JP3134352B2 - 空気調和機 - Google Patents

空気調和機

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JP3134352B2 JP03134112A JP13411291A JP3134352B2 JP 3134352 B2 JP3134352 B2 JP 3134352B2 JP 03134112 A JP03134112 A JP 03134112A JP 13411291 A JP13411291 A JP 13411291A JP 3134352 B2 JP3134352 B2 JP 3134352B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、設定温度変更時にお
ける室温の収束性を良くした空気調和機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のインバータを用いた空気調和機で
は、設定温度ならびにこの設定温度と室温との差に基づ
いて圧縮機の運転周波数を制御するようになっている
が、周波数の制御ピッチが大きい(概ね10Hz刻み)た
めに、室温がふらついて、安定性が悪いという問題があ
った。そこで、最近では、PID制御やファジィ制御等
により運転周波数の絶対値ではなくその操作量を決定し
てやることにより従来より細かな(概ね1Hz刻みで)周
波数制御を行うようにしたものが出現している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この細
かな周波数制御を行う空気調和機においては、室温と設
定温度との差(以下、偏差という)に応じて運転周波数を
変化させるだけで、設定温度の変化に対してことさら特
別な制御をしていないために、設定温度を変更した場合
に室温を変更後の設定温度に収束させるのに長い時間が
かかるという欠点があった。そこで、この発明の目的
は、設定温度変更時に短時間で室温を変更後の設定温度
に収束させることができる空気調和機を提供することに
ある。
【0004】
【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、室内温度を設定するための室温設定手
段1と、室内温度を検出する室温検出手段2と、上記室
温設定手段1によって設定された設定温度と上記室温検
出手段2が検出した室内温度との差を算出する温度差算
出手段4と、上記室温検出手段(2)が検出した室内温度
の変化勾配を算出する室温変化算出手段(4)と、上記室
温設定手段1によって設定された設定温度と上記温度差
算出手段4が算出した温度差と上記室温変化算出手段
(4)が算出した室内温度の変化勾配に基づいて圧縮機7
の運転周波数を決定する周波数決定手段4と、上記周波
数決定手段4が決定した運転周波数で上記圧縮機7を駆
動する圧縮機駆動手段8とを備えた空気調和機におい
て、外気温度を検出する外気温検出手段5と、設定温度
の変更があったかどうかを判定する判定手段4と、上記
判定手段4が設定温度の変更があったと判定したとき
に、そのときの圧縮機7の運転周波数と上記外気温検出
手段5が検出した外気温度とから負荷の大きさを算定す
る負荷算定手段4と、上記負荷算定手段4が算定した負
荷の大きさと、上記判定手段4が設定温度の変更があっ
たと判定したときに上記温度差算出手段4が算出した温
度差とから上記圧縮機7の運転周波数のシフト量を決定
するシフト量決定手段4と、上記負荷算定手段4が算定
した負荷の大きさと、上記判定手段4が設定温度の変更
があったと判定したときに上記温度差算出手段4が算出
した温度差とから上記圧縮機7の平衡運転周波数のずれ
を算出する周波数ずれ算出手段4とを備えると共に、上
記周波数決定手段4が、上記判定手段4が設定温度の変
更があったと判定したときは、そのときの圧縮機7の運
転周波数を上記シフト量決定手段4が決定したシフト量
だけシフトした周波数を新たに圧縮機7の運転周波数と
決定したのち、上記温度差算出手段4が算出した温度差
が零になったときに、上記判定手段4が設定温度の変更
があったと判定したときにおける運転周波数に上記周波
数ずれ算出手段4が算出した平衡運転周波数のずれを足
した周波数を新たに圧縮機7の運転周波数と決定するよ
うになっていること特徴としている。
【0005】
【作用】上記構成において、温度差算出手段4が室温設
定手段1によって設定された設定温度と室温検出手段2
が検出した室内温度との差を算出し、室温変化算出手段
4が上記室温変化算出手段4が検出した室内温度の変化
勾配を算出する。そして、周波数決定手段4が上記設定
温度と上記温度差算出手段4が算出した温度差と上記室
温変化算出手段4が算出した室内温度の変化勾配に基づ
いて圧縮機7の運転周波数を決定し、圧縮機駆動手段8
がその決定された運転周波数で圧縮機7を駆動する。い
ま、上記室温設定手段1による設定温度の変更がある
と、判定手段4が設定温度の変更があったと判定する。
そうすると、負荷算定手段4が、そのときの圧縮機7の
運転周波数と外気温検出手段5が検出した外気温度とか
ら負荷の大きさを算定し、シフト量決定手段4が、その
負荷の大きさと上記所定値以上の温度差とから運転周波
数のシフト量を決定し、周波数ずれ算出手段4が、上記
負荷算定手段4が算定した負荷の大きさと、上記判定手
段4が設定温度の変更があったと判定したときに上記温
度差算出手段4が算出した温度差とから上記圧縮機7の
平衡運転周波数のずれを算出する。そして、上記周波数
決定手段4が、そのときの圧縮機7の運転周波数を上記
シフト量決定手段4が決定したシフト量だけシフトした
周波数を新たに圧縮機7の運転周波数と決定し、圧縮機
駆動手段8がその新たに決定された運転周波数で圧縮機
7を駆動する。室温が変更後の設定温度と等しくなり、
上記温度差算出手段4が算出した温度差が零になると、
上記周波数決定手段4が、上記判定手段4が設定温度の
変更があったと判定したときにおける運転周波数に上記
周波数ずれ算出手段4が算出した平衡運転周波数のずれ
を足した周波数を新たに圧縮機7の運転周波数と決定
し、圧縮機駆動手段8がその新たに決定された運転周波
数で圧縮機7を駆動する。このように、設定温度の変更
があったときに、変更後の設定温度と室温との差および
そのときの負荷の大きさから運転周波数の最適なシフト
量を決定するようにしているので、室温を素早く変更後
の設定温度にすることができ、しかも、室温が変更後の
設定温度に達したときには、運転周波数をその変更後の
設定温度に適した平衡運転周波数に変更するようになっ
ているので、室温が変更後の設定温度付近でふらつくこ
とがない。
【0006】
【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。図1はこの発明の一実施例の構成図である。
本実施例の空気調和機は、装置の発停や室内温度の設定
等を行うリモコン1と、室内温度を検出する室温サーミ
スタ2と、室内ファン3と、これらを接続した室内機制
御マイコン4と、外気温度を検出する外気温サーミスタ
5と、インバータ回路6と、圧縮機7と、上記インバー
タ6の出力周波数を制御して上記圧縮機7の回転数を制
御する室外機制御マイコン8とを備えている。上記室内
機制御マイコン4は、室内ファン3を運転する一方、リ
モコン1によって設定された温度(以下、設定温度とい
う)と上記室温サーミスタ2が検出した室温との差(以
下、偏差という)を算出すると共に、その室温の変化勾
配を算出し、その設定温度、偏差、変化勾配および室外
機制御マイコン8を介して送られてきた外気温等のデー
タに基づいて圧縮機7の運転周波数を決定し、その周波
数データを室外機制御マイコン8に伝送する。室外機制
御マイコン8は、上記室内機制御マイコン4からの周波
数データに基づいてインバータ回路6の出力周波数を制
御する。この制御においては、通常は、設定温度に基づ
いて決定した運転周波数を、室温と設定温度との差に応
じて、1Hz刻みに変化させるようになっている。しか
し、設定温度の変更が有った場合には、この通常の制御
では短時間で室温を設定温度に収束させることはむずか
しいため、以下に述べる制御を行うようになっている。
すなわち、設定温度の変更があると、そのときの負荷の
程度を計算する。この負荷の程度は、その時の圧縮機7
の運転周波数と外気温度等からファジィ推論により0〜
10(負荷が小〜大)の数値で表す。そして、運転周波数
のシフト量(S)をこの負荷の程度(F)と設定変更により
生じる偏差(H)に比例させることにより、偏差の大小、
負荷の大小に応じた最適なシフト量が得られ、室温を素
早く変更後の設定温度に近付けることができる(シフト
量が大きすぎると室温がオーバーシュートし、小さすぎ
ると、なかなか室温が変更後の設定温度に達しない)。
具体的には、S=F×H×2(Hz)とする。但し、Hは
大きくなる方向には更新するが小さくなる方向には更新
しない。こうすることにより、早く室温を変更後の設定
温度に到達させると共に、偏差の微妙な変化(例えば、
偏差が1.5℃→2.0℃→1.5℃と動くような場合)に
よる運転周波数の大きな変動を防ぐことができる。設定
温度が変わると負荷も変わる。例えば、冷房時に室温を
25℃で安定させるために、40Hzの運転周波数で運
転する必要があるとすると、室温を23℃で安定させる
ためには、50〜70Hzの運転周波数が必要になった
りする。冷房時に設定温度を高くしておくと省エネにな
るのはそのためである。そこで、設定温度の変更があっ
たときに、上記で求めた負荷の程度(F)と上記設定変更
により生じる偏差(H)とから、予め、設定温度変更に伴
う平衡運転周波数のずれ(SS)を計算しておき、室温が
設定温度に達したときに、そのずれ分(SS)を設定温度
変更時の運転周波数に足したものを、上記シフトさせた
運転周波数の代わりに、新たな運転周波数とする。具体
的には、SS=F×H(Hz)とする。図2は本実施例の
動作を示すフローチャートである。通常の周波数制御を
行っているメインルーチンでは、ステップS1で設定温
度の変更があったかどうかを常に判定しており、設定温
度の変更があると、ステップS1からステップS2に進
み、上述した手法により、設定温度の変更により生じた
偏差と負荷の大きさとに比例したシフト量を決定し、室
温が設定温度に達するまで運転周波数を上記偏差をなく
す方向に上記シフト量だけシフトさせる。そして、ステ
ップS3で室温が変更後の設定温度に達したかどうかを
判定し、その設定温度に達すると、ステップS4に進ん
で運転周波数のシフトを解除したのち、ステップS5で
上述した平衡運転周波数のずれ(SS)(すなわち、負荷
変動分の周波数)を設定温度変更時の運転周波数に足し
込んだ運転周波数で圧縮機7を運転する。このように、
設定温度の変更があったときに、変更後の設定温度と室
温との差およびそのときの負荷の大きさとから運転周波
数の最適なシフト量を決定し、そのシフト量だけ運転周
波数をシフトさせるようにしているので、室温を短時間
で変更後の設定温度まで到達させることができ、しか
も、室温が変更後の設定温度に達したときには運転周波
数を予め計算しておいた平衡運転周波数に変更するよう
にしているので、室温が変更後の設定温度付近でふらつ
くことがない。
【0007】
【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、温度差算出手段が設定温度と室温との差を
算出する一方、判定手段が設定温度の変更があったかど
うかを判定し、上記判定手段が設定温度の変更があった
と判定したときに、負荷算定手段がそのときの圧縮機の
運転周波数と外気温検出手段が検出した外気温度とから
負荷の大きさを算定し、シフト量決定手段が、上記負荷
算定手段が算定した負荷の大きさと上記温度差算出手段
が算出した温度差とから圧縮機の運転周波数のシフト量
を決定し、周波数ずれ算出手段が、上記負荷算定手段が
算定した負荷の大きさと、上記温度差算出手段が算出し
た温度差とから上記圧縮機の平衡運転周波数のずれを算
出し、周波数決定手段が、そのときの圧縮機の運転周波
数を上記シフト量決定手段が決定したシフト量だけシフ
トした周波数を新たに圧縮機の運転周波数と決定したの
ち、上記温度差算出手段が算出した温度差が零になった
ときに、上記設定温度の変更があったときの運転周波数
に上記周波数ずれ算出手段が算出した平衡運転周波数の
ずれを足した周波数を新たに圧縮機の運転周波数と決定
し、圧縮機駆動手段が上記周波数決定手段が決定した運
転周波数で圧縮機を運転するようになっているので、設
定温度の変更があったときに室内温度を素早く変更後の
設定温度に収束させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施例の構成図である。
【図2】 上記実施例の動作を示すフローチャートであ
る。
【符号の説明】
1…リモコン、2…室温サーミスタ、3…室内ファン、
4…室内機制御マイコン、5…外気温サーミスタ、6…
インバータ回路、7…圧縮機、8…室外機制御マイコ
ン。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−147041(JP,A) 特開 平2−293558(JP,A) 特開 平4−143540(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F24F 11/02 102 F24F 11/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 室内温度を設定するための室温設定手段
    (1)と、室内温度を検出する室温検出手段(2)と、上記
    室温設定手段(1)によって設定された設定温度と上記室
    温検出手段(2)が検出した室内温度との差を算出する温
    度差算出手段(4)と、上記室温検出手段(2)が検出した
    室内温度の変化勾配を算出する室温変化算出手段(4)
    と、上記室温設定手段(1)によって設定された設定温度
    と上記温度差算出手段(4)が算出した温度差と上記室温
    変化算出手段(4)が算出した室内温度の変化勾配に基づ
    いて圧縮機(7)の運転周波数を決定する周波数決定手段
    (4)と、上記周波数決定手段(4)が決定した運転周波数
    で上記圧縮機(7)を駆動する圧縮機駆動手段(8)とを備
    えた空気調和機において、外気温度を検出する外気温検
    出手段(5)と、設定温度の変更があったかどうかを判定
    する判定手段(4)と、上記判定手段(4)が設定温度の変
    更があったと判定したときに、そのときの圧縮機(7)の
    運転周波数と上記外気温検出手段(5)が検出した外気温
    度とから負荷の大きさを算定する負荷算定手段(4)と、
    上記負荷算定手段(4)が算定した負荷の大きさと、上記
    判定手段(4)が設定温度の変更があったと判定したとき
    に上記温度差算出手段(4)が算出した温度差とから上記
    圧縮機(7)の運転周波数のシフト量を決定するシフト量
    決定手段(4)と、上記負荷算定手段(4)が算定した負荷
    の大きさと、上記判定手段(4)が設定温度の変更があっ
    たと判定したときに上記温度差算出手段(4)が算出した
    温度差とから上記圧縮機(7)の平衡運転周波数のずれを
    算出する周波数ずれ算出手段(4)とを備えると共に、上
    記周波数決定手段(4)が、上記判定手段(4)が設定温度
    の変更があったと判定したときは、そのときの圧縮機7
    の運転周波数を上記シフト量決定手段(4)が決定したシ
    フト量だけシフトした周波数を新たに圧縮機(7)の運転
    周波数と決定したのち、上記温度差算出手段(4)が算出
    した温度差が零になったときに、上記判定手段(4)が設
    定温度の変更があったと判定したときにおける運転周波
    数に上記周波数ずれ算出手段(4)が算出した平衡運転周
    波数のずれを足した周波数を新たに圧縮機(7)の運転周
    波数と決定するようになっていること特徴とする空気調
    和機。
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