JPS6217554A - 空気調和機の制御装置 - 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） 本発明は空気調和負荷に応じて圧縮機の回転速度を変え
て能力を調節するものにおいて、運転開始時に速やかに
快適雰囲気に到達させることが可能な制御装置に関する
。

（従来の技術） 圧縮機の回転速度を空気調和負荷の軽重に応じて低・高
調節することにより、圧縮機の発停回数を少くしながら
室温度変動幅を小さくし得る空気調和機が最近になって
普及するに至っているが、これは半導体、電子技術の進
歩に伴って交流誘導電ｖＪＩｉ！ｓの広範囲な速度制御
が容易に行えるようになったからであって・インバータ
方式による圧縮機能力制御がその主流となっており、例
えば特公昭６ｏ−１２５３２号公報に開示されるように
公知である。

上記公知技術は、室温と温度設定値との差の変動範囲を
複数のゾーンに分け、室温と温度設定値の差が下がり勾
配（冷房時〕の場合に０〜０．５℃低いとき、また上が
り勾配（冷房時）の場合に０〜０．５℃高いときの制御
目標ゾーンに属する場合を除いて、温度差に応じて圧縮
能力を増減制御するものである。

従って、この装置では運転開始時には、室温と温度設定
値との差が大きいので、当然、高速度で圧縮機が運転し
、この温度差が縮まってくるにしたがって、回転速度が
低下してくる運転が成されるようになる。

（発明が解決しようとする問題点） 上記装置は運転開始時に室温を所望の設定温度まで速や
かに変化させ得るようであるが、温度設定値を快適な温
度にしていたとすると、運転開始後この設定値に達して
いても、暫くの間は壁面からのふく射の影響によって冷
房時は暖ふく射、暖房時は冷ふく射のために居住者が冷
房時は依然として暑く、逆に暖房時は寒く夫々感じるも
のであって、従って真の快適な状態に達するのに可成り
の時間がか＼ることは屡々経験することであって、か−
る運転開始（１０）のふく射熱の影響には対策が未だ講
じられていなく、これがウオーミングアツプ能力の不足
の如く感じられるために改善が望まれている。

このような実状に対処して、本発明は特に運転開始時に
おける前記問題点を解消するぺ〈成されたものであり、
壁面からのふく肘の影響がある間は設定温度を自動的に
低め（冷房）あるいは高め（暖房）に調節せしめて圧縮
機能力を増加せしめることによって、快適感を覚える環
境の醸成を速やかに行わせ、もって能力可変形圧縮機の
有効活用を図らせようとするものである・ （問題点を解決するための手段） そこス本発明は発明の構成を示す第１図によって明らか
な如く、まず第１番目の発明としては、可変速圧縮機【
ｌ）、熱源側フィル１３１、減圧器（４）及び利用側コ
イル（５）を備え、前記圧縮機（１）の回転速度を空気
調和負荷に応じて増減制御する空気調和機の制御装置を
、温度検出手段（８）と、温度設定手段（９）と、計時
手段（１０）と、温度設定補正手段（１１）と、圧縮機
能力制御手段α２との５つの手段により構成したもので
ある。

温度検出手段（８）は、サーミスタ等感温素子を検出端
に有して空気調和対象域の実際の温度を検出する構造を
有する。

温度設定手段（９）は、温度調節器等からなり、空気調
和対象域の基準となる温度、例えば快適温度を電気信号
の変化として設定する構造を有する。

計時手段＋１０１は、前記温度設定手段手段曲から発す
る計時開始信号によって計時作動し、設定時間例えば３
０分間の経過によってカウントアツプ信号を発するタイ
マに形成される。

次に温度設定補正手段（１！１は、運転スイッチ等の運
転操作で動作するものであって、前記温度設定手段（９
１に対して温度設定信号を冷房時は若干（例えば１〜２
℃）低めに、暖房時は若干（例えば１〜２℃）高めにな
る信号レベルに変換せしめるレベル変換信号を発すると
共に計時手段１１０１に計時開始信号を発信し、また、
前記カウントアツプ信号を受けるとレベル変換信号の発
信を解除して、前記温度設定手段（９）に対してレベル
変換されてなる温度設定信号を元のレベルまで復せしめ
る構造を有する。

−１、圧縮機能力制御手段（１２１はインバータ等から
なっていて、温度検出手段（８］の温度検出信号と温度
設定手段（９）の温度設定信号との差に応じて、すなわ
ち、空気調和負荷の軽重に応じて、可変速圧縮機ｉｌ＋
の回転速度を増減制御する構造を有する。

次いで第２番百の発明としては、上述の構成のうち、温
度設定補正手段（１１１に関して特有の構成を付加せし
めたものであって、カウントアツプ信号を受けると、信
号レベルが変換されてなる温度設定信号を一挙に元のレ
ベルに復せしめるものとは異なり電数分程度の短時間周
期を持ち、かつ０．５℃程度の温度差を持つ段階的にレ
ベルを変えながら元のレベルまで復せしめるようにした
構造を有せしめたことを特徴とする。

さらに、本発明は前記計時手段＋１０１における設定時
間を、空気調和対象域での壁面からのふく射〜すなわち
、冷房時期では暖ふく肘、暖房時規では冷ふく射の影響
を解消し得る時間に相当して設定せしめてなることを好
ましい態様とするものであって、この時間としては一般
に３０分程度が適当と思料される。

（作用） 本発明は一日の最初の運転開始時において、壁面が冷房
時期は温度が高く、暖房時期は逆に低くなっていて、こ
れによるふく射が居住者の体感として室温以上に４Ｉ（
、また、寒く覚えさせる要因となるものであるから、温
度設定補正手段（（１）によって設定温度を自動的に補
正し、冷房時期は低め、暖房時期は高めに設定温度を変
更することにより、空気調和負荷を増大させた状態にさ
せて、圧縮機（１）の能力をこれに見合った分、増大せ
しめて速やかに室温を快適温度まで到達させることがで
きる。

そして壁面からのふく射の影響が去る時点になると、温
度設定補正手段【１りの作用によって元の温度設定状態
に復元させることが可能となる。

特に第２番目の発明は設定温度を復元するに際して徐々
に行わせるようにしているので、スムースに移行させる
ことができて、圧縮機（１）の発停を見ることなく連続
的かつ温度変動が小幅となる制御が可能である。

（実施例） 以下、本発明の１実施例について添付図１にもとづいて
詳述する。

第１図は本発明の１実施例に係る分離形冷暖房機の装置
回路図であって室外ユニツ）　（０）には、可変速圧縮
機口！、四路切換弁（２１、熱源側コイル＋３１、減圧
器（４）例えばキャピラリチューブ、熱源側フィル用フ
ァン（６１及びアキュムレータ［１３１が装備されてお
り、室内ユニツ）（Ｉ）には、利用側フィル（５）及び
該フィル用ファン（７１が装備されていて、両ユニツ）
（０３，（１）間を液管圓及びガス管αωで接続すると
共に・図示の配管！！’統を行わせて可逆冷凍サイクル
を形成し、冷房運転時には熱源側フィル１３１が凝縮器
、利用側コイルＩｆｓｌが蒸発器に夫々作用し、また、
暖房運転時には前述とは逆の関係で作用するようになっ
ている口 上述の冷凍回路を備えた冷暖房ｌａ＋、／）運転制御を
掌る電気制御回路の要部を％ｘ図にブロック示１゜てい
るが、マイクロプロセッサ、メモリ、インターフェース
とから構成されて室内ユニット〔工］側に設けられてな
るマイクロコンピュータには、温度検出手段：８）と、
温度設定手段（９：と、計時手段＋＋０１及び温度設定
補正手段（１１１とを備えており、−万、このマイクロ
コンピュータからの指令信号によって。

可変速圧縮機（１）の回転速度を制御する制御器である
圧縮機能力制御手段α２例えばインバータを室外ユニッ
ト【０］に備えている・ 温度検出手段（８）は室内ユニット（０）の空気吸込口
に配設したサーミスタ０６１からの吸込空気温度信号を
受けてこれを電気信号に変換せしめる構造となっている
。

温度設定手段（９）は温度調節器αηの操作によって室
温の基準となる温度を電気信号に変換せしめる構造とな
っている口 計時手段口０１はクロックパルス回路を基本要素となし
ていて、温度設定補正手段（ｌ！１が発する計時開始信
号を受けて計時作動し、設定時間例えば３０分の計時中
はカウント信号を連続して発する一方、３０分経過によ
ってカウントアツプすると、カウント信号をカウントア
ツプ信号に切換えてこれをりセットされるまで保持する
タイマ回路に形成されている。

次に温度設定補正手段＋ｌＩ＋は運転スイッチ等の運転
操作により発せられる運転開始信号（Ｓ）を受けると温
度設定手段１９＋の温度設定信号を冷房時は１℃又は２
℃低めとなる温度設定信号に補正する出力を発し、また
暖房時は逆に１℃又は２℃高めとなる温度設定信号に補
正するレベル変換信号を発すると同時に、計時手段１１
０１に対し計時開始信号を発する一方、前記カウントア
ツプ信号を受けた時点で前記変換信号を直ちに消失し、
あるいは周期的。

段階的に変換信号の値を減じてゆくことによって、元の
温度設定信号に一挙に戻させ、あるいは５分毎に０．５
℃ずつ補正した温度設定信号を減じて最後に元の温度設
定信号に戻させるように機能するものである。

なお・温度設定補正手段（１１１としては、運転開始信
号ｉｓ）が入力されると一定の温度差例えば１℃あるい
は２℃だけ温度設定信号を高くあるいは低く補正する固
定的な補正を行うものでもよく、この他に、温度設定手
段（９１で設定した温度設定信号（設定温度）と温度検
出手段（８）が検出した温度検出信号Ｃ室温）との差が
小さい状態例えばｘｏ’（未満であれば、１℃だけ温度
設定信号を補正し、逆に温度差が大きい状態例えば１０
℃以上であれば、２℃だけ温度設定信号を補正するよう
にした変動的な補正を行うものでもよい。

前記圧縮機能力制御手段化は、交流電源をいったん整流
回路によって直流電圧に変換し、これを周波数変換装置
によって出力周波数約３０〜ユ２ｏＨ２の範囲の交流出
力が得られる装置であって、圧縮機（１）を１＝４の変
速比で回転制御することができる。。

上記圧縮機能力制御手段α２は・通常は温度差（Δｒ）
０・５℃を基準としたゾーンとの比較で能力制御の運転
を行うように形成しており、例えば暖房運転を採り上げ
た場合、室温が下がり勾配のときでは、ΔＴ−（設定温
度−室温）がΔ丁≦−０，５（Ａゾーン）及び−０６５
（ΔＴ≦Ｏ（Ｂゾーン）では運転停止の状態となし、０
くΔ丁≦０．５（Ｏゾーン）では初期周波数を３ｏａｚ
、ｏ、ｓ＜Δ丁≦１．０（Ｄゾーン）では４０Ｈ２，１
，０＜ΔＴ≦１．５（Ｅゾーン）では５５Ｈ２，１，５
＜ΔＴ≦２．０（Ｆゾーン）では７０Ｈ２，２，０＜Δ
Ｔ≦２．５ＣＧゾーン）では８５）１ｚ　、２．５＜Δ
Ｔ≦３．０（１１ゾーン）では１０５Ｈ２，３，０＜Δ
丁≦３．５（エゾーン）ではｌ　２０　！（Ｚになるよ
うに制御し、−万、室温が上がり勾配のときでは、−０
，５（ΔＴ≦Ｏ（Ａゾーン）では運転停止の状態となし
、ＯくΔ丁≦０，５（！Ｉゾーン）では初期層波数を３
０Ｈｚ。

０．５＜Δ丁≦１．０（ｏゾーン）では初期周波数を３
０Ｈ２，１，０（Δ丁≦１．５ＣＤゾーン）では４０Ｈ
２，ｌ、５＜ΔＴ≦２．０（Ｅゾーン）では５５Ｈｚ−
２，０＜Δ丁≦２．５ＣＦゾーン）では７０　Ｈ２，２
，５（ΔＴ≦３．０　’（Ｇゾーン）では８５Ｈ２゜３
．０＜Δ丁≦３，５（Ｈゾーン）では１０５Ｈ２゜３．
５＜△Ｔ（エゾーン）では１２０　Ｈｚ　　になるよう
制御するものであって、同一ゾーンが続いているときは
Ｄ〜エゾーンでは周波数を３分毎に１ランク増加させ、
Ｂゾーンでは逆に１ランク減少させ、Ｃゾーンでは変化
なく現状のま＼とする能力調節を行わせ、−万、ゾーン
変化時には上方ゾーンに変化すると１ランク減少させ、
下方ゾーンに変化すると１ランク増加させ、また、Ａゾ
ーンでは常に停止の状態に保持しておくものである０か
＼るゾーン制御運転を行わせることによって、圧縮機（
１）を適正な能力に制御することが可能である０ 収上の構造を持つ冷暖房機の始動運転（１０）の作動態
様を第２図のフロー線図を併せ参照しながら暖房を例に
とって説明する口 運転スイッチの投入によって運転開始操作がなされる（
ステップ（イ））と、圧ｔａ機（１）は圧縮機能力制ｍ
手段［１２＋からの出力電圧によりまず最低周波数３０
　Ｈ２で運転開始するが、温度検出手段＋８）によって
運転開始（１０）の室温（ＴＡｔ）を読込む（ステップ
（問）０ この運転開始が一日の最初であって計時手段＋１０１が
作動しておらなくてｎ冨Ｏ（ステップレ場）であること
によって、温度設定手段（９）の温度設定値（Ｔｓ＋）
を読込む（ステップ（−Ｊ）と同時に温度検出手段（８
）が検出した現在の温度（ＴＡ）を読込ませる（ステッ
プ（勾）。

運転操作が成されることによって温度設定補正手段（！
１）が作動状態となるが計時手段１１０＋が作動してい
なくて、しかもオーバフローしていないことをチェック
（ステップ（へ））すると、温度設定補正手段（１りで
設定値（Ｔｓ＋）　と現在室温（ＴＡ）との比較（ステ
ップ【ト］）を行わせて、温度差（△Ｔ）がユＯ’Ｃ以
上であると、温度設定手段（９１に対して２℃高めとな
る温度設定信号（ＴＳ２−ＴＳｔ　＋　２　）に補正さ
せる出力を発しくステップ（チ）、また、温度蕉Δｒ）
が１０℃未満であると、１℃高めとなる温度設定信号（
Ｔｓｌ　−ＴＳＩ＋１　）に補正↓せる出力を発する（
ステップ（チ１）。

室温（ＴＡ）が補正後の温度設定信号（Ｔｓｔ　）より
も高いかどうかを判断（ステップ（！Ｊ）　）　した結
果、軽負荷状態であって前記Ｃゾーンの運転領域である
と、温度差（ΔＴ）に応じたＰＸＤｍ？ＩｊＪｆ！どノ
周波数演算（ステップ（プ）の結果にもとづいて最低周
波数３０　Ｈ２で圧縮種目１を駆動する出力を圧縮機能
力制御手段ｕｚから発せしめる（ステップ力）。

前記判断、（ステップ（！Ｊ１７）結果が前記Ｃゾーン
よりも上の領域に該当する状態であると、！！！Ｏかを
チェック（ステップ図）シて電電０であると計時手段τ
１０１に対して計時開始信号を発せしめて計時手段！１
０１を計時作動せしめる（ステップ四Ｘ計時手段＋１０
）の作動によって−をユに変更（ステップ（力）シ運転
開始信号向の再発信が起らないよう拘束させる。

その後、３分毎に温度差（ΔＴｗＴＳ、−ＴＡ）に応じ
た周波数演算（ステップ功）を行ってゾーンの移行を伴
う圧縮機能力制御出力を圧縮機能力制御手段（１２１か
ら発せしめる（ステップ力）。

このように温度設定値を負荷状態に応じて１℃又は２℃
高めに変更したことによって、寥際の負荷よりも増大し
た状態と見做して能力制御が行われるため、従来であれ
ばＣゾーンでの運転を成すべきところＣゾーン又はＨゾ
ーンに応じた運転が成される結果、能力の大きい暖房運
転によって室温は速やかに上昇してくる。

従って室内の壁面から出される冷ふく射の影響を少くし
て快適感を覚える環境に速やかに到達させることができ
る。

計時手段＋１０１が所定時間例えば３０分を経過するこ
とにより、カウントアツプしオーバフローｆるコトヲチ
ェック（ステップ（へ））すると、温度設定補正手段（
１）１が補正された温度設定信号（ＴｓＪを元の温度設
定信号（Ｔｓｌ）に戻させる（ステップ（３））と同時
に計時手段１１０１をυセットさせる。

°かくして一連の始動時における能力補正の制御は完了
する。

次に第２図において２点鎖線枠で囲まれた部分は第２番
目の発明に係るフロー線図であって〜計時手段＋１０１
が所定時間の３０分経過によりカウントアツプ信号を発
すると、温度設定補正手段（！りは短時間例えば５分を
設定時間とするタイマ回路を作動させ（ステップ＋ｗ）
、ｎ＝ｏに戻させる（ステップ［Ｚ　）　。

上記タイマ回路が５分経過によりオーバフローに達した
ことをチェック（ステップ（η）するとｎを１にセット
する（ステップ（ホ））と共に、温度設定手段（９）の
温度設定信号が元の温度設定信号とは異なっていること
をチェック（ステップ（力）して、補正された前記温度
設定信号（Ｔｓρ　から０．５℃を減じた新たな温度設
定信号（Ｔｓ＊）に変更しくステップ（う））、この設
定条件によって周波数演算（ステップ（７＋）及び圧縮
機能力制御手段α２の出力発動（ステップ力）を行わせ
る。

再びタイマ回路を作動させ（ステップ（−χ前記手順と
同じ要領で温度設定信号の変更（ステ゛ンプ（う］）、
出力発動（ステップＷ）を行わせて・はじめに１℃高め
の補正をした場合はこの２回目のタイマ回路の作動によ
って温度設定信号を元のレベルに復帰させることができ
・−万２℃高めの補正をした場合は、さらに２回のタイ
マ回路の作動によって温度設定信号を元のレベルに復帰
させることが可能であって、いずれも短時間周期の段階
的に温度設定信号のレベル復帰を行わせることができる
＠ 以上説明した運転の状態を従来の運転と対比して第３図
〔第１番目の発明に相当する）及び第４図（第２番目の
発明に相当する）に示しているように、実線で示した本
実施例の万が破線示の従来のものに比して、高能力で圧
縮機（１）を始動運転させる時間が長くて、逸早く室温
を設定温度に近付けて速暖、速冷効果が得られ、壁面か
らのふく射の影響を速やかに解消し得る。

（発明の効果） 本発明は運転開始からある時間は設定温度値を暖房時、
は高め、冷房時は低めに補正させて可変速圧縮４１１（
１）の回転速度を高めにし能力増をはからせるようにし
ているので、運転開始時期における壁面からのふく射の
影響を早く軽減する上にすぐれた効果を奏する口 しかも圧縮機（１）の回転速度を空気調和負荷に応じて
制御する運転の場合、運転開始時期の圧縮機能力を高く
させて速暖（冷）効果が併せて奏される利点もある口

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例に係る装置回路図、第２図は
第１図々示電気制御回路の作動態様を示すフロー線図、
第３図及び第４図は第１図々示例と従来の空気調和機と
の運転特性比較線図である。 ■・・・可変速圧縮機、１３１・・・熱源側コイル。 （４］・・・減圧器、　　＋５）・・・利用側コイル。 （８）・・・温度検出手段、（９＋・・・温度設定手段
。 １１０＋・・・計時手段、　　Ｉｌｌ・・・温度設定補
正手段。 ［１２１・・・圧縮機能力制御手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、可変速圧縮機（１）、熱源側コイル（３）、減圧器
   （４）及び利用側コイル（５）を備え、前記圧縮機（１
   ）の回転速度を空気調和負荷に応じて増減制御する空気
   調和機であつて、 空気調和対象域の温度を検出する温度検出手段（８）と
   、 前記空気調和対象域の基準となる温度を設定する温度設
   定手段（９）と、 計時開始信号によって計時作動し、設定時間経過によっ
   てカウントアップ信号を発する計時手段（１０）と、 運転操作によって作動し前記温度設定手段（９）に対し
   温度設定信号を運転開始時の空気調和対象域温度との差
   が増大するような信号レベルに変換せしめるレベル変換
   信号を発すると共に、計時手段（１０）に前記計時開始
   信号を発信し、また、計時手段（１０）の前記カウント
   アップ信号を受けて前記レベル変換信号の発信を解除す
   る温度設定補正手段（１１）と、前記温度検出手段（８
   ）の温度検出信号と前記温度設定手段（９）の温度設定
   信号との差に応じて前記可変速圧縮機（１）の回転速度
   を増減制御する圧縮機能力制御手段（１２） とからなることを特徴とする空気調和機の制御装置。 ２、計時手段（１０）が、空気調和対象域における壁面
   からのふく射の影響を解消し得る時間に相当する設定時
   間を有する特許請求の範囲第１項記載の空気調和機の制
   御装置。 ３、可変速圧縮機（１）、熱源側コイル（３）、減圧器
   （４）及び利用側コイル（５）を備え、前記圧縮機（１
   ）の回転速度を空気調和負荷に応じて増減制御する空気
   調和機であつて、 空気調和対象域の温度を検出する温度検出手段（８）と
   、 前記空気調和対象域の基準となる温度を設定する温度設
   定手段（９）と、 計時開始信号によって計時作動し、設定時間経過によっ
   てカウントアップ信号を発する計時手段（１０）と、 運転操作によって作動し、前記温度設定手段（９）に対
   し温度設定信号を運転開始時の空気調和対象域温度との
   差が増大するような信号レベルに変換せしめるレベル変
   換信号を発すると共に、計時手段（１０）に前記計時開
   始信号を発信し、また、計時手段（１０）の前記カウン
   トアップ信号を受けて前記レベル変換信号の発信を、前
   記温度設定信号が短時間周期を持つ段階的にレベル変換
   しながら元のレベルまで復するよう徐々に解除する温度
   設定補正手段（１１）と、 前記温度検出手段（８）の温度検出信号と前記温度設定
   手段（９）の温度設定信号との差に応じて前記可変圧縮
   機（１）の回転速度を増減制御する圧縮機能力制御手段
   （１２） とからなることを特徴とする空気調和機の制御装置。 ４、計時手段（１０）が、空気調和対象域における壁面
   からのふく射の影響を解消し得る時間に相当する設定時
   間を有する特許請求の範囲第３項記載の空気調和機の制
   御装置。