JP4042689B2 - 空気調和機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は圧縮機もしくは室内送風機の回転数もしくは膨張弁の開度を任意に変更することができるインバータタイプの空気調和機において、その室内側に吸込温度検出手段と湿度センサを備えた空気調和機の制御装置に関するものである。

従来、この種の制御装置では二つのセンサにより検出された温度と湿度とを基にマイコンにより露点温度を演算する。そしてその露点温度より狙いの熱交温度を定めて、圧縮機の周波数もしくは室内送風機の回転数もしくは膨張弁の開度を制御することで狙いの温度となるよう制御を行った。（例えば、特許文献１参照）具体的な動作例について図５、６を用い説明を行う。図５は冷凍サイクルの構成図である。室外側には、５１の室外熱交換器、５２の圧縮機、５３の膨張弁、５４の室外送風機等で構成されている。また、室内側には５５の室内熱交換器、５６の室内送風機、５７の制御装置等で構成されている。そしてこの室内機の吸込側の温度・湿度及び熱交換器温度を計測すべく、５８の室内空気温度センサ、５９の湿度センサ、５Ａの熱交換器温度センサが設けられている。こういった構成での従来の制御例を図６に示す。６１の吸込空気温度と湿度センサの出力が制御装置に入力され、６２により狙いの露点温度を決定する。そして６３にてその露点温度より狙いの熱交換器温度の決定を行い、６４にて狙いの熱交換器温度と現状の熱交換器温度を比較する。そしてその差が大きければ、６５，６６にて室内送風機・圧縮機といった制御対象を変化させることで常に狙いの温度差以内を確保すべく制御を行っている。
そうすることで冷房運転時、熱交温度を露点温度より低めに設定することで常に最適な除湿環境を実現したり、結露の恐れを生じたときは露点温度より高めに設定することで結露の成長の抑制を図った。
特開平５−１２６３８４号公報

しかしながら、前記従来の構成では、湿度センサ自身の断線もしくはショートを検出回路を設けていない場合は、その場合はセンサにて定めている上下限の出力を認識してしまう恐れがある。そのセンサ出力により露点温度が演算されてしまうため、熱交の狙いの温度が、極端に低い温度もしくは高い温度に計算されてしまうこととなる。その狙いの温度に向かって、圧縮機、室内送風機、膨張弁が制御されるため、快適性を無視した運転状態となり、また場合によっては結露を成長する状態での運転が続けられ、お客様にご迷惑をお掛けする恐れがあるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、湿度センサの断線もしくはショートを検出する手段を有さない場合もその湿度センサ出力が上下限近傍値であれば異常と判断し、露点温度の計算方法を変更することで、お客様に常に快適な住環境を実現することを可能とした空気調和機の制御装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機の制御装置は、湿度センサの断線もしくはショートを検出する手段を有さず湿度センサ出力がセンサにて定めている出力の上下限近傍値の場合、湿度センサの断線もしくはショートによる故障と判断し、演算により求められた露点温度に基づく狙いの熱交温度を、あらかじめ定められた熱交温度に切り換えることで正規状態より極端に異なる熱交温度に制御されるのを防止することとなる。

また、本発明の空気調和機の制御装置は、湿度センサ出力が上下限近傍値で故障と判断された場合、演算により求められた露点温度を求める際の相対湿度を、あらかじめ定められた湿度を用い、その値にて露点温度を演算することで、正規状態より極端に異なる熱交温度に制御されるのを防止することとなる。しかも室内の温度は正確に入力されるため、熱交温度を入力するのに対し、より精度良く制御されることとなる。

また、本発明の空気調和機の制御装置は、湿度センサが上下限近傍値で故障と判断された場合、一旦あらかじめ設定された値により熱交温度が決められ、その温度にて制御されることとなるが、センサの出力が正常に戻った場合、センサ出力による演算に再度切換を行うことで、極端な低（高）湿度にて一旦異常と誤検知しても、その後正確に制御することが可能となる。

また、本発明の空気調和機の制御装置は、湿度センサの出力が上下限近傍値で故障と判断された後、湿度センサの出力が湿度センサの出力が上下限近傍値から外れて正常に戻った状態がしばらく継続して始めてセンサ出力と吸込空気温度から演算された露点温度に基づき演算された熱交温度となるように制御を行う演算に再度切換を行うことで、ノイズ等による異常判定領域でのハンチングでその領域を出入りすることでの狙いの熱交温度のハンチングを防止することが可能となる。

本発明の空気調和機の制御装置は、湿度センサの断線もしくはショートの検出手段を有さず、湿度センサ出力がセンサにて定めている出力の上下限近傍値であれば湿度センサの断線もしくはショートによる故障と判断し、狙いの熱交温度を露点温度に基づく決定からあらかじめ定めた熱交温度へと切換を行う制御装置の演算に組み込むことで常に快適で安全な空調を実現することができる。

第１の発明は湿度センサの断線もしくはショートを検出する手段を有さず、湿度センサ出力がセンサにて定めている出力の上下限近傍値であれば湿度センサの断線もしくはショートによる故障と判断して、狙いの熱交温度の決定を露点温度に基づく決定からあらかじめ定めた熱交温度へと切換を行う制御を行うことにより、故障時も異常な熱交温度を目指して制御を行うことが無くなり、快適性を無視した運転状態を行ったり、結露が成長する状態での運転が続けられることを防止することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の湿度センサ出力が上下限近傍値で故障と判断した際に、その出力をあらかじめ定めた相対湿度に切り換えて熱交温度を演算することで、室内温度を演算に加味することが可能となり更に故障していない場合により近い運転状態を確保することを可能とした。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明の湿度センサの出力が上下限近傍値で故障と判断し、湿度センサの出力を使用せずあらかじめ定めた熱交温度にて制御中に、湿度センサが正常に戻ったと判断された場合、湿度センサの出力に基づき演算された熱交温度となるように制御を行うことにより、一度故障と判断を行ってもその後狙いの温度にて運転することが可能となり、お客様に快適な住空間を提供することが可能となる。

第４の発明は、特に、第３の発明の湿度センサの出力が上下限近傍値で故障と判定後に湿度センサの出力が上下限近傍値から外れて再度正常と判断を行う場合、瞬時ではなく、一定期間検出し判断することで、ノイズ等による異常判定領域でのハンチングでその領域を出入りすることでの狙いの熱交温度のハンチングを防止することが可能となり、頻繁な
運転状態の変化を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における空気調和機の制御装置のブロック図を示すものである。

以上のように構成された制御装置について、以下その動作、作用を説明する。

まず、冷房運転が開始されると、制御装置に１１の湿度センサ出力が入力される。それを１２にて３５％未満、もしくは８５％以上であれば故障と、それ以外であれば正常と判断する。正常と判断されたときは１３にて吸込空気温度が入力され、１４で露点温度の演算が行われる。その露点温度を基に１５にて狙いの熱交換気温度が決定され、１６にて現状の熱交温度と１５の狙いの熱交温度との差よりその温度となるように１９，１Ａにて室内風量、周波数、絞り等が制御され、一定の差を保つように運転が継続される。これに対し、１２のセンサ判定手段にて基準値外と判定し、１６にて異常と判断され場合は１７にてあらかじめ決められた規定の熱交温度が狙いの熱交温度となり、制御される。

以上のように、本実施の形態においては湿度センサの故障を判断する手段を有さなくても、湿度センサの故障を判定し、更に故障を想定した制御に変更することで、お客様に不快な住環境を提供する危険を予防することができる。

（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施の形態の空気調和機の制御装置のブロック図である。２２のセンサ判定手段にて基準値外と判定し、２３にて異常と判断され場合は２４にてあらかじめ決められた規定の相対湿度が現状の相対湿度となり、制御が実施される。その相対湿度と２５の吸込空気温度にて２６にて露点温度は決められ、以降は実施の形態１と同様に制御される。

以上のように、本実施の形態においては狙いの熱交温度を規定するのでは無く、相対湿度を規定しそれを制御に組み込むことで、室内空気温度を現状の値を取り込むことが可能となり、湿度センサが故障していてもより実際に近い熱交温度を狙っての制御にすることで、お客様に更に快適な住環境を提供することができる。

（実施の形態３）
図３は、本発明の第３の実施の形態の空気調和機の制御装置のブロック図である。湿度センサにてある出力範囲内は正常、それ以外は異常と、その出力にて判定する場合、実使用上においてセンサそのものは正常であっても、異常と判断する空調条件になりうることがある。また、センサそのものの表面が結露し、回りの湿度が低下してもセンサそのものの出力は高いままであるといったことも考えられる。つまり、正常時あっても一旦は異常と判定しうることもあり得る。よって、第１または第２の実施の形態で示すように湿度センサが故障と判断されて、あらかじめ定めた規定値にて代用制御中であっても、常に３２の湿度センサ判定をその出力に応じて行い、異常か否かの判定が行われる。

以上のように、本実施の形態においては湿度センサの出力の異常判定を常に行うことで、一度異常と判定されても、正規状態に戻り次第、狙いの配管温度への制御切換が可能となり、お客様に更に快適な住環境を提供することができる。

（実施の形態４）
図４は、本発明の第４の実施の形態の空気調和機の制御装置のブロック図である。４２の湿度センサ判定手段にて正常と判断されたときは、４３の前回の履歴も正常であったかを確認する。前回と整合が取れた場合は４４にてタイマが１カウント追加される。それが４５にて１０カウントした時点で始めて正常であるという判断がなされる。また異常判定時も同様に４７にてカウントされ４８の１０カウント確認時に始めて異常と判断され、正常もしくは異常のモード以降が行われる。そしてそれ以降は上記実施の形態同様に制御が実施されることとなる。

以上のように、本実施の形態においては正常時と異常時のモードの切換をある期間連続して始めて実施することで、領域を出入りすることでの狙いの熱交温度のハンチングを防止することが可能となり、お客様に快適な住環境を提供することが可能となる。

以上のように、本発明にかかる空気調和機の制御装置は湿度センサの故障判定手段が無くとも、その出力を基にした快適制御をお客様に提供し続けることがなるので空調分野全般に適用できる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の制御装置のブロック図 本発明の実施の形態２における空気調和機の制御装置のブロック図 本発明の実施の形態３における空気調和機の制御装置のブロック図 本発明の実施の形態４における空気調和機の制御装置のブロック図 冷凍サイクル構成図 従来の空気調和機の制御構成図

符号の説明

５１ 室外熱交換器
５２ 圧縮機
５３ 膨張弁
５４ 室外送風機
５５ 室内熱交換器
５６ 室内送風機
５７ 電子制御装置
５８ 室内空気温度センサ
５９ 湿度センサ
５Ａ 熱交温度センサ

Claims (4)

1. インバータタイプの空気調和機の室内機に室内温度検出センサと湿度センサを備え、その２つのセンサ出力より求められた露点温度に基づき狙いの熱交温度を決定し、その温度となるように圧縮機、送風機、膨張弁などを制御する空気調和機において、湿度センサの断線もしくはショートを検出する手段を有さず、湿度センサ出力がセンサにて定めている出力の上下限近傍値であれば湿度センサの断線もしくはショートによる故障と判断して、狙いの熱交温度の決定を露点温度に基づく決定からあらかじめ定めた熱交温度へと切換を行う手段を備えた空気調和機の制御装置。
2. 湿度センサ出力が上下限近傍値で故障と判断したときは、その出力をあらかじめ定めた相対湿度に切り換える手段を有した、請求項１に記載の空気調和機の制御装置。
3. 湿度センサの出力が上下限近傍値で故障と判断した後、正常と判断されれば、再度湿度センサの出力に基づき演算された熱交温度となるように制御を行う手段を有した、請求項１または２のいずれかに記載の空気調和機の制御装置。
4. 湿度センサの出力が上下限近傍値で故障と判断した後、湿度センサの出力が上下限近傍値から外れて正常と判断される出力がある一定時間確認されれば、再度湿度センサの出力と吸込空気温度から演算された露点温度に基づき演算された熱交温度となるように制御を行う手段を有した、請求項３に記載の空気調和機の制御装置。

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