JP3476899B2 - 空気調和機 - Google Patents
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Description
機能を備えた空気調和機に関する。
サを備え、その外気温度センサの検知温度に応じて、た
とえば室外ファンの速度制御、インバータの電流レリー
ス制御、設定室内温度の補正制御を行なう空気調和機が
ある。
取付けられるが、この取付けに当たっては外気温度セン
サが日射や室外熱交換器の輻射熱の影響を受けないよう
配慮する必要がある。
の影響を受けるかどうかは室外ユニットの設置状況によ
って決まることが多く、このため取付け箇所の選定が非
常に難しくなる。結局は日射の影響を避けられず、適正
な外気温度検知ができずに運転制御に支障を来たす心配
がある。
に応じて作業員が適宜に決めることも考えられるが、こ
れは作業員にとって面倒であり、また誤った取付けがな
される心配もある。
その目的とするところは、外気温度センサを用いること
なく外気温度を捕らえることができ、これにより外気温
度センサに関わる取付け箇所の難しい選定が不要とな
り、また日射等の悪影響を受けることもなく、据付け時
の作業負担を軽減しながらまたコストの低減を図りなが
ら信頼性の高い外気温度検知が可能な空気調和機を提供
することにある。
は、能力可変圧縮機、室外熱交換器、減圧器、室内熱交
換器を接続してなる冷凍サイクルと、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、室外熱
交換器の温度を検知する温度センサと、この温度センサ
の検知温度、能力可変圧縮機の能力、および室外ファン
の速度から外気温度を推定して取込む手段と、運転停止
の直前に推定手段で推定される外気温度を運転停止後の
所定時間にわたり保持する保持手段と、運転開始時、保
持手段で外気温度が保持されていれば、その保持された
外気温度を推定値より優先して取込む手段とを備える。
機、室外熱交換器、減圧器、室内熱交換器を接続してな
る冷凍サイクルと、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、室外熱交換器の温度を検
知する温度センサと、この温度センサの検知温度、前記
能力可変圧縮機の能力、および前記室外ファンの速度か
ら外気温度を推定して取込む手段と、室内温度制御に基
づく運転中断時、一定時間ごとに前記温度センサの検知
温度を外気温度として且つ前記推定値より優先して取込
む手段とを備える。
温度、能力可変圧縮機の能力、および室外ファンの速度
から、外気温度が推定して取込まれる。一方、運転停止
に際し、直前に推定される外気温度が運転停止後の所定
時間にわたって保持される。運転開始時、保持手段で外
気温度が保持されていれば、その保持された外気温度が
推定値より優先して取込まれる。
器の温度、能力可変圧縮機の能力、および室外ファンの
速度から、外気温度が推定して取込まれる。一方、室内
温度制御に基づく運転中断に際し、一定時間ごとに室外
熱交換器の温度が外気温度として且つ推定値より優先し
て取込まれる。
参照して説明する。図2に示すように、室外ユニットA
および室内ユニットBにヒートポンプ式冷凍サイクルが
搭載される。
出口に四方弁2を介して室外熱交換器3が接続される。
この室外熱交換器3に減圧器であるところの膨張弁4を
介して室内熱交換器5が接続され、その室内熱交換器5
は四方弁2を介して圧縮機1の吸込口に接続される。
ファン6が設けられる。室外ファン6は、外気を室外熱
交換器3を通して循環させる。室内熱交換器5の近傍
に、室内ファン7が設けられる。室内ファン7は、室内
空気を室内熱交換器5を通して循環させる。
温度Teを検知するための熱交換器温度センサ11が取
付けられる。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が設けられる。
室内制御部20が、商用交流電源30に接続される。そ
して、室内制御部20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20に、
受光部21、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21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)22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50に、
四方弁2、熱交換器温度センサ11、インバータ回路4
1、およびタップ切換回路42が接続される。そして、
タップ切換回路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
所定周波数(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。室
外ファンモータ6Mは、高速度タップ“H”、中速度タ
ップ“M”、および低速度タップ“L”を有する。これ
らタップに対し、タップ切換回路42による選択的な通
電がなされる。
度Toとの間に、図3に示すように、インバータ回路4
1の出力周波数Fをパラメータとする比例関係が存在す
る。また、この関係は、室外ファン6の速度の影響を受
ける。この温度特性に着目し、室外制御部40内のメモ
リに外気温度推定のためのテーブルが記憶される。
換器温度Teと出力周波数Fとの対照に基づく外気温度
推定用温度データがあらかじめ登録されたもので、冷/
暖の運転モードおよび室外ファン6の速度に対応する複
数種が用意されている。
し、かつ室外ファン6の高速度タップ“H”、中速度タ
ップ“M”、および低速度タップ“L”に共通に対応し
ている。この他に、暖房運転モードに対応し、かつ室外
ファン6の中速度タップ“M”および低速度タップ
“L”に対応するものとして、図5のテーブルが用意さ
れている。さらに、暖房運転モードに対応し、かつ室外
ファン6の高速度タップ“H”に対応するものとして、
図6のテーブルが用意されている。
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、当該空気調和機を
制御するもので、主として次の機能手段を備える。
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、冷房運転またはドライ運転(=弱冷房運
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。
検知温度が所定値以下たとえば零℃以下になると四方弁
2を切換え、室外熱交換器3に対する除霜運転を実行す
る手段。
12の検知温度Taとリモコン設定温度Tsとの差ΔT
を空調負荷として求め、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。
に応じて室外ファン6の速度(速度タップ“H”“M”
“L”)を制御する手段。 [6]室外制御部40内のメモリに記憶されたテーブル
のうち、室外ファン6の速度に対応する1つを選択する
選択手段。
センサ11の検知温度Teおよびインバータ回路41の
出力周波数Fを当て嵌め、外気温度推定用温度データf
(x)を読出す読出手段。
ば60秒)において、運転開始時の熱交換器温度センサ1
1の検知温度Teをそのまま外気温度Toとして推定す
る第1推定手段。
ば60秒)後、上記読出される外気温度推定用温度データ
f(x)で熱交換器温度センサ11の検知温度Teを補
正し、外気温度を推定する第2推定手段。
度を運転停止後の所定時間(たとえば10分)にわたり保
持する保持手段。 [11]運転開始(再開)時、上記保持手段で外気温度が
保持されていれば、その保持された外気温度を上記推定
値より優先して取込む手段。
ーモオフ)時、一定時間ごとに熱交換器温度センサ11
の検知温度Teを外気温度として且つ上記推定値より優
先して取込む手段。
用いて運転を制御する制御手段。 つぎに、上記の構成の作用を図7のフローチャートを参
照して説明する。リモコン22で運転の開始操作がなさ
れたとき(ステップ101 のYES )、運転停止からすでに
10分以上が経過していれば(ステップ102 のYES )、前
回の運転から続いている外気温度Toの記憶保持が解除
される(ステップ103 )。
読込まれ(ステップ104 )、それがそのまま外気温度T
oとして室外制御部40のメモリに記憶される(ステッ
プ105 )。同時に、タイムカウントtaが開始される
(ステップ106 )。なお、前回の運転から続く外気温度
Toの記憶保持については、後述する。
媒が吐出される。冷房運転モードであれば、吐出冷媒が
四方弁2、室外熱交換器3、膨張弁4、室内熱交換器
5、四方弁2を通って圧縮機1に戻り、冷房サイクルが
形成される。これにより、室外熱交換器3が凝縮器、室
内熱交換器5が蒸発器として機能し、室内が冷房され
る。暖房運転モードでは、四方弁2が切換わり、吐出冷
媒が四方弁2、室内熱交換器5、膨張弁4、室外熱交換
器3、四方弁2を通って圧縮機1に戻り、暖房サイクル
が形成される。これにより、室内熱交換器5が凝縮器、
室外熱交換器3が蒸発器として機能し、室内が暖房され
る。
まれ(ステップ108 )、それとリモコン22による設定
温度Tsとの差ΔT(=Ta−Ts)が空調負荷として
求められる(ステップ109 )。この温度差ΔTに応じた
値にインバータ回路41の出力周波数(圧縮機1の運転
周波数)Fが設定され(ステップ110 )、これにより圧
縮機1の能力が制御される。同時に、運転周波数Fの値
が大きければ速度が高くなるように、室外ファン6の速
度が比例的に制御される。
種々の制御が実行される。たとえば、外気温度Toが所
定値以上と高い場合、インバータ回路41の異常温度上
昇を避けるため、電流レリース制御が行なわれる。室内
の快適性を得るため、外気温度Toに応じて設定温度T
sが補正される。
後は(ステップ115 のYES )、熱交換器温度センサ11
の検知温度Teが逐次に読込まれるとともに(ステップ
116)、室外制御部40のメモリに記憶された各種テー
ブルのうち冷/暖の運転モードおよび室外ファン6の速
度に対応する1つが選択されて読出される(ステップ11
7 )。
ての速度タップについて共通となる図4の冷房Mタップ
・テーブルが読出される。暖房時、室外ファン6が中速
度タップ“M”や低速度タップ“L”で運転していれ
ば、図5の暖房Mタップ・テーブルが読出される。ま
た、暖房時、室外ファン6が高速度タップ“H”で運転
していれば、図6の暖房Hタップ・テーブルが読出され
る。
サ11の検知温度Teおよびインバータ回路41の出力
周波数Fが当て嵌められ、対照欄から外気温度推定用温
度データf(x)が読出される(ステップ118 )。
交換器温度Teおよび出力周波数Fの関数である。たと
えば、熱交換器温度Teが30℃、出力周波数Fが25Hzの
とき、外気温度推定用温度データf(x)として数値
“-5.5”が読出される。熱交換器温度Teが40℃、出力
周波数Fが30Hzのとき、外気温度推定用温度データf
(x)として数値“-6.0”が読出される。
されると、それと熱交換器温度Teを用いた下式の演算
が実行され、外気温度の推定値To1 が求められる(ス
テップ119 )。
(ステップ120 のYES)、上記求められた推定値To1
が外気温度Toとして室外制御部40のメモリに更新記
憶される(ステップ121 )。以後、記憶された外気温度
Toに基づき、上記した電流レリース制御や設定温度補
正が行なわれる。
の関係を示したのが図8であり、起動時は運転が不安定
なために図3の比例関係が成り立たず、推定値To1 が
実際の外気温度から大きく離れるが、起動からしばらく
して運転が安定するようになると図3の比例関係が成り
立ち、推定値To1 が実際の外気温度に近付くことが判
かる。
ては、外気温度とほぼ等しい状態にある運転開始時の熱
交換器温度Teをそのまま外気温度Toとして用いるよ
うにしている。そして、所定時間t1 後は、推定値To
1 を外気温度Toとするのである。こうして求められる
外気温度Toは、図9に示すように、実際の外気温度と
ほぼ等しい安定した値となる。
ると、運転周波数Fが零に設定されて圧縮機1が停止
し、運転が中断する(ステップ113 )。このいわゆるサ
ーモオフの運転中断に際しては(ステップ113 のYES
)、中断が長引いて冷凍サイクルの温度の影響を受け
なくなるだけの時間(たとば10分)が経過した場合、熱
交換器温度Teと外気温度Toとが同じになることか
ら、一定時間たとえば10分ごとに熱交換器温度Teが外
気温度Toとして更新記憶される(ステップ114 )。す
なわち、運転中断時は的確な推定ができないため、熱交
換器温度Teを推定値より優先して取込むようにしてい
る。
と(ステップ112 のYES )、圧縮機21が停止される
(ステップ122 )。そして、停止の直前に推定された外
気温度Toの記憶が運転停止後もそのまま保持されると
ともに(ステップ123 )、タイムカウントtbが開始さ
れる(ステップ124 )。
なされたとき(ステップ101 のYES)、タイムカウント
tbがまだ10分に達しなければ(ステップ102 のNO)、
前回の運転から続いている外気温度Toの記憶保持がそ
のまま継続される(ステップ125 )。
器温度Teと外気温度Toとの間にずれが存在するた
め、熱交換器温度Teをそのまま外気温度Toとして取
込むのは好ましくない。そこで、前回の運転が停止して
から10分が経過するまでは、運転再開に際し、前回の運
転で得た推定値を今回の運転での推定値より優先して取
込むようにしている。この方が、外気温度Toをより的
確に捕らえることができる。
度Toを捕らえることにより、外気温度センサは不要で
ある。よって、外気温度センサに関わる取付け箇所の難
しい選定が不要となり、また日射等の悪影響も皆無であ
り、据付け時の作業負担を軽減しながら信頼性の高い外
気温度検知が可能となる。
の着霜検知用としてもともと設けられているものであ
り、それを外気温度検知に兼用するので、部品の追加は
不要であり、外気温度センサが不要となることと合わせ
てコストの低減が図れる。
意したが、テーブルの数については圧縮機容量や室外フ
ァンの風量などに応じて適宜に設定可能である。また、
室外ファン6の速度をタップ切換によって変化させる構
成としたが、それ以外に、室外ファンモータ6M(AC
モータ)に対する通電位相制御によって速度を変化させ
たり、あるいは室外ファンモータ6MとしてDCモータ
を用い、かつそのDCモータ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を変化させる構成としてもよい。そ
の他、この発明は上記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。
気温度センサを用いることなく外気温度を捕らえること
ができ、これにより外気温度センサに関わる取付け箇所
の難しい選定が不要となり、また日射等の悪影響を受け
ることもなく、据付け時の作業負担を軽減しながらまた
コストの低減を図りながら信頼性の高い外気温度検知が
可能な空気調和機を提供できる。
特性を示す図。
・テーブルのフォーマットを示す図。
・テーブルのフォーマットを示す図。
・テーブルのフォーマットを示す図。
ト。
す図。
図。
換器、6…室外ファン、11…熱交換器温度センサ、1
2…室内温度センサ、20…室内制御部、40…室外制
御部、41…インバータ回路。
Claims (2)
- 【請求項1】 能力可変圧縮機、室外熱交換器、減圧
器、室内熱交換器を接続してなる冷凍サイクルと、 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、 前記室外熱交換器の温度を検知する温度センサと、 この温度センサの検知温度、前記能力可変圧縮機の能
力、および前記室外ファンの速度から外気温度を推定し
て取込む手段と、 運転停止の直前に前記推定手段で推定される外気温度を
運転停止後の所定時間にわたり保持する保持手段と、 運転開始時、前記保持手段で外気温度が保持されていれ
ば、その保持された外気温度を前記推定値より優先して
取込む手段と、 を具備したことを特徴とする空気調和機。 - 【請求項2】 能力可変圧縮機、室外熱交換器、減圧
器、室内熱交換器を接続してなる冷凍サイクルと、 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、 前記室外熱交換器の温度を検知する温度センサと、 この温度センサの検知温度、前記能力可変圧縮機の能
力、および前記室外ファンの速度から外気温度を推定し
て取込む手段と、 室内温度制御に基づく運転中断時、一定時間ごとに前記
温度センサの検知温度を外気温度として且つ前記推定値
より優先して取込む手段と、 を具備したことを特徴とする空気調和機。
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