JPH1096545A - 空気調和機およびその制御方法 - Google Patents

空気調和機およびその制御方法

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JPH1096545A
JPH1096545A JP8251136A JP25113696A JPH1096545A JP H1096545 A JPH1096545 A JP H1096545A JP 8251136 A JP8251136 A JP 8251136A JP 25113696 A JP25113696 A JP 25113696A JP H1096545 A JPH1096545 A JP H1096545A
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JP
Japan
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temperature
compressor
indoor
air
capacity
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JP8251136A
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English (en)
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Tsuneo Uekusa
常雄 植草
Shisei Waratani
至誠 藁谷
Kazuo Chiba
和夫 千葉
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N T T FACILITIES KK
Nippon Telegraph and Telephone Corp
NTT Facilities Inc
Original Assignee
N T T FACILITIES KK
Nippon Telegraph and Telephone Corp
NTT Facilities Inc
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  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 室内温度または吹出空気温度に応じた最適な
空調能力を得ることができて、室内温度または吹出空気
温度を設定値へとスムーズに収束させることができ、し
かも空調能力に見合う最適かつ必要十分な吹出風量を得
ることができて、不要な消費電力の増大や除湿量の過多
などを回避でき、さらには蒸発器圧力の変動を少なくし
て冷凍サイクルを安定させることができる空気調和機を
提供する。 【解決手段】 吸込空気温度センサ15の検出温度と室
内温度設定値との差に応じて圧縮機1の容量を操作し、
その圧縮機1の容量に応じた値に室内送風機13の風量
を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、圧縮機の容量操
作および室内側送風機の風量操作を行う空気調和機に関
する。
【0002】
【従来の技術】一般に、空気調和機では、圧縮機の容量
操作と室内送風機の風量操作とが互いに独立して行われ
る。圧縮機の容量操作は、室内温度(たとえば吸込空気
温度)を設定値にほぼ等しい状態に制御するために行わ
れる。室内送風機の風量操作は、たとえば除湿運転に伴
う吹出し風量の低減処置などに利用される。
【0003】電算機室や通信機室に設置される空気調和
機のように、圧縮機の容量操作および送風機の風量操作
により、室内温度、吹出空気温度、吹出空気湿度を制御
するものもある。たとえば、特願昭62-287560 号に示さ
れるものがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
(1)室内温度または吹出空気温度の制御が必要で、吹
出空気湿度についてはとくに制御を要しない場合、室内
温度または吹出空気温度に応じて圧縮機の容量が操作さ
れ、室内送風機は一定の風量で運転される。
【0005】この場合、室内送風機の風量は、室内への
十分な吹出し風量を確保したい観点から、また湿度につ
いてはとくに考慮していないことから、大きめに設定さ
れる。しかしながら、室内送風機の風量が大きいと、室
内送風機の消費電力が大きくなり、運転コストの上昇に
つながる。
【0006】(2)室内温度および吹出空気温度の両方
の制御が必要な場合には、室内温度に応じて圧縮機の容
量が操作され、吹出空気温度に応じて室内送風機の風量
が操作されることがある。あるいは、室内温度に応じて
室内送風機の風量が操作され、吹出空気温度に応じて圧
縮機の容量が操作されることがある。
【0007】ただし、後者のように、室内温度に応じて
室内送風機の風量が操作され、吹出空気温度に応じて圧
縮機の容量が操作される状況では、室内送風機の風量が
最大値か最小値のどちらかに固定されてしまう。
【0008】室内送風機の風量が最大値に固定された場
合には、室内送風機の消費電力が大きくなり、運転コス
トの上昇につながる。室内送風機の風量が最小値に固定
された場合には、室内への吹出風量が不足したり、除湿
量が多過ぎてしまうなどの問題がある。
【0009】この発明は、上記の事情を考慮したもの
で、第1および第2の発明の空気調和機は、室内温度ま
たは吹出空気温度に応じた最適な空調能力を得ることが
できて、室内温度または吹出空気温度を設定値へとスム
ーズに収束させることができ、しかも空調能力に見合う
最適かつ必要十分な吹出風量を得ることができて、不要
な消費電力の増大や除湿量の過多などを回避でき、さら
には蒸発器圧力の変動を少なくして冷凍サイクルを安定
させることができることを目的とする。
【0010】第3の発明の空気調和機の制御方法は、室
内温度または吹出空気温度に応じた最適な空調能力を得
ることができて、室内温度または吹出空気温度を設定値
へとスムーズに収束させることができ、しかも空調能力
に見合う最適かつ必要十分な吹出風量を得ることができ
て、不要な消費電力の増大や除湿量の過多などを回避で
き、さらには蒸発器圧力の変動を少なくして冷凍サイク
ルを安定させることができることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】第1の発明の空気調和機
は、圧縮機、室外熱交換器、膨張弁、室内熱交換器を配
管で接続した冷凍サイクルと、上記室外熱交換器用の室
外側送風機と、上記室内熱交換器用の室内側送風機と、
室内温度または吹出空気温度を検出する温度検出手段
と、この温度検出手段の検出温度と設定値との差に応じ
て上記圧縮機の容量を操作する第1制御手段と、上記室
内送風機の風量を上記圧縮機の容量に応じた値に設定す
る第2制御手段と、を備えている。
【0012】第2の発明の空気調和機は、圧縮機、室外
熱交換器、膨張弁、室内熱交換器を配管で接続した冷凍
サイクルと、上記室外熱交換器用の室外側送風機と、上
記室内熱交換器用の室内側送風機と、上記圧縮機に対す
る駆動電圧を出力する第1インバータ装置と、上記室内
送風機に対する駆動電圧を出力する第2インバータ装置
と、室内温度または吹出空気温度を検出する温度検出手
段と、この温度検出手段の検出温度と設定値との差に応
じて上記第1インバータ装置の出力周波数を操作する第
1制御手段と、上記第2インバータ装置の出力周波数を
上記第1インバータ装置の出力周波数に応じた値に設定
する第2制御手段と、を備えている。
【0013】第3の発明の空気調和機の制御方法は、圧
縮機、室外熱交換器、膨張弁、室内熱交換器を配管で接
続した冷凍サイクルと、室外熱交換器用の室外側送風機
と、室内熱交換器用の室内側送風機とを備え、圧縮機の
容量および室内送風機の風量をそれぞれ操作可能な空気
調和機において、室内温度または吹出空気温度を検出
し、この検出温度と設定値との差に応じて圧縮機の容量
を操作し、その圧縮機の容量に応じた値に室内送風機の
風量を設定する。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例につい
て図面を参照して説明する。図1に示すように、圧縮機
1、油分離器2、室外熱交換器3、受液器4、電気式膨
張弁5、室内熱交換器6、アキュームレータ7が配管に
より接続され、冷凍サイクルが構成される。
【0015】圧縮機1は、インバータ装置11から供給
される駆動電圧の周波数に応じて容量可変動作し、矢印
方向に高温高圧のガス冷媒を吐出する。このガス冷媒は
室外熱交換器(凝縮器)3に導かれ、外気と熱交換して
凝縮し、高圧の液冷媒となる。液冷媒は膨張弁5に導か
れ、そこで減圧され、低圧の液ガス混合冷媒となる。さ
らに、この液ガス混合冷媒が室内熱交換器(蒸発器)6
に導かれ、室内空気と熱交換することで蒸発し、低圧ガ
スとなって再び圧縮機1に吸入される。以下、同様のサ
イクルを繰り返すことにより、室内を冷房し、室内から
奪った熱を凝縮器を通して外気へ放出することができ
る。
【0016】室外熱交換器3に対し、室外空気供給用の
室外側送風機12が設けられる。室内熱交換器6に対
し、室内空気供給用の室内側送風機13が設けられる。
室内側送風機13は、インバータ装置14から供給され
る駆動電圧の周波数に応じて風量可変動作する。
【0017】室内側送風機13によって吸込まれる室内
空気の風路に、吸込空気温度センサ15が設けられる。
吸込空気温度センサ15の検出温度は、被空調室内の室
内温度として取込まれる。
【0018】室内熱交換器6を経て室内に吹出される吹
出空気の風路に、吹出空気温度センサ16が設けられ
る。アキュームレータ7から圧縮機1の冷媒吸入口にか
けての配管に、過熱度検出手段として過熱度センサ17
が設けられる。過熱度センサ17は、冷凍サイクル中の
冷媒の過熱度、つまり蒸発器として機能する室内熱交換
器6における冷媒の過熱度を検出する。
【0019】制御装置20は、主な機能として、吸込空
気温度センサ15の検出温度と予め設定される室内温度
設定値との差(=空調負荷)に応じて圧縮機周波数(=
インバータ装置11の出力周波数)つまり圧縮機1の容
量を操作する第1制御手段と、送風機周波数(=インバ
ータ装置14の出力周波数)つまり室内送風機13の風
量を上記圧縮機周波数に応じた値に設定する第2制御手
段と、を有する。
【0020】つぎに、上記の構成の作用を図2のフロー
チャートおよび図3の送風機周波数設定条件を参照して
説明する。図3の送風機周波数設定条件は、制御装置2
0のメモリに予め記憶されている。
【0021】吸込空気温度センサ15で室内温度が検出
され、その検出温度と予め定められている室内温度設定
値とが比較される。検出温度が室内温度設定値より高け
れば、その温度差に応じて圧縮機周波数が高められて容
量アップが図られる。検出温度が室内温度設定値以下で
あれば、その温度差に応じて圧縮機周波数が下げられ
る。
【0022】圧縮機周波数が大きい場合には、冷媒循環
量が増え、蒸発器である室内熱交換器6における冷媒の
圧力(以下、蒸発器圧力と言う)が低下するとともに冷
房能力が増加する。圧縮機周波数が小さいときには、冷
媒循環量が減り、蒸発器圧力が上昇するとともに冷房能
力が減少する。
【0023】こうして圧縮機周波数が操作されることに
より、室内温度に応じた最適な空調能力(=冷房能力)
を得ることができ、これにより室内温度を設定値へとス
ムーズに収束させることができる。
【0024】一方、圧縮機周波数が操作されると、その
圧縮機周波数に対応する値の送風機周波数が図3の送風
機周波数設定条件から読出され、その値となるよう送風
機周波数が操作される。
【0025】すなわち、圧縮機周波数が高く設定される
場合は、送風機周波数も高く設定され、室内送風機13
の風量が増やされる。圧縮機周波数が低く設定される場
合は、送風機周波数も低く設定され、室内送風機13の
風量が減らされる。
【0026】圧縮機周波数の可変範囲が30Hz〜90Hz、室
内送風機13の運転周波数の可変範囲が30Hz〜60Hzの場
合を例にとると、圧縮機周波数90Hzのとき送風機周波数
60Hz、圧縮機周波数60Hzのとき送風機周波数45Hz、圧縮
機周波数30Hzのとき送風機周波数30Hzがそれぞれ設定さ
れる。
【0027】蒸発器の場合、送風機風量が増えると、冷
媒と室内空気との間の熱伝達率が増加し、蒸発器圧力が
上昇するとともに冷房能力が増加する。送風機風量が減
ると、冷媒と室内空気との間の熱伝達率が減少し、蒸発
器圧力が低下するとともに冷房能力が減少する。
【0028】冷房能力を大きくするためには、圧縮機周
波数を高めて圧縮機1の容量を増やすか、あるいは送風
機周波数を高めて室内送風機13の風量を増やすことに
なるが、蒸発器圧力について見ると、圧縮機周波数を高
くすると蒸発器圧力が低くなり、送風機周波数を高くす
ると蒸発器圧力が高くなる。
【0029】したがって、冷房能力を大きくする場合に
は、圧縮機周波数と送風機周波数の両方を高めることに
より、冷房能力の増加を達成しながら、蒸発器圧力の変
動を少なく抑えることができ、冷凍サイクルを安定させ
ることができる。
【0030】また、室内送風機13の風量が冷房能力の
変化に追従するので、冷房能力に見合う最適かつ必要十
分な吹出風量を得ることができ、従来のような不要な消
費電力の増大や除湿量の過多などを極力回避することが
できる。
【0031】なお、上記実施例では、吸込空気温度セン
サ15の検出温度と室内温度設定値との差に応じて圧縮
機1の容量を操作したが、吹出空気温度センサ16の検
出温度と室内温度設定値との差に応じて圧縮機1の容量
を操作する場合にも同様に実施可能である。
【0032】上記実施例では、冷房運転についてのみ説
明したが、暖房運転が可能なヒートポンプ式冷凍サイク
ルにも同様に実施可能である。上記実施例では、空冷の
パッケージ空調機への適用について説明したが、凝縮器
を水で冷却する水冷型のパッケージ空調機にも同様に適
用できる。
【0033】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、第
1および第2の発明の空気調和機は、室内温度または吹
出空気温度を検出し、この検出温度と設定値との差に応
じて圧縮機の容量を操作し、その圧縮機の容量に応じた
値に室内送風機の風量を設定する構成としたので、室内
温度または吹出空気温度に応じた最適な空調能力を得る
ことができて、室内温度または吹出空気温度を設定値へ
とスムーズに収束させることができ、しかも空調能力に
見合う最適かつ必要十分な吹出風量を得ることができ
て、不要な消費電力の増大や除湿量の過多などを回避で
き、さらには蒸発器圧力の変動を少なくして冷凍サイク
ルを安定させることができる。
【0034】第3の発明の空気調和機の制御方法は、室
内温度または吹出空気温度を検出し、この検出温度と設
定値との差に応じて圧縮機の容量を操作し、その圧縮機
の容量に応じた値に室内送風機の風量を設定するように
したので、室内温度または吹出空気温度に応じた最適な
空調能力を得ることができて、室内温度または吹出空気
温度を設定値へとスムーズに収束させることができ、し
かも空調能力に見合う最適かつ必要十分な吹出風量を得
ることができて、不要な消費電力の増大や除湿量の過多
などを回避でき、さらには蒸発器圧力の変動を少なくし
て冷凍サイクルを安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例の冷凍サイクルおよび制御ブロックの
構成を示す図。
【図2】同実施例の作用を説明するためのフローチャー
ト。
【図3】同実施例の送風機風量設定条件を示す図。
【符号の説明】
1…圧縮機 3…室外熱交換器 5…電気式膨張弁 6…室内熱交換器 11…インバータ装置 12…室外側送風機 13…室内側送風機 14…インバータ装置 15…吸込空気温度センサ 16…吹出空気温度センサ 20…制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藁谷 至誠 東京都港区六本木一丁目4番33号 株式会 社エヌ・ティ・ティファシリティーズ内 (72)発明者 千葉 和夫 東京都港区六本木一丁目4番33号 株式会 社エヌ・ティ・ティファシリティーズ内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮機、室外熱交換器、膨張弁、室内熱
    交換器を配管で接続した冷凍サイクルと、 前記室外熱交換器用の室外側送風機と、 前記室内熱交換器用の室内側送風機と、 室内温度または吹出空気温度を検出する温度検出手段
    と、 この温度検出手段の検出温度と設定値との差に応じて前
    記圧縮機の容量を操作する第1制御手段と、 前記室内送風機の風量を前記圧縮機の容量に応じた値に
    設定する第2制御手段と、 を具備したことを特徴とする空気調和機。
  2. 【請求項2】 圧縮機、室外熱交換器、膨張弁、室内熱
    交換器を配管で接続した冷凍サイクルと、 前記室外熱交換器用の室外側送風機と、 前記室内熱交換器用の室内側送風機と、 前記圧縮機に対する駆動電圧を出力する第1インバータ
    装置と、 前記室内送風機に対する駆動電圧を出力する第2インバ
    ータ装置と、 室内温度または吹出空気温度を検出する温度検出手段
    と、 この温度検出手段の検出温度と設定値との差に応じて前
    記第1インバータ装置の出力周波数を操作する第1制御
    手段と、 前記第2インバータ装置の出力周波数を前記第1インバ
    ータ装置の出力周波数に応じた値に設定する第2制御手
    段と、 を具備したことを特徴とする空気調和機。
  3. 【請求項3】 圧縮機、室外熱交換器、膨張弁、室内熱
    交換器を配管で接続した冷凍サイクルと、室外熱交換器
    用の室外側送風機と、室内熱交換器用の室内側送風機と
    を備え、圧縮機の容量および室内送風機の風量をそれぞ
    れ操作可能な空気調和機において、 室内温度または吹出空気温度を検出し、この検出温度と
    設定値との差に応じて圧縮機の容量を操作し、その圧縮
    機の容量に応じた値に室内送風機の風量を設定する、こ
    とを特徴とする空気調和機の制御方法。
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