JPH0417332B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は空気調和機の能力制御を行う運転制御
方法に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来、能力可変型の圧縮機を用い暖房能力を変
化させるヒートポンプ式空気調和機において、能
力を変更する条件として室温を検出し、第１図に
示すように、室温設定値と室温との差により能力
段位を設定し、室温により能力制御を行つてい
た。

すなわち、圧縮機の回転数を変化して能力可変
を行うものでは、最初高回転F₄で運転し、室温
が上昇して設定置−t₃℃に到達すると、一段低い
回転数F₃で運転し、さらに室温が上昇し設定置
に到達したら、もう一段低い回転数F₂で運転し、
さらに室温が上昇して設定値＋t₂℃に到達すると
最低回転数F₁で運転する。

そしてそれぞれの回転数で運転しているときに
室温が下降した場合、室温が上昇していつた時の
回転数変化温度より一段低い温度で回転数を一段
づつ上げて行う。すなわち設定温度t₂℃で回転数
をF₁→F₂に、また設定温度−t₃で回転数をF₂→F₃
に、さらに設定温度−t₄℃で回転数をF₃→F₄とい
うように回転数を上げて行く。また、最低回転数
F₁でもさらに室温が上昇した場合、設定温度＋t₁
℃で圧縮機を停止し、室温が設定値まで下がつた
時圧縮機を再びF₂の回転数で運転する。

このような制御を行つた時、圧縮機は停止せず
に、最低回転数F₁でほとんど連続運転となるよ
う回転数が設定されている。

この場合、室温が設定値＋t₁℃に近づくに従い
圧縮機能力を下げて暖房能力を下げ、負荷に合つ
た暖房を行うものであるが、従来は圧縮機能力を
下げると吹き出し温度が低下するので、人体に冷
風感を与え、そのような運転が長時間続く欠点を
有していた。

また吹き出し温度を検出し、吹き出し温度が低
下すると、吹き出し風が居住空間に入るのを防止
し、冷風感を感じさせないように、吹き出し風の
方向を変更している制御もあるが、この場合は、
サーモスタツトによる圧縮機が停止した時および
立ち上り時の吹き出し温度の低い時を主に対象と
しており、圧縮機の安定運転中に居住空間への吹
き出しを行わない場合、空内温度分布も悪化する
ので、圧縮機能力が低下できるものには、かえつ
て快適性を悪くし、空調効率を悪化させていた。

発明の目的 本発明は上記従来の欠点を解消するもので、吹
き出し温度の低下により人体に冷風感を与えるこ
とを防止し、また風量を適正化して空調効率を上
げるべく、室内側送風機および圧縮機の能力を制
御することを目的としている。

発明の構成 この目的を達成するために本発明は第２図に示
すように、室温検出手段、吹出温度検出手段、室
内設定温度記憶手段、圧縮機運転周波数記憶手
段、圧縮機運転周波数制御手段、圧縮機出力手段
および能力可変型圧縮機を有し、さらに室内フア
ンモータ運転回転数記憶手段、吹出設定温度記憶
手段、フアンモータ制御手段、フアンモータ出力
手段および室内フアンモータを有し、暖房運転
時、室温と室温設定温度の差による圧縮機の能力
制御より優先して、以下の制御を行うものであ
る。

すなわち、本発明では吹出設定温度記憶手段に
例えば第１の設定値T₁＜第２の設定値T₂＜第３
の制定値T₃＜第４の設置値T₄となる設定温度を
記憶させ、吹出温度を吹出温度検出手段により連
続的に検出し、吹出温度が第１の設定値T₁を下
回つたら圧縮機の能力を少なくとも一段上げ、ま
た、第３の設定値T₃および設定値T₄を越えたら、
室内フアンモータの能力をそれぞれ少なくとも一
段上げるようにして風量を順次切換え、また圧縮
機能力および室内フアンモータ能力がもとの状態
に復帰するときは一段高いあるいは一段低い設定
温度で切換わるようにして空調効率を上げるよう
にしたものである。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例を添付図面の第３図〜
第９図を参考に説明する。ここで本実施例では、
圧縮機の能力変更を圧縮機に供給する電源周波数
を変更して行い、また室内側送風機の能力変更も
同時に行う場合として説明する。

まず第３図により圧縮機回路における概略の制
御ブロツク回路構成について説明する。

第３図において、１は室温を検出するサーミス
タ、２はＡ／Ｄ変換器、３は吹き出し温度を検出
するサーミスタ、４はＡ／Ｄ変換器、５はCPU、
６はプログラマブルカウンタ、７は発振器、８は
インバータ制御器、９はインバータ、１０は圧縮
機モータを示す。

次にその動作を説明する。

室温はサーミスタ１により抵抗値として検出さ
れ、Ａ／Ｄ変換器２によりデジタルデータとして
CPU５に送り込まれる。一方吹き出し温度は、
サーミスタ３により抵抗値として検出され、Ａ／
Ｄ変換器４によりデジタルデータとしてCPU５
に送り込まれる。CPU５では、Ａ／Ｄ変換器２
より送られたデジタルデータと、Ａ／Ｄ変換器４
より送られたデジタルデータを、第５図、第６図
による周波数の割り振りと比較し、運転周波数を
決定しプログラマブルカウンタ６へ運転周波数の
アドレス信号を出す。プログラマブルカウンタ６
は、CPU５より出力されたアドレス信号によつ
て発振器７から出た基準周波数信号を分周しし、
インバータ制御器８へ運転周波数信号を出す。イ
ンバータ制御器８ではプログラマブルカウンタ６
からの運転周波数信号にもとづき、インバータ９
の波形制御信号を出す。インバータ９は、交流電
源入力を一旦直流に変換し、インバータ制御器８
からの制御信号により、直流電源を運転周波数の
交流電源として、圧縮機モータ１０へ送り圧縮機
（図示せず）を運転する。

次に第４図により室内側フアンモータの能力変
更を行う場合の概略の制御ブロツク回路構成につ
いて説明する。

同図において、１１はリレー、１２はフアンモ
ータを示す。

次にその動作を説明する。

吹き出し温度はサーミスタ３により抵抗値とし
て検出されＡ／Ｄ変換器４によりデジタルデータ
としてCPU５に送り込まれる。CPU５では前記
デジタルデータを第７図によるフアンモータ能力
の割り振りと比較し、運転能力を決定して指定さ
れたリレー１１を閉じるよう信号を出力する。フ
アンモータ１２は、リレー１１によつて形成され
た電気回路により指定された回転数で運転する。

次に第５図により室温による電源周波数の割り
振りを示す。

同図においてT_Sをサーモスタツトによる室温
設定値とし、−0.5℃，＋0.5℃，＋１℃，＋1.5℃，＋
２℃，＋３℃，および＋４℃に境界線を設け、室
温上昇時、すなわち室温が室温設定値Tsより低
い領域では可変型圧縮機の能力を上げるように圧
縮機モータ１０を最初100Hzで運転し、室温がT_s
−0.5℃を越えたら90Hzに切換え、T_s℃を越えた
ら可変型圧縮機の能力を下げるように圧縮機モー
タ１０の運転を80Hzに切換える。さらに室温が上
昇しT_S＋４℃を越えたら圧縮機を停止する。

圧縮機が停止して復帰する場合は室温がT_s＋
1.5℃を下回つたときで、60Hzで運転を始める。
また各周波数で運転中室温が下降した場合、上昇
時と同様の温度境界線を越えたら一段高い周波数
で運転する。

第６図は吹き出し温度コントロールを行うとき
の圧縮機モータの周波数変更の割り振りを示して
いる。すなわち吹き出し温度が第２図に示した比
較手段によつて第２図に示した吹出設定温度記憶
手段に記憶された設定温度T₁（37℃）までは現在
運転中の周波数そのままで運転し、吹き出し温度
が設定温度T₁（37℃）を下回つたときは10Hz周波
数を上げ、一旦設定温度T₁（37℃）を下回つた後
上昇し、第２図に示した比較手段によつて第２図
に示した吹出設定温度記憶手段に記憶された設定
温度T₂（40℃）を越えたとき周波数をもとの状態
に戻すように設定されている。

第７図は同様に吹き出し温度コントロールを行
うときのフアンモータの回転数変更の割り振りを
示している。すなわち、吹き出し温度が設定温度
T₃（40℃）になるまではフアンモータは回転数
1100rpmで運転し、設定温度T₃（44℃）を越えた
ら回転数を200rpm上げる。さらに吹き出し温度
が上昇し、設定温度T₄（48℃）を越えたらもう
200rpm回転数を上げる。

一方逆に吹き出し温度下降時は、吹き出し温度
上昇時より一段低い温度で回転数を一段ずつ下げ
る。すなわり吹き出し温度が設定温度T₃（44℃）
を下回つたら200rpm回転数を下げ、さらに吹き
出し温度が設定温度T₂（40℃）を下回つたらもう
200rpm回転数をさげるよう設定している。

第９図に本実施例のフローチヤートを示す。

第９図ａに示すように、はじめに吸入温度を検
出し、これをt₁として読み込む。t₁を各室温設定
値比較し、条件の合つたところの温度範囲で運転
周波数が決定される。ここでt₁がTs＋４℃以上
の場合、COMフラグに０を代入し、またt₁がT_s
＋1.5℃より下回つた場合、COMフラグに１を代
入する。そしてCOMフラグが１のとき、圧縮機
は運転し、またCOMフラグが０のとき、圧縮機
は停止する。t₁がT_s＋1.5℃以上でT_s＋４℃を下
回つているときは前回のCOMフラグの値より判
断して圧縮機を運転または停止させる。

次に第９図ｂ，ｃに示すように吹出温度を第２
図に示した吹出温度検出手段で検出し、吹出温度
制御を開始する。

吹出温度検出手段で検出した吹出温度をt₂に読
み込み、t₂が、第２図に示した比較手段によつて
第２図に示した吹出設定温度記憶手段に記憶され
た設定温度T₁（37℃）以下であると判断した場合
No.１フラグに１を代入し、またt₂が吹出設定温度
記憶手段に記憶された設定温度T₂（40℃）以上の
場合No.１フラグに０を代入する。

そして、No.１フラグが１のとき圧縮機の設定周
波数に＋10Hz加え、またNo.１フラグが０のとき、
設定周波数のままで圧縮機を運転する。

次に吹出温度t₂が、第２図に示した比較手段に
よつて第２図に示した吹出設定温度記憶手段に記
憶された設定温度T₂（40℃）以下であると判断し
た場合No.２フラグに１を代入し、t₂が、比較手段
によつて吹出設定温度記憶手段に記憶された設定
温度T₃（44℃）以上であると判断した場合No.２フ
ラグに０を代入する。

同様に吹出温度t₂が、第２図に示した比較手段
によつて第２図に示した吹出設定温度記憶手段に
記憶された設定温度T₃（44℃）を下回つたと判断
した場合No.３フラグに１を代入し、t₂が、比較手
段によつて吹出設定温度記憶手段に記憶された設
定温度T₄（48℃）以上であると判断した場合No.３
フラグに０を代入する。

そして、No.２フラグおよびNo.３フラグの値から
第９図ｃのフローチヤートに従つてフアンモータ
の回転数が決定される。

すなわち、No.２フラグの値が１のとき、フアン
モータの回転数は1100rpmであり、またNo.２フラ
グが０でNo.３フラグが１のときフアンモータの回
転数は1300rpmとなる。更にNo.２フラグおよびNo.
３フラグがともに０の場合はフアンモータの回転
数は1500rpmとなる。

吹出温度t₂が設定温度T₂（40℃）を越え、しか
も設定温度T₃（44℃）を下回つている場合、ある
いは吹出温度t₂が設定温度T₃（44℃）以上で、設
定温度T₄（48℃）を下回つている場合は、No.２フ
ラグおよびNo.３フラグは前回のフラグ値のままで
これによりフアンモータの回転数が決定される。

フアンモータ運転制御後はフローチヤートのス
タート点へもどり、再び吸込温度を検出するとい
う操作を繰り返す。

次に第８図のタイミングチヤートにより本実施
例の制御方法の動作を説明する。

同図において時間t₀にスタートし、その室温は
T_s−0.5℃以下であるため第５図による周波数割
り振りで100Hz運転するのであるが、吹き出し温
度がT₁（37℃）以下であるため、同時に吹き出し
温度制御も行い第６図により周波数は10Hz上昇し
て110Hzに、またフアンモータは第７図より
1100rpmの回転数で運転する。

時間t₁で吹き出し温度T₂（40℃）に達すると通
常の第５による周波数割り振りで運転するため、
周波数は100Hzに落ちる。時間t₂およびt₃で吹き
出し温度がT₃（44℃）およびT₄（48℃）に達する
と第７図よりフアンモータ回転数はそれぞれ
200rpm上昇し、1300rpmおよび1500rpmで運転
を行う。

時間t₄で室温がT_s−0.5℃に到達し、90Hz運転
に切り換わる。

以下同様にして時間t₅，t₇，t₈，t₁₀およびt₁₁で
室温がそれぞれT_s，T_s＋0.5℃，T_s＋１℃，T_s＋
1.5℃およびTs＋２℃に到達し、周波数がそれぞ
れ80Hz，70Hz，60Hz，50Hzおよび40Hzで運転す
る。この間吹き出し温度は徐々に下降し、時間t₆
およびt₉でそれぞれT₃（44℃）およびT₂（40℃）
に達するためフアンモータ回転数は200rpm下降
し、それぞれ1300rpmおよび1100rpmで運転を行
う。

そして時間t₁₂で吹き出し温度T₁（37℃）を下回
ると第６図の周波数補正により周波数が10Hz上昇
して50Hzで運転し、その後吹き出し温度はゆつく
りと上昇を開始する。時間t₁₄で吹き出し温度が
T₂（40℃）に達すると、第６図の周波数補正は解
除されるが、このとき室温は時間t₁₃でT_s＋３℃
に達し、第５図より周波数は30Hzの領域であるの
で50Hzから30Hz運転に切り換わる。

さらに時間t₁₅およびt₁₆で、吹き出し温度がT₃
（44℃）およびT₄（48℃）に達しフアンモータは、
それぞれ1300rpmおよび1500rpm運転に切り換わ
る。また時間t₁₇で室温がT_s＋４℃に達すると、
第５図より圧縮機は停止し、同時にフアンモータ
は900rpmで運転を行う。そして時間t₁₈で室温が
T_s＋1.5℃を下回ると圧縮機は運転を再会するが、
このとき吹き出し温度はT₁（37℃）を下回つてい
るので周波数は70Hzとなり、またフアンモータは
1100rpmで運転を開始する。以後前述と同様の動
作を行う。

ここで従来の吹き出し温度制御を行わない場
合、第８図の時間t₇以後点線で示すように吹き出
し温度がT₁（37℃）以下に下がりやすくなり、ま
た室温もT_s＋３℃とTs＋４℃の間で長時間安定
する場合が多くなる。

従つて本実施例では、吹き出し温度制御を行う
ことにより、吹き出し温度および室温が低い範囲
で長時間運転することが避けられる。

なお本実施例では圧縮機の能力可変にインバー
タによる周波数変更を利用したものについて説明
したが、その他極数変換による運転速度を変える
もの、あるいはシリンダ容積を変化させるもの、
あるいはバイパスを行い冷媒の循環量をかえるも
のでも同様の効果が得られる。また室内側フアン
モータについてはトランジスタモータを使用した
ものでも同様の効果が得られる。

発明の効果 上記実施例より明らかなように本発明は、能力
可変型圧縮機を用いたヒートポンプ式空気調和機
において、室温を検出する検出手段と、吹き出し
温度を検出する検出手段を有し、室温と室温設定
温度の差による圧縮機の能力制御より優先して、
以下の制御を行うものである。すなわち、本発明
は吹き出し温度が下降して第１の設定値T₁を下
回つたとき圧縮機周波数を少なくとも一段上げ、
吹き出し温度T₁を下回つた後上昇して第２の設
定値T₂を越えたとき圧縮機周波数のもとの状態
に復帰するよう補正を加え、また同時に室内側フ
アンモータにおいても吹き出し温度が第３の設定
値T₃および第４の制定値T₄をそれぞれ越えたと
き、フアンモータ回転数をそれぞれ一段上げ、ま
た吹き出し温度下降時は一段低い温度で回転数を
下げるよう補正を加えることにより、吹き出し温
度を第１の設定値T₁と第₄の設定値T₄との間に保
つように制御を行い、吹き出し温度の低下および
上昇が防止でき、人体に冷風感はもとより不快感
を与えるといつたことが防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す室温による圧縮機運転回
転数の割り振り図、第２図は本発明の空気調和機
の運転制御方法を機能実現手段で表現したブロツ
ク図、第３図および第４図は本発明を実施する運
転制御装置の圧縮機部をフアンモータ部の制御ブ
ロツク回路図、第５図は同実施例における室温に
よる圧縮機運転周波数の割り振り図、第６図およ
び第７図は同実施例における吹き出し温度による
圧縮機周波数補正図および室内フアンモータ回転
数補正図、第８図は同実施例における動作例のタ
イミングチヤート、第９図ａ，ｂ，ｃは同運転制
御装置のフローチヤートである。 １，３……サーミスタ、５……CPU、９……
インバータ、１０……圧縮機モータ、１２……フ
アンモータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 室温検出手段と、室内設定温度記憶手段と、
   前記室温検出手段で検出した温度と前記室内設定
   温度記憶手段に記憶された温度を比較する第１の
   比較手段と、能力可変型圧縮機と、圧縮機運転周
   波数記憶手段と、圧縮機運転周波数判定手段と、
   圧縮機運転周波数制御手段と、室内フアンモータ
   と、その室内フアンモータにより吹出される風の
   吹出温度検出手段と、吹出設定温度記憶手段と、
   前記吹出温度検出手段で検出した温度と前記吹出
   設定温度記憶手段に記憶された温度を比較する第
   ２の比較手段と、フアンモータ回転数記憶手段
   と、フアンモータ回転数判定手段と、フアンモー
   タ制御手段と、暖房運転時に室温と吹出温度によ
   り前記能力可変型圧縮機の能力および前記室内フ
   アンモータの能力を制御する制御手段とを具備し
   たヒートポンプ式空気調和機を構成し、前記制御
   手段は暖房運転時前記第１の比較手段からの信号
   により室温が室内設定温度とほほ同じである場合
   における前記可変型圧縮機の能力を基準に、前記
   室温が前記室内設定温度より低い領域では前記可
   変型圧縮機の能力を上げ、前記室温が前記室内設
   定温度より高い領域では前記可変型圧縮機の能力
   を下げ、さらに前記第２の比較手段からの信号に
   より吹出温度が前記吹出設定温度記憶手段に記憶
   された第３の温度より高いと判断した風量制御領
   域では吹き出し温度によつて前記室内フアンモー
   タの回転数を上げ、吹き出し温度が前記吹出設定
   温度記憶手段に記憶された前記第３の温度以下の
   第１の温度より低いと判断した能力制御領域では
   吹き出し温度が下つたことによつて前記可変型圧
   縮機の能力を上げ、前記吹出温度による前記可変
   型圧縮機の能力制御を、前記室温と室内設定温度
   との差による前記可変型圧縮機の能力制御よりも
   優先する空気調和機の運転制御方法。