JPH07120078A - 空気調和機の制御方法およびその装置 - Google Patents

空気調和機の制御方法およびその装置

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JPH07120078A
JPH07120078A JP5288765A JP28876593A JPH07120078A JP H07120078 A JPH07120078 A JP H07120078A JP 5288765 A JP5288765 A JP 5288765A JP 28876593 A JP28876593 A JP 28876593A JP H07120078 A JPH07120078 A JP H07120078A
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JP
Japan
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indoor heat
heat exchange
exchange temperature
temperature
expansion valve
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JP5288765A
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English (en)
Inventor
Yoichi Sugawara
陽一 菅原
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Fujitsu General Ltd
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Fujitsu General Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 電子膨脹弁を用いる空調機の制御装置であっ
て、過負荷時に室内熱交換温度を抑え、かつ同冷媒の過
上昇を抑え、圧縮機の負担を軽減する。 【構成】 圧縮機(室外機側)と室内熱交換器との間で
冷媒を電子膨脹弁を介して循環させるが、室内熱交換温
度を検出部1で検出し、この検出温度を第1の記憶部2
に記憶し、その検出した室内熱交換温度と第2の記憶部
3に記憶されている所定値(過負荷の目安値:温度値)
との差を温度差算出部4で算出するとともに、その室内
熱交換温度の時間的変化率を現に検出されている室内熱
交換温度及び第1の記憶部2の室内熱交換温度に基づき
室内熱交換温度の時間的変化率を算出し、これら算出の
温度差および時間的変化率を制御部6の入力とする。同
制御部6は入力温度差及び時間的変化率に基づき所定制
御ルール及びメンバシップ関数に従って電子膨脹弁の制
御量をファジィ演算する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は室外機と室内機との間
に冷媒を循環させる際に同冷媒の流量を電子膨張弁で可
変する空気調和機の制御技術に係り、特に詳しくは、空
気調和機の過負荷の制御における電子膨張弁の開閉度合
を可変し、冷凍サイクルをコントロールする空気調和機
の制御方法およびその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種の空気調和機としては例えば1台
の圧縮機に複数の室内ユニット(室内熱交換器)を接続
したものがあり、この空気調和機は冷凍サイクルの冷媒
を電子膨張弁を介して複数の室内熱交換器に循環させる
が、同冷凍サイクルの適正化を図るため、その電子膨張
弁の開閉度合を可変制御する。
【0003】例えば、吸入ガス温度を検出し、この検出
温度と予め設定した値との比較により冷凍サイクルの運
転が適切に行われているか否かを判断し、この比較結果
に応じて電子膨張弁を開閉制御し、冷凍サイクルの運転
を常に適正に行えるようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記空気調
和機は、暖房運転時に作動する過負荷保護機能を有して
おり、この過負荷保護の制御は室内熱交換器の温度が所
定値に達したときに室外送風機を停止し、さらには圧縮
機を停止して同圧縮機等を保護する。
【0005】しかし、過負荷保護機能が作動してから、
実際に保護が働くまで、例えば室外送風機の停止から圧
縮機の停止までの間に同圧縮機への負担が増加し、空気
調和機の冷凍サイクルのバランスが崩れ、結果として効
率のよい運転を行うには不十分であり、効果的な運転が
行われない。
【0006】すなわち、その過負荷保護機能が実際に働
くまで、室内機(室内熱交換器)と室外機(圧縮機)と
の間に循環される冷媒の流量が変わらず、室内熱交換器
の温度が過上昇し、急激に変化するからである。
【0007】この発明は上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は電子膨張弁の制御を適切に行い、過負
荷時における圧縮機への負担を軽減することができ、か
つ効果的な運転を行うことができるようにした空気調和
機の制御方法およびその装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は室外機と室内機とを有し、冷凍サイクル
を構成する同室外機の圧縮機によって得た冷媒を室内機
に循環し、かつ該循環する冷媒の流量を電子膨張弁で可
変可能とする空気調和機の制御方法であって、前記室内
機の室内熱交換温度を検出し、該検出した室内熱交換温
度と所定値との温度差を算出する一方、前記検出した室
内熱交換温度の時間的変化率を算出し、前記温度差およ
び室内熱交換温度の時間的変化率を入力とし、前記空気
調和機の暖房過負荷の制御における前記電子膨張弁の開
閉度合を制御する制御値を所定制御ルールおよびメンバ
シップ関数にしたがってファジィ演算し、前記温度差お
よび室内熱交換温度の時間的変化率に応じて冷凍サイク
ルの冷媒流量を可変するようにしたことを要旨とする。
【0009】
【作用】上記構成としたので、当該空気調和機の運転時
においては、冷凍サイクルを構成する圧縮機によって得
た冷媒を室内機に循環させるが、室内機(複数の室内機
がある場合各室内熱交換器)に循環させる冷媒の流量が
所定位置に配置した電子膨張弁によって制御される。
【0010】上記電子膨張弁の制御においては、室内熱
交換温度と所定値(過負荷の目安とする値)との差およ
びその室内熱交換温度の時間的変化率を入力とし、所定
メンバシップ関数および制御ルールにしたがって冷媒の
流量の制御量がファジィ演算される。
【0011】このファジィ演算では室内熱交換温度が高
く、同室内熱交換温度が過上昇傾向にあるほど、上記電
子膨張弁の開きが大きくされ、循環される冷媒の流量が
多くされる。
【0012】例えば、室内熱交換温度が所定値より高
く、当該空気調和機の暖房過負荷機能が作動し、室外送
風機が停止されたとしても、圧縮機と室内熱交換器との
間に循環される冷媒の流量が多くされ高圧圧力が低下す
るため、温度の過上昇が抑えられ、圧縮機の負担が軽減
される。
【0013】
【実施例】この発明の空気調和機の制御方法およびその
装置は、圧縮機(室外機側)と室内熱交換器(室内機
側;複数である場合1つの室内機)との間において電子
膨張弁を介して冷媒を循環させるが、室内熱交換温度と
所定値(過負荷の目安値;温度値)との差を算出すると
とともに、その室内熱交換温度の時間的変化率を算出
し、これら算出した温度差および時間的変化率を入力と
し、所定制御ルールおよびメンバシップ関数にしたがっ
て室内熱交換器に循環させる冷媒の流量を電子膨張弁の
開閉度合をファジィ演算する。このファジィ演算では室
内熱交換温度が所定値より高く、同室内熱交換温度が過
上昇であるほど、電子膨張弁を開くように制御して冷凍
サイクルの冷媒流量を可変し、室内熱交換温度を下げ
(結果的には高圧圧力が下げられ)、しかもその温度の
過上昇を抑え、圧縮機への負担を軽減する。
【0014】そのため、図1に示すように、この発明の
空気調和機の制御装置は、室内機側の室内熱交換温度T
nを所定サンプンリグで検出するための室内熱交換温度
検出部(温度センサ等)1と、この検出した室内熱交換
温度Tnを一時記憶する第1の記憶部2と、空気調和機
の暖房過負荷の目安に対応する所定値(温度値)Tsを
記憶している第2の記憶部3と、その検出した室内熱交
換温度Tnと所定値Tsとの温度差(Tn−Ts=Tn
s)を算出する温度差算出部4と、その検出した室内熱
交換温度Tnおよび第1の記憶部2に記憶した室内熱交
換温度Tn−1により室内熱交換温度の時間的変化率Δ
Tnを算出する時間的変化率算出部5と、室内熱交換温
度算出部4による算出室内熱交換温度Tnsを入力1と
し、時間的変化率算出部5による算出時間的変化率ΔT
nを入力2とし、下記表1に示す制御ルールおよび図2
ないし図4に示すメンバシプ関数にしたがって空気調和
機の所定位置に配置した電子膨張弁(複数の室内熱交換
器がある場合複数の電子膨張弁)をファジィ演算し、こ
のファジィ演算結果により電子膨張弁の制御量(開閉度
合)ΔEvを出力する制御部6とを備えている。
【0015】
【表1】 制御部6は、上記算出される温度差Tnsのメンバシッ
プ関数(例えば図2に示す)を有するTnsメンバシッ
プ関数部6aと、入力した温度差Tnsに基づいてその
温度差Tnsのメンバシップ関数のグレードを算出する
Tnsグレード算出部6bと、上記算出される室内熱交
換温度の時間的変化率ΔTnのメンバシップ関数(例え
ば図3に示す)を有するΔTnメンバシップ関数部6c
と、入力した時間的変化率ΔTnに基づいてその時間的
変化率ΔTnのメンバシップ関数のグレードを算出する
ΔTnグレード算出部6dと、当該ファジィ演算を実行
するための制御ルール(上記表1に示す)を有する制御
ルール部6eと、上記算出された各グレードにより表1
の制御ルールにしたがってファジィ演算して制御量ΔE
vのグレードを算出するΔEvグレード算出部6fと、
電子膨張弁の開閉度合に対応する制御量(ΔEv)のメ
ンバシップ関数(例えば図4に示す)を有するΔEvメ
ンバシップ関数部6gと、そのファジィ演算結果の制御
量(ΔEv)を和集合する和集合演算部6hと、この和
集合演算部6hによって得た和集合の重心を算出し、こ
の算出値により電子膨張弁の制御量(ΔEv)とする重
心演算部6iと、その制御量(ΔEv)を出力する出力
部6jとを備えている。
【0016】図示しないが、当該空気調和機は少なくと
も暖房過負荷機能のための各種回路や他に必要な回路、
装置(四方弁等)を備えている。また、制御部6の出力
部6jからの信号は、例えばドライ回路を経て電子膨張
弁のステッピングモータの駆動信号となる。
【0017】図2ないし図4および表1において、PB
は正に大きい、PMは正に中程度、PSは正に小さい、
ZOは零(変化なし)、NSは負に小さい、NMは負に
中程度、NBは負に大きいを意味する。なお、出力とし
ての電子膨張弁の制御量に関しては、ZOは零(変化な
し)、NSは閉じる方向に小さい、NMは閉じる方向に
中程度、NBは閉じる方向に大きいを意味する。
【0018】次に、上記構成の空気調和機の制御装置の
動作を詳しく説明すると、まず当該空気調和機が通常の
暖房運転とされているものとする。このとき、一定時間
毎に、温度差算出部4は現に検出されている室内熱交換
温度Tnと第2の記憶部3の所定値Tsとの差(Tn−
Ts=Tns)を算出し、時間的変化率算出部5は現に
検出されている室内熱交換温度Tnおよび第1の記憶部
2の前回の室内熱交換温度Tn−1に基づいて室内熱交
換温度Tnの時間的変化率ΔTnを算出する。
【0019】上記算出された温度差Tnsおよび時間的
変化率ΔTnが制御部6に入力し、この制御部6は温度
差TnsをTnsグレード算出部6bに入力し、Tns
メンバシップ関数部6aのTnsメンバシップ関数(図
2に示す)にしたがって同メンバシップ関数のグレード
最小値を算出する一方、時間的変化率ΔTnをΔTnグ
レード算出部6dに入力し、ΔTnメンバシップ関数部
6cのΔTnメンバシップ関数(図3に示す)にしたが
って同メンバシップ関数のグレード最小値を算出する。
【0020】上記算出されたグレード最小値をΔEvグ
レード算出部6fに入力し、表1に示す制御ルールにし
たがってΔEvのグレード最小値を算出する。この算出
されたΔEvのグレード最小値が和集合演算部6hに入
力しており、この和集合演算部6hはΔEvメンバシッ
プ関数部6gのΔEvメンバシップ関数(図4に示す)
にしたがってその算出されたグレード最小値の和集合値
を演算する。この和集合演算結果が重心演算部6iに入
力し、この重心演算部6iはその和集合演算結果による
和集合図形の重心を演算し、この演算結果の重心値を電
子膨張弁の開閉度合に対応する制御量(ΔEv)とす
る。
【0021】このようにしてファジィ演算を行い、この
ファジィ演算によって得た制御量(ΔEv)を出力部1
3に入力し、この出力部13はその制御量(ΔEv)に
対応する制御信号を出力する。また、当該空気調和機の
制御装置は暖房過負荷の制御においてその出力部13か
らの制御信号に基づいて電子膨張弁の開閉度合を制御す
る駆動信号(電子膨張弁のステッピングモータの)を出
力し、電子膨張弁の開閉度合を可変制御する。
【0022】具体的には、室内熱交換温度Tnと所定値
Tsとの差Tnsが負方向に大きく(NB)、その室内
熱交換温度Tnの時間的変化率ΔTnが正方向に大きい
(PB)場合、室内熱交換温度Tnが所定値Tsより高
く、しかもその室内熱交換温度Tnが急激に上昇する傾
向にある。この場合、所定値Tsが当該空気調和機の過
負荷の目安となっていることから、つまり当該空気調和
機の過負荷保護機能が作動し、例えば室外送風機が停止
したものとする。
【0023】すると、上述したファジィ演算では、if
Tns=NB and ΔTn=PB then Δ
Ev=PSの演算が実行されるため、電子膨張弁が開く
方向に制御され、つまり電子膨張弁の開きが少し大きく
される。
【0024】これにより、圧縮機と室内熱交換器との間
に循環される冷媒の流量が少なくなるため、暖房過負荷
の制御における室内熱交換温度Tnが低くされ、その室
内熱交換温度Tnの過上昇が抑えられ、圧縮機の負担が
軽減され、ひいて効果的に運転される。
【0025】なお、室内熱交換温度Tnと所定値Tsと
の差Tnsが正方向に大きく(PB)、その室内熱交換
温度Tnの時間的変化率ΔTnが負方向に大きい(N
B)場合、室内熱交換温度Tnが所定値より低く、しか
もその室内熱交換温度Tnが急激に下降する傾向にあ
る。
【0026】すると、上述したファジィ演算では、if
Tns=PB and ΔTn=NB then Δ
Ev=ZOの演算が実行されるため、電子膨張弁の開き
はそのままとされれる。
【0027】すなわち、室内熱交換温度Tnが所定値T
sより低く、その室内熱交換温度Tnが降下する傾向に
あり、また暖房過負荷保護機能が作動せず、電子膨張弁
の開きを小さくしなくとも、圧縮機には負担がかかなら
ないからである。
【0028】なお、上記実施例において、複数の室内熱
交換器がある場合、同時に運転されている室内ユニット
の数によって保護を行なう所定温度を変えておく方法が
一般的である。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、圧縮機(室外機側)と室内熱交換器(室内機側;複
数である場合1つの室内機)との間において電子膨張弁
を介して冷媒を循環させるが、室内熱交換温度と所定値
(過負荷の目安値;温度値)との差を算出するとととも
に、その室内熱交換温度の時間的変化率を算出し、これ
ら算出した温度差および時間的変化率を入力とし、所定
制御ルールおよびメンバシップ関数にしたがって電子膨
張弁の開閉度合をファジィ演算し、このファジィ演算で
は室内熱交換温度が所定値より高く、同室内熱交換温度
が過上昇であるほど、電子膨張弁を開くように制御して
冷凍サイクルの冷媒流量を可変するようにしたので、室
内熱交換温度が高く、また、その室内熱交換温度が過上
昇である場合にも電子膨張弁を適切に制御し、その室内
熱交換温度を低くし、かつ、その温度の過上昇や急激な
変化を抑えることができ、暖房過負荷の制御において圧
縮機の負担を軽減することができ、効果的な運転を行う
ことができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す空気調和機の制御装
置の概略的ブロック線図である。
【図2】図1に示す空気調和機の制御装置に用いるメン
バシップ関数の概略的模式図である。
【図3】図1に示す空気調和機の制御装置に用いるメン
バシップ関数の概略的模式図である。
【図4】図1に示す空気調和機の制御装置に用いるメン
バシップ関数の概略的模式図である。
【符号の説明】
1 室内熱交換温度検出部(温度センサ等) 2 第1の記憶部 3 第2の記憶部 4 温度差算出部 5 時間的変化率算出部 6 制御部 6a Tnsメンバシップ関数部 6b Tnsグレード算出部 6c ΔTnメンバシップ関数部 6d ΔTnグレード算出部 6e 制御ルール部 6f ΔEvグレード算出部 6g ΔEvメンバシップ関数部 6h 和集合演算部 6i 重心演算部 6j 出力部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 室外機と室内機とを有し、冷凍サイクル
    を構成する同室外機の圧縮機によって得た冷媒を室内機
    に循環し、かつ該循環する冷媒の流量を電子膨張弁で可
    変可能とする空気調和機の制御方法であって、 前記室内機の室内熱交換温度を検出し、該検出した室内
    熱交換温度と所定値との温度差を算出する一方、前記検
    出した室内熱交換温度の時間的変化率を算出し、前記温
    度差および室内熱交換温度の時間的変化率を入力とし、
    前記空気調和機の暖房過負荷の制御における前記電子膨
    張弁の開閉度合を制御する制御値を所定制御ルールおよ
    びメンバシップ関数にしたがってファジィ演算し、前記
    温度差および室内熱交換温度の時間的変化率に応じて冷
    凍サイクルの冷媒流量を可変するようにしたことを特徴
    とする空気調和機の制御方法。
  2. 【請求項2】 室外機と少なくとも2台の室内機とを有
    し、冷凍サイクルを構成する同室外機の圧縮機によって
    得た冷媒を各室内機に循環し、かつ該循環する冷媒の流
    量を電子膨張弁で可変可能とする空気調和機の制御方法
    であって、 前記室内機の室内熱交換温度を検出し、該検出した室内
    熱交換温度と所定値との温度差を算出する一方、前記検
    出した室内熱交換温度の時間的変化率を算出し、前記温
    度差および室内熱交換温度の時間的変化率を入力とし、
    前記空気調和機の暖房過負荷の制御における前記電子膨
    張弁の開閉度合を制御する制御値を所定制御ルールおよ
    びメンバシップ関数にしたがってファジィ演算し、前記
    室内熱交換温度が高く、同室内熱交換温度が過上昇であ
    るほど、前記電子膨張弁の開きを大きくするようにした
    ことを特徴とする空気調和機の制御方法。
  3. 【請求項3】 室外機と少なくとも2台の室内機とを有
    し、冷凍サイクルを構成する同室外機の圧縮機によって
    得た冷媒を各室内機に循環し、かつ該循環する冷媒の流
    量を電子膨張弁で可変可能とする空気調和機の制御装置
    であって、 前記室内機の室内熱交換温度を検出する手段と、該検出
    した室内熱交換温度と所定値との差を算出する手段と、
    前記検出した室内熱交換温度の時間的変化率を算出する
    手段と、前記室内熱交換温度と所定値との差および室内
    熱交換温度の時間的変化率を入力とし、前記空気調和機
    の暖房過負荷の制御における前記電子膨張弁の開閉度合
    を制御する制御値を所定制御ルールおよびメンバシップ
    関数にしたがってファジィ演算する手段とを備え、前記
    室内熱交換温度が高く、同室内熱交換温度が過上昇であ
    るほど、前記ファジィ演算結果により前記電子膨張弁の
    開きを大きくするようにしたことを特徴とする空気調和
    機の制御装置。
JP5288765A 1993-10-25 1993-10-25 空気調和機の制御方法およびその装置 Withdrawn JPH07120078A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101526260B (zh) 2009-04-20 2011-07-20 广东志高空调有限公司 变频空调控制方法及控制装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101526260B (zh) 2009-04-20 2011-07-20 广东志高空调有限公司 变频空调控制方法及控制装置

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