JP4952822B2 - 熱源側熱交換器用ファンの制御方法および空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱源側熱交換器用ファンの制御方法および空気調和装置、特に、熱源側熱交換器に送風する熱源側熱交換器用ファンの制御方法およびその制御方法が適用された空気調和装置に関する。

例えばコンピュータのサーバルームなどに設置されている空気調和装置では、サーバなどの熱源があるにも拘らず、一年を通じて一定の温度に管理することが要求されるため、外気温度が２０℃以下の低い低外気温度領域にある場合でも冷房運転が要求される。このような低外気温度領域における冷房運転においては、室外熱交換器（熱源側熱交換器）を凝縮器として機能させることから、空気調和装置の圧縮機から吐出される吐出圧力が低くなるため、吐出圧力（高圧）と吸入圧力（低圧）との差である高低差圧を確保することが難しくなる。このような高低差圧を確保するため、例えば特許文献１（特開２００２−３９５９８号公報）に記載されているように、高低差圧に正確に対応して空気調和装置の室外熱交換器用の室外ファンを精度よく制御する必要がある。

従って、低外気温度領域での冷房運転における高低差圧の確保のために、吐出圧力と吸入圧力の検知が重要になる。低い圧力である吸入圧力は低圧圧力センサで検知されるのが一般であるが、高圧の吐出圧力を検知する方法としては、高圧圧力センサを圧縮機の高圧側配管に取り付ける方法以外に、室外熱交換器に取り付けられたサーミスタから吐出圧力を推定する方法がある。

高圧圧力センサを用いれば、高圧圧力センサで圧縮機の高圧側配管内の実際の圧力が検知できるため、高低差圧に正確に対応して室外ファンを制御することが可能である。しかし、高圧圧力センサを使用するには、サーミスタを用いる場合に比べて、室外機の機械室内に比較的広い空間を確保しないと取り付けることができないことから装置の小型化に不利になるばかりでなく、製品自体が高価であることからコストも高くなる。その上、高圧圧力センサを配管に立てることになるため、特定箇所への応力集中が引き起されることにもなるから、そのような応力集中に耐えられるように配管の強度を向上させる等の設計が必要となる。そのため、省スペース化や低コスト化の要求が強いときには、サーミスタを用いて検知する室外側熱交換器の冷媒の温度から高圧側配管内の冷媒の圧力を推定する方法が採用される。

しかしながら、サーミスタから高圧圧力を推定しようとすると、サーミスタの温度検知遅れによる圧力検知遅れが発生し、室外ファンの制御に遅れが発生する場合がある。この室外ファンの制御における遅れは、高圧圧力のハンチングに繋がり、圧縮機の高低差圧の確保が困難となり、圧縮機の信頼性が低下するといった問題がある。

本発明の課題は、温度検知による高圧圧力の推定に基づいて行う室外ファンの制御において、検知温度から高い確度で高圧圧力の推定を行って制御応答遅れを抑制することで圧縮機の信頼性を確保することのできる熱源側熱交換器用ファンの制御方法を提供することにある。

本発明の第１観点に係る熱源側熱交換器用ファンの制御方法は、圧縮機で圧縮された冷媒の熱交換を行う熱源側熱交換器に送風する熱源側熱交換器用ファンの制御方法であって、第１換算工程と室外温度判別工程と第２換算工程とファン回転数決定工程とを備えている。第１換算工程では、熱源側熱交換器に取り付けられた温度検知部の現在の検知温度から換算して圧縮機の高圧側配管内の冷媒の現在の換算高圧値が得られる。室外判別工程では、熱源側熱交換器用ファンの送風対象である室外空気の室外温度を検知して室外温度が第１温度領域にあるか第１温度領域より高い第２温度領域にあるかの判別が行われる。第２換算工程では、現在よりも前に温度検知部が検知した過去の検知温度から換算して高圧側配管内の冷媒の過去の換算高圧値が得られる。ファン回転数決定工程では、現在の換算高圧値と過去の換算高圧値とから現在の換算高圧値の現在近傍の変化率が求められるとともに、変化率と補正係数との積を現在の換算高圧値に加えることにより補正換算高圧値が求められて熱源側熱交換器用ファンの回転数が決められる。

また、このファン回転数決定工程では、室外温度判別工程で第１温度領域内に室外温度があると判別されたときには、補正換算高圧値が用いられ、第２温度域内に室外温度があると判別されたときには、補正換算高圧値に代えて現在の換算高圧値を用いられて熱源側熱交換器用ファンの回転数が決められる。

第１観点に係る方法によれば、従来のように現在の換算高圧値を用いずに、補正換算高圧値を用いて熱源側熱交換器用ファンの回転数が決められる。そのため、現在の換算高圧値を用いて熱源側熱交換器用ファンの回転数を決める場合に比べて、実際の高圧値に即応して回転数を決定することができる。

また、変化率と補正係数との積を現在の換算高圧値に加えるという簡単な演算で、従来に比べて確度の高い換算高圧値を得て回転数を決定できるので、簡単に熱源側熱交換器用ファンの回転数決定の確度の向上が図れる。

また、ファン回転数決定工程において、室外温度が第１温度域内にあるか第２温度域内にあるかによって、回転数を決める高圧値に補正換算高圧値を用いるか又は現在の換算高圧値を用いるかを選択している。それにより、室外温度が入る温度領域に応じて高圧値の推定の仕方を適切に変更することができる。

本発明の第２観点に係る熱源側熱交換器用ファンの制御方法は、第１観点に係る方法において、ファン回転数決定工程では、現在の換算高圧値と過去の換算高圧値との差を過去から現在に至る経過時間で除することにより変化率を求める。

第２観点に係る方法によれば、現在の換算高圧値と過去の換算高圧値と過去の時刻と現在の時刻又は経過時間という少ない情報を用いて単純な演算で簡単に変化率が求められるので、ファン回転数決定工程を実行するための構成が簡単になりかつ速やかに補正換算高圧値を求めることができる。

本発明の第３観点に係る熱源側熱交換器用ファンの制御方法は、第２観点に係る方法において、ファン回転数決定工程では、経過時間を２秒から１０秒の範囲内の一定値に設定する。

第３観点に係る方法によれば、ファン回転数決定工程において、比較的短い２〜１０秒という適当な時間で回転数の決定を繰り返せるので、高圧値の過渡的な変動に対しても十分に対応することができる。

本発明の第４観点に係る熱源側熱交換器用ファンの制御方法は、第1観点から第３観点のいずれかに係る方法において、ファン回転数決定工程では、現在の換算高圧値よりも実際の圧力に近づけた補正換算高圧値を用いて熱源側熱交換器用ファンの回転数を決める。

第４観点に係る方法によれば、従来用いていた現在の換算高圧値よりも補正換算高圧値の方が実際の高圧値に近いので、現在の換算高圧値を用いて熱源側熱交換器用ファンの回転数を決める場合に比べて、実際の高圧値に即応して回転数を決定することができる。

本発明の第５観点に係る空気調和装置は、圧縮機と熱源側熱交換器用ファンと温度検知部と制御部とを備えている。圧縮機は、冷媒を圧縮して高圧になった冷媒を吐出するための高圧側配管を有する。熱源側熱交換器は、圧縮機の高圧側配管に接続され、圧縮された冷媒の熱交換を行う。熱源側熱交換器用ファンは、熱源側熱交換器に対して送風を行う。温度検知部は、熱源側熱交換器に取り付けられ、熱源側熱交換器用ファンの送風対象である室外空気の室外温度を検知する。制御部は、温度検知部の現在の検知温度から換算して圧縮機の高圧側配管内の冷媒の現在の換算高圧値を得るとともに、現在よりも前に温度検知部が検知した過去の検知温度から換算して高圧側配管内の冷媒の過去の換算高圧値を得て、現在の換算高圧値と過去の換算高圧値とから現在の換算高圧値の現在近傍の変化率を求めるとともに、変化率と補正係数との積を現在の換算高圧値に加えることにより補正換算高圧値を求めて決定した回転数で熱源側熱交換器用ファンを制御する。この制御部は、温度検知部が検知した室外温度が第１温度領域にあるか第１温度領域より高い第２温度領域にあるかを判別し、第１温度領域内に室外温度があると判別されたときには、補正換算高圧値を用い、第２温度領域内に室外温度があると判別されたときには、補正換算高圧値に代えて現在の換算高圧値を用いて熱源側熱交換器用ファンの回転数を決める。

第５観点に係る装置によれば、制御部が、従来のように現在の換算高圧値を用いずに、補正換算高圧値を用いて熱源側熱交換器用ファンの回転数を決める。そのため、現在の換算高圧値を用いて熱源側熱交換器用ファンの回転数を決める場合に比べて、実際の高圧値に即応して回転数を決定することができる。
また、変化率と補正係数との積を現在の換算高圧値に加えるという簡単な演算で、従来に比べて確度の高い換算高圧値を得て回転数を決定できるので、簡単に熱源側熱交換器用ファンの回転数決定の確度の向上が図れる。

また、室外温度が第１温度域内にあるか第２温度域内にあるかによって、回転数を決める高圧値に補正換算高圧値を用いるか又は現在の換算高圧値を用いるかを選択しているので、室外温度が入る温度域に応じて高圧値の推定の仕方を適切に変更することができる。

本発明の第６観点に係る空気調和装置は、第５観点の空気調和装置において、制御部は、現在の換算高圧値よりも実際の圧力に近づけた補正換算高圧値を用いて決定した回転数で熱源側熱交換器用ファンを制御する。

第６観点に係る装置によれば、従来用いていた現在の換算高圧値よりも補正換算高圧値の方が実際の高圧値に近いので、現在の換算高圧値を用いて熱源側熱交換器用ファンの回転数を決める場合に比べて、実際の高圧値に即応して回転数を決定することができる。

本発明の第１観点及び第４観点に係る制御方法では、第１換算工程や第２換算工程では温度検知を用いて高圧値を得ているにもかかわらず、確度の高い換算高圧値を用いて熱源側熱交換器用ファンの回転数の決定がファン回転数決定工程においてできるので、省スペース化と低コスト化とが図られるとともに、制御応答遅れを抑制して熱源側熱交換器や圧縮機を有する冷凍回路の信頼性を向上させることができる。

また、簡単に回転数決定の確度の向上が図れ、熱源側熱交換器や圧縮機を有する冷凍回路の信頼度の向上を簡単に図れる。

また、室外温度に対応する高圧値の推定のバリエーションが豊富になり、種々の高圧値の変化状況に対応させ易くなる。

本発明の第２観点に係る制御方法では、制御応答遅れが制御し易くかつ、省スペース化や低コスト化が図り易くなる。

本発明の第３観点に係る制御方法では、ファン回転数決定工程において、高圧値の過渡的な変動に十分に対応できるので、さらに制御応答遅れを抑制して熱源側熱交換器や圧縮機を有する冷凍回路の信頼性をさらに向上させることができる。

本発明の第５観点及び第６観点に係る空気調和装置では、温度検知部を設けて高圧値を得ているにもかかわらず、確度の高い換算高圧値を用いて熱源側熱交換器用ファンの回転数の決定が制御部においてなされるので、省スペース化と低コスト化とが図られるとともに、制御応答遅れを抑制して熱源側熱交換器や圧縮機を有する冷凍回路の信頼性を向上させることができる。また、簡単に回転数決定の確度の向上が図れ、熱源側熱交換器や圧縮機を有する冷凍回路の信頼度の向上を簡単に図れる。また、室外温度に対応する高圧値の推定のバリエーションが豊富になり、種々の高圧値の変化状況に対応させ易くなる。

第１実施形態に係る空気調和装置の構成の概要を示す図。 図１の空気調和装置の制御部の制御を説明するためのブロック図。 第１実施形態による室外ファンの回転数決定の手順を示すフローチャート。 換算高圧値と実際の高圧値との一比較例を示すグラフ。 第２実施形態による室外ファンの回転数決定の手順を示すフローチャート。

＜第１実施形態＞
（１）空気調和装置の構成の概要
本発明の第１実施形態に係る空気調和装置の全体構成の概要を図１に示す。空気調和装置１０は、熱源ユニットである室外ユニット３０と利用ユニットである室内ユニット２０などが連絡配管１１，１２で接続されて構成される。連絡配管１１は、液状の冷媒を送る液冷媒連絡配管であり、連絡配管１２は、ガス状の冷媒を送るガス冷媒連絡配管である。これら連絡配管１１，１２の中を流れる冷媒によって、室内ユニット２０と室外ユニット３０との間の熱の運搬が行われる。

室内ユニット２０は、室内空気と冷媒との間で熱交換を行わせる室内熱交換器２１と、室内熱交換器２１に室内空気を送風するための室内ファン２２と、種々のセンサ（図示省略）と、室内制御部４１などを備えている。

室外ユニット３０は、圧縮機３１と四路切換弁３２と室外熱交換器３３と膨張弁３４とアキュムレータ３５と室外ファン３６と室外温度センサ３７と室外熱交温度センサ３８と吸入側圧力センサ３９と室外制御部４２などを備えている。

室内ユニット２０の室内熱交換器２１及び、室外ユニット３０の圧縮機３１と四路切換弁３２と室外熱交換器３３と膨張弁３４とアキュムレータ３５の間を冷媒が循環しており、これらが冷凍回路を構成している。冷凍回路を構成するため、室内熱交換器２１の一方が連絡配管１１を介して膨張弁３４に接続され、室内熱交換器２１の他方が連絡配管１２を介して四路切換弁３２に接続されている。

（２）詳細構成
（２−１）室外ユニット
図１に示す室外ユニット３０の四路切換弁３２は、冷房時と暖房時で冷凍回路の接続を変えるためのものであって、第１乃至第４のポートを有している。圧縮機３１の吐出口から伸びる高圧側配管３１ａは、四路切換弁３２の第１ポートに接続されている。室外熱交換器３３は、四路切換弁３２の第２ポートに接続されている。四路切換弁３２の第３ポートは、連絡配管１２に接続されて、室内熱交換器２１の冷媒の出入口になっている。そして、四路切換弁３２の第４ポートは、アキュムレータ３５に接続され、圧縮機３１に戻される冷媒の出口になっている。そして、圧縮機３１の吸入口から伸びる低圧側配管３１ｂがアキュムレータ３５に接続されている。

室外ファン３６は、室外熱交換器３３に室外空気を送風する。室外ファン３６が送風する室外空気の風量は、室外ファン３６を駆動するファンモータの回転数を変化させることにより室外制御部４２によって制御される。そのために、室外制御部４２に室外熱交温度センサ３８の検知結果が入力される。室外制御部４２には、室外温度センサ３７も接続されている。室外制御部４２が信号線４３によって室内制御部４１に接続されており、室内制御部４１と室外制御部４２とは制御部４０を構成している。

（２−２）室内ユニットと室外ユニットの動作の概要
冷房時には、第２ポートに接続されている室外熱交換器３３に、圧縮機３１で圧縮された冷媒が供給される。冷房時、室外熱交換器３３は凝縮器として働く。室外熱交換器３３で凝縮された冷媒は、膨張弁３４で膨張されて連絡配管１１を経由して室内熱交換器２１に供給される。室内熱交換器２１で熱を得た冷媒は、連絡配管１２を通り、四路切換弁３２の第３ポートから第４ポートを経由してアキュムレータ３５に送られる。

暖房時には、第３ポートを経由して室内熱交換器２１に、圧縮機３１で圧縮された冷媒が供給される。室内熱交換器２１で冷やされた冷媒は、室内熱交換器２１から連絡配管１１を経由して膨張弁３４に送られる。膨張弁３４で膨張された冷媒は、室外熱交換器３３に送られ、室外熱交換器３３における室外空気との熱交換によって熱を得る。暖房時、室外熱交換器３３は蒸発器として働く。室外熱交換器３３で熱を得た冷媒は、四路切換弁３２の第２ポートから第４ポートを経由してアキュムレータ３５に送られる。

（２−３）空気調和装置の制御系
図２は、第１実施形態による空気調和装置の制御系の構成を説明するためのブロック図である。既に説明したように、制御部４０は、室内制御部４１と室外制御部４２とを含むものであり、ＣＰＵなどを含むマイクロプロセッサで構成されており、運転制御プログラムや各種パラメータが格納されるＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）４０１、ワーク変数などを一時的に格納するＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）４０２などが接続されている。制御部４０の室内制御部４１は、室内ユニット２０の各機器と接続され、室内ユニット２０の動作を制御する機能を有している。制御部４０の室外制御部４２は、室外ユニット３０の各機器と接続され、室外ユニット３０の動作を制御する機能を有している。

室外制御部４２が接続される機器には、圧縮機３１、四路切換弁３２および膨張弁３４などの冷凍回路を構成するための機器の他に、室外ファン３６並びに室外温度センサ３７や室外熱交温度センサ３８や吸入側圧力センサ３９などのセンサ類が含まれる。

室外温度センサ３７は、室外ユニット３０に吸い込まれる室外空気の温度を検知し、室外熱交温度センサ３８は、室外熱交換器３３の温度を検知する。また、吸入側圧力センサ３９は、圧縮機３１の低圧側配管３１ｂに接続されており、圧縮機３１に吸入される冷媒の圧力を検知する。

圧縮機３１は、圧縮機３１のモータ駆動用のインバータ回路の出力周波数を調節することにより、その能力が室外制御部４２によって制御されている。室外制御部４２は、一般に、高い冷房・暖房能力の要求があれば、出力周波数を高くして圧縮機３１の吐出量を増加させ、冷房・暖房能力の要求が低ければ出力周波数を低くして吐出量を減少させる。

室外制御部４２は、冷房運転と暖房運転の切り替えを行うために、四路切換弁３２の接続を変更する制御を行っている。上述したように、冷房時には、四路切換弁３２の第１ポートと第２ポートを接続するとともに第３ポートと第４ポートを接続する。また、暖房時には、四路切換弁３２の第１ポートと第３ポートを接続するとともに第２ポートと第４ポートを接続する。

室外熱交換器３３においても、熱交換量を制御することで、能力制御が可能である。室外熱交換器３３における熱交換量を制御するため、室外制御部４２は、室外ファン３６の回転数を制御する。一般に、室外ファン３６の回転数を低くすると、室外熱交換器３３に送られる室外空気の風量が減少し、熱交換量が減少する。室外ファン３６の回転数は、室外制御部４２によって段階的に切換えられる。０ｔａｐが停止状態であり、１ｔａｐから順に数値が多くなるに従って段階的に風量が多くなる。

外気温度が低いときに冷房運転を行う低外気冷房運転のときには、圧縮機３１が吐出する冷媒の圧力と吸入する冷媒の圧力の差である高低差圧が圧縮機３１の適正値よりも低くなる可能性がある。そのため、低外気冷房運転では、冷房能力の要求に応じて室外ファン３６の回転数を高くしなければならない状況であっても、許容される高低差圧を確保する条件を優先させる。このとき、室外制御部４２は、吸入側圧力センサ３９が検知する冷媒の低圧値と、室外熱交温度センサ３８が検知する室外熱交換器３３の温度に基づき換算された換算高圧値との差から高低差圧を算出する。これを式で表現すると、推定高低差圧ＰＤ，低圧値をＰＬ、高圧値をＰＨ、換算高圧値ＰＨと温度Ｔとの関係をＰＨ＝ｆ（Ｔ）と表せば、ＰＤ＝ＰＨ−ＰＬ＝ｆ（Ｔ）−ＰＬのようになる。なお、ここでｆ（Ｔ）は温度Ｔの関数である。

また、室外制御部４２は、膨張弁３４の開度の調節を行なう。このような開度調節により、室内熱交換器２１を出た冷媒は過熱状態になっている。

（３）室外ファンの制御方法
ここでは、低外気冷房運転における室内ファンの制御について説明する。低外気冷房運転は外気温度が低い場合の冷房運転であるが、低外気冷房運転と通常の冷房運転との境界の外気温度が定まっているわけではなく、機器やその設置状況などによって様々である。しかし、２０℃より低いいずれかの温度が境界の外気温度に選ばれることが多く、氷結温度である０℃が選択されることが多い。

特に低外気冷房運転においては、既に説明したように高低差圧が小さくなるため、許容され得る高低差圧を確保する必要があることから、室外ファン３６の回転数の制御を正確に行うことが要求される。室外ファン３６の回転数は、室外制御部４２で算出される推定高低差圧ＰＤに応じて決定される。そのため、室外制御部４２では、室外熱交温度センサ３８が検知した室外熱交換器３３の温度を、圧縮機３１の高圧側配管３１ａの冷媒の圧力（高圧値）に換算する。このとき、従来から換算に用いられてきた関数をｆｐ（Ｔ）とする。そしてさらに、室外熱交換器３３の現在の温度をＴｎと表し、過去（前回検知）の温度をＴｏと表し、それらが検知された時間をｔｎ，ｔｏと表すものとする。

そうすると、この室外制御部４２が行う換算高圧値ｆ（Ｔ）は、ｆ（Ｔ）＝ｆｐ（Ｔｎ）＋α×｛ｆｐ（Ｔｎ）−ｆｐ（Ｔｏ）｝÷（ｔｎ−ｔｏ）｝となる。ここで、αは、補正係数（定数）であり、実際の製品の冷媒回路毎に測定により予め決定された値である。

さらに微分係数を使ってもう少し一般化して表現すれば、上式は、ｆ（Ｔ）＝ｆｐ（Ｔｎ）＋α×ｄｆｐ（Ｔｎ）／ｄｔとなる。つまり、現在の温度Ｔｎを検知したときの温度Ｔｎの時間に対する変化について、その傾きが分かれば、他の方法でも換算高圧値を得ることができる。

室外制御部４２は、上述の高圧換算値ｆ（Ｔ）を用いて、推定高低差圧ＰＤを算出し、その推定高低差圧ＰＤに応じて室外ファン３６の回転数を制御する。

低外気冷房運転における室外ファンの回転数制御のための高圧値の算出について、図３に示すフローチャートに沿って説明すると次のようになる。室外制御部４２では、ＲＯＭ４０２から室外ファン３６の回転数を制御するためのプログラムが読み込まれている。このプログラムの実行において、室外制御部４２に内蔵されているタイマーがスタートする。タイマーをスタートあるいはタイマーで所定時間のカウントを始めるタイミングは、運転開始時あるいは前回の温度検知時である。例えば、５秒に１回の割合で高圧値の換算を行なって高低差圧を算出するため、ステップＳ１１では予め設定された時間（５秒）が経過したか否かを判別する。このステップＳ１１では、予め設定された時間が経過するまで判断が繰り返される。

予め設定された時間が経過すると、次に、ステップＳ１２に進み、室外熱交換器３３の温度が室外熱交温度センサ３８によって検知され、室外制御部４２に送信される。さらに、ステップＳ１３に進み、温度検知をした時刻をＲＡＭ４０２などに記憶する。そして、室外制御部４２では、検知された温度Ｔｎを用いて現在の換算高圧値ｆｐ（Ｔｎ）が算出される（ステップＳ１４）。

さらに、ステップＳ１５では、前回（過去）の換算高圧値ｆｐ（Ｔｏ）を、室外制御部４２がＲＡＭ４０２から取得する。そして、ステップＳ１４で得た現在の換算高圧値ｆｐ（Ｔｎ）と、ステップＳ１５で得た過去の換算高圧値ｆｐ（Ｔｏ）とを用いて、補正換算高圧値ｆ（Ｔ）を得る（ステップＳ１６）。

室外制御部４２は、ステップＳ１６で得た補正換算高圧値ｆ（Ｔ）と吸入側圧力センサ３９の検知した低圧値とを用いて推定高低差圧ＰＤを算出する。さらに、室外制御部４２は、この算出された推定高低差圧ＰＤを用いて、低外気冷房運転でも推定高低差圧ＰＤが小さくなりすぎないようにＲＯＭ４０１に格納されているプログラムに従って従来と同様に室外ファン３６の回転数を決定する。

図４は、上述の手順に従って算出された推定高低差圧ＰＤｉと従来の方法によって算出された推定高低差圧ＰＤｐを比較するためのグラフである。図４のグラフにおいて、横軸に時間をとり、縦軸に各特性値の値をとっている。なお、検知高圧値ＨＰのデータを得るためには、高圧側配管３１ａに吐出側圧力センサを取り付けた実験用の空気調和装置が用いられ、このような実験用の空気調和装置で得られたデータを用いると図４のような図が作成される。図４には、推定高低差圧ＰＤｉ，ＰＤｐ以外に、検知低圧値ＬＰ、検知高圧値ＨＰ、補正換算高圧値ｆ（Ｔ）、従来の換算高圧値ｆｐ（Ｔｎ）、および推定高低差圧ＰＤｐに基づき決定された室外ファン３６の回転数ｒｏｔが示されている。回転数ｒｏｔは、０ｔａｐが停止状態であり、数値が多くなるに従って段階的に大きくなる。検知低圧値ＬＰは吸入側圧力センサ３９で検知される圧縮機３１の低圧側配管３１ｂの冷媒の圧力であり、検知高圧値ＨＰは吐出側圧力センサで検知される高圧側配管３１ａの冷媒の圧力である。

特に、６分３０秒から７分００秒の付近の推定高低差圧ＰＤｐによって、停止する必要のないところで従来は室外ファン３６が停止していたのに対して、補正換算高圧値ｆ（Ｔ）から算出された高低差圧ＰＤｉでは、このような室外ファン３６の停止がなく、信頼性の高い制御が行えている。

（４）特徴
（４−１）
第１実施形態に係る空気調和装置１０の制御部４０においては、室外熱交換器３３（熱源側熱交換器）に取り付けられた室外熱交温度センサ３８（温度検知部）の検知温度Ｔｎから換算して圧縮機３１の高圧側配管３１ａ内の冷媒の換算高圧値ｆｐ（Ｔｎ）が得られる（ステップＳ１４（第１換算工程））。同様に、高圧側配管３１ａ内の冷媒の過去の換算高圧値ｆｐ（Ｔｏ）が得られる（ステップＳ１５（第２換算工程））。そして、制御部４０により、従来のように現在の換算高圧値ｆｐ（Ｔｎ）を用いずに、補正換算高圧値ｆ（Ｔ）を用いて室外ファン３６（熱源側熱交換器用ファン）の回転数が決められる（ステップＳ１７（ファン回転数決定工程））。そのため、補正換算高圧値ｆ（Ｔ）が現在の換算高圧値ｆｐ（Ｔｎ）よりも実際の高圧値ＨＰに近いので（図４参照）、現在の換算高圧値ｆｐ（Ｔｎ）を用いて室外ファン３６の回転数を決める場合に比べて、実際の高圧値に即応して回転数を決定することができる。室外熱交温度センサ３８を用いて高圧値を得ているにもかかわらず、確度の高い換算高圧値ｆ（Ｔ）を用いて室外ファン３６の回転数の決定がなされるので、従来のように吐出側圧力センサを用いずに済み、省スペース化と低コスト化とが図られるとともに、制御応答遅れを抑制して室外熱交換器３３や圧縮機３１を有する冷凍回路の信頼性を向上させることができる。

（４−２）
ステップＳ１７では、現在の換算高圧値ｆｐ（Ｔｎ）と過去の換算高圧値ｆｐ（Ｔｏ）とから現在の換算高圧値の現在近傍の変化率ｄｆｐ（Ｔｎ）／ｄｔを求め、変化率ｄｆｐ（Ｔｎ）／ｄｔと補正係数αとの積を現在の換算高圧値ｆｐ（Ｔｎ）に加えることにより補正換算高圧値ｆ（Ｔ）を得ている。そのため、従来に比べて確度の高い換算高圧値ｆ（Ｔ）を得て回転数を決定できるので、簡単に室外ファン３６の回転数決定の確度の向上が図れ、室外熱交換器３３や圧縮機３１を有する冷凍回路の信頼度の向上を簡単に実現できる。
特に、現在の換算高圧値ｆｐ（Ｔｎ）と過去の換算高圧値ｆｐ（Ｔｏ）との差を過去から現在に至る経過時間（ｔｎ−ｔｏ）で除することにより変化率ｄｆｐ（Ｔｎ）／ｄｔを求めるので、少ない情報を用いて単純な演算で簡単に変化率が求められる。それにより、ステップＳ１７を実行するための構成が簡単になりかつ演算が速くなり、制御応答遅れが制御し易くなるとともに省スペース化や低コスト化が図り易くなる。高圧値の過渡的な変動に対しても十分に対応するために、経過時間（ｔｎ−ｔｏ）は、２秒から１０秒の範囲内の一定値に設定することが好ましい。それにより、さらに制御応答遅れを抑制して室外熱交換器３３や圧縮機３１を有する冷凍回路の信頼性をさらに向上させることができる。

（５）変形例
（５−１）変形例１Ａ
上記実施形態では、現在の換算高圧値ｆｐ（Ｔｎ）と過去の換算高圧値ｆｐ（Ｔｏ）との差を過去から現在に至る経過時間（ｔｎ−ｔｏ）で除することにより変化率ｄｆｐ（Ｔｎ）／ｄｔを求めているが、変化率は他の方法によって求めてもよい。例えば、変化率を求めるためのサンプリングの頻度を多くすることもできるし、アナログ回路で時間微分して求めることもでき、上記実施形態の求め方に限られるものではない。

（５−２）変形例１Ｂ
上記実施形態では、現在の換算高圧値ｆｐ（Ｔｎ）と過去の換算高圧値ｆｐ（Ｔｏ）とに基いて、変化率を求めて補正を行なっているが、補正方法は、変化率と補正係数の積を加える方法に限られるものではない。現在の換算高圧値ｆｐ（Ｔｎ）と過去の換算高圧値ｆｐ（Ｔｏ）とを適当に重み付けして重ね合わせることで、現在の換算高圧値ｆｐ（Ｔｎ）の進みあるいは遅れを適切な方向に補正する方法であれば、他の方法を用いることもできる。例えば、上記実施形態では過去の換算高圧値ｆｐ（Ｔｏ）を一つ用いる例を説明したが、異なる時刻の過去の換算高圧値を複数用いてもよい。

＜第２実施形態＞
（１）構成の概要
第２実施形態による室外ユニット３０の構成は、第１実施形態と同じである。そのため、第２実施形態の空気調和装置の構成、室外ユニットの構成などについては説明を省略する。

（２）室外ファンの制御方法
次に、図５を用いて室外ファン３６の回転数の決定について説明する。図５を図３と比較すれば分かるように、ステップＳ１０からステップＳ１４までは、第１実施形態の室外ファンの回転数の制御と同じである。

第２実施形態において低外気冷房運転の制御が第１実施形態の制御と異なるのは、室外制御部４２が室外温度センサ３７から室外温度を受信するところからである（ステップＳ２０）。室外制御部４２では、室外温度が０℃以上か否かを判断する。つまり、この場合には、室外温度が０℃より低い場合を低外気冷房運転と判断して、第１実施形態と同様にステップＳ１５〜Ｓ１７の工程を経て室外ファン３６の回転数が決定される。

一方、室外温度が０℃以上の場合には、低外気冷房運転ではないため、従来と同様に、現在の換算高圧値を用いて室外ファン３６の回転数を決定する（ステップＳ２２）。

（３）特徴
（３−１）
第２実施形態の室外ファンの回転数決定においては、室外温度の検知を行なって（ステップＳ２０）、低外気冷房運転の温度領域である０℃より低い温度領域（第１温度領域）にあるか、通常の冷房運転の温度領域である０℃以上の温度領域（第２温度領域）にあるかの判別を行なう（ステップＳ２１（室外温度判別工程））。

ステップＳ２１において、室外温度が０℃より低いか０℃以上かによって、回転数を決める高圧値に補正換算高圧値ｆ（Ｔ）を用いるか又は現在の換算高圧値ｆｐ（Ｔｎ）を用いるかを選択しているので、０℃以上かそれより低いかに応じて高圧値の推定の仕方を適切に変更することができる。それにより、室外温度が０℃以上では従来通りの対応により従来と同等の信頼性が確保される一方、０℃より低い低外気冷房運転では追随性の良い高圧値ｆ（Ｔ）を用いるという２通りの推定のバリエーションを使い分けることができる。

（４）変形例
（４−１）変形例２Ａ
上記実施形態では、温度領域の例として０℃を境に分ける場合を示したが、別の温度や温度範囲で区切ることもできる。

（４−１）変形例２Ｂ
上記実施形態では、ステップＳ２２において、従来と同様の現在の換算高圧値ｆｐ（Ｔｎ）を用いているが、他の推定値を用いてもよい。例えば、ステップＳ２２でも補正換算高圧値を用いることとして、ステップＳ１７とは異なる値の補正係数を用いるようにしてもよい。

１０ 空気調和装置
２０ 室内ユニット
２１ 室内熱交換器
３０ 室外ユニット
３１ 圧縮機
３２ 四路切換弁
３３ 室外熱交換器
３６ 室外ファン
３７ 室外温度センサ
３８ 室外熱交温度センサ
３９ 吸入側圧力センサ
４０ 制御部

特開２００２−３９５９８号公報

Claims (6)

1. 圧縮機（３１）で圧縮された冷媒の熱交換を行う熱源側熱交換器（３３）に送風する熱源側熱交換器用ファン（３６）の制御方法において、
   前記熱源側熱交換器に取り付けられた温度検知部（３８）の現在の検知温度から換算して前記圧縮機の高圧側配管内の冷媒の現在の換算高圧値を得る第１換算工程（Ｓ１４）と、
   前記熱源側熱交換器用ファンの送風対象である室外空気の室外温度を検知して室外温度が第１温度領域にあるか前記第１温度領域より高い第２温度領域にあるかを判別する室外温度判別工程（Ｓ２１）と、
   現在よりも前に前記温度検知部が検知した過去の検知温度から換算して前記高圧側配管内の冷媒の過去の換算高圧値を得る第２換算工程（Ｓ１５）と、
   前記現在の換算高圧値と前記過去の換算高圧値とから前記現在の換算高圧値の現在近傍の変化率を求めるとともに、前記変化率と補正係数との積を前記現在の換算高圧値に加えることにより補正換算高圧値を求めて前記熱源側熱交換器用ファンの回転数を決めるファン回転数決定工程（Ｓ１７，Ｓ２２）と、
   を備え、
   前記ファン回転数決定工程では、前記室外温度判別工程で前記第１温度領域内に室外温度があると判別されたときには、前記補正換算高圧値を用い、前記第２温度領域内に室外温度があると判別されたときには、前記補正換算高圧値に代えて前記現在の換算高圧値を用いて前記熱源側熱交換器用ファンの回転数を決める、熱源側熱交換器用ファンの制御方法。
2. 前記ファン回転数決定工程では、前記現在の換算高圧値と前記過去の換算高圧値との差を過去から現在に至る経過時間で除することにより前記変化率を求める、請求項１に記載の熱源側熱交換器用ファンの制御方法。
3. 前記ファン回転数決定工程では、前記経過時間を２秒から１０秒の範囲内の一定値に設定する、請求項２に記載の熱源側熱交換器用ファンの制御方法。
4. 前記ファン回転数決定工程では、前記現在の換算高圧値よりも実際の圧力に近づけた前記補正換算高圧値を用いて前記熱源側熱交換器用ファンの回転数を決める、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の熱源側熱交換器用ファンの制御方法。
5. 冷媒を圧縮して高圧になった冷媒を吐出するための高圧側配管（３１ａ）を有する圧縮機（３１）と、
   前記圧縮機の前記高圧側配管に接続され、圧縮された冷媒の熱交換を行う熱源側熱交換器（３３）と、
   前記熱源側熱交換器に対して送風を行う熱源側熱交換器用ファン（３６）と、
   前記熱源側熱交換器に取り付けられ、前記熱源側熱交換器用ファンの送風対象である室外空気の室外温度を検知する温度検知部（３８）と、
   前記温度検知部の現在の検知温度から換算して前記圧縮機の高圧側配管内の冷媒の現在の換算高圧値を得るとともに、現在よりも前に前記温度検知部が検知した過去の検知温度から換算して前記高圧側配管内の冷媒の過去の換算高圧値を得て、前記現在の換算高圧値と前記過去の換算高圧値とから前記現在の換算高圧値の現在近傍の変化率を求めるとともに、前記変化率と補正係数との積を前記現在の換算高圧値に加えることにより補正換算高圧値を求めて決定した回転数で前記熱源側熱交換器用ファンを制御する制御部（４０）と、
   を備え、
   前記制御部は、前記温度検知部が検知した室外温度が第１温度領域にあるか前記第１温度領域より高い第２温度領域にあるかを判別し、前記第１温度領域内に室外温度があると判別されたときには、前記補正換算高圧値を用い、前記第２温度領域内に室外温度があると判別されたときには、前記補正換算高圧値に代えて前記現在の換算高圧値を用いて前記熱源側熱交換器用ファンの回転数を決める、空気調和装置。
6. 前記制御部は、前記現在の換算高圧値よりも実際の圧力に近づけた前記補正換算高圧値を用いて決定した回転数で前記熱源側熱交換器用ファンを制御する、
   請求項５に記載の空気調和装置。

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