JPS5913662B2 - 空気調和機の温度制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、冷房時における空気調和機の温度制御方法に
関するもので、マイクロコンピュータを使用して理想的
な冷房時の温度制御が行なえるようにすることを目的の
一つとするものである。

一般に、冷房時における室内の快適温度は室外温度の変
動に応じで変動し、例えば室外温度が３５℃以上のとき
は室内温度が２７℃、また室外温度が２３℃のときは室
内温度が２３℃、さらに室外温度が２０℃のときは室内
温度が２０℃というように一部の範囲で室外温度に対す
る室内の適正な温度が文献等によって紹介され、広く知
られている。

ところで、従来の温度制御は、人体の感覚によってスイ
ッチを操作して空気調和機を冷房運転しさらに人体の感
覚によって所望の室温調節を行なっていた。

そのため、室温調節装置が絶対温度制御であることから
、室外温度が変動しても室内温度は前記室温調節装置に
よって制御され、冷やしすぎになることがあった。

この冷やしすぎは、空気調和の能力制御から考えると必
要以上に能力を供給していることになり、エネルギーの
無駄になるとともに、特に冷やしすぎは人体に悪影響を
与える要因でもあり、好ましくない。

これを解消するには、室外温度の変動に応じてその都度
室温調節装置の動作温度を適当な値に変えればよいが、
これには当然わずられしさが伴い実行されていないのが
現状である。

また、一般に室温調節を行う具体的手段として圧縮機の
断続運転が行われているが、かかる手段は、冷房など空
調状態が安定して室温の上昇が鈍った場合、圧縮機の再
起動までに長時間を要することがある。

このことは、圧縮機が再起動されるまでに室内温度の上
昇が少くても室外より湿気が徐々に侵入して室内の湿度
を上昇させることになり、結果的に不快感を与えてしま
うことになる。

これを解消するために、圧縮機の停止後、一定時間内に
圧縮機のＯＦＦ動作点以上にある室温が圧縮機のＯＮ動
作点まで到達しなければ強制的に圧縮機を運転し、室内
の湿度の上昇を抑えるタイムセーフ技術が知られている
が、このタイムセーフは、室外温度の変動と無関係に一
定であるため、圧縮機が室内温度検出器によりＯＦＦ動
作した後、室外温度が急激に上昇し、室内目標温度すな
わち、圧縮機のＯＮ動作点が上昇した場合に、見かけ上
の温度ディファレンシャルが増大し、圧縮機の再起動が
遅れ、室内の湿度が急上昇してしまってタイムセーフ本
来の効果が得られないものであった。

本発明は、上記従来の空気調和機にみられる欠点を除去
し、人体に対して最も理想的な冷房が行なえ、しかも無
駄なエネルギーの消費をなくす空気調和機の運転制御方
法を提供するものである。

以下、本発明をその一実施例を示す添付図面を参考に説
明する。

まず第１図により、本発明における運転制御の概略につ
いて説明する。

同図において、１は操作スイッチ、２は室内側送風機、
３は圧縮機、４は室外側送風機である。

ここで、前記室内側送風機２、圧縮機３、室外側送風機
４はそれぞれ電源側に並列に接続され、かつそれぞれに
リレー（リレー接点）Ｒ１，Ｒ２゜Ｒ３が直列に接続さ
れている。

５は前記各リレーＲ１，Ｒ２，Ｒ３のＯＮ、ＯＦＦ動作
を行なわしめるマイクロプロセッサ（以下ＬＳＩと称す
）で、冷房に必要なプログラムが設定されている。

このＬＳＩ、とそのプログラムについては後で詳細に説
明する。

６は前記ＬＳＩ、の電源となる変圧器で、直流化するた
めにダイオードブリッジ７が接続されている。

上記構成の概略的な動作を説明する。

まず操作スイッチ１を「ＯＮ」にすると、プログラムに
組まれたとおりにＬＳＩ５が作動し、室内側送風機２、
圧縮機３、室外側送風機４の通電制御を行なう。

この制御は室外温度の変化に応じてその都度ＬＳ■５が
判断し、各機器の通電制御を行なって常にその室外温度
条件下にふされしい空調状態を保つ。

次に、第１図に示す概略動作の詳細な説明を第２図にも
とづき説明する。

第２図はＬＳＩ５とその周辺素子の関係を示しており、
８は温度設定を行なう可変抵抗からなる操作部で、サー
モノツチ設定部９とカスタムスイッチ部１０がそれぞれ
設けられている。

１２は室内温度を検出する室内サーミスタ１１からの信
号を一人力とするコンパレータ、１３はＬＳＩ、からの
出力を受けてスキャン信号を発するレジスタ群、１４は
室外温度を検出する室外サーミスタ、１５は前記室外サ
ーミスタからの信号を入力とするコンパレータ群、１６
は前記コンパレータ群１５を作動するトランジスタ、１
７は前記コンパレータ群１５の出力を入力とするレジス
タ群である。

ａｌ・・・・ は前記ＬＳＩ５のレジスタ群１３”°
ａｎ への出力ポート、ｂは室内側送風機２、圧縮機３、室外
側送風機４等の運転を制御する出力ポート、Ｃは前記コ
ンパレータ１２の出力を入力とする入力ポート、ａは外
気スライド制御を行なうのに充分な温度に達した時に入
力される入力ポートである。

上記構成において、まずＬＳＩ、は、サーモノツチ設定
部９に対し、室内サーミスタ１１がどのような位置にあ
るのかレジスタ群１３のスキャン波形とコンパレータ１
２によって比較し、その位置を検出する。

そのスキャン信号は、サーモノツチ設定部９に対し、適
当な温度差に対応して順次出力される。

そしてその検出された温度差により圧縮機３を制御する
。

その制御はＬＳＩ５で行なわれＬＳＩ、の出力ポートｂ
に出力される。

次にカスタムスイッチ１０を「入」にするとトランジス
タ１６がＯＮとなり、コンパレータ群１５が動作しこれ
に接続されている室外サーミスタ１４によって外気スラ
イド分が前述のスキャン信号に加算され外気スライドに
よる温度制御が行なわれる。

ここで外気スライドは、室外サーミスタ１４により検知
される室外温度が外気スライドとして適切な温度例えば
２８℃（入力ポートａより検出）以上であれば１℃上昇
するごとに０．３°Ｃの上昇制御を行なうものである。

以上により、外気温が上昇するにしたがい室内温度も適
切に上昇するものである。

ここで、外気温が急激に上昇すれば、見かけ上の温度デ
ィファレンシャルが増大し、室内温度の上昇する時間が
長くなって、室内の相対湿度が上昇して不快感をともな
う。

この問題を解決するため、本発明ではこのような場合、
通常圧縮機の運転停止後において室温が圧縮機のＯＮ動
作点とＯＦＦ動作点の間にあるとき、その停止から８分
後に強制的に冷房運転を行なうようにし、すなわちタイ
ムセーフ時間を８分としている。

またＬＳＩ５が、外気温度が外気スライド制御を行なう
のに充分な温度例えば２８℃に達したことを入カポ−）
ａより検出した時に通常冷房運転の８分制御であったタ
イムセーフ時間を８分から５分制御に切換え、行なうも
のである。

また冷房運転の室内目標温度は、室外温度の変動にとも
なって変化するものである。

したがって、冷房運転においても、室外温度の変動に追
従して室内目標温度を変えて行く必要がある。

その追従状態は第３図に示すように室外温度の変動に追
従して室内目標温度を段階的に上昇させることが望まし
い。

すなすなわち、人間の感覚に適応して室内から室外に出
たときのヒートショックに早く順応同化でき、室外の圧
縮機３も室外温か変動するにつれて安定した運転ができ
る。

これは、外気温の変動にしたがい室内目標温度を直線的
に上昇させると、少しの外気温変動に伴い圧縮機３はＯ
Ｎ、ＯＦＦの動作をくり返す可能性が多く、圧縮機３に
負担をかけるだけでなく、圧縮機３のＯＮ時の始動電流
等により消費電力が増大し効果が得られない。

ところが第３図のように段階的に温度を制御させること
により、この問題が解決する。

すなわち、第３図において、外気温度がＸｌ（２８℃）
以下で室内目標温度が変化しない範囲にあるときは通常
８分間圧縮機３を停止する制御がＬＳＩ、により行なわ
れでいる。

ところが前述のように外気温が上昇し、すなわち、Ｘｌ
（２８℃）以上になって外気スライド制御を行なうのに
十分な温度になれば段階的な温度制御であっても８分間
の停止では室内目標温度が上昇し過ぎて室温がこれに追
従せず、湿気の侵入によって室内の温度が上昇してしま
うことがある。

これを解決するために、本発明では、外気スライド制御
を行なうのに十分な温度になればすなわち、第３図に示
す段階的の温度制御が行なわれ、前述のようにＬＳＩ５
によって８分間の停止を５分間に短縮し、室内湿度の上
昇を防止する。

通常の場合、圧縮機３の停止時の乾球温度は」昇せずに
相対湿度が上昇することを防ぐため、一定時間８分にて
サーモディファレンスをＯに近てける制御を行っている
。

しかし外気温度を検知しながら室温設定を変化させてい
く場合、急激なり気温度変化があった場合は室内の目標
温度の上ゲ。

も急激であり、設定時間（８分）内にいくらたてても圧
縮機３が作動しない場合が生じ、常にタイムセーフ８分
が優先動作する。

その場合室内の村対湿度の上昇はさけられず、不快感を
ともなうことになる。

かかる欠点を防止するために、本発明は外気温度変化に
追従した室温設定温度制御を採用し、しかも外気温が設
定値以上に上昇したときの圧縮梯のタイムセーフ時間を
通常のタイムセーフ時間より短くしたものである。

次に、第２図に示す制御回路の具体的な動作についで第
４図、第５図に示すフローチャートをもとに説明する。

はじめに、サーモノツチ設定部９と室内サーミスタ１１
とが、どのような波形になるのかレジスタ群１３のスキ
ャン波形とコンパレータ１２により比較されて、その位
置がＬＳＩ、の出力レポートａ１・・・・・・ａＸのい
ずれかで確認され、ＬＳＩ、の入力ボートｃに入力され
る。

入力されると、スキャン信号よりサーモ設定に対する室
内温度差が読込まれる。

次に読み込まれたデータが冷房初期かとうかＬＳＩ５に
て判断されＹＥＳと出れば、サーモスタットノツチ設定
部９より室内サーミスタ１１が設定以上であればＬＳＩ
５の出力ポートｂにＮ ＨＩｔの出力信号が送られ、室
外機（圧縮機室外送風機の制御回路が動作して圧縮機３
がＯＮとなる。

また冷房初期時かどうかのときに”ＮＯ”であれば室内
サーミスタ１１の温度がサーモノツチ設定部９のＯＮ設
定温度より低くＯＦＦ設定温度より高ければ、ＬＳＩ５
によりタイマーが作動し、タイマーが終了するまではＬ
ＳＩ、の出力ポートに”Ｌ １１の出力信号が出て圧縮
機３は運転しない。

さらにタイマー作動後は、“Ｈ′”の出力信号が出て圧
縮機３が運転される。

次に冷房初期時かどうかの時に’ＹＥＳ”であれば室内
サーミスタ１１の温度がサーモノツチ設定部９の設定温
度より高ければＩ Ｈｌ！、低ければ”Ｌ”の信号がＬ
ＳＩ５の出力ポートｂに出力される。

以後ＬＳＩ、により常に室内サーミスタ温度と室内サー
モスタット温度（サーモスタットノツチ設定部９により
設定された温度）を検知、比較して室外機の制御を行う
。

また、ＬＳＩ５の出力ポートａ１〜ａｎにはそれぞれス
キャン波形が出力されでおり、さらにコンパレータ１２
の基準辺には段階状の電圧タイミング波形が出力され、
それぞれ温度設定に対する差温レベルが与えられている
。

この電圧タイミング波形と、操作部８に内蔵されたサー
モノツチ設定部９と室内サーミスタ１１の直列回路によ
る分岐入力とを比較してＬＳＩ５の入力ボートＣに入力
し、差温値を検出している。

一方、コンパレータ１２の基準辺にはコンパレータ群１
５およびレジスタ群１７による外気スライド補正回路が
接続されており、カスタムスイッチ部１０がＯＮ投入さ
れればトランジスタ１６はＯＮ動作し、室外サーミスタ
１４による外気温度検出によって補正レベルが決定され
る。

また外気スライド補正が行われる外気温領域のときはＬ
ＳＩ５の入カポ−）ａに°Ｈ”信号が同時に入力されて
おり、タイムセーフが８分から５分に切換えられている
。

このように、室外温度の変化に追従して室内温度も変化
するように温度制御を行なうため、室内外の出入にとも
なうヒートショックの問題もなくまた室外温度が設定範
囲を越えると圧縮機の停止時間を短くして相対湿度の上
昇を防ぐため、快適な冷房効果が得られる。

さらに、段階的に温度を変化することから、頻繁な温度
変化にともなう圧縮機の頻繁なＯＮ、ＯＦＦ動作もなく
、制御機器および圧縮機などにかかる負担も少ないもの
である。

上記実施例より明らかなように、本発明における空気調
和機の温度制御方法は、冷房運転時における室外温度の
変動に追従した室内目標温度を決定する制御装置を設け
、室外温度が所定値上昇したときに前記制御装置によっ
て室内目標温度を自動的かつ段階的に一定値上昇せしめ
、さらに圧縮機を室内温度がその室内目標温度に到達す
るまで運転して室内温度と室外温度の差を一定の比率に
保つようにし、さらに前記室外温度が設定値以上に上昇
したときに前記圧縮機の停止時間を短縮したもので、室
外温度の変化に追従して室内温度も上昇あるいは下降す
るため、人体が感じる室内外の温度差は極端に大きくな
く、室内外の出入りにともなうヒートショックの問題が
解消でき、また室内目標温度は段階的に変動するため、
室外温度の微妙な変化に都度応答して圧縮機を頻繁に作
動さ゛せることもなく、制御機器の破損あるいは寿命の
短縮化もなくてすむとともに、圧縮機の消費電力が削減
でき、運転費も安価となり、また圧縮機の停止時間を、
室外温度が設定値以上に上昇したときに短縮して相対湿
度の上昇を防ぐため、快適な冷房効果が得られるなど、
種々の利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における空気調和機の温度制
御方法を行う制御装置の概略電気回路図、第２図は同制
御装置と一部機器の作動関係を示す概略電気回路図、第
３図は同制御装置の自動制御による温度制御の特性図、
第４図、第５図はそれぞれ同制御装置におけるマイクロ
プロセッサの制御命令のフローチャートである。 ３・・・・・・圧縮機、５・・・・・・ＬＳＩ（制御装
置）、９・・・・・・サーモノツチ設定部、１１・・・
・・・室内サーミスタ、１２・・・・・・コンパレータ
、１４・・・・・・室外サーミスタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 冷房運転時における室外温度の変動に追従した室内
   目標温度を決定する制御装置を設け、室外温度があらか
   じめ設定した温度を上昇したときに前記制御装置によっ
   て室内目標温度を自動的かつ段階的に一定値上昇せしめ
   、さらに圧縮機を室内温度がその室内目標温度に到達す
   るまで運転して室内温度と室外温度の差を一定の比率に
   保つようにし、また前記圧縮機の停止時において室内温
   度が室内目標温度以上に上昇したときもしくは圧縮機が
   停止してからの設定時間経過後に圧縮機を再起動し、さ
   らに前記室外温度があらかじめ設定した温度以上に上昇
   したときに前記圧縮機の再起動までの停止設定時間を短
   縮するようにした空気調和機の温度制御方法。