(57)【要約】【目的】電動膨張弁を有していないキャピラリーチューブの冷媒回路や、湿度センサを有しない空気調和装置においても、結露を防止する。【解決手段】室内制御部２０は、室内ファンモータ１７Ｍを介して室内ファンの回転数の自動制御を行う。これと並行して室外制御部１９は、室内ファン１７の回転数範囲毎に結露を防止するための圧縮機の運転周波数の上限が定められた運転周波数設定範囲内で運転周波数を設定する。【選択図】      図１
2004225948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内ファン、室内熱交換器および圧縮機を備えた空気調和装置において、
前記室内ファンの回転数の自動制御を行う回転数制御部と、
前記室内ファンの回転数範囲毎に結露を防止するための前記圧縮機の運転周波数の上限が定められた運転周波数設定範囲内で前記運転周波数を設定する運転周波数設定部と、
を備えたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
請求項１記載の空気調和装置において、
前記運転周波数設定部は、運転開始から所定時間が経過するまでは、運転周波数の上限が無いものとして前記運転周波数を設定することを特徴とする空気調和装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の空気調和装置において、
前記運転周波数設定部は、前記室内ファンの回転数が所定の低域基準回転数以下である場合、所定時間経過後に低域基準回転数以下の回転数が属する前記室内ファンの回転数範囲に対応する運転周波数とすることを特徴とする空気調和装置。
【請求項４】
室内ファン、室内熱交換器および圧縮機を備えた空気調和装置の制御方法において、
前記室内ファンの回転数の自動制御を行う回転数制御過程と、
前記室内ファンの回転数範囲毎に結露を防止するための前記圧縮機の運転周波数の上限が定められた運転周波数設定範囲内で前記運転周波数を設定する運転周波数設定過程と、
を備えたことを特徴とする空気調和装置の制御方法。
【請求項５】
請求項４記載の空気調和装置の制御方法において、
前記運転周波数設定過程は、運転開始から所定時間が経過するまでは、運転周波数の上限が無いものとして前記運転周波数を設定することを特徴とする空気調和装置の制御方法。
【請求項６】
請求項４または請求項５記載の空気調和装置の制御方法において、
前記運転周波数設定過程は、前記室内ファンの回転数が所定の低域基準回転数以下である場合、所定時間経過後に低域基準回転数以下の回転数が属する前記室内ファンの回転数範囲に対応する運転周波数とすることを特徴とする空気調和装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機の運転制御方法に係り、特に室内を冷房する冷房運転の際に冷却された空気を室内へ供給する吹出口の結露防止技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機の冷房運転時、室内の湿度が高い状態、または室内に供給する空気の温度が低すぎる状態では吹出口周辺に露が生じて室内に結露水が滴下したり、白い霧が発生する等の問題点があった。
【０００３】
上記問題点を解決すべく、特許文献１には、コンプレッサの運転時に吐出温度、サクション温度、コイル温度に基づいて、目標吐出温度を補正し、室内ユニットの熱交換器の乾きに応じて電動膨張弁を制御することにより、熱交換器の乾きによる結露を防止する技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、送風装置の送風量、室温、外気温度および湿度を検出し、それぞれ対応する設定値と比較することにより、比較結果に基づいて圧縮機の最大運転周波数を規制することにより、冷風の吹き出しによる結露を抑制する技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２９２０１３号公報
【特許文献２】
特開２００１−６５９５２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１記載の技術は、電動膨張弁を搭載した空気調和装置にしか適用できないという問題点があった。
【０００７】
また特許文献２記載の技術は、湿度センサが必要になってしまい、センサ回路の故障時等には正しい制御が行えなくなってしまうおそれがあった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、電動膨張弁を有していないキャピラリーチューブの冷媒回路や、湿度センサを有しない空気調和装置においても、結露を防止することが可能な空気調和装置および空気調和装置の制御方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、室内ファン、室内熱交換器および圧縮機を備えた空気調和装置は、前記室内ファンの回転数の自動制御を行う回転数制御部と、前記室内ファンの回転数範囲毎に結露を防止するための前記圧縮機の運転周波数の上限が定められた運転周波数設定範囲内で前記運転周波数を設定する運転周波数設定部と、を備えたことを特徴としている。
【００１０】
上記構成によれば、回転数制御部は、室内ファンの回転数の自動制御を行う。
【００１１】
これと並行して運転周波数設定部は、室内ファンの回転数範囲毎に結露を防止するための圧縮機の運転周波数の上限が定められた運転周波数設定範囲内で運転周波数を設定する。
【００１２】
この場合において、前記運転周波数設定部は、運転開始から所定時間が経過するまでは、運転周波数の上限が無いものとして前記運転周波数を設定するようにしてもよい。
【００１３】
また、前記運転周波数設定部は、前記室内ファンの回転数が所定の低域基準回転数以下である場合、所定時間経過後に低域基準回転数以下の回転数が属する前記室内ファンの回転数範囲に対応する運転周波数とするようにしてもよい。
【００１４】
また、室内ファン、室内熱交換器および圧縮機を備えた空気調和装置の制御方法は、前記室内ファンの回転数の自動制御を行う回転数制御過程と、前記室内ファンの回転数範囲毎に結露を防止するための前記圧縮機の運転周波数の上限が定められた運転周波数設定範囲内で前記運転周波数を設定する運転周波数設定過程と、を備えたことを特徴としている。
【００１５】
この場合において、前記運転周波数設定過程は、運転開始から所定時間が経過するまでは、運転周波数の上限が無いものとして前記運転周波数を設定するようにしてもよい。
【００１６】
また、前記運転周波数設定過程は、前記室内ファンの回転数が所定の低域基準回転数以下である場合、所定時間経過後に低域基準回転数以下の回転数が属する前記室内ファンの回転数範囲に対応する運転周波数とするようにしてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は空気調和装置の冷媒回路図である。
【００１９】
空気調和装置１０は、大別すると、圧縮機１１と、圧縮機モータ１１Ｍと、四方弁１２と、室外熱交換器１３と、電動膨張弁１４と、室内熱交換器１５と、冷媒配管１６と、室内ファン１７と、室内ファンモータ１７Ｍと、室外ファン１８と、室外ファンモータ１８Ｍと、室外制御部１９と、室内制御部２０と、リモートコントローラ送受光部２１と、リモートコントローラ２２と、を備えている。以下においては、表記の簡略化のため、リモートコントローラ送受光部２１をリモコン送受光部２１と、リモートコントローラ２２をリモコン２２と記載する。
【００２０】
まず空気調和装置の概要動作を説明する。
【００２１】
上記構成によれば、空気調和装置１０の圧縮機１１、四方弁１２、室外熱交換器１３、電動膨張弁１４および室内熱交換器１５は冷媒配管１６により接続されて、いわゆる冷凍サイクルを構成している。
【００２２】
そして、四方弁１２により室外制御部１９の制御下で冷房運転時（含むドライ運転および除霜運転時）と、暖房運転時とで、冷媒流路を切り換えることにより、室外熱交換器１３および室内熱交換器１５で熱交換を行って冷房あるいは暖房が行われる。
【００２３】
このとき、室外制御部１９の制御下で室外ファンモータ１８Ｍにより駆動された室外ファン１８が室外熱交換器１３の熱交換を促すこととなる。
【００２４】
一方、室内制御部２０の制御下で室内ファンモータ１７Ｍにより駆動された室内ファン１７が室内熱交換器１５の熱交換を促すこととなる。この場合において、室内ファン１７の回転速度（風速に相当）の制御モードには、ユーザが手動で指示を行うマニュアル設定モードと、あらかじめ設定された条件（室内温度など）で室内制御部２０が自動的に設定を行う自動設定モード（以下、風速自動モードという）と、がある。
【００２５】
リモコン２２は、制御光信号を送出し、リモコン送受光部２１および室内制御部２０を介して空気調和装置１０を制御する。
【００２６】
次に空気調和装置の室内機側の結露防止制御について説明する。
【００２７】
図２は、風速自動モードにおける室内ファンの回転数と圧縮機の運転周波数との関係説明図である。なお、図２中において、実線で示す斜線は、室内ファンの回転数と圧縮機の運転周波数とを結露を防止すべく安全率を見込んで１対１に対応づけて制御する場合の制御特性を１次近似直線で表した場合を示している。
【００２８】
本実施形態では、風速自動モードにおいて、室内ファン１７の回転数の制御を行うに際し、室内ファン１７の回転数範囲毎に当該回転数範囲では、室内機の吹出口の近辺に結露を起こさないような条件の下で圧縮機１１の運転周波数の上限である最高運転周波数Ｆｍａｘを設定している。
【００２９】
以下、具体的に説明する。
【００３０】
室内ファン１７の回転数Ｒは、風速自動モードにおいては、最高回転数ＲＭＡＸを、当該室内ファン１７の最高規格回転数ＦＡＮ＿Ｈ（制御状態ではこれより高い回転数では動作させない回転数）を基準として以下のように定めている。
【００３１】
ＲＭＡＸ＝ＦＡＮ＿ＡＴ＿Ｈ（ｒｐｍ）
また、最低回転数ＲＭＩＮを、当該室内ファン１７の最低規格回転数ＦＡＮ＿ＡＴ＿Ｌ（制御状態ではこれ未満の回転数では動作させない回転数）と等しく設定している。
【００３２】
ＲＭＩＮ＝ＦＡＮ＿ＡＴ＿Ｌ
一方、圧縮機の最高運転周波数Ｆｍａｘは、以下に説明する室内ファン１７の回転数Ｒの範囲毎に本実施形態では、低域基準回転数＆ＦＡＮ−Ｌおよび中域基準回転数＆ＦＡＮ−Ｍを用いて３段階に定められている。ここで、低域基準回転数＆ＦＡＮ−Ｌおよび中域基準回転数＆ＦＡＮ−Ｍは使用感などを考慮して適宜定められる。
【００３３】
（ａ）回転数Ｒの範囲がＲ≦＆ＦＡＮ−Ｌの場合
（ｂ）回転数Ｒの範囲が＆ＦＡＮ−Ｌ＜Ｒ≦＆ＦＡＮ−Ｍの場合
（ｃ）回転数Ｒの範囲が＆ＦＡＮ−Ｍ＜Ｒの場合
具体的に各回転数Ｒの範囲毎に説明する。
（ａ）回転数Ｒの範囲がＲ≦＆ＦＡＮ−Ｌの場合
この場合において、室内ファン１７の回転数が最低規格回転数ＦＡＮ＿ＡＴ＿Ｌである場合の最高運転周波数をＦ＿ＡＴ＿Ｌとし、室内ファン１７の回転数が最高回転数ＲＭＡＸ、すなわち、室内ファン１７の回転数がＦＡＮ＿ＡＴ＿Ｈである場合の最低運転周波数をＦ＿ＡＴ＿Ｈとした場合に、最高運転周波数Ｆ＿ＬＩＭＩＴ＿Ｌは、以下に示す（１）式により表される。
【００３４】
Ｆ＿ＬＩＭＩＴ＿Ｌ＝［（＆ＦＡＮ−Ｌ−ＦＡＮ＿ＡＴ＿Ｌ）／（ＦＡＮ＿ＡＴ＿Ｈ−ＦＡＮ＿ＡＴ＿Ｌ）］×（Ｆ＿ＡＴ＿Ｈ−Ｆ＿ＡＴ＿Ｌ）＋Ｆ＿ＡＴ＿Ｌ＋α  …（１）
ここで、α＞０であり、このαの値は、室内ファン１７の回転数Ｒの範囲が
Ｒ≦＆ＦＡＮ−Ｌ
の場合に吹出口近辺で結露を起こさないような値を実験的に求めるものである。（ｂ）回転数Ｒの範囲が＆ＦＡＮ−Ｌ＜Ｒ≦＆ＦＡＮ−Ｍの場合
この場合において、室内ファン１７の回転数が最低規格回転数ＦＡＮ＿ＡＴ＿Ｌである場合の最高運転周波数をＦ＿ＡＴ＿Ｌとし、室内ファン１７の回転数が最高回転数ＲＭＡＸ、すなわち、室内ファン１７の回転数がＦＡＮ＿ＡＴ＿Ｈである場合の運転周波数をＦ＿ＡＴ＿Ｈとした場合に、最高運転周波数Ｆ＿ＬＩＭＩＴ＿Ｍは、以下に示す（２）式により表される。
【００３５】
Ｆ＿ＬＩＭＩＴ＿Ｍ＝［（＆ＦＡＮ−Ｍ−ＦＡＮ＿ＡＴ＿Ｌ）／（ＦＡＮ＿ＡＴ＿Ｈ−ＦＡＮ＿ＡＴ＿Ｌ）］×（Ｆ＿ＡＴ＿Ｈ−Ｆ＿ＡＴ＿Ｌ）＋Ｆ＿ＡＴ＿Ｌ＋α  …（２）
ここで、α＞０であり、このαの値は、室内ファン１７の回転数Ｒの範囲が
＆ＦＡＮ−Ｌ＜Ｒ≦＆ＦＡＮ−Ｍ
の場合に吹出口近辺で結露を起こさないような値を実験的に求めるものである。
（ｃ）回転数Ｒの範囲が＆ＦＡＮ−Ｍ＜Ｒの場合
この場合において、室内ファン１７の回転数が最高回転数ＲＭＡＸ、すなわち、室内ファン１７の回転数がＦＡＮ＿ＡＴ＿Ｈである場合の最低運転周波数をＦ＿ＡＴ＿Ｈとした場合に、最高運転周波数Ｆ＿ＬＩＭＩＴ＿Ｈは、以下に示す（３）式により表される。
【００３６】
Ｆ＿ＬＩＭＩＴ＿Ｈ＝Ｆ＿ＡＴ＿Ｈ＋β                                …（３）
ここで、｜β｜＞０であり、このβの値は、室内ファン１７の回転数Ｒの範囲が
＆ＦＡＮ−Ｍ＜Ｒ≦ＦＡＮ＿ＡＴ＿Ｈ
の場合に吹出口近辺で結露を起こさないような値を実験的に求めるものである。βの値が負である場合も含む理由は、室内ファン１７の回転数に上限があるような場合を考慮したためである。
【００３７】
これらの結果、図２に示すように、室内ファン１７の回転数Ｒが、
Ｒ≦ＦＡＮ＿ＡＴ＿Ｈ
の範囲内で、回転数Ｒの値範囲に応じて最高運転周波数が、
Ｆ＿ＬＩＭＩＴ＿Ｌ→Ｆ＿ＬＩＭＩＴ＿Ｍ→Ｆ＿ＬＩＭＩＴ＿Ｈ
と順次切り替わる。
【００３８】
したがって、室内ファン１７の回転数Ｒにより圧縮機１１の運転周波数が制限されすぎることがなく、動作状態設定の自由度が増し、ユーザのニーズに沿った快適な運転を行えることとなる。
【００３９】
以上の説明は、単に室内ファン１７の回転数Ｒにより圧縮機の運転周波数との関係について説明したが、実際には、運転開始からの経過時間なども考慮して制御を行わせる必要がある。
【００４０】
以下、実際の制御処理について説明する。
【００４１】
図３は、実施形態の風速自動モードの冷房時における処理フローチャートである。
【００４２】
まずユーザの風速自動モードの冷房運転開始指示操作により、リモコン２２が操作されると、リモコン２２は、制御光信号をリモコン送受光部２１に対して送出する。
【００４３】
これによりリモコン送受光部２１は、受光した制御光信号に対応する運転開始を指示するための制御データを室内制御部２０に出力する。
【００４４】
これにより室内制御部２０は、運転開始の旨を室外制御部１９に通知し、最高運転周波数Ｆｍａｘ＝ＭＡＸ（許容最高運転周波数）として、室外制御部１９に圧縮機モータ１１Ｍを駆動させて圧縮機１１を運転する（ステップＳ１）。
【００４５】
このとき、室内制御部２０は、図示しない室内温度センサにより被空気調和室内の温度を測定したりすることにより、室内ファン１７の回転数Ｒを自動制御している。
【００４６】
そして、室内制御部２０は、室内ファン１７の回転数Ｒが低域基準回転数＆ＦＡＮ−Ｌより大きいか否かを判別する（ステップＳ２）。
【００４７】
ステップＳ２の判別において、室内ファン１７の回転数Ｒが低域基準回転数＆ＦＡＮ−Ｌより大きい場合には（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、室内制御部２０は、運転開始から既に１時間が経過したか否かを判別する（ステップＳ３）。ここで、運転開始から既に１時間が経過したか否かを判別する理由は、最大運転周波数Ｆｍａｘ＝ＭＡＸの状態で１時間も経過すれば、適正に設置された空気調和装置１０であれば、被空気調和室内は既に十分な温度に低下しているはずだからである。
【００４８】
ステップＳ３の判別において、未だ運転開始から１時間が経過していない場合には（ステップＳ３；Ｎｏ）、処理を再びステップＳ２に移行して、実質的に待機状態となる。
【００４９】
ステップＳ３の判別において、運転開始から既に１時間が経過している場合には（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、室内制御部２０は、室内ファン１７の回転数Ｒが中域基準回転数＆ＦＡＮ−Ｍより大きいか否かを判別する（ステップＳ４）。
【００５０】
ステップＳ４の判別において、室内ファン１７の回転数Ｒが中域基準回転数＆ＦＡＮ−Ｍより大きい場合には（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、室内制御部２０は、最高運転周波数Ｆｍａｘ＝Ｆ＿ＬＩＭＩＴ＿Ｈとして、室外制御部１９に圧縮機モータ１１Ｍを駆動させて圧縮機１１の運転を継続する（ステップＳ５）。そして処理をステップＳ９に移行させる。
【００５１】
ステップＳ４の判別において、室内ファン１７の回転数Ｒが中域基準回転数＆ＦＡＮ−Ｍ以下である場合には（ステップＳ４；Ｎｏ）、室内制御部２０は、最高運転周波数Ｆｍａｘ＝Ｆ＿ＬＩＭＩＴ＿Ｍとして、室外制御部１９に圧縮機モータ１１Ｍを駆動させて圧縮機１１の運転を継続する（ステップＳ６）。そして処理をステップＳ９に移行させる。
【００５２】
一方、ステップＳ２の判別において、室内ファン１７の回転数Ｒが低域基準回転数＆ＦＡＮ−Ｌ以下である場合には（ステップＳ２；Ｎｏ）、室内制御部２０は、室内ファン１７の回転数Ｒが低域基準回転数＆ＦＡＮ−Ｌになってから既に５分が経過したか否かを判別する（ステップＳ７）。ここで、室内ファン１７の回転数Ｒが低域基準回転数＆ＦＡＮ−Ｌになってから既に５分が経過したか否かを判別する理由は、室内ファン１７の回転数Ｒが低域基準回転数＆ＦＡＮ−Ｌの状態で５分以上経過すると、圧縮機１１の運転周波数を下げないと室内機の吹出口付近に結露が生じるおそれがあるからである。
【００５３】
ステップＳ５の判別において、未だ室内ファン１７の回転数Ｒが低域基準回転数＆ＦＡＮ−Ｌの状態となってから５分が経過していない場合には（ステップＳ５；Ｎｏ）、処理を再びステップＳ２に移行して、実質的に待機状態となる。
【００５４】
ステップＳ５の判別において、室内ファン１７の回転数Ｒが低域基準回転数＆ＦＡＮ−Ｌになってから既に５分が経過した場合には、室内制御部２０は、最高運転周波数Ｆｍａｘ＝Ｆ＿ＬＩＭＩＴ＿Ｌとして、室外制御部１９に圧縮機モータ１１Ｍを駆動させて圧縮機１１の運転を継続する（ステップＳ６）。そして処理をステップＳ９に移行させる。
【００５５】
次に室内制御部２０は、リモコン２２およびリモコン送受光部２１を介して、ユーザが風速自動モード解除の指示操作を行ったか否かを判別する（ステップＳ９）。
【００５６】
ステップＳ９の判別において、いまだユーザが風速自動モード解除の指示操作を行っていない場合には（ステップＳ９；Ｎｏ）、処理をステップＳ２に再び移行し、風速自動モードにおける圧縮機の運転周波数制御を継続する。
【００５７】
ステップＳ９の判別において、ユーザが風速自動モード解除の指示操作を行った場合には（ステップＳ９；Ｙｅｓ）、処理を再びステップＳ１に移行してリモコン２２の操作に応じた処理を継続することとなる。
【００５８】
以上の説明のように、本実施形態によれば、室内ファンの回転数に応じて、圧縮機の最高運転周波数の制限（運転周波数の上限）を設けているにも拘わらず、圧縮機の運転周波数が必要以上に室内ファンの回転数による制限を受けることはない。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、回転数制御部の室内ファンの回転数の自動制御と並行して運転周波数設定部は、室内ファンの回転数範囲毎に結露を防止するための圧縮機の運転周波数の上限が定められた運転周波数設定範囲内で運転周波数を設定するので、室内ファンの回転数に応じて、圧縮機の運転周波数の上限を設けているにも拘わらず、圧縮機の運転周波数が必要以上に室内ファンの回転数による制限を受けることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】空気調和装置の冷媒回路図である。
【図２】風速自動モードにおける室内ファンの回転数と圧縮機の運転周波数との関係説明図である。
【図３】実施形態の風速自動モードの冷房時における処理フローチャートである。
【符号の説明】
１０  空気調和装置
１１  圧縮機
１１Ｍ  圧縮機モータ
１２  四方弁
１３  室外熱交換器
１４  電動膨張弁
１５  室内熱交換器
１６  冷媒配管
１７  室内ファン
１７Ｍ  室内ファンモータ
１８  室外ファン
１８Ｍ  室外ファンモータ
１９  室外制御部（運転周波数設定部）
２０  室内制御部（回転数制御部）
２１  リモートコントローラ送受光部
２２  リモートコントローラ
【図１】
2004225948.tif 000003
【図２】
2004225948.tif 000004
【図３】
2004225948.tif 000005