JPH01302056A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は冷暖房自在のヒートポンプ式空気調和機に係り
、特に、空調空間の容量に応じてコンプレッサと室内フ
ァンの運転速度を制御するように改良した空気講和機に
関する。

（従来の技術） °　従来、この種の空気調和機では部屋の広狭や窓の開
閉状態等の空調空間の広さ（容量）を検出し、この空調
空間の容量に応じて室内ファンの送ＨＡｍやコンプレッ
サの圧縮能力をυＪｔ［ｌするような制御は行なってい
ない。

（発明が解決しようとする課題） したがって、比較的狭い部屋等で空調運転を行なうと、
室内ファンの送風量が多過ぎて、この送風が人体に直接
当たり不快感を与える・うえに、コンプレッサをフルパ
ワーで運転して電力を浪費する等効率的でないという課
題がある。

そこで本発明は上記事情を考慮してなされたもので、そ
の目的は快適性を向上させると共に、省エネルギを図る
ことができる空気調和機を提供することにある。

（発明の構成〕 （課題を解決するための手段） 本発明は、空調空間の容量により、室内側熱交換器の運
転開始から設定時間までの温度変化速度が左右されるも
のであり、空調空間の８団が大きい場合には室内側熱交
換器の温度変化速度が遅く、また、空調空間の容量が小
さい場合にはその逆であるという点に着目してなされた
ものである。

すなわち本発明は、室内側熱交換器に付設する室内ファ
ンとインバータ駆動のコンプレッサとを有する空気調和
機において、上記室内側熱交換器の運転開始から設定時
間までの温度変化速度を演算し、この温度変化速度に応
じて上記室内ファンとコンプレッサの運転速度を制御す
る運転速度制御手段を有することを特徴とする。

（作用） 空気調和機の運転が開始されて、室外側熱交換器の運転
が開始されると、この開始から設定時間までの室外側熱
交換器の温度変化速度が運転速度制御手段により演算さ
れる。

また、運転速度制御手段はこの室内側熱交換器の温度変
化速度が比較的高速である場合にはコンプレッサと室内
ファンの運転速度を低下させるように制御する一方、室
内側熱交換器の温度変化速度が比較的低速である場合に
はコンプレッサと室内ファンの運転速度を上昇させるよ
うに制御する。

すなわち、部屋が広い等で空調空間の８最が大きいため
に、室内側熱交換器の立ち上がりが遅い場合にはコンプ
レッサと室内ファンの運転速度を高速化し、空調運転の
立ち上がりを速めることができる。

一方、部屋が狭い等で空調空間の容量が小さいために、
室内側熱交換器の立ち上がりが速い場合にはコンプレッ
サと室内ファンの運転速度を低速化し、人体に直接光た
る室内送風量を低減させて快適性を向上させると共に、
コンプレッサおよび室内ファンの運転速度を最適化して
、その電力浪費を節電し、省エネルギを図ることができ
る。

（実施例） 以下本発明の空気調和機に係る実膿例について第１図〜
第５図に基づいて説明する。

第１図は本発明を輻射パネル型空気調和機に適用した場
合の一実施例の全体構成を示しており、図において、本
実施例の冷凍サイクルはコンプレッサ１、四方弁２、室
外側熱交換器３、減圧器４、輻射パネル５の室内側熱交
換器６および輻射用熱交換器７を冷媒配管８により順次
かつ環状に接続し、冷媒を循環させる閉ループに構成さ
れている。

また、四方弁２の切換操作により冷凍サイクルを冷媒に
第１図中実線矢印方向に循環させると暖房運転され、一
方、冷媒に第１図中破線矢印方向に循環させると冷房運
転されるようになっている。

コンプレッサ１はインバータ９に電気的に接続され、運
転速度制御自在に構成されている。

一方、輻射パネル５は第１図に示すように室内側熱交換
器６を輻射用熱交換器７に直列に接続する直列管１ｄと
、輻射用熱交換器７をバイパスするバイパス管１１とに
暖房用逆止二方弁１２と冷房用逆止二方弁１３とをそれ
ぞれ介装し、冷媒を暖房運転時にのみ輻射用熱交換器７
を通し、冷房運転時には輻射用熱交換器７をバイパスさ
せるようになっている。

また、輻射パネル５は第２図に示すように構成され、床
置形のパネルケース１４はその前面に吸込グリル１５を
、その下底部に吹出グリル１６をそれぞれ開口し、両グ
リル１５．１６に連通ずる縦長の通風路１７を内部に形
成している。

通風路１７内には室内側熱交換器６を立設し、その前方
には輻射用熱交換器７を吸込グリル１５に近接して配置
し、室内側熱交換器６の背後には室内ファン１８を吹出
グリル１６を臨む位置に設け、図中白矢印により示す方
向に空気を通風させるようになっている。なお、図中符
号１９は断熱材である。

そして、第１図に示すように上記インバータ９と室内フ
ァン１８とには運転制御手段２０を゛電気的に接続し、
この運転制御手段２０によりインバータ９を介してコン
プレッサ１の運転速度を制御すると共に、室内ファン１
８の運転速度を制御Ｉするようになっており、運転制御
手段１９には室内側熱交換器６の温度を検出する室内熱
交温度センサ２１を電気的に接続している。

なお、この室内熱交温度センサ２１を８ＦＡ用熱交換器
７に取付けてもよい。

すなわち、運転制御手段２０は空気調和機の暖房運転開
始から所要の設定時間までに、室内側熱交換器６の温度
を室内熱交温度ンサ２１から読み出し、その間の昇温速
度を演算し、この昇温速度に応じてコンプレッサ１と室
内ファン１８の運転速度をそれぞれ制御するようになっ
ており、この室内側熱交換器６の昇温速度が所定値より
も高速であるときには空調空間の容量が小さいとして、
コンブレラ丈１と室内ファン１８の運転速度を所要の低
速まで低下させて、コンプレッサ１の電力を節電すると
共に、室内送風量を減少して人体に直接当たる送風量を
減少させることにより快適性の向上を図るようになって
いる。

一方、室内側熱交換器６の昇温速度が所定値よりも低速
であるときには空調空間の容量が大きいとして、運転制
御手段２０によりコンプレッサ１と室内ファン１８の運
転速度を所要の高速まで高め、暖房運転の立ち上がりの
迅速化を図るようになっている。

運転制御手段２０は第３図のフローチャートで示す制御
プログラムを内蔵しており、図中Ｐ１〜Ｐ１１はフロー
チャートのステップをそれぞれ示している。

すなわち、運転制御手段２０はまず、Ｐｌで空気調和機
が暖房運転開始されたか否か判断し、Ｐ２で、輻射パネ
ル５を輻射暖房運転し、Ｐ３で、室内熱交温度センサ２
１から室内側熱交換器６の温度ＴＣを暖房運転開始時の
室内熱交温度Ｔｃ１として読み出し、所要のメモリに記
憶させる。

次に、Ｐ４で、暖房運転開始から設定時間後、例えば１
分後の室内側熱交換器６の温度を室内熱交温度センサ２
１から読み出し、これを１分後の室内熱交温度ＴＣ２と
する。

そして、Ｐ５では、室内熱交温度Ｔｃの運転開始時ＴＣ
１と１分後ＴＣ２との温度差が所要の設定値、例えば１
０と等しいか、もしくはより小であるか否か、すなわち
、Ｔｃ、、−Ｔｃ１≦１０が成立するか否か判断し、Ｙ
ＥＳの場合はＰ６へ進み、ＮＯの場合はＰｌへ進む。

ＹＥＳの場合は空調しようとする部屋が広い場合や窓が
開放されている場合等であって、空調空間の容量が大き
い場合である。

そこで、この場合はＰ６でインバータ９の運転指令周波
数（Ｈｚ）を所要の高周波数に上昇させて、コンプレッ
サ１の運転速度を所要の高速に制御すると共に、室内フ
ァン１８の運転速度も所要の高速に制御し、暖房運転の
立ち上がりを迅速化する。

一方、Ｐ５でＮｏの場合は空調しようとする部屋が狭い
場合等であって、空調空間の容量が小さい場合である。

そこで、この場合はＰｌでさらに、Ｔｃ２−Ｔｃ１≦２
５が成立するか否か判断し、ＹＥＳの場合にはＰ８で、
インバータ９の運転指令周波数（Ｈｚ）を所要の低周波
数に低下させて、コンプレッサ１の運転速度を所要の低
速に制御し、コンプレッサ１の電力を節電すると共に、
室内ファン１８の運転速度も所要の低速に制御し、室内
送風量を減少させて、室内の人体に直接当たる送風Ｍを
減少させることにより快適性を向上させる。

ＰｌでＮＯの場合は室内熱交温度Ｔｃの昇温速度が異常
であると判断し、Ｐ９でコンプレッサ１の入力電流の最
大値を制限する制御を行なう。

そして、Ｐ６．Ｐ８およびＰ９でそれぞれの制御を行な
った後はＰＩＯで通常運転を行ない、Ｐｌｌで暖房運転
の切換えがあったときには、終了する。

このように構成された運転制御手段１９は例えば第４図
の制御ブロック図に示すように室内制御器２２内に内蔵
されている。

室内制御器２２は第４図に示すようにリモートコントロ
ーラ２３または図示しない本体操作盤のキー操作により
出力される運転／停止等の各種キー操作信号をキー読込
回路２４により読込むと共に、室内熱交温度センサ２１
（第１図参照）により検出された室内熱交温度Ｔｃを熱
交温度検知回路２５および運転制御手段２０を介して読
込み、さらに、室温センサ２６により検出された室温を
室温検知回路２７を介して読込む。

室内制御器２２はこのように読込んだ各種キー操作信号
および室温に従って、各二方弁駆動回路２８．２９を介
して冷房用逆止二方弁１３および暖房用逆止二方弁１２
（第１図参照）を適宜開閉し、暖房運転時のみ、輻射パ
ネル５の輻射用熱交換器７に冷媒を通し、輻射暖房を行
なうようになっている。

そして、室内熱交温度ＴＣを読込んだ運転制御手段２０
は既に説明したように第３図で示す制御プログラムに従
って室内ファン駆動回路３０を介して室内ファン１８の
運転速度を制御すると共に、室外ｖ１１１１１器３１お
よびインバータ９を介してコンプレッサ１の運転速度を
制御するようになっている。

次に本実施例の作用を説明する。

本実施例の空気調和機が暖房運転されると、第１図で示
す冷凍サイクルでは冷媒が図中実線矢印方向に循環し、
コンプレッサ１からのホットガス状の冷媒が、輻射パネ
ル５では輻射用熱交換器７を通って輻射暖房を行なうう
えに、さらに室内側熱交換器６を通ってパネルケーシン
グ１４内の空気を加熱し、この暖気を室内ファン１８に
より第２図で示す吹出グリル１６から室内へ吹出し、室
内を暖房する。

そして、この暖房運転開始時と、その開始から設定時間
後、例えば１分後の室内側熱交換器６の両室内熱交温度
Ｔｃ　　、Ｔｃ２が、室内熱交温度センサ２１および熱
交湯度検知回路２５を介して運転制御手段２０によりそ
れぞれ読込まれる。

運転制御手段２０はこのように読込んだ両市内熱交温度
Ｔｃ１．Ｔｃ２の温度差（Ｔｃ・２−ＴＣｌ）を第３図
で示す制御ブロクラムに従って算出し、第５図に示すよ
うに温度差（ＴＣ２−ＴＣｌ）が例えば１０℃の設定値
の以下のＡ点である場合には、部屋等の空調空間の容量
が大きいと判断し、インバータ駆動のコンプレッサーと
室′内ファン１８の運転速度を所要の高速に制御し、こ
れ以後の室内熱交温度Ｔｃの立ち上がりを第５図に示す
ように急峻に立ち上らせる。

一方、温度差（Ｔｃ　　−７ｃ１）が例えば１０〜２５
℃の設定値の中間のＢ点にある場合には運転制御手段２
０により空調空間の容量が小さいと判断し、インバータ
駆動のコンプレッサーと室内ファン１８の運転速度を所
要の低速にυＪｔ［ｌＬ、それ以後の室内熱交温度丁Ｃ
の立ち上がりを第５図に示すように緩和させる。

したがって、この場合は低速化される分だけ、コンプレ
ッサーおよび室内ファン１８の消費電力が節電されるう
えに、室内ファン１８の室内送風量が減少して人体に当
たる送風量が減少するので、快適性の向上を図ることが
できる。

さらに、上記温度差（ＴＣＴＣｌ）が例えば２５℃の設
定値を超える０点にある場合には異常と判断し、コンプ
レッサーおよび室内ファン１８の入力電流の最大値を、
これよりも低い所要値に強制的に制限し、コンプレッサ
ーおよび室内ファン１８の運転速度を所要の低速に制御
し、それ以後の室内熱交温度Ｔｃを第５図に示すように
低下させる。

したがって本実施例によれば、暖房運転開始から設定時
間までの室内熱交温度Ｔｃの昇温速度に応じてコンプレ
ッサ１と室内ファン１８の運転速度を制御するので、コ
ンプレッサ１および室内ファン１８の運転を空調空間の
容ｆｆ１１．：適合させることができ、これらの消費電
力のｆｆ１ｆｆ？ｆが図られるうえに、室内ファン１８
の室内送［１を低減するので、快適性の向上を図ること
ができる。

なお、上記実施例では本発明を輻射パネル型空気調和機
に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限
定されない。

また、本実施例では、室内熱交温度センサ２１により室
内側熱交換器６の温度を検出して、昇温速度を演算する
場合について説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、例えば室温センサ２６く第４図参照）によ
り室内側熱交換器６の温度を検出することにより、その
昇温速度を演算するように構成してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、室内側熱交換器の運転開
始から設定時間までの温度変化速度を演算し、この温度
変化速度に基づいてコンプレッサと室内ファンの運転速
度を制御する運転制御手段を有するので、コンプレッサ
と室内ファンの運転を空調空間の各層に適合させること
ができる。

したがって、本発明によれば、コンプレッサおよび室内
ファンの不必要な高速運転を抑制するので、これらの消
費電力を節電すると共に、室内ファンの過剰な送風を抑
制して快適性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る空気調和機の一実施例の冷凍サイ
クル図、第２図は第１図で示す輻射パネルの縦断面図、
第３図は第１図で示す運転制御手段の制御プログラムの
フローチャート、第４図は第１図で示す実施例の制御系
を示すブロック図、第５図は第１図で示す運転制御手段
の制御特性を示すグラフである。 １・・・コンプレッサ、２・・・四方弁、３・・・室外
側熱交換器、５・・・輻射パネル、６・・・室内側熱交
換器、７・・・輻射用熱交換器、９・・・インバータ、
１８・・・室内ファン、２０・・・運転制御手段、２１
・・・室内熱交温度センサ。 代理人弁理士　　則　近　憲　佑 同　　　　　　　　宇　　治　　　　　弘−４肩 Ｑ 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 室内側熱交換器に付設する室内ファンとインバータ駆動
   のコンプレッサとを有する空気調和機において、上記室
   内側熱交換器の運転開始から設定時間までの温度変化速
   度を演算し、この温度変化速度に応じて上記室内ファン
   とコンプレッサの運転速度を制御する運転速度制御手段
   を有することを特徴とする空気調和機。