JP2004225948A - 空気調和装置および空気調和装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】室内制御部20は、室内ファンモータ17Mを介して室内ファンの回転数の自動制御を行う。これと並行して室外制御部19は、室内ファン17の回転数範囲毎に結露を防止するための圧縮機の運転周波数の上限が定められた運転周波数設定範囲内で運転周波数を設定する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機の運転制御方法に係り、特に室内を冷房する冷房運転の際に冷却された空気を室内へ供給する吹出口の結露防止技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
空気調和機の冷房運転時、室内の湿度が高い状態、または室内に供給する空気の温度が低すぎる状態では吹出口周辺に露が生じて室内に結露水が滴下したり、白い霧が発生する等の問題点があった。
【0003】
上記問題点を解決すべく、特許文献1には、コンプレッサの運転時に吐出温度、サクション温度、コイル温度に基づいて、目標吐出温度を補正し、室内ユニットの熱交換器の乾きに応じて電動膨張弁を制御することにより、熱交換器の乾きによる結露を防止する技術が開示されている。
【0004】
また、特許文献2には、送風装置の送風量、室温、外気温度および湿度を検出し、それぞれ対応する設定値と比較することにより、比較結果に基づいて圧縮機の最大運転周波数を規制することにより、冷風の吹き出しによる結露を抑制する技術が開示されている。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−292013号公報
【特許文献2】
特開2001−65952号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1記載の技術は、電動膨張弁を搭載した空気調和装置にしか適用できないという問題点があった。
【0007】
また特許文献2記載の技術は、湿度センサが必要になってしまい、センサ回路の故障時等には正しい制御が行えなくなってしまうおそれがあった。
【0008】
そこで、本発明の目的は、電動膨張弁を有していないキャピラリーチューブの冷媒回路や、湿度センサを有しない空気調和装置においても、結露を防止することが可能な空気調和装置および空気調和装置の制御方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、室内ファン、室内熱交換器および圧縮機を備えた空気調和装置は、前記室内ファンの回転数の自動制御を行う回転数制御部と、前記室内ファンの回転数範囲毎に結露を防止するための前記圧縮機の運転周波数の上限が定められた運転周波数設定範囲内で前記運転周波数を設定する運転周波数設定部と、を備えたことを特徴としている。
【0010】
上記構成によれば、回転数制御部は、室内ファンの回転数の自動制御を行う。
【0011】
これと並行して運転周波数設定部は、室内ファンの回転数範囲毎に結露を防止するための圧縮機の運転周波数の上限が定められた運転周波数設定範囲内で運転周波数を設定する。
【0012】
この場合において、前記運転周波数設定部は、運転開始から所定時間が経過するまでは、運転周波数の上限が無いものとして前記運転周波数を設定するようにしてもよい。
【0013】
また、前記運転周波数設定部は、前記室内ファンの回転数が所定の低域基準回転数以下である場合、所定時間経過後に低域基準回転数以下の回転数が属する前記室内ファンの回転数範囲に対応する運転周波数とするようにしてもよい。
【0014】
また、室内ファン、室内熱交換器および圧縮機を備えた空気調和装置の制御方法は、前記室内ファンの回転数の自動制御を行う回転数制御過程と、前記室内ファンの回転数範囲毎に結露を防止するための前記圧縮機の運転周波数の上限が定められた運転周波数設定範囲内で前記運転周波数を設定する運転周波数設定過程と、を備えたことを特徴としている。
【0015】
この場合において、前記運転周波数設定過程は、運転開始から所定時間が経過するまでは、運転周波数の上限が無いものとして前記運転周波数を設定するようにしてもよい。
【0016】
また、前記運転周波数設定過程は、前記室内ファンの回転数が所定の低域基準回転数以下である場合、所定時間経過後に低域基準回転数以下の回転数が属する前記室内ファンの回転数範囲に対応する運転周波数とするようにしてもよい。
【0017】
【発明の実施の形態】
次に本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
【0018】
図1は空気調和装置の冷媒回路図である。
【0019】
空気調和装置10は、大別すると、圧縮機11と、圧縮機モータ11Mと、四方弁12と、室外熱交換器13と、電動膨張弁14と、室内熱交換器15と、冷媒配管16と、室内ファン17と、室内ファンモータ17Mと、室外ファン18と、室外ファンモータ18Mと、室外制御部19と、室内制御部20と、リモートコントローラ送受光部21と、リモートコントローラ22と、を備えている。以下においては、表記の簡略化のため、リモートコントローラ送受光部21をリモコン送受光部21と、リモートコントローラ22をリモコン22と記載する。
【0020】
まず空気調和装置の概要動作を説明する。
【0021】
上記構成によれば、空気調和装置10の圧縮機11、四方弁12、室外熱交換器13、電動膨張弁14および室内熱交換器15は冷媒配管16により接続されて、いわゆる冷凍サイクルを構成している。
【0022】
そして、四方弁12により室外制御部19の制御下で冷房運転時(含むドライ運転および除霜運転時)と、暖房運転時とで、冷媒流路を切り換えることにより、室外熱交換器13および室内熱交換器15で熱交換を行って冷房あるいは暖房が行われる。
【0023】
このとき、室外制御部19の制御下で室外ファンモータ18Mにより駆動された室外ファン18が室外熱交換器13の熱交換を促すこととなる。
【0024】
一方、室内制御部20の制御下で室内ファンモータ17Mにより駆動された室内ファン17が室内熱交換器15の熱交換を促すこととなる。この場合において、室内ファン17の回転速度(風速に相当)の制御モードには、ユーザが手動で指示を行うマニュアル設定モードと、あらかじめ設定された条件(室内温度など)で室内制御部20が自動的に設定を行う自動設定モード(以下、風速自動モードという)と、がある。
【0025】
リモコン22は、制御光信号を送出し、リモコン送受光部21および室内制御部20を介して空気調和装置10を制御する。
【0026】
次に空気調和装置の室内機側の結露防止制御について説明する。
【0027】
図2は、風速自動モードにおける室内ファンの回転数と圧縮機の運転周波数との関係説明図である。なお、図2中において、実線で示す斜線は、室内ファンの回転数と圧縮機の運転周波数とを結露を防止すべく安全率を見込んで1対1に対応づけて制御する場合の制御特性を1次近似直線で表した場合を示している。
【0028】
本実施形態では、風速自動モードにおいて、室内ファン17の回転数の制御を行うに際し、室内ファン17の回転数範囲毎に当該回転数範囲では、室内機の吹出口の近辺に結露を起こさないような条件の下で圧縮機11の運転周波数の上限である最高運転周波数Fmaxを設定している。
【0029】
以下、具体的に説明する。
【0030】
室内ファン17の回転数Rは、風速自動モードにおいては、最高回転数RMAXを、当該室内ファン17の最高規格回転数FAN_H(制御状態ではこれより高い回転数では動作させない回転数)を基準として以下のように定めている。
【0031】
RMAX=FAN_AT_H(rpm)
また、最低回転数RMINを、当該室内ファン17の最低規格回転数FAN_AT_L(制御状態ではこれ未満の回転数では動作させない回転数)と等しく設定している。
【0032】
RMIN=FAN_AT_L
一方、圧縮機の最高運転周波数Fmaxは、以下に説明する室内ファン17の回転数Rの範囲毎に本実施形態では、低域基準回転数&FAN−Lおよび中域基準回転数&FAN−Mを用いて3段階に定められている。ここで、低域基準回転数&FAN−Lおよび中域基準回転数&FAN−Mは使用感などを考慮して適宜定められる。
【0033】
(a)回転数Rの範囲がR≦&FAN−Lの場合
(b)回転数Rの範囲が&FAN−L<R≦&FAN−Mの場合
(c)回転数Rの範囲が&FAN−M<Rの場合
具体的に各回転数Rの範囲毎に説明する。
(a)回転数Rの範囲がR≦&FAN−Lの場合
この場合において、室内ファン17の回転数が最低規格回転数FAN_AT_Lである場合の最高運転周波数をF_AT_Lとし、室内ファン17の回転数が最高回転数RMAX、すなわち、室内ファン17の回転数がFAN_AT_Hである場合の最低運転周波数をF_AT_Hとした場合に、最高運転周波数F_LIMIT_Lは、以下に示す(1)式により表される。
【0034】
F_LIMIT_L=[(&FAN−L−FAN_AT_L)/(FAN_AT_H−FAN_AT_L)]×(F_AT_H−F_AT_L)+F_AT_L+α …(1)
ここで、α>0であり、このαの値は、室内ファン17の回転数Rの範囲が
R≦&FAN−L
の場合に吹出口近辺で結露を起こさないような値を実験的に求めるものである。(b)回転数Rの範囲が&FAN−L<R≦&FAN−Mの場合
この場合において、室内ファン17の回転数が最低規格回転数FAN_AT_Lである場合の最高運転周波数をF_AT_Lとし、室内ファン17の回転数が最高回転数RMAX、すなわち、室内ファン17の回転数がFAN_AT_Hである場合の運転周波数をF_AT_Hとした場合に、最高運転周波数F_LIMIT_Mは、以下に示す(2)式により表される。
【0035】
F_LIMIT_M=[(&FAN−M−FAN_AT_L)/(FAN_AT_H−FAN_AT_L)]×(F_AT_H−F_AT_L)+F_AT_L+α …(2)
ここで、α>0であり、このαの値は、室内ファン17の回転数Rの範囲が
&FAN−L<R≦&FAN−M
の場合に吹出口近辺で結露を起こさないような値を実験的に求めるものである。
(c)回転数Rの範囲が&FAN−M<Rの場合
この場合において、室内ファン17の回転数が最高回転数RMAX、すなわち、室内ファン17の回転数がFAN_AT_Hである場合の最低運転周波数をF_AT_Hとした場合に、最高運転周波数F_LIMIT_Hは、以下に示す(3)式により表される。
【0036】
F_LIMIT_H=F_AT_H+β …(3)
ここで、|β|>0であり、このβの値は、室内ファン17の回転数Rの範囲が
&FAN−M<R≦FAN_AT_H
の場合に吹出口近辺で結露を起こさないような値を実験的に求めるものである。βの値が負である場合も含む理由は、室内ファン17の回転数に上限があるような場合を考慮したためである。
【0037】
これらの結果、図2に示すように、室内ファン17の回転数Rが、
R≦FAN_AT_H
の範囲内で、回転数Rの値範囲に応じて最高運転周波数が、
F_LIMIT_L→F_LIMIT_M→F_LIMIT_H
と順次切り替わる。
【0038】
したがって、室内ファン17の回転数Rにより圧縮機11の運転周波数が制限されすぎることがなく、動作状態設定の自由度が増し、ユーザのニーズに沿った快適な運転を行えることとなる。
【0039】
以上の説明は、単に室内ファン17の回転数Rにより圧縮機の運転周波数との関係について説明したが、実際には、運転開始からの経過時間なども考慮して制御を行わせる必要がある。
【0040】
以下、実際の制御処理について説明する。
【0041】
図3は、実施形態の風速自動モードの冷房時における処理フローチャートである。
【0042】
まずユーザの風速自動モードの冷房運転開始指示操作により、リモコン22が操作されると、リモコン22は、制御光信号をリモコン送受光部21に対して送出する。
【0043】
これによりリモコン送受光部21は、受光した制御光信号に対応する運転開始を指示するための制御データを室内制御部20に出力する。
【0044】
これにより室内制御部20は、運転開始の旨を室外制御部19に通知し、最高運転周波数Fmax=MAX(許容最高運転周波数)として、室外制御部19に圧縮機モータ11Mを駆動させて圧縮機11を運転する(ステップS1)。
【0045】
このとき、室内制御部20は、図示しない室内温度センサにより被空気調和室内の温度を測定したりすることにより、室内ファン17の回転数Rを自動制御している。
【0046】
そして、室内制御部20は、室内ファン17の回転数Rが低域基準回転数&FAN−Lより大きいか否かを判別する(ステップS2)。
【0047】
ステップS2の判別において、室内ファン17の回転数Rが低域基準回転数&FAN−Lより大きい場合には(ステップS2;Yes)、室内制御部20は、運転開始から既に1時間が経過したか否かを判別する(ステップS3)。ここで、運転開始から既に1時間が経過したか否かを判別する理由は、最大運転周波数Fmax=MAXの状態で1時間も経過すれば、適正に設置された空気調和装置10であれば、被空気調和室内は既に十分な温度に低下しているはずだからである。
【0048】
ステップS3の判別において、未だ運転開始から1時間が経過していない場合には(ステップS3;No)、処理を再びステップS2に移行して、実質的に待機状態となる。
【0049】
ステップS3の判別において、運転開始から既に1時間が経過している場合には(ステップS3;Yes)、室内制御部20は、室内ファン17の回転数Rが中域基準回転数&FAN−Mより大きいか否かを判別する(ステップS4)。
【0050】
ステップS4の判別において、室内ファン17の回転数Rが中域基準回転数&FAN−Mより大きい場合には(ステップS4;Yes)、室内制御部20は、最高運転周波数Fmax=F_LIMIT_Hとして、室外制御部19に圧縮機モータ11Mを駆動させて圧縮機11の運転を継続する(ステップS5)。そして処理をステップS9に移行させる。
【0051】
ステップS4の判別において、室内ファン17の回転数Rが中域基準回転数&FAN−M以下である場合には(ステップS4;No)、室内制御部20は、最高運転周波数Fmax=F_LIMIT_Mとして、室外制御部19に圧縮機モータ11Mを駆動させて圧縮機11の運転を継続する(ステップS6)。そして処理をステップS9に移行させる。
【0052】
一方、ステップS2の判別において、室内ファン17の回転数Rが低域基準回転数&FAN−L以下である場合には(ステップS2;No)、室内制御部20は、室内ファン17の回転数Rが低域基準回転数&FAN−Lになってから既に5分が経過したか否かを判別する(ステップS7)。ここで、室内ファン17の回転数Rが低域基準回転数&FAN−Lになってから既に5分が経過したか否かを判別する理由は、室内ファン17の回転数Rが低域基準回転数&FAN−Lの状態で5分以上経過すると、圧縮機11の運転周波数を下げないと室内機の吹出口付近に結露が生じるおそれがあるからである。
【0053】
ステップS5の判別において、未だ室内ファン17の回転数Rが低域基準回転数&FAN−Lの状態となってから5分が経過していない場合には(ステップS5;No)、処理を再びステップS2に移行して、実質的に待機状態となる。
【0054】
ステップS5の判別において、室内ファン17の回転数Rが低域基準回転数&FAN−Lになってから既に5分が経過した場合には、室内制御部20は、最高運転周波数Fmax=F_LIMIT_Lとして、室外制御部19に圧縮機モータ11Mを駆動させて圧縮機11の運転を継続する(ステップS6)。そして処理をステップS9に移行させる。
【0055】
次に室内制御部20は、リモコン22およびリモコン送受光部21を介して、ユーザが風速自動モード解除の指示操作を行ったか否かを判別する(ステップS9)。
【0056】
ステップS9の判別において、いまだユーザが風速自動モード解除の指示操作を行っていない場合には(ステップS9;No)、処理をステップS2に再び移行し、風速自動モードにおける圧縮機の運転周波数制御を継続する。
【0057】
ステップS9の判別において、ユーザが風速自動モード解除の指示操作を行った場合には(ステップS9;Yes)、処理を再びステップS1に移行してリモコン22の操作に応じた処理を継続することとなる。
【0058】
以上の説明のように、本実施形態によれば、室内ファンの回転数に応じて、圧縮機の最高運転周波数の制限(運転周波数の上限)を設けているにも拘わらず、圧縮機の運転周波数が必要以上に室内ファンの回転数による制限を受けることはない。
【0059】
【発明の効果】
本発明によれば、回転数制御部の室内ファンの回転数の自動制御と並行して運転周波数設定部は、室内ファンの回転数範囲毎に結露を防止するための圧縮機の運転周波数の上限が定められた運転周波数設定範囲内で運転周波数を設定するので、室内ファンの回転数に応じて、圧縮機の運転周波数の上限を設けているにも拘わらず、圧縮機の運転周波数が必要以上に室内ファンの回転数による制限を受けることはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】空気調和装置の冷媒回路図である。
【図2】風速自動モードにおける室内ファンの回転数と圧縮機の運転周波数との関係説明図である。
【図3】実施形態の風速自動モードの冷房時における処理フローチャートである。
【符号の説明】
10 空気調和装置
11 圧縮機
11M 圧縮機モータ
12 四方弁
13 室外熱交換器
14 電動膨張弁
15 室内熱交換器
16 冷媒配管
17 室内ファン
17M 室内ファンモータ
18 室外ファン
18M 室外ファンモータ
19 室外制御部(運転周波数設定部)
20 室内制御部(回転数制御部)
21 リモートコントローラ送受光部
22 リモートコントローラ
Claims (6)
- 室内ファン、室内熱交換器および圧縮機を備えた空気調和装置において、
前記室内ファンの回転数の自動制御を行う回転数制御部と、
前記室内ファンの回転数範囲毎に結露を防止するための前記圧縮機の運転周波数の上限が定められた運転周波数設定範囲内で前記運転周波数を設定する運転周波数設定部と、
を備えたことを特徴とする空気調和装置。 - 請求項1記載の空気調和装置において、
前記運転周波数設定部は、運転開始から所定時間が経過するまでは、運転周波数の上限が無いものとして前記運転周波数を設定することを特徴とする空気調和装置。 - 請求項1または請求項2記載の空気調和装置において、
前記運転周波数設定部は、前記室内ファンの回転数が所定の低域基準回転数以下である場合、所定時間経過後に低域基準回転数以下の回転数が属する前記室内ファンの回転数範囲に対応する運転周波数とすることを特徴とする空気調和装置。 - 室内ファン、室内熱交換器および圧縮機を備えた空気調和装置の制御方法において、
前記室内ファンの回転数の自動制御を行う回転数制御過程と、
前記室内ファンの回転数範囲毎に結露を防止するための前記圧縮機の運転周波数の上限が定められた運転周波数設定範囲内で前記運転周波数を設定する運転周波数設定過程と、
を備えたことを特徴とする空気調和装置の制御方法。 - 請求項4記載の空気調和装置の制御方法において、
前記運転周波数設定過程は、運転開始から所定時間が経過するまでは、運転周波数の上限が無いものとして前記運転周波数を設定することを特徴とする空気調和装置の制御方法。 - 請求項4または請求項5記載の空気調和装置の制御方法において、
前記運転周波数設定過程は、前記室内ファンの回転数が所定の低域基準回転数以下である場合、所定時間経過後に低域基準回転数以下の回転数が属する前記室内ファンの回転数範囲に対応する運転周波数とすることを特徴とする空気調和装置の制御方法。
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