| 【発明の名称】 |
空気調和装置の運転制御方法と空気調和装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】武田 雄次
【氏名】西塚 俊治
【氏名】田畑 大輔
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| 【要約】 |
【課題】商用電源の電圧変動による圧縮機への出力電圧への影響を低減し正確な圧縮機の起動や効率の良い運転を確保する空気調和装置の運転制御方法と空気調和装置を提供することを目的とするものである。
【解決手段】本発明の空気調和装置は、商用電源１２をデューティ制御されるとともに前記デューティを商用電源１２の電圧値に応じて設定された電源信号に変換して圧縮機１１の電源回路に印加して運転するものであって、圧縮機１１への出力電圧を決定するデューティデータを入力電圧に基づいて高電圧域用，定格電圧域用，低電圧域用のデューティテーブルのいずれかに振り分けて圧縮機１１への最適出力電圧を補正し決定する電圧補正回路１３を設けたものである。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】冷凍サイクルに介装された圧縮機を運転するに際し、前記圧縮機の電源回路に、商用電源をデューティ制御されるとともに前記デューティを商用電源の電圧値に応じて設定された電源信号に変換して印加して運転する空気調和装置の運転制御方法。
【請求項２】商用電源をデューティ制御されるとともに前記デューティを商用電源の電圧値に応じて設定された電源信号に変換して圧縮機の電源回路に印加して運転する空気調和装置であって、前記圧縮機への出力電圧を決定するデューティデータを入力電圧に基づいて高電圧域用，定格電圧域用，低電圧域用のテーブルのいずれかに振り分け、前記圧縮機への最適出力電圧を補正し決定する電圧補正制御部を設けた空気調和装置。
【請求項３】負荷状態を検出する負荷状態検出手段を設け、電圧補正制御部を、前記負荷状態に基づいてデューティデータを変更し、圧縮機への最適出力電圧を補正し決定するよう構成した請求項２記載の空気調和装置。
【請求項４】圧縮機への出力電圧と出力電流とを検出する電圧電流検出手段を設け、電圧補正制御部を、前記電圧電流検出手段で検出した出力電圧と出力電流とに基づいてデューティデータを変更し、前記圧縮機への最適出力電圧を補正し決定するよう構成した請求項２記載の空気調和装置。
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【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の運転制御方法と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５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）に外気の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、商用電源の電圧変動時に圧縮機への出力電圧が変動し、その結果、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。これをなくすために圧縮機への出力信号を大きめに設定する必要があるが、室外機の起動時や運転中の振動が大きくなる場合がある。従って、現状の対応としては、室外機の配管にコールテープ等の振動減衰部品を多用したり、配管形状に振動減衰のためのループ構造をもたせている。その結果、材料費がかかり、組立時の工数がアップし、作業性が悪化するという問題がある。
【０００８】さらには、圧縮機の動作点がずれることにより、圧縮機の効率が悪くなり、しいては消費電力の増大となるという問題がある。
【０００９】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への影響を低減し正確な圧縮機の運転を確保する空気調和装置の運転制御方法と空気調和装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の空気調和装置の運転制御方法は、圧縮機の電源回路に、商用電源をデューティ制御されるとともに前記デューティを商用電源の電圧値に応じて設定された電源信号に変換して印加して運転するものである。
【００１１】本発明によると、商用電源の電圧変動に関係なく圧縮機への出力電圧を最適にすることができ、正確な圧縮機の起動や効率の良い運転を確保することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明は、冷凍サイクルに介装された圧縮機を運転するに際し、前記圧縮機の電源回路に、商用電源をデューティ制御されるとともに前記デューティを商用電源の電圧値に応じて設定された電源信号に変換して印加して運転する空気調和装置の起動制御方法としたものであり、商用電源の電圧変動に関係なく圧縮機への出力電圧を最適にすることができ、正確な圧縮機の起動を確保でき、室外機の振動を低減することができ、振動減衰部品の材料費を低減させ、かつ組立作業時の作業効率を向上させることができる。さらに、圧縮機を常に効率良く運転させることができる。
【００１３】本発明の請求項２に記載の発明は、商用電源をデューティ制御されるとともに前記デューティを商用電源の電圧値に応じて設定された電源信号に変換して圧縮機の電源回路に印加して運転する空気調和装置であって、前記圧縮機への出力電圧を決定するデューティデータを入力電圧に基づいて高電圧域用，定格電圧域用，低電圧域用のテーブルのいずれかに振り分け、前記圧縮機への最適出力電圧を補正し決定する電圧補正制御部を設けた空気調和装置としたものであり、商用電源の電圧変動に関係なく圧縮機への出力電圧を最適にすることができ、正確な圧縮機の起動を確保することができ、室外機の振動を低減することができ、振動減衰部品の材料費を低減させ、かつ組立作業時の作業効率を向上させることができる。さらに、圧縮機を常に効率良く運転させることができる。
【００１４】本発明の請求項３に記載の発明は、負荷状態を検出する負荷状態検出手段を設け、電圧補正制御部を、前記負荷状態に基づいてデューティデータを変更し、圧縮機への最適出力電圧を補正し決定するよう構成した請求項２記載の空気調和装置としたものであり、空気調和装置の負荷状態を検知することができ、前記負荷状態による圧縮機への出力電圧の影響を考慮し、圧縮機への出力電圧を最適化することができる。
【００１５】本発明の請求項４に記載の発明は、圧縮機への出力電圧と出力電流とを検出する電圧電流検出手段を設け、電圧補正制御部を、前記電圧電流検出手段で検出した出力電圧と出力電流とに基づいてデューティデータを変更し、前記圧縮機への最適出力電圧を補正し決定するよう構成した請求項２記載の空気調和装置としたものであり、圧縮機の負荷状態を明確にすることができ、前記負荷による圧縮機への出力電圧の影響を考慮し、圧縮機への出力電圧を最適化することができる。
【００１６】以下、本発明の空気調和装置の運転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５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が追加されている点だけが従来例とは異なっている。
【００１８】電圧補正回路１３は、商用電源１２をデューティ制御されるとともに前記デューティを商用電源１２の電圧値に応じて設定された電源信号に変換して圧縮機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、圧縮機１１への出力電圧を決定するデューティデータを入力電圧に基づいて高電圧域用，定格電圧域用，低電圧域用のデューティテーブルのいずれかに振り分けて圧縮機１１への最適出力電圧を補正し決定するよう電圧検出手段１４と演算回路１５とで構成されている。
【００１９】ここで、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。
【００２０】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。
【００２１】図２に示すように、電圧検出手段１４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。電圧検出手段１４は、前記の検出した入力電圧を入力電圧信号として演算回路１５に出力する。
【００２２】演算回路１５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、前記入力電圧信号に基づいて前記デューティデータを前記デューティテーブルに振り分けて決定し、その結果に応じて出力電圧を補正した最適出力電圧を圧縮機１１に印加する。
【００２３】具体的には、商用電源１２から入力された入力電圧に基づいて、圧縮機１１への出力電圧の占有率を決定するデューティデータを、デューティを小さくすることにより出力電圧の平均値を低減する高電圧域用、標準デューティを用いた定格電圧域用、デューティを大きくすることにより出力電圧の平均値を増加する低電圧域用の３つのデューティテーブルのいずれかに振り分けて、圧縮機１１への出力電圧の平均値を補正して最適出力電圧を決定する。
【００２４】前記デューティデータを高電圧域用のデューティテーブルに振り分けた場合には、デューティを小さくして出力電圧の平均値を低減させる補正を実行して最適出力電圧を決定する。前記デューティデータを低電圧域用のデューティテーブルに振り分けた場合には、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適出力電圧を決定する。前記デューティデータを定格電圧域用のデューティテーブルに振り分けた場合には、デューティが標準デューティであるので出力電圧の平均値の補正は不要であり、この出力電圧を最適出力電圧として決定する。
【００２５】なお、この分離型空気調和装置は、前述のような起動時のみならず、冷房や暖房などの運転中においても、電圧補正回路１３によって前述と同様に補正し決定した最適出力電圧が常に圧縮機１１に印加されて運転する。
【００２６】このように構成したため、商用電源１２の電圧変動に関係なく圧縮機１１への出力電圧を最適にすることができ、正確な圧縮機１１の起動を確保することができ、従来のように圧縮機１１への出力電圧を高く設定することを不必要にすることができるため、室外機２の振動を低減することができ、振動減衰対策のために使用していた振動減衰部品を不必要にすることができ、この材料費を低減することができ、配管形状などを振動減衰構造を持たすことを不必要にすることができて組立作業時の作業効率を向上させることができる。
【００２７】さらには、圧縮機１１は、商用電源１２の電圧変動に関係なく、常に効率の良い運転が可能である。
【００２８】（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、分離型空気調和装置の負荷状態を検出する負荷状態検出手段としての室内温度検出手段１６と外気温度検出手段１７とを設け、図４に示すように、電圧補正制御部１３を、前記負荷状態としての使用負荷に基づいてデューティデータを変更し、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。
【００２９】電圧補正制御部１３は、電圧検出手段１４と演算回路１５ａとで構成されている。演算回路１５ａは、使用負荷の大きさに対応してデューティデータをシフトさせるシフト量をテーブル化したシフト量データテーブルを有している。
【００３０】ここで、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。
【００３１】演算回路１５ａには、図４に示すように、室内温度検出手段１６としての室内機配管温度センサで検出された室内機熱交温度検出信号Ｓ１と、外気温度検出手段１７としての室外機配管温度センサで検出された室外機熱交温度検出信号Ｓ２とが入力される。
【００３２】この演算回路１５ａは、室内機熱交温度検出信号Ｓ１と室外機熱交温度検出信号Ｓ２とから前記使用負荷を割り出し、前記の割り出した使用負荷に対応するデューティデータのシフト量を前記シフト量データテーブルから検索して求め、圧縮機１１への出力電圧決定時に、前記シフト量を使用負荷分の補正としてデューティデータに付け加えて、この出力電圧の更なる最適化を行い圧縮機１１への最適出力電圧を決定する。
【００３３】このように構成したため、前述の実施の形態１の効果に加えて、空気調和装置の負荷状態を検知することができ、前記負荷状態による圧縮機１１への出力電圧の影響を考慮することで圧縮機１１への出力電圧をさらに最適化することができるので、負荷状態にあった効率の良い運転ができる。
【００３４】実施の形態２では、負荷状態検出手段で検出した空気調和装置の負荷状態に基づいてデューティデータを変更して圧縮機１１への最適出力電圧を補正し決定するよう電圧補正制御部１３を構成しているが、圧縮機１１への出力電圧と出力電流とを検出する電圧電流検出手段を設け、電圧補正制御部１３を、前記電圧電流検出手段で検出した出力電圧と出力電流とに基づいてデューティデータを変更して圧縮機１１への最適出力電圧を補正し決定するよう構成した場合であっても、空気調和装置の負荷状態を検知することができ、前記負荷状態による圧縮機１１への出力電圧の影響を考慮し、圧縮機１１への出力電圧を最適化することができる。
【００３５】前述の各実施の形態では、電圧検出手段１４で室外側電子制御装置８からの出力電圧を検出しているが、電圧検出手段１４で圧縮機１１への出力電圧を検出する場合であっても、支障はなく同様の効果を有する。
【００３６】
【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、圧縮機の電源回路に、商用電源をデューティ制御されるとともに前記デューティを商用電源の電圧値に応じて設定された電源信号に変換して印加して運転することにより、商用電源の電圧変動に関係なく圧縮機への出力電圧を最適にすることができ、正確な圧縮機の起動を確保することができ、室外機の振動を低減することができ、振動減衰部品の材料費を低減させ、かつ組立作業時の作業効率を向上させることができる。
【００３７】さらには、商用電源の電圧変動に関係なく、常に効率の良い運転ができる。
【００３８】また、本発明の請求項２に記載の発明によれば、圧縮機への出力電圧を決定するデューティデータを入力電圧に基づいて高電圧域用，定格電圧域用，低電圧域用のテーブルのいずれかに振り分け、前記圧縮機への最適出力電圧を補正し決定する電圧補正制御部を設けたことにより、商用電源の電圧変動に関係なく圧縮機への出力電圧を最適にすることができ、正確な圧縮機の起動を確保することができ、室外機の振動を低減することができ、振動減衰部品の材料費を低減させ、かつ組立作業時の作業効率を向上させることができる。
【００３９】さらには、商用電源の電圧変動に関係なく、常に効率の良い運転ができる。
【００４０】また、本発明の請求項３に記載の発明によれば、負荷状態を検出する負荷状態検出手段を設け、電圧補正制御部を、前記負荷状態に基づいてデューティデータを変更し、圧縮機への最適出力電圧を補正し決定するよう構成したことにより、分離型空気調和装置の負荷状態を検知することができ、前記負荷による圧縮機への出力電圧の影響を考慮し、圧縮機への出力電圧を最適化することができる。
【００４１】また、本発明の請求項４に記載の発明によれば、圧縮機への出力電圧と出力電流とを検出する電圧電流検出手段を設け、電圧補正制御部を、前記電圧電流検出手段で検出した出力電圧と出力電流とに基づいてデューティデータを変更し、前記圧縮機への最適出力電圧を補正し決定するよう構成したことにより、空気調和装置の負荷状態を検知することができ、負荷による圧縮機への出力電圧の影響を考慮し、圧縮機への出力電圧を最適化することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８２１
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年１２月２４日（１９９８．１２．２４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６８０８７
【弁理士】
【氏名又は名称】森本 義弘
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１９３２９１（Ｐ２０００−１９３２９１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年７月１４日（２０００．７．１４） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−３６５８０８ |
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