JP3885300B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本願発明は、セパレート型の空気調和装置に関し、さらに詳しくは室外機に備えられた室外ファンの制御に関するものである。
【従来の技術】
【０００３】
圧縮機の運転周波数が室内負荷に応じて変化するように構成された所謂、インバータ式の空気調和装置においては、外気温度と室内温度の温度差に基づいて室外ファンの吹出風量を決定するのが通例である。
【０００４】
ところで、空気調和装置に要求される種々の空調特性の中には、「省エネルギー性」と「快適性」とがある。
【０００５】
「省エネルギー性」について
「省エネルギー性」は、特に近年その要求が強いものであり、装置全体としての電力消費量をいかに抑えた状態で装置の運転効率（以下、適宜「ＣＯＰ」と略称する）を高く維持するかが問題となる。
【０００６】
かかる背景から、例えば、特開平８−２８９３７号公報には、空気調和装置の運転効率の向上という観点からの制御においては殆ど考慮されていなかった室外ファンに着目し、該室外ファンの吹出風量（即ち、回転速度）を圧縮機の運転周波数に対応させて「高速」と「低速」の二段階に制御する技術が提案されている。
【０００７】
ところが、この従来例のものにおいては、室外ファンの回転速度を、単に、圧縮機の運転周波数に基づいて設定された基準値を境として「高速」と「低速」とに切り換えるものであるため、室外ファンの制御による「省エネルギー性」の改善という点においては十分とは言い難いものである。
【０００８】
また一方、空気調和装置においては、その運転途中において「発停」が繰り返される場合ある。図６は、冷房運転時を例とし、外気温度と空気調和装置の冷房能力と室内負荷との関係を示したものである。即ち、空気調和装置の冷房能力を「定格能力：Ｌ０１」と「中間能力：Ｌ０２」と「最低能力：Ｌ０３」として表し、また室内負荷を「負荷線：Ｌ０５」で表している。そして、通常は、外気温度「Ｔａ３」（例えば、３５℃）を基準とし、この外気温度「Ｔａ３」を「中間能力」にほぼ合致させるような設定を行っており、この場合における冷房能力の可変幅は「Ｓａ」の範囲となる。この状態から外気温度が「Ｔａ２」まで低下すると、これに伴って室内負荷も減少し、上記「最低能力」上に位置することになる。この状態は、室内負荷が空気調和装置の「最低能力」に達し、これ以下の外気温度（即ち、室内負荷）の領域においては、空気調和装置の能力をそれ以下に下げて室内負荷に対応させるということができない領域である。従って、上記外気温度「Ｔａ２」以下の領域、即ち、領域「ＳＡ」では空気調和装置の運転を停止させる。一方、外気温度が上昇に転じ、これが上記外気温度「Ｔａ２」を越えて上昇すると、再び空気調和装置は運転を開始する。かかる空気調和装置の運転の発停は大きな電力消費を伴うものであることから、「省エネルギー性」という点においては好ましいものではない。従って、かかる空気調和装置の「発停」頻度を減らして「省エネルギー性」を高めるためには、図６に破線で示す「最低能力：Ｌ０４」のように、この「最低能力」の値を低下させることが有効と言える。しかしながら、かかる観点からの技術開発は殆ど為されていないのが実情である。
【０００９】
「快適性」について
「快適性」の阻害要因としては、例えば、「室内吹出温度のハンチング現象」と「暖房運転時における頻繁な除霜運転の実行」とがある。
【００１０】
上記「室内吹出温度のハンチング現象」について説明すると次の通りである。
【００１１】
インバータ式の空気調和装置においては、上述のように、圧縮機の運転周波数を室内負荷に対応させて変化させるようにしているが、その場合、従来一般には図１０に示すように、上記圧縮機の運転周波数を所定間隔で段階的に複数個設定しており、従って各設定運転周波数のそれぞれは所定幅の室内負荷に対処することになる。
【００１２】
ここで、例えば、圧縮機が運転周波数「ａ」で運転されている場合（即ち、空気調和装置の能力は「Ａ」である場合）において、その能力が室内負荷に対して不足すると、圧縮機の運転周波数を「ｂ」に上げるが（即ち、空気調和装置の能力を「Ｂ」に上昇させる）、この上昇した能力「Ｂ」が室内負荷に対して適正であれば問題ないが、これが高過ぎると、再び圧縮機は運転周波数「ｂ」での運転から運転周波数「ａ」での運転に切り換えられる。かかる運転周波数の頻繁な切り換えにより、室内吹出温度が小刻みに増減する「ハンチング現象」が生じることになる。従って、空気調和装置の「快適性」を追求する上においては、かかる「室内吹出温度のハンチング現象」を抑制することが必要であるが、かかる観点からの技術開発は未だ為されていない。
【００１３】
上記「暖房運転時における頻繁な除霜運転の実行」は、暖房途中において温風吹出が頻繁に停止されるものであるため、空気調和装置の「快適性」の確保という点において好ましいものでないことは言うまでもなく、従って、かかる除霜運転の実行を遅延させるための技術が従来から種々提案されている。
【００１４】
しかしながら、これらの多くは、フィン構造の改善により着霜の抑制あるいは着霜によるフィン間の通風路の目詰まりの抑制を目的としたもので、少なからず熱交換器の構造の変更を伴うものであり、コスト的に好ましいものとは言い難い。従って、何ら熱交換器等の構造変更を伴うことなく安価な方法で確実に着霜を抑制できる技術の開発が望まれているところであるが、これに対する有効な技術は未だ提案されていない。
【００１５】
さらに、インバータ式の空気調和装置においては、「省エネルギー性」と「快適性」及び「機器の信頼性」という点において次のような問題もある。
【００１６】
先ず、第１に、空気調和装置の設置状態あるいは周辺環境等に起因する問題である。
【００１７】
即ち、インバータ式の空気調和装置においては、上述のように、従来より、室外ファンの風量は室内温度と室外温度のみに基づいて決定するようにしているが、この室外ファン風量の決定方法としては、当該空気調和装置の製品化に際し、試験等により決定するのが通例である。そして、その試験による風量決定の際には、空気調和装置が製品として販売された後におけるその設置状態、設置環境における風の状態等による影響をも考慮しているものの、あらゆる事態が想定される実際の設置状態等に完全に合致させて的確な風量制御を行うことは極めて困難である。
【００１８】
このため、インバータ式の空気調和装置の場合、圧縮機の運転周波数が小さく冷媒循環量が少ないとき、特に室外熱交換器が蒸発器として機能する暖房運転時においては、上記室外ファンの風量が過多となり、必要以上の電力消費により省エネルギー性が阻害されることがある。
【００１９】
また、室内温度及び室外温度がともに高い冷房過負荷状態での冷房運転時には、特に室外ファンの風量が不足し圧縮機における冷媒の吐出圧力が上がることで、消費電力が増大して省エネルギー性が損なわれるとともに、場合によっては冷媒の吐出圧力の上昇によって吐出圧保護制御が働き、機器の停止により冷房運転が中断されることで冷房の快適性が損なわれることにもなる。
【００２０】
これとは逆に、外気温度が低い状態で冷房運転が行われると、その時の冷媒循環量によっては圧縮機の吐出圧力、即ち、高圧側の冷媒圧力が低くなり、これに伴って圧縮機の吸入圧力、即ち、低圧側の冷媒圧力が低くなり易くなり、この結果、蒸発器として機能する室内機の温度が低くなって霧吹き現象が発生するとともに、圧縮機においては適正な運転の確保上から必要とされる高圧と低圧との適正な圧力差がとれなくなりその作動上の信頼性が損なわれることも懸念される。
【００２１】
第２の問題は、保護制御の安直な実行による快適性の低下である。即ち、従来の空気調和装置における運転制御は、図２３に示すように、起動操作に伴い冷暖の判断がされ、それに応じて冷房起動制御あるいは暖房起動制御が実行され、しかる後、通常制御に移行し、環境温度、使用者の要求に従って機器の運転が行われ、冷房あるいは暖房が実現される。
【００２２】
ところで、従来の空気調和装置の制御においては、機器の保護、快適性の追求という観点から、各種の保護制御をそれぞれ個別に使用しており、しかもこの各種の保護制御を圧縮機、電動弁等のアクチュエータとリンクさせていなかったので、所定の保護制御の成立条件が満たされると、冷房あるいは暖房運転からいきなり当該保護制御に移行してしまい、その結果、快適性が損なわれることになるものである。
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
そこで本願発明は、上記の如き従来の空気調和装置における種々の問題に鑑み、室外ファンの適正な風量制御の実現によって、省エネルギー性と快適性の向上と、機器の信頼性の確保とを同時に達成し得るようにした空気調和装置を提案することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として次のような構成を採用している。
【００２５】
本願の第１の発明では、圧縮機と室外ファンと室外熱交換器とを備えた室外機と室内機とからなり、且つ上記圧縮機の運転周波数が室内負荷に応じて変化するように構成された空気調和装置において、上記室外熱交換器に該室外熱交換器における冷媒温度を検出する冷媒温度センサを備え、冷房運転時に、室内温度と室外温度及び上記圧縮機の運転周波数とに基づいて求められる上記室外熱交換器における冷媒の想定冷媒圧力と、上記冷媒温度センサにより検出される冷媒温度から推定される上記室外熱交換器における実冷媒圧力とを比較し、上記室外ファンの風量を、「想定冷媒圧力＞実冷媒圧力」であるときには減少させ、「想定冷媒圧力＜実冷媒圧力」であるときには増量させる如く制御することを特徴としている。
【００２６】
本願の第１の発明では、上記第１の発明に係る空気調和装置において、上記想定冷媒圧力と実冷媒圧力との差分に関連する値に対応させて所定の不感域を設け、上記差分に関連する値が上記不感域を越える場合に初めて、上記想定冷媒圧力と実冷媒圧力との比較に基づく上記室外ファンの風量制御を実行するように構成されていることを特徴としている。
【００２７】
本願の第３の発明では、上記第２の発明に係る空気調和装置において、上記室外ファンのタップ数を検出するタップ数検出手段を備え、上記想定冷媒圧力と実冷媒圧力との関係を、「想定冷媒圧力＞実冷媒圧力」であるときには現在のタップ数に基づき、該タップ数が最小タップ数でない場合には上記室外ファンの風量を減少させ、該タップ数が最小タップ数である場合には上記室外ファンの運転を停止させるとともに該室外ファンの停止状態が所定期間継続された後に保護制御に移行する一方、「想定冷媒圧力＜実冷媒圧力」であるときには現在のタップ数に基づき、該タップ数が最大タップ数でない場合には上記室外ファンの風量を増加させ、該タップ数が最大タップ数である場合には上記室外ファンの現在の風量を維持させるとともに該室外ファンの最大タップ数での運転状態が所定期間継続された後に保護制御に移行するように構成したことを特徴としている。
【００２８】
本願の第４の発明では、上記第１、第２又は第３の発明に係る空気調和装置において、上記想定冷媒圧力の上限を規制する足切り圧力を設定し、上記想定冷媒圧力と実冷媒圧力及び上記足切り圧力の相対関係を、「想定冷媒圧力＞実冷媒圧力」で且つ「足切り圧力＞実冷媒圧力」である場合には上記室外ファンの風量を減少側に制御し、これら以外である場合には上記室外ファンの風量を増加側に制御することを特徴としている。
【００２９】
本願の第５の発明では、圧縮機と室外ファンと室外熱交換器とを備えた室外機と室内機とからなり、且つ上記圧縮機の運転周波数が室内負荷に応じて変化するように構成された空気調和装置において、上記室外熱交換器に該室外熱交換器における冷媒温度を検出する冷媒温度センサを備え、暖房運転時に、室内温度と室外温度及び上記圧縮機の運転周波数とに基づいて求められる上記室外熱交換器における冷媒の想定冷媒温度と、上記冷媒温度センサにより検出される上記室外熱交換器における実冷媒温度とを比較し、上記室外ファンの風量を、「想定冷媒温度＜実冷媒温度」であるときには減少させ、「想定冷媒温度＞実冷媒温度」であるときには増量させる如く制御することを特徴としている。
【００３０】
本願の第６の発明では、上記第５の発明に係る空気調和装置において、上記想定冷媒温度と実冷媒温度との差分に関連する値に対応させて所定の不感域を設け、上記差分に関連する値が上記不感域を越える場合に初めて、上記想定冷媒温度と実冷媒温度との比較に基づく上記室外ファンの風量制御を実行するように構成したことを特徴としている。
【００３１】
本願の第７の発明では、上記第５の発明に係る空気調和装置において、上記室外ファンのタップ数を検出するタップ数検出手段を備え、上記想定冷媒温度と実冷媒温度との関係を、「想定冷媒温度＜実冷媒温度」であるときには現在のタップ数に基づき、該タップ数が最小タップ数でない場合には上記室外ファンの風量を減少させ、該タップ数が最小タップ数である場合には上記室外ファンの運転を停止させる一方、「想定冷媒温度＞実冷媒温度」であるときには現在のタップ数に基づき、該タップ数が最大タップ数でない場合には上記室外ファンの風量を増加させた後、該タップ数が最大タップ数である場合には上記室外ファンの現在の風量を維持させた後に、それぞれ保護制御に移行させることを特徴としている。
【００３２】
本願の第８の発明では、上記第５、第６又は第７の発明に係る空気調和装置において、上記想定冷媒温度の上限を規制する足切り温度を設定し、上記想定冷媒温度と実冷媒温度及び上記足切り温度の相対関係を、「想定冷媒温度＜実冷媒温度」で且つ「足切り温度＜実冷媒温度」である場合には上記室外ファンの風量を減少側に制御し、これら以外である場合には上記室外ファンの風量を増加側に制御することを特徴としている。
【発明の効果】
【００３３】
本願発明ではかかる構成とすることにより次のような効果が得られる。
【００３４】
（イ）本願の第１の発明にかかる空気調和装置によれば、圧縮機と室外ファンと室外熱交換器とを備えた室外機と室内機とからなり、且つ上記圧縮機の運転周波数が室内負荷に応じて変化するように構成された空気調和装置において、上記室外熱交換器に該室外熱交換器における冷媒温度を検出する冷媒温度センサを備え、冷房運転時に、室内温度と室外温度及び上記圧縮機の運転周波数とに基づいて求められる上記室外熱交換器における冷媒の想定冷媒圧力と、上記冷媒温度センサにより検出される冷媒温度から推定される上記室外熱交換器における実冷媒圧力を比較し、上記室外ファンの風量を、「想定冷媒圧力＞実冷媒圧力」であるときには減少させ、「想定冷媒圧力＜実冷媒圧力」であるときには増量させる如く制御するようにしている。
【００３５】
従って、「想定冷媒圧力＞実冷媒圧力」の場合、即ち、上記室外ファンの風量が過多となり、これに伴って上記実冷媒圧力が低下している状態においては、上記室外ファンの風量が減少側に制御されることで上記実冷媒圧力が上昇側に変化し、冷媒圧力が可及的に最適値に収束せしめられる。これに対して、「想定冷媒圧力＜実冷媒圧力」の場合、即ち、上記室外ファンの風量が不足し、これに伴って上記実冷媒圧力が過度に上昇している状態においては、上記室外ファンの風量が増量側に制御されることで上記実冷媒圧力が降下側に変化し、冷媒圧力が可及的に最適値に収束せしめられる。
【００３６】
これらの結果、冷房運転時においては、空気調和装置の設置状態、環境温度等の諸条件に適応した室外ファンの風量制御が実現され、不必要な電力消費の回避による省エネルギー性の実現と、風量不足に起因する吐出圧保護制御の実行に伴う機器の停止の回避及び霧吹き現象の防止による快適性の確保、さらに適正な高低圧差の実現による圧縮機の信頼性の確保等が図られるものである。
【００３７】
（ロ）本願の第２の発明にかかる空気調和装置によれば、上記（イ）に記載の効果に加えて次のような特有の効果が奏せられる。即ち、この発明の空気調和装置では、上記想定冷媒圧力と実冷媒圧力との差分に関連する値に対応させて所定の不感域を設け、上記差分に関連する値が上記不感域を越える場合に初めて、上記想定冷媒圧力と実冷媒圧力との比較に基づく上記室外ファンの風量制御を実行するように構成しているので、上記差分に関連する値が上記不感域を越えない限り上記想定冷媒圧力と実冷媒圧力との比較に基づく上記室外ファンの風量制御が実行されず、例えばかかる不感域を設けない場合のように上記想定冷媒圧力と実冷媒圧力との大小関係が変化する度に上記室外ファンの風量制御が実行されることでファン風量がハンチングを起こすのが可及的に抑制され、この結果、安定的な冷房運転が実現され、その快適性がさらに高められるものである。
【００３８】
（ハ）本願の第３の発明にかかる空気調和装置によれば、上記（ロ）に記載の効果に加えて次のような特有の効果が奏せられる。即ち、この発明の空気調和装置では、上記室外ファンのタップ数を検出するタップ数検出手段を備え、上記想定冷媒圧力と実冷媒圧力との関係が、「想定冷媒圧力＞実冷媒圧力」であるときには現在のタップ数に基づき、該タップ数が最小タップ数でない場合には上記室外ファンの風量を減少させ、該タップ数が最小タップ数である場合には上記室外ファンの運転を停止させるとともに該室外ファンの停止状態が所定期間継続された後に保護制御に移行する一方、「想定冷媒圧力＜実冷媒圧力」であるときには現在のタップ数に基づき、該タップ数が最大タップ数でない場合には上記室外ファンの風量を増加させ、該タップ数が最大タップ数である場合には上記室外ファンの現在の風量を維持させるとともに該室外ファンの最大タップ数での運転状態が所定期間継続された後に保護制御に移行するように構成している。
【００３９】
従って、「想定冷媒圧力＞実冷媒圧力」であるとき、即ち、上記室外ファン風量を減少制御する要求があるときには、該室外ファンの現在のタップ数に基づき異なった二つの制御が択一的に実行される。即ち、現在のタップ数が最小タップ数でない場合（即ち、タップ数を低下させる余裕がある場合）には、タップ数を低下させて上記室外ファンの風量を減少させる。これに対して、上記タップ数が最小タップ数である場合（さらにタップ数を低下させる余裕のない場合）には、上記室外ファンの運転そのものを停止させることで風量の低下が図られると共に、該室外ファンの停止状態が所定期間継続されたときにはファン制御から保護制御に移行して機器の保護等が図られる。
【００４０】
一方、「想定冷媒圧力＜実冷媒圧力」であるとき、即ち、上記室外ファン風量を増量制御する要求があるときにも、該室外ファンの現在のタップ数に基づき異なった二つの制御が択一的に実行される。即ち、現在のタップ数が最大タップ数でない場合（即ち、タップ数を上げる余裕がある場合）には、該タップ数を上げて上記室外ファンの風量を増加させる。これに対して、上記タップ数が最大タップ数である場合（さらにタップ数を上げる余裕がない場合）には、上記室外ファンの現在の風量がそのまま維持されるとともに、該室外ファンの最大タップ数での運転状態が所定期間継続されたときにはファン制御から保護制御に移行して機器の保護等が図られる。
【００４１】
このように、室外ファンの風量制御を適宜の保護制御にリンクさせて実行することで、該風量制御によって圧縮機の吐出圧の調整等が為される分だけ、上記保護制御の成立条件が緩和され、冷房運転時においてその制御が通常制御から保護制御へ移行するのが抑制される。この結果、冷房運転時において保護制御が実行されることに伴って機器が停止されることが少なくなり、それだけ冷房時における快適性が高められるとともに、上記圧縮機の信頼性も高められるものである。
【００４２】
（ニ）本願の第４の発明にかかる空気調和装置によれば、上記（イ），（ロ）又は（ハ）に記載の効果に加えて次のような特有の効果が奏せられる。即ち、この発明の空気調和装置では、上記想定冷媒圧力の上限を規制する足切り圧力を設定し、上記想定冷媒圧力と実冷媒圧力及び上記足切り圧力の相対関係が、「想定冷媒圧力＞実冷媒圧力」で且つ「足切り圧力＞実冷媒圧力」である場合には上記室外ファンの風量を減少側に制御し、これら以外である場合には上記室外ファンの風量を増加側に制御するようにしている。
【００４３】
上記想定冷媒圧力の値には多少なりとも必ず誤差が伴うが、上記室外熱交換器が凝縮器として機能する冷房運転時において、例えば上記誤差によって、実際には「想定冷媒圧力＜実冷媒圧力」の関係となっているにも拘わらず、「想定冷媒圧力＞実冷媒圧力」と判定されると、本来的には上記室外ファンの風量を減量させる必要があるにも拘わらず、該風量が増量側に制御され、これによって上記圧縮機の吐出圧力が過度に上昇し、ついには該圧縮機の運転が高圧保護制御の実行によって停止されることになる。
【００４４】
ところが、この発明のように、上記想定冷媒圧力の上限値を規制する足切り圧力を設定し、上記室外ファンの風量制御に上記足切り圧力を加味するようにすると、例え上記想定冷媒圧力の誤差が過大であってこれをそのまま使用すると上記の如き問題が発生するおそれがある場合でも、該想定冷媒圧力によらず、上記足切り圧力と上記実冷媒圧力との比較によって上記室外ファンの風量制御が実行されるので、該室外ファンの風量制御の信頼性が向上し、結果的に省エネルギー性及び快適性の更なる向上が期待できるものである。
【００４５】
（ホ）本願の第５の発明にかかる空気調和装置によれば、圧縮機と室外ファンと室外熱交換器とを備えた室外機と室内機とからなり、且つ上記圧縮機の運転周波数が室内負荷に応じて変化するように構成された空気調和装置において、上記室外熱交換器に該室外熱交換器における冷媒温度を検出する冷媒温度センサを備え、暖房運転時に、室内温度と室外温度及び上記圧縮機の運転周波数とに基づいて求められる上記室外熱交換器における冷媒の想定冷媒温度と、上記冷媒温度センサにより検出される上記室外熱交換器における実冷媒温度とを比較し、上記室外ファンの風量を、「想定冷媒温度＜実冷媒温度」であるときには減少させ、「想定冷媒温度＞実冷媒温度」であるときには増量させる如く制御するようにしている。
【００４６】
従って、「想定冷媒温度＜実冷媒温度」の場合、即ち、上記室外ファンの風量が過多となり、これに伴って上記実冷媒温度が過度に上昇している状態においては、上記室外ファンの風量が減少側に制御されることで上記実冷媒温度が低下側に変化し可及的に最適値に収束せしめられることで、不必要な電力消費が回避されそれだけ省エネルギー性が促進されることになる。これに対して、「想定冷媒温度＞実冷媒温度」の場合、即ち、上記室外ファンの風量が不足し、これに伴って上記実冷媒温度が過度に低下しフィンへの着霜が予想される状態においては、上記室外ファンの風量が増量側に制御されることで上記実冷媒圧力が上昇側に変化し可及的に最適値に収束せしめられることでフィンへの着霜が可及的に抑制される。これらの結果、暖房運転時においては、空気調和装置の設置状態、環境温度等の諸条件に適応した室外ファンの風量制御が実現され、省エネルギー性の実現とフィンへの着霜の抑制による快適性の向上とが図られるものである。
【００４７】
（ヘ）本願の第６の発明にかかる空気調和装置によれば、上記（ホ）に記載の効果に加えて次のような特有の効果が奏せられる。即ち、この発明の空気調和装置では、上記想定冷媒温度と実冷媒温度との差分に関連する値に対応させて所定の不感域を設け、上記差分に関連する値が上記不感域を越える場合に初めて、上記想定冷媒温度と実冷媒温度との比較に基づく上記室外ファンの風量制御を実行するように構成しているので、上記差分に関連する値が上記不感域を越えない限り上記想定冷媒温度と実冷媒温度との比較に基づく上記室外ファンの風量制御が実行されず、例えばかかる不感域を設けない場合のように上記想定冷媒温度と実冷媒温度との大小関係が変化する度に上記室外ファンの風量制御が実行されファン風量がハンチングを起こすのが可及的に抑制され、この結果、安定的な暖房運転が実現され、その快適性がさらに高められるものである。
【００４８】
（ト）本願の第７の発明にかかる空気調和装置によれば、上記（ホ）に記載の効果に加えて次のような特有の効果が奏せられる。即ち、この発明の空気調和装置では、上記室外ファンのタップ数を検出するタップ数検出手段を備え、上記想定冷媒温度と実冷媒温度との関係が、「想定冷媒温度＜実冷媒温度」であるときには現在のタップ数に基づき、該タップ数が最小タップ数でない場合には上記室外ファンの風量を減少させ、該タップ数が最小タップ数である場合には上記室外ファンの運転を停止させる一方、「想定冷媒温度＞実冷媒温度」であるときには現在のタップ数に基づき、該タップ数が最大タップ数でない場合には上記室外ファンの風量を増加させた後、該タップ数が最大タップ数である場合には上記室外ファンの現在の風量を維持させた後に、それぞれ保護制御に移行させるようにしている。 従って、「想定冷媒温度＜実冷媒温度」であるとき、即ち、上記室外ファン風量を減少制御する要求があるときには、該室外ファンの現在のタップ数に基づき異なった二つの制御が択一的に実行される。即ち、現在のタップ数が最小タップ数でない場合（即ち、タップ数を低下させる余裕がある場合）には、タップ数を低下させて上記室外ファンの風量を減少させる。これに対して、上記タップ数が最小タップ数である場合（さらにタップ数を低下させる余裕のない場合）には、上記室外ファンの運転そのものを停止させることで風量の低下が図られる。かかる室外ファンの風量低下制御により、暖房運転時における高い省エネルギー性が確保されるものである。
【００４９】
一方、「想定冷媒温度＞実冷媒温度」であるとき、即ち、上記室外ファン風量を増量制御する必要があるときには、該室外ファンの現在のタップ数に基づき、現在のタップ数が最大タップ数でない場合（即ち、タップ数を上げる余裕がある場合）には該タップ数を上げて上記室外ファンの風量を増加させた後に、また上記タップ数が最大タップ数である場合（さらにタップ数を上げる余裕がない場合）には上記室外ファンの現在の風量をそのまま維持した後に、それぞれ保護制御に移行する。従って、室外ファンの風量を増加させてフィンへの着霜を抑制することよる快適性の向上と、保護制御の実行による機器の信頼性の向上とが図られるものである。
【００５０】
（チ）本願の第８の発明にかかる空気調和装置によれば、上記（ホ），（ヘ）又は（ト）に記載の効果に加えて次のような特有の効果が奏せられる。即ち、この発明では、上記想定冷媒温度の上限を規制する足切り温度を設定し、上記想定冷媒温度と実冷媒温度及び上記足切り温度の相対関係が、「想定冷媒温度＜実冷媒温度」で且つ「足切り温度＜実冷媒温度」である場合には上記室外ファンの風量を減少側に制御し、これら以外である場合には上記室外ファンの風量を増加側に制御するようにしている。
【００５１】
上記想定冷媒温度の値には多少なりとも必ず誤差が伴うが、上記室外熱交換器が蒸発器として機能する暖房運転時において、例えば上記誤差によって、実際には「想定冷媒温度＞実冷媒温度」の関係となっているにも拘わらず、「想定冷媒温度＜実冷媒温度」と判定されると、本来的には上記室外ファンの風量を増量させてフィンへの着霜を防止する必要があるにも拘わらず、該風量が減量側に制御されフィンの着霜が助長されることにもなる。
【００５２】
ところが、この発明のように、上記想定冷媒温度の上限値を規制する足切り温度を設定し、上記室外ファンの風量制御に上記足切り温度を加味するようにすると、例え上記想定冷媒温度の誤差が過大であってこれをそのまま使用すると上記の如き問題が発生するおそれがある場合でも、該想定冷媒温度によらず、上記足切り温度と上記実冷媒温度との比較によって上記室外ファンの風量制御が実行されるので、フィンへの着霜が可及的に抑制され、デフロスト制御への移行が遅延される分だけ暖房時における快適性の更なる向上が期待できるものである。
【発明の実施の形態】
【００５３】
第１の実施形態
図１には、本願発明の第１の実施形態にかかるセパレート型の空気調和装置Ｚ１の全体システムを示しており、同図において符号１は室外機、２は室内機である。上記室外機１は、圧縮機１１と四路弁１２と膨張弁１３と室外熱交換器１４とファンモータ１６により回転駆動される室外ファン１５とを備えている。一方、上記室内機２は、室内熱交換器２１とファンモータ２３により回転駆動される室内ファン２２とを備えている。そして、これら室外機１と室内機２とは、吐出管４１と戻り管４２及び各冷媒管４３〜４５を介して相互に接続されることで冷凍システムを構成している。
【００５４】
さらに、上記室外機１には、コントローラ１７が備えられている。そして、このコントローラ１７には、室外温度センサ３１から室外温度「Ｔａ」が、室内温度センサ３２から室内温度「Ｔｂ」が、さらに周波数センサ３３から上記圧縮機１１の運転周波数「Ｈｚ」がそれぞれ入力される。上記コントローラ１７は、これら各入力信号に基づき、後述するように、上記ファンモータ１６に所定の制御信号を出力して上記室外ファン１５の吹出風量（即ち、回転数）を制御する。そして、この室外ファン１５の風量制御に本願発明が適用されている。以下、この室外ファン１５の風量制御について具体的に説明する。
【００５５】
この実施形態における室外ファン１５の制御は、室外ファン１５の風量制御に関して、従来一般的な手法である室外温度「Ｔａ」と室内温度「Ｔｂ」とに基づく吹出風量の設定手法に加えて、室内負荷に相当する圧縮機１１の運転周波数「Ｈｚ」を加味することで、空気調和装置Ｚ１の各運転負荷時における無駄な電力消費を回避し、もって空気調和装置Ｚ１の空調特性のうち、特に「省エネルギー性」を向上させるようにしたものである。
【００５６】
先ず、この制御の背景技術を図３及び図４を参照して説明すると次の通りである。図３は、ある特定の条件下（即ち、特定の室外温度と室内温度及び特定の圧縮機運転周波数（即ち、室内負荷））における室外ファン１５の吹出風量と入力（即ち、消費電力）との関係を示したものであり、同図における曲線「Ｌ１」は圧縮機１１の消費電力、曲線「Ｌ２」は室外ファン１５の消費電力、さらに曲線「Ｌ３」は圧縮機１１と室外ファン１５の各消費電力の総和を、それぞれ示している。また、室外ファン１５の吹出風量（Ａ）は、従来のように室外温度と室内温度とに基づいて決定された吹出風量である。
【００５７】
ここで、今、室外ファン１５の吹出風量を「Ａ」から「Ｂ」に減少させた場合について考察すると、吹出風量の減少により圧縮機１１の消費電力は「ｎ１」から「ｎ２」に増えるが、室外ファン１５の消費電力が「ｎ４」から「ｎ３」に減少するため、総消費電力は「Ｎ１」から「Ｎ２」に減少する。従って、この総消費電力を考慮して、室外ファン１５の吹出風量と空気調和装置Ｚ１としての運転効率（ＣＯＰ）との関係を示すと図４の曲線Ｌ４のようになる。即ち、室外ファン１５の吹出風量を「Ａ」から「Ｂ」に減少させることで運転効率は「ＣＯＰ１」から「ＣＯＰ２」へ増加することになる。
【００５８】
このような室外ファン１５の吹出風量の変化と空気調和装置Ｚ１の運転効率の変化との関係、即ち、空気調和装置Ｚ１の運転効率を最大とする室外ファン１５の吹出風量「Ｂ」は、圧縮機１１の全ての運転ポイントにおいて且つ個々の条件（即ち、室外温度，室内温度，圧縮機の運転周波数等）によって異なるものが存在する。
【００５９】
従って、実験等により、空気調和装置Ｚ１の最大の運転効率を得ることができる室外ファン１５の吹出風量「Ｂ」を圧縮機１１の全ての運転ポイントにおいて且つ個々の条件下において求めてこれをマップ化しておけば、実際の運転に際して、その時の室外温度と室内温度と圧縮機１１の運転周波数に対応してマップ値を読み出し、これに基づいて室外ファン１５の吹出風量を制御することで、常時、空気調和装置Ｚ１をその運転効率が最大に近い状態で運転することができ、結果的に空気調和装置Ｚ１の「省エネルギー性」が達成されることになる。
【００６０】
かかる室外ファン１５の制御を簡単に示したものが図２のフローチャートである。即ち、運転開始後、先ずステップＳ１において現在の運転形態を判定する。そして、「冷房運転時」と判定された場合には、ステップＳ２において現在の室外温度「Ｔａ」と室内温度「Ｔｂ」と圧縮機１１の運転周波数「Ｈｚ」とをそれぞれ読み込む。そして、ステップＳ３においては、読み込まれた室外温度「Ｔａ」と室内温度「Ｔｂ」と運転周波数「Ｈｚ」とに基づいて、室外ファン１５の最適風量をマップ検索により算出し、この算出値に基づいて室外ファン１５の吹出風量を制御する（ステップＳ４）。
【００６１】
一方、ステップＳ１において「暖房運転時」と判定された場合には、ステップＳ５において現在の室外温度「Ｔａ」と室内温度「Ｔｂ」と圧縮機１１の運転周波数「Ｈｚ」とをそれぞれ読み込む。そして、ステップＳ６においては、読み込まれた室外温度「Ｔａ」と室内温度「Ｔｂ」と運転周波数「Ｈｚ」とに基づいて、室外ファン１５の最適風量をマップ検索により算出し、この算出値に基づいて室外ファン１５の吹出風量を制御する（ステップＳ７）。
【００６２】
尚、ステップＳ３及びステップＳ６における演算子「ａ」〜「ｃ」及び同「ｄ」〜「ｆ」は、冷房運転時と暖房運転時とにそれぞれ対応して設定された定数である。また、この実施形態の制御においては、上述のように室外ファン１５の最適な吹出風量をマップ検索により算出するようにしているが、他の実施形態においては、例えばこれを、室外温度「Ｔａ」と室内温度「Ｔｂ」と運転周波数「Ｈｚ」とに基づいて演算により算出するようにしても良い。
【００６３】
第２の実施形態
第２の実施形態にかかる空気調和装置は、上記第１の実施形態にかかる空気調和装置Ｚ１と同様に、空気調和装置の「省エネルギー性」の向上を狙ったものであって、その全体システム構成及び室外ファン１５の制御フローチャートは全て上記第１の実施形態のものと同一であるため、上記第１の実施形態における図１及び図２をそのまま援用し、ここではこの第２の実施形態における室外ファン１５の制御の基本思想及び背景技術のみについて、図５及び図６を参照して説明する。
【００６４】
図６は、上記「従来の技術」の項において説明したように、冷房運転時を例とし、外気温度と空気調和装置の冷房能力と室内負荷との関係を示したものである。そして、この実施形態における空気調和装置の狙いは、圧縮機１１の発停の基準となる「最低能力：Ｌ０３」を、さらに下げて「最低能力：Ｌ０４」とし、空気調和装置の能力可変幅を「Ｓａ」から「Ｓｂ」に拡大するとともに、上記圧縮機１１を停止させる領域を「ＳＡ」から「ＳＢ」に縮小することで、上記圧縮機１１の頻繁な発停作動を可及的に抑制し、以て圧縮機１１の発停に伴う多大な電力消費を可及的に抑制して空気調和装置の「省エネルギー性」を高めることにある。
【００６５】
かかる制御の背景技術は図５に示す通りである。即ち、図５には、室外ファン１５の吹出風量と空気調和装置の能力との関係を曲線Ｌ５で示したものであり、また同図における風量「Ａ」は、従来のように室外温度と室内温度とに基づいて決定された室外ファン１５の吹出風量である。ここで、この室外ファン１５の吹出風量を「Ａ」から「Ｂ」へ減少させると、空気調和装置の能力は「Ｑ１」から「Ｑ２」に低下することが分かる。
【００６６】
この実施形態の空気調和装置は、上述のように室外ファン１５の吹出風量の低下により空気調和装置の能力が低下するという関係に着目し、室内負荷が低い運転領域においては上記室外ファン１５の吹出風量を減少側に制御して空気調和装置の「最低能力」を更に低下させるようにしたものである。
【００６７】
第３の実施形態
図７には、本願発明の第３の実施形態にかかるセパレート型の空気調和装置Ｚ３の全体システムを示しており、同図において符号１は室外機、２は室内機である。上記室外機１は、圧縮機１１と四路弁１２と膨張弁１３と室外熱交換器１４とファンモータ１６により回転駆動される室外ファン１５とを備えている。一方、上記室内機２は、室内熱交換器２１とファンモータ２３により回転駆動される室内ファン２２とを備えている。そして、これら室外機１と室内機２とは、吐出管４１と戻り管４２及び各冷媒管４３〜４５を介して相互に接続されることで冷凍システムを構成している。
【００６８】
さらに、上記室外機１には、コントローラ１７が備えられている。そして、このコントローラ１７には、室外温度センサ３１から室外温度「Ｔａ」が、室内温度センサ３２から室内温度「Ｔｂ」が、周波数センサ３３から上記圧縮機１１の運転周波数「Ｈｚ」がそれぞれ入力されるとともに、リモートコントローラ２５からは設定温度が入力される。上記コントローラ１７は、これら各入力信号に基づき、後述するように、上記ファンモータ１６に所定の制御信号を出力して上記室外ファン１５の吹出風量（即ち、回転数）を制御する。そして、この室外ファン１５の風量制御に本願発明が適用されている。以下、この室外ファン１５の風量制御について具体的に説明する。
【００６９】
この実施形態における室外ファン１５の制御は、室外ファン１５の風量制御に関して、従来一般的な手法である室外温度「Ｔａ」と室内温度「Ｔｂ」とに基づく吹出風量の設定手法に加えて、室内負荷に相当する圧縮機１１の運転周波数「Ｈｚ」を加味することで、室内吹出温度のハンチング現象を可及的に抑制し、もって空気調和装置Ｚ３の空調特性のうち、特に「快適性」を向上させるようにしたものである。
【００７０】
先ず、この制御の背景技術を説明すると次の通りである。図８には、冷房運転時における室外ファン１５の吹出風量の変化に伴う、空気調和装置Ｚ３の能力と入力（即ち、消費電力）と運転効率（ＣＯＰ）の変化状態を示している。また、図９には、暖房運転時における室外ファン１５の吹出風量の変化に伴う、空気調和装置Ｚ３の能力と入力（即ち、消費電力）と運転効率（ＣＯＰ）の変化状態を示している。これら両図からは、冷房運転時であっても暖房運転時であっても、室外ファン１５の吹出風量の増加に伴って空気調和装置Ｚ３の能力が上昇する傾向にあることが分かる。この実施形態のものは、かかる室外ファン１５の吹出風量と空気調和装置Ｚ３の能力との相関関係に着目し、該室外ファン１５の吹出風量の増減調整によって空気調和装置Ｚ３の能力をリニアに増減制御することで「室内吹出温度のハンチング現象」を可及的に防止するようにしたものである。
【００７１】
かかる知見事項に基づく室外ファン１５の吹出風量の具体的な制御思想は次の通りである。図１０は上記「従来の技術」の項で説明したように従来の空気調和装置における圧縮機１１の制御特性を示したものであり、空気調和装置の能力を圧縮機１１の運転周波数毎に段階的に設定したものである。従って、要求される室内負荷が設定能力の中間値である場合には、圧縮機１１の運転周波数が低位の運転周波数「ａ」と高位の運転周波数「ｂ」との間において交互に切り替わり、その結果として室内吹出温度にハンチング現象が生じる虞れのあることは既述の通りである。
【００７２】
そこで、この実施形態のものにおいては、図１１（図１０の領域Ｐを拡大図示したものに相当する）に示すように、上記リモートコントローラ２５（図７参照）により設定される設定温度「Ｔｒ」に対応する「要求室内負荷」が室外ファン１５の吹出風量「ａ」に対応する室内負荷「Ａ」と吹出風量「ｂ」に対応する室内負荷「Ｂ」との中間値「Ｃ」，「Ｄ」，「Ｅ」である場合、空気調和装置の能力を上記「Ａ」あるいは「Ｂ」に設定した状態において、室外ファン１５の吹出風量を増減変化させることで該空気調和装置の能力を上記各要求室内負荷「Ｃ」，「Ｄ」，「Ｅ」に対応させるようにしている。具体的には次の通りである。
【００７３】
要求室内負荷が高位の能力「Ｂ」よりも低位の能力「Ａ」に近い「Ｃ」である場合には、先ず圧縮機１１の運転周波数を能力「Ａ」が得られる位置に設定し、この状態で、室外ファン１５をその吹出風量が増加する方向（即ち、空気調和装置の能力が増加する方向）に制御し、空気調和装置Ｚ３の能力を要求室内負荷「Ｃ」に合致させる。
【００７４】
要求室内負荷が低位の能力「Ａ」よりも高位の「Ｂ」に近い「Ｅ」である場合には、先ず圧縮機１１の運転周波数を能力「Ｂ」が得られる位置に設定し、この状態で、室外ファン１５をその吹出風量が減少する方向（即ち、空気調和装置の能力が減少する方向）に制御し、空気調和装置Ｚ３の能力を要求室内負荷「Ｅ」に合致させる。
【００７５】
要求室内負荷が低位の能力「Ａ」と高位の能力「Ｂ」のほぼ中間に位置する「Ｄ」である場合には、先ず圧縮機１１の運転周波数を能力「Ａ」あるいは能力「Ｂ」のいずれかに設定し、この状態で、能力「Ａ」に設定した場合には室外ファン１５をその吹出風量が増加する方向に、能力「Ｂ」に設定した場合には室外ファン１５をその吹出風量が減少する方向に、それぞれ制御し、空気調和装置Ｚ３の能力を要求室内負荷「Ｄ」に合致させる。
【００７６】
このように室外ファン１５の吹出風量を圧縮機１１の運転周波数に応じて制御することで、空気調和装置Ｚ３の能力変化がリニアな特性となり、結果的に室内吹出温度もリニアに変化し、例えば従来のように室内吹出温度が段階的に変化する場合に比して、空気調和装置Ｚ３の快適性が向上するものである。
【００７７】
第４の実施形態
図１２には、本願発明の第４の実施形態にかかるセパレート型の空気調和装置Ｚ３の全体システムを示しており、同図において符号１は室外機、２は室内機である。上記室外機１は、圧縮機１１と四路弁１２と膨張弁１３と室外熱交換器１４とファンモータ１６により回転駆動される室外ファン１５とを備えている。一方、上記室内機２は、室内熱交換器２１とファンモータ２３により回転駆動される室内ファン２２とを備えている。そして、これら室外機１と室内機２とは、吐出管４１と戻り管４２及び各冷媒管４３〜４５を介して相互に接続されることで冷凍システムを構成している。
【００７８】
さらに、上記室外機１には、コントローラ１７が備えられている。そして、このコントローラ１７には、室外温度センサ３１から室外温度「Ｔａ」が、室内温度センサ３２から室内温度「Ｔｂ」が、周波数センサ３３から上記圧縮機１１の運転周波数「Ｈｚ」が、熱交温度センサ３４から室外熱交換器１４の温度が、さらに冷媒温度センサ３５からは上記圧縮機１１の吐出側の冷媒温度が、それぞれ入力され、該コントローラ１７はこれら各検出信号に基づき、後述するように、上記ファンモータ１６に所定の制御信号を出力して上記室外ファン１５の吹出風量（即ち、回転数）を制御する。そして、この室外ファン１５の風量制御に本願発明が適用されている。以下、この室外ファン１５の風量制御について具体的に説明する。
【００７９】
この実施形態における室外ファン１５の吹出風量制御は、該室外ファン１５の風量制御により、何ら格別の手段を講じることなく、暖房運転時に冷媒状態を調整して室外熱交換器１４の着霜を可及的に抑制し、除霜運転間隔を長大化することで空気調和装置Ｚ４の「快適性」を高めるものである。
【００８０】
かかる暖房運転時における着霜抑制のための室外ファン１５の吹出風量制御を、図１２に示すシステム図に基づき、冷媒の流れに沿って説明する。冷凍システムにおいては、膨張弁１３の開閉によって圧縮機１１の吐出側の冷媒温度（Ｔｈ）が最適となるように制御している。この冷媒温度（Ｔｈ）は、圧縮機１１の吸入側の冷媒温度によって左右されるので、吸入側の冷媒温度が最適であればシステムは連続的に運転される。しかし、室外熱交換器１４に着霜が生じると、上記圧縮機１１の吸入側の冷媒圧力及び冷媒温度が低下し、これに伴って吐出側の冷媒温度も低下する。すると、上記膨張弁１３は吐出側の冷媒温度（Ｔｈ）を上げるために閉じ側に作動し、冷媒の飽和温度が一段と低下し、これによって室外熱交換器１４の温度がさらに下がり、その着霜が促進され、最終的に除霜運転が実行されるものである。以上が、室外熱交換器１４への着霜メカニズムである。
【００８１】
この実施形態の制御は、上記の如き室外熱交換器１４への着霜メカニズムを考慮した上で、室外熱交換器１４への着霜を室外ファン１５の制御によって遅らせるものである。即ち、室外熱交換器１４への着霜が発生し始めたとき、これを検知し、室外ファン１５をその吹出風量が増加する方向に制御する。このように室外ファン１５の吹出風量を増加させると、室外熱交換器１４の出口側の冷媒はそのエンタルピーがスーパーヒート状態となり、言わば加熱された状態で圧縮機１１に吸入される。従って、該圧縮機１１の吐出側の冷媒温度（Ｔｈ）が上昇し、膨張弁１３は開側に作動する。これにより上記室外熱交換器１４における冷媒圧力が上昇し、該冷媒の飽和温度が上がり、これに伴って室外熱交換器１４の温度が上昇することで着霜が抑制されるものである。このように、室外熱交換器１４への着霜が抑制されることで、着霜による除霜運転の間隔が長くなり、結果的に空気調和装置Ｚ４の「快適性」が高められるものである。
【００８２】
以上の制御を、図１３に示すフローチャートに基づいて説明すると次の通りである。即ち、運転開始後、先ずステップＳ１において、現在の運転形態を判断し、現在は「冷房運転時」と判断された場合には通常の冷房運転制御を行う（ステップＳ２）。
【００８３】
これに対して、「暖房運転時」と判断された場合には、先ずステップＳ３において、圧縮機１１の運転周波数が安定しているかどうかを判断し、安定していない場合には「△ｔｓ」秒だけそのまま待機（ステップＳ４）した後に、安定している場合にはその時点で、それぞれステップＳ５に移行する。尚、ここで圧縮機１１の運転周波数が安定していない場合に所定時間待機するようにしたのは、かかる状態においては室外熱交換器１４における高圧と低圧との圧力差が大きくて該室外熱交換器１４の温度（Ｔｅ）が低下傾向となり、制御精度の確保が困難となるので、これを回避するためである。
【００８４】
ステップＳ５においては、室外熱交換器温度（Ｔｅ）と冷媒吐出温度（Ｔｈ）とをそれぞれ読み込む。さらに、ステップＳ６においては、これら読込値（Ｔｅ），（Ｔｈ）をそれぞれ今回値（Ｔｅｎ），（Ｔｈｎ）及び前回値（Ｔｅｎ＋１），（Ｔｈｎ＋１）としてメモリーする。
【００８５】
ステップＳ７においては、室外熱交換器温度（Ｔｅ）と冷媒吐出温度（Ｔｈ）の変化傾向を判定する。そして、（Ｔｅｎ＋１）＞（Ｔｅｎ）で且つ（Ｔｈｎ＋１）＞（Ｔｈｎ）である場合には両温度とも上昇傾向にあって室外熱交換器１４への着霜の虞れはないものと判断しそのままリターンする。これに対して、（Ｔｅｎ＋１）＜（Ｔｅｎ）で且つ（Ｔｈｎ＋１）＜（Ｔｈｎ）である場合には、室外熱交換器１４に着霜が発生し始めていると判断し、この場合には、ステップＳ８において着霜発生を示すフラグを１だけインクリメントするとともに、このフラグ値が設定値「Ｘ」に達するまでこれを繰り返しながら待機する（ステップＳ９）。
【００８６】
ステップＳ９において、「Ｆｌａｇ≧Ｘ」と判定されると、室外ファン１５の吹出風量アップによる着霜抑制制御が必要な状態に達したと判断し、ステップＳ１０において室外ファン１５のステップを１だけ上昇させて吹出風量を増加させ、着霜の抑制を図る。
【００８７】
ここで、１回のステップアップで着霜の抑制が可能となった場合には問題ないが、これだけでは着霜の抑制が十分でないと判断される場合には、かかるステップアップ操作を繰り返して実行し、室外ファン１５の吹出風量のさらなる増量を図る。しかし、ファンステップが最大ステップに達した場合には、最早、室外ファン１５の吹出風量の増量によっては着霜を解消し得ない状態に立ち至ったものと判断し（ステップＳ１１）、除霜運転を実行する（ステップＳ１２）。
【００８８】
このように、室外熱交換器１４への着霜を室外ファン１５の吹出風量制御により抑制して除霜運転の実行を遅らせることで、空気調和装置Ｚ４の「快適性」が向上するものである。
【００８９】
第５の実施形態
図１４には、ここで説明する本願発明の第５の実施形態及び後述する第６〜第１０の各実施形態に共通のセパレート型空気調和装置Ｚ５の全体システムを示している。この空気調和装置Ｚ５は、上記各実施形態にかかる各空気調和装置Ｚ１〜Ｚ４と基本構成を同じとするものであって、これを簡単に説明すると次の通りである。
【００９０】
図１４において、符号１は室外機、２は室内機であり、該室外機１は、圧縮機１１と四路弁１２と膨張弁１３と室外熱交換器１４とファンモータ１６により回転駆動される室外ファン１５とを備えている。また、上記室内機２は、室内熱交換器２１とファンモータ２３により回転駆動される室内ファン２２とを備えている。そして、これら室外機１と室内機２とは、吐出管４１と戻り管４２及び各冷媒管４３〜４５を介して相互に接続されることで冷凍システムを構成している。
【００９１】
さらに、上記室外機１には、コントローラ１７が備えられている。そして、このコントローラ１７には、室外温度センサ３１から室外温度「Ｔａ」が、室内温度センサ３２から室内温度「Ｔｂ」が、上記室外熱交換器１４に設けた熱交温度センサ３４から該室外熱交換器１４における冷媒温度「ＧＰ３」（以下、実冷媒温度「ＧＰ３」という）が、上記ファンモータ１６に設けたタップ数センサ３６から上記室外ファン１５の現在のタップ数「ｎ」が、さらに上記圧縮機１１に設けた周波数センサ３３からは該圧縮機１１の運転周波数「Ｈｚ」がそれぞれ入力される。
【００９２】
上記コントローラ１７は、これら各入力信号に基づき、後述するように、上記ファンモータ１６に所定の制御信号を出力して上記室外ファン１５の風量制御を行う。尚、このコントローラ１７は、実際的には図２１に示すように、空気調和装置全体の制御を行うものである。即ち、制御項目として冷房及び暖房時の起動制御（固定パラメータでの制御）と、起動後における通常制御（即ち、室内温度と室外温度等の検出制御パラメータと使用者の設定による設定温度等の設定パラメータとに基づいて冷媒循環量、ファン風量等を調整する制御）とを基本制御項目とし、さらにこれら基本制御項目に、各種の保護制御並びに冷房用及び暖房用ファン制御を付随制御項目とし、これらの制御をトータル的に実行するものであって、従来の制御に比して特徴的な部分は、上記各種の保護制御と並列に上記冷房用及び暖房用ファン制御を組み合わせた点であり、かかるファン制御により高い省エネルギー性と快適性が実現されるものである。
【００９３】
そして、この室外ファン１５の風量制御に本願発明が適用されており、以下、この室外ファン１５の風量制御について具体的に説明する。
【００９４】
この実施形態における室外ファン１５の制御は、特に上記空気調和装置Ｚ５を冷房運転する場合における制御に関し、空気調和装置Ｚ５の設置状態、設置環境における風の状態等の諸条件に適応して高い省エネルギー性及び快適性が得られるようにした制御である。そして、この実施形態における制御の基本思想は、実験等によって予め予想した冷媒の吐出圧力と、空気調和装置Ｚ５の設置状況に応じて変化する実際の冷媒の吐出圧力とを比較し、その比較結果に基づいて上記室外ファン１５の風量を変化させることで、その設置状況等の変化に拘わらず常に室外ファン１５の風量を最適値に設定し得るようにするものである。以下、かかる制御を図１５に示すフローチャートに基づいて具体的に説明する。
【００９５】
空気調和装置Ｚ５の冷房運転の開始後、先ずステップＳ１において、現在、起動制御及び保護制御中でなく（即ち、通常制御中）且つ前回の制御サイクルからＸ秒経過し、既に制御が安定した状態であるのかどうかを判定し、かかる条件が満足された時点でステップＳ２以下の室外ファン１５の風量制御に移行する。
【００９６】
先ず、ステップＳ２において、想定冷媒圧力「ＧＰ１」を求めるとともに、足切り圧力「ＧＰ２」を設定する。即ち、先ず、想定冷媒圧力「ＧＰ１」を、室外温度と室内温度と圧縮機１１の周波数とに基づいて算出する。この場合、この算出の回帰精度を高める意味で、室外温度と室内温度と周波数の２乗項を加味している。尚、ここでは上記想定冷媒圧力「ＧＰ１」を演算により求めているが、この外に、例えば予め上記想定冷媒圧力「ＧＰ１」を室外温度と室内温度と周波数の値に応じて求めてこれをテーブル化し、テーブル読み出しにより決定することも可能である。
【００９７】
また、上記足切り圧力「ＧＰ２」としては、冷媒温度６４℃における飽和圧力２６Ｋｇ／ｃｍ２を採用している。尚、この足切り圧力「ＧＰ２」の値は、例えば空気調和装置Ｚ５の設置状況等の条件に応じて適宜変更設定可能なことは勿論である。
【００９８】
次に、ステップＳ３において、測定室外熱交換器圧力、即ち、実冷媒圧力「ＧＰ３」を求める。即ち、ここでは、上記熱交温度センサ３４により測定される現在の冷媒温度（即ち、実冷媒温度）に基づき、この実冷媒温度における冷媒の飽和圧力を実冷媒圧力「ＧＰ３」として採用する。
【００９９】
次に、上記想定冷媒圧力「ＧＰ１」と足切り圧力「ＧＰ２」と実冷媒圧力「ＧＰ３」の三者の比較を行い、その比較結果に応じて上記室外ファン１５の風量の制御方向を決定する。即ち、ここでは、想定冷媒圧力「ＧＰ１」と実冷媒圧力「ＧＰ３」との比較と、足切り圧力「ＧＰ２」と実冷媒圧力「ＧＰ３」との比較とをそれぞれ行う。
【０１００】
そして、「ＧＰ１＞ＧＰ３」で且つ「ＧＰ２＞ＧＰ３」である場合は、室外ファン１５の風量が過多で、上記実冷媒圧力「ＧＰ３」が想定冷媒圧力「ＧＰ１」よりも低下している状態であり、上記実冷媒圧力「ＧＰ３」の上昇制御が要求される状態と判断される。また逆に、上記の条件が満足されないとき、即ち、「ＧＰ１」と「ＧＰ２」の少なくともいずれか一方が実冷媒圧力「ＧＰ３」よりも低い場合は、室外ファン１５の風量が不足し、上記実冷媒圧力「ＧＰ３」が想定冷媒圧力「ＧＰ１」よりも高い状態であり、上記実冷媒圧力「ＧＰ３」の降下制御が要求される状態と判断される。
【０１０１】
従って、前者の場合には、ステップＳ５において室外ファン１５の風量を１レベルだけ落として上記実冷媒圧力「ＧＰ３」の上昇回復を図る。これに対して、後者の場合には、ステップＳ６において室外ファン１５の風量を１レベルだけ上げて上記実冷媒圧力「ＧＰ３」の降下回復を図る。
【０１０２】
尚、上述の如く足切り圧力「ＧＰ２」を設定し、この足切り圧力「ＧＰ２」を上記室外ファン１５の風量制御のための比較演算（ステップＳ４）において加味することで、上記ステップＳ２における想定冷媒圧力「ＧＰ１」の演算に誤差が生じてもその影響を可及的に排して高い演算精度が確保でき、延いては上記室外ファン１５の風量制御の信頼性がより一層高められることになる。
【０１０３】
かかる室外ファン１５の風量制御が繰り返して実行されることで、冷房運転時において、空気調和装置の設置状態、環境温度等の諸条件に適応した室外ファンの風量制御が実現され、その結果、不必要な電力消費の回避による省エネルギー性の実現と、風量不足に起因する吐出圧保護制御の実行に伴う機器の停止の回避及び霧吹き現象の防止による快適性の確保、さらには冷媒の適正な高低圧差の実現による上記圧縮機１１の信頼性の確保等が図られるものである。
【０１０４】
尚、この実施形態における制御によれば上記の如き有用な効果が得られるものであるが、この実施形態の制御においては想定冷媒圧力「ＧＰ１」と実冷媒圧力「ＧＰ３」との比較によって風量制御を行うことを基本構成とするものであることから、例えば想定冷媒圧力「ＧＰ１」と実冷媒圧力「ＧＰ３」とが接近すると、少しの圧力変化によって室外ファン１５の風量が変更され、風量のハンチング状態が発生することが考えられる。従って、かかるハンチング状態の発生を防止することでより高い快適性をもつ冷房運転が可能とであり、次述の第６の実施形態における制御は、この第５の実施形態における制御に、風量のハンチング防止の処理を加味した構成となっている。
【０１０５】
第６の実施形態
図１６には、第６の実施形態にかかる空気調和装置の制御フローチャートを示している。尚、この実施形態に対応する空気調和装置のシステムは図１４に示したものと同様であるのでその説明は省略する。
【０１０６】
この実施形態における制御は、上述のように、上記第１の実施形態における制御に、風量のハンチング防止の制御を加えたものであり、その制御は以下の通りである。
【０１０７】
空気調和装置Ｚ５の冷房運転の開始後、先ずステップＳ１において、現在、起動制御及び保護制御中でなく且つ前回の制御サイクルからＸ秒経過しているかどうかを判定し、かかる条件が満足された時点でステップＳ２以下の室外ファン１５の風量制御に移行する。
【０１０８】
ステップＳ２においては、想定冷媒圧力「ＧＰ１」を、室外温度と室内温度と圧縮機１１の周波数とに基づいて算出すると共に、上記足切り圧力「ＧＰ２」として冷媒温度６４℃における飽和圧力２６Ｋｇ／ｃｍ２を設定する。
【０１０９】
次に、ステップＳ３において、上記熱交温度センサ３４により測定される現在の冷媒温度に基づき、この実冷媒温度における冷媒の飽和圧力を測定室外熱交換器圧力、即ち、実冷媒圧力「ＧＰ３」として求める。
【０１１０】
次に、ステップＳ４においては風量のハンチング防止のための処理を行う。即ち、上記想定冷媒圧力「ＧＰ１」と上記実冷媒圧力「ＧＰ３」との差分の２乗値「（ＧＰ１−ＧＰ３）２」が１より小さい領域、及び上記足切り圧力「ＧＰ２」と上記実冷媒圧力「ＧＰ３」との差分の２乗値「（ＧＰ２−ＧＰ３）２」が１より小さい領域をそれぞれ風量制御への移行判断における「不感域」として設定し、これら二つの２乗値「（ＧＰ１−ＧＰ３）２」，「（ＧＰ２−ＧＰ３）２」のうち、少なくともいずれか一方が１より大きい場合にのみステップＳ５以下の風量制御に移行し、いずれの値も１より小さい場合にはそのまま制御をリターンさせるものである。
【０１１１】
このように「不感域」を設けることで、例えばかかる「不感域」を設けない場合のように上記想定冷媒圧力「ＧＰ１」と実冷媒圧力「ＧＰ３」との大小関係が変化する度に上記室外ファン１５の風量制御が実行されてその風量が変化し、ハンチング状態となるのが可及的に防止され、その結果、冷房運転時における安定的な風量制御が実現され、それだけ冷房時の快適性がさらに高められる。尚、上記不感域の基準となる値「１」は、これに限定されるものではなく、例えば着霜等の学習機能を付加することで適宜変更設定し得ることは勿論である。
【０１１２】
上記ステップＳ４でのハンチング防止処理の後は、上記第１の実施形態における制御と同様に、ステップＳ５において、上記想定冷媒圧力「ＧＰ１」と足切り圧力「ＧＰ２」と実冷媒圧力「ＧＰ３」の三者の比較を行い、「ＧＰ１＞ＧＰ３」で且つ「ＧＰ２＞ＧＰ３」である場合、即ち、室外ファン１５の風量過多に起因して上記実冷媒圧力「ＧＰ３」が想定冷媒圧力「ＧＰ１」よりも低下しており上記実冷媒圧力「ＧＰ３」の上昇制御が要求される場合には、ステップＳ６において室外ファン１５の風量を１レベルだけ落として上記実冷媒圧力「ＧＰ３」の上昇回復を図る。
【０１１３】
これに対して、上記「ＧＰ１」と「ＧＰ２」の少なくともいずれか一方が実冷媒圧力「ＧＰ３」よりも低い場合、即ち、室外ファン１５の風量が不足し、上記実冷媒圧力「ＧＰ３」が想定冷媒圧力「ＧＰ１」よりも高くなっており該実冷媒圧力「ＧＰ３」の降下制御が要求される場合には、ステップＳ７において室外ファン１５の風量を１レベルだけ上げて上記実冷媒圧力「ＧＰ３」の降下回復を図る。
【０１１４】
かかる室外ファン１５の風量制御が繰り返して実行されることで、冷房運転時において、空気調和装置の設置状態、環境温度等の諸条件に適応し且つ風量のハンチングの無い状態での風量制御が実現されるものである。
【０１１５】
第７の実施形態
図１７には、第７の実施形態にかかる空気調和装置の制御フローチャートを示している。尚、この実施形態に対応する空気調和装置のシステムは図１４に示したものと同様であるのでその説明は省略する。
【０１１６】
この実施形態における制御は、上記第６の実施形態にかかる制御を基本とし、さらにこれに各種の保護制御をリンクさせ、上記室外ファン１５の風量制御を保護制御に先行させて実行することで保護制御への移行条件の成立を抑制し、もって機器の信頼性を維持しつつ冷房運転時における快適性をさらに高めるようにしたものである。以下、その具体的な制御を説明する。
【０１１７】
空気調和装置Ｚ５の冷房運転の開始後、先ずステップＳ１において、現在、起動制御及び保護制御中でなく且つ前回の制御サイクルからＸ秒経過しているかどうかを判定し、かかる条件が満足された時点でステップＳ２以下の室外ファン１５の風量制御及び保護制御に移行する。
【０１１８】
先ず、ステップＳ２においては、想定冷媒圧力「ＧＰ１」を、室外温度と室内温度と圧縮機１１の周波数とに基づいて算出すると共に、上記足切り圧力「ＧＰ２」として冷媒温度６４℃における飽和圧力２６Ｋｇ／ｃｍ２を設定する。
【０１１９】
次に、ステップＳ３において、上記熱交温度センサ３４により測定される現在の冷媒温度に基づき、この実冷媒温度における冷媒の飽和圧力を測定室外熱交換器圧力、即ち、実冷媒圧力「ＧＰ３」として求める。
【０１２０】
次に、ステップＳ４においては、上記室外ファン１５の風量のハンチング発生を防止すべく、上記想定冷媒圧力「ＧＰ１」と上記実冷媒圧力「ＧＰ３」との差分の２乗値「（ＧＰ１−ＧＰ３）２」が１より小さい領域、及び上記足切り圧力「ＧＰ２」と上記実冷媒圧力「ＧＰ３」との差分の２乗値「（ＧＰ２−ＧＰ３）２」が１より小さい領域をそれぞれ風量制御への移行判断における「不感域」として設定し、これら二つの２乗値「（ＧＰ１−ＧＰ３）２」，「（ＧＰ２−ＧＰ３）２」のうち、少なくともいずれか一方が１より大きい場合にのみステップＳ６以下の風量制御に移行し、いずれの値も１より小さい場合には保護制御への移行基準となるカウント値を示す二つのフラグＦＬＧ１，ＦＬＧ２を共にリセット（ステップＳ５）した後、制御をリターンさせる。尚、上記不感域の基準となる値「１」は、これに限定されるものではなく、例えば着霜等の学習機能を付加することで適宜変更設定し得ることは勿論である。
【０１２１】
上記ステップＳ４における不感域との対比の結果、ステップＳ６に移行した場合には、先ずこのステップＳ６において、上記想定冷媒圧力「ＧＰ１」と足切り圧力「ＧＰ２」と実冷媒圧力「ＧＰ３」の三者の比較を行う。
【０１２２】
ここで、先ず「ＧＰ１＞ＧＰ３」で且つ「ＧＰ２＞ＧＰ３」と判定された場合、即ち、室外ファン１５の風量過多に起因して上記実冷媒圧力「ＧＰ３」が想定冷媒圧力「ＧＰ１」よりも低下しており上記実冷媒圧力「ＧＰ３」の上昇制御が要求される場合には、先ず、ステップＳ７において、ステップＳ１９に示す冷房保護制御への移行基準となるカウント値に対応するフラグＦＬＧ２をリセットし、しかる後、ステップＳ８に移行する。
【０１２３】
ステップＳ８においては、室外ファン１５の現在のタップ数が最小タップ数であるのかどうかを判定し、最小タップ数でない場合（即ち、さらに室外ファン１５の風量を落とす余裕がある場合）には、タップ数を下げて室外ファン１５の風量を１レベル落とし（ステップＳ１３）、上記実冷媒圧力「ＧＰ３」の上昇回復を図る。
【０１２４】
これに対して、ステップＳ８において現在の室外ファン１５のタップ数は最小タップ数であると判定された場合には、タップ数の変更によっては最早室外ファン１５の風量を低下させることができない状態であるため、ステップＳ９において室外ファン１５の運転を停止させると共に、冷房低圧保護制御、凍結防止制御、霧吹回避制御の各制御への移行に備えて、これら各保護制御への移行基準となるカウント値に対応するフラグＦＬＧ１を１だけインクリメントする（ステップＳ１０）。そして、ステップＳ１１においては、フラグＦＬＧ１の値と保護制御への移行基準値「Ｍ」とを比較する。この場合、最初は「ＦＬＧ１＜１」であるため、そのまま制御をリターンし、「ＦＬＧ１＞Ｍ」となった時点で上記保護制御へ移行し、所定の保護制御をそれぞれ実行する（ステップＳ１２）。尚、上記制御が繰り返される間に、上記想定冷媒圧力「ＧＰ１」及び上記実冷媒圧力「ＧＰ３」が変化し、ステップＳ６において「ＮＯ」と判定されるに至った場合にはステップＳ１４において上記フラグＦＬＧ１がリセットされる。
【０１２５】
一方、ステップＳ６において、上記想定冷媒圧力「ＧＰ１」と足切り圧力「ＧＰ２」の少なくともいずれか一方が実冷媒圧力「ＧＰ３」よりも低いと判定された場合、即ち、室外ファン１５の風量が不足し、上記実冷媒圧力「ＧＰ３」が想定冷媒圧力「ＧＰ１」よりも高くなっており該実冷媒圧力「ＧＰ３」の降下制御が要求される場合には、先ずステップＳ１４において上記冷房低圧保護制御等の各保護制御（ステップ１２参照）への移行基準となるカウント値に対応するフラグＦＬＧ１をリセットし、しかる後、ステップＳ１５に移行する。
【０１２６】
ステップＳ１５においては、室外ファン１５の現在のタップ数が最大タップ数であるのかどうかを判定し、最大タップ数でない場合（即ち、さらに室外ファン１５の風量を上げる余裕がある場合）には、タップ数を上げて室外ファン１５の風量を１レベル上げ（ステップＳ１３）、上記実冷媒圧力「ＧＰ３」の降下回復を図る。
【０１２７】
これに対して、ステップＳ１５において現在の室外ファン１５のタップ数は最大タップ数であると判定された場合には、タップ数の変更によっては最早室外ファン１５の風量を上げることができない状態であるため、ステップＳ１６において室外ファン１５の現行風量を維持させると共に、ステップＳ１９に示す冷房高圧保護制御への移行に備えて、該保護制御への移行基準となるカウント値に対応するフラグＦＬＧ２を１だけインクリメントする（ステップＳ１８）。そして、ステップＳ１８においては、フラグＦＬＧ２の値と保護制御への移行基準値「Ｎ」とを比較する。この場合、最初は「ＦＬＧ２＜１」であるため、そのまま制御をリターンし、「ＦＬＧ２＞Ｍ」となった時点で上記保護制御へ移行し、所定の保護制御をそれぞれ実行する（ステップＳ１９）。尚、上記制御が繰り返される間に、上記想定冷媒圧力「ＧＰ１」及び上記実冷媒圧力「ＧＰ３」が変化し、ステップＳ６においてＹＥＳ」と判定されるに至った場合にはステップＳ７において上記フラグＦＬＧ２がリセットされる。
【０１２８】
尚、この実施形態の制御を含む空気調和装置Ｚ５全体の制御の機能ブロックを図２２に示している。この機能ブロック図に示すように、冷房運転時における示す室外ファン１５の風量制御は、通常電流制御、冷房低圧保護制御、冷房高圧保護制御、フィン温度保護制御、凍結防止・霧吹回避制御及び低外気冷房制御の各制御に対して直列に組み込まれている。従って、上記の制御フローチャートにおいては、保護制御として「冷房低圧保護制御」と「凍結防止・霧吹保護制御」及び「冷房高圧保護制御」を採用しているが、本願発明に適用される保護制御としてはこれら各保護制御のみに限定されるものでなく、上記の各保護制御を適宜選択して採用することができるものである。
【０１２９】
第８の実施形態
図１８には、第８の実施形態にかかる空気調和装置の制御フローチャートを示している。尚、この実施形態に対応する空気調和装置のシステムは図１４に示したものと同様であるのでその説明は省略する。
【０１３０】
この第８の実施形態における室外ファン１５の制御は、特に上記空気調和装置Ｚ５を暖房運転する場合における制御に関するものであって、空気調和装置Ｚ５の設置状態、設置環境における風の状態等の諸条件に適応して高い省エネルギー性及び快適性が得られるようにした制御である。従って、上記第５の実施形態にかかる制御とその基本思想を同じにするものであって、該第５の実施形態の制御と異なる点は、該第５の実施形態にかかる制御においては基本的に想定冷媒圧力「ＧＰ１」と実冷媒圧力「ＧＰ３」との比較によって室外ファン１５の風量制御を行うようにしていたのに対して、この第８の実施形態の制御では基本的に想定冷媒温度「Ｇｔ１」と実冷媒温度「Ｇｔ３」との比較によって室外ファン１５の風量制御を行うようにした点である（尚、後述の第９及び第１０の実施形態の制御も同様である）。そして、この実施形態の制御においては、風量制御のパラメータは異なるものの、その効果としては上記第５の実施形態における制御と同様に、空気調和装置Ｚ５の設置状況等の変化に拘わらず常に室外ファン１５の風量を最適値に設定して高い省エネルギー性と快適性及び機器の信頼性を得ることができるとともに、特に暖房運転時に問題となる室外熱交換器のフィンへの着霜を効果的に抑制してさらに高い快適性を確保することができるものである。
【０１３１】
以下、この制御を図１８に示すフローチャートに基づいて具体的に説明する。
【０１３２】
空気調和装置Ｚ５の冷房運転の開始後、先ずステップＳ１において、現在、起動制御及び保護制御中でなく（即ち、通常制御中）且つ前回の制御サイクルからＸ秒経過して制御が安定した状態であるのかどうかを判定し、かかる条件が満足された時点でステップＳ２以下の室外ファン１５の風量制御に移行する。
【０１３３】
先ず、ステップＳ２において、想定冷媒温度「Ｇｔ１」を求めるとともに、足切り温度「Ｇｔ２」を設定する。即ち、先ず、想定冷媒温度「Ｇｔ１」を、室外温度と室内温度と圧縮機１１の周波数とに基づいて算出する。この場合、この算出の回帰精度を高める意味で、室外温度と室内温度と周波数の２乗項を加味している。尚、ここでは上記想定冷媒温度「Ｇｔ１」を演算により求めているが、この外に、例えば予め上記想定冷媒温度「Ｇｔ１」を室外温度と室内温度と周波数の値に応じて求めてこれをテーブル化し、テーブル読み出しにより決定することも可能である。
【０１３４】
また、上記足切り温度「Ｇｔ２」としては、「−２℃」を採用している。このように上記足切り温度「Ｇｔ２」を「−２℃」に設定したのは、上記想定冷媒温度「Ｇｔ１」の算出値に誤差が生じることは不可避であり、この誤差が大きいと、未だ着霜限界温度（−４℃）に達していないにも拘わらず着霜発生と判断してデフロスト制御が実行されて快適性が損なわれるという事態の発生が想定されるので、比較的高温側の「−２℃」に設定して演算に伴う誤差の影響を風量制御から排除するようにしたものである。
【０１３５】
次に、ステップＳ３において、測定室外熱交換器温度、即ち、実冷媒温度「Ｇｔ３」を求める。即ち、ここでは、上記熱交温度センサ３４により測定される現在の冷媒温度をそのまま実冷媒温度「Ｇｔ３」として採用している。
【０１３６】
次に、ステップＳ４において、上記想定冷媒温度「Ｇｔ１」と足切り温度「Ｇｔ２」と実冷媒温度「Ｇｔ３」の三者の比較を行い、その比較結果に応じて上記室外ファン１５の風量の制御方向を決定する。即ち、ここでは、想定冷媒温度「Ｇｔ１」と実冷媒温度「Ｇｔ３」との比較と、足切り温度「Ｇｔ２」と実冷媒温度「Ｇｔ３」との比較とをそれぞれ行う。
【０１３７】
そして、「Ｇｔ３＞Ｇｔ１」で且つ「Ｇｔ３＞Ｇｔ２」である場合は、室外ファン１５の風量が過多で、上記実冷媒温度「Ｇｔ３」が想定冷媒温度「Ｇｔ１」よりも高い状態であり、従って上記実冷媒温度「Ｇｔ３」の降下制御が要求される状態と判断される。また逆に、上記の条件が満足されないとき、即ち、「Ｇｔ１」と「Ｇｔ２」の少なくともいずれか一方が「Ｇｔ３」よりも高い場合は、室外ファン１５の風量が不足し、上記実冷媒温度「Ｇｔ３」が想定冷媒温度「Ｇｔ１」よりも低い状態であり、フィンへの着霜抑制上において上記実冷媒温度「Ｇｔ３」の上昇制御が要求される状態と判断される。
【０１３８】
従って、前者の場合には、ステップＳ５において室外ファン１５の風量を１レベルだけ落として上記実冷媒温度「Ｇｔ３」の降下回復を図る。これに対して、後者の場合には、ステップＳ６において室外ファン１５の風量を１レベルだけ上げて上記実冷媒温度「Ｇｔ３」の上昇回復を図る。かかる風量制御が行われることで、上記室外ファン１５の風量が過多となって上記実冷媒温度「Ｇｔ３」が過度に上昇している状態においては、上記室外ファン１５の風量が減少側に制御されることで上記実冷媒温度「Ｇｔ３」が低下側に変化し可及的に最適値に収束せしめられ、これにより不必要な電力消費が回避され、それだけ省エネルギー性が促進されることになる。また一方、上記室外ファン１５の風量が不足して上記実冷媒温度「Ｇｔ３」が過度に低下しフィンへの着霜が予想される状態においては、上記室外ファン１５の風量が増量側に制御されることで上記実冷媒温度「Ｇｔ３」が上昇側に変化して可及的に最適値に収束せしめられ、これによりフィンへの着霜が可及的に抑制される。これらの結果、暖房運転時においては、空気調和装置の設置状態、環境温度等の諸条件に適応した室外ファンの風量制御が実現され、省エネルギー性の実現とフィンへの着霜の抑制による快適性の向上とが図られるものである。
【０１３９】
尚、上述の如く足切り温度「Ｇｔ２」を設定し、この足切り温度「Ｇｔ２」を上記室外ファン１５の風量制御のための比較演算（ステップＳ４）において加味することで、上記ステップＳ２における想定冷媒温度「Ｇｔ１」の演算に誤差が生じてもその影響を可及的に排して高い演算精度が確保でき、延いては上記室外ファン１５の風量制御の信頼性がより一層高められることになる。
【０１４０】
また、この実施形態における制御によれば上記の如き有用な効果が得られるものであるが、この実施形態の制御においては想定冷媒温度「Ｇｔ１」と実冷媒温度「Ｇｔ３」との比較によって風量制御を行うことを基本構成とするものであることから、例えば想定冷媒温度「Ｇｔ１」と実冷媒温度「Ｇｔ３」とが接近すると、少しの温度変化によって室外ファン１５の風量が変更され、風量のハンチング状態が発生することが考えられる。従って、かかるハンチング状態の発生を防止することでより高い快適性をもつ暖房運転が可能とであり、次述の第９の実施形態における制御はこの第８の実施形態にかかる制御に、風量のハンチング防止の処理を付加した構成となっている。
【０１４１】
第９の実施形態
図１９には、第９の実施形態にかかる空気調和装置の制御フローチャートを示している。尚、この実施形態に対応する空気調和装置のシステムは図１４に示したものと同様であるのでその説明は省略する。
【０１４２】
この実施形態における制御は、上述のように、上記第８の実施形態における制御に、風量のハンチング防止の処理を付加したものであり、その制御は以下の通りである。
【０１４３】
空気調和装置Ｚ５の冷房運転の開始後、先ずステップＳ１において、現在、起動制御及び保護制御中でなく且つ前回の制御サイクルからＸ秒経過しているかどうかを判定し、かかる条件が満足された時点でステップＳ２以下の室外ファン１５の風量制御に移行する。
【０１４４】
ステップＳ２においては、想定冷媒温度「Ｇｔ１」を、室外温度と室内温度と圧縮機１１の周波数とに基づいて算出すると共に、上記足切り温度「Ｇｔ２」として「−２℃」を設定する。
【０１４５】
次に、ステップＳ３において、上記熱交温度センサ３４により測定される現在の冷媒温度をそのまま実冷媒温度「Ｇｔ３」として求める。
【０１４６】
次に、ステップＳ４においては風量のハンチング防止のための処理を行う。即ち、上記想定冷媒温度「Ｇｔ１」と上記実冷媒温度「Ｇｔ３」との差分の２乗値「（Ｇｔ１−Ｇｔ３）２」が１より小さい領域、及び上記足切り温度「Ｇｔ２」と上記実冷媒温度「Ｇｔ３」との差分の２乗値「（Ｇｔ２−Ｇｔ３）２」が１より小さい領域をそれぞれ風量制御への移行判断における「不感域」として設定し、これら二つの２乗値「（Ｇｔ１−Ｇｔ３）２」，「（Ｇｔ２−Ｇｔ３）２」のうち、少なくともいずれか一方が１より大きい場合にのみステップＳ５以下の風量制御に移行し、いずれの値も１より小さい場合にはそのまま制御をリターンさせるものである。
【０１４７】
このように「不感域」を設けることで、例えばかかる「不感域」を設けない場合のように上記想定冷媒温度「Ｇｔ１」と実冷媒温度「Ｇｔ３」との大小関係が変化する度に上記室外ファン１５の風量制御が実行されてその風量が変化し、ハンチング状態となるのが可及的に防止され、その結果、暖房運転時における安定的な風量制御が実現され、それだけ暖房時の快適性がさらに高められる。
【０１４８】
上記ステップＳ４でのハンチング防止処理の後は、上記第８の実施形態における制御と同様に、ステップＳ５において、上記想定冷媒温度「Ｇｔ１」と足切り温度「Ｇｔ２」と実冷媒温度「Ｇｔ３」の三者の比較を行い、その比較結果に応じて上記室外ファン１５の風量の制御方向を決定する。即ち、ここでは、想定冷媒温度「Ｇｔ１」と実冷媒温度「Ｇｔ３」との比較と、足切り温度「Ｇｔ２」と実冷媒温度「Ｇｔ３」との比較とをそれぞれ行う。
【０１４９】
そして、「Ｇｔ３＞Ｇｔ１」で且つ「Ｇｔ３＞Ｇｔ２」である場合は、室外ファン１５の風量が過多で、上記実冷媒温度「Ｇｔ３」が想定冷媒温度「Ｇｔ１」よりも高い状態であり、従って上記実冷媒温度「Ｇｔ３」の降下制御が要求される状態と判断される。また逆に、上記の条件が満足されないとき、即ち、「Ｇｔ１」と「Ｇｔ２」の少なくともいずれか一方が「Ｇｔ３」よりも高い場合は、室外ファン１５の風量が不足し、上記実冷媒温度「Ｇｔ３」が想定冷媒温度「Ｇｔ１」よりも低い状態であり、フィンへの着霜抑制上において上記実冷媒温度「Ｇｔ３」の上昇制御が要求される状態と判断される。
【０１５０】
従って、前者の場合には、ステップＳ６において室外ファン１５の風量を１レベルだけ落として上記実冷媒温度「Ｇｔ３」の降下回復を図る。これに対して、後者の場合には、ステップＳ７において室外ファン１５の風量を１レベルだけ上げて上記実冷媒温度「Ｇｔ３」の上昇回復を図る。かかる風量制御が行われることで、上記室外ファン１５の風量が過多となって上記実冷媒温度「Ｇｔ３」が過度に上昇している状態においては、上記室外ファン１５の風量が減少側に制御されることで上記実冷媒温度「Ｇｔ３」が低下側に変化し可及的に最適値に収束せしめられ、これにより不必要な電力消費が回避され、それだけ省エネルギー性が促進されることになる。また一方、上記室外ファン１５の風量が不足して上記実冷媒温度「Ｇｔ３」が過度に低下しフィンへの着霜が予想される状態においては、上記室外ファン１５の風量が増量側に制御されることで上記実冷媒温度「Ｇｔ３」が上昇側に変化し可及的に最適値に収束せしめられ、これによりフィンへの着霜が可及的に抑制される。これらの結果、暖房運転時においては、空気調和装置の設置状態、環境温度等の諸条件に適応した室外ファンの風量制御が実現され、省エネルギー性の実現とフィンへの着霜の抑制による快適性の向上とが図られるものである。
【０１５１】
第１０の実施形態
図２０には、第１０の実施形態にかかる空気調和装置の制御フローチャートを示している。尚、この実施形態に対応する空気調和装置のシステムは図１４に示したものと同様であるのでその説明は省略する。
【０１５２】
この実施形態における制御は、上記第９の実施形態にかかる制御を基本とし、さらにこれに各種の保護制御をリンクさせ、上記室外ファン１５の風量制御を保護制御に先行させて実行することで保護制御への移行条件の成立を抑制し、もって機器の信頼性を維持しつつ暖房運転時における快適性をさらに高めるようにしたものである。以下、その具体的な制御を図２０に示すフローチャートに基づいて説明する。
【０１５３】
空気調和装置Ｚ５の冷房運転の開始後、先ずステップＳ１において、現在、起動制御及び保護制御中でなく且つ前回の制御サイクルからＸ秒経過しているかどうかを判定し、かかる条件が満足された時点でステップＳ２以下の室外ファン１５の風量制御及び保護制御に移行する。
【０１５４】
先ず、ステップＳ２においては、想定冷媒温度「Ｇｔ１」を、室外温度と室内温度と圧縮機１１の周波数とに基づいて算出すると共に、上記足切り温度「Ｇｔ２」として「−２℃」を設定する。
【０１５５】
次に、ステップＳ３において、上記熱交温度センサ３４により測定される現在の冷媒温度をそのまま実冷媒温度「Ｇｔ３」として採用する。さらに、ステップＳ４においては、上記室外ファン１５の風量のハンチング発生を防止すべく、上記想定冷媒温度「Ｇｔ１」と上記実冷媒温度「Ｇｔ３」との差分の２乗値「（Ｇｔ１−Ｇｔ３）２」が１より小さい領域、及び上記足切り温度「Ｇｔ２」と上記実冷媒温度「Ｇｔ３」との差分の２乗値「（Ｇｔ２−Ｇｔ３）２」が１より小さい領域をそれぞれ風量制御への移行判断における「不感域」として設定し、これら二つの２乗値「（Ｇｔ１−Ｇｔ３）２」，「（Ｇｔ２−Ｇｔ３）２」のうち、少なくともいずれか一方が１より大きい場合にのみステップＳ５以下の風量制御に移行し、いずれの値も１より小さい場合にはそのまま制御をリターンさせるものである。
【０１５６】
このように「不感域」を設けることで、例えばかかる「不感域」を設けない場合のように上記想定冷媒温度「Ｇｔ１」と実冷媒温度「Ｇｔ３」との大小関係が変化する度に上記室外ファン１５の風量制御が実行されてその風量が変化し、ハンチング状態となるのが可及的に防止され、その結果、暖房運転時における安定的な風量制御が実現され、それだけ暖房時の快適性がさらに高められる。
【０１５７】
上記ステップＳ４でのハンチング防止処理の後は、ステップＳ５において、上記想定冷媒温度「Ｇｔ１」と足切り温度「Ｇｔ２」と実冷媒温度「Ｇｔ３」の三者の比較を行い、その比較結果に応じて上記室外ファン１５の風量の制御方向を決定する。即ち、ここでは、想定冷媒温度「Ｇｔ１」と実冷媒温度「Ｇｔ３」との比較と、足切り温度「Ｇｔ２」と実冷媒温度「Ｇｔ３」との比較とをそれぞれ行う。
【０１５８】
そして、「Ｇｔ３＞Ｇｔ１」で且つ「Ｇｔ３＞Ｇｔ２」である場合は、室外ファン１５の風量が過多で、上記実冷媒温度「Ｇｔ３」が想定冷媒温度「Ｇｔ１」よりも高い状態であり、従って上記実冷媒温度「Ｇｔ３」の降下制御が要求される状態と判断される。また逆に、上記の条件が満足されないとき、即ち、「Ｇｔ１」と「Ｇｔ２」の少なくともいずれか一方が「Ｇｔ３」よりも高い場合は、室外ファン１５の風量が不足し、上記実冷媒温度「Ｇｔ３」が想定冷媒温度「Ｇｔ１」よりも低い状態であり、フィンへの着霜抑制上において上記実冷媒温度「Ｇｔ３」の上昇制御が要求される状態と判断される。
【０１５９】
ここで、先ず「Ｇｔ３＞Ｇｔ１」で且つ「Ｇｔ３＞Ｇｔ２」と判定された場合、即ち、室外ファン１５の風量過多に起因して上記実冷媒温度「Ｇｔ３」が想定冷媒温度「Ｇｔ１」よりも高くなっており上記実冷媒温度「Ｇｔ３」の降下制御が要求される場合には、ステップＳ７おいて、室外ファン１５の現在のタップ数が最小タップ数であるのかどうかを判定し、最小タップ数でない場合（即ち、さらに室外ファン１５の風量を落とす余裕がある場合）には、上記実冷媒温度「Ｇｔ３」の降下回復を図るべく、タップ数を下げて室外ファン１５の風量を１レベル落とし（ステップＳ８）、しかる後、制御をリターンさせる。これに対して、ステップＳ６において現在の室外ファン１５のタップ数は最小タップ数であると判定された場合には、タップ数の変更によっては最早室外ファン１５の風量を低下させることができない状態であるため、ステップＳ７において室外ファン１５の運転を停止させた後、制御をリターンさせる。
【０１６０】
一方、ステップＳ５において、上記想定冷媒温度「Ｇｔ１」と足切り温度「Ｇｔ２」の少なくともいずれか一方が実冷媒温度「Ｇｔ３」よりも高いと判定された場合、即ち、室外ファン１５の風量が不足し、上記実冷媒温度「Ｇｔ３」が想定冷媒温度「Ｇｔ１」よりも低くなっており、フィンへの着霜防止の観点から、該実冷媒温度「Ｇｔ３」の上昇制御が要求される場合には、ステップＳ９に移行する。
【０１６１】
ステップＳ９においては、室外ファン１５の現在のタップ数が最大タップ数であるのかどうかを判定し、最大タップ数でない場合（即ち、さらに室外ファン１５の風量を上げる余裕がある場合）には、タップ数を上げて室外ファン１５の風量を１レベル上げ（ステップＳ１１）、上記実冷媒温度「Ｇｔ３」の上昇回復を図った後、ステップＳ１２へ移行する。これに対して、ステップＳ９において現在の室外ファン１５のタップ数は最大タップ数であると判定された場合には、タップ数の変更によっては最早室外ファン１５の風量を上げることができない状態であるため、ステップＳ１０において室外ファン１５の現行風量を維持させた後、ステップＳ１２に移行する。
【０１６２】
そして、ステップＳ１２においては、先ず、リモコンにより使用者が設定した暖房の設定温度「Ｇｔ４」と現在の室内温度「Ｔｂ」とを比較する。ここで、設定温度「Ｇｔ４」よりも室内温度「Ｔｂ」が等しいか高い場合には、十分に暖房性能が出ており、従って上記室外ファン１５の風量制御は不要と判断し、そのまま制御をリターンする。これに対して、設定温度「Ｇｔ４」が室内温度「Ｔｂ」よりも低い場合には、暖房性能が十分に出ておらず、フィンへの着霜が予想される状態である。従って、この場合には、ステップＳ１３において除霜要求が出ているかどうかを判定し、除霜要求が出されていない場合には、図示しないが圧縮機１１の周波数を上げて冷媒循環量を増加させることで暖房性能の向上を図る制御に移行すべく制御をリターンさせる一方、除霜要求がでている場合には、そのままデフロスト制御に移行し（ステップＳ１４）除霜を行うことで暖房性能の回復を図る。
【０１６３】
尚、この実施形態においては上記室外ファン１５の風量制御に、デフロスト制御をリンクさせているが、他の実施形態においてはこのデフロスト制御に変えて、あるいはデフロスト制御とともに他の保護制御（図２２参照）をリンクさせることも可能なことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本願発明の第１の実施形態にかかる空気調和装置のシステム図である。
【図２】 図１に示した空気調和装置における室外ファンの制御フローチャートである。
【図３】 「風量−入力」特性図である。
【図４】 「風量−ＣＯＰ」特性図である。
【図５】 本願発明の第２の実施形態にかかる空気調和装置の内容説明用の「風量−能力」特性図である。
【図６】 「外気温度−能力」特性図である。
【図７】 本願発明の第３の実施形態にかかる空気調和装置のシステム図である。
【図８】 冷房運転時における「風量−能力等」特性図である。
【図９】 暖房運転時における「風量−能力等」特性図である。
【図１０】 「運転周波数−能力」特性図である。
【図１１】 「風量−能力」特性図である。
【図１２】 本願発明の第４の実施形態にかかる空気調和装置のシステム図である。
【図１３】 図１２に示した空気調和装置における室外ファンの制御フローチャートである。
【図１４】 本願発明の第５の実施形態にかかる空気調和装置のシステム図である。
【図１５】 図１４に示す空気調和機における室外ファンの制御フローチャートである。
【図１６】 本願発明の第６の実施形態にかかる空気調和装置における室外ファンの制御フローチャートである。
【図１７】 本願発明の第７の実施形態にかかる空気調和装置における室外ファンの制御フローチャートである。
【図１８】 本願発明の第８の実施形態にかかる空気調和装置における室外ファンの制御フローチャートである。
【図１９】 本願発明の第９の実施形態にかかる空気調和装置における室外ファンの制御フローチャートである。
【図２０】 本願発明の第１０の実施形態にかかる空気調和装置における室外ファンの制御フローチャートである。
【図２１】 本願発明の第５、第６、第８及び第９の実施形態にかかる空気調和装置における機能ブロック図である。
【図２２】 本願発明の第７及び第１０の実施形態にかかる空気調和装置における機能ブロック図である。
【図２３】 従来の空気調和装置の機能ブロック図である。
【符号の説明】
１は室外機、２は室内機、１１は圧縮機、１２は四路弁、１３は膨張弁、１４は室外熱交換器、１５は室外ファン、１６はファンモータ、１７はコントローラ、２１は室内熱交換器、２２は室内ファン、２３はファンモータ、２５はリモートコントローラ、３１は室外温度センサ、３２は室内温度センサ、３３は周波数センサ、３４は熱交温度センサ、３５は冷媒温度センサ、４１は吐出管、４２は戻り管、４３は冷媒管、４４は冷媒管、４５は冷媒管、Ｚ１〜Ｚ３は空気調和装置である。

Claims (8)

1. 圧縮機と室外ファンと室外熱交換器とを備えた室外機と室内機とからなり、且つ上記圧縮機の運転周波数が室内負荷に応じて変化するように構成された空気調和装置であって、
   上記室外熱交換器に該室外熱交換器における冷媒温度を検出する冷媒温度センサを備え、
   冷房運転時に、室内温度と室外温度及び上記圧縮機の運転周波数とに基づいて求められる上記室外熱交換器における冷媒の想定冷媒圧力と、上記冷媒温度センサにより検出される冷媒温度から推定される上記室外熱交換器における実冷媒圧力とを比較し、
   上記室外ファンの風量を、「想定冷媒圧力＞実冷媒圧力」であるときには減少させ、「想定冷媒圧力＜実冷媒圧力」であるときには増量させる如く制御することを特徴とする空気調和装置。
2. 請求項１において、
   上記想定冷媒圧力と実冷媒圧力との差分に関連する値に対応させて所定の不感域を設け、
   上記差分に関連する値が上記不感域を越える場合に初めて、上記想定冷媒圧力と実冷媒圧力との比較に基づく上記室外ファンの風量制御を実行するように構成されていることを特徴とする空気調和装置。
3. 請求項２において、
   上記室外ファンのタップ数を検出するタップ数検出手段を備え、
   上記想定冷媒圧力と実冷媒圧力との関係が、
   「想定冷媒圧力＞実冷媒圧力」であるときには現在のタップ数に基づき、該タップ数が最小タップ数でない場合には上記室外ファンの風量を減少させ、該タップ数が最小タップ数である場合には上記室外ファンの運転を停止させるとともに該室外ファンの停止状態が所定期間継続された後に保護制御に移行する一方、
   「想定冷媒圧力＜実冷媒圧力」であるときには現在のタップ数に基づき、該タップ数が最大タップ数でない場合には上記室外ファンの風量を増加させ、該タップ数が最大タップ数である場合には上記室外ファンの現在の風量を維持させるとともに該室外ファンの最大タップ数での運転状態が所定期間継続された後に保護制御に移行するように構成されたことを特徴とする空気調和装置。
4. 請求項１、２又は３において、
   上記想定冷媒圧力の上限を規制する足切り圧力を設定し、
   上記想定冷媒圧力と実冷媒圧力及び上記足切り圧力の相対関係が、
   「想定冷媒圧力＞実冷媒圧力」で且つ「足切り圧力＞実冷媒圧力」である場合には上記室外ファンの風量を減少側に制御し、これら以外である場合には上記室外ファンの風量を増加側に制御することを特徴とする空気調和装置。
5. 圧縮機と室外ファンと室外熱交換器とを備えた室外機と室内機とからなり、且つ上記圧縮機の運転周波数が室内負荷に応じて変化するように構成された空気調和装置であって、
   上記室外熱交換器に該室外熱交換器における冷媒温度を検出する冷媒温度センサを備え、
   暖房運転時に、室内温度と室外温度及び上記圧縮機の運転周波数とに基づいて求められる上記室外熱交換器における冷媒の想定冷媒温度と、上記冷媒温度センサにより検出される上記室外熱交換器における実冷媒温度とを比較し、
   上記室外ファンの風量を、「想定冷媒温度＜実冷媒温度」であるときには減少させ、「想定冷媒温度＞実冷媒温度」であるときには増量させる如く制御することを特徴とする空気調和装置。
6. 請求項５において、
   上記想定冷媒温度と実冷媒温度との差分に関連する値に対応させて所定の不感域を設け、
   上記差分に関連する値が上記不感域を越える場合に初めて、上記想定冷媒温度と実冷媒温度との比較に基づく上記室外ファンの風量制御を実行するように構成されていることを特徴とする空気調和装置。
7. 請求項５において、
   上記室外ファンのタップ数を検出するタップ数検出手段を備え、
   上記想定冷媒温度と実冷媒温度との関係が、
   「想定冷媒温度＜実冷媒温度」であるときには現在のタップ数に基づき、該タップ数が最小タップ数でない場合には上記室外ファンの風量を減少させ、該タップ数が最小タップ数である場合には上記室外ファンの運転を停止させる一方、
   「想定冷媒温度＞実冷媒温度」であるときには現在のタップ数に基づき、該タップ数が最大タップ数でない場合には上記室外ファンの風量を増加させた後、該タップ数が最大タップ数である場合には上記室外ファンの現在の風量を維持させた後に、それぞれ保護制御に移行させることを特徴とする空気調和装置。
8. 請求項５、６又は７において、
   上記想定冷媒温度の上限を規制する足切り温度を設定し、
   上記想定冷媒温度と実冷媒温度及び上記足切り温度の相対関係が、
   「想定冷媒温度＜実冷媒温度」で且つ「足切り温度＜実冷媒温度」である場合には上記室外ファンの風量を減少側に制御し、これら以外である場合には上記室外ファンの風量を増加側に制御することを特徴とする空気調和装置。

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