JPH0328656A - 空気調和機の制御装置 - 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、空気調和機の制御装置、より詳細には、室温
が設定室温より高いとき、その室’ＪＲが設定室温に近
付くように冷凍サイクルのコンプレッサを運転するコン
プレッサ制御手段と、室内ハ交換器に付設された室内フ
ァンを低速と高速の間で適宜の回転速度に切換え得る室
内ファン制御ｆ段とを備えた、冷房運転される空気調和
機の制御装置に関する。

（従来の技術） 冷房運転されるこの種の空気調和機における冷凍サイク
ルの典型的な構成例を第６図に示す。第６図の冷凍サイ
クルにおいては、コンプレッサ（Ｃ）２から吐出された
冷媒は凝縮器として機能する室外熱交換器４、膨張弁６
、および蒸発益として機能する室内熱交換器８を介して
コンプレッサ２に還流する。コンプレッサ２はコンプレ
ッサモータ（ＣＭ）２Ｍによって駆動される。室外凸交
換器４には放熱用室外ファン４Ｆ，およびこれを駆動す
る室外フ７ンモータ４Ｍが付設されており、また室内熱
交換器８には室内に送風するための室内ファン（ＲＦ）
８Ｆおよびこれを駆動する室内ファンモータ（ＦＭ）８
Ｍが付設されている。

室内ファン８Ｆの回転速度は室内への送風量を調節する
ために室内ファンモータ８Ｍを介し゛Ｃ複数段、例えば
３段階に切換え可能であり、その切換えは、手動または
自動で行われる。手動設定モードの場合は、第７図に示
すように、室温Ｔ　のいａ かんにかかわらず、手動設定された「微風」または「弱
風」または「強風」のいずれかに対応する回転速度に固
定して運転される。これに対して自動設定モードの場合
は、第８図に示すように，室ＢＴ　と設定室温Ｔ　との
差、すなわち温度偏差ａｒ ΔＴ−Ｔ　　−Ｔ　　　に応じて、たとえば、２℃刻ａ
ｒ みで設定された温度偏差ΔＴの値に応じて、ΔＴ≦２℃
　の場合は「微風」に、２℃くΔＴ≦４℃の場合は「弱
風」に、またΔＴ＞４℃　の場合は「強風」にそれぞれ
対応する回転速度に自動的に設定される。

（発明が解決しようとする課８） 以上のように構成された空気調和機において、室内ファ
ン８Ｆの回転速度が低い状態、すなわち室内ファン８Ｆ
の送風量が少ない状態で運転されているときに室温Ｔ　
が所定値以下に低下すると、ａ 室内熱交換器８が凍結する場合がある。第９図において
ハッチングを施しｔｍ　ｒ凍結領域」がそれであり、室
温Ｔ　が低いほど、また室内送風瓜が少ａ ないほど、凍結を起こし易くなることが分かる。

従来は室内熱交換器８が凍結状態になると、それを室内
熱交換器８に付設された図示していない温度センサによ
って検知し、コンプレッサ２を停止させるようにしてい
た。室内熱交換器８の容量や、室内ファン８Ｆの送風量
が十分大きい場合は、そのような凍結を起こすおそれが
なく、室内熱交換器８の凍結という事態に対して特別な
対策を講ずる必要は無い。

しかしながら、上紀構或の空気調和機において室内熱交
換器８や室内ファン８Ｆを含んで構成される室内ユニッ
トのコンパクト化を推進して行くと、室内ファン８Ｆの
送風量が減少する傾向になる一方、室内熱交換器８の放
冷が不十分となる傾向になるので、室内が低温になった
ときに室内熱交換器８の凍結という事態を引き起こし易
くなる。

これを防止するための一つの手段は、上述のごとくコン
プレッサ２の運転を停止させてしまうことであるが、室
内熱交換器８の凍結防止のためにコンプレッサ２を運転
停止とするのでは、室′ｌｉＡＴ，が設定温度範囲内に
おさまるように室内を冷房するという冷房運転の基本機
能を全うすることができなくなってしまう。このような
不都合を回避するためには、室内送風量を相対的に大き
く没定すればよいが、それでは室内ファン８Ｆの騒ぎが
相対的に大きくなってしまい、室内の人間に刻して不快
感を与えることになる。

本発明は以上の事情を考慮してなされたもので、室内温
度が所定値以下に低下しても、室内熱交換器に凍桔を生
じたり大きな騒音を生したりすることのない空気調和機
の制御装置を堤供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、室温が低く、しかも室内ファンの回転速度が
より代速にあって室山熱交換器が凍桔領域にあるかそれ
に近接しているとき、室出ファンの回転速度を、より高
速にシフトさせて室内熱交換器を凍結領域から脱出させ
る風量シフト手段を設けたことを特徴とする。

（作　用） 本発明に従い、室温が所定値以下に低下し、しかも室内
ファンの回転速度がより低速にあって室内熱交換器が凍
結領域にあるかそれに近接していると、室内ファンの回
転速度を、強制的により晶速にシフトさせて室内熱交換
器を凍結領域から脱出させる。そうすることによって、
一方では室内温度が所定値以下に低下したときでも所定
量以上の風量を確保して室内熱交換器の凍結を防止し、
他方では凍結が生じない限り手動または自動による設定
通りの風量として総合的に小さな騒音状態のもとで室内
ファンの運転を継続させることができる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示すものである。

冷房運転される空気調和機としての基本的機能は、コン
プレッサ２を運転して冷凍サイクル（第６図）内に冷媒
を循環することによって行われる。すなわち、室温設定
手段１０によって設定された設定温度Ｔ　と室温センサ
ー１によって検出された室ｒ 温Ｔ　との差、すなわち、温度偏差ΔＴ−Ｔａａ Ｔ　　が減算部１２で求められ、その温度（Ｉ．ｉ差ｒ ΔＴがゼロとなるように、言い換えれば、室混Ｔ　が設
定温度Ｔ　に近付くように、コンプレッａ　　　　　　
　　　　　　　　『 サ制御十段１３によりドライバー４を介してコンプレッ
サモータ２Ｍが駆動制御される。室西ファン８Ｆを自動
運転する場合の送風量をＡＩ算し、それに対応する運転
ステップ（「微風」または「弱風」、「強風」の別）を
決定するために室山送風量演算千段１５が設けられてい
る。この室内送風量演算千段１５の出力信号は切換スイ
ッチ１６が「自動」の位置に切換えられているときに風
量シフト手段１７およびドライバ１８を介して室内ファ
ンモータ８Ｍつまり室内ファン８Ｆを上記運転ステップ
に対応する回転速度で運転する。切換スイッチ１６は４
つの切換位置を持つ−Ｃおり、「自動」以外の切換位置
は「手動」であって、「微風」「弱風」　「強風」のう
ちのいずれかを選択することかできる。これらのいずれ
かを選択すると、手動防風量設定手段１９から、選択さ
れた運転ステップに対応する運転指令信号が切換スイッ
チ１０を介して風量シフト手段１７に導かれる。手動位
置では、室内送風量演算手段１５からの風瓜制御信号は
中断される。

さて、第１図の制御装置の特徴は、Ｊ虱昆ンフト手段］
７が設けられていることにある。風量シフト手段１７は
、風量を手動設定するか自動設定するかのいかんにかか
わらず、第９図を参照して説明した「凍結領域」を回避
した運転を行うように室内ファン８Ｆの送風量を強制的
に自動シフトするための手段である。風量シフト手段〕
７の磯能を、手動運転の場合について第４図を参照し、
また自動運転の場合について第５図を参照して説明する
。

風量手動設定モードの場合は、もちろん原則的には室ｌ
ｒ　　のいかんに関係なく、手動で設定さａ れた「微風」または「弱風」または「強風」で運転され
るが、第９図にハッチングで示されている「凍結領域」
を回避するために、「微風」設定の場合であっても、２
０℃くＴ　≦２２℃　では強ａ 制的に「弱風」にシフトアップさせ、さらにＴａ５２０
℃　では「強風」にシフトアップざゼることによって室
内熱交換器８の凍桔領域を脱出させる。同様に「弱風」
に設定した場合であっても、Ｔ　≦２０℃　では強制的
に「強風」にシフトアａ ツプさせる。図示の例では、第９図の「凍桔領域」に比
較して１℃の余裕をみたシフトアップを行っている。

風量自動設定モードの場合は、原則的には第８図に例示
したように、ΔＴ−Ｔ　　−Ｔ　　　の値にａｒ 応じて「微風」または「弱風」、「強風」のいずれかに
自動的に切換えられる。しかし、室温Ｔａが低下したと
きは、その値に応じて「手動」設定の場合と同様のシフ
トアップが行われる。第５図には、Ｔ　−２６℃　の場
合を実線で示し、１゛，『 −２０℃　の場合を破線で示し、Ｔ　−１８℃ｒ の場合を饋線で示している。

Ｔ　−２６℃　の場合（実線）、Ｔ　≦２８℃ｒａ では「微風ｊに、２８℃＜１゛　　≦３０℃　ではａ 「弱風」に、Ｔ　〉３０℃　では「強風」に、そａ れぞれ設定される。この場合は、Ｔ　≦２６℃ａ ではコンプレッサ２がＯＦＦとされるので、Ｔ，≦２１
℃　で生ずる凍結の問題を考慮する必・変はなく、した
がって上述のシフトアップを行う必便はない。

Ｔ　−２０℃　の場合（破線）、シフトアップ『 を行わないものとすれば、７　　５２２℃　ではａ 「微風」に、２２℃くＴ　≦２４℃　では「弱風」ａ に、Ｔ　〉２４℃　では「強風」に、それぞれ論ａ 定される。なお、この場合は、Ｔ　　：ｉ２０℃　でａ コンプレッサ２がＯＦＦとされる。この室温詑定の場合
は、Ｔ　≦２２℃　において「微風」に設ａ 定すると凍結領域に入ってしまうので、太線で示すよう
に「弱風」に１段のシフトアップを行う。

Ｔ　≦２０℃　においては本来は「強風」への２ａ 段のシフトアップを考慮しなければならないところであ
るが、コンプレッサ２をＯＦＦとするので、凍結を考慮
する必要はなく、「微風」運転を継続する。

次にＴ　−１８℃　の場合（鎖線）であるが、『 この場合、シフトアップを行わないものとすれば、Ｔ　
　５２０℃　では「微風」に、２０℃くＴ　≦ａａ ２２℃　では「弱風」に、Ｔ　〉２２℃　ではａ 「強風」に、それぞれ設定され、Ｔ　≦１８℃ａ でコンプレッサ２がＯＦＦとされる。しかし、このよう
に、Ｔ　≦２０℃　において「微風」に訛ａ 定すると室内熱交換器８が凍結領域に入ってしまうので
、太線で示すように、これを「強風」とする２段のシフ
トアップを行わなければならない。

しかしＴ　≦１８℃　においては、コンブレッザａ ２がＯＦＦとされるので、室内ファン８Ｆのシフトアッ
プを考慮する必要はない。

以上述べた室内ファン８Ｆのシフトアップないしその復
帰（低温側から高ｄ側に移行した場合）は、「手動」・
「自動」のいかんにかかわらず、室温Ｔ　を監視しなが
ら、すべて風量シフト手段ａ １′７を介して自動的に行われる。

第２図は、以上の風量シフト機能を含む第１図の装置に
おけるコンプレッサ２および室内ファン８Ｆの制御態様
を、風量手動設定モードの場合について示すフローチャ
ートである。

室温センサー１によって検山（ステップ３０）された室
温Ｔ　と、室温設定手段１ｏによって尖ａ 定された設定室温Ｔ　との比較（ステップ３１）『 の結果、Ｔ　　５Ｔ　　（’Ｙｅｓ”）ならコンプレａ
ｒ ッサ２をＯＦＦとし（ステップ３２）、またＴａ＞Ｔ　
　（”Ｎｏ”）ならコンプレッサ２をＯＮとｒ して（ステップ３３）、以下、ステップ３１における室
温Ｔ　と設定室温Ｔ　との比較粘果に従っａｒ てコンプレッサ２のＯＮ／ＯＦＦ制御をｉｉう。このよ
うなコンプレッサ２のＯ　Ｎ／Ｏ　Ｆ　Ｆ制御はコンプ
レッサ制御手段１３を介して行われる。

至内ファン８Ｆの制御はステップ４０以ドで行われる。

まず手動で設定された風量が１強風」かどうかがｔ′−
１１断される（ステップ４０）。このステップの判断結
果が″Ｙｅｓ“なら、そのまま「強風」運転とする（ス
テップ４１）。判断結果が“Ｎｏ”なら、さらに次のス
テップとして、手動で設定された風量が「弱風」かどう
かが判断される（ステップ４２）。ここで“￥ｅｓ’な
ら、それは設定風量が「弱風」であるということを意吐
し、Ｔ　　：Ｗ２０”Ｃ　　かどうかが判断される（ス
テａ ップ４３）。このステップ４３は室内熱交換器８が凍結
領域にあるか、あるいはそれに近付いた状態にあるかど
うかを判断する第１のステップである。このスデップ４
３で“Ｎｏ“なら、室内熱交換器８の凍結の問題を考慮
する必要がなく、そのまま「弱風」運転とする（ステッ
プ４４）。ここで“Ｙｅｓ″なら、室内熱交換器８の凍
結をｌＬ！Ｊ避するために、コンプレッサ２がＯＮ状態
にある眼り（ステップ４５：　“Ｙｅｓ”）、１段シフ
トアツプして「強風」運転（ステップ４１）とする。

コンプレッサ２がＯＦＦ状態にあるとき（ステップ４５
：　“Ｎｏ”）は、室内熱交換器８の凍結を考慮する必
要はなく、そのまま「弱風」運転とする（ステップ４４
）。ステップ４２の判断結果が“Ｎｏ−なら、それは設
定風量が「微風」ということであり、Ｔ　≦２２℃　か
どうかが判断されａ る（ステップ４６）。このステップ４６は室内熱交換器
８が凍結領域にあるか、あるいはそれに近付いた状態に
あるかどうかを判断する第２のステップである。Ｔ　〉
２２℃（’Ｎｏ”）なら、凍ａ 桔対策を講ずる必要は無いものとｔ’ｌｌ断され、手動
設定通りの「微風」運転が行われる（ステップ４８）。

しかし、ステップ４６でＴ　≦２２℃ａ （“Ｙｅｓ”）なら、さらにコンプレッサ２がＯＮ状態
にある（ステップ４７：　″Ｙ　ｅ　ｓ”）ことを条件
として、Ｔ　　５２０℃　かどうかが１１１断ａ される（ステップ４３）。このステップ４３以下の作用
は上述の通りであり、ここでＴ　　＞２０℃ａ （“Ｎｏ”）なら］−段シフトアップの「弱風ｊ連転と
する（ステップ４４）。ステップ４３でＴａ５２０℃（
’Ｙｅｓ”）なら、コンプレッサ２がＯＮ状態にある限
り（ステップ４５：　“Ｙｅｓ”）２段シフトアップし
て「強風」運転（ステップ４１）とする。

第３図は、風量自動設定モードの場合について、第２図
と同様にコンプレッサ２および室内ファン８Ｆの制御態
様を示したフローチャートである。

コンプレッサ２の制御は、すでに第２図を参照して述べ
たところと全く変わりなく行われる。室内ファン８Ｆの
制御はステップ５０以ドで行われる。まずコンプレッサ
２がＯＮ状態にあるかどうかの判断（ステップ５０）が
行われる。この判断はステップ３１のｆ．ｌ＋断結果を
確認していることに対応し、コンプレッサＯＦＦは　Ｔ
　≦Ｔ　　に、ａｒ コンプレッサＯＮは　Ｔ　　＞Ｔ　　　にそれそれ相ａ
　　　　　　「 当する。ステップ５０でコンプレッサＯＦＦ　（“Ｎｏ
”）なら、室内熱交換器８が凍結を起こすことはなく、
室内ファン８Ｆは風量「微風」で運転される（ステップ
５１）。ステップ　５０でコンプレッサＯＮ（“Ｙｅｓ
”）と判断されれば、まず、Ｔ　≦２２℃　かどうかが
判断される（スａ テップ５２）．Ｔ　　＞２２℃（“Ｎｏ”）なら、ａ 凍結領域にはないと判断でき、通幇の室内ファン送風量
制御が行われることになり、まず、ΔＴ−Ｔ　　−Ｔ　
　≦４℃　かどうかか判断される（ステａｒ ップ５３）。ここで、ΔＴ５４℃（”Ｙｅｓ”）なら、
さらに、ΔＴ≦２℃　かどうかが判断される（ステップ
５４）。ステップ５４で“Ｙｅｓなら、それは李吉局、
Ｔ＞２２℃　かつ　ΔＴ５ａ ２℃　ということであって、室山ファン８Ｆは「微風」
運転とされる（ステップ５１）。ステップ５４で“Ｎｏ
″すなわち、ΔＴ＞２℃　なら、結局それは、Ｔ＞２２
℃　かつ　２℃くΔＴｌａ ４℃　ということであって、「弱風」運転とされる（ス
テップ５５）。ステップ５３で“ＮＯすなわち、ΔＴ＞
４℃　なら、Ｔ　〉２２℃　かａ つ　ΔＴ＞４℃　ということであって、「強風」運転と
される（ステップ５６）。ステップ５２で’Ｙｅｓ　　
（Ｔ　　≦２２℃）なら、さらにＴ　≦ａａ ２０℃　かどうかが判断される（ステップ５７）。

ここでの判断結果が“Ｙｅｓ　　（Ｔ　　５２０℃）ａ なら、室内熱交換器８を凍結領域から脱出させるベく「
強風」運転とされる（ステップ５６）。ステップ５７で
“ＮＯ“なら、それは２０℃くＴ，５２２℃　というこ
とであって、「弱風」運転とされる（ステップ５５）。

以上の実施例において具体的に例示し７た種々の数値は
あくまでも例示であって、挿々の変更実地が可能である
。例えば、室内ファンの送風瓜切換のための温度ステッ
プ幅は２℃以外であっ゛Ｃもよいし、送風量切換の段数
は３段以外であってもよい。またコンプレッサを中にＯ
Ｎ／ＯＦＦｉｉｌ１御するのではなしに、インバータな
どを介して可変速運転するようにしたものにも本発明は
適用ｉ”’ｉｌ能である。

以上述べたように、室内ファン８Ｆの送風量を、風量手
動設定モードの場合において常に手動詭定通りとしたり
、風量自動設定モードの場合において単に　ΔＴ−Ｔ　
　−Ｔ　　　に応じて設定したりａｒ するのではなく、風量シフト手段を設けることにより、
室温Ｔ　の低下時に室温Ｔ　に応して、凍ａａ 結を回避し得る送風量までシフトアップする。室温Ｔ　
が比較的高く、室内熱交換器８が凍桔を起ａ こすおそれの無い場合は、それぞれのモードにむける風
量設定のままの運転を行う。かくして本発明によれば、
室温が低下しても、室山熱交換呆に凍結を生じたり、む
やみに大きな！ｌＪ音を生したりすることのない空気調
和機の制御を行うことができ、室内ユニットの一層のコ
ンパクト化を推進することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、室温の低い領域で作動する風量シフト
手段を設けることにより、室温が低下しても、室内熱交
換器に凍拮を生じたり、むやみに大きな騒ぎを生じたり
することのない空気調和機の制御装置を提供することを
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図の装置の作用を風量手動設定モードの場合につい
て説明するためのフローチャ−１・、第３図は第１図の
装置の作用を風量自動設定モードの場合について説明す
るためのフローチャート、第４図は本発明の風量シフト
機能を風量手動設定の場Ａについて説明するためのグラ
フ、第５図は本発明の風量シフト機能を風量自動設定の
場へについて説明するためのグラフ、第６図は本発明を
適用する冷凍サイクルの系統図、第７図は風量丁．勤設
定を説明するためのグラフ、第８図は従来の風量自動設
定を説明するためのグラフ、第９図は室内熱交換器の凍
結現象と室温および室内ファン送風量との関係を説明す
るためのグラフである。 ２・・・コンプレッサ、２Ｍ・・・コンプレッサモー夕
、４・・・室外熱交換器、６・・・膨張弁、８・・・室
内熱交換器、８Ｆ・・・室内ファン、８Ｍ・・・室内フ
ァンモータ、１０・・・室温設定手段、１１・・・室温
センサ、１゛う・・・コンプレッサ制御手段、１５・・
・室山送風量演算Ｔ段、１６・・・切換スイッチ、１７
・・・風量シフト手段。 室温Ｔα（’Ｃ） 弟５図 第９図 Ｙ温Ｔα（℃）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 室温が設定室温より高いとき、その室温が前記設定室温
   に近付くように冷凍サイクルのコンプレッサを運転する
   コンプレッサ制御手段と、室内熱交換器に付設された室
   内ファンを低速と高速の間で適宜の回転速度に切換え得
   る室内ファン制御手段とを備えた、冷房運転される空気
   調和機の制御装置において、 前記室温が低く、しかも前記室内ファンの回転速度がよ
   り低速にあって前記室内熱交換器が凍結領域にあるかそ
   れに近接しているとき、前記室内ファンの回転速度を、
   より高速にシフトさせて前記室内熱交換器を凍結領域か
   ら脱出させる風量シフト手段を設けたことを特徴とする
   空気調和機の制御装置。