JP3076411U

JP3076411U - 空気調和機の運転制御装置

Info

Publication number: JP3076411U
Application number: JP2000006780U
Authority: JP
Inventors: 隆雄阪上
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2000-09-19
Filing date: 2000-09-19
Publication date: 2001-04-06
Anticipated expiration: 2006-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】空気調和機をその暖房能力に対して面積の狭い
部屋で使用した場合でも、コンプレッサのオン・オフ回
数が増大しないようにして、コンプレッサの長寿命化を
図るとともに、室温を設定温度付近の適正範囲で制御で
きるようにする。【解決手段】室温があらかじめ設定された一定温度Ｔｘ
まで上昇した場合に、コンプレッサの運転を継続させつ
つ、室外ファンを停止させて暖房能力を下げる。これに
よって、以後の室温の立ち上がりが緩やかとなり、コン
プレッサがオフするまでの時間が長くなるので、オン・
オフ回数の増大が抑制される。また、暖房能力が下がる
ことで、室温が設定温度Ｔｓよりも大きく上昇すること
がなく、適正範囲で室温を制御できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は空気調和機の運転制御装置に関し、特に、暖房運転時におけるコンプレッサ（圧縮機）の寿命を延ばすための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

空気調和機においては、コンプレッサが一定時間内にあまりに頻繁にオン・オフ動作を繰り返すと、寿命に悪影響を与えることが知られている。このため、一般に、コンプレッサがオフになった後は、最低３分間の休止時間をおいてからオンするような仕様が採用されている。

【０００３】しかし、上記仕様だけでは、理論上は１時間に十数回のオン・オフ動作を繰り返すことが可能であり、このようなことが実際に起こると、コンプレッサの寿命が短くなることは避けられない。そこで、コンプレッサのオン・オフ回数の目安として、１時間に６回以内であることが一般的に要求されており、この範囲であればコンプレッサの寿命に影響しないことが実証されている。したがって、現状の空気調和機においては、このような要求を満たすような設計がなされている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記要求を満たした空気調和機であっても、暖房能力に対して部屋面積の狭い小部屋で使用した場合には、コンプレッサのオン・オフ回数が１時間に６回を超えることが起こり得る。

【０００５】これを図７で説明すると、実線は空気調和機をその暖房能力に見合う通常の部屋で使用した場合の室温の変化を表しており、破線は空気調和機の暖房能力に対して面積が狭い部屋で使用した場合の室温の変化を表している。また、縦軸のＴｓはリモコンによって設定された設定温度であり、Ｔｏｎはコンプレッサがオンになる基準温度、Ｔｏｆｆはコンプレッサがオフになる基準温度である。Ｔｏｎは設定温度Ｔｓより若干低く設定され、Ｔｏｆｆは設定温度Ｔｓより若干高く設定されている。

【０００６】空気調和機が運転を開始してコンプレッサが作動すると、室温が上昇する。室温がＴｏｆｆに至るとコンプレッサはオフとなり、この時点から室温は降下する。そして、室温がＴｏｎに至るとコンプレッサは再びオンとなり、室温が上昇を始める。このような動作が繰り返し行なわれることによって、コンプレッサは、ＴｏｎとＴｏｆｆの間でオン・オフ動作を行ない、その結果、室内温度は平均してほぼ設定温度Ｔｓになるように制御される。ここで、実線（通常の部屋）の場合は、前述したように、コンプレッサのオン・オフ回数は１時間あたり６回以内に収まるようになっている。

【０００７】ところが、破線（狭い部屋）の場合は、空気調和機が部屋面積以上の暖房能力を有しているため、室内が短時間で暖められる。したがって、室温の立ち上がりが急勾配となり、室温がＴｏｆｆに達するまでの時間ｔｘが、実線の場合のＴｏｆｆに達するまでの時間ｔａに比較して短くなる。また、室温がＴｏｎに達するまでの時間ｔｙも、実線の場合のＴｏｎに達するまでの時間ｔｂに比較して短くなる。このため、狭い部屋で使用した場合は、コンプレッサがオン・オフする周期が短くなって、オン・オフ回数が１時間に６回を超えるようになる。

【０００８】このように、従来の空気調和機は、その暖房能力に対して面積の狭い部屋で使用した場合に、コンプレッサのオン・オフ回数が通常よりも増大し、これが原因となってコンプレッサの寿命が短くなるという問題があった。

【０００９】この対策として、コンプレッサのオン・オフ回数が所定回数以上にならないようにした空気調和機の制御装置が、特開平５―１４９６０７号公報に記載されている。これによると、コンプレッサのオン・オフ回数が1時間以内に６回以上となったときに、オン時間とオフ時間の設定値をたとえば３分から６分に延ばし、コンプレッサがオン・オフするタイミングが長くなるようにしている。

【００１０】しかしながら、上記公報のものは、オン・オフ回数が1時間以内に６回以上になったことを検出した後に、はじめてオンオフ時間の制御を行なう、いわば事後制御の方式をとっており、オン・オフ回数が1時間で６回を超えないように事前の制御を行なうものではない。したがって、コンプレッサのさらなる長寿命化を図る上で依然として課題を残している。また、本公報のものは、単にコンプレッサのオンオフ時間を延ばすだけであって、設定温度との関係が考慮されていない。したがって、コンプレッサのオン時間が延びることで、室温が上昇を続けて設定温度を大きく逸脱し、本来の室温の制御が犠牲になるという問題もある。

【００１１】本考案は、上記のような問題点を解決するものであって、空気調和機をその暖房能力に対して面積の狭い部屋で使用した場合でも、コンプレッサのオン・オフ回数が増大しないように事前の制御を行ない、コンプレッサの長寿命化を図るとともに、室温を設定温度付近の適正範囲で制御できるようにすることを課題としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために、本考案では、室温があらかじめ設定された一定温度まで上昇した場合に、コンプレッサの運転を継続させつつ、室外ファンを停止させることによって、あるいは室外ファンを高速運転から低速運転に切り替えることによって、空気調和機の暖房能力を下げるようにしている。

【００１３】このようにすると、空気調和機を狭い部屋で使用した場合に、室温が短時間で一定温度まで上昇しても、その時点からは暖房能力が下がるので、室温の立ち上がりが緩やかとなり、コンプレッサがオフするまでの時間が長くなる。このため、コンプレッサのオン・オフ回数の増大を抑制することが可能となる。また、暖房能力が下がることによって、コンプレッサが作動していても室温が設定値よりも大きく上昇することがないので、適正範囲で室温を制御することができる。

【００１４】

【考案の実施の形態】

図１は、本考案に係る空気調和機の運転制御装置を示す電気ブロック図である。図において、１は室温を検出する室温センサ、２はコンプレッサおよび室外ファンの運転を制御する制御部、３は室温を設定するための室温設定器である。室温センサ１は、たとえばサーミスタから構成される。制御部２はマイクロコンピュータからなり、ＣＰＵ、メモリ（ＲＯＭおよびＲＡＭ）、入出力インターフェース等を含んで構成される。室温設定器３はリモコンにより構成される。４はコンプレッサを駆動するコンプレッサ駆動回路、５はこの駆動回路４によって駆動されるコンプレッサ、６は室外ファンを駆動する室外ファン駆動回路、７はこの駆動回路６によって駆動される室外ファンである。

【００１５】図２は、本考案の動作原理を説明する図であり、横軸は時間、縦軸は室温を表している。縦軸のＴｓは室温設定器３により設定された設定温度、Ｔｘはこの設定温度Ｔｓよりも高く、かつ図７の基準温度Ｔｏｆｆよりも低く設定された基準温度、Ｔｏｎは図７のＴｏｎと同じ値に設定された基準温度である。また、図の実線は本考案による温度変化を表しており、破線は従来の場合の温度変化（図７の破線に対応）を表している。以下、図２に基づいて本考案の原理を説明する。

【００１６】空気調和機が暖房運転を開始して、コンプレッサ５および室外ファン７が作動すると、室温が次第に上昇する。この室温値は室温センサ１によって検出され、制御部２に入力される。室温がさらに上昇して、設定温度Ｔｓを超え、基準温度Ｔｘに達すると（時刻ｔ１）、制御部２はコンプレッサ５の運転を継続させつつ、室外ファン駆動回路６に停止指令を出力し、室外ファン７を停止させる。室外ファン７が停止すると、熱交換器（図示省略）への送風が行なわれなくなるので、熱交換が停止して暖房能力が下がる。これによって、室温は緩やかな上昇に転じる（時刻ｔ１〜ｔ３間）。このときコンプレッサ５は動作を続けている。

【００１７】室温がゆっくり上昇して時刻ｔ３になると、制御部２はコンプレッサ駆動回路４に停止指令を出力し、コンプレッサ５を停止させる。ここで、従来であれば、破線で示すように、室温が基準温度Ｔｘに達した後も室温はそのままＴｏｆｆまで直線的に上昇し、Ｔｏｆｆに至った時点でコンプレッサ５が停止する。すなわち、コンプレッサ５の停止する時点は、従来では時刻ｔ２であるのに対し、本考案では時刻ｔ３となる。そして、ｔ２＜ｔ３であることから、本考案の場合は、コンプレッサ５の停止する時点が従来よりも遅れることになる。

【００１８】コンプレッサ５の停止によって、室内には暖風が供給されなくなるので、この時点から、室温は次第に下降してゆく（時刻ｔ３〜ｔ５間）。このコンプレッサ５の停止時間は、冒頭でも述べたように、最低でも３分間確保される。そして、室温がＴｏｎまで下がると（時刻ｔ５）、制御部２はコンプレッサ駆動回路４および室外ファン駆動回路６にそれぞれ起動指令を与えて、コンプレッサ５および室外ファン７を起動させる。このコンプレッサ５が起動する時刻ｔ５も、従来の場合のコンプレッサ５が起動する時刻ｔ４に比較して遅れている。

【００１９】コンプレッサ５と室外ファン７の起動によって、再び室内には暖風が供給され、室温が上昇してゆく（時刻ｔ５〜ｔ６間）。そして、室温が基準温度Ｔｘに達すると（時刻ｔ６）、前述のように、制御部２はコンプレッサ５の運転を継続させつつ、室外ファン駆動回路６に停止指令を出力し、室外ファン７を停止させる。室外ファン７の停止によって熱交換は停止し、暖房能力が下がるので、この時点から室温は緩やかな上昇に転じる（時刻ｔ６〜ｔ７間）。このときもコンプレッサ５は動作を続けている。その後、室温が上昇して時刻ｔ７になると、制御部２はコンプレッサ駆動回路４に停止指令を出力し、コンプレッサ５を停止させる。

【００２０】コンプレッサ５の停止によって、室温は次第に下降してゆき（時刻ｔ７〜ｔ８間）、室温がＴｏｎまで下がると（時刻ｔ８）、制御部２はコンプレッサ駆動回路４および室外ファン駆動回路６にそれぞれ起動指令を与えて、コンプレッサ５および室外ファン７を再び起動させる。以下、同様の動作が繰り返される。

【００２１】このようにして、室温があらかじめ設定された温度Ｔｘまで上昇した場合に、コンプレッサ５の運転を継続させつつ、室外ファン７を停止させて暖房能力を下げるようにしたことで、図２のようにコンプレッサ５がオフする時点、オンする時点を従来に比べて遅らせることができる。この結果、空気調和機を狭い部屋で使用した場合であっても、図２の破線のようにコンプレッサ５が頻繁にオン・オフを繰り返すことがなくなり、オン・オフ回数を１時間で６回以内に収めることが可能となる。このためには、オン時間とオフ時間（最低３分間）の合計が１０分間以上確保されるように制御すればよい。また、暖房能力が下がって、室温上昇が緩やかになることから、設定温度Ｔｓの近傍で室温を制御することができ、コンプレッサ５のオン時間が延びることに起因して室温が設定温度Ｔｓから大きく逸脱するのが抑制される。

【００２２】なお、室外ファン７の停止状態があまりに長時間にわたると、室外の熱交換器に霜が発生するおそれがあるが、本考案の場合は、室外ファン７が停止している時間はせいぜい数分間であるので、霜発生の懸念はほとんどない。

【００２３】空気調和機の暖房能力を下げるには、上記のように室外ファンを停止させる以外に、室外ファンを高速運転から低速運転に切り替える方法がある。後者の方法は２速式のファンの場合に有効であり、これによると、暖房能力の低下の点ではファンを完全停止させる場合に比べて劣るが、その反面、霜の発生を確実に回避できる利点がある。

【００２４】また、図２において、時刻ｔ３においてコンプレッサ５を停止もしくは低速運転に切り替える制御方法としては、コンプレッサ５がオンしてからの時間をカウントし、時間がｔ３になったときにコンプレッサ５を停止もしくは低速運転に切り替えてもよいし、あるいは、時刻ｔ１で室外ファン７が停止した以降の室温を監視し、室温がＴｏｆｆに至った時点でコンプレッサ５を停止もしくは低速運転に切り替えてもよい。

【００２５】図３は、制御部２の動作の詳細を示したフローチャートであって、室外ファン７を停止させて暖房能力を下げる場合の例である。空気調和機が暖房運転を開始すると、制御部２はコンプレッサ駆動回路４に対して起動指令を与え、コンプレッサ５をオン状態にする（ステップＳ１）。また、室外ファン駆動回路６に対して起動指令を与え、室外ファン７をオン状態にする（ステップＳ２ａ）。さらに、制御部２に内蔵されているタイマーをスタートさせて、コンプレッサ５がオンしてからの時間のカウントを開始する（ステップＳ３）。

【００２６】次に、室温センサ１によって検出された室温の値を読み取り（ステップＳ４）、室温が基準温度Ｔｘに達したか否かを判定する（ステップＳ５）。室温が基準温度Ｔｘに達していなければ（ステップＳ５；ＮＯ）、ステップＳ４に戻って、室温値の読み取りを継続する。室温が基準温度Ｔｘに達すれば（ステップＳ５；ＹＥＳ）、タイマーの値を読み取り（ステップＳ６）、コンプレッサ５がオンしてからの時間が７分以内か否かを判定する（ステップＳ７）。

【００２７】コンプレッサ５のオン時間が７分を超えておれば（ステップＳ７；ＮＯ）、コンプレッサ５のオフ時間（最低３分間）と合せて１０分以上が確保されるので、コンプレッサ５を停止しても問題はない。したがって、タイマーをリセットした後（ステップＳ８）、制御部２はコンプレッサ駆動回路４に対して停止指令を与え、コンプレッサ５をオフ状態にする（ステップＳ９）。その後は、室温がＴｏｎまで低下するのを待って最初に戻り、ステップＳ１以降の動作を反復する。

【００２８】一方、コンプレッサ５のオン時間が７分以内であれば（ステップＳ７；ＹＥＳ）、制御部２は室外ファン駆動回路６に対して停止指令を与え、室外ファン７を停止させる（ステップＳ１０ａ）。その後ステップＳ６に戻り、コンプレッサ５のオン時間が７分を超えるまで、ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ１０ａを反復する。この間、コンプレッサ５はオン状態を維持しているが、室外ファン７がオフのため暖房能力が低下するので、室温の上昇は緩やかになる。そして、コンプレッサ５のオン時間が７分を超えると（ステップＳ７；ＮＯ）、上述のようにタイマーをリセットして（ステップＳ８）、コンプレッサ５をオフにする（ステップＳ９）。

【００２９】図４は本考案の他の実施形態によるフローチャートであって、図３の変形例を示している。図３の場合は、室外ファン７が停止（ステップＳ１０ａ）した後に、時間を監視することによって（ステップＳ６，Ｓ７）コンプレッサ５をオフに制御したが、図４では、室外ファン７が停止（ステップＳ１０ａ）した後に、室温センサ１の室温値を読み取り（ステップＳ１１）、室温がＴｏｆｆになった時点で（ステップＳ１２；ＹＥＳ）コンプレッサ５をオフに制御している。その他は図３と同じであるので、図３と同一ステップには同一符号を付して説明は省略する。

【００３０】図５は、本考案の他の実施形態によるフローチャートであって、室外ファン７を高速運転から低速運転に切り替えることにより暖房能力を下げる場合の例である。この場合の室外ファン７は２速式のものである。図５では、運転開始時に室外ファン７が高速で運転され（ステップＳ２ｂ）、暖房能力を下げる際に室外ファン７が低速で運転される（ステップＳ１０ｂ）。その他は図３と同じであるので、図３と同一ステップには同一符号を付して説明は省略する。

【００３１】図６は本考案の他の実施形態によるフローチャートであって、図５の変形例を示している。図５の場合は、室外ファン７が低速運転に切り替えられた（ステップＳ１０ｂ）後に、時間を監視することによって（ステップＳ６，Ｓ７）コンプレッサ５をオフに制御したが、図６では、室外ファン７が低速運転に切り替えられた（ステップＳ１０ｂ）後に、室温センサ１の室温値を読み取り（ステップＳ１１）、室温がＴｏｆｆになった時点で（ステップＳ１２；ＹＥＳ）コンプレッサ５をオフに制御している。その他は図５と同じであるので、図５と同一ステップには同一符号を付して説明は省略する。

【００３２】

【考案の効果】本考案によれば、空気調和機を狭い部屋で使用した場合でも、コンプレッサが頻繁にオン・オフを繰り返すことがなくなり、コンプレッサの長寿命化を図ることができる。また、コンプレッサのオン時間を長くしても、暖房能力を下げることによって、室温が設定値から大きく逸脱することはなく、室温を設定温度付近の適正範囲で制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る空気調和機の運転制御装置の電気
ブロック図である。

【図２】本考案の動作原理を説明する図である。

【図３】制御部の動作の詳細を示したフローチャートで
ある。

【図４】本考案の他の実施形態によるフローチャートで
ある。

【図５】本考案の他の実施形態によるフローチャートで
ある。

【図６】本考案の他の実施形態によるフローチャートで
ある。

【図７】従来例の動作を説明する図である。

【符号の説明】

１室温センサ２制御部３室温設定器４コンプレッサ駆動回路５コンプレッサ６室外ファン駆動回路７室外ファンＴｓ設定温度Ｔｘ基準温度（第１の温度）Ｔｏｎ基準温度Ｔｏｆｆ基準温度（第２の温度）

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】コンプレッサと、このコンプレッサを駆動
するコンプレッサ駆動回路と、室外ファンと、この室外
ファンを駆動する室外ファン駆動回路と、前記コンプレ
ッサおよび室外ファンの運転を制御する制御部と、室温
を検出する室温センサと、室温を設定するための室温設
定器とを備え、前記制御部は、室温センサにより検出された室温が、室
温設定器で設定された設定温度よりも高く設定された一
定温度まで上昇した場合に、コンプレッサのオン時間が
所定時間内にあるか否かを判定し、コンプレッサのオン
時間が所定時間内にあるときは、コンプレッサの運転を
継続させつつ、室外ファンが停止して暖房能力が下がる
ように室外ファン駆動回路を制御し、その後コンプレッ
サのオン時間が所定時間を超えたときに、コンプレッサ
が停止するようにコンプレッサ駆動回路を制御すること
を特徴とする空気調和機の運転制御装置。
【請求項２】コンプレッサと、このコンプレッサを駆動
するコンプレッサ駆動回路と、室外ファンと、この室外
ファンを駆動する室外ファン駆動回路と、前記コンプレ
ッサおよび室外ファンの運転を制御する制御部と、室温
を検出する室温センサと、室温を設定するための室温設
定器とを備え、前記制御部は、室温センサにより検出された室温が、室
温設定器で設定された設定温度よりも高く設定された第
１の温度まで上昇した場合に、コンプレッサのオン時間
が所定時間内にあるか否かを判定し、コンプレッサのオ
ン時間が所定時間内にあるときは、コンプレッサの運転
を継続させつつ、室外ファンが停止して暖房能力が下が
るように室外ファン駆動回路を制御し、その後室温が前
記第１の温度よりさらに高い第２の温度に至ったとき
に、コンプレッサが停止するようにコンプレッサ駆動回
路を制御することを特徴とする空気調和機の運転制御装
置。
【請求項３】コンプレッサと、室外ファンと、前記コン
プレッサおよび室外ファンの運転を制御する制御部と、
室温を検出する室温センサと、室温を設定するための室
温設定器とを備え、前記制御部は、室温センサにより検出された室温が、室
温設定器で設定された設定温度よりも高く設定された一
定温度まで上昇した場合に、コンプレッサの運転を継続
させつつ、室外ファンを停止させて暖房能力を下げるこ
とを特徴とする空気調和機の運転制御装置。
【請求項４】コンプレッサと、このコンプレッサを駆動
するコンプレッサ駆動回路と、室外ファンと、この室外
ファンを駆動する室外ファン駆動回路と、前記コンプレ
ッサおよび室外ファンの運転を制御する制御部と、室温
を検出する室温センサと、室温を設定するための室温設
定器とを備え、前記制御部は、室温センサにより検出された室温が、室
温設定器で設定された設定温度よりも高く設定された一
定温度まで上昇した場合に、コンプレッサのオン時間が
所定時間内にあるか否かを判定し、コンプレッサのオン
時間が所定時間内にあるときは、コンプレッサの運転を
継続させつつ、室外ファンが高速運転から低速運転に切
り替わって暖房能力が下がるように室外ファン駆動回路
を制御し、その後コンプレッサのオン時間が所定時間外
を超えたときに、コンプレッサが停止するようにコンプ
レッサ駆動回路を制御することを特徴とする空気調和機
の運転制御装置。
【請求項５】コンプレッサと、このコンプレッサを駆動
するコンプレッサ駆動回路と、室外ファンと、この室外
ファンを駆動する室外ファン駆動回路と、前記コンプレ
ッサおよび室外ファンの運転を制御する制御部と、室温
を検出する室温センサと、室温を設定するための室温設
定器とを備え、前記制御部は、室温センサにより検出された室温が、室
温設定器で設定された設定温度よりも高く設定された第
１の温度まで上昇した場合に、コンプレッサのオン時間
が所定時間内にあるか否かを判定し、コンプレッサのオ
ン時間が所定時間内にあるときは、コンプレッサの運転
を継続させつつ、室外ファンが高速運転から低速運転に
切り替わって暖房能力が下がるように室外ファン駆動回
路を制御し、その後室温が前記第１の温度よりさらに高
い第２の温度に至ったときに、コンプレッサが停止する
ようにコンプレッサ駆動回路を制御することを特徴とす
る空気調和機の運転制御装置。
【請求項６】コンプレッサと、室外ファンと、前記コン
プレッサおよび室外ファンの運転を制御する制御部と、
室温を検出する室温センサと、室温を設定するための室
温設定器とを備え、前記制御部は、室温センサにより検出された室温が、室
温設定器で設定された設定温度よりも高く設定された一
定温度まで上昇した場合に、コンプレッサの運転を継続
させつつ、室外ファンを高速運転から低速運転に切り替
えて暖房能力を下げることを特徴とする空気調和機の運
転制御装置。