JPH024153A - 空気調和機 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は空気調和機に関し、特に、空気調和機の室外
送風機の回転数制御に関するものである。

［従来の技術］ 第５図は、例えば、特開昭６０−’１３３２５３号公報
に示された従来の空気調和機を示す全体構成図である。

図において、（１）は冷媒を圧縮して吐出する圧縮機、
（２）は圧縮機（１）への冷媒の吸入路及び圧縮冷媒の
吐出路を切替える四方弁、（３）は室外熱交換器、（４
）は減圧弁、（５）は室内熱交換器である。これらは冷
媒配管によって順次接続され、空気調和機の冷媒回路を
構成している。

また、（６）は室外熱交換器（３）の近傍における冷媒
配管上に配置されて、前記冷媒配管の温度を検出する温
度検出手段としてのサーミスタ、（７）はサーミスタ（
６）によって検出された温度信号をディジタル温度デー
タに変換するＡ／Ｄ変換部、（８）はＡ／Ｄ変換部（７
）から出力されるディジタル値の温度検出信号を、予め
設定された基準値と比較して演算することにより、室外
送風は（１０）の最適回転数を求める比較演算部、（９
）は室外送風機（１０）の回転数を制御する回転数制御
手段でおる。

次に、上記構成による従来の空気調和機の動作を説明す
る。

まず、電源スィッチの投入により圧縮は（１）が駆動さ
れると、この圧縮機（１）からは高温高圧の冷媒ガスが
吐出される。そして、圧縮機（１）から吐出された高温
高圧の冷媒ガスは、四方弁（２）を介して室外熱交換器
（３）に供給され、室外送風ＵＮ（１０）から送られて
くる室外空気と熱交換されて凝縮し、高圧の液冷媒とな
る。このようにして凝縮された高圧の液冷媒は、更に、
減圧手段としての減圧弁（４）で減圧された後、室内熱
交換器（５）を通過する過程で蒸発し、室内空気と熱交
換されて低圧のガス冷媒となる。そして、この低圧のガ
ス冷媒は四方弁（２）を介して圧縮機（１）に吸入され
ることにより、再び、圧縮されて高温高圧の冷媒ガスと
して吐出される。

このように、圧縮機（１）　、四方弁（２〉、室外熱交
換器（３）、減圧弁（４）、室内熱交換器（５）が順次
冷媒配管によって連結され冷凍ナイクルを構成すること
により、空気調和機として動作する。

ここで、室外熱交換器（３）の近傍における配管部分に
設置されたサーミスタ（６）は、高温高圧の冷媒ガスを
凝縮する凝縮器としての室外熱交換器（３）の温度を検
出し、その検出信号をＡ／Ｄ変換部（７）に供給してい
る。Ａ／Ｄ変換部（７）においては、サーミスタ（６）
から供給されるアナログ値の温度検出信号をディジタル
信号に変換した後に、比較演算部（８〉に供給している
。比較演算部（８）においては、Ａ／Ｄ変換部（７）か
ら供給されたディジタル値の温度検出信号を基準値と比
較及び演算することによって、室外送風機（１０〉の最
適回転数を求め、回転数制御手段（９）は、この比較演
算部（８）の演算出力に応じて、室外送風機（１０）の
回転数を制御し、サーミスタ（６）によって検出された
凝縮器の温度が予め定められた温度になるように制御す
る。

即ち、室外空気の温度が低下すると、室外熱交換器（３
）の凝縮能力が増大して凝縮温度が低下することから、
一定の設定温度にするように、室外送風１１（１０）の
回転数を低下させる。この結果、室外温度が低下しても
、サーミスタ（６）によって検出温度を一定になるよう
に、比較演算部（８）と回転数制御手段（９）によって
制御し、室外送風機（１０）の回転数を凝縮能力が略一
定に保持できるように制御している。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の空気調和機は以上のように構成されているので、
冷房運転時に室外空気の温度が低下すると、この室外空
気の温度低下に伴って室外送風機（１０）の回転数も低
下することになる。ここで、室外送風機（１０）の回転
数が所定回転数以下に低下すると、室外送風機（１０）
が外風による影響を受は易くなって、凝縮温度の制御が
困難となることから、運転が不安定となる可能性があっ
た。

そこで、この発明は低外気温度においても安定した運転
ができる空気調和機の提供を課題とするものである。

［課題を解決するための手段］ この発明にかかる空気調和機は、冷凍サイクルを構成す
る室外熱交換器に外風を供給する室外送圧１機と、前記
室外熱交換器の凝縮能力を判断する温度検出を行なう温
度検出手段と、この温度検出手段の出力によって前記室
外送風機の最適回転数を演算すると共に、前記室外送風
機の回転数を検出する回転数検出手段からの出力信号と
前記温度検出手段からの出力信号から外風の有無を判断
し、外風時に回転数を演算する演算手段と、この演算手
段の出力信号に応じて回転数を制御する回転数制御手段
を有するものである。

［作用］ この発明においては、演算手段によって、冷凍サイクル
を構成する室外熱交換器に外風を供給する室外送風機を
、前記室外熱交換器の凝縮能力を判断する温度検出を行
なう温度検出手段の出力によって前記室外送風機の最適
回転数を演算すると共に、前記室外送ｍ機の回転数を検
出する回転数検出手段からの出力信号と前記温度検出手
段からの出力信号から外風の有無を判断し、外風時に回
転数を演算し、外風の影響を取除いた上で、通常の室外
送風機による室外熱交換器の温度制御を行うものである
。

［実施例］ 以下、この発明の詳細な説明する。

第１図はこの発明の実施例による空気調和機を示す全体
構成図で、第２図は第１図に示した空気調和機の室外ユ
ニットの室外送風機を示す概略構成図である。また、第
３図は室外送風機の回転数の外風速による特性図である
。そして、第４図はこの発明の外風時の演算部による制
御を示すフローチャートである。

第１図において、（１）は冷媒を圧縮して吐出する圧縮
機、（２）は圧縮機（１）への冷媒の吸入路及び圧縮冷
媒の吐出路を切替える四方弁、（３）は室外熱交換器、
（４）は減圧弁、（５）は室内熱交換器である。そして
、これらは冷媒配管によって順次接続されることにより
、空気調和機の冷媒回路を構成している。（６）は室外
熱交換器（３）の近傍の冷媒配管上に配設されて、冷媒
配管の温度を検出する温度検出手段としてのサーミスタ
、（７）はサーミスタ（６）によって検出されたアナロ
グ温度データをディジタル温度データに変換するＡ／Ｄ
変換部、（８）はＡ／Ｄ変換部（７）から出力されたデ
ィジタル値の温度検出信号を、予め設定された基準値と
比較して演算することにより、室外送風機（１０）の最
適回転数を求める比較演算部、（９）は室外送風機（１
０）の回転数を制御する回転数制御手段、（１１）は外
風が強い時の室外送風６！（１０）の回転数を演算する
外風時の演算部、（１２）は室外送風機（１０）の回転
数を検出する回転数検出手段である。

次に、上記のように構成されたこの実施例の空気調和機
の動作を説明する。

まず、冷房運転時において、圧縮機（１）が駆動される
と、この圧縮機（１）からは高温高圧の冷媒ガスが吐出
されることになる。そして、圧縮殿（１）から吐出され
る高温高圧の冷媒ガスは、四方弁（２）を介して室外熱
交換器（３）に供給され、室外送風１ｍ（１０）から送
られてくる室外空気と熱交換されて凝縮して、高圧の液
冷媒となる。このようにして凝縮された高圧の液冷媒は
、更に、減圧手段としての減圧弁（４）において減圧さ
れた後、室内熱交換器（５）を通過する過程において蒸
発することにより、室内空気と熱交換されて低圧のガス
冷媒となる。そして、この低圧のガス冷媒は、四方弁（
２）を介して圧縮機（１）に吸入され、再び、圧縮され
て高温高圧の冷媒ガスとして吐出される。

このように、圧縮１（１）、四方弁（２）、室外熱交換
器（３）、減圧弁（４）、室内熱交換器（５）が順次冷
媒配管によって連結されて冷凍サイクルを構成すること
により、空気調和機として動作する。

このとき、室外熱交換器（３）の近傍における配管部分
に設置されたサーミスタ（６）は、高温高圧の冷媒ガス
を凝縮する凝縮器としての室外熱交換器（３）の温度を
検出し、その検出信号をＡ／Ｄ変換部（７）に供給して
いる。Ａ／Ｄ変換部（７）においては、サーミスタ（６
）から供給されたアナログ値の温度検出信号をディジタ
ル信号に変換した後に比較演算部（８）に供給している
。

比較演算部（８）においては、Ａ／Ｄ変換部（７）から
供給されるディジタル値の温度検出信号を基準値と比較
及び演算することによって、室外送風機（１０）の最適
回転数を求める。また、回転数制御手段（９）は、この
比較演算部（８）の演算出力に応じて、室外送風機（１
０）の回転数を制御することにより、凝縮温度が予め設
定された所定値に安定化させる。

通常は、前記比較演算部（８）において、室外送風機（
１０）の回転数を演算するが、外風が強い時は、外風時
の演算部（１１）が外風が強いことを判断し、この外風
時の演算部（１１）により室外送風機（１０）の回転数
を決定する。

次に、外風が室外送風ａ（１０）に与える影響を、第２
図及び第３図を用いて説明する。第２図は第１図に示し
た空気調和機の室外ユニットの室外送風機を示す概略構
成図である。

通常、外風のない時には、室外送風ｍ（１０）により室
外熱交換器（３）の背面より室外送風機（１０）の正面
へと空気流が形成される。

このような状態で外風が与えられた時の室外送風機（１
０）の回転数の変化特性図を第３図に示す。

第３図において、横軸には外風の風速をとっており、横
軸の正方向は、外風が室外送風機（１０）の正面側から
吹く方向であり、横軸の負方向は、外風が室外熱交換器
（３）側から吹く方向である。

また、縦軸には室外送風機（１０）の回転数をとってお
り、縦軸の正方向には、室外送風機（１０）の正の回転
方向を、縦軸の負方向には、それとは逆の回転方向をと
っている。

第３図の実線で示した３本の特性曲線は、外風のない時
の回転数が、Ｎｌ　、Ｎ２　、Ｎ３　［ｒｐｍｌ（但し
、Ｎｌ　＞Ｎ２　＞Ｎ３　）の時の、室外送風機（１０
）の回転数の外風による変化特性である。

また、−点鎖線で示した特性曲線は、室外送風機（１０
）が通電されていない時の室外送風機（１０）の回転数
の外風による変化特性である。

正面及び背面からの外風速が大きい程、３本の実線で示
した特性曲線は、−点鎖線で示す線に漸近するが、背面
からの外風では外風速が大きくなる程、室外送風Ｂ！（
１０）の回転数は増加する。

しかし、その増加量はわずかである。ところが、正面か
らの外風では、外風速が大きいと、室外送風機（１０）
の回転数は急激に低下し、出力回転数がＮｌ　、Ｎ２　
、Ｎ３　［ｒｐｍｌであったものが、正面外風速がそれ
ぞれＶｌ、ｖ２、■３［ｍｌｓ１まで増加すると、回転
数はＯ［ｒｌ）ｍｌとなってしまう。

更に、正面外風速が増加すると、室外送風機（１０）は
逆回転となり、空気の流れは室外送風機（１０）から室
外熱交換器（３）へと向かうようになり、外風がない時
とは逆の流れとなる。出力回転数Ｎｌ　、Ｎ２　、Ｎ３
　［ｒｔ）ｍｌに対して、正面からの外風速がある時の
回転数をそれぞれＮｌ’、Ｎ２°、Ｎ３°［ｒｐｍｌと
すると、室外送風機（１０）が正回転の領域では、 Ｎ１°＞Ｎ２°＞Ｎ３°であるが、正面外風速が大きく
室外送風機（１０）が逆回転の領域では、Ｎ１゛＜Ｎ２
°＜Ｎ３°となり、出力回転数が低い程、通過する逆方
向の風量は多くなることとなり、通常の室外送風機（１
０）の制御とは逆の現象となり、制御が困難となる。例
えば、第３図の点Ａで、出力回転数Ｎ２で制御中に正面
からの強風により、−旦、室外送風機（１０）が逆回転
となり、点Ａ−となると、この時、点Ａでの回転数は点
へ−での回転数より少なくなる場合には、風量を減らし
たいため、室外送風Ｍｌ　（１０）の出力Ｎ２をＮ３ま
で減少させ、同図中のＢ点に移動する。しかし、この時
、逆方向の風量は増大してしまうため、更に、出力を減
少させようとする。いきおい、室外送風機（１０）出力
は、所定の最低値まで減少してしまい、正面方向からの
外風の通過により制御は困難となる。このような状態と
なった時は、室外送風機（１０）の出力回転数が最低値
でありながら、サーミスタ（６）により検出される室外
熱交換器（３）の凝縮温度Ｔｈが、目標温度ＴｈＯより
著しく低くなっていることで検出できる。

以上のことを考慮して、本実施例の空気調和機の制御動
作について第４図のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳＯで初期設定回転数ＮＯをＮｊとして記憶す
る。ステップＳ１で室外熱交換器（３）の凝縮温度Ｔｈ
をサーミスタ（６）により検出し、ステップＳ２で目標
とする凝縮温度ＴｈＯとの温度差、ＪＴを ΔＴ＝Ｔｈ−ＴｈＯ・・・■ として算出する。次に、ステップＳ３でフラグが“ＯＩ
Ｔか“１“かを判定し、フラグが“Ｏｔｔのときは通常
の制御方法であり、ステップＳ４で正面からの外風の影
響を受けているかどうかを判定する。それには、まず、
現在の室外送風機（１０）の回転数Ｎｊと前記式■の温
度差、ｄＴがＮｊ＝Ｎｍｉｎ　　　　　　　　・・・■
１ΔＴ１≧ＪＴＯ・・・■ ただし、Ｎｍ１ｎは所定の最低回転数、ΔＴｏは所定の
温度差、である。

前記０式及び前記０式を同時に満足しているとき、正面
からの外風の影響ありと判断する。

前記０式及び前記０式が同時には成立していないとき、
即ち、正面からの外風の影響がないときは、ステップＳ
５で、 ΔＮ＝ｋＸΔＴ　　　　　　　・・・■により回転数変
化量ｄＮを演算して、ステップＳ６で現在の回転数Ｎｊ
に回転数変化量ΔＮを加えて、 Ｎｊ１＝Ｎｊ＋ΔＮ　　　　　　・・・■を演算し、ス
テップＳ７でＮｊｌを出力する。

ステップＳ４で前記０式及び前記０式が同時に成立し、
正面からの外風の影響ありと判定された場合は、ステッ
プＳ８でフラグを“１゛′とし、ステップＳ９では現在
の凝縮温度ＴｈｅＴｈｌに記憶しておく。更に、ステッ
プＳ１０ではＮ　ｊｌ＝　Ｎ　１　　　　　　　　　　
・・・■とし、最低回転数Ｎｍｔｎより大きな所定の回
転数Ｎ１を出力回転数Ｎｊ１にセットして出力する。

また、ステップＳ３においてフラグが“１″のときは、
ステップ３１１で現在の凝縮温度Ｔｈと記憶されている
凝縮温度Ｔｈｌを比較し、Ｔｈ＞Ｔｈｌのときはステッ
プ３１２に移行してフラグを“Ｏｎとし、ステップ３１
３で出力回転数Ｎｊ１に所定の最大回転数Ｎ　ｍａＸを
セットして、ステップＳ７でそれを出力する。

また、ステップ３１１でＴｈ＜Ｔｈｌのときはステップ
３１４で記憶されている凝縮温度Ｔｈ１に現在の凝縮温
度Ｔｈを記憶する。更に、ステップＳ１５で室外送風１
（１０）の出力回転数Ｎｊｌに所定の最低回転数Ｎ　ｍ
ｉｎをセットする。そして、ステップＳ７でそれを出力
する。

以上をまとめて説明すると、第４図の（１１）で示す一
点鎖線内が、外風時の演算部であり、ステップＳ４では
室外送＆１機（１０）が最低回転数でありながら、目標
温度との差が大きい場合に正面外風ありと判断し、ステ
ップＳ８からステップ３１０では正面外風ありと判定さ
れているため、最低回転数ＮｍｔｎからＮ１まで出力回
転数を上げてやる。即ち、正面外風の影響により、室外
送風１１（１０）が逆回転となっていれば、出力回転数
を上げれば逆回転の風聞が減少するため、凝縮温度が上
昇することになる。

このときの凝縮温度を、ステップＳ１１で判定してＴｈ
＞Ｔｈ１と温度が上昇したならば、室外送風ＩＮ（１０
）が逆回転していると判明するため、ステップ３１２か
らステップ３１３において回転数を最大とし、室外送風
機（１０）を正回転させた後、フラグを“０″に戻し、
通常の凝縮温度制御に戻る。また、ステップ３１１でＴ
ｈ≦Ｔｈ１の場合は、背面風による影響と判断して最低
回転数Ｎｍ１ｎのままの出力回転数としている。

なお、上記実施例では、冷房時の凝縮温度を室外送風１
！（１０）の回転数により制御する場合を述べたが、暖
房時の蒸発温度を室外送風機（１０）の回転数により制
御する場合も、同様に制御することができる。

上記実施例の空気調和機は、圧縮機、四方弁、室外熱交
換器、減圧弁、室内熱交換器が順次冷媒配管によって連
結されることにより構成される冷凍サイクルと、前記室
外熱交換器に外風を供給する室外送風機と、前記室外熱
交換器または出口配管に配置された凝縮能力を判断する
温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段の出
力信号を基として前記室外送風機の最適回転数を演算す
る比較演算部と、この比較演算部の出力信号に応じて回
転数を制御する回転数制御手段と、前記室外送風機の回
転数を検出する回転数検出手段からの出力信号と前記温
度検出手段からの室外熱交換器の温度とから外風の有無
を判断し、外風時に前記比較演算部に代わって回転数を
演算する外風時の演算部を有するものである。

この実施例では、外風、特に、室外送風機の正面からの
外風により、室外送風機が逆回転し、室外熱交換器の温
度の制御が困難なときに、−旦、室外送風機を正転させ
て室外送風機の回転数を最大値まで上昇させ、外風の影
響を取除いた上で、通常の室外送ｆｆ１機による室外熱
交換器の温度制御を行うものでおる。

しかし、上記実施例の演算手段は、温度検出手段の出力
信号を基として室外送ｆｇ１機の最適回転数を演算する
比較演算部と外風時に前記比較演算部に代わって回転数
を演算する外風時の演算部の事例で説明したが、本発明
を実施する場合には、前記温度検出手段の出力信号によ
り室外送風機の最適回転数を演算し、外風時にはそれを
修正する演算手段とすることもできる。

給する室外送風機の回転数制御を、前記室外熱交換器の
凝縮能力を判断する温度を検出する温度検出手段と、前
記温度検出手段の出力から前記室外送風機の最適回転数
を演算すると共に、前記室外送風機の回転数を検出する
回転数検出手段からの出力信号と前記温度検出手段から
の出力信号から外風の有無を判断し、外風時に回転数を
演算する演算手段と、前記演算手段の出力信号に応じて
回転数を制御する回転数制御手段で構成したものである
。

したがって、室外送風機の回転数制御中に、室外送風機
の正面からの外風がおる場合に、外風時の演算部により
演算を行い、室外送風機の回転数制御を行うため、外気
温度が低い時の空気調和機の冷房運転でも、外風の影響
が受は難く運転が安定する。

［発明の効果］　　　　　　　　　　　　　　　　　　
４、図面の簡単な説明以上のように、この発明の空気調
和機によれば、　　　第１図はこの発明の実施例による
空気調和機を冷凍サイクルを構成する室外熱交換器に外
風を供　　示す全体構成図、第２図は第１図に示した空
気調和機の室外ユニツ１への室外送風機を示す概略構成
図、第３図は室外送風機の回転数の外風速による特性図
、第４図はこの発明の外風時の演算部による制御を示す
フローチャート、第５図は従来の空気調和機を示す全体
構成図である。

図において、 １：圧縮殿、　　　　　　２：四方弁、３：室外熱交換
器、　　　４：減圧弁、５：室内熱交換器、　　　６：
ザーミスタ、７：Ａ／Ｄ変換部、　　　８：比較演算部
、９：回転数制御手段、　１０：室外送風機、１１：外
風時の演算部、１２：回転数検出手段、である。

なお、図中、同−符号及び同一記号は同一または相当部
分を示すものでおる。

代理人　弁理士　大吉　増雄　外２名 ￥気煽入れ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 圧縮機、四方弁、室外熱交換器、減圧弁、室内熱交換器
   を冷媒配管によって構成した冷凍サイクルと、前記室外
   熱交換器に外風を供給する室外送風機と、前記室外熱交
   換器の凝縮能力を判断する温度を検出する温度検出手段
   と、 前記温度検出手段の出力から前記室外送風機の最適回転
   数を演算すると共に、前記室外送風機の回転数を検出す
   る回転数検出手段からの出力信号と前記温度検出手段か
   らの出力信号から外風の有無を判断し、外風時に回転数
   を演算する演算手段と、 前記演算手段の出力信号に応じて回転数を制御する回転
   数制御手段と、 を具備することを特徴とする空気調和機。