JPH10246516A - 空気調和機の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気調和機の制御方法において、圧縮機の運
転周波数の変更が大きい場合でも、膨張弁の開閉度合を
速やかに変え、冷凍サイクルの安定化を早める。 【解決手段】 冷凍サイクルを構成する圧縮機１の運転
周波数を変更した際、冷凍サイクルの電子膨張弁５の開
閉度合を所定に制御する。この電子膨張弁５を制御する
室外機制御部１０は、圧縮機１の運転周波数範囲を複数
ゾーンに分け、運転周波数の変更が複数ゾーンで越えて
いるゾーンの数に応じた所定の増減値の情報を記憶して
いるテーブル１０ａを備えている。圧縮機１の運転周波
数の変更により電子膨張弁５の開閉度合を所定値開閉す
る際、テーブル１０ａを参照してその越えているゾーン
の数が多いほど、大きい増減値を得、この得た増減値を
電子膨張弁５の開閉度合の制御に加味し、電子膨張弁５
の開閉度合を速やかに所定値開閉する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はインバータ式空気
調和機の冷凍サイクルを構成する膨張弁（電子膨張弁）
の開閉度合の制御技術に係り、特に詳しくは圧縮機の運
転周波数を変更した場合膨張弁（電子膨張弁等）の開閉
度合を速やかに所定値開閉制御して冷凍サイクルの安定
性を確保する空気調和機の制御方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の空気調和機は、例えば図５に示
すように、圧縮機１、四方弁２、室内熱交換器３、室外
熱交換器４および膨張弁（電子膨張弁）５等からなる冷
凍サイクルを有する。

【０００３】冷房運転時には、四方弁２の切り替えによ
り冷媒を図５の波線矢印にしたがって室内熱交換器３か
ら圧縮機１に、さらに圧縮機１から室外熱交換器４、電
子膨張弁５を介して室内熱交換器３に戻す一方、リモコ
ン６の設定風量等に応じて室内ファンを回転制御し、室
内熱交換器３で熱交換した冷風を室内に吹き出し、室内
温度とリモコン６の設定温度との差に応じた所定運転周
波数で圧縮機１を運転して室温をコントロールする。

【０００４】暖房運転時には、冷房運転時と逆に冷媒を
室外熱交換器４から圧縮機１に、さらに圧縮機１から室
内熱交換器３、電子膨張弁５を介して室外熱交換器４に
戻す一方（図５の実線矢印参照）、リモコン６の設定風
量等に応じて室内ファンを回転制御し、室内熱交換器３
で熱交換した冷風を室内に吹き出し、室内温度とリモコ
ンの設定温度との差に応じた所定運転周波数で圧縮機１
を運転して室温をコントロールする。

【０００５】そのため、図６に示すように、室内機制御
部（マイクロコンピュータやドライバ回路等）７および
室外機制御部（マイクロコンピュータやドライバ回路
等）８を備え、室内機制御部７はリモコン６による指示
にしたがって室内ファンを制御するとともに、室外機制
御部８に所定指令（室温と設定値の差に応じた運転周波
数等）を送信し、室外機制御部８はその指令により圧縮
機１等を制御する。

【０００６】ところで、例えばリモコン６の操作等によ
り圧縮機１の運転周波数を変更した場合、電子膨張弁５
の開閉度合を所定に制御する。運転周波数が上昇した場
合には電子膨張弁５を一定量（一定パルス数）ずつで所
定値開き、運転周波数が下降した場合には電子膨張弁５
を一定量（一定パルス数）ずつで所定値閉じる。このよ
うにして、電子膨張弁５の開閉度合を所定に制御するこ
とにより、圧縮機１の運転周波数の変更に対応した冷凍
サイクルを実現し、室内環境が速やかに希望の状態にな
るようにしている。

【０００７】また、この空気調和機は安全性等を目的と
して各種保護機能を有しており、その保護機能のうちの
吐出温度レリース制御においては、冷凍サイクルを構成
する圧縮機１の冷媒の吐出温度を吐出温度サーミスタ９
で検出し、この検出温度に応じて圧縮機１の運転周波数
を可変制御し、あるいは圧縮機１の運転を停止する。

【０００８】例えば、吐出温度が動作値に達すると、圧
縮機１の運転周波数を所定値だけ下げ、圧縮機１の過熱
を防止し、また吐出温度が所定値（動作値よりかなり高
い値）に達すると、圧縮機の運転を停止し、安全性を確
保している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記空
気調和機の制御方法において、圧縮機１の運転周波数が
大きく変更した場合、電子膨張弁５がその急激な変化に
追従して開閉しないため、つまり電子膨張弁５の開閉が
遅れるため、冷凍サイクルが不安定になる。

【００１０】図７に示すように、例えばリモコン６の操
作等により圧縮機１の運転周波数が最小から最大に変更
された場合、その分電子膨張弁５を大きく開く必要があ
るが、前述したように電子膨張弁５を一定量ずつで所定
値開くために、つまり電子膨張弁５の開閉度合が所定値
（運転周波数の変更に応じた値）開くまで時間がかか
る。

【００１１】その結果、電子膨張弁５が一定量ずつで所
定値開く間（つまり電子膨張弁５がだらだらと開かれる
間）に、蒸発器の冷媒入口側の温度が急激に低下し、圧
縮機１の吐出温度が急激に上昇するため、種々の保護動
作（例えば吐出温度レリース制御）が動作することがあ
り、冷凍サイクルが不安定になり、しかもその冷凍サイ
クルの安定まで時間がかかってしまい、室内環境の悪化
を招くことになる。なお、図７に示すように、圧縮機１
の運転周波数が大きく降下した場合も、前述同様に冷凍
サイクルが不安定になり、その安定化まで時間がかか
る。

【００１２】この発明は前記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は圧縮機の運転周波数が変更された場
合、膨張弁の開閉度合を速やかに所定値開閉することが
でき、冷凍サイクルの安定化を早めることができるよう
にした空気調和機の制御方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は冷凍サイクルを構成する圧縮機の運転周
波数を変更した際、前記冷凍サイクルの膨張弁の開閉度
合を所定に制御する空気調和機の制御方法において、前
記圧縮機の運転周波数範囲を複数ゾーンに分け、前記運
転周波数の変更が前記複数ゾーンで越えるゾーンの数に
応じて所定の増減値を決定しており、前記運転周波数の
変更により前記膨張弁の開閉度合を所定に制御する際、
前記決定している増減値を前記膨張弁の開閉度合の制御
に加味するようにしたことを特徴としている。

【００１４】この発明の空気調和機の制御方法は、前記
圧縮機の運転周波数範囲を複数ゾーンに分け、前記運転
周波数の変更が前記複数ゾーンで越えるゾーンの数に応
じて所定の増減値を決定したテーブルを有しており、前
記運転周波数の変更により前記膨張弁の開閉度合を一定
量ずつ変えて所定に制御する際、前記テーブルを参照し
て得た増減値を最後の一定量に加味し、前記膨張弁の開
閉度合を所定に制御するようにしたことを特徴としてい
る。

【００１５】この場合、前記増減値は前記運転周波数の
変更が前記複数ゾーンで越えるゾーンの数が多いほど大
きい値とするよい。また、前記運転周波数の変更が上昇
である場合には前記膨張弁を所定値開き、前記運転周波
数の変更が下降である場合には前記膨張弁を所定値閉じ
るようにすするとよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
１ないし図４を参照して説明する。なお、図１中、図６
と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
また、空気調和機の冷凍サイクルについては図５を参照
されたい。

【００１７】この発明の空気調和機の制御方法は、圧縮
機の運転周波数の変更に応じて膨張弁の開閉度合を所定
に制御する際、その運転周波数の変更に応じた所定値を
前記膨張弁の開閉度合の制御に加味すれば、膨張弁の開
閉度合が速やかに所定値開閉することができることに着
目し、当該運転周波数の範囲を複数ゾーンに分け、運転
周波数の変更が複数ゾーンで越えるソーンの数に応じて
所定の増減値を決定し、かつそのゾーンの数が大きいほ
ど増減値を大きい値とし、膨張弁の開閉度合を一定量ず
つで所定値開閉する際、前記増減値を最後の一定量に加
味し、前記膨張弁の開閉度合を所定に制御する。

【００１８】そのために、図１および図２に示すよう
に、この発明の空気調和機の制御方法を適用した制御装
置は、図６に示す室外機制御部８の機能の他に、前述し
た機能を実現するためのテーブル１０ａを有する室外機
制御部１０を備えている。

【００１９】前記テーブル１０ａには、圧縮機１の運転
周波数の範囲を例えば第１ないし第１１の複数ゾーンに
分けた情報と、運転周波数の変更が第１ないし第１１の
ゾーンで越えるゾーンの数が３未満である場合所定の増
減値（増減パルス数）を０に、そのゾーンの数が３であ
る場合増減パルス数を２０パルスに、そのゾーンの数が
４である場合増減パルス数を３０パルスに、そのゾーン
の数が５である場合増減パルス数を４５パルスに、その
ゾーンの数が６である場合増減パルス数を６５パルス
に、そのゾーンの数が７である場合増減パルス数を９０
パルスに、そのゾーンの数が８である場合増減パルス数
を１２０パルスに、そのゾーンの数が９である場合増減
パルス数を１５５パルスに、そのゾーンの数が１０であ
る場合増減パルス数を１９５パルスに決定した情報とが
記憶されている。

【００２０】なお、運転周波数の範囲については、例え
ば図２に示すように、１０Ｈｚ未満を第１のゾーンに、
１０Ｈｚ以上で、２０Ｈｚ未満を第２のゾーンに、２０
Ｈｚ以上で、３０Ｈｚ未満を第３のゾーンに、３０Ｈｚ
以上で、４０Ｈｚ未満を第４のゾーンに、４０Ｈｚ以上
で、５０Ｈｚ未満を第５のゾーンに、５０Ｈｚ以上で、
６０Ｈｚ未満を第６のゾーンに、６０Ｈｚ以上で、７０
Ｈｚ未満を第７のゾーンに、７０Ｈｚ以上で、８０Ｈｚ
未満を第８のゾーンに、８０Ｈｚ以上で、９０Ｈｚ未満
を第９のゾーンに、９０Ｈｚ以上で、１００Ｈｚ未満を
第１０のゾーンに、１００Ｈｚ以上を第１１のゾーンに
している。

【００２１】次に、前記構成の空気調和機の制御装置の
動作を図３のフローチャート図および図４のタイムチャ
ート図を参照して説明すると、まずリモコン６によって
運転操作が行われると、室内機制御部７は当該室温調節
に必要な信号（運転周波数等）を室外機制御部１０に転
送する。室外機制御部１０は少なくとも圧縮機１を所定
に駆動し、電子膨張弁５を所定の開閉度合として冷凍サ
イクルを作動する。なお、従来同様に、室内機制御７お
よび室外機制御１０は他に必要な制御（ファンの回転制
御等）を行って室温調節を行う。

【００２２】このとき、室外機制御部１０は圧縮機１の
起動とともに、図３に示すルーチンを実行し、圧縮機１
の起動から所定時間（例えば１分）が経過すると（ステ
ップＳＴ１）、テーブル１０ａを参照して現在の運転周
波数が属しているゾーン（第１ないし第１１のゾーン）
を選択して記憶する（ステップＳＴ２）。なお、所定時
間としては圧縮機１の運転周波数が安定化するまでの時
間にする。

【００２３】続いて、現在の運転周波数が他のゾーンに
変わったか否かを判断する（ステップＳＴ３）。例え
ば、リモコン６の操作により温度設定が変更されたた
め、圧縮機１の運転周波数が変わり、属するゾーンが変
わった場合にはステップＳＴ４に進み、圧縮機１の運転
が停止であるか否かを判断する。なお、圧縮機１の運転
周波数が記憶ゾーン以外のゾーンに変わらない場合、例
えば数Ｈｚ程度の変更である場合には運転周波数の変更
が大きくなるまで待機する。

【００２４】例えば、圧縮機１の運転が停止である合に
は当該ルーチンを終了し、また圧縮機１の起動によって
当該ルーチンが再度実行することになる。前記圧縮機１
の運転が停止でない場合、ステップＳＴ４からＳＴ５に
進み、再度現在の運転周波数を確認し、現在の運転周波
数が安定するまで待機する。

【００２５】現在の運転周波数が安定すると、テーブル
１０ａの内容にしたがって運転周波数の変更（記憶ゾー
ンに対する現在の運転周波数の属するゾーンの変化）に
応じて増減値を決定し、電子膨張弁５の開閉度合を所定
に制御する際その決定増減値を加味し（ステップＳＴ
６）、ステップＳＴ２に戻って前述した処理を繰り返
す。

【００２６】したがって、図４に示すように、圧縮機１
の運転周波数が最小から最大に変更になった場合、つま
り運転周波数が第１のゾーンから第１０のゾーンに属す
るようになった場合、電子膨張弁５の開閉度合を一定量
（従来と同様のパルス数）ずつで開くが、最後の一定量
に１５５パルスを加算して大きく開く。

【００２７】具体的一例として、例えば電子膨張弁５の
開閉度合（１８０パルス）を４００パルスに制御する場
合、従来例によると、電子膨張弁５の開閉度合（１８０
パルス）を１０パルス分開き、これを２２回繰り返す
と、所定の開閉度合（４００パルス）になるが、この発
明によると、最後に１５５パルスを加算するために、１
０パルスを５回繰り返し、最後の１回を１６５パルスと
することから、電子膨張弁５の開閉度合（３９５パル
ス）になる。

【００２８】このように、その一定量（１０パルス）ず
つ開く回数が極端に少なく、つまり電子膨張弁５の開閉
度合がだらだら変化することもなく、速やかに所定値に
することができる。したがって、蒸発器の冷媒入口側の
温度の急激な低下を抑えることができ、圧縮機１の吐出
温度の急激な上昇を抑えることができるため、種々の保
護動作が動作することもなく、冷凍サイクルの安定化が
早くなる。

【００２９】また、圧縮機１の運転周波数が下降した場
合、電子膨張弁５を所定値閉じることになるが、前述同
様の処理を実行すれば電子膨張弁５を速やかに所定値と
することができ、冷凍サイクルの安定化も早くなる。

【００３０】なお、前記実施の形態では、電子膨張弁５
の開閉度合を一定量ずつ可変し、最後で大きく可変して
いるが、例えばその開閉度合を最初に大きく可変し、そ
の後一定量ずつ可変して所定値にするようにしてもよ
い。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、この空気調和機の
制御方法の請求項１記載の発明によると、圧縮機の運転
周波数範囲を複数ゾーンに分け、運転周波数の変更が複
数ゾーンで越えるゾーンの数に応じて所定の増減値を決
定しており、運転周波数の変更により膨張弁の開閉度合
を所定に制御する際、その決定している増減値を膨張弁
の開閉度合の制御に加味するようにしたので、膨張弁の
開閉度合を速やかに所定値開閉することができ、冷凍サ
イクルの安定化を早めることができ、ひいては室内環境
の悪化が抑えられるという効果がある。

【００３２】請求項２記載の発明によると、圧縮機の運
転周波数範囲を複数ゾーンに分け、運転周波数の変更が
前記複数ゾーンで越えるゾーンの数に応じて所定の増減
値を決定したテーブルを有しており、運転周波数の変更
により膨張弁の開閉度合を一定量ずつ変えて所定に制御
する際、そのテーブルを参照して得た増減値を最後の一
定量に加味し、膨張弁の開閉度合を所定に制御するよう
にしたので、電子膨張弁を一定量ずつ開閉する回数が少
なくて済み、つまり膨張弁の開閉度合を速やかに所定値
開閉することができ、冷凍サイクルの安定化を早めるこ
とができ、ひいては室内環境の悪化が抑えられるという
効果がある。

【００３３】請求項３記載の発明によると、請求項１ま
たは２における増減値は前記運転周波数の変更が前記複
数ゾーンで越えるゾーンの数が多いほど大きい値である
ので、請求項１または２の効果に加え、運転周波数が大
きく変更した場合に有用である。

【００３４】請求項４記載の発明によると、請求項１，
２または３記載において、前記運転周波数の変更が上昇
である場合には前記膨張弁を所定値開き、前記運転周波
数の変更が下降である場合には前記膨張弁を所定値閉じ
るようにしたので、請求項１，２または３の効果に加
え、電子膨張弁の開閉度合を適切に制御することがで
き、つまり冷凍サイクルを最適に維持することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態を示し、空気調和機の
制御方法が適用される制御装置の概略的ブロック線図。

【図２】図１に示す制御装置の動作を説明するための概
略的模式図。

【図３】図１に示す制御装置の動作を説明するための概
略的フローチャート図。

【図４】図１に示す制御装置の動作を説明するための概
略的タイムチャート図。

【図５】空気調和機の冷凍サイクルを説明するための概
略的構成図。

【図６】従来の空気調和機の制御装置を説明するための
概略的ブロック線図。

【図７】図６に示す制御装置の動作を説明するための概
略的タイムチャート図。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ５ 電子膨張弁 ６ リモコン ７ 室内機制御部 ８，１０ 室外機制御部 ９ 吐出温度サーミスタ １０ａ テーブル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷凍サイクルを構成する圧縮機の運転周
   波数を変更した際、前記冷凍サイクルの膨張弁の開閉度
   合を所定に制御する空気調和機の制御方法において、前
   記圧縮機の運転周波数範囲を複数ゾーンに分け、前記運
   転周波数の変更が前記複数ゾーンで越えるゾーンの数に
   応じて所定の増減値を決定しており、前記運転周波数の
   変更により前記膨張弁の開閉度合を所定に制御する際、
   前記決定している増減値を前記膨張弁の開閉度合の制御
   に加味するようにしたことを特徴とする空気調和機の制
   御方法。
2. 【請求項２】 冷凍サイクルを構成する圧縮機の運転周
   波数を変更した際、前記冷凍サイクルの膨張弁の開閉度
   合を所定に制御する空気調和機の制御方法において、前
   記圧縮機の運転周波数範囲を複数ゾーンに分け、前記運
   転周波数の変更が前記複数ゾーンで越えるゾーンの数に
   応じて所定の増減値を決定したテーブルを有しており、
   前記運転周波数の変更により前記膨張弁の開閉度合を一
   定量ずつ変えて所定に制御する際、前記テーブルを参照
   して得た増減値を最後の一定量に加味し、前記膨張弁の
   開閉度合を所定に制御するようにしたことを特徴とする
   空気調和機の制御方法。
3. 【請求項３】 前記増減値は前記運転周波数の変更が前
   記複数ゾーンで越えるゾーンの数が多いほど大きい値で
   ある請求項１または２記載の空気調和機の制御方法。
4. 【請求項４】 前記運転周波数の変更が上昇である場合
   には前記膨張弁を所定値開き、前記運転周波数の変更が
   下降である場合には前記膨張弁を所定値閉じるようにし
   た請求項１，２または３記載の空気調和機の制御方法。