JP2007255884A - Air conditioner - Google Patents
Air conditioner Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007255884A JP2007255884A JP2007026878A JP2007026878A JP2007255884A JP 2007255884 A JP2007255884 A JP 2007255884A JP 2007026878 A JP2007026878 A JP 2007026878A JP 2007026878 A JP2007026878 A JP 2007026878A JP 2007255884 A JP2007255884 A JP 2007255884A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- compressor
- heat exchanger
- output
- power converter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/02—Compressor control
- F25B2600/021—Inverters therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
Landscapes
- Air Conditioning Control Device (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Air Filters, Heat-Exchange Apparatuses, And Housings Of Air-Conditioning Units (AREA)
Abstract
Description
本発明は、インバータで回転数可変に駆動される圧縮機を用いた空気調和機に係り、特に暖房運転開始後に設定温度になるまでの所要時間を短縮するようにする、或いは、寒冷地における快適な暖房を可能にする電動機駆動装置及び冷凍サイクルを組合せた空気調和機と、この空気調和機に用いる電動機駆動装置に関する。 The present invention relates to an air conditioner using a compressor that is driven by an inverter so that the number of revolutions can be varied. In particular, it reduces the time required to reach a set temperature after the start of heating operation, or is comfortable in a cold region. TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electric motor driving device and an air conditioner combined with a refrigeration cycle that enable simple heating, and an electric motor driving device used for the air conditioner.
従来の空気調和機は、年間の電力消費を少なくするために、比較的大きな能力を必要としない圧縮機回転数の低い範囲で性能を向上させるようにしていた。かかる性能の向上をするための最近の技術としては、PWM(Palse Width Modulation)制御インバータにより、圧縮機駆動用電動機の回転数を可変制御するものが挙げられる。このPWM制御での回転数制御は、駆動トルクをあまり大きくしないで、効率を上げるようにしているものである。 Conventional air conditioners have been designed to improve performance in a low range of compressor speeds that do not require relatively large capacity in order to reduce annual power consumption. As a recent technique for improving the performance, there is a technique of variably controlling the rotation speed of the motor for driving the compressor by a PWM (Palse Width Modulation) control inverter. The rotational speed control in the PWM control is intended to increase the efficiency without increasing the driving torque so much.
また、運転負荷に対応した冷媒圧縮容量の大きな圧縮機を用いて、外気温が比較的低い場合や、暖房運転負荷の大きい場合に対応する空気調和機がある。 Further, there is an air conditioner that uses a compressor having a large refrigerant compression capacity corresponding to the operating load and that corresponds to a case where the outside air temperature is relatively low or a heating operation load is large.
室外気温が低い場合や、必要な暖房能力が大きい場合は、圧縮機の冷媒吐出圧力が高くなって、室内熱交換器の凝縮圧力も高くなる。この凝縮圧力を小さくするためには、室内熱交換器の伝熱面積を大きくして、冷媒ガスを凝縮し易くすることによって、上記凝縮圧力が小さくなり、電動機の駆動トルクを小さくして効率を上げることが考えられる。 When the outdoor air temperature is low or the required heating capacity is large, the refrigerant discharge pressure of the compressor becomes high and the condensation pressure of the indoor heat exchanger also becomes high. In order to reduce the condensation pressure, the heat transfer area of the indoor heat exchanger is increased to facilitate the condensation of the refrigerant gas, thereby reducing the condensation pressure and reducing the driving torque of the electric motor to improve efficiency. It is possible to raise.
上記効率を上げるように電動機の回転数を制御する従来技術としては、例えば、入力電流の高調波を抑制する高力率な電力変換器を電源とした電動機駆動装置が、特公平7−89743号公報に示されている。図10はかかる従来の電動機駆動装置を示すブロック図であって、1は交流電源、2は整流器、2a,2b,2c,2dはダイオード、3はリアクトル、4はダイオード、5はコンデンサ、6はスイッチ素子、7は電圧比較器、8は掛算器、9は負荷電流検出器、10は電流比較器、11は発振器、12は駆動回路、13はインバータ、14は電動機、15はマイコン、16はインバータ駆動回路、17は変調器である。
As a conventional technique for controlling the rotation speed of an electric motor so as to increase the efficiency, for example, an electric motor driving device using a high power factor power converter that suppresses harmonics of an input current as a power source is disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-89743. It is shown in the publication. FIG. 10 is a block diagram showing such a conventional motor drive device, in which 1 is an AC power source, 2 is a rectifier, 2a, 2b, 2c and 2d are diodes, 3 is a reactor, 4 is a diode, 5 is a capacitor, and 6 is Switch element, 7 is a voltage comparator, 8 is a multiplier, 9 is a load current detector, 10 is a current comparator, 11 is an oscillator, 12 is a drive circuit, 13 is an inverter, 14 is an electric motor, 15 is a microcomputer, and 16 is An
同図において、整流器2、リアクトル3、ダイオード4、コンデンサ5、スイッチ素子6、電圧比較器7、掛算器8、負荷電流検出器9、電流比較器10、発振器11、駆動回路12及び変調器17からなる部分は電力変換器を構成しており、インバータ13はこの電力変換器を電源としている。
In the figure, a
まず、この電力変換器について説明する。 First, this power converter will be described.
交流電源1からの交流電源電圧は、ダイオード2a〜2dからなる整流器2で全波整流されて、整流電圧Esに変換される。この整流電圧Esはリアクトル3とダイオード4を介してコンデンサ5に印加され、平滑された直流電圧Edが得られる。これらダイオード4とコンデンサ5とに並列にスイッチ素子6が設けられている。
The AC power supply voltage from the
コンデンサ5で平滑された直流電圧Edは抵抗R3,R4で分圧されて直流電圧Ed’が形成され、これと基準電圧Eoとの偏差値が電圧比較器7で求められて電圧制御信号Veが作成される。
The DC voltage Ed smoothed by the
整流器2で正弦波状の交流電源電圧を全波整流して得られる整流電圧Esは、また、抵抗R1,R2で分圧されて正弦波同期信号Es’が得られ、この正弦波同期信号Es’と電圧比較器7からの電圧制御信号Veとが掛算器8で演算されて電流基準信号Vi’が形成される。この電流基準信号Vi’は負荷電流検出器9で得られる電流信号Viと電流比較器10で比較され、変調信号Vkが得られる。この変調信号Vkは変調器17に供給されて発振器11からの鋸歯波状や三角波状の搬送波Vk’を変調し、この変調信号Vkに応じてデューティ比が変化するPWM波のスイッチング駆動信号Vgが作成される。このスイッチング駆動信号Vgにより、駆動回路12がスイッチング素子6をオン,オフ駆動する。
The rectified voltage Es obtained by full-wave rectifying the sinusoidal AC power supply voltage by the
以上のように、この従来例は、正弦波状の整流電圧Esの波形に追従させながらスイッチング素子6をオン,オフさせるものであって、これにより、入力交流電流iを高力率で高調波の少ない正弦波状の電流とすることができ、また、基準電圧Eoと直流電圧Edとの偏差値に応じてスイッチング素子6の通流比を変化させており、これにより、負荷の変動にかかわらず、安定した直流電圧Edが得られる。従って、基準電圧Eoや抵抗R3,R4の抵抗値を適宜設定することにより、直流電圧Edを所望の電圧値にすることができ、入力交流電力を直流出力に変換することができると記載されている。
As described above, in this conventional example, the
次に、図10での電動機駆動回路について説明する。 Next, the motor drive circuit in FIG. 10 will be described.
上記の電力変換器で作成された直流電力はインバ−タ13で交流電力に逆変換され、電動機14に供給されてこれを駆動する。また、速度指令に基づいてマイコン15から演算出力されるPWM信号がインバータ駆動回路16を介してこのインバータ13に供給され、これによってこのインバータ13が駆動されて、そのスイッチング素子(図示せず)が所定の通流率でオン,オフ動作する。
The DC power created by the power converter is converted back to AC power by the
次に室内熱交換器の伝熱面積を大きくした従来の空気調和機が提案されている(例えば、非特許文献1参照)。 Next, a conventional air conditioner in which the heat transfer area of the indoor heat exchanger is increased has been proposed (see, for example, Non-Patent Document 1).
この非特許文献1に記載のように、最近では、室内熱交換器を室内機の前面から背面にかけて設けた構造にしたり、さらには暖房運転時における室内熱交換器の下流側に過冷却器として使用する室内補助熱交換器を設けた空気調和機が開発されている。
上記各従来技術は、以下の問題点を有している。 Each of the above prior arts has the following problems.
1)上記運転負荷の大きい場合、特に、寒冷地等の室外気温が−10℃,−15℃等のように極めて低い気温の地域で暖房運転する場合、及び、運転開始時に室内温度が極めて低く壁や家具等が冷えきっているような場合には、上記PWM制御による駆動トルクをあまり大きくしないで、効率を上げるようにする回転数制御では、駆動トルクが不足して必要な高い回転数まで回転させることができず、設定室温にできなかった若しくは長時間要していた。 1) When the above operation load is large, especially when the outdoor temperature is extremely low such as -10 ° C, -15 ° C, etc., such as in a cold region, and the room temperature is extremely low at the start of operation. When walls and furniture are cold, the rotational torque control that increases the efficiency without increasing the driving torque by the PWM control mentioned above, the driving torque is insufficient and the required high rotational speed is reached. It could not be rotated and could not reach the set room temperature or took a long time.
2)運転負荷に対応した冷媒圧縮容量の大きな圧縮機を用いた場合は、外気温が比較的高く、暖房運転負荷の小さくなった場合に、運転能力が余って圧縮機が断続してしまう。この断続運転した場合は、消費電力が大きくなってしまうと共に、室温が上下して快適性が損なわれていた。 2) When a compressor having a large refrigerant compression capacity corresponding to the operation load is used, the compressor is intermittently connected due to excessive operation capacity when the outside air temperature is relatively high and the heating operation load becomes small. When this intermittent operation is performed, the power consumption increases, and the room temperature rises and falls and the comfort is impaired.
3)家庭用の空気調和機においては、平均的なブレーカ容量を考慮して、空気調和機の入力電流に上限を設けた設計になっている。このような理由からも、上記駆動トルクをあまり大きくできなかった。 3) The home air conditioner is designed with an upper limit on the input current of the air conditioner in consideration of the average breaker capacity. For this reason, the driving torque cannot be increased too much.
4)室外気温が低い場合は、必要な暖房能力が大きいことから、圧縮機の冷媒吐出圧力が高くなって、室内熱交換器の凝縮圧力も高くなっていた。この凝縮圧力が高いと圧縮機の圧縮仕事量が大きくなるので、消費電力の増加に繋がっていた。 4) When the outdoor air temperature is low, the required heating capacity is large, so that the refrigerant discharge pressure of the compressor is high and the condensation pressure of the indoor heat exchanger is also high. If this condensing pressure is high, the amount of compression work of the compressor increases, leading to an increase in power consumption.
5)この消費電力を少なくするには、上記凝縮圧力を小さくすることが必要である。このためには、室内熱交換器の伝熱面積を大きくして、冷媒ガスを凝縮し易くすることが考えられる。しかし、空気調和機は、据付け性及び室内の広さを考慮した標準的な室内機の寸法が定着していることから、室内機の寸法に直接的に関係する室内熱交換器の伝熱面積を大きくすることは難しかった。 5) In order to reduce the power consumption, it is necessary to reduce the condensation pressure. For this purpose, it is conceivable to increase the heat transfer area of the indoor heat exchanger so that the refrigerant gas is easily condensed. However, since air conditioners have established standard indoor unit dimensions that take into account installation characteristics and room size, the heat transfer area of the indoor heat exchanger that is directly related to the dimensions of the indoor unit. It was difficult to enlarge.
以上のように、室内機において室内熱交換器を十分大きくしたり、さらには室内補助熱交換器を設けた空気調和機の場合にも、室内熱交換器の配管構成やこれと空気流との関係等を工夫して、冷房、暖房の各運転において室内熱交換器での伝熱性能をできるだけ良くし、冷凍サイクルの性能を十分高く保つ必要がある。 As described above, in the case of an air conditioner having an indoor unit with a sufficiently large indoor heat exchanger or an indoor auxiliary heat exchanger, the piping configuration of the indoor heat exchanger and the air flow It is necessary to improve the heat transfer performance in the indoor heat exchanger as much as possible and keep the performance of the refrigeration cycle sufficiently high in each operation of cooling and heating by devising the relationship.
更に具体的に説明すると、上記従来例の電動機駆動装置では、直流電圧Edは、入力交流電源電圧が変化しても、安定して得られるが、入力交流電源電圧の電圧値に応じてこの直流電圧Edを変化させたい場合には、回路定数を修正する必要がある。特に、上記従来例では、昇圧方式の電力変換器であるため、安定した制御を行なうためには、次式
直流電圧Ed≧交流電源電圧×1.41+10〔V〕
により、入力交流電源電圧が100Vの場合には、150V以上の直流電圧Edに、また、入力交流電源電圧が200Vの場合には、300V以上の直流電圧Edに夫々設定する。
More specifically, in the above-described conventional motor driving apparatus, the DC voltage Ed can be obtained stably even if the input AC power supply voltage changes. However, the DC voltage Ed depends on the voltage value of the input AC power supply voltage. When it is desired to change the voltage Ed, it is necessary to correct the circuit constant. In particular, in the above conventional example, since it is a boosting type power converter, in order to perform stable control, the following formula: DC voltage Ed ≧ AC power supply voltage × 1.41 + 10 [V]
Thus, when the input AC power supply voltage is 100V, the DC voltage Ed is set to 150V or higher, and when the input AC power supply voltage is 200V, the DC voltage Ed is set to 300V or higher.
従って、交流電源1が100Vと200Vのどちらでも使用できる電力変換器とする場合には、直流電圧Edの設定値を300V以上にする必要がある。
Therefore, when the
例えば、100Vの入力交流電源電圧の場合には、直流電圧Edを300V程度の一定電圧とし、インバータ13を任意の通電率でチョッパ駆動して回転数制御を行なうよりも、150V以上の任意の直流電圧Edで、100%通電率のチョッパなしで制御する方が損失を少なくすることが考えられるが、上記従来例では、その点が考慮されていないため、必要以上に損失が大きくなるという問題が生じる。
For example, in the case of an input AC power supply voltage of 100 V, the DC voltage Ed is set to a constant voltage of about 300 V, and the arbitrary speed of 150 V or more is controlled rather than the
また、上記従来例は、交流電源1からの交流電源電圧を全波整流して得られる正弦波状の整流電圧Esを抵抗R1,R2で分圧して正弦波同期信号Es’を形成し、これと電圧制御信号Veとを掛算器8で演算して電流基準信号Vi’を作成し、この電流基準信号Vi’を参照して入力交流電流を正弦波状に制御する方式であるため、交流電源電圧が100Vと200Vの場合では、整流電圧Esが異なるため、正弦波の形状や値が両者で著しく異なる。このため、交流電源電圧を100Vと200Vで共用すると、力率が悪く、高調波の含有率が高い電力変換器になる。
In the above conventional example, the sinusoidal rectified voltage Es obtained by full-wave rectifying the AC power supply voltage from the
また、以上の電力変換器を用いた電動機駆動装置及び空気調和機では、交流電源電圧に100Vと200Vとを使用する場合、夫々に対応した仕様の電力変換器にしなければならない。従って、機種の増加を招き、生産効率が低下するなどの問題が生じる。 Moreover, in the electric motor drive device and air conditioner using the above power converter, when using 100V and 200V for an alternating current power supply voltage, it is necessary to make it the power converter of the specification corresponding to each. Therefore, the number of models increases, and problems such as a decrease in production efficiency occur.
さらに、入力交流電流が小さく、特に、上記の制御を行なう必要がない場合、逆に、低入力電流時の制御の不安定動作や損失,ノイズなどを排除することについては考慮されていない。 Further, when the input AC current is small and it is not necessary to perform the above-described control, on the contrary, it is not considered to eliminate the unstable operation, loss, noise, etc. of the control when the input current is low.
例えば、負荷電流検出器9として抵抗を用い、両端に発生する電圧により、電流信号Viを得ようとする場合、微小な電流に対しても、制御のためには充分な電圧を発生させる必要があり、具体的には、この抵抗の抵抗値を大きく設定することが必要である。この場合、負荷電流が大きくなると、この抵抗で消費される電力が大きくなり、損失の増大を招くことになる。
For example, when a resistor is used as the load
さらにまた、インバータ13では、その直流電源電圧Edを一定とし、この直流電源電圧Edをマイコン15からのPWM信号のデューティ比に応じた通電率でチョッピングすることにより、このデューティ比に応じた所定の回転数で電動機14が回転するようにしている。このデューティ比を変化させることにより、電動機14の回転数が変化することになるが、かかる従来の電動機駆動装置では、このように、常時インバータ13がチョッパ駆動されるため、これによる電力損失(チョッパ損失)が生じて効率が低くならざるを得なかった。
Furthermore, in the
本発明の目的は、かかる問題のうち、インバータでの電力損失を低減すると共に室内熱交換器での凝縮圧力を低くして、効率を高めることができるようにした空気調和機を提供すること、及びインバータでの電力損失を低減する電動機駆動装置を備えた空気調和機を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an air conditioner that can reduce the power loss in the inverter and reduce the condensation pressure in the indoor heat exchanger and increase the efficiency among such problems, And it is providing the air conditioner provided with the electric motor drive device which reduces the power loss in an inverter.
上記目的を達成するために、PAM(Palse Amplitude modulation)制御で圧縮機駆動用電動機を回転数可変制御すると共に、暖房運転時における冷媒流路の前記室内熱交換器の下流側に室内補助熱交換器を配置して凝縮圧力を低くすることが考えられる。 In order to achieve the above object, the compressor drive motor is variably controlled by PAM (Palse Amplitude Modulation) control, and indoor auxiliary heat exchange is performed downstream of the indoor heat exchanger in the refrigerant flow path during heating operation. It is conceivable to lower the condensation pressure by arranging a vessel.
即ち、上記目的は、冷媒を圧縮する圧縮機と、この圧縮機からの冷媒が流入する室内熱交換器と、暖房運転時における冷媒流路の前記室内熱交換器の下流側に配置された室内補助熱交換器と、上記圧縮機を駆動するための電動機と、この電動機に交流電圧を供給して駆動する電動機駆動装置とを備え、上記電動機駆動装置が、入力交流電圧を整流する整流器と、該整流器の整流出力をオン,オフして電圧制御する第1のスイッチ素子とを有する電力変換器と、上記電圧制御された出力電圧を入力電圧とし、この入力電圧をオン,オフして交流に変換する第2のスイッチ素子を有し、この交流電圧で電動機を駆動するインバータと、上記第1のスイッチ素子のオン,オフ通電率の制御と第2のスイッチ素子のオン,オフ制御及びオン期間の電流をチョッパ制御するための制御手段とから成り、この制御手段は、上記電動機の回転数が所定の回転数未満では、第2のスイッチ素子のオン期間の電流をチョッパ制御した出力電圧で電動機を駆動し、上記電動機の回転数が所定の回転数を超える場合は、上記第1のスイッチ素子のオン,オフ通電率を制御して回転数に応じた出力電圧とし且つ、第2のスイッチ素子のオン期間の通電率を100%にした出力電圧で電動機を駆動する空気調和機とすることにより、達成される。 That is, the object is to compress a refrigerant, an indoor heat exchanger into which refrigerant from the compressor flows, and an indoor room disposed downstream of the indoor heat exchanger in the refrigerant flow path during heating operation. An auxiliary heat exchanger, an electric motor for driving the compressor, and an electric motor driving device that drives the electric motor by supplying an AC voltage, the electric motor driving device rectifying the input AC voltage; A power converter having a first switch element for controlling voltage by turning on and off the rectified output of the rectifier, and using the output voltage controlled as an input voltage. An inverter having a second switch element to be converted and driving the electric motor with this AC voltage; ON / OFF current control of the first switch element; ON / OFF control and ON period of the second switch element Current And a control means for controlling the chopper, which drives the motor with an output voltage obtained by chopper-controlling the current during the ON period of the second switch element when the rotation speed of the motor is less than a predetermined rotation speed. When the rotational speed of the motor exceeds a predetermined rotational speed, the on / off energization rate of the first switch element is controlled to obtain an output voltage corresponding to the rotational speed, and the on-period of the second switch element This is achieved by using an air conditioner that drives an electric motor with an output voltage with an energization rate of 100%.
上記他の目的は、入力交流電圧を整流する整流器と、該整流器の整流出力をオン,オフして電圧制御する第1のスイッチ素子とを有する電力変換器と、上記電圧制御された出力電圧を入力電圧とし、この入力電圧をオン,オフして交流に変換する第2のスイッチ素子を有し、この交流電圧で圧縮機駆動用の電動機を駆動するインバータと、上記第1のスイッチ素子のオン,オフ通電率の制御と第2のスイッチ素子のオン,オフ制御及びオン期間の電流をチョッパ制御するための制御手段とを備えた空気調和機において、上記制御手段は、上記電動機の回転数が所定の回転数未満では、第2のスイッチ素子のオン期間の電流をチョッパ制御した出力電圧で上記電動機を駆動し、上記電動機の回転数が所定の回転数を超える場合は、上記第1のスイッチ素子のオン,オフ通電率を制御して回転数に応じた出力電圧とし且つ、第2のスイッチ素子のオン期間の通電率を100%にした出力電圧で上記電動機を駆動する空気調和機とすることにより、達成される。 Another object of the present invention is to provide a power converter having a rectifier that rectifies an input AC voltage, a first switch element that controls voltage by turning on and off the rectified output of the rectifier, and the voltage-controlled output voltage. The inverter includes a second switch element that converts the input voltage into an alternating current by turning the input voltage on and off, and an inverter that drives the motor for driving the compressor with the alternating voltage, and the on-state of the first switch element. , And an air conditioner comprising control means for controlling off-energization rate and on-off control of the second switch element and control means for chopper-controlling the current during the on-period. If the rotation speed is less than the predetermined rotation speed, the motor is driven with an output voltage obtained by chopper-controlling the current during the ON period of the second switch element. An air conditioner that drives the motor with an output voltage that controls the ON / OFF energization rate of the switch element to obtain an output voltage corresponding to the number of rotations, and that the energization rate during the ON period of the second switch element is 100%. This is achieved.
本発明の空気調和機によれば、暖房運転時における加熱器の下流側に室内補助熱交換器を設けたサイクル構成にして凝縮圧力を小さくし、しかも、インバータの所定の低い電源電圧ではチョッパ動作により、電動機の回転数制御を行ない、インバータでのチョッパ動作での通電率が100%になると、インバータの電源電圧の制御により電動機の回転数を制御するものであるから、コンパクトな室内機でも、冷房及び暖房運転においては、伝熱面積を十分大きくでき、特に暖房運転では室内補助熱交換器を過冷却器として有効に使用することができるから、凝縮圧力を低く抑えて性能を向上すると共に省電力を図ることができる。 According to the air conditioner of the present invention, the condensing pressure is reduced by adopting a cycle configuration in which an indoor auxiliary heat exchanger is provided downstream of the heater during heating operation, and the chopper operation is performed at a predetermined low power supply voltage of the inverter. Thus, the rotation speed control of the motor is performed, and when the energization rate in the chopper operation in the inverter becomes 100%, the rotation speed of the motor is controlled by controlling the power supply voltage of the inverter. In cooling and heating operations, the heat transfer area can be made sufficiently large.In particular, in heating operations, the indoor auxiliary heat exchanger can be used effectively as a subcooler. Electricity can be planned.
また、本発明によれば、例えば、300V程度の一定直流電圧でもってインバータを任意の通電率でチョッパ動作させ、回転数制御を行なうよりも、150V以上の任意の直流電圧でもって100%通電率のチョッパなしで制御する方が損失を少なくすることができるため、高効率化に有効である。 In addition, according to the present invention, for example, a 100% conduction rate with an arbitrary DC voltage of 150 V or more is achieved rather than performing chopper operation of the inverter with an arbitrary conduction rate with a constant DC voltage of about 300 V and controlling the rotational speed. Control without the chopper can reduce the loss, and is effective in increasing the efficiency.
さらにまた、本発明によれば、インバータの所定の低い電源電圧ではチョッパ動作により、電動機の回転数制御を行なうとともに、インバータでのチョッパ動作での通電率が100%になると、インバータの電源電圧の制御により電動機の回転数を制御するものであるから、インバータのチョッパ損失や電動機での損失を大幅に低減できて、効率を大幅に高めることができる。 Furthermore, according to the present invention, the motor speed is controlled by the chopper operation at a predetermined low power supply voltage of the inverter, and when the energization rate in the chopper operation at the inverter becomes 100%, the power supply voltage of the inverter is reduced. Since the rotation speed of the electric motor is controlled by the control, the chopper loss of the inverter and the loss in the electric motor can be greatly reduced, and the efficiency can be greatly increased.
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明による空気調和機の第1の実施形態を示すブロック図であって、18は直流電圧切換スイッチ、19はトリガ素子、20は同期信号切換スイッチ、21は電圧指令切換スイッチ、22はドライブ信号切換スイッチ、23は入力電流検出器、24はアクティブコンバータブロック、25はLPF(ローパスフィルタ)であり、図10に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。 FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of an air conditioner according to the present invention, wherein 18 is a DC voltage changeover switch, 19 is a trigger element, 20 is a synchronization signal changeover switch, 21 is a voltage command changeover switch, 22 Is a drive signal changeover switch, 23 is an input current detector, 24 is an active converter block, and 25 is an LPF (low-pass filter). The parts corresponding to those in FIG.
図1において、コンデンサ5で平滑して得られる直流電圧Edは抵抗R4,R5,R6からなる分圧回路で分圧され、直流電圧Ed1,Ed2が形成される。ここで、
Ed1=Ed×(R5+R6)/(R4+R5+R6)
Ed2=Ed×R6/(R4+R5+R6)
であり、Ed1>Ed2である。
In FIG. 1, a DC voltage Ed obtained by smoothing with a
Ed1 = Ed × (R5 + R6) / (R4 + R5 + R6)
Ed2 = Ed × R6 / (R4 + R5 + R6)
And Ed1> Ed2.
直流電圧Ed1は直流電圧切換スイッチ18の接点Bに、直流電圧Ed2はこの切換スイッチの接点Aに夫々供給される。この直流電圧切換スイッチ18は、マイコン15により、直流電圧Edの分圧電圧Ed1に応じて切換制御され、この直流電圧切換スイッチ18からは直流電圧Ed1,Ed2のうちの選択された方が直流電圧Ed1’として出力される。
The DC voltage Ed1 is supplied to the contact B of the DC
直流電圧切換スイッチ18の出力直流電圧Ed1’は電圧指令切換スイッチ21の接点Bに供給される。また、この電圧指令切換スイッチ21の接点Aには、マイコン15から出力される電動機14の速度制御のためのPWM信号がLPF25で平滑処理されて形成される直流電圧Ed2’が供給される。この電圧指令切換スイッチ21もマイコン15によって切換制御され、通電率が100%よりも小さい電動機負荷のときには、接点B側が、また、電動機負荷が大きくて通電率が100%のときには、接点A側が夫々選択される。
The output DC voltage Ed1 'of the DC
電圧指令切換スイッチ21で選択された直流電圧Ed1’,Ed2’のいずれかは、直流電圧Ed’として電圧比較器7に供給され、基準電圧Eoとの偏差値が求められて電圧制御信号Veが形成される。
One of the DC voltages Ed1 ′ and Ed2 ′ selected by the voltage
図10で示した従来例では、この電圧制御信号Veは、コンデンサ5で平滑された直流電圧Edを分圧して得られる1種類の直流電圧Ed’を、基準電圧Eoと比較することにより得ていたが、この第1の実施形態では、直流電圧Edを分圧して得られる2種類の直流電圧Ed1,Ed2とLPF25から得られる直流電圧Ed2’とのいずれかを上記の直流電圧Ed’とし、これと基準電圧Eoと比較することにより得ている。
In the conventional example shown in FIG. 10, the voltage control signal Ve is obtained by comparing one type of DC voltage Ed ′ obtained by dividing the DC voltage Ed smoothed by the
一方、整流器2から出力される正弦波の全波整流波形の整流電圧Esは、抵抗R1,R2,R3からなる分圧回路で分圧され、電圧Es1,Es2が形成される。ここで、
Es1=Es×(R2+R3)/(R1+R2+R3)
Es2=Ed×R3/(R1+R2+R3)
であり、Es1>Es2である。
On the other hand, the rectified voltage Es having a sine wave full-wave rectified waveform output from the
Es1 = Es × (R2 + R3) / (R1 + R2 + R3)
Es2 = Ed × R3 / (R1 + R2 + R3)
And Es1> Es2.
電圧Es1は同期信号切換スイッチ20の接点Bに、また、電圧Es2はこの同期信号切換スイッチ20の接点Aに夫々供給される。この同期信号切換スイッチ20も、マイコン15により、直流電圧切換スイッチ18と同様に、コンデンサ5で平滑された直流電圧Edの分圧電圧Ed1に応じて切換え制御され、この同期信号切換スイッチ20から出力される電圧Es1またはEs2は、正弦波同期信号Es’として掛算器8に供給される。
The voltage Es1 is supplied to the contact B of the synchronization
掛算器8からは電流基準信号Vi’が得られ、これを用いて、図10に示した従来例と同様にして、スイッチ素子6のオン,オフ制御が行なわれる。
From the
以上のようにして、この第1の実施形態においても、正弦波の全波整流波形の整流電圧Esの波形に追従させながらスイッチ素子6をオン,オフするものであり、これにより、高力率で高調波の少ない正弦波状の入力交流電流にすることができ、また、基準電圧Eoと直流電圧Ed’の偏差値に応じてスイッチ素子6の通流率を変化させるものであるから、負荷の変動にかかわらず、安定した直流電圧Edが得られる。従って、基準電圧Eoと抵抗R4,R5,R6の抵抗値を適宜設定することにより、直流電圧Edを所望の電圧値とすることができる。
As described above, also in the first embodiment, the
ここで、マイコン15は、また、入力電流検出器23により、入力交流電流Isを検出しており、この入力交流電流Isの電流値が所定値以上となるまでの期間”L”(ローレベル)のトリガ信号VTをトリガ素子19に供給する。このトリガ素子19は、このトリガ信号VTの”L”期間駆動回路12を制御し、スイッチ素子6をオフ状態にする。トリガ信号VTが”L”から”H”(ハイレベル)に変化すると、この時点でトリガ素子19がスイッチ素子6を動作状態にする。
Here, the
また、マイコン15から出力されるPWM信号は、通常設定A側に閉じているドライブ信号切換スイツチ22を介してインバータ駆動回路16に供給され、このインバータ駆動回路16は、このPWM信号のデューティ比に応じた通電率でインバータ13の図示しないスイッチ素子をオン,オフ制御する。これにより、インバータ13では、コンデンサ5から供給される直流電圧Edの直流電力がこの通電率でチョッピングされて交流電力に変換され、電動機14に供給してPWM信号のデューティ比に応じた回転数で回転させる。
The PWM signal output from the
次に、国内の場合を例にして、この第1の実施形態の制御動作方法について、図2により説明する。なお、国内の場合には、交流電源電圧は、100Vと200Vとの2種類がある。 Next, the control operation method of the first embodiment will be described with reference to FIG. In the case of domestic use, there are two types of AC power supply voltage, 100V and 200V.
まず、電源がオンすると(ステップ100)、マイコン15が初期状態に設定され、これにより、マイコン15は、直流電圧切換スイッチ18,同期信号切換スイッチ20及び電圧指令切換スイッチ21を接点B側に、ドライブ信号切換スイッチ22を接点A側に夫々閉じる。これにより、直流電圧切換スイッチ18は直流電圧Ed1を選択し、電圧比較器7には、次式の直流電圧Ed’、
Ed’=Ed×(R5+R6)/(R4+R5+R6)
が供給される。また、同期信号切換スイッチ20では、正弦波同期信号Es1が選択される。
First, when the power is turned on (step 100), the
Ed ′ = Ed × (R5 + R6) / (R4 + R5 + R6)
Is supplied. In addition, the synchronization
かかる状態でコンデンサ5で充電動作を開始し、マイコン15はコンデンサ5の直流電圧Edの分圧電圧Ed1を検出する(ステップ101)。この検出した直流電圧Ed1の電圧値から、
Ed=Ed1×(R4+R5+R6)/(R5+R6)
により、直流電圧Edが、例えば、160Vより高ければ(ステップ102)、入力交流電源電圧は200Vであると判断し、直流電圧切換スイッチ18を接点Aに切り換える(ステップ103)。これにより、直流電圧Ed’は直流電圧Ed2となり、コンデンサ5に得られる直流電圧Edは、
Ed=Ed2×{1+(R5+R4)/R6}
となる。
In this state, the charging operation is started with the
Ed = Ed1 × (R4 + R5 + R6) / (R5 + R6)
Thus, if the DC voltage Ed is higher than 160V, for example (step 102), it is determined that the input AC power supply voltage is 200V, and the DC
Ed = Ed2 × {1+ (R5 + R4) / R6}
It becomes.
また、同期信号切換スイッチ20を接点Aに切り換える(ステップ104)。従って、このときの正弦波同期信号Es’は、
Es’=Es×R3/(R1+R2+R3)
となる。
Further, the synchronization
Es ′ = Es × R3 / (R1 + R2 + R3)
It becomes.
一方、直流電圧Edが、例えば、120Vより低ければ(ステップ102)、入力交流電源電圧は100Vであると判断し、直流電圧切換スイッチ18を接点B側に閉じた状態のままとする(ステップ110)。従って、コンデンサ5の直流電圧Edは、
Ed=Ed1×{1+R4/(R5+R6)}
となる。
On the other hand, if the DC voltage Ed is lower than 120V, for example (step 102), it is determined that the input AC power supply voltage is 100V, and the DC
Ed = Ed1 × {1 + R4 / (R5 + R6)}
It becomes.
また、同期信号切換スイッチ20を接点Bに閉じた状態のままとする(ステップ111)。従って、このときの正弦波同期信号Es’は、
Es’=Es×(R2+R3)/(R1+R2+R3)
となる。
Further, the synchronization
Es ′ = Es × (R2 + R3) / (R1 + R2 + R3)
It becomes.
このように、入力交流電源電圧の大きさに応じて直流電圧切換スイッチ18,同期信号切換スイッチ20を切換え制御することにより、入力交流電源電圧が200Vのときには、直流電圧Ed’や正弦波同期信号Es’を夫々低い方の直流電圧Ed2,Es2とし、入力交流電源電圧が100Vのときには、直流電圧Ed’や正弦波同期信号Es’を夫々高い方の直流電圧Ed1,Es1とする。
In this way, when the input AC power supply voltage is 200 V, the DC
これにより、入力交流電源電圧が100Vのときと200Vのときとでの直流電圧Ed’の違いを押さえることができ、電圧制御信号Veの振幅が大きくなり過ぎて飽和してしまうことによる制御の不安定や、正弦波同期信号Es’及び電圧制御信号Veから演算される電流基準信号Vi’が乱れて電流波形が正弦波でなくなるなどの不具合を防ぐことができる。 As a result, the difference in the DC voltage Ed ′ between when the input AC power supply voltage is 100V and when it is 200V can be suppressed, and the control error due to the amplitude of the voltage control signal Ve becoming too large and being saturated. It is possible to prevent problems such as stability, the current reference signal Vi ′ calculated from the sine wave synchronization signal Es ′ and the voltage control signal Ve being disturbed, and the current waveform not being a sine wave.
なお、この実施形態では、入力交流電源電圧を100Vと200Vとの2種類としているが、一般に、入力交流電源電圧をV1,V2,……,Vnのn種類とし、かつ直流電圧Ed’,Es’も同様にn種類として、入力交流電源電圧がV1,V2,……,Vnのいずれてあるかを判定し、この判定結果に応じて、この入力交流電源電圧に対応する直流電圧Ed’,Es’とすることにより、同様の効果が得られる。 In this embodiment, there are two types of input AC power supply voltages of 100 V and 200 V, but in general, there are n types of input AC power supply voltages of V1, V2,..., Vn, and DC voltages Ed ′, Es. ′ Is also determined as n types, and it is determined whether the input AC power supply voltage is V1, V2,..., Vn, and the DC voltage Ed ′, corresponding to this input AC power supply voltage is determined according to the determination result. By setting Es ′, a similar effect can be obtained.
ステップ102で入力交流電源電圧が200Vであると判断した場合には、また、電圧指令切換スイッチ21を接点B側に閉じた状態のままとする(ステップ105)。このとき、ほぼE0=Ed’となり、従って、直流電圧Edは、
Ed=E0×{1+(R5+R4)/R6}
となる。この場合、例えば、Ed=300Vである。
If it is determined in
Ed = E0 × {1+ (R5 + R4) / R6}
It becomes. In this case, for example, Ed = 300V.
また、このとき、ドライブ信号切換スイツチ22は接点A側に閉じたままの状態とされ(ステップ105)、マイコン15から出力されるPWM信号がこのドライブ信号切換スイツチ22を介してインバータ駆動回路16に供給される。
At this time, the drive
以上の動作により、電力変換器で作成された直流電力Edがインバ−タ13で交流に逆変換され、これにより、電動機14が駆動させる(ステップ106)。マイコン15は、図10に示した従来例と同様に、速度指令に基づく演算によって上記のPWM信号を生成して出力し、これにより、インバータ駆動回路16を介してインバータ13が駆動され、このインバータ13のスイッチ素子をこのPWM信号のデューティ比に応じた所定の通流率でオン,オフして電動機14の回転数制御を行なう。
With the above operation, the DC power Ed created by the power converter is reversely converted to AC by the
なお、一般に、交流電源電圧が上記のV1,V2,……,VnのいずれかVj(j=1,2,……,n)である場合、この入力交流電源電圧Vjに対応する直流電圧Ed’と一定の基準電圧Eoとを比較して、この入力交流電源電圧Vjを整流平滑して得られる直流電圧Edを任意の一定値(例えば、300V)に設定し、インバータ13のスイッチ素子を任意の通電率でオン、オフさせる。
Generally, when the AC power supply voltage is Vj (j = 1, 2,..., Vn) of V1, V2,..., Vn, the DC voltage Ed corresponding to this input AC power supply voltage Vj. Is compared with a constant reference voltage Eo, the DC voltage Ed obtained by rectifying and smoothing the input AC power supply voltage Vj is set to an arbitrary constant value (for example, 300 V), and the switch element of the
昇圧回路において、この直流電圧Edを入力交流電源電圧の全波整流電圧Es以下に下げると、力率低下や入力電流波形の乱れを生じる。この不具合を回避するために、200Vと判定した場合には、Ed=300V一定にして制御を行なう。勿論、Ed=300Vで充分電動機14は所望の回転数が得られることが条件であり、300V以上に昇圧しても、本発明の主旨は損なわれない。
In the booster circuit, when the DC voltage Ed is lowered below the full-wave rectified voltage Es of the input AC power supply voltage, the power factor is reduced and the input current waveform is disturbed. In order to avoid this problem, when it is determined that the voltage is 200V, the control is performed with Ed = 300V constant. Of course, the condition is that Ed = 300V and the
マイコン15は、入力電流検出器23で入力交流電流Isを検出し(ステップ107)、この入力交流電流Isが大きい期間”H”のトリガ信号VTをトリガ素子19に出力し、この期間スイッチ素子6がオン,オフ動作するようにして(ステップ108)、運転を継続する(ステップ109)。
The
また、ステップ102で入力交流電源電圧が100Vであると判断した場合でも、電圧指令切換スイッチ21は接点B側に閉じた状態のままとする(ステップ112)。従って、上記と同様に、ほぼE0=Ed’となり、直流電圧Edは、
Ed=E0×{1+R4/(R5+R6)}
となり、この場合、例えば、Ed=150Vである。このように、基準電圧E0を共用しながら、コンデンサ5での直流電圧Edを、入力交流電源電圧が200Vである場合とは異なる電圧値に設定できる。
Even when it is determined in
Ed = E0 × {1 + R4 / (R5 + R6)}
In this case, for example, Ed = 150V. Thus, the DC voltage Ed at the
このとき、インバ−タ13の通電率が100%未満の場合には(ステップ116)、ステップ105,106と同様にして、電動機14を駆動させ(ステップ112,113)、また、ステップ107,108と同様にして、スイッチ素子6のオン,オフ動作を行なわせて(ステップ114,115)、運転をそのまま継続する(ステップ118)。
At this time, if the energization rate of the
しかし、入力交流電源電圧が100Vで動作中、例えば、電動機負荷が大きくなり、インバータ13でのスイッチ素子の通電率が100%になる場合には(ステップ116)、電圧指令切換スイッチ21を接点A側に、また、ドライブ信号切換スイツチ22を接点B側に夫々切り換える(ステップ117)。
However, when the input AC power supply voltage is operating at 100 V, for example, when the motor load increases and the energization rate of the switch element in the
これにより、速度指令に基づいて演算されたマイコン15からのスイッチ素子駆動信号(PWM信号)がLPF25によって平滑処理された直流電圧Ed2’が電圧指令切換スイッチ21から直流電圧Ed’として出力され、この直流電圧Ed’から形成された電圧制御信号Veが電圧比較器7に供給される。これに応じて、コンデンサ5での直流電圧Edが、例えば、150V以上の任意の電圧になるように、スイッチ素子6のオン,オフ制御がなされる。また、これと同時にドライブ信号切換スイツチ22が接点B側に切り換えられたことにより、インバータ13を通電率100%で駆動するための電圧Eiがこのドライブ信号切換スイツチ22を介してインバータ駆動回路16に供給される。
As a result, the DC voltage Ed2 ′ obtained by smoothing the switch element drive signal (PWM signal) from the
ここで、入力交流電源電圧が100Vである場合のかかるこの実施形態の上記動作を、空気調和機の暖房運転の場合を例にとして、図3によりさらに詳細に説明する。なお、図3は、室温センサ29が付加して示している以外、図1と同じである。 Here, the above-described operation of this embodiment in the case where the input AC power supply voltage is 100 V will be described in more detail with reference to FIG. 3, taking the case of the heating operation of the air conditioner as an example. 3 is the same as FIG. 1 except that a room temperature sensor 29 is additionally shown.
同図において、空気調和機には、室温センサ29が設けられており、マイコン15は、この室温センサ29によって室内の温度を検出し(この検出される温度を、以下、計測室温という)、これをユーザによって設定された希望の室温(設定室温)と比較し、計測室温が低くて設定室温に達していないときには、これらの差に応じてPWM信号のデューティ比を高め、インバータ13でのスイッチ素子の通電率を高めて電動機14の回転数を高めるようにする。
In the figure, the air conditioner is provided with a room temperature sensor 29, and the
このとき、コンデンサ5の直流電圧Ed、即ち、インバータ13の直流電源電圧は150Vに固定されており、インバータ13のスイッチ素子がチョッパ動作しているが、上記PWM信号のデューティ比が100%となっても、計測室温が設定室温に達していないと、マイコン15は、上記ステップ117で説明したように、ドライブ信号切換スイッチ22を接点B側に切り換えて、一定電圧Eiをインバータ駆動回路16に供給するようにすることにより、インバータ13のスイッチ素子の通電率を100%に保持し、これとともに、電圧指令切換スイッチ21を接点A側に切り換えて、PWM信号をLPF25で平滑して得られる電圧Ed2’を電圧Ed’として電圧比較器7に供給するようにする。そして、このPWM信号のデューティ比を100%よりも小さくしていって、電圧Ed’が基準電圧Eoよりも順次小さくなるようにしていく。
At this time, the DC voltage Ed of the
これにより、スイッチ素子6の通電率が、コンデンサ5の直流電圧Edが150Vであるときの通電率よりも大きくなっていき、これにより、コンデンサ5の直流電圧Edが150Vから順次増大していって電動機14の回転数が増加していく。そして、これとともに、室温がさらに高くなり、計測室温が設定室温に達するようになる。
As a result, the energization rate of the
以上のように、入力交流電源電圧が100Vの場合には、各スイッチを切り換えることにより、スイッチ素子6とインバータ13の駆動制御信号を、マイコン15から単一ポートで出力することが可能となり、インバータ13のスイッチ素子の通電率が100%の場合には、このインバータ13の電源電圧としての直流電圧Edを変化させる指令電圧Ed2’(PWM信号)を出力し、100%未満の場合には、インバータ13を駆動する制御電圧(PWM信号)を出力させる。そして、これら各々の場合について、インバータ13の駆動回路16に入力する信号として、通電率100%でインバータ13のスイッチ素子を駆動するための所定の一定電圧か、マイコン15の単一ポートからのインバータ駆動信号(PWM信号)かを切り換えて出力する手段(ドライブ信号切換スイッチ22)とを備えることにより、マイコン15として比較的低機能で廉価なマイコンを使用しても、上記の制御が可能となり、安価な製品を供給することができる。
As described above, when the input AC power supply voltage is 100 V, the drive control signals for the
また、通電率が100%になった場合には、コンデンサ5で得られるの直流電圧Edを制御することにより、電動機14の回転数制御が行われる。
When the energization rate reaches 100%, the rotational speed of the
従って、インバータ13のスイッチ素子のオン,オフの通電率が100%未満であるときには、直流電圧Ed1’を一定の基準電圧Eoと比較しながら、150V程度という比較的低い任意の一定値に設定した上で、インバータ13のスイッチ素子を任意の通電率でオン,オフさせて電動機14の回転数を制御するものであるから、インバータ13あるいは電動機14での損失が低減してその効率を向上させることができる。
Therefore, when the ON / OFF energization ratio of the switching element of the
さらに、インバータ13のスイッチ素子の通電率が100%であるときには、直流電圧Ed1’の代わりに、任意の指令電圧Ed2’を切り換えて電圧比較器7に供給して基準電圧Eoと比較し、電動機14の所望の回転数に応じて指令電圧Ed2’を変化させ、このようにして、インバータ13でチョッパが行なわれず、直流電圧値Edを大小制御することにより、電動機14の回転数を高低に制御するようにしているので、インバータ13でのチョッパ損失を低減することができる。
Further, when the energization rate of the switching element of the
かかる回転制御により、インバータ13でのスイッチング損失低減,低直流電圧での電動機14のインバータ駆動による効率向上が実現でき、高効率化が図れることになる。
With such rotation control, switching loss can be reduced in the
図4はある電動機負荷のときでのこの実施形態と従来の空気調和機との電動機回転数と効率との関係を比較して示す図であり、Aは入力交流電源電圧が100Vであるときの上記動作をなすこの実施形態の特性を示し、Bはインバータの直流電源電圧が一定に保持される従来の空気調和機、または、入力交流電圧が200Vであるときの上記動作をなすこの実施形態の特性を夫々示している。 FIG. 4 is a diagram comparing the relationship between the motor speed and efficiency of this embodiment and a conventional air conditioner at a certain motor load, and A is when the input AC power supply voltage is 100V. The characteristic of this embodiment which performs the above-mentioned operation is shown, and B is a conventional air conditioner in which the DC power supply voltage of the inverter is kept constant, or B of this embodiment which performs the above operation when the input AC voltage is 200V Each characteristic is shown.
同図において、インバータの直流電源電圧を、例えば、300Vと一定に保持し、インバータのチョッパの通電率の制御により電動機の回転数を制御する空気調和機(以下、公知の空気調和機という)では、電動機の回転数n(rpm)に対して、その効率が特性Bのように変化する。回転数nの増加とともに効率が上昇するのは、インバータのチョッパの通電率が上昇することによるものである。 In the figure, in an air conditioner (hereinafter referred to as a known air conditioner) in which the DC power supply voltage of the inverter is kept constant, for example, 300 V, and the number of revolutions of the motor is controlled by controlling the conduction rate of the chopper of the inverter. The efficiency changes as shown in the characteristic B with respect to the rotation speed n (rpm) of the electric motor. The increase in efficiency with the increase in the number of revolutions n is due to the increase in the power supply rate of the inverter chopper.
これに対し、入力交流電源電圧が100Vであって、上記のように、インバータのチョッパの通電率が100%未満では、インバータの直流電源電圧を150V一定にしてインバータでチョッパの通電率の制御により電動機の回転数制御を行ない、この通電率が100%となると、インバータの直流電源電圧を制御することにより電動機の回転数制御を行なう実施形態(以下、入力100Vの実施形態)というでは、電動機の回転数nに対して、その効率が特性Aのように変化し、従来の空気調和機の効率Bよりもかなり高いものとなる。 On the other hand, if the input AC power supply voltage is 100 V and the current ratio of the chopper of the inverter is less than 100% as described above, the DC power supply voltage of the inverter is kept constant at 150 V, and the control of the current ratio of the chopper is controlled by the inverter. When the rotational speed control of the motor is performed and this energization rate reaches 100%, an embodiment for controlling the rotational speed of the motor by controlling the DC power supply voltage of the inverter (hereinafter referred to as an embodiment of the input 100V) With respect to the rotation speed n, the efficiency changes as shown by the characteristic A, which is considerably higher than the efficiency B of the conventional air conditioner.
ここで、領域N1を入力100Vの実施形態でのインバータでチョッパの通電率が100%未満の領域、また、領域N2を入力100Vの実施形態でのインバータでチョッパの通電率が100%の領域とし、ここでの電動機負荷に対し、領域N1,N2の境界で、即ち、インバータの直流電源電圧が150Vでインバータがチョッパ駆動されるときでの電動機が取り得る最大の回転数を4000(rpm)としている。また、いずれのものにおいても、インバータの直流電源電圧が300Vで、インバータのスイッチ素子の通電が100%であるとき、電動機の回転数が9000(rpm)としている。 Here, the region N 1 is an inverter in the embodiment with an input of 100 V and the current ratio of the chopper is less than 100%, and the region N 2 is an inverter in the embodiment of the input with 100 V and the current ratio of the chopper is 100%. The maximum number of rotations that the motor can take is 4000 at the boundary between the regions N 1 and N 2 , that is, when the inverter is chopper-driven when the DC power supply voltage is 150 V. (Rpm). In any case, when the DC power supply voltage of the inverter is 300 V and the energization of the switch element of the inverter is 100%, the rotation speed of the motor is 9000 (rpm).
公知の空気調和機では、領域N1,N2を含む全領域でインバータの直流電源電圧を300Vとし、インバータのスイッチ素子の通電率の制御により、電動機の回転数制御が行なわれる。これに対し、入力100Vの実施形態では、領域N1においては、インバータの直流電源電圧を300Vの半分の150Vとして、インバータのスイッチ素子の通電率の制御により、電動機の回転数制御が行なわれる。従って、このインバータの直流電源電圧が低い分、入力100Vの実施形態の効率が高くなる。 In a known air conditioner, the DC power supply voltage of the inverter is set to 300 V in the entire region including the regions N 1 and N 2, and the rotational speed of the motor is controlled by controlling the energization rate of the switching elements of the inverter. On the other hand, in the embodiment of the input 100 V, in the region N 1 , the DC power supply voltage of the inverter is set to 150 V, which is half of 300 V, and the rotation speed control of the motor is performed by controlling the energization rate of the switch elements of the inverter. Therefore, the efficiency of the input 100V embodiment is increased by the lower DC power supply voltage of the inverter.
また、領域N2では、入力100Vの実施形態では、インバータのスイッチ素子の通電率を100%として、インバータでチョッパが行なわれず、このインバータの直流電源電圧を制御することにより、電動機の回転数制御が行なわれる。このため、効率はほぼ一定となるが、特性Aとして示すように、ほぼインバータでチョッパが行なわれない分、公知の空気調和機よりも高い効率となっている。 In the region N 2 , in the embodiment of the input 100 V, the energization rate of the switching element of the inverter is set to 100%, and the chopper is not performed by the inverter. By controlling the DC power supply voltage of the inverter, the rotational speed control of the motor is performed. Is done. For this reason, although the efficiency is substantially constant, as shown as the characteristic A, the efficiency is higher than that of the known air conditioner because the chopper is not performed by the inverter.
なお、電動機の回転数がほぼ9000(rpm)になると、入力100Vの実施形態においては、インバータの通電率が100%でその直流電源電圧が300Vとなり、公知の空気調和機でのインバータの通電率が100%となったときと同じ状態となるので、特性A,Bは一致する。 When the rotational speed of the electric motor is approximately 9000 (rpm), in the embodiment of the input 100V, the current supply rate of the inverter becomes 100% and the DC power supply voltage becomes 300V, and the current supply rate of the inverter in a known air conditioner Therefore, the characteristics A and B coincide with each other.
図1に示した第1の実施形態では、また、以上の手順で電力変換器の制御を行ない、正弦波同期信号Es’については、抵抗R1,R2,R3の抵抗値を、直流電圧Ed’については、抵抗R4,R5,R6の抵抗値を夫々適正に設定することにより、入力交流電源電圧が100Vの場合でも、また、200Vの場合でも、夫々に任意の直流電圧Edが得られ、また、高調波の少ない高力率な電力変換器となる。 In the first embodiment shown in FIG. 1, the power converter is controlled according to the above procedure. For the sine wave synchronization signal Es ′, the resistance values of the resistors R1, R2, and R3 are set to the DC voltage Ed ′. With respect to, by appropriately setting the resistance values of the resistors R4, R5, and R6, an arbitrary DC voltage Ed can be obtained regardless of whether the input AC power supply voltage is 100V or 200V, respectively. It becomes a high power factor power converter with few harmonics.
このとき、入力電流検出器23の検出出力電圧はマイコン15に供給され、これが所定の値以上となった場合には、マイコン15からスイッチ素子6(第1のスイッチ素子)の駆動トリガ信号VTを出力し、そのスイッチング動作を開始させる。従って、供給電流の大きい場合には、安定した高力率が得られる。
At this time, the detected output voltage of the input
例えば、負荷電流検出器9として抵抗を用い、その両端に生ずる電圧により、電流信号Viを得ようとする場合、微小な電流に対しても、制御のために充分な電圧を発生させる必要があり、具体的には、その抵抗値を大きく設定することが必要である。この場合、負荷電流が大きくなると、この抵抗からなる負荷電流検出器9で消費される電力が大きくなり、損失の増大を招くことになる。従って、この損失を低減するためには、その抵抗値を極力小さくし、しかも、低負荷電流時の微小検出電圧に対して不安定な動作をさせないようにするために、入力電流検出器23の検出出力値が所定の値より小さい場合には、スイッチ素子6の駆動を禁止する。このようにして、低入力電流時の不安定動作を回避し、かつ高入力時の損失の低減を実現する。また、低入力電流時には、スイッチ素子6のチョッパ動作が行なわれないようにすることより、これも損失を低減することが可能となり、かつノイズを低減せしめる。
For example, when a resistor is used as the load
なお、図1において、アクティブコンバータブロック24は、アクティブコンバータの駆動部,100V/200Vによる回路切換部,インバータドライブ信号と直流電圧指令信号の切換部などをブロック化し、同一基板上にまとめたものである。
In FIG. 1, the
このアクティブコンバータブロック24を他の回路と独立した基板構成にすることにより、図5に示すように、コンデンサ26やリアクトル27,ダイオード28などのまるごと受動素子により構成された力率改善回路Qとの置き換えが可能であり、マイコン15などを含めた周辺回路基板の共用化が図れる。
By making this active converter block 24 a substrate configuration independent of other circuits, as shown in FIG. 5, the power factor correction circuit Q composed entirely of passive elements such as a
図6は図5で示したような受動素子で構成された回路を用いた空気調和機と、能動素子を用い、インバータの直流電源電圧に応じて電動機の回転数を制御するようにした図1で示した第1の実施形態とでの電動機の出力範囲を比較して示す図であって、横軸に電動機の回転数Nを、縦軸に負荷トルクTを夫々とっており、電動機の出力WはN×Tで表わされる。 FIG. 6 shows an air conditioner using a circuit composed of passive elements as shown in FIG. 5 and an active element, and controls the rotational speed of the motor in accordance with the DC power supply voltage of the inverter. FIG. 2 is a diagram showing a comparison of the output range of the motor with the first embodiment shown in FIG. 2, wherein the horizontal axis represents the motor rotation speed N and the vertical axis represents the load torque T, respectively. W is represented by N × T.
同図において、家庭用ブレーカの容量(例えば、20A)により、入力電流が制限され、図5に示した回路を用いる空気調和機では、力率90%程度であるため、Y線よりも下側の領域に入力制限範囲(即ち、電動機の出力の取り得る範囲)が規制される。これに対し、上記第1の実施形態では、上記のように、力率が改善されてほぼ100%となっているので、X線よりの下側の領域が入力制限範囲となり、図5に示した回路を用いる空気調和機に比べて、電動機に与える有効電力がほぼ10%アップする。そして、特に、電動機の負荷トルクが大きい場合には、かかる入力制限範囲によって制限される。 In the figure, the input current is limited by the capacity of the home breaker (for example, 20 A), and the air conditioner using the circuit shown in FIG. 5 has a power factor of about 90%, so it is lower than the Y line. The input restriction range (that is, the range that can be taken by the output of the electric motor) is restricted to this area. On the other hand, in the first embodiment, as described above, since the power factor is improved to almost 100%, the area below the X-ray is the input restriction range, which is shown in FIG. Compared to an air conditioner that uses a circuit, the effective power applied to the motor is increased by approximately 10%. And especially when the load torque of an electric motor is large, it is restrict | limited by this input restriction | limiting range.
また、電動機の回転数が高くなると、電動機の最大出力範囲がインバータの直流電源電圧Edによって制限される。図5に示した回路を用いる空気調和機では、この直流電源電圧Edは、例えば、ほぼ230Vから最大でもほぼ280Vであり、Ed=230Vのときの制限範囲をY’線で示している。このY’線の左側の範囲しか電動機の出力を取り得ないことになる。これに対し、上記第1の実施形態では、この直流電源電圧Edは、上記の例では、300Vであるし、また、150Vから300Vまで可変であり、最大の300Vでの制限範囲をX’線で示している。このことからして、電動機の出力範囲が拡大したことになる。 Further, when the rotation speed of the motor increases, the maximum output range of the motor is limited by the DC power supply voltage Ed of the inverter. In the air conditioner using the circuit shown in FIG. 5, the DC power supply voltage Ed is, for example, approximately 230 V to approximately 280 V at the maximum, and the limit range when Ed = 230 V is indicated by the Y ′ line. Only the range on the left side of the Y 'line can take the output of the motor. On the other hand, in the first embodiment, the DC power supply voltage Ed is 300 V in the above example and is variable from 150 V to 300 V, and the limit range at the maximum 300 V is the X ′ line. Is shown. From this, the output range of the electric motor is expanded.
図7は本発明による空気調和器の第2の実施形態を示すブロック図であって、30は交流電源電圧検出器であり、図1に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。 FIG. 7 is a block diagram showing a second embodiment of an air conditioner according to the present invention, in which 30 is an AC power supply voltage detector, and parts corresponding to those in FIG. Omitted.
同図において、図1に示した第1の実施形態と異なる点は、交流電源電圧検出器30を設けた点であって、交流電源1からの入力交流電源電圧を交流電源電圧検出器30が検出し、その検出出力信号Vs’をもとにマイコン15が入力交流電源電圧を判別する。そして、この判別結果に応じて、直流電圧切換スイッチ18や同期信号切換スイッチ20が、第1の実施形態と同様に、切り換え制御される。
In the figure, the difference from the first embodiment shown in FIG. 1 is that an AC power
なお、これら第1,第2の実施形態は、入力交流電源電圧の判定や制御信号の出力をマイコン15のソフトで行なっているが、ハード回路で行なうようにしてもよく、同様の効果を得られることは明らかである。
In the first and second embodiments, the determination of the input AC power supply voltage and the output of the control signal are performed by the software of the
図8は本発明による空気調和機の第3の実施形態を示すブロック図であって、31は交直流切換スイッチ、32は直流電源であり、図1に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。 FIG. 8 is a block diagram showing a third embodiment of an air conditioner according to the present invention, in which 31 is an AC / DC changeover switch, 32 is a DC power supply, and parts corresponding to those in FIG. A duplicate description is omitted.
同図において、この第3の実施形態では、整流器2の代わりに、ソーラー電源などの直流電源32(例えば、150V程度)も設け、これからの直流電源電圧EAと整流器2からの整流電圧Esとのいずれかを交直流切換スイッチ31で選択することができるようにしたものであり、直流電圧の昇圧回路として機能することが可能としている。
In this figure, in the third embodiment, instead of the
直流電源32を選択した場合には、図2において、マイコン15がコンデンサ5の直流電圧を160V以下と判定したとき(ステップ102)と同様の動作を行なう。従って、この第3の実施形態は、低い電圧の直流電源32でもって電動機14を駆動することが可能となる。
When the
リアクトル3の電源側に太陽電池などの直流電源を接続すると、直流電源電圧の変動があっても、所望の直流電圧Edに安定化させることができる。これにより、太陽電池などの電源電圧変動や直流電源の種類(太陽電池,蓄電池,燃料電池など)を問わず接続することが可能となる。また、スイッチ素子6のコレクタ,エミッタ間に太陽電池などの直流電源を、ダイオードとリアクトルを介して、接続した場合でも、同様の効果が得られる。
When a DC power source such as a solar cell is connected to the power source side of the
直流電源32の出力直流電圧EAが交流電源1からの入力交流電源電圧を全波整流して得られる直流電圧Edより高い場合には、交直流切換スイッチ31を切り換えて、この直流電源32により電動機制御を行なってもよいし、予め、手動操作によって回路の切換を行なうことも可能である。
When the output DC voltage EA of the
また、平滑コンデンサ5に太陽電池などの直流電源をダイオードを介して接続すると(図示せず)、この直流電源の出力電圧が上記の所望の直流電圧に達している場合には、この直流電源から電力を供給し、この所望の直流電圧に達していない場合には、交流電源から電力を供給して所望の直流電圧まで昇圧し、これにより、インバータ13のスイッチ素子をオン,オフさせて電動機14の回転数を制御することにより、商用交流電源と上記直流電源との併用化が可能となり、省電力化が図れる。
When a DC power source such as a solar cell is connected to the smoothing
図9は本発明による空気調和機の第4の実施形態を示すブロック図であって、図1に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。 FIG. 9 is a block diagram showing a fourth embodiment of an air conditioner according to the present invention, in which parts corresponding to those in FIG.
同図において、図1に示した第1の実施形態と異なる点は、マイコン15が、直流電圧切替スイッチ18,電圧指令切替スイッチ21及びドライブ信号切替スイッチ22の機能も有し、また、インバータ駆動回路16への出力ポートと、電圧比較器7への出力ポートを独立に備えた点である。
In this figure, the
マイコン15は、第1の実施形態と同様に、入力電源電圧に応じて、同期信号切替スイッチ20を切り替える信号を出力するとともに、マイコン15内で直流電圧Edの分圧直流電圧Ed1をA/D変換して読み込む。そして、この分圧直流電圧Ed1の値に応じて、100Vの入力交流電源電圧か200Vの入力交流電源電圧かに対応する直流電圧Ed’を求め、積分して得られる直流電圧がこの直流電圧Ed’となるようなデューティ比のPWM信号を形成して出力する。このPWM信号はローパスフィルタ25で平滑されて直流電圧Ed’となり、これが電圧比較器7に供給される。
Similarly to the first embodiment, the
かかるソフトウエアによる動作は、先の第1の実施形態などでの平滑コンデンサ5での直流電圧Edに応じて直流電圧切替スイッチ18や電圧指令切替スイッチ21,ドライブ信号切替スイッチ22を切換制御し、分圧電圧Ed1,Ed2のいずれかを選択するというハードウエアによる動作に相当するものであり、かかるハードウエアによる動作の場合と比べて、構成が簡略化されて同様の制御動作を行なうことができる。
The operation by such software switches and controls the DC
マイコン15がインバータ駆動部16に供給する信号としては、インバータ13のスイッチ素子(第2のスイッチ素子)の通電率が100%の場合には、所定値の一定電圧Eiとし、また、この通電率が100%未満の場合には、インバータ13を駆動する制御電圧(PWM信号)とする。
The signal supplied from the
また、電圧比較器7に供給される直流電圧Ed’としても、上記の通電率が100%の場合には、直流電圧Edを変化させる指令電圧Ed2’(PWM信号)とする。このPWM信号はローパスフィルタ25によって平滑されて直流電圧Ed’とし、これが電圧比較器7に供給される。
The DC voltage Ed 'supplied to the voltage comparator 7 is also the command voltage Ed2' (PWM signal) for changing the DC voltage Ed when the above-described energization rate is 100%. The PWM signal is smoothed by the low-
一方、上記通電率が100%未満の場合には、マイコン15は、分圧直流電圧Ed2(または、直流電圧Ed)から所定の低直流電圧Ed’を求め、積分してこの低直流電圧Ed’となるデューティ比のPWM信号を発生して出力する。このPWM信号は、ローパスフィルタ25によって平滑されて直流電圧Ed’となり、これが電圧比較器7に供給される。
On the other hand, when the above-described energization rate is less than 100%, the
従って、電圧切換えのためのスイッチなどの周辺回路は、これと同様の機能をマイコン15に持たせることにより、特に、多段階の切換えを要する場合には、部品点数を大幅に削減することが可能となり、かつ、各スイッチへの配線の引き回しも少なくなるので、耐ノイズ性の向上も含め、信頼性が向上大幅に向上することになる。
Therefore, peripheral circuits such as switches for voltage switching can have the same function in the
なお、図7〜図9に示した実施形態においても、図1に示した実施形態と同様、図2,図3で説明した動作をなし、図4,図6で説明した効果が得られることはいうまでもない。 7 to 9, the operation described with reference to FIGS. 2 and 3 is performed similarly to the embodiment illustrated in FIG. 1, and the effects described with reference to FIGS. 4 and 6 can be obtained. Needless to say.
上記のとおり、電動機負荷の大きい場合、例えば室外気温が−10℃,−15℃等の低い状態等の暖房負荷が大きい条件では、暖房能力を大きくするために上記したPAM制御により圧縮機駆動用電動機を回転数可変制御して、必要な高い回転数(実施例では設定最高回転数の9000rpm)で連続運転できた。上記したPAM制御により圧縮機駆動用電動機の回転数可変制御は、図11に図示のとおり、暖房負荷の大小変化に対応した制御ができる。 As described above, when the motor load is large, for example, under conditions where the outdoor temperature is low such as −10 ° C. and −15 ° C., the compressor drive is performed by the above-described PAM control in order to increase the heating capacity. The electric motor was variably controlled and continuously operated at a necessary high rotational speed (9000 rpm, the maximum rotational speed set in the example). With the PAM control described above, the variable speed control of the compressor driving motor can be controlled in accordance with the change in the heating load as shown in FIG.
これに対して、各種圧縮機による暖房能力は、図11に図示のように、PWM制御による電動機の駆動では、室外気温が低いときに駆動トルクが不足して、必要な回転数まで充分駆動することができない。また、大容量の圧縮機を用いた場合は、室外気温が低いときでも、必要な回転数まで回転駆動することができるが、室外気温の高いとき等の負荷の小さい条件の場合は、暖房能力が余って、運転の断続を頻繁に繰り返すことに成り、室温の上下変動が頻繁に発生して快適性を損なうと共に消費電力を大きくしてしまう。以上を、暖房で説明したが、冷房時でも、程度の差はあるが、同様な傾向が示される。 On the other hand, as shown in FIG. 11, the heating capacity of various compressors is sufficiently driven to the required number of revolutions when the motor is driven by PWM control because the driving torque is insufficient when the outdoor temperature is low. I can't. In addition, when a large capacity compressor is used, it can be rotated to the required number of rotations even when the outdoor air temperature is low, but in the case of a low load condition such as when the outdoor air temperature is high, the heating capacity However, the intermittent operation is frequently repeated, and the vertical fluctuation of the room temperature frequently occurs, thereby deteriorating the comfort and increasing the power consumption. Although the above was demonstrated with heating, the same tendency is shown, although there is a difference in the degree even during cooling.
また、インバータにPWM制御とPAM制御の両方を併用できる回路構成にすることにより、低負荷時の省電力な運転と、高負荷時の高能力運転ができる。すなわち、室外気温の高い低負荷時には、PWM制御による駆動電圧の低い・低回転数でモータ効率の良い状態で圧縮機駆動用電動機を運転して、消費電力の小さな運転ができる。室外気温の低い時には、PAM制御に切り換えて駆動電圧を高くして圧縮機駆動用電動機を高回転数で運転し、必要な暖房能力での運転が可能である。 Further, by adopting a circuit configuration in which both PWM control and PAM control can be used in combination with the inverter, power-saving operation at low load and high-capacity operation at high load can be performed. In other words, when the outdoor temperature is high and the load is low, the compressor driving motor can be operated with a low driving voltage and low rotation speed under PWM control and high motor efficiency, and operation with low power consumption can be performed. When the outdoor air temperature is low, switching to PAM control is performed to increase the driving voltage, and the compressor driving motor can be operated at a high rotational speed, so that it can be operated with the required heating capacity.
図12はアクティブコンバータとして作動前後の交流電源入力波形である。(a)の作動前と比較すると(b)作動後の波形は、入力電圧の正弦波に追従させて電流波形を成形するので、力率が略100%であり、作動前は70%以下である。(c)はアナログ方式の力率改善であり、力率90%程度である。 FIG. 12 shows AC power supply input waveforms before and after operation as an active converter. Compared with the operation before (a), the waveform after the operation (b) follows the sine wave of the input voltage and shapes the current waveform. Therefore, the power factor is approximately 100%, and before the operation, it is 70% or less. is there. (C) is a power factor improvement of an analog system, which is about 90% power factor.
図13はPWM/PAM切り換え前後のリアクタ3電流及びインバータ電流(コンデンサ5→インバータ13の流れ)を示す。(a)は比較的低回転数で低負荷の場合であり、切り換え前のリアクタ電流である。ONはスイッチ素子のオン時間を示し、チョッパ周期はアクティブコンバータチョッパ周期である。
FIG. 13 shows
(b)は切り換え前のインバータ電流であり、チョッパ周期とはインバータのチョッパで、rはチョッパ成分のリップルである。(c)は比較的高回転数で高負荷の場合であり、切り換え後のリアクタ電流の波形である。(a)と同様の波形である。(d)はインバータ電流で、切り換え後のインバータ電流であり、滑らかな曲線の波形になっている。 (B) is the inverter current before switching, the chopper period is the chopper of the inverter, and r is the ripple of the chopper component. (C) is a case of a relatively high rotation speed and a high load, and is a waveform of the reactor current after switching. It is the same waveform as (a). (D) is the inverter current, which is the inverter current after switching, and has a smooth curved waveform.
図14は負荷変動に対し、PWM制御で電圧を150V一定に制御した場合のリアクタ電流の波形である。(a)は軽負荷の場合にを示しており、この(a)のb部の時間軸を拡大図を(b)に示す。(c)は高負荷の場合を示しており、この(c)のd部の時間軸を拡大図を(d)に示す。この図14から明らかなように、直流電圧が同じ(150V)であれば、コンバータのスイッチ素子のデューティは同じであり、負荷の大きさによって電流の波形高さが変わる。 FIG. 14 shows the waveform of the reactor current when the voltage is controlled to be constant at 150 V by PWM control with respect to load fluctuation. (A) has shown in the case of a light load, The enlarged view is shown to the time axis of the b part of this (a) in (b). (C) shows a case of high load, and an enlarged view of the time axis of the d part of (c) is shown in (d). As can be seen from FIG. 14, when the DC voltage is the same (150 V), the duty of the switch element of the converter is the same, and the waveform height of the current varies depending on the size of the load.
図15は直流電圧に対するリアクタ電流の波形を示しており、(a)は比較的低回転数で一定電圧(150V)のPWM領域を示すものである。この(a)のb部の時間軸を拡大図を(b)に示す。(c)は高負荷の比較的高回転数で電圧可変(150〜300V)のPAM制御領域を示している。この(c)のd部の時間軸を拡大図を(d)に示す。(c)(d)の波形を比較すると、PAM制御領域ではONデューティは広がる。PAM制御領域では無負荷であっても、直流電圧を上げるため、ONデューティは広がる。 FIG. 15 shows a waveform of the reactor current with respect to the DC voltage, and (a) shows a PWM region of a constant voltage (150 V) at a relatively low rotational speed. An enlarged view of the time axis of part b of (a) is shown in (b). (C) shows a PAM control region in which the voltage is variable (150 to 300 V) at a relatively high rotation speed with a high load. An enlarged view of the time axis of the d part of (c) is shown in (d). (C) Comparing the waveforms of (d), the ON duty increases in the PAM control region. Even if there is no load in the PAM control region, the ON duty is increased to increase the DC voltage.
上記本発明の電動機駆動装置を備える空気調和機の実施例に組み合わせて、寒冷地(寒冷地以外の運転開始に暖房負荷の大きい場合を含む)における快適且つ消費電力の少ない暖房運転の実現及び冷媒の凝縮圧力低く抑えることにより、圧縮機の冷媒吐出圧力が高くなった場合の圧縮仕事量の増大を防止し、消費電力を少なくすることを目的とし、これを可能とするための冷凍サイクルを備える空気調和機の一実施の形態を図16、図17、及び図18に示す。図16は本実施の形態である室内機の側断面を示す図である。図16において、101は室内機内に組み込まれた多段(3段)曲げ構造の室内熱交換器であり、熱的な切断線124により、室内機における前面下段部分102と前面側上段部分103から背面部分104にかけての部分とに熱的に分離されて構成されている。また、126は冷媒流路において、除湿運転あるいは冷房運転の時には室内熱交換器101の上流側になり、暖房運転の時には室内熱交換器101の下流側になる位置に設けた室内補助熱交換器である。これらの熱交換器において、○印で示した120は、複数枚の放熱フィン123を貫通するように設けられた伝熱管、121及び破線122は伝熱管120同士の接続管である。さらに、105は除湿運転時に絞り作用を行う除湿用絞り装置であり、室内熱交換器101における前面上段部分103と背面部分104が熱的に一体に結合され接続配管106により除湿用絞り装置105の一方の接続口に接続され、除湿用絞り装置105の他方の接続口は接続配管107を介して熱的に分離された室内熱交換器101の前面下段部分102に接続されている。
Combining with the embodiment of the air conditioner provided with the electric motor drive device of the present invention, realizing a comfortable heating operation with low power consumption and refrigerant in a cold region (including a case where the heating load is large at the start of operation other than the cold region) and refrigerant The refrigeration cycle is provided for the purpose of preventing the increase in the work of compression when the refrigerant discharge pressure of the compressor becomes high and reducing the power consumption by keeping the condensing pressure of the compressor low. One embodiment of the air conditioner is shown in FIGS. 16, 17, and 18. FIG. FIG. 16 is a diagram showing a side cross section of the indoor unit according to the present embodiment. In FIG. 16,
また、109は貫流ファンタイプの室内ファン、110は前面吸込グリル、111は全面上部吸込グリル、112は上面背面側吸込グリル、113はフィルタ、114は背面ケーシング、115は吹出口、116は吹出口風向板であり、室内空気は、室内ファン9により、矢印191、192、193のように、それぞれ前面吸込グリル110、全面上部吸込グリル111及び上面背面側吸込グリル1112からフィルタ113を通って吸い込まれ、多段曲げ室内熱交換器101で冷媒と熱交換したあと、室内ファン109を通り、吹出口115から室内に吹き出される。
Further, 109 is a cross-flow fan type indoor fan, 110 is a front suction grille, 111 is a full upper suction grille, 112 is an upper back suction grille, 113 is a filter, 114 is a rear casing, 115 is an outlet, and 116 is an outlet. The indoor air is sucked through the
117は多段曲げ室内熱交換器101の前面側部分102及び103に対する露受皿、118は多段曲げ室内熱交換器101の背面部分104に対する露受皿であり、冷房運転や除湿運転の時に生じる除湿水を受ける働きをする。
117 is a dew tray for the
図17は、図16における除湿用絞り装置105の一実施の形態を示す図であり、このうち図17(a)は除湿運転時の除湿用絞り装置105の動作状態を示す図、図17(b)は冷房及び暖房運転時の除湿用絞り装置105の動作状態を示す図である。これらの図において、130は弁本体、131は弁座、132は弁体、133は弁体132の弁部、134、135は接続管、136は弁体132を動かす電磁モ−タであり、さらに大きい矢印138、139は冷媒流方向(配管方向)、矢印140は除湿運転時の冷媒流方向を示す。
FIG. 17 is a view showing an embodiment of the
そして除湿運転時には、図17(a)のように、弁体132は電磁モ−タ136により閉じられた状態になっている。この時、凝縮器となる室内補助熱交換器126及び室内熱交換器101の前面上段から背面にかけての部分103及び104を通過した高圧の凝縮液冷媒は、接続管134から流入し、弁部133と弁座131との隙間で構成される狭い通路137を矢印140のように流れ、ここで絞り作用を受け低圧・低温の冷媒となった後、接続管135を通って蒸発器となる室内熱交換器101の前面下段部分102に流入する。
During the dehumidifying operation, the
この結果、室内補助熱交換器126及び室内熱交換器101の前面上段から背面にかけての部分103及び104が加熱器(再熱器)、前面下段部分102が冷却器となって、室内空気を加熱すると同時に冷却・除湿する除湿運転が可能になる。
As a result, the indoor
また冷房及び暖房運転時には、図17(b)のように、除湿用絞り装置105は、電磁モータ136により弁体132が引き上げられ全開の状態になる。この結果、接続管134と135はほとんど流通抵抗なしで連通し、冷媒はほとんど抵抗なしで流れることになる。
In the cooling and heating operation, as shown in FIG. 17B, the
図18は、本実施の形態の全体のサイクル構成を示す図であり、150は回転数制御等により能力可変とした冷媒圧縮用の圧縮機、151は運転状態を切り換える四方弁、152は室外熱交換器、153は絞り作用の無い全開状態が可能な電動膨張弁で、さらに前述の室内補助熱交換器126、多段曲げ室内熱交換器101、及び除湿用絞り装置105を加えて、これらが接続配管により環状に接続されて冷凍サイクルを構成している。また図18においては、室内補助熱交換器126及び多段曲げ室内熱交換器101の伝熱管の流路状態の一実施の形態を模式的に示してある。そして室内補助熱交換器126は、伝熱管が一系統の冷媒流路159で構成され、接続管129により室内熱交換器101に接続されている。
FIG. 18 is a diagram showing the overall cycle configuration of the present embodiment, in which 150 is a compressor for refrigerant compression whose capacity is variable by controlling the rotational speed, 151 is a four-way valve for switching the operating state, and 152 is outdoor heat. The
室内熱交換器101は、前面上段部分103と背面部分104が一体に接続され伝熱管が二系統の冷媒流路154、155となるように構成され、さらに切断線124により熱的に分離された下段熱交換器部分102が156、157の二冷媒流路から構成されている。さらにはこれらの伝熱管冷媒流路の154、155と156、157は除湿用絞り装置105を介して接続管106及び107により接続されている。さらに158は室外ファンである。
The
以上の室内機構造及び冷凍サイクル構成において、除湿運転時には、四方弁102を冷房運転時と同様に切り換え、除湿用絞り装置105を適当に絞り電動膨張弁153を全開にすることにより、冷媒を一点鎖線で示すように圧縮機150、四方弁151、室外熱交換器152、電動膨張弁153、室内補助熱交換器126、室内熱交換器101の前面上段部分103及び背面部分104、除湿用絞り装置105、室内熱交換器101の前面下段部分102、四方弁151、圧縮機150の順に循環させ、室外熱交換器152が上流側の凝縮器、室内補助熱交換器126及び室内熱交換器101の前面上段部分103と背面部分104が下流側の凝縮器、室内熱交換器101の前面下段部分102が蒸発器となるように運転する。
In the indoor unit structure and the refrigeration cycle configuration described above, at the time of dehumidifying operation, the four-
そして、室内空気を室内ファン109により矢印191、192、193で示すように流すと、室内空気は蒸発器として作用する前面下段熱交換器部分102で冷却・除湿されたると同時に、下流側の凝縮器すなわち加熱器となる室内補助熱交換器126及び室内熱交換器の前面上段部分103と背面部分104で加熱され、さらにこれらの空気が混合されて室内に吹き出される。
When the indoor air is passed through the
この場合、回転数を制御して圧縮機150の能力や室内ファン19及び室外ファン158の送風能力を制御することにより、冷却器102及び加熱器126、103、104の能力を調節することができ、除湿量や吹出空気温度を広い範囲で変えることができる。
In this case, the capacities of the cooler 102 and the
さて、前述したように、除湿運転時、室内補助熱交換器126がない場合、再熱器として作用する室内熱交換器101の前面上段部分103と背面部分104が存在するにも拘わらず、室温が低下してしまう理由を説明する。図16を参照して、このようなファン構造では、矢印191、192及び193の吸込み空気の70%がパネル前面からの矢印191からの空気であり、残りの30%が矢印1192及び193からの空気であり、冷却器として作用する熱交換器を上段に配置し再熱器を下段に配置すると除1湿水が再熱器によって再び蒸発して除湿しないことから、冷却器として作用する熱交換器は前面下段部分に配置しなければならず、図16に示すように、再熱器と冷却器を配置する必要があり、この再熱器として作用する前面上段部分103と背面部分104を流れる空気は、冷却器として作用する前面下段部分102を流れる空気よりも少なく、その分外気温が低い場合は、室温が低下するという問題があった。
As described above, when there is no indoor
本実施形態では、除湿運転時、再熱器として作用する室内補助熱交換器126を通風路に設けたので、除湿運転時における温度の低下を抑制することができる。また、再熱側にこの室内補助熱交換器を設けたので再熱器の熱交換量が増大し、冷媒の凝縮量が増え、サイクル全体の能力が向上すると共に、除湿用絞り装置105に、冷媒流動音の原因となる気液2相流の気相が減少して、除湿用絞り装置105の動作時(除湿運転時)における冷媒流動音を低減することができる。
In this embodiment, since the indoor
以上のように、本実施の形態によれば、除湿運転時には、室内補助熱交換器、及び熱的に二分割された室内熱交換器における除湿用絞り装置の上流側がそれぞれ加熱器101、加熱器102、除湿用絞り装置の下流側が冷却器となり、室内機に吸い込まれた空気は加熱器101および加熱器102で暖められると同時に冷却器で冷やされて湿気が除去されたあと混合されて吹き出され、冷え過ぎの無い快適な除湿運転を行うことができる。特に加熱器が2個になり、加熱器の伝熱面積が冷却器の伝熱面積に比べて十分大きくなって加熱能力が増すため、より冷え過ぎの無い快適な除湿運転が可能になる。
As described above, according to the present embodiment, during the dehumidifying operation, the upstream side of the dehumidifying expansion device in the indoor auxiliary heat exchanger and the thermally divided indoor heat exchanger are the
さらに冷却器(室内熱交換器の前面下段部分102)の下側に加熱器(室内補助熱交換器26及び室内熱交換器の前面上段から背面にかけての部分103、104)が配置されないことから冷却器で生じた除湿水が加熱器にかかって再蒸発することがない。
Furthermore, the heater (the indoor
次に冷房運転時には、除湿用絞り装置105を開き電動膨張弁153を適当に絞り、冷媒を実線の矢印で示すように循環させることにより、室外熱交換器152を凝縮器、室内補助熱交換器126及び多段曲げ室内熱交換器101を蒸発器として室内の冷房を行う。
Next, at the time of cooling operation, the
暖房運転時には、四方弁151を切り換え除湿用絞り装置105を開き電動膨張弁153を適当に絞り、冷媒を破線の矢印で示すように循環させることにより、多段曲げ室内熱交換器101を凝縮器、室内補助熱交換器126を過冷却器、室外熱交換器152を蒸発器として室内の暖房を行う。
During the heating operation, the four-way valve 151 is switched, the
そして冷房、暖房の各運転に対してもサイクル性能及び多段曲げ室内熱交換器101や室内補助熱交換器126での熱交換性能を確保して効率良く運転する必要がある。
And it is necessary to ensure efficient cycle operation and heat exchange performance in the multistage bending
以下に、この方法について説明する。 This method will be described below.
まず図18において、冷房運転では冷媒が室内補助熱交換器126から多段曲げ室内熱交換器101に流れ、これらの両熱交換器とも低圧でガス冷媒の比容積が大きくて体積流量が多くなる蒸発器となるため、流路面積が小さいとここでの圧力損失が大きくなってサイクルの性能が低下する。そこで図18においては、主熱交換器である多段曲げ室内熱交換器101の前面上段から背面にかけての部分103、104と前面下段部分102の各冷媒流路をそれぞれ154、155と156、157の二系統にしてある。この結果、冷媒流路での圧力損失が十分小さくなり、これによる性能低下を十分小さくできる。更には室内補助熱交換器126を設けたり、室内熱交換器1を前面から背面にかけて設けて蒸発器としての伝熱面積を十分大きくできることから性能を向上でき、トータルとしては性能向上を図ることが可能である。
First, in FIG. 18, in the cooling operation, the refrigerant flows from the indoor
また暖房運転での性能を向上するためには、凝縮器となる室内側の熱交換器の出口で十分な過冷却を取る必要がある。そしてこの過冷却域では、冷媒が液状態であると同時に冷媒温度が凝縮温度から徐々に下がることから、液冷媒流の速度を速めて伝熱管内の熱伝達率を高めてやると共に、伝熱管が風上側になるようにして熱交換前の比較的温度の低い空気流と熱交換するようにする必要がある。またさらには室内熱交換器101の前面下段部分102における暖房運転時の入口部分では高温ガス冷媒の温度が凝縮温度まで低下するため、この部分でも冷媒流と空気流とが対向流になるようにするとよい。
Moreover, in order to improve the performance in heating operation, it is necessary to take sufficient supercooling at the outlet of the heat exchanger on the indoor side serving as a condenser. In this supercooling region, the refrigerant temperature is gradually lowered from the condensing temperature at the same time as the refrigerant is in the liquid state. Therefore, the liquid refrigerant flow speed is increased to increase the heat transfer coefficient in the heat transfer tube, and the heat transfer tube. Must be on the windward side to exchange heat with a relatively cool air stream before heat exchange. Furthermore, since the temperature of the high-temperature gas refrigerant decreases to the condensing temperature at the inlet portion during heating operation in the lower
上記室内補助熱交換器126は、室内熱交換器101と間に1mmから5mmの隙間をあけて配置するとよい。このように隙間をあけることで、室内熱交換器101との間に冷房時に結露する露が両熱交換器間に架橋することを防止され、熱交換器の通風抵抗の増大を防止して冷房能力の低下防止及び送風音の増大防止ができる。
The indoor
また、配置する位置を上面背面側の熱交換器に気流方向に重ねるようにすると、気流の風速が遅くなってファンに向かって露が落下しにくくなるので、背面側の熱交換器の傾斜角度を大きくして、熱交換器の鉛直方向の寸法を小さくできる。これによって、室内機の高さ寸法を小さくできる若しくはその文熱交換器の大きさを大きくできる。さらに、配置する位置を上面背面側の熱交換器に気流方向に重ねるようにすると、上部前面側の熱交換器の前側に空気清浄フィルターや消臭フィルターを配置する場合に、風速分布の均一化をはかれ、熱交換性能の低下を抑制できる。 In addition, if the position to be placed is superimposed on the heat exchanger on the back side of the top surface in the airflow direction, the wind speed of the airflow will slow down and it will be difficult for dew to fall toward the fan, so the inclination angle of the heat exchanger on the back side To increase the vertical dimension of the heat exchanger. Thereby, the height dimension of the indoor unit can be reduced, or the size of the sentence heat exchanger can be increased. Furthermore, if the position to be placed is superimposed on the heat exchanger on the back side of the upper surface in the airflow direction, the air velocity distribution is made uniform when an air purifying filter or deodorizing filter is placed on the front side of the heat exchanger on the upper front side. It is possible to suppress the deterioration of the heat exchange performance.
図18において、凝縮器の出口側は室内補助熱交換器126であり、この部分は、冷媒流路が一系統で流路面積を十分小さくできることから冷媒流速を速くして熱伝達率を十分高くでき、さらに室内熱交換器101の風上側に配置してある。したがって室内補助熱交換器101は過冷却器として十分な性能を発揮できる。また冷媒流路を156、157の二系統にした室内熱交換器前面下段部分102において、暖房運転時の高温ガス冷媒流の入口側を空気流の風下側に設けた配管構成にし、この熱交換器部分2では冷媒流と空気流とが対向流になるようにしてあり、熱交換性能を向上できる。
In FIG. 18, the outlet side of the condenser is an indoor
ここで室内機寸法を十分大きくできない時には、室内補助熱交換器126を暖房運転における過冷却器として十分な大きさにできない場合がある。この問題を解決できる一実施の形態を図18に示す。
Here, when the indoor unit size cannot be sufficiently large, the indoor
図19においては、多段曲げ室内熱交換器101の前面上段から背面にかけての部分103、104を、風上側に設けた一系統の冷媒流路部分160と二系統の冷媒流路部分161、162から構成する。さらに室内熱交換器101の前面下段部分102の冷媒流路を156、157の二系統にすると同時に前面下段部分102における暖房運転時の冷媒流入口部分を空気流の風下側に設けた配管構成にしてある。また図18と同一番号を付けたものは同一部分を示す。
In FIG. 19, the
このサイクル構成により、暖房運転においては、圧縮機150を出て四方弁151を通った後の高温高圧のガス冷媒は、室内熱交換器1に入り、前面下段部分102の冷媒流路が二系統の伝熱管156、157を分流して通った後、全開となっている除湿用絞り装置105を通って室内熱交換器101の前面上段から背面にかけての部分103、104に入り、冷媒流路が二系統の伝熱管161、162を分流して流れ、この後合流して冷媒流路が一系統の伝熱管160を流れ、さらに冷媒流路が1系統の室内補助熱交換器126を流れる。
With this cycle configuration, in the heating operation, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant after leaving the compressor 150 and passing through the four-way valve 151 enters the
この場合、室内熱交換器101の前面下段部分102では高温のガス冷媒が流れる入口側が空気流の風下側になり二相冷媒の流れる出口側が温度の低い空気流の風上側になるため、前面下段部分102では冷媒流と空気流とが熱交換性能の優れた対向流状態となる。また多段曲げ室内熱交換器101の前面上段から背面にかけての部分103、104の冷媒流出口側の伝熱管160及び室内補助熱交換器126の伝熱管159が一系統冷媒流路となっており、さらに飽和温度から徐々に温度の下がるサブクール域となるこれらの伝熱管160及び159は温度の低い上流側空気流と熱交換をするため、十分なサブクールが取れ、室内機から室外機に向かう冷媒温度はほぼ室温となるので、暖房性能を向上することができる。
In this case, in the lower
さらに冷房運転においては、電動膨張弁153で絞られ低圧・低温になった二相冷媒は、最初室内補助熱交換器126に入って冷媒流路が一系統の伝熱管159を通り、次に室内熱交換器101に入り、前面上段から背面にかけての熱交換器部分103、104において一系統の伝熱管160を通ったあと分流して二系統の伝熱管161、162に入り、さらに除湿用絞り装置105を通って前面下段部分102に入り二系統の伝熱管156、157に分流して流れる。この場合、伝熱管159及び160では冷媒の乾き度が比較的小さいため一系統の冷媒流路でも圧力損失は比較的小さい。また乾き度が比較的大きい伝熱管161、162と156、157の部分では冷媒流路をそれぞれ二系統にしたことから圧力損失が十分小さくなる。この結果、圧力損失による冷房性能の低下を防ぐことができる。さらに室内補助熱交換器126を設けたことにより、蒸発器としての伝熱面積が増加し、冷房性能が向上する。
Further, in the cooling operation, the two-phase refrigerant that has been throttled by the
ここで、図18及び図19に示す実施の形態では、室内熱交換器101の伝熱管を二系統に分ける場合及び一系統と二系統を組み合わせた場合を示したが、これらに限るものではなく、冷媒流路をさらに多くの系統に分ける事も可能であり、この場合も室内熱交換器101での冷媒流圧力損失を低減し、特に冷房性能の低下を防止できる。但し、冷媒流路をあまり多系統にすると、冷媒流の圧力損失は低下するが、熱伝達率の低下が著しく、冷房運転及び暖房運転における能力や動作係数といった空気調和機全体の性能が低下してしまうため、最適な系統数の冷媒流路に設定する必要があり、この系統数は主に冷媒配管の内径に応じて決定される。また室内熱交換器101で、多系統の冷媒流路にした所を管径の太い伝熱管とし一系統の冷媒流路にしても(図示省略)同様の効果が得られる。すなわち管径を太くしたことにより、冷媒流の流速が遅くなり、特に冷房運転での性能低下を防止できる。
Here, in the embodiment shown in FIGS. 18 and 19, the case where the heat transfer tubes of the
さらに図16、18、19における室内補助熱交換器126は、空気流に対して室内熱交換器101の風上側に設けてあるため、室内補助熱交換器126と室内熱交換器101の重なった部分では通風抵抗の増大により風量が減少し伝熱性能が低下してしまう。そこで室内補助熱交換器126は、室内熱交換器101に対して通風抵抗の小さいものにする必要がある。このためには、室内補助熱交換器126は、室内熱交換器101に比べて、フィンピッチを大きくしたり、あるいは奥行き寸法(風の流れる方向の寸法)を薄くしたり、あるいは室内熱交換器101が伝熱性能を上げるためにフィンにスリットを設けるのに対してスリットを設けない構造にする(図示省略)。
Furthermore, since the indoor
次に図16の室内機構造において、多段曲げ室内熱交換器101における矢印191、192、193で示す吸込空気の風速分布は、前面下段部分102に相当する191が比較的早い。さらにデザインの点から、図19に示すように、室内機の前面において上方部分180は塞いで空気吸込口とせず、下方部分のみを吸込グリル181とする室内機構造にする場合があり、この場合、矢印191、192、193で示す吸込空気流の風速分布は前面下方吸込グリル181に相当する矢印191の風速分布が最も速い。なお図20において、図16と同一番号を付したものは同一部分を示す。
Next, in the indoor unit structure of FIG. 16, the wind speed distribution of the intake air indicated by
こうした場合、代表例を図20に示すように、補助熱交換器126を多段曲げ室内熱交換器101の前面下段部分102の風上側に設けることにより、冷房及び暖房の性能をさらに向上することができる。すなわち冷房及び暖房運転において、矢印191に相当する風量が比較的多いことから、この風量に対応した室内補助熱交換器126及び室内熱交換器の前面下段部分102からなる熱交換器部分が風の流れる奥行き方向に厚くなっても、この熱交換器部分の温度効率は比較的高く保たれる。さらに室内熱交換器101における風速分布の速いところに(多少)通風抵抗となる補助熱交換器126を設けたことから、室内熱交換器101全体の前面における吸込風速分布がより均一になる。これらの結果、図20の室内機構造は、図16の室内機構造に比べて冷房及び暖房の性能を向上することができる。
In such a case, as shown in a representative example in FIG. 20, by providing the
また図20の構造における除湿運転の性能は、実測によると、図16の室内機構造と大差はなく(除湿量はやや減少する傾向にあるが、逆に吹出空気温度は上昇する傾向になる)、冷え過ぎを抑制した快適な除湿運転を行うことがきる。 Further, the performance of the dehumidifying operation in the structure of FIG. 20 is not much different from the indoor unit structure of FIG. 16 according to actual measurements (the dehumidifying amount tends to decrease slightly, but the blown air temperature tends to increase). It is possible to perform a comfortable dehumidifying operation while suppressing overcooling.
またさらには、室内機の構造上の制約から、室内補助熱交換器126を、室内熱交換器の背面部分104の風上側や前面下段部分102の風上側におけない場合には、、室内熱交換器の前面上段部分103の風上側においても、多少性能は低下するかも知れないがこれまで述べてきた除湿、冷房及び暖房の運転における補助熱交換器の効果を得ることができる。
Still further, due to structural limitations of the indoor unit, if the indoor
なお図18及び図19のサイクル構成においても、図20の室内機構造あるいは室内補助熱交換器126を室内熱交換器の前面上段部分103の風上側に設けた室内機構造を適用でき、同様の効果を得ることができる(図示省略)。
18 and 19, the indoor unit structure shown in FIG. 20 or the indoor unit structure in which the indoor
ところで図16、図18、図19、図20の実施の形態では室内熱交換器101を、前面下段部分102、前面上段部分103、背面部分104の三段に曲げた場合を示したが、これに限るものではなく、各部分を必要に応じてそれぞれ多段に構成しても良い。図21には熱的な切断線163の下段部分である室内熱交換器101の前面下段部分102’を164、165、166の3段にした場合を示す。これにより伝熱面積を図18より大きくできる。さらには図22に示すように前面下段から前面上段、背面までを折れ線でなく連続した曲線にした一体構造にして、さらに除湿運転時に加熱器となる前面上段から背面にかけての部分と冷却器となる前面下段部分とを、切断線167により168と169の二つに熱的に分離した構造にしても良く、同様に伝熱面積を大きくすることができる。特に小形の空気調和機であるルームエアコン等では、室内熱交換器を収納するスペースが十分に取れないことが多く、この場合には室内熱交換器の曲げ回数を多くしたり、曲線状にすることにより、狭いスペースに十分な伝熱面積を持つ室内熱交換器を収納できる。そしてこれらの室内熱交換器の場合にも、図16あるいは図20等のように、室内熱交換器の風上側に室内補助熱交換器を設けて、同様の効果を得ることができる。
In the embodiment of FIGS. 16, 18, 19, and 20, the
また図16、図18、図19、図20における除湿用絞り装置105や電動膨張弁153はキャピラリーチューブあるいは通常の膨張弁と二方弁とを並列に設けた構成のものにしてもよく(図示省略)、二方弁の開閉によりこれまでの実施の形態と同様の作用を実現することができる。
Further, the
ここで、これまでは室内熱交換器としては室内機の前面から背面にかけて設けた構造を考えてきたが、これに限らず、室内熱交換器を室内機の前面にだけ設けて背面には設けない構造にし、この風上側に補助熱交換器を設けた室内機構造の場合にも(図示省略;例えば図16あるいは図20において室内熱交換器101の背面部分104を設けない場合等に相当)、これまでの説明と同様な室内補助熱交換器126の効果を得ることができる。
Heretofore, the indoor heat exchanger has been considered to have a structure provided from the front to the back of the indoor unit. However, the present invention is not limited to this, and the indoor heat exchanger is provided only on the front of the indoor unit and provided on the back. Even in the case of an indoor unit structure in which an auxiliary heat exchanger is provided on the windward side (not shown; for example, equivalent to the case where the
また、室内熱交換器の前面部分及び背面部分の冷媒流路をそれぞれ二系統以上にしたり、室内補助熱交換器126の冷媒流路を一系統にすると同時に室内熱交換器の風上側に配置することにより、冷房運転や暖房運転において圧力損失を低減できると共に冷媒流と空気流とを対向流にでき、さらには暖房運転時において室内補助熱交換器126が過冷却器として作用し効率良く十分な過冷却をとることができる。したがって、冷房運転及び暖房運転において、図16から図20で述べた実施の形態と同様に、十分効率の良い運転を行うことができる。
Also, the refrigerant flow paths of the front and back portions of the indoor heat exchanger are each made up of two or more lines, or the refrigerant flow paths of the indoor
ところで以上説明した実施の形態においては、空気調和機でよく使用されるHCFC22(ハイドロクロロフルオロカーボン22の略)等の単一冷媒を使用する場合に付いて説明してきた。しかし最近は、オゾン層破壊や地球温暖化の点からHCFC22に代わる代替冷媒の研究が盛んになっており、代替冷媒としては単一冷媒だけでなく、混合冷媒の使用が検討されている。これに対して、図16から図20に示す実施の形態で述べてきた室内機の構造、サイクル構成、運転の制御方法を適用できることは明らかであり、同様の効果が得られる。
By the way, in embodiment described above, it has demonstrated about the case where single refrigerant | coolants, such as HCFC22 (abbreviation of hydrochlorofluorocarbon 22) often used with an air conditioner, are used. Recently, however, research on alternative refrigerants to replace
上記室内補助熱交換器126を搭載した空気調和機での実験によれば、−10℃と−15℃では−10℃の方が冷媒ガスの吸込密度が小さくなり、圧縮仕事量が小さくなったことにより、圧縮機駆動用電動機の回転数が長時間にわたって高い回転数で運転できた。これは、室内補助熱交換器126による冷媒凝縮量の増加により、圧縮機に吸い込まれる冷媒ガスの圧力が上昇を抑制若しくは下がることで圧縮機の仕事量が小さくなって、これによって運転電流値が下がり、設定された最高回転数(9000rpm)での運転を長時間行なっても制限電流値に達しないようになる。
According to an experiment with an air conditioner equipped with the indoor
これによって、PAM制御のみの場合の実験では、室外気温が−10℃及び−15℃の条件で、室内温度が設定温度23℃に達する前に凝縮圧力が大きくなって制限電流に達して、回転数を5000から7000rpmの間に抑える制御になってしまい、設定温度になるまでに極めて長い時間を要することがあったが、これをなくすことができた。これは、室外気温−15℃のときでも石油ファンヒータと同等の暖房能力であり、しかも、電気料金も石油ファンヒータの石油代と同等にできた。
As a result, in an experiment in the case of only PAM control, when the outdoor air temperature is −10 ° C. and −15 ° C., the condensation pressure increases before the indoor temperature reaches the set
2 整流器
3 リアクトル
4 ダイオード
5 コンデンサ
6 スイッチ素子
7 電圧比較器
8 掛算器
9 負荷電流検出器
10 電流比較器
11 発振器
12 駆動回路
13 インバータ
14 電動機
15 マイコン
16 インバータ駆動回路
18 直流電圧信号切換スイッチ
19 トリガ素子
20 同期信号切換スイッチ
21 電圧指令切換スイッチ
22 ドライブ信号切換スイッチ
23 供給電流検出器
24 アクティブコンバータブロック
25 ローパスフィルタ
26 電源キャパシタ
27 リアクトル
28 ダイオード
29 室温センサ
30 交流電源電圧検出器
31 交流直流切換スイッチ
32 直流電源
Q 力率改善回路
101 室内熱交換器
102,102’ 室内熱交換器の前面下段部分
103 室内熱交換器の前面上段部分
104 室内熱交換器の背面部分
105 除湿用絞り装置
106,107,127,128,129 接続配管
109 室内ファン
110 前面吸込グリル
111 上面吸込グリル
112 背面吸込グリル
113 フィルタ
114 背面ケーシング
115 吹出口
116 吹出口風向版
117 前面露受皿
118 背面露受皿
120 伝熱管
121,122 伝熱管の接続配管
123 放熱フィン
124,163,167 熱的切断線
126 室内補助熱交換器
130 弁本体
131 弁座
132 弁体
133 弁部
134,135 接続管
136 電磁モータ
137 除湿運転時の冷媒流路
150 圧縮機
151 四方弁
152 室外熱交換器
153 電動膨張弁
154,155,156,157,159,160,161,162 冷媒流路
158 室外ファン
164,165,166,168,169 熱交換器部分
180 前面上段パネル
181 前面下段吸込グリル
191,192,193 室内機吸込空気流。
2 Rectifier 3 Reactor 4 Diode 5 Capacitor 6 Switch element 7 Voltage comparator 8 Multiplier 9 Load current detector 10 Current comparator 11 Oscillator 12 Drive circuit 13 Inverter 14 Electric motor 15 Microcomputer 16 Inverter drive circuit 18 DC voltage signal switch 19 Trigger Element 20 Synchronous signal selector switch 21 Voltage command selector switch 22 Drive signal selector switch 23 Supply current detector 24 Active converter block 25 Low-pass filter 26 Power supply capacitor 27 Reactor 28 Diode 29 Room temperature sensor 30 AC power source voltage detector 31 AC / DC selector switch 32 DC power source Q Power factor correction circuit 101 Indoor heat exchanger 102, 102 'Lower front portion of indoor heat exchanger 103 Upper front portion of indoor heat exchanger 104 Back of indoor heat exchanger Surface portion 105 Dehumidifying throttle device 106, 107, 127, 128, 129 Connection pipe 109 Indoor fan 110 Front suction grill 111 Upper suction grill 112 Rear suction grill 113 Filter 114 Rear casing 115 Outlet 116 Outlet wind direction plate 117 Front dew plate 118 Back Dew Pan 120 Heat Transfer Tube 121, 122 Connection Pipe for Heat Transfer Tube 123 Radiation Fin 124, 163, 167 Thermal Cutting Line 126 Indoor Auxiliary Heat Exchanger 130 Valve Body 131 Valve Seat 132 Valve Body 133 Valve Portion 134, 135 Connection Tube 136 Electromagnetic motor 137 Refrigerant flow path during dehumidification operation 150 Compressor 151 Four-way valve 152 Outdoor heat exchanger 153 Electric expansion valve 154, 155, 156, 157, 159, 160, 161, 162 Refrigerant flow path 158 Outdoor fans 164, 165 166 , 168, 169 Heat exchanger portion 180 Front upper panel 181 Front lower suction grill 191, 192, 193 Indoor unit intake air flow.
Claims (10)
該圧縮機用電動機駆動装置は、
入力交流電圧を整流・平滑して出力直流電圧を生成する電力変換器と、
該電力変換器の出力直流電圧を電源電圧とし、該圧縮機用電動機の回転数を可変に駆動するインバータと
を有する空気調和機において、
該電力変換器の出力直流電圧を可変する機能を有し、該電力変換器の該出力直流電圧を高めることにより、該インバータの通電率を変化させるときの該圧縮機用電動機の回転数よりも高い回転数で該圧縮機用電動機を回転させ、
該室内側熱交換器は、室外温度が低い暖房運転時に、該電力変換器の出力直流電圧を高くして該圧縮機用電動機を高い回転数で運転しても、制限電流よりも低い運転電流を維持する冷媒凝縮量を有する大きさとしたことを特徴とする空気調和機。 Compressor for driving compressor compressor, compressor for refrigerant compression, refrigeration cycle in which four-way valve for switching air-conditioning operation state, outdoor heat exchanger, expansion valve, and indoor heat exchanger are connected in a ring by connecting pipes A motor drive device for a machine,
The electric motor driving device for the compressor is
A power converter that rectifies and smoothes the input AC voltage to generate an output DC voltage;
In an air conditioner having an output DC voltage of the power converter as a power supply voltage and an inverter that variably drives the rotation speed of the compressor motor,
It has a function of varying the output DC voltage of the power converter, and by increasing the output DC voltage of the power converter, the rotational speed of the compressor motor when changing the conduction rate of the inverter Rotate the compressor motor at a high speed,
The indoor heat exchanger has an operating current lower than the limiting current even when the compressor motor is operated at a high rotational speed by increasing the output DC voltage of the power converter during heating operation with a low outdoor temperature. An air conditioner characterized by having a refrigerant condensing amount for maintaining the temperature.
該圧縮機用電動機駆動装置は、
入力交流電圧を整流・平滑して出力直流電圧を生成する電力変換器と、
該電力変換器の出力直流電圧を電源電圧とし、該圧縮機用電動機の回転数を可変に駆動するインバータと
を有する空気調和機において、
該電力変換器の出力直流電圧を可変する機能を有し、該電力変換器の該出力直流電圧を高めることにより、該インバータの通電率を変化させるときの該圧縮機用電動機の回転数よりも高い回転数で該圧縮機用電動機を回転させ、
該室内側熱交換器は、室外温度が−10℃の暖房運転時に、該電力変換器の出力直流電圧を最大にして該圧縮機用電動機を最高回転数で運転しても、制限電流よりも低い運転電流を維持する冷媒凝縮量を有する大きさとしたことを特徴とする空気調和機。 Compressor for driving compressor compressor, compressor for refrigerant compression, refrigeration cycle in which four-way valve for switching air-conditioning operation state, outdoor heat exchanger, expansion valve, and indoor heat exchanger are connected in a ring by connecting pipes A motor drive device for a machine,
The electric motor driving device for the compressor is
A power converter that rectifies and smoothes the input AC voltage to generate an output DC voltage;
In an air conditioner having an output DC voltage of the power converter as a power supply voltage and an inverter that variably drives the rotation speed of the compressor motor,
It has a function of varying the output DC voltage of the power converter, and by increasing the output DC voltage of the power converter, the rotational speed of the compressor motor when changing the conduction rate of the inverter Rotate the compressor motor at a high speed,
The indoor-side heat exchanger has a maximum output DC voltage of the power converter during the heating operation at an outdoor temperature of −10 ° C., and even if the compressor motor is operated at the maximum rotational speed, An air conditioner characterized by having a refrigerant condensing amount that maintains a low operating current.
該圧縮機用電動機駆動装置は、
入力交流電圧を整流・平滑して出力直流電圧を生成する電力変換器と、
該電力変換器の出力直流電圧を電源電圧とし、該圧縮機用電動機の回転数を可変に駆動するインバータと
を有する空気調和機において、
該電力変換器の出力直流電圧を可変する機能を有し、該電力変換器の該出力直流電圧を高めることにより、該インバータの通電率を変化させるときの該圧縮機用電動機の回転数よりも高い回転数で該圧縮機用電動機を回転させ、
該室内側熱交換器は、室外温度が−15℃以下の暖房運転時に、該電力変換器の出力直流電圧を最大にして該圧縮機用電動機を最高回転数で運転しても、制限電流よりも低い運転電流を維持する冷媒凝縮量を有する大きさとしたことを特徴とする空気調和機。 Compressor for driving compressor compressor, compressor for refrigerant compression, refrigeration cycle in which four-way valve for switching air-conditioning operation state, outdoor heat exchanger, expansion valve, and indoor heat exchanger are connected in a ring by connecting pipes A motor drive device for a machine,
The electric motor driving device for the compressor is
A power converter that rectifies and smoothes the input AC voltage to generate an output DC voltage;
In an air conditioner having an output DC voltage of the power converter as a power supply voltage and an inverter that variably drives the rotation speed of the compressor motor,
It has a function of varying the output DC voltage of the power converter, and by increasing the output DC voltage of the power converter, the rotational speed of the compressor motor when changing the conduction rate of the inverter Rotate the compressor motor at a high speed,
The indoor-side heat exchanger has a maximum current DC voltage of the power converter during the heating operation at an outdoor temperature of −15 ° C. or less, and the compressor motor operates at the maximum rotational speed. An air conditioner characterized by having a refrigerant condensing amount that maintains a low operating current.
該圧縮機用電動機駆動装置は、
入力交流電圧を整流・平滑して出力直流電圧を生成する電力変換器と、
該電力変換器の出力直流電圧を電源電圧とし、該圧縮機用電動機の回転数を可変に駆動するインバータと
を有する空気調和機において、
該電力変換器の出力直流電圧を可変する機能を有し、該電力変換器の該出力直流電圧を高めることにより、該インバータの通電率を変化させるときの該圧縮機用電動機の回転数よりも高い回転数で該圧縮機用電動機を回転させ、
該室内側熱交換器は、暖房運転時の冷媒流路の出口側の流路面積を小さくして、室外温度が低い暖房運転時に、該電力変換器の出力直流電圧を高くして該圧縮機用電動機を高い回転数で運転しても、制限電流よりも低い運転電流を維持する冷媒凝縮量を有する大きさとしたことを特徴とする空気調和機。 Compressor for driving compressor compressor, compressor for refrigerant compression, refrigeration cycle in which four-way valve for switching air-conditioning operation state, outdoor heat exchanger, expansion valve, and indoor heat exchanger are connected in a ring by connecting pipes A motor drive device for a machine,
The electric motor driving device for the compressor is
A power converter that rectifies and smoothes the input AC voltage to generate an output DC voltage;
In an air conditioner having an output DC voltage of the power converter as a power supply voltage and an inverter that variably drives the rotation speed of the compressor motor,
It has a function of varying the output DC voltage of the power converter, and by increasing the output DC voltage of the power converter, the rotational speed of the compressor motor when changing the conduction rate of the inverter Rotate the compressor motor at a high speed,
The indoor heat exchanger reduces the flow passage area on the outlet side of the refrigerant flow channel during heating operation, and increases the output DC voltage of the power converter during heating operation when the outdoor temperature is low. An air conditioner characterized by having a refrigerant condensing amount that maintains an operating current lower than the limit current even when the motor is operated at a high rotational speed.
該圧縮機用電動機駆動装置は、
入力交流電圧を整流・平滑して出力直流電圧を生成する電力変換器と、
該電力変換器の出力直流電圧を電源電圧とし、該圧縮機用電動機の回転数を可変に駆動するインバータと
を有する空気調和機において、
該電力変換器の出力直流電圧を可変する機能を有し、該電力変換器の該出力直流電圧を高めることにより、該インバータの通電率を変化させるときの該圧縮機用電動機の回転数よりも高い回転数で該圧縮機用電動機を回転させ、
該室内側熱交換器は、暖房運転時の出口側の冷媒流路を一系統として入口側の冷媒流路を二系統以上とし、室外温度が低い暖房運転時に、該電力変換器の出力直流電圧を高くして該圧縮機用電動機を高い回転数で運転しても、制限電流よりも低い運転電流を維持する冷媒凝縮量を有する大きさとしたことを特徴とする空気調和機。 Compressor for driving compressor compressor, compressor for refrigerant compression, refrigeration cycle in which four-way valve for switching air-conditioning operation state, outdoor heat exchanger, expansion valve, and indoor heat exchanger are connected in a ring by connecting pipes A motor drive device for a machine,
The electric motor driving device for the compressor is
A power converter that rectifies and smoothes the input AC voltage to generate an output DC voltage;
In an air conditioner having an output DC voltage of the power converter as a power supply voltage and an inverter that variably drives the rotation speed of the compressor motor,
It has a function of varying the output DC voltage of the power converter, and by increasing the output DC voltage of the power converter, the rotational speed of the compressor motor when changing the conduction rate of the inverter Rotate the compressor motor at a high speed,
The indoor-side heat exchanger has an outlet-side refrigerant flow path during heating operation and two or more inlet-side refrigerant flow paths, and the output DC voltage of the power converter during heating operation with a low outdoor temperature. The air conditioner is characterized in that it has a refrigerant condensing amount that maintains an operating current lower than the limit current even when the compressor motor is operated at a high rotational speed by increasing the pressure.
該圧縮機用電動機駆動装置は、
入力交流電圧を整流・平滑して出力直流電圧を生成し、かつ該出力直流電圧を可変に制御する電力変換器と、
該電力変換器の出力直流電圧を電源電圧とし、該圧縮機用電動機の回転数を可変に駆動するインバータと
を有し、
該電力変換器は、その出力直流電圧を可変とし、
該室内側熱交換器は、室内熱交換器と該室内熱交換器よりも風上側である室内空気の吸込口側に配置された暖房運転時過冷却用となる補助熱交換器とを有し、室外温度が低い暖房運転時に、該電力変換器の出力直流電圧を高くして該圧縮機用電動機を高い回転数で運転しても、制限電流よりも低い運転電流を維持する冷媒凝縮量を有する大きさとしたことを特徴とする空気調和機。 Compressor for driving compressor compressor, compressor for refrigerant compression, refrigeration cycle in which four-way valve for switching air-conditioning operation state, outdoor heat exchanger, expansion valve, and indoor heat exchanger are connected in a ring by connecting pipes A motor drive device for a machine,
The electric motor driving device for the compressor is
A power converter that rectifies and smoothes an input AC voltage to generate an output DC voltage, and variably controls the output DC voltage;
An output DC voltage of the power converter as a power supply voltage, and an inverter that variably drives the rotation speed of the compressor motor,
The power converter has a variable output DC voltage,
The indoor heat exchanger includes an indoor heat exchanger and an auxiliary heat exchanger that is disposed on the air inlet side of the indoor air that is on the windward side of the indoor heat exchanger and that is used for supercooling during heating operation. The refrigerant condensing amount that maintains the operating current lower than the limit current even when the compressor motor is operated at a high rotational speed by increasing the output DC voltage of the power converter during the heating operation at a low outdoor temperature. An air conditioner characterized by having a size.
該圧縮機用電動機駆動装置は、
入力交流電圧を整流・平滑して出力直流電圧を生成し、かつ該出力直流電圧を可変に制御する電力変換器と、
該電力変換器の出力直流電圧を電源電圧とし、該圧縮機用電動機の回転数を可変に駆動するインバータと
を有し、
該室内側熱交換器は、室内熱交換器と該電力変換器は、その出力直流電圧を可変とし、
該室内側熱交換器は、室内熱交換器と該室内熱交換器よりも風上側である室内空気の吸込口側に配置された暖房運転時過冷却用となる補助熱交換器とを有し、室外温度が−10℃の暖房運転時に、該電力変換器の出力直流電圧を最大にして該圧縮機用電動機を最高回転数で運転しても、制限電流よりも低い運転電流を維持する冷媒凝縮量を有する大きさとしたことを特徴とする空気調和機。 Compressor for driving compressor compressor, compressor for refrigerant compression, refrigeration cycle in which four-way valve for switching air-conditioning operation state, outdoor heat exchanger, expansion valve, and indoor heat exchanger are connected in a ring by connecting pipes A motor drive device for a machine,
The electric motor driving device for the compressor is
A power converter that rectifies and smoothes an input AC voltage to generate an output DC voltage, and variably controls the output DC voltage;
An output DC voltage of the power converter as a power supply voltage, and an inverter that variably drives the rotation speed of the compressor motor,
The indoor heat exchanger includes an indoor heat exchanger and the power converter, the output DC voltage of which is variable,
The indoor heat exchanger includes an indoor heat exchanger and an auxiliary heat exchanger that is disposed on the air inlet side of the indoor air that is on the windward side of the indoor heat exchanger and that is used for supercooling during heating operation. A refrigerant that maintains an operating current lower than the limit current even when the compressor motor is operated at the maximum rotation speed by maximizing the output DC voltage of the power converter during heating operation at an outdoor temperature of −10 ° C. An air conditioner characterized by having a size with a condensed amount.
該圧縮機用電動機駆動装置は、
入力交流電圧を整流・平滑して出力直流電圧を生成し、かつ該出力直流電圧を可変に制御する電力変換器と、
該電力変換器の出力直流電圧を電源電圧とし、該圧縮機用電動機の回転数を可変に駆動するインバータと
を有し、
該室内側熱交換器は、室内熱交換器と該室内熱交換器よりも風上側である室内空気の吸込口側に配置された暖房運転時過冷却用となる補助熱交換器とを有し、室外温度が−15℃の暖房運転時に、該電力変換器の出力直流電圧を最大にして該圧縮機用電動機を最高回転数で運転しても、制限電流よりも低い運転電流を維持する冷媒凝縮量を有する大きさとしたことを特徴とする空気調和機。 Compressor for driving compressor compressor, compressor for refrigerant compression, refrigeration cycle in which four-way valve for switching air-conditioning operation state, outdoor heat exchanger, expansion valve, and indoor heat exchanger are connected in a ring by connecting pipes A motor drive device for a machine,
The electric motor driving device for the compressor is
A power converter that rectifies and smoothes an input AC voltage to generate an output DC voltage, and variably controls the output DC voltage;
An output DC voltage of the power converter as a power supply voltage, and an inverter that variably drives the rotation speed of the compressor motor,
The indoor heat exchanger includes an indoor heat exchanger and an auxiliary heat exchanger that is disposed on the air inlet side of the indoor air that is on the windward side of the indoor heat exchanger and that is used for supercooling during heating operation. A refrigerant that maintains an operating current lower than the limit current even when the compressor motor is operated at the maximum rotation speed by maximizing the output DC voltage of the power converter during heating operation at an outdoor temperature of −15 ° C. An air conditioner characterized by having a size with a condensed amount.
該圧縮機用電動機駆動装置は、
入力交流電圧を整流・平滑して出力直流電圧を生成し、かつ該出力直流電圧を可変に制御する電力変換器と、
該電力変換器の出力直流電圧を電源電圧とし、該圧縮機用電動機の回転数を可変に駆動するインバータと
を有し、
該室内側熱交換器は、室内熱交換器と該室内熱交換器よりも風上側である室内空気の吸込口側に配置された暖房運転時過冷却用となる補助熱交換器とを有し、室外温度が低い暖房運転時に、該電力変換器の出力直流電圧を高くして該圧縮機用電動機を高い回転数で運転しても、制限電流よりも低い運転電流を維持する冷媒凝縮量を有する大きさとしたことを特徴とする空気調和機。 Compressor for driving compressor compressor, compressor for refrigerant compression, refrigeration cycle in which four-way valve for switching air-conditioning operation state, outdoor heat exchanger, expansion valve, and indoor heat exchanger are connected in a ring by connecting pipes A motor drive device for a machine,
The electric motor driving device for the compressor is
A power converter that rectifies and smoothes an input AC voltage to generate an output DC voltage, and variably controls the output DC voltage;
An output DC voltage of the power converter as a power supply voltage, and an inverter that variably drives the rotation speed of the compressor motor,
The indoor heat exchanger includes an indoor heat exchanger and an auxiliary heat exchanger that is disposed on the air inlet side of the indoor air that is on the windward side of the indoor heat exchanger and that is used for supercooling during heating operation. The refrigerant condensing amount that maintains the operating current lower than the limit current even when the compressor motor is operated at a high rotational speed by increasing the output DC voltage of the power converter during the heating operation at a low outdoor temperature. An air conditioner characterized by having a size.
該圧縮機用電動機駆動装置は、
入力交流電圧を整流・平滑して出力直流電圧を生成し、かつ該出力直流電圧を可変に制御する電力変換器と、
該電力変換器の出力直流電圧を電源電圧とし、該圧縮機用電動機の回転数を可変に駆動するインバータと
を有し、
該室内側熱交換器は、室内熱交換器と、該室内熱交換器よりも風上側である室内空気の吸込口側に配置され、かつ冷媒通路上該室内熱交換器よりも下流側に配置された流路面積の小さい暖房運転時過冷却用の過冷却用補助熱交換器とを有し、室外温度が低い暖房運転時に、該電力変換器の出力直流電圧を高くして該圧縮機用電動機を高い回転数で運転しても、制限電流よりも低い運転電流を維持する冷媒凝縮量を有する大きさとしたことを特徴とする空気調和機。 Compressor for driving compressor motor, compressor for refrigerant compression, refrigeration cycle in which four-way valve for switching between cooling and heating operation state, outdoor heat exchanger, expansion valve and indoor heat exchanger are connected in a ring by connecting pipe A motor drive device for a machine,
The electric motor driving device for the compressor is
A power converter that rectifies and smoothes an input AC voltage to generate an output DC voltage, and variably controls the output DC voltage;
An output DC voltage of the power converter as a power supply voltage, and an inverter that variably drives the rotation speed of the compressor motor,
The indoor heat exchanger is disposed on the indoor heat exchanger and on the inlet side of indoor air, which is on the windward side of the indoor heat exchanger, and on the refrigerant passage, on the downstream side of the indoor heat exchanger. And a subcooling auxiliary heat exchanger for supercooling during heating operation with a small channel area, and for the compressor by increasing the output DC voltage of the power converter during heating operation with a low outdoor temperature. An air conditioner characterized by having a refrigerant condensing amount that maintains an operating current lower than a limit current even when the electric motor is operated at a high rotational speed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007026878A JP2007255884A (en) | 2007-02-06 | 2007-02-06 | Air conditioner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007026878A JP2007255884A (en) | 2007-02-06 | 2007-02-06 | Air conditioner |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8264453A Division JPH10111028A (en) | 1996-07-16 | 1996-10-04 | Air conditioner |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007255884A true JP2007255884A (en) | 2007-10-04 |
JP2007255884A5 JP2007255884A5 (en) | 2007-11-22 |
Family
ID=38630301
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007026878A Withdrawn JP2007255884A (en) | 2007-02-06 | 2007-02-06 | Air conditioner |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007255884A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110015957A (en) * | 2009-08-10 | 2011-02-17 | 엘지전자 주식회사 | Air conditioner |
JP2019165631A (en) * | 2013-03-26 | 2019-09-26 | 三菱電機株式会社 | Air conditioner |
WO2023286233A1 (en) * | 2021-07-15 | 2023-01-19 | 三菱電機株式会社 | Control device, electronic apparatus, and control method |
-
2007
- 2007-02-06 JP JP2007026878A patent/JP2007255884A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110015957A (en) * | 2009-08-10 | 2011-02-17 | 엘지전자 주식회사 | Air conditioner |
KR101696714B1 (en) | 2009-08-10 | 2017-01-16 | 엘지전자 주식회사 | Air conditioner |
JP2019165631A (en) * | 2013-03-26 | 2019-09-26 | 三菱電機株式会社 | Air conditioner |
WO2023286233A1 (en) * | 2021-07-15 | 2023-01-19 | 三菱電機株式会社 | Control device, electronic apparatus, and control method |
JP7433538B2 (en) | 2021-07-15 | 2024-02-19 | 三菱電機株式会社 | Control device, electronic equipment and control method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100258383B1 (en) | Air conditioner | |
WO2014067129A1 (en) | Multi-coupled heat pump air-conditioning system and method of controlling multi-coupled heat pump air-conditioning system | |
WO2003095906A1 (en) | Thermo siphon chiller refrigerator for use in cold district | |
WO2022022642A1 (en) | Air conditioner and dehumidification method | |
KR100378822B1 (en) | Power saving air cooling method of inverter air-conditioner driving | |
CN102331055A (en) | Cold and warm heat pipe and heat pump air conditioning | |
JP4994754B2 (en) | Heat source system | |
CN105526731A (en) | Evaporative condensation air-conditioning heat pump system | |
JP2908013B2 (en) | Air conditioner | |
JP2007255884A (en) | Air conditioner | |
JP2007046895A (en) | Operation control device and method for air conditioner equipped with plural compressors | |
JP7316759B2 (en) | Air conditioner and air conditioning system | |
CN111486613A (en) | Air conditioning system, control method and device thereof and storage medium | |
JP3176587B2 (en) | Air conditioner | |
JP3176586B2 (en) | Air conditioner | |
JP4074422B2 (en) | Air conditioner and its control method | |
JP2005016881A (en) | Air conditioning system | |
JPH1163710A (en) | Air conditioner | |
JP3677887B2 (en) | Air conditioner | |
JPH10111028A (en) | Air conditioner | |
JP3885063B2 (en) | Air conditioner | |
JP3619533B2 (en) | Refrigeration equipment | |
JPH0942706A (en) | Air conditioner | |
CN217004720U (en) | Novel direct current frequency conversion condensation reheating swimming pool dehumidification heat pump system | |
CN202254056U (en) | Heat pipe heat pump combined air conditioner |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070206 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070921 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20090610 |