(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
起動時の商用電源の電圧値に応じて設定された電源信号を圧縮機の電源回路に印加して起動する空気調和装置であって、
圧縮機のシェル温度を検出するシェル温度検出手段と、
前記圧縮機の停止期間と前記シェル温度検出手段からの検出信号に基づいて、前記電源信号を補正して前記圧縮機への最適出力電圧を決定する電圧補正制御部と、
を備え、前記電圧補正制御部は、前記シェル温度検出手段からの検出信号に基づいて前記電源信号の補正を行うとき、前記圧縮機内部のモータのオイルの粘度の温度特性と前記モータの発生磁力の温度特性とを用いた演算により補正を行うことを特徴とする空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内の空気調和を行う空気調和装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の冷暖房運転可能な分離型空気調和装置の電気回路は、図７に示すように、室内機１と、室外機２と、それらを互いに電気的に接続する内外接続電線３とで構成されている。この室内機１は、本体スイッチ４と、室内側電子制御装置５と、トランジスタモータなどの室内ファンモータ６と、室内上下羽根駆動用のルーバーモータ７とで構成されている。また、室外機２は、室外側電子制御装置８と、冷凍サイクルと加熱サイクルとに応じて冷媒の経路を切り換える四方弁９と、インダクションモータなどの室外ファンモータ１０と、冷媒を圧縮する圧縮機１１とで構成されている。
【０００３】
この分離型空気調和装置の運転動作について以下に説明する。
【０００４】
室内機１は商用電源１２に接続されており、室内機１の本体スイッチ４が投入されると、室内側電子制御装置５に電力が供給されて制御動作を開始し、室内ファンモータ６とルーバーモータ７とを回転させ、室内熱交換器（図示せず）を通して室内空気の循環を開始する。ここで、使用者が動作開始を入力指示すると、室内側電子制御装置５はメインリレー（図示せず）を制御して接続状態とし、商用電源１２を室外機２に供給する。この時、室外側電子制御装置８には商用電源１２からの電力が供給されてこの室外側電子制御装置８は制御動作を開始し、圧縮機１１に指示電圧を印加し回転を開始させるとともに、室外ファンモータ１０にも商用電源１２を接続し、結果、室外熱交換器（図示せず）に外気を送り込みを開始する。冷媒の流れる経路を切り換える四方弁９は、室外側電子制御装置８の指示により、商用電源１２が接続されない時は冷媒を冷房サイクルの経路に流す位置にある。この状態では空気調和装置は冷房動作を開始する。
【０００５】
つぎに、使用者が暖房動作を指定入力すると、室外側電子制御装置８は、四方弁９に商用電源１２を接続する。この動作により冷媒の経路が加熱サイクル側に切り換えられて暖房動作が開始する。このとき、室外ファンモータ１０により、外気が室外側熱交換器に送り込まれ、外気の熱が室外熱交換器により冷媒に取り入れられるので、冷媒は蒸発して気化し、圧縮機１１により冷媒が圧縮されて室内熱交換器に送られる。
【０００６】
いずれの場合も、圧縮機１１には、室外側電子制御装置８によって商用電源１２を圧縮機１１の運転周波数に応じた比率に基づいて増幅あるいは減少させた指示電圧が印加される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の空気調和装置の構成では、商用電源の電圧のみにより圧縮機への出力電圧が決まるので、商用電源の電圧変動によって圧縮機への出力電圧が変動して圧縮機のトルクが変化し、圧縮機の起動失敗が発生する可能性がある。さらに、圧縮機の圧力バランスがとれていない再起動時には、最適な電圧が印加されておらず、直流モータの圧縮機では起動トルク不足により起動できないという問題がある。
【０００８】
本発明は、商用電源の電圧変動による圧縮機への出力電圧の影響を低減するとともに起動時の圧縮機の負荷を考慮して起動実力を向上させる空気調和装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の空気調和装置は、起動時の商用電源の電圧値に応じて設定された電源信号を圧縮機の電源回路に印加して起動する空気調和装置であって、圧縮機のシェル温度を検出するシェル温度検出手段と、前記圧縮機の停止期間と前記シェル温度検出手段からの検出信号に基づいて、前記電源信号を補正して前記圧縮機への最適出力電圧を決定する電圧補正制御部と、を備え、前記電圧補正制御部は、前記シェル温度検出手段からの検出信号に基づいて前記電源信号の補正を行うとき、前記圧縮機内部のモータのオイルの粘度の温度特性と前記モータの発生磁力の温度特性とを用いた演算により補正を行うことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明によると、商用電源の電圧変動による圧縮機への出力電圧の影響を低減するとともに起動時の圧縮機の負荷を考慮して起動実力を向上させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、起動時の商用電源の電圧値に応じて設定された電源信号を圧縮機の電源回路に印加して起動する空気調和装置であって、圧縮機のシェル温度を検出するシェル温度検出手段と、前記圧縮機の停止期間と前記シェル温度検出手段からの検出信号に基づいて、前記電源信号を補正して前記圧縮機への最適出力電圧を決定する電圧補正制御部と、を備え、前記電圧補正制御部は、前記シェル温度検出手段からの検出信号に基づいて前記電源信号の補正を行うとき、前記圧縮機内部のモータのオイルの粘度の温度特性と前記モータの発生磁力の温度特性とを用いた演算により補正を行うことを特徴とする空気調和装置としたものであり、商用電源の電圧変動による圧縮機への出力電圧の影響を低減するとともに起動時の圧縮機の負荷を考慮して起動実力を向上させることができる。
【００１６】
以下、本発明の空気調和装置の起動制御方法と空気調和装置を具体的な実施の形態に基づいて説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
図１に示す実施の形態１の空気調和装置は、図７に示した従来例と同様に室外機１と室内機２とこれらを接続する内外接続電線３とで構成された分離型空気調和装置であって、電圧補正制御部としての電圧補正回路１３と、圧縮機１１の停止期間を測定する圧縮機停止時間カウンタ１４とが追加されている点が従来例とは異なっている。
【００１８】
電圧補正回路１３は、起動時の商用電源１２の電圧値に応じて設定された電源信号を圧縮機１１の停止期間に基づいて補正して圧縮機１１の電源回路に印加するもので、具体的には、図２に示すように、電圧検出回路１５と受信手段１６と演算回路１７とで構成されている。圧縮機停止時間カウンタ１４は、室内側電子制御装置５の内部に設けられている。
【００１９】
ここで、この分離型空気調和装置の起動動作について以下に説明する。
【００２０】
なお、圧縮機１１の停止期間は十分に長くあって圧縮機１１の圧力バランスがとれている状態で圧縮機１１を起動させるものとする。
【００２１】
図１に示すように、室内機１の本体スイッチ４が投入され、室内側電子制御装置５に商用電源１２からの電力が供給され制御動作を開始している状態で、使用者によって動作開始が入力指示されると、商用電源１２からの電力は、室内側電子制御装置５を介して室外側電子制御装置８に供給されて電圧補正回路１３に供給される。
【００２２】
図２に示すように、電圧検出回路１５は、室外側電子制御装置８に供給された商用電源１２からの起動時の入力電圧を検出する。すなわち、商用電源１２の電圧変動を検出する。電圧検出回路１５は、前記の検出した入力電圧を電源電圧信号Ｓ１として受信手段１６に出力する。
【００２３】
受信手段１６は、電源電圧信号Ｓ１と、演算回路１７からの指示で圧縮機停止時間カウンタ１４から読み出された圧縮機１１の停止期間を示す停止期間信号Ｓ２とを受信して演算回路１７に出力する。
【００２４】
演算回路１７は、圧縮機１１への出力電圧が定格域電圧印加時の各運転周波数に応じた最適出力電圧となるように、電源電圧信号Ｓ１に応じて商用電源１２からの入力電圧のデューティ設定した最適出力電圧Ｖ１を圧縮機１１の電源回路に印加して圧縮機１１を起動させる。ここでは、演算回路１７は、停止期間信号Ｓ２に基づいて圧縮機１１の停止期間が十分に長かったことを検知し、圧縮機１１の圧力バランスがとれているとして最適出力電圧Ｖ１の圧縮機１１の停止期間による補正が不要であると判断している。
【００２５】
圧縮機１１は、圧力バランスがとれているので、最適出力電圧Ｖ１のみで正常に起動し、冷媒を圧縮する運転動作を開始する。
【００２６】
圧縮機１１の運転動作中に使用者によって動作停止が入力指示されると、室内側電子制御装置５は、メインリレー（図示せず）を制御して非接続状態とし、商用電源１２からの電力の室外側電子制御装置８への供給を停止し、圧縮機１１を停止させる。
【００２７】
圧縮機１１が停止すると、圧縮機停止時間カウンタ１４は、圧縮機１１の停止期間の測定を開始する。
【００２８】
ここで、この分離型空気調和装置の再起動動作について以下に説明する。
【００２９】
前記圧縮機１１の停止から短時間（例えば、１分程度）以内にこの圧縮機１１を再起動させようと使用者によって動作開始が入力指示されると、室内側電子制御装置５はメインリレー（図示せず）を制御して接続状態とし、商用電源１２からの電力は、室内側電子制御装置５を介して室外側電子制御装置８に供給されて電圧補正回路１３に供給される。
【００３０】
電圧検出回路１５は、前述と同様に、室外側電子制御装置８に供給された商用電源１２からの入力電圧を検出して電源電圧信号Ｓ１を受信手段１６に出力する。
【００３１】
受信手段１６は、電源電圧信号Ｓ１と、演算回路１７からの指示で圧縮機停止時間カウンタ１４から読み出された圧縮機１１の停止期間を示す停止期間信号Ｓ２とを受信して演算回路１７に出力する。
【００３２】
演算回路１７は、圧縮機１１への出力電圧が定格域電圧印加時の各運転周波数に応じた最適出力電圧となるように電源電圧信号Ｓ１に応じて設定された最適出力電圧Ｖ１を、圧縮機停止時間カウンタ１４からの停止期間信号Ｓ２に基づいて補正し、補正後の最適出力電圧Ｖ２を圧縮機１１の電源回路に印加して圧縮機１１を再起動させる。
【００３３】
具体的には、圧縮機１１の停止期間が短い場合（例えば、停止期間が１分以内である場合）には、圧縮機１１の圧力バランスがとれておらず、電源電圧信号Ｓ１に応じて設定された最適出力電圧Ｖ１だけでは起動トルク不足であるため、この最適出力電圧Ｖ１の平均値を停止期間信号Ｓ２に基づいて増加させる補正（例えば、デューティを大きくして出力電圧の平均値を増加させる補正）を実行し、補正後の最適出力電圧Ｖ２を圧縮機１１の電源回路に印加して圧縮機１１を再起動させる。なお、停止期間信号Ｓ２に基づいて最適出力電圧Ｖ１の平均値を増加させる補正量は、例えば、停止期間が長くなるに従って減少するよう設定している。
【００３４】
圧縮機１１の停止期間が十分に長い場合には、圧縮機１１の圧力バランスがとれているので、最適出力電圧Ｖ１のみで圧縮機１１を起動させることができるため、この最適出力電圧Ｖ１の平均値を増加させる補正を実行しないよう設定している。
【００３５】
なお、冷房、暖房いずれの場合も、圧縮機１１には、電圧補正回路１３によって決定された最適出力電圧が印加される。
【００３６】
このように構成したため、商用電源１２の電圧変動による圧縮機１１への出力電圧の影響を低減するとともに、圧縮機１１の停止期間に基づいて起動時の圧縮機１１の負荷を考慮することができ、起動実力を向上させることができる。
【００３７】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２の空気調和装置は、図３に示すように、前述の実施の形態１の分離型空気調和装置に、圧縮機１１のシェル温度を検出する圧縮機シェル温度検知センサ１８を設け、図４に示すように、電圧補正回路１３を、起動時の商用電源１２の電圧値に応じて設定された電源信号を圧縮機シェル温度検知センサ１８からの検出信号Ｓ３に基づいて補正して圧縮機１１への最適出力電圧を決定するよう構成している点が異なっている。
【００３８】
電圧補正回路１３は、電圧検出回路１５と受信手段１６ａと演算回路１７ａとで構成されている。
【００３９】
ここで、この分離型空気調和装置の再起動動作について以下に説明する。
【００４０】
演算回路１７ａには、電圧検出回路１５からの電源電圧信号Ｓ１と、圧縮機停止時間カウンタ１４で測定した圧縮機１１の停止期間信号Ｓ２と、圧縮機シェル温度検知センサ１８で検出した圧縮機１１のシェル温度に関する検出信号Ｓ３とが受信手段１６ａを介して入力される。
【００４１】
演算回路１７ａは、圧縮機１１への出力電圧が定格域電圧印加時の各運転周波数に応じた最適出力電圧となるように電源電圧信号Ｓ１に応じて設定された最適出力電圧Ｖ１を、圧縮機停止時間カウンタ１４からの停止期間信号Ｓ２に基づいて補正して最適出力電圧Ｖ２を仮決定し、さらに、この仮決定した最適出力電圧Ｖ２を圧縮機シェル温度検知センサ１８からの検出信号Ｓ３に基づいて補正して最終的な最適出力電圧Ｖ３を決定し、この最終的な最適出力電圧Ｖ３を圧縮機１１の電源回路に印加して圧縮機１１を再起動させる。
【００４２】
具体的には、圧縮機１１のシェル温度が低い場合（例えば、−１５℃程度）には、圧縮機１１のモータのオイルの粘度が高く起動トルク不足が生じるため、仮決定した最適出力電圧Ｖ２の平均値を圧縮機シェル温度検知センサ１８からの検出信号Ｓ３に基づいて増加させる補正（例えば、デューティを大きくして出力電圧の平均値を増加させる補正）を実行して最終的な最適出力電圧Ｖ３を決定し、この最終的な最適出力電圧Ｖ３を圧縮機１１の電源回路に印加して圧縮機１１を再起動させる。検出信号Ｓ３に基づいて最適出力電圧Ｖ２の平均値を増加させる補正量は、例えば、シェル温度が高い場合に比べてシェル温度が低い場合の方が多く設定している。
【００４３】
このように構成したため、圧縮機１１のシェル温度を検知し、直流モータの磁力特性を考慮に入れて圧縮機１１への最適出力電圧を補正することで更なる起動実力の向上が実現できる。
【００４４】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３の空気調和装置は、図５に示すように、前述の実施の形態１の分離型空気調和装置に、室内温度を検出する室内温度検出手段としての吸込み温度センサ１９と、外気温度を検出する外気温度検出手段としての外気温度センサ２０とを設け、図６に示すように、電圧補正回路１３を、吸込み温度センサ１９からの室内温度検出信号Ｓ４と外気温度センサ２０からの外気温度検出信号Ｓ５とに基づいて圧縮機１１への最適出力電圧を補正し決定するよう構成している点が異なっている。
【００４５】
電圧補正回路１３は、電圧検出回路１５と受信手段１６ｂと演算回路１７ｂとで構成されている。
【００４６】
ここで、この分離型空気調和装置の再起動動作について以下に説明する。
【００４７】
演算回路１７ｂには、図６に示すように、電圧検出回路１５からの電源電圧信号Ｓ１と、圧縮機停止時間カウンタ１４で測定した圧縮機１１の停止期間信号Ｓ２と、吸込み温度センサ１９からの室内温度検出信号Ｓ４と、外気温度センサ２０からの外気温度検出信号Ｓ５とが受信手段１６ｂを介して入力される。
【００４８】
この演算回路１７ｂは、圧縮機１１への出力電圧が定格域電圧印加時の各運転周波数に応じた最適出力電圧となるように、電源電圧信号Ｓ１に応じて設定された最適出力電圧Ｖ１を、圧縮機停止時間カウンタ１４からの停止期間信号Ｓ２に基づいて補正し最適出力電圧Ｖ２を仮決定し、さらに、この仮決定した最適出力電圧Ｖ２を室内温度検出信号Ｓ４と外気温度検出信号Ｓ５とに基づいて補正して最終的な最適出力電圧Ｖ４を決定し、この最終的な最適出力電圧Ｖ４を圧縮機１１に印加して圧縮機１１を再起動させる。
【００４９】
具体的には、室内温度検出信号Ｓ４と外気温度検出信号Ｓ５とに基づいて室内温度と外気温度との差が大きいことで圧縮機１１の起動トルク不足が生じると判定した場合には、例えば、デューティを大きくして出力電圧の平均値を増加させる補正を行う。
【００５０】
このように構成したため、室内温度検出信号Ｓ４と外気温度検出信号Ｓ５とに基づいて室内温度と外気温度との差から圧縮機１１の負荷を起動直前に割り出すことができ、長時間停止後の起動時の冷媒の特性を考慮に入れて圧縮機１１への最適出力電圧を補正することで圧縮機１１への出力電圧の最適化を図ることができる。
【００５１】
なお、前述の各実施の形態では、商用電源１２からの入力電力をデューティ制御して補正しているが、商用電源１２からの入力電力のピーク値を増減させて補正するなどデューティ制御以外の電力補正であっても、同様の効果を有する。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項１に記載の発明によれば、起動時の商用電源の電圧値に応じて設定された電源信号を圧縮機の電源回路に印加して起動する空気調和装置であって、圧縮機のシェル温度を検出するシェル温度検出手段と、前記圧縮機の停止期間と前記シェル温度検出手段からの検出信号に基づいて、前記電源信号を補正して前記圧縮機への最適出力電圧を決定する電圧補正制御部と、を備え、前記電圧補正制御部は、前記シェル温度検出手段からの検出信号に基づいて前記電源信号の補正を行うとき、前記圧縮機内部のモータのオイルの粘度の温度特性と前記モータの発生磁力の温度特性とを用いた演算により補正を行うことにより、商用電源の電圧変動による圧縮機への出力電圧の影響を低減するとともに起動時の圧縮機の負荷を考慮して起動実力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の分離型空気調和装置の電気回路を示すブロック図
【図２】同実施の形態１の電圧補正回路の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態２の分離型空気調和装置の電気回路を示すブロック図
【図４】同実施の形態２の電圧補正回路の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態３の分離型空気調和装置の電気回路を示すブロック図
【図６】同実施の形態３の電圧補正回路の構成を示すブロック図
【図７】従来の分離型空気調和装置の電気回路を示すブロック図
【符号の説明】
１３    電圧補正回路
１４    圧縮機停止時間カウンタ
１５    電圧検出手段
１６    受信手段
１７    演算回路
１６ａ  受信手段
１７ａ  演算回路
１６ｂ  受信手段
１７ｂ  演算回路
１８    圧縮機シェル温度検出手段
１９    吸込み温度センサ
２０    外気温度センサ
【図１】
0003606755.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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