JP4347588B2 - 空気調和機の運転方法およびこれを用いた装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調機器に関し、特に、室内環境を快適に維持できるように空調機器を運転する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、除湿機能付き空調機器は、室内に位置する室内熱交換部に凝縮器としての熱交換器および蒸発器としての熱交換器をそれぞれ配設することで、定温の他に除湿に重点を置いている。
【０００３】
図９は、従来の空調機器を概略的に示す図である。同図に示したように、前記空調機は、冷媒が圧縮される圧縮部１０と、前記冷媒と外気との熱交換が行われるように熱交換器２１およびファン２２を備える室外熱交換部２０と、第１の熱交換器３１、第２の熱交換器３２、前記第１の熱交換器３１と前記第２の熱交換器３２との間に位置する室内膨張部３７および室内ファン３５を有する室内熱交換部３０と、前記室外熱交換部２０と前記室内熱交換部３０との間に位置する膨張部４０とで構成されている。
【０００４】
前記圧縮部１０は、前記室外熱交換部２０または前記室内熱交換部３０から出力される低温低圧の気体冷媒を高温高圧の気体冷媒に変換させる圧縮機１１と、前記圧縮機１１の吐出方向を決定する４方向弁１２とを有する。前記４方向弁１２は、前記圧縮機１１の吸込配管と吐出配管を切り替えて室内を冷却しようとする場合は、前記室内熱交換部３０を蒸発器として機能させるようにし、室内を暖房させようとする場合は、前記室内熱交換部３０を凝縮器として機能させるようにする。これに対応して前記室外熱交換部２０がそれぞれ凝縮器および蒸発器として動作されるのは勿論である。但し、除湿機の用途としての使用が、本説明の主要事項であるため、以下、前記室外熱交換部２０は、凝縮器として、前記室内熱交換部３０は蒸発器として動作することとする。
【０００５】
前記室外熱交換部２０は、前記圧縮部１０で生成された高温高圧の気体冷媒を中温高圧の液体冷媒に変換させる手段であって、このために凝縮器２１と室外ファン２１を備えている。
【０００６】
前記膨張部４０は、前記室外熱交換部２０から出力される中温高圧の液体冷媒を低温低圧の液体冷媒に変換させる手段であって、キャピラリーチューブ４１および前記キャピラリーチューブ４１と並列して備えられる第１弁４２からなる。前記第１弁４２によって前記キャピラリーチューブ４１を通過するか否かが決定されるようになっている。即ち、前記第１弁４２が開放されると冷媒が前記第１弁４２を介して流れ、逆に前記第１弁４２が閉鎖されると冷媒が前記キャピラリーチューブ４１を介して流れるようになる。このように前記キャピラリーチューブ４１を通過するか否かの制御は、除湿器として使用される場合、前記膨張部４０における膨張行程が行われてはいなけいため、前記第１弁４２を開放させて冷媒が前記第１弁４２を通過するようにして膨張行程を回避する。
【０００７】
このように膨張行程を経ることなく中温高圧状態の冷媒がそのまま前記室内熱交換部３０に流入されるが、前述のように前記室内熱交換部３０は、第１の熱交換器３１、第２の熱交換器３２および第１の熱交換器３１と第２の熱交換器３２との間に設けられる室内膨張部３７で構成される。前記第１の熱交換器３１で凝縮作用がもう一度行われ、前記室内膨張部３７の室内膨張器３３で膨張行程が行われる。このような膨張行程によって前記中温高圧の液体冷媒は、低温低圧の液体冷媒に変換し、前記第２の熱交換器３２で周囲の熱を吸収・蒸発して低温低圧の冷媒に変換した後、再度前記圧縮部１０に流入される。
【０００８】
なお、除湿器でなく冷房機として動作する場合、前記膨張部４０で膨張行程が行われ、前記第１の熱交換器３２も前記第２の熱交換器３２と同様に蒸発器として動作するようになる。このとき、前記室内膨張部３７の第２弁３４を開放して前記室内膨張機３３が動作しないようにする必要がある。
【０００９】
このような構成の従来の除湿機能付き冷暖房機器の動作を簡単に説明する。前記第２の熱交換器３２では、冷媒の蒸発によって温度が下がり周囲水分の結露が発生するが、この結露された水分を外部に漏水させることによって、除湿が行われるようになる。この過程で室内の温度が冷却されるため、これを防止するため、前記第１の熱交換器３１を凝縮器として機能させ、温度の平衡がとれるようにしている。
【００１０】
このような従来の冷暖房機器では、室内環境条件による除湿作用の時、室外温度に関係無く一定した圧縮機の周波数で圧縮機および室内・室外ファンを駆動させているため、使用者が快適であると感じる快適領域を維持することができない。これによって、室内除湿と室内定温をもち続けるのが困難になる。また、圧縮機の一定した周波数を使用しているため、消費電力が増大するという問題があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、室外ファンの回転速度、圧縮機の周波数および室内ファンの回転速度の全てを制御して運転することによって、快適領域を維持しながら除湿性能が向上した空調機器の運転方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、室外ファンの回転速度および室内ファンの回転速度だけでなく、圧縮機の周波数を室外温度に応じて可変させることによって、消費電力が格段に減少できる空調機器の運転方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の好適な一実施形態によれば、節電除湿用空気調和機の運転方法は、（ａ）温度差および温度変化率に基づいて温度ファジィ関係テーブルを用いて室外ファンの回転速度を決定するステップと、（ｂ）湿度差および湿度変化率に基づいて湿度ファジィ関係テーブルを用いて圧縮機の周波数を決定するステップと、（ｃ）室外温度を用いて前記決定された圧縮機の周波数を可変させるステップと、（ｄ）前記可変された圧縮機の周波数に比例する室内ファンの回転速度を決定するステップと、（ｅ）前記室外ファンの回転速度、前記可変された圧縮機の周波数および前記室内ファンの回転速度に応じて運転を行うステップと、（ｆ）運転の結果、現在の室内環境が快適領域の条件を満たしているかどうかを判断するステップと、（ｇ）現在の室内環境が快適領域の条件を満たすまで上記のステップを繰返して行うステップとを含む。
【００１４】
前記室外ファンの回転速度は、ファジィ論理アルゴリズムを用い、前記圧縮機の周波数はファジィ論理アルゴリズムを用いてそれぞれ決定される。
【００１５】
前記ステップ（ａ）において、前記温度差は、室内温度感知センサで感知された室内温度と使用者によって設定された設定温度との差であり、前記温度変化率は、前記室内温度と前記室内温度から一定時間前の室内温度との経時的変化率を意味する。
【００１６】
前記ステップ（ｂ）において、前記湿度差は、室内湿度感知センサで感知された室内湿度と使用者によって設定された設定湿度との差であり、前記湿度変化率は、前記室内湿度と前記室内湿度から一定時間前の室内湿度との経時的変化率を意味する。
【００１７】
前記ステップ（ａ）は、前記温度差を複数の温度差閾値と比較して１つの温度差閾値を選択するステップと、前記温度変化率を複数の温度変化率閾値と比較して１つの温度変化率閾値を選択するステップと、前記温度ファジィ関係テーブルから前記１つの温度差閾値および前記１つの温度変化率閾値に相応する室外ファン回転速度を決定するステップとを含む。
【００１８】
前記ステップ（ｂ）は、前記湿度差を複数の湿度差閾値と比較して１つの湿度差閾値を選択するステップと、前記湿度変化率を複数の湿度変化率閾値と比較して１つの湿度変化率閾値を選択するステップと、前記湿度ファジィ関係テーブルから前記１つの湿度差閾値および前記１つの湿度変化率に相応する圧縮機の周波数を決定するステップとを含む。
【００１９】
前記ステップ（ｃ）において前記室外温度が第１の室外温度閾値以下である場合、前記圧縮機の周波数は相対的に減少される一方、前記室外温度が第２の室外温度閾値以上である場合、前記圧縮機の周波数は相対的に増加される。また、前記ステップ（ｃ）において前記室外温度が前記第１の室外温度閾値と前記第２の室外温度閾値との間にある場合、前記圧縮機の周波数は可変されない。
【００２０】
前記ステップ（ｄ）は、前記可変された圧縮機の周波数を複数の周波数閾値と比較して１つの周波数閾値を選択するステップと、前記１つの周波数閾値に相応する室内ファンの回転速度を決定するステップとを含む。
【００２１】
前記ステップ（ｆ）において、前記快適領域の条件は、２４〜２６℃の室内温度および４０〜６０％の室内湿度を満たす領域である。
【００２２】
本発明の好適な他の実施形態によれば、節電除湿用空気調和機の運転方法は、（ａ）温度差および温度変化率に基づいて温度ファジィ関係テーブルを用いて室外ファンの回転速度を決定するステップと、（ｂ）湿度差および湿度変化率に基づいて湿度ファジィ関係テーブルを用いて圧縮機の周波数を決定するステップと、（ｃ）前記圧縮機の周波数に比例する室内ファンの回転速度を決定するステップと、（ｄ）前記室外ファンの回転速度、前記圧縮機の周波数および前記室内ファンの回転速度に応じて運転を行うステップと、（ｅ）運転の結果、現在の室内環境が快適領域の条件を満たしているかどうかを判断するステップと、（ｆ）現在の室内環境が快適領域の条件を満たすまで上記のステップを繰返して行うステップとを含む。
【００２３】
前記ステップ（ｃ）において、前記室外温度の高低に応じて前記圧縮機の周波数が増減される。
【００２４】
本発明の好適なまた他の実施形態によれば、節電除湿用空気調和機の運転方法を用いた装置は、温度差および温度変化率に基づいて温度ファジィ関係テーブルを用いて室外ファンの回転速度を決定する手段と、湿度差および湿度変化率に基づいて湿度ファジィ関係テーブルを用いて圧縮機の周波数を決定する手段と、室外温度を用いて前記決定された圧縮機の周波数を可変させる手段と、前記可変された圧縮機の周波数に比例する室内ファンの回転速度を決定する手段と、前記室外ファンの回転速度、前記可変された圧縮機の周波数および前記室内ファンの回転速度に応じて運転を行う手段と、運転の結果、現在の室内環境が快適領域の条件を満たしているかどうかを判断して常時快適領域の条件を満たすように制御する手段とを含む。
【００２５】
本発明の好適なさらに他の実施形態によれば、 節電除湿用空気調和機の運転方法を用いた装置は、温度差および温度変化率に基づいて温度ファジィ関係テーブルを用いて室外ファンの回転速度を決定する手段と、湿度差および湿度変化率に基づいて湿度ファジィ関係テーブルを用いて圧縮機の周波数を決定する手段と、前記圧縮機の周波数に比例する室内ファンの回転速度を決定する手段と、前記室外ファンの回転速度、前記圧縮機の周波数および前記室内ファンの回転速度に応じて運転を行う手段と、運転の結果、現在の室内環境が快適領域の条件を満たしているかどうかを判断して常時快適領域の条件を満たすように制御する手段とを含む。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
本発明は、快適領域を維持しながら除湿および節電動作を行うことのできる空調機器の運転方法を提供する。このため、本発明では、ファジィ論理アルゴリズムを適用している。
【００２７】
図１は、本発明の好適な実施形態に係る空調機器の運転方法を示している。同図に示したように、本発明の方法は、室外ファン２２の回転速度を決定するステップ（Ｓ２００）と、圧縮機１１の周波数を決定するステップ（Ｓ３００）と、前記決定された圧縮機１１の周波数を可変させるステップ（Ｓ４００）と、前記可変された圧縮機１１の周波数を用いて室内ファン３５の回転速度を決定するステップ（Ｓ５００）と、決定された室外ファン２２の回転速度、可変された圧縮機１１の周波数および室内ファン３５の回転速度に応じて運転を行うステップ（Ｓ６００）と、室内環境が快適領域の条件を満たすまで前記のステップを繰り返して行うステップ（Ｓ７００）とを含む。ここで、前記Ｓ２００および前記Ｓ３００においては、ファジィ論理アルゴリズムが適用される。
【００２８】
以下、上記の各ステップの詳細を説明する。まず、室外ファンの回転速度を決定するステップ（Ｓ２００）について図２を参照して説明する。
【００２９】
図２は、図１において室外ファンの回転速度を決定する方法を説明するフローチャートである。同図に示したように、室内温度感知センサ（図示せず）で感知された室内温度と使用者がリモコンなどを介して設定した設定温度との差を用いて温度差の算出を行う（Ｓ２１１）。ここで、前記室内温度感知センサは、空調機器の室内熱交換部３０の所定の位置に設けられ、室内に吐出される冷気の温度を感知する。前記温度差（ΔＴ）は、室内温度から設定温度を引いた値であって、ポジティブ値またはネガティブ値となり得る。即ち、室内温度が設定温度より高いと、温度差は、ポジティブ値となり、逆に室内温度が設定温度より低いと、ネガティブ値となる。
【００３０】
前記室内温度感知センサで感知された室内温度と前記室内温度から一定時間前の室内温度とを用いて温度変化率の算出を行う（Ｓ２１６）。即ち、前記温度変化率は、現在感知された室内温度と以前の室内温度との間の経時的変化率を示す。
【００３１】
前記Ｓ２１１において算出した温度差を、複数の温度差閾値と比較し、１つの温度差閾値を選択する（Ｓ２２１、Ｓ２２６）。ここで、前記複数の温度差閾値は、ＮＢ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｂｉｇ）、ＮＳ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｓｍａｌｌ）、ＺＯ（Ｚｅｒｏ）、ＰＳ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｓｍａｌｌ）、ＰＢ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｂｉｇ）に設定されている。ＺＯは、０の温度差を示す。ＮＳは、ＺＯを基準にして温度差が小さいながらネガティブの値を示し、ＮＢは、ＺＯを基準にして温度差が大きいながらネガティブの値を示す。また、ＰＳは、温度差が小さいながらポジティブの値を示し、ＰＢは、温度差が大きいながらポジティブの値を示す。例えば、ＮＳは−１、ＮＢは−３、ＰＳは１、ＰＢは３に、それぞれ設定することができる。
【００３２】
このような温度差を複数の温度差閾値と比較することで、１つの温度差閾値が選択される。例えば、温度差が２で、複数の温度差閾値のうちの１つの温度差閾値がＰＳ（ここでは、１）である場合、１つの閾値ＰＳが選択されるようになる。
【００３３】
前記Ｓ２１６において算出した温度変化率を、複数の温度変化率閾値と比較し、１つの温度変化率閾値を選択する（Ｓ２３１、Ｓ２３６）。ここで、前記複数の温度変化率閾値は、前述の温度差閾値と同様に、 ＮＢ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｂｉｇ）、ＮＳ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｓｍａｌｌ）、ＺＯ（Ｚｅｒｏ）、ＰＳ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｓｍａｌｌ）、ＰＢ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｂｉｇ）に設定されている。ＺＯは、０の温度変化率を示す。ＮＳは、ＺＯを基準にして温度変化率が小さいながらネガティブの値を示し、ＮＢは、ＺＯを基準にして温度変化率が大きいながらネガティブの値を示す。また、ＰＳは、温度変化率が小さいながらポジティブの値を示し、ＰＢは、温度変化率が大きいながらポジティブの値を示す。例えば、ＮＳは−１、ＮＢは−３、ＰＳは１、ＰＢは３に、それぞれ設定することができる。
【００３４】
前記Ｓ２２６において選択された１つの温度差閾値と前記Ｓ２３６において選択された１つの温度変化率閾値とに基づいて温度ファジィ関係テーブルを用いて室外ファンの回転速度を決定する（Ｓ２４１）。例えば、１つの温度差閾値がＰＳで、１つの温度変化率閾値がＰＳであると、図６に示したように、室外ファンの回転速度がＯ３に決定される。前記室外ファンの回転速度は、Ｏ１モードからＯ５モードが存在し得る。このとき、前記室外ファンの回転速度は、Ｏ１モードにおいて最小となり、Ｏ５モードにおいて最大となる。
【００３５】
前記Ｓ２００によれば、温度差がポジティブで大きくなりながら温度変化率がネガティブで大きくなるとき、室外ファンの回転速度は大きくなるが、温度差がネガティブで大きくなりながら温度変化率がポジティブで大きくなるとき、室外ファンの回転速度は小さくなる。
【００３６】
次に、圧縮機の周波数を決定するステップ（Ｓ３００）を、図３を参照して説明する。図３は、図１において圧縮機の周波数を決定する方法を説明するフローチャートである。同図に示したように、室内湿度感知センサ（図示せず）で感知された室内湿度と使用者がリモコンなどを介して設定した設定湿度との差を用いて湿度差の算出を行う（Ｓ３１１）。ここで、前記室内湿度感知センサは、空調機器の室内熱交換部３０の所定の位置に設けられる。前記湿度差（ΔＨ）は、室内湿度から設定湿度を引いた値であって、ポジティブ値またはネガティブ値となり得る。即ち、室内湿度が設定湿度より高いと、湿度差は、ポジティブ値となり、逆に室内湿度が設定湿度より低いと、ネガティブ値となる。
【００３７】
前記室内湿度感知センサで感知された室内湿度（ΔＨ）と前記室内湿度から一定時間前の室内湿度とを用いて湿度変化率の算出を行う（Ｓ３１６）。即ち、前記湿度変化率は、現在感知された室内湿度と以前の室内湿度との間の経時的変化率を示す。
【００３８】
前記Ｓ３２１において算出した湿度差を、複数の湿度差閾値と比較し、１つの湿度差閾値を選択する（Ｓ３２１、Ｓ３２６）。ここで、前記複数の湿度差閾値は、ＮＢ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｂｉｇ）、ＮＳ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｓｍａｌｌ）、ＺＯ（Ｚｅｒｏ）、ＰＳ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｓｍａｌｌ）、ＰＢ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｂｉｇ）に設定されている。ＺＯは、０の湿度差を示す。ＮＳは、ＺＯを基準にして湿度差が小さいながらネガティブの値を示し、ＮＢは、ＺＯを基準にして湿度差が大きいながらネガティブの値を示す。また、ＰＳは、湿度差が小さいながらポジティブの値を示し、ＰＢは、湿度差が大きいながらポジティブの値を示す。例えば、ＮＳは−１、ＮＢは−３、ＰＳは１、ＰＢは３に、それぞれ設定することができる。
【００３９】
前記Ｓ３１６において算出した湿度変化率を、複数の湿度変化率閾値と比較し、１つの湿度変化率閾値を選択する（Ｓ３３１、Ｓ３３６）。ここで、前記複数の湿度変化率閾値は、前述の湿度差閾値と同様に、ＮＢ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｂｉｇ）、ＮＳ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｓｍａｌｌ）、ＺＯ（Ｚｅｒｏ）、ＰＳ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｓｍａｌｌ）、ＰＢ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｂｉｇ）に設定されている。ＺＯは、０の湿度変化率を示す。ＮＳは、ＺＯを基準にして湿度変化率が小さいながらネガティブの値を示し、ＮＢは、ＺＯを基準にして湿度変化率が大きいながらネガティブの値を示す。また、ＰＳは、湿度変化率が小さいながらポジティブの値を示し、ＰＢは、湿度変化率が大きいながらポジティブの値を示す。例えば、ＮＳは−１、ＮＢは−３、ＰＳは１、ＰＢは３に、それぞれ設定することができる。
【００４０】
前記Ｓ３２６において選択された１つの湿度差閾値と前記Ｓ３３６において選択された１つの湿度変化率閾値とに基づいて湿度ファジィ関係テーブルを用いて圧縮機の周波数を決定する（Ｓ３４１）。例えば、１つの湿度差閾値がＰＳで、１つの湿度変化率閾値がＰＳであると、図７に示したように、圧縮機の周波数がＦ３に決定される。前記圧縮機の周波数は、Ｆ１からＦ５のモードが存在し得る。このとき、前記圧縮機の周波数は、Ｆ１モードにおいて最小となり、Ｆ５モードにおいて最大となる。
【００４１】
前記Ｓ３００によれば、湿度差がポジティブで大きくなりながら湿度変化率がネガティブで大きくなるとき、室外ファンの回転速度は大きくなるが、湿度差がネガティブで大きくなりながら湿度変化率がポジティブで大きくなるとき、室外ファンの回転速度は小さくなる。
【００４２】
次に、前記決定された圧縮機の周波数を可変させるステップ（Ｓ４００）を、図４を参照して説明する。
図４は、図１において圧縮機の周波数を可変させる方法を説明するフローチャートである。同図に示したように、室外温度感知センサ（図示せず）で室外温度を感知し、この感知された室外温度が第１の室外温度閾値（Ｔ１）より低いかどうかを判断する（Ｓ４１１、Ｓ４１６）。前記室外温度感知センサは、空調機器の室外熱交換部２０の所定の位置に設けられ、室外に吐き出される冷気の温度を感知する。
【００４３】
前記室外温度が前記第１の室外温度閾値（Ｔ１）より低い時、前記決定された圧縮機の周波数から１モード減少した、新しい圧縮機の周波数に決定される（Ｓ４２１）。例えば、前記決定された圧縮機の周波数がＦ３であれば、新しい圧縮機の周波数は、Ｆ２と決定される。
【００４４】
前記室外温度が前記第１の室外温度閾値より高い時、前記室外温度が第２の室外温度閾値（Ｔ２）より低いかどうかを判断する（Ｓ４２６）。ここで、好ましくは、前記第２の室外温度閾値（Ｔ２）は、前記第１の室外温度閾値（Ｔ１）より高い。
【００４５】
前記室外温度が前記第２の室外温度閾値（Ｔ２）より低い時、前記決定された圧縮機の周波数をそのまま圧縮機の周波数に決定する（Ｓ４３１）。即ち、前記室外温度が、前記第１の室外温度閾値（Ｔ１）と前記第２の室外温度閾値（Ｔ２）との間に存在すると、前記決定された圧縮機の周波数はそのまま使用されるようになる。
【００４６】
前記室外温度が前記第２の室外温度閾値（Ｔ２）より高い時、前記決定された圧縮機の周波数は、１モード増加した、新しい圧縮機の周波数に決定される（Ｓ４３６）。
【００４７】
前記Ｓ４００によれば、前記予め設定された第１の室外温度閾値および第２の室外温度閾値を用いて室外温度感知センサで感知された室外温度との比較を行うことで上記で決定された圧縮機の周波数を調節する。このように、前記圧縮機を駆動させる周波数を調節することによって、消費電力が低減が可能で、電力の効率を極大化することができる。
【００４８】
なお、前記Ｓ４００は、節電のためのステップであって、このような節電を必要としない環境では使用しなくても良い。即ち、Ｓ３００において決定された圧縮機の周波数を用いて圧縮機を駆動させることができる。
【００４９】
次いで、前記可変された圧縮機の周波数を用いて室内ファンの回転速度を決定するステップ（Ｓ５００）を、図５を参照して説明する。
図５は、図１において室内ファンの回転速度を決定する方法を説明するフローチャートである。同図に示したように、前記Ｓ４００において可変された圧縮機の周波数を複数の周波数閾値と比較し、１つの周波数閾値を選択する（Ｓ５１１、Ｓ５１６）。ここで、前記複数の周波数閾値は、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５に設定されることができる。Ｆ１が最低の周波数閾値であり、Ｆ１を基準にしてＦ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５のように周波数閾値が増加していく。
【００５０】
前記１つの周波数閾値を用いて室内ファンの回転速度を決定する（Ｓ５２１）。一般に、前記周波数と室内ファンの回転速度とは、比例の関係が成立する。これによって、前記室内ファンの回転速度と相応されるように前記複数の周波数閾値を格納することができる。即ち、Ｆ５とＩ６、Ｆ４とＩ５、Ｆ３とＩ４、Ｆ２とＩ３、Ｆ１とＩ２、Ｆ０とＩ１のようになる。このように、周波数閾値と相応して格納される室内ファンの回転速度は、前記可変された圧縮機の周波数が前記複数の閾値のうちのいずれか１つの閾値より高い場合、その１つの閾値に相応して格納された室内ファンの回転速度が決定されるようになる。例えば、前記可変された圧縮機の周波数がＦ３より高い時、前記室内ファンの回転速度はＩ４の回転速度と決定され得る。
【００５１】
前記Ｓ２００、Ｓ４００、Ｓ５００から算出した室外ファンの回転速度、可変された圧縮機の周波数および室内ファンの回転速度を用いて空調機器を運転させる（Ｓ６００）。即ち、前記室外ファンの回転速度に応じて前記室外ファンが駆動され、前記可変された圧縮機の周波数に応じて圧縮機が駆動され、前記室内ファンの回転速度に応じて室内ファンが駆動される。
【００５２】
前記室外ファン、圧縮機および室内ファンが変更された情報（室外ファンの回転速度、可変された圧縮機の周波数および室内ファンの回転速度）に応じて駆動されるため、前記室内湿度および前記室内温度が変化することは明らかである。
【００５３】
このように空調機器を運転させることで、変更された室内温度および室内湿度を感知して現在の室内温度および室内湿度を含む室内環境が快適領域の条件を満たしているかどうかを判断する（Ｓ７００）。ここで、前記快適領域条件は、図８に示したように、室内温度が２４〜２６℃で 、室内湿度が４０〜６０％である領域を意味する。
【００５４】
したがって、空調機器は、前記変更された室内温度および室内湿度が快適領域条件を満たしているかどうかを判断して、条件を満たすまで前記Ｓ２００、Ｓ３００、Ｓ４００、Ｓ５００およびＳ６００を繰り返して行う。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、快適領域条件を満たすまで室外ファンの回転速度、圧縮機の周波数および室内ファンの回転速度を変更させることによって、使用者に快適な室内環境を提供するように持続的に室内除湿および定温がもち続ける効果を奏する。
【００５６】
また、従来のものに比べて消費電力が２０〜３０％程度低下し、使用者に一層満足感を与える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施形態による空調機器の運転方法を示す図である。
【図２】図１において室外ファンの回転速度を決定する方法を説明するフローチャートである。
【図３】図１において圧縮機の周波数を決定する方法を説明するフローチャートである。
【図４】図１において圧縮機の周波数を可変させる方法を説明するフローチャートである。
【図５】図１において室内ファンの回転速度を決定する方法を説明するフローチャートである。
【図６】図１において室外ファンの回転速度を決定するために使用される温度ファジィ関係テーブルを示す図である。
【図７】図１において圧縮機の周波数を決定するために使用される湿度ファジィ関係テーブルを示す図である。
【図８】図１において快適領域を維持するために使用される快適領域条件を示すグラフである。
【図９】従来の空調機器を概略的に示す図である。
【符号の説明】
１０…圧縮部
１１…圧縮機
１２…４方向弁
２０…室外熱交換部
２２…室外ファン
３０…室内熱交換部
３１…第１の熱交換器
３２…第２の熱交換器
３３…室内膨張器
３４…第２弁
３５…室内ファン
３７…室内膨張部
４０…膨張部
４１…キャピラリーチューブ
４２…第１弁
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調機器に関し、特に、室内環境を快適に維持できるように空調機器を運転する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、除湿機能付き空調機器は、室内に位置する室内熱交換部に凝縮器としての熱交換器および蒸発器としての熱交換器をそれぞれ配設することで、定温の他に除湿に重点を置いている。
【０００３】
図９は、従来の空調機器を概略的に示す図である。同図に示したように、前記空調機は、冷媒が圧縮される圧縮部１０と、前記冷媒と外気との熱交換が行われるように熱交換器２１およびファン２２を備える室外熱交換部２０と、第１の熱交換器３１、第２の熱交換器３２、前記第１の熱交換器３１と前記第２の熱交換器３２との間に位置する室内膨張部３７および室内ファン３５を有する室内熱交換部３０と、前記室外熱交換部２０と前記室内熱交換部３０との間に位置する膨張部４０とで構成されている。
【０００４】
前記圧縮部１０は、前記室外熱交換部２０または前記室内熱交換部３０から出力される低温低圧の気体冷媒を高温高圧の気体冷媒に変換させる圧縮機１１と、前記圧縮機１１の吐出方向を決定する４方向弁１２とを有する。前記４方向弁１２は、前記圧縮機１１の吸込配管と吐出配管を切り替えて室内を冷却しようとする場合は、前記室内熱交換部３０を蒸発器として機能させるようにし、室内を暖房させようとする場合は、前記室内熱交換部３０を凝縮器として機能させるようにする。これに対応して前記室外熱交換部２０がそれぞれ凝縮器および蒸発器として動作されるのは勿論である。但し、除湿機の用途としての使用が、本説明の主要事項であるため、以下、前記室外熱交換部２０は、凝縮器として、前記室内熱交換部３０は蒸発器として動作することとする。
【０００５】
前記室外熱交換部２０は、前記圧縮部１０で生成された高温高圧の気体冷媒を中温高圧の液体冷媒に変換させる手段であって、このために凝縮器２１と室外ファン２１を備えている。
【０００６】
前記膨張部４０は、前記室外熱交換部２０から出力される中温高圧の液体冷媒を低温低圧の液体冷媒に変換させる手段であって、キャピラリーチューブ４１および前記キャピラリーチューブ４１と並列して備えられる第１弁４２からなる。前記第１弁４２によって前記キャピラリーチューブ４１を通過するか否かが決定されるようになっている。即ち、前記第１弁４２が開放されると冷媒が前記第１弁４２を介して流れ、逆に前記第１弁４２が閉鎖されると冷媒が前記キャピラリーチューブ４１を介して流れるようになる。このように前記キャピラリーチューブ４１を通過するか否かの制御は、除湿器として使用される場合、前記膨張部４０における膨張行程が行われてはいなけいため、前記第１弁４２を開放させて冷媒が前記第１弁４２を通過するようにして膨張行程を回避する。
【０００７】
このように膨張行程を経ることなく中温高圧状態の冷媒がそのまま前記室内熱交換部３０に流入されるが、前述のように前記室内熱交換部３０は、第１の熱交換器３１、第２の熱交換器３２および第１の熱交換器３１と第２の熱交換器３２との間に設けられる室内膨張部３７で構成される。前記第１の熱交換器３１で凝縮作用がもう一度行われ、前記室内膨張部３７の室内膨張器３３で膨張行程が行われる。このような膨張行程によって前記中温高圧の液体冷媒は、低温低圧の液体冷媒に変換し、前記第２の熱交換器３２で周囲の熱を吸収・蒸発して低温低圧の冷媒に変換した後、再度前記圧縮部１０に流入される。
【０００８】
なお、除湿器でなく冷房機として動作する場合、前記膨張部４０で膨張行程が行われ、前記第１の熱交換器３２も前記第２の熱交換器３２と同様に蒸発器として動作するようになる。このとき、前記室内膨張部３７の第２弁３４を開放して前記室内膨張機３３が動作しないようにする必要がある。
【０００９】
このような構成の従来の除湿機能付き冷暖房機器の動作を簡単に説明する。前記第２の熱交換器３２では、冷媒の蒸発によって温度が下がり周囲水分の結露が発生するが、この結露された水分を外部に漏水させることによって、除湿が行われるようになる。この過程で室内の温度が冷却されるため、これを防止するため、前記第１の熱交換器３１を凝縮器として機能させ、温度の平衡がとれるようにしている。
【００１０】
このような従来の冷暖房機器では、室内環境条件による除湿作用の時、室外温度に関係無く一定した圧縮機の周波数で圧縮機および室内・室外ファンを駆動させているため、使用者が快適であると感じる快適領域を維持することができない。これによって、室内除湿と室内定温をもち続けるのが困難になる。また、圧縮機の一定した周波数を使用しているため、消費電力が増大するという問題があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、室外ファンの回転速度、圧縮機の周波数および室内ファンの回転速度の全てを制御して運転することによって、快適領域を維持しながら除湿性能が向上した空調機器の運転方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、室外ファンの回転速度および室内ファンの回転速度だけでなく、圧縮機の周波数を室外温度に応じて可変させることによって、消費電力が格段に減少できる空調機器の運転方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の好適な一実施形態によれば、節電除湿用空気調和機の運転方法は、（ａ）温度差および温度変化率に基づいて温度ファジィ関係テーブルを用いて室外ファンの回転速度を決定するステップと、（ｂ）湿度差および湿度変化率に基づいて湿度ファジィ関係テーブルを用いて圧縮機の周波数を決定するステップと、（ｃ）室外温度を用いて前記決定された圧縮機の周波数を可変させるステップと、（ｄ）前記可変された圧縮機の周波数に比例する室内ファンの回転速度を決定するステップと、（ｅ）前記室外ファンの回転速度、前記可変された圧縮機の周波数および前記室内ファンの回転速度に応じて運転を行うステップと、（ｆ）運転の結果、現在の室内環境が快適領域の条件を満たしているかどうかを判断するステップと、（ｇ）現在の室内環境が快適領域の条件を満たすまで上記のステップを繰返して行うステップとを含む。
【００１４】
前記室外ファンの回転速度は、ファジィ論理アルゴリズムを用い、前記圧縮機の周波数はファジィ論理アルゴリズムを用いてそれぞれ決定される。
【００１５】
前記ステップ（ａ）において、前記温度差は、室内温度感知センサで感知された室内温度と使用者によって設定された設定温度との差であり、前記温度変化率は、前記室内温度と前記室内温度から一定時間前の室内温度との経時的変化率を意味する。
【００１６】
前記ステップ（ｂ）において、前記湿度差は、室内湿度感知センサで感知された室内湿度と使用者によって設定された設定湿度との差であり、前記湿度変化率は、前記室内湿度と前記室内湿度から一定時間前の室内湿度との経時的変化率を意味する。
【００１７】
前記ステップ（ａ）は、前記温度差を複数の温度差閾値と比較して１つの温度差閾値を選択するステップと、前記温度変化率を複数の温度変化率閾値と比較して１つの温度変化率閾値を選択するステップと、前記温度ファジィ関係テーブルから前記１つの温度差閾値および前記１つの温度変化率閾値に相応する室外ファン回転速度を決定するステップとを含む。
【００１８】
前記ステップ（ｂ）は、前記湿度差を複数の湿度差閾値と比較して１つの湿度差閾値を選択するステップと、前記湿度変化率を複数の湿度変化率閾値と比較して１つの湿度変化率閾値を選択するステップと、前記湿度ファジィ関係テーブルから前記１つの湿度差閾値および前記１つの湿度変化率に相応する圧縮機の周波数を決定するステップとを含む。
【００１９】
前記ステップ（ｃ）において前記室外温度が第１の室外温度閾値以下である場合、前記圧縮機の周波数は相対的に減少される一方、前記室外温度が第２の室外温度閾値以上である場合、前記圧縮機の周波数は相対的に増加される。また、前記ステップ（ｃ）において前記室外温度が前記第１の室外温度閾値と前記第２の室外温度閾値との間にある場合、前記圧縮機の周波数は可変されない。
【００２０】
前記ステップ（ｄ）は、前記可変された圧縮機の周波数を複数の周波数閾値と比較して１つの周波数閾値を選択するステップと、前記１つの周波数閾値に相応する室内ファンの回転速度を決定するステップとを含む。
【００２１】
前記ステップ（ｆ）において、前記快適領域の条件は、２４〜２６℃の室内温度および４０〜６０％の室内湿度を満たす領域である。
【００２２】
本発明の好適な他の実施形態によれば、節電除湿用空気調和機の運転方法は、（ａ）温度差および温度変化率に基づいて温度ファジィ関係テーブルを用いて室外ファンの回転速度を決定するステップと、（ｂ）湿度差および湿度変化率に基づいて湿度ファジィ関係テーブルを用いて圧縮機の周波数を決定するステップと、（ｃ）前記圧縮機の周波数に比例する室内ファンの回転速度を決定するステップと、（ｄ）前記室外ファンの回転速度、前記圧縮機の周波数および前記室内ファンの回転速度に応じて運転を行うステップと、（ｅ）運転の結果、現在の室内環境が快適領域の条件を満たしているかどうかを判断するステップと、（ｆ）現在の室内環境が快適領域の条件を満たすまで上記のステップを繰返して行うステップとを含む。
【００２３】
前記ステップ（ｃ）において、前記室外温度の高低に応じて前記圧縮機の周波数が増減される。
【００２４】
本発明の好適なまた他の実施形態によれば、節電除湿用空気調和機の運転方法を用いた装置は、温度差および温度変化率に基づいて温度ファジィ関係テーブルを用いて室外ファンの回転速度を決定する手段と、湿度差および湿度変化率に基づいて湿度ファジィ関係テーブルを用いて圧縮機の周波数を決定する手段と、室外温度を用いて前記決定された圧縮機の周波数を可変させる手段と、前記可変された圧縮機の周波数に比例する室内ファンの回転速度を決定する手段と、前記室外ファンの回転速度、前記可変された圧縮機の周波数および前記室内ファンの回転速度に応じて運転を行う手段と、運転の結果、現在の室内環境が快適領域の条件を満たしているかどうかを判断して常時快適領域の条件を満たすように制御する手段とを含む。
【００２５】
本発明の好適なさらに他の実施形態によれば、 節電除湿用空気調和機の運転方法を用いた装置は、温度差および温度変化率に基づいて温度ファジィ関係テーブルを用いて室外ファンの回転速度を決定する手段と、湿度差および湿度変化率に基づいて湿度ファジィ関係テーブルを用いて圧縮機の周波数を決定する手段と、前記圧縮機の周波数に比例する室内ファンの回転速度を決定する手段と、前記室外ファンの回転速度、前記圧縮機の周波数および前記室内ファンの回転速度に応じて運転を行う手段と、運転の結果、現在の室内環境が快適領域の条件を満たしているかどうかを判断して常時快適領域の条件を満たすように制御する手段とを含む。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
本発明は、快適領域を維持しながら除湿および節電動作を行うことのできる空調機器の運転方法を提供する。このため、本発明では、ファジィ論理アルゴリズムを適用している。
【００２７】
図１は、本発明の好適な実施形態に係る空調機器の運転方法を示している。同図に示したように、本発明の方法は、室外ファン２２の回転速度を決定するステップ（Ｓ２００）と、圧縮機１１の周波数を決定するステップ（Ｓ３００）と、前記決定された圧縮機１１の周波数を可変させるステップ（Ｓ４００）と、前記可変された圧縮機１１の周波数を用いて室内ファン３５の回転速度を決定するステップ（Ｓ５００）と、決定された室外ファン２２の回転速度、可変された圧縮機１１の周波数および室内ファン３５の回転速度に応じて運転を行うステップ（Ｓ６００）と、室内環境が快適領域の条件を満たすまで前記のステップを繰り返して行うステップ（Ｓ７００）とを含む。ここで、前記Ｓ２００および前記Ｓ３００においては、ファジィ論理アルゴリズムが適用される。
【００２８】
以下、上記の各ステップの詳細を説明する。まず、室外ファンの回転速度を決定するステップ（Ｓ２００）について図２を参照して説明する。
【００２９】
図２は、図１において室外ファンの回転速度を決定する方法を説明するフローチャートである。同図に示したように、室内温度感知センサ（図示せず）で感知された室内温度と使用者がリモコンなどを介して設定した設定温度との差を用いて温度差の算出を行う（Ｓ２１１）。ここで、前記室内温度感知センサは、空調機器の室内熱交換部３０の所定の位置に設けられ、室内に吐出される冷気の温度を感知する。前記温度差（ΔＴ）は、室内温度から設定温度を引いた値であって、ポジティブ値またはネガティブ値となり得る。即ち、室内温度が設定温度より高いと、温度差は、ポジティブ値となり、逆に室内温度が設定温度より低いと、ネガティブ値となる。
【００３０】
前記室内温度感知センサで感知された室内温度と前記室内温度から一定時間前の室内温度とを用いて温度変化率の算出を行う（Ｓ２１６）。即ち、前記温度変化率は、現在感知された室内温度と以前の室内温度との間の経時的変化率を示す。
【００３１】
前記Ｓ２１１において算出した温度差を、複数の温度差閾値と比較し、１つの温度差閾値を選択する（Ｓ２２１、Ｓ２２６）。ここで、前記複数の温度差閾値は、ＮＢ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｂｉｇ）、ＮＳ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｓｍａｌｌ）、ＺＯ（Ｚｅｒｏ）、ＰＳ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｓｍａｌｌ）、ＰＢ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｂｉｇ）に設定されている。ＺＯは、０の温度差を示す。ＮＳは、ＺＯを基準にして温度差が小さいながらネガティブの値を示し、ＮＢは、ＺＯを基準にして温度差が大きいながらネガティブの値を示す。また、ＰＳは、温度差が小さいながらポジティブの値を示し、ＰＢは、温度差が大きいながらポジティブの値を示す。例えば、ＮＳは−１、ＮＢは−３、ＰＳは１、ＰＢは３に、それぞれ設定することができる。
【００３２】
このような温度差を複数の温度差閾値と比較することで、１つの温度差閾値が選択される。例えば、温度差が２で、複数の温度差閾値のうちの１つの温度差閾値がＰＳ（ここでは、１）である場合、１つの閾値ＰＳが選択されるようになる。
【００３３】
前記Ｓ２１６において算出した温度変化率を、複数の温度変化率閾値と比較し、１つの温度変化率閾値を選択する（Ｓ２３１、Ｓ２３６）。ここで、前記複数の温度変化率閾値は、前述の温度差閾値と同様に、 ＮＢ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｂｉｇ）、ＮＳ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｓｍａｌｌ）、ＺＯ（Ｚｅｒｏ）、ＰＳ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｓｍａｌｌ）、ＰＢ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｂｉｇ）に設定されている。ＺＯは、０の温度変化率を示す。ＮＳは、ＺＯを基準にして温度変化率が小さいながらネガティブの値を示し、ＮＢは、ＺＯを基準にして温度変化率が大きいながらネガティブの値を示す。また、ＰＳは、温度変化率が小さいながらポジティブの値を示し、ＰＢは、温度変化率が大きいながらポジティブの値を示す。例えば、ＮＳは−１、ＮＢは−３、ＰＳは１、ＰＢは３に、それぞれ設定することができる。
【００３４】
前記Ｓ２２６において選択された１つの温度差閾値と前記Ｓ２３６において選択された１つの温度変化率閾値とに基づいて温度ファジィ関係テーブルを用いて室外ファンの回転速度を決定する（Ｓ２４１）。例えば、１つの温度差閾値がＰＳで、１つの温度変化率閾値がＰＳであると、図６に示したように、室外ファンの回転速度がＯ３に決定される。前記室外ファンの回転速度は、Ｏ１モードからＯ５モードが存在し得る。このとき、前記室外ファンの回転速度は、Ｏ１モードにおいて最小となり、Ｏ５モードにおいて最大となる。
【００３５】
前記Ｓ２００によれば、温度差がポジティブで大きくなりながら温度変化率がネガティブで大きくなるとき、室外ファンの回転速度は大きくなるが、温度差がネガティブで大きくなりながら温度変化率がポジティブで大きくなるとき、室外ファンの回転速度は小さくなる。
【００３６】
次に、圧縮機の周波数を決定するステップ（Ｓ３００）を、図３を参照して説明する。図３は、図１において圧縮機の周波数を決定する方法を説明するフローチャートである。同図に示したように、室内湿度感知センサ（図示せず）で感知された室内湿度と使用者がリモコンなどを介して設定した設定湿度との差を用いて湿度差の算出を行う（Ｓ３１１）。ここで、前記室内湿度感知センサは、空調機器の室内熱交換部３０の所定の位置に設けられる。前記湿度差（ΔＨ）は、室内湿度から設定湿度を引いた値であって、ポジティブ値またはネガティブ値となり得る。即ち、室内湿度が設定湿度より高いと、湿度差は、ポジティブ値となり、逆に室内湿度が設定湿度より低いと、ネガティブ値となる。
【００３７】
前記室内湿度感知センサで感知された室内湿度（ΔＨ）と前記室内湿度から一定時間前の室内湿度とを用いて湿度変化率の算出を行う（Ｓ３１６）。即ち、前記湿度変化率は、現在感知された室内湿度と以前の室内湿度との間の経時的変化率を示す。
【００３８】
前記Ｓ３２１において算出した湿度差を、複数の湿度差閾値と比較し、１つの湿度差閾値を選択する（Ｓ３２１、Ｓ３２６）。ここで、前記複数の湿度差閾値は、ＮＢ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｂｉｇ）、ＮＳ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｓｍａｌｌ）、ＺＯ（Ｚｅｒｏ）、ＰＳ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｓｍａｌｌ）、ＰＢ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｂｉｇ）に設定されている。ＺＯは、０の湿度差を示す。ＮＳは、ＺＯを基準にして湿度差が小さいながらネガティブの値を示し、ＮＢは、ＺＯを基準にして湿度差が大きいながらネガティブの値を示す。また、ＰＳは、湿度差が小さいながらポジティブの値を示し、ＰＢは、湿度差が大きいながらポジティブの値を示す。例えば、ＮＳは−１、ＮＢは−３、ＰＳは１、ＰＢは３に、それぞれ設定することができる。
【００３９】
前記Ｓ３１６において算出した湿度変化率を、複数の湿度変化率閾値と比較し、１つの湿度変化率閾値を選択する（Ｓ３３１、Ｓ３３６）。ここで、前記複数の湿度変化率閾値は、前述の湿度差閾値と同様に、ＮＢ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｂｉｇ）、ＮＳ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｓｍａｌｌ）、ＺＯ（Ｚｅｒｏ）、ＰＳ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｓｍａｌｌ）、ＰＢ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｂｉｇ）に設定されている。ＺＯは、０の湿度変化率を示す。ＮＳは、ＺＯを基準にして湿度変化率が小さいながらネガティブの値を示し、ＮＢは、ＺＯを基準にして湿度変化率が大きいながらネガティブの値を示す。また、ＰＳは、湿度変化率が小さいながらポジティブの値を示し、ＰＢは、湿度変化率が大きいながらポジティブの値を示す。例えば、ＮＳは−１、ＮＢは−３、ＰＳは１、ＰＢは３に、それぞれ設定することができる。
【００４０】
前記Ｓ３２６において選択された１つの湿度差閾値と前記Ｓ３３６において選択された１つの湿度変化率閾値とに基づいて湿度ファジィ関係テーブルを用いて圧縮機の周波数を決定する（Ｓ３４１）。例えば、１つの湿度差閾値がＰＳで、１つの湿度変化率閾値がＰＳであると、図７に示したように、圧縮機の周波数がＦ３に決定される。前記圧縮機の周波数は、Ｆ１からＦ５のモードが存在し得る。このとき、前記圧縮機の周波数は、Ｆ１モードにおいて最小となり、Ｆ５モードにおいて最大となる。
【００４１】
前記Ｓ３００によれば、湿度差がポジティブで大きくなりながら湿度変化率がネガティブで大きくなるとき、室外ファンの回転速度は大きくなるが、湿度差がネガティブで大きくなりながら湿度変化率がポジティブで大きくなるとき、室外ファンの回転速度は小さくなる。
【００４２】
次に、前記決定された圧縮機の周波数を可変させるステップ（Ｓ４００）を、図４を参照して説明する。
図４は、図１において圧縮機の周波数を可変させる方法を説明するフローチャートである。同図に示したように、室外温度感知センサ（図示せず）で室外温度を感知し、この感知された室外温度が第１の室外温度閾値（Ｔ１）より低いかどうかを判断する（Ｓ４１１、Ｓ４１６）。前記室外温度感知センサは、空調機器の室外熱交換部２０の所定の位置に設けられ、室外に吐き出される冷気の温度を感知する。
【００４３】
前記室外温度が前記第１の室外温度閾値（Ｔ１）より低い時、前記決定された圧縮機の周波数から１モード減少した、新しい圧縮機の周波数に決定される（Ｓ４２１）。例えば、前記決定された圧縮機の周波数がＦ３であれば、新しい圧縮機の周波数は、Ｆ２と決定される。
【００４４】
前記室外温度が前記第１の室外温度閾値より高い時、前記室外温度が第２の室外温度閾値（Ｔ２）より低いかどうかを判断する（Ｓ４２６）。ここで、好ましくは、前記第２の室外温度閾値（Ｔ２）は、前記第１の室外温度閾値（Ｔ１）より高い。
【００４５】
前記室外温度が前記第２の室外温度閾値（Ｔ２）より低い時、前記決定された圧縮機の周波数をそのまま圧縮機の周波数に決定する（Ｓ４３１）。即ち、前記室外温度が、前記第１の室外温度閾値（Ｔ１）と前記第２の室外温度閾値（Ｔ２）との間に存在すると、前記決定された圧縮機の周波数はそのまま使用されるようになる。
【００４６】
前記室外温度が前記第２の室外温度閾値（Ｔ２）より高い時、前記決定された圧縮機の周波数は、１モード増加した、新しい圧縮機の周波数に決定される（Ｓ４３６）。
【００４７】
前記Ｓ４００によれば、前記予め設定された第１の室外温度閾値および第２の室外温度閾値を用いて室外温度感知センサで感知された室外温度との比較を行うことで上記で決定された圧縮機の周波数を調節する。このように、前記圧縮機を駆動させる周波数を調節することによって、消費電力が低減が可能で、電力の効率を極大化することができる。
【００４８】
なお、前記Ｓ４００は、節電のためのステップであって、このような節電を必要としない環境では使用しなくても良い。即ち、Ｓ３００において決定された圧縮機の周波数を用いて圧縮機を駆動させることができる。
【００４９】
次いで、前記可変された圧縮機の周波数を用いて室内ファンの回転速度を決定するステップ（Ｓ５００）を、図５を参照して説明する。
図５は、図１において室内ファンの回転速度を決定する方法を説明するフローチャートである。同図に示したように、前記Ｓ４００において可変された圧縮機の周波数を複数の周波数閾値と比較し、１つの周波数閾値を選択する（Ｓ５１１、Ｓ５１６）。ここで、前記複数の周波数閾値は、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５に設定されることができる。Ｆ１が最低の周波数閾値であり、Ｆ１を基準にしてＦ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５のように周波数閾値が増加していく。
【００５０】
前記１つの周波数閾値を用いて室内ファンの回転速度を決定する（Ｓ５２１）。一般に、前記周波数と室内ファンの回転速度とは、比例の関係が成立する。これによって、前記室内ファンの回転速度と相応されるように前記複数の周波数閾値を格納することができる。即ち、Ｆ５とＩ６、Ｆ４とＩ５、Ｆ３とＩ４、Ｆ２とＩ３、Ｆ１とＩ２、Ｆ０とＩ１のようになる。このように、周波数閾値と相応して格納される室内ファンの回転速度は、前記可変された圧縮機の周波数が前記複数の閾値のうちのいずれか１つの閾値より高い場合、その１つの閾値に相応して格納された室内ファンの回転速度が決定されるようになる。例えば、前記可変された圧縮機の周波数がＦ３より高い時、前記室内ファンの回転速度はＩ４の回転速度と決定され得る。
【００５１】
前記Ｓ２００、Ｓ４００、Ｓ５００から算出した室外ファンの回転速度、可変された圧縮機の周波数および室内ファンの回転速度を用いて空調機器を運転させる（Ｓ６００）。即ち、前記室外ファンの回転速度に応じて前記室外ファンが駆動され、前記可変された圧縮機の周波数に応じて圧縮機が駆動され、前記室内ファンの回転速度に応じて室内ファンが駆動される。
【００５２】
前記室外ファン、圧縮機および室内ファンが変更された情報（室外ファンの回転速度、可変された圧縮機の周波数および室内ファンの回転速度）に応じて駆動されるため、前記室内湿度および前記室内温度が変化することは明らかである。
【００５３】
このように空調機器を運転させることで、変更された室内温度および室内湿度を感知して現在の室内温度および室内湿度を含む室内環境が快適領域の条件を満たしているかどうかを判断する（Ｓ７００）。ここで、前記快適領域条件は、図８に示したように、室内温度が２４〜２６℃で 、室内湿度が４０〜６０％である領域を意味する。
【００５４】
したがって、空調機器は、前記変更された室内温度および室内湿度が快適領域条件を満たしているかどうかを判断して、条件を満たすまで前記Ｓ２００、Ｓ３００、Ｓ４００、Ｓ５００およびＳ６００を繰り返して行う。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、快適領域条件を満たすまで室外ファンの回転速度、圧縮機の周波数および室内ファンの回転速度を変更させることによって、使用者に快適な室内環境を提供するように持続的に室内除湿および定温がもち続ける効果を奏する。
【００５６】
また、従来のものに比べて消費電力が２０〜３０％程度低下し、使用者に一層満足感を与える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施形態による空調機器の運転方法を示す図である。
【図２】図１において室外ファンの回転速度を決定する方法を説明するフローチャートである。
【図３】図１において圧縮機の周波数を決定する方法を説明するフローチャートである。
【図４】図１において圧縮機の周波数を可変させる方法を説明するフローチャートである。
【図５】図１において室内ファンの回転速度を決定する方法を説明するフローチャートである。
【図６】図１において室外ファンの回転速度を決定するために使用される温度ファジィ関係テーブルを示す図である。
【図７】図１において圧縮機の周波数を決定するために使用される湿度ファジィ関係テーブルを示す図である。
【図８】図１において快適領域を維持するために使用される快適領域条件を示すグラフである。
【図９】従来の空調機器を概略的に示す図である。
【符号の説明】
１０…圧縮部
１１…圧縮機
１２…４方向弁
２０…室外熱交換部
２２…室外ファン
３０…室内熱交換部
３１…第１の熱交換器
３２…第２の熱交換器
３３…室内膨張器
３４…第２弁
３５…室内ファン
３７…室内膨張部
４０…膨張部
４１…キャピラリーチューブ
４２…第１弁
Claims (20)
- （ａ）温度差および温度変化率に基づいて温度ファジィ関係テーブルを用いて室外ファンの回転速度を決定するステップと、
（ｂ）湿度差および湿度変化率に基づいて湿度ファジィ関係テーブルを用いて圧縮機の周波数を決定するステップと、
（ｃ）室外温度を用いて前記決定された圧縮機の周波数を可変させるステップと、
（ｄ）前記可変された圧縮機の周波数に比例する室内ファンの回転速度を決定するステップと、
（ｅ）前記室外ファンの回転速度、前記可変された圧縮機の周波数および前記室内ファンの回転速度に応じて運転を行うステップと、
（ｆ）運転の結果、現在の室内環境が快適領域の条件を満たしているかどうかを判断するステップと、
（ｇ）現在の室内環境が快適領域の条件を満たすまで上記のステップを繰返して行うステップと、
を含むとともに、
前記ステップ（ｃ）において前記室外温度が第１の室外温度閾値以下である場合前記圧縮機の周波数は相対的に減少され、前記ステップ（ｃ）において前記室外温度が第２の室外温度閾値以上である場合前記圧縮機の周波数は相対的に増加され、前記ステップ（ｃ）において前記室外温度が前記第１の室外温度閾値と前記第２の室外温度閾値との間にある場合前記圧縮機の周波数は可変されないことを特徴とする節電除湿用空気調和機の運転方法。 - 前記室外ファンの回転速度は、ファジィ論理アルゴリズムを用いて決定されることを特徴とする請求項１に記載の節電除湿用空気調和機の運転方法。
- 前記圧縮機の周波数は、ファジィ論理アルゴリズムを用いて決定されることを特徴とする請求項１に記載の節電除湿用空気調和機の運転方法。
- 前記ステップ（ａ）において前記温度差は、室内温度感知センサで感知された室内温度と使用者によって設定された設定温度との差であることを特徴とする請求項１に記載の節電除湿用空気調和機の運転方法。
- 前記ステップ（ａ）において前記温度変化率は、前記室内温度と前記室内温度から一定時間前の室内温度との経時的変化率であることを特徴とする請求項１に記載の節電除湿用空気調和機の運転方法。
- 前記ステップ（ｂ）において前記湿度差は、室内湿度感知センサで感知された室内湿度と使用者によって設定された設定湿度との差であることを特徴とする請求項１に記載の節電除湿用空気調和機の運転方法。
- 前記ステップ（ｂ）において前記湿度変化率は、前記室内湿度と前記室内湿度から一定時間前の室内湿度との経時的変化率であることを特徴とする請求項１に記載の節電除湿用空気調和機の運転方法。
- 前記ステップ（ａ）において前記温度ファジィ関係テーブルには、前記温度差および前記温度変化率に対する室外ファンの回転速度が格納されていることを特徴とする請求項１に記載の節電除湿用空気調和機の運転方法。
- 前記ステップ（ｂ）において前記湿度ファジィ関係テーブルには、前記湿度差および前記湿度変化率に対する圧縮機の周波数が格納されていることを特徴とする請求項１に記載の節電除湿用空気調和機の運転方法。
- 前記ステップ（ａ）は、
前記温度差を複数の温度差閾値と比較して１つの温度差閾値を選択するステップと、
前記温度変化率を複数の温度変化率閾値と比較して１つの温度変化率閾値を選択するステップと、
前記温度ファジィ関係テーブルから前記１つの温度差閾値および前記１つの温度変化率閾値に相応する室外ファン回転速度を決定するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の節電除湿用空気調和機の運転方法。 - 前記ステップ（ｂ）は、
前記湿度差を複数の湿度差閾値と比較して１つの湿度差閾値を選択するステップと、
前記湿度変化率を複数の湿度変化率閾値と比較して１つの湿度変化率閾値を選択するステップと、
前記湿度ファジィ関係テーブルから前記１つの湿度差閾値および前記１つの湿度変化率に相応する圧縮機の周波数を決定するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の節電除湿用空気調和機の運転方法。 - 前記ステップ（ｄ）は、前記可変された圧縮機の周波数を複数の周波数閾値と比較して１つの周波数閾値を選択するステップと、
前記１つの周波数閾値に相応する室内ファンの回転速度を決定するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の節電除湿用空気調和機の運転方法。 - 前記複数の周波数閾値は、室内ファンの回転速度とそれぞれ相応して格納されることを特徴とする請求項１２に記載の節電除湿用空気調和機の運転方法。
- 前記ステップ（ｅ）において前記室外ファンの回転速度に応じて室外ファンが駆動されることを特徴とする請求項１に記載の節電除湿用空気調和機の運転方法。
- 前記ステップ（ｅ）において前記可変された圧縮機の周波数に応じて圧縮機が駆動されることを特徴とする請求項１に記載の節電除湿用空気調和機の運転方法。
- 前記ステップ（ｅ）において前記室内ファンの回転速度に応じて室内ファンが駆動されることを特徴とする請求項１に記載の節電除湿用空気調和機の運転方法。
- 前記ステップ（ｆ）において前記快適領域の条件は、２４〜２６℃の室内温度および４０〜６０％の室内湿度であることを特徴とする請求項１に記載の節電除湿用空気調和機の運転方法。
- （ａ）温度差および温度変化率に基づいて温度ファジィ関係テーブルを用いて室外ファンの回転速度を決定するステップと、
（ｂ）湿度差および湿度変化率に基づいて湿度ファジィ関係テーブルを用いて圧縮機の周波数を決定するステップと、
（ｃ）前記圧縮機の周波数に比例する室内ファンの回転速度を決定するステップと、
（ｄ）前記室外ファンの回転速度、前記圧縮機の周波数および前記室内ファンの回転速度に応じて運転を行うステップと、
（ｅ）運転の結果、現在の室内環境が快適領域の条件を満たしているかどうかを判断するステップと、
（ｆ）現在の室内環境が快適領域の条件を満たすまで上記のステップを繰返して行うステップと、
を含むともに
前記ステップ（ｃ）において室外温度の高低に応じて前記圧縮機の周波数が増減され、前記室外温度が高になると前記圧縮機の周波数が増加され前記室外温度が低になると前記圧縮機の周波数が減少されることを特徴とする節電除湿用空気調和機の運転方法。 - 前記ステップ（ａ）は、
前記温度差を複数の温度差閾値と比較して１つの温度差閾値を選択するステップと、
前記温度変化率を複数の温度変化率閾値と比較して１つの温度変化率閾値を選択するステップと、
前記温度ファジィ関係テーブルから前記１つの温度差閾値および前記１つの温度変化率閾値に相応する室外ファン回転速度を決定するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１８に記載の節電除湿用空気調和機の運転方法。 - 前記ステップ（ｂ）は、
前記湿度差を複数の湿度差閾値と比較して１つの湿度差閾値を選択するステップと、
前記湿度変化率を複数の湿度変化率閾値と比較して１つの湿度変化率閾値を選択するステップと、
前記湿度ファジィ関係テーブルから前記１つの湿度差閾値および前記１つの湿度変化率に相応する圧縮機の周波数を決定するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１８に記載の節電除湿用空気調和機の運転方法。
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