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JP2005106429A - Control device and control method for air conditioner - Google Patents

Control device and control method for air conditioner Download PDF

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JP2005106429A
JP2005106429A JP2003343023A JP2003343023A JP2005106429A JP 2005106429 A JP2005106429 A JP 2005106429A JP 2003343023 A JP2003343023 A JP 2003343023A JP 2003343023 A JP2003343023 A JP 2003343023A JP 2005106429 A JP2005106429 A JP 2005106429A
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Japan
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operation amount
compressor
temperature
continuous
control
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Application number
JP2003343023A
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Japanese (ja)
Inventor
Junji Abe
純治 安部
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Chofu Seisakusho Co Ltd
Original Assignee
Chofu Seisakusho Co Ltd
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Abstract

【課題】空気調和機における圧縮機操作量の不連続な切り替わり頻度を最小限にするとともに、騒音・振動設計も容易に行うことを可能とする制御技術を提供する。
【解決手段】空調対象室内の目標温度rを設定する目標温度設定手段21、空調対象室内の温度yを検出する温度検出手段22、室内温度yと目標温度rとの温度差e=r−yに対し、比例演算、積分演算、又は微分演算を行い、それらの演算結果を加算することにより、連続な操作量u’を算出する連続操作量演算手段25、離散的に設定される圧縮機7の操作量を離散化テーブルとして記憶する離散化テーブル記憶手段27、及び、離散化テーブルを参照することにより、連続操作量u’に対応する圧縮機7の操作量を決定する離散操作量演算手段26を備えた構成とした。
【選択図】 図2
The present invention provides a control technique that minimizes the frequency of discontinuous switching of the compressor operation amount in an air conditioner and that can easily perform noise and vibration design.
SOLUTION: A target temperature setting means 21 for setting a target temperature r in an air-conditioning target room, a temperature detection means 22 for detecting a temperature y in the air-conditioning target room, and a temperature difference e = ry−y between the room temperature y and the target temperature r. The continuous operation amount calculation means 25 for calculating the continuous operation amount u ′ by performing a proportional operation, an integral operation, or a differential operation and adding the calculation results, and the compressor 7 set discretely Discretized table storage means 27 for storing the manipulated variable as a discretized table, and discrete manipulated variable calculating means for determining the manipulated variable of the compressor 7 corresponding to the continuous manipulated variable u ′ by referring to the discretized table. 26.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、空気調和機において、空調対象となる室内温度に従って冷媒循環系の圧縮機の操作量の制御を行う制御技術に関するものであり、特に、低速回転時において振動の大きいシングル・ロータリー圧縮機を使用した空気調和機に適した制御技術に関する。   The present invention relates to a control technology for controlling the operation amount of a refrigerant circulation system compressor in accordance with the room temperature to be air-conditioned in an air conditioner, and in particular, a single rotary compressor having a large vibration during low-speed rotation. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

冷媒循環回路を備えたインバータ式エアコンにおいては、冷媒循環路に設けられた圧縮機の回転数(圧縮機の回転周波数)を制御することにより、室内温度を設定された目標温度に調節する。かかる圧縮機の制御を行うために、制御装置が使用される。   In an inverter type air conditioner provided with a refrigerant circulation circuit, the room temperature is adjusted to a set target temperature by controlling the rotation speed (rotation frequency of the compressor) of a compressor provided in the refrigerant circulation path. A control device is used to control the compressor.

制御装置による圧縮機の制御方法としては、従来より、PID制御、I−PD制御等の連続制御(例えば、特許文献1,2参照。)と、ゾーン制御のような不連続制御(例えば、特許文献3〜6参照。)とが知られている。   As a method for controlling the compressor by the control device, conventionally, continuous control such as PID control and I-PD control (for example, refer to Patent Documents 1 and 2) and discontinuous control such as zone control (for example, patents). References 3 to 6) are known.

連続制御として代表的な方法は、PID制御である。図6はPID制御による空気調和機の制御系の代表的な構成を表す図である(特許文献2・図5参照)。図6において、PID制御系100は、偏差演算器101、比例演算器102、積分器103、微分器104、加算器105、及び制御対象106から構成されている。制御対象106は、この場合、圧縮機、冷媒循環系、熱交換器、及び空調の対象となる部屋を含む系である。   A typical method for continuous control is PID control. FIG. 6 is a diagram showing a typical configuration of a control system of an air conditioner by PID control (see Patent Document 2 and FIG. 5). 6, the PID control system 100 includes a deviation calculator 101, a proportional calculator 102, an integrator 103, a differentiator 104, an adder 105, and a control target 106. In this case, the control object 106 is a system including a compressor, a refrigerant circulation system, a heat exchanger, and a room to be air-conditioned.

目標温度rは、室内に設置されたリモコン装置などにより設定される。また、室内温度yは、空気調和機の室内機に設置された温度センサにより検出される。偏差演算器101は、目標温度rと室内温度yとの差である偏差e=r−yを演算する。尚、実際には、室内温度yは温度センサが検出する温度そのものではなく、一般に、空気調和機の室内機の設置高さ等を考慮して、室内の床付近の温度に近くなるように補正された検出温度とされる。比例演算器102は、偏差eに対して比例演算を行う。積分器103は、偏差eに対して積分演算を行う。微分器104は、偏差eに対して微分演算を行う。そして、加算器105は、比例演算器102、積分器103、及び微分器104の演算出力を加算して、圧縮機の操作量uとして出力する。インバータ・エアコンの場合、「操作量」とは、圧縮機の運転周波数である。結局、操作量uは、(数1)のように表される。   The target temperature r is set by a remote control device installed indoors. The room temperature y is detected by a temperature sensor installed in the indoor unit of the air conditioner. The deviation calculator 101 calculates a deviation e = ry that is a difference between the target temperature r and the room temperature y. Actually, the indoor temperature y is not the temperature itself detected by the temperature sensor, but is generally corrected so that it is close to the temperature near the floor in the room in consideration of the installation height of the indoor unit of the air conditioner. Detected temperature. The proportional calculator 102 performs a proportional calculation on the deviation e. The integrator 103 performs an integration operation on the deviation e. The differentiator 104 performs a differentiation operation on the deviation e. The adder 105 adds the calculation outputs of the proportional calculator 102, the integrator 103, and the differentiator 104, and outputs the result as an operation amount u of the compressor. In the case of an inverter / air conditioner, the “operation amount” is the operating frequency of the compressor. Eventually, the operation amount u is expressed as (Equation 1).

Figure 2005106429
Figure 2005106429

一方、不連続方式として代表的なものはゾーン制御方式である。図7はゾーン制御方式による空気調和機の制御系の代表的な構成を表す図である(特許文献3・図5,特許文献6・図1参照)。図7において、ゾーン制御系110は、偏差演算器111、温度勾配変化検出部112、温度差記憶部113、運転周波数演算部114、ゾーン記憶部115、及び制御対象116から構成されている。制御対象116は、この場合も、圧縮機(周波数変換器等を含む。)、冷媒循環系、熱交換器、及び空調の対象となる部屋を含む系である。   On the other hand, a typical discontinuous method is a zone control method. FIG. 7 is a diagram showing a typical configuration of a control system for an air conditioner based on a zone control system (see Patent Documents 3 and 5, Patent Document 6, and FIG. 1). In FIG. 7, the zone control system 110 includes a deviation calculator 111, a temperature gradient change detection unit 112, a temperature difference storage unit 113, an operating frequency calculation unit 114, a zone storage unit 115, and a control object 116. In this case, the control object 116 is a system including a compressor (including a frequency converter), a refrigerant circulation system, a heat exchanger, and a room to be air-conditioned.

図6の場合と同様、目標温度rは、室内に設置されたリモコン装置などにより設定され、室内温度yは、空気調和機の室内機に設置された温度センサにより検出される。また、偏差演算器111は、目標温度rと室内温度yとの差である偏差e=r−yを演算する。温度勾配変化検出部112は、偏差eに基づいて室内温度の勾配の変化を検出する。運転周波数演算部114は、室内温度勾配の変化及びあらかじめ定めたゾーンに基づいて圧縮機の操作量uを算出する。   As in the case of FIG. 6, the target temperature r is set by a remote control device or the like installed indoors, and the room temperature y is detected by a temperature sensor installed in the indoor unit of the air conditioner. The deviation calculator 111 calculates a deviation e = r−y, which is a difference between the target temperature r and the room temperature y. The temperature gradient change detection unit 112 detects a change in the gradient of the room temperature based on the deviation e. The operating frequency calculation unit 114 calculates the operation amount u of the compressor based on a change in the indoor temperature gradient and a predetermined zone.

このゾーンは、偏差eの区間に対する圧縮機の操作量uの対応関係を表すものであり、あらかじめ所定の表を定めておいてゾーン記憶手段115に記憶されている。図8は、冷房運転の場合の偏差eの区間に対する圧縮機の操作量uの対応関係の一例を示したものである。図8において、サーモ・オフ温度Toffは、圧縮機を停止させる温度である。サーモ・オン温度Tonは、圧縮機を再起動させる温度である。室内温度が下降している場合には、図8のA領域のゾーンによるゾーン制御が行われる。また、室内温度が上昇しているときには、A領域の各ゾーンを偏差が大きい方向にシフトアップして、図8のB領域のゾーンによるゾーン制御が行われる。 This zone represents the correspondence relationship of the operation amount u of the compressor with respect to the section of deviation e, and a predetermined table is determined in advance and stored in the zone storage means 115. FIG. 8 shows an example of the correspondence relationship between the operation amount u of the compressor and the section of deviation e in the cooling operation. In FIG. 8, the thermo-off temperature T off is a temperature at which the compressor is stopped. The thermo-on temperature Ton is a temperature at which the compressor is restarted. When the room temperature is decreasing, zone control is performed by the zone in the area A in FIG. Further, when the room temperature is rising, each zone in the area A is shifted up in a direction in which the deviation is large, and the zone control by the zone in the area B in FIG. 8 is performed.

ゾーン制御では、室内温度と目標温度との偏差eを、図8に示すようなa〜hのゾーンに区分し、各ゾーンに対して圧縮機の運転周波数を割り当てる。そして、運転周波数演算部114は、偏差eがどのゾーンに属するかを判定して、偏差eが属するゾーンの操作量uを圧縮機に対して出力する。   In the zone control, the deviation e between the room temperature and the target temperature is divided into zones a to h as shown in FIG. 8, and the operating frequency of the compressor is assigned to each zone. Then, the operating frequency calculation unit 114 determines which zone the deviation e belongs to, and outputs the operation amount u of the zone to which the deviation e belongs to the compressor.

冷房運転により、室内温度がサーモ・オフ温度Toff以下となると、運転周波数演算部114は操作量uを0として圧縮機を停止する。尚、このとき、圧縮機をすぐに停止するのではなく、一定の時間だけ余裕をみてから圧縮機を停止させる場合もある(特許文献3参照)。 When the room temperature becomes equal to or lower than the thermo-off temperature T off by the cooling operation, the operation frequency calculation unit 114 sets the operation amount u to 0 and stops the compressor. At this time, the compressor may not be stopped immediately, but may be stopped after a certain period of time (see Patent Document 3).

圧縮機が停止すると、室内温度は上昇し始め、偏差は増加方向に転じる。偏差が増加方向に転じると、運転周波数演算部114は、a〜hのゾーンを、偏差の大きい方向に0.5℃だけシフトアップする。そして、運転周波数演算部114は、偏差eを監視する。偏差eがサーモ・オン温度Tonに達すると、運転周波数演算部114は、ゾーンcに対応する操作量で圧縮機の運転を再開する。尚、圧縮機の運転再開にあたっては、圧縮機がハンチングを生じないように、適度な速度で操作量を増加させるような操作が行われる。
特開昭54−89352号公報 特開平5−250004号公報 特開平9−243144号公報 特公昭57−67735号公報 特開昭59−13841号公報 特公平4−47219号公報
When the compressor stops, the room temperature starts to rise and the deviation starts to increase. When the deviation turns in the increasing direction, the operating frequency calculation unit 114 shifts up the zones a to h by 0.5 ° C. in the direction in which the deviation is large. Then, the operating frequency calculation unit 114 monitors the deviation e. When the deviation e reaches the thermo-on temperature T on, operation frequency calculation unit 114 restarts the operation of the compressor in operation amount corresponding to the zone c. In resuming the operation of the compressor, an operation for increasing the operation amount at an appropriate speed is performed so that the compressor does not cause hunting.
JP 54-89352 A JP-A-5-250004 Japanese Patent Laid-Open No. 9-243144 Japanese Patent Publication No.57-67735 JP 59-13841 A Japanese Examined Patent Publication No. 4-47219

上記従来のPID制御やI−PD制御等の連続制御では、目標温度rが設定変更により変化した場合や、部屋の窓が開けられたり部屋に日が差し込み始める等により室内の空調負荷が変化した場合においては、目標温度や空調負荷に追随して、圧縮機の回転数(操作量)は連続的に変化する。そして、室内温度が目標温度付近に達すると、圧縮機の回転数は0近傍の値となる。   In continuous control such as the above-described conventional PID control and I-PD control, the air conditioning load in the room changes when the target temperature r changes due to a setting change, or when the window of the room is opened or the day begins to enter the room. In some cases, the rotation speed (operation amount) of the compressor continuously changes following the target temperature and the air conditioning load. When the room temperature reaches the vicinity of the target temperature, the rotation speed of the compressor becomes a value near zero.

ところで、一般に、圧縮機の回転数が低くなると、圧縮機やその他の機器が機械的共振を生じやすくなる。そして、圧縮機等が機械的共振を生じた場合、振動・騒音が発生したり、圧縮機の回転が不安定となったりする。従って、空気調和機の設計においては、圧縮機の回転数が、共振点で止まらないように、特別の対策を講じた設計が必要となる。そのため、振動対策や騒音対策に費やされる設計時の負担が大きいという問題がある。   By the way, generally, when the rotational speed of the compressor becomes low, the compressor and other devices tend to cause mechanical resonance. And when a compressor etc. produce mechanical resonance, a vibration and noise will generate | occur | produce or rotation of a compressor will become unstable. Therefore, in designing the air conditioner, a design with special measures is required so that the rotation speed of the compressor does not stop at the resonance point. For this reason, there is a problem that the burden of designing spent on countermeasures against vibration and noise is large.

一方、ゾーン制御のような従来の不連続制御では、各ゾーンにおける圧縮機の回転数(操作量)を、あらかじめ特定の離散的な値に決めておくことが可能である。従って、各ゾーンにおける圧縮機の回転数を、機械的共振を生じる共振点を避けて設定することにより、上記連続制御におけるような設計負担の問題はない。   On the other hand, in the conventional discontinuous control such as zone control, the rotation speed (operation amount) of the compressor in each zone can be determined in advance to a specific discrete value. Therefore, by setting the rotation speed of the compressor in each zone while avoiding resonance points that cause mechanical resonance, there is no problem of design burden as in the continuous control.

一方、上記従来のゾーン制御においては、室内温度が目標温度まで達すると、圧縮機の回転数は最低の回転数となり、サーモ・オフ温度を過ぎると、圧縮機は停止する。かかる制御は、空気調和機の空調能力に対して、空調の対象となる室内の空調負荷(熱の出入り)が十分に小さい場合には問題なく機能する。しかしながら、空気調和機の空調能力に対して、空調の対象となる室内の空調負荷が十分に小さくない場合、例えば、部屋が広い場合や部屋に大きな窓があって日が差し込んでいるような場合には、圧縮機が停止すると、室内温度は速やかに変化する。そして、室内温度がサーモ・オン温度を通過すると、圧縮機は再び起動する。そして、圧縮機が起動して空調が開始されると、室内温度はすぐにサーモ・オフ温度を通過して圧縮機は停止する。   On the other hand, in the conventional zone control, when the room temperature reaches the target temperature, the rotation speed of the compressor becomes the lowest, and when the thermo-off temperature is exceeded, the compressor stops. Such control functions without problems when the air conditioning load (heat input / output) in the room to be air-conditioned is sufficiently small relative to the air conditioning capacity of the air conditioner. However, if the air conditioning load in the room subject to air conditioning is not sufficiently small relative to the air conditioning capacity of the air conditioner, for example, if the room is large or the room has large windows and the sun is coming in When the compressor stops, the room temperature changes quickly. When the room temperature passes the thermo-on temperature, the compressor starts again. When the compressor is activated and air conditioning is started, the room temperature immediately passes the thermo-off temperature and the compressor stops.

図9は従来のゾーン制御における室内温度の変化と圧縮機の回転数の変化との対応関係を表した図である。図9のように、空調負荷が十分に小さいと見なされない場合には、圧縮機のオン・オフや回転数の切り換わりが頻繁に生じることとなる。圧縮機の回転数の切り替わりが生じると、空気調和機からの風の吹き出し温度が不連続に変化するため、利用者は不快感を感じやすくなる。また、圧縮機の回転数が変化すると、空気調和機が発生する音も変化する。通常は、空気調和機から発生する音はできるだけ小さく設計されるが、小さい音であっても音量が不連続に変化すると利用者の耳障りとなり、部屋の快適性を損なうこととなる。   FIG. 9 is a diagram showing the correspondence between changes in room temperature and changes in the rotational speed of the compressor in conventional zone control. As shown in FIG. 9, when the air conditioning load is not considered to be sufficiently small, the compressor is frequently turned on / off and the number of rotations is switched. When the rotation speed of the compressor is changed, the temperature of the air blown from the air conditioner changes discontinuously, so that the user easily feels uncomfortable. Further, when the rotation speed of the compressor changes, the sound generated by the air conditioner also changes. Normally, the sound generated from the air conditioner is designed to be as small as possible. However, even if the sound is small, if the volume changes discontinuously, it becomes annoying to the user and the comfort of the room is impaired.

そこで、本発明の目的は、空気調和機の圧縮機における操作量の不連続な切り替わり頻度を最小限にするとともに、騒音・振動設計も容易に行うことを可能とする空気調和機の制御技術を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an air conditioner control technology that minimizes the frequency of discontinuous switching of the operation amount in the compressor of the air conditioner and can easily perform noise and vibration design. It is to provide.

本発明に係る空気調和機の制御装置の第1の構成は、空気調和機における圧縮機の操作量を演算する制御装置であって、空調の対象となる室内の目標温度を設定する目標温度設定手段と、空調の対象となる室内の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段により検出される室内温度と前記目標温度設定手段により設定される目標温度との温度差に対して、比例演算、積分演算、又は微分演算を行い、それらの演算結果を加算することにより、連続な操作量を算出する連続操作量演算手段と、離散的に設定される前記圧縮機の操作量を離散化テーブルとして記憶する離散化テーブル記憶手段と、前記離散化テーブルを参照することにより、前記連続操作量に対応する前記圧縮機の操作量を決定する離散操作量演算手段と、を備えていることを特徴とする。   A first configuration of an air conditioner control device according to the present invention is a control device that calculates an operation amount of a compressor in an air conditioner, and sets a target temperature in a room to be air-conditioned. Proportional to the temperature difference between the means, the temperature detection means for detecting the temperature of the room to be air-conditioned, and the indoor temperature detected by the temperature detection means and the target temperature set by the target temperature setting means Performs an operation, integration operation, or differentiation operation, and adds the operation results to obtain a continuous operation amount calculation means for calculating a continuous operation amount, and discretizes the operation amount of the compressor set discretely Discretized table storage means for storing as a table, and discrete manipulated variable calculating means for determining the manipulated variable of the compressor corresponding to the continuous manipulated variable by referring to the discrete table. And wherein the door.

この構成により、操作量の定常値は、連続操作量演算手段によって、温度差の比例演算、積分演算、又は微分演算の加算値を用いたフィードバック制御により得られる。そのため、操作量の変化に対する室内温度の変化の度合いを反映して操作量の定常値が決まるため、部屋の広さ、外部から部屋への熱の出入り等の室内の空調負荷条件に応じて、操作量の定常値が決まってくる。従って、目標温度や空調負荷条件が変化したときでも、ある一定の整定時間が経過すれば、空調制御に必要とされる圧縮機の操作量の変動は一定の定常値付近で小振幅で振動変化するようになる。これにより、従来のゾーン制御方式のように、ゾーンの切り替わりが頻繁に生じることがなくなり、室内機からの風の吹き出し温度の変動や発生音量の変動の頻度が減少する。   With this configuration, the steady value of the manipulated variable is obtained by the continuous manipulated variable calculating means by feedback control using the added value of the proportional difference calculation, integral calculation, or differential calculation of the temperature difference. Therefore, since the steady value of the manipulated variable is determined to reflect the degree of change in the room temperature relative to the change in the manipulated variable, depending on the air conditioning load conditions in the room, such as the size of the room, the entrance and exit of heat from the outside to the room, The steady value of the manipulated variable is determined. Therefore, even when the target temperature and air conditioning load conditions change, if a certain settling time elapses, the fluctuation in the amount of operation of the compressor required for air conditioning control changes with a small amplitude around a constant steady value. To come. As a result, zone switching does not occur frequently as in the conventional zone control system, and the frequency of fluctuations in the temperature of the blown air from the indoor units and the fluctuation in the generated sound volume is reduced.

また、圧縮機の操作量は、離散操作量演算手段により、あらかじめ離散化テーブルに登録されている操作量の値のうちから、連続操作量演算手段で演算された連続操作量に対応した離散的な値に設定される。従って、離散化テーブルにあらかじめ登録する操作量を、圧縮機の共振点以外の操作量に設定しておくことで、容易に空気調和機の振動や騒音が大きくなることを回避することが可能である。すなわち、振動対策や騒音対策に費やされる設計時の負担が軽減される。   Further, the operation amount of the compressor is a discrete operation amount corresponding to the continuous operation amount calculated by the continuous operation amount calculation means from among the operation amount values registered in advance in the discretization table by the discrete operation amount calculation means. Set to the correct value. Therefore, by setting the operation amount registered in advance in the discretization table to an operation amount other than the resonance point of the compressor, it is possible to easily avoid the vibration and noise of the air conditioner from increasing. is there. In other words, the design burden that is spent on vibration countermeasures and noise countermeasures is reduced.

ここで、「操作量」とは、圧縮機の回転数、トルク、消費電力等、圧縮機の出力を制御することが可能な量(パラメータ)をいう。「目標温度設定手段」としては、室内に設置されるリモコン等が用いられる。「温度検出手段」としては、室内に設置されるサーミスタ、熱電対等の温度センサが用いられる。「連続操作量」とは、連続的な値として算出される操作量をいう。「連続操作量を算出する」方法としては、PID制御、PI制御、I−PD制御等の、一般的な制御方法を使用することができる。「離散的に設定される圧縮機の操作量」とは、連続的な値としてではなく、とびとびの値として設定される操作量をいう。この離散的な操作量としては、通常は圧縮機の共振点を避けるような値に設定される。「連続操作量に対応する前記圧縮機の操作量」とは、離散的な操作量のうち連続操作量に最も近いもの、又は連続操作量を離散的な操作量に切り捨て若しくは切り上げをすることで得られるものをいう。   Here, the “operation amount” refers to an amount (parameter) that can control the output of the compressor, such as the rotational speed, torque, and power consumption of the compressor. As the “target temperature setting means”, a remote controller or the like installed in the room is used. As the “temperature detection means”, a temperature sensor such as a thermistor or a thermocouple installed in the room is used. “Continuous operation amount” refers to an operation amount calculated as a continuous value. As a method of “calculating the continuous operation amount”, a general control method such as PID control, PI control, or I-PD control can be used. “The operation amount of the compressor set discretely” refers to the operation amount set not as a continuous value but as a discrete value. The discrete operation amount is usually set to a value that avoids the resonance point of the compressor. “The operation amount of the compressor corresponding to the continuous operation amount” is the one that is closest to the continuous operation amount among the discrete operation amounts, or the continuous operation amount is rounded down or rounded up to the discrete operation amount. What you get.

本発明に係る空気調和機の制御装置の第2の構成は、前記第1の構成において、前記連続操作量演算手段は、前記温度差に基づき、PID制御、PI制御、又はI−PD制御により前記圧縮機の操作量の連続操作量を算出することを特徴とする。   According to a second configuration of the control device for an air conditioner according to the present invention, in the first configuration, the continuous operation amount calculation means is based on the temperature difference by PID control, PI control, or I-PD control. A continuous operation amount of the operation amount of the compressor is calculated.

この構成によれば、連続操作量演算手段は、前記温度差に基づき、PID制御、PI制御、又はI−PD制御により前記圧縮機の操作量の連続操作量を算出することで、過去の室内温度の変化率や温度差の過去の積算値を反映して、偏差のオフセットが0となるように連続操作量を決定する。そのため、ある一定の整定時間が経過後は、連続操作量は、設定された目標温度や室内の空調負荷条件に応じて、最も圧縮機の操作量の変化が少なくなるような定常値に収束する。これにより、圧縮機の操作量の切り替わりが頻繁に生じることがなくなり、室内機からの風の吹き出し温度の変動や発生音量の変動の頻度が減少する。   According to this configuration, the continuous operation amount calculation means calculates a continuous operation amount of the operation amount of the compressor by PID control, PI control, or I-PD control based on the temperature difference. The continuous operation amount is determined so that the deviation offset becomes 0, reflecting the rate of change of temperature and the past integrated value of the temperature difference. Therefore, after a certain settling time has elapsed, the continuous operation amount converges to a steady value that minimizes the change in the operation amount of the compressor in accordance with the set target temperature and indoor air conditioning load conditions. . Thereby, the switching of the operation amount of the compressor does not frequently occur, and the frequency of fluctuations in the temperature of wind blown out from the indoor units and the fluctuation in generated sound volume is reduced.

本発明に係る空気調和機の制御装置の第3の構成は、前記第1又は2の構成において、前記離散操作量演算手段は、前記離散化テーブル内の操作量のうち、前記連続操作量との差の絶対値が最小となる操作量、又は前記連続操作量を超えない操作量であって最大のもの、若しくは前記連続操作量を超える操作量であって最小のものを、前記圧縮機の操作量に決定することを特徴とする。   According to a third configuration of the control device for an air conditioner according to the present invention, in the first or second configuration, the discrete manipulated variable calculation means includes the continuous manipulated variable among the manipulated variables in the discretization table. The operation amount that minimizes the absolute value of the difference, the operation amount that does not exceed the continuous operation amount and the maximum operation amount, or the operation amount that exceeds the continuous operation amount and the minimum operation amount, The operation amount is determined.

この構成により、離散操作量演算手段は、圧縮機の操作量を、離散化テーブル内の操作量のうち連続操作量に最も近い値か2番目に近い値に設定する。これにより、圧縮機の操作量をできるだけ最適に制御すると同時に、空気調和機の共振点を避けて操作量を設定することが可能となる。   With this configuration, the discrete operation amount calculation means sets the operation amount of the compressor to the value closest to the continuous operation amount or the second closest value among the operation amounts in the discretization table. As a result, the operation amount of the compressor is controlled as optimally as possible, and at the same time, the operation amount can be set while avoiding the resonance point of the air conditioner.

本発明に係る空気調和機の制御装置の第4の構成は、前記第1乃至3の何れかの構成において、前記離散操作量演算手段は、前記連続操作量が所定の閾値より小さい場合には、前記離散化テーブルを参照することにより、前記連続操作量に対応する前記圧縮機の操作量を決定し、前記連続操作量が所定の閾値より大きい場合には、前記連続操作量を前記圧縮機の操作量として決定することを特徴とする。   According to a fourth configuration of the control device for an air conditioner according to the present invention, in any one of the first to third configurations, the discrete manipulated variable calculation means is configured such that the continuous manipulated variable is smaller than a predetermined threshold. The operation amount of the compressor corresponding to the continuous operation amount is determined by referring to the discretization table, and when the continuous operation amount is larger than a predetermined threshold, the continuous operation amount is determined as the compressor. The operation amount is determined.

圧縮機の操作量が小さい場合、すなわち、圧縮機の回転数が低速の場合には、空気調和機で共振が生じやすいため、ゾーン制御のような不連続制御を行うのが好ましい。一方、圧縮機の操作量が大きい場合、すなわち、圧縮機の回転数が高速の場合には、空気調和機の共振点が少なくなり、共振は生じにくくなる。従って、制御系における整定時間を短縮し、室内の空調負荷条件の変化や目標温度の変更に対する追従性を改善する観点から、連続制御とすることが好ましい。そこで、上記構成では、共振が生じやすい、圧縮機の操作量が小さい領域においては、離散操作量演算手段は、離散化テーブルを参照することにより、連続操作量に対応する離散的な圧縮機の操作量を決定することで不連続制御を行い、共振が生じない、圧縮機の操作量が大きい領域においては、離散操作量演算手段は、連続操作量を前記圧縮機の操作量として決定することにより連続制御を行うこととしている。これにより、制御系の整定時間の短縮、及び空調負荷変化や目標温度変更に対する追従性の改善を達成すると同時に、圧縮機の低出力運転時における振動、騒音の低減を行うことが可能となる。   When the operation amount of the compressor is small, that is, when the rotation speed of the compressor is low, resonance is likely to occur in the air conditioner, and therefore it is preferable to perform discontinuous control such as zone control. On the other hand, when the amount of operation of the compressor is large, that is, when the rotational speed of the compressor is high, the resonance point of the air conditioner decreases, and resonance hardly occurs. Therefore, it is preferable to use continuous control from the viewpoint of shortening the settling time in the control system and improving the followability to changes in indoor air conditioning load conditions and changes in target temperature. Therefore, in the above configuration, in the region where the resonance is likely to occur and the operation amount of the compressor is small, the discrete operation amount calculation means refers to the discretization table so that the discrete operation amount corresponding to the continuous operation amount is reduced. In a region where discontinuous control is performed by determining the operation amount, resonance does not occur, and the operation amount of the compressor is large, the discrete operation amount calculation means determines the continuous operation amount as the operation amount of the compressor. Therefore, continuous control is performed. As a result, it is possible to reduce the settling time of the control system and improve the followability with respect to the air conditioning load change and the target temperature change, and at the same time, it is possible to reduce vibration and noise during the low output operation of the compressor.

本発明に係る空気調和機の制御方法の第1の構成は、空気調和機における圧縮機の操作量を演算する制御方法であって、空調の対象となる室内に設置された前記温度検出手段により検出される室内温度と空調の対象となる室内の目標温度との温度差に対して、比例演算、積分演算、又は微分演算を行い、それらの演算結果を加算することにより、連続操作量を算出する第1ステップと、離散的に設定される前記圧縮機の操作量を保持する離散化テーブルを参照することにより、前記連続操作量に対応する前記圧縮機の操作量を決定する第2ステップと、を備えていることを特徴とする。   A first configuration of an air conditioner control method according to the present invention is a control method for calculating an operation amount of a compressor in an air conditioner, and includes a temperature detection unit installed in a room to be air-conditioned. Performs proportional, integral, or differential calculations on the temperature difference between the detected indoor temperature and the target indoor temperature that is the target of air conditioning, and calculates the amount of continuous operation by adding the calculation results. And a second step of determining an operation amount of the compressor corresponding to the continuous operation amount by referring to a discretization table that holds the operation amount of the compressor set discretely. It is characterized by providing.

本発明に係る空気調和機の制御方法の第2の構成は、前記第1の構成における前記第1ステップにおいては、前記温度差に基づき、PID制御、PI制御、又はI−PD制御により前記圧縮機の操作量の連続操作量を算出することを特徴とする。   In a second configuration of the air conditioner control method according to the present invention, in the first step of the first configuration, the compression is performed by PID control, PI control, or I-PD control based on the temperature difference. The continuous operation amount of the operation amount of the machine is calculated.

本発明に係る空気調和機の制御方法の第3の構成は、前記第1又は2の構成における前記第2ステップにおいては、前記連続操作量が所定の閾値より小さい場合には、前記離散化テーブルを参照することにより、前記連続操作量に対応する前記圧縮機の操作量を決定し、前記連続操作量が所定の閾値より大きい場合には、前記連続操作量を前記圧縮機の操作量として決定することを特徴とする。   According to a third configuration of the air conditioner control method of the present invention, in the second step of the first or second configuration, the discretization table is used when the continuous operation amount is smaller than a predetermined threshold value. , The operation amount of the compressor corresponding to the continuous operation amount is determined, and when the continuous operation amount is larger than a predetermined threshold, the continuous operation amount is determined as the operation amount of the compressor. It is characterized by doing.

以上のように、本発明によれば、温度差の比例演算、積分演算、又は微分演算の加算値を用いたフィードバック制御を使用したことで、室内の空調負荷条件に応じて操作量の定常値が決定され、整定時間経過後は、圧縮機の操作量の変動は一定の定常値付近で小振幅で振動変化するようになる。そのため、ゾーンの切り替わり頻度が減少し、室内機の風の吹き出し温度の変動や発生音量の変動の頻度が減少する。従って、風の吹き出し温度の変動による不快感や、発生音量の変動が耳障りとなることが防止できる。
また、あらかじめ離散化テーブルに登録されている操作量の値のうちから、連続操作量演算手段で演算された連続操作量に対応した離散的な値に設定することで、空調装置の設計時における振動対策や騒音対策の負担が軽減されるため、空調装置の開発時間が短縮され、開発コストを低減することができる。
As described above, according to the present invention, by using the feedback control using the added value of the proportional calculation, integral calculation, or differential calculation of the temperature difference, the steady value of the manipulated variable according to the indoor air conditioning load condition After the settling time elapses, the fluctuation of the operation amount of the compressor changes with a small amplitude around a constant steady value. Therefore, the frequency of zone switching decreases, and the frequency of fluctuations in the blowout temperature of the indoor unit and the fluctuations in the generated volume decreases. Therefore, it is possible to prevent an unpleasant feeling due to fluctuations in the temperature of the blown air and fluctuations in the generated volume from becoming annoying.
In addition, by setting the discrete value corresponding to the continuous manipulated variable calculated by the continuous manipulated variable calculating means from among the manipulated variable values registered in advance in the discretization table, the air conditioner can be designed. Since the burden of vibration countermeasures and noise countermeasures is reduced, the development time of the air conditioner can be shortened and the development cost can be reduced.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は本発明の実施例1に係る空気調和機のシステム全体の構成を表す図である。空気調和機1は、室外機2と室内機3との2つの部分から構成されている。また、室外機2と室内機3の間で冷媒が循環する冷媒循環路4を備えている。室外機2は室外に設置され、冷媒循環路4内の冷媒と室外の空気との間で熱交換を行う。また、室内機3は、空調の対象となる室内に設置され、冷媒循環路4内の冷媒と室内の空気との間で熱交換を行う。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of the entire system of an air conditioner according to Embodiment 1 of the present invention. The air conditioner 1 is composed of two parts, an outdoor unit 2 and an indoor unit 3. Further, a refrigerant circulation path 4 through which refrigerant circulates between the outdoor unit 2 and the indoor unit 3 is provided. The outdoor unit 2 is installed outside and performs heat exchange between the refrigerant in the refrigerant circuit 4 and the outdoor air. In addition, the indoor unit 3 is installed in a room to be air-conditioned, and performs heat exchange between the refrigerant in the refrigerant circulation path 4 and the air in the room.

冷媒循環路4には、室外熱交換器5→四方弁6→圧縮機7→(四方弁6→)マフラー9→室内熱交換器8→ストレーナ10→電子膨張弁11→キャピラリ・チューブ12→室外熱交換器5の順に各機器が設けられている。室外熱交換器5、四方弁6、圧縮機7、マフラー9、ストレーナ10、電子膨張弁11、及びキャピラリ・チューブ12は室外機2の内部に設けられており、室内熱交換器8は、室内機3の内部に設けられている。   The refrigerant circulation path 4 includes an outdoor heat exchanger 5 → four-way valve 6 → compressor 7 → (four-way valve 6 →) muffler 9 → indoor heat exchanger 8 → strainer 10 → electronic expansion valve 11 → capillary tube 12 → outdoor. Each device is provided in the order of the heat exchanger 5. The outdoor heat exchanger 5, the four-way valve 6, the compressor 7, the muffler 9, the strainer 10, the electronic expansion valve 11, and the capillary tube 12 are provided inside the outdoor unit 2, and the indoor heat exchanger 8 It is provided inside the machine 3.

室外熱交換器5は、冷媒と室外の空気との熱交換を行う。四方弁6は、冷媒の循環方向の切換を行う。圧縮機7には、シングル・ロータリー・コンプレッサやツイン・ロータリ・コンプレッサ等が用いられる。この圧縮機7は、冷媒循環路4内の冷媒を加圧し循環させる。室内熱交換器8は、冷媒と室内の空気との熱交換を行う。マフラー9は、冷媒循環路4内を循環する冷媒に発生する音を消音する。ストレーナ10は、冷媒循環路4内に浮遊するゴミをフィルターで除去する。電子膨張弁11は、絞りによって冷媒循環路4内の冷媒を減圧する冷媒減圧機構として機能する。キャピラリ・チューブ12は、電子膨張弁11通過時の冷媒流動音を低減する。   The outdoor heat exchanger 5 performs heat exchange between the refrigerant and the outdoor air. The four-way valve 6 switches the refrigerant circulation direction. As the compressor 7, a single rotary compressor, a twin rotary compressor, or the like is used. The compressor 7 pressurizes and circulates the refrigerant in the refrigerant circulation path 4. The indoor heat exchanger 8 performs heat exchange between the refrigerant and the indoor air. The muffler 9 silences the sound generated in the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 4. The strainer 10 removes dust floating in the refrigerant circulation path 4 with a filter. The electronic expansion valve 11 functions as a refrigerant depressurization mechanism that depressurizes the refrigerant in the refrigerant circulation path 4 using a throttle. The capillary tube 12 reduces refrigerant flow noise when passing through the electronic expansion valve 11.

冷媒循環路4内の冷媒の循環する方向は、四方弁6により切り換えることが可能である。矢印Aの方向に冷媒を循環させた場合には、空気調和機1は冷房装置として機能し、矢印Bの方向に冷媒を循環させた場合には、空気調和機1は暖房装置として機能する。   The direction in which the refrigerant circulates in the refrigerant circulation path 4 can be switched by the four-way valve 6. When the refrigerant is circulated in the direction of the arrow A, the air conditioner 1 functions as a cooling device, and when the refrigerant is circulated in the direction of the arrow B, the air conditioner 1 functions as a heating device.

室外機2の内部には、室外機2の動作制御を行う室外機制御部13が設けられている。室外機制御部13は、圧縮機7をインバータ制御することが可能である。また、室内機3の内部には、室内機の動作制御を行う室内機制御部14が設けられている。また、室内機3内には、室内熱交換器8に室内の空気を送るとともに、室内に空気を吹き出すためのクロスフロー・ファン15が設けられている。そして、クロスフロー・ファン15の吸い込み口に、サーミスタ等の室内温度センサ16が設けられている。室内温度センサ16により、室内の空気の温度を検出することができる。更に、室内機制御部14には、空調の目標温度を設定するためのリモコン17が接続されている。   An outdoor unit control unit 13 that controls the operation of the outdoor unit 2 is provided inside the outdoor unit 2. The outdoor unit control unit 13 can perform inverter control of the compressor 7. An indoor unit control unit 14 that controls the operation of the indoor unit is provided inside the indoor unit 3. In the indoor unit 3, a crossflow fan 15 is provided for sending indoor air to the indoor heat exchanger 8 and blowing out the air indoors. An indoor temperature sensor 16 such as a thermistor is provided at the suction port of the crossflow fan 15. The indoor temperature sensor 16 can detect the temperature of indoor air. Further, a remote controller 17 for setting a target temperature for air conditioning is connected to the indoor unit control unit 14.

図2は図1の空気調和機1の圧縮機7の制御系を表した図である。圧縮機7の制御系は、制御装置20、圧縮機7、熱交換系29、及び室内空気30からなる。ここで、熱交換系は、図1において示した冷媒循環路4及びそれに接続された各機器により構成された系である。室内空気30は、室内機3が設置されている室内の空気である。   FIG. 2 is a diagram showing a control system of the compressor 7 of the air conditioner 1 of FIG. The control system of the compressor 7 includes a control device 20, the compressor 7, a heat exchange system 29, and indoor air 30. Here, the heat exchange system is a system configured by the refrigerant circuit 4 shown in FIG. 1 and each device connected thereto. The indoor air 30 is indoor air in which the indoor unit 3 is installed.

制御装置20は、目標温度設定手段21、温度検出手段22、温度差演算手段24、連続操作量演算手段25、離散操作量演算手段26、離散化テーブル記憶手段27、及び周波数変換器28により構成されている。目標温度設定手段21は、室内機3が設置されている室内の空調温度(目標温度)を設定する手段であり、具体的には、図1のリモコン17により実現される。温度検出手段22は、室内温度センサ16と温度補正手段23とからなる。   The control device 20 includes a target temperature setting unit 21, a temperature detection unit 22, a temperature difference calculation unit 24, a continuous operation amount calculation unit 25, a discrete operation amount calculation unit 26, a discretization table storage unit 27, and a frequency converter 28. Has been. The target temperature setting means 21 is a means for setting the air conditioning temperature (target temperature) in the room where the indoor unit 3 is installed, and is specifically realized by the remote controller 17 in FIG. The temperature detection unit 22 includes an indoor temperature sensor 16 and a temperature correction unit 23.

温度補正手段23は、室内温度センサ16が検出した室内の空気温度に補正を加えるものであり、具体的には室内機制御部14により行われる。実際に室内温度センサ16が検出する温度は、室内機3に吸い込んでくる室内空気であるが、室内機3は、室内の壁の上部に設置されるが普通である。一方、室内の空気の温度は一様ではなく、室内の天井付近の温度は高く、床付近の温度は低い。従って、温度補正手段23は、室内温度センサ16が検出する室内天井付近の空気の温度から、人が生活する室内の床から0.5m〜1.5m付近の温度を推定するために補正を行うものである。   The temperature correction unit 23 corrects the indoor air temperature detected by the indoor temperature sensor 16, and is specifically performed by the indoor unit control unit 14. The temperature actually detected by the indoor temperature sensor 16 is indoor air sucked into the indoor unit 3, but the indoor unit 3 is usually installed on the upper part of the indoor wall. On the other hand, the temperature of indoor air is not uniform, the temperature near the ceiling in the room is high, and the temperature near the floor is low. Therefore, the temperature correction means 23 performs correction to estimate the temperature in the vicinity of 0.5 m to 1.5 m from the indoor floor where people live, from the temperature of the air near the indoor ceiling detected by the indoor temperature sensor 16. Is.

温度差演算手段24は、目標温度設定手段21により設定される目標温度r(t)と、温度検出手段22により検出される室内空気の温度y(t)との偏差e(t)=r(t)−y(t)を演算する。連続操作量演算手段25は、温度差演算手段24が出力する偏差e(t)に基づいて、連続制御により操作量u’(t)を算出する。ここで、連続操作量演算手段25が行う連続制御方法としては、PID制御、I−PD制御、又はPI制御等が使用される。以下では、一例として、連続操作量演算手段25は、偏差e(t)から、PID制御により連続操作量u’(t)を算出するものとして説明する。   The temperature difference calculation means 24 has a deviation e (t) = r () between the target temperature r (t) set by the target temperature setting means 21 and the indoor air temperature y (t) detected by the temperature detection means 22. t) -y (t) is calculated. The continuous manipulated variable calculator 25 calculates the manipulated variable u ′ (t) by continuous control based on the deviation e (t) output from the temperature difference calculator 24. Here, PID control, I-PD control, PI control, or the like is used as a continuous control method performed by the continuous operation amount calculation means 25. Hereinafter, as an example, the description will be made assuming that the continuous operation amount calculation means 25 calculates the continuous operation amount u ′ (t) from the deviation e (t) by PID control.

尚、ここでいう「操作量」とは、圧縮機7を操作するためのパラメータである。具体的には、圧縮機7の回転数、周波数、又は印加電力である。以下では、「操作量」は圧縮機7の周波数であるとする。   The “operation amount” here is a parameter for operating the compressor 7. Specifically, it is the rotation speed, frequency, or applied power of the compressor 7. In the following, it is assumed that the “operation amount” is the frequency of the compressor 7.

離散操作量演算手段26は、連続操作量演算手段25が出力する連続操作量u’(t)を、離散化テーブル記憶手段27に記憶された離散化テーブルを参照することによって離散化し、離散操作量u(t)として出力する。周波数変換器28は、離散操作量演算手段26が出力する離散操作量u(t)に比例した電力を圧縮機7に印加する。これにより、圧縮機7は、インバータ制御される。   The discrete manipulated variable calculator 26 discretizes the continuous manipulated variable u ′ (t) output from the continuous manipulated variable calculator 25 by referring to the discretization table stored in the discretization table storage 27. Output as a quantity u (t). The frequency converter 28 applies power proportional to the discrete manipulated variable u (t) output from the discrete manipulated variable calculating means 26 to the compressor 7. Thereby, the compressor 7 is inverter-controlled.

尚、上記温度差演算手段24、連続操作量演算手段25、離散操作量演算手段26、離散化テーブル記憶手段27、及び周波数変換器28は、図1の室外機制御部13により実現されている。   The temperature difference calculating means 24, continuous manipulated variable calculating means 25, discrete manipulated variable calculating means 26, discretized table storage means 27, and frequency converter 28 are realized by the outdoor unit controller 13 in FIG. .

また、離散化テーブルに登録する操作量の値は、あらかじめ空気調和機1の機械的振動の共振点を避けた値を登録しておく。そうすることによって、空気調和機1の共振による騒音や振動を容易に回避することができる。また、設計時における空気調和機1の共振による騒音・振動の防止対策も容易に行うことが可能である。   In addition, the value of the operation amount to be registered in the discretization table is registered in advance so as to avoid the resonance point of the mechanical vibration of the air conditioner 1. By doing so, noise and vibration due to resonance of the air conditioner 1 can be easily avoided. In addition, it is possible to easily take measures to prevent noise and vibration due to resonance of the air conditioner 1 at the time of design.

以上のように構成された本実施例に係る空気調和機の制御装置について、以下その制御方法を説明する。   The control method of the air conditioner control apparatus according to this embodiment configured as described above will be described below.

図3は本発明の実施例1に係る空気調和機の制御装置の動作を表すフローチャートである。まず最初に、目標温度設定手段21において、目標温度rが設定され、室外機制御部13において時刻tが0に設定される(S1)。次に、温度検出手段22は、室内温度センサ16で検出された時刻tにおける室内温度Thに対して、温度補正手段23により補正を行い、室内温度y(t)として温度差演算手段24に出力する。温度差演算手段24は、時刻tにおいて目標温度設定手段21により設定されている目標温度r(t)から室内温度y(t)を差し引いて、偏差e(t)を検出する(S2)。   FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the control device for the air conditioner according to the first embodiment of the present invention. First, the target temperature r is set in the target temperature setting means 21, and the time t is set to 0 in the outdoor unit controller 13 (S1). Next, the temperature detection means 22 corrects the room temperature Th detected at the time t detected by the room temperature sensor 16 by the temperature correction means 23 and outputs it to the temperature difference calculation means 24 as the room temperature y (t). To do. The temperature difference calculation means 24 subtracts the room temperature y (t) from the target temperature r (t) set by the target temperature setting means 21 at time t to detect the deviation e (t) (S2).

次に、連続操作量演算手段25は、偏差e(t)に基づいて、(数1)により、連続操作量u’(t)を算出する(S3)。尚、このとき、(数1)により算出されるu’(t)の値が、圧縮機の操作量の最大値umaxを超える場合には、u’(t)=umaxとされる。 Next, the continuous operation amount calculation means 25 calculates the continuous operation amount u ′ (t) from (Equation 1) based on the deviation e (t) (S3). At this time, if the value of u ′ (t) calculated by (Equation 1) exceeds the maximum value u max of the operation amount of the compressor, u ′ (t) = u max is set.

次いで、離散操作量演算手段26は、離散化テーブル記憶手段27に記憶されている離散化テーブルを参照し、離散化テーブルに登録されている操作量のうち、連続操作量u(t)に最も近い操作量を、離散操作量u(t)として周波数変換器28に出力する(S4)。   Next, the discrete manipulated variable calculation means 26 refers to the discretization table stored in the discretization table storage means 27, and among the operation quantities registered in the discretization table, the continuous manipulated variable u (t) is the largest. The close manipulated variable is output to the frequency converter 28 as a discrete manipulated variable u (t) (S4).

尚、離散化テーブルは、連続操作量の時間変化の傾きが正の場合の離散化テーブルTBと、連続操作量の時間変化の傾きが負の場合の離散化テーブルTBとの2つの異なる離散化テーブルを使用する。冷房時の場合には、離散化テーブルTBは、離散化テーブルTBを連続操作量が大きい方向にシフトアップしたものを用いる。また、暖房時の場合には、離散化テーブルTBは、離散化テーブルTBを連続操作量が小さい方向にシフトダウンしたものを用いる。このように、連続操作量の時間変化の傾きの正負によって異なる離散化テーブルを使用するのは、圧縮機7の操作量制御に履歴を持たせることによって、圧縮機が停止した後にすぐに圧縮機が起動することとなる状況が生じることを避けるためである。 Incidentally, discretization table, time change inclination of the continuous operation amount and positive discretization table TB cases +, the inclination of time change of continuous operation amount discretization table TB in the case of negative - different two of the Use a discretization table. If during the cooling is discretized table TB + discretization table TB - using those continuous operation amount is shifted up to a large direction. In the case of the heating, the discrete table TB - is used after downshifting discretization table TB + direction continuous operation amount is small. As described above, the use of the discretization table that varies depending on the slope of the time change gradient of the continuous operation amount is because the operation amount control of the compressor 7 has a history so that the compressor immediately after the compressor is stopped. This is to avoid a situation that would cause the to start.

図4は連続操作量u’と離散操作量uとの関係を表す図である。図4(a)に示すように、連続操作量u’は、複数の区間a〜fに区分され、各区間に対して決められた離散操作量uが割り当てられる。区間aでは、圧縮機7の最低操作量u以下であるため、離散操作量uには0が割り当てられる。また、区間fでは、圧縮機7の最大操作量u以上であるため、離散操作量uには最大操作量uが割り当てられる。 FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the continuous operation amount u ′ and the discrete operation amount u. As shown in FIG. 4A, the continuous operation amount u ′ is divided into a plurality of sections a to f, and a discrete operation amount u determined for each section is assigned. In the section a, since the minimum operation amount u 0 of the compressor 7 is less than or equal to 0, 0 is assigned to the discrete operation amount u. In the section f, since the maximum operation amount u 4 of the compressor 7 is equal to or greater than the maximum operation amount u 4 , the maximum operation amount u 4 is assigned to the discrete operation amount u.

尚、連続操作量u’と離散操作量uとの対応関係は、図4(b)のようにすることもできる。すなわち、連続操作量u’が小さい領域では、離散操作量uには図4(a)と同様に離散的に操作量を割り当て、連続操作量u’が所定の大きさu以上の領域では、u=u’としてuは連続値とする。通常、圧縮機7の操作量が小さい領域には機械的振動の共振点が多く存在するため、操作量を離散的に割り当てるのが適しているが、操作量が大きい領域では機械的な共振点は少なくなる。従って、かかる領域においては、むしろ操作量はPID制御により得られる連続値としたほうが、操作量の収束が早くなり好ましいこととなる。 The correspondence relationship between the continuous operation amount u ′ and the discrete operation amount u can be as shown in FIG. That is, in a region where the continuous operation amount u ′ is small, an operation amount is assigned discretely to the discrete operation amount u as in FIG. 4A, and in a region where the continuous operation amount u ′ is a predetermined size u 4 or more. , U = u ′ and u is a continuous value. Usually, since there are many resonance points of mechanical vibration in the region where the operation amount of the compressor 7 is small, it is suitable to assign the operation amount discretely, but in the region where the operation amount is large, the mechanical resonance point Will be less. Therefore, in such a region, it is preferable that the operation amount is a continuous value obtained by PID control because the operation amount converges faster.

次に、周波数変換器28は、入力された離散操作量u(t)に基づいて、圧縮機7のインバータ制御を行う(S5)。そして、室外機制御部13において時刻tが1だけインクリメントされた後(S6)、上記ステップS2の動作に戻り、再び上記動作を繰り返す。   Next, the frequency converter 28 performs inverter control of the compressor 7 based on the input discrete manipulated variable u (t) (S5). Then, after the time t is incremented by 1 in the outdoor unit control unit 13 (S6), the operation returns to the operation of step S2, and the above operation is repeated again.

図5は実施例1に係る空気調和機1の制御方法による過渡応答の一例を表した図である。尚、図5では、冷房時の場合を示しているが、暖房時の場合も同様である。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a transient response by the control method of the air conditioner 1 according to the first embodiment. Although FIG. 5 shows the case of cooling, the same applies to the case of heating.

空気調和機1の空調能力に対して部屋が狭く、相対的に空調負荷が小さい場合には、室内温度及び連続操作量、離散操作量の過渡応答は、それぞれ、図5のy,u’,uのようになる。空気調和機1が冷房を開始すると、室内温度yは速やかに目標温度に近づく。それに伴って、連続操作量u’及び離散操作量uは低下し、連続操作量u’が離散化テーブルTBに登録された操作量の最小値よりも小さくなったときに、離散操作量演算手段26は離散操作量uの値を0とし、圧縮機は停止する。 When the room is narrow with respect to the air conditioning capacity of the air conditioner 1 and the air conditioning load is relatively small, the transient responses of the room temperature, the continuous operation amount, and the discrete operation amount are y 1 and u 1 in FIG. ', U 1 and so on. When the air conditioner 1 starts cooling, room temperature y 1 is quickly approaches the target temperature. Along with this, continuous operation amount u 1 'and discrete operation amount u 1 is reduced, continuous operation amount u 1' is discretized table TB - when it becomes smaller than the minimum value of the registered in the operation amount, discrete The manipulated variable calculation means 26 sets the value of the discrete manipulated variable u 1 to 0, and the compressor stops.

この場合、空調負荷は小さいので、圧縮機7が停止した後に、室内温度yはゆっくりと上昇を続ける。それに伴って、連続操作量演算手段25が出力する連続操作量uもゆっくりと増加する。そして、連続操作量uが離散化テーブルTBに登録された操作量の最小値u minよりも大きくなったときに、離散操作量演算手段26は離散操作量uの値を当該最小値u minに設定し、圧縮機7は起動する。その後、再び連続操作量u’が離散化テーブルTBに登録された操作量の最小値よりも小さくなったときに、離散操作量演算手段26は離散操作量uの値を0とし、圧縮機は停止する。 In this case, since the air conditioning load is small, after the compressor 7 is stopped, the indoor temperature y 1 continues to rise slowly. Along with this, the continuous operation amount u 1 output from the continuous operation amount calculation means 25 also slowly increases. When the continuous operation amount u 1 is larger than the minimum value u + min of operation amount registered in the discretization table TB +, discrete operation amount calculation means 26 the minimum value of the discrete manipulated variables u 1 The value u + min is set and the compressor 7 is started. Thereafter, when the continuous manipulated variable u 1 ′ becomes smaller than the minimum value of the manipulated variable registered in the discretization table TB again, the discrete manipulated variable calculating means 26 sets the value of the discrete manipulated variable u 1 to 0, The compressor stops.

このように、空調負荷が小さい場合には、比較的長い間隔で圧縮機7の発停を繰り返して空調が行われる。   Thus, when the air conditioning load is small, air conditioning is performed by repeatedly starting and stopping the compressor 7 at relatively long intervals.

一方、空気調和機1の空調能力に対して部屋が広かったり、部屋に大きな窓があってそこから日が差し込んでいたりして、相対的に空調負荷が大きい場合には、室内温度及び連続操作量、離散操作量の過渡応答は、それぞれ、図5のy,u’,uのようになる。空気調和機1が冷房を開始すると、室内温度yは緩やかに目標温度に近づく。それに伴って、連続操作量u’及び離散操作量uは低下する。しかし、この場合、連続操作量u’はPID制御により決定されるため、部屋の負荷に応じて最終的に収束する定常値が決まる。すなわち、従来のゾーン制御のように、操作量が0となるように制御を行うのではなく、部屋の負荷に応じて決まる定常操作量に向かって制御を行うこととなる。 On the other hand, if the room is large with respect to the air conditioning capacity of the air conditioner 1 or there is a large window in the room and the sun is coming in from there, the air conditioning load is relatively large. The transient responses of the quantity and the discrete manipulated variable are respectively y 2 , u 2 ′, and u 2 in FIG. When the air conditioner 1 starts cooling, the room temperature y 2 is slowly approaches the target temperature. Along with this, the continuous operation amount u 2 ′ and the discrete operation amount u 2 decrease. However, in this case, since the continuous operation amount u 2 ′ is determined by PID control, a steady value that finally converges is determined according to the load on the room. That is, the control is not performed so that the operation amount becomes zero as in the conventional zone control, but the control is performed toward the steady operation amount determined according to the load of the room.

従って、空調負荷が大きい場合には、連続操作量u’が収束する定常値は、離散化テーブルTBに登録された操作量の最小値よりも大きい値となる。そのため、離散操作量演算手段26は、離散化テーブルTBに登録された操作量のうち、連続操作量u’に最も近いものを離散操作量uとして出力する。従って、圧縮機7は定常状態となっても停止することはなく、熱平衡な状態で動作し続けることとなる。従って、室内温度yの変動も最小限に抑えられるとともに、圧縮機7の操作量uの変動も最小限に抑えられる。 Therefore, when the air conditioning load is large, the constant values continuous operation amount u 2 'is converged, discrete table TB - becomes a value larger than the minimum value of the registered in the operation amount. Therefore, the discrete operating amount calculating means 26, discrete table TB - among the registered in the operation amount, and outputs the closest to continuous operation amount u 2 'as a discrete operation amount u 1. Therefore, the compressor 7 does not stop even when it is in a steady state, and continues to operate in a thermal equilibrium state. Therefore, the fluctuation of the indoor temperature y 2 can be minimized, and the fluctuation of the operation amount u 2 of the compressor 7 can be minimized.

このように、空調負荷が大きい場合でも、室内温度yの変動と圧縮機7の操作量uの変動が小さいため、利用者に対して、発生音の変化や吹き出し温度の変化により不快感を与えることはなくなる。 As described above, even when the air conditioning load is large, the change in the indoor temperature y 2 and the change in the operation amount u 2 of the compressor 7 are small. Will no longer be given.

本発明の実施例1に係る空気調和機のシステム全体の構成を表す図である。It is a figure showing the structure of the whole system of the air conditioner which concerns on Example 1 of this invention. 図1の空気調和機の圧縮機7の制御系を表した図である。It is a figure showing the control system of the compressor 7 of the air conditioner of FIG. 本発明の実施例1に係る空気調和機の制御装置の動作を表すフローチャートである。It is a flowchart showing operation | movement of the control apparatus of the air conditioner which concerns on Example 1 of this invention. 連続操作量u’と離散操作量uとの関係を表す図である。It is a figure showing the relationship between continuous manipulated variable u 'and discrete manipulated variable u. 実施例1に係る空気調和機の制御方法による過渡応答の一例を表した図である。It is a figure showing an example of the transient response by the control method of the air conditioner concerning Example 1. PID制御による空気調和機の制御系の代表的な構成を表す図である。It is a figure showing the typical structure of the control system of the air conditioner by PID control. ゾーン制御方式による空気調和機の制御系の代表的な構成を表す図である。It is a figure showing the typical structure of the control system of the air conditioner by a zone control system. 偏差eの区間に対する圧縮機の操作量uの対応関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the correspondence of the operation amount u of the compressor with respect to the area of the deviation e. 従来のゾーン制御における室内温度の変化と圧縮機の回転数の変化との対応関係を表した図である。It is a figure showing the correspondence of the change of the indoor temperature in the conventional zone control, and the change of the rotation speed of a compressor.

符号の説明Explanation of symbols

1 空気調和機
2 室外機
3 室内機
4 冷媒循環路
5 室外熱交換器
6 四方弁
7 圧縮機
8 室内熱交換器
9 マフラー
10 ストレーナ
11 電子膨張弁
12 キャピラリ・チューブ
13 室外機制御部
14 室内機制御部
15 クロスフロー・ファン
16 室内温度センサ
17 リモコン
20 制御装置
21 目標温度設定手段
22 温度検出手段
23 温度補正手段
24 温度差演算手段
25 連続操作量演算手段
26 離散操作量演算手段
27 離散化テーブル記憶手段
28 周波数変換器
29 熱交換系
30 室内空気
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Air conditioner 2 Outdoor unit 3 Indoor unit 4 Refrigerant circulation path 5 Outdoor heat exchanger 6 Four way valve 7 Compressor 8 Indoor heat exchanger 9 Muffler 10 Strainer 11 Electronic expansion valve 12 Capillary tube 13 Outdoor unit control part 14 Indoor unit Control unit 15 Cross flow fan 16 Indoor temperature sensor 17 Remote controller 20 Control device 21 Target temperature setting means 22 Temperature detection means 23 Temperature correction means 24 Temperature difference calculation means 25 Continuous operation amount calculation means 26 Discrete operation amount calculation means 27 Discretization table Storage means 28 Frequency converter 29 Heat exchange system 30 Indoor air

Claims (7)

空気調和機における圧縮機の操作量を演算する制御装置であって、
空調の対象となる室内の目標温度を設定する目標温度設定手段と、
空調の対象となる室内の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段により検出される室内温度と前記目標温度設定手段により設定される目標温度との温度差に対して、比例演算、積分演算、又は微分演算を行い、それらの演算結果を加算することにより、連続な操作量を算出する連続操作量演算手段と、
離散的に設定される前記圧縮機の操作量を離散化テーブルとして記憶する離散化テーブル記憶手段と、
前記離散化テーブルを参照することにより、前記連続操作量に対応する前記圧縮機の操作量を決定する離散操作量演算手段と、
を備えていることを特徴とする制御装置。
A control device for calculating an operation amount of a compressor in an air conditioner,
Target temperature setting means for setting a target temperature in the room to be air-conditioned,
Temperature detecting means for detecting the temperature of the room to be air-conditioned,
Performing a proportional operation, an integral operation, or a differential operation on the temperature difference between the room temperature detected by the temperature detection means and the target temperature set by the target temperature setting means, and adding the calculation results A continuous operation amount calculating means for calculating a continuous operation amount;
Discretization table storage means for storing the operation amount of the compressor set discretely as a discretization table;
Discrete operation amount calculation means for determining an operation amount of the compressor corresponding to the continuous operation amount by referring to the discretization table;
A control device comprising:
前記連続操作量演算手段は、前記温度差に基づき、PID制御、PI制御、又はI−PD制御により前記圧縮機の操作量の連続操作量を算出することを特徴とする請求項1記載の制御装置。 2. The control according to claim 1, wherein the continuous operation amount calculation unit calculates a continuous operation amount of the operation amount of the compressor by PID control, PI control, or I-PD control based on the temperature difference. apparatus. 前記離散操作量演算手段は、前記離散化テーブル内の操作量のうち、前記連続操作量との差の絶対値が最小となる操作量、又は前記連続操作量を超えない操作量であって最大のもの、若しくは前記連続操作量を超える操作量であって最小のものを、前記圧縮機の操作量に決定することを特徴とする請求項1又は2記載の制御装置。 The discrete manipulated variable calculation means is an manipulated variable in which the absolute value of the difference from the continuous manipulated variable is the smallest among the manipulated variables in the discretization table, or an manipulated variable that does not exceed the continuous manipulated variable and is the maximum The control device according to claim 1, wherein the operation amount of the compressor is determined as a minimum operation amount that exceeds the continuous operation amount. 前記離散操作量演算手段は、前記連続操作量が所定の閾値より小さい場合には、前記離散化テーブルを参照することにより、前記連続操作量に対応する前記圧縮機の操作量を決定し、前記連続操作量が所定の閾値より大きい場合には、前記連続操作量を前記圧縮機の操作量として決定することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一に記載の制御装置。 When the continuous operation amount is smaller than a predetermined threshold, the discrete operation amount calculation means determines an operation amount of the compressor corresponding to the continuous operation amount by referring to the discretization table, The control device according to any one of claims 1 to 3, wherein when the continuous operation amount is larger than a predetermined threshold, the continuous operation amount is determined as an operation amount of the compressor. 空気調和機における圧縮機の操作量を演算する制御方法であって、
空調の対象となる室内に設置された前記温度検出手段により検出される室内温度と空調の対象となる室内の目標温度との温度差に対して、比例演算、積分演算、又は微分演算を行い、それらの演算結果を加算することにより、連続操作量を算出する第1ステップと、
離散的に設定される前記圧縮機の操作量を保持する離散化テーブルを参照することにより、前記連続操作量に対応する前記圧縮機の操作量を決定する第2ステップと、
を備えていることを特徴とする制御方法。
A control method for calculating an operation amount of a compressor in an air conditioner,
For the temperature difference between the room temperature detected by the temperature detecting means installed in the room to be air-conditioned and the target temperature in the room to be air-conditioned, a proportional operation, an integral operation, or a differential operation is performed, A first step of calculating a continuous operation amount by adding the calculation results;
A second step of determining an operation amount of the compressor corresponding to the continuous operation amount by referring to a discretization table holding the operation amount of the compressor set discretely;
A control method comprising:
前記第1ステップにおいては、前記温度差に基づき、PID制御、PI制御、又はI−PD制御により前記圧縮機の操作量の連続操作量を算出することを特徴とする請求項5記載の制御方法。 6. The control method according to claim 5, wherein in the first step, a continuous operation amount of the operation amount of the compressor is calculated by PID control, PI control, or I-PD control based on the temperature difference. . 前記第2ステップにおいては、前記連続操作量が所定の閾値より小さい場合には、前記離散化テーブルを参照することにより、前記連続操作量に対応する前記圧縮機の操作量を決定し、前記連続操作量が所定の閾値より大きい場合には、前記連続操作量を前記圧縮機の操作量として決定することを特徴とする請求項5又は6に記載の制御方法。
In the second step, when the continuous operation amount is smaller than a predetermined threshold, the operation amount of the compressor corresponding to the continuous operation amount is determined by referring to the discretization table, and the continuous operation amount is determined. The control method according to claim 5 or 6, wherein when the operation amount is larger than a predetermined threshold, the continuous operation amount is determined as an operation amount of the compressor.
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