JPS61175436A - 空気調和機 - Google Patents

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、天井埋込み形や天井吊下げ形あるいは床下収
納形等の空気調和機に関し、詳しくは、運転開始時やデ
フロスト運転後における送風機の所定風」までの立上り
時間の短縮対策に関する。

（従来の技術） 従来、この種の天井又は床下設置型の空気調和機として
、例えば実公昭５６−３７２１５号公報に開示されるよ
うに、吸込口と吹出口とを連通する機体内の通風路に、
熱交換器と送Ｊｉ１機とを配設して、該送風機により吸
込口から吸込んだ空気を熱交換器で熱交換したのち吹出
口より室内へ吹出すようにしたものは知られている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、このような天井又は床下設置型空気調和機に
おいて、吸込空気中に含まれる塵埃等によって熱交換器
や送風機が汚損したり破損したりするのを防止するため
に、本出願人は先に、実願昭５９−１８０３４９号にお
いて、機体内の通風路の熱交換器および送風機よりも上
流側にエアフィルタ部材を配設して、該エアフィルタ部
材で吸込空気中の塵埃等を除去することにより、吸込空
気の濾過清浄を十分に行うとともに、上記エアフィルタ
部材の目詰り状態の進行に起因する風量の減少変化を解
消すべく、このＪ！１ｆｆｉ変化を検出する風速センサ
を設け、この風速センサの出力に応じて送ｉ機を回転数
制御して、！ｉＩ量が一定となるように制御することを
提案している。

そして、その場合、送風機の回転数制御をインバータを
用いて精度良く行うとともに、運転開始時やデフロスト
運転後における送風機の所定風量までの立上りを可及的
短時間で行って、運転を早く安定させれば、所望の冷暖
房能力を早期に確保できて室内快適性の向上を図ること
ができるとともに、送風機の回転数が早期に安定して静
粛性の向上を図ることができ、望ましい。

しかるに、この運転開始時やデフロスト運転後の立上り
制御を、例えばインバータへの周波数信号を１Ｈｚ上げ
る毎に風量が安定するのを侍って、ＪＩｌ量が所定値に
あるか否かを判別するのを繰返しながら、送８ａ機の回
転数を上昇ａＩＩ制御することにより行う場合には、そ
の立上りに長時間を要して、室内快適性、静粛性の向上
を図り得ないことになる。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、上記の如くエアフィルタ部材と共に風速センサを
備えて風量を所定値に保持するようにした空気調和機に
おいて、一定風量時には、送風機の回転数はエアフィル
タ部材の目詰り状態の進行つまり送ｍ機の負荷状態の増
大に応じて上昇し、両者は１：１に対応することから、
運転開始時やデフロスト運転後の立上り時には、送風機
の回転数を漸次上昇させ、所定風量に達した時点での送
風機の回転数により送風機の負荷状態を割出したのら、
この割出した負荷状態の下でＪｌｌｌｌが目標値となる
べき送風機の回転数を求めて、送風機の回転数をこの回
転数にまで一挙に上昇制御するようにすることにより、
その立上り９［を可及的に短縮して運転の早期安定を図
り、よって室内快適性、静粛性の向上を回ることにある
。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明の解決手段は、第１
図に示すように、吸込口（２）と吹出口（３）とを連通
ずる機体（１）内の通風路（４）に、熱交換器（５）と
送風機（６）とが配設されているとともに、これらの上
流にエアフィルタ部材（８）が配設されている空気調和
機であって、上記エアフィルタ部材（８）の目詰り状態
による風量変化を検出する風速センサく１２）と、上記
送風機（６）を回転数可変に駆動するインバータ（１１
）と、該インバータ（１１）の周波数を所定値から漸次
上昇させる第１立上り制御手段（３０）と、該第１立上
り制御手段（３０）によるインバータ（１１）の周波数
の漸次上昇制御時に上記風速センサ（１２）の出力を受
け、Ｉ！１ｍが所定値Ｑｓに達したときのインバータ（
１１）の周波数により送風機（６）の負荷状態を割出す
負荷状態割出し手段（３１）と、該負荷状態割出し手段
（３１）の出力を受け、現在の負荷状態でｒｇｌｆｆｉ
が目標１直になるようなインバータ（１１）の目標周波
数を設定する目標周波数設定手段（３２）と、該目標周
波数設定手段（３２）の出力を受け、上記第１立上り制
御手段によるインバータ（１１）の周波数の漸次上昇制
御を停止し、インバータ（１１）の周波数を上記風量が
所定値Ｑｓに達したときの周波数から目標周波数にまで
一挙に上界させる第２立上り制御手段（３３）と、該第
２立上り制御手段（３３）によるインバータ（１１）の
目標周波数への到′＆後、上記風速センサ（１２）の出
力を受け、該出力に基づいてＪｕｌ量が目標値に保持さ
れるようインバータ（１１）を周波数制御する回転数制
御手段（３４）とを備える構成としたものである。

く作用） 上記の構成により、本発明では、運転開始時やデフロス
ト運転後の立上り時、送風機〈６）の回転数は、当初は
第１立上り制御手段（３０）によるインバータ（１１）
の周波数の漸次上昇制御に応じて漸次上昇して、風量が
次第に増大する。そして、風量が所定値Ｑｓに達した時
点でのインバータ（１１）の周波数に基づいて送風機（
６）の負荷状態が負荷状態割出し手段〈３１）により割
出され、この負荷状態の下でｌ１ｌｆｆｉが目標値とな
るべきインバータ（１１）の目標周波数が目標周波数設
定手段（３２）で設定されると、第２立上り制御手段（
３３）によりインバータ（１１）の周波数がこの目標周
波数に一挙に上昇制御されることによって、送風機（６
）の回転数が上記所定風＠Ｑｓ時の回転数からこの目標
風量となるべき目標回転数にまで素早く上昇して、立上
り時間が可及的に短縮される。そして、その後は、風速
センサ（１２）による風量変化の検出に塁づいて送風機
（６）が回転数制御手段（３４）により回転数制御され
て、風量が目標値に保持制御される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第２図以下の図面に訪づいて詳
細に説明する。

第２図において、（１）は機体であって、該機体〈１）
の一端には吸込口〈２）が、他端には室内に連通する吹
出口〈３）がそれぞれ開口されているとともに、該機体
（１）内には上記吸込口（２）と吹出口（３）とを連通
する通風路（４）が形成されている。

上記通風路（４）には、熱交換器（５）およびその下流
に送ｌｉｔ機（６）がそれぞれ配設されており、該送ｍ
機く６）の吐出口（６ａ）は上記吹出口（３）に合致し
て設けられている。また、機体（１）の上記熱交換器（
５）上流で上記吸込口（２）が開口する部分にはフィル
タユニット部（７）が設けられていて、該フィルタユニ
ット部（７）内の通風路（４）には、吸込口（２）に対
向してエアフィルタ部材（８）が配設されている。

該エアフィルタ部材（８）は塵埃に対して良好な捕集性
能を有するとともに、空気流を良好に整流する作用をも
有するものである。よって、送風機（６）により空気を
吸込口（２）から吸込み、エアフィルタ部材（８）で塵
埃を除去したのち、熱交換器（５）で熱交換し、この熱
交換された空気を吹出口（３）から室内へ吹出すように
構成されている。

また、（１０）は上記送風機（６）を回転駆動する電動
機、（１１）は該送風機用電動機（１０）を介して送風
機（６）を回転数可変に駆動するインバータ、（１２）
は上記通風路（４）のエアフィルタ部材（８）直下流に
配置された風速センサであって、該風速センサ（１２）
は、空気流を受けて回転するプロペラ部分（１２ａ、）
の回転数の変化により上記エアフィルタ部材（８）の目
詰り状態による風量変化を検出するものであり、その出
力は風速制御ユニット（１３）に入力されており、該風
速制御ユニット（１３）により、上記インバータ（１１
）への周波数信号を風速センサ（１２）の出力に応じて
決定して、送風機（６）の回転数を増減変更する。

上記風速制御ユニット（１３）は、第３図に示すように
、内部に、風速センサ（１２）からの出力を波形整形し
て増幅する波形整形増幅回路（１５）と、室内への目標
風ｍＱおよびその変動許容幅（Ｑ＋≦Ｑ≦Ｑ２　）を設
定するＩ！Ｉ量設定回路（１６）と、該両回路（１５）
、（１６）からの出力を入出力ボート（１７）を介して
受けるＣＰＵ（１８）とを備えている。該ＣＰＵ（１’
８）は第４因のフローチャートに基づいて上記入出力ボ
−ト（１７）からＤ／Ａ変換回路（１９）を介してイン
バータ（１１）に周波数信号を出力するとともに、上記
入出力ボート（１７）からドライブ回路（２０）を介し
て上記エアフィルタ部材（８）の汚れ度を表示するため
の汚れ度表示器（２１）を表示制御するものである。

また、上記風速制御ユニット（１３）の内部には、ＲＡ
Ｍ（２２）が備えられている。該ＲＡＭ（２２）内には
、予め第６図に示すように、エアフィルタ部材（８）の
新品時又は洗浄直後において風量が目標値Ｑにその変動
許容幅内で保持されるようなインバータ（１１）への最
小周波数信号１ｍ　Ｆ　ａと、エアフィルタ部材（８）
の洗浄時期直前においてＩＩＩ量が目標値Ｑにその変動
許容幅内で保持されるような最大周波数信号値Ｆｂとが
入力記憶されている。また、同図から判るように、所定
の低風量値Ｑｓ　　（例えば目標値Ｑの５ｏ〜８０％値
）の定ｆｆ１ｆｉ時では、インバータ（１１）への周波
数信号Ｆはエアフィルタ部材（１１）の目詰り状態の進
行つまり送風機（６）の負荷抵抗の増大に応じてＦａｓ
→Ｆｂｓへと大きくなり、両者は１：１に対応すること
から、上記ＲＡＭ（２２）内には、第５図に示すように
、上記低風量値Ｑｓの定ｆｆｌ量時におけるインバータ
（１１）への周波数信号Ｆと、この周波数信号Ｆに対応
する送ｌｉｔ機（６）の負荷状態の下でｔｉｌｌが所定
値Ｑの変動許容幅（Ｑ＋　≦Ｑ≦Ｑ２）内に収まること
になるインバータ（１１）の目標周波数Ｆｖとの対応関
係が入力記憶されている。尚、第３図中、（２３）はＲ
ＯＭ、（２４）はクロック、（２５）は電源回路である
。

次に、上記ＣＰＵ（１８）の作動を第４図のフローチャ
ートに基づいて説明する。ステップＳ１において電流供
給の有無を判別し、電流供給の有るＹＥＳの場合に限り
ステップＳ２でカウンタ等をイニシャライズしたのち、
ステップＳ３でインバータ（１１）への周波数信号Ｆを
零値からインバータ（１１）がトリップしない程度の変
化率ΔＦだけ増大して、その分、送Ｊ！１１１１（６）
の回転数を上昇させ、ステップＳ↓でこの状態での風速
センサ（１２）からの出力■を読込む。そして、ステッ
プ＄５でこの読込んだ風速センサ（１２）の出力■が所
定の低Ｊｉｌｆｆｉｈｔ＋Ｑｓに相当する値ＶＳか杏か
を判、別し、Ｖ＜ＶＳの低Ｊｉｌｌ値Ｑｓに達していな
いＮｏの場合には、ステップＳ６で出力読込回数下に１
゛′を加算したのち、さらにステップＳ７で出力読込回
数下が所定回数Ｔ１か否かを判別し、Ｔ＜Ｔ＋のＮｏの
場合には誤動作を防止すべくステップＳ４に戻る一方、
Ｔ＝Ｔ＋に達したＹＥＳの場合には誤検出でないと判断
してステップＳ８で出力読込回数Ｔを“Ｏ°′にクリア
したのちステップＳ３に戻り、上記インバータ（１１）
への周波数信号Ｆの増大副部を繰返す。

そして、上記ステップＳ５でＶ−Ｖｓの所定の低ｆｆ１
ｆｆｉ値Ｑｓに達したＹＥＳの場合には、ステップＳ９
に進み、該ステップＳ９においてこの時のインバータ（
１１）への周波数信号Ｆに基づき第５図のＲＡＭ（２２
）の記憶内容からこれに対応するインバータ（１１）の
目標周波数Ｆｖ＠読出し、ステップＳ　１０でインバー
タ〈１１）への周波数信号Ｆを上記ステップＳ３で設定
した周波数信号値からこの読出した目標周波数Ｆｖに設
定変更して、送風機（６）の回転数を目標風量Ｑとなる
べき目標回転数にまで一挙に上昇させ、このことにより
立上り時間を短縮する。その後、ステップＳ　ｎで上記
ステップＳ　ｔｏでの送ＩＩ機（６）の回転駆動状態を
所定の安定時間Ｔｓのあいだ続行して、風量を安定させ
る。

その後、ｌｉｔ量を目標値Ｑに対してその変動許容幅（
Ｑ＋≦Ｑ≦０２　）内に収めるべく、ステップＳ　１２
で再び風速センサ（１２）からの出力Ｖを所定時間Ｔｅ
のあいだ読込んで、ステップＳ　１３でこの風速センサ
（１２）の出力値Ｖに基づいて突風憬ＱＡが目標値Ｑの
変動許容幅（Ｑ＋≦Ｑ≦Ｑ２　）内にあるか否かを判別
する。そして、風速センサ（１２）の出力値Ｖが風量変
動許容幅の下限値Ｑ１に相当する電圧値■１よりも小さ
いＶ＜Ｖ＋の場合には、風量を増大すべく先ずステップ
Ｓ　１４で繰返し回数ＮＳに１′°を加算したのち、ス
テップＳ　＋ｓでこの繰返し回数ＮＳが所定回数Ｎ２に
達したかを判別し、ＮＳ　＜ＮＺのＮｏの場合には誤動
作を防止すべくステップＳ　ｎに戻る一方、Ｎ５＝Ｎｚ
に達したＹＥＳの場合に初めてステップ８１６に進み、
該ステップＳ　＋ｓでインバータ（１１）への周波数信
号Ｆに変化率ΔＦだけ加算して、その分、送風機（６）
の回転数を上昇させてステップＳ　＋＋に戻る。

一方、上記ステップＳ　１３で風速センサ（１２）の出
力Ｖが風量変動許容幅の上限値Ｑ２に相当する電圧ｔｌ
ｌ　Ｖ　２よりも大きいＶ２　＜Ｖの場合には、今度は
Ｊｕｌ量を減少させるべく先ずステップＳ１７゜Ｓ　＋
ａにおいて誤動作を防止すべく繰返し回数Ｎｓに１”を
加算したのち、この繰返し回数ＮＳが所定回数Ｎ２に達
していないＮＳ＜Ｎ２のＮＯの場合には上記と同様に直
ちにステップＳ　＋＋に戻る一方、Ｎ５＝Ｎ２に達した
ＹＥＳの場合にはステップＳ　１９でインバータ（１１
）への周波数信号Ｆから変化率ΔＦだけ減算して、その
分、送風機（６）の回転数を低下させてステップＳ　＋
＋に戻る。

また、上記ステップＳ　１３で■１≦Ｖ≦ｖ２の場合の
、ｆｆｌ量が変動許容幅内に収まっている適正制御時に
は、周波数信号Ｆを変更することなく、ステップ８２０
で上記繰返し回数Ｎｓを“ＯＩＴにリセットしたのち、
ステップＳ　＋＋に戻る。

よって、上記第４図の作動フローにおいて、ステップＳ
３の繰返しにより、インバータ（１１）の周波数を零値
から漸次上昇させるようにした第１立上り制御手段〈３
０）を構成している。また、ステップ３４．Ｓｓ　、Ｓ
９により、該第１立上り制御手段（３０）によるインバ
ータ（１１）の周波数の漸次上昇制御時に風速センサ（
１２）の出力Ｖを受け、Ｉ！ｌｆｆ１が所定の低風量値
Ｑｓに達したときインバータ（１１）の周波数つまりイ
ンバータ（１１）への周波数信号Ｆより送Ｉ１１機（６
）の負荷状態を第６図のように割出把握するようにした
負荷状態割出し手段（３１）を構成しているとともに、
上記負荷状態割出し手段（３１）の出力を受け、ＲＡＭ
（２２）内に記憶した第５図の特性から低１１１ｆｆｉ
ＱＳ時における周波数信号Ｆに基づき現在の送ｌｉｔ機
〈６）の負荷状態に対応する目標周波数Ｆｖを読出して
、現在の負荷状態で風量が目標値Ｑになるようなインバ
ータ（１１）の目標周波数Ｆｖを設定するようにした目
標周波数設定一手段（３２）を構成している。さらに、
ステップＳ　ｔｏにより、上記目標周波数設定手段（３
２）の出力を受け、上記第１立上り制御手段（３０）に
よるインバータ（１１）の周波数の漸次上昇制御を停止
し、インバータ（１１）の周波数を上記風量が低ｌ１ｌ
ｌ値Ｑｓに達したときの周波数から目標周波数Ｆｖにま
で一挙に上昇させるようにした第２立上り制御手段（３
３）を構成している。加えて、ステップ８１２〜Ｓ　２
０により、該第２立上り制御手段（３３）によるインバ
ータ（１１）の目標周波数Ｆｖへの到達後、風速センサ
（１２）の出力Ｖを受け、該出力Ｖに応じて風量が目標
値Ｑにその変動許容範囲（Ｑ　＋≦Ｑ≦０２）内で保持
されるようインバータ（１１）を周波数制御するように
した回転数制御手段（３４）を構成している。

したがって、上記実施例においては、運転開始時やデフ
ロスト運転後の立上り時、送ｍ機（６）の回転数は、当
初、第１立上り制御手段（３０）によるインバータ（１
１）の周波数漸次上昇制御に伴い徐々に上昇丈る。そし
て、この送１！１機（６）の回転数の上昇に伴いＪｉｌ
ｍｌが増大し、所定の低風量値Ｑｓに達した時点で、こ
の時のインバータ（１１）への周波数信号値（例えば第
６図のｌ”ｃｓ）に基づき送［’１（６）の負荷状態が
負荷状態υＪ出し手段（３１）により割出されると、第
５図のＲＡＭ（２２＞の記憶内容からインバータ（１１
）への周波数信号値Ｆｃｓに対応する目標周波数（例え
ばＦｃ）が目標周波数設定手段（３２）により読出設定
されて、インバータ（１１）の周波数が第２立上り制御
手段（３３）により上記低ＩＭａｆｆｉＱＳでの周波数
からこの目標周波数Ｆｖに一挙に上昇１ｌＩＩＪｌｌｌ
される。このことにより、送風機（６）の回転数は一挙
に上昇して、風量は第６図に示すように、低重同値Ｑｓ
から一挙に目標値Ｑにまで増大するので、その立上り時
間が可及的に短縮されて、運転が早期に安定する。その
結果、所望の冷房あるいは暖房能力が早期に確保されて
室内の快適性の向上を図ることができるとともに、送風
機（６）の回転数が早期に安定して、静粛性の向上を図
ることができる。

そして、上記立上りの終了後は、風速センサ（１２）が
検出した風量変化に甘づいてインバータ（１１）が回転
数制御手段（３４）により周波数制御されるのに従って
、送風機（６）の回転数が増減変更されて、風聞が目標
値Ｑにその変動許容幅（Ｑ＋≦Ｑ≦０２）内で保持され
ることになる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、熱交換器および
送風機の上流側の通風路にエアフィルタ部材を備えた空
気調和機において、エアフィルタ部材の目詰り状態によ
るｆｆ１ｆｆｌ変化を検出する風速センサの出力に応じ
て回転数制御手段により風量を目標値に保持制御しなが
ら、運転開始時やデフロスト運転侵の立上り時、当初は
送風機の回転数を漸次上昇させ、ｆｆ１ｆｆｉが予め設
定した低１１１ｍ＋直に達した時点で、この時のインバ
ータの周波数に基づいて割出した通風機の負荷状態にお
いてｌ１ｌｆｆｉが目標値になるようなインバータの目
標周波数を設定して、送風機の回転数を目標風量となる
べき目標回転数にまで一挙に上昇させて立上り時間を短
縮したので、所望の冷房あるいは暖房能力を早期に確保
できて室内快適性の向上を図ることができるとともに、
送風機の回転数が早期に安定して静粛性の向上を図るこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す図である。第２図ないし第
６図は本発明の実施例を示し、第２図は空気調和機の全
体概略構成を示す図、第３図は風速制御ユニットの内部
構成を示すブロック図、第４図は風速制御ユニットの作
動を説明するためのフローチャート図、第５図はＲＡＭ
の記憶内容を示す図、第６図は作動説明図である。 （１）・・・機体、（２）・・・吸込口、（３）・・・
吹出口、（４）・・・通風路、（５）・・・熱交換器、
（６）・・・送風機、（８）・・・エアフィルタ部材、
（１２）・・・風速センサ、（１３）・・・風速制御ユ
ニット、（１８）・　ＣＰＵ、（２２）−ＲＡＭ１　（
３０）・・・第１立上り制御手段、（３１）・・・負荷
状態割出し手段、（３２）・・・目標周波数設定手段、
（３３）・・・第２立上り制御手段、（３４）・・・回
転数制御手段。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸込口（２）と吹出口（３）とを連通する機体（
   １）内の通風路（４）に、熱交換器（５）と送風機（６
   ）とが配設されているとともに、これらの上流にエアフ
   ィルタ部材（８）が配設されている空気調和機であって
   、上記エアフィルタ部材（８）の目詰り状態による風量
   変化を検出する風速センサ（１２）と、上記送風機（６
   ）を回転数可変に駆動するインバータ（１１）と、該イ
   ンバータ（１１）の周波数を所定値から漸次上昇させる
   第１立上り制御手段（３０）と、該第１立上り制御手段
   （３０）によるインバータ（１１）の周波数の漸次上昇
   制御時に上記風速センサ（１２）の出力を受け、風量が
   所定値Ｑｓに達したときのインバータ（１１）の周波数
   により送風機（６）の負荷状態を割出す負荷状態割出し
   手段（３１）と、該負荷状態割出し手段（３１）の出力
   を受け、現在の負荷状態で風量が目標値になるようなイ
   ンバータ（１１）の目標周波数を設定する目標周波数設
   定手段（３２）と、該目標周波数設定手段（３２）の出
   力を受け、上記第１立上り制御手段によるインバータ（
   １１）の周波数の漸次上昇制御を停止し、インバータ（
   １１）の周波数を上記風量が所定値Ｑｓに達したときの
   周波数から目標周波数にまで−挙に上昇させる第２立上
   り制御手段（３３）と、該第２立上り制御手段（３３）
   によるインバータ（１１）の目標周波数への到達後、上
   記風速センサ（１２）の出力を受け、該出力に基づいて
   風量が目標値に保持されるようインバータ（１１）を周
   波数制御する回転数制御手段（３４）とを備えたことを
   特徴とする空気調和機。