(57)【要約】      （修正有）【課題】暖房時の冷凍サイクルの高圧側圧力の異常上昇を確実に回避できる空気調和機を提供する。【解決手段】室内温度センサ１３の検知温度が所定値以上、室内熱交換器に取付けた熱交換器温度センサ１３の検知温度が所定値以上になると、室内送風機７の最小風量を所定以上に制限することにより、暖房時の冷凍サイクルの高圧側圧力の異常上昇を確実に回避する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、室外熱交換器、室内熱交換器、および風量可変の室内送風機を備え、冷房および暖房が可能な空気調和機において、
室内空気の温度を検知する室内温度センサと、
前記室内熱交換器の温度を検知する熱交換器温度センサと、
暖房時、前記室内温度センサの検知温度が所定値以上、前記熱交換器温度センサの検知温度が所定値以上になると、前記室内送風機の最小風量を所定以上に制限する制御手段と、
を具備したことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
請求項１において、制御手段は、制限を所定時間だけ行なうことを特徴とする空気調和機。
【請求項３】
請求項１において、制御手段は、制限を運転開始ごとに１回行なうことを特徴とする空気調和機。
【請求項４】
圧縮機、室外熱交換器、室内熱交換器などを接続して冷媒を循環させる冷凍サイクルを備え、冷房および暖房が可能な空気調和機において、
前記室内熱交換器の温度を検知する熱交換器温度センサと、
暖房時、前記熱交換器温度センサの検知温度が所定値以上になると、前記冷凍サイクルの高圧側圧力を抑制するための処置を実行する高圧保護手段と、
この高圧保護手段の前記所定値を、前記熱交換器温度センサの検知温度が設定値未満のときは設定値以上のときより低く設定する制御手段と、
を具備したことを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷房および暖房が可能なヒートポンプ式冷凍サイクを備えた空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷房と暖房のいずれか一方の運転を自動的に選択して実行する冷暖自動運転モード、および冷房と暖房のいずれか一方の運転を外部からの要求に応じて選択的に実行する通常運転モードの機能を備え、さらに、室内温度と設定室内温度との差に応じて室内送風機の風量を制御する自動風量制御の機能を備えた空気調和機がある。
【０００３】
風量制御については、室内温度が設定室内温度に近付いてその温度差が小さくなっていくに従い、室内送風機の風量が減らされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に冷暖自動運転モードでは、通常運転モードの場合に比べ空調能力を小さくした省エネルギ運転が要求される。しかしながら、室内送風機の風量制御は冷暖自動運転モードおよび通常運転モードの違いにかかわらず同じであり、このため、冷暖自動運転モード時の空調能力を単に小さくするだけでは、適切な室内温度制御が困難となる。
【０００５】
この発明は上記の事情を考慮したもので、その目的とするところは、暖房時の冷凍サイクルの高圧側圧力の異常上昇を確実に回避できる空気調和機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明の空気調和機は、圧縮機、室外熱交換器、室内熱交換器、および風量可変の室内送風機を備え、冷房および暖房が可能なものであって、室内空気の温度を検知する室内温度センサと、上記室内熱交換器の温度を検知する熱交換器温度センサと、暖房時、上記室内温度センサの検知温度が所定値以上、上記熱交換器温度センサの検知温度が所定値以上になると、上記室内送風機の最小風量を所定以上に制限する制御手段と、を備えている。
【０００７】
請求項４に係る発明の空気調和機は、圧縮機、室外熱交換器、室内熱交換器などを接続して冷媒を循環させる冷凍サイクルを備え、冷房および暖房が可能なものであって、室内熱交換器の温度を検知する熱交換器温度センサと、暖房時、上記熱交換器温度センサの検知温度が所定値以上になると、上記冷凍サイクルの高圧側圧力を抑制するための処置を実行する高圧保護手段と、この高圧保護手段の前記所定値を、上記熱交換器温度センサの検知温度が設定値未満のときは設定値以上のときより低く設定する制御手段と、を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、暖房時、室内温度が所定値以上、室内熱交換器の温度が所定値以上になると、室内送風機の最小風量を所定以上に制限することにより、暖房時の冷凍サイクルの高圧側圧力の異常上昇を確実に回避できる空気調和機を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明の第１実施例について図面を参照して説明する。
【００１０】
図２に示すように、室外ユニットＸおよび室内ユニットＹにヒートポンプ式冷凍サイクルが搭載される。
【００１１】
１は能力可変圧縮機で、この圧縮機１の吐出口に四方弁２を介して室外熱交換器３が配管接続される。この室外熱交換器３に減圧器たとえば膨張弁４を介して室内熱交換器５が配管接続され、その室内熱交換器５は四方弁２を介して圧縮機１の吸込口に配管接続される。
【００１２】
室外熱交換器３の近傍に、室外送風機６が設けられる。室外送風機６は、外気を室外熱交換器３を通して循環させる。室内熱交換器５の近傍に、速度可変の室内送風機７が設けられる。室内送風機７は、室内空気を室内熱交換器５を通して循環させる。
【００１３】
室内熱交換器５に、その室内熱交換器５の暖房時の温度（凝縮器温度）Ｔｃを検知するための熱交換器温度センサ１２が取付けられる。
【００１４】
室内送風機７によって形成される室内空気の吸込み風路に、室内空気温度Ｔａを検知するための室内温度センサ１３が設けられる。
【００１５】
室内機Ｙの具体例を図３および図４に示す。図３は室内機Ｙの筐体内部を側方から見たもの、図４は室内機Ｙの筐体内部を上方から見たものである。
【００１６】
すなわち、室内機Ｙの筐体５０が天井面Ｓの開口に埋設される。筐体５０の下面部は天井面Ｓと同一面をなし、その下面部において、略中央に空気吸込口５１が設けられ、その空気吸込口５１を囲む位置に複数の空気吹出口５２が配設される。筐体５０内に、空気吸込口５１から各空気吸込口５２にかけて通風空間が形成され、その通風空間に上記室内送風機７（および室内送風機モータ７Ｍ）が設けられる。また、通風空間において、室内送風機７を囲む位置に上記室内熱交換器５が配設される。
【００１７】
室内送風機７が動作すると、室内空気が空気吸込口５１から筐体５０内に吸込まれ、それが室内熱交換器５を通って各空気吹出口５２から室内に吹出される。空気吸込口５１の内側にフィルタ５３が設けられ、このフィルタ５３と室内送風機７との間の風路に室内温度センサ１３が取付けられている。また、室内熱交換器５に熱交換器温度センサ１２が取付けられている。
【００１８】
制御回路を図１に示す。
【００１９】
室内機Ｙの室内制御部２０が、商用交流電源３０に接続される。そして、室内制御部２０に電源ラインＡＣＬおよびシリアル信号ラインＳＬを介して室外機Ｘの室外制御部４０が接続される。
【００２０】
室内制御部２０は、マイクロコンピュータおよびその周辺回路からなる。この室内制御部２０に、受光部２１、速度制御回路２３、熱交換器温度センサ１２、および室内温度センサ１３が接続される。そして、速度制御回路２３に、室外送風機モータ７Ｍが接続される。
【００２１】
受光部２１は、リモートコントロール装置（以下、リモコンと略称する）２２から送信される赤外線光を受光する。
【００２２】
速度制御回路２３は、室内送風機モータ７Ｍの速度（つまり風量）を他段階に制御する。速度制御の具体的な手段としては、ＡＣモータの通電位相制御、ＤＣモータおよびインバータ回路の採用によるインバータ駆動制御、あるいはタップ切換制御など、いずれでもよい。
【００２３】
室外制御部４０は、マイクロコンピュータおよびその周辺回路からなる。この室外制御部４０に、四方弁２、インバータ回路４１、および室外送風機モータ６Ｍが接続される。そして、インバータ回路４１に、圧縮機モータ１Ｍが接続される。
【００２４】
インバータ回路４１は、電源ラインＡＣＬの電圧を整流し、それを室外制御部４０からの指令に応じた周波数（およびレベル）の電圧に変換し、出力する。この出力が圧縮機モータ１Ｍに駆動電力として供給される。
【００２５】
そして、室内制御部２０および室外制御部４０は、シリアル信号ラインＳＬを通して相互に電源電圧同期のデータ転送を行ないながら、当該空気調和機を制御するもので、主要な機能手段として次の［１］〜［９］を備える。
【００２６】
［１］圧縮機１の吐出冷媒を図２に示す実線矢印の方向に流し、これにより冷房サイクルを形成して室外熱交換器３を凝縮器、室内熱交換器５を蒸発器として機能させ、冷房運転（およびドライ運転）を実行する手段。
【００２７】
［２］圧縮機１の吐出冷媒を四方弁２の切換により図２に示す破線矢印の方向に流し、これにより暖房サイクルを形成して室内熱交換器５を凝縮器、室外熱交換器３を蒸発器として機能させ、暖房運転を実行する手段。
【００２８】
［３］冷房および暖房時、室内温度センサ１３の検知温度Ｔａとリモコン設定温度Ｔｓとの差ΔＴを空調負荷として求め、その温度差ΔＴに応じてインバータ回路４１の出力周波数（圧縮機１の運転周波数）Ｆを制御する手段。
【００２９】
［４］冷房および暖房のいずれか一方の運転を自動的に選択して実行する冷暖自動運転モードの運転手段。
【００３０】
［５］冷房および暖房のいずれか一方の運転をリモコン２２の操作による外部からの要求に応じて選択的に実行する通常運転モードの運転手段。
【００３１】
［６］室内温度センサ１３の検知温度Ｔａとリモコン２２での設定室内温度Ｔｓとの差ΔＴに応じて室内送風機７の風量（つまり速度）を制御するとともに、この風量値を、冷暖自動運転モード時は通常運転モード時より大きく設定する自動風量制御手段。
【００３２】
［７］暖房時、室内温度センサ１３の検知温度Ｔａが所定値（たとえば25℃）以上、熱交換器温度センサ１２の検知温度Ｔｃが所定値（たとえば30℃）以上になると、室内送風機７の最小風量を所定以上に制限する制御手段。
【００３３】
［８］暖房時、熱交換器温度センサ１２の検知温度Ｔｃが所定値（たとえば56℃または58℃のいずれか）以上になると、冷凍サイクルの高圧側圧力を抑制するための処置（圧縮機１の運転周波数低減や高圧側から低圧側の冷媒バイパス等のレリース制御）を実行する高圧保護手段。
【００３４】
［９］高圧保護手段の上記所定値を、熱交換器温度センサ１２の検知温度Ｔｃが設定値（たとえば40℃）以上のときは58℃と高く設定し、検知温度Ｔｃが同設定値（40℃）未満のときは56℃と低く設定する制御手段。
【００３５】
つぎに、上記の構成の作用を図５および図６のフローチャートを参照して説明する。
【００３６】
通常運転モードで（ステップ101 のNO）、かつ風量自動モードの非設定時は（ステップ102 のNO）、リモコン２２からの指令に応じて室内送風機７の風量が設定される（ステップ103 ）。
【００３７】
通常運転モードで（ステップ101 のNO）、風量自動モードで（ステップ102 のYES ）、かつ冷房時（ステップ104 のNO）は、温度差ΔＴ（＝Ｔａ−Ｔｓ）と図７の通常時の冷房用風量設定条件Ｂｃとの対照により、室内送風機７の風量が設定される（ステップ105 ）。
【００３８】
たとえば、温度差ΔＴが＋１℃以上なら室内送風機モータ７の高速度運転による大風量Ｈ、温度差ΔＴが＋１℃未満かつ＋０．５℃以上では室内送風機モータ７の中（上）速度運転による中風量（高）Ｍ＋、温度差ΔＴが＋０．５℃未満かつ０℃以上では室内送風機モータ７の中速度運転による中風量Ｍ、温度差ΔＴが０℃未満かつ−０．５℃以上では室内送風機モータ７の低（上）速度運転による小風量（高）Ｌ＋、温度ΔＴが−０．５℃未満では室内送風機モータ７の低速度運転による小風量Ｌ、サーモオフ（運転中断）時は室内送風機モータ７の超低速度運転による微風量ＵＬが設定される。
【００３９】
通常運転モードで（ステップ101 のNO）、風量自動モードで（ステップ102 のYES ）、かつ暖房時（ステップ104 のYES ）は、温度差ΔＴと図８の通常時の暖房用風量設定条件Ｂｈとの対照により、室内送風機７の風量が設定される（ステップ106 ）。
【００４０】
たとえば、温度差ΔＴが−１℃未満なら室内送風機モータ７の高速度運転による大風量Ｈ、温度差ΔＴが−１℃以上かつ−０．５℃未満では室内送風機モータ７の中（上）速度運転による中風量（高）Ｍ＋、温度差ΔＴが−０．５℃以上かつ０℃未満では室内送風機モータ７の中速度運転による中風量Ｍ、温度差ΔＴが０℃以上かつ＋０．５℃未満では室内送風機モータ７の低（上）速度運転による小風量（高）Ｌ＋、温度ΔＴが＋０．５℃以上では室内送風機モータ７の低速度運転による小風量Ｌ、サーモオフ（運転中断）時は室内送風機モータ７の超低速度運転による微風量ＵＬが設定される。
【００４１】
一方、冷暖自動運転モードで（ステップ101 のYES ）、風量自動モードで（ステップ107 のYES ）、かつ冷房時（ステップ108 のNO）は、温度差ΔＴと図７の冷暖自動時の冷房用風量設定条件Ａｃとの対照により、室内送風機７の風量が設定される（ステップ109 ）。
【００４２】
たとえば、温度差ΔＴが＋１℃以上なら室内送風機モータ７の最高速度運転による大風量（高）Ｈ＋、温度差ΔＴが＋１℃未満かつ＋０．５℃以上では室内送風機モータ７の中（上）速度運転による中風量（高）Ｍ＋、温度差ΔＴが＋０．５℃未満かつ０℃以上では室内送風機モータ７の中（上）速度運転による中風量（高）Ｍ＋、温度差ΔＴが０℃未満かつ−０．５℃以上では室内送風機モータ７の中速度運転による中風量Ｍ、温度ΔＴが−０．５℃未満では室内送風機モータ７の低（上）速度運転による小風量（高）Ｌ＋が設定される。
【００４３】
冷暖自動運転モードで（ステップ101 のYES ）、風量自動モードで（ステップ107 のYES ）、かつ暖房時（ステップ108 のYES ）は、温度差ΔＴと図８の冷暖自動時の暖房用風量設定条件Ａｈとの対照により、さらに熱交換器温度センサ  １３の検知温度Ｔｃと風量設定条件Ｃとの対照により、室内送風機７の風量が設定される（ステップ110 ）。
【００４４】
たとえば、温度差ΔＴが−１℃未満なら室内送風機モータ７の最高速度運転による大風量（高）Ｈ＋、温度差ΔＴが−１℃以上かつ−０．５℃未満では室内送風機モータ７の中（上）速度運転による中風量（高）Ｍ＋、温度差ΔＴが−０．５℃以上かつ０℃未満では室内送風機モータ７の中（上）速度運転による中風量（高）Ｍ＋、温度差ΔＴが０℃以上かつ＋０．５℃未満では室内送風機モータ７の中速度運転による中風量Ｍ、温度ΔＴが＋０．５℃以上では室内送風機モータ７の低速度運転による小風量（高）Ｌ＋が設定される。
【００４５】
ただし、この場合、最大風量値であるところの大風量（高）Ｈ＋については（温度差ΔＴが−１℃未満の場合）、図９に示すように、熱交換器温度センサ１３の検知温度Ｔｃが47℃以上のＱゾーンにあればそのまま設定されるが、検知温度Ｔｃが47℃未満のＰゾーンにあるうちは１ランク下の大風量Ｈに変更設定される。
【００４６】
そして、冷房時は（ステップ111 のNO）、上記設定された風量で室内送風機７が運転される（ステップ117 のYES ）。
【００４７】
暖房時は（ステップ111 のYES ）、室内温度センサ１３の検知温度Ｔａが25℃以上で（ステップ112 のYES ）、熱交換器温度センサ１３の検知温度Ｔｃが30℃以上となり（ステップ113 のYES ）、かつ室内送風機７に対する設定風量が所定未満たとえば［弱風（高）Ｌ＋］未満であれば（ステップ114 のYES ）、室内送風機７が強制的に［弱風（高）Ｌ＋］で運転される（ステップ115 のYES ）。この風量制限は、所定時間だけ、かつ運転開始ごとに１回だけ行なわれる。
【００４８】
室内送風機７に対する設定風量が［弱風（高）Ｌ＋］以上であれば（ステップ114 のNO）、その設定風量にて室内送風機７が運転される（ステップ117 のYES ）。
【００４９】
ただし、室内温度センサ１３の検知温度Ｔａが25℃以上でも（ステップ112 のYES ）、熱交換器温度センサ１３の検知温度Ｔｃが30℃未満なら（ステップ113 のNO）、室内送風機７は設定風量で運転される（ステップ117 のYES ）。
【００５０】
暖房開始時（サーモオフ後の運転再開時、除霜後の運転復帰時を含む）のように、室内温度センサ１３の検知温度Ｔａが25℃未満（ステップ112 のYES ）、熱交換器温度センサ１３の検知温度Ｔｃが30℃未満の状況では（ステップ113 のNO）、熱交換器温度センサ１３の検知温度Ｔｃが30℃に達するまで、待機状態となって室内送風機７の運転が保留される。
【００５１】
ところで、通常時の冷房用風量設定条件Ｂｃ、冷暖自動時の冷房用風量設定条件Ａｃ、通常時の暖房用風量設定条件Ｂｈ、冷暖自動時の暖房用風量設定条件Ａｈは、室内温度Ｔａと設定室内温度Ｔｓとの差ΔＴを複数のゾーンに区切ってこれらゾーン毎に風量値を割当てるととともに、これらゾーンのうち少なくとも一部のゾーンの風量値を冷暖自動運転モード時は通常運転モード時より大きく設定している。すなわち、冷暖自動運転モード時の最小風量値は、通常運転モード時の最小風量値より大きく設定されている。また、冷暖自動運転モード時の最大風量値は、通常運転モード時の最大風量値より大きく設定されている。
【００５２】
このように、空調負荷に相当する温度差ΔＴに応じて室内送風機７の風量を制御しながら、その風量値を、冷暖自動運転モード時は通常運転モード時より大きく設定することにより、冷暖自動運転モード時の省エネルギ運転を行なうべく空調能力（圧縮機１の運転周波数）が小さく設定された場合でも、その空調能力の削減分を室内送風機７の風量アップ分で補うことができ、よって適切な室内温度制御が可能である。
【００５３】
また、冷暖自動運転モードの風量設定条件では、室内温度Ｔａが設定室内温度Ｔｓに近付くに従って風量値のダウン量を少なく設定しており、しかも、最小風量値を通常運転モード時より大きく設定しているので、室内温度Ｔａを設定室内温度Ｔｓへと迅速に収束させることができる。
【００５４】
さらに、冷暖自動運転モードの暖房時は、最大風量値であるところの大風量（高）Ｈ＋を、熱交換器温度センサ１３の検知温度Ｔｃが47℃以上のＱゾーンにあればそのまま設定するが、検知温度Ｔｃが47℃未満のＰゾーンにあるうちは１ランク下の大風量Ｈに変更設定するので、室内への吹出空気温度を最適な所定温度以上の状態に維持することができる。
【００５５】
暖房時、室内温度Ｔａが25℃以上と高く、しかも熱交換器温度Ｔｃが30℃以上の条件では、室内送風機７の風量が少ないと、冷凍サイクルの高圧側圧力が異常上昇し、これに伴い熱交換器温度Ｔｃが所定値（たとえば56℃または58℃のいずれか）以上に上昇して高圧保護手段（圧縮機１の運転周波数低減や高圧側から低圧側の冷媒バイパス等のレリース制御）が作動し（ステップ120 ）、最悪の場合は高圧スイッチ（図示しない）が作動して運転停止に至ることがあるが、そのような条件の下では室内送風機７の最小風量を所定以上に制限するようにしているので、高圧保護機能が作動する前に高圧側圧力の上昇を抑えることができる。高圧スイッチの作動による不要な運転停止も避けることができるので、中断のない効率的な空調が可能であり、省エネルギ効果の向上に貢献できる。
【００５６】
しかも、室内送風機７の最小風量を所定以上に制限することにより、高圧側圧力の上昇に対する熱交換器温度Ｔｃの上昇の追従性が良好となり、高圧保護機能の適正な作動が可能である。
【００５７】
とくに、高圧保護手段の作動点である所定値として、熱交換器温度Ｔｃが40℃以上の場合は高い方の58℃を選定（ステップ118 のYES 、ステップ119 ）するが、検知温度Ｔｃが40℃未満で、例えば暖房開始時（サーモオフ後の運転再開時、除霜後の運転復帰時を含む）のように高圧側圧力の上昇に熱交換器温度Ｔｃの上昇が追い付かなくなるような状況では、低い方の56℃を選定（ステップ118 のYES 、ステップ120 ）するようにしているので、たとえ追従が遅くても、高圧側圧力の異常上昇に対し高圧保護機能を確実に作動させることができる。
【００５８】
なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】一実施例の制御回路のブロック図。
【図２】同実施例の冷凍サイクルの構成図。
【図３】同実施例の室内機の構成を断面して側方から見た図。
【図４】同実施例の室内機の構成を断面して上方から見た図。
【図５】同実施例の作用を説明するためのフローチャート。
【図６】図５に続くフローチャート。
【図７】同実施例における冷房時の風量設定条件を示す図。
【図８】同実施例における暖房時の風量設定条件を示す図。
【図９】同実施例における暖房時の風量設定条件を示す図。
【符号の説明】
【００６０】
１…能力可変圧縮機、３…室外熱交換器、５…室内熱交換器、７…室内送風機、１２…熱交換器温度センサ、１３…室内温度センサ、２０…室内制御部、２３…速度制御回路、４０…室外制御部、４１…インバータ回路。
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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