JP6321137B2 - 空気調和機 - Google Patents
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Description
前記室外熱交換器に送風する室外ファンと、
前記室外ファンを回転駆動させる室外ファンモータと、
前記室外ファンモータに所望の電流を流す室外ファンインバータと、
前記室外ファンモータに流れる電流を検出する電流検出器と、
前記室外ファンモータの回転数が目標回転数となるように前記室外ファンインバータを制御する制御部と、を備えた空気調和機において、
前記制御部は、暖房運転時に前記電流検出器の検出値に基づいて、前記室外熱交換器の除霜運転を開始すること」を特徴とする。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
図1は実施例1の空気調和機の冷凍サイクル系統図である。室外機10と室内機40が1対1で接続している例を示すが、室内機が複数台接続するマルチ型空調機でもよく、室外機が複数台接続するモジュール接続の室外機でもよい。まず暖房運転時の冷媒流れ及び着霜現象を説明する。圧縮機11で圧縮された高圧ガス冷媒が四方弁13に入り室内機40へ送られる。室内熱交換器41で室内空気と熱交換することで、冷媒は凝縮して液冷媒となる。この液冷媒は、室内膨張弁42、室外膨張弁15を通り減圧され、また室外熱交換器14にて内部を流れる冷媒と室外空気とで熱交換を行うこと低圧ガス冷媒となる。この低圧ガス冷媒が四方弁13を通り圧縮機11へ戻ることで冷凍サイクルが形成され、圧縮機により冷媒が圧縮されることで再び循環する。
更に室外ファン19について説明する。
A1def=K1×A1base …(1)
K1:電流増加率
ここで、基準値や除霜判定値はそのままにファン回転数をf1からf2に落とした場合、暖房運転初期は基準値のファン電流より小さくなる(A2<A1base)。更に着霜が進行しファン電流が増加しても基準値と同等の電流であり(A2≒A1base)除霜判定値を下回るため(A2<A1def)、除霜に入らない。
A2base=A1base×(f2/f1)n …(2)
n:指数乗
A2def=K2×A2base …(3)
K2:電流増加率
基準値は、(2)式のように回転数変化率の指数乗に比例すると考えて換算してもよい。また除霜判定値は、(3)式のように基準値に電流増加率をかけた値で換算してもよい。つまり本実施例においては、第1の基準値(A1base)を記憶する記憶部を備え、この記憶部に記憶された基準値(たとえばA1base)に基づいてその他の第2の基準値(A2base)、第1の除霜判定値(A1def)、又は第2の除霜判定値(A2def)は、(2)式や(3)式に示すように、記憶部に記憶された基準値(たとえばA1base)と、室外ファンモータ20の回転数(f1、f2)に基づいて算出される。電流増加率K2は、室外ファンをステップ制御する場合には、各ステップ毎に対応する値を事前に制御部(制御装置61)の記憶部に記憶させてもよい。
ここでインバータ制御においては回転数が連続して変化するため、各回転数毎に制御部(制御装置61)の記憶部に記憶させるのは容量として問題があるため、(3)式の電流増加率K2と(1)式の電流増加率K1はほぼ等しいとみなし(K2≒K1)、同じ比率K1を使用してもよい。こうすることにより制御基板の記憶容量に負担をかけなくてすむ。
図4の左図はファン回転数とファン電流の関係の一例である。また右図はファン回転数とファン電圧の関係の一例である。右図から説明すると、ファン回転数を電圧で調整する制御の特性であり、ファン回転数をf1からf2に落とすために、ファン電圧をV1からV2に下げる例である。このような電圧特性は着霜の有無に依存しないため、特性式は1本である。次に左図を説明する。トルク一定制御を実施する場合などの特性で、ファン回転数の変化に必ずしも電流が対応していない。ファン回転数をf1からf2に落とす場合、無着霜状態のファン電流はほとんど低下しない(A1base≒A2base)。
L1:電力増加率
ここで、基準値や除霜判定値はそのままにファン回転数をf1からf2に落とした場合、暖房運転初期は基準値のファン電力より小さくなる(W2<W1base)。更に着霜が進行しファン電力が増加しても基準値と同等の電力であり(W2≒W1base)除霜判定値を下回るため(W2<W1def)、除霜に入らない。
n:指数乗
W2def=L2×W2base …(7)
L2:電力増加率
基準値は、(6)式のように回転数変化率の指数乗に比例すると考えて換算してもよい。また除霜判定値は、(7)式のように基準値に電流増加率をかけた値で換算してもよい。電力増加率L2は、室外ファンをステップ制御する場合には、各ステップ毎に対応する値を事前に制御部(制御装置61)の記憶部に記憶させてもよい。インバータ制御においては回転数は連続して変化するため、各回転数毎に制御部(制御装置61)の記憶部に記憶させるのは記憶容量として問題があるため、(7)式の電力増加率L2と(5)式の電力増加率L1はほぼ等しいとみなし(L2≒L1)、同じ比率L1を使用してもよい。こうすることにより制御基板の記憶容量に負担をかけなくてすむ。これに基づく制御部(制御装置61)の除霜運転を開始させる制御については、実施例1と同様であるので詳細な説明は省略する。
11 圧縮機
13 四方弁
14 室外熱交換器
15 室外膨張弁
19 室外ファン
20 室外ファンモータ
21 室外ファンインバータ
40 室内機
41 室内熱交換器
42 室内膨張弁
61 制御装置(制御部)
Claims (4)
- 内部を流れる冷媒と空気とで熱交換を行う室外熱交換器と、
前記室外熱交換器に送風する室外ファンと、
前記室外ファンを回転駆動させる室外ファンモータと、
前記室外ファンモータに所望の電流を流す室外ファンインバータと、
前記室外ファンモータに流れる電流を検出する電流検出器と、
前記室外ファンモータに流れる電圧を検出する電圧検出器と、
前記室外ファンモータに流れる電流と電圧から電力を換算し検出する電力検出器と、
前記室外ファンモータの回転数が、異なる目標回転数となるように前記室外ファンインバータを制御する制御部と、を備えた空気調和機において、
前記制御部は、前記室外ファンの回転数が大きくなるにしたがって大きくなる除霜判定設定値を有し、暖房運転時には、前記室外ファンの回転数に対応した前記電力検出器の検出電力値が前記室外ファンの回転数に対応して設定された前記除霜判定設定値以上となった場合に、前記室外熱交換器の除霜運転を開始することを特徴とする空気調和機。 - 請求項1に記載の空気調和機において、
前記制御部は、前記室外ファンの回転数が大きくなるにしたがって大きくなる無着霜時の基準設定値を有し、
前記除霜判定設定値は、前記基準設定値より大きく、しかも前記室外ファンの回転数が大きくなるにしたがって前記除霜判定設定値と前記基準設定値の差分が大きくなるように設定されていることを特徴とする空気調和機。 - 請求項2に記載の空気調和機において、
前記室外ファンモータの第1回転数と、前記第1回転数よりも小さい第2回転数とのそれぞれに対応して、第1基準設定値と、前記第1基準設定値よりも小さい第2基準設定値とが無着霜状態の前記基準設定値として設定されると共に、
前記室外ファンモータの前記第1回転数に対応して、前記第1基準設定値よりも大きい第1除霜判定設定値が着霜状態の前記除霜判定設定値として設定され、更に、前記室外ファンモータの前記第2回転数に対応して、前記第2基準設定値よりも大きく、かつ前記第1除霜判定設定値よりも小さい第2除霜判定設定値が着霜状態の前記除霜判定設定値として設定され、
前記制御部は、暖房運転時に前記室外ファンモータの回転数が前記第1回転数である場合に、前記電力検出器の前記検出電力値が前記第1除霜判定設定値以上となった場合に、前記室外熱交換器の除霜運転を開始すると共に、前記室外ファンモータの回転数が前記第2回転数である場合に、前記電力検出器の前記検出電力値が前記第2除霜判定設定値以上となった場合に、前記室外熱交換器の除霜運転を開始することを特徴とする空気調和機。 - 請求項3に記載の空気調和機において、
前記制御部は、前記第1基準設定値を記憶する記憶部を備え、
前記第1除霜判定設定値は、前記第1基準設定値と前記電力検出器の前記検出電力値に基づいて算出され、前記第2基準設定値は、前記第1基準設定値と前記室外ファンモータの回転数に基づいて算出され、前記第2除霜判定設定値は、前記第2基準設定値と前記電力検出器の前記検出電力値に基づいて算出されることを特徴とする空気調和機。
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