JPH04359733A - 空気調和機の制御装置 - 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】この発明はエアコン、温風暖房機
、除湿機、加湿機等の空気調和機に利用され、温度、湿
度等の検出値と設定値等を比較し、その比較結果に基づ
いて冷房、暖房、除湿、加湿等の空調出力を制御する空
気調和機の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば温風暖房機では、特開昭６
３−３１５８５７号公報に開示されているように、運転
開始当初はバーナでの燃焼量を最大になるように制御し
て室温が速やかに立ち上がるようにし、室温が設定温度
に近づいてからは最大燃焼量を使用者が設定した最大燃
焼量に制限しつつ、室温と設定温度との偏差に応じて燃
焼量を制御し、室温を設定温度近傍に維持できるように
した制御装置を備えている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した温
風暖房機の制御装置では、使用者による最大燃焼量の設
定が大きすぎた場合、過剰な暖房が行われ、使用者に不
快感を与えたり、燃料が無駄に消費される心配があった
。また、最大燃焼量の設定が小さすぎた場合、室温が設
定温度に到達しないで使用者に寒い思いをさせる心配が
あった。

【０００４】もちろん、暖房運転開始当初の室温の変化
等に応じて暖房負荷の大きさを算出し、その算出値に応
じて暖房出力範囲を自動的に設定するようにすれば、適
切な暖房出力範囲を設定することができるが、その後に
負荷変動があった場合には暖房出力範囲が再び不適切に
なる問題があった。

【０００５】この発明は上述した事実に鑑みてなされた
ものであり、負荷変動に対応した適切な空調出力範囲が
自動的に設定されるようにすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明では、温度、湿
度等の検出値と設定値とを比較し、その比較結果に基づ
いて冷房、暖房、除湿等の空調出力を制御するものにお
いて、空調運転開始当初の検出値の変化等に応じて空調
負荷の大きさを算出し、その算出値に適した空調出力範
囲を設定する空調出力設定手段を備え、この空調出力設
定手段は検出値が安定しているときの空調出力の大きさ
に応じて空調出力範囲を変更するように構成されている
。

【０００７】また、この発明では、温度、湿度等の検出
値と設定値とを比較し、この比較結果に基づいて冷房、
暖房、除湿等の空調出力を制御するものにおいて、空調
運転開始当初の検出値の変化等に応じて空調負荷の大き
さを算出する空調負荷算出手段と、この空調負荷算出手
段の算出値を検出値が安定しているときの空調出力の大
きさに応じて補正する算出値補正手段と、空調負荷の大
きさの算出値または補正値に適した空調出力範囲を設定
する空調出力設定手段とを備えた構成である。

【０００８】

【作用】請求項１、又は請求項２の空気調和機の制御装
置においては、空調運転開始当初の温度、湿度等の検出
値に応じて空調負荷の大きさが算出され、その算出値に
適した空調出力範囲が設定されるばかりでなく、検出値
が安定した時点でそのときの空調出力に応じて空調出力
範囲が変更、若しくは補正されるので、空調運転開始当
初はもちろんのこと、その後に負荷変動があった場合で
も最適な空調出力範囲が自動的に設定されることになる
。

【０００９】

【実施例】以下、この発明を図面に示す実施例について
説明する。

【００１０】図４はこの発明を適用した温風暖房機１を
示すものであり、バーナ２を内蔵した温風暖房機１の背
面には送風ファン１７が設けられ、前面には温風吐出口
４が設けられ、前面側の上面には操作パネル５が設けら
れている。

【００１１】操作パネル５は図５に示すように、押圧操
作の繰返しにより入、切動作を交互に行う運転スイッチ
６と、操作時にオンとなるタクト式の畳数選択スイッチ
７と、シーソー式の温度設定スイッチ８と、表示器９と
を備えている。また、表示器９には４つのランプ１０Ａ
ないし１０Ｄを横に並べた出力表示部１０と、設定温度
表示部１１Ａ及び室温表示部１１Ｂよりなる温度表示部
１１が設けられている。

【００１２】図１は温風暖房機１の制御装置１２の１例
を示すものであり、運転スイッチ６、畳数選択スイッチ
７、温度設定スイッチ８、及びサーミスタ等の室温セン
サ１３がＡ／Ｄ変換器及び不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯ
Ｍ）を内蔵したマイクロコンピュータ（以下、マイコン
という）１４の入力側に接続されている。また、マイコ
ン１４の出力側には電気ヒータＨＴ、点火プラグＩＧ、
燃料ポンプ１５、バーナファン１６、温風ファン１７、
出力表示部１０及び温度表示部１１が接続されている。 １８はバーナファン１６の回転数検知器であり、回転数
検知器１８の回転数信号はマイコン１４に入力されてい
る。

【００１３】マイコン１４は畳数選択スイッチ７からの
指示に基づき、暖房出力（燃焼量）範囲を次のようにし
て設定する（図６参照）。

【００１４】初期使用時（電源投入時）は出力表示部１
０の畳数ファジイランプ１０Ａが点灯し、暖房出力範囲
が算出された暖房負荷に応じて自動的に設定され、その
範囲内で暖房出力を制御する畳数ファジイ制御モードが
設定される。そして、畳数選択スイッチ７を１回押すと
、ファジイランプ１０Ａが消灯し、１０畳ランプ１０Ｂ
が点灯する。この場合、暖房出力が１０畳の部屋に適し
た３２００ｋｃａｌ／ｈ〜１６００ｋｃａｌ／ｈの範囲
で制御される手動選択の制御モードとなる。

【００１５】畳数選択スイッチ７をもう１度押すと、８
畳ランプ１０Ｃが点灯し（１０畳ランプ１０Ｂが消灯し
）、暖房出力が２７００〜１２００ｋｃａｌ／ｈで変わ
る手動選択の制御モードとなる。さらに畳数選択スイッ
チ７をもう１度押すと、６畳ランプ１０Ｄが点灯し（８
畳ランプ１０Ｃが消灯し）、暖房出力が２０００〜９０
０ｋｃａｌ／ｈで変わる手動選択の制御モードとなる。 そして、さらに畳数選択スイッチ７をもう１度押すと、
畳数ファジイ制御モードに戻る。

【００１６】畳数ファジイ制御モードが選択されている
状態で、運転スイッチ６が投入されると、マイコン１４
は燃焼プログラムに基づいて次のような燃焼制御を行う
（図２、図３及び図７参照）。

【００１７】まず、電気ヒータＨＴに通電し、バーナ２
の気化器を予熱する。バーナ２の予熱が完了すると、点
火プラグＩＧ及びバーナファン１６を作動させ、バーナ
２のプリパージを行った後、燃料ポンプ１５及び温風フ
ァン１７を作動させ、燃焼を開始させるとともに、室内
空気を燃焼ガスで加熱し、温風として温風吐出口４から
室内へ吐出させる。

【００１８】運転開始当初は室温が低いので、暖房出力
は最大出力の３２００ｋｃａｌ／ｈとする。そして、こ
の出力が得られるように燃料ポンプ１５を周波数制御す
るとともに、バーナファン１６の回転数制御をする。ま
た、この暖房出力に見合った温風量が得られるように温
風ファン１７を位相制御する。

【００１９】マイコン１４はこの強制的な強燃焼中にフ
ァジイ推論によって暖房負荷の大きさを算出する。まず
、室温センサ１３が検出した暖房運転開始時の室温Ｔｉ
を記憶する。また、予熱完了（着火）から一定時間（例
えば５分間）の室温変化幅ΔＴを求め、これを記憶する
。

【００２０】このようにして、初期室温Ｔｉと室温変化
幅ΔＴが求められると、マイコン１４はこれらの値から
図８及び図９に示すメンバーシップ関数のそれぞれのグ
レードを求める。例えば、初期室温Ｔｉが２．５℃の場
合、図８において、Ｚのグレードは０．５、ＮＳのグレ
ードが０．５となり、他のグレードは全て０となる。ま
た、室温変化幅ΔＴが４ｄｅｇであれば、図９において
、Ｚのグレードが１となり、他のグレードは全て０とな
る。

【００２１】上述した初期室温Ｔｉのメンバーシップ関
数のグレード値と室温変化幅ΔＴのメンバーシップ関数
のグレード値はマイコン１４に格納された３枚のルック
アップテーブル（図１１ないし図１３）に当てはめられ
る。また、各テーブルの上に書かれたＺ，ＰＭ及びＮＭ
は後述するように、室温センサ１３の検出温度が安定し
たときのバーナファン１６の回転数についてのメンバー
シップ関数（図１０参照）のグレード値が代入される。

【００２２】運転開始当初は室温が不安定であるため、
暫定的にＺ＝１，ＰＭ＝０、及びＮＭ＝０として扱われ
、図１１のルックアップテーブルのみが使用される。 この場合、初期室温ＴｉについてはＺ＝０．５，ＮＳ＝
０．５が成立し、室温変化幅ΔＴについてはＺ＝１のみ
（他は０）が成立しているので、ファジイ推論の重み付
けルールに基づいて暖房負荷を算出すると、算出値は８
．７５となる。

【００２３】すなわち、運転開始から５分後の暖房負荷
は８．７５畳の部屋の大きさに相当するものであると判
断され、図１４に示すように、算出された暖房負荷に適
した暖房出力範囲が設定される。この時点ではそのまま
強制強運転が継続され、畳数ファジイランプ１０Ａが点
灯したままである。

【００２４】マイコン１４には温度設定スイッチ８にて
調節された設定温度Ｔｓが記憶されている。マイコン１
４はこの設定温度Ｔｓより一定温度（例えば１℃または
２℃）低い温度Ｔｓｌを求め、この温度Ｔｓｌと室温と
を比較する。そして、室温がＴｓｌ以上になると、最大
出力（３２００ｋｃａｌ／ｈ）での強制強運転を停止し
、算出された暖房負荷に適した暖房出力範囲での暖房出
力制御を開始する。また、このとき、畳数ファジイラン
プ１０Ａが消灯するとともに、８畳ランプ１０Ｃが点滅
し、８畳相当の暖房出力範囲がファジイで設定されてい
ることを表示する。８畳ランプ１０Ｃを点滅させるのは
畳数選択スイッチ７によって８畳の部屋用の暖房出力範
囲を選択した場合と区別するためである。図１４及び図
１５は算出された暖房負荷と暖房出力範囲、点滅ランプ
との関係を示している。

【００２５】このようにして、ファジイ推論によって算
出された暖房負荷に適した暖房出力範囲での暖房制御が
始まると、マイコン１４は設定温度Ｔｓと室温Ｔとの偏
差や現在の室温と前回の室温との温度差などに応じて暖
房出力を暖房出力範囲内で制御し、室温Ｔが設定温度Ｔ
ｓ近くに維持されるようにする。

【００２６】マイコン１４は現在の室温と前回の室温の
温度差を繰返し検出し、温度差が連続してある範囲内の
値になると、室温が安定したと判定する。そして、この
ときのバーナファン１６の回転数（暖房出力に相当する
）から図１０に示す、バーナファン回転数のメンバーシ
ップ関数のグレードを求める。そして、このグレード値
と先に求めたＴｉ及びΔＴのグレード値を図１１ないし
図１３のルックアップテーブルに当てはめ、再び重み付
けルールに基づいて暖房負荷を算出する。この結果得ら
れた算出値が先の暖房負荷の算出値よりも大きければ、
暖房出力範囲は大きい方にシフトされ、逆に小さければ
、暖房出力範囲は小さい方にシフトされる。また、負荷
変動によって暖房出力範囲が大きく変わった場合にはそ
れに合わせて出力表示部１０のランプの点滅表示も変わ
ることになる。

【００２７】一方、１０畳制御モード、又は８畳制御モ
ード又は６畳制御モードの何れかが選択された場合、室
温ＴがＴｓｌになるまでは最大出力の強制強燃焼運転が
行われ、その後はそれぞれのモードで定められた一定の
暖房出力範囲内で暖房出力が制御されることになる。

【００２８】尚、上述した実施例では、畳数ファジイ制
御モードにおいて、暖房運転開始当初の暖房負荷を算出
して暖房出力範囲を設定した後、室温が安定したときに
改めて暖房負荷を算出し、その算出値に応じて暖房出力
範囲を変更するようにしたが、室温が安定したときの暖
房出力に応じて暖房負荷の補正値を求め、この補正値に
応じて暖房出力範囲を変更するようにしても良い。

【００２９】

【発明の効果】この発明は以上のように構成されている
ので、暖房運転開始当初はもちろんのこと、負荷変動が
あった場合でも、空調負荷に適した空調出力範囲内で空
調出力が制御されることになり、図２に破線で示すよう
な室温等の落ち込みやオーバーシュートを防止できるな
ど、冷房、暖房、除湿等の快適な空調運転が期待できる
とともに、エネルギーを極力節約することができるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す制御装置のブロック
図である。

【図２】この発明の一実施例装置による室温の変化特性
を示す説明図である。

【図３】同じく暖房出力の変化特性を示す説明図である
。

【図４】空気調和機の１例を示す温風暖房機の斜視図で
ある。

【図５】温風暖房機の操作パネルの説明図である。

【図６】畳数選択スイッチとマイクロコンピュータの制
御モードとの関係を示す説明図である。

【図７】マイクロコンピュータの畳数ファジイ制御モー
ドにおける動作説明用のフローチャートである。

【図８】初期室温Ｔｉのメンバーシップ関数の説明図で
ある。

【図９】室温変化幅ΔＴのメンバーシップ関数の説明図
である。

【図１０】バーナファン回転数（暖房出力に相当）のメ
ンバーシップ関数の説明図である。

【図１１】暖房負荷を算出するための第１のルックアッ
プテーブルの説明図である。

【図１２】同じく第２のルックアップテーブルの説明図
である。

【図１３】同じく第３のルックアップテーブルの説明図
である。

【図１４】算出された暖房負荷と暖房出力範囲との関係
を示す説明図である。

【図１５】算出された暖房負荷と出力表示との関係を示
す説明図である。

【符号の説明】

１　　　　温風暖房機（空気調和機） ８　　　　温度設定スイッチ １２　　制御装置 １３　　室温センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　温度、湿度等の検出値と設定値とを比
   較し、その比較結果に基づいて冷房、暖房、除湿等の空
   調出力を制御するものにおいて、空調運転開始当初の検
   出値の変化等に応じて空調負荷の大きさを算出し、その
   算出値に適した空調出力範囲を設定する空調出力設定手
   段を備え、この空調出力設定手段は検出値が安定してい
   るときの空調出力の大きさに応じて空調出力範囲を変更
   するように構成されていることを特徴とする空気調和機
   の制御装置。
2. 【請求項２】　　温度、湿度等の検出値と設定値とを比
   較し、この比較結果に基づいて冷房、暖房、除湿等の空
   調出力を制御するものにおいて、空調運転開始当初の検
   出値の変化等に応じて空調負荷の大きさを算出する空調
   負荷算出手段と、この空調負荷算出手段の算出値を検出
   値が安定しているときの空調出力の大きさに応じて補正
   する算出値補正手段と、空調負荷の大きさの算出値また
   は補正値に適した空調出力範囲を設定する空調出力設定
   手段とを備えたことを特徴とする空気調和機の制御装置
   。