が低下したかどうかを監視し、冷え過ぎ移行温度
   より低下した場合に、インバータに与える最大周波数を
   通常より低い値に制限する最大周波数決定手段とを設け
   たことを特徴とする空気調和機。
2. 【請求項２】請求項１記載の空気調和機において、上記
   最大周波数決定手段が室内ファンモータの回転数に応じ
   て上記最大周波数を変化させることを特徴とする空気調
   和機。