JPH04236049A - 空気調和機の制御方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は圧縮機の運転周波数を設
定温度と室温との偏差に応じて決定し、当該運転周波数
にて運転されるようにインバータ制御回路により圧縮機
の運転を制御する空気調和機の運転制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にインバータ制御回路により圧縮機
の運転を制御する空気調和機においては、設定温度と室
温との偏差に応じて圧縮機の運転周波数をを決定する。

【０００３】例えば暖房運転時の場合、設定温度が選択
されると、図５に示すように、設定温度ＴＳを中心にＡ
〜Ｊの１０段階のゾーンが決定される。このゾーンは図
５に示すように設定温度ＴＳの下方にＡ〜Ｇの７段階の
ゾーンが設定され、設定温度ＴＳの上方にＨ〜Ｊの３段
階のゾーンが設定されている。このゾーンは例えば０．
５℃の幅に設定されている。

【０００４】このようにしてゾーンが決定されると、現
在の室温が検知されて室温がどのゾーンに属するか判断
される。

【０００５】一方、圧縮機の運転周波数を最大から最小
まで例えば図６に示すように９段階に区分けを行い、０
〜９までのＦＤコードを付す。そして図７に示すように
このＦＤコードと上記ゾーンとの対応関係を定める。

【０００６】このＦＤコードとゾーンとの対応関係から
、上記室温が属するゾーンが判断されると対応するＦＤ
コードが求められ、このＦＤコードに対応する運転周波
数にて圧縮機が運転されることになる。

【０００７】尚、図５について補足説明すると、室温が
上昇過程であるときと下降過程であるときとでゾーン設
定に温度ヒステリシスを設けている。すなわち、暖房運
転時の室温が上昇過程にあるときには設定温度ＴＳを中
心に０．５℃の温度幅でＡ〜Ｊのゾーンが設定され、下
降過程にあるときは各ゾーンが０．５℃下がった状態で
ゾーン設定されている。例えば設定温度ＴＳが２３℃に
ときに、上昇過程でのＪゾーンの下限は２４℃であるが
、下降過程においては０．５℃低く２２．５℃となる。 以下、各ゾーンの設定も同様である。

【０００８】このようにして暖房運転が開始されると、
比例，積分制御によって室温が設定温度に保たれるよう
に圧縮機の運転周波数が設定される。

【０００９】例えば、室温上昇方向に室温のゾーンが変
化した場合、上記ＦＤコードを＋１する（運転周波数を
１ランク下げる）。逆に室温下降方向に室温のゾーンが
変化した場合、上記ＦＤコードを−１する（運転周波数
を１ランク上げる）。これを比例制御という。

【００１０】一方、設定温度より低いＡ〜Ｇの各ゾーン
それぞれで、室温が一定時間（例えば５分間）同じゾー
ンにあった場合、ＦＤコードを＋１する（運転周波数を
１ランク上げる）。設定温度の属するＨゾーンで室温が
一定時間（例えば５分間）同じゾーンにあった場合、Ｆ
Ｄコードを変えない。設定温度より高いＩゾーンで室温
が一定時間（例えば５分間）同じゾーンにあった場合、
ＦＤコードを−１する（運転周波数を１ランク下げる）
。より高いＪゾーンで室温がより短い一定時間（例えば
２分間）同じゾーンにあった場合、ＦＤコードを−１（
運転周波数を１ランク下げる）。これを積分制御という
。

【００１１】圧縮機の運転は、この比例制御及び積分制
御を組み合わせた比例，積分制御により室温が設定温度
に保たれる、すなわち室温がＨゾーンに属するように制
御されるものである。

【００１２】ところで、暖房運転の開始時には、室温が
低く設定温度との偏差が比較的大きな場合が多い。この
ように暖房負荷が大きな場合、室温を設定温度に近付け
るべく暖房運転を行い室温が次第にＨゾーンに近付くよ
うに上昇させると、上記比例制御が働いて、次第にＦＤ
コードが小さい、すなわち圧縮機の運転周波数が低下し
た運転により暖房運転が行われることになる。このため
、室温の属するゾーンが次第に上昇するに従って設定温
度に近付けば近付く程より低い能力で運転されるため、
Ｈゾーンに近付く、すなわち設定温度に近付くのが遅れ
ぎみになる。

【００１３】そこで、例えば暖房運転開始時に室温がＡ
ゾーン、すなわち最も設定温度から離れた最大負荷の位
置のゾーンに室温が属する場合、上記比例，積分制御を
無視して設定温度の属するＨゾーンに到達するまではＦ
Ｄコード９、すなわち最大運転周波数で圧縮機の運転を
行い、到達すると特定の中間的なＦＤコード（例えば６
）にて運転するように制御すれば、暖房開始時に室温が
低く負荷が大きくても迅速に室温を設定温度に近付ける
ことができる。

【００１４】

【発明が解決すべき課題】ところが、上記負荷が大きい
ときの従来の制御方法によれば、最大負荷から設定温度
までに到達する時間は短縮することができるが、設定温
度到達時のＦＤコードを所定のコード（例えば６）に限
定しているため、設定温度到達時に外気温度が比較的高
いと、中間的なＦＤコード６では暖房能力が大きすぎて
、設定温度到達後に室温が設定温度より上昇してしまう
オーバーシュートが生じる可能性がある。また逆に、設
定温度到達時に外気温度が比較的低いと、中間的なＦＤ
コード６では暖房能力が小さすぎて、設定温度到達後に
室温が設定温度より下降してしまうダウンシュートが生
じる可能性がある。

【００１５】勿論、室温と設定温度との偏差が生じれば
上記比例，積分制御により室温を設定温度に近付けるべ
く制御されるのであるが、上記のように積分制御の設定
時間が例えば５分間程度に設定されているので、設定温
度に到達するまでに例えば２０〜３０分程度の時間がか
かる可能性もあり、快適な空調を行うことができないと
いう問題があった。

【００１６】尚、冷房運転時にも上記暖房運転と同様の
問題がある。

【００１７】本発明は上記の点に鑑み、設定温度到達時
に外気温度にかかわらず設定温度を保持できるようにし
て、快適な空調を行うことができるようにすることを目
的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】圧縮機の運転周波数を設
定温度と室温との偏差に応じて決定し、当該運転周波数
にて運転されるようにインバータ制御回路により圧縮機
の運転を制御するものにおいて、所定温度幅に設定され
たゾーンを設定温度を中心に上下に複数段設定し、室温
が設定温度から離れた所定のゾーンに属するときに最高
の運転周波数で圧縮機の運転を行い、設定温度の属する
ゾーンに室温が到達したときに外気温度を検知し、当該
外気温度に応じて、設定温度の属するゾーンに室温が到
達したときの圧縮機の運転周波数を再度決定する。

【００１９】

【作用】設定温度が決定されると、設定温度を中心に上
下に複数段のゾーンが設定される。ゾーンが設定される
と、現在の室温がどのゾーンに属するのかが判断される
。圧縮機は、ゾーンレベルで室温と設定温度との偏差に
応じて運転周波数が決定されて制御され、室温が設定温
度より離れた所定のゾーンに属する場合には最高の運転
周波数で運転される。

【００２０】室温が設定温度の属するゾーンに到達した
ときに外気温度が検知される。そして、この外気温度に
応じて、設定温度到達後に運転される圧縮機の運転周波
数が再度決定される。

【００２１】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に従って説明する
。

【００２２】図１は本発明実施例の冷凍サイクル図であ
る。この図１において、１は圧縮機、２は冷暖房を切り
換える四方切換弁、３は室外側熱交換器、４は室外側送
風機、５は減圧装置、６は室内側熱交換器、７は室内側
送風機である。暖房時には四方切換弁２が実線にて図示
するように切り換えられ、冷房時には四方切換弁２が点
線にて図示するように切り換えられる。

【００２３】図２は本発明実施例の制御回路図である。 尚、図１と同一部分については同符号を付し、説明を省
略する。この図２において、１０はマイクロコンピュー
タ及びその周辺回路から成るマイコン制御回路である。 １１はこのマイコン制御回路の出力によって圧縮機１の
運転を制御するインバータ制御回路であって、このイン
バータ制御回路１１により圧縮機１の運転周波数が制御
される。１２は上記四方切換弁２をＯＮ−ＯＦＦ制御す
るスイッチ手段、１３は上記室外側送風機４を制御する
スイッチ手段、１４は上記室内側送風機７を制御するス
イッチ手段である。尚、各送風機４，７はＯＮ−ＯＦＦ
に限らず、適宜回転数にて制御される。１５は室温を検
知する室温センサー、１６は外気温度を検知する外気温
度センサーであって、これらセンサー１５，１６の出力
が上記マイコン制御回路に入力されて、空気調和機の制
御データとして利用されることになる。

【００２４】図３は本発明実施例のフローチャトである
。この図３に基づいて本発明実施例の制御方法を暖房運
転を例に説明する。

【００２５】まず暖房運転が開始されると、室外側送風
機４，室内側送風機６，四方切換弁２がＯＮとなる。同
時に室温ＴＡが検知されマイコン制御回路１０に入力さ
れると共に、設定温度ＴＳがマイコン制御回路１０に入
力される。

【００２６】マイコン制御回路１０は、設定温度ＴＳの
入力により図６に示すようにＡ〜Ｊのゾーンを決定する
。そして決定したゾーンに基づいて室温がＡゾーンに属
するか、他のゾーンの属するのかが判断される。このと
きＡゾーン以外のＢ〜Ｇのゾーンにあるときは図８によ
り対応するＦＤコードが決定され、図７により圧縮機１
の運転周波数が決定される。マイコン制御回路１０はこ
の決定された運転周波数に基づいてインバータ制御回路
１１を駆動して圧縮機１を制御する。この圧縮機１の運
転により暖房運転が行われると、室温の属するゾーンが
次第に上昇するが、その上昇過程においては比例，積分
制御が行われながら室温がＨゾーンに属するように制御
されることになる。Ｈゾーンに到達した後は、例えば所
定のＦＤコード６にて暖房運転が継続される。

【００２７】一方、暖房開始時に室温がＡゾーンに属す
る場合には、負荷が大きいため、無条件にＦＤコードの
９が決定され、最大周波数にて圧縮機１が運転されるこ
とになる。この最大周波数にて圧縮機１が運転されると
、最大能力にて暖房運転が行われるため、迅速に室温が
上昇する。このとき比例，積分制御は無視され、Ｈゾー
ンに到達するまでＦＤコード９の最大能力のまま急速暖
房運転が行われることになる。

【００２８】この急速暖房運転によって室温がＨゾーン
に到達すると、外気温度の検出が行われる。マイコン制
御回路１０はこの外気温度の入力を受けて、図４により
外気温度に対応したＦＤコードを決定する。この図４に
示すように、設定温度到達時のＦＤコードは、外気温度
が低いほどＦＤコードが大きくなるように設定されてお
り、急速暖房運転によってＨゾーンに到達した後に室温
のオーバーシュート，ダウンシュートが生じないように
、外気温度が低いときには大きな能力にて暖房運転を継
続し外気温度が高いときには小さな能力にて暖房運転を
継続するよう制御される。

【００２９】尚、上記実施例において、暖房運転開始時
の室温がＡゾーン以外の場合には、Ｈゾーンに到達する
まで図８によりＦＤコードを決定して比例，積分制御を
行い、Ｈゾーン到達時に所定のＦＤコード（例えば６）
に固定して暖房運転を行ったが、暖房運転開始時に室温
がＡゾーン以外に場合でも暖房運転によって室温がＨゾ
ーンに到達した時に外気温度を判断して再度ＦＤコード
を外気温度に応じて決定し直しても良い。

【００３０】上記実施例は暖房運転について説明したが
、同様に冷房運転についても適用することができる。 すなわち、冷房運転の場合には、設定温度を中心に設定
温度の上方側にゾーンＡ〜Ｇが設定され、設定温度の下
方側にゾーンＨ〜Ｊが設定される。冷房運転開始時には
、通常室温が非常に高く、ゾーンＡに室温が属する場合
が多い。室温がＡゾーンに属する場合には、ＦＤコード
９が決定され、最大能力にて冷房運転が行われ、急速冷
房運転が行われる。この急速冷房運転により室温は次第
に下がり属するゾーンがＡ→Ｂ→Ｃ・・・・となるが、
このとき比例，積分制御は無視されて最大能力にて冷房
運転が行われることになる。そして室温が設定温度すな
わちＨゾーンに属するようになると、外気温度を判断し
、ＦＤコードを決定する。このときのＦＤコードは、外
気温度が高く冷房負荷が大きい場合には大きなＦＤコー
ドが選択され、外気温度が低く冷房負荷が小さい場合に
は小さなＦＤコードが選択されることになる。これによ
り設定温度到達後にオーバーシュートしたり、ダウンシ
ュートすることなく、安定した冷房運転を行うことがで
きるものである。

【００３１】尚、冷房運転時のゾーン設定も暖房運転と
同様に、下降過程でのゾーン設定温度と上昇過程でのゾ
ーン設定温度とに温度ヒステリシスを設けることが好ま
しい。冷房運転時の場合には、上記のように設定温度を
中心に設定温度の上方側にゾーンＡ〜Ｇが設定され、設
定温度の下方側にゾーンＨ〜Ｊが設定されるが、下降過
程でのゾーン設定温度に対して上昇過程でのゾーン設定
温度は０．５℃高く設定される。例えば、設定温度ＴＳ
が２０℃である場合、下降過程でのゾーン設定が２０℃
を中心に０．５℃幅で設定される。このときＦゾーンは
設定温度のＨゾーンに対して２段階上であるから、Ｆゾ
ーンの下降過程での上限値は２１℃となる。これに対し
、上昇過程でのＦゾーンの上限値は０．５℃高く２１．
５℃となる。以下、各ゾーンとも同様に設定される。

【００３２】

【効果】以上本発明によれば、設定温度到達まで高能力
にて運転し、設定温度に到達した時に外気温度に基づい
て圧縮機の運転周波数を再度決定したので、設定温度到
達後に室温が設定温度をオーバーシュートしたりダウン
シュートしたりすることがなく、安定して設定温度を維
持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例に用いられる冷凍サイクル図、

【
図２】本発明実施例に用いられる制御回路図、

【図３】
本発明実施例のフローチャート、

【図４】本発明実施例
に用いられる外気温度とＦＤコードとの対応図、

【図５】一般的な空気調和機におけるゾーン設定図、

【
図６】ＦＤコードと圧縮機の運転周波数との対応図、

【
図７】ゾーンとＦＤコードとの対応図。

【符号の説明】

１　　　　　　　　圧縮機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機の運転周波数を設定温度と室温との
   偏差に応じて決定し、当該運転周波数にて運転されるよ
   うにインバータ制御回路により圧縮機の運転を制御する
   ものにおいて、所定温度幅に設定されたゾーンを設定温
   度を中心に上下に複数段設定し、室温が設定温度から離
   れた所定のゾーンに属するときに最高の運転周波数で圧
   縮機の運転を行い、設定温度の属するゾーンに室温が到
   達したときに外気温度を検知し、当該外気温度に応じて
   、設定温度の属するゾーンに室温が到達したときの圧縮
   機の運転周波数を再度決定することを特徴とする空気調
   和機の制御方法。