JP3187198B2 - 空気調和機 - Google Patents
空気調和機Info
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Description
数を可変とした空気調和機の保護と制御に関する。
り空調負荷に基づいたコンプレッサの運転周波数を設定
し、これを指令周波数として室外機に与え、コンプレッ
サを負荷追従運転している。
る室内熱交換器の温度(以下コンデンサ温度Tcとい
う)が異常に昇温すると、その室内熱交換器が過圧状態
になるので、その過圧を未然に防止するために、温度セ
ンサにより検出されたコンデンサ温度検出値Tcが例え
ば図6に示すように所要の設定値(例えば55℃)Tc
sを超えたときは、室内機から室外機に与える指令周波
数を、所定時間毎(例えば3分毎)に所定周波数ずつ段
階的(例えば14段階)、かつ強制的に低減させてい
る。また、このために、コンデンサ温度検出値Tcが低
下してBゾーンに入ると、その時点の運転周波数を保持
させてコンプレッサを運転させる。その結果、コンデン
サ温度Tcがさらに低下して、例えば約51℃以下に低
下してCゾーンに入ったときには、再び空調負荷に対応
する周波数でコンプレッサを負荷追従運転するようにな
っている。
室内熱交換器の温度(以下エバポレータ温度Teとい
う)が異常に降温すると、その室内熱交換器に着霜が発
生して凍結する場合があるので、その凍結を未然に防止
するために、室内熱交温度センサにより検出されたエバ
ポレータ温度検出値Teが例えば図6(B)に示すよう
に所要の設定値Tes(例えば2℃)以下に低下したと
きは、室内機から室外機に与える指令周波数を、所定時
間(例えば3分毎)に所定周波数ずつ段階的かつ強制的
に上昇させている。また、このために、エバポレータ温
度検出値Teが上昇してBゾーンに入ると、その時点の
運転周波数を保持させてコンプレッサを継続運転させ
る。その結果、エバポレータ温度Teがさらに上昇し
て、例えば約4℃以上に昇温してCゾーンに入ったとき
には、再び空調負荷に対応する周波数でコンプレッサを
負荷追従運転するようになっている。
うな従来の運転周波数の制御方法では、暖房運転時に、
コンデンサ温度Tcが設定値Tcsを超えると、直ちに
Aゾーンに入って、コンプレッサの運転周波数を段階的
かつ強制的に低減するので、このような運転周波数制御
のオンオフ(開始、終了)が頻繁に発生して、コンデン
サ温度TcがCゾーン→Aゾーン→Bゾーン→Cゾーン
へと繰返し変動する。このために、コンプレッサの回転
数ないし圧力変動が頻繁に発生する上に、その運転周波
数の1段階の制御幅が例えば10Hz程度で比較的大幅
であるので、運転周波数のハンチング量が大きい。
ータ温度Teも頻繁に変動するので、コンプレッサの回
転数ないし圧力が頻繁に変動し、コンプレッサの運転周
波数のハンチング量も大きい。
てコンデンサ温度Tcとエバポレータ温度Teの応答が
遅いので、コンデンサ温度Tcとエバポレータ温度Te
を設定値で一定に保持し難という課題がある。
て信頼性が低下する上に、室内熱交換器の温度変化幅が
大きいので、この室内熱交換器で熱交換されて室内へ吹
き出される吹出風の温度変動が大きく、快適性が低下す
るという課題がある。
なされたもので、その目的は、コンプレッサの運転周波
数を、コンデンサ温度とエバポレータ温度に基づいて、
段階的かつ強制的に制御する前に、きめ細かく制御する
ことにより、この運転周波数のハンチングを低減してコ
ンプレッサに対する信頼性を高めると共に、吹出温度の
変動を低減して快適性を高めることができる空気調和機
を提供することにある。
するために次のように構成される。
の発明という)は、室内熱交換器を内蔵する室内機と、
室外熱交換器およびコンプレッサを内蔵する室外機と、
空調負荷に基づく指令周波数により、前記コンプレッサ
の運転周波数を制御する室外制御器と、前記室内熱交換
器の温度を検出する温度センサを備えた室内制御器と、
を有する空気調和機において、上記室内熱交換器を凝縮
器として作用させる暖房運転時、室内熱交換器の温度を
検出し、その検出温度が、基準設定温度に対し所定温度
以上高い場合コンプレッサの指令周波数を強制的かつ段
階的に低減させる手段と、上記室内熱交換器の温度検出
値が上記基準設定温度に対し所定温度以上低い場合空調
負荷に基づく指令周波数で運転させる手段と、上記室内
熱交換器の温度検出値が上記基準設定温度を含む前記高
低両所定温度の範囲内の場合、前記温度センサの検出値
とその設定値との差、および前記検出値の変化量に基づ
いて算定される上記室内熱交換器の温度検出値に基づく
指令周波数制御の単位制御値幅よりも小さい制御値幅の
単位制御値幅の補正値を加味した補正周波数で運転させ
る手段とよりなる、運転周波数制御手段を設けたことを
特徴とする。
下、第2の発明という)は、室内熱交換器を内蔵する室
内機と、室外熱交換器およびコンプレッサを内蔵する室
外機と、空調負荷に基づく指令周波数により、前記コン
プレッサの運転周波数を制御する室外制御器と、前記室
内熱交換器の温度を検出する温度センサを備えた室内制
御器と、を有する空気調和機において、上記室内熱交換
器を蒸発器として作用させる冷房運転時、室内熱交換器
の温度を検出し、その検出温度が、基準設定温度に対し
所定温度以上低い場合コンプレッサの指令周波数を強制
的かつ段階的に上昇させる手段と、上記室内熱交換器の
温度検出値が上記基準設定温度に対し所定温度以上低い
場合空調負荷に基づく指令周波数で運転させる手段と、
上記室内熱交換器の温度検出値が上記基準設定温度を含
む前記高低両所定温度の範囲内の場合、前記温度センサ
の検出値とその設定値との差、および前記検出値の変化
量に基づいて算定される上記室内熱交換器の温度検出値
に基づく指令周波数制御の単位制御値幅よりも小さい制
御値幅の単位制御値幅の補正値を加味した補正周波数で
運転させる手段とよりなる、運転周波数制御手段を設け
たことを特徴とする。
下、第3の発明という)は、運転周波数制御手段は、上
記室内熱交換器の温度検出値が上記基準設定温度を含む
前記高低両所定温度の範囲内の場合、上記補正周波数が
上記空調負荷に基づく指令周波数よりも低いときはこの
補正周波数により、高い場合は上記指令周波数によりコ
ンプレッサを運転させる制御手段を備えたことを特徴と
する。
度センサの検出値、つまりコンデンサ温度の検出値が基
準設定値に対し所定温度高い場合、運転周波数制御手段
によりコンプレッサの指令周波数を強制的かつ段階的に
低減される一方、このコンデンサ温度検出値が基準設定
値よりも所定温度低い場合、空調負荷追従運転され、コ
ンデンサ温度検出値がこれら高低両所定温度の範囲内に
あるとき、コンプレッサの運転周波数を、運転周波数制
御手段により、コンデンサ温度検出値と、コンデンサ温
度設定値との差と、コンデンサ温度の変化量とに基づい
て上記指令周波数制御の単位制御幅よりも小さい単位制
御幅により補正し、この補正周波数によりコンプレッサ
を運転する。
サの指令周波数を、強制的かつ段階的に低減させる制御
と、負荷追従制御とをそれぞれ行なうコンデンサ温度検
出値の高低両設定値の間にて、これら制御の単位制御幅
よりも小さい単位制御幅で指令周波数をきめ細かく制御
するので、指令周波数の強制的かつ段階的低減による運
転周波数制御に入る回数を低減して、その運転周波数の
ハンチング量を低減することができる。このために、コ
ンプレッサの圧力変動を縮小してコンプレッサの負担を
軽減することにより信頼性を高めることができる。ま
た、コンデンサ温度を設定値でほぼ一定に保持できるの
で、吹出温度を安定させることにより、快適性を高める
ことができる。
度センサの検出値、つまりエバポレータ温度の検出値が
基準設定値に対し所定温度低い場合、運転周波数制御手
段によりコンプレッサの指令周波数を強制的かつ段階的
に上昇される一方、このエバポレータ温度検出値が基準
設定値よりも所定温度高い場合、空調負荷追従運転さ
れ、エバポレータ温度検出値がこれら高低両所定温度の
範囲内にあるとき、コンプレッサの運転周波数を、運転
周波数制御手段により、エバポレータ温度検出値と、エ
バポレータ温度設定値との差と、エバポレータ温度の変
化量とに基づいて上記指令周波数制御の単位制御幅より
も小さい単位制御幅により補正し、この補正周波数によ
りコンプレッサを運転する。
サの指令周波数を、強制的かつ段階的に上昇させる制御
と、負荷追従制御とをそれぞれ行なうエバポレータ温度
検出値の高低両設定値の間にて、これら制御の単位制御
幅よりも小さい単位制御幅で指令周波数をきめ細かく制
御するので、指令周波数の強制的かつ段階的低減による
運転周波数制御に入る回数を低減して、その運転周波数
のハンチング量を低減することができる。このために、
コンプレッサの圧力変動を縮小してコンプレッサの負担
を軽減することにより信頼性を高めることができる。ま
た、エバポレータ温度を設定値でほぼ一定に保持できる
ので、吹出温度を安定させることにより、快適性を高め
ることができる。
項1,2に係る発明の基準設定温度を含む上記高低両所
定温度の範囲の場合、上記補正周波数と空調負荷に基づ
く指令周波数のいずれか低い方の周波数によりコンプレ
ッサを運転するので、暖房時の室内熱交換器の異常昇温
または冷房時の室内熱交換器の異常降温を防止すること
ができる。
する。
例の構成図であり、図において、空気調和機1は、イン
バータ2からの指令周波数Fにより回転数が制御される
コンプレッサ3、四方弁4、室外ファン5を有する室外
熱交換器6、膨張弁7、室内ファン8を有する室内熱交
換器9を冷媒配管10により順次かつ環状に接続して冷
媒を可逆的に循環させる冷凍サイクルを構成している。
この冷凍サイクルは四方弁4の切換操作により、冷媒
を、図中実線矢印方向に循環させることにより冷房運転
され、図中破線矢印方向に循環させることにより暖房運
転される。
出する室温センサ11と、室内熱交換器9の温度、つま
り、暖房運転時はコンデンサ温度Tcであり、冷房運転
時はエバポレータ温度Teをそれぞれ検出する室内熱交
温度センサ12とを設け、これら両センサ11,12を
例えばマイクロプロセッサ等より成る室内制御器13に
接続している。
換器9等と共に室内機キャビネット14内に内蔵され、
室外機キャビネット15内のマイクロプロセッサ等より
成る室外制御器16に、暖房運転時のコンデンサ温度T
c、または冷房運転時のエバポレータ温度Teと指令周
波数Fとを図中一点鎖線で示す信号線を通してシリアル
に送信する通信手段を有する。
コンデンサ温度Tcに基づいて、コンプレッサ3の指令
周波数を強制的かつ段階的に制御する前に、きめ細かく
制御する一方、冷房運転時に、エバポレータ温度Teに
基づいて、コンプレッサ3の指令周波数を強制的かつ段
階的に制御する前に、きめ細かく制御してコンプレッサ
3の指令周波数の強制的かつ段階的制御に入る回数を低
減せしめる手段を有し、そのために、図2で示す制御プ
ログラムを実行するものである。
図2中S1〜S7はこのフローチャートの各ステップを
示す。なお、図1〜図4中、( )内には冷房運転時に
おける室内熱交温度であるエバポレータ温度Teや所要
の数式等を示している。
で、図3に示すように室外制御器16からコンデンサ温
度Tc(冷房運転時にはエバポレータ温度Te)のデー
タ要求が有るか否か判断し、データ要求が有るときは、
S2で室内熱交温度センサ12からコンデンサ温度の検
出値Tc(同、エバポレータ温度検出値Te)を読み込
み、S3で室外制御器16へ送信する。
(同、エバポレータ温度検出値Te)のデータ要求が無
い場合は、S4で室温センサ11から室温Taを読み込
むと共に、S5で室温設定温度Tsを読み込み、S6
で、これら両温度Ta,Tsの差[Ta−Ts]に基づ
く空調負荷に相当する指令周波数Fを設定し、これをS
7で室外制御器16へ送信する。室外制御器16は図3
にも示すようにインバータ2へ指令周波数Fを与え、空
調負荷に基づく指令周波数Fによりコンプレッサ3を負
荷追従運転する。
コンプレッサ3、四方弁4、室外ファン5および室外熱
交換器6等と共に、室外機キャビネット15内に内蔵さ
れて、図中一点鎖線で示す信号線を通して室内制御器1
3、インバータ2および四方弁4にそれぞれ接続され、
コンプレッサ3の運転周波数を制御する運転周波数制御
手段を有する。
ラムを内蔵しており、この制御プログラムを実行するこ
とにより、暖房運転時の室内熱交換器9の温度、つまり
コンデンサ温度Tcが異常に昇温して過圧状態になるの
を未然に防止すると共に、冷房運転時の室内熱交換器9
の温度、つまりエバポレータ温度Teが異常に低下して
室内熱交換器9が凍結するのを防止するものであり、次
にこの制御プログラムを説明するが、図4中、S11〜
S29はこのフローチャートの各ステップを示し、(
)内には冷房運転の場合を示している。
で、例えば1分程度をカウントするタイマTをスタート
させ、S12で室内制御器13からの指令周波数Fを受
信し、S13で、その指令周波数Fを記憶する。
カウントアップした後に、S15で、室内制御器13に
対して暖房運転時はコンデンサ温度の検出値Tc(冷房
運転時はエバポレータ温度検出値Te)を要求し、この
Tc(Te)をS16で受信してから、S17で記憶
し、S18で、このコンデンサ温度検出値Tc(エバポ
レータ温度検出値Te)が図5(A),(B)で示す4
つのゾーンA0,B1,B2,C0のいずれに属するか
判別する。
の所要値Tc1以下のときと、エバポレータ温度検出値
Teが例えば9℃(Te1)を超えるときは、それぞれ
C0ゾーンに属するので、S19でインバータ2からコ
ンプレッサ3に与えられる指令周波数Fによりコンプレ
ッサ3を運転させる。つまり、このC0ゾーンでは負荷
追従運転が行なわれる。また、S20で、このときの指
令周波数Fを現行運転周波数H0としてから再びS11
に戻り、以下繰り返す。
cと、エバポレータ温度検出値TeがB1,B2ゾーン
にそれぞれ属するときは、一定時間毎にS21〜S25
の演算を行なう。つまり、S21でコンデンサ温度検出
値Tcとその設定値Tcsとの偏差TcD[Tcs−T
c]を求める。同様に冷房運転時には、エバポレータ温
度検出値Teと、その設定値Tesとの偏差TeD[T
e−Tes]を求める。次のS12でこの今回の偏差T
cD(TeD)とその前回の偏差Tc0(Te0)との
変化量ΔTcD、つまりΔTcD=TcD−Tc0(Δ
TeD=TeD−Te0)を求め、S23で今回の偏差
TcD(TeD)を前回の偏差Tc0と(Te0)とし
て記憶する。
Fの補正値ΔHzを次の(1)式により求める。
値ΔHzeを次の(2)式により求める。
転周波数H0に補正値ΔHzを(ΔHze)を、その正
負に従って加え、または差し引くことにより補正し、こ
れからコンプレッサ3を運転しようとする補正周波数H
を求め、S26で、この補正周波数Hがインバータ2か
ら出力される空調負荷に基づく指令周波数Fよりも高い
か否か判断し、補正周波数Hの方が指令周波数Fよりも
高いとき(H>F)、つまり、指令周波数Fの方が補正
周波数Hよりも低いときは、この指令周波数Fでコンプ
レッサ3を運転してもコンデンサ温度Tcが異常に上昇
するおそれがないので、この指令周波数Fでコンプレッ
サ3を運転する。
S27でF=HとしてからS19へ進み、補正周波数H
でコンプレッサ3を運転する。
(エバポレータ温度検出値Te)がA0ゾーンに属する
と判断したときは、S28で、インバータ2からコンプ
レッサ3に与えられる指令周波数Fを所定時間[例えば
3分間]毎に、所定周波数(例えば10Hz)ずつ例え
ば14段階に亘ってステップ状に強制的に低減(上昇)
させていき、S29で現行周波数H0の方が空調負荷に
基づく指令周波数Fよりも低く(高く)なったときに
は、S19へ再び戻って室内制御器13からの指令周波
数Fによりコンプレッサ3を運転する。
サ3の運転周波数を、強制的かつ段階的に低減(上昇)
させる前に、コンデンサ温度検出値Tc(エバポレータ
温度検出値Te)と同設定値Tcs(Tes)との差
と、コンデンサ温度検出値Tc(エバポレータ温度検出
値Te)の傾きにより、きめ細かい制御幅で制御するの
で、コンデンサ温度検出値Tc、またはエバポレータ温
度検出値TeがA0ゾーンへ入ってコンプレッサ3の運
転周波数を強制的かつ段階的に低下(上昇)させる制御
を回避することができる。
グ量を低減ないし防止して、コンデンサ温度を同設定値
Tcsで一定に保持することができると共に、エバポレ
ータ温度を同設定値Tesで一定に保持することができ
る。このために、冷,暖房両運転時に吹出温度の変動幅
を縮小して快適性を高めることができる。
数Fの制御幅を、室外制御器16の有する最小分解能
(例えば0.6Hz)できめ細かく制御するので、コン
プレッサ3の圧力変動幅を縮小してコンプレッサ3の負
担を軽減することができ、信頼性を高めることができ
る。
が現行周波数H0よりも低いときはこの指令周波数Fに
よりコンプレッサ3を運転しても、コンデンサ温度Tc
が異常に昇温する可能性が低いので、この指令周波数F
によりコンプレッサ3を運転して負荷追従運転を行なう
ことができる。
暖房運転時は、凝縮器として作用する室内熱交換器の温
度センサの検出値、つまりコンデンサ温度の検出値が基
準設定値に対し所定温度高い場合、運転周波数制御手段
によりコンプレッサの指令周波数を強制的かつ段階的に
低減される一方、このコンデンサ温度検出値が基準設定
値よりも所定温度低い場合、空調負荷追従運転され、コ
ンデンサ温度検出値がこれら高低両所定温度の範囲内に
あるとき、コンプレッサの運転周波数を、運転周波数制
御手段により、コンデンサ温度検出値と、コンデンサ温
度設定値との差と、コンデンサ温度の変化量とに基づい
て上記指令周波数制御の単位制御幅よりも小さい単位制
御幅により補正し、この補正周波数によりコンプレッサ
を運転する。
を、強制的かつ段階的に低減させる制御と、負荷追従制
御とをそれぞれ行なうコンデンサ温度検出値の高低両設
定値の間にて、これら制御の単位制御幅よりも小さい単
位制御幅で指令周波数をきめ細かく制御するので、指令
周波数の強制的かつ段階的低減による運転周波数制御に
入る回数を低減して、その運転周波数のハンチング量を
低減することができる。このために、コンプレッサの圧
力変動を縮小してコンプレッサの負担を軽減することに
より信頼性を高めることができる。また、コンデンサ温
度を設定値でほぼ一定に保持できるので、吹出温度を安
定させることにより、快適性を高めることができる。
蒸発器として作用する室内熱交換器の温度センサの検出
値、つまりエバポレータ温度の検出値が基準設定値に対
し所定温度低い場合、運転周波数制御手段によりコンプ
レッサの指令周波数を強制的かつ段階的に上昇される一
方、このエバポレータ温度検出値が基準設定値よりも所
定温度高い場合、空調負荷追従運転され、エバポレータ
温度検出値がこれら高低両所定温度の範囲内にあると
き、コンプレッサの運転周波数を、運転周波数制御手段
により、エバポレータ温度検出値と、エバポレータ温度
設定値との差と、エバポレータ温度の変化量とに基づい
て上記指令周波数制御の単位制御幅よりも小さい単位制
御幅により補正し、この補正周波数によりコンプレッサ
を運転する。
サの指令周波数を、強制的かつ段階的に上昇させる制御
と、負荷追従制御とをそれぞれ行なうエバポレータ温度
検出値の高低両設定値の間にて、これら制御の単位制御
幅よりも小さい単位制御幅で指令周波数をきめ細かく制
御するので、指令周波数の強制的かつ段階的低減による
運転周波数制御に入る回数を低減して、その運転周波数
のハンチング量を低減することができる。このために、
コンプレッサの圧力変動を縮小してコンプレッサの負担
を軽減することにより信頼性を高めることができる。ま
た、エバポレータ温度を設定値でほぼ一定に保持できる
ので、吹出温度を安定させることにより、快適性を高め
ることができる。
上記請求項1,2に係る発明の基準設定温度を含む上記
高低両所定温度の範囲の場合、上記補正周波数と空調負
荷に基づく指令周波数のいずれか低い方の周波数により
コンプレッサを運転するので、暖房時の室内熱交換器の
異常昇温または冷房時の室内熱交換器の異常降温を防止
することができる。
施例の構成図。
ーチャート。
図。
ーチャート。
時の室内熱交温度に対する制御ゾーンを示すグラフ、
(B)は同、冷房運転時の室内熱交温度に対する制御ゾ
ーンを示すグラフ。
時の室内熱交温度に対する制御ゾーンを示すグラフ、
(B)は同、冷房運転時の室内熱交温度に対する制御ゾ
ーンを示すグラフ。
Claims (3)
- 【請求項1】 室内熱交換器を内蔵する室内機と、室外
熱交換器およびコンプレッサを内蔵する室外機と、空調
負荷に基づく指令周波数により、前記コンプレッサの運
転周波数を制御する室外制御器と、前記室内熱交換器の
温度を検出する温度センサを備えた室内制御器と、を有
する空気調和機において、 上記室内熱交換器を凝縮器として作用させる暖房運転
時、室内熱交換器の温度を検出し、その検出温度が、基
準設定温度に対し所定温度以上高い場合コンプレッサの
指令周波数を強制的かつ段階的に低減させる手段と、 上記室内熱交換器の温度検出値が上記基準設定温度に対
し所定温度以上低い場合空調負荷に基づく指令周波数で
運転させる手段と、 上記室内熱交換器の温度検出値が上記基準設定温度を含
む前記高低両所定温度の範囲内の場合、前記温度センサ
の検出値とその設定値との差、および前記検出値の変化
量に基づいて算定される上記室内熱交換器の温度検出値
に基づく指令周波数制御の単位制御値幅よりも小さい制
御値幅の単位制御値幅の補正値を加味した補正周波数で
運転させる手段とよりなる、運転周波数制御手段を設け
たことを特徴とする空気調和機。 - 【請求項2】 室内熱交換器を内蔵する室内機と、室外
熱交換器およびコンプレッサを内蔵する室外機と、空調
負荷に基づく指令周波数により、前記コンプレッサの運
転周波数を制御する室外制御器と、前記室内熱交換器の
温度を検出する温度センサを備えた室内制御器と、を有
する空気調和機において、 上記室内熱交換器を蒸発器として作用させる冷房運転
時、室内熱交換器の温度を検出し、その検出温度が、基
準設定温度に対し所定温度以上低い場合コンプレッサの
指令周波数を強制的かつ段階的に上昇させる手段と、 上記室内熱交換器の温度検出値が上記基準設定温度に対
し所定温度以上低い場合空調負荷に基づく指令周波数で
運転させる手段と、 上記室内熱交換器の温度検出値が上記基準設定温度を含
む前記高低両所定温度の範囲内の場合、前記温度センサ
の検出値とその設定値との差、および前記検出値の変化
量に基づいて算定される上記室内熱交換器の温度検出値
に基づく指令周波数制御の単位制御値幅よりも小さい制
御値幅の単位制御値幅の補正値を加味した補正周波数で
運転させる手段とよりなる、運転周波数制御手段を設け
たことを特徴とする空気調和機。 - 【請求項3】 運転周波数制御手段は、上記室内熱交換
器の温度検出値が上記基準設定温度を含む前記高低両所
定温度の範囲内の場合、上記補正周波数が上記空調負荷
に基づく指令周波数よりも低いときはこの補正周波数に
より、高い場合は上記指令周波数によりコンプレッサを
運転させる制御手段を備えたことを特徴とする請求項1
ないし2記載の空気調和機。
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JP512793 | 1993-01-14 | ||
JP09147993A JP3187198B2 (ja) | 1993-01-14 | 1993-04-19 | 空気調和機 |
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Publication Number | Publication Date |
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