JP4650649B2

JP4650649B2 - 空気調和装置

Info

Publication number: JP4650649B2
Application number: JP2000211464A
Authority: JP
Inventors: 則博竹仲
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2000-07-12
Filing date: 2000-07-12
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2020-07-12
Also published as: WO2002004874A1; AU2001269514A1; JP2002022243A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は送風機により熱交換器に風を送る空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
例えば室外に配置される空気調和装置では、熱交換器を含む風路に風を送るために一定の方向に回転する送風機を有している。この種の送風機として、外気の温度に応じて送風機を目標回転数に制御するインバータ方式のものがある。
ところで、空気調和装置は、建物の屋上その他の強い風が吹く傾向にある場所に設置される場合があり、この場合、送風機が逆風にさらされることがある。弱い逆風のときには、モータの負荷を多少大きくするだけでモータを目標回転数に維持することが可能であり、十分に対応できる。
【０００３】
しかし、強い逆風のときには、目標回転数に維持することが困難となるので、熱交換器を通過する風量が低下し、熱交換能力が低下する。また、通例、空気調和装置の風路内には、インバータ制御回路の部品を冷却するための放熱フィンが配置されているが、強い逆風のときには放熱フィンへの風量が低下するため、保護回路が働いて圧縮機が停止するおそれがある。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、逆風時の熱交換能力の低下を抑制するとともに信頼性を向上させることのできる空気調和装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、熱交換器を含む風路に風を送る送風機と、逆風検知手段と、逆風検知手段からの信号に応じて送風機を制御する逆風モードを有する送風機制御手段とを備え、送風機を風路に複数並列に配置すると共に、各送風機にそれぞれ対応してモータ、回転数検知手段および送風機制御手段を設けることを特徴とするものである。逆風とは送風機の通常の送風方向（順方向）と反対の方向に流れる風のことである。本発明では、逆風モードで送風機を停止させたり、或いは逆回転させたりすることにより、逆風を利用して熱交換器に通常流れる方向とは逆の方向に空気を流すことができる。これにより、逆風時にも熱交換器の熱交換能力を維持でき、ひいては圧縮機の停止といった事態が生ずることを防止できる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１において、何れかの送風機制御手段が逆風モードに移行することに応じて、残りの送風機制御手段も逆風モードに移行することを特徴とする。仮に、何れかの送風機が逆風モードで逆風等により逆回転していて、残りの送風機が順回転するとすると、互いに送方向に回転する送風機同士の間で気流のショートサーキットによる偏流が生じ、熱交換器への通風量が不足するおそれがある。これに対して、本発明では、全ての送風機制御手段が逆風モードに移行するので、ショートサーキットによる通風量不足が生ずることがない。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１において、何れかの送風機制御手段が逆風モードに移行した状態が所定時間継続すると、残りの送風機制御手段も逆風モードに移行することを特徴とする。もともと、屋外に吹く風の風向きや風速等は変動し易い。そこで、本発明では、所定時間、逆風の状態を見てから全部の送風機を停止等させるようにし、万全を期している。
請求項４記載の発明は、請求項１において、各送風機に対応してそれぞれ逆風検知手段を設けることを特徴とする。周囲の障害物等の状況によって、各送風機が受ける逆風には、相当量の差があるが、本発明では、何れの送風機が強い逆風を受けても、これを検知することができる。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項４において、各送風機制御手段はそれぞれ対応する逆風検知手段からの信号に応じて、互いに独立して逆風モードに移行するとを特徴とする。本発明では、強い逆風を受けた送風機は、他の送風機から独立して逆風モードで制御されることになる。
請求項６記載の発明は、請求項５において、各送風機制御手段は、別の送風機制御手段が通常モード又は逆風モードで停止している状態で、逆風モードに移行する場合があることを特徴とする。通常モードにおいても、省エネのために一部の送風機の駆動が停止されている場合があるが、このような場合にも、運転中の送風機が逆風モードに移行し得るという趣旨である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の一実施の形態の空気調和装置であり、室外に配置される。空気調和装置１は、本体としてのハウジング２を備えており、ハウジング２内には、風路３が区画されている。風路３は、ハウジング２の相対向する第１および第２の面２ａ，２ｂにそれぞれ吸込口４および吹出口５を設けて外部に開放している。第１の面３ａの吸込口４には、例えばフィンコイル式の熱交換器６が配置されている。また、風路３には、上下に複数段の送風機６，７が並列に配置されている。
【００１２】
送風機６，７は、屋外の空気を熱交換器６および吸込口４を介してハウジング２内に吸い込み、吹出口５から排出するように、通常、順方向の気流Ｆ１を生成するように設定されている。屋外の空気が熱交換器６を通過するときに、熱交換器６は内部を流れる冷媒と屋外の空気との間で熱交換させる。９はハウジング２内の風路３内に配置された放熱フィンであり、この放熱フィン９はインバータ制御のための回路（後述する送風機制御部１４，１５に相当）を冷却するためのものである。１０はハウジング２の所定部に配置される外気温センサである。
【００１３】
各送風機６，７は対応するＤＣモータからなるモータ１１，１２により駆動される。１３は各モータ１１，１２の回転数をそれぞれ検出するための速度センサであり、例えばＤＣタコジェネレータ、パルスジェネレータ、ロータリエンコーダ等が用いられる。
次いで、図２のブロック図を参照して、送風機制御の電気的構成について説明する。本実施の形態の送風機制御では、直流に変換した電圧をパルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Wide Modulation)して、ＤＣモータからなる各モータ１１，１２への電圧を制御する方式に則して説明するが、これに限定されるものではなく、ＡＣモータをパルス幅制御やベクトル制御するものであっても良い。
【００１４】
各モータ１１，１２にそれぞれ対応する送風機制御部１４，１５にはそれぞれ、外気温センサ１０、速度センサ１３、電流センサ１６が接続され、これらのセンサ１０，１３，１６からの信号がそれぞれ入力される。また、各送風機制御部１４，１５はそれぞれドライバ１７を介して、例えばトランジスタ等からなる変調部１８に接続されている。電圧制御されて対応するモータ１１，１２に供給される電力の電流値は、各電流センサ１６により検出され、対応する送風機制御部１４，１５にフィードバックされる。
【００１５】
各送風機制御部１４，１５はそれぞれ、外気温センサ１０、速度センサ１３、電流センサ１６からの信号を入力し、整流器１９を介して直流に変換された電圧を、変調部１８によりパルス幅変調して、モータ１１，１２への電圧を制御し、モータ１１，１２を速度制御する。
また、各送風機制御部１４，１５には、後述する逆風モードへの切り換え信号を互いに授受するための送受信部２０が設けられている。また、各送受信部２０には、保護回路の作動信号が入力されるようになっている。
【００１６】
各送風制御部１４，１５は、対応するモータ１１，１２を目標回転数に近づける通常モードを有している。目標回転数は外気温センサ１０により検出される外気温に基づいて設定され、各送風制御部１４，１５は、対応する速度センサ１３により検出された回転数と上記の目標回転数との偏差に応じて、各モータ１１，１２に印加する電圧を制御する。通常モードには、一部の送風機のみを駆動し、残りの送風機を停止させて省エネを図る場合が含まれている。
【００１７】
また、各送風制御部１４，１５は、対応する速度センサ１３により検出された回転数と上記の目標回転数との偏差に基づいて逆風の強さを検知し、強逆風の検知に応じて送風機７，８を例えば停止させる逆風モードに移行する。ただし、逆風モードでは、各送風機７，８をそれぞれ逆回転方向に駆動しても良い。
なお、逆風を検知するのに、上記の回転数の偏差を用いずに、各モータ１１，１２に流れる電流値を用いても良い。これは、強逆風時には、モータを目標回転数に維持するためにモータの負荷が大きくなり、モータに流れる電流値が増大するので、これを検知しようとする趣旨である。モータの電流値は、もともとモータの制御に利用しているものなので、構造を複雑にすることなく容易に逆風を検知できる。
【００１８】
次いで、図３のフローチャートを参照して、送風機制御の流れについて説明する。各送風機１１，１２が運転されている通常モード中では、各送風機１１，１２が受けている逆風の強さが個別に監視されており（ステップＳ１）、所定の強さを超える逆風が検知されると、保護回路の作動を条件として（ステップＳ２）、逆風モードに移行し、全ての送風機７，８の停止が設定されているか否かを確認した（ステップＳ３）後、全ての送風機７，８の駆動を停止させる（ステップＳ４）。
【００１９】
これにより、図４に示すように、逆風Ｒを利用して熱交換器６に通常流れる方向とは逆の方向に気流Ｒ１を流すことができる。その結果、強逆風時にも熱交換器６への通風量を確保して熱交換器６の熱交換能力を維持でき、ひいては圧縮機の停止という事態を回避することができる。
逆風モード中は、各送風機７，８に逆方向への回転数に基づいて逆風の強さを監視し（ステップＳ５）、逆風が所定の強さを下回ると、通常モードに移行して全ての送風機７，８を再起動する（ステップＳ６）。
【００２０】
一方、ステップＳ３の判断において、一部の送風機７（又は８）のみの停止が設定されている場合、一部の送風機７（又は８）のみの駆動を停止し（ステップＳ７）、駆動を停止している送風機７（又は８）が受けている逆風の強さを、その送風機７（又は８）の逆方向への回転数に基づいて、所定時間（例えばＴ秒間）が経過する間、監視する（ステップＳ８，Ｓ９）。監視中に、強逆風がおさまった場合には、通常モードに移行し、駆動を停止している送風機７（又は８）を再起動して最初に戻る（ステップＳ８，Ｓ１０，Ｓ１）。
【００２１】
また、ステップＳ８，Ｓ９での監視中に強逆風がおさまらずに上記の所定時間が経過した場合には、通常モードで運転中の送風機８（又は７）も逆風モードに移行させ、全ての送風機７，８を停止させる（ステップＳ８，Ｓ９，Ｓ４）。
本実施の形態では、下記の利点がある。すなわち、
強逆風時にも熱交換器６への通風量を確保して熱交換器６の熱交換能力を維持でき、ひいては圧縮機の停止という事態を回避することができる。
【００２２】
各モータ１１，１２を回転数制御するためにもともと設けられている速度センサ１３を用いて逆風を検知できるので、新たに逆風検知手段を設ける必要がなく構造を簡素化できる。モータ１１，１２の電流値により逆風を検知する方式を採用した場合も、同様である。
逆風モードで送風機７，８を停止させて、逆風による連れ回りに任せるので、送風機７，８に不要な負荷をかけずに、熱交換器６の熱交換能力を維持できる。
【００２３】
送風モード中に強逆風がおさまると、通常モードに戻すので、不必要なときまで逆風モードが継続することがない。
また、一の送風機７又は８が逆風モードで停止すると、残りの送風機８も停止させるので、ショートサーキットによる通風量不足が生ずることがない。すなわち、図５に示すように、何れかの送風機７が逆風モードで逆風Ｒにより逆回転していて、残りの送風機８が順回転に駆動されているとすると、互いに逆向きに回転している送風機７，８の気流Ｒ１，Ｆ１同士の間でショートサーキット２１による偏流が生じ、熱交換器６への通風量が不足するおそれがある。これに対して、本実施の形態では、ショートサーキットによる通風量不足を防止することができる。
【００２４】
屋外に吹く風の風向きや風速等は移ろい易いが、本実施の形態では、ステップＳ８、Ｓ９に示すように、所定時間、逆風の状態を見てから全部の送風機７，８を停止等させるようにし、不用意に送風機を停止してしまうことがないようにしている。
周囲の障害物等の状況によって、各送風機７，８が受ける逆風には、相当量の差があるが、本実施の形態では、各送風機７，８に対応して、逆風検知手段を設けているので、何れの送風機７，８が強い逆風を受けても、これを検知することができ、また、強い逆風を受けた送風機７（又は８）は、他の送風機８（又は７）から独立して逆風モードで移行できる。
【００２５】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、通常モードにおいて、省エネのために一部の送風機が停止されている場合があるが、このような場合にも、運転中の送風機が逆風モードに移行すできるようにすることができる。その他、本発明の範囲で種々の変更を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の空気調和装置の内部構成を示す模式的断面図であり、送風機によりハウジング内に順方向の送風がなされている。
【図２】送風機制御の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】送風機制御の流れを示すフローチャートである。
【図４】強逆風時に各送風機の駆動を停止した状態を示す空気調和装置の模式的断面図である。
【図５】仮に、強逆風時に一部の送風機のみの駆動を停止するとした場合の空気調和装置の模式的断面図である。
【符号の説明】
１空気調和装置
２ハウジング
３風路
４吸込口
５吹出口
６熱交換器
７，８送風機
９放熱フィン
１０外気温センサ
１１、１２モータ
１３速度センサ
１４，１５送風機制御部
１６電流センサ
１７ドライバ
１８変調部
１９整流器
２０送受信部
Ｒ逆風

Claims

熱交換器（６）を含む風路（３）に風を送る送風機（７，８）と、逆風検知手段（１３，１６）と、逆風検知手段（１３，１６）からの信号に応じて送風機（７，８）を制御する逆風モードを有する送風機制御手段（１４，１５）とを備え、
送風機（７，８）を風路（３）に複数並列に配置すると共に、各送風機（７，８）にそれぞれ対応してモータ（１１，１２）、回転数検知手段（１３）および送風機制御手段（１４，１５）を設けることを特徴とする空気調和装置。
請求項１において、何れかの送風機制御手段（１４，１５）が逆風モードに移行することに応じて、残りの送風機制御手段（１５，１４）も逆風モードに移行することを特徴とする空気調和装置。
請求項１において、何れかの送風機制御手段（１４，１５）が逆風モードに移行した状態が所定時間継続すると、残りの送風機制御手段（１５，１４）も逆風モードに移行することを特徴とする空気調和装置。
請求項１において、各送風機（７，８）に対応してそれぞれ逆風検知手段（１３，１６）を設けることを特徴とする空気調和装置。
請求項４において、各送風機制御手段（１４，１５）はそれぞれ対応する逆風検知手段（１３，１６）からの信号に応じて、互いに独立して逆風モードに移行するとを特徴とする空気調和装置。
請求項５において、各送風機制御手段（１４，１５）は、別の送風機制御手段（１５，１４）が通常モード又は逆風モードで停止している状態で、逆風モードに移行する場合があることを特徴とする空気調和装置。