JPS6122736B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、空気調和機における室外ユニツトの
フアン運転スピードを位相制御等により変化させ
て適正な運転スピードにより、適正な能力制御を
行なう運転制御装置に関するものである。

従来より例えば外気温度、あるいは冷媒圧力に
より室外ユニツトのフアンスピードを制御するこ
とは知られている。しかし、外気温度、あるいは
冷媒圧力とフアンモータの風量との間にはそのユ
ニツト特有の相関があり、したがつて同一のフア
ンを能力の異なる機種に適用する場合には例えば
第５図の特性図に示すように冷凍能力３トンのユ
ニツトＡ、冷凍能力５トンのユニツトＢでは同一
の外気温条件において、フアン回転数が異なるの
が一般的である。すなわちユニツトＡにおいて外
気温18℃では毎分1200回転のフアンスピードが最
適であり、一方ユニツトＢにおいては同一外気温
では毎分1000回転のフアンスピードが最適であ
る。したがつて、従来の装置にあつては、各々ユ
ニツトＡ，Ｂごとに、外気温度、あるいは冷媒圧
力に応じたフアンモータ回転数を例えば、外気温
度20℃のときは毎分800回転、25℃のときは毎分
1000回転………というように設定し、そのデータ
をもとにフアンモータを制御するもので、このよ
うに設定された制御回路を一方のユニツトから他
方のユニツトに直接使用することは各ユニツトの
特性が同一でない限り不可能なことが多い。また
単一のユニツトだけを考えても、そのユニツトが
設置される外部条件、電圧事情等と、あらかじめ
設定されたデータとが極端に相異する場合は適正
なフアンモータの制御が行なわれない。

本発明は、かかる点に鑑み、比較的各ユニツト
ごとでのばらつきの少ない冷媒凝縮温度あるいは
冷媒凝縮圧力を設定し、この設定値になるように
室外フアンモータの運転制御を行ない、適切で効
率のよい運転が行なえる運転制御装置を提供する
ものである。

また、本発明は、暖房時のヒートポンプ運転時
において、凝縮器として作動している室内コイル
の冷媒凝縮温度あるいは冷媒凝縮圧力を検出し
て、フアンモータを制御する場合、暖房時におい
ては室内フアンモータを直接制御することは室内
循環風量が変化し使用者において著しく不適であ
るから、凝縮温度、凝縮圧力を間接的に制御でき
る室外コイルの風量を変化させ、室内コイルの凝
縮圧力、または温度を設定して、この設定値にな
るように室外フアンモータの運転制御を行う運転
制御装置を提供するものである。

さらに、本発明は、設定範囲の値と例えば室外
コイルの温度値を比較し、その結果によつて所定
時間ごとに室外コイルフアンのモータの回転数を
所定の割合で減少あるいは増加し、その温度値が
設定範囲に到達するまでこの動作を繰り返す運転
制御装置を提供するものである。

以下、本発明をその一実施例を示す添付図面を
参考に説明する。

第１図において、１０１は圧縮機、１０２は四
方切換弁、１０３は室内コイル、１０４は減圧装
置、１０５は室外コイルで、これらを環状に連結
することにより周知のヒートポンプシステムを構
成している。１０６は室内コイル用フアン、１０
７は室外コイル用フアンで、それぞれ前記室内コ
イル１０３、室外コイル１０５に対応している。

次に上記室外コイル用フアン１０７の回転数を
制御するブロツク線図について第２図を参考に説
明する。

同図において、１は無安定マルチバイブレー
タ、２はタイマー、３，４はデータレジスタ、５
は分周回路、６はフオトカプラ、７は−Ｖ変換
回路、８は位相制御回路９は双方向サイリスタ、
１０は室外コイル用フアン１０７を駆動する室外
フアンモータ、１１は商用電源、１２はＤ−Ａ変
換回路、１３，１４は電圧比較回路、１５は室外
コイル１０５の冷房時における冷媒出口側の温度
を検出するサーミスタ等の室外コイルセンサ、１
６は室内コイル１０３の暖房時における冷媒出口
側の温度を検出するサーミスタ等の室内コイルセ
ンサ、１７は制御回路で、この制御回路１７、前
記データレジスタ３，４、電圧比較回路１３，１
４はこれらを一つのパツケージにした松下電子工
業(株)製のマイクロコンピユータMN1400が利用で
きる。

次に、第２図に示すブロツク線図の信号の流れ
について説明する。

無安定マルチバイブレータ１の出力信号ａは、
クロツクとしてタイマー２に入力され、このタイ
マー２は、前記出力信号ａと制御回路１７より出
力されるタイマ制御信号ｂにより動作する。そし
て、このタイマー２は、Ａ時間（例えば５分間）
経過信号ｃおよびＡ時間経過信号を発したのちは
Ｂ時間（例えば３分間）経過信号ｄを制御回路１
７にそれぞれ出力する。

一方無安定マルチバイブレータ１の出力信号ｅ
は、分周回路５において、データレジスタ４に格
納されているデイジタルデータにより決定される
分周比で分周され、フオトカプラ６を経由して
−Ｖ変換回路により所定の電圧レベルに変換され
る。この電圧レベルにより位相制御回路８で双方
向サイリスタ９の点弧角が決定される。

また、データレジスタ３に所定の室外コイル温
度範囲（例えば40℃〜45℃）に相当するデイジタ
ルデータが格納されるとＤ−Ａ変換回路１２によ
りある電圧レベルに変換され、電圧比較回路１
３，１４に基準電圧として与えられる。そして室
内、外コイルセンサ１６，１５の出力電圧と基準
電圧の比較が行われ、比較回路１３，１４の信号
ｆ，ｇが制御回路に出力されて室内、外コイル１
０３，１０４の温度が前記設定温度範囲内か、あ
るいは範囲以上か、それ以下かの判別が行なわれ
る。

一方室外フアンモータ１０の回転数制御に係わ
るデイジタルデータは次のようにデータレジスタ
４に出力される。運転開始後Ａ時間は室外フアン
モータ１０を最高速100％で強制的に運転するよ
うなデイジタルデータが制御回路１７より出力さ
れる。

また、室外フアンモータ１０の運転速度には所
定の割合で予じめ設定された運転速度（例えば、
100％、90％、80％………０％というように11段
階の速度基準）が定められた運転速度設定手段が
あり、冷房運転時において、室外コイル１０５の
温度が所定の温度範囲以下の場合は、Ｂ時間ごと
に順次速度基準の上段から下段に向つてそれぞれ
の速度基準に相当するデジタルデータが制御回路
１７からデータレジスタ４に出力される。また室
外コイル１０５の温度が所定の温度範囲内の場合
は、前回の速度基準と同一のデジタルデータが制
御回路１７からデータレジスタ４に出力される。
さらに室外コイル１０５の温度が所定の温度範囲
以上の場合はＢ時間ごとに順次速度基準の下段か
ら上段に向つてそれぞれの速度基準に相当するデ
イジタルデータが制御回路１７からデータレジス
タ４に出力される。

また暖房運転時には室内コイル１０３の温度が
所定の温度範囲以上の場合はＢ時間ごとに順次速
度基準の上段から下段に向つてそれぞれの速度基
準に相当するデジタルデータが制御回路１７から
データレジスタ４に出力される。また室内コイル
１０３の温度が温度範囲内の場合は、前回の速度
基準と同一のデジタルデータが制御回路１７から
データレジスタ４に出力される。さらに室内コイ
ル１０３の温度が所定の温度範囲以下の場合はＢ
時間ごとに下段から上段に向つてそれぞれの速度
基準に相当するデジタルデータが制御回路１７か
らデータレジスタ４に出力される。

次にかかる構成における作動状況の一例を第３
図、第４図を参考に説明する。

第３図は冷房時の運転状況が示され、冷房運転
開始後Ａ時間が経過するまでは室外フアンモータ
１０は最高速運転され、Ａ時間経過時点イで室外
コイル１０５の温度を検知する。このとき、その
温度は所定の温度範囲以下であるため、室外フア
ンの運転スピードを一定の割合（ａ％）減少し
た。その後Ｂ時間経過した時点ロで再び室外コイ
ルの温度を検出したところ、また所定の温度範囲
に達していないので室外フアンスピードを再びａ
％減少した。さらにＢ時間経過した時点ハで、室
外コイルの温度を検出したところ、所定の温度範
囲内にあつたので室外フアン１０７の運転スピー
ドをそのままで運転を続行した。さらにＢ時間経
過した時点ニで室外コイルの温度を検出したとこ
ろ、所定の温度範囲より高かつたので、室外フア
ン１０７の運転スピードを逆にａ％増加させた。
この後Ｂ時間経過ごとに同様の制御をくりかえ
し、室外コイル温度が所定の温度範囲内にはいる
ように室外フアン１０７の運転スピードをコント
ロールする。運転開始時に室外コイル温度が高い
ときには、さらに運転スピードを増加することは
できないのでホの点で示す如く最高速運転でその
まま運転を続行する。

第４図は暖房時の運転状況が示され、暖房運転
開始後Ａ時間が経過するまでは室外フアンモータ
１０は最高速運転とし、Ａ時間経過した時点ヘで
室内コイル温度を検出したところ、所定温度範囲
以上であつたので、室外フアンスピードを一定の
割合ａ％減少した。さらにＢ時間経過した時点ト
で室内コイル温度を検出した所、所定温度範囲内
にあつたので、室外フアンの運転スピードをその
ままで運転を続行した。そしてさらにＢ時間経過
した時点チで室内コイル温度を検出したところ、
所定の温度範囲より低かつたので室外フアンスピ
ードをａ％増加させた。その後、Ｂ時間経過ごと
に同様の制御をくりかえし、室内コイル温度が所
定の温度範囲内にはいるように室外フアンの運転
スピードを制御するものである。

第６図、第７図は、上記制御動作を示す制御回
路１７のフローチヤートである。なお、第７図に
おいてはＡ時間の経過を記載していないが、この
場合（暖房時）は室内コイル１０３の温度が45℃
以上になるまで室外フアンモータ１０が連続して
最高速運転されている。冷房、暖房はこのフロー
チヤートに示す信号の流れによつて連続状態で制
御が行なわれるものである。

かかる構成により、冷房、暖房時において、室
外フアンモータ１０を外気温度、あるいは冷房、
暖房負荷に応じて制御することが可能となる。ま
た室外フアンモータ１０の回転数の変更は、所定
時間ごとに所定の速度基準をかつ段階的に上昇あ
るいは下降するため、一足飛に予じめ選択した最
適回転数に一致さすことはできないが、逆にこの
ことは各ユニツトごとのおかれた外部環境、ある
いは能力の異なるユニツトに対して汎用性があ
り、有利である。すなわち、高圧側の圧力もしく
は温度を中心に回転数の増減を行い、適度な温度
になるようその回転数の調整を行うため、能力の
異なるユニツトにおいて、室外フアンモータ１０
の回転数は異なるが両者ともに所期の温度が得ら
れるプログラムが組め、汎用性が増すものであ
る。

さらに運転の開始時には、Ａ時間を常に最高速
度で室外フアンモータ１０を運転するようにして
あるため、冷、暖房時の立下りのよい運転が可能
となる。またＡ、Ｂ時間をＡ時間の方を長くする
ことにより、第１回目の温度比較が安定運転に入
つてから行えるため、運転初期の不安定状態の検
出をさけることができる。

また実施例には例示していないが、異なるユニ
ツトの特性として著しく凝縮圧力または温度が異
なる場合は、基準電圧を各ユニツトごとに変更す
る手段、例えばＡユニツトに対しては40℃〜45
℃、Ｂユニツトに対しては45℃〜50℃というよう
に所定の温度範囲を制御回路１７から引き出され
た外部端子等を利用して変更するようにすること
により、更に汎用性が向上できる。この場合にお
いても、従来のように凝縮温度または圧力と回転
数の関係を設定することは必要でなく、単に回転
数が所定時間毎に変換されて収束するときの温度
または圧力の値の変更だけでよい。

上記実施例より明らかなように、本発明におけ
る空気調和機の運転制御装置は、圧縮機、室内コ
イル、室外コイルからなる冷凍サイクルと、室内
コイルに対応した室内コイル用フアンと、室外コ
イルに対応した室外コイル用フアンと、前記室外
コイル用フアンを駆動するモータと、前記モータ
の運転速度を決定する運転速度設定手段と、圧縮
機の運転開始から所定時間後に信号を発するとと
もに、その後一定時間ごとに信号を発するタイマ
と、室内コイル、室外コイルのうち凝縮器側とな
るコイルの温度を検出するコイルセンサと、前記
タイマによる運転開始から所定時間までの間は室
外コイル用フアンのモータを最高速度で運転し、
その後タイマから発せられる信号によりコイルセ
ンサからの信号により室外フアンモータの回転数
を順次上昇、または下降あるいは現状維持とする
比較制御装置とを備えたもので、冷房運転時ある
いは暖房運転時において、室外フアンの送風能力
がその都度負荷に応じた適正な能力となるように
回転数を制御するため、外部条件、外部環境のば
らつきによる能力変化の少ない運転が可能とな
り、安定した快適な空気調和効果が得られる等、
種々の利点を有するものである。また、運転開始
時には最高速度で室外フアンモータを運転するよ
うにしてあるため、冷、暖房時の立上りのよい運
転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における運転制御装
置を具備した空気調和機の冷凍サイクル図、第２
図は同運転制御装置のブロツク図、第３図は同運
転制御装置における冷房運転時の動作説明図、第
４図は同運転制御装置における暖房運転時の動作
説明図、第５図は能力の異なるユニツトにおける
外気温度と室外フアンの回転数の関係を示す特性
図、第６図、第７図はそれぞれ同運転制御装置に
おける制御動作を示すフローチヤートである。 １０……室外フアンモータ、１７……制御回
路、１０１……圧縮機、１０３……室内コイル、
１０５……室外コイル、１０６……室内コイル用
フアン、１０７……室外コイル用フアン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮機、室内コイル、室外コイルからなる冷
   凍サイクルと、室内コイルに対応した室内コイル
   用フアンと、室外コイルに対応した室外コイル用
   フアンと、前記室外コイル用フアンを駆動するモ
   ータと、前記モータの運転速度を決定する運転速
   度設定手段と、圧縮機の運転開始から所定時間後
   に信号を発するとともにその後一定時間ごとに信
   号を発するタイマと、室内コイル、室外コイルの
   うち凝縮器側となるコイルの温度を検出するコイ
   ルセンサと、前記タイマによる運転開始から所定
   時間までの間は室外コイル用フアンのモータを最
   高速度で運転し、その後タイマから発せられる信
   号によりコイルセンサからの信号により室外フア
   ンモータの回転数を順次上昇、または下降あるい
   は現状維持とする比較制御装置とを備えた空気調
   和機の運転制御装置。