JPS5849843A - 空気調和装置の制御方法 - 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】 本発明は変速運転可能な電動圧縮機を備えた空気調和装
置の制御方法に関するものである。

従来のこの種制御方法は第１図に示すように、室温Ｔｌ
ｌの一定量の増加または減少毎に、電動圧縮機の電動機
の回転速度Ｎを一定量増加ｔたは減少制御する方法で、
この方法は通常、比例制御方法と称されている。このよ
うな比例制御方法では、空調負荷と空気調和機能力との
釣合によ）、運転状態が安定したとしても室温Ｔ、が設
定温度Ｔ　ｌ＋＋よシずれる片寄１１ｆｉ象を生ずる。

すなわち空調負荷が小さい場合には、室温Ｔ１は設定温
度Ｔｍに近く、空調負荷が大きい場合には、室温Ｔ、は
設定温度Ｔｍよｐ離れ次点に制御される。そこで第１図
のＴＭＡＸを小さくとると、微小温度変化に対する電動
機の回転速度変化は大きいため、圧縮機の振動、騒音の
発生および寿命の短縮を招く恐れがＴｏシ、また温度測
定装置などに重畳する雑音信号の影響を受は易くなる。

上記諸欠点を回竺する手段として、温度偏差ノＴ　ｍ　
−Ｔ　−−Ｔｙａが存在する場合、温度偏差を減少させ
る方向に温度偏差の積分値に比例する量だけ電動機の回
転速度を補正する方法すなわち積分制御法がある。この
方法は温度偏差の存在する限り一方向に電動機の回転速
度が増加または減少されるので、温度偏差の符号が変化
して電動機速度の補正を以前と逆方向に行うようになっ
ても、その補正の感度が悪いと設定温度に対してゆきす
ぎを生じ、ｔたは室温が設定温度を中心に振動的に変化
するが、逆に補正の感度が良好であると、室温転速度が
激しく変動するなどの問題を生ずる。

本発明は上記にかんがみ運転中の室温の設定値からのず
れを小さくシ、快適な空調を実現する空気調和装置を提
供することｔ−目的とするもので、室温が設定温度に近
づく方向に変化したときの電動機速度の補正後、一定時
間室温が設定温度に近づく方向に変化しない場合に、電
動機速度を室温と設定温度の差に比例する量だけ補正す
ることを特徴とするものである。

以下本発明の一実施例を図面について説明するに先だっ
て、その基本原理について説明する。

電動機の回転速度をＮ１このＮを決定したときの室温を
Ｔい新しく測定した室温５．をＴ、Ｎ　　とする。

（１）電動機起動時にはあ今定検られた回転速度Ｎで電
動機を運転する。回転速度Ｎは固定的な値でも、起動時
の室温Ｔ、によって例えば第１図によシ決定される値で
も、以前の電動機停止時の値とマな起動する。この一定
時間タイマの値は、ある電動機回転速度で空調機を運転
しているときに、空調負荷と９気調和機能力が平衡して
室温の変化しない、すなわちＴａ肩ｇ＝Ｔｍ”とみなし
うる時間に近似する値を選定する。

（２）室温が変化しない°とき、一定時間タイマの動作
が完了していれば、現在の電動機速度Ｎを次式のδＦだ
け補正して一定時間タイマを再設定する。

ａ　ｗ　−Ｋ　＊　　（Ｔ　ｍ’−Ｔｍ　）ただし、Ｋ
１：比測定−数、Ｔｌ　：設定温度（３）　　室温が設
定温度に近づく方向に変化したとき、すなわち次式が成
立するならば ｌＴ、Ｍ−Ｔ鳳　１＜ＩＴａ”−Ｔｍ　　ｌ現在の電動
機速度Ｎを次式のδ茸だけ補正して一定時間タイマを再
設定する。

’１１−ＫＰ　（Ｔ　；、’−Ｔａ”）（ただしＫＰは
比例常数） （４）　　室温が設定温度よシ離れる方向に変化したと
き、すなわち次式が成立するとき ｌ　Ｔ　−’−Ｔｍ　ｌ　＞　ｌ　Ｔ　−”−Ｔｌ　１
（ａ）　　一定時間タイマが動作中であれば、現在の電
動機速度Ｎを次式のａｗだけ補正する。

−買＝Ｋｐ　（Ｔ　ｍ’−Ｔ　ｍ勝］ （荀　一定時間タイマが動作完了であれば、現在の電動
機速度Ｎを次式のδｙだけ補正して一定時間タイマを再
設定する。

ａｍ　＝Ｋｔ　（Ｔ　ｍ’−Ｔｍ　） 上記のように°室温が設定値に近づくように変化すると
１１には、その変化量に比例して電動機速度を増減速す
る。室温が設定値よシ離れるとき、一定時間タイｉが動
作中であると、上記と同様に温度変化量に比例して電動
機速度を増減速する。室温が一定であるか、または設定
値よシ離れるメき一定時間タイマの動作が完了している
と、室温の設定値からの隔た）量である温度偏差に比例
（積分制御）して電動機速度と増減速するのである。

この場合、Ｋ！くＫｐのよう、に設定す゛ると、上記積
分操作によシ補正される電動機速度増分は、そのまま室
温が低下して設定値になるとすれば、前記比例制御操作
によシ少くとも前記増分量は低減される。また一定時間
タイマの設定値を積分操作を行う時点で、！２ｊ１１１
負荷と空気−和機能力が平衡して室温の変化しない条件
に選定されているので、室温は設定値近傍で平衡しまた
は平衡するに近い状態となる。したがって、上記制御動
作中に空調負荷が大幅に変動しない限シ、室温は設定値
近傍に保持される。

上述した基本原ｇＡＫ基づいてなされた実施例を第２図
について説明する。

第２図において、１は空気−利装置の運転・停止および
冷房、暖房などの連転モード金指定する操作入力器、２
は空調すべき室内の目標温度を設にする設定器、３は！
−建スタなどからなる室温センサ、４は温度偏差検出器
５．初期速度設定器６、運転、停止信号発生器７％温度
偏差変化検出器８、温度偏差上限検出器９、運転速度保
持器１０およびタイマ１１からなる論理演算装置、１２
は電動機運転制御器、１３は電動機である。

上記のような構成から竜る本実施例の作用にりいて説明
する。

操作入力器ｌによシ冷、暖房などの運転モードと空気調
和装置の運転・停止摺合が、設定器２によシ目標室−が
、室温センサ３によるアナログ出力信号をディジタル信
号に変換した出力がそれぞれ論理演算装置４に入力され
る。これらの入力を基にして論理演算装置４は論理演算
を行い、電動機１３の運転・停止信号および速度信号を
電動機運転制御器１２へ出力するので、この信号にした
がって運転制御器１２は電動＠１３の運転制御を行う。

同時に論理演算装置４は空気調和装置の送風機および各
種弁類の駆動制御も行う。

次に論理演算装置４の各機器の作用について詳述する。

温度偏差検出器５は、設定器２の設定値と室温センサ３
によシ測定される室温とを比較し、ディジタル数値め温
度偏差ＪＴ、に変換保持する。

初期速度発生器６は、操作入力器ｌの操作信号が停止側
よｐ運転側に変化し九後、電動機１３の運転・停止信号
発生器７が最初に電動機の運転信号を発生したときに動
作し、温度偏差検出器５の出力ΔＴ、を利用して冷暖房
運転モードに応じ、例えば第１図に示すような対応で電
動機の初期回転速度を定めて運転速度保持器１０に設定
する。

この場合、運転速度保持器１０には、操作信号による最
初の電動機運転開始時のみ初期回転速度が設定されるか
ら、その後の電動被の断続運転時には、電動機の初期回
転速度はその前の電動機停止時の回転速度となる。

電動機の運転・停止信号発生！７は、操作入力器ｌの操
作信号が停止側にるるときには、電動機１８の停止信号
を発生する。前記操作信号が運転側に：Ｔｏるときには
、冷暖房運転モ“−ドに応じ、例えば冷房め場合、温度
偏差検出器５の出力信号ｌ　Ｔ　ｍ　（−Ｔ−−Ｔｍｊ
が正であると電動機１３の運転信号を、一定値（Ｔ厘−
Ｔｍ）よシ小であると停止信号をそれぞれ発生す為。

温度偏差変化検出器８は、電動機の運転停止信号発生器
７の出力信号が運転側に変化したときに、温度偏差検出
器５の出力信号ｄＴ、を記憶するｃ以下ΔＴ、ｌと称す
る）と共に、一定時間タイマｌｌを起動する。その後、
運転停止信号発生器７の出力信号が運転側にある間、一
定時間タイマの設定値よつ短かい時間々隔で、温度偏差
検出器５の出力信号ΔＴ、と記憶している温度偏差とを
比較し、両者が一致し、かつ一定時間タイマ１１の動作
完了であると、運転速度保持器１４’に保持されている
速度データにａｘ；’−ＫｔΔＴ、を加、する積分操作
を行うと共に、一定時間タイマ１１を再起動する。

もし上記両者が不一致であると、温度偏差ＪＴ−。

を記憶すると共に、そのΔＴ、が設定温度ＴｍＫ近づい
ているか離れているかを調べ、近づいていれば昼時の温
度偏差よシの変化分ΔＴ、−ΔＴノに比例すｂ　’ｗ　
＝ｒｓｖ　（ＩＴ　、−ｒ’１’　Ｉ＋　”　Ｊ　ｋ、
、ａ転速１ｆｆｆｌ持器１ＯＫ保持されている速度デー
タに加える比例操作を行うと共に、一定時間タイ−１１
１が再起動する。

上記）Ｔ１がＴｍよシ離れているとき、もし一定時間タ
イマ１１が動作中であると、前記と同様の比例操作を行
う。この場合には、一定時間タイマ１１の再設定を行わ
ないので、積分操作が継続して行われている。もし一定
時間タイｆｆ１ｌが動作完了であれば、前記と同様の積
分操作を行匹、同時に４定時間タイマ１１を再設定する
。

ま九温度偏差変化検出器８は、上記の速度補正操作にお
いて得られた速度が予かじめ定められた最大速度を超え
る場合には最大速度を、最小速度を下まわる場合には最
小速度をそれぞれ運転速度保持器１０に＆定するように
動作する。

温度偏差上限検出器９は、運転停止信号発生器７の出力
信号が運転例であるとき、温度偏差検出器Ｓの出力信号
ΔＴ、が一定の上限値ＴＭ＆！　−Ｔｍ以上である永、
冷房を九は暖房運転モードに応じて定められた電動機１
３の最大速度を運転速度保持器１０に設定する。

速度信号を電動機運転制御器１２へ送る。その結果を電
動機運転制御器１２は運転停止信号発生器７０発生する
運転信号によ動電動機１３を起動し、停止信号により電
動機１３を停止するよう動作させると共に、電動機１３
の運転中は運転速度保持器１０で指定される運転速度に
一致するように電動機１３の速度を制御する・ 次に本発明における制御動作を第３図を参照して説明す
る。同図のＡ、Ｂ、Ｃは室温の変化、”＠　ｓ　’１・
・・・・・は電動機速度の変化状況および同一速度の継
続時間を示す。

運転開始時には室温Ｔ＞’ｌ’ＭムＸであるので、電動
機は最大速度ｔ０で運転開始される。この速度１、″”
（ｔ・時間を経過した後、室温がＴＭＡｘより一定量低
下し、これに伴って電動機速度も一定量低減してｔｌと
なる。その後、室温が一定量低下する毎に電動機速度も
一定量低下してＬｌ”’ｅ　ｔｌ・・・申ｔ口のように
変化する。

上記ｔ、’ｊｌの状態で室温が変化しなくなると、従来
の比例制御方法では、電動機運転制御器離４九め、例え
ば室温の変化は実馨ムと破ｉＩＣを！ｌ絖し良ものとな
り、室温は設定値Ｔｓよシ高い値に保持される。１口の
状態において本発明を適用すると、すなわち１口の継続
時間が所定値以上になると、室温Ｔを設定値Ｔｍに近づ
ける方向に電動機速度が（ＴＴｍ）Ｋ比例した童だけ補
正され、電動機速度はｔハとなる− その後、室−温の低下に伴って上記と同様に電動機速度
は低減され、室温の変化がなくなると電動機速度はｔ轄
の状態となる。このｔ轄においても同様に電動機速度の
補正が行われてｔ２０の状態となる。このような動作が
繰〕返し行われて、室温Ｔが設定値ＴｍＫ一致すると、
１動−速度はｔ％。

の状態となる。　　　　。

室外温度変化などに基づく空調負荷変動および空気調和
機能力変動が生じた場合、その結果は室温変動に現われ
る。この室温変動が生じ九場合においても、本発明によ
れば室温Ｔを常に設定値ＴｍＫ近づけるように操作され
るので、室温Ｔは常に設定値Ｔｍｔ７ｔはこの設定値Ｔ
Ｂよシ微小ずれた位置に制御される。したがって本発明
によれｍ−、従来の比例制御方式に比べて著しく快適性
を向上させることができる。

本発１ｉ１１１における電動機速度の制御操作は特に室
温Ｔのゆきすぎ、換言すれイ室温Ｔが設定値Ｔ１よシ低
下することがないように行われている。ところが従来や
積分制御方式では最終的に室温Ｔを設定値Ｔｍに一致さ
せるが、電動機の速度制御操作、特に増速から減速、ま
たは減速から増速への切換が室温ＴＯゆきすぎを利用し
て行われている。

したがって本発明の制御操作によれば、室温の上下振動
が少ないからよシ一層に快適な空調状態を実現すること
が可能である。

以上説明したように本発明によれば、従来の比例制御方
式におけ不室温の片寄〕をなくするはもちろん１、従来
の積分制御方式における室温の上下振動をなくシ、かつ
室温を目標温度に−１１にさせることによ〕、快適性を
より一層に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の比例制御方式における制御方法の１ｌ１
１図、第２図は本発明の制御方法を適用し比制御装置の
ブロック図、第３図は本発明による空調状態および電動
機の回転速度制御状態の説明図である。 ｌ・・・操作入力器、２・・・目標温度設定器、３・・
・室温センサ、４・・・論理演算装置、５・・・温度偏
差検出器、６・・・初期速度設定器、７・・・運転・停
止信号発生器、８・・・温度偏差変化設定器、９・・・
温度偏差上限検出器、１０・・・運転速度保持器、１１
・・・タイマ、１２・・・電動機運転制御器、１３・・
・電動機。 第　１　目 室虜（Ｔｈン 第２２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 室温の一定量の°増加ｔ＋は減少毎に電動圧縮機の電動
   機の回転速度を一定量増加ｔたは減少制御するようにし
   友空気調和装置において、室温が設定温度に近づく方向
   に変化したときの電動機速度の補正後、一定時間室温が
   設定温度に近づく方向に変化しない場合に、電動機速度
   を室温と設定温度の差に比例する量だけ補正することを
   特徴とする空気調和装置の制御方法。