JPH06257843A - 空気調和機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】空気調和機の冷房運転において、冷媒不足時で
も室内熱交換器の凍結を防止し、かつ連続運転可能とす
る。 【構成】室内熱交換器温度を検知し、出力する第１の室
内熱交換器温度検出手段と、室内熱交換器温度を検出
し、出力する第２室内熱交換器温度検出手段と、前記第
１の室内熱交換器温度検出手段により検出された室内熱
交換器温度と前記第２の室内熱交換器温度検出手段によ
り検出された室内熱交換器温度を比較し制御信号を出力
する比較手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気調和機の運転制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の空気調和機は室内機の天井面に吸
い込み口があり、かつ、前面吸い込み風速が早いため、
図１のように室内交換器上部で急激に過熱度が上昇す
る。このようなことから室内熱交換器温度を検出する配
管センサを１個だけ設け、暖房時圧縮機の高圧圧力を保
護するため、運転周波数を制御するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の室内
熱交換器温度検出手段を備えた空気調和機は、冷凍サイ
クルにおける冷媒不足時の冷房運転時に、室内熱交換器
内のパス温度は入口付近で低く、パスのまん中付近での
冷媒は過熱蒸気状態となり温度が上昇する（図１参
照）。その後冷媒は配管の圧力損失により再冷却されて
温度は低下する。上記状態にて冷房運転を継続すると、
室内熱交換器の一部（特に入口部）が着霜を始めて成長
し、やがて氷の飛び出しなどを発生させる。このよう
に、従来の空気調和機は室内熱交換器内での冷媒の蒸発
状態、すなわち過熱度を適確に検出できないため、冷媒
不足時の室内熱交換器の凍結を防止することができなか
った。

【０００４】また、室内熱交換器内での冷媒の蒸発状態
が判らないままに圧縮機の運転周波数などを変更してい
た。また、従来の冷暖房タイプの空気調和機は、室内熱
交換器温度を検出する手段（配管センサー）が１個であ
り、しかも暖房時圧縮機の高圧圧力を保護するため運転
周波数制御を行なうことを目的としていたため、冷房運
転時、高温・多湿・低温条件下にて過熱度を検出できる
位置に配管センサーを取り付けると、凝縮圧力をうまく
検出できないため、圧縮機の高圧圧力を保護することが
できない。そのため、従来は結果的に圧縮機の高圧圧力
保護を優先する位置に配管センサーをとりつけていた。

【０００５】以上のように室内熱交換器温度を検出する
手段（配管センサー）が１個であると室内熱交換器内で
の冷媒の蒸発状態、すなわち過熱度を適確に検出できな
かった。すなわち、冷媒不足時の室内熱交換器の凍結を
防止することができなかった。

【０００６】本発明は上記課題を解決するためのもの
で、室内熱交換器の温度分布を正確に把握することがで
きるようにすることを目的とする。また本発明は室内熱
交換器の温度分布が不均一で熱交換器に凍結が発生する
場合、凍結防止制御ができるようにすることを目的とす
る。

【０００７】また本発明は上記の場合、室内ファンモー
ターの制御を行なうが、その回転速度の上げ巾を最小限
に抑えることができるようにすることを目的とする。さ
らに本発明は上記の場合、膨張弁を効果的に制御し、室
内ファンモーターの回転速度の上げ巾および圧縮機の運
転周波数の下げ巾を最小限にすることができるようにす
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、第２の室内熱交換器温度を検出する手段
（配管センサー）を室内熱交換器のパスに１個追加し、
第１の室内熱交換器温度を検出する手段による出力信号
と比較することにより、冷媒の蒸発状態、すなわち過熱
度を適確に検出する。

【０００９】本発明は、室外温度を考慮しながら、第２
の室内熱交換器温度を検出する手段（配管センサー）を
室内熱交換器のパスに１個追加し、第１の室内熱交換器
温度を検出する手段による出力信号と比較することによ
り、冷媒の蒸発状態、すなわち過熱度を検出し、室内熱
交換器のパス過熱度がある一定の規定温度以上になる
と、室内ファンモーターの回転速度を上げる制御を行な
う。

【００１０】本発明は、室外温度を考慮しながら、第２
の室内熱交換器温度を検出する手段（配管センサー）を
室内熱交換器のパスに１個追加し、第１の室内熱交換器
温度を検出する手段による出力信号と比較することによ
り、冷媒の蒸発状態、すなわち過熱度を検出し、室内熱
交換器のパス過熱度がある一定の規定温度以上になる
と、室内ファンモーターの回転速度を上げると同時に圧
縮機の運転周波数を一定の規定周波数に下げる制御を行
なう。

【００１１】本発明は、室外温度を考慮しながら、第２
の室内熱交換器温度を検出する手段（配管センサー）を
室内熱交換器のパスに１個追加し、第１の室内熱交換器
温度を検出する手段による出力信号と比較することによ
り、冷媒の蒸発状態、すなわち過熱度を検出し、室内熱
交換器のパス過熱度がある一定の規定温度以上になる
と、室内ファンモーターの回転速度を上げる同時に圧縮
機の運転周波数を一定の規定周波数に下げ、かつ膨張弁
の開度を一定の規定開度に開く制御を行なう。

【００１２】

【作用】本発明は、室内機の天面に吸い込み口があり、
かつ前面吸い込み風速が早いため図１のように、室内熱
交換器上部で急激に過熱度が上昇する場合、従来の冷暖
房タイプの空気調和機は、室内熱交換器温度を検出する
手段（配管センサー）が１個ならば室内熱交換器内での
冷媒の蒸発状態、すなわち過熱度を適確に検出できな
い。このとき第２の室内熱交換器温度を検出する手段
（配管センサー）を室内熱交換器のパス入口部（冷房運
転時の入口側）に１個追加し、第１の室内熱交換器温度
を検出する手段による出力信号と比較することにより、
冷媒の蒸発状態、すなわち過熱度を適確に検出し室内熱
交換器の温度分布を正確に把握することができる。

【００１３】また本発明は、外気温度を考慮しながら、
上記の作用、すなわち冷媒の蒸発状態、すなわち過熱度
を適確に検出できることを利用し、室内熱交換器のパス
過熱度がある一定の規定温度以上になると、室内ファン
モーターの回転速度を上げることにより、室内熱交換器
の凍結を防止することができる。

【００１４】また本発明は、外気温度を考慮しながら、
上記の作用の他に冷媒の蒸発状態、すなわち過熱度を適
確に検出できることを利用し、室内熱交換器のパス過熱
度がある一定の規定温度以上になると、圧縮機の運転周
波数を一定の規定周波数に下げることを実現したうえ
で、室内ファンモーターの回転速度を最小限度上げるこ
とにより、室内熱交換器の凍結を防止することができ
る。ここで圧縮機の運転周波数を一定の規定周波数に下
げることは室内ファンモーターの回転速度の上げ幅を最
小限度に抑えることが可能となる。

【００１５】また本発明は、外気温度を考慮しながら、
冷媒の蒸発状態、すなわち過熱度を適確に検出できるこ
とを利用し、室内熱交換器のパス過熱度がある一定の規
定温度以上になると、膨張弁の開度を一定の規定開度に
開くことを実現した上で、圧縮機の運転周波数の下げ幅
および室内ファンモーターの回転速度の上げ幅を最小限
度に押えながら、室内熱交換器の凍結を防止することが
できる。

【００１６】

【実施例】本発明の実施例について、図面図１から図７
をを参考に説明する。まず室内機の天面に吸い込み口が
ある構造においては、前面吸い込み風速が早いため、室
内熱交換器上部で急激に過熱度が上昇する危険がある。
既設の第１の室内熱交換器温度検出手段は、室内熱交換
器のパス中間部に取り付けてある。そして室内熱交換器
のパス入口部には本発明の特徴とする第２の室内熱交換
器を設けている。

【００１７】図２は本発明の第１の実施例の空気調和機
の制御を示すフローチャートである。図２に示すように
リモコンまたは強制運転などにより冷房運転の指示が出
ると、空気調和機の室内ファン、圧縮機の運転が始ま
る。そして室内熱交換器温度の２つＴｍ₁ Ｔｉｎを検出
し、これを演算してＴｍ−Ｔｉｎを出し、熱交換器温度
を判定する。

【００１８】具体的には図３に示すように既設の第１の
室内熱交換器温度検出手段１０１によりサンプリングし
た室内熱交換器温度を出力する出力手段１０３から出力
されたＴｍと、室内熱交換器パス入口部に新採用した第
２の室内熱交換器温度検出手段１０２によりサンプリン
グした室内熱交換器温度を出力する出力手段１０４から
出力されたＴｉｎとを演算手段１０５で演算し、室内熱
交換器温度差設定手段１０６により設定されたＴａと比
較手段１０７により比較することにより、入り口冷媒温
度と中間冷媒温度の差により室内熱交換器内での冷媒の
過熱度を判定し、（室内熱交換器温度Ｔｍ−室内熱交換
器温度Ｔｉｎ）が規定室内熱交換器温度Ｔａを上回る場
合（Ｔｍ−Ｔｉｎ＞Ｔａ）、冷媒の過熱度は大きいと判
断し出力手段１０８により出力する。これにより、室内
熱交換器の温度分布の不均一を判断する。

【００１９】次に第２の発明の実施例について、図４、
図5 を参考に説明する。図４は本発明の第２の実施例に
おける空気調和機の制御を示すフローチャートである。

【００２０】前記第１の実施例のように（室内交換器温
度Ｔｍ−室内熱交換器温度Ｔｉｎ）が規定室内熱交換器
温度Ｔａを上回る場合、図４で示す室外気温判定、室内
ファン回転数ダウン制御が行なわれる。すなわち図５に
示すように（Ｔｍ−Ｔｉｎ＞Ｔａ）出力手段２０８によ
り室内熱交換器温度不均一信号が発令される（ステップ
２０１〜ステップ２０８）。しかも室外気温検出手段２
０９および出力手段２１０によりサンプリングした外気
温度Ｔｏｕｔと室外気温設定温度２１１によるＴｂとを
比較手段２１２により比較し、Ｔｏｕｔ＜Ｔｂならば、
室内ファン回転速度設定手段２１３と室内ファン回転速
度切替手段２１４および出力手段２１５により室内ファ
ンモーター２１６の回転速度を室内ファン回転速度設定
手段２１３により設定されたある一定の速度まで増加さ
せる。これにより、冷媒の蒸発圧力を上げ、室内熱交換
器の温度分布の不均一状態を回復し熱交換器の凍結防止
を実現させる。

【００２１】次に第３の実施例について、図６、図７を
参考に説明する。図６は本発明の第３の実施例における
空気調和機の制御を示すフローチャートである。

【００２２】前記のように（室内熱交換器温度Ｔｍ−室
内熱交換器温度Ｔｉｎ）が規定室内熱交換器温度Ｔａを
上回る場合、図７に示すように（Ｔｍ−Ｔｉｎ＞Ｔａ）
出力手段３０８により室内熱交換器温度不均一信号が発
令される（ステップ３０１〜ステップ３０８）。さらに
室外気温検出手段３０９および出力手段３１０によりサ
ンプリングした外気温度Ｔｏｕｔと室外気温設定手段３
１１によるＴｂとを比較手段３１２により比較し、Ｔｏ
ｕｔ＜Ｔｂならば圧縮機３２０の回転速度設定手段３１
７と圧縮機３２０の回転速度切換手段３１８および出力
手段３１９により圧縮機３２０の回転速度を圧縮機の回
転速度設定手段３１７により設定されたある一定の速度
まで減少させる。さらに室内ファン回転速度設定手段３
１３と室内ファン回転速度切替手段３１４および出力手
段３１５により、室内ファンモーター３１６の回転速度
を室内ファン回転速度設定手段３１４により設定された
ある一定の速度まで増加させる。

【００２３】このように圧縮機３２０の運転周波数を一
定の規定周波数に下げることで蒸発圧力を上昇させた上
で、さらに蒸発圧力を上昇させるために室内ファンモー
ター３１６の回転速度を増加させるとき、回転速度の上
げ幅は上記第２の実施例のときよりも小さくなる。よっ
て室内ファンモータ回転速度増加を最小限度に抑えつつ
熱交換器の凍結を防止することができる。

【００２４】次に第４の実施例に付いて、前記説明した
図１、図７を参考に説明する。前記のように（室内熱交
換器温度Ｔｍ−室内熱交換器温度とＴｉｎ）が規定室内
熱交換器温度Ｔａを上回る場合、図９に示すように（Ｔ
ｍ−Ｔｉｎ＞Ｔａ）出力手段３０８により室内熱交換器
温度不均一信号が発令される（ステップ３０１〜ステッ
プ３０８）。さらに室外気温検出手段３０９および出力
手段３１０によりサンプリングした外気温度Ｔｏｕｔと
室外気温設定手段３１１によるＴｂとを比較手段３１２
により比較し、Ｔｏｕｔ＜Ｔｂならば膨張弁４２４の膨
張弁開度設定手段４２１と膨張弁４２４の膨張弁開度切
替手段４２２および出力手段４２３により膨張弁４２４
の開閉度を膨張弁開度設定手段４２７により設定された
ある一定の開閉度まで開く。さらに、圧縮機３２０の回
転速度設定手段３１７と圧縮機３２０の回転速度切換手
段３１８および出力手段３１９により圧縮機３２０の回
転速度を圧縮機の回転速度設定手段３１７により設定さ
れたある一定の速度まで減少させる。さらに、室内ファ
ン回転速度設定手段３１３と室内ファン回転速度切替手
段３１４および出力手段３１５により、室内ファンモー
ター３１６の回転速度を室内ファン回転速度設定手段３
１４により設定されたある一定の速度まで増加させる。

【００２５】このように膨張弁４２４の開閉度を一定の
規定開閉度に開くことで蒸発圧力を上昇させた上で、さ
らに蒸発圧力を上昇させるために圧縮機３２０の運転周
波数を一定の規定周波数に下げ、かつ室内ファンモータ
ー３１６の回転速度を増加させるとき、運転周波数の下
げ幅および室内ファンモータの回転速度の上げ幅は上記
第３実施例のときよりもさらに小さくなる。よって圧縮
機の運転周波数の下げ幅および室内ファンモータの回転
速度増加を最小限度に抑えつつ熱交換器の凍結を防止す
ることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上に示した内容により第１の発明は室
内熱交換器温度を検出する第２の室内熱交換器温度検出
手段（配管センサー）を室内熱交換器のパス中間部に１
個追加し、その検出度と既設の第１の室内熱交換器温度
検出手段で検出した温度とを比較することにより冷媒の
蒸発状態すなわち過熱度を適確に検出し室内熱交換器の
温度分布を正確に把握することができる。

【００２７】また第２の発明では冷媒の蒸発状態、すな
わち過熱度を適確に検出し室内熱交換器の温度分布を正
確に把握できることを利用し、室内熱交換器のパス過熱
度がある一定の規定温度以上になると、室内ファンモー
ターの回転速度を上げることにより、熱交換器の凍結を
防止することができる。

【００２８】また第３の発明では冷媒の蒸発状態すなわ
ち過熱度を適確に検出し室内熱交換器の温度分布を正確
に把握できることを利用し、室内熱交換器のパス過熱度
がある一定の規定温度以上になると、圧縮機の運転周波
数を一定の規定周波数に下げた後、室内ファンモーター
の回転速度を増加させるため、室内ファンモーターの回
転速度の上げ幅は上記第２の発明のときよりも小さくな
る。よって室内ファンモータの回転速度増加を最小限度
に抑えつつ熱交換器の凍結を防止することができる。こ
れにより、風量増加による感覚悪化をユーザーに与える
こと無く熱交換器の凍結を防止することができると言う
効果がある。

【００２９】また第４の発明では、冷媒の蒸発状態すな
わち過熱度を適確に検出し室内熱交換器の温度分布を正
確に把握できることを利用し、室内熱交換器のパス過熱
度がある一定の規定温度以上になると、膨張弁の開閉度
を一定の規定開閉度に開いた後、圧縮機の運転周波数を
一定の規定周波数に下げ、かつ室内ファンモーターの回
転速度を増加させるため、圧縮機の運転周波数の下げ幅
および室内ファンモーターの回転速度の上げ幅は上記第
３の発明のときよりも小さくなる。よって圧縮機の運転
周波数の下げ幅および室内ファンモーターの回転速度の
増加を最小限度に抑えつつ熱交換器の凍結を防止するこ
とができる。これにより、能力低下および風量増加によ
る感覚悪化をユーザーに与えること無く熱交換器の凍結
を防止することができると言う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】冷房運転時における冷媒不足時の熱交換器パス
の温度分布の図

【図２】本発明の第１実施例の空気調和機の制御を示す
フローチャート

【図３】同制御ブロック図

【図４】本発明の第２実施例の空気調和機の制御を示す
フローチャート

【図５】同制御ブロック図

【図６】本発明の第３実施例の空気調和機の制御を示す
フローチャート

【図７】本発明の第３および第４実施例の制御ブロック
図

【符号の説明】

１０１，２０１，３０１，４０１ 室内熱交換器温度
検出手段 １０２，２０２，３０２，４０２ 室内熱交換器温度
検出手段 １０３ 出力手段 １０４ 出力手段 １０５ 演算手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室内熱交換器温度を検知し、出力する第
   １の室内熱交換器温度検出手段と、室内熱交換器温度を
   検知し、出力する第２室内熱交換器温度検出手段と、前
   記第１の室内熱交換器温度検出手段により検出された室
   内熱交換器温度と前記第２の室内熱交換器温度検出手段
   により検出された室内熱交換器温度を比較し制御信号を
   出力する比較手段を設けた空気調和機の制御装置。
2. 【請求項２】 第１の室内熱交換器温度検出手段により
   検出された室内熱交換器温度と第２の室内熱交換器温度
   検出手段により検出された室内熱交換器温度を比較し制
   御信号を出力する第１の比較手段と、その第１の比較手
   段の出力と設定値を比較し制御信号を出力する第２の比
   較手段と、外気温度を検出し、出力する外気温度検出手
   段と、空気調和機の運転モード（冷房・暖房・除湿）を
   判定する判定手段と、室内ファンモータ回転速度を変更
   する室内ファンモータ回転速度変更手段を設けた請求項
   １記載の空気調和機の制御装置。
3. 【請求項３】 圧縮機の運転周波数を検知し、出力する
   運転周波数検出手段と、この運転周波数と設定値を比較
   し制御信号を出力する第３の比較手段と、前記圧縮機の
   運転周波数を変更する運転周波数変更手段と、室内ファ
   ンモータ回転速度を変更する室内ファンモータ回転速度
   変更手段を設けた請求項１または２記載の空気調和機の
   制御装置。
4. 【請求項４】 膨張弁の開度を検知し、出力する膨張弁
   開度検出手段と、この膨張弁開度と設定値を比較し制御
   信号を出力する第４の比較手段と、前記膨張弁開度の開
   度を変更する膨張弁開度変更手段と、室内ファンモータ
   回転速度を変更する室内ファンモータ回転速度変更手段
   と、圧縮機の運転周波数を変更する運転周波数変更手段
   を設けた請求項１、２、３のいずれかに記載の空気調和
   機の制御装置。