JPS6360298B2

JPS6360298B2 -

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Publication number: JPS6360298B2
Application number: JP58181319A
Authority: JP
Priority date: 1983-09-28
Filing date: 1983-09-28
Publication date: 1988-11-24
Also published as: JPS6071840A

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
和装置において、実際室温を室温目標値に収束さ
せるように上記回転数可変型圧縮機を回転数制御
するようにした空気調和装置の運転制御装置の改
良に関するものである。

（従来技術）従来より、この種の空気調和装置の運転制御装
置として、例えば特開昭57−67735号公報に開示
されたものが知られている。このものは、第９図
に示すように、室温目標値との偏差が0.5℃に増
す毎に区分した高温側ゾーンＡ〜Ｃおよび低温側
ゾーンＤ〜Ｆを各々設定するとともに、実際室温
が室温目標値に漸次収束するよう該各ゾーンＡ〜
Ｆに対して回転数可変型圧縮機への周波数設定信
号（例えば「75Hz」、「65Hz」……「35Hz」、「０
Hz」）をそれぞれ対応させ、例えば冷房運転時に
は、実際室温が当初属するゾーン（例えばＡ）か
ら順次設定値近傍のゾーンＣに移行する毎に周波
数設定信号を各ゾーンに対応する周波数として圧
縮機の回転数を１ステツプづつ漸次低下させるこ
とにより、実際室温を室温目標値に収束させるよ
うになされている。

ところで、冷房又は暖房運転を行うべく運転ス
イツチをON操作した初回起動の後は、急速冷房
（プルダウン）又は急速暖房（ウオーミングアツ
プ）運転を行つて実際室温を短時間で室温目標値
にまで到達させることが空調の快適性の面でより
好ましいものである。

しかるに、上記従来のものでは、初回起動によ
り圧縮機が実際室温と室温目標値との温度偏差に
対応した所定回転数に回転駆動されたのちは、実
際室温が室温目標値に近づくにしたがつてその回
転数が順次１ステツプづつ低下するものであるた
め、室温目標値への移行に必要以上の時間を要し
て応答性が悪いという欠点があつた。

（発明の目的）本発明の目的は、初回起動後、実際室温が室温
目標値に達するまでの間は、実際室温と室温目標
値との温度偏差に拘わらず回転数可変型圧縮機を
常に所定の高回転数を保持して回転駆動すること
により、実際室温が室温目標値に達するまでの時
間（プルダウン時間又はウオーミングアツプ時
間）を可及的に短縮して、その応答性の向上を図
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１１と、室温目標値（Tv）を設定する室
温設定手段１７と、初回起動時を検出する初回起
動時検出手段２０と、該初回起動時検出手段２０
により初回起動時が検出されたとき上記室温検出
手段１１の実際室温信号および室温設定手段１７
の設定値信号に基づき実際室温（Ts）と室温目
標（Tv）との温度偏差（△Ｔ）を演算する演算
手段２１と、該演算手段２１の温度偏差（△Ｔ）
を所定値（T₁）と比較し、該所定値（T₁）以上
のときには最大周波数に対応する周波数設定信号
を、所定値（T₁）より小さいときには中間周波
数に対応する周波数設定信号をそれぞれ発生する
周波数設定信号発生手段２２と、該周波数設定信
号発生手段２２の最大周波数設定信号又は中間周
波数設定信号に基づき上記回転数可変型圧縮機３
をそれぞれ最大回転数又は中間回転数に回転駆動
する周波数変換装置１６と、該周波数変換装置１
６による回転数可変型圧縮機３の回転駆動状態を
上記演算手段２１の温度偏差（△Ｔ）が零になる
までのあいだ保持する保持手段２３とを備えて、
初回起動後、実際室温が初めて室温目標値に達す
るまでの間は、回転数可変型圧縮機を最大回転数
又は中間回転数を保持して回転駆動するようにし
たものである。

（発明の効果）したがつて、本発明によれば、初回起動後、実
際室温が室温目標値に達するまでのあいだは最大
回転数又は中間回転数を保持して圧縮機が回転駆
動されることにより、実際室温が室温目標値に達
するまでの時間（プルダウン時間又はウオーミン
グアツプ時間）を可及的に短縮することができる
ので、その応答性を向上させることができ、よつ
て、より一層の快適冷暖房を可能にするものであ
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
であつて、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８、冷暖房用膨張機構４
ａ，４ｂおよび室外熱交換器５を備え、室内機２
はその内部に室内熱交換器６を備えている。な
お、電磁弁SVは、前記圧縮機３の回転数が所定
値以上のとき開き、所定値より低いとき閉じるも
のである。そして、該各機器３〜６はそれぞれ冷
媒配管７……により連結されて閉回路が形成され
ており、冷房運転時には四路切換弁８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
せることにより、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
８を図中破線の如く切換えて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機３は制御装置
１０により回転数制御されるものである。該御装
置１０は第３図の如く内部構成されており、同図
において、１１は室内温度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センサ、
１２は該室温センサ１１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、１３は
室温目標値を設定するための操作スイツチ、１４
は該操作スイツチ１３により設定した設定値
（Tv）（室温目標値）を点灯する複数個の発光ダ
イオード１４ａ……から成る設定値表示器、１５
は上記Ａ／Ｄ変換器１２からのデジタル変換され
た実際室温信号および操作スイツチ１３からの操
作信号を受け、上記設定値表示器１４に設定値
（Tv）を点灯表示するとともに、第８図イおよび
ロのフローチヤートに基づいた周波数設定信号を
発生するマイクロコピユータ、１６は該マイクロ
コンピユータ１５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を回転駆動するイン
バータである。よつて、室温センサ１１により室
温検出手段が、また操作スイツチ１３および設定
値表示器１４により室温設定手段１７が、さらに
インバータ１６により周波数変換装置がそれぞれ
構成されている。

また、上記マイクロコンピユータ１５の内部に
は、第４図に示すように実際室温（Ts）と設定
値（Tv）との偏差△Ｔ（＝Ts−Tv）に対応する
高温側領域（Z₁）、（Z₂）、（Z₃）、安定領域（Z₄）
および低温側領域（Z₅）、（Z₆）、（Z₇）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、75Hz）に区
分したステツプＮ（Ｎ＝１〜７）が予め入力記憶
されている。

次に、上記マイクロコンピユータ１５の作動を
冷房運転時の場合について説明する。該マイクロ
コンピユータ１５は初回起動時における圧縮機３
の回転数を所定値に設定する第１機能を有すると
ともに、第６図に示す如く、実際室温（Ts）が
冷房運転により破線矢印の如く下降し、図中符号
の如く設定値（Tv）に達して偏差（△Ｔ）が
領域（Z₅）に移行した時にはステツプＮを１段下
げるとともに、さらに下降して実際室温（Ts）
が図中符号の如くTv−0.5℃に達して偏差（△
Ｔ）が領域（Z₅）から（Z₆）に移行した時にはス
テツプＮを２段下げ、また実際室温（Ts）が図
中符号の如くTv−1.0℃に達して領域（Z₆）か
ら（Z₇）に移行した時にはステツプＮを最小値の
「１」に設定し、一方、実際室温（Ts）が実線矢
印の如く上昇し、図中符号の如くTv＋0.5℃に
達して偏差（△Ｔ）が領域（Z₄）から領域（Z₃）
に移行した時にはステツプＮを１段上げるととも
に、さらに上昇して図中符号の如くTv＋1.0℃
に達して領域（Z₂）に移行した時にはステツプＮ
を２段上げ、また実際室温（Ts）が図中符号
の如くTv＋1.5℃に達して領域（Z₁）に移行した
時にはステツプＮを最大値の「７」にセツトする
よう作動する第２機能と、上記各ステツプ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、時間計測の開始時と完了時とで
温度偏差（△Ｔ）の属する温度領域が同じで安定
領域（Z₄）にある場合はステツプＮを変化させず
そのまま維持し、高温側領域（Z₁）〜（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段上げ、低温側領域（Z₅）〜（Z₇）に
ある場合には１段下げるよう作動する第３機能
と、上記タイマの時間計測途中では第７図に示す
如く前回におけるステツプＮの変化処理（図中符
号参照）により実際室温が変化して再び前回処
理と同一のステツプ処理を行なう状況になつた場
合（図中符号参照）にも、このステツプ処理を
行わない第４機能とを併用するもので、これらの
作動は具体的には第８図イおよびロの運転開始フ
ローおよび周波数判別フローに基づいて行われる
（第８図イおよびロ中S₁〜S₃₄はステツプ番号を示
す）。

すなわち、第８図イの運転開始フローにおい
て、先ずS₁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において室温センサ１１の実際室
温信号と操作スイツチ１３の操作信号に応じた設
定値（Tv）とに基づいて温度偏差（△Ｔ）を算
出したのち、これを所定の温度値（T₁）（例えば
1.5℃）と大小比較する。そして、温度値（T₁）
以上（Ts−Tv≧T₁）のYESの場合には急速冷房
運転が必要であると判断してS₃においてステツプ
Ｎを最大値の「７」に初期設定してインバータ１
６に最大周波数の周波数設定信号を出力したの
ち、S₄において初回起動終了フラグＦを「１」に
セツトしてリターンする。一方、S₂において温度
偏差（△Ｔ）が所定温度値（T₁）より小さいNO
の場合にはさらにS₅において温度偏差（△Ｔ）が
「０」より小さいか否かを判定し、「０」以上の
NOの場合には冷房運転を必要とするが、熱負荷
が少なくて急速冷房運転は必要でない状況である
と判断してS₆においてステツプＮを中間値の例え
ば「４」に初期設定してインバータ１６に中間周
波数（例えば50Hz）の周波数設定信号を出力し、
且つS₇においてタイマをセツトして所定時間
（ｔ）の計測を開始たのち、S₄で初回起動終了フ
ラググＦを「１」にセツトしてリターンする。ま
た、S₅において温度偏差（△Ｔ）が「０」より小
さいYESの場合には冷房運転を要しないと判断
してS₈においてステツプＮを最小値の「１」に、
つまり圧縮機３の停止状態を維持してS₁に戻る。

一方、S₁において初回起動終了フラグＦが
「１」であるYESの場合つまり冷房運転起動が終
了した後は、S₉において温度偏差（△Ｔ）が
「０」か否かつまり実際室温（Ts）が冷房運転に
より設定値（Tv）に達したか否かを判定し、
NOの場合にはさらにS₁₀において上記タイマ時
間（ｔ）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
度低下が緩やかであると判断してS₁₁においてス
テツプＮを最大値の「７」に上げたのちリターン
する一方、計測が未だ完了しないNOの場合には
ステツプＮをそのまま保持して直ちにリターンす
る。また、S₉において実際室温（Ts）が設定値
（Tv）に達したYESの場合には、S₁₂においてス
テツプＮを２段下げたのちリターンする。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（Ts）に応じたステツプＮの増減制御を開
始する。

そして、S₁₃において現在の温度偏差（△Ｔ）
が第４図の温度領域（Z₁）〜（Z₇）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（Z₁）〜（Z₃）にあるか否
かを判定し、高温側領域（Z₁）〜（Z₃）にある
YESの場合には、さらにS₁₄においてタイマ時間
（ｔ）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S₁₅におい
て現在の温度偏差（△Ｔ）の属する温度領域
（Zi）を前回処理で求めた温度偏差（△T′）の属
する温度領域（Zi′）と比較して現在の温度偏差
（△Ｔ）が初めて温度領域（Z₄）から領域（Z₃）
に移行したか否かを判定し、移行したYESの場
合にはS₁₆においてステツプＮを１段上げたのち、
S₁₇でタイマをセツトしてタイマ時間（ｔ）の計
測を開始してリターンする。一方、S₁₅において
領域（Z₃）に移行しないNOの場合には、さらに
S₁₈において現在の温度偏差（△Ｔ）が初めて領
域（Z₃）から領域（Z₂）に移行したか否かを判定
し、領域（Z₂）に移行したYESの場合にはS₁₉に
おいてステツプＮを２段上げたのちS₁₇でタイマ
をセツトしてリターンする。また、S₁₈で領域
（Z₂）に移行しないNOの場合にはさらにS₂₀にお
いて現在の温度偏差（△Ｔ）が初めて領域（Z₂）
から領域（Z₁）移行したか否かを判定し、移行し
たYESの場合にはステツプＮを最大値の「７」
にセツトしたのちS₁₇においてタイマをセツトし
てリターンする一方、移行しないNOの場合には
直ちにリターンする。

一方、S₁₄においてタイマ時間（ｔ）の計測が
完了したYESの場合にはS₂₂においてステツプＮ
を１段上げ、且つS₂₃においてタイマをセツトし
てタイマ時間（ｔ）の計測を開始したのち、リタ
ーンする。

また、S₁₃において現在の温度偏差（△Ｔ）が
高温側領域（Z₁）〜（Z₃）にないNOの場合に
は、S₂₄において現在の温度偏差（△Ｔ）が安定
領域（Z₄）にあるか否かを判定し、安定領域
（Z₄）にあるYESの場合にはステツプ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（Z₄）にないNOの場合には現在の温度偏差
（△Ｔ）が低温側領域（Z₅）〜（Z₇）にあると判
断してS₂₅に進む。

続いて、S₂₅においてタイマ時間（ｔ）のの計
測が完了したか否かを判定し、計測を完了しない
NOの場合にはさらにS₂₆において温度偏差（△
Ｔ）が初めて領域（Z₄）から領域（Z⁵）に移行し
たか否かを判定し、移行したYESの場合にはS₂₇
においてステツプＮを１段下げたのち、S₂₈にお
いてタイマをセツトし、タイマ時間（ｔ）の計測
を開始してリターンする。一方、S₂₆において領
域（Z₅）に移行しないNOの場合にはS₂₉におい
て現在の温度偏差（△Ｔ）が初めて領域（Z₅）か
ら領域（Z₆）に移行したか否かを判定し、移行し
たYESの場合にはS₃₀においてステツプＮを２段
下げたのち、S₂₈においてタイマをセツトしてリ
ターンする。また、S₂₉において領域（Z₆）に移
行しないNOの場合には、さらにS₃₁において現
在の温度偏差（△Ｔ）が初めて領域（Z₆）から領
域（Z₇）に移行したか否かを判定し、移行した
YESの場合にはS₃₂においてステツプＮを最小値
の「２」にセツトしたのち、S₂₈においてタイマ
をセツトしてリターンする一方、領域（Z₇）に移
行しないNOの場合には直ちにリターンする。

さらに、上記S₂₅においてタイマ時間（ｔ）の
計測が完了したYESの場合にはS₃₃においてステ
ツプＮを１段下げ、且つS₃₄においてタイマをセ
ツトしたのちリターンする。

よつて、第８図イの運転開始フローのS₁におい
て初回起動終了フラグＦが「１」であるか否かの
判定を行うことにより、初回起動時を検出するよ
うにした初回起動検出手段２０を構成していると
ともに、該初回起動時検出手段２０により初回起
動時が検出されたとき、つまりS₁における判定が
NOの場合にはS₂前段において温度偏差（△Ｔ）
（＝Ts−Tv）を算出することにより、初回起動
時に実際室温（Ts）と室温目標値（Tv）との温
度偏差（△Ｔ）を演算するようにした演算手段２
１を構成している。また、S₂後段における温度偏
差（△Ｔ）と所定値（T₁）との大小比較並びS₃
におけるステツプＮの最大値への設定およびS₆に
おけるステツプＮの中間値への設定により、温度
偏差（△Ｔ）を所定値（T₁）と比較、該所定値
（T₁）以上のときには最大周波数設定信号を、所
定値（T₁）より小さいとき（ただし△Ｔ≧０）
には中間周波数設定信号をそれぞれ発生するよう
にした周波数設定信号発生手段２２を構成してい
る。さらに、S₉における判定がNOの場合つまり
温度偏差（△Ｔ）が零でない場合には、S₁₀にお
いてタイマ時間（ｔ）の計測が完了していないこ
とを確認した上で直ちにリターンすることによ
り、初回起動終了フラグＦが「１」にセツトされ
たのちは、つまり圧縮機３が最大回転数又は中間
回転数で回転駆動された初回起動後の運転時（S₁
における判定がYESの場合）には、インバータ
１６による圧縮機３の回転駆動状態を温度偏差
（△Ｔ）が零になるまでのあいだ保持するように
した保持手段２３を構成している。

したがつて、上記実施例においては、初回起動
時、温度偏差（△Ｔ）が所定値（T₁）以上のと
きにはステツプＮが最大値の「７」にセツトされ
る一方、所定値（T₁）より小さい（ただし温度
偏差△Ｔ≧０）ときにはステツプＮが中間値の
「４」に設定される（後者の場合にはタイマ時間
（ｔ）の計測も開始される）ことにより、圧縮機
３は最大回転数又は中間回転数でもつて回転駆動
されて冷房運動の初回起動が行われることにな
る。そして、その後、この冷房運転により温度偏
差（△Ｔ）が零になるまでのあいだ、換言すれば
実際室温（Ts）が初めて設定値（Tv）に達する
までのあいだ（ただし、圧縮機３が中間回転数で
もつて初回起動された冷房運転時には上記期間中
であつて且つタイマ時間（ｔ）の計測が完了する
までのあいだ）５は上記圧縮機３の回転駆動状態
がそのまま保持される（S₉→S₁₀→RETURN）
ので、実際室温（Ts）が初めて室温設定値
（Tv）に達するまでの時間は、従来の如き圧縮機
の回転数が１ステツプづつ低下してゆくものに比
べ可及的に短縮されて、その応答性の向上を図る
ことができる。尚、圧縮機３が中間回転数でもつ
て初回起動された冷房運転時において、実際室温
Ts）が初めて室温目標値（Tv）に達するまでの
間にタイマ時間（ｔ）の計測が完了したときに
は、圧縮機３の中間回転数での運転状態では冷房
能力が若干不足しているとの判断によりステツプ
Ｎが補助的に一段上がつて（S₁₁）、圧縮機３の回
転数が最大即ちステツプＮが「７」に上昇するこ
とにより、冷房能力を増大させるよう保護対策が
施されている。

尚、上記実施例ではヒートポンプ式冷暖房装置
の冷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、その暖房運転あるいは暖房又は
冷房専用装置に対しても同様に適用することがで
きるのは勿論である。

また、本発明は上記実施例の如くヒートポンプ
式空気調和装置に限定されるものでなく、その他
種々の形式の空気調和装置に対しても同様に適用
することができるのはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロツク図、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す
ブロツク図、第４図および第５図はそれぞれマイ
クロコンピユータの記憶内容を示す図、第６図お
よび第７図はそれぞれマイクロコンピユータの作
動説明図、第８図イおよびロはマイクロコンピユ
ータの作動を説明するフローチヤート図、第９図
は従来例を示すゾーンと周波数設定信号との対応
を示す図である。３……回転数可変型圧縮機、１１……室温セン
サ（室温検出手段）、１６……インバータ（周波
数変換装置）、１７……室温設定手段、２０……
初回起動時検出手段、２１……演算手段、２２…
…周波数設定信号発生手段、２３……保持手段。

Claims

【特許請求の範囲】

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１１
と、室温目標値（Tv）を設定する室温設定手段
１７と、初回起動時を検出する初回起動時検出手
段２０と、該初回起動時検出手段２０により初回
起動時が検出されたとき上記室温検出手段１１の
実際室温信号および室温設定手段１７の設定値信
号に基づき実際室温（Ts）と室温目標値（Tv）
との温度偏差（△Ｔ）を演算する演算手段２１
と、該演算手段２１の温度偏差（△Ｔ）を所定値
（T₁）と比較し、該所定値（T₁）以上のときには
最大周波数に対応する周波数設定信号を、所定値
（T₁）より小さいときには中間周波数に対応する
周波数設定信号をそれぞれ発生する周波数設定信
号発生手段２２と、該周波数設定信号発生手段２
２の最大周波数設定信号又は中間周波数設定信号
に基づき上記回転数可変型圧縮機３をそれぞれ最
大回転数又は中間回転数に回転駆動する周波数変
換装置１６と、該周波数変換装置１６による回転
数可変型圧縮機３の回転駆動状態を上記演算手段
２１の温度偏差（△Ｔ）が零になるまでのあいだ
保持する保持手段２３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。