(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
室温を検出する室温検出手段と、湿度を検出する湿度検出手段と、目標温度を設定する室温設定手段と、この設定された室温と前記室温検出手段が検出した室温に基づいて圧縮機モータの回転数指令値を作成する回転数指令生成手段とを備えた空気調和機において、
冷房運転時、前記湿度検出手段の出力に基づいて前記圧縮機モータの最低回転数を設定する手段と、前記回転数指令生成手段の指令値がこの最低回転数以下である場合、回転数指令をこの最低回転数とする手段とを備え、
前記室温が前記目標温度の設定値に達した状態では、前記湿度に応じて前記圧縮機モータの最低回転数を下限値から上限値まで増減する制御機能を備えたことを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は圧縮機モータを可変速制御可能とする空気調和機の冷房運転に際して、居住空間の湿度を検出しながら圧縮機モータの最低回転数を適宜上昇または減少させる冷房運転の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、圧縮機モータを可変速制御可能とする空気調和機による冷房運転については、居住空間の室温と設定温との温度差に応じた圧縮機モータの回転数制御を行い、室温を設定温に維持する方法が知られている。
【０００３】
また、居住空間の湿度を検出し、湿度が高くなると室内送風機の風速を設定風速より強くし、除湿能力を高くすることで高湿状態による不快感を抑制する制御方法が知られている。この種の空気調和機としては、特開平８−１２１８４３号公報が挙げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の空気調和機による冷房運転では、運転開始時の圧縮機モータが高回転域に制御されるため、冷房能力と除湿能力が高くなり、相対的にユーザーに対する快適性が維持されるものであるが、室温が設定温に近づくと共に、室温を設定温に維持すべく圧縮機モータが低回転域に制御されるため、除湿能力が低下して湿度が漸次高くなり、快適性が損なわれる。そこで室内送風機の風速を増加することにより高湿状態を抑制するものであるが、ユーザーが意図した風速、例えば微風を設定しているにもかかわらず湿度が高くなると強風に制御されるため、騒音や気流等が増大して、必ずしもユーザーにとって快適性を実現する制御とは言い難いものである。  本発明の目的は、かかる問題点を解消し、室温が設定温に近い負荷条件で、圧縮機モータが低回転域に制御されても、湿度上がりを抑制する空気調和機を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、室温を検出する室温検出手段と、湿度を検出する湿度検出手段と、目標温度を設定する室温設定手段と、この設定された室温と前記室温検出手段が検出した室温に基づいて圧縮機モータの回転数指令値を作成する回転数指令生成手段とを備えた空気調和機において、冷房運転時、前記湿度検出手段の出力に基づいて前記圧縮機モータの最低回転数を設定する手段と、前記回転数指令生成手段の指令値がこの最低回転数以下である場合、回転数指令をこの最低回転数とする手段とを備え、前記室温が前記目標温度の設定値に達した状態では、前記湿度に応じて前記圧縮機モータの最低回転数を下限値から上限値まで増減する制御機能を備えたことにより達成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施例に係る空気調和機の制御装置を示すブロック図である。室内制御装置６は、室温を検出する室温検出手段１と、湿度を検出する湿度検出手段２と、室温を設定する室温設定手段３とを備え、前記室温検出手段１と前記湿度検出手段２と前記室温設定手段３が出力する信号に基づいて、圧縮機モータ７の回転数指令値を作成し、室内送風機４の回転数と風向板モータ５の位置制御を実行する。
【０００８】
室外制御装置１０は、この室内制御装置６から送られてくる信号を入力して圧縮機モータ７及び室外送風機８と四方弁９を制御する。
【０００９】
また、図示しないが、本実施例に係る空気調和機の冷凍サイクルは、圧縮機、四方弁９、室外熱交換器、電動膨張弁、室内熱交換器を有しており、これら構成要素がこの順で冷媒配管によって接続されている。冷房運転時の冷凍サイクルの動作を説明する。圧縮機によって圧縮された高温高圧のガス冷媒は、冷房運転側に切り替えられた四方弁９を介して室外熱交換器に流入し、この室外熱交換器で外気に熱を放出することで凝縮して高圧の液冷媒となる。この冷媒は電動膨張弁を通過することで減圧されて低温低圧の冷媒となって室内熱交換器に流入する。室内熱交換器では、冷却や除湿の対象となる部屋の空気が室内送風機によって室内熱交換器に送られ、冷媒と熱交換することで、冷媒温度が流入空気の露点以上であれば流入空気を冷却し、冷媒温度が流入空気の露点以下であれば流入空気中の水分を液化してドレン水として室外に排出することで渇いた冷たい空気を室内機外に送る。
【００１０】
次に、室内制御装置６の動作を図２と図３を併用して説明する。
【００１１】
図２は空気調和機の冷房運転時の室温、湿度及び圧縮機モータ回転数の時間変化を示したグラフである。空気調和対象の部屋の条件が高温高湿であるとして説明を進める。運転開始時、圧縮機モータの回転数Ｎi（図中の実線）は、室温と設定温度との温度差に応じた値に制御される。時間が経過するにつれ、室温が設定温度に近づくと共に湿度も低下してゆく。ここで本実施例は、圧縮機モータが可変速し得る回転数範囲の最小値である最低回転数Ｎmin（図中の破線）に着目し、室温が設定値に達した状態では、湿度に応じてこの最低回転数Ｎminを下限値ＮＬから上限値ＮＨまで増減するように制御するものである。空気調和機は、本来、熱負荷と冷却能力(圧縮機回転数)が平衡した状態で設定温度を維持するものであるため、限りなく０に近い回転数を実現することが理想的である。しかし、インバータで圧縮機駆動用ブラシレスモータ(誘導電動機でもよい)を回転数制御する場合、特に圧縮機構部の潤滑油が摺動部(スクロール圧縮機の場合、各種軸受け、旋回スクロールと固定スクロール間の摺動部)に供給され得る最低回転数が決まってしまう。したがって、インバータによって、０から無段階に回転数制御可能であったとしても必ず最低回転数が存在してしまう。また、インバータサイドの問題として、低速回転ではインバータを構成するスイッチング素子の発熱量が増加し、これに合わせて冷却部を設計すると大きな物となってしまい不経済であるといった問題もある。このため、いずれにしても、空気調和機用圧縮機では最低回転数なるものが存在する。本実施例は、この最低回転数を利用しようというものである。
即ち、湿度Ｈrの高湿状態と低湿状態を区分する判定領域を表す状態フラグを設け、高湿状態から低湿状態に遷移する高湿解除判定値Ｈoffと、低湿状態から高湿状態に遷移する高湿入り判定値Ｈonとして、高湿状態にある場合の状態フラグを１、低湿状態にある場合の状態フラグを０として制御するものである。
【００１２】
そして、状態フラグが１にある時は所定時間毎、例えば３分毎に最低回転数Ｎminを上限値ＮＨまで漸次高くしてゆく。一方、状態フラグが０にある時は前記所定時間毎に該最低回転数Ｎminを下限値ＮＬまで漸次低くしてゆく。
【００１３】
図３は図２の動作詳細を説明するフローチャートである。最初にステップＳ１の入力処理において、室温Ｔrと湿度Ｈrと設定温Ｔsを入力する。次にステップＳ２に進み、圧縮機の運転状態を判定する。圧縮機が運転されていれば、ステップＳ４に進む。停止していれば、ステップＳ３に進み、最低回転数Ｎminと回転数指令値Ｎｉと高湿フラグとインターバル時間を初期化して終了する。
【００１４】
次にステップＳ４では、インターバル時間の経過を判定する。インターバル時間が経過していれば、ステップＳ５に進み、インターバル時間をセットし、ステップＳ７に進む。インターバル時間が経過していなければ、ステップＳ６に進み、インターバル時間をカウントし、終了する。
【００１５】
次にステップＳ７では、高湿フラグの状態を判定する。高湿状態であれば、ステップＳ８に、低湿状態であればステップＳ１０に進む。ステップＳ８では、高湿状態から低湿状態になったかを判定する。湿度Ｈrが高湿解除判定値Ｈoff以下であれば、高湿フラグを０にクリアし、ステップＳ１２に進む。湿度Ｈrが高湿解除判定値Ｈoffを超えていれば、高湿フラグは１を保持したまま、ステップＳ１２に進む。また、ステップＳ１０では、低湿状態から高湿状態になったかを判定する。湿度Ｈrが高湿入り判定値Ｈon以上であれば、高湿フラグを１にセットし、ステップＳ１２に進む。湿度Ｈrが高湿入り判定値Ｈon未満であれば、高湿フラグは０を保持したまま、ステップＳ１２に進む。
【００１６】
次にステップＳ１２では、前記ステップＳ７〜ステップＳ１１で作成した高湿フラグの状態を判定する。高湿状態であれば、ステップＳ１３に、低湿状態であればステップＳ１６に進む。
【００１７】
ステップＳ１３では、最低回転数Ｎminにn1を加算する。この時、最低回転数Ｎminが上限値ＮＨを超えていれば（ステップＳ１４）、最低回転数Ｎminを上限値ＮＨに制限し（ステップＳ１５）、ステップＳ１９に進む。最低回転数Ｎminが上限値ＮＨ以下であれば（ステップＳ１４）、加算した値を保持したまま、ステップＳ１９に進む。また、ステップＳ１６では、最低回転数Ｎminからn1を減算する。この時、最低回転数Ｎminが下限値ＮＬ未満であれば（ステップＳ１７）、最低回転数Ｎminを下限値ＮＬに制限し（スッテプＳ１８）、ステップＳ１９に進む。最低回転数Ｎminが下限値ＮＬ以上であれば（ステップＳ１７）、減算した値を保持したまま、ステップＳ１９に進む。
【００１８】
次にステップＳ１９では、回転数指令値Ｎiが０即ち圧縮機が停止中であるかを判定する。回転数指令値Ｎiが０でなければ、ステップＳ２０に進み、室温と設定温の温度差から回転数指令値Ｎiを演算し、ステップＳ２１に進む。回転数指令値Ｎiが０であれば、ステップＳ２３に進み、回転数指令値Ｎiに始動回転数をセットし、終了する。
【００１９】
次にステップＳ２１では、回転数指令値Ｎiと最低回転数Ｎminを比較する。回転数指令値Ｎiが最低回転数Ｎmin未満であれば、回転数指令値Ｎiを最低回転数Ｎminに変更する。回転数指令値Ｎiが最低回転数Ｎmin以上であれば、回転数指令値Ｎiを保持する。
【００２０】
すなわち、本実施例にでは、温度制御に基づく回転数指令が最低回転数である時、この最低回転数を検出された湿度に基づいて変更するようにしている。本実施例に示したように予め、最低回転数を検出湿度に基づいて生成しておき、温度制御に基づく回転数指令値が最低回転数となった時、湿度に基づく最低回転数を選択するようにしてもよいし、温度制御に基づく回転数指令が最低回転数となった時、この最低回転数を、検出湿度に基づいて変更してもよい。
【００２１】
以上本実施例によれば、冷房運転において、室温が設定温に近い負荷条件で、圧縮機の回転数が低回転域に制御され、除湿能力が低下する場合でも、湿度条件に応じて圧縮機の回転数を低回転の範囲で制御（最低回転数を変更）することで、冷え過ぎを抑えつつ、湿度上がりを抑制することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上本発明によれば、室温が設定温に近い負荷条件で、圧縮機モータが低回転域に制御されても、湿度上がりを抑制する空気調和機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による空気調和機の制御装置の一実施例を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例に係る圧縮機モータの回転数制御のタイムチャートである。
【図３】本発明の一実施例に係る圧縮機モータの回転数制御のフローチャートである。
【符号の説明】
１…室温検出手段、２…湿度検出手段、３…室温設定、手段、４…室内送風機、５…風向板モータ、６…室内機制御装置、７…圧縮機モータ、８…室外送風機、９…四方弁、１０…室外機制御装置。
【図１】
0003870736.tif 000002
【図２】
0003870736.tif 000003
【図３】
0003870736.tif 000004