JP6601472B2 - 空調装置 - Google Patents
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Description
この構成によれば、冷房又は暖房運転時において第2保護制御を適切に実行することができる。
上記空調装置において、前記暖房運転時における前記条件は、前記室内空気の温度が室温閾値以下であり、前記室外空気の温度が外気温度閾値以上であり、前記室内空気の温度と前記室外空気の温度との温度差が温度差閾値以下であることが好ましい。
この構成によれば、冷房又は暖房運転時において第2保護制御をより適切に実行することができる。
以下、図面を参照して、空調装置1について説明する。
図1に示すように、空調装置1は、屋外に設置される室外機10と、屋内の壁面等に取り付けられる壁掛け型の室内機20とが冷媒配管30によって接続されることにより形成された冷媒回路40を備える。
より詳細には、制御部50は、リモートコントローラ51(図3参照)と例えば赤外線等により無線通信が可能なように構成されている。すなわちリモートコントローラ51の運転指示(冷房運転、暖房運転等の指示)や運転停止指示の信号を制御部50に出力する。室内温度センサ52、室外温度センサ53、及び吐出管温度センサ54は、制御部50と電気的に接続されている。室内温度センサ52は、室内空気の温度(室内温度)を測定するためのセンサであり、例えば室内機20の吸い込み口付近に設けられている。室内温度センサ52は、室内温度に応じた信号を制御部50に出力する。室外温度センサ53は、室外空気の温度(室外温度)を測定するためのセンサであり、例えば室外機10の吸い込み口付近に設けられている。室外温度センサ53は、室外温度に応じた信号を制御部50に出力する。吐出管温度センサ54は、圧縮機11の吐出管の温度、すなわち圧縮機11から吐出された吐出ガス冷媒の温度を測定するためのセンサである。吐出管温度センサ54は、圧縮機11の吐出管に取り付けられている。吐出管温度センサ54は、圧縮機11の吐出ガス冷媒の温度に応じた信号を制御部50に出力する。このように、制御部50には、リモートコントローラ51、室内温度センサ52、室外温度センサ53、及び吐出管温度センサ54から各種の信号(運転指示や測定情報)が入力される。そして制御部50は、室内温度センサ52の測定情報に基づいて室内温度(以下、「室内温度DA」)を取得し、室外温度センサ53の測定情報に基づいて室外温度(以下、「外気温度DOA」)を取得し、吐出管温度センサ54の測定情報に基づいて圧縮機11の吐出管の温度DF(吐出ガス冷媒の温度)を取得する。
室外制御装置16は、リモートコントローラ51の運転指示や測定情報に基づいて圧縮機11の運転周波数、四路切換弁12の冷房モード接続状態と暖房モード接続状態との切り換え、膨張弁14の開度、及び室外送風機15のモータ15aの回転速度を制御する。
図3のグラフGXに示すとおり、圧縮機保護制御では、圧縮機11の運転周波数が必要運転周波数FNに達するまでに複数段の目標周波数を所定時間に亘り維持するように変更される。詳述すると、制御部50は、圧縮機保護制御において、第1目標周波数FX1、第1目標周波数FX1よりも高い第2目標周波数FX2、第2目標周波数FX2よりも高い第3目標周波数FX3、及び第3目標周波数FX3よりも高い第4目標周波数FX4を記憶している。制御部50は、時刻t1において圧縮機11の運転周波数が第1目標周波数FX1となるように圧縮機11を駆動させ、時刻t1から時刻t3までの期間において圧縮機11の運転周波数が第1目標周波数FX1を維持するように圧縮機11を駆動させる。制御部50は、時刻t3において圧縮機11の運転周波数が第1目標周波数FX1から第2目標周波数FX2となるように圧縮機11を駆動させ、時刻t3から時刻t5までの期間において圧縮機11の運転周波数が第2目標周波数FX2を維持するように圧縮機11を駆動させる。制御部50は、時刻t5において圧縮機11の運転周波数が第2目標周波数FX2から第3目標周波数FX3となるように圧縮機11を駆動させ、時刻t5から時刻t6までの期間において圧縮機11の運転周波数が第3目標周波数FX3を維持するように圧縮機11を駆動させる。制御部50は、時刻t6において圧縮機11の運転周波数が第3目標周波数FX3から第4目標周波数FX4となるように圧縮機11を駆動させ、時刻t6から時刻t7までの期間において圧縮機11の運転周波数が第4目標周波数FX4を維持するように圧縮機11を駆動させる。制御部50は、時刻t7において圧縮機11の運転周波数が第4目標周波数FX4から必要運転周波数FNとなるように圧縮機を駆動させる。
第2保護制御は、第1目標周波数FA1及び第2目標周波数FA2を有する。すなわち、第2保護制御の目標周波数の数は、第1保護制御の目標周波数の数よりも少ない。第1目標周波数FA1は、第1保護制御の第1目標周波数FX1よりも大きい。本実施形態の第1目標周波数FA1は、グラフGXの第2目標周波数FX2と等しい。第2目標周波数FA2は、第1保護制御の第2目標周波数FX2よりも大きい。本実施形態の第2目標周波数FA2は、グラフGXの第4目標周波数FX4よりも大きく、かつ必要運転周波数FNよりも小さい。第1目標周波数FA1と、第2目標周波数FA2と第1目標周波数FA1との差(FA2−FA1)とは互いに等しい。第2目標周波数FA2と第1目標周波数FA1との差(FA2−FA1)は、必要運転周波数FNと第2目標周波数FA2との差(FN−FA2)よりも大きい。圧縮機11の運転周波数が第1目標周波数FA1を維持する第1期間TA1と、圧縮機11の運転周波数が第2目標周波数FA2を維持する第2期間TA2とは互いに等しい。
圧縮機11の不具合が発生する可能性は、室内空気の温度(室内温度)及び室外空気の温度(室外温度)を用いて推定することができる。より詳細には、圧縮機11の不具合が発生する可能性は、室内温度DA、外気温度DOA、及び室内温度DAと外気温度DOAとの温度差に基づいて推定することができる。本願発明者らが試験等を通じて、暖房運転の開始時における圧縮機11の不具合が発生する可能性が低い温度条件と、冷房運転の開始時における圧縮機11の不具合が発生する可能性が低い温度条件とを見出した。
(a1)室内温度DAが第1判定温度DAX1以下であること(DA≦DAX1)。
(a2)外気温度DOAが第1温度範囲内であること(DOAL1≦DOA≦DOAH1)。なお、DOAL1は第1温度範囲の下限値を示し、DOAH1は第1温度範囲の上限値を示す。
(a3)室内温度DAと外気温度DOAとの温度差が第1判定温度差DDX1以下であること(DA−DOA≦DDX)。
(b1)室内温度DAが第2判定温度DAX2以上であること(DA≧DAX2)。
(b2)外気温度DOAが第2温度範囲内であること(DOAL2≦DOA≦DOAH2)。なお、DOAL2は第2温度範囲の下限値を示し、DOAH2は第2温度範囲の上限値を示す。
(b3)室内温度DAと外気温度DOAとの温度差が第2判定温度差DDX2以下であること(DA−DOA≦DDX2)。
制御部50は、ステップS11において暖房運転が指示されたか否かを判定する。ステップS11の判定は、例えばリモートコントローラ51からの暖房運転の指令を制御部50が受信したか否かに基づいて行われる。制御部50は、ステップS11において暖房運転が指令されたと判定した場合(ステップS11:YES)、ステップS12においてマップMP1を選択する。そして制御部50は、ステップS13において室内温度DA及び外気温度DOAにより規定される座標がマップMP1における温度領域R1の範囲内か否かを判定する。制御部50は、室内温度DA及び外気温度DOAにより規定される座標が温度領域R1の範囲内と判定した場合(ステップS13:YES)、すなわち温度条件a1〜a3の全てを満たしたと判定した場合、ステップS14において第2保護制御を選択する。一方、制御部50は、室内温度DA及び外気温度DOAにより規定される座標が温度領域R1の範囲外と判定した場合(ステップS13:NO)、すなわち温度条件a1〜a3の少なくとも1つを満たしていないと判定した場合、ステップS15において第1保護制御を選択する。
(1−1)制御部50は、冷房又は暖房運転時においてマップMP1又はマップMP2を用いて第1保護制御及び第2保護制御のいずれかを実行する。第2保護制御における圧縮機11が起動してから圧縮機11の運転周波数が必要運転周波数FNに達するまでの時間は、第1保護制御においける圧縮機11が起動してから圧縮機11の運転周波数が必要運転周波数FNに達するまでの時間よりも短い。この構成によれば、第2保護制御を実行することにより、圧縮機11が起動してから圧縮機11の運転周波数が必要運転周波数FNに達するまでの時間が短くなる。これにより、冷房又は暖房運転の立ち上げを速くすることができる。その結果、冷房又は暖房運転を開始してから室内温度DAが設定温度に達するまでの時間が短くすることができるため、暖房能力又は冷房能力を高めることができる。
図1及び図8を参照して、第2実施形態の空調装置1について説明する。本実施形態の空調装置1は、第1実施形態の空調装置1と比較して、第1起動制御の内容が異なる。なお、以下の説明において、空調装置1の構成要素は図1の空調装置1の構成要素を示す。
(2−1)制御部50は、冷媒排出起動運転を実行した場合、第2保護制御を実行する。冷媒排出起動運転終了後では、圧縮機11の不具合が発生する可能性が低くなる。このため、冷媒排出起動運転後に第2保護制御を実行することにより、冷媒排出起動運転後、速やかに圧縮機11の運転周波数を必要運転周波数FNに達することができる。したがって、冷房又は暖房運転の立ち上げを速くすることができる。
上記各実施形態に関する説明は、本発明に従う空調装置が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に従う空調装置は、上記各実施形態以外に例えば以下に示される変形例、及び相互に矛盾しない少なくとも2つの変形例が組み合せられた形態を取り得る。
(A)第1目標周波数FA1及び第2目標周波数FA2は任意に変更可能である。例えば第1目標周波数FA1は第2目標周波数FX2と異なる値であってもよい。一例では、第1目標周波数FA1が第2目標周波数FX2よりも大きく、かつ第3目標周波数FX3よりも小さい値であってもよい。また例えば第2目標周波数FA2は第4目標周波数FX4と等しくてもよい。
(B)圧縮機11が第1目標周波数FA1を維持する第1期間TA1及び第2目標周波数FA2を維持する第2期間TA2は、第1保護制御の第1〜第4期間TX1〜TX4と等しい、もしくは第1〜第4期間TX1〜TX4よりも長くてもよい。
(C)圧縮機11が第1目標周波数FA1を維持する第1期間TA1及び第2目標周波数FA2を維持する第2期間TA2は任意に変更可能である。例えば第1期間TA1と第2期間TA2とは互いに異なってもよい。すなわち、第1期間TA1及び第2期間TA2は個別に設定可能である。
(D)第2保護制御における目標周波数の数は2つに限られず、任意に変更可能である。すなわち、第2保護制御における目標周波数の数は1つ又は3つ以上であってもよい。
(E)上記(A)〜(D)の内容を互いに組み合せてもよい。
(F)第2保護制御の開始時において圧縮機11の運転周波数を必要運転周波数FNに設定してもよい。すなわち第1目標周波数FA1等を省略してもよい。
(G)第1〜第4目標周波数FX1〜FX4のそれぞれは任意に変更可能である。例えば第2目標周波数FX2と第1目標周波数FX1との差と、第3目標周波数FX3と第2目標周波数FX2との差とは互いに異なってもよい。第4目標周波数FX4と第3目標周波数FX3との差と、第3目標周波数FX3と第2目標周波数FX2との差とは互いに異なってもよい。
(H)圧縮機11が第1〜第4目標周波数FX1〜FX4のそれぞれを維持する期間である第1〜第4期間TX1〜TX4のそれぞれは任意に変更可能である。例えば、第1〜第4期間TX1〜TX4のうちの一部が第1〜第4期間TX1〜TX4のうちの残りと異なってもよい。
(I)第1保護制御における目標周波数の数は4つに限られず、任意に変更可能である。すなわち、第1保護制御における目標周波数の数は、3つ又は5つ以上であってもよい。
(c1)吐出管の温度DFが温度閾値DFX以上であること(DF≧DFX)。
(c2)外気温度DOAが判定温度閾値DOAY以上であること(DOA≧DOAY)。
(c3)吐出管の温度DFと外気温度DOAとの温度差が温度差閾値DDY以上であること(DF−DOA≧DDY)。
・上記各実施形態において、室外制御装置16及び室内制御装置23のいずれかを省略してもよい。例えば室内制御装置23を省略した場合、室内温度センサ52は室外制御装置16と有線又は無線により接続される。また室内送風機22は室外制御装置16と有線により接続される。この場合、室外制御装置16が制御部に相当する。
11…圧縮機
50…制御部
FN…必要運転周波数
FA1…第2保護制御における第1目標周波数
FA2…第2保護制御における第2目標周波数
FX1…第1保護制御における第1目標周波数
FX2…第1保護制御における第2目標周波数
TA1…第2保護制御における第1期間
TA2…第2保護制御における第2期間
TX1…第1保護制御における第1期間
TX2…第2保護制御における第2期間
DA…室内温度(室内空気の温度)
DOA…外気温度(室外空気の温度)
DF…圧縮機の吐出管の温度
DAX1…第1判定温度(室温閾値)
DAX2…第2判定温度(室温閾値)
DDX1…第1判定温度差(温度差閾値)
DDX2…第2判定温度差(温度差閾値)
Claims (7)
- 運転周波数の変更が可能な圧縮機(11)と、冷房又は暖房運転の開始時に前記圧縮機(11)の運転周波数を必要運転周波数(FN)になるまで上昇させる圧縮機保護制御を実行する制御部(50)とを備え、
前記圧縮機保護制御は、前記圧縮機(11)の起動から前記必要運転周波数(FN)に達するまでの時間が相対的に長くなるように前記圧縮機(11)の運転周波数を制御する第1保護制御と、前記圧縮機(11)の起動から前記必要運転周波数(FN)に達するまでの時間が相対的に短くなるように前記圧縮機(11)の運転周波数を制御する第2保護制御とを有し、
前記制御部(50)は、前記冷房又は暖房運転の運転開始に伴う前記圧縮機(11)の起動時に四路切換弁(12)を所定時間に亘り逆サイクルに切り換えた状態で前記圧縮機(11)を運転させた場合に前記第2保護制御を実行する
空調装置。 - 前記制御部(50)は、前記圧縮機保護制御において、第1目標周波数(FA1,FX1)と、前記第1目標周波数(FA1,FX1)よりも大きく前記必要運転周波数(FN)よりも小さい第2目標周波数(FA2,FX2)とを設定し、前記圧縮機(11)の運転周波数を前記第1目標周波数(FA1,FX1)に第1期間(TA1,TX1)に亘り維持し、前記圧縮機(11)の運転周波数を前記第2目標周波数(FA2,FX2)に第2期間(TA2,TX2)に亘り維持することにより、前記圧縮機(11)の運転周波数を段階的に上昇させ、
前記第2保護制御における前記第1目標周波数(FA1)は、前記第1保護制御における前記第1目標周波数(FX1)よりも大きく、
前記第2保護制御における前記第2目標周波数(FA2)は、前記第1保護制御における前記第2目標周波数(FX2)よりも大きい
請求項1に記載の空調装置。 - 前記制御部(50)は、前記圧縮機保護制御において、第1目標周波数(FA1,FX1)と、前記第1目標周波数(FA1,FX1)よりも大きく前記必要運転周波数(FN)よりも小さい第2目標周波数(FA2,FX2)とを設定し、前記圧縮機(11)の運転周波数を前記第1目標周波数(FA1,FX1)に第1期間(TA1,TX1)に亘り維持し、前記圧縮機(11)の運転周波数を前記第2目標周波数(FA2,FX2)に第2期間(TA2,TX2)に亘り維持することにより、前記圧縮機(11)の運転周波数を段階的に上昇させ、
前記第2保護制御における前記第1期間(TA1)は、前記第1保護制御における前記第1期間(TX1)よりも短く、
前記第2保護制御における前記第2期間(TA2)は、前記第2保護制御における前記第2期間(TX2)よりも短い
請求項1又は2に記載の空調装置。 - 前記制御部(50)は、前記冷房又は暖房運転の運転開始に伴う前記圧縮機(11)の起動時に前記四路切換弁(12)を所定時間に亘り逆サイクルに切り換えた状態で前記圧縮機(11)を運転させていない場合において、前記圧縮機保護制御の実行時に前記第2保護制御を実行するための条件を満たす場合に前記第2保護制御を実行し、前記条件を満たさない場合に前記第1保護制御を実行し、
前記暖房運転時における前記条件と、前記冷房運転時における前記条件とが異なる
請求項1〜3のいずれか一項に記載の空調装置。 - 前記制御部(50)は、前記冷房又は暖房運転の運転開始に伴う前記圧縮機(11)の起動時に前記四路切換弁(12)を所定時間に亘り逆サイクルに切り換えた状態で前記圧縮機(11)を運転させていない場合において、前記圧縮機保護制御の実行時に前記第2保護制御を実行するための条件を満たす場合に前記第2保護制御を実行し、前記条件を満たさない場合に前記第1保護制御を実行し、
前記条件は、室内空気の温度(DA)、室外空気の温度(DOA)、及び前記室内空気の温度と前記室外空気の温度との温度差(DA−DOA)を含む
請求項1〜4のいずれか一項に記載の空調装置。 - 前記暖房運転時における前記条件は、前記室内空気の温度(DA)が室温閾値(DAX1,DAX2)以下であり、前記室外空気の温度(DOA)が外気温度閾値(DOAX1,DOAX2)以上であり、前記室内空気の温度(DA)と前記室外空気の温度(DOA)との温度差(DA−DOA)が温度差閾値(DDX1,DDX2)以下である
請求項5に記載の空調装置。 - 前記制御部(50)は、前記冷房又は暖房運転の運転開始に伴う前記圧縮機(11)の起動時に前記四路切換弁(12)を所定時間に亘り逆サイクルに切り換えた状態で前記圧縮機(11)を運転させていない場合において、前記圧縮機保護制御の実行時に前記第2保護制御を実行するための条件を満たす場合に前記第2保護制御を実行し、前記条件を満たさない場合に前記第1保護制御を実行し、
前記条件は、前記圧縮機の吐出管の温度(DF)及び室外空気の温度(DOA)を含む
請求項1〜6のいずれか一項に記載の空調装置。
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