JP4973339B2 - 空気調和機の運転制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和機の運転制御方法に関するものである。

従来の空気調和機の運転制御方法について、図４を用いて説明する。図４は、従来の空気調和機の運転制御方法で運転される空気調和機の構成図である。

図４において、従来の空気調和機は、圧縮機１、四方弁２、室内熱交換器３、絞り機構４、室外熱交換器５とで冷凍サイクルを構成し、四方弁２を切り替える事で、冷凍サイクルを逆転させて冷房、暖房運転できるようにしたものが主流となっている。６は、圧縮機１の温度を検知する圧縮機温度センサである。

またインバータ回路を搭載することで、圧縮機１の回転数を空調負荷に応じて最適な回転数で制御し、快適性および省エネ性を大きく向上させることができる。

そして暖房運転時、蒸発温度が、氷点下となり、室外熱交換器５に霜が着き、その霜が成長してくると、四方弁２を切り替えて冷房サイクルとすることで、室外熱交換器５に着いた霜を溶かす除霜運転を行い、暖房能力を維持させるようにしている。ただし四方弁２切り替え式の除霜制御中は、暖房能力がゼロとなるため、除霜時間をいかに短くするかがユーザの快適性向上に繋がることとなり、除霜時間を短縮させるためのさまざまな方法が考えられてきた。

そこで、外気温度を検知し、外気温度が所定の温度より低い場合には、除霜運転開始前に、冷媒凝縮温度および圧縮機温度を上昇させる予熱制御を一定時間行った後、除霜運転に切り替えて除霜するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

尚、上記特許文献１に記載されたものは、吐出からのホットガスを蒸発器に導入するホットガス路を備えた冷凍装置に関するものであるが、四方弁切り替え除霜方式の冷凍装置にも予熱制御手段導入の応用ができる。
特開平１０−９２７６号公報

しかしながら、前記従来の空気調和機の運転制御方法では、予熱制御開始判定を外気温で行っているため、例えば、外気温が設定値より高く、圧縮機の回転数が低速運転状態で着霜した場合には、圧縮機温度が低く圧縮機に蓄積される熱エネルギーが低くなるにも関わらず、予熱制御が動作しないために、除霜時間が長くなってしまうという課題を有していた。そのときの除霜タイムチャートを図５に示すと、除霜開始信号を受信し、外気温度が設定値より高い場合は、予熱制御を行わず、即時に除霜制御に移行（シーケンス２）するが、除霜制御前の圧縮機回転数が低速の場合は、圧縮機に蓄熱された熱エネルギーが小さくなり、その結果シーケンス２、３、４の除霜区間が長くなってしまう。

また、外気温のしきい値を高くしてしまうと、予熱制御の必要のない領域でも不必要に動作してしまうため、その結果除霜動作させたいタイミングが遅れ、快適性が悪化してしまう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、予熱制御を、必要な場合にだけ精度よく行い、除霜制御時間を短縮し、快適性を向上させる空気調和機の運転制御方法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の運転制御方法は、回転数可変の圧縮機、四方弁、室内熱交換器、絞り機構、室外熱交換器とで冷凍サイクルを構成し、暖房運転下で、前記室外熱交換器に霜が付いた時に前記四方弁を切り替えて除霜運転を行う空気調和機において、除霜開始信号を検知する除霜信号受信部と、前記圧縮機に取り付けられた圧縮機温度センサにより除霜開始直前の圧縮機温度を読み取り出力する圧縮機温度読取出力手段と、前記圧縮機温度読取出力手段からの出力が所定値以下の場合に、前記圧縮機を所定の回転数で所定時間だけ予熱運転させることを決定し出力する圧縮機回転数および予熱制御時間決定出力手段とを有し、前記圧縮機温度読取出力手段の出力に応じて、前記圧縮機の回転数および予熱制御時間を変更するもので、圧縮機に蓄積された熱エネルギーが少ない状態を検知し、必要な場合だけ予熱制御を動作させ、熱エネルギーを蓄熱してから除霜動作させるため、除霜時間の短縮化が図れ、快適性を向上させることができる
。

本発明の空気調和機の運転制御方法は、圧縮機温度を読み取る事で、圧縮機に蓄積された熱エネルギーが少ない状態かどうかを検知し、必要な場合だけ予熱制御を動作させ、熱エネルギーを蓄熱してから除霜動作させるため、除霜時間の短縮化が図れ、快適性を向上させることができる。

第１の発明は、回転数可変の圧縮機、四方弁、室内熱交換器、絞り機構、室外熱交換器とで冷凍サイクルを構成し、暖房運転下で、前記室外熱交換器に霜が付いた時に前記四方弁を切り替えて除霜運転を行う空気調和機において、除霜開始信号を検知する除霜信号受信部と、前記圧縮機に取り付けられた圧縮機温度センサにより除霜開始直前の圧縮機温度を読み取り出力する圧縮機温度読取出力手段と、前記圧縮機温度読取出力手段からの出力が所定値以下の場合に、前記圧縮機を所定の回転数で所定時間だけ予熱運転させることを決定し出力する圧縮機回転数および予熱制御時間決定出力手段とを有し、前記圧縮機温度読取出力手段の出力に応じて、前記圧縮機の回転数および予熱制御時間を変更するもので、圧縮機に蓄積された熱エネルギーが少ない状態を検知し、必要な場合だけ予熱制御を動作させ、熱エネルギーを蓄熱してから除霜動作させるため、除霜時間の短縮化が図れ、快適性を向上させることができる。

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、本発明の実施の形態１における空気調和機の運転制御方法を示すブロック図、図２は、同空気調和機の運転制御方法を示すフローチャート、図３は、同空気調和機の運転制御方法を示すタイムチャートである。なお、上記従来例と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。

図１〜３において、７は、圧縮機１の運転を制御するマイコンで、内部に、除霜開始信号を検知する除霜信号受信部７ａと、圧縮機１に取り付けられた圧縮機温度センサ６により除霜開始直前の圧縮機温度を読み取り出力する圧縮機温度読取出力手段７ｂと、圧縮機温度読取出力手段７ｂからの出力が所定値以下の場合に圧縮機１を所定の回転数で所定時間だけ予熱運転させることを決定し出力する圧縮機回転数および予熱制御時間決定出力手段７ｃと、圧縮機回転数読取出力手段７ｄとを備えている。

空気調和機の暖房運転時に、室外熱交換器５に霜が付き、全体が着霜になる頃、除霜開始信号が発信され、それをマイコン７内の除霜信号受信部７ａが読み取ると、シーケンス０からシーケンス１に移行し、タイマＴがカウントを開始する（Ｓ３０１）。

そして圧縮機温度センサ６にて、除霜開始直前の圧縮機温度ｔｃをマイコン７内の圧縮機温度読取出力手段７ｂにより読み取り（Ｓ３０３）、それが所定値ｔ０以下の場合は、圧縮機回転数および予熱制御時間決定出力手段７ｃにより、予熱制御の時間Ｔａと圧縮機１の回転数ｆａを決定し（Ｓ３０５）、予熱制御を動作させ、タイマＴが予熱制御時間Ｔａを満たしたのち（Ｓ３０７）に、シーケンス２へ移行して除霜運転を開始する（Ｓ３０９）。また圧縮機温度ｔｃが所定値ｔ０を超える場合は、予熱制御の時間、すなわちシーケンス１の時間Ｔ０＝０秒として（Ｓ３１０）、即時シーケンス２へ移行して除霜運転を開始する。これにより、圧縮機１に蓄積された熱エネルギーが少ない状態を検知し、必要な場合だけ予熱制御を動作させ、熱エネルギーを蓄熱してから除霜動作させるため、除霜
時間の短縮化が図れ、快適性を向上させることができる。

さらに、同図２に示すように、圧縮機温度ｔｃのしきい値について、所定値ｔ０以下の領域を２段階に分け（Ｓ３０４）、ｔ１以下の領域（但し、ｔ１＜ｔ０と設定する）で、予熱制御の時間Ｔｂと圧縮機１の回転数ｆｂを別に設ける（Ｔｂ＞Ｔａ、ｆｂ＞ｆａ）ことで（Ｓ３０６、Ｓ３０８）、熱エネルギーの蓄熱量を調整できるため、除霜直前の運転状況に関わらずに除霜時間の短縮化が図れ、幅広い領域で快適性を向上させることができる。

さらに、マイコン７内で圧縮機回転数読取出力手段７ｄより、除霜開始直前の圧縮機１の回転数ｆを検出し（Ｓ３０２）、所定の回転数ｆ０以上の場合は、圧縮機１が充分に蓄熱されていると判定し、予熱制御の時間、すなわちシーケンス１の時間Ｔ０＝０秒として（Ｓ３１０）、即時シーケンス２へ移行して除霜運転を開始する。これにより予熱制御不要な場合の誤動作を防止することができるため、結果快適性を向上させることができる。

以上のように本発明に係る空気調和機の運転制御方法は、予熱制御を、必要な場合にだけ精度よく行い、除霜制御時間を短縮し、快適性を向上させることができるもので、各種空気調和機に適用できる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の運転制御方法を示すブロック図 同空気調和機の運転制御方法を示すフローチャート 同空気調和機の運転制御方法を示すタイムチャート 従来の空気調和機の構成図 従来の空気調和機の運転制御方法を示すタイムチャート（除霜運転）

１ 圧縮機
２ 四方弁
３ 室内熱交換器
４ 絞り機構
５ 室外熱交換器
６ 圧縮機温度センサ
７ マイコン

Claims (1)

1. 回転数可変の圧縮機、四方弁、室内熱交換器、絞り機構、室外熱交換器とで冷凍サイクルを構成し、暖房運転下で、前記室外熱交換器に霜が付いた時に前記四方弁を切り替えて除霜運転を行う空気調和機において、除霜開始信号を検知する除霜信号受信部と、前記圧縮機に取り付けられた圧縮機温度センサにより除霜開始直前の圧縮機温度を読み取り出力する圧縮機温度読取出力手段と、前記圧縮機温度読取出力手段からの出力が所定値以下の場合に、前記圧縮機を所定の回転数で所定時間だけ予熱運転させることを決定し出力する圧縮機回転数および予熱制御時間決定出力手段とを有し、前記圧縮機温度読取出力手段の出力に応じて、前記圧縮機の回転数および予熱制御時間を変更することを特徴とする空気調和機の運転制御方法。