JP5071371B2 - Air conditioner - Google Patents
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Description
本発明は、空気調和装置に関する。 The present invention relates to an air conditioner.
空気調和装置の圧縮機の運転周波数は、通常、上限周波数以下となるように制御されるようになっている(特許文献1)。そして、かかる上限周波数は、圧縮機の部品の保護、圧縮機の運転音に由来する騒音防止の観点などから、空気調和装置の馬力に応じて一律に定められるようになっている。
ところで、暖房運転時に、外気温度が著しく低下すると、空気調和装置の暖房能力が十分に発揮されないことがある。 By the way, when the outside air temperature is remarkably lowered during the heating operation, the heating capacity of the air conditioner may not be sufficiently exhibited.
本発明の課題は、低外気温度条件下でも暖房能力を十分に確保することのできる空気調和装置を提供することにある。 The subject of this invention is providing the air conditioning apparatus which can fully ensure a heating capability also under low external temperature conditions.
第1発明に係る空気調和装置は、冷媒回路と、上限周波数設定部とを備える。冷媒回路は、圧縮機、室内熱交換器、減圧機構および室外熱交換器を含む。上限周波数設定部は、暖房運転時に、圧縮機の上限周波数を、外気温度が低いほど高くなるように設定する。上限周波数設定部は、上限周波数が第1周波数に設定されている状態での暖房運転時に、外気温度が第1温度以下であり且つ室内温度が第3温度を超えていないと判断されると、上限周波数を第1周波数よりも高い第2周波数に設定する。上限周波数設定部は、上限周波数が第2周波数に設定されている状態での暖房運転時に、室内温度が第2温度以上であると判断されると、上限周波数を第2周波数よりも低い周波数に設定する。 The air conditioning apparatus according to the first invention includes a refrigerant circuit and an upper limit frequency setting unit. The refrigerant circuit includes a compressor, an indoor heat exchanger, a decompression mechanism, and an outdoor heat exchanger. The upper limit frequency setting unit sets the upper limit frequency of the compressor to be higher as the outside air temperature is lower during the heating operation . When the upper limit frequency setting unit determines that the outside air temperature is equal to or lower than the first temperature and the room temperature does not exceed the third temperature during the heating operation in a state where the upper limit frequency is set to the first frequency, The upper limit frequency is set to a second frequency that is higher than the first frequency . The upper limit frequency setting unit sets the upper limit frequency to a frequency lower than the second frequency when it is determined that the room temperature is equal to or higher than the second temperature during the heating operation in a state where the upper limit frequency is set to the second frequency. Set.
ここでは、暖房運転時かつ低外気温度条件下では、圧縮機の上限周波数が相対的に高く設定される。従って、低外気温度条件下でも、暖房能力を十分に確保することができる。 Here, the upper limit frequency of the compressor is set to be relatively high during heating operation and under low outside air temperature conditions. Therefore, sufficient heating capacity can be ensured even under low outside air temperature conditions.
また、ここでは、暖房運転時に外気温度が所定温度(第1温度)以下であり且つ室内温度が第3温度を超えていないと判断されると、圧縮機の上限周波数がより高い値に再設定される。従って、低外気温度条件下でも、暖房能力を十分に確保することができる。 Further, here, when it is determined that the outside air temperature is equal to or lower than the predetermined temperature (first temperature) and the room temperature does not exceed the third temperature during the heating operation, the upper limit frequency of the compressor is reset to a higher value. Is done. Therefore, sufficient heating capacity can be ensured even under low outside air temperature conditions.
また、ここでは、室内温度が所定温度(第2温度)以上であると判断されると、低外気温度条件下で高めに設定されている圧縮機の運転周波数がより低い値に再設定される。従って、室内温度が高く、圧縮機の高低差圧が大きくなると予想される場合に圧縮機の運転周波数を抑制し、圧縮機を保護することができる。 Further, here, when it is determined that the room temperature is equal to or higher than the predetermined temperature (second temperature) , the compressor operating frequency set higher under the low outside air temperature condition is reset to a lower value. . Therefore, when the indoor temperature is high and the high / low differential pressure of the compressor is expected to increase, the operating frequency of the compressor can be suppressed and the compressor can be protected.
第2発明に係る空気調和装置は、第1発明に係る空気調和装置であって、上限周波数設定部は、上限周波数が第2周波数に設定されている状態での暖房運転時に、室内温度が第2温度以上であり且つ外気温度が第1温度より高いと判断されると、上限周波数を第2周波数よりも低い第1周波数に設定する。 An air conditioner according to a second aspect of the present invention is the air conditioner according to the first aspect of the present invention, wherein the upper limit frequency setting unit sets the indoor temperature to the first during the heating operation in a state where the upper limit frequency is set to the second frequency . When it is determined that the temperature is two or more and the outside air temperature is higher than the first temperature, the upper limit frequency is set to a first frequency lower than the second frequency.
ここでは、暖房運転時に室内温度が第2温度以上であり且つ外気温度が所定温度(第1温度)より高いと判断されると、圧縮機の上限周波数がより低い値に再設定される。従って、低外気温度条件下でも、暖房能力を十分に確保することができる。 Here, if it is determined that the room temperature is equal to or higher than the second temperature and the outside air temperature is higher than the predetermined temperature (first temperature) during the heating operation, the upper limit frequency of the compressor is reset to a lower value. Therefore, sufficient heating capacity can be ensured even under low outside air temperature conditions.
第3発明に係る空気調和装置は、第1発明または第2発明に係る空気調和装置であって、運転周波数決定部をさらに備える。運転周波数決定部は、上限周波数設定部により設定された上限周波数以下となるように、圧縮機の運転周波数を設定温度と室内温度との差に応じて決定する。 An air conditioner according to a third aspect of the present invention is the air conditioner according to the first or second aspect of the present invention , further comprising an operating frequency determination unit. The operating frequency determining unit determines the operating frequency of the compressor according to the difference between the set temperature and the room temperature so as to be equal to or lower than the upper limit frequency set by the upper limit frequency setting unit.
ここでは、圧縮機の運転周波数が、設定温度と室内温度との差に応じて決定される。 Here, the operating frequency of the compressor is determined according to the difference between the set temperature and the room temperature.
第4発明に係る空気調和装置は、第1発明から第3発明のいずれかに係る空気調和装置であって、冷媒加熱ユニットをさらに備える。冷媒加熱ユニットは、冷媒回路を流れる冷媒を加熱する。 An air conditioner according to a fourth aspect of the present invention is the air conditioner according to any of the first to third aspects of the present invention, further comprising a refrigerant heating unit. The refrigerant heating unit heats the refrigerant flowing through the refrigerant circuit.
ここでは、圧縮機に加え、熱源として冷媒加熱ユニットが設けられている。従って、暖房運転時かつ低外気温度条件下で圧縮機の上限周波数が高くなると、冷媒回路を流れる冷媒量が増量し、ひいては冷媒加熱ユニットの働きも増し、さらに暖房能力を向上させることができる。 Here, in addition to the compressor, a refrigerant heating unit is provided as a heat source. Therefore, when the upper limit frequency of the compressor is increased during heating operation and under low outside air temperature conditions, the amount of refrigerant flowing through the refrigerant circuit is increased, and as a result, the function of the refrigerant heating unit is increased, and the heating capacity can be further improved.
第5発明に係る空気調和装置は、第4発明に係る空気調和装置であって、出力制御部をさらに備える。出力制御部は、冷媒加熱ユニットの出力を、外気温度が低いほど大きくなるように制御する。 An air conditioner according to a fifth aspect of the present invention is the air conditioner according to the fourth aspect of the present invention, further comprising an output control unit. The output control unit controls the output of the refrigerant heating unit so as to increase as the outside air temperature decreases.
ここでは、低外気温度条件下では、冷媒加熱ユニットの出力が相対的に大きく設定される。従って、低外気温度条件下でも、暖房能力をさらに確保することができる。 Here, the output of the refrigerant heating unit is set to be relatively large under low outside air temperature conditions. Therefore, it is possible to further ensure the heating capacity even under a low outside air temperature condition.
付記1に係る空気調和装置は、冷媒回路と、上限周波数設定部とを備える。冷媒回路は、圧縮機、室内熱交換器、減圧機構および室外熱交換器を含む。上限周波数設定部は、暖房運転時に、圧縮機の上限周波数を、外気温度が低いほど高くなるように設定する。上限周波数は、第1周波数および第1周波数よりも高い第2周波数に設定可能である。上限周波数設定部は、暖房運転時に、外気温度が第1温度より低いと判断されると、上限周波数を第2周波数に設定する。 The air conditioning apparatus according to Supplementary Note 1 includes a refrigerant circuit and an upper limit frequency setting unit. The refrigerant circuit includes a compressor, an indoor heat exchanger, a decompression mechanism, and an outdoor heat exchanger. The upper limit frequency setting unit sets the upper limit frequency of the compressor to be higher as the outside air temperature is lower during the heating operation. The upper limit frequency can be set to a first frequency and a second frequency higher than the first frequency. When it is determined that the outside air temperature is lower than the first temperature during the heating operation, the upper limit frequency setting unit sets the upper limit frequency to the second frequency.
ここでは、暖房運転時に外気温度が所定温度(第1温度)より低いと判断されると、圧縮機の上限周波数が圧縮機の取り得る上限周波数の複数の値のうち高いものに設定される。従って、低外気温度条件下でも、暖房能力を十分に確保することができる。 Here, when it is determined that the outside air temperature is lower than the predetermined temperature (first temperature) during the heating operation, the upper limit frequency of the compressor is set to a higher value among a plurality of values of the upper limit frequency that the compressor can take. Therefore, sufficient heating capacity can be ensured even under low outside air temperature conditions.
付記2に係る空気調和装置の制御方法は、圧縮機、室内熱交換器、減圧機構および室外熱交換器を含む冷媒回路を有する空気調和装置の制御方法であって、暖房運転時に、圧縮機の上限周波数を、外気温度が低いほど高くなるように設定するステップを備える。
The control method for an air conditioner according to
ここでは、暖房運転時に外気温度が低いと判断されると、圧縮機の上限周波数がより高い値に再設定される。従って、低外気温度条件下でも、暖房能力を十分に確保することができる。 Here, if it is determined that the outside air temperature is low during the heating operation, the upper limit frequency of the compressor is reset to a higher value. Therefore, sufficient heating capacity can be ensured even under low outside air temperature conditions.
本発明に係る空気調和装置およびその制御方法では、暖房運転時かつ低外気温度条件下では、圧縮機の上限周波数が相対的に高く設定される。従って、低外気温度条件下でも、暖房能力を十分に確保することができる。 In the air conditioner and the control method thereof according to the present invention, the upper limit frequency of the compressor is set to be relatively high during heating operation and under a low outside air temperature condition. Therefore, sufficient heating capacity can be ensured even under low outside air temperature conditions.
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る空気調和装置1およびその制御方法について説明する。 Hereinafter, an air-conditioning apparatus 1 and a control method thereof according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
<空気調和装置の構成>
(全体構成)
図1は、空気調和装置1の構成図である。図1に示すように、空気調和装置1では、熱源側装置としての室外機2と、利用側装置としての室内機4とが冷媒配管によって接続され、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路10が形成されている。
<Configuration of air conditioner>
(overall structure)
FIG. 1 is a configuration diagram of the air conditioner 1. As shown in FIG. 1, in the air conditioner 1, an
室外機2は、圧縮機21、四路切換弁22、室外熱交換器23、膨張弁24、アキュームレータ25、室外ファン26、ホットガスバイパス弁27、キャピラリチューブ28および電磁誘導加熱ユニット6を収容している。室内機4は、室内熱交換器41および室内ファン42を収容している。
The
冷媒回路10は、吐出管10a、ガス管10b、液管10c、室外側液管10d、室外側ガス管10e、アキューム管10f、吸入管10g、およびホットガスバイパス10hを有している。
The
吐出管10aは、圧縮機21と四路切換弁22とを接続している。ガス管10bは、四路切換弁22と室内熱交換器41とを接続している。液管10cは、室内熱交換器41と膨張弁24とを接続している。室外側液管10dは、膨張弁24と室外熱交換器23とを接続している。室外側ガス管10eは、室外熱交換器23と四路切換弁22とを接続している。
The discharge pipe 10 a connects the
アキューム管10fは、四路切換弁22とアキュームレータ25とを接続している。電磁誘導加熱ユニット6は、アキューム管10fの一部分に取り付けられている。アキューム管10fのうち、少なくとも電磁誘導加熱ユニット6によって覆われている被加熱部分は、銅管の周囲をステンレス鋼管が覆っている。冷媒回路10を構成する配管のうち、そのステンレス鋼管以外の部分は銅管である。
The
吸入管10gは、アキュームレータ25と圧縮機21の吸入側とを接続している。ホットガスバイパス10hは、吐出管10aの途中に設けられた分岐点A1と室外側液管10dの途中に設けられた分岐点D1とを接続している。
The
ホットガスバイパス10hの途中には、ホットガスバイバス弁27が設けられている。制御部11は、ホットガスバイバス弁27を開閉して、ホットガスバイパス10hを冷媒の流通を許容する状態と許容しない状態とに切換える。また、ホットガスバイパス弁27の下流側には、冷媒の流通路の断面積を減じるキャピラリチューブ28が設けられており、除霜運転時、室外熱交換器23を流通する冷媒とホットガスバイパス10hを流通する冷媒との割合が一定に保たれている。
A hot
四路切換弁22は、冷房運転サイクルと暖房運転サイクルとを切り替えることができる。図1では、暖房運転を行うための接続状態を実線で示し、冷房運転を行うための接続状態を点線で示している。暖房運転時、室内熱交換器41は凝縮器として、室外熱交換器23は蒸発器として機能する。冷房運転時、室外熱交換器23は凝縮器として、室内熱交換器41は蒸発器として機能する。
The four-
室外熱交換器23の近傍には、室外熱交換器23に室外空気を送る室外ファン26が設けられている。室内熱交換器41の近傍には、室内熱交換器41に室内空気を送る室内ファン42が設けられている。
An
制御部11は、室外機2内に配置される機器を制御する室外制御部11aと、室内機4内に配置されている機器を制御する室内制御部11bとを有している。室外制御部11aと室内制御部11bとは通信線11cによって接続されている。
The control unit 11 includes an
(室外機の外観)
図2は、正面右側から視た室外機2の外観斜視図である。図2に示すように、室外機2の外殻は、天板2a、天板2aと対向する底板2b(図4参照)、フロントパネル2c、ファンガード2k、右側面パネル2f、右側面パネル2fと対向する左側面パネル(不可視)、フロントパネル2cおよびファンガード2kと対向する背面パネル(不可視)によって略直方体形状に形成されている。
(Appearance of outdoor unit)
FIG. 2 is an external perspective view of the
(室外機の内部の構造)
図3は、フロントパネル2c、右側面パネル2fおよび背面パネルを取り除いた室外機2の正面右側から視た斜視図であり、図4は、底板2b、室外熱交換器23および室外ファン26以外の部材を取り除いた正面右側から視た室外機2の斜視図である。図3に示すように、室外機2は、仕切り板2hによって送風機室と機械室とに区分されている。送風機室には室外熱交換器23および室外ファン26(図4参照)が配置され、機械室には電磁誘導加熱ユニット6、圧縮機21およびアキュームレータ25が配置されている。
(Internal structure of outdoor unit)
3 is a perspective view seen from the front right side of the
図4に示すように、室外熱交換器23は、L字形状に成形されているフィン・アンド・チューブ式熱交換器である。そして、2台の室外ファン26が、ファンガード2k(図3参照)と室外熱交換器23との間に、支持台を介して鉛直方向に隣接するように配置されている。室外ファン26が回転することによって、室外空気が左側面パネルおよび背面パネルの通気口から吸い込まれ、室外熱交換器23のフィン間を通過し、ファンガード2kから吹き出される。
As shown in FIG. 4, the
ホットガスバイパス10hは、底板2b上に配置されており、圧縮機21が位置する機械室側から送風機室側に延び、送風機室側底部を一周して機械室側に戻る。ホットガスバイパス10hの全長の約半分は、室外熱交換器23の下方に位置する。
The
(電磁誘導加熱ユニットの構造)
図5は、電磁誘導加熱ユニット6の断面図である。図5に示すように、電磁誘導加熱ユニット6は、アキューム管10fのうち被加熱部分を径方向外側から覆うように配置されており、電磁誘導加熱によって被加熱部分を加熱する。アキューム管10fの被加熱部分は、内側の銅管と外側のステンレス鋼管100fとによって二重管構造となっている。ステンレス鋼管100fに使用されるステンレス材料は、クロムを16〜18%含むフェライト系ステンレス、或いはニッケルを3〜5%、クロムを15〜17.5%、銅を3〜5%含む析出硬化系ステンレスが選択される。
(Structure of electromagnetic induction heating unit)
FIG. 5 is a cross-sectional view of the electromagnetic induction heating unit 6. As shown in FIG. 5, the electromagnetic induction heating unit 6 is disposed so as to cover the heated portion of the
電磁誘導加熱ユニット6は、先ずアキューム管10fに位置決めされ、次に上端近傍が第1六角ナット61によって固定され、最後に下端近傍が第2六角ナット66によって固定される。
The electromagnetic induction heating unit 6 is first positioned on the
コイル68は、ボビン本体65の外側に、アキューム管10fの延びる方向を軸方向として螺旋状に巻き付けられている。コイル68は、フェライトケース71の内側に収容されている。フェライトケース71は、第1フェライト部69および第2フェライト部70をさらに収容している。
The
第1フェライト部69は、透磁率の高いフェライトによって成形されており、コイル68に電流を流した際に、ステンレス鋼管100f以外の部分にも生じる磁束を集めて磁束の通り道を形成する。第1フェライト部69は、フェライトケース71の両端側に位置する。
The
第2フェライト部70は、その位置および形状は第1フェライト部69と異なるが、その機能は第1フェライト部69と同様であり、フェライトケース71の収容部のうちボビン本体65の外側近傍に配置される。
The
(制御部の構成)
図6を参照しつつ、室外制御部11aおよび室内制御部11bを有する制御部11の詳細な構成について説明する。
(Configuration of control unit)
A detailed configuration of the control unit 11 including the
室内制御部11bは、CPU(図示されない)およびメモリ(図示されない)を有する制御回路であり、メモリに記憶されているプログラムをCPU上に読み出して実行することにより、主として室内機4に収容されている室内ファン42等の各種電気機器を制御する。室内制御部11bには、室内機4の設置部屋の室内温度Trを検出する室内温度センサ60が接続されている。室内温度センサ60は、室内機4のケーシングの空気の吸い込み口付近に取り付けられている。また、室内制御部11bには、リモコン44が接続されている。リモコン44は、利用者が室内機4に対し各種運転指令(電源オン指令、電源オフ指令、設定温度Tsの変更指令、暖房運転モードおよび冷房運転モードなどの運転モードの設定指令など)を入力するためのものである。
The
同様に、室外制御部11aも、CPU12およびメモリ13を有する制御回路であり、メモリ13に記憶されているプログラムをCPU12上に読み出して実行することにより、主として室外機2に収容されている圧縮機21、四路切換弁22、室外膨張弁24および室外ファン26等の各種電気機器を制御する。特に、室外制御部11aは、圧縮機21の制御に関し、上限周波数設定部12aおよび運転周波数決定部12bとして動作し、電磁誘導加熱ユニット6の制御に関し、上限出力設定部12cおよび出力決定部12dとして動作する。各部12a,12b,12a,12bの動作の詳細については、後述する。室外制御部11aには、外気温度Taを検出する外気温度センサ62が接続されている。
Similarly, the
室外制御部11aは、室内制御部11bと通信しつつ、室内制御部11bが取得する情報(室内温度Trおよびリモコン44に入力された各種運転指令などに関するもの)を参照し、リモコン44を介して入力された各種運転指令のとおりに動作するよう、空気調和装置1全体の動作を統括している。
The
<空気調和装置の動作>
空気調和装置1は、四路切換弁22によって、冷房運転又は暖房運転のいずれか一方に切り換えることが可能である。
<Operation of air conditioner>
The air conditioner 1 can be switched to either the cooling operation or the heating operation by the four-
(冷房運転)
冷房運転時には、四路切換弁22が、図1の点線で示された状態に設定される。この状態で圧縮機21が駆動されると、冷媒回路10では、室外熱交換器23が凝縮器となり、室内熱交換器41が蒸発器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。
(Cooling operation)
During the cooling operation, the four-
圧縮機21から吐出された高圧の冷媒は、室外熱交換器23で室外空気と熱交換して凝縮する。室外熱交換器23を通過した冷媒は、膨張弁24を通過する際に減圧され、その後に室内熱交換器41で室内空気と熱交換して蒸発する。そして、冷媒との熱交換によって温度低下した空気は、空調対象空間に吹き出される。室内熱交換器41を通過した冷媒は、圧縮機21へ吸入されて圧縮される。
The high-pressure refrigerant discharged from the
(暖房運転)
暖房運転時には、四路切換弁22が、図1の実線で示された状態に設定される。この状態で圧縮機21が駆動されると、冷媒回路10では、室外熱交換器23が蒸発器となり、室内熱交換器41が凝縮器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。
(Heating operation)
During the heating operation, the four-
圧縮機21から吐出された高圧の冷媒は、室内熱交換器41で室内空気と熱交換して凝縮する。そして、冷媒との熱交換によって温度上昇した空気は、空調対象空間に吹き出される。凝縮した冷媒は、膨張弁24を通過する際に減圧された後、室外熱交換器23で室外空気と熱交換して蒸発する。室外熱交換器23を通過した冷媒は、圧縮機21へ吸入されて圧縮される。
The high-pressure refrigerant discharged from the
暖房運転時、特に、起動時などの圧縮機21が十分に暖まっていないとき、電磁誘導加熱ユニット6がアキューム管10fを加熱することによって、圧縮機21は暖められた冷媒を圧縮することができる。その結果、圧縮機21から吐出するガス冷媒の温度が上昇し、起動時の暖房能力不足が補われる。
When the
(除霜運転)
暖房運転が行われたとき、空気中に含まれる水分が室外熱交換器23の表面で結露し、霜となり或いは氷結して室外熱交換器23の表面を覆い、熱交換性能が低下する。このため、室外熱交換器23に付着した霜、或いは氷を融かすために除霜運転が行われる。除霜運転は、冷房運転と同じサイクルで行われる。
(Defrosting operation)
When the heating operation is performed, moisture contained in the air is condensed on the surface of the
圧縮機21から吐出された高圧の冷媒は、室外熱交換器23で室外空気と熱交換して凝縮する。その冷媒からの放熱によって、室外熱交換器23を覆う霜、或いは氷が融かされる。凝縮した冷媒は、膨張弁24を通過する際に減圧され、その後に室内熱交換器41で室内空気と熱交換して蒸発する。このとき、室内ファン42は停止している。なぜなら、室内ファン42が稼動すると、空調対象空間に冷やされた空気が吹き出されて快適性を損なうからである。そして、室内熱交換器41を通過した冷媒は、圧縮機21へ吸入されて圧縮される。
The high-pressure refrigerant discharged from the
また、除霜運転時、電磁誘導加熱ユニット6がアキューム管10fを加熱することによって、圧縮機21は暖められた冷媒を圧縮することができる。その結果、圧縮機21から吐出するガス冷媒の温度が上昇し、除霜能力が向上する。
Further, during the defrosting operation, the electromagnetic induction heating unit 6 heats the
また、除霜運転時、ホットガスバイパス10hにも圧縮機21から吐出された高圧の冷媒が流される。室外機2の底板2b上に氷が成長している場合でも、その氷はホットガスバイパス10hを通る冷媒からの放熱によって融かされる。
Further, during the defrosting operation, the high-pressure refrigerant discharged from the
(圧縮機の運転周波数の制御)
上限周波数設定部12aおよび運転周波数決定部12bは、圧縮機21の運転周波数Fを制御する。より具体的には、上限周波数設定部12aが圧縮機21の上限周波数Fuを設定し、運転周波数決定部12bが当該上限周波数Fu以下となるように運転周波数Fを決定する。
(Control of compressor operating frequency)
The upper limit
上限周波数Fuは、メモリ13に記憶されている上限周波数テーブル13a(図7参照)を参照して設定される。上限周波数テーブル13aには、多段階の室外機の馬力のそれぞれについて、3段階の周波数(具体的には、第1周波数L、第2周波数Mおよび第3周波数H)が定義されている。ここで、同じ馬力に対応する周波数H,M,Lどうしを比較すると、
第3周波数H≧第2周波数M≧第1周波数L
であり、かつ、
第3周波数H>第1周波数L
となっている。
The upper limit frequency Fu is set with reference to an upper limit frequency table 13a (see FIG. 7) stored in the
Third frequency H ≧ second frequency M ≧ first frequency L
And
Third frequency H> First frequency L
It has become.
上限周波数Fuの設定処理についてより具体的に説明すると、暖房運転時以外、つまり、冷房運転時および除霜運転時には、上限周波数設定部12aは、上限周波数テーブル13aの中から第1周波数Lの値を読み出し、上限周波数Fuとして設定する。なお、リモコン44に電源オン命令が入力されると、すなわち、室外機2の起動に合わせて、室外制御部11aは、直ちにメモリ13の不揮発性領域に記憶されている空気調和装置1の基本構成情報を読み出すように構成されている。当該基本構成情報には、室外機2の馬力を示す情報が含まれている。上限周波数設定部12aは、室外機2の馬力を示す当該情報を参照し、上限周波数テーブル13aの中の複数の第1周波数Lの値のうち、当該室外機2の馬力に対応する値を上限周波数Fuとして採用する。
More specifically, the setting process of the upper limit frequency Fu will be described. The upper limit
一方、暖房運転時には、上限周波数設定部12aは、外気温度Taおよび室内温度Trをパラメータとしつつ、上限周波数テーブル13aの中の室外機2の馬力に対応する第1周波数L、第2周波数Mおよび第3周波数Hのいずれかの値を上限周波数Fuとして設定する。第1周波数L、第2周波数Mおよび第3周波数Hのいずれの値を採用するかについては、以下のロジックにより決定される。
On the other hand, during the heating operation, the upper limit
すなわち、上限周波数設定部12aは、論理的に3つの状態を遷移する(図8参照)。上限周波数設定部12aは、第1状態では、上限周波数Fuを第1周波数Lに設定し、第2状態では、上限周波数Fuを第2周波数Mに設定し、第3状態では、上限周波数Fuを第3周波数Hに設定する。
That is, the upper limit
上限周波数設定部12aは、第1状態にある時には、所定の時間間隔で(例えば、30秒ごとに)、「外気温度Taが4℃以下であり、かつ、室内温度Trが25℃以下である」(第1条件)か否かを判定する。第1条件が満たされる場合には、第2状態に遷移する。
When the upper limit
また、上限周波数設定部12aは、第2状態にある時には、所定の時間間隔で(例えば、30秒ごとに)、「外気温度Taが−6℃以下であり、かつ、室内温度Trが21℃以下である」(第2条件)か、或いは「外気温度Taが5℃以上であるか、又は、室内温度Trが26℃以上である」(第3条件)か否かを判定する。第2条件が満たされる場合には、第3状態に遷移し、第3条件が満たされる場合には、第1状態に遷移する。
Further, when the upper limit
さらに、上限周波数設定部12aは、第3状態にある時には、所定の時間間隔で(例えば、30秒ごとに)、「外気温度Taが−5℃以上であり、かつ、室内温度Trが22℃以上である」(第4条件)か否かを判定する。第4条件が満たされる場合には、第2状態に遷移する。
Further, when the upper limit
なお、圧縮機21の起動時には、まず、第1状態となる。言い換えると、圧縮機21の起動時には、最少の第3周波数Lが上限周波数Fuのデフォルト値となる。
In addition, when the
一方、運転周波数決定部12bは、設定温度Tsと室内温度Trとの温度差をパラメータとしつつ、上限周波数設定部12aにより設定されている上限周波数Fu以下となるように運転周波数Fを決定する。当該運転周波数Fの決定処理は、圧縮機21の駆動中、随時実行される。運転周波数決定部12bにより決定された運転周波数Fは、圧縮機21のインバータ基板21aに直ちに渡され、当該運転周波数Fで圧縮機21が駆動される。
On the other hand, the operating
圧縮機21の運転周波数Fがかかる態様で制御される理由は、以下のとおりである。
The reason why the operating frequency F of the
一般に、圧縮機の部品の保護の観点からは、圧縮機の運転周波数を過度に大きくしない、ひいては、圧縮機の上限周波数を過度に大きくしないことが肝要である。圧縮機の運転周波数が大きくなり過ぎると、圧縮機の部品が過度に加熱されることが懸念されるからである。また、圧縮機の運転音に由来する騒音防止の観点からも、圧縮機の上限周波数を過度に大きくしないことが肝要である。しかしながら、暖房運転中、外気温度が下がり過ぎると、圧縮機の上限周波数にかけられている制限の程度によっては、十分な暖房能力が発揮されないことがあり得る。一方で、外気温度が下がり過ぎている場合には、室外機に収容されている圧縮機の部品が過度に加熱されることもないものと予想される。 In general, from the viewpoint of protecting the components of the compressor, it is important not to excessively increase the operating frequency of the compressor, and thus not excessively increase the upper limit frequency of the compressor. This is because if the operating frequency of the compressor becomes too high, there is a concern that the components of the compressor will be excessively heated. In addition, it is important not to excessively increase the upper limit frequency of the compressor from the viewpoint of preventing noise derived from the operation sound of the compressor. However, if the outside air temperature is excessively lowered during the heating operation, sufficient heating capacity may not be exhibited depending on the degree of restriction imposed on the upper limit frequency of the compressor. On the other hand, when the outside air temperature is too low, it is expected that the components of the compressor accommodated in the outdoor unit will not be excessively heated.
そこで、本実施形態では、暖房運転時の圧縮機21の上限周波数Fuが、外気温度Taが低いほど高く設定されるように設計されている(図9参照)。なお、図9は、上限周波数設定部12aが第1状態から第3状態の間を遷移するための外気温度Taに関する条件を、上限周波数Fuを縦軸にとり、外気温度Taを横軸にとってまとめたグラフである。
Therefore, in the present embodiment, the upper limit frequency Fu of the
つまり、本実施形態では、暖房運転時に、外気温度Taがある基準レベルを下回り、空気調和装置1の能力アップの必要性が強くなると、室内温度Trがある基準レベルを超えていないことを条件に、圧縮機21の上限周波数Fuを大きくする制御が実行されている。室内温度Trがある基準レベルを超えていないことを条件とする理由は、室内温度Trが大きくなり過ぎると、圧縮機の高低差圧が大きくなることが予想されるため、運転周波数Fを大きくすることが望ましくないからである。
That is, in the present embodiment, during the heating operation, when the outside air temperature Ta falls below a certain reference level and the necessity for increasing the capacity of the air conditioner 1 becomes strong, the indoor temperature Tr does not exceed a certain reference level. Control for increasing the upper limit frequency Fu of the
一方で、空気調和装置1の暖房能力アップの必要性から圧縮機21の上限周波数Fuが相対的に大きく設定されている(すなわち、第2周波数M又は第3周波数Hに設定されている)場合であって、外気温度Taがある基準レベルを下回っていない、或いは室内温度Trがある基準レベルを超えていると判断される場合(具体的には、第3条件又は第4条件が満たされる場合)には、圧縮機21を保護し、かつ、圧縮機21に由来する騒音を避けるべく、上限周波数Fuを元に戻す(すなわち、第3周波数Hから第2周波数Mに、或いは第2周波数Mから第1周波数Lに戻す)制御が実行されている。
On the other hand, the upper limit frequency Fu of the
従って、本実施形態では、空気調和装置1の暖房能力に関する課題と、圧縮機21の部品の保護および圧縮機21に由来する騒音防止に関する課題という、トレードオフの関係にある課題どうしのバランスを図り、合理的な圧縮機21の制御を実現している。
Therefore, in this embodiment, the balance between the problem regarding the heating capability of the air conditioning apparatus 1 and the problem regarding the protection of the components of the
(電磁誘導加熱ユニットの出力の制御)
上限出力設定部12cおよび出力決定部12dは、電磁誘導加熱ユニット6の出力Oを制御する。
(Control of output of electromagnetic induction heating unit)
The upper limit
より具体的には、上限出力設定部12cは、圧縮機21の上限周波数Fuなどをパラメータとしつつ、電磁誘導加熱ユニット6の上限出力Ouを設定する。このとき、上限出力Ouは、上限周波数Fuが大きいほど大きくなるように設定される。
More specifically, the upper limit
一方、出力決定部12dは、随時、上限出力設定部12cにより設定された上限出力Ou以下となるように出力Oを決定する。出力決定部12dにより決定された出力Oは、電磁誘導加熱ユニット6に直ちに渡される。
On the other hand, the
従って、電磁誘導加熱ユニット6が駆動される暖房運転の起動時には、外気温度Taが低く、圧縮機21の上限周波数Fuが大きく設定されているほど、電磁誘導加熱ユニット6の上限出力Ouも大きく設定され、ひいては出力Oも大きくなるようになっている。すなわち、空気調和装置1の暖房能力のアップが必要とされるほど、冷媒回路10、ひいては電磁誘導加熱ユニット6内を流れる冷媒量が増加し、電磁誘導加熱ユニット6の出力Oも大きくなる。従って、電磁誘導加熱ユニット6が合理的に空気調和装置1の暖房能力のアップを補助できるようになっている。
Therefore, at the start of the heating operation in which the electromagnetic induction heating unit 6 is driven, the upper limit output Ou of the electromagnetic induction heating unit 6 is set to be larger as the outside air temperature Ta is lower and the upper limit frequency Fu of the
<特徴>
空気調和装置1では、暖房運転時に、外気温度Taが低いほど圧縮機21の上限周波数Fuが相対的に高めに設定されるように構成されている。従って、外気温度Taが著しく低下している場合であっても、暖房能力を十分に確保することができるようになっている。
<Features>
The air conditioner 1 is configured such that the upper limit frequency Fu of the
また、外気温度Taが低いと判断され高めに設定されている圧縮機21の運転周波数Fuは、室内温度Trが高いと判断されると、元の値に再設定される。従って、室内温度Trが高く、圧縮機21の高低差圧が大きくなると予想される場合には、圧縮機21の運転周波数Fが抑制され、圧縮機21の部品が十分に保護されるようになっている。
Further, the operating frequency Fu of the
<変形例>
(1)
上記実施形態における圧縮機21の上限周波数Fuの設定処理は、他のタイプの空気調和装置にも適用可能である。例えば、電磁誘導加熱ユニット6を有さないタイプの空気調和装置にも適用可能であるし、マルチタイプの空気調和装置にも適用可能である。
<Modification>
(1)
The setting process of the upper limit frequency Fu of the
(2)
電磁誘導加熱ユニット6の上限出力Ouの設定処理の態様は、上述したものに限定されない。例えば、上限出力設定部12cが外気温度Taをパラメータとし、上限出力Ouを外気温度Taが低くなるほど高くなるように設定するようにしてもよい。
(2)
The mode of the setting process of the upper limit output Ou of the electromagnetic induction heating unit 6 is not limited to the above. For example, the upper limit
(3)
上記実施形態では、圧縮機21の起動時に、上限周波数設定部12aがまず第1状態になり、その後、第1条件を満たす場合に初めて第2状態に遷移し、さらに第2条件を満たす場合に初めて第3状態に遷移するようになっている。しかしながら、圧縮機21の起動時に、まず第1条件および第2条件を判定し、第1条件のみが満たされる場合には第1状態を経ることなく第2状態となり、第1条件および第2条件の両方が満たされる場合には第1状態および第2状態を経ることなく第3状態になるようにしてもよい。
(3)
In the above embodiment, when the
さらに、上限周波数Fuを第1周波数L以上の第2周波数M又は第3周波数とする当該設定処理が、圧縮機21の起動時にのみ実行されるようになっていてもよい。
Further, the setting process for setting the upper limit frequency Fu to the second frequency M or the third frequency equal to or higher than the first frequency L may be executed only when the
本発明は、低外気温度条件下でも暖房能力を十分に確保することのできる空気調和装置として有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful as an air conditioner that can sufficiently ensure heating capacity even under low outside air temperature conditions.
1 空気調和装置
6 電磁誘導加熱ユニット(冷媒加熱ユニット)
10 冷媒回路
11 制御部
11a 室外制御部
12a 上限周波数設定部
12b 運転周波数決定部
12c 上限出力設定部(出力制御部)
12d 出力決定部(出力制御部)
21 圧縮機
23 室外熱交換器
24 膨張弁(減圧機構)
41 室内熱交換器
1 Air Conditioner 6 Electromagnetic Induction Heating Unit (Refrigerant Heating Unit)
DESCRIPTION OF
12d Output determination unit (output control unit)
21
41 Indoor heat exchanger
Claims (5)
暖房運転時に、前記圧縮機(21)の上限周波数を、外気温度が低いほど高くなるように設定する上限周波数設定部(12a)と、
を備え、
前記上限周波数設定部(12a)は、前記上限周波数が第1周波数に設定されている状態での暖房運転時に、前記外気温度が第1温度以下であり且つ室内温度が第3温度を超えていないと判断されると、前記上限周波数を前記第1周波数よりも高い第2周波数に設定し、
前記上限周波数設定部(12a)は、前記上限周波数が前記第2周波数に設定されている状態での暖房運転時に、前記室内温度が第2温度以上であると判断されると、前記上限周波数を前記第2周波数よりも低い周波数に設定する、
空気調和装置(1)。 A refrigerant circuit (10) including a compressor (21), an indoor heat exchanger (41), a decompression mechanism (24), and an outdoor heat exchanger (23);
An upper limit frequency setting unit (12a) for setting the upper limit frequency of the compressor (21) to be higher as the outside air temperature is lower during heating operation;
Equipped with a,
The upper limit frequency setting unit (12a) is configured such that, during a heating operation in a state where the upper limit frequency is set to the first frequency, the outside air temperature is equal to or lower than the first temperature and the room temperature does not exceed the third temperature. Is determined, the upper limit frequency is set to a second frequency higher than the first frequency ,
The upper limit frequency setting unit (12a) is in the heating operation in a state where the upper limit frequency is set to the second frequency, when the indoor temperature is judged to be higher than or equal to the second temperature, the upper limit frequency Set to a frequency lower than the second frequency;
Air conditioner (1).
請求項1に記載の空気調和装置(1)。 The upper limit frequency setting unit (12a) is in the heating operation in a state where the upper limit frequency is set to the second frequency, the indoor temperature is higher than or equal to the second temperature and the outside air temperature is higher than the first temperature Is determined, the upper limit frequency is set to the first frequency,
The air conditioner (1) according to claim 1.
をさらに備える、
請求項1または2に記載の空気調和装置(1)。 An operation frequency determination unit (12b) that determines an operation frequency of the compressor (21) according to a difference between a set temperature and a room temperature so as to be equal to or lower than the upper limit frequency set by the upper limit frequency setting unit (12a). ),
Further comprising
The air conditioner (1) according to claim 1 or 2 .
をさらに備える、
請求項1から3のいずれかに記載の空気調和装置(1)。 A refrigerant heating unit (6) for heating the refrigerant flowing through the refrigerant circuit (10);
Further comprising
The air conditioner (1) according to any one of claims 1 to 3 .
をさらに備える、
請求項4に記載の空気調和装置(1)。 An output control section (12c, 12d) for controlling the output of the refrigerant heating unit (6) so as to increase as the outside air temperature decreases;
Further comprising
The air conditioner (1) according to claim 4 .
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