JPH01102235A - 輻射パネル式空気調和機の運転制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、輻射パネル式空気調和機、即ち冷凍サイクル
中の高温ガス域を用いた輻射パネルを有し、室内ファン
による温風暖房と輻射パネルによる輻射暖房の両方を可
能としたインバータ式ヒートポンプエアコンの運転制御
方法に関するものである。

（従来の技術） 第６図は、輻射パネルを有しない従来のインバータ式ヒ
ートポンプエアコンの冷凍サイクルであり、圧縮Ｉ１１
、四方弁２、室外熱交換器３、膨張弁４、室内熱交換器
５、圧力バランス用キャピラリー６、除霜用二方弁７を
含む。圧縮機ｌはインバータ（周波数可変装置）１７に
より運転される。冷房、暖房時の冷媒の流れは、各々実
線、点線の矢印で示すとうりであり、その切換えは四方
弁２により行われる。室内マイコン部１４は、温度セン
サ（図示せず）及び熱交温度センサ１３の入力に基づき
、室内ファン１１のモータ１２の回転制御、圧縮機ｌの
運転周波数指令を行い、これを受けて室外マイコン部１
６はインバータ１７を介して圧縮機１の回転数制御を行
う。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、従来の空気調和機では、就寝時又は勉強時等、
音を嫌う場合にも、室内ファンの停止を行なうことはで
きない。

本発明は、冷凍サイクル中の高温ガス城を用いた輻射パ
ネルを有し、室内ファンによる温風暖房と輻射パネルに
よる輻射暖房の両方を可能としたインバータ式ヒートポ
ンプエアコンにおいて、暖房運転時に輻射と熱交の自然
対流の両方で暖房するに当り、輻射優先制御を行わんと
するものである。しかし、この輻射優先制御においては
、放熱負荷が外気温度と室内温度により定まるため、暖
房運転時に室内ファンを停止した場合には、凝縮温度が
変化し、そのため到達する輻射パネル温度も変化すると
いう問題がある。

本発明の目的は、上記事情を考慮してなされたもので、
輻射パネル温度をある温度範囲にキープすることにより
、輻射暖房において室内ファン停止を行ない輻射優先制
御をなし得る運転制御方法を提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明の輻射パネル式空気調和機の運転制御方法は、暖
房運転時に輻射と熱交の自然対流との両方で暖房するに
当り、インバータによる圧縮機の運転周波数を最低周波
数にすると共に室内ファンモータを一時停止させ、負荷
条件に対する対応　　　′として凝縮器温度の上限にて
室内ファンモータをＯＮとし、下限にてＯＦＦとする一
方、室内ファンモータがＯＮの状態で凝縮器温度が下限
値以下となった時は、圧縮機の運転周波数を１ステップ
ごとにシフトアップし、凝縮器温度が上限値に達したと
きは室内ファンモータを超微風でＯＮすると共に圧縮機
の運転周波数を１ステップごとにシフトダウンさせ、こ
の様な繰返しにより輻射優先制御を行なうことを特徴と
するものである。

（作用） 凝縮器温度をもって凝縮圧力を判断し、室内ファンモー
タの０Ｎ−ＯＦＦ、周波数のアップ−ダウンを行ない、
輻射パネル温度をほぼ凝縮器温度の設定上限値と下限値
の間にコントロールし、圧縮機のブレークダウンを防止
しつつ、超低騒音の輻射優先制御を行なう。

（実施例） 以下１図示の実施例に基づいて本発明を説明する。

第２図は輻射パネルエアコンの冷凍サイクルであり、圧
縮機ｌ、四方弁２．室外熱交換器３、膨張弁４、室内熱
交換器５、圧力バランス用キャピラリー６、除霜用二方
弁７を含むだけでなく、冷凍サイクル中の高温ガス域を
用いた輻射パネル輻射パネル１０を有する。この輻射パ
ネル１０は、暖房用逆止弁８と冷房用逆止弁９とにより
、室内熱交換器５と四方弁２との流路中に暖房時のみ挿
入されるように接続されている。１５は室外ファン、１
１は室内ファンでアル。

第２図及び第３図において、室内マイコン部１４は、リ
モコンからのスイッチ入力と、温度センサ（図示せず）
及び熱交温度センサ１３の入力に基づき、室内ファン１
１のモータ１２の回転制御、圧縮機１の運転周波数指令
及びエアコン全体。

の運転制御機能を持っている。室外マイコン部１６は、
室内から送られるシリアル運転信号を解読するとともに
、この指令内容と電流センサ及び室外熱交温度データと
により、インバータ１７を介して圧縮機１の回転数制御
を主として行っている。

通常、圧縮機１の運転周波数は３０Ｈｚ〜１００Ｈｚの
範囲で制御され、これにより冷媒循環量が制御されて能
力が無段階に可変される。例えば、運転周波数が３０Ｈ
ｚと９０Ｈｚとでは、冷媒吐出量が約３倍変化し、能力
も約３倍になる。

また、暖房運転時の室温コントロールは、室温温度と設
定値との差に応じて圧縮機ｌの運転周波数ゾーンを区分
し、室温が低い運転開始時には１００Ｈｚの最大能力で
暖房運転する。以後室温の上昇とともに周波数を低下さ
せて暖房能力を徐々に絞り、最終的には負荷とバランス
した能力点で連続運転するよう制御される。

第５図に示すように、輻射パネル１０のパネル温度は、
圧縮機１の運転周波数と室内ファンモータ１２の回転数
を増減することにより、高周波数・高送風量時の最大輻
射パネル温度から、順次室内ファンの回転数と運転周波
数を下げて、最低周波数最低パネル温度まで直線的に制
御できる。

従って、暖房運転立上り時、圧縮機１から吐出された高
温冷媒を直接輻射パネル１０に流し、圧縮機１の運転周
波数を最大として、室内ファンモータ１２の回転数も最
高として運転することにより、輻射パネルを最高温度と
できるとともに、室内熱交の温風暖房能力も最高にでき
、輻射と温風暖房の立上り特性（快適性）を向上できる
。即ち、寒い時すぐに高温熱源を人体近傍に与えること
ができ、室温自身は設定温度に達していなくとも、輻射
パネルにより、その近傍を２〜３″Ｃ近く高い様な輻射
熱効果を与えることができる。また室内ファン１１の運
転も回転速度を最大とすることにより、温風暖房効果も
十分に与えることができる。

室温が設定温度に近づくに従って圧縮機の運転周波数と
室内ファンの回転数を減少させ、第５図に示すように、
パネル温度（縦軸）−ファン回転数（横軸）において、
はぼ直線的に減少させることにより快適性と省エネ性を
増すことが可能である。室温安定後のファン回転数は、
輻射パネル温度をある程度高く保つことにより、従来よ
り少なくできる送風音を減少でき、騒音の低い暖房運転
が可能となる。

さて、暖房運転時に、室温が設定温度に達すると、輻射
と熱交の自然対流の両方で暖房するに当り、室内ファン
を停止し輻射優先制御するためには、輻射パネルｌＯの
パネル温度をある温度範囲にキープする必要がある。放
熱負荷は外気温度と室内温度により定まるため、暖房運
転時に室内ファンを停止した場合には、凝縮温度が変化
し、到達パネル温度も変化するからである。第４図に、
輻射パネル温度と室内ファンモータ１２の回転数及び圧
縮機１の運転周波数の特性を示す。

そこで、パネル温度をある温度範囲にキープするため、
次に述べるように制御する。

インバータ１７による圧縮機１の運転周波数を最低周波
数とすると共に室内ファンモータ１２を一時停止させ、
負荷条件に対する対応として凝縮器温度Ｔｃ（圧力）の
上限（５２℃）にて室内ファンモータ１２をＯＮＩ、、
下限（４７°Ｃ）にてＯＦＦする。また室内ファンモー
タＯＮの状態で、凝縮器温度Ｔｃが下限値（４７℃）以
上となった時は、周波数を１ステップごとにシフトアッ
プし、凝縮器温度Ｔｃの上限値（５２℃）に達すれば室
内ファンを超微風でＯＮすると共に運転周波数Ｈ２のダ
ウンを行なう。この様な繰返しにより輻射優先制御を行
なう。

この条件で、除霜をする場合は運転周波数を大きくアッ
プし、除霜用２方弁７の開による吐出バイパス除霜を行
ない連続暖房とする。

第１図及び第４図を参照しながら詳述する。

マイクロコンピュータは、プログラムがスタートすると
、まず輻射優先運転か通常運転かをチエツクし、通常運
転ならば、通常温風制御を行う（ステップ１．０　、１
．１　）。しかし、輻射優先運転が選定された場合には
、まず、熱交温度センサ１３による凝縮器温度Ｔｃが上
限の５２℃以下となっているかどうかを見る（ステップ
１．２）。

凝縮器温度Ｔｃが上限の５２°Ｃ以上の場合には、室内
ファンモータ１２を運転し且つ圧縮機ｌの運転周波数を
最低の２６Ｈｚに向けてダウンさせる（ステップ１．３
　、１．４　）。最低周波数の２６Ｈｚになったならば
（第３図の曲線ｂ）、この周波数を第１段階ｎ＝１とし
てセットし、ファンモータ１２をＯＦＦして回転を一旦
停止させる（ステップ１．５　、１．Ｅｌ　）。これで
、第４図のＰ点に移行する。

次に、再び凝縮器温度Ｔｃをチエツクする（ステップ２
．０）。高圧による圧縮機ｌの負荷が増大した程度や、
外気温度の低下によるパネル温度がキープできない状態
を監視するためである。

高圧による圧縮機負荷増大にともなって、凝縮器温度Ｔ
ｃが上限の５２℃に上昇した場合には（第４図のＱ点）
、室内ファンモータ１２をＯＮとして最低回転数５０Ｏ
ｒｐｍ（超微風ポジション）で回し、高圧をダウンさせ
、圧縮機１の負荷を減少させる（ステップ２．１　、２
．２　）。これにより凝縮器温度Ｔｃが上限の５２℃よ
り下ったら（第４図のＲ点）、圧縮機１の運転周波数を
最低の２６Ｈｚにしてステップ１．８に戻り（ステップ
２．３　）　、再び室内ファン１１を停止させるもので
ある。

凝縮器温度Ｔｃが上限の５２℃から下限の４７℃の間に
在る場合には、室内ファン１１が停止で圧縮！！＆１の
運転周波数が２６Ｈｚの状態でとりあえず１０秒間運転
を続行し、ステップ２．０に戻って凝縮器温度Ｔｃをチ
エツクする（ステップ２．４　、２．５　）　、そして
５２℃＞Ｔｃ＞４７℃の間、このように凝縮器温度Ｔｃ
を監視しながら上記状態の運転を続行する。

次に、外気温低下によりパネル温度がキープできず、凝
縮器温度Ｔｃが下限の４７℃を下まわっているときは（
ステップ２．０）、ｎ≧３でないことを確認して、圧縮
機ｌの運転周波数を１ステップ上げて２８Ｈｚとしくス
テップ２．６　、２゜７）、これを３０秒間保持する（
ステップ２゜８）。これにより輻射パネルｌＯのパネル
温度が上昇する。そして、ｎ＝ｎ＋１として、１段階上
ったことを記憶して（ステップ２．９　）　、　ステッ
プ２．０に戻り、再び凝縮器温度Ｔｃのチエツクに入る
（ステップ２．０）。このステップ２．６〜２．９を２
度繰返して２段階運転周波数がシフトアップされ、ｎ≧
３になったらば、その運転周波数を保持する（ステップ
２．８　、２．８　）。これは、外気温低下によりパネ
ル温度がキープできない場合であり１周波数を２段階ま
で上げる制御を行ない、パネル温度を上昇させることを
意味する。ここでは２段階にシフトアップしたが、事情
に応じて何段階上げるようにしてもよい。

ステップ１．２に戻り、凝縮器温度Ｔｃが上限の５２℃
以下である場合には、室内ファン１１を停止して、圧縮
機ｌを初期運転し、運転周波数をアップさせる（ステッ
プ３．０　、３．１　）。そして４０℃になったならば
、圧縮機を最低周波数の２６Ｈｚまでダウンさせ（ステ
ップ３．２〜３．４　）　、　ステップ１．６に進む。

尚、除霜がＢからステップ２．０に入ったときは、室外
制御を優先させる。除霜完了後は、運転周波数をダウン
し、Ｄから入る。また、水制御での運転停止は、サーモ
コントロールと連動し、ＴＳ（設定温度）　−Ｔａ　（
室温）≧１．５℃とし、Ｔｓ−Ｔａ≧−１，０℃で再運
転となる。

上記の様にすることにより、外気温が０℃以下でも６０
０〜１０００Ｋｃａｌ　／ｈ程度の放熱で、室温を１２
〜１５°Ｃ程度に保つことが可能である。また、室内フ
ァン停止運転が、かなり長く運転でき、騒音（送風音）
ドラフトを防止できる。

「発明の効果」 以上のように本発明は、凝縮器温度をもって、輻射パネ
ル温度を、はぼ凝縮器温度の設定上限値と下限値の間に
コントロールでき、また圧縮機のブレークダウンを防止
できる。このため、輻射パネルのみの運転で、できるだ
け送風機の回転をさせない低騒音運転が可能である。特
に、就寝時には、外気温が０℃位でも輻射パネルの輻射
熱と室内熱交換器の自然対流熱伝達で小能力、低騒音（
無音に近い）、暖房運転が可能である。

【図面の簡単な説明】

を示す図、第３図は制御ブロック図、第４図は室内ファ
ン回転数−輻射パネル温度−運転−凝縮温度の関係を示
す図、第５図は室内ファン回転数−輻射パネル温度−運
転周波数の関係を示す図、第６図は従来の冷凍サイクル
を示す図である。 図中、ｌは圧縮機、２は四方弁、３は室外熱交換器、４
は膨張弁、５は室内熱交換器、６は圧力バランス用キャ
ピラリー、７は除霜用二方弁、８．９は逆止弁、１０は
輻射パネル、１１は室内ファン、１２はモータ、１３は
熱交温度センサ、１４は室内マイコン部、１６は室外マ
イコン部、１７はインバータを示す。 代理人弁理士　　　　則　近　憲　佑 同　　　宇治　弘 菅砿″−ｔ＋ハＷＥ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷凍サイクル中の高温ガス域を用いた輻射パネルを有し
   、室内ファンによる温風暖房と輻射パネルによる輻射暖
   房の両方を可能としたインバータ式ヒートポンプエアコ
   ンにおいて、暖房運転時に輻射と熱交の自然対流との両
   方で暖房するに当り、インバータによる圧縮機の運転周
   波数を最低周波数にすると共に室内ファンモータを一時
   停止させ、負荷条件に対する対応として凝縮器温度の上
   限にて室内ファンモータをＯＮとし、下限にてＯＦＦと
   する一方、室内ファンモータがＯＮの状態で凝縮器温度
   が下限値以下となった時は、圧縮機の運転周波数を１ス
   テップごとにシフトアップし、凝縮器温度が上限値に達
   したときは室内ファンモータを超微風でＯＮすると共に
   圧縮機の運転周波数を１ステップごとにシフトダウンさ
   せ、この様な繰返しにより輻射優先制御を行なうことを
   特徴とする輻射パネル式空気調和機の運転制御方法。