JP4150870B2 - 空気調和機の制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータ式空気調和機の冷凍サイクルを構成する膨張弁（例えば電子膨張弁）の開度制御技術に係り、特に詳しくは圧縮機の吸入冷媒温度（サクション温度）と蒸発器の熱交温度との温度差（（Ｓ−Ｈ）量）を目標値に合わせるスーパーヒート制御を行う空気調和機の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機は、例えば図４に示すように、圧縮機１、四方弁２、室内熱交換器３、室外熱交換器４および電子膨張弁５等からなる冷凍サイクルを有する。
【０００３】
冷房運転時には、四方弁２の切り替えにより冷媒を図４の破線矢印にしたがって室内熱交換器３から圧縮機１に、さらに、圧縮機１から室外熱交換器４、電子膨張弁５を介して室内熱交換器３に戻す一方、リモコンの設定風量等に応じて室内側ファンを回転制御し、室内熱交換器３で熱交換した冷風を室内に吹き出し、室内温度とリモコンの設定温度との差に応じた所定運転周波数で圧縮機１を運転して室温をコントロールする。
【０００４】
暖房運転時には、冷房運転時と逆に冷媒を室外熱交換器４から圧縮機１に、さらに、圧縮機１から室内熱交換器３、電子膨張弁５を介して室外熱交換器４に戻す一方（図４の実線矢印参照）、リモコンの設定風量等に応じて室内ファンを回転制御し、室内熱交換器３で熱交換した温風を室内に吹き出し、室内温度とリモコンの設定温度との差に応じた所定運転周波数で圧縮機１を運転して室温をコントロールする。
【０００５】
そのため、図５に示すように、この空気調和機は、マイクロコンピュータやドライブ回路等からなる室内機制御部６および室外機制御部７を備え、室内機制御部６はリモコンによる指示にしたがって室内ファンを制御するとともに、室外機制御部７に所定指令（室温と設定値の差に応じた運転周波数等）を転送し、室外機制御部７はその指令により圧縮機１等を制御する。
【０００６】
また、この空気調和機は、室内熱交換器３の熱交温度を検出する室内熱交サーミスタ８、圧縮機１のサクション温度を検出するサクションサーミスタ９および室外熱交換器４の熱交温度を検出する室外熱交サーミスタ１０を備えている。
【０００７】
室外機制御部７においては、圧縮機１のサクション温度と蒸発器の温度（熱交温度）との差（（Ｓ−Ｈ）量；スーパーヒート量））を一定値（目標値；例えば３ｄｅｇ．）に合わせるスーパーヒート制御を実行し、つまり電子膨張弁５の開閉度合を所定に調節し、冷凍サイクルの安定化を図る。
【０００８】
そのため、室外機制御部７のパルス数決定部７ａは、例えば１分毎に検出した（Ｓ−Ｈ）量が下記表１に示す複数範囲のうちの何れの範囲に入っているか否かを判断し、電子膨張弁５の開閉度合の調節量（パルス数）を下記表１をもとにして決定する。
【０００９】
【表１】
【００１０】
なお、上記表１は予め室外機制御部７のメモリ（内部メモリ）７ｂに記憶されている。この表１から明かなように、（Ｓ―Ｈ）量が目標値としている３ｄｅｇ．より下回るほど、また上回るほど、パルス数が大きく、これにより（Ｓ−Ｈ）量を速やかに３ｄｅｇ．に近づけ、維持することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記空気調和機の制御方法において、圧縮機１の回転数が高い場合には圧力損失が大きくなるために、（Ｓ−Ｈ）量が−２ｄｅｇ．より低くなることから、電子膨張弁５の開閉度合の調節量（パルス数）が−６と大きくなり（表１参照）、（Ｓ−Ｈ）量を速やかに目標値に近づけることができる。
しかし、圧縮機１の回転数が低い場合（例えば５０ｒｐｓ以上）には、どうしても圧力損失が小さく、（Ｓ−Ｈ）量が目標値（３ｄｅｇ．）になかなか近づかないため、その間液バック状態が長く続くという問題点がある。
【００１２】
例えば、図６に示すように、圧力損失が小さいと、（Ｓ−Ｈ）量が−２ｄｅｇ．より低くなりにくく、（Ｓ−Ｈ）量が上記表１に示す−２≦Ｓ−Ｈ量＜２の範囲に入るため、電子膨張弁５の開閉度合を調節するパルス数（−２，−１；表１参照）が小さくなって電子膨張弁５を適正な開閉度合（絞り）とするまでに時間がかかり、上記した問題点が生じる。
しかも、その問題点である液バック状態が長く続くと、圧縮機１への負担増大を招き、信頼性の低下だけでなく、省エネルギの観点からも問題である。
【００１３】
すなわち、−２≦Ｓ−Ｈ量＜２の範囲におけるパルス数を上記表１よりも大きくし、電子膨張弁５の開閉度合の調節量（パルス数）を大きくすると（絞りを大きく変えると）、その大きいパルス数に変更することによりハンチングが起こる。このため、特に、目標値とする３ｄｅｇ．に近いところでハンチングが起こると、Ｓ−Ｈ量を目標値に合わせ、かつ維持することが難しくなる。
【００１４】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、圧縮機の低回転数時において液バック状態を速やかに抜け出すことができ、圧縮機への負担を軽減して信頼性の向上を図るとともに、省エネルギ化にも寄与するようにした空気調和機の制御方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、冷凍サイクルに含まれている圧縮機の吸入冷媒温度と蒸発器の熱交温度との温度差（（Ｓ−Ｈ）量）を所定時間毎に検出し、該検出（Ｓ−Ｈ）量に応じて予め複数の範囲毎に設定されている異なる調節量（パルス数）のうちの１つを選択して前記冷凍サイクルに含まれている膨張弁の開閉度合を調節し、前記（Ｓ−Ｈ）量を目標値に合わせるスーパーヒート制御を行う空気調和機の制御方法において、前記圧縮機の回転数が所定値以下で、かつ、前記検出した（Ｓ−Ｈ）量が前記目標値に近い側の所定範囲内に存在する状態が所定回数連続したときには、前記膨張弁の開閉度合の調節量を予め設定している調節量より大きくする一方、該調節量の変更後に検出した（Ｓ−Ｈ）量が前記目標値より大きい所定値以上になったときには、前記開閉度合をそれまでと逆の方向に調節することを特徴としている。
【００１６】
また、本発明の空気調和機の制御方法は、前記圧縮機の回転数が所定値以下で、かつ、前記検出した（Ｓ−Ｈ）量が前記目標値に近い側の所定範囲内に存在する状態が所定回数連続したときには、前記膨張弁の開閉度合の調節量を予め設定している調節量より大きくする一方、該調節量の変更直後の（Ｓ−Ｈ）量を記憶するとともに、該記憶した（Ｓ−Ｈ）量と所定時間後に検出した（Ｓ−Ｈ）量との差が所定値以上であるときには、前記開閉度合をそれまでと逆の方向に調節することを特徴としている。
【００１７】
また、本発明の空気調和機の制御方法は、 前記圧縮機の回転数が所定値以下で、かつ、前記検出した（Ｓ−Ｈ）量が前記目標値に近い側の所定範囲内に存在する状態が所定回数連続したときには、前記膨張弁の開閉度合の調節量を予め設定している調節量より大きくし、しかる後、該調節量を変えたときの（Ｓ−Ｈ）量が留まっている範囲のうち、前記目標値に近い方の範囲に留まっている回数が多い場合には、前記調節量を小さくする一方、該調節量の変更後に検出した（Ｓ−Ｈ）量が前記目標値より大きい所定値以上になったときには前記開閉度合をそれまでと逆の方向に調節することを特徴としている。
【００１８】
また、本発明の空気調和機の制御方法は、前記圧縮機の回転数が所定値以下で、かつ、前記検出した（Ｓ−Ｈ）量が前記目標値に近い側の所定範囲内に存在する状態が所定回数連続したときには、前記膨張弁の開閉度合の調節量を予め設定している調節量より大きくし、しかる後、該調節量を変えたときの（Ｓ−Ｈ）量が留まっている範囲のうち、前記目標値に近い方の範囲に留まっている回数が多い場合には、前記調節量を小さくする一方、該調節量の変更直後の（Ｓ−Ｈ）量を記憶するとともに、該記憶した（Ｓ−Ｈ）量と所定時間後に検出した（Ｓ−Ｈ）量との差が所定値以上であるときには前記開閉度合をそれまでと逆の方向に調節することを特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１ないし図３を参照して説明する。
なお、図１中、図５と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
また、冷凍サイクルについては図４を参照されたい。さらに、通常のスーパーヒート制御にあっては上記表１を参照されたい。
【００２０】
図１において、本発明の空気調和機の制御方法が適用される制御装置は、所定時間毎に圧縮機１の回転数を回転数検出部１１ａで検出し、所定時間毎に検出したスーパーヒート量（（Ｓ―Ｈ）量）が所定範囲（例えば−２≦（Ｓ―Ｈ）量＜２）内に連続して入っている回数をカウンタ部１１ｂでカウントし、上記回転数が所定値（例えば５０ｒｐｓ；圧縮機の最大回転数が１２０ｒｐｓの場合）以下で、かつそのカウント値が所定値（例えば３）に達したときに、電子膨張弁５の開閉度合の調節量（パルス数）をパルス数変更部１１ｃで上記表１に示すパルス数より大きい値に変更する室外機制御部１１を備えている。
【００２１】
また、室外機制御部１１は上記パルス数を大きい値に変更して電子膨張弁５の開閉度合を調節した後（Ｓ−Ｈ）量が所定値以上になったときにはパルス数変更部１１ｃで電子膨張弁５のパルス数をそれまでの値から逆方向のパルス数に変更する。
【００２２】
なお、室外機制御部１１は図５に示した室外機制御部７の機能を有し、回転数検出部１１ａ，カウンタ部１１ｂおよびパルス数変更部１１ｃは室外機制御部１１のマイクロコンピュータで実現することができる。
【００２３】
次に、上記構成の空気調和機の制御装置における制御方法を図２のフローチャート図および図３のタイムチャート図を参照して具体的に説明する。
【００２４】
まず、リモコンによって運転操作が行われると、室内機制御部６は当該室温調節に必要な信号（運転周波数等）を室外機制御部１１に転送する。室外機制御部１１は少なくとも圧縮機１を所定に駆動し、電子膨張弁５を所定の開閉度合とし、冷凍サイクルを作動する。
なお、従来同様に、室内機制御部６および室外機制御部１１は他の必要な制御（ファンの回転制御等）を行って室温調節を行う。
【００２５】
冷房運転であれば、室外機制御部１１は、室内熱交温度とサクション温度との温度差（（Ｓ−Ｈ）量）を所定時間（例えば１分）毎に検出し、この（Ｓ−Ｈ）量をもとにして上記表１から電子膨張弁５の開閉度合の調節量（パルス数）を決定し、この決定パルス数で電子膨張弁５の開閉度合を調節して（Ｓ−Ｈ）量を目標値（３ｄｅｇ．）に合わせるようにスーパーヒート制御を行う。
なお、暖房運転であれば、室外機制御部１１は室外熱交温度とサクション温度との温度差（（Ｓ−Ｈ）量）を用いて上記表１から電子膨張弁５の開閉度合を調節する。
【００２６】
この冷房運転において、室外機制御部１１は、内部タイマで１分を計時し（ステップＳＴ１）、この１分経過時点で圧縮機１の回転数を検出するとともに、（Ｓ−Ｈ）量を検出する（ステップＳＴ２）。この回転数が５０ｒｐｓ以下と低く、かつ（Ｓ−Ｈ）量が−２≦Ｓ−Ｈ＜２の範囲内であるか否かを判断する（ステップＳＴ３）。
【００２７】
圧縮機１の回転数が５０ｒｐｓより大きく、あるいは（Ｓ−Ｈ）量が−２≦Ｓ−Ｈ＜２の範囲に入っていなければ、ステップＳＴ３からＳＴ４に進み、カウンタ部１１ｂを一旦リセットするとともに、通常のスーパーヒート制御を行う。この通常のスーパーヒート制御は従来で説明したように、上記表１にしたがってパルス数を決定し、この決定パルス数分だけ電子膨張弁５の開閉度合を調節する。
【００２８】
しかし、圧縮機１の回転数が５０ｒｐｓ以下と低く、かつ（Ｓ−Ｈ）量が−２≦Ｓ−Ｈ＜２の範囲内であるときには、ステップＳＴ３からＳＴ５に進み、カウンタ部１１ｂをインクリメント（＋１）し、このカウンタ部１１ｂのカウント値が３になっているか否かを判断する（ステップＳＴ６）。
【００２９】
続いて、カウンタ部１１ｂの値が３になっていなければ、ステップＳＴ７に進み、通常のスーパーヒート制御を行う。
上記スーパーヒート制御のための処理を３回繰り返したとき、圧縮機１の回転数が連続して５０ｒｐｓ以下と低く、かつ（Ｓ−Ｈ）量が連続して−２≦Ｓ−Ｈ＜２の範囲内に留まっていると、パルス変更部１１ｃでパルス数を−２（あるいは−１）から−１０に変更するとともに、カウンタ部１１ａをリセットする（ステップＳＴ８）。これにより、電子膨張弁５の開閉度合はその変更されたパルス数（−１０）にしたがって調節される（図３参照）。
【００３０】
続いて、内部タイマが１分経過しているか否かを判断し（ステップＳＴ９）、１分経過すると、（Ｓ−Ｈ）量が目標値の３ｄｅｇ．より大きい値（例えば６ｄｅｇ．）にまで上昇しているか否かを判断し、そうでなければステップＳＴ２に戻って上述した処理を繰り返す。すなわち、通常のスーパーヒート制御を行う一方、圧縮機１の回転数が連続して低く、かつ（Ｓ−Ｈ）量が連続して所定範囲内にあるときには調節量を変更したスーパーヒート制御を行い、これを繰り返す（図３参照）。
【００３１】
このように、電子膨張弁５の開閉度合の調節量が−２パルスから−１０パルスに変更されることにより、電子膨張弁５が大きく絞られ、（Ｓ−Ｈ）量が従来より大きく上昇するようになり、（Ｓ−Ｈ）量を目標値の３ｄｅｇ．に速やかに近づけることができる。
【００３２】
ここで、上記−１０パルスの調節量では、（Ｓ−Ｈ）量の上昇度が大き過ぎ、（Ｓ−Ｈ）量が目標値を大幅に越え、スーパーヒート制御が良好に行われなくなることもある。
そこで、上記調節量を変更してスーパーヒート制御を行う処理において、その調節量を−１０パルスより小さくするにしてもよい。
【００３３】
例えば、上記３回分の（Ｓ−Ｈ）量を内部メモリ（例えばメモリ７ｂを利用する）に記憶するとともに、これらの（Ｓ−Ｈ）量が表１の複数範囲に入っている回数を調べる。
この３回分の（Ｓ−Ｈ）量のうち、目標値の３ｄｅｇ．に最も近い範囲に入っている（Ｓ−Ｈ）量が多い場合、例えばその３回分の（Ｓ−Ｈ）量の全てが０≦（Ｓ−Ｈ）量＜２の範囲に入っている場合、上記調節量を−１０パルスから−７パルスと多少小さくする（図３参照）。なお、上記３回分の（Ｓ−Ｈ）量が入っている範囲およびその数に応じて−１０より小さい値を決めればよい。
そして、電子膨張弁５の開閉度合を上記調節量を多少小さくした値で調整することにより、（Ｓ−Ｈ）量の上昇度が抑えられる一方、その（Ｓ−Ｈ）量が目標値を大幅に越えることもなく、しかも速やかに目標値に近づけることになる。
【００３４】
続いて、上記調節量を−１０パルス（あるいは−７パルス）に変更してスーパーヒート制御を行った後に検出した（Ｓ−Ｈ）量が急峻に上昇して６ｄｅｇ．を越えているときには、ステップＳＴ１０からＳＴ１１に進み、調節量をそれまでと逆方向の値（例えば＋５パルス）とし、電子膨張弁５を開く（図３参照）。
これにより、上記調節量が−１０パルス（あるいは−７パルス）と大きいことによるハンチングを抑えることができる。
【００３５】
そして、（Ｓ−Ｈ）量が目標値に近づき、（Ｓ−Ｈ）量が−２≦（Ｓ−Ｈ）＜２以外になることにより、上述した調節量の変更処理が行われず、つまりステップＳＴ３からＳＴ４に進むようになり、通常のスーパーヒート制御が行われ、（Ｓ−Ｈ）量が目標値に維持されることになる。
【００３６】
なお、上記調節量をそれまでと逆方向の＋５パルスとする条件としては、上記制御直後の（Ｓ−Ｈ）量を内部メモリ（メモリ７ａを利用する）に記憶し、この（Ｓ−Ｈ）量と所定時間（例えば１分）後に検出した（Ｓ−Ｈ）量との差が所定値（例えば３ｄｅｇ．）以上である場合に、電子膨張弁５の開閉度合の調節量を＋５パルスと逆方向とし（図３参照）、それまでと逆に電子膨張弁５を開くようにしてもよい。
【００３７】
さらに、上述した実施例において、回転数検出部１１ａ、カウンタ部１１ｂおよびパルス変更部１１ｃは空気調和機の制御手段であるマイクロコンピュータで実現することができ、つまり新たなハードウェアを付加する必要がなく、コストアップにならずに済む。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は以下のような効果を奏する。
本発明は、圧縮機の回転数が所定値以下と低く、かつ（Ｓ−Ｈ）量が膨張弁の開閉度合の調節量（パルス数）の少ない範囲に入り、しかもこの状態が続いている場合には、その調節量を大きい値に変更することから、（Ｓ−Ｈ）量を目標値に速やかに近づけ、維持することができ、その分液バックが生じている時間が短くなり、つまり液バック状態を速やかに脱することができ、ひいては圧縮機への負担を軽減して信頼性の向上を図ることができ、また膨張弁を素早く最適な開閉度合とすることができるために省エネルギ化にも寄与するという効果がある。
【００３９】
また、上記制御後に検出した（Ｓ−Ｈ）量が目標値より大きい所定値以上である場合には、あるいは上記制御の直後の（Ｓ−Ｈ）量を記憶し、この（Ｓ−Ｈ）量と所定時間後に検出した（Ｓ−Ｈ）量との差が所定値以上である場合には、上記調節量を逆方向に変更し、つまりそれまでと逆方向に膨張弁の開閉度合を調節していることから、上記調節量を大きい値に変更したことによって起こるハンチングを防止することができ、つまりスーパーヒート制御を適切に実行することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示し、空気調和機の制御方法が適用される制御装置の概略的ブロック線図。
【図２】図１に示す制御装置の動作を説明するための概略的フローチャート図。
【図３】図１に示す制御装置の動作を説明するための概略的タイムチャート図。
【図４】空気調和機の冷凍サイクルを説明するための概略的構成図。
【図５】従来の空気調和機の制御装置を説明するための概略的ブロック線図。
【図６】図５に示す制御装置の動作を説明するための概略的タイムチャート図。
【符号の説明】
１ 圧縮機
３ 室内熱交換器
４ 室外熱交換器
５ 膨張弁（電子膨張弁）
６ 室内機制御部
７，１１ 室外機制御部
７ａ パルス数決定部
７ａ メモリ
８ 室内熱交サーミスタ
９ サクションサーミスタ（圧縮機吸入温度センサ）
１０ 室外熱交サーミスタ
１１ａ 回転数検出部
１１ｂ カウンタ部
１１ｃ パルス変更部
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータ式空気調和機の冷凍サイクルを構成する膨張弁（例えば電子膨張弁）の開度制御技術に係り、特に詳しくは圧縮機の吸入冷媒温度（サクション温度）と蒸発器の熱交温度との温度差（（Ｓ−Ｈ）量）を目標値に合わせるスーパーヒート制御を行う空気調和機の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機は、例えば図４に示すように、圧縮機１、四方弁２、室内熱交換器３、室外熱交換器４および電子膨張弁５等からなる冷凍サイクルを有する。
【０００３】
冷房運転時には、四方弁２の切り替えにより冷媒を図４の破線矢印にしたがって室内熱交換器３から圧縮機１に、さらに、圧縮機１から室外熱交換器４、電子膨張弁５を介して室内熱交換器３に戻す一方、リモコンの設定風量等に応じて室内側ファンを回転制御し、室内熱交換器３で熱交換した冷風を室内に吹き出し、室内温度とリモコンの設定温度との差に応じた所定運転周波数で圧縮機１を運転して室温をコントロールする。
【０００４】
暖房運転時には、冷房運転時と逆に冷媒を室外熱交換器４から圧縮機１に、さらに、圧縮機１から室内熱交換器３、電子膨張弁５を介して室外熱交換器４に戻す一方（図４の実線矢印参照）、リモコンの設定風量等に応じて室内ファンを回転制御し、室内熱交換器３で熱交換した温風を室内に吹き出し、室内温度とリモコンの設定温度との差に応じた所定運転周波数で圧縮機１を運転して室温をコントロールする。
【０００５】
そのため、図５に示すように、この空気調和機は、マイクロコンピュータやドライブ回路等からなる室内機制御部６および室外機制御部７を備え、室内機制御部６はリモコンによる指示にしたがって室内ファンを制御するとともに、室外機制御部７に所定指令（室温と設定値の差に応じた運転周波数等）を転送し、室外機制御部７はその指令により圧縮機１等を制御する。
【０００６】
また、この空気調和機は、室内熱交換器３の熱交温度を検出する室内熱交サーミスタ８、圧縮機１のサクション温度を検出するサクションサーミスタ９および室外熱交換器４の熱交温度を検出する室外熱交サーミスタ１０を備えている。
【０００７】
室外機制御部７においては、圧縮機１のサクション温度と蒸発器の温度（熱交温度）との差（（Ｓ−Ｈ）量；スーパーヒート量））を一定値（目標値；例えば３ｄｅｇ．）に合わせるスーパーヒート制御を実行し、つまり電子膨張弁５の開閉度合を所定に調節し、冷凍サイクルの安定化を図る。
【０００８】
そのため、室外機制御部７のパルス数決定部７ａは、例えば１分毎に検出した（Ｓ−Ｈ）量が下記表１に示す複数範囲のうちの何れの範囲に入っているか否かを判断し、電子膨張弁５の開閉度合の調節量（パルス数）を下記表１をもとにして決定する。
【０００９】
【表１】
なお、上記表１は予め室外機制御部７のメモリ（内部メモリ）７ｂに記憶されている。この表１から明かなように、（Ｓ―Ｈ）量が目標値としている３ｄｅｇ．より下回るほど、また上回るほど、パルス数が大きく、これにより（Ｓ−Ｈ）量を速やかに３ｄｅｇ．に近づけ、維持することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記空気調和機の制御方法において、圧縮機１の回転数が高い場合には圧力損失が大きくなるために、（Ｓ−Ｈ）量が−２ｄｅｇ．より低くなることから、電子膨張弁５の開閉度合の調節量（パルス数）が−６と大きくなり（表１参照）、（Ｓ−Ｈ）量を速やかに目標値に近づけることができる。
しかし、圧縮機１の回転数が低い場合（例えば５０ｒｐｓ以上）には、どうしても圧力損失が小さく、（Ｓ−Ｈ）量が目標値（３ｄｅｇ．）になかなか近づかないため、その間液バック状態が長く続くという問題点がある。
【００１２】
例えば、図６に示すように、圧力損失が小さいと、（Ｓ−Ｈ）量が−２ｄｅｇ．より低くなりにくく、（Ｓ−Ｈ）量が上記表１に示す−２≦Ｓ−Ｈ量＜２の範囲に入るため、電子膨張弁５の開閉度合を調節するパルス数（−２，−１；表１参照）が小さくなって電子膨張弁５を適正な開閉度合（絞り）とするまでに時間がかかり、上記した問題点が生じる。
しかも、その問題点である液バック状態が長く続くと、圧縮機１への負担増大を招き、信頼性の低下だけでなく、省エネルギの観点からも問題である。
【００１３】
すなわち、−２≦Ｓ−Ｈ量＜２の範囲におけるパルス数を上記表１よりも大きくし、電子膨張弁５の開閉度合の調節量（パルス数）を大きくすると（絞りを大きく変えると）、その大きいパルス数に変更することによりハンチングが起こる。このため、特に、目標値とする３ｄｅｇ．に近いところでハンチングが起こると、Ｓ−Ｈ量を目標値に合わせ、かつ維持することが難しくなる。
【００１４】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、圧縮機の低回転数時において液バック状態を速やかに抜け出すことができ、圧縮機への負担を軽減して信頼性の向上を図るとともに、省エネルギ化にも寄与するようにした空気調和機の制御方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、冷凍サイクルに含まれている圧縮機の吸入冷媒温度と蒸発器の熱交温度との温度差（（Ｓ−Ｈ）量）を所定時間毎に検出し、該検出（Ｓ−Ｈ）量に応じて予め複数の範囲毎に設定されている異なる調節量（パルス数）のうちの１つを選択して前記冷凍サイクルに含まれている膨張弁の開閉度合を調節し、前記（Ｓ−Ｈ）量を目標値に合わせるスーパーヒート制御を行う空気調和機の制御方法において、前記圧縮機の回転数が所定値以下で、かつ、前記検出した（Ｓ−Ｈ）量が前記目標値に近い側の所定範囲内に存在する状態が所定回数連続したときには、前記膨張弁の開閉度合の調節量を予め設定している調節量より大きくする一方、該調節量の変更後に検出した（Ｓ−Ｈ）量が前記目標値より大きい所定値以上になったときには、前記開閉度合をそれまでと逆の方向に調節することを特徴としている。
【００１６】
また、本発明の空気調和機の制御方法は、前記圧縮機の回転数が所定値以下で、かつ、前記検出した（Ｓ−Ｈ）量が前記目標値に近い側の所定範囲内に存在する状態が所定回数連続したときには、前記膨張弁の開閉度合の調節量を予め設定している調節量より大きくする一方、該調節量の変更直後の（Ｓ−Ｈ）量を記憶するとともに、該記憶した（Ｓ−Ｈ）量と所定時間後に検出した（Ｓ−Ｈ）量との差が所定値以上であるときには、前記開閉度合をそれまでと逆の方向に調節することを特徴としている。
【００１７】
また、本発明の空気調和機の制御方法は、 前記圧縮機の回転数が所定値以下で、かつ、前記検出した（Ｓ−Ｈ）量が前記目標値に近い側の所定範囲内に存在する状態が所定回数連続したときには、前記膨張弁の開閉度合の調節量を予め設定している調節量より大きくし、しかる後、該調節量を変えたときの（Ｓ−Ｈ）量が留まっている範囲のうち、前記目標値に近い方の範囲に留まっている回数が多い場合には、前記調節量を小さくする一方、該調節量の変更後に検出した（Ｓ−Ｈ）量が前記目標値より大きい所定値以上になったときには前記開閉度合をそれまでと逆の方向に調節することを特徴としている。
【００１８】
また、本発明の空気調和機の制御方法は、前記圧縮機の回転数が所定値以下で、かつ、前記検出した（Ｓ−Ｈ）量が前記目標値に近い側の所定範囲内に存在する状態が所定回数連続したときには、前記膨張弁の開閉度合の調節量を予め設定している調節量より大きくし、しかる後、該調節量を変えたときの（Ｓ−Ｈ）量が留まっている範囲のうち、前記目標値に近い方の範囲に留まっている回数が多い場合には、前記調節量を小さくする一方、該調節量の変更直後の（Ｓ−Ｈ）量を記憶するとともに、該記憶した（Ｓ−Ｈ）量と所定時間後に検出した（Ｓ−Ｈ）量との差が所定値以上であるときには前記開閉度合をそれまでと逆の方向に調節することを特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１ないし図３を参照して説明する。
なお、図１中、図５と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
また、冷凍サイクルについては図４を参照されたい。さらに、通常のスーパーヒート制御にあっては上記表１を参照されたい。
【００２０】
図１において、本発明の空気調和機の制御方法が適用される制御装置は、所定時間毎に圧縮機１の回転数を回転数検出部１１ａで検出し、所定時間毎に検出したスーパーヒート量（（Ｓ―Ｈ）量）が所定範囲（例えば−２≦（Ｓ―Ｈ）量＜２）内に連続して入っている回数をカウンタ部１１ｂでカウントし、上記回転数が所定値（例えば５０ｒｐｓ；圧縮機の最大回転数が１２０ｒｐｓの場合）以下で、かつそのカウント値が所定値（例えば３）に達したときに、電子膨張弁５の開閉度合の調節量（パルス数）をパルス数変更部１１ｃで上記表１に示すパルス数より大きい値に変更する室外機制御部１１を備えている。
【００２１】
また、室外機制御部１１は上記パルス数を大きい値に変更して電子膨張弁５の開閉度合を調節した後（Ｓ−Ｈ）量が所定値以上になったときにはパルス数変更部１１ｃで電子膨張弁５のパルス数をそれまでの値から逆方向のパルス数に変更する。
【００２２】
なお、室外機制御部１１は図５に示した室外機制御部７の機能を有し、回転数検出部１１ａ，カウンタ部１１ｂおよびパルス数変更部１１ｃは室外機制御部１１のマイクロコンピュータで実現することができる。
【００２３】
次に、上記構成の空気調和機の制御装置における制御方法を図２のフローチャート図および図３のタイムチャート図を参照して具体的に説明する。
【００２４】
まず、リモコンによって運転操作が行われると、室内機制御部６は当該室温調節に必要な信号（運転周波数等）を室外機制御部１１に転送する。室外機制御部１１は少なくとも圧縮機１を所定に駆動し、電子膨張弁５を所定の開閉度合とし、冷凍サイクルを作動する。
なお、従来同様に、室内機制御部６および室外機制御部１１は他の必要な制御（ファンの回転制御等）を行って室温調節を行う。
【００２５】
冷房運転であれば、室外機制御部１１は、室内熱交温度とサクション温度との温度差（（Ｓ−Ｈ）量）を所定時間（例えば１分）毎に検出し、この（Ｓ−Ｈ）量をもとにして上記表１から電子膨張弁５の開閉度合の調節量（パルス数）を決定し、この決定パルス数で電子膨張弁５の開閉度合を調節して（Ｓ−Ｈ）量を目標値（３ｄｅｇ．）に合わせるようにスーパーヒート制御を行う。
なお、暖房運転であれば、室外機制御部１１は室外熱交温度とサクション温度との温度差（（Ｓ−Ｈ）量）を用いて上記表１から電子膨張弁５の開閉度合を調節する。
【００２６】
この冷房運転において、室外機制御部１１は、内部タイマで１分を計時し（ステップＳＴ１）、この１分経過時点で圧縮機１の回転数を検出するとともに、（Ｓ−Ｈ）量を検出する（ステップＳＴ２）。この回転数が５０ｒｐｓ以下と低く、かつ（Ｓ−Ｈ）量が−２≦Ｓ−Ｈ＜２の範囲内であるか否かを判断する（ステップＳＴ３）。
【００２７】
圧縮機１の回転数が５０ｒｐｓより大きく、あるいは（Ｓ−Ｈ）量が−２≦Ｓ−Ｈ＜２の範囲に入っていなければ、ステップＳＴ３からＳＴ４に進み、カウンタ部１１ｂを一旦リセットするとともに、通常のスーパーヒート制御を行う。この通常のスーパーヒート制御は従来で説明したように、上記表１にしたがってパルス数を決定し、この決定パルス数分だけ電子膨張弁５の開閉度合を調節する。
【００２８】
しかし、圧縮機１の回転数が５０ｒｐｓ以下と低く、かつ（Ｓ−Ｈ）量が−２≦Ｓ−Ｈ＜２の範囲内であるときには、ステップＳＴ３からＳＴ５に進み、カウンタ部１１ｂをインクリメント（＋１）し、このカウンタ部１１ｂのカウント値が３になっているか否かを判断する（ステップＳＴ６）。
【００２９】
続いて、カウンタ部１１ｂの値が３になっていなければ、ステップＳＴ７に進み、通常のスーパーヒート制御を行う。
上記スーパーヒート制御のための処理を３回繰り返したとき、圧縮機１の回転数が連続して５０ｒｐｓ以下と低く、かつ（Ｓ−Ｈ）量が連続して−２≦Ｓ−Ｈ＜２の範囲内に留まっていると、パルス変更部１１ｃでパルス数を−２（あるいは−１）から−１０に変更するとともに、カウンタ部１１ａをリセットする（ステップＳＴ８）。これにより、電子膨張弁５の開閉度合はその変更されたパルス数（−１０）にしたがって調節される（図３参照）。
【００３０】
続いて、内部タイマが１分経過しているか否かを判断し（ステップＳＴ９）、１分経過すると、（Ｓ−Ｈ）量が目標値の３ｄｅｇ．より大きい値（例えば６ｄｅｇ．）にまで上昇しているか否かを判断し、そうでなければステップＳＴ２に戻って上述した処理を繰り返す。すなわち、通常のスーパーヒート制御を行う一方、圧縮機１の回転数が連続して低く、かつ（Ｓ−Ｈ）量が連続して所定範囲内にあるときには調節量を変更したスーパーヒート制御を行い、これを繰り返す（図３参照）。
【００３１】
このように、電子膨張弁５の開閉度合の調節量が−２パルスから−１０パルスに変更されることにより、電子膨張弁５が大きく絞られ、（Ｓ−Ｈ）量が従来より大きく上昇するようになり、（Ｓ−Ｈ）量を目標値の３ｄｅｇ．に速やかに近づけることができる。
【００３２】
ここで、上記−１０パルスの調節量では、（Ｓ−Ｈ）量の上昇度が大き過ぎ、（Ｓ−Ｈ）量が目標値を大幅に越え、スーパーヒート制御が良好に行われなくなることもある。
そこで、上記調節量を変更してスーパーヒート制御を行う処理において、その調節量を−１０パルスより小さくするにしてもよい。
【００３３】
例えば、上記３回分の（Ｓ−Ｈ）量を内部メモリ（例えばメモリ７ｂを利用する）に記憶するとともに、これらの（Ｓ−Ｈ）量が表１の複数範囲に入っている回数を調べる。
この３回分の（Ｓ−Ｈ）量のうち、目標値の３ｄｅｇ．に最も近い範囲に入っている（Ｓ−Ｈ）量が多い場合、例えばその３回分の（Ｓ−Ｈ）量の全てが０≦（Ｓ−Ｈ）量＜２の範囲に入っている場合、上記調節量を−１０パルスから−７パルスと多少小さくする（図３参照）。なお、上記３回分の（Ｓ−Ｈ）量が入っている範囲およびその数に応じて−１０より小さい値を決めればよい。
そして、電子膨張弁５の開閉度合を上記調節量を多少小さくした値で調整することにより、（Ｓ−Ｈ）量の上昇度が抑えられる一方、その（Ｓ−Ｈ）量が目標値を大幅に越えることもなく、しかも速やかに目標値に近づけることになる。
【００３４】
続いて、上記調節量を−１０パルス（あるいは−７パルス）に変更してスーパーヒート制御を行った後に検出した（Ｓ−Ｈ）量が急峻に上昇して６ｄｅｇ．を越えているときには、ステップＳＴ１０からＳＴ１１に進み、調節量をそれまでと逆方向の値（例えば＋５パルス）とし、電子膨張弁５を開く（図３参照）。
これにより、上記調節量が−１０パルス（あるいは−７パルス）と大きいことによるハンチングを抑えることができる。
【００３５】
そして、（Ｓ−Ｈ）量が目標値に近づき、（Ｓ−Ｈ）量が−２≦（Ｓ−Ｈ）＜２以外になることにより、上述した調節量の変更処理が行われず、つまりステップＳＴ３からＳＴ４に進むようになり、通常のスーパーヒート制御が行われ、（Ｓ−Ｈ）量が目標値に維持されることになる。
【００３６】
なお、上記調節量をそれまでと逆方向の＋５パルスとする条件としては、上記制御直後の（Ｓ−Ｈ）量を内部メモリ（メモリ７ａを利用する）に記憶し、この（Ｓ−Ｈ）量と所定時間（例えば１分）後に検出した（Ｓ−Ｈ）量との差が所定値（例えば３ｄｅｇ．）以上である場合に、電子膨張弁５の開閉度合の調節量を＋５パルスと逆方向とし（図３参照）、それまでと逆に電子膨張弁５を開くようにしてもよい。
【００３７】
さらに、上述した実施例において、回転数検出部１１ａ、カウンタ部１１ｂおよびパルス変更部１１ｃは空気調和機の制御手段であるマイクロコンピュータで実現することができ、つまり新たなハードウェアを付加する必要がなく、コストアップにならずに済む。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は以下のような効果を奏する。
本発明は、圧縮機の回転数が所定値以下と低く、かつ（Ｓ−Ｈ）量が膨張弁の開閉度合の調節量（パルス数）の少ない範囲に入り、しかもこの状態が続いている場合には、その調節量を大きい値に変更することから、（Ｓ−Ｈ）量を目標値に速やかに近づけ、維持することができ、その分液バックが生じている時間が短くなり、つまり液バック状態を速やかに脱することができ、ひいては圧縮機への負担を軽減して信頼性の向上を図ることができ、また膨張弁を素早く最適な開閉度合とすることができるために省エネルギ化にも寄与するという効果がある。
【００３９】
また、上記制御後に検出した（Ｓ−Ｈ）量が目標値より大きい所定値以上である場合には、あるいは上記制御の直後の（Ｓ−Ｈ）量を記憶し、この（Ｓ−Ｈ）量と所定時間後に検出した（Ｓ−Ｈ）量との差が所定値以上である場合には、上記調節量を逆方向に変更し、つまりそれまでと逆方向に膨張弁の開閉度合を調節していることから、上記調節量を大きい値に変更したことによって起こるハンチングを防止することができ、つまりスーパーヒート制御を適切に実行することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示し、空気調和機の制御方法が適用される制御装置の概略的ブロック線図。
【図２】図１に示す制御装置の動作を説明するための概略的フローチャート図。
【図３】図１に示す制御装置の動作を説明するための概略的タイムチャート図。
【図４】空気調和機の冷凍サイクルを説明するための概略的構成図。
【図５】従来の空気調和機の制御装置を説明するための概略的ブロック線図。
【図６】図５に示す制御装置の動作を説明するための概略的タイムチャート図。
【符号の説明】
１ 圧縮機
３ 室内熱交換器
４ 室外熱交換器
５ 膨張弁（電子膨張弁）
６ 室内機制御部
７，１１ 室外機制御部
７ａ パルス数決定部
７ａ メモリ
８ 室内熱交サーミスタ
９ サクションサーミスタ（圧縮機吸入温度センサ）
１０ 室外熱交サーミスタ
１１ａ 回転数検出部
１１ｂ カウンタ部
１１ｃ パルス変更部
Claims (4)
- 冷凍サイクルに含まれている圧縮機の吸入冷媒温度と蒸発器の熱交温度との温度差（（Ｓ−Ｈ）量）を所定時間毎に検出し、該検出（Ｓ−Ｈ）量に応じて予め複数の範囲毎に設定されている異なる調節量（パルス数）のうちの１つを選択して前記冷凍サイクルに含まれている膨張弁の開閉度合を調節し、前記（Ｓ−Ｈ）量を目標値に合わせるスーパーヒート制御を行う空気調和機の制御方法において、
前記圧縮機の回転数が所定値以下で、かつ、前記検出した（Ｓ−Ｈ）量が前記目標値に近い側の所定範囲内に存在する状態が所定回数連続したときには、前記膨張弁の開閉度合の調節量を予め設定している調節量より大きくする一方、該調節量の変更後に検出した（Ｓ−Ｈ）量が前記目標値より大きい所定値以上になったときには、前記開閉度合をそれまでと逆の方向に調節することを特徴とする空気調和機の制御方法。 - 冷凍サイクルに含まれている圧縮機の吸入冷媒温度と蒸発器の熱交温度との温度差（（Ｓ−Ｈ）量）を所定時間毎に検出し、該検出（Ｓ−Ｈ）量に応じて予め複数の範囲毎に設定されている異なる調節量（パルス数）のうちの１つを選択して前記冷凍サイクルに含まれている膨張弁の開閉度合を調節し、前記（Ｓ−Ｈ）量を目標値に合わせるスーパーヒート制御を行う空気調和機の制御方法において、
前記圧縮機の回転数が所定値以下で、かつ、前記検出した（Ｓ−Ｈ）量が前記目標値に近い側の所定範囲内に存在する状態が所定回数連続したときには、前記膨張弁の開閉度合の調節量を予め設定している調節量より大きくする一方、該調節量の変更直後の（Ｓ−Ｈ）量を記憶するとともに、該記憶した（Ｓ−Ｈ）量と所定時間後に検出した（Ｓ−Ｈ）量との差が所定値以上であるときには、前記開閉度合をそれまでと逆の方向に調節することを特徴とする空気調和機の制御方法。 - 冷凍サイクルに含まれている圧縮機の吸入冷媒温度と蒸発器の熱交温度との温度差（（Ｓ−Ｈ）量）を所定時間毎に検出し、該検出（Ｓ−Ｈ）量に応じて予め複数の範囲毎に設定されている異なる調節量（パルス数）のうちの１つを選択して前記冷凍サイクルに含まれている膨張弁の開閉度合を調節し、前記（Ｓ−Ｈ）量を目標値に合わせるスーパーヒート制御を行う空気調和機の制御方法において、
前記圧縮機の回転数が所定値以下で、かつ、前記検出した（Ｓ−Ｈ）量が前記目標値に近い側の所定範囲内に存在する状態が所定回数連続したときには、前記膨張弁の開閉度合の調節量を予め設定している調節量より大きくし、しかる後、該調節量を変えたときの（Ｓ−Ｈ）量が留まっている範囲のうち、前記目標値に近い方の範囲に留まっている回数が多い場合には、前記調節量を小さくする一方、該調節量の変更後に検出した（Ｓ−Ｈ）量が前記目標値より大きい所定値以上になったときには前記開閉度合をそれまでと逆の方向に調節することを特徴とする空気調和機の制御方法。 - 冷凍サイクルに含まれている圧縮機の吸入冷媒温度と蒸発器の熱交温度との温度差（（Ｓ−Ｈ）量）を所定時間毎に検出し、該検出（Ｓ−Ｈ）量に応じて予め複数の範囲毎に設定されている異なる調節量（パルス数）のうちの１つを選択して前記冷凍サイクルに含まれている膨張弁の開閉度合を調節し、前記（Ｓ−Ｈ）量を目標値に合わせるスーパーヒート制御を行う空気調和機の制御方法において、
前記圧縮機の回転数が所定値以下で、かつ、前記検出した（Ｓ−Ｈ）量が前記目標値に近い側の所定範囲内に存在する状態が所定回数連続したときには、前記膨張弁の開閉度合の調節量を予め設定している調節量より大きくし、しかる後、該調節量を変えたときの（Ｓ−Ｈ）量が留まっている範囲のうち、前記目標値に近い方の範囲に留まっている回数が多い場合には、前記調節量を小さくする一方、該調節量の変更直後の（Ｓ−Ｈ）量を記憶するとともに、該記憶した（Ｓ−Ｈ）量と所定時間後に検出した（Ｓ−Ｈ）量との差が所定値以上であるときには前記開閉度合をそれまでと逆の方向に調節することを特徴とする空気調和機の制御方法。
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