JP6072565B2

JP6072565B2 - 空気調和機

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Publication number: JP6072565B2
Application number: JP2013032214A
Authority: JP
Inventors: 征克福田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-02-21
Filing date: 2013-02-21
Publication date: 2017-02-01
Anticipated expiration: 2033-02-21
Also published as: JP2014163532A

Description

本発明は、電子膨張弁の開度を自動的に調整する機能を有する空気調和機に関するものである。

従来、開度が可変な電子膨張弁を有する空気調和機において、冷房運転、暖房運転等の所定の運転モードが設定され運転が開始されると、電子膨張弁の開度が運転開始直後に所定の初期開度に設定された開度から、室内空気温度、室外空気温度、室内の目標温度等の空気調和機を取り巻く環境因子に応じて安定した安定開度に自動的に調整される。ここで、電子膨張弁が初期開度から安定開度になるまでの時間を短縮するために、従来から種々の電子膨張弁の初期開度の設定方法が提案されている（例えば特許文献１−３参照）。

特許文献１には、室内空気及び室外吸入空気に応じて電子膨張弁の初期開度を所定の種類に分類した参照テーブルを有しており、検出した室内空気及び室外吸入空気から参照テーブルに基づいて電子膨張弁の初期開度を設定することが開示されている。特許文献２には、運転モードに応じた電子膨張弁の初期開度が記憶されており、この初期開度が前回の運転安定時の弁開度に逐次書き換えられることが開示されている。特許文献３には、圧縮機が停止する際に電子膨張弁の開度を記録しておき、一定時間内に圧縮機が起動した場合、電子膨張弁の開度を記録した開度に設定する空気調和機が開示されている。

特開平９−０２１５６８号公報特公平３−４９３０４号公報実公平２−３０９３号公報

しかし、特許文献１−３のように初期開度を設定したとしても、運転時の環境変化等により電子膨張弁の開度が初期開度から安定した開度になるまでの時間が短縮されない場合がある。すなわち、特許文献１のように予め設定された補正開度テーブルを用いて開度を決定する場合、補正開度テーブルの設定値が設置場所や使用環境によって初期開度と安定開度との差が縮小できず時間が掛かってしまうという問題がある。また、特許文献２、３のように運転毎に初期開度が運転安定時の開度に変更される場合であっても、空気調和機の使用環境が前回の運転時とは全く異なる場合があり、その際には電子膨張弁の開度が安定状態になるまでの時間が短縮できないという問題がある。

本発明に係る空気調和機は、上記の課題に対応してなされたもので、電子膨張弁の開度を自動的に調整する際に、環境の変化に応じて電子膨張弁の開度が運転開始時の初期開度から安定状態になるまでの期間を短縮することができる空気調和機を提供することを目的としている。

本発明に係る空気調和機は、室内機及び室外機を備え、圧縮機、流路切替器、熱源側熱交換器、電子膨張弁、利用側熱交換器を接続した冷媒回路を有する空気調和機であって、室内空気の温度を室内温度として検出する室内温度センサと、室外空気の温度を室外温度として検出する室外温度センサと、空気調和機の運転モード及び室内空間の室内目標温度を取得する情報取得手段と、情報取得手段により取得された運転モード及び室内目標温度と、室内温度センサにより検出された室内温度と、室外温度センサにより検出された室外温度とを運転条件として取得し電子膨張弁の開度を制御する制御部とを備え、制御部は、過去の運転時における運転条件を過去運転条件として記憶するとともに、過去の運転時に電子膨張弁が安定した状態になった際の開度を安定開度として過去運転条件に関連付けて記憶した登録データベースと、運転開始時に登録データベース内から運転条件に適合する過去運転条件を検索する条件検索手段と、条件検索手段により検索された運転条件に適合する過去運転条件に関連付けられた安定開度を登録データベースから取得し、安定開度を電子膨張弁の初期開度として設定するとともに、運転が安定するように電子膨張弁の開度を調整する機器制御手段と、機器制御手段の制御により運転が安定した状態になったときの電子膨張弁の開度を安定開度として取得し、運転条件に関連づけて登録データベースに記憶するデータ登録手段とを有することを特徴とするものである。

本発明に係る空気調和機によれば、過去の運転時における運転条件に関連付けてその際の安定開度を登録データベースに記憶しておき、運転開始時に運転条件に適合する過去の運転条件を登録データベース内において検索し、運転条件に適合する過去の運転条件に関連付けられた安定開度を初期開度として設定することにより、電子膨張弁において初期開度から安定開度になるまでの時間を短縮させることができる。

本発明の空気調和機の好ましい実施形態を示す冷媒回路図である。リモコンの一例を示す外観模式図である。図１の空気調和機における制御部の一例を示す機能ブロック図である。図３の過去運転条件及び安定開度が記憶された登録データベースの一例を示す模式図である。図３の機器制御手段において予め設定された初期開度ＯＰｆから安定開度になるまでの開度変化の様子を示すグラフである。図１及び図３の空気調和機における制御部の動作例を示すフローチャートである。図３の条件検索手段による過去運転条件の検索方法の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら本発明の空気調和機の実施形態について説明する。図１は本発明の空気調和機の好ましい実施形態を示す冷媒回路図である。図１の空気調和機１は、冷媒を循環させる冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を利用して冷房運転および暖房運転を行うものであって、室外機１Ａと室内機１Ｂとを有している。室外機１Ａは、室外に設置されるとともに室内機１Ｂは取り除くべき熱負荷が存在する部屋等に設置され、室内機１Ｂにより取り除かれた部屋の熱負荷が室外機１Ａから室外に排出されるようになっている。

空気調和機１は、圧縮機２、流路切替器３、熱源側熱交換器４、電子膨張弁６、利用側熱交換器７を配管により接続した冷媒回路を有するものであって、このうち室外機１Ａ側には、圧縮機２、流路切替器３、熱源側熱交換器４、制御部１０が設けられている。圧縮機２は、冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にして吐出するものである。この圧縮機２は、吐出側が流路切替器３に接続され、吸入側が室内機１Ｂの利用側熱交換器７に接続されている。

流路切替器３は、冷房運転もしくは暖房運転の運転モードの切替に応じて暖房流路と冷房流路との切替を行うものであって、例えば四方弁からなっている。冷房運転時において、流路切替器３は、圧縮機２の吐出側と熱源側熱交換器４とを接続させるとともに、室内機１Ｂの利用側熱交換器７と圧縮機２の吸入側とを接続させる。そして、圧縮機２から吐出した冷媒は熱源側熱交換器４側へ流れるとともに、室内機１Ｂの利用側熱交換器７から流出した冷媒は圧縮機２へ吸入される。一方、暖房運転時において、流路切替器３は圧縮機２の吐出側と室内機１Ｂの利用側熱交換器７とを接続させるとともに、熱源側熱交換器４と圧縮機２の吸入側とを接続させる。そして、圧縮機２から吐出した冷媒は室内機１Ｂの利用側熱交換器７へ流れるとともに、利用側熱交換器７から流出した冷媒は電子膨張弁６を介して圧縮機２の吸入側へ流入する。なお、流路切替器３として四方弁を用いた場合について例示しているが、これに限らず例えば複数の二方弁等を組み合わせて構成しても良い。

熱源側熱交換器４は、冷媒と空気（外気）との間で熱交換を行うものであって、例えば冷媒を通過させる伝熱管と、伝熱管を流れる冷媒と外気との間の伝熱面積を大きくするためのフィンとを備えた構造を有している。また、熱源側熱交換器４に送風を行う室外送風機５が配置されており、室外送風機５の駆動により冷媒が空気と熱交換を行うようになっている。熱源側熱交換器４は、流路切替器３と電子膨張弁６との間に接続されており、冷房運転時には冷媒を凝縮して液化させる凝縮器として機能し、暖房運転時には冷媒を蒸発させて気化させる蒸発器として機能する。

電子膨張弁６は、熱源側熱交換器４と室内機１Ｂとの間に配置されており、開度が可変に制御可能になっている。電子膨張弁６は、冷媒を減圧して膨張させる膨張弁としての機能を有し、電子膨張弁６の開度を調整することにより、冷媒回路を流れる冷媒の温度（圧力）を制御することができる。

室内機１Ｂは、利用側熱交換器７及び室内送風機８を備えている。利用側熱交換器７は、冷房運転時には蒸発器（吸熱器）として機能し、暖房運転時には凝縮器（放熱器）として機能する。そして、利用側熱交換器７は、室内送風機８から供給される空気と冷媒との間で熱交換を行い、室内空間の冷房及び暖房を行う。

また、空気調和機１の室内機１Ｂ側には室内空気の温度を室内温度Ｔｒとして検出する室内温度センサ９ａが設けられており、室外機１Ａ側には室外空気の温度を室外温度Ｔｏｕｔとして検出する室外温度センサ９ｂが設けられている。そして、室内温度センサ９ａ及び室外温度センサ９ｂはそれぞれ室内温度Ｔｒ及び室外温度Ｔｏｕｔを検出し、制御部１０に送るようになっている。

さらに、空気調和機１の室内機１Ｂ側には外部とのデータの送受信を行う情報取得手段（送受信部）２０が設けられており、空気調和機１はリモコン５０から送信される情報に基づいて運転を行うようになっている。図２はリモコン５０の一例を示す外観模式図である。リモコン５０は、運転の開始／停止ボタン５１、運転切替ボタン５２、目標温度設定ボタン５３を有している。運転の開始／停止ボタン５１は、空気調和機１の運転の開始／停止を入力するためのボタンであり、冷房運転、暖房運転、ドライ運転あるいは送風運転の各運転モードを入力するためのボタンである。目標温度設定ボタン５３は、ユーザーが室内目標温度Ｔｓｅｔを設定するためのボタンであって、例えば室内目標温度Ｔｓｅｔを１℃ずつ増減させることができる。そして、リモコン５０は、ユーザーから入力された運転の開始／停止、運転モード、室内目標温度Ｔｓｅｔを空気調和機１の情報取得手段２０に送信する。

なお、リモコン５０は、室内機１Ｂから吹き出す気流の方向設定、室内機１Ｂから吹き出す空気の流速設定、空気調和機１が運転停止するまでの時間設定等の各種設定を行うボタンを有していても良い。そして、情報取得手段２０はリモコン５０から取得した運転の開始／停止、運転モードＤＭ、室内目標温度Ｔｓｅｔを制御部１０に送り、制御部１０はこれらの情報に基づいて空気調和機１の動作を制御する。また、情報取得手段２０はリモコン５０から無線通信により運転の開始／停止、運転モードＤＭ、室内目標温度Ｔｓｅｔを取得する場合について例示しているが、壁等に設置された操作パネルから有線で取得しても良いしネットワークを介して取得するものであっても良い。

ここで、図１を参照して冷房運転時及び暖房運転時の空気調和機１での冷媒の流れについて説明する。冷房運転時において、冷媒が圧縮機２により圧縮され高温高圧のガスとなり、流路切替器３を介して熱源側熱交換器４に送られる。熱源側熱交換器４において冷媒は外気との熱交換により冷却（凝縮）され、高圧液冷媒となる。液冷媒は電子膨張弁６で低圧二相の冷媒となり、室内機１Ｂの利用側熱交換器７で室内空気との間で熱交換され低圧ガスになる。この際、室内空気の冷却が行われる。その後、低圧ガスの冷媒は流路切替器３を通過し圧縮機２の吸入側へ戻る。

一方、暖房運転時において、冷媒が圧縮機２により圧縮されて高温高圧のガスとなり、流路切替器３を介して室内機１Ｂの利用側熱交換器７に送られる。利用側熱交換器７において冷媒は凝縮し高圧液冷媒となる。この際、室内空気の暖房が行われる。そして、高圧液冷媒は電子膨張弁６で低圧二相の冷媒となり、室外熱交換器９で低圧ガスの状態になった後、流路切替器３を介して圧縮機２の吸入側へ戻る。

上述した冷房運転時もしくは暖房運転時において、空気調和機１の動作は制御部１０により制御される。図３は図１の空気調和機１における制御部１０の一例を示す機能ブロック図であり、図１から図３を参照して制御部１０について説明する。なお、制御部１０は、例えばＤＳＰ等の各種データを記憶するためのメモリ領域を備えたマイクロコンピュータからなるものであって、プログラムを実行することにより図３に示すような構成を構築される。制御部１０は、空気調和機１の動作を制御するものであって、室内温度Ｔｒ、室外温度Ｔｏｕｔ、運転モードＤＭ、室内目標温度Ｔｓｅｔに基づき、圧縮機２の回転数、流路切替器３の向き、電子膨張弁６の開度、室外送風機５の回転数及び室内送風機８の回転数を決定し、室内温度Ｔｒが室内目標温度Ｔｓｅｔとなるように空調能力を制御する。

特に、制御部１０は、運転開始時の電子膨張弁６の初期開度ＯＰｆを設定する機能を有するものであって、条件検索手段１１、機器制御手段１２、データ登録手段１３、登録データベースＤＢを備えている。条件検索手段１１は、運転開始時に運転条件ＤＣに適合する過去運転条件ＲＤＣを登録データベースＤＢ内から検索するものである。ここで、図４は登録データベースＤＢの一例を示す模式図である。図４に示すように、登録データベースＤＢには、過去に実際に運転された際の運転条件ＤＣが過去運転条件ＲＤＣとして記憶されている。過去運転条件ＲＤＣは、リモコン５０から送信される運転モードＤＭ及び室内目標温度Ｔｓｅｔと、各種温度センサ９ａ、９ｂにより検出された室内温度Ｔｒ及び室外温度Ｔｏｕｔとを含むものである。そして、各過去運転条件ＲＤＣには、過去運転条件ＲＤＣによる運転時に運転が安定した状態になったときの電子膨張弁６の安定開度ＯＰｓが関連づけられて記憶されている。なお、過去運転条件ＲＤＣに安定開度ＯＰｓが関連づけられた場合について例示しているが、安定開度ＯＰｓに加えて、圧縮機２の駆動周波数、室外送風機５、室内送風機８の回転数等の他の運転パラメータを含むものであっても良い。

そして、図３の条件検索手段１１は、運転モードＤＭが一致するとともに、運転条件ＤＣの各種温度Ｔｒ、Ｔｏｕｔ、Ｔｓｅｔが一致もしくは所定の検索範囲±ΔＴｒ、±ΔＴｏｕｔ、±ΔＴｓｅｔ内に収まる過去運転条件ＲＤＣを運転条件ＤＣに適合する過去運転条件ＲＤＣとして検索する。この所定の検索範囲±ΔＴｒ、±ΔＴｏｕｔ、±ΔＴｓｅｔは条件検索手段１１に予め設定されたものであり、たとえば±３℃といった範囲が設定されている。そして、条件検索手段１１は、運転を開始しようとしている運転条件ＤＣに運転モードＤＭが一致している過去運転条件ＲＤＣの中から、室内温度Ｔｒ±ΔＴｒ、室外温度Ｔｏｕｔ±ΔＴｏｕｔ、室内目標温度Ｔｓｅｔ±ΔＴｓｅｔの範囲内に収まる過去運転条件ＲＤＣを検索する。

特に、図３の条件検索手段１１には、運転条件ＤＣの４個のパラメータのうち、冷媒回路への影響が大きい順に優先順位が設定されており、優先順位の高い順に運転条件ＤＣの検索が行われる。空気調和機１においては、冷媒回路構成自体を決定する運転モード設定が最も優先順位が高い。次に、熱負荷を解決するための室内温度Ｔｒ、熱負荷を排出するための室外温度Ｔｏｕｔ、室内目標温度Ｔｓｅｔの順に優先順位を付けている。

さらに、条件検索手段１１は、２以上の過去運転条件ＲＤＣが検出された場合、検索範囲±ΔＴｒ、±ΔＴｏｕｔ、±ΔＴｓｅｔを狭くして検索の絞り込みを行う機能を有している。具体的には、条件検索手段１１には、検索範囲±ΔＴｒ、±ΔＴｏｕｔ、±ΔＴｓｅｔを狭くするための変更パラメータＴｃが記憶されている。そして、条件検索手段１１は、絞り込み条件としてΔＴｒ＝ΔＴｒ−Ｔｃ、ΔＴｏｕｔ＝ΔＴｏｕｔ−Ｔｃ、ΔＴｓｅｔ＝ΔＴｓｅｔ−Ｔｃに設定し、２以上の過去運転条件ＲＤＣに対し絞り込み検索を行う。ここで、変更パラメータＴｃとして、例えば制御部１０が温度条件に対して有する分解能の最小値が使用される。例えば制御部１０が温度データを１℃刻みで読み込む場合にはＴｃ＝１に設定され、０．５℃刻みで読み込む場合にはΔＴ＝０．５に設定されている。

なお、分解能の最小値に設定する場合について例示しているが、分解能が１℃である場合でもＴｃ＝２℃に設定するようにしても良い。さらに、検索を行う際の検索範囲ΔＴｒ、ΔＴｏｕｔ、ΔＴｓｅｔについて同一の変更パラメータＴｃを用いて絞り込みを行う場合について例示しているが、ΔＴｒ、ΔＴｏｕｔ、ΔＴｓｅｔ毎に異なる変更パラメータＴｃの値で絞り込みを行うようにしても良い。

条件検索手段１１は、運転条件ＤＣに適合する過去運転条件ＲＤＣが１つになるまで絞り込み、この過去運転条件ＲＤＣに関連付けされた安定開度ＯＰｓを登録データベースＤＢから抽出する。一方、条件検索手段１１が過去運転条件ＲＤＣを検索した結果、適合する過去運転条件ＲＤＣを検出できなかった場合、その旨を機器制御手段１２に送る。

機器制御手段１２は、空気調和機１を構成する各種機器の動作を制御するものであって、圧縮機２、流路切替器３、各送風機５、８及び電子膨張弁６を制御する。特に、機器制御手段１２は、条件検索手段１１における検索結果に基づいて電子膨張弁６の開度を制御する機能を有している。具体的には、条件検索手段１１において運転条件ＤＣに適合する１つの過去運転条件ＲＤＣが検出された場合、電子膨張弁６の初期開度ＯＰｆを機器制御手段１２は過去運転条件ＲＤＣに関連付けされている安定開度ＯＰｓに設定し運転を開始する（ＯＰｆ＝ＯＰｓ）。一方、条件検索手段１１が登録データベースＤＢから適合する過去運転条件ＲＤＣを検出しなかった場合、機器制御手段１２は、電子膨張弁６の初期開度ＯＰｆを予め設定された設定開度ＯＰｒｅｆに設定し運転を開始する（ＯＰｆ＝ＯＰｒｅｆ）。

また、機器制御手段１２は、運転開始後に電子膨張弁６の開度を自動的に調整する機能を有している。電子膨張弁６の開度を自動的に制御する方法として、たとえば圧縮機２から吐出される冷媒の吐出温度（過熱度）が目標吐出温度になるように開度を制御する方法、熱源側熱交換器４の入口温度及び出口温度を用いて過熱度を算出し開度を制御する方法等の種々の公知の手法を用いることができる。機器制御手段１２は、初期開度ＯＰｆとして予め設定された設定開度ＯＰｒｅｆを用いた場合であっても、安定開度ＯＰを用いた場合であっても開度の自動調整を行う。

さらに、機器制御手段１２は、電子膨張弁６の開度の変化が設定期間ＰＤ１（たとえば１時間）以上継続している場合、このときの電子膨張弁６の開度を運転が安定する安定開度ＯＰｓとして検出する。ここで、図５は図３の制御部１０において電子膨張弁６の初期開度ＯＰｆが設定開度ＯＰｒｅｆに設定された際に、開度が自動制御される様子を示すグラフである。図５に示すように、機器制御手段１２は、調整期間ＰＤ０において初期開度ＯＰｆ＝設定開度ＯＰｒｅｆの状態から、たとえば圧縮機２からの冷媒の吐出温度が設定温度になる等の運転が安定した状態になるように、電子膨張弁６の開度が自動調整される。そして、開度が変化しない状態が設定期間ＰＤ１だけ継続した場合、機器制御手段１２は、空気調和機１の運転が安定した状態になったと判断し、このときの電子膨張弁６の開度を安定開度ＯＰｓとして検出する。

図３のデータ登録手段１３は、機器制御手段１２において安定開度ＯＰｓが検出された際に、運転開始時に送信された運転条件ＤＣに関連づけて安定開度ＯＰｓを登録データベースＤＢに記憶するものである。データ登録手段１３は、条件検索手段１１において適合する過去運転条件ＲＤＣが検出できなかった場合、新たに過去運転条件ＲＤＣを記憶する。一方、データ登録手段１３は、条件検索手段１１において運転条件ＤＣに一致する過去運転条件ＲＤＣが検出できた場合、過去運転条件ＲＤＣの安定開度ＯＰｓを上書きする。これにより、運転条件ＤＣが等しい場合であっても空気調和機１内の部品の劣化等により最適な空気調和機１内の最適条件が変化した場合に対応して、最新の空気調和機１の状態に最も適した電子膨張弁６の安定開度ＯＰｓを記憶させることができる。

図６は空気調和機１における制御部１０の動作例を示すフローチャートであり、図１から図６を参照して空気調和機の制御方法について説明する。なお、図６においては、空気調和機１が停止している状態から操作が開始する場合について例示する。また、空気調和機１を運転している際に、空気調和機１を利用するユーザーがリモコン５０に運転を終了する入力を行った場合、リモコン５０は制御部１０に運転を停止する命令を送信し、機器制御手段１２は空気調和機１を停止するように制御する。

まず、ユーザーがリモコン５０を操作することにより、空気調和機１の運転モードＤＭ及び室内目標温度Ｔｓｅｔが設定されるとともに運転開始が指示される。すると、情報取得手段２０においてリモコン５０から送信された運転開始命令、運転モードＤＭ、室内目標温度Ｔｓｅｔが取得されるとともに、室内温度センサ９ａ及び室外温度センサ９ｂにより室内温度Ｔｒ及び室外温度Ｔｏｕｔが検出される。そして、運転モードＤＭ、室内目標温度Ｔｓｅｔ、室内温度Ｔｒ及び室外温度Ｔｏｕｔが運転条件ＤＣとして制御部１０に読み取られる（ステップＳＴ１）。

その後、制御部１０の条件検索手段１１により、登録データベースＤＢ内に運転条件ＤＣに適合する過去運転条件ＲＤＣが存在するか否かが検索される（ステップＳＴ２）。登録データベースＤＢ内に運転条件ＤＣに適合する過去運転条件ＲＤＣが存在する場合、機器制御手段１２により電子膨張弁６の初期開度ＯＰｆが過去運転条件ＲＤＣに関連付けされた安定開度ＯＰｓに設定される（ＯＰｆ＝ＯＰｓ、ステップＳＴ４）。一方、運転条件ＤＣに適合する過去運転条件ＲＤＣが存在しない場合、機器制御手段１２において電子膨張弁６の初期開度ＯＰｆが予め設定された開度になるように設定される（ＯＰｆ＝ＯＰｒｅｆ、ステップＳＴ５）。

その後、制御部１０により運転条件ＤＣに従い電子膨張弁６の開度が安定するように自動的に調整される（ステップＳＴ６）。その間、機器制御手段１２において、運転が安定状態にあり電子膨張弁６の開度が一定になっている期間が設定期間ＰＤ１以上継続したか否かが判断される（ステップＳＴ７）。電子膨張弁６の開度が一定になっている期間が設定期間ＰＤ１以上継続した場合、空気調和機１の冷媒回路において最適な電子膨張弁６の開度になったものと判断する。そして、このときの電子膨張弁６の開度が機器制御手段１２からデータ登録手段１３へ送られる。

データ登録手段１３において、電子膨張弁６の安定開度ＯＰｓが運転条件ＤＣに関連付けられて登録データベースＤＢに記憶される（ステップＳＴ８）。なお、運転条件ＤＣが過去運転条件ＲＤＣに一致した場合であっても、電子膨張弁６の安定開度ＯＰｓが異なるときには、運転条件ＤＣに関連付けて記録される電子膨張弁６の安定開度ＯＰｓが上書きする。

このように、登録データベースＤＢを用いて初期開度ＯＰｆを設定する際に、実際の空気調和機１の運転時に設定され学習された過去運転条件ＲＤＣを用いることにより、電子膨張弁６が最適な開度で安定するまでの時間を短縮することができる。言い換えれば、空気調和機１が運転条件ＤＣにおいて安定した高効率な冷媒回路状態を形成するまでの時間を短縮することができる。

図７は図３の条件検索手段１１における検索手法の一例を示すフローチャートであり、図３〜図７を参照して過去運転条件ＲＤＣの検索方法について説明する。まず、登録データベースＤＢから過去運転条件ＲＤＣが読み込まれた際、登録データベースＤＢに１つ以上の過去運転条件ＲＤＣが記憶されているか否かが判断される（ステップＳＴ１１）。過去運転条件ＲＤＣがまだ記憶されていない場合、適合する過去運転条件ＲＤＣは検出できないと判断され、初期開度ＯＰｆ＝設定開度ＯＰｒｅｆに設定される（図６のステップＳＴ５）。

一方、過去運転条件ＲＤＣが存在する場合、過去運転条件ＲＤＣの中から運転モードＤＭが一致する過去運転条件ＲＤＣが抽出され（ステップＳＴ１２）、異なる運転モードＤＭの過去運転条件ＲＤＣは検索結果から除外される（ステップＳＴ２０）。次に、運転モードＤＭで抽出した過去運転条件ＲＤＣのうち、室内温度Ｔｒ、室外温度Ｔｏｕｔ及び室内目標温度Ｔｓｅｔがそれぞれ検索範囲±ΔＴｒ、±ΔＴｏｕｔ、±ΔＴｓｅｔの範囲内に収まる過去運転条件ＲＤＣが検索される（ステップＳＴ１３〜ＳＴ１５）。いずれか１つでも検索範囲±ΔＴｒ、±ΔＴｏｕｔ、±ΔＴｓｅｔから外れた過去運転条件ＲＤＣは検索結果から除外される（ステップＳＴ２０）。

そして、検索した結果、運転条件ＤＣに適合する過去運転条件ＲＤＣのヒット数がカウントされる（ステップＳＴ１６）。抽出した過去運転条件ＲＤＣの数が１個である場合、初期開度ＯＰｆが検索した過去運転条件ＲＤＣに関連付けられている安定開度ＯＰｓに設定される（図６のステップＳＴ４）。抽出した過去運転条件ＲＤＣの数が０個である場合、運転条件ＤＣに適合する過去運転条件ＲＤＣは検出できなかったと判断し、初期開度ＯＰｆが設定開度ＯＰｒｅｆに設定される（図６のステップＳＴ５）。また、抽出した過去運転条件ＲＤＣが２つ以上である場合、検索範囲±ΔＴｒ、±ΔＴｏｕｔ、±ΔＴｓｅｔが変更パラメータＴｃにより狭められ（ΔＴｒ−Ｔｃ、ΔＴｏｕｔ−Ｔｃ、ΔＴｓｅｔ−Ｔｃ、ステップＳＴ１７）、２以上の過去運転条件ＲＤＣが１つの過去運転条件ＲＤＣになるまで絞り込みが行われる（ステップＳＴ１３〜ＳＴ１７）。そして、抽出した過去運転条件ＲＤＣが１つになった場合、機器制御手段１２により電子膨張弁６の初期開度ＯＰｆが検索した過去運転条件ＲＤＣに関連付けられている安定開度ＯＰｓに設定される（図６のステップＳＴ４）。

上記実施形態によれば、過去に実際に運転を行った際に自動調整された安定開度ＯＰｓを過去運転条件ＲＤＣに関連づけて記憶しておき、運転条件ＤＣが入力された際に過去運転条件ＲＤＣに基づいて初期開度ＯＰｆを設定することにより、電子膨張弁６が最適な開度で安定するまでの時間を短縮することができる。言い換えれば、電子膨張弁６の学習機能を搭載することで、空気調和機１が使用される時間の中で高効率な運転状態を占める時間帯が相対的に長くなることとなり、結果としてより省エネルギーで空気調和機１を使用することができる。

すなわち、従来のように、室内空気温度及び室外吸い込み空気温度に基づいて複数のカテゴリーに区分された電子膨張弁の開度を初期開度として設定した場合、区分が細かくなれば室内空気温度と室外空気温度の組み合わせはより膨大な数となり、粗くなれば安定開度になるまでに時間が掛かってしまう。また、室内空気温度及び室外空気温度が同じ条件であったとしても、室内空気温度の設定条件によっては空調制御装置の負荷は異なり、圧縮機の回転数や電子膨張弁の開度は異なるため、この場合にも安定開度になるまでに時間が掛かってしまう。また、室内側熱交換器あるいは室外側熱交換器の過熱度に応じて電子膨張弁の開度を設定するとともに、前回運転時に安定した際の電子膨張弁を電子膨張弁の初期開度に設定した場合に、前回運転時と運転条件が異なる場合には適切な初期開度に電子膨張弁を設定することができず、安定開度になるまでに時間が掛かってしまう。

一方、上述したように、過去に実際に運転を行った際に自動調整された安定開度ＯＰｓを過去運転条件ＲＤＣに関連づけて記憶し学習しておき、運転条件ＤＣが入力された際に過去運転条件ＲＤＣに基づいて初期開度ＯＰｆを設定することにより、電子膨張弁６が最適な開度で安定するまでの時間を短縮することができる。さらに、適合する過去運転条件ＲＤＣを検出した場合であっても自動開度調整後の安定開度ＯＰｓを登録データベースＤＢ上に上書きすることにより、経年劣化や使用環境の変化等に合わせて所定の運転条件ＤＣに対し最適な初期開度ＯＰｆを設定することができる。

また、運転条件ＤＣに適合する複数の過去運転条件ＲＤＣが検出された場合、条件検索手段１１が１つの過去運転条件ＲＤＣを検出されるまで絞り込みを行うことにより、運転条件ＤＣに適合した複数の過去運転条件ＲＤＣの中から最も適合している１つの過去運転条件ＲＤＣを検出して初期開度ＯＰｆを設定することができるため、従来の一定の温度範囲を区切って初期開度ＯＰｆを設定する場合等に比べて、初期開度ＯＰｆから安定開度ＯＰｓになるまでの時間を短縮することができる。特に、運転条件ＤＣが室内目標温度Ｔｓｅｔを含み、条件検索手段１１が室内目標温度Ｔｓｅｔを用いて過去運転条件ＲＤＣを検索するため、現在の使用環境に近い使用環境で運転が行われた過去運転条件ＲＤＣを検出して初期開度ＯＰｆを設定することができる。

本発明の実施形態は、上記各実施形態に限定されない。図６及び図７の運転条件ＤＣに適合する過去運転条件ＲＤＣの検索を行う手法として、検索範囲から徐々に検索範囲を絞り込む手法を用いた場合について例示したが、運転条件ＤＣに適合する過去運転条件ＲＤＣを検索できるものであればこの検索手法に限定されず、たとえば運転条件ＤＣに一致する過去運転条件ＲＤＣの検索から開始し、徐々に検索範囲を広げていくような検索手法等の公知の検索アルゴリズムを用いることができる。

また、図４において、登録データベースＤＢには、過去運転条件ＲＤＣに関連づけて安定開度ＯＰｓが記憶されている場合について例示しているが、安定開度のみならず各送風機５、８の回転数や圧縮機２の駆動周波数等の他の動作パラメータを記憶するものであっても良い。また、図７において、条件検索手段１１は、優先度の高い運転モードＤＭ、室内温度Ｔｒ、室外温度Ｔｏｕｔ、目標温度Ｔｓｅｔの順に検索する場合について例示しているが、上記４つの項目のすべてについて一致もしくは類似している過去運転条件ＲＤＣを検索するものであれば、検索の順序は問わない。

また、運転条件ＤＣとして、４つのパラメータが含まれている場合について例示しているが、例えば急冷又は弱冷等の運転の強さ、日付等の他のパラメータを運転条件ＤＣとして登録するにしても良い。さらに、図１において、空気調和機１は１台の室外機１Ａと１台の室内機１Ｂとを有する場合について例示しているが、複数台の室内機を有するものであっても良い。また、図１及び図３において、制御部１０は室外機１Ａ側に設けられている場合について例示しているが、室内機１Ｂ側に設けられていても良いし、制御コントローラとして室外機１Ａ及び室内機１Ｂとは別に設けられたものであっても良い。

１空気調和機、１Ａ室外機、１Ｂ室内機、２圧縮機、３流路切替器、４熱源側熱交換器、５室外送風機、６電子膨張弁、７利用側熱交換器、８室内送風機、９ａ室内温度センサ、９ｂ室外温度センサ、１０制御部、１１条件検索手段、１２機器制御手段、１３データ登録手段、２０情報取得手段、５０リモコン、５１開始／停止ボタン、５２運転切替ボタン、５３目標温度設定ボタン、ＤＢ登録データベース、ＤＣ運転条件、ＤＭ運転モード、ＯＰ安定開度、ＯＰｆ初期開度、ＯＰｒｅｆ設定開度、ＯＰｓ安定開度、ＰＤ０調整期間、ＰＤ１設定期間、ＲＤＣ過去運転条件、Ｔｃ変更パラメータ、Ｔｏｕｔ室外温度、Ｔｒ室内温度、Ｔｓｅｔ室内目標温度、±ΔＴｒ、±ΔＴｏｕｔ、±ΔＴｓｅｔ検索範囲。

Claims

室内機及び室外機を備え、圧縮機、流路切替器、熱源側熱交換器、電子膨張弁、利用側熱交換器を接続した冷媒回路を有する空気調和機であって、
室内空気の温度を室内温度として検出する室内温度センサと、
室外空気の温度を室外温度として検出する室外温度センサと、
前記空気調和機の運転モード及び室内空間の室内目標温度を取得する情報取得手段と、
前記情報取得手段により取得された前記運転モード及び前記室内目標温度と、前記室内温度センサにより検出された前記室内温度と、前記室外温度センサにより検出された前記室外温度とを運転条件として取得し前記電子膨張弁の開度を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
過去の運転時における前記運転条件を過去運転条件として記憶するとともに、過去の運転時に前記電子膨張弁が安定した状態になった際の開度を安定開度として前記過去運転条件に関連付けて記憶した登録データベースと、
運転開始時に前記登録データベース内から前記運転条件に適合する前記過去運転条件を検索する条件検索手段と、
前記条件検索手段により検索された前記運転条件に適合する前記過去運転条件に関連付けられた前記安定開度を前記登録データベースから取得し、前記安定開度を前記電子膨張弁の初期開度として設定するとともに、運転が安定するように前記電子膨張弁の開度を調整する機器制御手段と、
前記機器制御手段の制御により運転が安定した状態になったときの前記電子膨張弁の開度を前記安定開度として取得し、前記運転条件に関連づけて前記登録データベースに記憶するデータ登録手段と
を有することを特徴とする空気調和機。
前記データ登録手段は、前記登録データベース内に前記運転条件と同一の前記過去運転条件が記憶されている場合、前記過去運転条件に関連付けされている前記安定開度を前記機器制御手段により検出された前記安定開度に上書きする機能を有することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
前記機器制御手段は、所定の期間以上継続して前記電子膨張弁の開度が一定になった場合に運転が安定した状態になったと判断するものであり、
前記データ登録手段は、一定になった開度を前記安定開度として前記運転条件に関連づけて前記登録データベースに記憶することを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機。
前記条件検索手段は、前記運転条件に適合する前記過去運転条件が複数存在する場合、複数の前記過去運転条件を１つの前記過去運転条件に絞り込むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和機。
前記条件検索手段は、前記運転モードが一致するとともに、前記運転条件が示す前記室内温度、前記室外温度及び前記室内目標温度が一致もしくは所定の検索範囲内に収まる前記過去運転条件を、前記運転条件に適合する前記過去運転条件として検索することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気調和機。