JP6947562B2 - Air conditioner - Google Patents
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Description
本発明は、空気調和機および空気調和機の制御方法に関する。 The present invention relates to an air conditioner and a method for controlling an air conditioner.
室外機のファン制御の方法としては、特許文献1に開示されているように、ファンの回転数と回転方向とから必要な熱交換量が得られているかを判定し、必要な熱交換量が得られていると判断された場合には、ファンの駆動を停止する技術が知られている。
As a method of controlling the fan of the outdoor unit, as disclosed in
しかし、特許文献1の方法では、ファンの情報のみで熱交換量を判断するため、正確な熱交換量は判断できず、ファンの運転と停止が意図しない動きになると考えられる。さらに、ファンの運転と停止を繰り返すと熱交換量の変動が大きくなるため、空調している空間の温度変化が大きくなり、快適な空間を得るのが難しい。
However, in the method of
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、冷房運転時に室外ファンを所定の揺らぎ制御で動作させることにより、熱交換量を変動させて、快適な空間を実現できるようにした空気調和機および制御方法の提供を目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and air that enables a comfortable space to be realized by varying the amount of heat exchange by operating the outdoor fan with a predetermined fluctuation control during the cooling operation. The purpose is to provide a harmonizer and a control method.
上記課題を解決すべく、本発明に従う空気調和機は、室内機と室外機を備える空気調和機であって、室外機は、圧縮機と、圧縮機からの冷媒が供給される室外熱交換器へ送風する室外ファンと、圧縮機および室外ファンを制御する制御装置とを備え、制御装置は、冷房運転時における所定の契機に、室外ファンの回転数を時間の経過につれて変化させる所定の揺らぎ制御を実施する。 In order to solve the above problems, the air conditioner according to the present invention is an air conditioner including an indoor unit and an outdoor unit, and the outdoor unit is a compressor and an outdoor heat exchanger to which refrigerant is supplied from the compressor. An outdoor fan that blows air to the air and a control device that controls a compressor and an outdoor fan are provided, and the control device controls a predetermined fluctuation that changes the rotation speed of the outdoor fan over time at a predetermined trigger during cooling operation. To carry out.
本発明によれば、冷房運転時における所定の契機に、室外ファンの回転数を時間の経過につれて変化させることができるため、圧縮機が起動と停止を繰り返すのを低減して、快適な空調の実現に寄与することができる。 According to the present invention, the rotation speed of the outdoor fan can be changed with the passage of time at a predetermined trigger during the cooling operation, so that the compressor does not repeatedly start and stop, and comfortable air conditioning can be achieved. It can contribute to the realization.
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。本実施形態に係る空気調和機は、後述するように、圧縮機41と、室外熱交換器43と、室外ファンFと、膨張弁44と、室内熱交換器45と、室内ファンF1と、モータ制御装置1を有する空気調和機ASにおいて、冷房運転時に、室外ファンFを一定速で運転するのではなく、室外ファンFの回転数を時間の経過につれて変化させる。本実施形態によれば、除湿しつつ、空間温度の低下も抑制することができ、圧縮機が運転と停止を繰り返すのを抑制し、快適な空間を実現できる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As described later, the air conditioner according to the present embodiment includes a
図1〜図6を用いて第1実施例を説明する。以下に述べる実施例は、一つの例であって、本発明は実施例の構成に限定されない。 The first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 6. The examples described below are one example, and the present invention is not limited to the configuration of the examples.
図1は、本実施形態に係るモータ制御装置1の構成図である。「制御装置」としてのモータ制御装置1は、インバータ回路2の直流側に設置されるシャント抵抗R1の電流検出値に基づき、インバータ回路2に制御信号を出力してモータMを位置センサレスで駆動する装置である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a
以下では、まず、モータ制御装置1の制御対象であるインバータ回路2およびモータMについて簡単に説明する。次に、モータMに連結される室外ファンF等について説明し、その後制御方法について詳細に説明する。
Hereinafter, first, the
図1に示すインバータ回路2は、直流電源3から入力される直流電圧(直流電力)を3相交流電圧(3相交流電力)に変換し、この3相交流電圧をモータMへ出力する電力変換器である。ここで、直流電源3は、交流電源31から入力される交流電力が、整流回路32および平滑コンデンサ33によって直流電力に変換されたものである。
The
インバータ回路2は、スイッチング素子Tr_Pu,Tr_Nuを備える第1レグと(図3参照)、スイッチング素子Tr_Pv,Tr_Nvを備える第2レグと、スイッチング素子Tr_Pw,Tr_Nwを備える第3レグと、が互いに並列接続されることで構成されるものである。以下では、任意のスイッチング素子を単に「スイッチング素子Tr」と記すことがある。
In the
スイッチング素子Trには、転流によるスイッチング素子Trの破壊を防止するため、還流ダイオードD_Pu,D_Nu等が逆並列に接続されている(図3参照)。 Reflux diodes D_Pu, D_Nu, etc. are connected in antiparallel to the switching element Tr in order to prevent the switching element Tr from being destroyed by commutation (see FIG. 3).
インバータ回路2が有する下アームのスイッチング素子Tr_Nu,Tr_Nv,Tr_Nw(図3参照)の共通接続点と、直流電源3の負極と、の間(つまり、インバータ回路2の直流側に接続される母線PL)には、シャント抵抗R1(電流検出器)が設置されている。シャント抵抗R1に流れる電流の検出値は、図1に示すモータ制御装置1の電流再現処理部101に出力される。
The bus PL connected between the common connection point of the lower arm switching elements Tr_Nu, Tr_Nv, Tr_Nw (see FIG. 3) of the
モータMは、例えば、ブラシレス直流モータであり、3相巻線Lu,Lv,Lw(図3参照)が巻回される固定子(電機子:図示せず)と、この固定子に対して回転可能に軸支される回転子(永久磁石:図示せず)と、を有している。 The motor M is, for example, a brushless DC motor, and is a stator (armature: not shown) around which three-phase windings Lu, Lv, Lw (see FIG. 3) are wound, and rotates with respect to the stator. It has a rotor (permanent magnet: not shown) that is pivotally supported.
前記インバータ回路2が駆動することで、3相巻線Lu,Lv,Lwに流れる電流の向きが切り替わり、回転子との間で吸引力・反発力が生じる。モータMの回転子の軸AXは、空気調和機ASの室外ファンFに連結されている。
When the
図2は、モータMに連結された室外ファンFを備える空気調和機ASのシステム構成図である。なお、図2に示す矢印は、冷房運転時に冷媒が流れる向きを表している。 FIG. 2 is a system configuration diagram of an air conditioner AS including an outdoor fan F connected to a motor M. The arrow shown in FIG. 2 indicates the direction in which the refrigerant flows during the cooling operation.
空気調和機ASは、例えば、圧縮機41と、四方弁42と、室外熱交換器43と、膨張弁44と、室内熱交換器45と、室外ファンFと、室内ファンF1と、を備える。四方弁42、圧縮機41、室外熱交換器43、膨張弁44、および室内熱交換器45が環状に順次接続されることで、冷媒回路40が構成される。
The air conditioner AS includes, for example, a
室外ファンFは、室外熱交換器43へ室外空気を送り込むファンであり、室外機ASoに設置されている。室外ファンFが回転することで、室外熱交換器43を通流する冷媒と外気とが熱交換する。上述のように、室外ファンFにはモータMの回転子(図示せず)が連結されている。
The outdoor fan F is a fan that sends outdoor air to the
室内ファンF1は、室内熱交換器45に室内空気を送り込むファンであり、室内機ASiに設置される。室内ファンF1が回転することで、室内熱交換器45を通流する冷媒と室内空気とが熱交換する。室内ファンF1には、別のモータM1が設置されている。
The indoor fan F1 is a fan that sends indoor air to the
続いてモータ制御装置1の構成について説明する。図1に示すモータ制御装置1は、シャント抵抗R1から入力される電流検出値Istに基づいてPWM信号を生成し、このPWM信号をインバータ回路2へ出力する装置である。
Subsequently, the configuration of the
モータ制御装置1は、例えばマイクロコンピュータ(Microcomputer:図示せず)として構成されており、ROM(Read Only Memory)に記憶されたコンピュータプログラムを読み出してRAM(Random Access Memory)に展開し、CPU(Central Processing Unit)が各種処理を実行するようになっている。
The
なお、図1に示す構成図のうち、太枠線で示す起動時状態推定部115および起動モード設定部116は、モータMを起動する際(つまり、停止中)に用いられ、モータMの駆動中は用いられない。
In the configuration diagram shown in FIG. 1, the start-up
図4(a)は、モータMの実軸と制御軸との関係を示す説明図である。図4(a)に示すd軸は、永久磁石である回転子の磁束方向を表す軸であり、q軸はd軸と直交する軸である。位置センサレス制御を行う場合、推定されるd軸としてのdc軸、および、推定されるq軸としてのqc軸上で電流制御を行う。以下では、d軸およびq軸を「実軸」と記し、dc軸およびqc軸は「制御軸」と記すことがある。 FIG. 4A is an explanatory diagram showing the relationship between the actual axis of the motor M and the control axis. The d-axis shown in FIG. 4A is an axis representing the magnetic flux direction of the rotor, which is a permanent magnet, and the q-axis is an axis orthogonal to the d-axis. When performing position sensorless control, current control is performed on the dc axis as the estimated d-axis and the qc axis as the estimated q-axis. In the following, the d-axis and the q-axis may be referred to as a "real axis", and the dc-axis and the qc-axis may be referred to as a "control axis".
図1に示すように、モータ制御装置1は、主として、電流再現処理部101と、3相/2軸変換器102と、軸誤差推定器103と、電圧指令演算器112と、2軸/3相変換器113と、PWM信号発生器114と、起動時状態推定部115と、起動モード設定部116と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the
電流再現処理部101は、シャント抵抗R1から入力される電流検出値Istと、インバータ回路2が有するスイッチング素子Tr(図3参照)のON/OFF信号と、からモータMに流れる3相電流Iuc,Ivc,Iwcを再現する。電流再現処理部101は、再現した3相電流Iuc,Ivc,Iwcを3相/2軸変換器102に出力する。
The current
3相/2軸変換器102は、モータMの駆動中において以下の処理を実行する。すなわち、3相/2軸変換器102は、再現された3相電流Iuc,Ivc,Iwcと、積分器107から入力される位相θdcと、に基づいて、制御系のdc軸電流Idcおよびqc軸電流Iqcを算出する。
The three-phase / two-
3相/2軸変換器102は、dc軸電流Idcをd軸電流指令発生器108に出力し、qc軸電流Iqcをq軸電流指令発生器109に出力する。また、3相/2軸変換器102は、dc軸電流Idcおよびqc軸電流Iqcを軸誤差推定器103に出力する。
The three-phase / two-
なお、図1では、dc軸電流Idcの信号線と、qc軸電流Iqcの信号線と、を途中から同一の信号線として記載しているが、実際にはそれぞれ別の信号として軸誤差推定器103等に入力される(後述のVdc*,Vqc*についても同様)。 In FIG. 1, the signal line of the dc-axis current Idc and the signal line of the qc-axis current Iqc are described as the same signal line from the middle, but in reality, the axis error estimator is used as a separate signal. It is input to 103 and the like (the same applies to Vdc * and Vqc * described later).
また、3相/2軸変換器102は、モータMを起動する際(つまり、モータMの駆動停止中)、以下の処理を実行する。すなわち、3相/2軸変換器102は、電流再現処理部101から入力される3相電流Iuc,Ivc,Iwcからフィードバック電流Idfb,Iqfbを算出する。そして、3相/2軸変換器102は、算出したフィードバック電流Idfb,Iqfbを起動時状態推定部115に出力する。
Further, when the three-phase / two-
このように、3相/2軸変換器102の処理内容は、モータ起動時と、モータ駆動中と、で異なる。
As described above, the processing content of the three-phase / two-
軸誤差推定器103は、dc軸電圧指令Vdc*と、qc軸電圧指令Vqc*と、dc軸電流Idcと、qc軸電流Iqcと、電気角周波数ω1cと、に基づいて軸誤差Δθcを推定する。つまり、軸誤差推定器103は、モータMの実軸と制御軸との軸誤差Δθcを、シャント抵抗R1から入力される電流値Istに基づいて推定する。なお、当該推定処理についての詳細な説明は省略する。
The
軸誤差推定器103は、推定した軸誤差Δθcを符号反転器104に出力する。
The
符号反転器104は、軸誤差推定器103から入力される軸誤差Δθcの符号を反転させる(つまり、軸誤差指令値であるゼロから軸誤差Δθcを減算する)。符号反転器104は、値(−Δθc)をPLL回路105に出力する。
The
PLL(Phase Locked Loop)回路105は、符号反転器104から入力される値(−Δθc)を用いてPI(Proportional Integral)制御を実行し、モータMの角周波数補正値Δω1を算出する。PLL回路105は、算出した角周波数補正値Δω1を加算器106へ出力する。
The PLL (Phase Locked Loop)
加算器106は、角周波数指令演算器111から入力される電気角周波数指令ω1*と、PLL回路105から入力される角周波数補正値Δω1と、を加算し、角周波数補正値Δω1を算出する。加算器106は、角周波数補正値Δω1を積分器107および軸誤差推定器103に出力する。
The
積分器107は、加算器106から入力される電気角周波数ω1cを積分して位相推定値θdcを算出する。積分器107は、算出した位相推定値θdcを3相/2軸変換器102および2軸/3相変換器113へ出力する。
The
d軸電流指令発生器108は、3相/2軸変換器102から入力されるdc軸電流Idcに基づいてd軸電流指令Id*を算出する。d軸電流指令発生器108は、算出したd軸電流指令Id*を電圧指令演算器112へ出力する。
The d-axis
q軸電流指令発生器109は、3相/2軸変換器102から入力されるqc軸電流Iqcに基づいてq軸電流指令Iq*を算出する。q軸電流指令発生器109は、算出したq軸電流指令Iq*を電圧指令演算器112へ出力する。
The q-axis
また、d軸電流指令発生器108およびq軸電流指令発生器109は、リモコン5から起動指令が入力された際(つまり、実際にモータMを駆動させる直前に)、所定の位置決め電流を生成する。上述のように、位置決め電流は、室外ファンFの空転状態を検出するための微小な電流である。なお、位置決め電流を用いた処理については後述する。
Further, the d-axis
角周波数指令発生器110は、室外熱交換器43に所定の風量の外気を送り込むように、予め設定されたコンピュータプログラムに従ってモータMを駆動させるため角周波数指令ωr*を発生させる。角周波数指令発生器110は、発生させた角周波数指令ωr*を角周波数指令演算器111に出力する。室外ファンFの回転数を変化させるゆらぎ制御は、角周波数指令発生器110の出力する角周波数指令ωr*に従う。
The angular
また、角周波数指令発生器110は、モータMの起動直前に位置決め電流(d軸電流指令)を電機子に流す際、角周波数指令ωr*=0を発生させる。さらに、角周波数指令発生器110は、起動時状態推定部115によって推定される電気角周波数Frqと、起動モード設定部116から入力される状態情報と、に基づいて、角周波数指令ωr*を生成する。
Further, the angular
角周波数指令演算器111は、角周波数指令発生器110から入力される角周波数指令ωr*に、モータMの極対数(P/2)を乗算し、電気角周波数指令ω1*を算出する。角周波数指令演算器111は、算出した電気角周波数指令ω1*を加算器106および電圧指令演算器112へ出力する。
The angular
電圧指令演算器112は、d軸電流指令Id*と、q軸電流指令Iq*と、電気角周波数指令ω1*と、に基づいてd軸電圧指令Vd*およびq軸電圧指令Vq*を算出する。電圧指令演算器112は、算出したd軸電圧指令Vd*およびq軸電圧指令Vq*を、軸誤差推定器103および2軸/3相変換器113へ出力する。
The
2軸/3相変換器113は、電圧指令演算器112から入力されるd軸電圧指令Vd*およびq軸電圧指令Vq*と、積分器107から入力される位相推定値θdcと、に基づいて、モータの3相電圧指令Vu*,Vv*,Vw*を算出する。そして、2軸/3相変換器113は、算出した3相電圧指令Vu*,Vv*,Vw*をPWM信号発生器114へ出力する。
The 2-axis / 3-
PWM信号発生器114は、2軸/3相変換器113から入力される3相電圧指令Vu*,Vv*,Vw*に基づき、PWM信号を生成する。PWM信号発生器114は、生成したPWM信号をインバータ回路2のスイッチング素子Tr(図3参照)へ出力する。
The
起動時状態推定部115は、上述した位置決め電流の入力に伴ってシャント抵抗R1に流れるフィードバック電流Idfb,Iqfbに基づき、起動時におけるモータMの空転状態を推定する。ここで、「モータMの空転状態」には、3相巻線Lu,Lv,Lwに流れるモータ電流の位相角、電気角周波数、および回転子が空転する向き(正転・停止・逆転)が含まれる。
The start-up
図4(b)は、モータMに位置決め電流を流した際の電流ベクトルを表す。モータMが空転していない場合、d軸を基準とする位置決め電流に応じた電流Iがシャント抵抗R1に流れる。この場合、q軸成分のフィードバック電流Iqfbはゼロになる。 FIG. 4B shows a current vector when a positioning current is passed through the motor M. When the motor M is not idling, a current I corresponding to the positioning current with reference to the d-axis flows through the shunt resistor R1. In this case, the feedback current Iqfb of the q-axis component becomes zero.
一方、モータMが空転している場合、逆起電力による影響分の電流ΔIが電流Iに加わり、ベクトルとして加算された電流(I+ΔI)がシャント抵抗R1に流れる。つまり、図4(b)に示すように、モータMが空転する速度や向きに応じて電流(I+ΔI)の位相角が変化する。 On the other hand, when the motor M is idling, the current ΔI affected by the counter electromotive force is added to the current I, and the current (I + ΔI) added as a vector flows through the shunt resistor R1. That is, as shown in FIG. 4B, the phase angle of the current (I + ΔI) changes according to the speed and direction in which the motor M idles.
図5は、モータ制御装置1が備える起動時状態推定部115の構成図である。起動時状態推定部115は、電流位相演算部115aと、d軸位相変換部115bと、減算器115cと、位相差演算部115dと、状態判定部115eと、周波数演算部115fと、を有している。
FIG. 5 is a configuration diagram of a start-up
電流位相演算部115aは、モータMを起動する際に3相/2軸変換器102から入力されるフィードバック電流Idfb,Iqfbに基づき、モータ電流の位相角を算出する。なお、電流位相演算部115aは、所定周期(例えば、0.01sec毎)に位相角φを演算する。電流位相φは、以下に示す(数式1)に基づいて算出される。ちなみに、本実施形態でq軸基準で演算処理を実行するため、(数式1)では分母をq軸のフィードバック電流Iqfbとしている。
The current
電流位相演算部115aは、リモコン5(図1参照)から起動指令が入力された後、最初に算出した位相角φをd軸位相変換部115bに出力する。また、所定周期で算出する電流位相φを記憶手段(図示せず)に格納する。
The current
d軸位相変換部115bは、電流位相演算部115aから入力される電流位相φに基づき、d軸位相θdを算出する。なお、位置決め電流はd軸起動(d軸電流指令Id*≠0、q軸電流指令Iq*=0)として与えられ、回転周波数指令ωr*=0[Hz]である。したがって、モータMの電流位相φと、d軸位相θdと、は相互に対応していると考えられる。
The d-axis
状態判定部115eから「正転」を示す情報が入力された場合、d軸位相変換部115bは、以下に示す(数式2)に基づいてd軸位相θdを算出する(図4(a)参照)。
また、回転子が逆転(空転)している場合、d軸位相は正転時と比較してπ[rad]だけ位相がずれる。状態判定部115eから「逆転」を示す情報が入力された場合、d軸位相変換部115bは、以下に示す(数式3)に基づいてd軸位相θdを算出する。
d軸位相変換部115bは、算出したd軸位相θd(つまり、モータ電流の位相角)を、図1に示す積分器107に出力する。
The d-axis
減算器115cは、今回(2回目以後に)算出された位相角φnと、前回の位相角φn−1と、の位相差Δφnを算出する。減算器115cは、算出した位相差Δφnを位相差演算部115dへ出力する。
The subtractor 115c calculates the phase difference Δφn between the phase angle φn calculated this time (after the second time) and the previous phase angle φn-1. The subtractor 115c outputs the calculated phase difference Δφn to the phase
位相差演算部115dは、数4に基づいて、所定周期で算出される位相差Δφnに関してN個の和をとり、位相差Δφsumを算出する。上述の値Nは、モータMの演算精度を確保するために予め設定された値(例えば、N=16)である。すなわち、N段のバッファ(図示せず)に電流位相を格納して位相差Δφsumを求めることで、回転子が低速回転で空転している場合でも周波数Frq等を精度良く算出できる。
位相差演算部115dは、算出した位相差Δφsumを状態判定部115eおよび周波数演算部115fへ出力する。状態判定部115eは、位相差演算部115dから入力される位相差Δφsumに基づいて、回転子(つまり、室外ファンF)が正回転で空転/停止/逆回転での空転のいずれであるかを判定する。位相差Δφsumと、回転子の状態と、の関係を以下の表1に示す。なお、位相差Δφsumの絶対値が所定値以下である場合に、状態判定部115eによって「停止」と判定するようにしてもよい。
The phase
状態判定部115eは、判定した結果をd軸位相変換部115b、周波数演算部115f、および起動モード設定部116(図1参照)に出力する。
周波数演算部115fは、位相差演算部115dから入力される位相差Δφsumに基づき、回転子が空転する際の電気角周波数Frqを算出する。すなわち、周波数演算部115fは、前記した値Nと、位相角φの演算周期ΔTと、を乗算した値NΔTで位相差Δφsumを除算し、さらに所定の定数を掛けることで電気角周波数Frqを算出する。周波数演算部115fは、算出した電気角周波数Frqを角周波数指令発生器110(図1参照)および起動モード設定部116に出力する。
The
起動モード設定部116は、起動時状態推定部115から入力される電気角周波数Frqと、上述の状態情報と、に基づいて、モータMの起動モードを設定する。起動モード設定部116は、設定した起動モードを角周波数指令演算器111へ出力する。
The start-up
続いて、図6を用いて室外ファンFのゆらぎ制御について説明する。本実施例では、室外ファン回転数を一定にするのではなく、所定の周期PTで変化させる(以下、ゆらぎ制御と称す。)。 Subsequently, the fluctuation control of the outdoor fan F will be described with reference to FIG. In this embodiment, the rotation speed of the outdoor fan is not constant, but is changed at a predetermined period PT (hereinafter, referred to as fluctuation control).
図6の下側に示すように、ゆらぎ制御では、時間の経過に応じて室外ファンFの回転数が変化する。これにより、回転数が高い期間と低い期間とができる。回転数が高い期間は、熱交換量が多いため、図6の上から3番目に示すように、除湿することができる。これに対し、回転数が低い期間は、熱交換量が少なくなるため、図6の一番上に示す室温の変化を抑えることができる。これを繰り返すことで、除湿を行いつつ室温の変化も抑えることができ、快適な空間を実現することができる。 As shown on the lower side of FIG. 6, in the fluctuation control, the rotation speed of the outdoor fan F changes with the passage of time. As a result, a period in which the rotation speed is high and a period in which the rotation speed is low can be obtained. Since the amount of heat exchange is large during the period when the rotation speed is high, dehumidification can be performed as shown in the third from the top of FIG. On the other hand, during the period when the rotation speed is low, the amount of heat exchange is small, so that the change in room temperature shown at the top of FIG. 6 can be suppressed. By repeating this, it is possible to suppress changes in room temperature while dehumidifying, and a comfortable space can be realized.
つまり、本実施例によれば、室外ファンの回転数を一定速で制御するのではなく、時間の経過に応じて変化するゆらぎ制御で駆動させるため、室温が設定温度Tsに達しない程度で室外機ASoの熱交換量を制御することができる。この結果、室温が設定温度Tsに達したために圧縮機41が運転を停止したり、室温が設定温度Tsを超えたために圧縮機41が運転を再開したりといった、圧縮機41の断続運転を抑制することができる。
That is, according to this embodiment, the rotation speed of the outdoor fan is not controlled at a constant speed, but is driven by fluctuation control that changes with the passage of time, so that the room temperature does not reach the set temperature Ts. The amount of heat exchange of the machine ASo can be controlled. As a result, the intermittent operation of the
したがって、本実施例によれば、圧縮機41の断続運転を抑制できるため、快適な空調を実現することができる。さらに、室外ファンFの回転数を変動させるため、消費電力を抑制しうる効果も奏する。
Therefore, according to the present embodiment, the intermittent operation of the
図7を用いて第2実施例を説明する。本実施例を含む以下の各実施例は、第1実施例の変形例に該当するため、第1実施例との差異を中心に述べる。 The second embodiment will be described with reference to FIG. 7. Since each of the following examples including this embodiment corresponds to a modified example of the first embodiment, the differences from the first embodiment will be mainly described.
図7は、室外ファンFの制御方法を示すタイムチャートである。本実施例では、第1実施例に対し、ゆらぎ制御時のファン回転数とゆらぎの周期とに制限を設ける。つまり、本実施例では、室外ファンFの回転数を、上限値RHと下限値RLの間で変化させる。また、本実施例では、ゆらぎ制御の周期PTを下限値PTL以上となるように設定する。図7の一番下に示すように、制限をかける前の室外ファン回転数の変化を点線で示す。制限をかけた後の室外ファン回転数の変化を実線で示す。 FIG. 7 is a time chart showing a control method of the outdoor fan F. In this embodiment, the fan rotation speed and the fluctuation cycle during fluctuation control are limited with respect to the first embodiment. That is, in this embodiment, the rotation speed of the outdoor fan F is changed between the upper limit value RH and the lower limit value RL. Further, in this embodiment, the period PT of the fluctuation control is set to be equal to or higher than the lower limit value PTL. As shown at the bottom of FIG. 7, the change in the outdoor fan speed before the restriction is applied is shown by a dotted line. The solid line shows the change in the outdoor fan speed after the restriction is applied.
制限値RH,RL,PTLには、例えば、予め実験等で検討した値を使用する。制限を設けることで、室外ファンFの回転数が変化することにより発生する音を低減することができる。これにより、音による不快感を軽減することができる。 For the limit values RH, RL, and PTL, for example, the values examined in advance in experiments and the like are used. By providing the limit, it is possible to reduce the sound generated by changing the rotation speed of the outdoor fan F. Thereby, the discomfort caused by the sound can be reduced.
図8を用いて第3実施例を説明する。図8は、室外ファンFの制御方法を示すタイムチャート図である。本実施例では、第1実施例に対して、ゆらぎ制御を実行するための実行条件を設ける。 The third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a time chart diagram showing a control method of the outdoor fan F. In this embodiment, execution conditions for executing fluctuation control are provided for the first embodiment.
図8の一番上に示すように、運転開始後、実線で示す室温が設定温度Tsから離れている場合、室外ファンFを一定回転で運転して熱交換し、設定温度Tsへ近づける。その後、室温が設定温度Tsに対して所定の範囲内になると、ゆらぎ制御を実行する。ゆらぎ制御実行中に周囲環境の変化により室温が上昇して所定の範囲外となった場合は、ゆらぎ制御を停止し、室外ファンFを一定回転で運転する。 As shown at the top of FIG. 8, when the room temperature shown by the solid line is away from the set temperature Ts after the start of operation, the outdoor fan F is operated at a constant rotation to exchange heat and approach the set temperature Ts. After that, when the room temperature falls within a predetermined range with respect to the set temperature Ts, the fluctuation control is executed. If the room temperature rises out of the predetermined range due to a change in the surrounding environment during the fluctuation control execution, the fluctuation control is stopped and the outdoor fan F is operated at a constant rotation.
図8に示す本実施例では、室温が、ゆらぎ制御実行温度Tf(Tf>Ts)よりも高い状態からゆらぎ制御実行温度Tfへ低下した場合に、ゆらぎ制御実行条件が成立したものとする。そして、室温が、ゆらぎ制御実行温度Tfよりも低い状態からゆらぎ制御実行温度Tfへ上昇した場合に、ゆらぎ制御実行条件が成立しなくなったものとする。 In this embodiment shown in FIG. 8, it is assumed that the fluctuation control execution condition is satisfied when the room temperature drops from a state higher than the fluctuation control execution temperature Tf (Tf> Ts) to the fluctuation control execution temperature Tf. Then, when the room temperature rises from a state lower than the fluctuation control execution temperature Tf to the fluctuation control execution temperature Tf, it is assumed that the fluctuation control execution condition is no longer satisfied.
本実施例では、室温が設定温度Ts付近に低下した場合にのみ、ゆらぎ制御を行うことにより、室温を設定温度Tsへ早く近づかせることができ、そして、室温を設定温度Ts付近で安定させることができる。この結果、快適な空調空間を実現できる。 In this embodiment, the room temperature can be brought closer to the set temperature Ts quickly by performing the fluctuation control only when the room temperature drops to the vicinity of the set temperature Ts, and the room temperature is stabilized near the set temperature Ts. Can be done. As a result, a comfortable air-conditioned space can be realized.
図9を用いて第4実施例を説明する。図9は、本実施例に関する室外ファンFの制御方法を示すタイムチャート図である。本実施例では、第3実施例と同様に、ゆらぎ制御の実行条件を設ける。本実施例では、サーモOFF状態(すなわち、圧縮機41がOFF状態)が所定の回数繰り返された場合に、ゆらぎ制御の実行条件が成立したものとする。
The fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a time chart diagram showing a control method of the outdoor fan F according to the present embodiment. In this embodiment, the execution conditions for fluctuation control are set as in the third embodiment. In this embodiment, it is assumed that the execution condition of the fluctuation control is satisfied when the thermo-OFF state (that is, the
サーモOFF状態の場合は、圧縮機41が停止して室外ファンFも停止するため、その間は熱交換が行われなくなり、室温および湿度がいずれも上昇する。
In the thermo-OFF state, the
そして、室温が設定温度度Tsを超えると、再び圧縮機41と室外ファンFとが運転し(サーモON状態、圧縮機41のON状態)、熱交換が行われるため、室温および湿度いずれも低下する。
When the room temperature exceeds the set temperature Ts, the
このサーモON/OFF状態を繰り返していると、室温および湿度が上昇と下降とを繰り返すことになり、室内のユーザに不快感を与える。そこで、本実施例では、サーモON/OFF状態が繰り返していることを検出すると、ゆらぎ制御を実施する。図9に示す例では、圧縮機41が3回停止した場合、つまり、サーモOFF状態が3度出現すると、ゆらぎ制御を実行する条件が成立したものと判断する。所定回数は「3」に限らない。
If this thermo-ON / OFF state is repeated, the room temperature and humidity will repeatedly rise and fall, causing discomfort to the user in the room. Therefore, in this embodiment, when it is detected that the thermo ON / OFF state is repeated, fluctuation control is performed. In the example shown in FIG. 9, when the
本実施例では、室外ファンFの回転数をゆらぎ制御することにより、室外機ASoの熱交換量を調整し、室温を設定温度Ts付近で安定させる。しかし、ゆらぎ制御を行わなくても室温が安定する場合も考えられる。この場合はゆらぎ制御を行う必要がないため、本実施例のように、サーモON/OFFの繰り返しを監視すれば、無駄にゆらぎ制御が行われるのを抑制できる。 In this embodiment, the heat exchange amount of the outdoor unit ASo is adjusted by controlling the rotation speed of the outdoor fan F to fluctuate, and the room temperature is stabilized near the set temperature Ts. However, it is conceivable that the room temperature stabilizes even if the fluctuation control is not performed. In this case, it is not necessary to perform fluctuation control. Therefore, if the repetition of thermo-ON / OFF is monitored as in this embodiment, it is possible to suppress unnecessary fluctuation control.
図10を用いて第5実施例を説明する。図10は、本実施例に関する室外ファンFの制御方法を示すタイムチャート図である。本実施例も第3,第4実施例と同様に、ゆらぎ制御の実行条件を設ける。本実施例では、電動膨張弁44の開度に応じてゆらぎ制御を実行する。
A fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a time chart diagram showing a control method of the outdoor fan F according to the present embodiment. Similar to the third and fourth embodiments, this embodiment also provides execution conditions for fluctuation control. In this embodiment, fluctuation control is executed according to the opening degree of the
本実施例の空気調和機ASでは、電動膨張弁44の開度を最大開度VaHと最小開度VaLとの間で変化させることにより、熱交換量を調整する。ここで、もしも電動膨張弁44による熱交換量の調整と同時にゆらぎ制御を行うとすると、サイクルが安定しなくなる可能性がある。
In the air conditioner AS of this embodiment, the heat exchange amount is adjusted by changing the opening degree of the
そこで、本実施例では、図10の一番下に示すように、電動膨張弁44の開度が最大開度VaHになった場合に、ゆらぎ制御実行条件が成立したものと判定し、ゆらぎ制御を実行する。電動膨張弁44による制御とゆらぎ制御との実行タイミングをずらすことで、サイクルを安定させることができる。
Therefore, in this embodiment, as shown at the bottom of FIG. 10, when the opening degree of the
電動膨張弁44が最大開度VaHとなり、電動膨張弁44だけでは熱交換量を調整できない領域でも、本実施例ではゆらぎ制御を実施して熱交換量を調整できるため、サイクルを調整して快適な空調を実現できる。
Even in a region where the
図11を用いて第6実施例を説明する。図11は、本実施例に関する室外ファンFの制御方法を示すタイムチャート図である。本実施例では、第4実施例を改善するものであり、ゆらぎ制御を実行してもサーモON/OFFが発生してしまう場合に対応する。上述した第1〜第5実施例でも同様であるが、一般的に、空気調和機ASの空調対象である個人住宅の室内等では、ユーザが頻繁に出入りしたり、調理器具等の電気製品が突然使用されたりするため、室温の変化が激しいという特徴を有する。 A sixth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a time chart diagram showing a control method of the outdoor fan F according to the present embodiment. In this embodiment, the fourth embodiment is improved, and it corresponds to the case where the thermo-ON / OFF occurs even if the fluctuation control is executed. The same applies to the first to fifth embodiments described above, but in general, in the interior of a private house or the like, which is the target of air conditioning of the air conditioner AS, users frequently come and go, and electric appliances such as cooking utensils are used. Since it is used suddenly, it has the characteristic that the room temperature changes drastically.
サーモON/OFF状態が発生するということは、室温の変化が激しいということであるので、この場合は、ゆらぎ制御の周期とファン回転数変動幅とを変化させる。調整量については、前回のサーモONから今回サーモOFFするまでの期間の、時間あたりの室温変化を監視し、実験等により予め定めた補償量テーブルや補正量計算式に、監視した室温変化を当てはめることで調整量を決定する。 The occurrence of the thermo ON / OFF state means that the room temperature changes drastically. In this case, the fluctuation control cycle and the fan rotation speed fluctuation range are changed. Regarding the adjustment amount, monitor the change in room temperature per hour during the period from the previous thermo-ON to the current thermo-OFF, and apply the monitored room temperature change to the compensation amount table and correction amount calculation formula determined in advance by experiments, etc. The amount of adjustment is determined by this.
調整項としては、例えば、低速側の回転数と周期、高速側の回転数と周期の4つが挙げられる。温度変化が激しい場合であるので、低速側においては回転数はさらに低く、周期はさらに長くし、高速側においては回転数はさらに低く、周期はさらに短くする。 There are four adjustment terms, for example, the rotation speed and period on the low speed side and the rotation speed and period on the high speed side. Since the temperature change is drastic, the rotation speed is further lower and the period is longer on the low speed side, and the rotation speed is further lower and the cycle is further shortened on the high speed side.
これにより、熱交換量が抑えられ温度変化を小さくすることができるため、サーモON/OFFの発生を防ぐことができる。 As a result, the amount of heat exchange can be suppressed and the temperature change can be reduced, so that the occurrence of thermo-ON / OFF can be prevented.
つまり、本実施例では、前回のサーモON時の状況から今回のサーモON時における室外ファンFのゆらぎ制御のパラメータを学習することにより、室温変化の状況に応じて快適な空調を実現する。 That is, in this embodiment, by learning the parameters of the fluctuation control of the outdoor fan F at the time of the current thermo-ON from the situation at the time of the previous thermo-ON, comfortable air conditioning is realized according to the situation of the room temperature change.
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、様々な変形例が含まれる。上記実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることもできる。また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることもできる。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成を追加・削除・置換することもできる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications. The above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to the one including all the described configurations. It is also possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment. It is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. In addition, other configurations can be added / deleted / replaced with respect to a part of the configurations of each embodiment.
上記各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部や全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に格納することができる。 Each of the above configurations, functions, processing units, processing means, and the like may be realized by hardware, for example, by designing a part or all of them with an integrated circuit. Further, each of the above configurations, functions, and the like may be realized by software by the processor interpreting and executing a program that realizes each function. Information such as programs, tables, and files that realize each function can be stored in a memory, a hard disk, a recording device such as an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD.
また、上述した実施形態に含まれる技術的特徴は、特許請求の範囲に明示された組み合わせに限らず、適宜組み合わせることができる。 Further, the technical features included in the above-described embodiment are not limited to the combinations specified in the claims, and can be appropriately combined.
1:モータ制御装置、2:インバータ回路、3:直流電源、41:圧縮機、42:四方弁、43:室外熱交換器、44:膨張弁、45:室内熱交換器、F:室外ファン
1: Motor control device, 2: Inverter circuit, 3: DC power supply, 41: Compressor, 42: Four-way valve, 43: Outdoor heat exchanger, 44: Expansion valve, 45: Indoor heat exchanger, F: Outdoor fan
Claims (5)
前記室外機は、
圧縮機と、
前記圧縮機からの冷媒が供給される室外熱交換器へ送風する室外ファンと、
前記圧縮機および前記室外ファンを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
冷房運転時における所定の契機に、前記室外ファンの回転数を所定の周期および所定の加減速パターンにしたがって時間変化させる所定のゆらぎ制御を実施し、
前記所定のゆらぎ制御では、前記室外ファンの回転数の時間変化の変動に対して制限を設定する、
空気調和機。 An air conditioner equipped with an indoor unit and an outdoor unit.
The outdoor unit is
With a compressor,
An outdoor fan that blows air to the outdoor heat exchanger to which the refrigerant from the compressor is supplied, and
A control device for controlling the compressor and the outdoor fan is provided.
The control device is
A predetermined trigger in the cooling operation, and performs a predetermined fluctuation control to time change according to a predetermined cycle and a predetermined acceleration and deceleration pattern the rotational speed of the outdoor fan,
In front Symbol predetermined fluctuation control, set limits with respect to the rotational speed of the fluctuation of the time variation of the outdoor fan,
Air conditioner.
請求項1に記載の空気調和機。 The predetermined trigger is when the difference between the room temperature and the set temperature is within the predetermined range.
The air conditioner according to claim 1.
前記室外機は、
圧縮機と、
前記圧縮機からの冷媒が供給される室外熱交換器へ送風する室外ファンと、
前記圧縮機および前記室外ファンを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
冷房運転時において前記圧縮機が所定の回数停止した場合に、前記室外ファンの回転数を所定の周期および所定の加減速パターンにしたがって時間変化させる所定のゆらぎ制御を実施する、
空気調和機。 An air conditioner equipped with an indoor unit and an outdoor unit.
The outdoor unit is
With a compressor,
An outdoor fan that blows air to the outdoor heat exchanger to which the refrigerant from the compressor is supplied, and
A control device for controlling the compressor and the outdoor fan is provided.
The control device is
If the compressor had us when cooling operation is stopped a predetermined number of times, performing the predetermined fluctuation control to time change according to a predetermined cycle and a predetermined acceleration and deceleration pattern the rotational speed of the outdoor fan,
Air conditioner.
前記室外機は、
圧縮機と、
前記圧縮機からの冷媒が供給される室外熱交換器へ送風する室外ファンと、
前記圧縮機および前記室外ファンを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
冷房運転時において前記室内機の持つ電動膨張弁の状態に基づいて決定される所定の契機に、前記室外ファンの回転数を所定の周期および所定の加減速パターンにしたがって時間変化させる所定のゆらぎ制御を実施する、
空気調和機。 An air conditioner equipped with an indoor unit and an outdoor unit.
The outdoor unit is
With a compressor,
An outdoor fan that blows air to the outdoor heat exchanger to which the refrigerant from the compressor is supplied, and
A control device for controlling the compressor and the outdoor fan is provided.
The control device is
A predetermined fluctuation control that changes the rotation speed of the outdoor fan over time according to a predetermined cycle and a predetermined acceleration / deceleration pattern at a predetermined trigger determined based on the state of the electric expansion valve of the indoor unit during the cooling operation. To carry out,
Air conditioner.
請求項1〜4のいずれか一項に記載の空気調和機。 The control device adjusts at least one of the predetermined period or the predetermined acceleration / deceleration pattern in the current predetermined fluctuation control based on the room temperature change during the previous execution of the predetermined fluctuation control.
The air conditioner according to any one of claims 1 to 4.
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