(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を有する冷凍サイクルを用い、被調和室の冷房運転を行う冷房モードと被調和室へ供給する冷房空気の送風量を時間に基づいて連続的に増減させるドライモードとを備える空気調和機の制御装置において、
被調和室の室温と設定温度との偏差が所定値より大きい際に前記冷房モードを選択し前記偏差が所定値より小さい際には前記ドライモードを選択する運転制御部を備えると共に、
前記所定値を、前記偏差が上がって前記ドライモードが前記冷房モードに切り替わる第１の設定値と、この第１の設定値より低く前記偏差が下がって前記冷房モードが前記ドライモードに切り替わる第２の設定値とから成してディファレンシャルを設定し、
この第２の設定値を室温と外気温とに基づいて可変設定する補正制御部とを備えることを特徴とする空気調和機の制御装置。
【請求項２】
前記補正制御部は外気温が高くなるにつれて第２の設定値を小さくすることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の制御装置。
【請求項３】
前記補正制御部は室温が高くなるにつれて第２の設定値を小さくすることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の制御装置。
【請求項４】
被調和室の湿度と設定湿度とを比較し前記送風量の平均値を前記湿度が高い際に減少させ、前記湿度が低い際に増加させる送風量補正部を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の空気調和機の制御装置。
【請求項５】
被調和室の湿度と設定湿度とを比較し前記圧縮機の運転能力を前記湿度が高い際に増加させ、前記湿度が低い際に減少させる運転能力補正部を備えることを特徴とする請求項１又は請求項４に記載の空気調和機の制御装置。
【請求項６】
前記運転能力補正部はさらに前記偏差が第２の所定値以下になった際に前記圧縮機の運転能力を最小能力に設定することを特徴とする請求項５に記載の空気調和機の制御装置。
【請求項７】
前記運転能力補正部はさらに前記室温が第３の設定値以下になった際に圧縮機の運転を停止することを特徴とする請求項６に記載の空気調和機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍サイクルを用いた空気調和機において、特に冷房サイクルを利用したドライ運転に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
ドライ運転を行う従来のものとしては特開平１０−１１１００４号公報に記載されたようなものがあった。
【０００３】
この公報に記載されたものは、ドライ運転（ドライモード）の際に、被調和室へ送風を行う室内送風機の送風量を１／ｆゆらぎに基づいて変えると共に、圧縮機の運転周波数もこの１／ｆゆらぎに同期させて変えるようにしたものであり、このように構成された空気調和機では、ドライ運転は次のように行われる。空調負荷が所定値（第１の所定値）より大きいときはドライ運転時においても冷房運転を行い、空調負荷が前記第１の所定値以下であり、且つ前記第１の所定値より小さい所定値（第２の所定値、この第２の所定値は冷房運転のサーモＯＦＦ点に設定してある）以上であればドライ運転を行い、このドライ運転は、圧縮機の運転周波数を２０〜３０Ｈｚの範囲でゆらがせると共に、室内送風機の運転も同様に１／ｆゆらぎに基づいたゆらぎ運転を行うものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなものでは、室温の設定値（第１の設定値）が高い際（例えば２７度以上）にドライ運転（ドライモード）を行うと、冷房運転（ドライ運転より除湿能力が大きい）が充分に行われれず、実質的に除湿量が充分に得られるまえにドライ運転に移行してしまうものであり、利用者にとって充分な除湿感が得られないものであった。
【０００５】
第１の設定値と第２の設定値との差を大きくして、運転開始時の冷房運転の時間が長くなうようにすれば、前記した設定値が高い際の問題は解消するが、反面室温の設定値を低くして（例えば２２度以下）ドライ運転を行うと、冷房運転が長くなり室温が下がりすぎる問題点があった。
【０００６】
このような問題点に対して、本発明は第２の設定値を状況に応じて変えることによって最適な除湿効果が得られる空気調和機の制御装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を有する冷凍サイクルを用い、被調和室の冷房運転を行う冷房モードと被調和室へ供給する冷房空気の送風量を時間に基づいて連続的に増減させるドライモードとを備える空気調和機の制御装置において、
被調和室の室温と設定温度との偏差が所定値より大きい際に前記冷房モードを選択し前記偏差が所定値より小さい際には前記ドライモードを選択する運転制御部を備えると共に、
前記所定値を、前記偏差が上がって前記ドライモードが前記冷房モードに切り替わる第１の設定値と、この第１の設定値より低く前記偏差が下がって前記冷房モードが前記ドライモードに切り替わる第２の設定値とから成してディファレンシャルを設定し、
この第２の設定値を室温と外気温とに基づいて可変設定する補正制御部とを備えるので、状況に応じて第２の設定値が変わり最適な除湿効果が得られるものである。
【０００８】
さらに、補正制御部は外気温が高くなるにつれて第２の設定値を小さくするので、外気温が高いときには冷房運転による除湿効果が充分に得られるものである。
【０００９】
さらに、補正制御部は室温が高くなるにつれて第２の設定値を小さくするので、室温が高いときには冷房運転による除湿効果が充分に得られるものである。
【００１０】
さらに、被調和室の湿度と設定湿度とを比較し送風量の平均値を湿度が高い際に減少させ、湿度が低い際に増加させる送風量補正部を備えるので、湿度が高いときには除湿が優先し、湿度が低いときには冷房運転を優先する運転が行えるものである。
【００１１】
さらに、被調和室の湿度と設定湿度とを比較し圧縮機の運転能力を湿度が高い際に増加させ、湿度が低い際に減少させる運転能力補正部を備えるので、湿度が高いときには除湿が優先し、湿度が低いときには冷房運転を優先する運転が行えるものである。
【００１２】
さらに、運転能力補正部はさらに偏差が第２の所定値以下になった際に前記圧縮機の運転能力を最小能力に設定するので、被調和室の温度が必要以上に低下するのを抑制することができるものである。
【００１３】
さらに、運転能力補正部はさらに室温が設定値以下になった際に圧縮機の運転を停止するので、被調和室の必要以上の温度低下を防止することができるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は冷媒回路図であり、１は能力可変型の圧縮機、２は四方切換弁、３は室外側熱交換器、４ａ〜４ｃはキャピラリーチューブ（減圧装置）、５はチェッキ弁（一方弁）、６はストレーナー、７は室内側熱交換器、８はアキュムレーターであり、図に示すように冷媒配管で環状に接続され冷凍サイクルを構成している。尚、９、１０はマフラー（消音器）であり、１１は室外熱交換器用の送風装置（プロペラファン）、１２は室内熱交換器用の送風装置（クロスフローファン）である。この送風装置１２はモータにＤＣブラシレスモータを用い送風量がほぼリニアに可変できるように構成されている。
【００１５】
四方切換弁２の状態が実線で示す状態（図示の状態）にある時は、圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒はマフラー９、四方切換弁２を経て室外側熱交換器３で凝縮し、キャピラリーチューブ４ａ、４ｂ、チェッキ弁５、ストレーナー６を経て室内熱交換器７で蒸発した後、マフラー１０、四方切換弁２、アキュムレータ８を経て再び圧縮機１へ吸い込まれるところの実線矢印で示される冷凍サイクルを循環する。
【００１６】
このとき室内熱交換器７で冷媒が蒸発することによって冷房運転（冷房モード）が行われ、冷却された空気は送風装置１２によって被調和室へ供給されるものである。
【００１７】
四方切換弁２の状態が点線で示す状態にあるときは、圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒はマフラー９、四方切換弁２、マフラー１０を経て室内側熱交換器７で凝縮し、ストレーナー６、キャピラリーチューブ４ｃ、キャピラリーチューブ４ａ、４ｂを経て室外熱交換器３で蒸発した後、四方切換弁２、アキュムレーター８を経て再び圧縮機１へ吸い込まれるところの点線矢印で示される冷凍サイクルを循環する。
【００１８】
このとき室内熱交換器７で冷媒が凝縮することによって暖房運転が行われ、加熱された空気は送風装置１２によって被調和室へ供給されるものである。
【００１９】
図２は空気調和機の室内ユニット（室内熱交換７を搭載するユニット）に設けられる制御回路の概略ブロック図である。
【００２０】
この図において、２１は１００Ｖの交流電力が供給されるプラグであり、１００Ｖの商用交流電源に接続されている。この交流電力はスイッチ２２を介して電源回路２３に供給されている。
【００２１】
２４は電流ヒューズ、２５は整流回路、２６はモータ電源、２７は制御用電源、２８はシリアル電源であり、これらの構成要素が電源回路２３を構成している。
【００２２】
電流ヒューズ２４は電源回路に２３に供給される電流が所定電流以上になった際に溶断して回路の保護を図るものであり、整流回路２５は電流ヒューズ２４を介して得られる交流電力を全波整流し、モータ電源回路２６は送風装置１２を構成するファンモータ（ＤＣセンサレスモータ）２９の駆動電源を生成するものであって、後記するマイコンからの信号に基づいてＤＣ１２Ｖ〜ＤＣ４８Ｖの間で可変出力されるものであり、制御用電源２７は制御部３０の駆動電源（ＤＣ５Ｖ）を生成し安定化させるものであり、シリアル電源２８は室外ユニット（室外側熱交換器３を搭載する）へ送信する信号を室外ユニットへ供給する交流電力と共通線を共用させるために回路である。
【００２３】
３１は端子板であり、１番端子、２番端子、３番端子が樹脂製の端子台に設けられていると共に、所定の温度以上で溶断して回路を開く温度ヒューズ３２がこの端子台の温度、すなわち端子板１３の温度を検知できるように取り付けられている。
【００２４】
端子板３１の１番端子とプラグ２１との間にはパワーリレー３６の常開接片３７が介在され、マイコン３３の出力（ドライバーの図示は省略）で常開接片３７を閉じ、端子板３１からの交流電力の出力を制御している。端子板３１の２番端子はプラグ２１に接続されると共に、３番端子（信号出力用の端子）との共通線になっている。
【００２５】
３番端子はマイコン３３から出力される信号をシリアル回路２８ａ、シリアル電源２８を介して出力する端子である。
【００２６】
尚、端子板１１の１番端子〜３番端子は後記する図２の室外ユニットに搭載される電気回路の端子板に同じ端子番号同士がつながるように接続されるものである。
【００２７】
温度ヒューズ３２はパワーリレー３６の駆動ラインに挿入され、端子板３１の温度が上昇した際に常開接片３７を開いて室外ユニットへの交流電力の供給を遮断するものである。
【００２８】
３９はワイヤレスのリモートコントローラであり、空気調和機の運転制御や設定温度の設定など種種の設定及び機能の選択をスイッチの操作に基づいて行うものであり、その操作信号が表示基板４０に設けらた受信回路に向けて送信される。マイコン３３はこの操作信号を受信し空気調和機の運転制御を行うものである。尚、表示基板４０には空気調和機の運転状態（冷房／暖房／ドライ等の運転モードや設定温度、室温など）が表示される。
【００２９】
４１はスイッチ基板であり、スイッチ２２や試運転操作のスイッチなどサービスにかかるスイッチが設けられている。
【００３０】
４２はフラップモータであり、フラップの角度を制御して室内ユニットで空気調和された空気の室内への吐出方向を変えるものである。
【００３１】
４３は外部ロムであり、マイコン３３の初期設定値を格納している。
【００３２】
４４、４５は室内の温度を検出する温度センサ、及び室内の湿度を検出する湿度センサであり、マイコン３３のＡ／Ｄ入力端子に接続され、マイコン３３はこれら検出された温度や湿度に基づいて空気調和機の運転を制御するものである。
【００３３】
４７はモータ駆動回路であり、スイッチング素子を３相ブリッジ状に結線したインバータ回路を有し、このインバータ回路の出力をファンモータ２９の回転子の回転位置に合わせて切り換えるものである。インバータ回路の出力を切り換える信号はマイコン３３から出力される。
【００３４】
図３は室外ユニットに搭載される制御回路の概略を示すブロック図であり、端子板５１の端子番号を同じくして図２に示す端子板３１に接続されるものである。
【００３５】
この図において、５２は電源回路であり、端子板５１の１番端子、２番端子を介して得られる室内ユニットからの１００Ｖの交流電力を倍電圧整流し平滑するものである。この電源回路５２からの出力される直流電力は、スイッチング素子を３相ブリッジ状に結線したインバータ回路５３へ出力されて、３相交流（圧縮機１が誘導電動機を用いている場合）または、回転子の回転位置に対応する固定子巻線を通電できる波形（圧縮機１が直流ブラシレスモータを用いている場合）に変換された後、圧縮機１へ供給される。
【００３６】
５５はマイコンであり、端子板５１の３番端子及びシリアル回路５６を介して室内ユニットのマイコン３３から制御信号を受信し主に圧縮機１の回転数、四方切換弁２の切換や送風装置１１（プロペラファンを駆動するファンモータ）の運転などの制御を行うものである。
【００３７】
５７は外気の温度を検出する外気温センサであり、このセンサの検出した外気温は室内ユニットのマイコン３３へ送信されるものである。
【００３８】
図４は所定値と冷房運転（冷房モード）及びドライモードとの関係を示す説明図であり、マイコン３３の動作の一部（運転制御部の動作を）を示している。室温偏差（室温と設定温度との差）をｅとすると、第１の所定値は＋１度の値であり、第２の所定値Ｘは図５を参照して算出される可変値である。尚、第３の所定値は一例として１５度である。
【００３９】
第１の所定値と第２の所定値との間には第１の所定値＞第２の所定値の関係があり、またこれら所定値の差は冷房モードとドライモードとの切り替わりのディファレンシャルとして設定されている。
【００４０】
従って、室温偏差ｅが１より大きいときは冷房運転（冷房モード）が行われ、１より小さいときにはドライモードになるが、冷房モードからドライモードに切り替わるのは矢印６１に示すように室温偏差ｅが第２の設定値にまで下がったときであり、ドライモードが冷房モードに切り替わるのは矢印６２に示すように室温偏差が第１の設定値まで上がったときである。
【００４１】
ドライモードは室温偏差ｅが０になるようにマイコン３３が、室温偏差ｅとこの偏差ｅの変化分△ｅとに基づいて算出する運転能力Ｈｚで圧縮機１を運転し、予め設定された１／ｆの特性を有する増減パターンで送風装置１２のファンモータ２９の回転数（送風量）を連続的に増減させるものである。尚、冷房モードは通常の冷房運転を用いるので説明は省略する。
【００４２】
増減パターンはその平均値（中心回転数）が送風量補正部で増減可能に構成されている。その動作はマイコン３３中に格納された増減パターンの値を経過時間に対応して出力する際にかさ上げすることによって行われる。
【００４３】
Ｂゾーンは室温偏差ｅが第２の所定値以下のときの範囲であり、圧縮機の運転能力Ｈｚが最低能力に設定され、ファンモータ２９はドライモードのときと同じように制御される。
【００４４】
監視ゾーンは、Ｂゾーンの中にさらに設定されるゾーンであり、その特定される条件「室温が第３の所定値以下」が追加されるものである。この監視ゾーンでは、圧縮機の運転を停止し、ファンモータ２９はドライモードのときと同じように制御される。
【００４５】
図５は第２の所定値Ｘを設定する補正制御部の説明図であり、室温と外気温とに基づいてマイコン３３が算出し設定する。室温Ｔ１〜Ｔ３の値及び外気温Ｔｏ１〜Ｔｏ３はいずれも約２２度〜３３度程度の範囲で順に設定されるものであり、圧縮機１の運転能力や想定する被調和室の条件などによって設定され、これに限るものではない。
【００４６】
第２の所定値Ｘは図５に示すように、室温Ｔ１〜Ｔ３、外気温Ｔｏ１〜Ｔｏ３に基づいてゾーン１〜ゾーン５に分けられ、ゾーン１ではＸ＝−３、ゾーン２ではＸ＝−１、ゾーン３ではＸ＝−２、ゾーン４ではＸ＝−１、ゾーン５ではＸ＝−１に設定しているが、これに限るものではなく、利用者の体感等を考慮して適当に補正しても良い。
【００４７】
また、第２の所定値Ｘの算出方法としては、単に室温／外気温に基づいて求めるようにしても良く、例えば
Ｘ＝−（４×外気温）／５＋２１、Ｘは−１〜−３を越えない整数
Ｘ＝−（４×室温）／５＋２１、Ｘは−１〜−３を越えない整数
である。
【００４８】
この場合、第２の設定値Ｘが１次関数になるので特定の温度帯での優遇が行えないが、本発明の主旨を大きく外れるものではなく、簡単な構成で本発明の作用効果が得られるものである。尚、制御精度を上げる場合は、２次関数など高次関数を用い、またゾーン分けの条件を複数設定すれば良い。
【００４９】
図６は湿度に基づいて、圧縮機１の運転能力及びファンモータ２９の平均回転数に補正を行う運転能力送風量補正部の説明図である。
【００５０】
６３は圧縮機１の運転能力の補正値の特性を示し、６４はファンモータ２９の平均回転数の補正値の特性を示し、特性６３では湿度の上昇に伴って圧縮機１の運転能力を上げるような補正が行われる。湿度が高いときに圧縮機１の運転能力が上がり同時に除湿能力が増加する。
【００５１】
特性６４では湿度の上昇に伴ってファンモータ２９の回転を下げるような補正が行われる。湿度が高いときにファンモータの回転数が下がり室内熱交換器７の蒸発温度が下がって除湿能力が増加する。
【００５２】
尚、圧縮機１の運転能力の補正と、ファンモータ２９の回転数の補正とを同時に行えば湿度が高い際の除湿能力がより増加するものである。尚、湿度が低いときには圧縮機１の運転能力を下げ同時にファンモータ２９の回転数を上げるので温度の低くなりすぎない冷風が被調和室に供給されることになり、室温の低下を抑制することになる。
【００５３】
また、特性６３、６４の設定はこれに限るものではなく適に設定されるものである。
【００５４】
以上のように構成された空気調和機の運転を開始すると、まず、室温の設定値と室温との室温偏差ｅを求める。この室温偏差ｅが第１の所定値より大きければ四方切換弁２を図１に示す状態に設定して冷房モードで冷房運転を開始する。
【００５５】
第２の設定値＜室温偏差ｅ＜第１の設定値であればドライモードとなり、上記したドライモードの運転を行う。これらの運転の場合、圧縮機１の運転能力Ｈｚは室温偏差ｅとこの変化分△ｅとを基にファジー演算等を行い算出される。以後、所定周期毎にこれらの動作が繰り返される。
【００５６】
空気調和機の運転開始時に室温偏差ｅが第２の所定値以下であれば、圧縮機１の運転能力Ｈｚを最小値に固定して上記ドライモードの運転を行い、この運転中で室温が第３の所定値以下に至れば圧縮機１を停止し１／ｆパターンによる送風運転のみになる。
【００５７】
冷房モードで空気調和機の運転を開始した際には、室温偏差ｅが第２の所定値に下がるまで冷房運転が継続される。室温偏差ｅが第２の所定値に至ると冷房モードがドライモードに切り替わり、このドライモードは室温偏差ｅが第１の所定値に増加するまで維持される。尚、このドライモードで室温偏差ｅが第２の所定値以下になった際は、上記Ｂゾーンの動作（圧縮機１の運転能力を最小値に固定）に切り替わる。
【００５８】
ドライモードで運転しているときは、被調和室内の湿度を検出し、この湿度に基づいて圧縮機１の運転能力Ｈｚ、ファンモータ２９の平均回転数を補正する。圧縮機１の運転能力Ｈｚは図６の特性６３に示すように湿度が増加するに従ってプラス補正し、ファンモータ２９の平均回転数は図６の特性６４に示すように湿度が増加するに従ってマイナス補正するものである。
【００５９】
以後、室温偏差ｅと第１の所定値、第２の所定値との比較によって、冷房運転、ドライモード、Ｂゾーンが自動的に切り替わるものである。この際、第２の所定値は室温と外気温とに基づいて自動的に変化するので、冷房運転の維持範囲（ドライモードの維持範囲）が変更され、外気温、室温が高いときには冷房時間が長くなり冷房を優先した運転が行われ、外気温、室温が低いときには冷房時間が短くなり除湿を優先した運転が行われるものである。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように本発明は、冷房モードとドライモードとの切換に用いる所定値をディファレンシャルを有する第１の設定値とこの第１の設定値より低い第２の設定値とから成し、この第２の設定値を室温と外気温とに基づいて可変設定する補正制御部とを備えたので、室温、外気温の条件に応じて冷房モードの維持時間を変えて快適な運転状態を維持できるものである。
【００６１】
また、湿度に基づいて圧縮機の運転能力、送風装置の送風量を可変することによって、空気調和機の除湿量を制御できるので、湿度条件に応じた除湿運転が行えるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の１実施例を示す空気調和機の冷凍サイクルを示す説明図である。
【図２】  図１に示した空気調和機の室内ユニットの電気回路を示すブロック図である。
【図３】  図１に示した空気調和機の室外ユニットの電気回路を示すブロック図である。
【図４】  冷房モード、ドライモードの切り替わりを示す説明図である。
【図５】  第２の設定値の設定を示す説明図である。
【図６】  圧縮機の運転能力、ファンモータの回転数の補正を示す説明図である。
【符号の説明】
１    圧縮機
３    室外熱交換器
４ａ、４ｂ、４ｃ    キャピラリーチューブ
７    室内熱交換器
１２  送風装置
２９  ファンモータ
【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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