JPH0248820B2 - - Google Patents

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JPH0248820B2
JPH0248820B2 JP56110690A JP11069081A JPH0248820B2 JP H0248820 B2 JPH0248820 B2 JP H0248820B2 JP 56110690 A JP56110690 A JP 56110690A JP 11069081 A JP11069081 A JP 11069081A JP H0248820 B2 JPH0248820 B2 JP H0248820B2
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JP
Japan
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speed
temperature
motor
electric motor
temperature deviation
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JP56110690A
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JPS5812938A (ja
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Minoru Kano
Kenichi Iizuka
Juji Kawaguchi
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication of JPH0248820B2 publication Critical patent/JPH0248820B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/30Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/70Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/80Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
    • F24F11/86Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling compressors within refrigeration or heat pump circuits

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は無段階に変速可能な電動機により駆動
される圧縮機を備える空気調和装置の制御方法に
関するものである。
従来のこの種制御方法は例えば特開昭51−
128142号公報に記載されている第1図に示すよう
に、室内温度と設定温度との差(温度偏差)ΔT
に対して一意的に電動機回転速度Nを与えること
により制御している。このような制御方法では、
空調負荷と空気調和機能力の釣合いにより運転状
態が安定したとしても、室温が設定温度からずれ
る片寄り現象を生ずる。すなわち空調負荷が小さ
い場合には、室温は設定温度に近く、空調負荷が
大きい場合には、室温は設定温度より離れた点に
制御される。
そこで第1図に示すΔTnaxを大きく設定する
と、微小温度変化に対する電動機回転速度変化は
小さくなり、電動機の運転は安定するが、前記片
寄りは大きくなつて居住者に不快感を与える恐れ
がある。逆に前記ΔTnaxを小さく設定すると、微
小温度変化に対する電動機回転速度の変化は大き
くなり、圧縮機の振動、騒音の発生および寿命の
低下などを招く恐れがある。また温度測定装置な
どに重畳する雑音信号の影響を受け易くなる。
したがつて、上記諸問題を生じない適切な温度
幅ΔTnaxの選定および対応する電動機回転速度N
の制御幅の選定が必要である。ところが快適性向
上と部分負荷時の省エネルギ化をはかるために
は、温度偏差ΔTnaxを小さく、かつ電動機回転速
度制御幅を大きく設定しなければならない。また
冷暖房兼用の空気調和装置では、冷房負荷に対し
暖房負荷が1.5〜2.0倍大きい。したがつてその要
件を満足させるためには、例えば冷房時の電動機
回転速度制御幅が2000〜4000rpmであるに対し、
暖房時の電動機回転速度制御幅を2000〜6000rpm
に設定しなければならないので、第1図に示すよ
うな単一の方法では制御することが不可能であ
る。
本発明は上記欠点を解消することを目的とする
もので、室内温度と設定温度との温度偏差を居住
者の快適感を満足するように選定し、前記温度偏
差に対する電動機の回転速度制御幅を、前記問題
点を生じない一定範囲内に納めるようにし、空気
調和装置の運転状況および室温変化状況に応じて
電動機の基準回転速度を変更するようにしたもの
である。
以下本発明の一実施態様を図面について説明す
る。
まず本発明の原理を、横軸に室内温度と設定温
度との温度偏差ΔTを、縦軸に電動機回転数Nを
それぞれとつて示した第2図について詳述する。
空調負荷が大きいとき、すなわち温度偏差が大
きいときには、電動機を最大回転速度で運転し、
空調負荷の低下すなわち温度偏差ΔTの低下に伴
つて電動機回転速度を第2図の制御線Aに沿つて
低下させる。また空調負荷が電動機回転速度
Nnax〜N1間にある場合には、室温は制御線A上
で制御される。そして空調負荷が低下し、ΔTが
負になると電動機を停止する。
空調負荷が存在する場合、徐々に室温が上昇し
て温度偏差ΔTがΔTHより大きくなると、その時
点で電動機を初期回転速度N1で起動し、空調負
荷の大小に応じて電動機の回転速度を制御線B上
で制御する。空調負荷が増大して温度偏差ΔTが
ΔTnaxを超えると、電動機回転速度をNnaxに補正
して制御線A上の制御とする。逆に空調負荷が減
少し、温度偏差が負になると再び電動機の運転を
停止する。
その後時間が経過して温度偏差ΔTがΔTHを超
えると電動機の運転を開始し、今度は制御線C上
で電動機の回転速度を制御する。負荷が増大し、
温度偏差ΔTがΔTnaxを超えた場合には、電動機
回転速度をNnaxに修正して制御線A上に制御に
移す。負荷が低下した場合には、制御線C上の制
御と電動機の運転、停止により室温が制御され
る。
その結果、居住者の快適感を保つ範囲内に室温
が制御されると共に、温度変化に対する電動機の
速度変化度合を低減することができるので、圧縮
機の振動と騒音の発生などによる諸問題を回避す
ることができる。また電動機の回転速度制御幅が
非常に大きい場合でも、その制御幅を数段階に分
割することができるので、負荷変動度合に応じて
それに適合する電動機の回転速度で室内を空気調
和することができる。
上述した原理に基づく具体例を第3図に示すブ
ロツク図について説明する。1は空気調和装置の
運転、停止および冷房、暖房などの運転モードを
指定する操作入力器、2は空調すべき室内の目標
温度を設定する設定器、3は室内の適当な位置に
設けられて室内温度を測定する室内センサ例えば
サーミスタ、4は温度偏差検出器5、初期回転速
度設定器6、運転停止信号発生器7、温度偏差変
化検出器8、温度偏差上限検出器9および運転速
度保持器10からなる論理演算装置である。11
は電動機運転制御器、12は電動機である。
上記温度偏差検出器5は設定器2の設定値と室
温センサ3のアナログ出力とを比較し、第4図に
示すようなデイジタルの温度偏差ΔToに変換す
る。初期回転速度設定器6は操作入力器1からの
操作信号が停止より運転に変化したとき、同時に
入力されている冷房、暖房などの運転モードに従
つて予め定められた空気調和装置の電動機12の
初期回転速度を運転速度保持器10に設定する。
電動機の運転、停止信号発生器7は、操作入力
器1の操作信号入力が停止側にあるときには、電
動機停止信号を発生し、前記操作信号入力が運転
側にあるときには、冷房、暖房の運転モードに応
じて温度偏差検出器のデイジタル信号出力ΔTa
一定値ΔTH以上または−ΔTH以下であると電動機
運転信号を発生し、一定値0以下または0以上で
あると電動機停止信号を発生する。この信号は前
記いずれかにより変更されない限り、そのままの
値を保つている。
温度偏差変化検出器8は数秒以下の比較的に短
い時間々隔で温度偏差検出器5の出力信号ΔTo
前回の値を比較し、両者が同一でなければ今回の
値ΔToを記憶する。さらに運転停止信号発生器7
の出力信号が運転信号であると、冷房時には温度
偏差の増加または減少に応じて、運転速度保持器
10の運転速度データに一定速度増分に相当する
値ΔN1を加算または減算し、この結果を運転速
度保持器10に設定する。ただし加減算の結果、
運転速度データが予め定められた冷房時の最大値
または最小値を超える場合には、その最大値また
は最小値を運転速度保持器10に設定する。暖房
時には温度偏差の減少または増加に対し、上記と
同様の操作を行う。
温度偏差上限検出器9は、運転、停止信号発生
器7の出力信号が運転側であるときに、操作入力
器1からの入力信号の冷房、暖房運転モードのい
ずれであるかに応じて、温度偏差検出器5の出力
信号ΔToが一定の上限値ΔTnax以上であるかまた
は−ΔTnax以下である場合に、各運転モードに対
して予め定められた最大回転速度を運転速度保持
器10に設定する。
運転速度保持器10は一定の時間々隔ごとに、
または電動機速度制御器11の要求に応じて、格
納されている速度データを前記制御器11へ送
る。その制御器11は運転、停止信号発生器7の
発生する運転信号により電動機12を起動し、停
止信号により電動機12を停止させる。電動機1
2の起動後はその回転速度が運転速度保持器10
より送られる速度信号に一致するように電動機1
2を速度制御する。
上記のような構成からなる本実施例の作用を、
第2図に示す制御パターンを参照して第3図およ
び第5図について説明する。
時刻t1において論理演算装置4に操作入力器1
から空気調和装置の運転信号が入力され、かつ運
転モード信号として冷房モード信号が入力される
とする。この場合、室内温度は十分に高いので、
温度偏差検出器5が検出する温度偏差ΔTo
ΔTnaxより大である。このとき初期回転速度設定
器6は空気調和装置運転信号の入力により、予め
定められた冷房時の電動機の初期回転速度(ここ
では最大回転速度Nnaxとする)を運転速度保持
器10に設定する。
電動機運転、停止信号発生器7は、温度偏差検
出器5の出力信号ΔToがΔTHより大きく、かつ空
気調和装置の運転信号入力ありの条件で電動機の
運転信号を発生する。この運転信号により、電動
機運転制御器11は電動機の運転を開始させ、一
定回転速度以上に電動機12を加速した後、論理
演算装置4に運転速度信号を要求する。そこで論
理演算装置4は運転速度保持器10に格納されて
いる速度データを電動機運転制御器11へ送る。
この制御器11は前記速度データに一致するよう
に電動機12の回転速度を調整する。このように
して時刻t1に示される空気調和装置の運転状態が
作り出される。これ以降、電動機運転制御器11
は論理演算装置4より停止信号が出力されるま
で、一定時間々隔ごとに運転速度保持器10に格
納されている速度信号を受信し、その速度に一致
するように電動機12の回転速度を調整する。こ
のようにして運転が開始された空気調和装置で
は、温度偏差ΔTがΔTnaxに低下するまでの時刻
t1〜t2の間は、温度偏差上限検出器9の動作によ
り常に運転速度保持器10に最大速度信号Nnax
が保持されるので、空気調和装置は最大能力で運
転される。
時刻t2において、温度偏差ΔTがΔTnaxになる
と、温度偏差変化検出器8は動作し、運転速度保
持器10に格納されている値は一定速度ΔN1
だけ減じられる。このため電動機運転制御器11
により電動機12の回転速度がNnax−ΔN1に調
整される。同様にして時刻t2〜t6の間に、温度偏
差が減少するごとに温度偏差変化検出器8が動作
し、電動機12の回転速度はΔN1ずつ低下する。
時刻t6において、温度偏差が0になると、運
転、停止信号発生器7が動作して電動機12の停
止信号を発生し、電動機運転制御器11は前記停
止信号を入力して電動機12を停止させる。同時
に前記停止信号により温度偏差変化検出器8およ
び温度偏差上限検出器9はその運転速度更新動作
を停止するので、運転速度保持器10内の速度デ
ータは電動機12の停止直前の値N1に保持され
る。この間の制御動作は第2図の制御線A上の動
作に相当する。
時刻t7において、室温の上昇により温度偏差
ΔTHになると、再び運転停止信号発生器7が動作
し、電動機12は回転速度N1から運転を開始す
る。この後の時刻t7〜t8における空気調和装置の
制御動作は上記と同様であり、第2図に示す制御
線B上の特性として与えられる。
第5図において、点線で示した部分は第2図の
制御線C上の動作から制御線A上の動作への切換
えを示している。すなわち制御線C上の動作にお
いて、冷房負荷の増大により室温は上昇すると、
温度偏差変化検出器8の動作により電動機12の
回転速度を漸次に増加させる。ところが時刻t10
において、温度偏差ΔTがΔTnaxを超えると、温
度偏差上限検出器9の動作により、電動機回転速
度Nは強制的に最大回転速度Nnaxに変更される
ので、時刻t10以降の制御動作は第2図の制御線
A上に移動する。
本実施例では、第2図を利用して説明したが、
居住者の快適感を保持する温度偏差ΔTnaxに対す
る速度制御幅の選定または電動機回転数ΔN1
大きさにより、第2図の制御線A〜Cの勾配が変
化することはもちろんで、さらに多くの制御線を
生ずる場合もある。
また本実施例では、第2図の制御線C上の制御
動作中に冷房負荷が増加して温度偏差がΔTnax
上となつたとき、急激に制御線A上の制御動作に
切換えるようにした。ところが温度偏差がΔTnax
になつた時点で、電動機回転速度をΔN2(>
ΔN1)だけ増加するようにし、その後に温度偏
差が増加するかまたは一定時間ごとに温度偏差を
計測して、温度偏差が減少しない場合に順次
ΔN2を増加するように制御してもよい。このよ
うにすれば、切換点における急激な電動機の回転
速度の上昇を抑制することができる。
以上説明したように本発明によれば、居住者の
快適感を保持する温度制御幅ΔTnax内における電
動機の回転速度可変範囲に制限を設け、微小温度
変動による電動機の大幅な速度変動をなくするよ
うにすると共に、空気調和装置の運転状況および
室温変化状況に応じて圧縮機の基準回転速度を変
更することにより、空気調和装置に要求される能
力制御領域を総べてカバーできる。したがつて居
住者の快適感を向上させることはもちろん、圧縮
機系統の振動と騒音を防止して機器の長寿命化を
はかることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の空気調和装置の制御方法の説明
図、第2図は本発明の空気調和装置の制御方法の
原理説明図、第3図は本発明に係わる制御方法の
一実施例を示すブロツク図、第4図は同実施例に
おける温度偏差ΔTのデイジタル化を示す図、第
5図は同実施例の動作説明図である。 1……操作入力器、2……設定器、3……温度
センサ、4……論理演算装置、11……電動機運
転制御器、12……電動機。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 変速可能な電動機により駆動される圧縮機を
    備える空気調和装置の制御方法において、室内温
    度と設定温度との偏差を測定し、この温度偏差が
    変化するごとにその増減に応じて電動機の回転速
    度を一定値だけ増減させるとともに、前記圧縮機
    を前記偏差が所定値以下で停止させ、停止した後
    の再起動時には停止直前の前記電動機の回転速度
    を初期回転速度として前記所定値よりも大きい第
    2の所定値において運転を再開することを特徴と
    する空気調和装置の制御方法。
JP56110690A 1981-07-17 1981-07-17 空気調和装置の制御方法 Granted JPS5812938A (ja)

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JP56110690A JPS5812938A (ja) 1981-07-17 1981-07-17 空気調和装置の制御方法

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JPS5812938A JPS5812938A (ja) 1983-01-25
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