JP4432773B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、外気温度を予測して運転制御を行う空気調和機に関するものである。

従来、この種の空気調和機は室外熱交温度センサによる室外熱交換器温度から外気温度を推定して運転制御を行っている（例えば、特許文献１参照）。

図６は、特許文献１に記載された従来の空気調和機の室外熱交換器温度と運転停止からの経過時間との相関図を示すものである。
特開平７−１２００８０号公報

しかしながら、前記従来の方法では、運転停止から室外熱交換器温度が外気温度に近づくまでに長時間必要とするので、前の運転時の外気温度をそのまま流用しており、外気温度が変化しても外気温度を再推定して更新することができないという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、外気温度センサを使用せずに、圧縮機起動の際には毎回外気温度を更新することを可能とした空気調和機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、圧縮機起動前、または、圧縮機停止後に室外ファンを所定時間運転して外気を筐体内の室外熱交換器に送り込み、室外熱交換器温度を外気温度に近づけてから、圧縮機起動時の室外熱交換器温度を外気温度として更新するものである。

これによって、短時間で室外熱交換器温度と外気温度を近づけることができ、圧縮機起動の際には毎回外気温度を更新することが可能となる。

本発明の空気調和機は、外気温度センサを使用せずに外気温度を推定し、圧縮機起動の際には毎回外気温度を更新することができる。このため、センサ、ホルダ、電装品を含むコストの削減が可能となり。また、複雑な計算式を使用していない為にソフトの簡素化が可能となり外気温度センサを有する機種とのソフトの共用可が図れる、加えて、室外ファンを駆動させることにより検知精度をあげることが可能となる。

第１の発明は、圧縮機起動前に室外ファンを所定時間(Ｔａ)運転することにより、外気温度と室外熱交換器温度を近づけることができ、検知精度を高めることが可能となる。

第２の発明は圧縮機停止後、室外ファンを所定時間(Ｔｂ)運転することにより、冷媒の均圧を促進することとなり短時間で室外熱交換器温度を外気温度に近づけることができ、圧縮機再起動の際には毎回外気温度を再推定することで検知精度を高めることが可能となる。

第３の発明は、第1、第２の発明を組み合わせることにより、より精度よく外気温度を
推定することが可能となる。

第４の発明は、室外熱交換器温度により、室外ファンの運転時間(Ｔａ,Ｔｂ)を変更することで、室外熱交換器温度を外気温度に確実に近づけ検知精度を高めることができる。

第５の発明は、室外熱交換器温度により、室外ファンの回転数を変更することで、室外熱交換器温度を外気温度に確実に近づけ検知精度を高めることができる。

第６の発明は、特に、第１〜５の発明の空気調和機を所定時間(ｔｃ)圧縮機が連続運転した際に圧縮機を一旦停止させ、外気温度を再推定することにより、一定の周期で外気温度を更新することができる。

第７の発明は、特に、第６の発明の空気調和機を、除霜運転中は圧縮機停止とみなさないことにより、除霜運転中に圧縮機が停止しても外気温度が更新されなくなり外気温度の誤検知を避けることができる。

第８の発明は、第６または７の発明の室外機において、室外熱交換器温度が所定温度(Ｔａ)以下になった場合、所定時間(Ｔｃ)連続運転後も圧縮機を停止させないことにより、除霜運転直前の圧縮機停止を避けることができ、除霜運転を確実に行うことができる。

第９の発明は、第８の発明の室外機において、室外熱交換器温度が所定温度Ｔｂ
(>Ｔａ)を上回ったときに圧縮機を停止させることにより、配管温度のハンチングによる誤動作を避けることが出来る。

第１０の発明は、第６〜９の発明の室外機において、除霜運転中は圧縮機を停止させないことで、除霜動作を確実に行うことができる。

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

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における空気調和機のフローチャート、図２、図３はタイムチャートを示すものである。

図１において、ＳＴ０１で、圧縮機起動前に室外ファンを所定時間(Ｔａ)運転する。その後、ＳＴ０２で室外熱交換器温度を外気温度として採用し、ＳＴ０３で圧縮機を起動する。

ＳＴ０４で、圧縮機の連続運転時間がｔｃに達した場合、ＳＴ０５へと進む。ただし、ｔｃ以前に圧縮機が停止した場合には、ＳＴ０１へ戻る（図示せず）。ＳＴ０５では、室外配管温度がＴａ以下かどうかを判定し、Ｔａ以下であればＳＴ０６へ、そうでなければＳＴ０７へと進む。ＳＴ０６で、配管温度がＴｂ以上になった場合、ＳＴ０７へ進む。ＳＴ０７では、除霜運転中かどうかを判別している。除霜運転中である場合には、ＳＴ８へ進み、除霜運転中ではない場合にはＳＴ０９へ進む。ＳＴ０８では、除霜運転の終了を判定し、終了した場合にＳＴ０９へと進む。

ＳＴ０９で、外気温度の更新を行う作業へ入るために、圧縮機を強制的に停止させる。ＳＴ１０では、冷媒の均圧促進のために室外ファンをＴａ間運転させる。その後ＳＴ０１にもどり同様の手順で外気温度を更新する。

ここで、除霜運転とは、暖房運転中に、室外熱交換器に発生した霜による熱交換器能力低下を防ぐ為、暖房運転中に所定時間冷房運転を行い室外熱交換器を加熱することにより、室外熱交換器に発生した霜を除去する運転制御で、具体的には、暖房運転中に四方弁を切り替えて冷房運転を行うことである。これにより、室外の熱交換器温度が上がり、室外熱交換器に発生した霜を除霜することができる。

図２は、タイムチャートである。圧縮機が連続ｔｃ間運転した時点で上昇している配管温度は、圧縮機停止後室外ファンをＴｂ間運転する間に均圧により外気温度と近づき、圧縮機再起動の瞬間に外気温度を更新する。

図３は、配管温度がＴａ以下になった場合のタイムチャートである。 ｔｃ経過後も圧縮機停止は行わずに、配管温度が、Ｔｂを超えた場合に圧縮機を停止させる。ただし、Ｔｂを越えた時点で、除霜運転中であった場合には、除霜運転が終了した後に圧縮機を停止させる。

以上のように、本実施の形態においては、圧縮機起動前及び圧縮機停止後に室外ファンを所定時間運転して外気を筐体内の室外熱交換器に送り込み、室外熱交換器温度を外気温度に近づけてから、圧縮機起動時の室外熱交換器温度を外気温度として更新するものである。

これによって、短時間で室外熱交換器温度と外気温度を近づけることができ、圧縮機起動の際には毎回外気温度を更新することが可能となる。

また、圧縮機が所定時間(ｔｃ)以上連続運転した際には、圧縮機を一旦停止させ、室外ファンを所定時間駆動して、室外熱交換器温度を再測定して外気温度を再推定することで外気温の変動に対応して、外気温度を更新することが可能となる。

その際、除霜運転で圧縮機が停止した場合には、圧縮機停止とみなさないことで、除霜運転を妨げない制御とするものである。

また、室外熱交換器温度が所定温度(Ｔａ)以下になった場合には、圧縮機が所定時間(ｔｃ)以上連続運転した後であっても圧縮機を停止させないことで不必要な運転停止を避け、快適な空調制御を可能とするものである。

更に、室外熱交換器温度が所定温度Ｔｂ(>Ｔａ)を上回った場合には圧縮機を停止させ、また、圧縮機が所定時間(ｔｃ)以上連続運転し、かつその際に除霜運転を行った場合には除霜運転終了後に、室外熱交換器温度を再測定して外気温度を再推定することで、必要時には外気温の再推定を行うような制御を追加するものである。

以上のような制御により、外気温度センサを使用せずに外気温度を推定し、圧縮機起動の際には毎回外気温度を更新することができる。このため、センサ、ホルダ、電装品を含むコストの削減が可能となり。また、複雑な計算式を使用していない為にソフトの簡素化が可能となり外気温度センサを有する機種とのソフトの共用可が図れる、加えて、室外ファンを駆動させることにより検知精度をあげることが可能となる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態における室外熱交換器温度と室外ファンの運転時間（ｔａまたは、ｔｂ）との相関図を示すものである。

室外熱交換器温度が高いほど、室外ファンの運転時間を伸ばし、放熱を促進し検知精度
を高めることが可能となる。従って、外気温度センサを使用せずに外気温度を推定し、圧縮機起動の際には毎回外気温度を更新することができる。このため、センサ、ホルダ、電装品を含むコストの削減が可能となり。また、複雑な計算式を使用していない為にソフトの簡素化が可能となり外気温度センサを有する機種とのソフトの共用可が図れる、加えて、室外ファンを駆動させることにより検知精度をあげることが可能となる。

（実施の形態３）
図５は、本発明の第３の実施の形態における室外熱交換器温度と室外ファンの回転数の相関図を示すものである。
室外熱交換器温度が高いほど、室外ファンの回転数を増加させ、放熱を促進し検知精度を高めることが可能となる。従って、外気温度センサを使用せずに外気温度を推定し、圧縮機起動の際には毎回外気温度を更新することができる。このため、センサ、ホルダ、電装品を含むコストの削減が可能となり、また、複雑な計算式を使用していない為にソフトの簡素化が可能となり外気温度センサを有する機種とのソフトの共用可が図れる、加えて、室外ファンを駆動させることにより検知精度をあげることが可能となる。

以上のように、本発明にかかる空気調和機は、外気温度センサを使用せずに外気温度の推定が可能となるので、除湿機等の用途にも適用できる。

本発明の第１の実施の形態におけるフローチャート 本発明の第１の実施の形態におけるタイムチャート 本発明の第１の実施の形態における室外熱交換器温度Ｔａ以下時のタイムチャート 本発明の第２の実施の形態における室外熱交換器温度と室外ファンの運転時間との相関図 本発明の第３の実施の形態における室外熱交換器温度と室外ファンの回転数の相関図 従来の空気調和機の室外熱交換器温度と運転停止からの経過時間との相関図

Claims (9)

1. 圧縮機と室外熱交換器と室外ファン及び前記室外熱交換器の温度を検出する室外熱交換器温度検出手段を備え、前記圧縮機起動前に、前記室外ファンを所定時間(ｔａ)運転して前記室外熱交換器温度検出手段より得られた室外熱交換器の温度から、前記圧縮機運転中の外気温度を推定するものであって、圧縮機停止後、もしくは、前記圧縮機起動前でかつ室外ファン起動時の熱交換器温度に応じて、前記圧縮機起動前の前記室外ファンの運転時間ｔａ、ｔｂを可変する事を特徴とする空気調和機。
2. 圧縮機と室外熱交換器と室外ファン及び前記室外熱交換器の温度を検出する室外熱交換器温度検出手段を備え、前記圧縮機停止後に、前記室外ファンを所定時間(ｔｂ)運転して、圧縮機再起動前に前記室外熱交換器温度検出手段より得られた室外熱交換器の温度から、前記圧縮機運転中の外気温度を推定する事を特徴とする空気調和機。
3. 圧縮機と室外熱交換器と室外ファン及び前記室外熱交換器の温度を検出する室外熱交換器温度検出手段を備え、前記圧縮機停止後に、前記室外ファンを所定時間(ｔｂ)運転して、圧縮機再起動前に前記室外熱交換器温度検出手段より得られた室外熱交換器の温度から、前記圧縮機運転中の外気温度を推定する事を特徴とする請求項1に記載の空気調和機。
4. 圧縮機停止後、もしくは、前記圧縮機起動前でかつ室外ファン起動時の熱交換器温度に応じて、前記室外ファンの回転数を可変することを特徴とする請求項１〜３に記載の空気調和機。
5. 圧縮機が所定時間(ｔｃ)以上連続運転した際には、前記圧縮機を一旦停止させ、室外ファンを所定時間駆動して、室外熱交換器温度を再測定して外気温度を再推定することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気調和機。
6. 室外熱交換器除霜の為の制御運転であって（以下、除霜運転とする）圧縮機が停止した場合には、圧縮機停止とみなさない請求項５に記載の空気調和機。
7. 室外熱交換器温度が所定温度(Ｔａ)以下になった場合、圧縮機が所定時間(ｔｃ)以上連続
   運転した後であっても前記圧縮機を停止させないことを特徴とした、請求項５または６に記載の空気調和機。
8. 室外熱交換器温度が所定温度Ｔｂ(>Ｔａ)を上回ったときには圧縮機を停止させ、前記室
   外熱交換器温度を再測定して外気温度を再推定することを特徴とした、請求項７に記載の空気調和機。
9. 圧縮機が所定時間(ｔｃ)以上連続運転し、かつその際に除霜運転を行った場合には、除霜運転終了後、室外熱交換器温度を再測定して外気温度を再推定することを特徴とした請求項５〜８に記載の空気調和機。