JPS63161338A - 空気調和機の前倒し運転制御方法 - 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、空気調和機の前倒し運転制御方法に係り、特
に室内温度を、指定時刻に目標温度に最小電力量で運転
するのに好適な、空気調和機の前倒し運転制御方法に関
するものである。

〔従来の技術〕

室内の温度を指定時刻に係る定刻に、要求される目標温
度にするように、定刻前に前もって空気調和機を起動さ
せる予冷、予熱方法としては、特公昭６０−１９４０７
号公報記載のように、運転開始前の室内の温度変化を測
定して室内の温度を予測し、室個別の比例係数を乗じて
室の予冷、予熱負荷を求め、空気調和機の起動時間を決
める方法がある。

しかし、前記公報記載の方法は、箭もって空気調和機を
起動させる、いわゆる前倒し運転制御に当って最小電力
量で運転制御するということについて配慮されておらず
、また、室内の負荷を求めるための比例係数１例えば熱
漏洩係数なども建物別、室個別に入力しなければならな
かった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、定刻に室内温度を目標温度にするため
の空気調和機の電力量が配慮されておらず、また、室個
別の比例係数、例えば熱漏洩係数を個別に入力しなけれ
ばならないために、家庭用の空気調和機のように多量生
産して広く一般家庭に提供するものには適用できないと
いう問題があった。

本発明は、前述の従来技術の問題点を解決するためにな
されたもので、家庭用空気調和機のように、個々の室に
よって負荷の大きさが異なる条件下で使用されても、室
内の温度を指定時刻に最小電力量で目標温度にすること
の可能な空気調和機の前倒し運転制御方法を提供するこ
とを、その目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明に係る空気調和機の
前倒し運転制御方法は、室内の温度を指定時刻（ｔｈａ
ｔ）に目標温度（Ｔｉｅｔ）にするように、指定時刻前
の時刻に空気調和機を起動させる空気調和機の前倒し運
転制御方法において、外気温度（Ｔｏ　）から前倒し運
転時間（ｔｌ）および起動後の定速運転の圧縮機回転数
（Ｎ１）を演算して設定し、停止時間（Ｔ０）と前倒し
運転時間（ｔｌ）との和が指定時刻となる前倒し運転時
刻で空気調和機の運転を開始するものとし、また、目標
温度（Ｔｓｅｔ）と運転開始時の室内温度（Ｔｓ）との
間に、圧縮機を定速運転から全速運転に切換えるべき分
岐室温（Ｔｍ）を、目標温度（ｔｓｅｉ）ｙ外気温度（
Ｔｏ　）　、室内温度（Ｔｓ）の関係から演算して設定
し、前記設定にもとづく実運転による、指定時刻（ｔｓ
ｅｔ）における室内温度の上昇（ΔＴ＝Ｔｘ　　Ｔｓ）
をデータとして記憶し、このデータによって次回の運転
における起動後の定速運転の圧縮機回転数を補正するよ
うにした方法である。

なお付記すると、上記目的は、外気温度、室内温度、圧
縮機回転数、および分岐室温を変えて。

立上り性能を検討し、最小電力量となる前倒し時間、圧
縮機回転数９分岐室温を算出して、外気温度、室内温度
との関係式として制御装置にインプットし、さらに実運
転時のデータを記憶し、室の負荷に合わせて前記関係式
を修正して制御することにより達成される。

（作用〕 空気調和機が停止してから、タイマーにより停止時間を
積算し、同時に時刻経過に対する外気温度および室内温
度をセンサーで感知し、予め入力された、前倒し運転の
電力量を最小電力とする関係式から前倒し時間を算出し
、停止時間と前倒し時間との和が定刻となった時点で運
転を開始する。

さらに実運転データを記憶して前記関係式を修正する運
転アルゴリズムを有する制御装置により、室の負荷が異
なっても１、室内温度を定刻に最小電力量で目標温度に
することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第５図を参照し
て説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る空気調和機の運転制
御方法の運転アルゴリズムを示すフローチャート図、第
２図は、第１図に示す運転制御方法における時刻経過に
対する温度変化を示す線図、第３図および第４図は、前
倒し運転の電力量が最小電力となる関係式を導いた特性
図、第５図は。

本発明の一実施例に係る空気調和機の運転制御方法を実
現する制御装置の構成を示すブロック図である。

まず第２図の線図の表わす意味を説明する。

第２図は、横軸に時刻ｔの経過をとり、ｔｏは運転停止
時、ｔｌは前倒し運転の開始（起動）時刻、　ｔｓｅｔ
は指定時刻に係る定刻を示す。したがって、時刻ｔｏか
らｔｌまでの時間は停止時間τ０であり１時刻ｔｌから
ｔ　ｓｅｔ　までの時間は前倒し運転時間（以下単に前
倒し時間という）τ工である。縦軸は温度をとり、Ｔｉ
は室内温度、Ｔｏは外気温度の線であり、第２図では、
外気温度Ｔｏを一定としているａＴｓは、時刻ｔ１にお
ける室内温度、　Ｔｓｅｔは、定刻ｔ　ｓｅｔにおける
目標温度、Ｔ１は、定刻ｔ　ｓｅｔにおける実測室内温
度を示す。Ｔｍは、圧縮機を定速運転から全速運転に切
換えるべき分岐室温であり、起動時の室内温度Ｔｓから
分岐室温Ｔｅａに至る間の定速運転における圧縮機回転
数をＮｒｍとする。

次に、本実施例の空気調和機の前倒し運転制御方法を第
１図のフローチャート、第２図の温度線図、および第３
，４図の特性図を参照して説明する。

まず最初に、空気調和機の使用者が、指定時刻ｔｓｅｔ
、目標温度Ｔｓｅｔを後述する入力部に入力する（ステ
ップ■）。

空気調和機は時刻ｔｏで停止してからタイマーにより停
止時間を積算すると同時に１時刻経過に対する外気温度
Ｔｏおよび室内温度Ｔ１をセンサーで測定しくステップ
■）、前倒し運転時間τ１゜圧縮機回転数Ｎｍ　、分岐
室温Ｔｍを、下記の（１）。

（２）、（３）式により算出する（ステップ■）ｔ　１
＝　ａ　（（Ｔｓｅｔ　　Ｔｏ）／　（１＋ｂ−Ｔｏ）
）−（１）（Ｎ＊／　Ｎ−ａｘ）＝　ｃ　＋　ｄ　−Ｔ
ｏ　　　　　　　−（２）ここで、ＮＩＩ　ａ　Ｘ　：
圧縮機最大回転数（Ｔｓｅｔ　　Ｔ−）／　ＣＴｓｅｔ
　　Ｔｓ）　＝　ｅ　　　　・・・（３）これら各式に
おいて、ａｌ　ｂｊ　ｃ、ｄｊ　８は、空気調和機の機
種によって定まる係数であり、ある室を想定して算出し
た負荷係数ともいうべきものである。

前記式（１）、（２）、（３）式は、前倒し運転の電力
量を最小電力とする関係式というべきものであり、関係
式の成り立ちを第３，４図により説明する。

第３図は、横軸に分岐温度Ｔ１をとっている。

ここに、分岐温度Ｔ、は、前倒し運転時に、起動後の初
期運転である圧縮機回転数Ｎ、の定速運転から、電流容
量の最大限で圧縮機が回転するフルパワー運転（全速運
転）に切換えるべき室内温度である。

縦軸には電力量Ｐをとり、外気温度Ｔｏを変えたときの
電力量Ｐを示している。

第３図をみれば、外気温度Ｔ。が変わると、それぞれ電
力量Ｐが最小となる黒丸印の点があり、その点に対応す
る分岐室温Ｔ１が、それぞれ矢印で示す位置に存在する
ことが明らかである。かつ。

このときの圧縮機回転数Ｎ１、前倒し運転時間τ工が最
適値となる。

なお、ここで分岐室温Ｔ、の最大点は目標温度Ｔｓｅｔ
を想定しており、前倒し運転時間の途中で、圧縮機回転
数Ｎ、の定速運転をフルパワー運転に切換えた方が省電
力となることを明らかにしている。

第４図は、第３図の結果を、横軸に示す外気温度Ｔｏの
変化に応じて表わしたもので、（１）。

（２）、（３）式の線図である。

（３）式は、分岐室温Ｔ、から指定温度Ｔｓｔａｃまで
の温度上昇と、起動時の室内温度Ｔｓから指定温度Ｔ　
ｓ　ｅ　ｔまでの温度上昇との比ｅが、外気温ＪｆＩＴ
ｏが変化しても変らないことを示している。

また、圧縮機回転数Ｎ、は、外気温度ＴＯの変化に対し
て（２）式のように一次式で近似できる。

さらに、前倒し運転時間で１は、外気温度Ｔ。

が低いほど長時間となることを示している。

空気調和機の起動は、第２図に示すように空気調和機の
停止時間ｔｏと、（１）式から求めた前倒し運転時間τ
ｌとの和を停止時刻ｔｏに加えた値が定刻ｔ　ｓｅｔに
なった時刻に始まり（ステップ■）、分岐室温Ｔ、まで
圧縮機回転数Ｎ、で定速運転し、分岐室温Ｔ、到到達後
走定刻　ｓｅｔの目標温度Ｔ　ｓ　ｅ　ｔまでフルパワ
ー運転を行う（ステップ■）。

そして、定刻ｔ３ｅｔ時の室内温度を実測しくステップ
■）、この実測室内温度Ｔ１を、第５図で後述するデー
タファイルに記憶しくステップ■）、次回の運転時に前
倒し運転時間τｌの式（１）の係数ａ、ｂを修正し、こ
のデータによって次回の運転における起動後の定速運転
の圧縮機回転数Ｎ、を補正し、室の負荷に合った前倒し
運転制御を行う。

このような前倒し運転制御方法を行う制御装置の−例を
第５図を参照して説明する。

第５図において、１は室内温度センサー、２は外気温度
センサーで、それぞれ室内温度測定回路３および外気温
度測定回路４を通して運転制御部５に、室内温度Ｔｉ　
、外気温度Ｔｏの検知温度が取込まれる。

６はタイマーであり、空気調和機の停止時刻、温度計測
の時刻、空気調和機の起動判定などに使用する。７は、
空気調和機の特性データや、実運転結果を記憶するデー
タファイルであり、例えばマイコンの記憶部に相当する
。

８は、空気調和機を運転する指定時刻すなわち定刻ｔ　
ｓｅｔや目標温度Ｔｓｅｔを入力する入力部であり、例
えばマイコンを働かせるための指令を入力するキーボー
ドなどである。

９は、運転制御の制御対象であり、空気調和機の圧縮機
などである。

運転制御部５には、第１図に示すような制御アルゴリズ
ムを備えたプログラムを入力することにより、定刻ｔ　
ｓｅｔに室内温度を目標温度Ｔ　ｓｅｔにするための各
演算、すなわち、（１）、（２）。

（３）式に示す前倒し運転時間τｌ、圧縮機回転数Ｎ、
　、および分岐室温Ｔ１等の演算が行われ。

制御対象９に対する制御指令が出力される。すなわち、
運転制御部５は、例えばマイコンの演算部。

出力部など演算制御装置に相当する。

本実施例によれば、空気調和機が停止してからタイマー
６により停止時間τ０を積算し、同時に室内温度Ｔ１お
よび外気温度Ｔｏを各温度センサー１，２で感知し、予
め入力された、前倒し運転の電力を最小電力とする関係
式（１）、（２）。

（３）式から前倒し運転時間τｌを算出し、停止時間τ
０と前倒し運転時間との和が定刻となった時点で運転を
開始し、圧縮機回転数Ｎ、の定速運転で分岐室温Ｔ、と
なるまで運転し以後定刻ｔｓｅｔまでフルパワー運転を
行う。

また、実運転データをデータファイルに記憶して前記関
係式を補正する運転アルゴリズムを有する制御装置とし
たので、室の負荷に応じて、室内温度を定刻に最小電力
量で目標温度にすることができる。したがって、家庭用
空気調和機等の制御に適用したときの省電力、快適性、
および使いやすさの面での効果は大である。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、家庭用空気調和機
のように、個々の室によって負荷の大きさが異なる条件
下で使用されても、室内の温度を指定時刻に最小電力量
で目標温度にすることの可能な空気調和機の前倒し運転
制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る空気調和機の運転制
御方法の運転アルゴリズムを示すフローチャート図、第
２図は、第１図に示す運転制御方法における時刻経過に
対する温度変化を示す線図、第３図および第４図は、前
倒し運転の電力量が最小電力となる関係式を導いた特性
図、第５図は、本発明の一実施例に係る空気調和機の運
転制御方法を実現する制御装置の構成を示すブロック図
である。 １・・・室内温度センサー、２・・・外気温度センサー
、５・・・運転制御部、６・・・タイマー、７・・・デ
ータファイル、８・・・入力部、９・・・制御対象。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　室内の温度を指定時刻（ｔｓｅｔ）に目標温度（
   Ｔｓｅｔ）にするように、指定時刻前の時刻に空気調和
   機を起動させる空気調和機の前倒し運転制御方法におい
   て、 外気温度（Ｔ＿ｏ）から前倒し運転時間（τ＿１）およ
   び起動後の定速運転の圧縮機回転数（Ｎｍ）を演算して
   設定し、 停止時間（τ＿０）と前倒し運転時間（τ＿１）との和
   が指定時刻となる前倒し運転時刻で空気調和機の運転を
   開始するものとし、 また、目標温度（Ｔｓｅｔ）と運転開始時の室内温度（
   Ｔ＿ｓ）との間に、圧縮機を定速運転から全速運転に切
   換えるべき分岐室温（Ｔ＿ｍ）を、目標温度（Ｔｓｅｔ
   ），外気温度（Ｔ＿ｏ），室内温度（Ｔ＿ｓ）の関係か
   ら演算して設定し、前記設定にもとづく実運転による、
   指定時刻（ｔｓｅｔ）における室内温度の上昇（ΔＴ＝
   Ｔ＿１−Ｔ＿ｓ）をデータとして記憶し、このデータに
   よつて次回の運転における起動後の定速運転の圧縮機回
   転数を補正することを特徴とする空気調和機の前倒し運
   転制御方法。