JPS60159543A - 空気調和装置の運転制御装置 - Google Patents

空気調和装置の運転制御装置

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JPS60159543A
JPS60159543A JP59012917A JP1291784A JPS60159543A JP S60159543 A JPS60159543 A JP S60159543A JP 59012917 A JP59012917 A JP 59012917A JP 1291784 A JP1291784 A JP 1291784A JP S60159543 A JPS60159543 A JP S60159543A
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Application number
JP59012917A
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English (en)
Inventor
Juichi Ikeda
池田 寿一
Makoto Tanaka
田中 真事
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
Daikin Kogyo Co Ltd
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Publication date
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、回転数可変型圧縮機を備えた空気調和装置の
運転制n装置に関し、特に、上記圧縮機を回転数制御す
る周波数変換装置の過電流保護対策に関する。
(従来技術) 一般に、この種の空気調和装置の運転制御装置には、回
転数可変型圧縮機に加えて、室温を検出する室温検出手
段と、室温目標値を設定する室温設定手段と、上記室温
設定手段の実際室温と室温設定手段の室温目標値との温
度偏差に応じた周波数の周波数設定信号を発生する周波
数設定信号発生手段と、該周波数設定信号発生手段の信
号に基づき上記回転数可変型圧縮機を回転数制御11!
iる周波数変換装置とが備えられており、上記温度偏差
が大きいときには圧縮機を高回転数に駆!IJ する一
方、温痘偏差が小さいときには低回転数に駆動すること
により、空気調和装置の空調能力を熱負荷に良好に対応
さばて、実際室温を室温目標値に運転効率良く収束させ
るようになされるものである。
ところで、−上記の如き空気調和装置の運転制御装置に
おいては、周波数変換装置の主回路に備える人寄@l−
ランジスタの最大許容電流値が所定値に制限されている
関係上、圧縮機の高回転数制御に伴い周波数変換装置の
出力電流値が上記大容量1ヘランジスタの最大許容電流
値を越えた場合には、こ4′1を破壊しないように保W
!ツる必要がある。
そのため、従来、例えば実開昭57−73664号公報
に開示されるものでは、周波@変換装置の出力電流を検
出する過電流検出回路を設けで、出力電流値が上記最大
許容電流値を越えた過電流時には、該過電流検出回路の
作動により周波数変換uMの作動を停止させるようにな
されている。
しかしながら、上記従来のものでは、過電流検出回路の
作動により周波数変換装置が直ちに作動を停止する関係
上、回転数可変型圧縮機が停止して空調能力が零になる
ため、室内の快適性の確保が困難になるという欠点があ
る。
(発明の目的) 本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、その目的と
づるところは、周波数変換装置の過電流時においても圧
縮機を適切に回転数制御するようにすることにより、周
波数変換装置を破壊しないよう過電流から保護しながら
、空気調和装置の空調能力を可及的に確保して室内の快
適性を確保することにある。
(発明の構成) 上記目的達成のため、本発明の構成は第1図に示すよう
に、回転数可変型圧縮機(3)を備えた空気調和装置に
おいて、室内温度を検出−する室温検出手段(16)と
、室温目標値を設定する室温設定手段(18)と、上記
室温検出手段(16)および室温設定手段(18)の各
信号を受け、実際室温(ts)と室温目標値(tv、)
との温度偏差(Δt)に応じた周波数段定信号を発生リ
−る周波数設定fS号発生手段(35)と、該周波数設
定信号発生手段(35)の信号に基づき上記回転数可変
型圧縮機く3)を回転数制御(る周波数変換装置く22
)と、該周波数変換装置(22)の出力電流を検出4る
出力電流検出手段(26)と、該出力電流検出手段(2
6)の信号に基づぎ周波数変換KFI’(22)の出力
電流値([)が最大許容電流値<Io)を越えたとき該
出力電流値(1)が最大許容電流値(■0)以下となる
Jζうに予め定めた所定周波数(fo)に相当する所定
周波数設定信号を所定時間(To )のあいだ発生する
よう上記周波数設定信号発生手段(35)を補正制御す
る補正手段(41)とを備えて、周波数変換装@ (2
2)の過電流時には予め定めた所定周波数([0)の周
波数設定信号でもって回転数可変型圧縮機(3)を上記
所定周波数(fo)に応じた回転数に回転駆動すること
によって、空気調和装置の空調能力を可及的に確保しな
tAら固防数恋称話習(22)の出力電流を減少さUる
ようにしている。
(発明の効果) したがって、本発明によれば、周波数変換装置の過電流
時には、回転数可変型圧縮機が、周波数変換装置の出力
電流値が最大許容電流値以下となるように予め定めた所
定周波数に応じた回転数でもって回転駆動されて空気調
和装置の空調能力が可及的に確保されるので、室内の快
適性を良好に確保しつつ周波数変換装置を過電流から保
護して、その信頼性の向上を図ることができるものであ
る。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
第2図は本発明をヒートポンプ式冷暖房装置に適用した
実施例を示し、(1)は室外機、(2)は室内機であっ
て、室外機(1)はその内部に回転数可変型の圧縮機(
3)、四路切換弁(7)、冷暖房用膨張機41(4a)
、暖房用膨張機構(4b)、室外熱交換器(5)および
上記暖房用膨張機構(4b)に並列に設けられ冷房時は
開放状態を維持し、暖房時は圧縮機(3〉の回転数が所
定値以上のとき開く電磁弁(SV)とを備え、室内機く
2)はその内部に室内熱交換器く6)を備えている。イ
して、該各機器(3)〜(7ト、(SV)はぞれぞれ冷
媒配管く8)・・・により連結されて冷媒循環系統(9
)が形成されており、冷房運転時には四路切換弁(7)
を図中実線の如く切換えて冷媒を図中実線矢印の如く循
環さけることにより、冷媒が有する熱量を室外熱交換器
(5)で室外空気に放熱したのち、室内熱交換器(6)
で室内空気から熱量を吸熱することを繰返して室内の冷
房を行う一方、暖房運転時には四路切換弁(7)を図中
破線の如く切換えで冷媒を図中破線矢印の如く循環させ
ることにより、熱量の授受を上記とは逆にして室内の暖
房を行うようになされている。
そして、上記回転数可変型圧縮fi(3)は第3図に示
す制御装置(15)により回転数制御されるものである
。すなわち、第3図の制御装@(15)において、(1
6)は室温を検出する負の抵抗温度特性のサーミスタ等
で構成された室温検出手段、〈17)は該室温検出手段
(16)からの実際室温信号をアナログ−デジタル変換
するA/D変換器、(18)は、室温目標値を設定する
ための操作スイッチ(19)と該操作スイッチく19)
により設定した設定値(Tv ) (室温目標値)を点
灯表示する複数個の発光ダイオード(20a)・・・を
備えた設定値表示器(2Q)とで構成された室温設定手
段、(21)は上記室温検出手段(16)からの実際室
温信号および操作スイッチ(19)からの操作信号を受
け、上記設定値表示器(20)に設定値(Tv )を点
灯表示するとともに、第8図(イ)ないしくハ)のフロ
ーヂャートに基づいた周波数設定信号を発生で−るマイ
クロコンピュータ、(22)は該マイクロコンピュータ
(21)からの周波数設定信号に基づいて上記回転数可
変型圧縮機(3)を回転数制御する周波数変換装置であ
る。
また、(26)は周波数変換装置(22〉の出力電流を
検出する出力電流検出手段であって、該出力電流検出手
段(26〉は上記マイクロコンピユー(21)に信号の
授受可能に接続されている。
さらに、(3o)は上記マイクロコンピュータ(21〉
に信号の授受可能に接続されたROMであって、該RO
M(30)の内部には、第4図に示すように実際室温(
Ts )と設定値(1−v)との偏差ΔT (= T−
s −Tv )に対応する高温側領域(Z+ >、(7
2)、<Zs >、安定領域(Za)J5よび低温側頭
bI(Zs >、(71,>、(Zl)からなる温度領
域が予め入力記憶されているとともに、第5図に示すよ
うに、回転数可変型圧縮機(3)の運転周波数を7種(
0,30,40゜50.60.70,751−1z )
に区分したステップN(N=1〜7)が予め入力記憶さ
れでいる。
次に、上記マイクロコンピュータ(21)の作動を暖房
運転について説明づる。該マイクロコンピュータ(21
)は第6図に示す如く、実際室温(T’s)が暖房運転
により実線矢印の如く上昇し、図中符号■の如く設定値
(TV )に達して偏差(八T)が領域(Za)に移行
した時にはステップNを1段下げるとともに、さらに上
昇して実際室温(Ts )が図中符号■の如<Tv +
0.5℃に達して偏差(ΔT)が領域(Za)から(Z
2〉に移行した時にはステップNを2段下げ、また実際
室温(Ts )が図中符号■の如<Tv+1.0℃に達
して領域〈Z2)から(Zl)に移行した時にはステッ
プNを最小値の「2」に設定し、一方、実際室温(Ts
>が破線矢印の如く下降し、図中(f号■の如<Tv−
0,5℃に達して偏差(△]−)が領1@(Za)から
領域(Zs)に移行した時にはステップNを1段上げる
とともに、さらに下降して図中符号■の如<TV−1,
0℃に達して領域(75)から領域(76)に移行した
時にはステップNを2段上げ、また実際室F、(TS)
が図中符号■の如<TV−1,5℃に達して領域(Zs
)から領域(77)に移行した時にはステップNを最大
値の「7」にセットづるよう作動する第1機能と、上記
各ステップNの変化時にはタイマ時間(t)(例えば3
分間)のタイマを作動させ、時間S1測の開始時と完了
時とで温度偏差(ΔT)の属する温度領域が同じで安定
領域(Z4)にある場合はステップNを変化させずその
まま維持し、高温側領域(ZI )〜(Z3)にある場
合には設定値(Tv >への収束性をより向上すべく1
段下げ、低温側領域(Z5)〜(Zl)にある場合には
1段上げるよう作動づる第2機能と、上記タイマの時間
計測途中では第7図に示す如く前回にお(プるステップ
Nの変化処理(図中符号Cv参照)にJ:り実際室温が
変化して再び前回処理と同一のステップ処理を行う状況
になった場合(図中符号■参照)にも、このステップ処
理を行わない第3)幾能と、上記周波数変換装置く22
)の過電流時にその出力電流値が減少するよう上記第1
機能のステップ処理を補正り−る第4a能とを01有す
るもので、これらの作動は具体的には第8図(イ〉ない
しくハ)の運転開始フロー、周波数判別フローおよび過
電流保護フローに基づいて行われる。
すなわら、第8図(イ)ないしくハ)(S1〜Sおおよ
びSA〜Scはステップ番号を示す)のフローチャート
において、先ずSlにおいて後述する初回起動終了フラ
グFが「1」か否かを判定し、NOの場合つまり初回起
動時には、S2において室温検出手段(16)の実際室
温信号と操作スイッチ(19)の操作信号に応じた設定
値(TV)とに基づいて温度偏差(Ts−TV=八Tへ
を棹出したのち、これを所定の渇疾値(T1)(例えば
−1,5℃)と大小比較する。そして、所定温度値(T
1)以下(”rs−−rv≦T+ )のYFSの場合に
は急速暖房運転が必要であると判断してS3においてス
テップNを最大値の「7」に初期設定して周波数変換装
置(22)に最高周波数の周波数設定信号を出ノjした
のち、S4において初回起動終了フラグFを「1」にセ
ットしてリターンする。一方、S2において温度偏差(
ΔT)が所定温度値(T1)より大きいNoの場合には
さらに85において温度偏差(△T)を「0」と大小比
較し、「0」より小さいNOの場合には暖房運転を必要
とするが熱負荷が少なくて急速暖房運転は必要でない状
況であると判断してS6にJ5いてステップNを一中間
(illの例えば「4」に初期設定して周波数次t!A
装置(22)に中間周波数(例えば501−lz)の周
波数設定信号を出力し、1つS7にJ3いてタイマをセ
ラ1〜して所定時間(1)のb)測を開始したのち、8
4で初回起動終了フラグ「を11−1にセットしCリタ
ーン4る。
また、S5において温度偏差(6丁)が「0」以上のY
 ESの場合には暖房運転を要しないと判断して88に
おいてステップNを「1」に、つまり圧縮機(3)の停
止状態を紺持しでリターンする。
一方、SlにJ′3いて初回起動終了フラグFが[11
であるYESの場合つまり暖房運転の起動が終了した後
には、S9において温度偏差(Δ1゛)が「0」か否か
つまり実際室温(Ts )が暖房運転ににり設定値(T
V )に達したか否かを判定し、NOの場合にはさらに
S +oにおいて上記タイマ時間(1,)の計測が完了
したか否かを判定し、計測を完了したYESの場合には
設定値(TV)への温度上昇が緩やかであると判断して
S nにおいてステップNを最大値の「7」に上げたの
らS 12において第8図(ハ)に示す過電流保護フロ
ーに進lυでリターンする一方、計測が未だ完了しない
NOの場合にはステップNをそのまま保持して直ちにリ
ターンする。また、S9においC実際室温(Ts >が
設定値(Tv )に達したYESの場合には、S 13
にJ5いCステップNを2段下げたのらS 12にJ5
いて第8図(ロ)に示づ一過電流保護フローに進んでリ
ターンする。そして次回は第8図(ロ)の周波数判別フ
ローに進んで実際室温(]−S8に応じたステップNの
増減制御を開始する。
そして、第8図(ロ)の<814>において環化の温度
偏差(ΔF)が第4図の温度領域〈Zl)〜(77)の
うち何れの領域にあるかを判別したのち、現在の温度偏
差(△T)が高温側領域〈7I)〜(73)にあるか否
かを判定し、高温側領域<ZI)〜(Z3)にあるYE
Sの場合には、さらにS +sにおいてタイマ時間(1
)の計測が完了したか否かを判定する。そして、計測を
完了しないNoの場合にはS 16において現在の温度
偏差(6丁)の属する温度領域〈Zi)を前回処理でめ
た温度偏差(ΔT’ )の属する埠度領域(Zjl )
と比較して現在の温度偏差(ΔT)が初めて温度領域(
I4)から領域(I3)に移行したか否かを判定し、移
行したYESの場合には817においてステップNを1
段下げたのち、S +sでタイマをセットしてタイマ時
間(1)の計測を開始してリターンする。一方、S 1
6において領域(I3)に移行しないNoの場合には、
さらにS +sにおいて現在の温度偏差(6丁)が初め
て領域(I3)から領域(I2)に移行したか否かを判
定し、領域(I2)に移行したYESの場合にはS 2
QにおいてステップNを2段下げたのちS 18でタイ
マをセラ1−シてリターンする。また、SI9で領域(
72)に移行しないNoの場合にはさらに821におい
て現在の温度偏差(ΔT)が初めて領域(I2)から領
域(Zl)に移行したか否かを判定し、移行したYES
の場合には(S22 )においてステップNを最小値の
「2」にセットしたのちS +aにおいてタイマをセッ
トしてリターンする一方、移行しないNoの場合には直
ちにリターンす一方、S +sにおいてタイマ時間(1
)の計測が完了したYESの場合にはS23においてス
テップNを1段下げ、且つS 24においてタイマをセ
ットしてタイマ時間(1)の計測を開始したのちリター
ンする。
また、SI4において現在の温度偏差(ΔT)が高温側
領域(Z+ )〜(I3)にないNOの場合には、82
5において現在の温度偏差〈ΔT)が安定領域(I4)
にあるか否かを判定し、安定領域(I4)にあるYES
の場合にはステップNが適正であると判断して直ちにリ
ターンする一方、安定領域(I4)にないNOの場合に
は現在の温度偏差(ΔT)が低温側領域〈I5)〜(I
7)にあると判断し・てS2Bに進む。
続いて、826においてタイマ時間(1)の計測が完了
したか否かを判定し、■1測を完了しないNOの場合に
はさらに827において温度偏差(ΔT)が初めて領域
(I4)から領域(I5 )に移行したか否かを判定し
、移行したYFSの場合にはS囮においてステップNを
1段」二げたのち、829にd5いてタイマをセットし
、タイマ時間(1)の計測を開始してリターンする。一
方、827において領域く75)に移行しないNoの場
合にはS3:lにおいて現在の温度偏差(ΔT)が初め
て領域(I5)から領域(I6)に移行したか否かを判
定し、移行したYESの場合には831におい【ステッ
プNを2段上げたのt5$29に85いてタイマをセッ
トしてリターンする一方、領域(I6)に移行しないN
Oの場合には、さらにS32において現在の温度偏差(
6丁)が初めて領域(I6)から領域(I7)に移行し
たか否かを判定し、移行したYESの場合にはS33に
おい【ステップNを最大値の「7」にセットし、且つ8
34において第8図(ハ)の過電流保護フローに進んだ
のち、S29においてタイマをセットしてリターンする
一方、領域(I7)に移行しないNoの場合には直らに
リターンする。
さらに、上記S28においてタイマ時間(1)の計測が
完了したYESの場合には835においてステップNを
1段上げ、且つS36においてタイマをセットしたのち
リターンする。
よって、実際室1(ts>が第6図の符号■の温度に達
したときにはステップNを1段下げ((S16)、(8
17))、符号■の温度に達したときにはステップNを
2段下げ((319)、(S2Q))、また符号■の温
度に達したときにはステップNを最小値(7) r2J
 ニセットしく(S21)、(SZり)、一方、実際室
m(ts)が符号■の温度に達したときにはステップを
1段上げ((S27 ) 、(828))、符号■の温
度に達したとぎにはステップNを2段上げ((83))
、(831))、また祠号■の温度に達したときには最
大値の「7」にセットする((S32)、(S:3>)
ことにより、現在の温度偏差(6丁)が大きいときほど
圧縮t!(3)の回転数を大きく変化させるように温度
偏差(ΔT)に応じた周波数設定信号を発生するように
した周波数設定信号発生手段(35)を構成している。
次に、第8図(ハ)の過電流保護フローについて説明す
る。先ず(SA )において出力電流検出手段(26)
からの信号に基づき周波数変換装置(22)の出力電流
値(r)をその主回路に備える大容量トランジスタの最
大許容電流値(10)と大小比較し、最大許容電流値(
■0)を越えたYESの場合には過電流時であると判断
して(S8)においてステップNを予め定めた値「4」
に固定設定して、周波数変換装置(22)の出力電流値
(1)が最大許容電流値(10)以下となるような所定
周波数(to> (r 50J t−1z )の周波数
設定信号を周波数変換装置(22)に出力したのち、こ
の状態を(Sc )において所定時間(TO)(例えば
3分間)保持してリターンづる一方、(SA )にJ5
いて周波数変換装置く22)の出力電流値(【)が最大
許容電流値(Io ’)以下のNOの場合には過電流時
ぐないと判断して直ちにリターンする。よって、該過電
流保護フローにより、周波数変換装置(22)の出力電
流値(I)が最大周波数(75H2)に相当する周波数
設定信号の発生に起因して最大許容電流値(Io)を越
えたとき、該出力M流値(1)が最大許容電流値(10
)以下となるように予め定めた所定周波数(fo) (
=50Hz >に相当する所定周波数設定信号を所定時
間時間(TO)のあいだ発生づるよう上記周波数設定信
号発生手段(35)を補正制御するようにした補正手段
(41)を構成している。
したがって、上記実施例においでは、回転数可変型圧縮
ta(3)が75Hzの最大周波数に相当覆る最大回転
数で回転している場合において、周波数変換装置く22
)の出力電流値<1)が最大許容電流値(■0)を越え
ると、上記圧縮機(3)は予め定めた周波数(fo)(
−50H7)に相当する回転数に低下した状態で所定時
間(TO)のあいだ回転駆動され、その後、実際室温(
ts)と室温目標値(tv)との温度偏差(Δt)に基
づくステップ処理で算出された周波数に相当する回転数
でもって回転駆動されるので、空気調和装置の空調能力
を可及的に確保しながら、周波数変l!lI!装置く2
2)の出力電流値(j)を最大許容電流値(10)以下
に制限して周波数変換装置(22)を過電流から保護す
ることができ、よって室内の快適性を良好に確保しなが
ら周波数変換装置(22)の信頼性の向上を図ることが
できる。
尚、上記実施例では、周波数次換装@(22)の過電流
時には周波数段定信号値を最大値の751−17から予
め定めた所定値(fo) (501−1z )に大きく
低下させ−C空気調和装置の空調能力を可及的に確保し
たが、その他、過電流時の周波数設定信号の可変方法と
して、例えば周波数設定信号値を徐々に低下させながら
周波数室yA装置(22)の出力電流値(I)が最大許
容電流値(10)以下となるのを確認し、周波数設定信
号をその確認時における周波数に固定して空気調和装置
の空調能力を可及的に確保づることが考えられるが、こ
の場合には上記固定された周波数が空気調和装置の機械
系の固有振動数に一致したときには共振して静粛性の面
で好ましくないという欠点が生じることになる。これに
対し、本発明では、予め定める所定周波数(fo)を空
気調和装置の機械系の固イj振動数と異なる周波数に設
定しておけば、共振を確実に防止して良好な静粛性を確
保することができる。
また、上記実施例では、周波数設定信号を最大値の75
Hzに設定した場合においてのみ周波数変換装置(22
)に過電流状態が生じることがあるとして過電流保護対
策(ずなわら、予め定めた所定周波数(fO)への周波
数補正制御)を施こしたが、その他、周波数設定信号が
70Hzや60Hzに設定された場合にも周波数変換装
置(22)の過電流状態が生じることがあり、この場合
においても同様に過電流保護対策を施Cせばよい。
尚、上記実施例では、ヒートポンプ式冷暖房装置の暖房
運転に適用した場合について説明したが、本発明はその
他、その冷房運転又は暖房もしくは冷房専用装置に対し
Cも同様に適用することができるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を示すブロック図、第2図ないし
第8図は本発明の実施例を示し、第2図はヒートポンプ
式冷暖房装置に適用した場合の冷媒配管系統図、第3図
は制御装置の内部構成を示Jブロック図、第4図および
第5図はROMの記憶内容を示ず図、第6図および第7
図はそれぞれマイクロコンピュータの作動説明図、第8
図(イ)ないしくハ)はそれぞれマイクロコンピュータ
の作動を説明するフローチャート図である。 (3)・・・回転数可変型圧縮機、(16)・・・室温
検出手段、く18)・・・室温設定手段、(22)・・
・周波数変換装置、〈26)・・・出力電流検出手段、
(35)・・・周波数設定信号発生手段、(41)・・
・補正手段。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 回転数可変型圧縮機(3)を備えた空気調和装
    置において、室内温度を検出する室温検出手段(16)
    と、室温目標値を設定する室温設定手段(18)と、上
    記室温検出手段(16)および室温設定手段(18)の
    各信号を受け、実際室温くシS)と室温目標値(tv)
    との温度偏差(Δt)に応じた周波数設定信号を発生す
    る周波数設定信号発生手段(35)と、該周波数設定信
    号発生手段(35)の信号に基づき上記回転数可変型圧
    縮機(3)を回転数制御する周波数変換装置(22)と
    、該周波数変換装置(22)の出力電流を検出する出力
    電流検出手段(26)と、該出力電流検出手段(26)
    の信号に基づき周波数変換装置(22)の出力電流値(
    I)が最大許容電流値(IO>を越えたと★訪出り蕾涛
    値(1)拭暴女詐宛雷焙被(10)以下となるように予
    め定めた所定周波数(fO)に相当する所定周波数設定
    信号を所定時間(TO)のあいだ発生するよう上記周波
    数設定信号発生手段(35〉を補正制御する補正手段(
    41)とを備えたことを特徴とする空気調和装置の運転
    制御装置。
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