WO2020026371A1 - Outdoor unit for air conditioner - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an outdoor unit of an air conditioner having a machine room in which refrigerant circuit components such as a compressor and an expansion valve are installed.
- abnormal noise may be generated from the compressor and the expansion valve.
- the compressor is a vane-type compressor
- the vane vibrates violently due to the effect of the vortex of the liquid refrigerant generated immediately after startup, which may generate an abnormal sound.
- the expansion valve may generate a high frequency abnormal sound due to the following factors.
- a vortex is generated depending on the flow velocity of the refrigerant and the state of the phase of the refrigerant, and a high-frequency abnormal sound is generated by exciting vibration caused by pressure fluctuation due to the vortex.
- Patent Document 1 there is a technology that detects an abnormal sound generated by the air conditioner and controls a device that is a source of the abnormal sound to reduce the abnormal sound (for example, see Patent Document 1).
- a microphone is installed near an expansion valve arranged in an indoor unit, and when an abnormal sound is detected, the opening of the expansion valve is adjusted.
- Patent Document 1 targets abnormal noise generated from the expansion valve, and cannot deal with abnormal noise generated from the compressor. For this reason, Patent Literature 1 cannot be said to be a sufficient technique for reducing noise generated from the outdoor unit.
- the present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide an outdoor unit of an air conditioner capable of reducing noise generated from the outdoor unit.
- An outdoor unit of an air conditioner according to the present invention is an outdoor unit of an air conditioner having a machine room in which a compressor and an expansion valve are mounted, and is installed in the machine room and measures a sound in the machine room.
- the abnormal signal is detected from at least one of the compressor and the expansion valve by analyzing the measurement signal of the microphone, one or both of the compressor and the expansion valve where the abnormal sound is generated is detected.
- a control device for controlling so as to reduce the pressure.
- the compressor and the expansion valve are controlled so as to reduce the abnormal sound. Therefore, noise generated from the outdoor unit can be reduced.
- FIG. 2 is a schematic perspective view illustrating a configuration of an outdoor unit of the air conditioner according to Embodiment 1 of the present invention. It is the schematic which shows the inside of the machine room of the outdoor unit of FIG. It is a schematic sectional drawing of the compression mechanism of the compressor of FIG. It is a schematic sectional drawing of the expansion valve of FIG.
- FIG. 1 is a schematic perspective view showing the configuration of the outdoor unit of the air conditioner according to Embodiment 1 of the present invention.
- the housing 1a of the outdoor unit 1 of the air conditioner is divided into left and right spaces by a separator 5, the left space is a blower room 2, the lower right space is a mechanical room 3, and the upper right space is an electric space. It is an article room 4.
- the blower chamber 2 has a heat exchanger 6 and a fan 7 mounted thereon.
- the machine room 3 has a compressor 8 and an expansion valve 9 mounted thereon.
- the electrical component room 4 is equipped with a control device 11 for controlling the entire air conditioner.
- the compressor 8, the heat exchanger 6, and the expansion valve 9 mounted in the outdoor unit 1 constitute a refrigerant circuit together with a heat exchanger mounted in an indoor unit (not shown). Cooling or heating of the room is performed by circulating the refrigerant in the room.
- a microphone 10 is further mounted in the machine room 3.
- the microphone 10 is installed at a position at a certain distance from a panel constituting the housing 1 a and at an intermediate position between the compressor 8 and the expansion valve 9. By arranging the microphone 10 at such a position, the microphone 10 can measure the sound generated from each of the compressor 8 and the expansion valve 9. When there are a plurality of expansion valves 9, the microphone 10 is installed at a position where the distance between the compressor 8 and each expansion valve 9 is the same.
- the microphone 10 is connected to the control device 11 by wiring, and a measurement signal of the microphone 10 is taken into the control device 11.
- the control device 11 performs room temperature control such as adjusting the frequency of the compressor 8 and the opening degree of the expansion valve 9 so that the room temperature maintains the set temperature.
- the control device 11 performs a noise reduction control for analyzing the measurement signal taken from the microphone 10 and reducing the noise generated from the machine room 3. Details of the noise reduction control will be described later.
- the control device 11 is configured by, for example, a microcomputer having a CPU (not shown) and a memory 11a.
- the memory 11a stores data and programs necessary for room temperature control and noise reduction control. Note that a ROM, an EEPROM, a flash memory, or the like is used as the memory 11a, for example.
- FIG. 2 is a schematic diagram showing the inside of the machine room of the outdoor unit of FIG.
- the sound absorbing material 12 is spread all over the inner wall of the machine room 3 without gaps.
- the inner wall of the machine room 3 is specifically composed of a separator 5 and other panels, and the sound absorbing material 12 is spread over each of these inner walls, so that the sound outside the outdoor unit 1 is measured by the microphone 10. Not to be.
- the compressor 8 and the expansion valve 9 are mounted in the machine room 3 as described above, and an abnormal sound may be generated from these.
- an abnormal sound may be generated from these.
- the cause of the abnormal sound generated from each of the compressor 8 and the expansion valve 9 will be sequentially described together with the outline of the structures of the compression mechanism 20 and the expansion valve 9 of the compressor 8.
- FIG. 3 is a schematic sectional view of a compression mechanism of the compressor of FIG.
- the compression mechanism 20 of the compressor 8 includes a cylindrical cylinder 21, a rotor 22 that rotates in the cylinder 21, a vane 24 that slides in a vane groove 23 formed in the cylinder 21, and a vane spring 25.
- the vane spring 25 urges the vane 24 so that the tip 24 a of the vane 24 contacts the outer peripheral surface of the rotor 22.
- the space in the cylinder 21 is partitioned by the vane 24 to form a compression chamber 26, and the volume of the compression chamber 26 is reduced by the rotation of the rotor 22 so that the compression chamber is reduced.
- the refrigerant in 26 is compressed.
- an abnormal sound is generated when the vane 24 vibrates as shown by the arrow in FIG. That is, when the internal pressure of the compression chamber 26 becomes larger than the spring force of the vane spring 25, the vane 24 vibrates.
- An abnormal sound is generated when the tip portion 24a of the vane 24 separates from or comes into contact with the rotor 22 due to this vibration.
- the frequency of the compressor 8 may be increased to stabilize the circulation state of the refrigerant in the refrigerant circuit.
- FIG. 4 is a schematic sectional view of the expansion valve of FIG.
- the expansion valve 9 is fully closed when the needle 30 is seated on the valve seat 31.
- a pressure difference occurs around the needle 30, causing the needle 30 to vibrate in an exciting manner, resulting in high vibration.
- the opening degree of the expansion valve 9 may be increased to reduce the flow velocity of the refrigerant passing through the expansion valve 9.
- the first embodiment is characterized by noise reduction control for reducing abnormal noise for both the compressor 8 and the expansion valve 9 mounted in the machine room 3.
- the noise reduction control the measurement signal of the microphone is analyzed to determine whether the source of the abnormal sound is the compressor 8 or the expansion valve 9 or both, and the abnormal sound from the specified source is determined. Control the source to reduce.
- a specification principle for specifying a source of abnormal sound from an analysis result of a measurement signal of the microphone 10 will be described.
- FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a result of spectrum analysis of a measurement signal of the microphone.
- the horizontal axis represents frequency [Hz] and the vertical axis represents sound pressure [dB].
- FIG. 5A shows an abnormal sound due to the vane vibration of the compressor 8.
- (B) shows an abnormal sound caused by valve vibration of the expansion valve 9.
- the frequency of the abnormal sound from the compressor 8 is different from the frequency of the abnormal sound from the expansion valve 9, and the frequency of the abnormal sound from the compressor 8 is higher than the frequency of the abnormal sound from the expansion valve 9. Is also known to be low.
- the frequency of the abnormal sound from the compressor 8 is about 200 [Hz] in this example, and the frequency of the abnormal sound from the expansion valve 9 is about 2000 [Hz] in this example.
- the difference between the frequencies of such abnormal sounds is determined, for example, by the analysis result using the outdoor unit 1 in which the abnormal sound is generated only from the compressor 8 and the outdoor unit in which the abnormal sound is generated only from the expansion valve 9. It can be known from the analysis results used.
- the spectrum of the sound measured by the microphone 10 is analyzed, and within a frequency band including the frequency of the abnormal sound from the compressor 8 (hereinafter, referred to as a first frequency band), the sound pressure is equal to or higher than a preset first threshold sound pressure.
- a frequency band including the frequency of the abnormal sound from the expansion valve 9 hereinafter, referred to as a second frequency band
- the generation source is the expansion valve 9.
- the first frequency band is, for example, 200 ⁇ 10 [Hz].
- the second frequency band is, for example, 2000 ⁇ 20 [Hz].
- the number of values to be ⁇ may be set in consideration of the variation between units.
- the first threshold sound pressure is determined by using an outdoor unit in which an abnormal sound is generated from the compressor 8 in advance to determine what sound pressure of the abnormal sound from the compressor 8 exceeds the sound pressure. What is necessary is just to specify by actual measurement or simulation.
- the second threshold sound pressure it is determined in advance how much the sound pressure of the abnormal sound from the expansion valve 9 exceeds the sound pressure, which may impair hearing, by using an outdoor unit in which the abnormal sound from the expansion valve 9 is generated in advance. It may be specified by actual measurement or simulation.
- the first threshold sound pressure and the second threshold sound pressure are the same, and both are set to 1100 [dB].
- the first frequency band and the first threshold sound pressure and the second frequency band and the second threshold sound pressure are stored in the memory 11a as the identification information for identifying the source of the abnormal sound.
- the source of the abnormal sound can be specified using the result and the identification information.
- FIG. 6 is a flowchart of a noise reduction process in the outdoor unit of the air conditioner according to Embodiment 1 of the present invention.
- room temperature control such as adjusting the frequency of the compressor 8 and the opening of the expansion valve 9 is performed to maintain the room temperature at the set temperature. Is performed in parallel with the room temperature control.
- step S1 Sound in the machine room 3 is measured by the microphone 10, and the measurement signal is taken into the control device 11. Then, the control device 11 analyzes the spectrum of the measurement signal acquired from the microphone 10 (step S1). Based on the result of the spectrum analysis, the control device 11 determines whether or not an abnormal sound exceeding the first threshold sound pressure occurs in the first frequency band (step S2). When the control device 11 determines that an abnormal sound exceeding the first threshold sound pressure is generated in the first frequency band, the control device 11 specifies that the source of the abnormal sound is the compressor 8 and determines the frequency of the compressor 8. Increase by 1 Hz (step S3), and return to step S1. As described above, the control for increasing the frequency of the compressor 8 by 1 Hz is performed until no sound exceeding the first threshold sound pressure is generated in the first frequency band. As a result, the abnormal sound from the compressor 8 is eliminated.
- step S4 determines that no sound exceeding the first threshold sound pressure has been generated in the first frequency band. If the control device 11 determines in step S2 that no sound exceeding the first threshold sound pressure has been generated in the first frequency band, then a sound exceeding the second threshold sound pressure will be generated in the second frequency band. Is determined (step S4). If the control device 11 determines that an abnormal sound exceeding the second threshold sound pressure is generated in the second frequency band, the control device 11 specifies that the source of the abnormal sound is the expansion valve 9 and determines the opening of the expansion valve 9. Is opened by one pulse (step S5), and the process returns to step S1. As described above, the control for opening the opening of the expansion valve 9 one pulse at a time is performed until no sound exceeding the second threshold sound pressure is generated in the second frequency band. As a result, the abnormal sound from the expansion valve 9 is eliminated.
- the current frequency of the compressor 8 is the upper limit frequency on the device.
- the following control is performed. That is, the frequency is reduced by 1 Hz until the compressor 8 does not generate an abnormal sound.
- This control is the reverse of the control in step S3, but is intended to eliminate abnormal sounds by changing the current frequency.
- the frequency of the compressor 8 When the frequency of the compressor 8 is operating at the upper limit frequency, it can be said that the air conditioning load is high. For this reason, if the frequency is excessively lowered, the air conditioning capacity may be reduced, and indoor comfort may be impaired. Therefore, when the frequency has reached the upper limit frequency, the frequency is lowered with the lower limit frequency being, for example, 80% of the upper limit frequency. In other words, the frequency is reduced by 1 Hz at a time until the compressor 8 does not generate abnormal noise within the range up to the lower limit frequency. Thus, even if the frequency is lowered to the lower limit frequency, it is not impossible that the abnormal sound is not eliminated, but in this case, the comfort in the room is prioritized, and the lower frequency is not lowered. Note that “80%” is an example and is not limited to this value.
- the opening of the expansion valve 9 is the upper limit opening on the device.
- the following control is performed. That is, the opening degree of the expansion source is set to a state where no abnormal noise is generated from the expansion valve 9 within the range up to the lower limit opening, with the opening of, for example, 80% of the upper limit opening being the lower limit opening. Lower by one pulse until
- the abnormal sound is generated.
- One or both of the compressor 8 and the expansion valve 9 are controlled to reduce abnormal noise. For this reason, even if an abnormal noise is generated from either the compressor 8 or the expansion valve 9, the abnormal noise can be reduced, and the noise in the outdoor unit 1 can be reduced.
- the control device 11 includes a memory 11a, and in the memory 11a, identification information for specifying the source of the abnormal sound is stored in accordance with the analysis result.
- the identification information includes first frequency band information indicating a frequency band in which an abnormal sound from the compressor 8 is detected, a first threshold sound pressure, and a second frequency band indicating a frequency band in which an abnormal sound from the expansion valve 9 is detected.
- the frequency band information and the second threshold sound pressure are included.
- the control device 11 can specify whether the source of the abnormal sound in the outdoor unit 1 is the compressor 8 or the expansion valve 9 based on the analysis result and the identification information in the memory 11a. Then, the control device 11 controls the generation source so that the specified generation source does not generate an abnormal sound. For this reason, it is possible to reduce noise in the outdoor unit 1.
- the abnormal sound can be eliminated by increasing the frequency of the compressor 8.
- the source of the abnormal sound is the expansion valve 9, the abnormal sound can be eliminated by opening the opening of the expansion valve 9.
- the identification information in the memory 11a can be updated. That is, it is possible to add and correct a frequency band that specifies the source of the abnormal sound. Therefore, it is possible to promptly respond to a complaint generated in the market. In addition, it is possible to promptly respond to specification changes on the manufacturer side. This will be described below.
- the manufacturer incorporates control for reducing the new abnormal sound into the control device 11.
- the manufacturer investigates the outdoor unit 1 in which the new abnormal sound has occurred, specifies the sound factor, the sound generation frequency band, and the threshold sound pressure that impairs hearing, and avoids the new abnormal sound. Identify controls.
- the specified content is newly incorporated in the control device 11.
- the memory 11a of the control device 11 additionally stores frequency band information and a threshold sound pressure relating to a frequency band in which a new abnormal sound occurs. This makes it possible to configure the outdoor unit 1 that can avoid new abnormal sounds and can cope with various abnormal sounds and reduce noise. Therefore, from the viewpoint of the manufacturer, it is possible to reduce noise complaints from users.
- the structure of the expansion valve 9 changes and the excitation vibration generation region shifts, and the current noise reduction control causes abnormal noise. May not be reduced.
- the second frequency band information set in the memory 11a to frequency band information corresponding to the expansion valve after the specification change
- an outdoor sound that can cope with the abnormal sound generated from the expansion valve 9 after the specification change can be dealt with.
- Unit 1 can be configured.
- the frequency of the abnormal sound deviates from the frequency band set in the memory 11a due to a special installation environment or the like.
- such a situation can be dealt with by correcting the frequency band information in the memory 11a so as to widen the frequency band.
- such correction of the data in the memory 11a may be performed by, for example, the manufacturer.
- the microphone 10 is arranged at a position intermediate between the compressor 8 and the expansion valve 9, it is possible to detect an abnormal sound generated from both the compressor 8 and the expansion valve 9.
- 1 outdoor unit 1a housing, 2 blower room, 3 mechanical room, 4 electrical equipment room, 5 separator, 6 heat exchanger, 7 fan, 8 compressor, 9 expansion valve, 10 microphone, 11 control device, 11a memory, 12 sound absorbing material, 20 compression mechanism, 21 cylinder, 22 rotor, 23 vane groove, 24 vane, 24a tip, 25 vane spring, 26 compression chamber, 30 needle, 31 valve seat, 32 vortex.
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Abstract
Description
本発明は、圧縮機および膨張弁などの冷媒回路部品が設置された機械室を有する空気調和機の室外ユニットに関するものである。 The present invention relates to an outdoor unit of an air conditioner having a machine room in which refrigerant circuit components such as a compressor and an expansion valve are installed.
空気調和機では、圧縮機および膨張弁から異常音が発生する場合がある。たとえば、圧縮機がベーン型圧縮機である場合、起動直後に発生する液冷媒の渦の影響でベーンが激しく振動し、異常音を発生させることがある。また、膨張弁では以下の要因で高周波数の異常音を発生させることがある。膨張弁を冷媒が通過する際に、冷媒の流速と冷媒の相の状態とによっては渦が発生し、渦による圧力変動によって励磁振動が起きることで高周波の異常音が発生する。 In the air conditioner, abnormal noise may be generated from the compressor and the expansion valve. For example, when the compressor is a vane-type compressor, the vane vibrates violently due to the effect of the vortex of the liquid refrigerant generated immediately after startup, which may generate an abnormal sound. In addition, the expansion valve may generate a high frequency abnormal sound due to the following factors. When the refrigerant passes through the expansion valve, a vortex is generated depending on the flow velocity of the refrigerant and the state of the phase of the refrigerant, and a high-frequency abnormal sound is generated by exciting vibration caused by pressure fluctuation due to the vortex.
従来、このように空気調和機で発生する異常音を検知し、異常音の発生源である機器を制御して異常音の低減を図るようにした技術がある(例えば、特許文献1参照)。特許文献1では、室内ユニットに配置された膨張弁の近傍にマイクロフォンを設置し、異常音を検知した際に膨張弁の開度を調整するようにしている。
Conventionally, there is a technology that detects an abnormal sound generated by the air conditioner and controls a device that is a source of the abnormal sound to reduce the abnormal sound (for example, see Patent Document 1). In
室外ユニットの機械室には圧縮機および膨張弁が設置されており、上述したようにその両方から異常音が発生する可能性がある。しかしながら、特許文献1では膨張弁から発生する異常音を対象としており、圧縮機から発生する異常音には対応できない。このため、特許文献1は、室外ユニットから発生する騒音の低減を図る上で充分な技術とはいえない。
圧 縮 A compressor and an expansion valve are installed in the machine room of the outdoor unit, and abnormal noise may be generated from both of them as described above. However,
本発明はこのような点を鑑みなされたもので、室外ユニットから発生する騒音の低減を図ることが可能な空気調和機の室外ユニットを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide an outdoor unit of an air conditioner capable of reducing noise generated from the outdoor unit.
本発明に係る空気調和機の室外ユニットは、圧縮機および膨張弁を搭載した機械室を内部に有する空気調和機の室外ユニットであって、機械室内に設置され、機械室内の音を計測するマイクロフォンと、マイクロフォンの計測信号を解析して圧縮機および膨張弁の少なくとも一方から異常音が発生したことを検知した場合、異常音が発生している圧縮機および膨張弁の一方または両方を、異常音を低減するように制御する制御装置とを備えたものである。 An outdoor unit of an air conditioner according to the present invention is an outdoor unit of an air conditioner having a machine room in which a compressor and an expansion valve are mounted, and is installed in the machine room and measures a sound in the machine room. When the abnormal signal is detected from at least one of the compressor and the expansion valve by analyzing the measurement signal of the microphone, one or both of the compressor and the expansion valve where the abnormal sound is generated is detected. And a control device for controlling so as to reduce the pressure.
本発明によれば、マイクロフォンの計測信号を解析して異常音が発生したことを検知した場合、圧縮機および膨張弁の一方または両方を、異常音が低減するように制御するようにした。よって、室外ユニットから発生する騒音の低減を図ることができる。 According to the present invention, when the occurrence of abnormal sound is detected by analyzing the measurement signal of the microphone, one or both of the compressor and the expansion valve are controlled so as to reduce the abnormal sound. Therefore, noise generated from the outdoor unit can be reduced.
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る空気調和機の室外ユニットの構成を示す概略斜視図である。
空気調和機の室外ユニット1の筐体1aは、セパレータ5によって左右の空間に仕切られ、左側の空間が送風室2、右側の空間内の下部が機械室3、右側の空間内の上部が電気品室4となっている。そして、送風室2は、熱交換器6およびファン7を搭載している。機械室3は、圧縮機8および膨張弁9を搭載している。電気品室4は、空気調和機全体を制御する制御装置11を搭載している。そして、室外ユニット1内に搭載された、圧縮機8、熱交換器6および膨張弁9は、室内ユニット(図示せず)に搭載された熱交換器とともに冷媒回路を構成しており、冷媒回路内を冷媒が循環することで、室内の冷房または暖房等を行う。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing the configuration of the outdoor unit of the air conditioner according to
The
機械室3内にはさらに、マイクロフォン10が搭載されている。マイクロフォン10は筐体1aを構成するパネルからある程度、距離を取った位置であって、圧縮機8と膨張弁9との中間の位置に設置されている。このような位置にマイクロフォン10を設置することで、マイクロフォン10によって圧縮機8および膨張弁9のそれぞれから発生する音を計測できるようにしている。なお、膨張弁9が複数ある場合は、圧縮機8と各膨張弁9との距離が同じとなる位置にマイクロフォン10が設置される。マイクロフォン10は制御装置11に配線で接続されており、マイクロフォン10の計測信号が制御装置11に取り込まれるようになっている。
マ イ ク ロ A microphone 10 is further mounted in the
制御装置11は室内温度が設定温度を維持するように圧縮機8の周波数および膨張弁9の開度を調整するなどの室温制御を行う。また、制御装置11は、マイクロフォン10から取り込んだ計測信号を解析して機械室3から発生する騒音を低減する騒音低減制御を行う。騒音低減制御の詳細については後述する。制御装置11は、CPU(図示せず)と、メモリ11aとを有する例えばマイクロコンピュータで構成されている。メモリ11aには、室温制御および騒音低減制御において必要なデータおよびプログラムなどが記憶されている。なお、メモリ11aにはたとえばROM、EEPROMまたはフラッシュメモリなどが用いられる。
The
図2は、図1の室外ユニットの機械室の内部を示す概略図である。
機械室3の内壁には吸音材12が隙間無く敷き詰められている。機械室3の内壁は具体的にはセパレータ5およびその他の各パネルで構成されており、これらのそれぞれの内壁に吸音材12が敷き詰められることで、室外ユニット1の外部の音がマイクロフォン10で計測されないようにしている。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the inside of the machine room of the outdoor unit of FIG.
The
機械室3内には、上述したように圧縮機8および膨張弁9が搭載されており、これらから異常音が発生する場合がある。以下、圧縮機8および膨張弁9のそれぞれから発生する異常音の発生要因について、圧縮機8の圧縮機構20および膨張弁9の構造の概要とともに順次説明する。
圧 縮 The
図3は、図1の圧縮機の圧縮機構の概略断面図である。
圧縮機8の圧縮機構20は、円筒状のシリンダ21と、シリンダ21内を回転するロータ22と、シリンダ21に形成されたベーン溝23を摺動するベーン24と、ベーンバネ25とを備えている。ベーンバネ25は、ベーン24の先端部24aがロータ22の外周面に接触するようにベーン24を付勢するものである。
FIG. 3 is a schematic sectional view of a compression mechanism of the compressor of FIG.
The
このように構成された圧縮機構20において、シリンダ21内の空間はベーン24によって仕切られて圧縮室26を形成しており、ロータ22の回転により圧縮室26内の容積が低減することで圧縮室26内の冷媒を圧縮する。
In the
このような圧縮機構20において、ベーン24が図3の矢印で示すように振動することで異常音が発生する。すなわち、圧縮室26の内部圧力がベーンバネ25のバネ力よりも大きくなるとベーン24が振動する。この振動によってベーン24の先端部24aがロータ22から離れたり接触したりすることで異常音が発生する。このようなベーン振動による異常音が発生しない状態とするには、圧縮機8の周波数を上げて冷媒回路における冷媒の循環状態を安定させればよい。
異常 In such a
図4は、図1の膨張弁の概略断面図である。
膨張弁9はニードル30が弁座31に着座することで全閉されるものである。このような膨張弁9において、ニードル30と弁座31との隙間を通過した冷媒が渦32を発生させる場合、ニードル30の周辺に圧力差が生じることで、ニードル30が励磁振動を起こし、高周波数の異常音を発生させる。このような励磁振動による異常音が発生しない状態とするには、膨張弁9の開度を大きくして膨張弁9を通過する冷媒の流速を下げればよい。
FIG. 4 is a schematic sectional view of the expansion valve of FIG.
The
そして、本実施の形態1は、機械室3に搭載された圧縮機8および膨張弁9の両方を対象として異常音を低減する騒音低減制御に特徴がある。騒音低減制御では、マイクロフォンの計測信号を解析して異常音の発生源が圧縮機8および膨張弁9のどちらであるのかまたは両方であるのかを特定し、特定された発生源からの異常音が低減するように発生源を制御する。以下、マイクロフォン10の計測信号の解析結果から異常音の発生源を特定するための特定原理について説明する。
The first embodiment is characterized by noise reduction control for reducing abnormal noise for both the
図5は、マイクロフォンの計測信号をスペクトル解析した結果の一例を示す図である。図5において横軸は周波数[Hz]、縦軸は音圧[dB]である。
図5の(a)は圧縮機8のベーン振動による異常音を示している。(b)は膨張弁9の弁振動による異常音を示している。図5に示すように、圧縮機8からの異常音と膨張弁9からの異常音とでは周波数が異なり、圧縮機8からの異常音の周波数の方が膨張弁9からの異常音の周波数よりも低いことが分かっている。圧縮機8からの異常音の周波数はこの例では約200[Hz]であり、膨張弁9からの異常音の周波数はこの例では約2000[Hz]である。このような各異常音の周波数の違いは、たとえば圧縮機8のみから異常音が発生している室外ユニット1を用いた解析結果と、膨張弁9のみから異常音が発生している室外ユニットを用いた解析結果とから知ることができる。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a result of spectrum analysis of a measurement signal of the microphone. In FIG. 5, the horizontal axis represents frequency [Hz] and the vertical axis represents sound pressure [dB].
FIG. 5A shows an abnormal sound due to the vane vibration of the
よって、マイクロフォン10で計測された音をスペクトル解析し、圧縮機8からの異常音の周波数を含む周波数帯(以下、第1周波数帯という)内において、予め設定された第1閾値音圧以上の音が検知された場合、その異常音の発生源が圧縮機8であると特定できる。同様に、膨張弁9からの異常音の周波数を含む周波数帯(以下、第2周波数帯という)内において、予め設定された第2閾値音圧以上の音が検知された場合、その異常音の発生源が膨張弁9であると特定できる。第1周波数帯はたとえば200±10[Hz]とする。また、第2周波数帯はたとえば2000±20[Hz]とする。なお、±される数値を幾つにするかは、ユニット間のばらつきを考慮して設定すればよい。
Therefore, the spectrum of the sound measured by the
なお、第1閾値音圧は、圧縮機8からの異常音の音圧がどの程度の音圧を超えると聴感に障るかを、予め圧縮機8からの異常音が発生する室外ユニットを用いた実測またはシミュレーション等により特定すればよい。第2閾値音圧についても同様に、膨張弁9からの異常音の音圧がどの程度の音圧を超えると聴感に障るかを、予め膨張弁9からの異常音が発生する室外ユニットを用いた実測またはシミュレーション等により特定すればよい。この例では第1閾値音圧と第2閾値音圧とは同じであり、共に1100[dB]に設定している。
Note that the first threshold sound pressure is determined by using an outdoor unit in which an abnormal sound is generated from the
以上より、異常音の発生源を特定する識別情報として、第1周波数帯および第1閾値音圧と、第2周波数帯および第2閾値音圧とをメモリ11aに記憶しておくことで、解析結果と識別情報とを用いて異常音の発生源を特定できる。
As described above, the first frequency band and the first threshold sound pressure and the second frequency band and the second threshold sound pressure are stored in the
図6は、本発明の実施の形態1に係る空気調和機の室外ユニットにおける騒音低減処理のフローチャートである。なお、空気調和機では、上述したように室内温度を設定温度に維持するために圧縮機8の周波数および膨張弁9の開度を調整するなどの室温制御が行われており、図6のフローチャートの処理は室温制御と並行して行われる。
FIG. 6 is a flowchart of a noise reduction process in the outdoor unit of the air conditioner according to
空気調和機の運転中、マイクロフォン10によって機械室3内の音が計測され、その計測信号が制御装置11に取り込まれている。そして、制御装置11は、マイクロフォン10から取得した計測信号をスペクトル解析する(ステップS1)。スペクトル解析の結果から、制御装置11は第1周波数帯で第1閾値音圧を超える異常音が発生しているかを判断する(ステップS2)。制御装置11は、第1周波数帯で第1閾値音圧を超える異常音が発生していると判断した場合、異常音の発生源が圧縮機8であると特定して圧縮機8の周波数を1Hz上げ(ステップS3)、ステップS1に戻る。以上により、圧縮機8の周波数を1Hzずつ上げる制御が、第1周波数帯で第1閾値音圧を超える音が発生しなくなるまで行われることになる。その結果、圧縮機8からの異常音が解消する。
音 During operation of the air conditioner, sound in the
制御装置11は、ステップS2において、第1周波数帯で第1閾値音圧を超える音が発生していないと判断した場合、続いて第2周波数帯で第2閾値音圧を超える音が発生しているかを判断する(ステップS4)。制御装置11は、第2周波数帯で第2閾値音圧を超える異常音が発生していると判断した場合、異常音の発生源が膨張弁9であると特定して膨張弁9の開度を1パルス開き(ステップS5)、ステップS1に戻る。以上により、膨張弁9の開度を1パルスずつ開く制御が、第2周波数帯で第2閾値音圧を超える音が発生しなくなるまで行われることになる。その結果、膨張弁9からの異常音が解消する。
If the
なお、図6のフローチャートには示していないが、第1周波数帯で第1閾値音圧を超える異常音が発生している場合において、圧縮機8の現在の周波数が装置上の上限周波数である場合、以下の制御を行う。すなわち、圧縮機8から異常音が発生しない状態となるまで周波数を1Hzずつ下げる。この制御は、ステップS3の制御とは逆の制御となるが、現状の周波数から変更することで、異常音の解消を図る意図である。
Although not shown in the flowchart of FIG. 6, when an abnormal sound exceeding the first threshold sound pressure occurs in the first frequency band, the current frequency of the
なお、圧縮機8の周波数が上限周波数で動作しているということは、空調負荷が高い状態であるといえる。このため、周波数を下げすぎると、空調能力が低下して室内の快適性を損なう可能性がある。したがって、周波数が上限周波数に達している場合には、上限周波数のたとえば80%の周波数を下限周波数として周波数を下げる。つまり、下限周波数までの範囲で圧縮機8から異常音が発生しない状態となるまで周波数を1Hzずつ下げる。このように周波数を下限周波数まで下げても異常音が解消しないことがあり得なくはないが、この場合は室内の快適性を優先し、下限周波数よりも下げることはしない。なお、「80%」は一例であって、この数値に限定されるものではない。
When the frequency of the
また、膨張弁9の開度についても同様で、第2周波数帯で第2閾値音圧を超える音が発生している場合において、膨張弁9の開度が装置上の上限開度である場合、以下の制御を行う。すなわち、膨張源の開度を、上限開度のたとえば80%の開度を下限開度として、下限開度までの範囲で膨張弁9の開度を膨張弁9から異常音が発生しない状態となるまで1パルスずつ下げる。
The same applies to the opening of the
以上の制御により、圧縮機8および膨張弁9の一方から異常音が発生している場合も、圧縮機8および膨張弁9の両方から異常音が発生している場合も、異常音が発生しない冷媒回路状態に落ち着かせることができる。なお、ここでは、空気調和機の運転中、常に図6のフローチャートの制御が動作しているものとして説明したが、異常音は、圧縮機8の周波数または膨張弁9の開度が変更されたタイミングで発生することが多い。よって、室温制御によって圧縮機8の周波数または膨張弁9の開度が変更されたタイミングで図6のステップS1~ステップS5の処理を行うようにしてもよい。
According to the above control, no abnormal noise is generated when abnormal noise is generated from one of the
以上説明したように、本実施の形態1によれば、マイクロフォン10の計測信号を解析して圧縮機8および膨張弁9の少なくとも一方から異常音が発生したことを検知した場合、異常音が発生している圧縮機8および膨張弁9の一方または両方を、異常音が低減するように制御するようにした。このため、圧縮機8および膨張弁9のどちらから異常音が発生しても、その異常音の低減が可能であり、室外ユニット1における騒音の低減を図ることが可能である。
As described above, according to the first embodiment, when the measurement signal of the
また、制御装置11はメモリ11aを備え、メモリ11a内に、解析結果に応じて異常音の発生源を特定する識別情報を記憶している。識別情報には、圧縮機8からの異常音が検知された周波数帯を示す第1周波数帯情報および第1閾値音圧と、膨張弁9からの異常音が検知された周波数帯を示す第2周波数帯情報および第2閾値音圧とが含まれる。制御装置11は、解析結果とメモリ11a内の識別情報とに基づいて室外ユニット1内における異常音の発生源が圧縮機8であるのか膨張弁9であるのかを特定できる。そして、制御装置11は、特定した発生源から異常音が発生しない状態となるように発生源を制御する。このため、室外ユニット1における騒音の低減を図ることが可能である。
{Circle around (1)} The
そして、異常音の発生源が圧縮機8である場合、圧縮機8の周波数を上昇させることで異常音を解消できる。また、異常音の発生源が膨張弁9である場合、膨張弁9の開度を開くことで異常音を解消できる。
(4) When the source of the abnormal sound is the
また、メモリ11a内の識別情報は更新可能である。つまり、異常音の発生源を特定する周波数帯の追加および修正が可能である。このため、市場で発生するクレームに対して迅速な対応が可能である。また、製造メーカー側での仕様変更に対しても迅速な対応が可能である。この点について以下に説明する。
(4) The identification information in the
市場に出荷されて使用されている室外ユニット1の機械室3において圧縮機8および膨張弁9とは別の部品から異常音が発生する事態が生じた場合、ユーザーから製造メーカーに対して騒音のクレームが入る。よって、製造メーカー側では、その新たな異常音を低減する制御を制御装置11に組み込むことになる。この場合、メーカー側は、新たな異常音が発生した室外ユニット1を調査し、音の要因、音の発生周波数帯および聴覚に障る閾値音圧を特定するとともに、その新たな異常音を回避する制御を特定する。そして、特定した内容を新たに制御装置11に組み込む。具体的には、制御装置11のメモリ11aに、新たな異常音の発生周波数帯に関する周波数帯情報および閾値音圧を追加して記憶させる。これにより、新たな異常音を回避でき、様々な異常音に対処して騒音を低減できる室外ユニット1を構成できる。よって、製造メーカー側から見れば、ユーザーからの騒音のクレームを減らすことが可能となる。
In a case where an abnormal sound is generated from a component other than the
また、製造メーカー側で、たとえば膨張弁9をコストの安い膨張弁に仕様変更する場合、膨張弁9内の構造が変化することで励磁振動の発生領域がずれ、現状の騒音低減制御では異常音を低減できないことがある。この場合、メモリ11aに設定されている第2周波数帯情報を仕様変更後の膨張弁に対応する周波数帯情報に修正することで、仕様変更後の膨張弁9から発生する異常音に対処できる室外ユニット1を構成できる。また、特殊な設置環境などが要因となって、メモリ11a内に設定した周波数帯から異常音の周波数が外れる事態が生じる場合がある。このような場合、周波数帯を広げるようにメモリ11a内の周波数帯情報を修正することで、このような事態にも対応できる。なお、このようなメモリ11a内のデータの修正はたとえば製造メーカー側で行えばよい。
Also, when the manufacturer changes the
また、本実施の形態1ではマイクロフォン10を圧縮機8と膨張弁9との中間の位置に配置したため、圧縮機8および膨張弁9の両方から発生する異常音の検知が可能となる。
In addition, in the first embodiment, since the
また、機械室3の内壁に吸音材12を取り付けることで、外部からの音による誤検知を防止することが可能となる。
誤 Further, by attaching the
なお、上記実施の形態1における周波数および音圧等の具体的数値は一例を示したに過ぎず、それらはユーザー側での室外ユニットの実際の使用時に確認された異常音に基づき算出した数値を用いればよい。 It should be noted that specific numerical values such as the frequency and the sound pressure in the first embodiment are merely examples, and they are numerical values calculated based on abnormal sounds confirmed during actual use of the outdoor unit on the user side. It may be used.
1 室外ユニット、1a 筐体、2 送風室、3 機械室、4 電気品室、5 セパレータ、6 熱交換器、7 ファン、8 圧縮機、9 膨張弁、10 マイクロフォン、11 制御装置、11a メモリ、12 吸音材、20 圧縮機構、21 シリンダ、22 ロータ、23 ベーン溝、24 ベーン、24a 先端部、25 ベーンバネ、26 圧縮室、30 ニードル、31 弁座、32 渦。 1 outdoor unit, 1a housing, 2 blower room, 3 mechanical room, 4 electrical equipment room, 5 separator, 6 heat exchanger, 7 fan, 8 compressor, 9 expansion valve, 10 microphone, 11 control device, 11a memory, 12 sound absorbing material, 20 compression mechanism, 21 cylinder, 22 rotor, 23 vane groove, 24 vane, 24a tip, 25 vane spring, 26 compression chamber, 30 needle, 31 valve seat, 32 vortex.
Claims (10)
前記機械室内に設置され、前記機械室内の音を計測するマイクロフォンと、
前記マイクロフォンの計測信号を解析して前記圧縮機および前記膨張弁の少なくとも一方から異常音が発生したことを検知した場合、前記異常音が発生している前記圧縮機および前記膨張弁の一方または両方を、前記異常音を低減するように制御する制御装置とを備えた空気調和機の室外ユニット。 An outdoor unit of an air conditioner having a machine room equipped with a compressor and an expansion valve therein,
A microphone that is installed in the machine room and measures sound in the machine room,
When detecting that an abnormal sound has occurred from at least one of the compressor and the expansion valve by analyzing the measurement signal of the microphone, one or both of the compressor and the expansion valve in which the abnormal sound is occurring And a control device for controlling the abnormal sound to reduce the abnormal sound.
前記制御装置は、前記第1周波数帯情報が示す第1周波数帯内で前記第1閾値音圧を超える音を検知した場合、前記発生源が前記圧縮機であると特定し、前記第2周波数帯情報が示す第2周波数帯内で前記第2閾値音圧を超える音を検知した場合、前記発生源が前記膨張弁であると特定する請求項2記載の空気調和機の室外ユニット。 The identification information includes first frequency band information and a first threshold sound pressure indicating a frequency band of an abnormal sound generated from the compressor, and second frequency band information indicating a frequency band of an abnormal sound generated from the expansion valve. And a second threshold sound pressure,
The control device, when detecting a sound exceeding the first threshold sound pressure in a first frequency band indicated by the first frequency band information, specifies that the source is the compressor, and determines the second frequency The outdoor unit of an air conditioner according to claim 2, wherein when a sound exceeding the second threshold sound pressure is detected within a second frequency band indicated by the band information, the generation source is identified as the expansion valve.
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