JPH0121418B2

JPH0121418B2 -

Info

Publication number: JPH0121418B2
Application number: JP58182468A
Authority: JP
Inventors: Motoshi Nishio
Original assignee: Daikin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1983-09-29
Filing date: 1983-09-29
Publication date: 1989-04-20
Also published as: JPS6071844A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、空気調和装置において、実際室温を
室温目標値に収束させるように回転数可変型の圧
縮機を回転数制御する運転制御装置の改良に関す
る。

（従来の技術）従来より、この種の空気調和装置の運転制御装
置として、例えば特開昭57−67735号公報に開示
されたものが知られている。このものは、第９図
に示すように、室温目標値との偏差が0.5℃増す
毎に区分した高温側ゾーンＡ〜Ｃおよび低温側ゾ
ーンＤ〜Ｆを各々設定するとともに、実際室温が
室温目標値に漸次収束するよう該各ゾーンＡ〜Ｆ
に対して回転数可変型圧縮機への周波数設定信号
（例えば「75Hz」、「65Hz」…「35Hz」、「０Hz」）を
それぞれ対応させ、例えば冷房運転時には、実際
室温が当初属するゾーン（例えばＡ）から順次設
定値近傍のゾーンＣに移行する毎に周波数設定信
号を各ゾーンに対応する周波数として圧縮機の回
転数を１ステツプづつ漸次低下させることによ
り、実際室温を室温目標値に収束させるようにな
されている。

（発明が解決しようとする課題）ところで、例えば冷房運転により実際室温が室
温目標値よりも低くなるのに伴つて圧縮機の運転
が停止した後は、設定時間の間は圧縮機の再起動
を阻止することが圧縮機の信頼性を確保する上で
望ましい。

而して、その場合、再起動阻止時間が経過した
圧縮機の再起動時において、圧縮機の起動当初の
回転数を如何に初期設定するかを考慮するとき、
例えば特開昭58−12938号公報に開示されるよう
に、圧縮機の停止直前の回転数に初期設定するこ
とが考えられる。

しかしながら、上記従来の考えでは、停止直前
の回転数は最低回転数であり、このため再起動阻
止時間内での室温変化が小さい場合には室内負荷
に良好に対応できるものの、再起動阻止時間内で
の室温変化が大きい場合には最低回転数では空調
能力が低過ぎて、良好な冷房又は暖房空調を行い
得ない欠点が生じる。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、圧縮機の再起動阻止時間内での
室温変化に対応して再起動時当初の圧縮機の回転
数を適宜可変設定することにより、圧縮機の再起
動時にも常に空調負荷に良好に対応した空調能力
として、空調性能の向上を図ることにある。

（課題を解決するための手段）上記目的達成のため、本発明の構成は、第１図
に示すように、回転数可変型圧縮機３を備えた空
気調和装置において、室内温度を検出する室温検
出手段１１と、室温目標値T_Vを設定する室温設
定手段１７と、上記室温検出手段１１の実際室温
信号および室温設定手段１７の設定値信号に基づ
き実際室温T_Sと室温目標値T_Vとの室温偏差ΔTを
演算する演算手段２１と、該演算手段２１により
演算された温度偏差ΔTの変化に応じて上記圧縮
機３の回転数を可変制御する運転時制御手段２２
とを備えた空気調整装置を前提とする。そして、
上記運転時制御手段２２による回転数制御によつ
て圧縮機３が停止した時から所定の再起動阻止時
間t_Oの間は該圧縮機３の再起動を阻止する再起動
阻止手段２３と、該再起動阻止手段２３の再起動
阻止時間t_Oが経過した圧縮機３の再起動時に、上
記演算手段２１の温度偏差ΔTを所定値T₁と比較
し、該所定値T₁より小さいときには最小回転数
にし、所定値T₁以上のときには中間回転数にす
るよう上記回転数可変型圧縮機３を回転駆動する
起動時制御手段２４とを設ける構成としている。

（作用）以上の構成により、本発明では、圧縮機３の再
起動時、その時の温度偏差ΔTが所定値T₁より小
さいときは、その前の再起動禁止時間t_O内での室
温変化が小さいときであつて、圧縮機３の初回回
転数が最小回転数に設定されるので、再起動時で
の小さい空調負荷に対応した小さな空調能力でも
つて空調運転が再開される。

また、再起動時、その時の温度偏差ΔTが所定
値T₁以上のときは、その前の再起動禁止時間t_O内
での室温変化が大きいときであつて、初回回転数
が中間回転数に設定されるので、再起動時での空
調負荷と空調能力とが良好に対応して、最小回転
数に設定される場合のような空調能力不足が解消
されて、冷房又は暖房性能の向上を図ることがで
きる。

（発明の効果）したがつて、本発明によれば、圧縮機の再起動
時には、その前の再起動阻止時間内での室温の変
化に対応して圧縮機の初回回転数を可変設定した
ので、再起動阻止時間内での負荷の変化の大小に
拘らず、圧縮機の再起動時での空調能力をその時
の空調負荷の大きさに良好に対応させて、空調能
力不足を解消でき、冷房及び暖房の空調性能の向
上を図ることができる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。

第２図は本発明をヒートポンプ式冷暖房装置に
適用した実施例を示し、１は室外機、２は室内機
であつて、室外機１はその内部に回転数可変型の
圧縮機３、四路切換弁８、冷暖房用膨張機構４
ａ，４ｂおよび室外熱交換器５を備え、室内機２
はその内部に室内熱交換器６を備えている。な
お、電磁弁SVは、前記圧縮機３の回転数が所定
値以上のとき開き、所定値より低いとき閉じるも
のである。そして、該各機器３〜６はそれぞれ冷
媒配管７…により連結されて閉回路が形成されて
おり、冷房運転時には四路切換弁８を図中実線の
如く切換えて冷媒を図中実線矢印の如く循環させ
ることにより、冷媒が有する熱量を室外熱交換器
５で室外空気に放熱したのち、室内熱交換器６で
室内空気から熱量を吸熱することを繰返して室内
の冷房を行う一方、暖房運転時には四路切換弁８
を図中破線の如く切換えて冷媒を図中破線矢印の
如く循環させることにより、熱量の授受を上記と
は逆にして室内の暖房を行うようになされてい
る。

そして、上記回転数可変型圧縮機３は制御装置
１０により回転数制御されるものである。該制御
装置１０は第３図の如く内部構成されており、同
図において、１１は室内温度を検出する負の抵抗
温度特性のサーミスタ等で構成された室温セン
サ、１２は該室温センサ１１からの実際室温信号
をアナログ−デジタル変換するＡ／Ｄ変換器、１
３は室温目標値を設定するための操作スイツチ、
１４は該操作スイツチ１３により設定した設定値
T_V（室温目標値）を点灯表示する複数個の発光ダ
イオード１４ａ…から成る設定値表示器、１５は
上記Ａ／Ｄ変換器１２からのデジタル変換された
実際室温信号および操作スイツチ１３からの操作
信号を受け、上記設定値表示器１４に設定値T_V
を点灯表示するとともに、第８図イ，ロおよびハ
のフローチヤートに基づいた周波数設定信号を発
生するマイクロコンピユータ、１６は該マイクロ
コンピユータ１５からの周波数設定信号に基づい
て上記回転数可変型圧縮機３を回転駆動するイン
バータである。よつて、室温センサ１１により室
温検出手段が、また操作スイツチ１３および設定
値表示器１４により室温設定手段１７がそれぞれ
構成されている。

また、上記マイクロコンピユータ１５の内部に
は、第４図に示すように実際室温T_Sと室温目標
値T_Vとの偏差ΔT（＝T_s−T_v）に対応する高温側
領域Z₁，Z₂，Z₃、安定領域Z₄および低温側領域
Z₅，Z₆，Z₇からなる温度領域が予め入力記憶され
ているとともに、第５図に示すように回転数可変
型圧縮機３の運転周波数を７種（０，30，40，
50，60，70，75Hz）に区分したステツプＮ（Ｎ＝
１〜７）が予め入力記憶されている。

次に、上記マイクロコンピユータ１５の作動を
冷房運転時の場合について説明する。該マイクロ
コンピユータ１５は初回起動時および再起動時に
おける圧縮機３の回転数を所定値に設定する第１
機能を有するとともに、第６図に示す如く、実際
室温T_Sが冷房運転により破線矢印の如く下降し、
図中符号の如く室温目標値T_Vに達して偏差ΔT
が領域Z₅に移行した時にはステツプＮを１段下げ
るとともに、さらに下降して実際室温T_Sが図中
符号の如くT_v−0.5℃に達して偏差ΔTが領域
Z₅からZ₆に移行した時にはステツプＮを２段下
げ、また実際室温T_Sが図中符号の如くT_V−1.0
℃に達して領域Z₆からZ₇に移行した時にはステツ
プＮを最小値の「２」に設定し、一方、実際室温
T_Sが実線矢印の如く上昇し、図中符号の如く
T_V＋0.5℃に達して偏差ΔTが領域Z₄から領域Z₃
に移行した時にはステツプＮを１段上げるととも
に、さらに上昇して図中符号の如くT_V＋1.0℃
に達して領域Z₂に移行した時にはステツプＮを２
段上げ、また実際室温T_Sが図中符号の如くT_V
＋1.5℃に達して領域Z₁に移行した時にはステツ
プＮを最大値の「７」にセツトするよう作動する
第２機能と、上記各ステツプＮの変化時にはタイ
マ時間ｔ（例えば３分間）のタイマを作動させ、
時間計測の開始時と完了時とで温度偏差ΔTの属
する温度領域が同じで安定領域Z₄にある場合はス
テツプＮを変化させずそのまま維持し、高温側領
域Z₁〜Z₃にある場合には室温目標値T_Vへの収束
性をより向上すべく１段上げ、低温側領域Z₅〜Z₇
にある場合には１段下げるよう作動する第３機能
と、上記タイマの時間計測途中では第７図に示す
如く前回におけるステツプＮの変化処理（図中符
号参照）により実際室温が変化して再び前回処
理と同一のステツプ処理を行う状況になつた場合
（図中符号参照）にも、このステツプ処理を行
わない第４機能とを併有するもので、これらの作
動は具体的には第８図イ，ロおよびハの運転開始
フローおよび周波数判別フローに基づいて行われ
る（第８図イ，ロおよびハ中S₁〜S₃₄およびS_A〜
S_Fはステツプ番号を示す）。

すなわち、第８図イの運転開始フローにおい
て、先ずS₁において後述する初回起動終了フラグ
Ｆが「１」か否かを判定し、NOの場合つまり初
回起動時には、S₂において室温センサ１１の実際
室温信号と操作スイツチ１３の操作信号に応じた
室温目標値T_Vとに基づいて温度偏差ΔTを算出し
たのち、これを所定の温度値T₁（例えば1.5℃）と
大小比較する。そして、温度値T₁以上（T_S−T_V
≧T₁）のYESの場合には急速冷房運転が必要で
あると判断してS₃においてステツプＮを最大値の
「７」に初期設定してインバータ１６に最大周波
数の周波数設定信号を出力したのち、S₄において
初回起動終了フラグＦを「１」にセツトしてリタ
ーンする。一方、S₂において温度偏差ΔTが所定
温度値T₁より小さいNOの場合にはさらにS₅にお
いて温度偏差ΔTが「０」より小さいか否かを判
定し、「０」以上のNOの場合には冷房運転を必
要とするが熱負荷が少なくて急速冷房運転は必要
でない状況であると判断してS₆においてステツプ
Ｎを中間値の例えば「４」に初期設定してインバ
ータ１６に中間周波数（例えば50Hz）の周波数設
定信号を出力し、且つS₇においてタイマをセツト
して所定時間ｔの計測を開始したのち、S₄で初回
起動終了フラグＦを「１」にセツトしてリターン
する。また、S₅において温度偏差ΔTが「０」よ
り小さいYESの場合には冷房運転を要しないと
判断してS₈においてステツプＮを「１」に、つま
り圧縮機３の停止状態を維持してリターンする。

一方、S₁において初回起動終了フラグＦが
「１」であるYESの場合つまり冷房運転起動が終
了した後は、S₉において温度偏差ΔTが「０」は
否かつまり実際室温T_Sが冷房運転により室温目
標値T_Vに達したか否かを判定し、NOの場合には
さらにS₁₀において上記タイマ時間ｔの計測が完
了したか否かを判定し、計測を完了したYESの
場合には室温目標値T_Vへの温度低下が緩やかで
あると判断してS₁₁においてステツプＮを最大値
の「７」に上げたのちリターンする一方、計測が
未だ完了しないNOの場合にはステツプＮをその
まま保持して直ちにリターンする。また、S₉にお
いて実際室温T_Sが室温目標値T_Vに達したYESの
場合には、S₁₂においてステツプＮを２段下げた
のちリターンする。そして次回は、第８図ロの周
波数判別フローに進んで実際室温T_Sに応じたス
テツプＮの増減制御を開始する。

そして、S_AにおいてステツプＮがはじめて圧
縮機の停止に相当する「１」になつたか否かを判
定し、YESの場合には圧縮機３の停止時である
と判断してS_Bおいて再起動タイマをセツトしてタ
イマ時間つまり圧縮機３の再起動阻止時間t_Oの計
測を開始したのちリターンする。一方、ステツプ
Ｎがはじめて「１」になつた場合でないNOの場
合には今度はS_CにおいてＮ＝１であるか否かを判
定し、YESの場合にはS_Dにおいて再起動阻止時
間t_Oの計測完了を判断し、計測が完了しないNO
の場合には直ちにリターンする。

一方、S_DにおいてYESの場合、つまり再起動
時にはS_Eにおいて室温センサ１１の実際室温信号
と操作スイツチ１３の操作信号に応じた室温目標
値T_Vとに基づいて実際室温T_Sと室温目標値T_Vと
の温度偏差ΔTを算出したのち、該温度偏差ΔT
を所定値Ta（例えば0.5℃）と大小比較する。そ
して所定値Taより小さいYESの場合には直ちに
リターンする。逆に所定値Taより大きいNOの
場合には、S_Fにおいて前記温度偏差ΔTを所定値
T₁（例えば1.5℃）と大小比較する。そして、所定
値T₁より小さいYESの場合にはS_Gにおいてステ
ツプＮを最小値の「２」に初期設定する一方、所
定値T₁以上のNOの場合にはS_Hにおいてステツプ
Ｎを中間値の例えば「４」に初期設定する。しか
る後、S_Iにおいてタイマをセツトしてタイマ時間
ｔの計測を開始したのちS₁₃に進む。

また、S_CにおいてＮ＝１でないNOの場合つま
り再起動時でない場合には、第８図ハのS₁₃にお
いて室温センサ１１の実際室温信号と操作スイツ
チ１３の操作信号に応じた室温目標値T_Vとに基
づいてこの両温度間の温度偏差ΔTを算出し、こ
の現在の温度偏差ΔTが第４図の温合領域Z₁〜Z₇
のうち何れの領域にあるかを判別したのち、現在
の温度偏差ΔTが高温側領域Z₁〜Z₃にあるか否か
を判定し、高温側領域Z₁〜Z₃にあるYESの場合
には、さらにS₁₄においてタイマ時間ｔの計測が
完了したか否かを判定する。そして、計測を完了
しないNOの場合にはS₁₅において現在の温度偏
差ΔTの属する温度領域Ziを前回処理で求めた温
度偏差ΔTの属する温度領域Zi′と比較して現在の
温度偏差ΔTが初めて温度領域Z₄から領域Z₃に移
行したか否かを判定し、移行したYESの場合に
はS₁₆においてステツプＮを１段上げたのち、S₁₇
でタイマをセツトしてタイマ時間ｔの計測を開始
してリターンする。一方、S₁₅において領域Z₃に
移行しないNOの場合には、さらにS₁₈において
現在の温度偏差ΔTが初めて領域Z₃から領域Z₂に
移行したか否かを判定し、領域Z₂に移行した
YESの場合にはS₁₉においてステツプＮを２段上
げたのちS₁₇でタイマをセツトしてリターンする。
また、S₁₈で領域Z₂に移行しないNOの場合には
さらにS₂₀において現在の温度偏差ΔTが初めて領
域Z₂から領域Z₁に移行したか否かを判定し、移行
したYESの場合にはステツプＮを最大値の「７」
にセツトしたのちS₁₇においてタイマをセツトし
てリターンする一方、移行しないNOの場合には
直ちにリターンする。一方、S₁₄においてタイマ
時間ｔの計測が完了したYESの場合にはS₂₂にお
いてステツプＮを１段上げ、且つS₂₃においてタ
イマをセツトしてタイマ時間ｔの計測を開始した
のち、リターンする。

また、S₁₃において現在の温度偏差ΔTが高温側
領域Z₁〜Z₃にないNOの場合には、S₂₄において
現在の温度偏差ΔTが安定領域Z₄にあるか否かを
判定し、安定領域Z₄にあるYESの場合にはステ
ツプＮが適正であると判断して直ちにリターンす
る。一方、安定領域Z₄にないNOの場合には現在
の温度偏差ΔTが低温側領域Z₅〜Z₇にあると判断
してS₂₅に進む。

続いて、S₂₅においてタイマ時間ｔの計測が完
了したか否かを判定し、計測を完了しないNOの
場合にはさらにS₂₆において温度偏差ΔTが初めて
領域Z₄から領域Z₅に移行したか否かを判定し、移
行したYESの場合にはS₂₇においてステツプＮを
１段下げたのち、S₂₈においてタイマをセツトし、
タイマ時間ｔの計測を開始してリターンする。一
方、S₂₆において領域Z₅に移行しないNOの場合
にはS₂₉において現在の温度偏差ΔTが初めて領域
Z₅から領域Z₆に移行したか否かを判定し、、移行
したYESの場合にはS₃₀においてステツプＮを２
段下げたのち、S₂₈においてタイマをセツトして
リターンする。また、S₂₉において領域Z₆に移行
しないNOの場合には、さらにS₃₁において現在
の温度偏差ΔTが初めて領域Z₆から領域Z₇に移行
したか否かを判定し、移行したYESの場合には
S₃₂においてステツプＮを最小値の「２」にセツ
トしたのち、S₂₈においてタイマをセツトしてリ
ターンする一方、領域Z₇に移行しないNOの場合
には直ちにリターンする。

さらに、上記S₂₅においてタイマ時間ｔの計測
が完了したYESの場合にはS₃₃においてステツプ
Ｎを１段下げ、且つS₃₄においてタイマをセツト
したのちリターンする。

よつて、第８図ハのS₁₃及び同図ロのS_E，S_Fに
より、室温センサ１１の実際室温T_S信号を操作
スイツチ１３の操作信号に応じた室温目標値T_V
とに基づいてこの両温度間の温度偏差ΔTを算
出、演算するようにした演算手段２１を構成して
いる。また、第８図ハのS₁₃〜S₃₄により、上記演
算手段２１で演算した温度偏差ΔTが変化して各
温度領域Z₁〜Z₇に移行するのに応じてステツプＮ
の値を変更して圧縮機３の回転数を可変制御する
ようにした運転時制御手段２２を構成している。

また、第８図ロのS_A〜S_DでステツプＮがＮ＝
１あつて再起動タイマをセツトし、その後の再起
動阻止時間t_Oの間は直ちにリターンすることによ
り、上記運転時制御手段２２による圧縮機３の回
転数制御によつて圧縮機３の運転が停止した時か
ら再起動阻止時間t_Oの間は圧縮機３の再起動を阻
止するようにした再起動阻止手段２３を構成して
いる。また、同図ロのS_Fにおける温度偏差ΔTと
所定値T₁との大小比較並びにS_Gによけるステツ
プＮの最小値への設定およびS_Fにおけるステツプ
Ｎの中間値への設定により、温度偏差ΔTを所定
値T₁と比較し、該所定値T₁より小さいとき（た
だしΔT≧０には最小周波数設定信号を発生して
圧縮機３を最小回転数に回転駆動し、所定値T₁
以上のときには中間周波数設定信号を発生して圧
縮機３を中間回転数に回転駆動するようにした起
動時制御手段を２４を構成している。

したがつて、上記実施例においては、圧縮機３
の運転時には、第８図ハのフローチヤートに基い
て、実際室温T_Sと室温目標値T_Vとの間の温度偏
差ΔTに応じてステツプＮが増減変化して圧縮機
３の回転数が変化し、実際室温T_Sが室温目標値
T_Vに収束するとステツプＮ＝１に設定されて、
圧縮機３が停止する。

そして、圧縮機３が停止した後は、再起動阻止
時間t_Oの間は圧縮機３の再起動が阻止されてその
信頼性が確保される。

今、再起動阻止時間t_Oが経過して圧縮機３が再
起動する時、その時の室温目標値T_Vに対する温
度偏差ΔTが所定値T₁未満の状況であつて再起動
阻止時間t_O内での室温の変化が小さい場合には、
ステツプＮ＝２に設定されて圧縮機３が最小回転
数で起動されるS_Gので、圧縮機３の再起動時での
小さな空調負荷に対して冷房能力も小さくなる。
よつて、冷房能力過多にならず、在室者に対し過
冷房感を与えることがないと共に、省エネルギー
化が図られる。

これに対し、圧縮機３の再起動時に、その時の
室温目標値T_Vに対する温度偏差ΔTが所定値T₁
以上の状況であつてその前の再起動阻止時間Tt_O
内での室温の変化が大きい場合には、ステツプＮ
＝４に設定されて圧縮機３が中間回転数で起動さ
れるS_Hので空調能力が大きくなつて大きな空調負
荷に良好に対応する。従つて、圧縮機３を最小回
転数で起動する場合の冷房能力不足を解消でき、
室内快適性の向上を図ることができる。

よつて、圧縮機３の再起動時には、その前の再
起動阻止時間t_O内での室温の変化の大小に拘ら
ず、空調能力をその時の空調負荷に良好に対応さ
せて、空調性能の向上を図ることができる。

尚、上記実施例ではヒートポンプ式冷暖房装置
の冷房運転に適用した場合について説明したが、
本発明はその他、その暖房運転あるいは暖房又は
冷房専用装置に対しても同様に適用することがで
きるのは勿論である。

また、本発明は上記実施例の如くヒートポンプ
式空気調和装置に限定されるものでなく、その他
種々の形式の空気調和装置に対しても同様に適用
することができるのはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロツク図、第２
図ないし第８図は本発明の実施例を示し、第２図
はヒートポンポ式冷暖房装置に適用した場合の冷
媒配管系統図、第３図は制御装置の内部構成を示
すブロツク図、第４図および第５図はそれぞれマ
イクロコンピユータの記憶内容を示す図、第６図
および第７図はそれぞれマイクロコンピユータの
作動説明図、第８図イ，ロおよびハはマイクロコ
ンピユータの作動を説明するフローチヤート図、
第９図は従来例を示すゾーンと周波数設定信号と
の対応を示す図である。３…回転数可変型圧縮機、１１…室温センサ
（室温検出手段）、１６…インバータ、１７…室温
設定手段、２１…演算手段、２２…運転時制御手
段、２３…再起動阻止手段、２４…起動時制御手
段。

Claims

【特許請求の範囲】

１回転数可変型圧縮機３を備えた空気調和装置
において、室内温度を検出する室温検出手段１１
と、室温目標値T_Vを設定する室温設定手段１７
と、上記室温検出手段１１の実際室温信号および
室温設定手段１７の設定値信号に基づき実際室温
T_Sと室温目標値T_Vとの温度偏差ΔTを演算する演
算手段２１と、該演算手段２１により演算された
温度偏差ΔTの変化に応じて上記圧縮機３の回転
数を可変制御する運転時制御手段２２とを備える
とともに、上記運転時制御手段２２による回転数
制御によつて圧縮機３が停止した時から所定の再
起動阻止時間t_Oの間は該圧縮機３の再起動を阻止
する再起動阻止手段２３と、該再起動阻止手段２
３の再起動阻止時間t_Oが経過した圧縮機３の再起
動時に、上記演算手段２１の温度偏差ΔTを所定
値T₁と比較し、該所定値T₁より小さいときには
最小回転数に、所定値T₁以上のときには中間回
転数にするよう上記回転数可変型圧縮機３を回転
駆動する起動時制御手段２４とを備えたことを特
徴とする空気調和装置の運転制御装置。