JP2005121359A - エアコン制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 安全領域でエアコンが動作されるようにし、不安定領域での運転時に発生する圧縮機の振動・騷音を減少し圧縮機の損傷を防止し、信頼性及び耐久性を向上させる。
【解決手段】 動作運転中の圧縮機の吸入／吐出圧力と、正常的に運転されるべき値を既設定した吸入／吐出圧力との比較を介して圧縮機の運転領域状態が安全領域状態であるのかまたは不安定領域状態であるのかを判断して、不安定領域での運転時安全領域にくるように可変手段を、例えば圧縮機動作周波数、室内／室外電子膨張弁及び室内／室外ファン等、制御する。
【選択図】 図１８

Description

本発明はエアコン動作制御において、基本運転中の圧縮機の吸入／吐出圧力と既設定された吸入／吐出圧力との比較を介して圧縮機の運転領域状態が安全領域状態であるのかまたは不安定領域状態であるのかを判断して不安定領域での運転時安全領域にくるように可変要素を制御するエアコン制御方法に関する。

以下従来技術に対して説明する。

図１は、一般的な分離型エアコンの室内機及び室外機を見せる断面図である。

図１に示したように、室外に設置される室外機１と、室内に設置される室内機２で構成されている。

室外機１は、冷媒を高温／高圧の状態に圧縮させる圧縮機１０、前記圧縮機１０から冷媒を伝達を受けて常温／高圧の状態に作る凝縮機１２、前記凝縮機１２を冷却させるための室外ファン１３及びファンモーター５を備える。

室内機２は、凝縮機１２から冷媒を伝達を受けて膨張させて所定の低圧状態に作る電子膨張弁（ＥＥＶ／electrical extention valve）１４ａ、前記電子膨張弁１４ａから冷媒を伝達を受けて低温／低圧の状態に変換させる蒸発器１５及び室内機２の内部中央で吸入される空気を蒸発器１５で強制的に熱交換させるための送風機１６を備える。

以上では電子膨張弁１４ａが室内機２に配置されたことに説明したが、室外機１にも配置できる。

図２は、このような電子膨張弁１４ａを見せる断面図である。

前記電子膨張弁１４ａは、凝縮機１２からの常温／高圧の冷媒を伝達を受けて膨張させるための装置である。

前記図２に見せたように、電子膨張弁１４ａは入口配管２２ａと出口配管２３ａを介して冷媒を流動させる。

凝縮機１２からの冷媒は、まず入口配管２２、２２ａを介して電子膨張弁１４ａに流入する。流入した冷媒はステッピングモーター９によるスクリュー８の作用でニードル３が上下に移動することによって、オリフィス４との作用により出口配管２３、２３ａに膨張されて噴射される。

結局、冷媒の噴射量は、ニードル３とオリフィス４により調節される。

図３は、このような電子膨張弁１４ａが室外機１に用意された状態を見せる断面図であって、図４は前記電子膨張弁１４ａが室内機２に用意された状態を見せる断面図である。

まず、図３に見せたように、凝縮機１２からの常温／高圧の冷媒が入口配管２２、２２ａを介して電子膨張弁１４ａに流入した後、膨張されて出口配管２３、２３ａに流動される。

一方、図４に見せたように室外機１の凝縮機１２からの常温／高圧の冷媒が入口配管２２、２２ａを介して電子膨張弁１４ａに流入した後、膨張されて出口配管２３、２３ａに流動される。

一般にエアコンは、冷媒の圧縮、凝縮、膨張及び蒸発過程を経て生成された冷気を室内に吐出させて室内温度を低下させる機器であって、室外側に設置される室外機と、室内側に設置される室内機に区分され、前記室外機は圧縮機１０及びアキュムレーター１７、四方バルブ(4-way valve)１１、室外熱交換器である凝縮機１２及び室外ファン１３で構成されていて、前記室内機は膨張弁１４及び室内熱交換器である蒸発器１５及び室内ファン１６で構成されている。

前記でエアコンの室内機及び室外機は、一つ以上それぞれ構成されることができ、また前記エアコンの場合、複数の室内空間を冷房または暖房させることができるように一つの室外機に複数の室内機を連結したマルチ形態で構成して用いることもする。

前記のように構成されたエアコンの冷房過程を説明すれば、図５に示したように、室内熱交換器１５から圧縮機１０に流入した低温低圧の気相（気体）冷媒は圧縮機１０の加圧作用を介して高温高圧の気相状態に加圧されると同時に、冷房サイクルが形成されるように切り替えられた四方バルブ１１を介して室外熱交換器１２に吐出されるようになって、前記室外熱交換器１２に吐出された冷媒は前記室外熱交換器１２の内部を流動しながら室外ファン１３駆動を介して室外機内に吸入された外部空気と熱交換を行って常温高圧の液状状態に相変化を起こすようになる。

前記のように相変化された冷媒は、膨張弁１４に吐出されると同時に、前記膨張弁１４の内部を流動しながら蒸発作用が容易に行われることができるように低温低圧の液状状態に減圧されて室内熱交換器１５に吐出されるようになって、前記室内熱交換器１５に吐出された冷媒は前記室内熱交換器１５の周囲空気と熱交換を行って低温低圧の気相状態に相変化を起こした後、四方バルブ１１を介して再び圧縮機１０に流入するようになる。

前記のように室内熱交換器１５で膨張弁１４を介して減圧された冷媒と熱交換された周囲空気は前記冷媒に熱を奪われながら冷たい冷気に変化して、前記冷気は室内ファン１６を介して室内に吐出されながらエアコンの冷房過程が終了されるようになる。

またエアコンの暖房過程は、前述した冷房過程と反対のサイクルを形成することであって、図６に示したように、室外熱交換器１２から圧縮機１０に流入した低温低圧の気相冷媒は圧縮機１０の加圧作用を介して高温高圧の気相状態に加圧されると同時に、暖房サイクルが形成されるように切り替えられた四方バルブ１１を介して室内熱交換器１５に吐出されて室内熱交換器１５の周囲空気と熱交換を介して常温高圧の液状状態に相変化を起こした後膨張弁１４に吐出されるようになるが、この時高温高圧の気相冷媒と熱交換された周囲空気は前記冷媒熱により暑い空気に変化すると同時に、室内ファン１６を介して室内に吐出されて室内の温度を上昇させるようになる。

また、膨張弁１４に吐出された冷媒は、室外熱交換器１２で蒸発作用が円滑に行われることができるように低温低圧の液状状態に減圧された次に室外熱交換器１２に吐出されるようになって、前記室外熱交換器１２に吐出された冷媒は室外機内に流入した外部空気との熱交換を介して低温低圧の気相状態に相変化を起こした後、四方バルブ１１を介して再び圧縮機１０に流入するようになる。

しかし、前記のように構成されたエアコンにおいて圧縮機１０の運転方式を説明すれば、目標にする冷／暖房能力を出すことができるように圧力値または温度値を制御する。

すなわち、圧縮機の吸入／吐出圧力を制御する方式または室内／室外温度及び運転が必要な室内機の容量値を計算してあらかじめ選定された圧縮機１０運転ステップ（Ｓｔｅｐ）にしたがって運転するようになっているが、前記のように圧力値と温度値で与えられる運転領域のうち特に圧縮機１０の吸入圧力及び吐出圧力が少なくとも一つ以上低下して、振動／騒音が小さくて圧縮機に無理がかからない領域である圧縮機１０特性が考慮された安全領域を外れて、図７に示したように不安定領域で圧縮機１０の運転が行われる場合、前記圧縮機１０の安定的な運転が行われる安全領域とは反対に圧縮機１０の振動及び騷音が増える問題点があった。

また、前記した不安定領域で圧縮機１０を長時間運転させる場合、前記振動及び騷音増加によって圧縮機１０が損傷されながら圧縮機１０を新しく交替したり、または圧縮機１０損傷によるエアコンの性能が大幅に低下する等の問題点もあった。

さらに、前記のように振動／騷音増加によって圧縮機１０が損傷される場合、圧縮機１０自体に対する信頼性及び耐久性も大幅に低下する等の問題点もあった。

本発明は、基本的に動作運転中の圧縮機の吸入／吐出圧力と、正常的に運転されるべき値を既設定した吸入／吐出圧力との比較を介して圧縮機の運転領域状態が安全領域状態であるのかまたは不安定領域状態であるのかを判断して、不安定領域での運転時安全領域にくるように可変手段を、例えば圧縮機動作周波数、室内／室外電子膨張弁及び室内／室外ファン等、制御することによって前記不安定領域での運転時発生する圧縮機の振動／騷音はもちろん、損傷防止による圧縮機の信頼性及び耐久性を向上させることができるようにすることにその目的がある。

本発明は圧縮機を含む室内機及び凝縮機を含む室外機が一つ以上それぞれ備わるエアコンにおいて、圧縮機の圧力値及び温度値の一つ以上に対して適正運転領域をあらかじめ設定して現在基本運動中の圧縮機の動作値と前記適正運転領域値を相互に前記比較した結果が、圧縮機の動作適正運転領域を満足しない場合に、適正運転領域内で動作されるように可変手段を制御するようにする。

したがって本発明によりエアコンを制御する場合、圧縮機が不安定領域で運転時発生する圧縮機の振動及び騷音を減少させて圧縮機の損傷を防止することができる。

以下、本発明によるエアコン制御方法に対する望ましい実施形態に対して添付した図面に基づいて説明すると次の通りである。

図８は、本発明のエアコン制御方法を介して既設定された吸入／吐出圧力範囲を外れた不安定領域の圧縮機運転状態を既設定された吸入／吐出圧力範囲内である安全領域へ移動させて動作するための概括的なフローチャートを示したものである。

以下、本発明のエアコン制御方法に対して詳細に説明する。また本発明と前述した従来との同一構成に対しては同一符号を適用するようにする。

図面で見るように、冷／暖房運転時圧縮機１０の吸入圧力及び吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃを測定する段階（Ｓ８０１）と；前記測定された圧縮機１０の吸入／吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃを既設定された吸入／吐出圧力と比較する段階；及び前記比較結果によって測定された圧縮機１０の吸入／吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃが既設定された第１、２吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２と第１、２吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲内にあるかを判断する段階（Ｓ８０２）と；前記圧縮機１０の吸入／吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃが既設定された第１、２吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２と第１、２吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲を外れる場合、既設定された吸入／吐出圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲内にくるように可変手段を制御する段階（Ｓ８０３）；を含んで構成されている。

また、前記可変手段制御による圧縮機１０の吸入／吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃが既設定された吸入／吐出圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲内にあるかを再判断する過程が反復される。

前記したように、本発明のエアコン制御方法は、基本的に目標にする冷／暖房能力を出すことができるように圧力値または／及び温度値が設定されて動作するエアコンにおいて、前記設定した状態が可変された場合に可変要素を制御して正常的に動作するようにするためである。

すなわち、圧縮機１０の吸入／吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃを制御して運転したり、室内／室外温度及び運転が必要な室内機の容量値を計算してあらかじめ設定された圧縮機１０運転ステップにしたがって運転するようになっている圧縮機１０運転方式のうち圧縮機１０の吸入圧力Ｐｓｃ及び吐出圧力Ｐｄｃが少なくとも一つ以上低下して圧縮機１０特性が考慮された安全領域を外れた不安定領域での圧縮機１０運転時、圧縮機１０の動作周波数、室内／室外電子膨張弁１４ａ及び室外ファン１３などの可変手段を一つ以上制御して前記圧縮機１０の運転領域が安全領域にくるようにして前記安全領域内で圧縮機１０が運転されるようにしたことである。

この時、前記冷／暖房時の可変手段制御は、圧縮機１０の運転周波数（Ｈｚ）を可変、圧縮機１０の運転をオン（ｏｎ）／オフ（ｏｆｆ）、室内／室外電子膨張弁１４ａの開度調節及び室内／室外ファン１３の風量可変を少なくとも一つ以上行う。

前記のように可変手段の制御を介して図７のように既設定された吸入／吐出圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲を外れた運転領域すなわち、不安定領域で運転中の圧縮機１０の吸入／吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃが増えながら既設定された第１、２吸入／吐出圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲である安全領域内に移動するようになって圧縮機１０運転による信頼性を確保するようになる。

この時、圧縮機１０の安全領域は、圧縮機１０特性を考慮して振動及び騷音が小さくて、運転による信頼性が確保される領域あって、ダイキン社の圧縮機を例に挙げる時、吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２の範囲は０．１８−０．８ＭＰａであって、吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２の範囲は１．２６−３．４ＭＰａであるが、前記ダイキン社圧縮機外の他の圧縮機の場合、安全領域範囲が相互にそれぞれ違うが本発明のエアコン制御方法を介して他の圧縮機も不安定領域から安全領域へ移動して安全領域内で運転が行われることができる。

また、本発明による実施形態の制御過程をさらに具体的に説明するために既設定された吸入圧力範囲Ｐｓ１、Ｐｓ２のうち０．１８ＭＰａは第１吸入圧力Ｐｓ１、０。８ＭＰａは第２吸入圧力Ｐｓ２といって、既設定された吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲のうち１．２６ＭＰａは第１吐出圧力Ｐｄ１、３．４ＭＰａは第２吐出圧力Ｐｄ２と称する。

以上の制御方法を図８のフローチャートを参考にして説明する。

図８に示したように、エアコンの冷／暖房モードを介して運転中の圧縮機１０の吸入圧力Ｐｓｃ及び吐出圧力Ｐｄｃを測定する。（Ｓ８０１）。

前記測定された圧縮機１０の吸入及び吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃと既設定された吸入／吐出圧力と相互に比較してその結果によって測定された圧縮機１０の吸入及び吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃが既設定された第１、２吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２範囲である０．１８−０．８ＭＰａ間と第１、２吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲である１．２６−３．４ＭＰａ間にあるのか判断するようになる。（Ｓ８０２）。

前記判断結果、圧縮機１０の吸入及び吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃが既設定された第１、２吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２と第１、２吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲内にある場合、現在運転中の状態で引続き基本運転をするようになるが（Ｓ８０４）、これと反対に圧縮機１０の吸入及び吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃが設定された第１、２吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２及び第１、２吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２のうち一つ以上の圧力が範囲を外れる場合、エアコンの運転モード（冷／暖房）にしたがって圧縮機１０の運転周波数（Ｈｚ）を可変、圧縮機１０の運転をオン／オフ、室内／室外の電子膨張弁開度を調節及び室内／室外ファン１３の風量可変を少なくとも一つ以上行って制御することによって（Ｓ８０３）、圧縮機１０の吸入及び吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃが既設定された吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２及び吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲内にくるようにする。

以後、前記可変手段の制御を介した圧縮機１０運転領域の吸入及び吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃが既設定された吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２及び吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲内にあるかを再判断して前記圧縮機１０の運転領域が既設定された第１、２吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２と第１、２吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲内にある場合には、現在運転中の状態で引続き基本運転をして、これと反対に圧縮機１０の運転領域が設定された第１、２吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２と第１、２吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲を外れる場合には、前記圧縮機１０の運転領域が第１、２吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２と第１、２吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲である安全領域内にくる時まで前述した過程を引続き繰り返すようになる。

以上でのように、圧縮機１０の運転領域が不安定領域から安全領域内に移動できるようにエアコンを制御する方法において、前記圧縮機１０の運転領域のうち吐出圧力Ｐｄｃは既設定された吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲内にあって、吸入圧力Ｐｓｃが設定された吸入圧力の下限値Ｐｓ１を外れる場合と、吸入圧力Ｐｓｃは既設定された吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２範囲内にあって、吐出圧力Ｐｄｃが設定された吐出圧力の下限値Ｐｄ１を外れる場合と、吸入／吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃすべてが設定された吸入／吐出圧力の下限値Ｐｓ１、Ｐｄ１を外れる場合を第１、２、３実施形態に区分して前記実施形態に対するエアコン制御方法を説明すると次の通りである。

図９は、運転中の圧縮機の吸入圧力が既設定された吸入圧力下限値を外れた不安定領域の圧縮機運転状態を示したものであって、図１０は本発明のエアコン制御方法を介して既設定された吸入圧力下限値を外れた不安定領域の圧縮機運転状態を既設定された第１、２吸入圧力範囲内である安全領域へ移動させるための第１実施形態のフローチャートを示したものである。

まず、本発明による第１実施形態で、既設定された吸入圧力下限値Ｐｓ１を外れた不安定領域の圧縮機１０運転状態を既設定された第１、２吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２範囲内である安全領域へ移動させるためのエアコン制御方法は、図１０に示したように次の通りである。

冷／暖房運転時圧縮機１０の吸入及び吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃを測定して前記測定された圧縮機１０の吸入／吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃを既設定された吸入／吐出圧力と比較する。

前記比較結果によって測定された圧縮機１０の吸入／吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃが既設定された第１、２吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２と第１、２吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲内にあるかを判断して、前記圧縮機１０の運転領域のうち吐出圧力Ｐｄｃは既設定された吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲内にあって、吸入圧力Ｐｓｃが設定された吸入圧力の下限値Ｐｓ１を外れる場合に、前記既設定された吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２範囲内にくるように可変手段を制御する。

また前記可変手段制御による圧縮機１０の吸入／吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃが既設定された吸入／吐出圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲内にあるのか判断する過程を繰り返す。

この時、前記可変手段制御は、エアコンの冷／暖房時すべて圧縮機１０の運転周波数（Ｈｚ）を減少、冷房時室内電子膨張弁の開度を増加、暖房時室外電子膨張弁の開度増加、冷房時室内ファン１６風量減少及び暖房時室外ファン１３の風量減少を少なくとも一つ以上行う。

前記のように可変手段を制御する場合、既設定された吸入圧力の第１吸入圧力Ｐｓ１以下に外れた圧縮機１０の吸入圧力Ｐｓｃが増えながら既設定された第１、２吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２範囲である安全領域内に移動するようになって前記安全領域内で運転が行われるようになって圧縮機１０運転による信頼性を確保するようになる。

以上の制御方法を図１０のフローチャートを参考にして説明する。

図１０に示したように、エアコンの冷／暖房モードを介して運転中の圧縮機１０の吸入圧力Ｐｓｃ及び吐出圧力Ｐｄｃを測定する。（Ｓ１００１）。

前記測定された圧縮機１０の吸入及び吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃと既設定された吸入／吐出圧力と相互に比較してその結果によって測定された圧縮機１０の吸入及び吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃが既設定された第１、２吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２範囲である０．１８−０．８ＭＰａ間と第１、２吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲である１．２６−３．４ＭＰａ間にあるのか判断する。（Ｓ１００２）。

前記判断結果、圧縮機１０の吸入圧力Ｐｓｃ及び吐出圧力Ｐｄｃが既設定された第１、２吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２範囲である０．１８−０．８ＭＰａ間と第１、２吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲である１．２６−３．４ＭＰａ間にある場合、現在運転中の状態で引続き基本運転をするようになる。（Ｓ１００６）。

しかし、これと反対に圧縮機１０の吐出圧力Ｐｄｃは、既設定された第１、２吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲である１．２６−３．４ＭＰａ内にあって、吸入圧力Ｐｓｃが設定された吸入圧力下限値Ｐｓ１である０．１８ＭＰａ以下である場合（Ｓ１００３）、エアコンの運転モード（冷房／暖房）にしたがって冷房時には圧縮機１０の運転周波数（Ｈｚ）を減少、室内電子膨張弁の開度増加及び室内ファン風量減少を少なくとも一つ以上行って（Ｓ１００４）、暖房時には圧縮機１０の運転周波数（Ｈｚ）を減少、室外電子膨張弁の開度増加及び室外ファン１３の風量減少を少なくとも一つ以上制御することによって（Ｓ１００５）、圧縮機１０の吸入圧力Ｐｓｃを増加させて前記増えた吸入圧力Ｐｓｃが既設定された吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２範囲内にくるようにする。

以後、前記可変手段の制御を介して吸入圧力Ｐｓｃが増えた状態の圧縮機１０運転領域が既設定された吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２及び吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲内にあるかを再判断して前記圧縮機１０の運転領域すなわち、吸入圧力Ｐｓｃ及び吐出圧力Ｐｄｃが既設定された第１、２吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２範囲である０．１８−０．８ＭＰａ間と第１、２吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲である１．２６−３．４ＭＰａ間にある場合、現在運転中の状態で引続き基本運転をするようになって（Ｓ１００６）、これと反対に圧縮機１０の吸入圧力Ｐｓｃが設定された吸入圧力下限値Ｐｓ１以下である場合、前記圧縮機１０の吸入圧力Ｐｓｃが設定された吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２範囲内にくる時まで前述した過程を引続き繰り返すようになる。

図１１は、前記図１０の動作がインバータ圧縮機及び定速圧縮機で作動する場合を示した図面である。

基本的な動作は前記図１０と同じであるので詳細な説明は省略する。

ただしインバータ圧縮機を制御する場合には冷／暖房時動作周波数を制御するが、定速圧縮機を冷／暖房時制御する場合には前記動作周波数を制御する代わりに圧縮機動作をオン／オフ制御することである。

図１２は、運転中の圧縮機の吐出圧力が既設定された吐出圧力下限値を外れた不安定領域の圧縮機運転状態を示したものであって、図１３は本発明のエアコン制御方法を介して既設定された吐出圧力下限値を外れた不安定領域の圧縮機運転状態を既設定された第１、２吐出圧力範囲内である安全領域へ移動させるための第２実施形態のフローチャートを示したものである。

本発明による第２実施形態で、既設定された吐出圧力下限値Ｐｄ１を外れた不安定領域の圧縮機１０運転状態を既設定された第１、２吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲内である安全領域へ移動させるためのエアコン制御方法は次の通りである。

図１３に示したように、冷／暖房運転時圧縮機１０の吸入及び吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃを測定して、前記測定された圧縮機１０の吸入／吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃを既設定された吸入／吐出圧力と比較する。

前記比較結果によって測定された圧縮機１０の吸入／吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃが既設定された第１、２吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２と第１、２吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲内にあるかを判断して、前記圧縮機１０の運転領域のうち吸入圧力Ｐｓｃは既設定された吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２範囲内にあって、吐出圧力Ｐｄｃが設定された吐出圧力の下限値Ｐｄ１を外れる場合、既設定された吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲内にくるように可変手段を制御する。

また前記可変手段制御による圧縮機１０の吸入／吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃが既設定された吸入／吐出圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲内にあるかを再判断する過程が行われることである。

この時、前記可変手段制御は、エアコンの冷／暖房時すべて圧縮機１０の運転周波数（Ｈｚ）を増加、冷房時室内電子膨張弁の開度を減少、冷房時室外ファン１３の風量を減少、暖房時室外電子膨張弁の開度減少及び室内ファン風量減少を少なくとも一つ以上行う。

前記のように可変手段を制御する場合、第１吐出圧力Ｐｄ１以下に外れた圧縮機１０の既設定された吐出圧力Ｐｄｃが増えながら既設定された第１、２吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲である安全領域内に移動するようになって前記安全領域内で運転が行われるようになって圧縮機１０運転による信頼性を確保するようになる。

以上の制御方法を図１３のフローチャートを参考にして説明する。

図１３に示したように、エアコンの冷／暖房モードを介して運転中の圧縮機１０の吸入圧力Ｐｓｃ及び吐出圧力Ｐｄｃを測定する。（Ｓ１３０１）。

前記測定された圧縮機１０の吸入及び吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃと既設定された吸入／吐出圧力と相互に比較してその結果によって測定された圧縮機１０の吸入及び吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃが既設定された第１、２吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２範囲である０．１８−０．８ＭＰａ間と第１、２吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲である１．２６−３．４ＭＰａ間にあるのか判断する。（Ｓ１３０２）。

前記判断結果、圧縮機１０の吸入圧力Ｐｓｃ及び吐出圧力Ｐｄｃが既設定された第１、２吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２範囲である０．１８−０．８ＭＰａ間と第１、２吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲である１．２６−３．４ＭＰａ間にある場合、現在運転中の状態で引続き基本運転をするようになる。（Ｓ１３０６）。

しかし、これと反対に圧縮機１０の吸入圧力Ｐｓｃは、既設定された第１、２吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２範囲である０．１８−０．８ＭＰａ内にあって、吐出圧力Ｐｄｃが設定された吐出圧力下限値Ｐｄ１である１．２６ＭＰａ以下である場合（Ｓ１３０２）、エアコンの運転モードによって冷房時には圧縮機１０の運転周波数（Ｈｚ）を増加、室内電子膨張弁の開度を減少及び室外ファン１３の風量減少を少なくとも一つ以上行って（Ｓ１３０４）、暖房時には圧縮機１０の運転周波数（Ｈｚ）を増加、室外電子膨張弁の開度を減少及び室内ファン風量減少を少なくとも一つ以上行って（Ｓ１３０５）、圧縮機１０の吐出圧力Ｐｄｃを増加させて前記増えた吐出圧力Ｐｄｃが既設定された吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲内にくるようにする。

以後、前記可変手段の制御を介して吐出圧力Ｐｄｃが増えた状態の圧縮機１０運転領域が既設定された吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２及び吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲内にあるかを再判断して前記圧縮機１０の吸入圧力Ｐｓｃ及び吐出圧力Ｐｄｃが既設定された第１、２吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２範囲である０．１８−０．８ＭＰａ間と第１、２吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲である１．２６−３．４ＭＰａ間にある場合、現在運転中の状態で引続き基本運転をするようになって、これと反対に圧縮機１０の吐出圧力Ｐｄｃが設定された吐出圧力下限値Ｐｄ１以下である場合、前記圧縮機１０の吐出圧力Ｐｄｃが設定された吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲内にくる時まで前述した過程を引続き繰り返すようになる。

図１４は、前記図１３の動作がインバータ圧縮機及び定速圧縮機で作動する場合を示した図面である。

基本的な動作は、前記図１３と同じであるので詳細な説明は省略する。

ただしインバータ圧縮機を制御する場合には冷／暖房時動作周波数を制御するが、定速圧縮機を冷／暖房時制御する場合には前記動作周波数を制御する代わりに圧縮機動作をオン／オフ制御することである。

図１５は、運転中の圧縮機の吸入／吐出圧力が既設定された吸入／吐出圧力下限値をすべて外れた不安定領域の圧縮機運転状態を示したものであって、図１６は本発明のエアコン制御方法を介して既設定された吸入／吐出圧力下限値をすべて外れた不安定領域の圧縮機運転状態を既設定された第１、２吸入／吐出圧力範囲内である安全領域へ移動させるための第３実施形態のフローチャートを示したものである。

本発明による第３実施形態で、既設定された吸入／吐出圧力下限値Ｐｓ１、Ｐｄ１をすべて外れた不安定領域の圧縮機１０運転状態を既設定された第１、２吸入／吐出圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲内である安全領域へ移動させるためのエアコン制御方法は次の通りである。

図１６に示したように、冷／暖房運転時圧縮機１０の吸入及び吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃを測定して、前記測定された圧縮機１０の吸入／吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃを既設定された吸入／吐出圧力と比較する。

前記比較結果によって測定された圧縮機１０の吸入／吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃが既設定された第１、２吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２と第１、２吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲内にあるかを判断して、前記圧縮機１０の運転領域のうち吸入／吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃが設定された吸入／吐出圧力の下限値Ｐｓ１、Ｐｄ１をすべて外れる場合、既設定された吸入／吐出圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲内にくるように可変手段を制御する。

また前記可変手段制御による圧縮機１０の吸入／吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃが既設定された吸入／吐出圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲内にあるかを再判断する過程が行われる。

この時、前記可変手段制御は、エアコンの冷／暖房時すべて圧縮機１０の運転周波数（Ｈｚ）を増加及び室外ファン１３の風量減少を少なくとも一つ以上行って、冷房時室内電子膨張弁の開度を増加して、暖房時には室外電子膨張弁の開度を増加させる。

前記のように可変手段を制御する場合、第１吸入／吐出圧力Ｐｓ１、Ｐｄ１以下に外れた圧縮機１０の吸入／吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃが増えながら既設定された第１、２吸入／吐出圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲である安全領域内に移動するようになって前記安全領域内で運転が行われるようになって圧縮機１０運転による信頼性を確保するようになる。

以上の制御方法を図１６のフローチャートを参考にして説明する。

図１６に示したように、エアコンの冷／暖房モードを介して運転中の圧縮機１０の吸入圧力Ｐｓｃ及び吐出圧力Ｐｄｃを測定する。（Ｓ１６０１）。

前記測定された圧縮機１０の吸入及び吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃと既設定された吸入／吐出圧力と相互に比較してその結果によって測定された圧縮機１０の吸入及び吐出圧力Ｐｓｃ、Ｐｄｃが既設定された第１、２吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２範囲である０．１８−０．８ＭＰａ間と第１、２吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲である１．２６−３．４ＭＰａ間にあるのか判断する。（Ｓ１６０２）。

前記判断結果、圧縮機１０の吸入圧力Ｐｓｃ及び吐出圧力Ｐｄｃが既設定された第１、２吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２範囲である０．１８−０．８ＭＰａ間と第１、２吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲である１．２６−３．４ＭＰａ間にある場合、現在運転中の状態で引続き基本運転をするようになる。（Ｓ１６０６）。

しかし、これと反対に圧縮機１０の吸入圧力Ｐｓｃ及び吐出圧力Ｐｄｃが設定された吸入圧力下限値Ｐｓ１である０．１８ＭＰａと吐出圧力下限値Ｐｄ１である１．２６ＭＰａ以下である場合、エアコンの運転モードによって冷房時には圧縮機１０の運転周波数（Ｈｚ）を増加、室外ファン１３０の風量を減少及び室内電子膨張弁の開度増加を少なくとも一つ以上行う。（Ｓ１６０４）。

一方、暖房時には圧縮機１０の運転周波数（Ｈｚ）を増加、室内ファン１６の風量を減少及び室外電子膨張弁の開度増加を少なくとも一つ以上行う。（Ｓ１６０５）。

したがって圧縮機１０の吸入圧力Ｐｓｃ及び吐出圧力Ｐｄｃを増加させて前記増えた吸入圧力Ｐｓｃと吐出圧力Ｐｄｃが既設定された吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２と吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲内にくるようにする。

以後、前記可変手段の制御を介して吸入圧力Ｐｓｃ及び吐出圧力Ｐｄｃが増えた状態の圧縮機１０運転領域が既設定された吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２及び吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲内にあるかを再判断して前記圧縮機１０の運転領域すなわち、吸入圧力Ｐｓｃ及び吐出圧力Ｐｄｃが既設定された第１、２吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２範囲である０．１８−０．８ＭＰａ間と第１、２吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲である１．２６−３．４ＭＰａ間にある場合、現在運転中の状態で引続き基本運転４４０をするようになって、これと反対に圧縮機１０の吸入圧力Ｐｓｃ及び吐出圧力Ｐｄｃが設定された吸入圧力下限値Ｐｓ１と吐出圧力下限値Ｐｄ１以下である場合、前記圧縮機１０の吸入圧力Ｐｓｃ及び吐出圧力Ｐｄｃが設定された吸入圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２と吐出圧力Ｐｄ１、Ｐｄ２範囲内にくる時まで前述した過程を引続き繰り返すようになる。

図１７は、前記図１６の動作がインバータ圧縮機及び定速圧縮機で作動する場合を示した図面である。

基本的な動作は前記図１６と同じであるので詳細な説明は省略する。

ただしインバータ圧縮機を制御する場合には冷／暖房時動作周波数を制御するが、定速圧縮機を冷／暖房時制御する場合には前記動作周波数を制御する代わりに圧縮機動作をオン／オフ制御することである。

図１８は、本発明の圧縮機の運転モードである冷／暖房と圧縮機種類（インバータ／定速）の場合での動作を制御するために可変要素制御を全体的に示した図面である。

ユーザーは圧縮機の適正運転領域での圧力値と温度値をあらかじめ設定する。（Ｓ１８０１）。

現在基本運転中の圧縮機の吸入／吐出圧力と前記設定した適正値と比較する。（Ｓ１８０２）。

基本運転中の圧縮機の吸入／吐出圧力が前記設定した圧力範囲内である場合には前記現在基本状態で続けて動作する。（Ｓ１８０３、１８０８）。

しかし、基本運転中の圧縮機の吸入／吐出圧力が前記設定した圧力範囲内でない場合には（Ｓ１８０３）、インバータ圧縮機の場合で冷／暖房時に圧縮機動作周波数制御、室内／室外ＥＥＶ制御及び室内／室外風量制御を一つ以上行う。（Ｓ１８０４、１８０５）。

一方、基本運転中の圧縮機の吸入／吐出圧力が前記設定した圧力範囲内でない場合には（Ｓ１８０３）、定速圧縮機の場合で冷／暖房時に圧縮機動作オン／オフ制御、室内／室外ＥＥＶ制御及び室内／室外風量制御を一つ以上行う。（Ｓ１８０６、１８０７）。

以上のように構成された本発明のエアコン制御方法は、基本的に運転中の圧縮機１０の運転領域が不安定領域状態であるのかまたは安全領域状態であるのかを判断して不安定領域での運転時安全領域にくるように可変手段を制御することによって、前記不安定領域での運転時発生する圧縮機１０の振動及び騷音を減少させると同時に、前記振動／騷音減少による圧縮機１０の信頼性及び耐久性を向上させることができる卓越した発明であり、前記した本発明のエアコン制御方法の場合、一般的なエアコンはもちろん、複数の室内空間を冷房または暖房させることができるように一つの室外機に複数の室内機を連結したマルチ形態のエアコンにも適用できることをあらかじめ明らかにする。

以上で本発明の望ましい実施形態を説明したが、本発明は多様な変化と可変及び均等物を用いることができる。本発明は前記実施形態を適切に変形して同一に応用できることが明確である。

したがって前記記載内容は、特許請求範囲の限界により本発明の範囲が限られるのでない。

本発明はエアコンの動作制御に係り、冷蔵庫など冷媒を圧縮する過程が隨伴する製品に適用可能である。

分離型エアコンの室内機及び室外機を見せる断面図。 エアコンの室内機または室外機に配置される電子膨張弁を見せる断面図。 分離型エアコンの室外機に電子膨張弁が用意された状態を見せる断面図。 分離型エアコンの室内機に電子膨張弁が用意された状態を見せる断面図。 従来エアコンの冷房サイクルを示した状態図。 従来エアコンの暖房サイクルを示した状態図。 運転中の圧縮機の吸入／吐出圧力が既設定された吸入／吐出圧力範囲を外れた不安定領域の圧縮機運転状態図。 本発明のエアコン制御方法を介して既設定された吸入／吐出圧力範囲を外れた不安定領域の圧縮機運転状態を既設定された吸入／吐出圧力範囲内である安全領域へ移動させるためのフローチャート。 運転中の圧縮機の吸入圧力が既設定された吸入圧力下限値を外れた不安定領域の圧縮機運転状態図。 本発明のエアコン制御方法を介して既設定された吸入圧力下限値を外れた不安定領域の圧縮機運転状態を既設定された第１、２吸入圧力範囲内である安全領域へ移動させるための第１実施形態のフローチャート。 前記図１０の動作がインバータ圧縮機及び定速圧縮機で作動する場合を示した図面。 運転中の圧縮機の吐出圧力が既設定された吐出圧力下限値を外れた不安定領域の圧縮機運転状態図。 本発明のエアコン制御方法を介して既設定された吐出圧力下限値を外れた不安定領域の圧縮機運転状態を既設定された第１、２吐出圧力範囲内である安全領域へ移動させるための第２実施形態のフローチャート。 前記図１３の動作がインバータ圧縮機及び定速圧縮機で作動する場合を示した図面。 運転中の圧縮機の吸入／吐出圧力が既設定された吸入／吐出圧力下限値をすべて外れた不安定領域の圧縮機運転状態図。 本発明のエアコン制御方法を介して既設定された吸入／吐出圧力下限値をすべて外れた不安定領域の圧縮機運転状態を既設定された第１、２吸入／吐出圧力範囲内である安全領域へ移動させるための第３実施形態のフローチャート。 前記図１６の動作がインバータ圧縮機及び定速圧縮機で作動する場合を示した図面。 本発明の圧縮機の運転モードである冷／暖房と圧縮機種類（インバータ／定速）の場合での動作を制御するために可変要素制御を全体的に示した図面。

符号の説明

１ 室外機
２ 室内機
５ ファンモーター
１０ 圧縮機
１２ 凝縮機
１３ 室外ファン
１４ａ 電子膨張バルブ
１５ 室内熱交換器
１６ 室内ファン

Claims (31)

1. 圧縮機を含む室内機及び凝縮機を含む室外機が一つ以上それぞれ備わるエアコンにおいて、
   圧縮機の圧力値及び温度値の一つ以上に対して適正運転領域をあらかじめ設定する段階と；
   基本運動中の圧縮機の動作値を測定する段階と；
   前記適正運転領域値と測定した動作値を比較する段階；及び
   前記比較結果、圧縮機の動作状態が適正運転領域を満足しない場合に、適正運転領域内で動作されるように可変手段を制御する段階と；を含むことを特徴とするエアコン制御方法。
2. 冷房及び暖房運転時において、圧縮機の吸入圧力と吐出圧力の少なくとも一つを測定することを特徴とする請求項１に記載のエアコン制御方法。
3. 測定された圧縮機の吸入または吐出圧力が、あらかじめ設定された第１、２吸入圧力と、第１、２吐出圧力の範囲内にある場合には、現在の運転動作を続けて行うことを特徴とする請求項２に記載のエアコン制御方法。
4. 圧縮機の動作状態が適正運転領域を満足しない不安定領域で作動する場合にインバータ圧縮機及び定速圧縮機の可変手段をそれぞれ制御することを特徴とする請求項１に記載のエアコン制御方法。
5. インバータ圧縮機の場合には圧縮機動作周波数制御、室内／室外電子膨張弁制御及び室内／室外ファン風量制御を少なくとも一つ以上行うことを特徴とする請求項４に記載のエアコン制御方法。
6. 定速圧縮機の場合には圧縮機運転オン／オフ、室内／室外電子膨張弁制御及び室内／室外ファン風量制御を少なくとも一つ以上行うことを特徴とする請求項４に記載のエアコン制御方法。
7. 測定した圧縮機動作値のうち吐出圧力は、既設定された吐出圧力範囲内にあって、吸入圧力が既設定された吸入圧力の下限値を外れる場合、既設定された吸入圧力範囲内にくるように可変手段を制御することを特徴とする請求項１に記載のエアコン制御方法。
8. インバータ圧縮機の場合の可変手段制御は、圧縮機動作周波数制御、室内／室外電子膨張弁制御及び室内／室外ファン風量制御を少なくとも一つ以上行って圧縮機動作周波数を減少させることを特徴とする請求項７に記載のエアコン制御方法。
9. 冷房である場合には室内電子膨張弁開度を増加させることを特徴とする請求項８に記載のエアコン制御方法。
10. 冷房である場合には室内ファン風量を減少させることを特徴とする請求項８に記載のエアコン制御方法。
11. 暖房である場合には室外電子膨張弁開度を増加させることを特徴とする請求項８に記載のエアコン制御方法。
12. 暖房である場合には室内ファン風量を減少させることを特徴とする請求項８に記載のエアコン制御方法。
13. 定速圧縮機の場合の可変手段制御は、圧縮機運転オン／オフ、室内／室外電子膨張弁制御及び室内／外ファン風量制御を少なくとも一つ以上行うことを特徴とする請求項７に記載のエアコン制御方法。
14. 冷房である場合には圧縮機運転オン／オフ、室内電子膨張弁開度増加及び室外ファン風量減少を少なくとも一つ以上行うことを特徴とする請求項１３に記載のエアコン制御方法。
15. 暖房である場合には圧縮機運転オン／オフ、室外電子膨張弁開度増加及び室外ファン風量減少を少なくとも一つ以上行うことを特徴とする請求項１３に 記載のエアコン制御方法。
16. 測定した圧縮機動作値のうち吸入圧力は、既設定された吸入圧力範囲内にあって、吐出圧力が設定された吐出圧力の下限値を外れる場合、既設定された吐出圧力範囲内にくるように可変手段を制御することを特徴とする請求項１に記載のエアコン制御方法。
17. インバータ圧縮機の場合の可変手段制御は、圧縮機動作周波数制御、室内／室外電子膨張弁制御及び室内／室外ファン風量制御を少なくとも一つ以上行い、圧縮機動作周波数を増加させることを特徴とする請求項１６に記載のエアコン制御方法。
18. 冷房である場合には室内電子膨張弁開度を減少させることを特徴とする請求項１７に記載のエアコン制御方法。
19. 冷房である場合には室外ファン風量を減少させることを特徴とする請求項１７に記載のエアコン制御方法。
20. 暖房である場合には室外電子膨張弁開度を減少させることを特徴とする請求項１７に記載のエアコン制御方法。
21. 暖房である場合には室内ファン風量を減少させることを特徴とする請求項１７に記載のエアコン制御方法。
22. 定速圧縮機の場合の可変手段制御は、圧縮機運転オン／オフ、室内／室外電子膨張弁制御及び室内／室外ファン風量制御を少なくとも一つ以上行うことを特徴とする請求項１６に記載のエアコン制御方法。
23. 冷房である場合には圧縮機運転オン／オフ、室内電子膨張弁開度減少及び室外ファン風量減少を少なくとも一つ以上行うことを特徴とする請求項２２に記載のエアコン制御方法。
24. 暖房である場合には圧縮機運転オン／オフ、室外電子膨張弁開度増加及び室内ファン風量減少を少なくとも一つ以上行うことを特徴とする請求項２２に記載のエアコン制御方法。
25. 測定した圧縮機動作値のうち吐出圧力及び吸入圧力が既設定された吐出圧力及び吸入圧力の下限値を外れる場合、既設定された吐出圧力及び吸入圧力範囲内にくるように可変手段を制御することを特徴とする請求項１に記載のエアコン制御方法。
26. インバータ圧縮機の場合の可変手段制御は、圧縮機動作周波数制御、室内／室外電子膨張弁制御及び室内／室外ファン風量制御を少なくとも一つ以上行い、圧縮機動作周波数を増加させることを特徴とする請求項２５に記載のエアコン制御方法。
27. 暖房及び冷房であるいずれか一つの場合において室内電子膨張弁開度を増加させることを特徴とする請求項２６に記載のエアコン制御方法。
28. 冷房及び暖房であるいずれか一つの場合において室外ファン風量を減少させることを特徴とする請求項２６に記載のエアコン制御方法。
29. 定速圧縮機の場合の可変手段制御は、圧縮機運転オン／オフ、室内／室外電子膨張弁制御及び室内／室外ファン風量制御を少なくとも一つ以上行うことを特徴とする請求項２５に記載のエアコン制御方法。
30. 冷房及び暖房であるいずれか一つの場合において圧縮機運転オン／オフ、室内電子膨張弁開度増加及び室外ファン風量減少を少なくとも一つ以上行うことを特徴とする請求項２９に記載のエアコン制御方法。
31. 圧縮機を含む室内機及び凝縮機を含む室外機が一つ以上それぞれ備わるエアコンにおいて、
    動作される圧縮機の構成要素の状態を把握してあらかじめ定めた値範囲で作動するように可変要素を制御することを特徴とするエアコン制御方法。
    

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