JP3445861B2 - 空気調和機 - Google Patents
空気調和機Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
- F25B2313/029—Control issues
- F25B2313/0294—Control issues related to the outdoor fan, e.g. controlling speed
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- Air Conditioning Control Device (AREA)
Description
ンを備えた空気調和機に関する。
減圧器、および室内熱交換器を順次に配管接続してなる
冷凍サイクルを備えており、圧縮機から吐出される冷媒
を室外熱交換器、減圧器、および室内熱交換器に通して
循環させ、室外熱交換器を凝縮器、室内熱交換器を蒸発
器として機能させることにより、室内を冷房する。
チが取り付けられており、過負荷運転が生じて高圧側圧
力が異常上昇すると、高圧スイッチが作動して直ちに圧
縮機の運転が停止される。これにより、冷凍サイクル機
器が保護される。
た冷房を行うため、室外熱交換器の温度(凝縮器温度T
c)が検知され、その検知温度に応じて室外ファンの速
度(回転数)Nが制御される。この速度制御条件を図6
に示している。
制御ゾーンA,B,C,Dが用意されている。最高温度
域の制御ゾーンAでは、室外ファンの速度Nが許容最高
速度Nmax に設定される。高温度域の制御ゾーンBで
は、室外ファンの速度Nが所定時間ごとに徐々に上昇さ
れる。中温度域の制御ゾーンCでは、室外ファンの速度
Nがそのまま保持される。低温度域の制御ゾーンDで
は、室外ファンの速度Nが所定時間ごとに徐々に低下さ
れる。
温度Tcが上昇して制御ゾーンAまたは制御ゾーンBの
制御が実行される。これにより、室外熱交換器に対する
送風量が増え、外気温度の上昇にかかわらず十分な冷房
能力が確保される。
御が実行される。これにより、室外熱交換器に対する送
風量が減り、過剰な熱交換が防止されて安定した運転が
継続される。
凝縮圧力が上昇するため、高圧スイッチが作動すること
がある。この場合、高圧保護が働いて運転が停止した後
の運転再開に際して、所定時間にわたり、制御ゾーンA
(許容最高速度Nmax )の制御が強制的に実行される。
これは、冷房能力の立上がりを早めるためのものであ
る。以後、通常の制御に戻る。
外ファンの速度Nを所定時間ごとに徐々に低下させるよ
うにしているが、速度変化が環境変化に追い付けないこ
とがある。この場合、圧縮機に液冷媒が吸い込まれるい
わゆる液戻りを生じたり、室内熱交換器が凍結すること
もある。
ることが考えられるが、最適な時間間隔は機種に応じて
異なるため、制御部(マイクロコンピュータ)の標準化
ができなくなってコスト上昇を招いてしまう。
繰り返されるため、再び高圧スイッチが作動して高圧保
護のための運転停止と運転再開が頻繁に繰り返されるこ
とがある。こうなると、圧縮機の寿命に悪影響を与えた
り、冷房が何度も中断して快適性が損なわれてしまう。
第1および第2の発明の空気調和機は、制御部の標準化
やコストの上昇を招くことなく室外ファンの速度変化を
環境変化に適切に追従させることができ、これにより低
外気温時の圧縮機への液戻りや室内熱交換器の凍結を回
避しながら安定した運転を継続できることを目的とす
る。
御部の標準化やコストの上昇を招くことなく室外ファン
の速度変化を環境変化に適切に追従させることができ、
これにより低外気温時の圧縮機への液戻りや室内熱交換
器の凍結を回避しながら、また高圧保護の不要な繰り返
しを防ぎながら、安定した運転を継続できることを目的
とする。
は、圧縮機、室外熱交換器、減圧器、および室内熱交換
器を順次接続して冷媒を循環させる冷凍サイクルと、上
記室外熱交換器に外気を通して循環させる速度可変の室
外ファンと、上記冷凍サイクルの高圧側圧力を検知する
圧力検知手段と、この圧力検知手段の検知圧力が異常上
昇すると上記圧縮機の運転を停止する高圧保護手段と、
上記室外熱交換器の温度を検知する温度検知手段と、こ
の温度検知手段の検知温度に応じて上記室外ファンの速
度を制御するための複数の制御ゾーンを有し、高温度域
の制御ゾーンでは速度を所定時間ごとに徐々に上昇さ
せ、低温度域の制御ゾーンでは速度を所定時間ごとに徐
々に低下させ、最低温度域の制御ゾーンでは速度を許容
最低速度まで一気に低下させる制御手段とを備える。
おいて、温度検知手段に代えて室外熱交換器の凝縮飽和
圧力を検知する圧力検知手段を設け、この圧力検知手段
の検知圧力に応じて制御手段が室外ファンの速度を制御
する構成である。
制御手段が、高圧保護手段により運転が停止した後の運
転再開に際し、所定時間、許容最低速度を通常よりも所
定値高い側にシフトする手段を有している。
制御手段が、高圧保護手段により運転が停止した後の運
転再開に際し、所定時間、低温度側の制御ゾーンおよび
最低温度域の制御ゾーンを所定値だけ低温度側にシフト
する手段を有している。
制御手段が、圧力検知手段の検知圧力が異常上昇したと
きの室外ファンの速度を記憶しておく手段と、高圧保護
手段により運転が停止した後の運転再開に際し、所定時
間、上記記憶した速度より所定値高い速度を許容最低速
度として設定する手段とを有している。
および第5の発明のいずれかの制御手段が、温度検知手
段の検知温度が所定値以上に上昇するまでの時間を所定
時間として定める手段を有している。
温度が検知される。この検知温度が高温度域の制御ゾー
ンにあれば、室外ファンの速度が所定時間ごとに徐々に
上昇される。検知温度が低温度域の制御ゾーンにあれ
ば、室外ファンの速度が所定時間ごとに徐々に低下され
る。検知温度が最低温度域の制御ゾーンにあれば、室外
ファンの速度が許容最低速度まで一気に低下される。
における室外熱交換器の温度に代わり、室外熱交換器に
おける冷媒の凝縮飽和圧力が検知される。この検知圧力
に応じて室外ファンの速度が制御される。
での許容最低速度が、高圧保護手段により運転が停止し
た後の運転再開に際し、所定時間、通常よりも所定値高
い側にシフトされる。
での低温度側の制御ゾーンおよび最低温度域の制御ゾー
ンが、高圧保護手段により運転が停止した後の運転再開
に際し、所定時間、所定値だけ低温度側にシフトされ
る。
において、圧力検知手段の検知圧力が異常上昇したとき
の室外ファンの速度が記憶され、高圧保護手段により運
転が停止した後の運転再開に際し、所定時間、上記記憶
された速度より所定値高い速度が許容最低速度として設
定される。
および第5の発明のいずれかにおいて、温度検知手段の
検知温度が所定値以上に上昇するまでの時間が所定時間
として定められる。
参照して説明する。図2において、Xは室外ユニット、
Yは室内ユニットである。この両室内ユニットに次のヒ
ートポンプ式冷凍サイクルを搭載している。
して室外熱交換器3の一端を配管接続し、その室外熱交
換器3の他端に減圧器たとえば膨張弁4を介して室内熱
交換器5の一端を配管接続する。そして、室内熱交換器
5の他端を上記四方弁2を介して圧縮機1の吸込口に配
管接続する。
ファン6を設ける。この室外ファン6は、外気を室外熱
交換器3に通して循環させる働きをする。室内熱交換器
5の近傍に、室内ファン7を設ける。この室内ファン7
は、室内空気を室内熱交換器5に通して循環させる働き
をする。
側配管に、圧力検知手段たとえば高圧スイッチ10を取
付ける。この高圧スイッチ10は、高圧側圧力が異常上
昇して設定値に達すると作動する。
温度(凝縮器温度)Tcを検知するための温度検知手段
として熱交換器温度センサ11を取付ける。室内ファン
7によって形成される室内空気の吸込み風路に、室内空
気の温度Taを検知するための室内温度センサ12を設
ける。
に室内ユニットYの室内制御部30が接続される。この
室内制御部30に電源ラインACLおよびシリアル信号
ラインSLを介して室外ユニットAの室外制御部40が
接続される。
およびその周辺回路からなる。この室内制御部30に、
受光部31、室内ファンモータ7M、および室内温度セ
ンサ12が接続される。受光部31は、リモートコント
ロール式の操作器(以下、リモコンと略称する)32か
ら送信される赤外線光を受光する。
およびその周辺回路からなる。この室外制御部40に、
四方弁2、熱交換器温度センサ11、インバータ回路4
1、およびファン速度制御回路42が接続される。そし
て、ファン速度制御回路42に、室外ファンモータ6M
が接続される。
の電圧を整流し、それを室外制御部40の指令に応じた
周波数(およびレベル)の電圧に変換し、出力する。こ
の出力は圧縮機モータ1Mの駆動電力となる。
ータ6Mに対するたとえば通電位相制御により、室外フ
ァン6の速度(回転数)Nを制御する。室内制御部30
および室外制御部40は、シリアル信号ラインSLを通
して相互に電源電圧同期のデータ転送を行ないながら当
該空気調和機の運転を制御するもので、主要な機能手段
として次の[1]ないし[5]を備える。
線矢印の方向に流し、これにより冷房サイクルを形成し
て室外熱交換器3を凝縮器、室内熱交換器5を蒸発器と
して機能させ、冷房運転を実行する手段。
換により図2に示す破線矢印の方向に流し、これにより
暖房サイクルを形成して室内熱交換器5を凝縮器、室外
熱交換器3を蒸発器として機能させ、暖房運転を実行す
る手段。
12の検知温度Taとリモコン設定温度Tsとの差ΔT
を求め、その温度差ΔTに応じてインバータ回路41の
出力周波数(圧縮機1の運転周波数)Fを制御する手
段。
縮機1の運転を所定時間ts停止する高圧保護手段。 [5]冷房運転時、熱交換器温度センサ11の検知温度
(凝縮器温度)Tcに応じて室外ファン6の速度Nを制
御するための複数の制御ゾーンA,B,C,D1 ,D2
を有し、最高温度域の制御ゾーンAでは速度Nをあらか
じめ定められている許容最大速度Nmax に設定し、高温
度域の制御ゾーンBでは速度Nを所定時間ごとに徐々に
上昇させ、中温度域の制御ゾーンCではそのときの速度
Nをそのまま保持し、低温度域の制御ゾーンD1 では速
度Nを所定時間ごとにΔNずつ徐々に低下させ、最低温
度域の制御ゾーンD2 では速度をあらかじめ定められて
いる許容最低速度Nmin まで一気に低下させる制御手
段。この速度制御条件を図3に示している。
チャートを参照して説明する。冷房運転時、室外熱交換
器3の温度(凝縮器温度)Tcが熱交換器温度センサ1
1により検知される。
ンAに入ると、速度Nが許容最大速度Nmax に設定され
る。制御ゾーンBでは、速度Nが所定時間ごとにΔNず
つ徐々に上昇される。
ァン6の速度Nを増して室外熱交換器3に対する送風量
を増やすことにより、外気温度の上昇にかかわらず十分
な凝縮作用が確保されて安定した冷房が行なわれる。
入ると、そのときの速度Nがそのまま保持される。外気
温度が低くて検知温度Tcが制御ゾーンD1 に入ると、
速度Nが所定時間ごとにΔNずつ徐々に低下される。
ァン6の速度Nを減らして室外熱交換器3に対する送風
量を減らすことにより、過剰な凝縮作用が防止されて安
定した冷房が続けられる。
合は、速度Nが許容最低速度Nminまで一気に低下さ
れる。すなわち、室外ファン6の速度変化を環境変化に
適切に追従させることができる。したがって、圧縮機1
への液戻りが回避されて圧縮機1の損傷が防止される。
さらに、室内熱交換器5の凍結が回避されて室内への送
風が継続する。
も変更を加えることなく制御ゾーンD1 として残し、
許容最低速度Nmin を設定するための制御ゾーンD2 を
新たに設けるだけであるから、空気調和機の互いに異な
る機種に対し、制御部(マイクロコンピュータ)30,
40の標準化が可能であり、コスト上昇の心配が解消さ
れる。
が異常上昇すると、高圧スイッチ10が作動する。高圧
スイッチ10が作動すると、圧縮機1の運転が直ちに停
止され、高圧側圧力の異常上昇が防止される。これによ
り、圧縮機1をはじめとする冷凍サイクル機器が保護さ
れる。
ウントtに基づく所定時間tsが経過すると、高圧保護
が解除されて圧縮機1の運転が再開される。次に、この
発明の第2実施例について説明する。
11に代えて圧力センサPcを設け、この圧力センサP
cの検知圧力(室内熱交換器5の凝縮飽和圧力)に応じ
て室外ファン6の速度Nを制御するようにしている。制
御の仕方については第1実施例と基本的に同じであり、
第1実施例と同様の効果が得られる。
D1 または制御ゾーンD2 の制御が実行されると、凝縮
圧力が上昇するため、高圧スイッチ10が作動し易い状
況となり、高圧保護のための運転停止と運転再開が頻繁
に繰り返されてしまう可能性がある。
0の機能手段として、次の[6]を追加している。他の
構成は第1実施例と同じである。 [6]高圧スイッチ10の作動(高圧保護)により運転
が停止した後の運転再開に際して、所定時間taにわた
り、上記[5]の制御に用いる許容最低速度Mmin を通
常よりも所定値高い側にシフトする手段。
圧保護が働くと、その後の運転再開に際して所定時間t
aにわたり、許容最低速度Mmin が通常よりも所定値高
い側にシフトされる。所定時間taが経過すると、許容
最低速度Mmin は通常の値に戻される。
許容最低速度Mmin を通常よりも所定値高い側にシフト
することにより、凝縮圧力の上昇が抑制され、高圧スイ
ッチ10が作動し難くなる。
運転再開が頻繁に繰り返される事態が回避され、圧縮機
1の寿命への悪影響が防止されるとともに、冷房の頻繁
な中断がなくなって快適性を損なうこともなくなり、安
定した冷房が継続される。
では、制御部30,40の機能手段として、次の[7]
を追加している。他の構成は第1実施例と同じである。
護)により運転が停止した後の運転再開に際して所定時
間taにわたり、上記[5]の制御における制御ゾーン
D1 および制御ゾーンD2 を所定値だけ低温度側にシフ
トする手段。この場合の速度制御条件を図5に示してい
る。
圧保護が働くと、その後の運転再開に際して、所定時間
taにわたり、制御ゾーンD1 ,D2 の代わりに制御ゾ
ーンD1 ´,D2 ´が用いられる。制御ゾーンD1 ´,
D2 ´は、制御ゾーンD1 ,D2 を所定値だけ低温度側
にシフトした形のものである。これに伴い、制御ゾーン
Cよりも低温度側に拡がった形の制御ゾーンC´が用い
られる。所定時間taの経過後は、本来の制御ゾーンC
および制御ゾーンD1 ,D2 が用いられる。
速度低減のための制御ゾーンD1 ,D2 を所定値だけ低
温度側にシフトすることにより、凝縮圧力の上昇が抑制
され、高圧スイッチ10が作動し難い状況となる。
運転再開が頻繁に繰り返される事態が回避される。効果
は第3実施例と同じである。この発明の第5実施例につ
いて説明する。
手段として、次の[8][9]を追加している。他の構
成は第1実施例と同じである。 [8]高圧スイッチ10が作動したときの室外ファン6
の速度NをNoとして記憶しておく手段。
護)により運転が停止した後の運転再開に際し、所定時
間taにわたり、上記記憶した速度Noより所定値高い
速度(=No+ΔN)を上記[5]の制御で用いる許容
最低速度Nmin として設定する手段。
と、そのときの室外ファン6の速度NがNoとして記憶
される。そして、高圧保護が働いた後の運転再開に際し
て所定時間taにわたり、記憶された速度Noより所定
値高い速度(=No+ΔN)が許容最低速度Nmin とし
て設定される。
許容最低速度Mmin を通常よりも所定値高めることによ
り、凝縮圧力の上昇が抑制され、高圧スイッチ10が作
動し難い状況となる。効果は第3および第4実施例と同
じである。
は、制御の条件として所定時間taを用いたが、熱交換
器温度センサ11の検知温度Tcが所定値以上に上昇す
るまでの時間を所定時間taとして用いるようにしても
よい。
Nを通電位相制御により変化させたが、それ以外に、室
外ファンモータ6Mの駆動用としてインバータ回路を設
け、そのインバータ回路の出力周波数を制御することに
よって速度Nを変化させる構成としてもよい。その他、
この発明は上記各実施例に限定されるものではなく、要
旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。
和機は、室外熱交換器の温度を検知し、その検知温度が
高温度域の制御ゾーンにあれば室外ファンの速度を所定
時間ごとに徐々に上昇させ、検知温度が低温度域の制御
ゾーンにあれば室外ファンの速度を所定時間ごとに徐々
に低下させ、検知温度が最低温度域の制御ゾーンにあれ
ば室外ファンの速度を許容最低速度まで一気に低下させ
る構成としたので、制御部の標準化やコストの上昇を招
くことなく室外ファンの速度変化を環境変化に適切に追
従させることができ、これにより低外気温時の圧縮機へ
の液戻りや室内熱交換器の凍結を回避しながら安定した
運転を継続できる。
おける室外熱交換器の温度に代わって室外熱交換器にお
ける冷媒の凝縮飽和圧力を検知し、その検知圧力に応じ
て室外ファンの速度を制御する構成としたので、制御部
の標準化やコストの上昇を招くことなく室外ファンの速
度変化を環境変化に適切に追従させることができ、これ
により低外気温時の圧縮機への液戻りや室内熱交換器の
凍結を回避しながら安定した運転を継続できる。
の許容最低速度を、高圧保護手段により運転が停止した
後の運転再開に際し、所定時間、通常よりも所定値高い
側にシフトする構成としたので、制御部の標準化やコス
トの上昇を招くことなく室外ファンの速度変化を環境変
化に適切に追従させることができ、これにより低外気温
時の圧縮機への液戻りや室内熱交換器の凍結を回避しな
がら、また高圧保護の不要な繰り返しを防ぎながら、安
定した運転を継続できることを目的とする。
の低温度側の制御ゾーンおよび最低温度域の制御ゾーン
を、高圧保護手段により運転が停止した後の運転再開に
際し、所定時間、所定値だけ低温度側にシフトする構成
としたので、制御部の標準化やコストの上昇を招くこと
なく室外ファンの速度変化を環境変化に適切に追従させ
ることができ、これにより低外気温時の圧縮機への液戻
りや室内熱交換器の凍結を回避しながら、また高圧保護
の不要な繰り返しを防ぎながら、安定した運転を継続で
きることを目的とする。
おいて、圧力検知手段の検知圧力が異常上昇したときの
室外ファンの速度を記憶しておき、高圧保護手段により
運転が停止した後の運転再開に際し、所定時間、上記記
憶した速度より所定値高い速度を許容最低速度として設
定する構成としたので、制御部の標準化やコストの上昇
を招くことなく室外ファンの速度変化を環境変化に適切
に追従させることができ、これにより低外気温時の圧縮
機への液戻りや室内熱交換器の凍結を回避しながら、ま
た高圧保護の不要な繰り返しを防ぎながら、安定した運
転を継続できることを目的とする。
および第5の発明のいずれかにおいて、温度検知手段の
検知温度が所定値以上に上昇するまでの時間を所定時間
として定める構成としたので、制御部の標準化やコスト
の上昇を招くことなく室外ファンの速度変化を環境変化
に適切に追従させることができ、これにより低外気温時
の圧縮機への液戻りや室内熱交換器の凍結を回避しなが
ら、また高圧保護の不要な繰り返しを防ぎながら、安定
した運転を継続できることを目的とする。
ート。
4…膨張弁(減圧器)、5…室内熱交換器、6…室外フ
ァン、7…室内ファン、10…高圧スイッチ(圧力検知
手段)、11…熱交換器温度センサ(温度検知手段)、
12…室内温度センサ、30…室内制御部、40…室外
制御部、41…インバータ回路、42…ファン速度制御
回路。
Claims (6)
- 【請求項1】 圧縮機、室外熱交換器、減圧器、および
室内熱交換器を順次接続して冷媒を循環させる冷凍サイ
クルと、 前記室外熱交換器に外気を通して循環させる速度可変の
室外ファンと、 前記冷凍サイクルの高圧側圧力を検知する圧力検知手段
と、 この圧力検知手段の検知圧力が異常上昇すると前記圧縮
機の運転を停止する高圧保護手段と、 前記室外熱交換器の温度を検知する温度検知手段と、 この温度検知手段の検知温度に応じて前記室外ファンの
速度を制御するための複数の制御ゾーンを有し、高温度
域の制御ゾーンでは速度を所定時間ごとに徐々に上昇さ
せ、低温度域の制御ゾーンでは速度を所定時間ごとに徐
々に低下させ、最低温度域の制御ゾーンでは速度を許容
最低速度まで一気に低下させる制御手段と、 を具備したことを特徴とする空気調和機。 - 【請求項2】 請求項1に記載の空気調和機において、 前記温度検知手段に代えて室外熱交換器の凝縮飽和圧力
を検知する圧力検知手段を設け、この圧力検知手段の検
知圧力に応じて前記制御手段が室外ファンの速度を制御
することを特徴とする空気調和機。 - 【請求項3】 請求項1に記載の空気調和機において、 前記制御手段は、前記高圧保護手段により運転が停止し
た後の運転再開に際し、所定時間、許容最低速度を通常
よりも所定値高い側にシフトする手段を有することを特
徴とする空気調和機。 - 【請求項4】 請求項1に記載の空気調和機において、 前記制御手段は、前記高圧保護手段により運転が停止し
た後の運転再開に際し、所定時間、低温度側の制御ゾー
ンおよび最低温度域の制御ゾーンを所定値だけ低温度側
にシフトする手段を有することを特徴とする空気調和
機。 - 【請求項5】 請求項1に記載の空気調和機において、 前記制御手段は、前記圧力検知手段の検知圧力が異常上
昇したときの室外ファンの速度を記憶しておく手段と、
前記高圧保護手段により運転が停止した後の運転再開に
際し、所定時間、前記記憶した速度より所定値高い速度
を許容最低速度として設定する手段とを有することを特
徴とする空気調和機。 - 【請求項6】 請求項3、請求項4、および請求項5の
いずれかに記載の空気調和機において、 前記制御手段は、前記温度検知手段の検知温度が所定値
以上に上昇するまでの時間を前記所定時間として定める
手段を有することを特徴とする空気調和機。
Priority Applications (1)
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