JP2015021656A

JP2015021656A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2015021656A
Application number: JP2013149259A
Authority: JP
Inventors: 貴之井関; Takayuki Izeki; 充博鎌田; Mitsuhiro Kamata
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2013-07-18
Filing date: 2013-07-18
Publication date: 2015-02-02

Abstract

【課題】空調負荷が小さい場合や、サーモオフ復帰時において、被空調室内が必要としている能力に対して、室温と設定温度との偏差から定められるゾーンによって決定される運転周波数に対応するエアコンの能力が必要能力より大きかった場合、室温変化により運転周波数も低下するものの、供給熱量のオーバーシュートが大きく、一気に設定室温に達し、運転周波数が低下する前に再びサーモオフ状態となる。その後、室温が戻ると、圧縮機が再び起動する現象を繰り返し、快適性を著しく損ねていた。
【解決手段】空気調和機の運転時、差温設定装置の算出値が所定の温度に達し、その状態が第１の所定時間継続すると、圧縮機を停止しサーモオフ状態になる空気調和機において、第１の所定時間内のうち第２の所定時間、圧縮機の運転周波数を空気調和機が運転可能な最低周波数で運転を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、運転可能な最低周波数まで周波数を落として運転を行う空気調和機に関するものである。

従来の空気調和機の運転制御装置では、室温と設定温度との差温からゾーンを定め、各ゾーンと運転周波数とを対応付けるテーブルを持っているものもあれば、周波数の変化値(現在の周波数からの周波数の変化値)のテーブルを持っているものもある。例えば立ち上り時、偏差が大きいゾーンでは高周波数で運転を行い、室温が安定してきたら、つまり偏差の小さいゾーンでは低周波数で運転を行うというものであった（例えば、特許文献１参照）。

特開昭５７−６７７３５号公報

しかしながら、従来の装置にあっては空調負荷が小さい場合や、サーモオフ復帰時において、被空調室内が必要としている能力に対して、室温と設定温度との偏差から定められるゾーンによって決定される運転周波数に対応するエアコンの能力が必要能力より大きかった場合、室温変化により運転周波数も低下するものの、供給熱量のオーバーシュートが大きく、一気に設定室温に達し、運転周波数が低下する前に再びサーモオフ状態となる。その後、室温が戻ると圧縮機が再び起動するが、前述の現象を繰り返し、快適性を著しく損ねるという課題があった。

本発明の空気調和機は、室内の空気を吸い込むことにより室内温度を検知する室内吸込温度検知装置と、リモコンで設定した室内温度を記憶する運転モード記憶装置と、室内吸込温度検知装置、及び運転モード記憶装置の出力からその差温を算出する差温設定装置と、差温設定装置の出力に基いて圧縮機の運転周波数を決定する出力リレー回路と、を具備し、空気調和機の運転時、差温設定装置の算出値が所定の温度に達し、その状態が第１の所定時間継続すると、圧縮機を停止しサーモオフ状態になる空気調和機において、第１の所定時間内のうち第２の所定時間、圧縮機の運転周波数を空気調和機が運転可能な最低周波数で運転を行うことを特徴とする。

本発明は、サーモオン、オフを頻繁に繰り返すような空調負荷が小さい環境条件の場合、室内吸込み温度とリモコンの設定温度との差温が小さくなると通常より早めに空気調和機が運転可能な最低周波数まで周波数を落として運転を行うことにより、サーモオン、オフの回数が減り、機器の快適性が向上する。

本発明の実施の形態１、２及び３における冷凍サイクル図本発明の実施の形態１、２及び３における制御ブロック図本発明の実施の形態１におけるフローチャート本発明の実施の形態２におけるフローチャート本発明の実施の形態３におけるフローチャート

本発明は、室内の空気を吸い込むことにより室内温度を検知する室内吸込温度検知装置と、リモコンで設定した室内温度を記憶する運転モード記憶装置と、室内吸込温度検知装置、及び運転モード記憶装置の出力からその差温を算出する差温設定装置と、差温設定装置の出力に基いて圧縮機の運転周波数を決定する出力リレー回路と、を具備し、空気調和機の運転時、差温設定装置の算出値が所定の温度に達し、その状態が第１の所定時間継続すると、圧縮機を停止しサーモオフ状態になる空気調和機において、第１の所定時間内のうち第２の所定時間、圧縮機の運転周波数を空気調和機が運転可能な最低周波数で運転を行うことにより、サーモオン、オフを頻繁に繰り返すような環境条件の場合、室内吸い込み温度とリモコンの設定温度との差温が小さくなると通常より早めに空気調和機が運転可能な最低周波数まで周波数を落として運転を行うことにより、サーモオン、オフの回数が減り、機器の快適性が向上する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における空気調和機の冷凍サイクル図であり、図２は、その制御ブロック図、図３は、本発明の実施の形態１におけるフローチャートである。

図１において、室外機１にはインバータ駆動の容量（周波数）可変形圧縮機２（以下単に圧縮機と称す）と、室外熱交換器３と室外送風機４と、冷暖房切換用の四方弁５とが設けられる。

一方、室内機７には室内送風機８と、室内熱交換器９がそれぞれ設けられていて、室外機１と室内機７は接続配管（冷媒液管１２、冷媒ガス管１３）により液側接続部１４とガス側接続部１５で接続されている。

また、液側接続部１４の冷媒液管１２には、例えばステッピングモータ等により弁開度をパルス制御可能な電動膨張弁６が介装されている。

また、室内機７には、居住者が希望する運転モード（冷房、除湿または暖房）を選択する運転モード切替スイッチ１７、室温と運転あるいは停止を設定できる運転設定装置１０が設けられている。

上記構成の冷凍サイクルにおいて、冷房あるいは除湿運転時は、圧縮機２から吐出された冷媒は四方弁５を介して室外熱交換器３へと流れ、室外送風機４の駆動により室外熱交換器３で室外空気と熱交換して凝縮液化し、冷媒液管１２を通り電動膨張弁６で冷媒を流量制御して室内機７で蒸発した後に、冷媒ガス管１３、四方弁５を介して再び圧縮機２に吸入される。この電動膨張弁６は室内の負荷に見合った開度となるようにステッピングモータ等によりパルス制御されるため、冷媒も室内負荷に応じた流量で制御される。

一方、暖房運転時は、圧縮機２から吐出された冷媒は四方弁５を介して室内熱交換器９へと流れ、室内送風機８の駆動により室内熱交換器９で室内空気と熱交換して凝縮液化し、電動膨張弁６で流量制御され、室外熱交換器３で蒸発した後に四方弁５を介して再び圧縮機２に吸入される。

次に、本発明の実施の形態１における制御について図２、３を用いて説明する。

なお、表１は、本発明の空気調和機が設置された室内の温度と設定温度との差温と差温信号との関係を示す表、表２は、同空気調和機のサーモオフ点を示す表である。

本発明の空気調和機の制御装置２１には、居住者が希望する運転モード切替スイッチ１７（冷房、ドライ、送風または暖房）と室内温度設定スイッチ１８と運転停止スイッチ１６と室内風量設定スイッチ１９と室内風向設定スイッチ２０で構成されている運転設定装置１０の信号を記憶する運転モード記憶装置２２と、室内の吸い込み温度と室内温度設定値の差温により、空気調和機の運転停止を行う差温設定装置２３と、室内吸込温度検知装置１１の信号をサンプリング時間毎受けて運転状況を判断する判定装置２４と、圧縮機の
運転時間を設定する時間設定装置２６とそれらの信号により圧縮機２の運転周波数や送風機の回転数を決定し、圧縮機２、室内送風機８、室外送風機４等の制御を行う出力リレー回路２５等を有している。

居住者が運転設定装置１０で例えば暖房を選択し温度設定Ｔａ（ここでは例えば３２℃）で運転を開始する（Ｓ１，Ｓ２）と、室内機７は室内吸い込み温度Ｔｈｉｎを検出し（Ｓ３）、室内温度設定スイッチ１８の値Ｔａと室内吸込温度検知装置１１の値Ｔｈｉｎの差温ＴＸを計算し（Ｓ４）、差温に応じた運転周波数で圧縮機２の運転を行う（Ｓ５）が、差温ＴＸが差温設定装置２３の値（ここでは例えば表１のＴ７）より低い場合は圧縮機２の運転を継続し（Ｓ６）、高い場合はその状態が、ｔ１時間（ここでは例えば２分）継続すると(Ｓ６)、圧縮機２の運転周波数を最小周波数（ここでは例えば１０Ｈｚ）に落とし（Ｓ７）、差温ＴＸが差温設定装置２３の値（ここでは例えば表１のＴ７）より、高い状態がさらにｔ２時間(ここでは例えば１分)継続した場合（Ｓ８）は、圧縮機を停止(Ｓ９)し、差温ＴＸが差温設定装置２３の値（ここでは例えば表１のＴ７）より低い状態に変化した場合は差温に応じた運転周波数で圧縮機２の運転を継続する（Ｓ５）。

そしてこの構成によれば、室内吸込み温度とリモコンの設定温度との差温が小さくなりサーモオフ領域まで差温が下がると、空気調和機が運転可能な最低周波数まで周波数を落として運転を行い、空気調和機の性能を最小まで落とし、室温をサーモオフ領域から外やすくなるように制御を行うことにより、サーモオン、オフの回数が減り、機器の快適性が向上する。

（実施の形態２）
図４は実施の形態２におけるフローチャートである。以下、実施の形態２における制御について、図４を用いて説明する。

居住者が運転設定装置１０で例えば暖房を選択し温度設定Ｔａ（ここでは例えば３２℃）で運転を開始する（Ｓ１，Ｓ２）と、室内機７は室内吸い込み温度Ｔｈｉｎを検出し（Ｓ３）、室内温度設定スイッチ１８の値Ｔａと室内吸込温度検知装置１１の値Ｔｈｉｎの差温ＴＸを計算し（Ｓ４）、差温に応じた運転周波数で圧縮機２の運転を行う（Ｓ５）が、運転開始からサーモオフを一度でも経験していない場合（Ｓ１０）、差温ＴＸが差温設定装置２３の値（ここでは例えば表１のＴ７）より低いときは圧縮機２の運転を継続（Ｓ１１）、高いときはその状態が、ｔ１時間（ここでは例えば２分）継続すると(Ｓ１１)、圧縮機２の運転周波数を最小周波数（ここでは例えば１０Ｈｚ）に落とし（Ｓ１２）、差温ＴＸが差温設定装置２３の値（ここでは例えば表１のＴ７）より、高い状態がさらにｔ２時間(ここでは例えば１分)継続した場合は（Ｓ１３）、圧縮機を停止し(Ｓ１４)、差温ＴＸが差温設定装置２３の値（ここでは例えば表１のＴ７）より低い状態に変化した場合は差温に応じた運転周波数で圧縮機２の運転を継続する（Ｓ５）。

運転開始からサーモオフを一度でも経験している場合は（Ｓ１０）、差温ＴＸが差温設定装置２３の値（ここでは例えば表１のＴ７）より低いときは圧縮機２の運転を継続（Ｓ１５）、高いときはその状態が、ｔ３時間（ここでは例えば１分）継続すると(Ｓ１５)、圧縮機２の運転周波数を最小周波数（ここでは例えば１０Ｈｚ）に落とし（Ｓ１６）、差温ＴＸが差温設定装置２３の値（ここでは例えば表１のＴ７）より、高い状態がさらにｔ４時間(ここでは例えば２分)継続した場合は（Ｓ１７）、圧縮機を停止し(Ｓ１８)、差温ＴＸが差温設定装置２３の値（ここでは例えば表１のＴ７）より低い状態に変化した場合は差温に応じた運転周波数で圧縮機２の運転を継続する（Ｓ５）。

そしてこの構成によれば、空気調和機がサーモオフ、オン後のような空調負荷が低い環境の場合、室内吸込み温度とリモコンの設定温度との差温が小さくなり再びサーモオフ領
域まで差温が下がると、通常より早めに空気調和機が運転可能な最低周波数まで周波数を落として運転を行い、空気調和機の性能を最小まで落とし、室温をサーモオフ領域から外れやすくなるように制御を行うことによりサーモオン、オフの回数が減り、機器の快適性が向上する。

（実施の形態３）
図５は、実施の形態３におけるフローチャートである。以下、実施の形態３における制御について、図５を用いて説明する。

居住者が運転設定装置１０で例えば暖房を選択し温度設定Ｔａ（ここでは例えば３２℃）で運転を開始する（Ｓ１，Ｓ２）と、室内機７は室内吸い込み温度Ｔｈｉｎを検出し（Ｓ３）、室内温度設定スイッチ１８の値Ｔａと室内吸込温度検知装置１１の値Ｔｈｉｎの差温ＴＸを計算し(Ｓ４)、差温に応じた運転周波数で圧縮機２の運転を行う（Ｓ５）が、運転開始からサーモオフを一度でも経験していない場合（Ｓ１９）、差温ＴＸが差温設定装置２３の値（ここでは例えば表１のＴ７）より低いときは圧縮機２の運転を継続（Ｓ２０）、高いときはその状態が、ｔ１時間（ここでは例えば２分）継続すると(Ｓ２０)、圧縮機２の運転周波数を最小周波数（ここでは例えば１０Ｈｚ）に落とし（Ｓ２１）、差温ＴＸが差温設定装置２３の値（ここでは例えば表１のＴ７）より、高い状態がさらにｔ２時間(ここでは例えば１分)継続した場合は（Ｓ２２）、圧縮機を停止し(Ｓ２３)、差温ＴＸが差温設定装置２３の値（ここでは例えば表１のＴ７）より低い状態に変化した場合は差温に応じた運転周波数で圧縮機２の運転を継続する（Ｓ５）。

運転開始からサーモオフを一度でも経験している場合で（Ｓ１９）、サーモＯＮ後圧縮機運転状態をｔ５時間以上継続している場合は(Ｓ２４)、差温ＴＸが差温設定装置２３の値（ここでは例えば表１のＴ７）より低いときは圧縮機２の運転を継続（Ｓ２０）、高いときはその状態が、ｔ１時間（ここでは例えば２分）継続すると(Ｓ２０)、圧縮機２の運転周波数を最小周波数（ここでは例えば１０Ｈｚ）に落とし（Ｓ２１）、差温ＴＸが差温設定装置２３の値（ここでは例えば表１のＴ７）より、高い状態がさらにｔ２時間(ここでは例えば１分)継続した場合は（Ｓ２２）、圧縮機を停止し(Ｓ２３)、差温ＴＸが差温設定装置２３の値（ここでは例えば表１のＴ７）より低い状態に変化した場合は差温に応じた運転周波数で圧縮機２の運転を継続する（Ｓ５）。

運転開始からサーモオフを一度でも経験している場合で（Ｓ１９）、サーモＯＮ後圧縮機運転状態をｔ５時間以内の場合は(Ｓ２４)、差温ＴＸが差温設定装置２３の値（ここでは例えば表１のＴ７）より低いときは圧縮機２の運転を継続（Ｓ２５）、高いときはその状態が、ｔ３時間（ここでは例えば１分）継続すると(Ｓ２５)、圧縮機２の運転周波数を最小周波数（ここでは例えば１０Ｈｚ）に落とし（Ｓ２６）、差温ＴＸが差温設定装置２３の値（ここでは例えば表１のＴ７）より、高い状態がさらにｔ４時間(ここでは例えば２分)継続した場合は（Ｓ２７）、圧縮機を停止し(Ｓ２８)、差温ＴＸが差温設定装置２３の値（ここでは例えば表１のＴ７）より低い状態に変化した場合は差温に応じた運転周波数で圧縮機２の運転を継続する（Ｓ５）。

そしてこの構成によれば、空気調和機がサーモオフ、オンを短時間で繰り返すような空調負荷が低い環境の場合、室内吸込み温度とリモコンの設定温度との差温が小さくなり、再びサーモオフ領域まで差温が下がると、通常より早めに空気調和機が運転可能な最低周波数まで周波数を落として運転を行い、空気調和機の性能を最小まで落とし、室温をサーモオフ領域から外れやすくなるように制御を行うことによりサーモオン、オフの回数が減り、機器の快適性が向上する

以上のように、本発明にかかる空気調和機は、短時間でサーモオンオフを繰り返す空調負荷が低い環境の場合、通常より早めに空気調和機が運転可能な最低周波数まで周波数を落として運転を行うことにより、サーモオフを頻繁に繰り返すことなく室温のハンチングを防止し快適な状態を維持することが可能となるので、種々の空気調和機に適用できる。

１室外機
２圧縮機
３室外熱交換器
４室外送風機
５四方弁
６電動膨張弁
７室内機
８室内送風機
９室内熱交換器
１０運転設定装置
１１室内吸込温度検知装置
１２冷媒液管
１３冷媒ガス管
１４液側接続部
１５ガス側接続部
１６運転停止スイッチ
１７運転モード切替スイッチ
１８室内温度設定スイッチ
１９室内風量設定スイッチ
２０室内風向設定スイッチ
２１制御装置
２２運転モード記憶装置
２３差温設定装置
２４判定装置
２５出力リレー回路
２６時間設定装置

Claims

室内の空気を吸い込むことにより室内温度を検知する室内吸込温度検知装置と、リモコンで設定した室内温度を記憶する運転モード記憶装置と、前記室内吸込温度検知装置、及び前記運転モード記憶装置の出力からその差温を算出する差温設定装置と、前記差温設定装置の出力に基いて圧縮機の運転周波数を決定する出力リレー回路と、を具備し、空気調和機の運転時、前記差温設定装置の算出値が所定の温度に達し、その状態が第１の所定時間継続すると、圧縮機を停止しサーモオフ状態になる空気調和機において、第１の所定時間内のうち第２の所定時間、前記圧縮機の運転周波数を空気調和機が運転可能な最低周波数で運転を行うことを特徴とする空気調和機。
サーモオフ状態から前記圧縮機が再び運転を開始する場合、前記第２の所定時間をのばすように変更することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
サーモオフ状態から前記圧縮機が再び運転を開始し第３の所定の時間経過した場合、前記第２の所定時間を元に戻すことを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。