JP4259668B2

JP4259668B2 - Air conditioner

Info

Publication number: JP4259668B2
Application number: JP11124599A
Authority: JP
Inventors: 嘉也山上
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1999-04-19
Filing date: 1999-04-19
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2019-04-19
Also published as: JP2000304329A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機に係り、より詳しくは、外気温度の外乱による影響を抑制することができる空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
室内の空気調和を図る空気調和機（以下「エアコン」という）は、コンプレッサの回転駆動によって冷媒を圧縮、凝縮を繰り返しながら循環させて室内の冷暖房を図っている。
【０００３】
このような従来のエアコンでは一般に、室内温度と設定温度（目標温度）との偏差に基づくＰＩ制御やファジィ制御等のフィードバック制御によりコンプレッサの回転駆動を制御することによって室内の温度を制御していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のエアコンでは、エアコンを設置した建物の外部の気温（以下、「外気温度」という）等の外乱による影響を充分には補償できない、という問題点があった。この結果、室内では暑さや肌寒さを感じてしまう場合があった。
【０００５】
本発明は上記問題点を解消するために成されたものであり、外乱による悪影響を抑制することができる空気調和機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、コンプレッサの回転数に応じた空調能力で室内温度が設定温度となるように空調する空気調和機であって、外気温度を検出する外気温度検出手段と、前記室内温度を検出する室内温度検出手段と、前記コンプレッサの回転数を、前記外気温度検出手段により検出された前記外気温度及び外気温度の変化率に基づくフィードフォワード制御と共に、前記室温検出手段により検出された前記室内温度と前記設定温度との偏差及び該偏差の変化率に基づくフィードバック制御することにより前記被空調室内の室内温度を制御する制御手段と、を備えている。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、外気温度検出手段によって外気温度が検出され、制御手段によって、上記検出された外気温度及び該外気温度の変化率に基づくフィードフォワード制御によってコンプレッサの回転数が制御されることにより室内温度が制御される。なお、上記外気温度の変化率は、外気温度の単位時間当りの変化量である。
また、請求項１に記載の発明によれば、上記フィードフォワード制御に加えて、室内温度検出手段により検出された室内温度と設定温度との偏差及び該偏差の変化率に基づくフィードバック制御が行なわれて室内温度が制御される。なお、上記偏差の変化率は、上記偏差の単位時間当りの変化量である。
【０００８】
このように請求項１に記載の発明によれば、室内温度と設定温度の偏差及び該偏差の変化量に基づくフィードバック制御に加え、外気温度及び該外気温度の変化率に基づくフィードフォワード制御によって室内温度を制御しているので、外気温度が急激に変化する場合であっても該外気温度の外乱による悪影響を抑制しながら、室内温度の変化に応じた、より効果的な空調を行なうことができる。
【００１２】
なお、請求項２記載の発明のように、請求項１に記載の発明において、前記制御手段が、前記フィードフォワード制御における冷房運転時には前記外気温度が高いほど冷房能力が高くなり、前記外気温度の変化率が上昇する方向となっている場合に冷房能力が高くなり、前記外気温度の変化率が下降する方向となっている場合に冷房能力が低くなるように制御すると共に、暖房運転時には前記外気温度が高いほど暖房能力が低くなり、前記外気温度の変化率が上昇する方向となっている場合に暖房能力が低くなり、前記外気温度の変化率が下降する方向となっている場合に暖房能力が高くなるようにコンプレッサの回転数を制御することが好ましい。
【００１３】
また、請求項３記載の発明のように、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記制御手段が、設置建物の断熱度、熱損失度、及び気密度の各度合いを示す値の少なくとも１つを考慮して前記フィードフォワード制御を行なうことが好ましい。
【００１４】
これによって、本発明の空気調和機を設置した建物の特性により適合した室内温度の制御が可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
図１には本発明を適用した空気調和機（以下「エアコン１０」という）の実施の形態が示されている。このエアコン１０は、室内ユニット１２と室外ユニット１４とによって構成されており、遠隔操作手段として設けられているワイヤレスリモコンスイッチ（以下「リモコン１２０」という）の操作によって運転／停止される。また、エアコン１０は、リモコン１２０で運転モード、設定温度等の運転条件が設定されて操作信号が送出されると、この操作信号を室内ユニット１２で受信して操作信号に基づいた運転が行われる。
【００１７】
図２には、エアコン１０の室内ユニット１２と室外ユニット１４との間に構成されている冷凍サイクルの概略が示されている。室内ユニット１２と室外ユニット１４の間には、冷媒を循環させる太管の冷媒配管１６Ａと、細管の冷媒配管１６Ｂが対で設けられており、それぞれの一端が室内ユニット１２に設けられている熱交換器１８に接続されている。
【００１８】
冷媒配管１６Ａの他端は、室外ユニット１４のバルブ２０Ａに接続されている。このバルブ２０Ａは、マフラー２２Ａを介して四方弁２４に接続されている。この四方弁２４には、それぞれがコンプレッサ２６に接続されているアキュムレータ２８とマフラー２２Ｂが接続されている。さらに、室外ユニット１４には、熱交換器３０が設けられている。この熱交換器３０は、一方が四方弁２４に接続され、他方がキャピラリチューブ３２、ストレーナ３４、電動膨張弁３６、モジュレータ３８を介してバルブ２０Ｂに接続されている。このバルブ２０Ｂには、冷媒配管１６Ｂの他端が接続されており、これによって、室内ユニット１２と室外ユニット１４の間に冷凍サイクルを形成する冷媒の密閉された循環路が構成されている。
【００１９】
エアコン１０は、コンプレッサ２６の運転によってこの冷凍サイクル中を冷媒が循環されることにより冷房または暖房運転が可能となっている。
【００２０】
すなわち、冷房モードでは、コンプレッサ２６によって圧縮された冷媒が熱交換器３０へ供給されることにより液化され、この液化された冷媒が室内ユニット１２の熱交換器１８で気化することにより、熱交換器１８を通過する空気を冷却する。また、暖房モードでは、逆に、コンプレッサ２６によって圧縮された冷媒が、室内ユニット１２の熱交換器１８で凝縮されることにより放熱し、この冷媒が放熱した熱で熱交換器１８を通過する空気を加熱する。
【００２１】
図２では、矢印によって冷房モード（冷房運転）と暖房モード（暖房運転）におけるそれぞれの冷媒の流れを示しており、四方弁２４の切り換えによって、運転モードが冷房モード（ドライモード）と暖房モードとが切り換えられ、電動膨張弁３６の弁開度を制御することにより、冷媒の蒸発温度が調整される。
【００２２】
図３には、室内ユニット１２の概略断面が示されている。この室内ユニット１２には、図示しない室内の壁面に取り付けられる取付ベース４０の上下（図３の紙面上下）に係止されるケーシング４２によって内部が覆われている。このケーシング４２内には、中央部にクロスフローファン４４が配置されている。熱交換器１８は、クロスフローファン４４の前面側から上面側に渡って配置されており、熱交換器１８とケーシング４２の前面側から上面側に形成されている吸込み口４６との間には、フィルタ４８が配置されている。また、ケーシング４２の下部には、吹出し口５０が形成されている。
【００２３】
これにより、室内ユニット１２では、クロスフローファン４４の回転によって、吸込み口４６から室内の空気が吸込まれフィルタ４８及び熱交換器１８を通過した後、吹出し口５０から室内へ向けて吹き出される。また、室内ユニット１２では、冷凍サイクルの運転によって熱交換器１８が冷却または加熱されており、室内から吸込んだ空気は、熱交換器１８を通過するときに、熱交換器１８によって冷却または加熱され、この空気が室内へ吹き出されることにより室内の空気調和が図られる。
【００２４】
吹出し口５０内には、左右フラップ５２及び上下フラップ５４が設けられており、左右フラップ５２及び上下フラップ５４によって、吹き出される空調風の向きが変えられるようになっている。
【００２５】
図４に示されるように、室内ユニット１２には、電源基板５６、コントロール基板５８及びパワーリレー基板６０が設けられている。エアコン１０を運転するための電力が供給される電源基板５６には、モータ電源６２、制御回路電源６４、シリアル電源６６及び駆動回路６８が設けられている。また、コントロール基板５８には、シリアル回路７０、駆動回路７２及びマイコン７４が設けられている。
【００２６】
電源基板５６の駆動回路６８には、クロスフローファン４４を駆動するファンモータ７６（例えばＤＣブラシレスモータ）が接続されており、コントロール基板５８に設けられているマイコン７４からの制御信号に応じてモータ電源６２から駆動電力が供給される。このとき、マイコン７４は、駆動回路６８からの出力電圧を１２Ｖ〜３６Ｖの範囲で２５６ステップで変化させるように制御してファンモータ７６の速度制御を行う。
【００２７】
コントロール基板５８の駆動回路７２には、パワーリレー基板６０及び上下フラップ５４を操作する上下フラップモータ７８が接続されている。パワーリレー基板６０には、パワーリレー８０と温度ヒューズ等が設けられており、マイコン７４からの信号によって、パワーリレー８０を操作し、室外ユニット１４へ電力を供給するための接点８０Ａを開閉する。エアコン１０は、接点８０Ａが閉じられることにより、室外ユニット１４へ電力が供給されて運転される。
【００２８】
また、上下フラップモータ７８は、マイコン７４の制御信号に応じて制御されて、上下フラップ５４を操作する。上下フラップ５４が、上下方向へスイングされることにより、室内ユニット１２の吹出し口５０から吹き出される空気の吹出し方向が上下方向へ変えられる。
【００２９】
このように、エアコン１０の室内ユニット１２では、クロスフローファン４４の回転と、上下フラップ５４の操作が制御されることにより、所望の風量及び風向または室内を快適にするために制御された風量及び風向で空調された空気を室内へ吹出すことができるようになっている。
【００３０】
シリアル回路７０は、マイコン７４及び電源基板５６のシリアル電源６６に接続され、さらに室外ユニット１４へ接続されている。マイコン７４は、このシリアル回路７０を介して室外ユニット１４との間でシリアル通信を行い、室外ユニット１４の作動を制御するようになっている。
【００３１】
また、室内ユニット１２には、後述するリモコン１２０からの操作信号を受信する受信回路及び運転表示用の表示ＬＥＤ等を備えた表示基板８２が設けられており、この表示基板８２がマイコン７４に接続されている。図１に示されるように、表示基板８２は表示部８２Ａがケーシング４２の表面に露出されており、リモコン１２０からの操作信号がこの表示部８２Ａで受信されて入力される。
【００３２】
図４に示されるように、マイコン７４には、ＲＯＭ７５、室内温度を検出する室温センサ８４及び熱交換器１８のコイル温度を検出する熱交温度センサ８６が接続され、さらに、コントロール基板５８に設けられているサービスＬＥＤ及び運転切換スイッチ８８が接続されている。なお、後述するリモコン１２０にも温度センサが設けられており、室内温度は通常は、リモコン１２０によって計測されて所定のタイミングで送出されてくるようになっている。
【００３３】
ＲＯＭ７５には、後述する冷房運転及び暖房運転の各運転時の制御に必要なフィードフォワードテーブル、フィードバックテーブル等の各種データが記憶されている。なお、ＲＯＭ７５は外付けのＲＯＭであるため、前記各種データは容易に変更することができる。
【００３４】
運転切換スイッチ８８は、通常運転とメンテナンス時等に行う試験運転との切換用であると共に、電源スイッチ８８Ａの接点を開放してエアコン１０への運転電力の供給を遮断できるようになっている。通常、この運転切換スイッチ８８は、通常運転に設定されている。なお、サービスＬＥＤは、メンテナンス時に点灯操作することにより、サービスマンに自己診断結果を知らせるようになっている。
【００３５】
この室内ユニット１２は、端子板９０のターミナル９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃを介して室外ユニット１４に接続されている。
【００３６】
一方、図５に示されるように、室外ユニット１４には、端子板９２が設けられ、この端子板９２のターミナル９２Ａ、９２Ｂ、９２Ｃがそれぞれ、室内ユニット１２の端子板９０のターミナル９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃに接続されている。これにより、室外ユニット１４には、室内ユニット１２から運転電力が供給されると共に、室内ユニット１２との間でシリアル通信が可能となっている。
【００３７】
この室外ユニット１４には、整流基板９４、コントロール基板９６が設けられている。コントロール基板９６には、マイコン９８と共に、ノイズフィルタ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、シリアル回路１０２及びスイッチング電源１０４等が設けられている。
【００３８】
整流基板９４は、ノイズフィルタ１００Ａを介して供給される電力を整流し、ノイズフィルタ１００Ｂ、１００Ｃを介して平滑化してスイッチング電源１０４へ出力する。スイッチング電源１０４は、マイコン９８と共にインバータ回路１０６に接続されている。これにより、マイコン９８から出力される制御信号に応じた周波数の電力をインバータ回路１０６からコンプレッサモータ１０８へ出力して、コンプレッサ２６を回転駆動させるようになっている。
【００３９】
なお、マイコン９８は、インバータ回路１０６から出力される電力の周波数が、オフまたは所定値（例えば１４Hz）以上（上限は運転電流の上限による）の範囲となるように制御しており、これによって、コンプレッサモータ１０８、すなわちコンプレッサ２６の回転数が変えられ、コンプレッサ２６の能力（エアコン１０の冷暖房能力）が制御される。
【００４０】
このコントロール基板９６には、四方弁２４及び熱交換器３０を冷却するための図示しないファンを駆動するファンモータ１１０、ファンモータコンデンサ１１０Ａが接続されている。また、室外ユニット１４には、外気温度を検出する外気温度センサ１１２、熱交換器３０の冷媒コイルの温度を検出するコイル温度センサ１１４及びコンプレッサ２６の温度を検出するコンプレッサ温度センサ１１６が設けられており、これらがマイコン９８に接続されている。
【００４１】
マイコン９８は、運転モードに応じて四方弁２４を切り換えるとと共に、室内ユニット１２からの制御信号、外気温度センサ１１２、コイル温度センサ１１４及びコンプレッサ温度センサ１１６の検出結果の少なくとも１つに基づいて、ファンモータ１１０のオン／オフ及びコンプレッサモータ１０８の運転周波数（コンプレッサ２６の能力）等を制御するようになっている。
【００４２】
図１に示されるように、エアコン１０はリモコンスイッチ１２０の操作によって運転される。図６には、エアコン１０を操作するリモコンスイッチ１２０の一例を示している。リモコンスイッチ１２０には、表示部１２２が設けられている。この表示部１２２には、運転モード、設定温度、室内温度、時刻に加え、風向、風量等のエアコン１０を運転するときの運転条件ないし運転状態が表示される。
【００４３】
また、リモコンスイッチ１２０には、運転／停止ボタン１２４、温度設定ボタン１２６Ａ、１２６Ｂと共に、１Ｈタイマーボタン１２８及びおやすみボタン１３０が設けられている。エアコン１０は、運転／停止ボタン１２４の操作によって運転／停止される。また、温度設定ボタン１２６Ａ、１２６Ｂの操作によって設定温度（空調するときの目標温度）が変えられる。
【００４４】
なお、リモコンスイッチ１２０には、スライドカバー１３４が設けられており、このスライドカバー１３４内に運転切換ボタン、風量及び風向の切換ボタン、タイマ運転設定用のボタン等の種々の操作ボタンを有する操作パネルが設けられており、これにより、エアコン１０の運転モードの自動、暖房、ドライ、冷房、空気清浄等の間での切換え操作、吹出し口５０から吹出す空調風の風量及び風向の切換操作、タイマ運転の設定等が可能となっている。
【００４５】
エアコン１０は、リモコンスイッチ１２０のスイッチ操作に応じた操作信号が入力されると、操作信号に応じて運転モード、空調能力等の運転条件を設定して、設定した運転条件に基づいて空調運転を行なう一般的構成となっている。
【００４６】
ところで、エアコン１０では、冷房運転及び暖房運転の制御を行なう際には、室内温度及び設定温度に基づくフィードバック制御に加えて、外気温度に基づくフィードフォワード制御を次の（１）式に基づいて行なっている。
【００４７】
Ｈz-ref＝Ｈz＋ＦＦＧ×ΔＨzff＋ＦＢＧ×ΔＨzfb （１）
ここで、Ｈz-refはコンプレッサ２６を回転駆動させるコンプレッサモータ１０８に出力する電力の目標周波数を、Ｈzは該電力の現在の周波数（以下、現在周波数という）を、ΔＨzffはフィードフォワード制御におけるフィードフォワード項を上記電力の現在周波数Ｈzに対する差分値として表したもの（以下、ＦＦ周波数差分という）を、ＦＦＧはフィードフォワードゲインを、ΔＨzfbはフィードバック制御におけるフィードバック項を上記電力の現在周波数Ｈzに対する差分値として表したもの（以下、ＦＢ周波数差分という）を、ＦＢＧはフィードバックゲインを、各々示す。
【００４８】
上記ＦＦ周波数差分ΔＨzffは外気温度（絶対値）Ｇ及び該外気温度Ｇの所定時間（本実施形態では３０秒）毎の変化量（以下、外気温度変化という）ΔＧに基づくテーブルとして、冷房運転及び暖房運転の各運転毎に室内ユニット１２のコントロール基板５８に設けられたＲＯＭ７５の所定領域に予め記憶されている。
【００４９】
図７（Ａ）にはＲＯＭ７５に記憶されている冷房運転用のＦＦ周波数差分ΔＨzffのテーブル（以下、冷房用ＦＦテーブルという）１５０が、図７（Ｂ）には暖房運転用のＦＦ周波数差分ΔＨzffのテーブル（以下、暖房用ＦＦテーブルという）１６０が、各々示されている。各図における−Ａ’、−Ａ、０、＋Ａ、及び＋Ａ’は−Ａ’＜−Ａ＜０＜＋Ａ＜＋Ａ’の関係とされており、外気温度Ｇ及び外気温度変化ΔＧに応じて一意に決定される−Ａ’、−Ａ、０、＋Ａ、及び＋Ａ’の何れかの値が上記（１）式におけるＦＦ周波数差分ΔＨzffに代入される。
【００５０】
図７（Ａ）に示すように、フィードフォーワード制御における冷房運転の制御では、外気温度Ｇが高いほどＦＦ周波数差分ΔＨzffが大きくなり、外気温度変化ΔＧが気温上昇側（＋側）に大きいほどＦＦ周波数差分ΔＨzffが大きくなると共に外気温度変化ΔＧが気温下降側（−側）に大きいほどＦＦ周波数差分ΔＨzffが小さくなる特性とされている。また、図７（Ｂ）に示すように、フィードフォーワード制御における暖房運転の制御では、上記の冷房運転の制御とは全く逆の特性、すなわち外気温度Ｇが高いほどＦＦ周波数差分ΔＨzffが小さくなり、外気温度変化ΔＧが気温上昇側（＋側）に大きいほどＦＦ周波数差分ΔＨzffが小さくなると共に外気温度変化ΔＧが気温下降側（−側）に大きいほどＦＦ周波数差分ΔＨzffが大きくなる特性とされている。
【００５１】
すなわち、冷房運転時には外気温度Ｇが高いほど冷房能力を高くする必要があるので、コンプレッサモータ１０８に入力する電力の周波数を高くしている。また、冷房運転時には外気温度変化ΔＧが気温上昇側に大きいほど冷房能力を高くする必要があるので、コンプレッサモータ１０８に入力する電力の周波数を高くし、外気温度変化ΔＧが気温下降側に大きいほど冷房能力を低くする必要があるので、コンプレッサモータ１０８に入力する電力の周波数を低くしている。また、暖房運転時には外気温度Ｇが高いほど暖房能力を低くする必要があるので、コンプレッサモータ１０８に入力する電力の周波数を低くしている。また、暖房運転時には外気温度変化ΔＧが気温上昇側に大きいほど暖房能力を低くする必要があるので、コンプレッサモータ１０８に入力する電力の周波数を低くし、外気温度変化ΔＧが気温下降側に大きいほど暖房能力を高くする必要があるので、コンプレッサモータ１０８に入力する電力の周波数を高くしている。
【００５２】
一方、上記ＦＢ周波数差分ΔＨzfbは室内温度からリモコン１２０による設定温度を減じた値（以下、偏差という）ｅ及び該偏差ｅの所定時間（本実施形態では３０秒）毎の変化量（以下、偏差変化という）Δｅに基づくテーブルとして、冷房運転及び暖房運転の各運転毎に室内ユニット１２のコントロール基板５８に設けられたＲＯＭ７５の所定領域に予め記憶されている。
【００５３】
図８（Ａ）にはＲＯＭ７５に記憶されている冷房運転用のＦＢ周波数差分ΔＨzfbのテーブル（以下、冷房用ＦＢテーブルという）１５２が、図８（Ｂ）には暖房運転用のＦＢ周波数差分ΔＨzfbのテーブル（以下、暖房用ＦＢテーブルという）１６２が、各々示されている。各図における−Ｂ’、−Ｂ、０、＋Ｂ、及び＋Ｂ’は−Ｂ’＜−Ｂ＜０＜＋Ｂ＜＋Ｂ’の関係とされており、偏差ｅ及び偏差変化Δｅに応じて一意に決定される−Ｂ’、−Ｂ、０、＋Ｂ、及び＋Ｂ’の何れかの値が上記（１）式におけるＦＢ周波数差分ΔＨzfbに代入される。
【００５４】
図８（Ａ）に示すように、フィードバック制御における冷房運転の制御では、偏差ｅが大きいほどＦＢ周波数差分ΔＨzfbが大きくなり、偏差変化Δｅが気温上昇側（＋側）に大きいほどＦＢ周波数差分ΔＨzfbが大きくなると共に偏差変化Δｅが気温下降側（−側）に大きいほどＦＢ周波数差分ΔＨzfbが小さくなる特性とされている。また、図８（Ｂ）に示すように、フィードバック制御における暖房運転の制御では、上記の冷房運転の制御とは全く逆の特性、すなわち偏差ｅが大きいほどＦＢ周波数差分ΔＨzfbが小さくなり、偏差変化Δｅが気温上昇側（＋側）に大きいほどＦＢ周波数差分ΔＨzfbが小さくなると共に偏差変化Δｅが気温下降側（−側）に大きいほどＦＢ周波数差分ΔＨzfbが大きくなる特性とされている。
【００５５】
すなわち、冷房運転時には偏差ｅが大きいほど冷房能力を高くする必要があるので、コンプレッサモータ１０８に入力する電力の周波数を高くしている。また、冷房運転時には偏差変化Δｅが気温上昇側に大きいほど冷房能力を高くする必要があるので、コンプレッサモータ１０８に入力する電力の周波数を高くし、偏差変化Δｅが気温下降側に大きいほど冷房能力を低くする必要があるので、コンプレッサモータ１０８に入力する電力の周波数を低くしている。また、暖房運転時には偏差ｅが大きいほど暖房能力を低くする必要があるので、コンプレッサモータ１０８に入力する電力の周波数を低くしている。また、暖房運転時には偏差変化Δｅが気温上昇側に大きいほど暖房能力を低くする必要があるので、コンプレッサモータ１０８に入力する電力の周波数を低くし、偏差変化Δｅが気温下降側に大きいほど暖房能力を高くする必要があるので、コンプレッサモータ１０８に入力する電力の周波数を高くしている。
【００５６】
マイコン７４が本発明の制御手段に、室温センサ８４が本発明の室内温度検出手段に、外気温度センサ１１２が本発明の外気温度検出手段に、各々相当する。
【００５７】
次に、図９及び図１０を参照して本実施の形態の作用について説明する。なお、図９はリモコン１２０により運転モードとして冷房運転が設定された場合に室内ユニット１２のマイコン７４によって実行される制御プログラムのフローチャートであり、図１０はリモコン１２０により運転モードとして暖房運転が設定された場合にマイコン７４によって実行される制御プログラムのフローチャートである。また、ここでは、上記（１）式におけるフィードフォワードゲインＦＦＧ及びフィードバックゲインＦＢＧが双方とも１である場合について説明する。まず、図９を参照して、冷房運転時の作用について説明する。
【００５８】
同図のステップ２００では、リモコン１２０による設定温度と室温センサ８４により得られた室内温度との差分に応じたコンプレッサモータ１０８への入力電力の周波数の設定、リモコン１２０により設定された風向及び風量に応じた各部の設定等の初期設定を行なう。なお、このとき、外気温度検出センサ１１２により検出される外気温度Ｇと室温センサ８４により検出される室内温度Ｓとを取り込んでマイコン７４に内蔵された図示しないメモりに記憶する。
【００５９】
次のステップ２０２では所定時間（本実施形態では３０秒）の経過待ちを行ない、次のステップ２０４では外気温度検出センサ１１２により検出される外気温度Ｇと室温センサ８４により検出される室内温度Ｓとを取り込んで上記図示しないメモりに記憶する。
【００６０】
次のステップ２０６では外気温度変化ΔＧ、偏差ｅ、偏差変化Δｅを算出する。すなわち、外気温度変化ΔＧは上記ステップ２０４によって今回取り込んだ外気温度Ｇから前回取り込んだ外気温度Ｇを減じることによって算出する。また、偏差ｅは上記ステップ２０４によって今回取り込んだ室内温度Ｓからリモコン１２０による設定温度を減じることによって算出する。更に、偏差変化Δｅは本ステップ２０６によって今回算出した偏差ｅから前回算出した偏差ｅを減じることによって算出する。なお、最初に本ステップ２０６が実行される際には、上記前回取り込んだ外気温度Ｇとしては上記ステップ２００において記憶した外気温度を適用し、上記前回算出した偏差ｅとしては上記ステップ２００において記憶した室内温度Ｓからリモコン１２０による設定温度を減じた値を適用する。
【００６１】
次のステップ２０８では上記ステップ２０４において取り込んだ外気温度Ｇと上記ステップ２０６において算出した外気温度変化ΔＧ、偏差ｅ及び偏差変化Δｅとに基づいて、ＲＯＭ７５に記憶されている冷房用ＦＦテーブル１５０及び冷房用ＦＢテーブル１５２からＦＦ周波数差分ΔＨzff及びＦＢ周波数差分ΔＨzfbを各々取得する。
【００６２】
次のステップ２１０では上記ステップ２０８において取得したＦＦ周波数差分ΔＨzff及びＦＢ周波数差分ΔＨzfbと、現在周波数Ｈzとを上記（１）式に代入することによって目標周波数Ｈz-refを算出し、次のステップ２１２ではコンプレッサモータ１０８に入力している電力の周波数が算出した目標周波数Ｈz-refとなるように設定した後に上記ステップ２０２へ戻る。
【００６３】
これ以降、運転モードが冷房運転以外のモードに設定されるまで上記ステップ２０２乃至ステップ２１２の処理を繰り返して実行する。
【００６４】
次に、図１０を参照して、暖房運転時の作用について説明する。なお、図１０における図９と同様のステップについては図９と同一のステップ番号を付してその説明を省略する。
【００６５】
図１０に示すように暖房運転時は上記冷房運転時に比較して、ＦＦ周波数差分ΔＨzff及びＦＢ周波数差分ΔＨzfbを取得するテーブルが暖房用ＦＦテーブル１６０及び暖房用ＦＢテーブル１６２とされている点のみが相違している。
【００６６】
すなわち、暖房運転時におけるコンプレッサモータ１０８への入力電力の目標周波数の増減は、上述した冷房運転時における状態とは逆の状態とされる。
【００６７】
このように、本実施形態に係るエアコン１０では、室内温度と設定温度との偏差及び該偏差の変化に基づくフィードバック制御に加えて外気温度及び該外気温度の変化に基づくフィードフォワード制御によって室内温度を制御しているので、外気温度が急激に変化する場合であっても該外気温度の外乱による悪影響を抑制することができる。
【００６８】
なお、本実施形態では、上記（１）式におけるフィードフォワードゲインＦＦＧ及びフィードバックゲインＦＢＧの双方を１とした場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、フィードフォワードゲインＦＦＧとしてエアコン１０が設置されている建物の特性を示す値を適用する形態としてもよい。
【００６９】
すなわち、エアコンが設置される建物の特性として、断熱度の高さを示す断熱係数（熱損失係数）や建物の気密の度合いを示す気密度があるが、これらの値は外気温度の室内に対する影響度の高さ等を示すものであるので、これらの値に基づいてフィードフォワードゲインＦＦＧやフィードバックゲインＦＢＧを設定することにより、よりエアコンを設置した建物の特性に適合した室内温度の制御が可能となる。
【００７０】
また、本実施形態では、フィードフォワード制御におけるフィードフォワード項の値及びフィードバック制御におけるフィードバック項の値をテーブル変換によって取得する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、フィードフォワード項の値を外気温度Ｇ及び外気温度変化ΔＧに基づく演算によって取得し、フィードバック項の値を偏差ｅ及び偏差変化Δｅに基づく演算によって取得する形態としてもよい。
【００７１】
また、本実施形態では、冷房用ＦＦテーブル１５０、暖房用ＦＦテーブル１６０、冷房用ＦＢテーブル１５２、及び暖房用ＦＢテーブル１６２の各テーブルを３×３の構成とした場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各テーブルとも２×２の構成としてもよいし４×４以上の構成とすることもできる。２×２の構成とした場合は各テーブルを記憶するための記憶容量を本実施形態に比較して小さくすることができ、４×４以上の構成とした場合には本実施形態に比較して、より木目細かな室内温度制御を行なうことができる。
【００７２】
また、本実施形態では、ＦＦ周波数差分ΔＨzffを外気温度Ｇ及び外気温度変化ΔＧの双方に基づいて設定した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、外気温度Ｇ及び外気温度変化ΔＧの何れか一方に基づいて設定する形態としてもよい。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、外気温度及び該外気温度の変化率に基づくフィードフォワード制御と、室内温度と設定温度との偏差及び該偏差の変化に基づくフィードバック制御によって室内温度を制御しているので、外気温度が急激に変化する場合であっても該外気温度の外乱による悪影響を抑制することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に適用したエアコンの概略構成図である。
【図２】本実施の形態に適用したエアコンの冷凍サイクルを示す概略図である。
【図３】室内ユニットを示す概略断面図である。
【図４】室内ユニットの回路構成の概略を示すブロック図である。
【図５】室外ユニットの回路構成の概略を示すブロック図である。
【図６】エアコンの操作に用いるリモコンスイッチを示す概略図である。
【図７】（Ａ）は冷房用フィードフォワードテーブルを、（Ｂ）は暖房用フィードフォワードテーブルを、各々示す概略図である。
【図８】（Ａ）は冷房用フィードバックテーブルを、（Ｂ）は暖房用フィードバックテーブルを、各々示す概略図である。
【図９】冷房運転時の制御の流れを示すフローチャートである。
【図１０】暖房運転時の制御の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０エアコン（空気調和機）
１２室内ユニット
１４室外ユニット
１８熱交換器
２６コンプレッサ
３０熱交換器
７４マイコン（制御手段）
７５ＲＯＭ
８４室温センサ（室内温度検出手段）
８６熱交温度センサ
１１２外気温度センサ（外気温度検出手段）
１２０リモコン
１５０冷房用ＦＦテーブル
１５２冷房用ＦＢテーブル
１６０暖房用ＦＦテーブル
１６２暖房用ＦＢテーブル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an air conditioner, and more particularly, to an air conditioner that can suppress the influence of external air temperature disturbance.
[0002]
[Prior art]
An air conditioner (hereinafter referred to as an “air conditioner”) for air conditioning in a room is designed to cool and heat the room by repeatedly compressing and condensing the refrigerant by rotating the compressor.
[0003]
In such a conventional air conditioner, generally, the room temperature is controlled by controlling the rotational drive of the compressor by feedback control such as PI control or fuzzy control based on the deviation between the room temperature and the set temperature (target temperature). .
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional air conditioner has a problem in that it cannot sufficiently compensate for the influence of disturbance such as the temperature outside the building where the air conditioner is installed (hereinafter referred to as “outside air temperature”). As a result, the room may feel hot or chilly.
[0005]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an air conditioner that can suppress adverse effects due to disturbance.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1An air conditioner that performs air conditioning so that the room temperature becomes a set temperature with an air conditioning capability according to the rotation speed of the compressor,Outside temperature detecting means for detecting outside temperature;The indoor temperature detecting means for detecting the indoor temperature, and the rotation speed of the compressor,The outside temperature detected by the outside temperature detecting meansAnd change rate of outside air temperature-Based feedforward controlAnd feedback control based on a deviation between the room temperature detected by the room temperature detection means and the set temperature and a rate of change of the deviation, thereby controlling the inside of the air-conditioned room.Control means for controlling the room temperature.
[0007]
 According to the first aspect of the present invention, the outside air temperature is detected by the outside air temperature detecting means, and the detected outside air temperature and the change in the outside air temperature are detected by the control means.To rateBy feedforward control based onBy controlling the rotation speed of the compressorThe room temperature is controlled. The change rate of the outside air temperature is a change amount per unit time of the outside air temperature.
 According to the first aspect of the invention, in addition to the feedforward control, feedback control is performed based on the deviation between the room temperature detected by the room temperature detecting means and the set temperature, and the rate of change of the deviation. The room temperature is controlled. The change rate of the deviation is the change amount of the deviation per unit time.
[0008]
 Thus, according to the invention of claim 1,In addition to feedback control based on the deviation between the room temperature and the set temperature and the amount of change in the deviation,Outside temperature and change in outside temperatureTo rateSince the indoor temperature is controlled by feedforward control based on this, even if the outside air temperature changes suddenly, adverse effects due to disturbance of the outside air temperature are suppressed.While performing more effective air conditioning according to changes in room temperaturebe able to.
[0012]
 As in the invention according to claim 2, claim 1InIn the described invention, the control meansButIn the cooling operation in the feedforward control, the higher the outside air temperature, the higher the cooling capacity. When the outside air temperature change rate increases, the cooling capacity increases, and the outside air temperature change rate is When the cooling capacity is controlled to be lowered when it is in a downward direction, the heating capacity becomes lower as the outside air temperature is higher during the heating operation, and the rate of change of the outside air temperature is increased So that the heating capacity becomes higher when the rate of change in the outside air temperature decreases.Compressor speedIt is preferable to control.
[0013]
 Further, as in the invention according to claim 3, claim 1 is provided.Or claim 2In the described invention, the control meansButThe feedforward control is preferably performed in consideration of at least one of the values indicating the degree of heat insulation, the degree of heat loss, and the air density of the installed building.
[0014]
As a result, it is possible to control the indoor temperature more suitable for the characteristics of the building in which the air conditioner of the present invention is installed.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 shows an embodiment of an air conditioner (hereinafter referred to as “air conditioner 10”) to which the present invention is applied. The air conditioner 10 includes an indoor unit 12 and an outdoor unit 14, and is operated / stopped by operation of a wireless remote control switch (hereinafter referred to as "remote control 120") provided as remote control means. In addition, when the operation condition such as the operation mode and the set temperature is set by the remote controller 120 and the operation signal is transmitted, the air conditioner 10 receives the operation signal by the indoor unit 12 and is operated based on the operation signal. .
[0017]
FIG. 2 schematically shows a refrigeration cycle configured between the indoor unit 12 and the outdoor unit 14 of the air conditioner 10. Between the indoor unit 12 and the outdoor unit 14, a thick pipe refrigerant pipe 16 A and a thin pipe refrigerant pipe 16 B for circulating the refrigerant are provided in pairs, and one end of each is provided in the indoor unit 12. It is connected to the exchanger 18.
[0018]
The other end of the refrigerant pipe 16 A is connected to the valve 20 A of the outdoor unit 14. The valve 20A is connected to the four-way valve 24 via a muffler 22A. An accumulator 28 and a muffler 22B, each of which is connected to the compressor 26, are connected to the four-way valve 24. Furthermore, the outdoor unit 14 is provided with a heat exchanger 30. One of the heat exchangers 30 is connected to the four-way valve 24, and the other is connected to the valve 20B via a capillary tube 32, a strainer 34, an electric expansion valve 36, and a modulator 38. The other end of the refrigerant pipe 16B is connected to the valve 20B, thereby forming a sealed circulation path for the refrigerant that forms a refrigeration cycle between the indoor unit 12 and the outdoor unit 14.
[0019]
The air conditioner 10 can be cooled or heated by circulating the refrigerant in the refrigeration cycle by the operation of the compressor 26.
[0020]
That is, in the cooling mode, the refrigerant compressed by the compressor 26 is liquefied by being supplied to the heat exchanger 30, and the liquefied refrigerant is vaporized by the heat exchanger 18 of the indoor unit 12. Air passing through 18 is cooled. In the heating mode, conversely, the refrigerant compressed by the compressor 26 dissipates heat by being condensed in the heat exchanger 18 of the indoor unit 12, and the air passing through the heat exchanger 18 with the heat dissipated by the refrigerant. Heat.
[0021]
In FIG. 2, the flow of the respective refrigerants in the cooling mode (cooling operation) and the heating mode (heating operation) are indicated by arrows, and the operation mode is switched between the cooling mode (dry mode) and the heating mode by switching the four-way valve 24. And the evaporation temperature of the refrigerant is adjusted by controlling the valve opening degree of the electric expansion valve 36.
[0022]
FIG. 3 shows a schematic cross section of the indoor unit 12. The interior of the indoor unit 12 is covered with a casing 42 that is locked to the upper and lower sides (upper and lower sides of the paper surface of FIG. 3) of a mounting base 40 that is attached to an indoor wall surface (not shown). In the casing 42, a cross flow fan 44 is disposed at the center. The heat exchanger 18 is arranged from the front surface side to the upper surface side of the cross flow fan 44, and between the heat exchanger 18 and the suction port 46 formed on the upper surface side from the front surface side of the casing 42. The filter 48 is arranged. A blowout port 50 is formed in the lower part of the casing 42.
[0023]
Thus, in the indoor unit 12, the indoor air is sucked from the suction port 46 by the rotation of the cross flow fan 44, passes through the filter 48 and the heat exchanger 18, and then blows out from the blower port 50 toward the room. In the indoor unit 12, the heat exchanger 18 is cooled or heated by the operation of the refrigeration cycle, and the air sucked from the room is cooled or heated by the heat exchanger 18 when passing through the heat exchanger 18. The air is blown into the room to achieve indoor air conditioning.
[0024]
Left and right flaps 52 and upper and lower flaps 54 are provided in the air outlet 50, and the direction of the conditioned air blown out can be changed by the left and right flaps 52 and the upper and lower flaps 54.
[0025]
As shown in FIG. 4, the indoor unit 12 is provided with a power supply board 56, a control board 58, and a power relay board 60. A motor power supply 62, a control circuit power supply 64, a serial power supply 66, and a drive circuit 68 are provided on the power supply board 56 to which power for operating the air conditioner 10 is supplied. The control board 58 is provided with a serial circuit 70, a drive circuit 72 and a microcomputer 74.
[0026]
A fan motor 76 (for example, a DC brushless motor) that drives the crossflow fan 44 is connected to the drive circuit 68 of the power supply board 56, and the motor is controlled according to a control signal from the microcomputer 74 provided on the control board 58. Driving power is supplied from the power source 62. At this time, the microcomputer 74 controls the speed of the fan motor 76 by controlling the output voltage from the drive circuit 68 to change in 256 steps within a range of 12V to 36V.
[0027]
Connected to the drive circuit 72 of the control board 58 is an upper and lower flap motor 78 that operates the power relay board 60 and the upper and lower flaps 54. The power relay board 60 is provided with a power relay 80, a thermal fuse, and the like. The power relay 80 is operated by a signal from the microcomputer 74 to open and close a contact 80A for supplying power to the outdoor unit 14. The air conditioner 10 is operated by supplying electric power to the outdoor unit 14 by closing the contact 80A.
[0028]
The vertical flap motor 78 is controlled in accordance with a control signal from the microcomputer 74 to operate the vertical flap 54. By swinging the upper and lower flaps 54 in the vertical direction, the blowing direction of the air blown out from the blowout port 50 of the indoor unit 12 is changed in the vertical direction.
[0029]
In this way, in the indoor unit 12 of the air conditioner 10, the rotation of the cross flow fan 44 and the operation of the upper and lower flaps 54 are controlled, so that the desired air volume and direction or the air volume controlled to make the room comfortable. Air conditioned in the wind direction can be blown out indoors.
[0030]
The serial circuit 70 is connected to the microcomputer 74 and the serial power supply 66 of the power supply board 56, and further connected to the outdoor unit 14. The microcomputer 74 performs serial communication with the outdoor unit 14 via the serial circuit 70 and controls the operation of the outdoor unit 14.
[0031]
In addition, the indoor unit 12 is provided with a display board 82 having a receiving circuit for receiving an operation signal from a remote controller 120 described later, a display LED for operation display, and the like, and this display board 82 is connected to the microcomputer 74. Has been. As shown in FIG. 1, the display portion 82A of the display substrate 82 is exposed on the surface of the casing 42, and an operation signal from the remote controller 120 is received and input by the display portion 82A.
[0032]
As shown in FIG. 4, the microcomputer 74 is connected to a ROM 75, a room temperature sensor 84 that detects the room temperature, and a heat exchange temperature sensor 86 that detects the coil temperature of the heat exchanger 18. The service LED and the operation changeover switch 88 are connected. The remote controller 120 described later is also provided with a temperature sensor, and the room temperature is usually measured by the remote controller 120 and sent out at a predetermined timing.
[0033]
The ROM 75 stores various data such as a feed forward table and a feedback table necessary for control during each operation of cooling operation and heating operation described later. Since the ROM 75 is an external ROM, the various data can be easily changed.
[0034]
The operation changeover switch 88 is used for switching between normal operation and test operation performed at the time of maintenance and the like, and the contact of the power switch 88A can be opened to cut off the supply of operating power to the air conditioner 10. Normally, the operation changeover switch 88 is set to normal operation. The service LED is turned on during maintenance to inform the service person of the self-diagnosis result.
[0035]
The indoor unit 12 is connected to the outdoor unit 14 via terminals 90A, 90B, and 90C of the terminal plate 90.
[0036]
On the other hand, as shown in FIG. 5, the outdoor unit 14 is provided with a terminal plate 92, and the terminals 92 A, 92 B, 92 C of the terminal plate 92 are respectively connected to the terminals 90 A, 90 B of the terminal plate 90 of the indoor unit 12. It is connected to 90C. As a result, the outdoor unit 14 is supplied with operating power from the indoor unit 12 and is capable of serial communication with the indoor unit 12.
[0037]
The outdoor unit 14 is provided with a rectifying substrate 94 and a control substrate 96. In addition to the microcomputer 98, the control board 96 is provided with noise filters 100A, 100B, 100C, a serial circuit 102, a switching power supply 104, and the like.
[0038]
The rectifying board 94 rectifies the power supplied via the noise filter 100A, smoothes it via the noise filters 100B and 100C, and outputs it to the switching power supply 104. The switching power supply 104 is connected to the inverter circuit 106 together with the microcomputer 98. As a result, power having a frequency corresponding to the control signal output from the microcomputer 98 is output from the inverter circuit 106 to the compressor motor 108 to drive the compressor 26 to rotate.
[0039]
The microcomputer 98 controls the frequency of the electric power output from the inverter circuit 106 to be in the range of OFF or a predetermined value (for example, 14 Hz) or more (the upper limit depends on the upper limit of the operating current). The rotation speed of the compressor motor 108, that is, the compressor 26 is changed, and the capacity of the compressor 26 (the air conditioning capacity of the air conditioner 10) is controlled.
[0040]
The control board 96 is connected to a fan motor 110 and a fan motor capacitor 110A for driving a fan (not shown) for cooling the four-way valve 24 and the heat exchanger 30. The outdoor unit 14 is provided with an outside temperature sensor 112 that detects the outside temperature, a coil temperature sensor 114 that detects the temperature of the refrigerant coil of the heat exchanger 30, and a compressor temperature sensor 116 that detects the temperature of the compressor 26. These are connected to the microcomputer 98.
[0041]
The microcomputer 98 switches the four-way valve 24 according to the operation mode, and based on at least one of the control signal from the indoor unit 12, the detection result of the outside air temperature sensor 112, the coil temperature sensor 114, and the compressor temperature sensor 116, The fan motor 110 is turned on / off, the operating frequency of the compressor motor 108 (capacity of the compressor 26), and the like are controlled.
[0042]
As shown in FIG. 1, the air conditioner 10 is operated by operating a remote control switch 120. FIG. 6 shows an example of a remote control switch 120 that operates the air conditioner 10. The remote control switch 120 is provided with a display unit 122. In addition to the operation mode, the set temperature, the room temperature, and the time, the display unit 122 displays operation conditions or operation states when operating the air conditioner 10 such as the wind direction and the air volume.
[0043]
Further, the remote control switch 120 is provided with a 1H timer button 128 and a good night button 130 together with a run / stop button 124 and temperature setting buttons 126A and 126B. The air conditioner 10 is operated / stopped by operating the operation / stop button 124. Further, the set temperature (target temperature for air conditioning) is changed by operating the temperature setting buttons 126A and 126B.
[0044]
The remote control switch 120 is provided with a slide cover 134, and an operation panel having various operation buttons such as an operation switching button, an air volume / wind direction switching button, a timer operation setting button, etc. in the slide cover 134. As a result, the operation mode of the air conditioner 10 is automatically switched between the heating mode, the drying mode, the cooling mode, the air cleaning mode, the air flow rate and direction switching operation of the air-conditioning air blown from the air outlet 50, and the timer. Operation settings are possible.
[0045]
When an operation signal corresponding to the switch operation of the remote control switch 120 is input, the air conditioner 10 sets an operation condition such as an operation mode and an air conditioning capacity according to the operation signal, and performs an air conditioning operation based on the set operation condition. It is a general configuration to perform.
[0046]
By the way, in the air conditioner 10, when performing the cooling operation and the heating operation, in addition to the feedback control based on the room temperature and the set temperature, the feedforward control based on the outside air temperature is performed based on the following equation (1). ing.
[0047]
Hz-ref = Hz + FFG × ΔHzff + FBG × ΔHzfb (1)
Here, Hz-ref is the target frequency of the electric power output to the compressor motor 108 that rotates the compressor 26, Hz is the current frequency of the electric power (hereinafter referred to as the current frequency), and ΔHzff is the feedforward in the feedforward control. A term representing a term as a difference value with respect to the current frequency Hz of the power (hereinafter referred to as FF frequency difference), FFG as a feedforward gain, ΔHzfb as a feedback value in feedback control as a difference value with respect to the current frequency Hz of the power The FBG indicates the feedback gain as shown (hereinafter referred to as FB frequency difference).
[0048]
The FF frequency difference ΔHzff is a table based on the outside air temperature (absolute value) G and a change amount (hereinafter referred to as outside air temperature change) ΔG for each predetermined time (in this embodiment, 30 seconds) ΔG. It is stored in advance in a predetermined area of the ROM 75 provided on the control board 58 of the indoor unit 12 for each heating operation.
[0049]
7A shows a table of FF frequency difference ΔHzff for cooling operation (hereinafter referred to as cooling FF table) 150 stored in the ROM 75, and FIG. 7B shows an FF frequency difference ΔHzff for heating operation. Tables 160 (hereinafter referred to as heating FF tables) 160 are respectively shown. -A ', -A, 0, + A, and + A' in each figure have a relationship of -A '<-A <0 <+ A <+ A', and are unique according to the outside air temperature G and the outside air temperature change ΔG. Any one of −A ′, −A, 0, + A, and + A ′ determined in the above is substituted into the FF frequency difference ΔHzff in the above equation (1).
[0050]
As shown in FIG. 7A, in the cooling operation control in the feedforward control, the higher the outside air temperature G is, the larger the FF frequency difference ΔHzff is, and the larger the outside air temperature change ΔG is on the temperature rising side (+ side). The FF frequency difference ΔHzff becomes smaller and the FF frequency difference ΔHzff becomes smaller as the outside air temperature change ΔG becomes larger on the temperature lowering side (− side). Further, as shown in FIG. 7B, in the control of the heating operation in the feedforward control, the FF frequency difference ΔHzff becomes smaller as the outside air temperature G becomes higher, that is, the characteristic completely opposite to the cooling operation control described above. The larger the outside air temperature change ΔG is on the temperature rising side (+ side), the smaller the FF frequency difference ΔHzff is, and the larger the outside air temperature change ΔG is on the temperature lowering side (− side), the larger the FF frequency difference ΔHzff is. Yes.
[0051]
That is, since the cooling capacity needs to be increased as the outside air temperature G is higher during the cooling operation, the frequency of the electric power input to the compressor motor 108 is increased. Further, during the cooling operation, the cooling capacity needs to be increased as the outside air temperature change ΔG is larger on the temperature rising side. Therefore, the frequency of the electric power input to the compressor motor 108 is increased, and the outside air temperature change ΔG is larger on the temperature lowering side. Since the cooling capacity needs to be lowered, the frequency of the electric power input to the compressor motor 108 is lowered. Further, since the heating capacity needs to be lowered as the outside air temperature G is higher during the heating operation, the frequency of the electric power input to the compressor motor 108 is lowered. Further, since the heating capacity needs to be lowered as the outside air temperature change ΔG is larger on the temperature rising side during the heating operation, the frequency of the electric power input to the compressor motor 108 is lowered, and the outside air temperature change ΔG is larger on the temperature lowering side. Since it is necessary to increase the heating capacity, the frequency of the electric power input to the compressor motor 108 is increased.
[0052]
On the other hand, the FB frequency difference ΔHzfb is a value obtained by subtracting the set temperature by the remote controller 120 from the room temperature (hereinafter referred to as a deviation) e and a change amount (hereinafter referred to as a deviation) for each predetermined time (in this embodiment, 30 seconds). A table based on Δe (change) is stored in advance in a predetermined area of the ROM 75 provided on the control board 58 of the indoor unit 12 for each of the cooling operation and the heating operation.
[0053]
FIG. 8A shows a cooling operation FB frequency difference ΔHzfb table 152 (hereinafter referred to as a cooling FB table) 152 stored in the ROM 75, and FIG. 8B shows a heating operation FB frequency difference ΔHzfb. Tables 162 (hereinafter referred to as heating FB tables) 162 are respectively shown. In each figure, -B ', -B, 0, + B, and + B' have a relationship of -B '<-B <0 <+ B <+ B', and are uniquely determined according to the deviation e and the deviation change Δe. Any one of −B ′, −B, 0, + B, and + B ′ is substituted into the FB frequency difference ΔHzfb in the equation (1).
[0054]
As shown in FIG. 8A, in the cooling operation control in the feedback control, the FB frequency difference ΔHzfb increases as the deviation e increases, and the FB frequency difference ΔHzfb increases as the deviation change Δe increases toward the temperature rise side (+ side). The FB frequency difference ΔHzfb becomes smaller as the deviation change Δe becomes larger on the temperature lowering side (−side) as the value becomes larger. Further, as shown in FIG. 8B, in the control of the heating operation in the feedback control, the FB frequency difference ΔHzfb becomes smaller as the deviation e becomes larger, that is, the characteristic that is completely opposite to the above-described cooling operation control, and the deviation change. The larger the Δe is on the temperature rising side (+ side), the smaller the FB frequency difference ΔHzfb is, and the larger the deviation change Δe is on the temperature lowering side (− side), the larger the FB frequency difference ΔHzfb is.
[0055]
That is, during the cooling operation, the larger the deviation e is, the higher the cooling capacity needs to be. Therefore, the frequency of the electric power input to the compressor motor 108 is increased. Further, during the cooling operation, the larger the deviation change Δe is on the higher temperature side, the higher the cooling capacity is required. Therefore, the frequency of the electric power input to the compressor motor 108 is increased, and the higher the deviation change Δe is on the lower temperature side, Therefore, the frequency of the electric power input to the compressor motor 108 is lowered. Further, since the heating capacity needs to be lowered as the deviation e is larger during the heating operation, the frequency of the electric power input to the compressor motor 108 is lowered. Further, since the heating capacity needs to be lowered as the deviation change Δe is larger on the temperature rising side during the heating operation, the frequency of the electric power input to the compressor motor 108 is lowered, and the heating capacity is increased as the deviation change Δe is larger on the temperature lowering side. Therefore, the frequency of electric power input to the compressor motor 108 is increased.
[0056]
The microcomputer 74 corresponds to the control means of the present invention, the room temperature sensor 84 corresponds to the indoor temperature detection means of the present invention, and the outside temperature sensor 112 corresponds to the outside temperature detection means of the present invention.
[0057]
Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 9 is a flowchart of a control program executed by the microcomputer 74 of the indoor unit 12 when the cooling operation is set as the operation mode by the remote controller 120. FIG. 10 is a flowchart showing the heating operation as the operation mode by the remote controller 120. 7 is a flowchart of a control program executed by the microcomputer 74 in the case of Here, a case where both the feedforward gain FFG and the feedback gain FBG in the above equation (1) are 1 will be described. First, with reference to FIG. 9, the effect | action at the time of air_conditionaing | cooling operation is demonstrated.
[0058]
In step 200 of the figure, the frequency of the input power to the compressor motor 108 is set according to the difference between the temperature set by the remote controller 120 and the room temperature obtained by the room temperature sensor 84, and the wind direction and air volume set by the remote controller 120 are set. The initial setting such as the setting of each part is performed. At this time, the outside temperature G detected by the outside temperature detection sensor 112 and the room temperature S detected by the room temperature sensor 84 are taken in and stored in a memory (not shown) built in the microcomputer 74.
[0059]
In the next step 202, waiting for elapse of a predetermined time (30 seconds in the present embodiment) is performed, and in the next step 204, the outside air temperature G detected by the outside air temperature detection sensor 112 and the indoor temperature S detected by the room temperature sensor 84 are determined. Is stored in a memory (not shown).
[0060]
In the next step 206, the outside air temperature change ΔG, the deviation e, and the deviation change Δe are calculated. That is, the outside air temperature change ΔG is calculated by subtracting the previously taken outside air temperature G from the outside air temperature G taken this time in step 204. The deviation e is calculated by subtracting the set temperature by the remote controller 120 from the room temperature S captured this time in step 204. Further, the deviation change Δe is calculated by subtracting the previously calculated deviation e from the deviation e calculated this time in step 206. When this step 206 is executed for the first time, the outside temperature stored in step 200 is applied as the outside air temperature G taken in last time, and the previously calculated deviation e is stored in step 200. A value obtained by subtracting the temperature set by the remote controller 120 from the room temperature S is applied.
[0061]
In the next step 208, based on the outside air temperature G taken in step 204 and the outside air temperature change ΔG, deviation e and deviation change Δe calculated in step 206, the cooling FF table 150 and the cooling air stored in the ROM 75 are stored. The FF frequency difference ΔHzff and the FB frequency difference ΔHzfb are respectively acquired from the FB table 152.
[0062]
In the next step 210, the target frequency Hz-ref is calculated by substituting the FF frequency difference ΔHzff and the FB frequency difference ΔHzfb acquired in the step 208 and the current frequency Hz into the above equation (1). Then, after setting the frequency of the electric power input to the compressor motor 108 to be the calculated target frequency Hz-ref, the process returns to step 202.
[0063]
Thereafter, the processing from step 202 to step 212 is repeated until the operation mode is set to a mode other than the cooling operation.
[0064]
Next, the effect | action at the time of heating operation is demonstrated with reference to FIG. Note that steps in FIG. 10 similar to those in FIG. 9 are denoted by the same step numbers as in FIG. 9 and description thereof is omitted.
[0065]
As shown in FIG. 10, only the point that the table for obtaining the FF frequency difference ΔHzff and the FB frequency difference ΔHzfb is set as the heating FF table 160 and the heating FB table 162 in the heating operation as compared with the cooling operation. It is different.
[0066]
That is, the increase / decrease in the target frequency of the input power to the compressor motor 108 during the heating operation is in a state opposite to the state during the cooling operation described above.
[0067]
As described above, in the air conditioner 10 according to the present embodiment, in addition to the deviation between the room temperature and the set temperature and the feedback control based on the change in the deviation, the room temperature is controlled by the feedforward control based on the outside temperature and the change in the outside temperature. Since the air temperature is controlled, even if the outside air temperature changes abruptly, adverse effects due to the disturbance of the outside air temperature can be suppressed.
[0068]
In the present embodiment, the case where both the feedforward gain FFG and the feedback gain FBG in the above equation (1) are set to 1, but the present invention is not limited to this. For example, the feedforward gain It is good also as a form which applies the value which shows the characteristic of the building in which the air conditioner 10 is installed as FFG.
[0069]
In other words, the characteristics of a building in which an air conditioner is installed include a thermal insulation coefficient (heat loss coefficient) that indicates a high degree of thermal insulation and an air density that indicates the degree of airtightness of the building. These values affect the indoor temperature. Therefore, by setting the feedforward gain FFG and the feedback gain FBG based on these values, it is possible to control the room temperature more suitable for the characteristics of the building where the air conditioner is installed. Become.
[0070]
Further, in the present embodiment, the case of obtaining the value of the feedforward term in the feedforward control and the value of the feedback term in the feedback control by table conversion has been described, but the present invention is not limited to this, for example, A value of the feedforward term may be acquired by calculation based on the outside air temperature G and the outside air temperature change ΔG, and a value of the feedback term may be acquired by calculation based on the deviation e and the deviation change Δe.
[0071]
Moreover, although this embodiment demonstrated the case where each table | surface of the FF table 150 for cooling, the FF table 160 for heating, the FB table 152 for cooling, and the FB table 162 for heating was set to 3x3, this invention The table is not limited to this, and each table may have a 2 × 2 configuration or a 4 × 4 or more configuration. In the case of a 2 × 2 configuration, the storage capacity for storing each table can be reduced compared to the present embodiment, and in the case of a 4 × 4 configuration or more, compared to the present embodiment. Therefore, the room temperature can be controlled more finely.
[0072]
In the present embodiment, the case where the FF frequency difference ΔHzff is set based on both the outside air temperature G and the outside air temperature change ΔG has been described. However, the present invention is not limited to this, and the outside air temperature G and the outside air It is good also as a form set based on any one of temperature change (DELTA) G.
[0073]
【The invention's effect】
 As described above, according to the present invention, the outside air temperature and the change in the outside air temperature.To rateBased feedforward controlAnd deviation control between room temperature and set temperature and feedback control based on change of the deviationSince the indoor temperature is controlled by this, even if the outside air temperature changes abruptly, it is possible to suppress the adverse effect due to the disturbance of the outside air temperature.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air conditioner applied to the present embodiment.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a refrigeration cycle of an air conditioner applied to the present embodiment.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an indoor unit.
FIG. 4 is a block diagram illustrating an outline of a circuit configuration of an indoor unit.
FIG. 5 is a block diagram showing an outline of a circuit configuration of the outdoor unit.
FIG. 6 is a schematic view showing a remote control switch used for operating an air conditioner.
7A is a schematic diagram showing a cooling feedforward table, and FIG. 7B is a schematic diagram showing a heating feedforward table.
8A is a schematic diagram showing a cooling feedback table, and FIG. 8B is a schematic diagram showing a heating feedback table.
FIG. 9 is a flowchart showing a flow of control during cooling operation.
FIG. 10 is a flowchart showing a flow of control during heating operation.
[Explanation of symbols]
10 Air conditioner (air conditioner)
12 Indoor units
14 Outdoor unit
18 Heat exchanger
26 Compressor
30 heat exchanger
74 Microcomputer (control means)
75 ROM
84 Room temperature sensor (Indoor temperature detection means)
86 Heat exchanger temperature sensor
112 Outside temperature sensor (outside temperature detection means)
120 remote control
150 FF table for cooling
152 FB table for cooling
160 FF table for heating
162 FB table for heating

Claims

An air conditioner that performs air conditioning so that the room temperature becomes a set temperature with an air conditioning capability according to the rotation speed of the compressor,
Outside temperature detecting means for detecting outside temperature;
An indoor temperature detecting means for detecting the indoor temperature;
Deviation of the rotational speed of the compressor, with a feed-forward control based on the detected rate of change of the outside air temperature and the outside air temperature by the outside air temperature detection means, the indoor temperature and detected by the room temperature detecting means and the set temperature And control means for controlling the room temperature in the air-conditioned room by feedback control based on the rate of change of the deviation ;
Air conditioner equipped with.

When the control means is in the cooling operation in the feedforward control, the higher the outside air temperature is, the higher the cooling capacity is, and when the rate of change in the outside air temperature is increasing, the cooling capacity is increased, and the outside air temperature is increased. The cooling capacity is controlled to be lower when the rate of change in the air temperature is decreasing, and the heating capacity is lower as the outside air temperature is higher during heating operation, and the rate of change in the outside air temperature is increased. is by heating capacity is lowered when being, that controls the rotational speed of the said as heating capacity is high when the outside air temperature rate of change is in the direction of lowering the compressor, according to 請 Motomeko 1 Air conditioner.

Wherein, heat insulation of the installation building, heat loss of, and airtightness according to the feed-forward control in consideration of at least one in a row of cormorants請 Motomeko 1 or claim 2 value indicating the degree Air conditioner.