JPH1030839A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、設定室温と制御室温とのずれが生
じることなく、如何なる設定室温或いは空調負荷状態に
おいても快適な冷房空調を行うことを目的とする。 【解決手段】 少なくとも室内熱交温度を基に、室温制
御の過渡時には所定量高回転にし安定時には所定量低回
転にする制御定数を加味して室内ファンの回転数を決定
する室内ファン回転数決定手段４を有することを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ユーザによって外
部から設定された設定室温に室内温度を調整すべく冷房
制御を行う空気調和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、空気調和装置は、単に“冷やす・
暖める”を実現するのではなく、室温制御器にファジィ
理論を用いたり、ユーザの快適感を表す指標であるＰＭ
Ｖ推定用のニューラルネットワークを搭載することによ
り、“快適レギュレータ”の役割を担うようになってき
ており、ユーザの快適感を重視する傾向が強くなってき
ている。このような現状の中で、空気調和装置の冷房運
転においても、低温の冷風を直接、ユーザに当てること
のない「人に優しい」室温制御が求められている。

【０００３】図９は、従来の空気調和装置の冷房室温制
御系の構成例を示している。通常、室温制御は、まず室
温を検知すべく設けられた吸込温度検知手段３によって
検知された室内側吸込温度Ｔａを、目標室温申告手段８
を用いてユーザにより設定された目標室温（設定室温）
Ｔｓと一致させるべく目標圧縮機周波数決定手段１によ
って圧縮機周波数Ｈｚを決定し、この決定した圧縮機周
波数Ｈｚを、圧縮機を任意の周波数に制御することがで
きる圧縮機周波数制御手段２を介してエアコン／空調系
装置７に供給している。また目標室内ファン回転数決定
手段９では、室温制御の過渡時には室温が目標室温Ｔｓ
に到達する速さを考慮して室内ファン回転数を高めに、
安定時には室内ファンより発生する騒音を考慮して室内
ファン回転数を低めに自動制御を行うために、図１０に
示すように、室内側吸込温度Ｔａと目標室温Ｔｓの差
（Ｔａ−Ｔｓ）に応じて室内ファン回転数ｒｐｍを決定
し、この決定した室内ファン回転数ｒｐｍを、室内ファ
ンを任意の回転数に制御することができる室内ファン回
転数制御手段５を介してエアコン／空調系装置７に供給
している。エアコン／空調系装置７では、供給された圧
縮機周波数Ｈｚ及び室内ファン回転数ｒｐｍにより、室
内ファン及び圧縮機をそれぞれの値になるように制御し
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の空気
調和装置の冷房室温制御では、室内ファン回転数ｒｐｍ
の決定を室内側吸込温度Ｔａと目標室温Ｔｓとの偏差の
みに委ねているため、室内側吸込温度Ｔａが目標室温Ｔ
ｓに近づくと、空気調和装置の能力に関わらず、急激に
室内ファン回転数ｒｐｍが減少し、これにより吹出温度
Ｔｆ（室内熱交温度Ｔｃ）が低下する。そのため、この
ような場合には、比較的冷たい空気がユーザの居住域に
直接流れ込むので、ユーザに肌寒さを感じさせる場合が
あり、特に「安眠制御」時には、室内ファンの回転数ｒ
ｐｍが全体的に低い上に、ユーザが殆ど運動をしないた
め、この傾向が顕著であり、ユーザに肌寒さを余計に感
じさせるという問題があった。さらに、このように空気
調和装置から吹出す冷気が正面に位置する壁などに届か
ず、手前に落ちてしまう場合、室内の空気温度を均一に
することができないため、実際の室内平均温度と空気調
和装置に取り付けられた室温センサで検知した室温との
誤差が大きくなって、室温のオーバーシュートが大きく
なり、立上り時の室温制御性が悪化する場合があるとい
う問題があった。

【０００５】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
ユーザが申告した設定室温と実際に制御する室温とのず
れが生じることなく、如何なる設定室温あるいは空調負
荷状態においても、ユーザに低温の冷風を直接当てずに
快適な冷房空調を行うことができ、また省電力を図るこ
とができる空気調和装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、ユーザによって設定された
設定室温に室内温度を調整すべく冷房制御を行う空気調
和装置であって、室内への吹出温度に相当する室内熱交
温度を検知する室内熱交温度検知手段と、室内を均一に
冷房すべく室内熱交換器からの空気を室内に送風する室
内ファン手段と、少なくとも前記室内熱交温度検知手段
で検知した室内熱交温度を基に、室温制御の過渡時には
所定量高回転にし安定時には所定量低回転にする制御定
数を加味して前記室内ファン手段の回転数を決定する室
内ファン回転数決定手段とを有することを要旨とする。
この構成により、冷房室温制御の起動時から安定時に至
る過程においても、吹出温度の下がり過ぎが防止され
る。

【０００７】請求項２記載の発明は、上記請求項１記載
の空気調和装置において、前記制御定数は、前記設定室
温に応じてシフトさせるように構成してなることを要旨
とする。この構成により、設定室温が低い場合や、室外
温度が高い場合に、室内ファン手段が高回転で運転し続
けることなく、設定室温、空調負荷の違いに関わらず、
常に同一の室内ファン手段の挙動を示す制御仕様が実現
される。

【０００８】請求項３記載の発明は、上記請求項１記載
の空気調和装置において、前記室内ファン回転数決定手
段による前記室内ファン手段の回転数の決定において、
前記室内熱交温度入力に、当該室内熱交温度の検出分解
能以上のディファレンシャルを設定してなることを要旨
とする。この構成により、室内ファン回転数決定手段を
デジタル機器で構成した場合でも、室温安定時の室内フ
ァン手段回転数及び吹出温度のチャタリング発生が防止
される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１０】図１乃至図４は、本発明の第１の実施の形
態を示す図である。なお、図１において、前記図１１に
おける手段等と同一ないし均等のものは、前記と同一符
号を以って示し、重複した説明を省略する。

【００１１】まず、図１を用いて、空気調和装置におけ
る冷房室温制御系の構成を説明すると、本実施の形態で
は、目標室内ファン回転数決定手段４に対する入力に、
室内側吸込温度Ｔａと目標室温Ｔｓとの偏差に加えて、
室内側吹出温度検知手段６により検出された室内側吹出
温度Ｔｆ（室内熱交温度検知手段により検出された室内
熱交温度Ｔｃ）が追加され、さらに、目標室内ファン回
転数決定手段４には、この室内偏差に関する室内ファン
シーケンスに、室温制御の過渡時で室内側吹出温度Ｔｆ
或いは室内熱交温度Ｔｃが低いときは目標室内ファン回
転数を所定量高回転にする制御定数Ｔ₁ 及び室温制御の
安定時で室内側吹出温度Ｔｆ或いは室内熱交温度Ｔｃが
高いときは目標室内ファン回転数を所定量低回転にする
制御定数Ｔ₂ を含むシーケンスが組込まれている。

【００１２】このような構成において、目標室内ファン
回転数決定手段４では、図２の（ａ），（ｂ）に示すよ
うに、室内側吸込温度Ｔａと目標室温Ｔｓとの偏差に関
する室内ファンシーケンスに、室内側吹出温度Ｔｆ或い
は室内熱交温度Ｔｃが低いときは目標室内ファン回転数
を高回転にし、高いときには目標室内ファン回転数を低
回転にするようなシーケンスが実行され、これら２種類
のシーケンスの論理和を計算（２種類の入力値から大き
いファン回転数を採用）して、目標室内ファン回転数ｒ
ｐｍを決定し、この目標室内ファン回転数ｒｐｍを室内
ファン回転数制御手段５を介してエアコン／空調系装置
７に供給している。

【００１３】上述したように、本実施の形態によれば、
図３の（ａ），（ｂ）に示すように、冷房室温制御起動
時から安定時に至る過程においても、吹出温度の下がり
過ぎを防止し、冷気のユーザ居住域への落ち込みを防止
することができ、冷房室温制御のあらゆる条件におい
て、ユーザに不快感を与えることなく快適な冷房制御を
実現することができる。また、図４に示すように、冷房
制御起動時には従来技術に比べて本実施の形態の方が相
対的に室内ファン回転数が高く（室内ファン風量が大き
く）、室内熱交換器温度（蒸発温度）が高いので、目標
室温に達する時間が短く、消費電力も少ない制御仕様を
実現することができる。

【００１４】図５及び図６には、本発明の第２の実施の
形態を示す。本実施の形態は、前述の制御定数Ｔ₁ ／Ｔ
₂ を設定室温Ｔｓに応じてシフトさせるようにしたもの
である。標準的な（制御定数Ｔ₁ ／Ｔ₂ を設計するため
に用いた）環境よりもユーザが申告した設定室温Ｔｓが
低い場合や、空調負荷が大きい場合には通常よりも圧縮
機周波数Ｈｚが高めに運転されるため、室内側吹出温度
Ｔｆ或いは室内熱交温度Ｔｃが相対的に低くなる。その
結果、目標室内ファン回転数決定手段４における室内側
吹出温度Ｔｆ或いは室内熱交温度Ｔｃを入力とする室内
ファンシーケンスにおいて、室内ファンの挙動を決定す
る制御定数Ｔ₁ ／Ｔ₂ を任意の一定値に固定した場合に
は、図６（ｂ）に示すように、室温制御安定時にも室内
ファンが高回転のまま運転し続けるために、ユーザに強
風や室内ファンの雑音による不快感を与えてしまうおそ
れがある。そこで本実施の形態では、図５に示すよう
に、目標室内ファン回転数決定手段４における室内側吹
出温度Ｔｆ或いは室内熱交温度Ｔｃを入力とする室内フ
ァンシーケンスの制御定数Ｔ₁ ／Ｔ₂ を、

【数１】 Ｔ₁ ＝Ｔα＋（Ｔｓ−Ｔbase） …（１） Ｔ₂ ＝Ｔβ＋（Ｔｓ−Ｔbase） …（２） Ｔbase：標準（設計）負荷条件での設定室温（Ｔｓ） Ｔα，Ｔβ：標準負荷状態で設計された室内ファンシー
ケンス制御定数のように、設定室温Ｔｓに応じてシフト
させている。

【００１５】本実施の形態によれば、図６（ｂ）のよう
な、設定室温Ｔｓが低い場合や、室外温度が高い場合に
室内ファンが高回転で運転し続けることなく、図６
（ａ）に示すように、このような高負荷状態でも室温制
御安定時には室内ファン回転数が目的の安定回転数まで
低下し、設定室温Ｔｓ、空調負荷の違いに関わらず、常
に同一の室内ファンの挙動を示す制御仕様を実現するこ
とができる。また如何なる空調負荷状態であっても吹出
温度の下がり過ぎを防止し、冷気のユーザ居住域への落
ち込みを防止することができ、ユーザに不快感を与える
ことなく快適な冷房制御を実現し、目標室温に達するま
での時間が短く、消費電力も少ない制御仕様を実現する
ことができる。

【００１６】図７及び図８には、本発明の第３の実施の
形態を示す。本実施の形態は、目標室内ファン回転数決
定手段４における室内側吹出温度Ｔｆ或いは室内熱交温
度Ｔｃを入力とする室内ファンシーケンスにおいて、そ
の入力に室内側吹出温度Ｔｆ或いは室内熱交温度Ｔｃの
検出分解能以上のディファレンシャルを設定したもので
ある。上記の第１、第２の実施の形態における冷房室温
制御系をデジタル機器を用いて実現した場合、室内側吹
出温度Ｔｆ或いは室内熱交温度Ｔｃの分解能が大きい場
合には、室内側吹出温度Ｔｆ或いは室内熱交温度Ｔｃの
反応は、室温変動よりも速くかつ大きいため、図８
（ｂ）に示すように、室温安定時に室内ファン回転数が
チャタリングを起こす場合がある。これを防止するため
に、本実施の形態では、目標室内ファン回転数決定手段
４における室内側吹出温度Ｔｆ或いは室内熱交温度Ｔｃ
を入力とする室内ファンシーケンスにおいて、図７に示
すように、室内側吹出温度Ｔｆ或いは室内熱交温度Ｔｃ
の検出分解能以上のディファレンシャル（Differentia
l）を設けている。

【００１７】本実施の形態によれば、目標室内ファン回
転数決定手段４をデジタル制御器で構成した場合でも、
室温安定時の室内ファン回転数及び室内側吹出温度Ｔｆ
のチャタリングを防止できる安定した室内ファン回転数
制御を実現することができ、吹出温度の下がり過ぎを防
止し、冷気のユーザ居住域への落ち込みを防止すること
ができ、ユーザに不快感を与えることなく快適な冷房制
御を実現し、目標室温に達するまでの時間が短く、消費
電力も少ない制御仕様を実現することができる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、室内への吹出温度に相当する室内熱交温度
を検知する室内熱交温度検知手段と、室内を均一に冷房
すべく室内熱交換器からの空気を室内に送風する室内フ
ァン手段と、少なくとも前記室内熱交温度検知手段で検
知した室内熱交温度を基に、室温制御の過渡時には所定
量高回転にし安定時には所定量低回転にする制御定数を
加味して前記室内ファン手段の回転数を決定する室内フ
ァン回転数決定手段とを具備させたため、冷房室温制御
の起動時から安定時に至る過程においても、吹出温度の
下がり過ぎが防止されて、ユーザが申告した設定温度と
実際に制御する室温とのずれが生じることなく、如何な
る設定室温或いは空調負荷状態においても、ユーザに低
温の冷風を直接当てずに快適な冷房空調を行うことがで
きる。また、冷房制御起動時には、相対的に室内ファン
手段の回転数が高く、室内熱交温度が高くなるので設定
室温に達する時間が短くなり省電力効果が得られる。

【００１９】請求項２記載の発明によれば、前記制御定
数は、前記設定室温に応じてシフトさせるように構成し
たため、設定室温、空調負荷の違いに関わらず、常に同
一の室内ファン手段の挙動を示す制御仕様が実現され
て、如何なる空調負荷状態であっても吹出温度の下がり
過ぎが防止され、ユーザに不快感を与えることなく快適
な冷房空調を行うことができる。

【００２０】請求項３記載の発明によれば、前記室内フ
ァン回転数決定手段による前記室内ファン手段の回転数
の決定において、前記室内熱交温度入力に、当該室内熱
交温度の検出分解能以上のディファレンシャルを設定し
たため、室内ファン回転数決定手段をデジタル機器で構
成した場合でも、室温安定時の室内ファン手段回転数及
び吹出温度のチャタリング発生が防止されて、安定した
室内ファン手段の回転数制御を実現することができ、ユ
ーザに不快感を与えることなく快適な冷房空調を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る空気調和装置の第１の実施の形態
における制御系の構成を示すブロック図である。

【図２】図１における目標室内ファン回転数決定手段の
室内ファン回転数の決定作用を説明するための図であ
る。

【図３】上記第１の実施の形態において室内に吹出され
る冷風の流れを比較例と対比して示す図である。

【図４】上記第１の実施の形態において冷房制御起動時
等における室内ファン回転数、吹出温度及び圧縮機周波
数の変化を比較例とともに示す図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態における目標室内フ
ァン回転数決定手段の室内ファン回転数の決定作用を説
明するための図である。

【図６】上記第２の実施の形態における室温制御性を比
較例と対比して示す図である。

【図７】本発明の第３の実施の形態における目標室内フ
ァン回転数決定手段の室内ファン回転数の決定作用を説
明するための図である。

【図８】上記第３の実施の形態における室温制御性を比
較例と対比して示す図である。

【図９】従来の空気調和装置における制御系の構成を示
すブロック図である。

【図１０】上記従来技術における目標室内ファン回転数
決定手段の室内ファン回転数の決定作用を説明するため
の図である。

【符号の説明】

１ 目標圧縮機周波数決定手段 ４ 目標室内ファン回転数決定手段 ６ 室内熱交温度検知手段 ７ エアコン／空調系装置 ８ 目標室温申告手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 満男 東京都港区新橋３丁目３番９号 東芝エ ー・ブイ・イー株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ユーザによって設定された設定室温に室
   内温度を調整すべく冷房制御を行う空気調和装置であっ
   て、室内への吹出温度に相当する室内熱交温度を検知す
   る室内熱交温度検知手段と、室内を均一に冷房すべく室
   内熱交換器からの空気を室内に送風する室内ファン手段
   と、少なくとも前記室内熱交温度検知手段で検知した室
   内熱交温度を基に、室温制御の過渡時には所定量高回転
   にし安定時には所定量低回転にする制御定数を加味して
   前記室内ファン手段の回転数を決定する室内ファン回転
   数決定手段とを有することを特徴とする空気調和装置。
2. 【請求項２】 前記制御定数は、前記設定室温に応じて
   シフトさせるように構成してなることを特徴とする請求
   項１記載の空気調和装置。
3. 【請求項３】 前記室内ファン回転数決定手段による前
   記室内ファン手段の回転数の決定において、前記室内熱
   交温度入力に、当該室内熱交温度の検出分解能以上のデ
   ィファレンシャルを設定してなることを特徴とする請求
   項１記載の空気調和装置。