JP3782299B2 - 空気調和機および圧縮機制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機を制御することで冷房運転を行う空気調和機に関するものであり、特に、対物空調および対人空調の両方を実行可能な空気調和機およびその圧縮機制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の空気調和機について説明する。従来の空気調和装置としては、たとえば、実開昭５５−３２７４号公報に記載の「空調用圧縮機の制御装置」がある。
【０００３】
図１０は、上記公報に記載の従来の空気調和機の構成を示す図である。図１０において、１０１は圧縮機であり、１０２は熱源側熱交換器であり、３は減圧装置であり、１０４は利用側熱交換器であり、１０５は冷媒回路であり、圧縮機１０１の運転により、冷媒を実線矢印の向きに流すことで、熱源側熱交換器１０２を凝縮器として作用させ、利用側熱交換器１０４を蒸発器として作用させ、利用側熱交換器１０４により被空調室を冷却する。
【０００４】
また、１０６は操作ボタン（図示せず）により任意に温度調節可能な温度調節器であり、１０７は室温を検出する室温センサであり、１０８は室外温度を検出する外気温センサであり、１０９は冷媒回路１０５の冷房時に凝縮器となる熱源側熱交換器１０２の出口側配管温度を検出する液管温度センサであり、１１０は同じく蒸発器となる利用側熱交換器１０４の出口側配管温度を検出するガス管温度センサであり、１１１は直流電源であり、１１２は各センサからの温度信号と温度調節器１０６の設定温度とを予め記憶されたデータと比較して出力スイッチ１１３を制御する判断装置であり、１１４は出力スイッチ１１３の閉路時に交流電源１１５が供給される圧縮機１０１駆動用のモータである。
【０００５】
つぎに、上記従来の空気調和機の動作について説明する。従来の空気調和機においては、冷房運転時、室温が温度調節器１０６の設定温度より高い間、判断装置１１２が出力スイッチ１１３を閉じてモータ１１４を運転させ、室内空気を冷却する。そして、室温が設定温度を下回った時点で、出力スイッチ１１３を開路してモータ１１４への通電を止め、冷房運転を停止する。
【０００６】
この時、判断装置１１２では、外気温センサ１０８により室外温度を検出しており、室外温度と設定温度との差が小さい場合（軽負荷時）、図１１に示すように、設定温度Ｔｏを下回る時間ｔｏｆｆを長くとり、当該差が大きい場合（過負荷時）、図１２に示すように、オフ時間ｔｏｆｆを軽負荷時よりも短くする。
【０００７】
これにより、冷媒回路１０５が圧力バランスしたのちに圧縮機１０１用のモータ１１４が再起動するため、確実に強制始動を防止できる。また、負荷状態を検出することでオフ点からオン点までのオフ時間を決めているため、ディファレンシャルが一定に保たれ、予めオンオフの制御温度を決める方式よりも室温を均一に保つことができる。また、室外温度が下がって軽負荷になった場合や設定温度を高くした場合においても、負荷の軽さに応じてオフ時間ｔｏｆｆを長く定めれば、室温を設定温度近傍に保つことができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記、従来の空気調和機においては、オン点の温度とオフ点の温度との差（ディファレンシャル）が常に一定であるため、機器等の冷却に対する空調を目的とした対物空調でかつ年間を通じて冷房運転を行うような場合、特に、空調負荷が小さい冬季においては、圧縮機の運転および停止が頻繁に繰り返され、空調効率がよくない、という問題があった。
【０００９】
また、従来の空気調和機においては、上記のように、圧縮機の運転および停止が頻繁に繰り返されるため、圧縮機の寿命が短くなる、すなわち、圧縮機の信頼性を劣化させる、という問題があった。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ディファレンシャルを切り替え可能な構成とすることで、圧縮機の運転および停止のタイミングを任意に調整可能な空気調和機およびその圧縮機制御方法を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる空気調和機にあっては、圧縮機、四方弁、凝縮器および蒸発器を、順次冷媒配管で環状に接続して冷凍サイクルを構成し、さらに、被空調室の温度を設定する温度設定手段（後述する実施の形態のリモコン２３に相当）と、前記設定温度と被空調室の温度とを比較する温度比較手段（室内制御マイコン９に相当）と、対人空調時、被空調室の温度が「設定温度＋ｍ℃」となった時点で圧縮機の運転を開始し、前記設定温度となった時点で圧縮機の運転を停止し、一方、対物空調時、被空調室の温度が「設定温度＋ｎ（ｎ＞ｍ）℃」となった時点で圧縮機の運転を開始し、前記設定温度となった時点で圧縮機の運転を停止する圧縮機制御手段（室外制御マイコン７に相当）と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
つぎの発明にかかる空気調和機にあっては、前記温度設定手段として動作するリモコンを用いて前記対人空調および対物空調の切り替えを行い、リモコン操作で設定された前記ｎ（ディファレンシャル）を、前記温度比較手段および前記圧縮機制御手段に対して通知することを特徴とする。
【００１３】
つぎの発明にかかる空気調和機において、前記圧縮機制御手段は、受け取ったディファレンシャルを不揮発性メモリ（不揮発性メモリ１７）に格納することを特徴とする。
【００１４】
つぎの発明にかかる空気調和機において、前記圧縮機制御手段は、内部のマイコン制御で、室外機の表示手段（表示部１８に相当）にディファレンシャルを表示することを特徴とする。
【００１５】
つぎの発明にかかる空気調和機にあっては、前記表示手段に７セグメントＬＥＤを用いることを特徴とする。
【００１６】
つぎの発明にかかる圧縮機制御方法にあっては、被空調室の温度を設定する温度設定ステップと、前記設定温度と被空調室の温度とを比較する温度比較ステップと、対人空調時、被空調室の温度が「設定温度＋ｍ℃」となった時点で圧縮機の運転を開始し、前記設定温度となった時点で圧縮機の運転を停止し、一方、対物空調時、被空調室の温度が「設定温度＋ｎ（ｎ＞ｍ）℃」となった時点で圧縮機の運転を開始し、前記設定温度となった時点で圧縮機の運転を停止する圧縮機制御ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる空気調和機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１８】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる空気調和機の構成を示す図である。図１において、１は圧縮機であり、２は四方弁であり、３は凝縮器であり、４は蒸発器であり、５は蒸発器の送風ファンであり、空気調和機は、圧縮機１、四方弁２、凝縮器３および蒸発器４を、順次冷媒配管で環状に接続して冷凍サイクルを構成している。
【００１９】
また、６は室外機の制御を行う室外制御基板であり、７は室外制御マイコンであり、８は室内機の制御を行う室内制御基板であり、９は室内制御マイコンであり、１０は商用電源であり、１１は室内外通信配線であり、１２および１３は通信回路である。室外制御基板６および室内制御基板８は、室内外通信配線１１にて接続されており、室外制御マイコン７および室内制御マイコン９間では、通信回路１２および１３を介して相互に通信を行い、種々の情報のやり取りを行う。
【００２０】
また、１４ａは圧縮機１制御用のパワーリレーであり、１４ｂはパワーリレー１４ａの励磁側コイルであり、１５ａは励磁側コイル１４ｂ制御用補助リレーであり、１５ｂは補助リレー１５ａの励磁側コイルであり、１６は駆動回路である。励磁側コイル１５ｂは、室外制御マイコン７の指令に基づいて駆動回路１６によって制御され、圧縮機１は、補助リレー１５ａおよびパワーリレー１４ａの開閉に伴う商用電源１０の通電または遮断によって、運転が制御される。
【００２１】
また、１７は不揮発性メモリであり、室外制御マイコン７が、種々の情報の書き込み処理および読み出し処理を行う。
【００２２】
また、１８は表示部であり、１９は表示切換部であり、２０は出力回路であり、表示切換部１９の設定内容を室外制御マイコン７が判断し、室外制御マイコン７が、出力回路２０を介して、各種の情報の表示制御を行う。
【００２３】
また、２１は被空調室温度（室温）検出用のサーミスタであり、２２はサーミスタ２１用の変換回路であり、室内制御マイコン９では、変換回路２２を介して、被空調室温度を取り込む。
【００２４】
また、２３は運転指令、冷房または暖房等の運転モード、被空調室設定温度を選択するリモコンであり、２４はリモコン２３用の通信回路であり、室内制御マイコン９では、通信回路２４を介して、リモコン２３の設定内容を取り込む。そして、室内制御マイコン９では、リモコン２３の設定内容にしたがって、送風ファン５の制御を行うとともに、運転指令を室外制御マイコン７に送信する。
【００２５】
以下、上記のように構成される空気調和機の動作について説明する。図２は、対人冷房運転時の圧縮機１の動作を示す図である。
【００２６】
まず、リモコン２３にて冷房運転操作が行われた場合、空気調和機では、室外制御マイコン７が、室温と設定温度との比較を行い、たとえば、室温がＴｏｎ点より高い場合、圧縮機１の運転を開始させる。このとき、圧縮機１は、被空調室の室温がＴｏｆｆ点（設定温度）に達するまで運転を継続する。そして、室温がＴｏｆｆ点（設定温度）に達した場合、室外制御マイコン７では、被空調室の過冷却を防ぐため圧縮機１を停止させる。その後、室温が上昇し再度Ｔｏｎ点に達した場合、室外制御マイコン７では、再び圧縮機１の運転を開始させ、被空調室の室温を低下させる。
【００２７】
本実施の形態の空気調和機は、上記処理により室温を設定温度近傍に保っている。なお、通常、圧縮機１の運転および停止は、Ｔｏｎ（Ｔｏｆｆ＋１℃）とＴｏｆｆ（設定温度）の温度差で決定され、これらの差は、「ディファレンシャル」と呼ばれている。
【００２８】
また、冷房運転時の対人空調については、冷えすぎまたは暖まりすぎといった不快感を与えないようにするため、ＴｏｎとＴｏｆｆの差（ディファレンシャル）を狭くする必要があり、この差を１℃程度としている。しかしながら、冷房運転時の対物空調については、被空調室の温度を機器に求められる使用環境温度以下で十分であり、また、通常、これらの機器に求められる使用環境温度の上限が対人空調に対してはるかに高い温度であるため、ディファレンシャルを大きく設定してもまったく問題がない。
【００２９】
そこで、本実施の形態に空気調和機は、以下に示す動作を行う。図３は、対人冷房運転時および対物冷房運転時の圧縮機１の動作を示す図である。詳細には、被空調室の設定温度（Ｔｏｆｆ）を２５℃とし、対人冷房運転時のディファレンシャル設定を１℃とし、対物冷房運転時のディファレンシャル設定を５℃とした場合の、圧縮機１の動作を示す。
【００３０】
なお、Ｔｏｆｆ点は、リモコン２３にて使用者（ユーザ）が設定する設定温度である。また、製品の据付時の状態（工場出荷状態）においては、ＴｏｎとＴｏｆｆのディファレンシャルを対人空調用として１℃とするが、対物空調として使用する場合には、このディファレンシャルをＴｏｆｆに対して何℃広げるかをリモコン２３にて設定する。すなわち、対人空調時においては、Ｔｏｎ＝Ｔｏｆｆ＋１℃であるのに対して、対物空調時は、Ｔｏｎ＝Ｔｏｆｆ＋ｘ℃とし、このｘ℃をリモコン２３にて設定する。
【００３１】
したがって、図３に示すように、対人空調では、室温が２６℃となった時点で圧縮機１が運転を開始し、被空調室が冷却され、室温が２５℃となった時点で圧縮機１が運転を停止し、被空調室の過冷却を防止する。すなわち、細かな運転の開始／停止制御が行われる。一方、対物空調では、室温が３０℃となった時点で圧縮機１が運転を開始し、被空調室が冷却され、室温が２５℃となった時点で圧縮機１が運転を停止し、被空調室の過冷却を防止する。すなわち、大まかな運転の開始／停止制御が行われる。
【００３２】
このように、本実施の形態においては、ＴｏｆｆとＴｏｎの差、すなわち、ディファレンシャルを切り替え可能な構成とした。これにより、圧縮機の運転および停止のタイミングを任意に調整できるため、細かな温度調整が必要な対人空調と、細かな温度調整が必要のない対物空調と、の切り替え制御が可能となる。また、対物空調時には、ディファレンシャルを広げることで圧縮機の運転／停止制御の回数を低減できるため、上記切り替え制御ができず常に細かな温度調整を行う空気調和機と比較して、大幅に圧縮機の信頼性を向上させることができる。
【００３３】
なお、本実施の形態では、圧縮機１の運転開始／停止を、商用電源の通電または遮断により行う構成としたが、これに限らず、たとえば、インバータを用いた場合においても上記と同様の効果が得られる。
【００３４】
つぎに、上記リモコン２３の動作を詳細に説明する。図４は、リモコン２３の構成を示す図である。図４において、２３ａは設定温度および吸込み温度等、種々の情報を表示する表示部であり、２３ｂは点滅表示を一時的に非表示にするフィルタリセットボタンであり、２３ｃは試運転ボタンであり、２３ｄは被空調室の温度を設定する室温設定ボタンである。
【００３５】
まず、ディファレンシャルの設定を行う場合、空気調和機のユーザは、たとえば、リモコン２３のフィルタリセットボタン２３ｂと試運転ボタン２３ｃを同時に押す。これにより、リモコン２３に内蔵されたマイコンでは、上記２つのボタンの押下を判断し、ディファレンシャル設定モードに移行する。図５は、ディファレンシャル設定モード移行時の表示画面を示す図である。ここでは、デフォルトとして「０００」が表示される。
【００３６】
その後、ユーザは、室温設定ボタン２３ｄを用いて、ディファレンシャルを何℃にするかを設定する。図６は、ディファレンシャルを１０℃に設定した場合の表示画面を示す図である。
【００３７】
そして、ユーザは、再度、フィルタリセットボタン２３ｂと試運転ボタン２３ｃを同時に押す。これにより、リモコン２３に内蔵されたマイコンでは、ディファレンシャル設定モードの終了を判断し、通信回路２４を介して、ディファレンシャルの設定内容を室内制御マイコン９に対して送信する。また、室内制御マイコン９では、通信回路１３および１２を介して、室外制御マイコン７に対して受け取ったディファレンシャルの設定内容を送信する。
【００３８】
このように、本実施の形態においては、リモコンの所定ボタンの押下により、リモコン内のマイコンが、空気調和機内の室内制御マイコンに対してディファレンシャルの設定内容を送信する。これにより、特殊なリモコンを必要とせずに、通常のリモコンを用いて、デフォルトで対人空調用に設定されているディファレンシャルを、対物空調時のディファレンシャルに変更することができる。
【００３９】
なお、ここでは、上記２つのボタンを同時に押すことにより、ディファレンシャル設定モードへの移行、およびディファレンシャル設定モードの終了、を判断したが、この操作は一例であり、他のボタン操作により判断することとしてもよいし、ディファレンシャル設定モード移行／終了用の専用ボタンを設けることとしてもよい。
【００４０】
つぎに、室外制御マイコン７の動作を詳細に説明する。図７は、ディファレンシャルの設定内容を受け取った場合の室外制御マイコン７の動作を示す図である。まず、室外制御マイコン７では、室内機内の室内制御マイコン９からディファレンシャルの設定内容の送信があったかどうかを判定する（ステップＳ１）。そして、ディファレンシャルの設定内容の送信があった場合（ステップＳ１，Ｙｅｓ）、室外制御マイコン７では、不揮発性メモリ１７に対してその内容（℃）を書き込む（ステップＳ２）。なお、室内制御マイコン９では、室内制御マイコン９からディファレンシャルの設定内容の送信があるまで、ステップＳ１の処理を繰り返し実行する。
【００４１】
このように、本実施の形態では、室外制御マイコンが、受け取ったディファレンシャルの設定内容を不揮発性メモリに格納する。これにより、未使用期間に主電源をＯＦＦ状態にしていた場合においても、また、停電から復旧した場合においても、ディファレンシャルの再設定処理を省くことができる。
【００４２】
また、図８は、室外制御マイコン７のディファレンシャル表示動作を示す図である。室外制御マイコン７では、現在の表示切替部１９の設定内容がディファレンシャルの表示設定であるかどうかを判定し（ステップＳ３）、ディファレンシャル情報の表示設定である場合（ステップＳ３，Ｙｅｓ）、表示部１８にディファレンシャルの設定内容（℃）を表示する（ステップＳ４）。なお、現在の表示切替部１９の設定内容がディファレンシャルの表示設定でない場合は（ステップＳ３，Ｎｏ）、その内容を表示しない。図９は、対人空調時（たとえば、ディファレンシャル：１℃の場合）と対物空調時（たとえば、ディファレンシャル：１０℃に設定した場合）の表示例を示す図である。ここでは、表示部１８に、７セグメントＬＥＤが用いられる。
【００４３】
このように、本実施の形態では、ディファレンシャルの設定情報を室外機の表示部に表示する。これにより、サービスおよび保守メンテナンス時、被空調室に入ることなくディファレンシャルの設定内容を確認できるため、作業効率を向上させることができる。また、ディファレンシャルの設定内容を７セグメントＬＥＤにて数値で表示する構成としたため、サービス時およびメンテナンス時の確認作業を容易に行うことができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上、説明したとおり、本発明によれば、対人空調時、被空調室の温度が「設定温度＋ｍ℃」となった時点で圧縮機の運転を開始し、設定温度となった時点で圧縮機の運転を停止し、一方、対物空調時、被空調室の温度が「設定温度＋ｎ（ｎ＞ｍ）℃」となった時点で圧縮機の運転を開始し、設定温度となった時点で圧縮機の運転を停止する構成とした。これにより、細かな温度調整が必要な対人空調と、細かな温度調整が必要のない対物空調と、を切り替えて使用することができる、という効果を奏する。また、対物空調時には、上記ｎ（ディファレンシャル）を広げることで圧縮機の運転／停止制御の回数を低減できるため、上記切り替え制御ができず常に細かな温度調整を行う空気調和機と比較して、大幅に圧縮機の信頼性を向上させることができる、という効果を奏する。
【００４５】
つぎの発明によれば、リモコンの所定ボタンの押下により、リモコン内のマイコンが、空気調和機内の温度比較手段および圧縮機制御手段に対してディファレンシャルの設定内容を送信する。これにより、特殊なリモコンを必要とせずに、通常のリモコンを用いて、デフォルトで対人空調用に設定されているディファレンシャルを、対物空調時のディファレンシャルに変更することができる、という効果を奏する。
【００４６】
つぎの発明によれば、圧縮機制御手段が、受け取ったディファレンシャルの設定内容を不揮発性メモリに格納する。これにより、未使用期間に主電源をＯＦＦ状態にしていた場合においても、また、停電から復旧した場合においても、ディファレンシャルの再設定処理を省くことができる、という効果を奏する。
【００４７】
つぎの発明によれば、ディファレンシャルの設定情報を室外機の表示手段に表示する。これにより、サービスおよび保守メンテナンス時、被空調室に入ることなくディファレンシャルの設定内容を確認できるため、作業効率を向上させることができる、という効果を奏する。
【００４８】
つぎの発明によれば、また、ディファレンシャルの設定内容を７セグメントＬＥＤにて数値で表示する構成としたため、サービス時およびメンテナンス時の確認作業を容易に行うことができる、という効果を奏する。
【００４９】
つぎの発明によれば、対人空調時、被空調室の温度が「設定温度＋ｍ℃」となった時点で圧縮機の運転を開始し、設定温度となった時点で圧縮機の運転を停止し、一方、対物空調時、被空調室の温度が「設定温度＋ｎ（ｎ＞ｍ）℃」となった時点で圧縮機の運転を開始し、設定温度となった時点で圧縮機の運転を停止する。これにより、細かな温度調整が必要な対人空調と、細かな温度調整が必要のない対物空調と、を切り替えて使用することができる、という効果を奏する。また、対物空調時には、上記ｎ（ディファレンシャル）を広げることで圧縮機の運転／停止制御の回数を低減できるため、上記切り替え制御ができず常に細かな温度調整を行う空気調和機と比較して、大幅に圧縮機の信頼性を向上させることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる空気調和機の構成を示す図である。
【図２】 対人冷房運転時の圧縮機の動作を示す図である。
【図３】 対人冷房運転時および対物冷房運転時の圧縮機の動作を示す図である。
【図４】 リモコンの構成を示す図である。
【図５】 ディファレンシャル設定モード移行時の表示画面を示す図である。
【図６】 ディファレンシャルを１０℃に設定した場合の表示画面を示す図である。
【図７】 ディファレンシャルの設定内容を受け取った場合の室外制御マイコンの動作を示す図である。
【図８】 室外制御マイコンのディファレンシャル表示動作を示す図である。
【図９】 対人空調時と対物空調時の表示例を示す図である。
【図１０】 従来の空気調和機の構成を示す図である。
【図１１】 従来の空気調和機の動作を示す図である。
【図１２】 従来の空気調和機の動作を示す図である。
【符号の説明】
１ 圧縮機、２ 四方弁、３ 凝縮器、４ 蒸発器、５ 送風ファン、６ 室外制御基板、７ 室外制御マイコン、８ 室内制御基板、９ 室内制御マイコン、１０ 商用電源、１１ 室内外通信配線、１２ 通信回路、１３ 通信回路、１４ａ パワーリレー、１４ｂ 励磁側コイル、１５ａ 補助リレー、１５ｂ 励磁側コイル、１６ 駆動回路、１７ 不揮発性メモリ、１８ 表示部、１９ 表示切換部、２０ 出力回路、２１ サーミスタ、２２ 変換回路、２３ リモコン、２３ａ 表示部、２３ｂ フィルタリセットボタン、２３ｃ 試運転ボタン、２３ｄ 室温設定ボタン、２４ 通信回路。
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機を制御することで冷房運転を行う空気調和機に関するものであり、特に、対物空調および対人空調の両方を実行可能な空気調和機およびその圧縮機制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の空気調和機について説明する。従来の空気調和装置としては、たとえば、実開昭５５−３２７４号公報に記載の「空調用圧縮機の制御装置」がある。
【０００３】
図１０は、上記公報に記載の従来の空気調和機の構成を示す図である。図１０において、１０１は圧縮機であり、１０２は熱源側熱交換器であり、３は減圧装置であり、１０４は利用側熱交換器であり、１０５は冷媒回路であり、圧縮機１０１の運転により、冷媒を実線矢印の向きに流すことで、熱源側熱交換器１０２を凝縮器として作用させ、利用側熱交換器１０４を蒸発器として作用させ、利用側熱交換器１０４により被空調室を冷却する。
【０００４】
また、１０６は操作ボタン（図示せず）により任意に温度調節可能な温度調節器であり、１０７は室温を検出する室温センサであり、１０８は室外温度を検出する外気温センサであり、１０９は冷媒回路１０５の冷房時に凝縮器となる熱源側熱交換器１０２の出口側配管温度を検出する液管温度センサであり、１１０は同じく蒸発器となる利用側熱交換器１０４の出口側配管温度を検出するガス管温度センサであり、１１１は直流電源であり、１１２は各センサからの温度信号と温度調節器１０６の設定温度とを予め記憶されたデータと比較して出力スイッチ１１３を制御する判断装置であり、１１４は出力スイッチ１１３の閉路時に交流電源１１５が供給される圧縮機１０１駆動用のモータである。
【０００５】
つぎに、上記従来の空気調和機の動作について説明する。従来の空気調和機においては、冷房運転時、室温が温度調節器１０６の設定温度より高い間、判断装置１１２が出力スイッチ１１３を閉じてモータ１１４を運転させ、室内空気を冷却する。そして、室温が設定温度を下回った時点で、出力スイッチ１１３を開路してモータ１１４への通電を止め、冷房運転を停止する。
【０００６】
この時、判断装置１１２では、外気温センサ１０８により室外温度を検出しており、室外温度と設定温度との差が小さい場合（軽負荷時）、図１１に示すように、設定温度Ｔｏを下回る時間ｔｏｆｆを長くとり、当該差が大きい場合（過負荷時）、図１２に示すように、オフ時間ｔｏｆｆを軽負荷時よりも短くする。
【０００７】
これにより、冷媒回路１０５が圧力バランスしたのちに圧縮機１０１用のモータ１１４が再起動するため、確実に強制始動を防止できる。また、負荷状態を検出することでオフ点からオン点までのオフ時間を決めているため、ディファレンシャルが一定に保たれ、予めオンオフの制御温度を決める方式よりも室温を均一に保つことができる。また、室外温度が下がって軽負荷になった場合や設定温度を高くした場合においても、負荷の軽さに応じてオフ時間ｔｏｆｆを長く定めれば、室温を設定温度近傍に保つことができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記、従来の空気調和機においては、オン点の温度とオフ点の温度との差（ディファレンシャル）が常に一定であるため、機器等の冷却に対する空調を目的とした対物空調でかつ年間を通じて冷房運転を行うような場合、特に、空調負荷が小さい冬季においては、圧縮機の運転および停止が頻繁に繰り返され、空調効率がよくない、という問題があった。
【０００９】
また、従来の空気調和機においては、上記のように、圧縮機の運転および停止が頻繁に繰り返されるため、圧縮機の寿命が短くなる、すなわち、圧縮機の信頼性を劣化させる、という問題があった。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ディファレンシャルを切り替え可能な構成とすることで、圧縮機の運転および停止のタイミングを任意に調整可能な空気調和機およびその圧縮機制御方法を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる空気調和機にあっては、圧縮機、四方弁、凝縮器および蒸発器を、順次冷媒配管で環状に接続して冷凍サイクルを構成し、さらに、被空調室の温度を設定する温度設定手段（後述する実施の形態のリモコン２３に相当）と、前記設定温度と被空調室の温度とを比較する温度比較手段（室内制御マイコン９に相当）と、対人空調時、被空調室の温度が「設定温度＋ｍ℃」となった時点で圧縮機の運転を開始し、前記設定温度となった時点で圧縮機の運転を停止し、一方、対物空調時、被空調室の温度が「設定温度＋ｎ（ｎ＞ｍ）℃」となった時点で圧縮機の運転を開始し、前記設定温度となった時点で圧縮機の運転を停止する圧縮機制御手段（室外制御マイコン７に相当）と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
つぎの発明にかかる空気調和機にあっては、前記温度設定手段として動作するリモコンを用いて前記対人空調および対物空調の切り替えを行い、リモコン操作で設定された前記ｎ（ディファレンシャル）を、前記温度比較手段および前記圧縮機制御手段に対して通知することを特徴とする。
【００１３】
つぎの発明にかかる空気調和機において、前記圧縮機制御手段は、受け取ったディファレンシャルを不揮発性メモリ（不揮発性メモリ１７）に格納することを特徴とする。
【００１４】
つぎの発明にかかる空気調和機において、前記圧縮機制御手段は、内部のマイコン制御で、室外機の表示手段（表示部１８に相当）にディファレンシャルを表示することを特徴とする。
【００１５】
つぎの発明にかかる空気調和機にあっては、前記表示手段に７セグメントＬＥＤを用いることを特徴とする。
【００１６】
つぎの発明にかかる圧縮機制御方法にあっては、被空調室の温度を設定する温度設定ステップと、前記設定温度と被空調室の温度とを比較する温度比較ステップと、対人空調時、被空調室の温度が「設定温度＋ｍ℃」となった時点で圧縮機の運転を開始し、前記設定温度となった時点で圧縮機の運転を停止し、一方、対物空調時、被空調室の温度が「設定温度＋ｎ（ｎ＞ｍ）℃」となった時点で圧縮機の運転を開始し、前記設定温度となった時点で圧縮機の運転を停止する圧縮機制御ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる空気調和機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１８】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる空気調和機の構成を示す図である。図１において、１は圧縮機であり、２は四方弁であり、３は凝縮器であり、４は蒸発器であり、５は蒸発器の送風ファンであり、空気調和機は、圧縮機１、四方弁２、凝縮器３および蒸発器４を、順次冷媒配管で環状に接続して冷凍サイクルを構成している。
【００１９】
また、６は室外機の制御を行う室外制御基板であり、７は室外制御マイコンであり、８は室内機の制御を行う室内制御基板であり、９は室内制御マイコンであり、１０は商用電源であり、１１は室内外通信配線であり、１２および１３は通信回路である。室外制御基板６および室内制御基板８は、室内外通信配線１１にて接続されており、室外制御マイコン７および室内制御マイコン９間では、通信回路１２および１３を介して相互に通信を行い、種々の情報のやり取りを行う。
【００２０】
また、１４ａは圧縮機１制御用のパワーリレーであり、１４ｂはパワーリレー１４ａの励磁側コイルであり、１５ａは励磁側コイル１４ｂ制御用補助リレーであり、１５ｂは補助リレー１５ａの励磁側コイルであり、１６は駆動回路である。励磁側コイル１５ｂは、室外制御マイコン７の指令に基づいて駆動回路１６によって制御され、圧縮機１は、補助リレー１５ａおよびパワーリレー１４ａの開閉に伴う商用電源１０の通電または遮断によって、運転が制御される。
【００２１】
また、１７は不揮発性メモリであり、室外制御マイコン７が、種々の情報の書き込み処理および読み出し処理を行う。
【００２２】
また、１８は表示部であり、１９は表示切換部であり、２０は出力回路であり、表示切換部１９の設定内容を室外制御マイコン７が判断し、室外制御マイコン７が、出力回路２０を介して、各種の情報の表示制御を行う。
【００２３】
また、２１は被空調室温度（室温）検出用のサーミスタであり、２２はサーミスタ２１用の変換回路であり、室内制御マイコン９では、変換回路２２を介して、被空調室温度を取り込む。
【００２４】
また、２３は運転指令、冷房または暖房等の運転モード、被空調室設定温度を選択するリモコンであり、２４はリモコン２３用の通信回路であり、室内制御マイコン９では、通信回路２４を介して、リモコン２３の設定内容を取り込む。そして、室内制御マイコン９では、リモコン２３の設定内容にしたがって、送風ファン５の制御を行うとともに、運転指令を室外制御マイコン７に送信する。
【００２５】
以下、上記のように構成される空気調和機の動作について説明する。図２は、対人冷房運転時の圧縮機１の動作を示す図である。
【００２６】
まず、リモコン２３にて冷房運転操作が行われた場合、空気調和機では、室外制御マイコン７が、室温と設定温度との比較を行い、たとえば、室温がＴｏｎ点より高い場合、圧縮機１の運転を開始させる。このとき、圧縮機１は、被空調室の室温がＴｏｆｆ点（設定温度）に達するまで運転を継続する。そして、室温がＴｏｆｆ点（設定温度）に達した場合、室外制御マイコン７では、被空調室の過冷却を防ぐため圧縮機１を停止させる。その後、室温が上昇し再度Ｔｏｎ点に達した場合、室外制御マイコン７では、再び圧縮機１の運転を開始させ、被空調室の室温を低下させる。
【００２７】
本実施の形態の空気調和機は、上記処理により室温を設定温度近傍に保っている。なお、通常、圧縮機１の運転および停止は、Ｔｏｎ（Ｔｏｆｆ＋１℃）とＴｏｆｆ（設定温度）の温度差で決定され、これらの差は、「ディファレンシャル」と呼ばれている。
【００２８】
また、冷房運転時の対人空調については、冷えすぎまたは暖まりすぎといった不快感を与えないようにするため、ＴｏｎとＴｏｆｆの差（ディファレンシャル）を狭くする必要があり、この差を１℃程度としている。しかしながら、冷房運転時の対物空調については、被空調室の温度を機器に求められる使用環境温度以下で十分であり、また、通常、これらの機器に求められる使用環境温度の上限が対人空調に対してはるかに高い温度であるため、ディファレンシャルを大きく設定してもまったく問題がない。
【００２９】
そこで、本実施の形態に空気調和機は、以下に示す動作を行う。図３は、対人冷房運転時および対物冷房運転時の圧縮機１の動作を示す図である。詳細には、被空調室の設定温度（Ｔｏｆｆ）を２５℃とし、対人冷房運転時のディファレンシャル設定を１℃とし、対物冷房運転時のディファレンシャル設定を５℃とした場合の、圧縮機１の動作を示す。
【００３０】
なお、Ｔｏｆｆ点は、リモコン２３にて使用者（ユーザ）が設定する設定温度である。また、製品の据付時の状態（工場出荷状態）においては、ＴｏｎとＴｏｆｆのディファレンシャルを対人空調用として１℃とするが、対物空調として使用する場合には、このディファレンシャルをＴｏｆｆに対して何℃広げるかをリモコン２３にて設定する。すなわち、対人空調時においては、Ｔｏｎ＝Ｔｏｆｆ＋１℃であるのに対して、対物空調時は、Ｔｏｎ＝Ｔｏｆｆ＋ｘ℃とし、このｘ℃をリモコン２３にて設定する。
【００３１】
したがって、図３に示すように、対人空調では、室温が２６℃となった時点で圧縮機１が運転を開始し、被空調室が冷却され、室温が２５℃となった時点で圧縮機１が運転を停止し、被空調室の過冷却を防止する。すなわち、細かな運転の開始／停止制御が行われる。一方、対物空調では、室温が３０℃となった時点で圧縮機１が運転を開始し、被空調室が冷却され、室温が２５℃となった時点で圧縮機１が運転を停止し、被空調室の過冷却を防止する。すなわち、大まかな運転の開始／停止制御が行われる。
【００３２】
このように、本実施の形態においては、ＴｏｆｆとＴｏｎの差、すなわち、ディファレンシャルを切り替え可能な構成とした。これにより、圧縮機の運転および停止のタイミングを任意に調整できるため、細かな温度調整が必要な対人空調と、細かな温度調整が必要のない対物空調と、の切り替え制御が可能となる。また、対物空調時には、ディファレンシャルを広げることで圧縮機の運転／停止制御の回数を低減できるため、上記切り替え制御ができず常に細かな温度調整を行う空気調和機と比較して、大幅に圧縮機の信頼性を向上させることができる。
【００３３】
なお、本実施の形態では、圧縮機１の運転開始／停止を、商用電源の通電または遮断により行う構成としたが、これに限らず、たとえば、インバータを用いた場合においても上記と同様の効果が得られる。
【００３４】
つぎに、上記リモコン２３の動作を詳細に説明する。図４は、リモコン２３の構成を示す図である。図４において、２３ａは設定温度および吸込み温度等、種々の情報を表示する表示部であり、２３ｂは点滅表示を一時的に非表示にするフィルタリセットボタンであり、２３ｃは試運転ボタンであり、２３ｄは被空調室の温度を設定する室温設定ボタンである。
【００３５】
まず、ディファレンシャルの設定を行う場合、空気調和機のユーザは、たとえば、リモコン２３のフィルタリセットボタン２３ｂと試運転ボタン２３ｃを同時に押す。これにより、リモコン２３に内蔵されたマイコンでは、上記２つのボタンの押下を判断し、ディファレンシャル設定モードに移行する。図５は、ディファレンシャル設定モード移行時の表示画面を示す図である。ここでは、デフォルトとして「０００」が表示される。
【００３６】
その後、ユーザは、室温設定ボタン２３ｄを用いて、ディファレンシャルを何℃にするかを設定する。図６は、ディファレンシャルを１０℃に設定した場合の表示画面を示す図である。
【００３７】
そして、ユーザは、再度、フィルタリセットボタン２３ｂと試運転ボタン２３ｃを同時に押す。これにより、リモコン２３に内蔵されたマイコンでは、ディファレンシャル設定モードの終了を判断し、通信回路２４を介して、ディファレンシャルの設定内容を室内制御マイコン９に対して送信する。また、室内制御マイコン９では、通信回路１３および１２を介して、室外制御マイコン７に対して受け取ったディファレンシャルの設定内容を送信する。
【００３８】
このように、本実施の形態においては、リモコンの所定ボタンの押下により、リモコン内のマイコンが、空気調和機内の室内制御マイコンに対してディファレンシャルの設定内容を送信する。これにより、特殊なリモコンを必要とせずに、通常のリモコンを用いて、デフォルトで対人空調用に設定されているディファレンシャルを、対物空調時のディファレンシャルに変更することができる。
【００３９】
なお、ここでは、上記２つのボタンを同時に押すことにより、ディファレンシャル設定モードへの移行、およびディファレンシャル設定モードの終了、を判断したが、この操作は一例であり、他のボタン操作により判断することとしてもよいし、ディファレンシャル設定モード移行／終了用の専用ボタンを設けることとしてもよい。
【００４０】
つぎに、室外制御マイコン７の動作を詳細に説明する。図７は、ディファレンシャルの設定内容を受け取った場合の室外制御マイコン７の動作を示す図である。まず、室外制御マイコン７では、室内機内の室内制御マイコン９からディファレンシャルの設定内容の送信があったかどうかを判定する（ステップＳ１）。そして、ディファレンシャルの設定内容の送信があった場合（ステップＳ１，Ｙｅｓ）、室外制御マイコン７では、不揮発性メモリ１７に対してその内容（℃）を書き込む（ステップＳ２）。なお、室内制御マイコン９では、室内制御マイコン９からディファレンシャルの設定内容の送信があるまで、ステップＳ１の処理を繰り返し実行する。
【００４１】
このように、本実施の形態では、室外制御マイコンが、受け取ったディファレンシャルの設定内容を不揮発性メモリに格納する。これにより、未使用期間に主電源をＯＦＦ状態にしていた場合においても、また、停電から復旧した場合においても、ディファレンシャルの再設定処理を省くことができる。
【００４２】
また、図８は、室外制御マイコン７のディファレンシャル表示動作を示す図である。室外制御マイコン７では、現在の表示切替部１９の設定内容がディファレンシャルの表示設定であるかどうかを判定し（ステップＳ３）、ディファレンシャル情報の表示設定である場合（ステップＳ３，Ｙｅｓ）、表示部１８にディファレンシャルの設定内容（℃）を表示する（ステップＳ４）。なお、現在の表示切替部１９の設定内容がディファレンシャルの表示設定でない場合は（ステップＳ３，Ｎｏ）、その内容を表示しない。図９は、対人空調時（たとえば、ディファレンシャル：１℃の場合）と対物空調時（たとえば、ディファレンシャル：１０℃に設定した場合）の表示例を示す図である。ここでは、表示部１８に、７セグメントＬＥＤが用いられる。
【００４３】
このように、本実施の形態では、ディファレンシャルの設定情報を室外機の表示部に表示する。これにより、サービスおよび保守メンテナンス時、被空調室に入ることなくディファレンシャルの設定内容を確認できるため、作業効率を向上させることができる。また、ディファレンシャルの設定内容を７セグメントＬＥＤにて数値で表示する構成としたため、サービス時およびメンテナンス時の確認作業を容易に行うことができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上、説明したとおり、本発明によれば、対人空調時、被空調室の温度が「設定温度＋ｍ℃」となった時点で圧縮機の運転を開始し、設定温度となった時点で圧縮機の運転を停止し、一方、対物空調時、被空調室の温度が「設定温度＋ｎ（ｎ＞ｍ）℃」となった時点で圧縮機の運転を開始し、設定温度となった時点で圧縮機の運転を停止する構成とした。これにより、細かな温度調整が必要な対人空調と、細かな温度調整が必要のない対物空調と、を切り替えて使用することができる、という効果を奏する。また、対物空調時には、上記ｎ（ディファレンシャル）を広げることで圧縮機の運転／停止制御の回数を低減できるため、上記切り替え制御ができず常に細かな温度調整を行う空気調和機と比較して、大幅に圧縮機の信頼性を向上させることができる、という効果を奏する。
【００４５】
つぎの発明によれば、リモコンの所定ボタンの押下により、リモコン内のマイコンが、空気調和機内の温度比較手段および圧縮機制御手段に対してディファレンシャルの設定内容を送信する。これにより、特殊なリモコンを必要とせずに、通常のリモコンを用いて、デフォルトで対人空調用に設定されているディファレンシャルを、対物空調時のディファレンシャルに変更することができる、という効果を奏する。
【００４６】
つぎの発明によれば、圧縮機制御手段が、受け取ったディファレンシャルの設定内容を不揮発性メモリに格納する。これにより、未使用期間に主電源をＯＦＦ状態にしていた場合においても、また、停電から復旧した場合においても、ディファレンシャルの再設定処理を省くことができる、という効果を奏する。
【００４７】
つぎの発明によれば、ディファレンシャルの設定情報を室外機の表示手段に表示する。これにより、サービスおよび保守メンテナンス時、被空調室に入ることなくディファレンシャルの設定内容を確認できるため、作業効率を向上させることができる、という効果を奏する。
【００４８】
つぎの発明によれば、また、ディファレンシャルの設定内容を７セグメントＬＥＤにて数値で表示する構成としたため、サービス時およびメンテナンス時の確認作業を容易に行うことができる、という効果を奏する。
【００４９】
つぎの発明によれば、対人空調時、被空調室の温度が「設定温度＋ｍ℃」となった時点で圧縮機の運転を開始し、設定温度となった時点で圧縮機の運転を停止し、一方、対物空調時、被空調室の温度が「設定温度＋ｎ（ｎ＞ｍ）℃」となった時点で圧縮機の運転を開始し、設定温度となった時点で圧縮機の運転を停止する。これにより、細かな温度調整が必要な対人空調と、細かな温度調整が必要のない対物空調と、を切り替えて使用することができる、という効果を奏する。また、対物空調時には、上記ｎ（ディファレンシャル）を広げることで圧縮機の運転／停止制御の回数を低減できるため、上記切り替え制御ができず常に細かな温度調整を行う空気調和機と比較して、大幅に圧縮機の信頼性を向上させることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる空気調和機の構成を示す図である。
【図２】 対人冷房運転時の圧縮機の動作を示す図である。
【図３】 対人冷房運転時および対物冷房運転時の圧縮機の動作を示す図である。
【図４】 リモコンの構成を示す図である。
【図５】 ディファレンシャル設定モード移行時の表示画面を示す図である。
【図６】 ディファレンシャルを１０℃に設定した場合の表示画面を示す図である。
【図７】 ディファレンシャルの設定内容を受け取った場合の室外制御マイコンの動作を示す図である。
【図８】 室外制御マイコンのディファレンシャル表示動作を示す図である。
【図９】 対人空調時と対物空調時の表示例を示す図である。
【図１０】 従来の空気調和機の構成を示す図である。
【図１１】 従来の空気調和機の動作を示す図である。
【図１２】 従来の空気調和機の動作を示す図である。
【符号の説明】
１ 圧縮機、２ 四方弁、３ 凝縮器、４ 蒸発器、５ 送風ファン、６ 室外制御基板、７ 室外制御マイコン、８ 室内制御基板、９ 室内制御マイコン、１０ 商用電源、１１ 室内外通信配線、１２ 通信回路、１３ 通信回路、１４ａ パワーリレー、１４ｂ 励磁側コイル、１５ａ 補助リレー、１５ｂ 励磁側コイル、１６ 駆動回路、１７ 不揮発性メモリ、１８ 表示部、１９ 表示切換部、２０ 出力回路、２１ サーミスタ、２２ 変換回路、２３ リモコン、２３ａ 表示部、２３ｂ フィルタリセットボタン、２３ｃ 試運転ボタン、２３ｄ 室温設定ボタン、２４ 通信回路。
Claims (6)
- 圧縮機、四方弁、凝縮器および蒸発器を、順次冷媒配管で環状に接続して冷凍サイクルを構成する空気調和機において、
被空調室の温度を設定する温度設定手段と、
前記設定温度と被空調室の温度とを比較する温度比較手段と、
対人空調時、被空調室の温度が「設定温度＋ｍ℃」となった時点で圧縮機の運転を開始し、前記設定温度となった時点で圧縮機の運転を停止し、一方、対物空調時、被空調室の温度が「設定温度＋ｎ（ｎ＞ｍ）℃」となった時点で圧縮機の運転を開始し、前記設定温度となった時点で圧縮機の運転を停止する圧縮機制御手段と、
を備えることを特徴とする空気調和機。 - 前記温度設定手段として動作するリモコンを用いて前記対人空調および対物空調の切り替えを行い、
リモコン操作で設定された前記ｎ（ディファレンシャル）を、前記温度比較手段および前記圧縮機制御手段に対して通知することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。 - 前記圧縮機制御手段は、受け取ったディファレンシャルを不揮発性メモリに格納することを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。
- 前記圧縮機制御手段は、内部のマイコン制御で、室外機の表示手段にディファレンシャルを表示することを特徴とする請求項２または３に記載の空気調和機。
- 前記表示手段に７セグメントＬＥＤを用いることを特徴とする請求項４に記載の空気調和機。
- 圧縮機、四方弁、凝縮器および蒸発器を順次冷媒配管で環状に接続して冷凍サイクルを構成する空気調和機の圧縮機制御方法において、
被空調室の温度を設定する温度設定ステップと、
前記設定温度と被空調室の温度とを比較する温度比較ステップと、
対人空調時、被空調室の温度が「設定温度＋ｍ℃」となった時点で圧縮機の運転を開始し、前記設定温度となった時点で圧縮機の運転を停止し、一方、対物空調時、被空調室の温度が「設定温度＋ｎ（ｎ＞ｍ）℃」となった時点で圧縮機の運転を開始し、前記設定温度となった時点で圧縮機の運転を停止する圧縮機制御ステップと、
を含むことを特徴とする圧縮機制御方法。
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