JP2004233046A - 空気調和機のパワー除湿運転方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明による空気調和機のパワー除湿運転方法は、空気調和機による室内除湿運転の際、設定湿度と室内湿度との湿度差に基づき、圧縮機の駆動アルゴリズムによって圧縮機の周波数を決めるステップと、設定温度と室内温度との温度差に基づき、室外ファンの駆動アルゴリズムを通じて室外ファンの回転数を調節するステップとからなることを特徴とする。
【選択図】 図2
Description
図1は、従来の空気調和機1を概略的に示す構造図である。
同図に示すように、従来の除湿機能付き空気調和機1は、冷媒が圧縮される圧縮部10と、冷媒と室外空気との熱交換が行われるように熱交換器21とファン22が具備されている室外熱交換部20と、第1の熱交換器31と、第2の熱交換器32と、第1の熱交換器31と第2の熱交換器32との間に位置する室内膨張部33、34が具備されている室内熱交換部30と、室外熱交換部20と室内交換部30との間に位置する膨張部40と、からなっている。
ここで、四方弁12は、圧縮機11の吸い込み及び吐き出し配管を切り換えることで室内を冷却しようとする場合は、室内熱交換部30を蒸発器として動作させ、室内を暖房しようとする場合は、室内熱交換部30を凝縮器として動作させる。
勿論、これに対応して室外熱交換部20は、それぞれ凝縮器、蒸発器として動作する。
なお、除湿機の用途としての使用という場合が本説明の主な対象であるため、以下では、室外熱交換部20は凝縮器として、室内熱交換部30は蒸発器として動作すると仮定する。
膨張部40は、室外熱交換部20から出力される中温高圧の液体冷媒を低温低圧の液体冷媒に変換する手段であって、毛細管41からなっており、これと並列に第1の弁42を設け、第1の弁42により冷媒の毛細管41の通過可否が決まる仕組みとなっている。このように、毛細管41の通過可否を制御することは、除湿機として使用する場合、膨張部40で膨張プロセスが行われてはいけないため、この場合は、第1の弁42を開状態にして冷媒が第1の弁42を通るようにして膨張プロセスが行われないようにする。
このような膨張プロセスにより、中温高圧の液体冷媒は、低温低圧の液体冷媒に変換され、第2の熱交換器32で周りの熱を吸収し蒸発することにより低温低圧の気体冷媒に変換された後、再び圧縮部10に流れ込まれる。
なお、除湿機ではない冷房機器として動作するとすれば、膨張部40で膨張プロセスが行われ、第1の熱交換器31も第2の熱交換器32と同様に蒸発器として動作するようになる。勿論、この際は、室内膨張部の第2の弁34を開状態にし、室内膨張器33が動作しないようにする必要がある。
第2の熱交換器32では、冷媒の蒸発により温度が落ちることで周りの水分が結露し、このようにして結露した水分を外部に排水することにより除湿が行われる。勿論、このプロセスで室内の温度も落ち、これを抑えるために第1の熱交換器31を凝縮器として動作するようにし、温度のバランスがとれるようにしている。
しかし、このような従来の技術による空気調和機1は、設定湿度と室内湿度との湿度差と室外の負荷に関係することなく除湿運転を実行するので、室外機の室外ファンと圧縮機の運転が最適化できないのみならず、空気調和機を駆動するに際して設定された湿度まで達するに必要とされる時間が非常に長すぎるという大きな問題点がある。
空気調和機による室内の除湿運転において、
(a)空気調和機に取り付けられた室内湿度の検知センサにより室内の湿度を検知し、前記室内湿度と設定湿度(リモコン等のコントローラにより設定される湿度)とを比較して該室内湿度と設定湿度との湿度差を求めるステップと、
(b)前記(a)ステップで求められた室内湿度と設定湿度との湿度差に基づき、圧縮機の駆動アルゴリズムによって圧縮機の周波数を設定する圧縮機の周波数設定ステップと、
(c)空気調和機に取り付けられた室内温度の検知センサにより室内温度を検知し、前記室内温度と設定温度(リモコンなどのコントローラにより設定された温度)とを比較して該室内温度と設定温度との温度差を求めるステップと、
(d)前記(c)ステップで求められた室内温度と設定温度との温度差に基づき、室外ファンの駆動アルゴリズムによって室外ファンの回転速度を設定する室外ファンの速度設定ステップと、
(e)前記(b)乃至(d)ステップでそれぞれ回転速度及び周波数が設定された室外ファンと圧縮機を駆動し、ユーザが快適な室内環境を感じられるように快適領域の状態の室内除湿と室内定温を継続して保持できるようにする室外ファン及び圧縮機の駆動ステップと、からなることを特徴とする。
また、前記快適領域の状態の室内除湿と室内定温を継続して保持できるように、室内の湿度が快適範囲にあるか否か及び室内が定温を保持しているか否かを継続して判断し、これを満たすまで前記(a)乃至(e)ステップを繰り返して行うフィードバック制御ステップを更に含むことを特徴とする。
また、設定湿度まで到る時間を最小化することができるという効果を奏する。
図2は、本発明に係る空気調和機のパワー除湿運転方法を示すフローチャートである。
本発明に係る空気調和機のパワー除湿運転方法は、空気調和機による室内の除湿作用の際に、
(a)空気調和機に取り付けられた室内湿度の検知センサにより室内の湿度を検知し、前記室内湿度と設定湿度(リモコン等のコントローラにより設定される湿度)とを比較して該室内湿度と設定湿度との湿度差を求めるステップと、
(b)前記(a)ステップで求められた室内湿度と設定湿度との湿度差に基づき、圧縮機の駆動アルゴリズムによって圧縮機の周波数を設定する圧縮機の周波数設定ステップと、
(c)空気調和機に取り付けられた室内温度の検知センサにより室内温度を検知し、前記室内温度と設定温度(リモコンなどのコントローラにより設定された温度)とを比較して該室内温度と設定温度との温度差を求めるステップと、
(d)前記(c)ステップで求められた室内温度と設定温度との温度差に基づき、室外ファンの駆動アルゴリズムによって室外ファンの回転速度を設定する室外ファンの速度設定ステップと、
(e)前記(b)乃至(d)ステップで設定された回転速度及び周波数で室外ファンと圧縮機をそれぞれ駆動し、ユーザが快適な室内環境を感じられるように快適領域の状態の室内除湿と室内定温を継続して保持できるようにする室外ファン及び圧縮機の駆動ステップと、を含むことを特徴とする。
更に、本発明に係る空気調和機のパワー除湿運転方法では、室内ファン35の回転速度は、パワー除湿を選択し動作させる初期からパワー除湿運転が持続する間、室内ファン35の最高回転数である‘特強風’を保持し続けるようにする。
また、空気調和機1に取り付けられた室内温度の検知センサにより室内の温度を検知し、この室内の温度と設定温度(リモコン等のコントローラにより設定される温度)とを比較してその温度差を求める(S201)。
次いで、上記のステップで求められた室内湿度と設定湿度との湿度差に基づき、圧縮機の駆動アルゴリズムによって圧縮機11の周波数を設定する除湿性判断のサブルーチン処理を行う(S202)。
なお、室外ファンの駆動アルゴリズムは、上記の温度差が0であるか否かを判断し(S203)、この温度差が0である場合は、定温性のサブルーチン処理(室外ファンの回転数決定)を行い(S204)、上記の温度差が0でない場合は、冷房傾向のサブルーチン処理(室外ファンの回転数決定)を行う(S205)。
上記の温度差が0である場合は室外ファンの設定を変更する必要がないが、前記温度差が0でない場合は室内湿度差に基づく室外ファンの回転速度の設定変更が必要になり、この場合、室外ファンの駆動アルゴリズムは、通常室内湿度に基づく冷房傾向の運転によって室外ファンの回転速度を設定するアルゴリズムとなるので、冷房傾向のサブルーチン処理と称す。
次いで、温度が定温性を保持しているか否かを判断し(S207)、温度が定温性を保持していると判断する場合は、湿度が目標値に達しているか否かを判断するステップ(S208)に進む。
また、湿度が目標値に達しているか否かを判断し(S208)、目標値に達していないと判断する場合は、目標とした湿度に達するまで再びステップS201乃至S206を繰り返して行なうようになる。
このように、室内定温性及び室内除湿が目標値に達するように、室外ファン及び圧縮機を駆動するのみならず、フィードバックシステムにより室内定温性及び室内除湿の目標値に対する事後の監視を行い、これをいずれも満たす時に本発明に係る空気調和機のパワー除湿運転方法を終了する。
また、本発明に係る空気調和機のパワー除湿運転方法では、室内ファン35の回転速度は、パワー除湿を選択し動作させる初期からパワー除湿運転が持続する間、室内ファン35の最高回転数である‘特強風’を保持し続けるようにする。
図3は、本発明に係る空気調和機のパワー除湿運転方法のうちの除湿性の判断方法であって、圧縮機の周波数を設定する圧縮機の駆動アルゴリズムを示すフローチャートである。
ここで、圧縮機の駆動アルゴリズム(即ち、除湿性の判断方法)は、空気調和機1に取り付けられた室内湿度の検知センサ(図示せず)により室内湿度を検知し、この室内湿度と設定湿度(リモコン等のコントローラにより設定される湿度)とを比較してその湿度差を求めるステップと、この湿度差を求めるステップによる室内湿度と設定湿度との湿度差と空気調和機1に予め設定された湿度差とを相互に比較して、検知された湿度差が予め設定された湿度差のどの範囲にあるかを判断する相互比較判断ステップと、この相互比較判断ステップで比較判断された湿度差(設定湿度-室内湿度)に相応する圧縮機11の周波数を設定するステップと、からなっている。
これを表1と対比して説明すると、次のとおりである。
表1は、圧縮機の駆動アルゴリズムによって室内湿度と設定湿度(リモコンなどのコントローラにより設定される湿度)とを比較して求められた湿度差に基づいて圧縮機11の周波数が可変制御される状態を示すものであって、ΔHは、設定湿度-室内湿度の湿度差であり、Fは、圧縮機の回転周波数である。
まず、湿度差、即ち、ΔHが30%以上であるとき、圧縮機11の周波数を最大の回転周波数(F max)にすることを基準にし、湿度差が10%以上 〜29%以下の範囲に属する場合には、上記の最大の圧縮機11の周波数(F max)を保持する。
また、湿度差(ΔH)が5%以上〜9%以下の範囲に属する場合は、上記の最大の圧縮機11の周波数(F max)より1段階下の圧縮機11の周波数(F max−1)に設定し、湿度差(ΔH)が0%以上〜4%以下の範囲に属する場合は、上記の設定の圧縮機11の周波数(F max−1)より1段階下の圧縮機11の周波数(F max−2)に設定する。
更に、湿度差(ΔH)が−5%以上〜−1%以下の範囲に属する場合は、上記の設定の圧縮機11の周波数(F max−2)より1段階下の圧縮機11の周波数(F max−3)に設定し、湿度差(ΔH)が−6%以下である時は、圧縮機11の周波数を0(OFF)に設定する。
室外ファンの駆動アルゴリズムは、図2及び図4に示すように、圧縮機の駆動アルゴリズムを通じて可変制御された圧縮機11の周波数と空気調和機1に取り付けられた室内湿度の検知センサにより検知された室内湿度とを相互に比較判断する比較判断ステップと、この比較判断ステップで比較判断された上記の可変制御された圧縮機11の周波数を用いて快適な領域の室内除湿が行われるように可変制御された圧縮機11の周波数に比例して相応する室外ファン22の回転速度を設定するステップと、からなっている。
表2は、室外ファンの駆動アルゴリズムによって表1により設定された圧縮機11の周波数と室内湿度に基づいて室外ファンの回転数が可変制御される状態を示すものであって、ΔHは、設定湿度−室内湿度の湿度差である。
まず、湿度差、即ち、ΔHが30%以上である時、室外ファン22の回転数を46にすることを基準にし、上記のΔHが25%以上 〜29%以下の範囲に属する場合には、室外ファン22の回転数を54にし、ΔHが20%以上 〜24%以下の範囲に属する場合は、室外ファン22の回転数を62にし、ΔHが15%以上 〜19%以下の範囲に属する場合は、室外ファン22の回転数を69にし、ΔHが10%以上 〜14%以下の範囲に属する場合は、室外ファン22の回転数を77にし、ΔHが5%以上 〜9%以下の範囲に属する場合は、室外ファン22の回転数を85にし、ΔHが0%以上 〜4%以下の範囲に属する場合は、室外ファン22の回転数を92にし、ΔHが−5%以上 〜−1%以下の範囲に属する場合は、室外ファン22の回転数を100に保持し、ΔHが−6%以下である時は、室外ファン22の回転数を0(OFF)にし、それぞれの湿度差段階に対して対応する別々の室外ファンの回転数を設定する。
ユーザが快適な室内環境を感じられる快適領域の状態の室内除湿を継続して保持できるようにするために、室内湿度とリモコン等のコントローラにより設定される設定湿度との間の湿度差と、空気調和機1に予め設定された湿度差との比較判断、即ち、空気調和機1に取り付けられた室内湿度検知センサ(図示せず)により室内湿度を検知し、この検知した室内湿度と設定湿度(リモコン等のコントローラにより設定される湿度)とを比較してその湿度差を求め、圧縮機の駆動アルゴリズムによって上記の室内湿度と設定湿度との湿度差と空気調和機1に予め設定された湿度差とを互いに比較判断し、その湿度差(設定湿度-室内湿度)に相応する圧縮機11の周波数を設定する。
そして、前記のように設定された所定の室外ファンの回転速度及び圧縮機の周波数で室外ファン22と圧縮機11を駆動することにより、ユーザが快適な室内環境を感じられる快適領域の状態の室内除湿が行なわれ、室内の湿度が快適範囲にあるか否かを継続して判断し、上記のプロセスを繰り返して行なうようになる。
11…圧縮機
22…室外ファン
35…室内ファン
Claims (14)
- 空気調和機による室内の除湿運転の際の空気調和機のパワー除湿運転方法であって、
(a)空気調和機に取り付けられた室内湿度の検知センサにより室内の湿度を検知し、前記室内湿度とコントローラにより設定される設定湿度とを比較して該室内湿度と設定湿度との湿度差を求めるステップと、
(b)前記(a)ステップで求められた室内湿度と設定湿度との湿度差に基づき、空気調和機の圧縮機の駆動アルゴリズムにより圧縮機の周波数を設定する圧縮機の周波数設定ステップと、
(c)空気調和機に取り付けられた室内温度の検知センサにより室内温度を検知し、前記室内温度とコントローラにより設定された設定温度とを比較して該室内温度と設定温度との温度差を求めるステップと、
(d)前記(c)ステップで求められた室内温度と設定温度との温度差に基づき、室外ファンの駆動アルゴリズムにより室外ファンの回転速度を設定する室外ファンの速度設定ステップと、
(e)前記(b)乃至(d)ステップで前記の設定された回転速度及び周波数でそれぞれ室外ファンと圧縮機を駆動し、ユーザが快適な室内環境を感じられるように快適領域の状態の室内除湿と室内定温を継続して保持できるようにする室外ファン及び圧縮機の駆動ステップと、
を含むことを特徴とする空気調和機のパワー除湿運転方法。 - 前記快適領域の状態の室内除湿と室内定温を継続して保持できるように、室内の湿度が所定の快適範囲になる目標値に達したか否か及び室内が所定の定温を保持しているか否かを継続して判断し、室内の湿度が前記目標値に達し、かつ室内が前記所定の定温になるまで前記(a)乃至(e)ステップを繰り返して行うフィードバック制御ステップを更に含むことを特徴とする請求項1に記載の空気調和機のパワー除湿運転方法。
- 前記圧縮機の駆動アルゴリズムは、
空気調和機に取り付けられた室内湿度の検知センサにより室内湿度を検知し、前記室内湿度とコントローラにより設定される設定湿度とを比較して該室内湿度と設定湿度との湿度差を求めるステップと、
前記湿度差を求めるステップによる室内湿度と設定湿度との間の検知された湿度差と空気調和機に設定された湿度差とを相互に比較して、前記検知された湿度差が前記設定された湿度差のどの範囲にあるかを判断する相互比較判断ステップと、
前記相互比較判断ステップで比較判断された湿度差(設定湿度-室内湿度)に相応する圧縮機の周波数を設定するステップと、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の空気調和機のパワー除湿運転方法。 - 前記圧縮機の駆動アルゴリズムは、
前記湿度差が30%以上であるとき、前記圧縮機の周波数を最大の回転周波数(F max)にし、前記湿度差が10%以上 〜29%以下の範囲に属する場合にも、前記最大の回転周波数(F max)を保持し、前記湿度差が5%以上 〜9%以下の範囲に属する場合は、前記最大の回転周波数より1段階下の圧縮機の第1の周波数(F max−1)に設定し、前記湿度差が0%以上 〜4%以下の範囲に属する場合は、圧縮機の前記第1の周波数(F max−1)より1段階下の圧縮機の第2の周波数(F max−2)に設定し、前記湿度差が−5%以上 〜−1%以下の範囲に属する場合は、圧縮機の前記第2の周波数(F max−2)より1段階下の圧縮機の第3の周波数(F max−3)に設定し、前記湿度差が−6%以下の範囲に属する場合は、前記圧縮機の周波数を0(OFF)に設定することを特徴とする請求項1に記載の空気調和機のパワー除湿運転方法。 - 前記室外ファンの駆動アルゴリズムは、
前記圧縮機の駆動アルゴリズムを通じて可変制御された圧縮機の周波数と前記空気調和機に取り付けられた室内湿度の検知センサにより検知された室内湿度とを相互に比較して判断する相互比較判断するステップと、
前記相互比較判断ステップで比較判断された前記可変制御された圧縮機の周波数を用いて快適な領域の室内除湿が行われるように前記可変制御された圧縮機の周波数に比例して相応する室外ファンの回転速度を設定するステップと、
からなることを特徴とする請求項1に記載の空気調和機のパワー除湿運転方法。 - 前記室外ファンの駆動アルゴリズムは、
前記湿度差が30%以上であるとき、前記室外ファンの回転数を46にすることを基準にし、前記湿度差が25%以上〜29%以下の範囲に属する場合は、前記室外ファンの回転数を54にし、前記湿度差が20%以上〜24%以下の範囲に属する場合は、前記室外ファンの回転数を62にし、前記湿度差が15%以上〜19%以下の範囲に属する場合は、前記室外ファンの回転数を69にし、前記湿度差が10%以上〜14%以下の範囲に属する場合は、前記室外ファンの回転数を77にし、前記湿度差が5%以上〜9%以下の範囲に属する場合は、前記室外ファンの回転数を85にし、前記湿度差が0%以上〜4%以下の範囲に属する場合は、前記室外ファンの回転数を92にし、前記湿度差が−5%以上〜−1%以下の範囲に属する場合は、前記室外ファンの回転数を100にし、前記湿度差が−6%以下である時は、前記室外ファンの回転数を0(OFF)にし、それぞれの湿度差段階に対して相応する別々の前記室外ファンの回転数が設定されることを特徴とする請求項1に記載の空気調和機のパワー除湿運転方法。 - 室内ファンの回転速度は、パワー除湿を選択し動作させる初期からパワー除湿運転が持続する間、前記室内ファンの最高回転数である‘特強風’を保持し続けることを特徴とする請求項1に記載の空気調和機のパワー除湿運転方法。
- 空気調和機による室内の除湿運転の際、
設定湿度と室内湿度との湿度差に基づき、圧縮機の駆動アルゴリズムによって圧縮機の周波数を決めるステップと、
設定温度と室内温度との温度差に基づき、室外ファンの駆動アルゴリズムによって室外ファンの回転数を調節するステップと、
を含むことを特徴とする空気調和機のパワー除湿運転方法。 - 快適領域の状態の室内除湿と室内定温を継続して保持できるように、室内の湿度が所定の快適範囲になる目標値に達したか否か及び室内が所定の定温を保持しているか否かを継続して判断し、室内の湿度が前記目標値に達し、かつ室内が前記所定の定温になるまで前記圧縮機の周波数を決めるステップ及び室外ファンの回転数を調節するステップを繰り返して行うフィードバック制御ステップを更に含むことを特徴とする請求項8に記載の空気調和機のパワー除湿運転方法。
- 前記圧縮機の駆動アルゴリズムは、
空気調和機に取り付けられた室内湿度の検知センサにより室内湿度を検知し、前記室内湿度とコントローラにより設定される設定湿度とを比較して該室内湿度と設定湿度との間の湿度差を求めるステップと、
前記湿度差を求めるステップによる室内湿度と設定湿度との湿度差と前記空気調和機に設定された湿度差とを相互に比較し、前記室内湿度と設定湿度との湿度差が前記空気調和機に設定された湿度差のどの範囲にあるかを相互比較判断するステップと、
前記相互比較判断するステップで比較判断された室内湿度と設定湿度との湿度差(設定湿度-室内湿度)に相応する圧縮機の周波数を設定するステップと、
とを含むことを特徴とする請求項8に記載の空気調和機のパワー除湿運転方法。 - 前記圧縮機の駆動アルゴリズムは、
前記設定湿度と室内湿度との湿度差が30%以上であるとき、前記圧縮機の周波数を最大の回転周波数(F max)にし、前記設定湿度と室内湿度との湿度差が10%以上〜29%以下の範囲に属する場合にも、前記最大の回転周波数(F max)を保持し、前記設定湿度と室内湿度との湿度差が5%以上〜9%以下の範囲に属する場合は、前記最大の回転周波数より1段階下の圧縮機の第1の周波数(F max−1)に設定し、前記設定湿度と室内湿度との湿度差が0%以上〜4%以下の範囲に属する場合は、圧縮機の前記第1の周波数(F max−1)より1段階下の圧縮機の第2の周波数(F max−2)に設定し、前記設定湿度と室内湿度との湿度差が−5%以上〜−1%以下の範囲に属する場合は、圧縮機の前記第2の周波数(F max−2)より1段階下の圧縮機の第3の周波数(F max−3)に設定し、前記設定湿度と室内湿度との湿度差が−6%以下の範囲に属する場合は、前記圧縮機の周波数を0(OFF)に設定することを特徴とする請求項8に記載の空気調和機のパワー除湿運転方法。 - 前記室外ファンの駆動アルゴリズムは、
前記圧縮機の駆動アルゴリズムによって可変制御された圧縮機の周波数と前記空気調和機に取り付けられた室内湿度の検知センサにより検知された室内湿度とを相互に比較して判断する相互比較判断するステップと、
前記相互比較判断ステップで比較判断された前記可変制御された圧縮機の周波数を用いて快適な領域の室内除湿が行われるように前記可変制御された圧縮機の周波数に比例して相応する室外ファンの回転速度を設定するステップと、
を含むことを特徴とする請求項8に記載の空気調和機のパワー除湿運転方法。 - 前記室外ファンの駆動アルゴリズムは、
前記設定湿度と室内湿度との湿度差が30%以上であるとき、前記室外ファンの回転数を46にすることを基準にし、前記設定湿度と室内湿度との湿度差が25%以上〜29%以下の範囲に属する場合には、前記室外ファンの回転数を54にし、前記設定湿度と室内湿度との湿度差が20%以上〜24%以下の範囲に属する場合は、前記室外ファンの回転数を62にし、前記設定湿度と室内湿度との湿度差が15%以上〜19%以下の範囲に属する場合は、前記室外ファンの回転数を69にし、前記設定湿度と室内湿度との湿度差が10%以上〜14%以下の範囲に属する場合は、前記室外ファンの回転数を77にし、前記設定湿度と室内湿度との湿度差が5%以上〜9%以下の範囲に属する場合は、前記室外ファンの回転数を85にし、前記設定湿度と室内湿度との湿度差が0%以上〜4%以下の範囲に属する場合は、前記室外ファンの回転数を92にし、前記設定湿度と室内湿度との湿度差が−5%以上〜−1%以下の範囲に属する場合は、前記室外ファンの回転数を100にし、前記設定湿度と室内湿度との湿度差が−6%以下である時は、前記室外ファンの回転数を0(OFF)にし、それぞれの湿度差段階に対して相応する別々の前記室外ファンの回転数が設定されることを特徴とする請求項8に記載の空気調和機のパワー除湿運転方法。 - 室内ファンの回転速度は、パワー除湿を選択し動作させる初期からパワー除湿運転が持続する間、前記室内ファンの最高回転数である‘特強風’を保持し続けることを特徴とする請求項8に記載の空気調和機のパワー除湿運転方法。
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