JP2664703B2 - 空気調和機 - Google Patents

空気調和機

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JP2664703B2 JP63029277A JP2927788A JP2664703B2 JP 2664703 B2 JP2664703 B2 JP 2664703B2 JP 63029277 A JP63029277 A JP 63029277A JP 2927788 A JP2927788 A JP 2927788A JP 2664703 B2 JP2664703 B2 JP 2664703B2
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    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

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  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、室外ユニットおよび複数の室内ユニット
からなるマルチタイプの空気調和機に関する。
(従来の技術) 一般に、この種の空気調和機としては、第5図に示す
ものがある。
Aは室外ユニットで、二台の能力可変圧縮機、および
これら圧縮機に駆動電力を供給する二台のインバータ回
路を有している。そして、この室外ユニットAに分岐ユ
ニットBを接続し、その分岐ユニットBに複数の室内ユ
ニットC1,C2,C3を接続している。
すなわち、室内ユニットC1,C2,C3は、それぞれの空調
負荷に応じた要求能力を周波数設定信号f1,f2,f3として
分岐ユニットBへ送る。
分岐ユニットBは、送られてくる周波数設定信号f1,f
2,f3から各室内ユニットの要求能力を求め、その総和に
対応する周波数設定信号f0を室外ユニットAに送る。
そして、室外ユニットAは、室内ユニットC1,C2,C3
要求能力を満足するべく、送られてくる周波数設定信号
f0に応じて各インバータ回路の出力周波数を制御する。
このような空気調和機においては、室外ユニットAに
おける各インバータ回路への入力電流を検知し、その検
知電流が設定値以上になるとそれを電流異常と判定して
対応するインバータ回路の出力周波数を一定値だけ低減
し、電流レリースを行ない、インバータ回路を保護する
ようにしている。
また、各圧縮機の二台運転時、各インバータ回路の出
力周波数に一定の差をもたせる均油運転を定期的に行な
い、各圧縮機における冷凍機油(潤滑油)のアンバラン
スを解消し、各圧縮機を保護するようにしている。
(発明が解決しようとする課題) ところで、圧縮機の二台運転時、普通は各インバータ
回路の出力周波数に大きな格差はないが、電流レリース
はインバータ回路ごとに単独であるため、その電流レリ
ースが働くと各インバータ回路の出力周波数に大きな格
差が生じる。しかも、この格差は、各圧縮機の容量(馬
力)に差がある場合、さらには各インバータ回路の電流
レリースが同時に働く場合など、種々のパターンに及ぶ
ことになる。
一方、電流レリースは均油運転に対して優先であり、
均油運転中に電流レリースが割込んだりすると、電流レ
リース後の適切な周波数制御移行が困難となり、均油効
果が得られなくなる。
この発明は上記のような事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、電流レリースの実施に影
響を受けることなく均油運転を確実に実行することがで
き、これにより常に安定運転を可能とする空気調和機を
提供することにある。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 各圧縮機に駆動電力を供給する二台のインバータ回路
と、これらインバータ回路の出力周波数を各室内ユニッ
トの要求能力の総和に応じて制御する手段と、各圧縮機
の二台運転時、前記各インバータ回路の出力周波数に一
定の差をもたせる均油運転を定期的に実行する手段と、
前記各インバータ回路への入力電流を検知する電流検知
手段と、この電流検知手段の検知電流が設定値を超える
と対応するインバータ回路の出力周波数を一定値低減す
る電流レリース手段と、この電流レリースに際し他のイ
ンバータ回路の出力周波数を同じ値に設定する手段とを
設ける。
(作用) インバータ回路への入力電流が設定値を超えると、そ
のインバータ回路の出力周波数を一定値低減する電流レ
リースを行なう。このとき、他のインバータ回路の出力
周波数を同じ値に設定し、各インバータ回路の出力周波
数の格差をなくす。
(実施例) 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説
明する。なお、図面において第5図と同一部分には同一
符号を付し、その説明は省略する。
第2図に示すように、室外ユニットAは二台の能力可
変圧縮機1,2を備え、その圧縮機1,2を逆止弁3,4をそれ
ぞれ介して並列に接続している。
そして、圧縮機1,2、四方弁5、室外熱交換器6、暖
房用膨張弁7と冷房サイクル形成用逆止弁8の並列体、
リキッドタンク9、電動式流量調整弁11,21,31、冷房用
膨張弁12,22,32と暖房サイクル形成用逆止弁13,23,33の
並列体、室内熱交換器14,24,34、ガス側開閉弁(電磁開
閉弁)15,25,35、アキュームレータ10などを順次連通
し、ヒートポンプ式冷凍サイクルを構成している。
なお、冷房用膨張弁12,22,32はそれぞれ感温筒12a,22
a,32aを有しており、これらの感温筒を室内熱交換器14,
24,34のガス側冷媒配管にそれぞれ取付けている。
すなわち、室内熱交換器14,24,34を並列構成としてい
る。
さらに、冷房運転時は図示実線矢印の方向に冷媒を流
して冷房サイクルを形成し、暖房運転時は四方弁5の切
換作動により図示破線矢印の方向に冷媒を流して暖房サ
イクルを形成するようにしている。
また、圧縮機1の冷媒吐出側配管にオイルセパレータ
41を設け、そのオイルセパレータ41から圧縮機1の冷媒
吸込側配管にかけてオイルバイパス管42を設けている。
さらに、圧縮機2の冷媒吐出側配管にオイルセパレータ
43を設け、そのオイルセパレータ43から圧縮機2の冷媒
吸込側配管にかけてオイルバイパス管44を設ける。
そして、圧縮機1,2のケースのそれぞれ基準油面レベ
ル位置を均油管45で連通し、互いの冷凍機油(潤滑油)
の流通を可能としている。
制御回路を第3図に示す。
室外ユニットAは、室外制御部50を備えている。その
室外制御部50は、マイクロコンピュータおよびその周辺
回路などからなり、外部にインバータ回路51,52を接続
している。
インバータ回路51,52は、交流電源53の電圧を整流
し、それを室外制御部50の指令に応じたスイッチングに
よって所定周波数の交流電圧に変換し、圧縮機モータ1
M,2Mにそれぞれ駆動電力として供給するものである。
分岐ユニットBは、マルチ制御部60を備えている。こ
のマルチ制御部60は、マイクロコンピュータおよびその
周辺回路からなり、外部に流量調整弁11,21,31および開
閉弁15,25,35を接続している。
室内ユニットC1,C2,C3は、室内制御部70,80,90を備え
ている。これら室内制御部は、マイクロコンピュータお
よびその周辺回路からなり、外部に運転操作部71,81,91
および室内温度センサ72,82,92をそれぞれ接続してい
る。
ここで、室外制御部50およびその周辺部の具体例を第
1図に示す。
室外制御部50は、メインのマイクロコンピュータ10
0、インバータ駆動制御用のインバータマイクロコンピ
ュータ101,102、およびインバータ駆動回路103,104を有
している。
インバータ回路51,52は、それぞれの入力電流を検知
する手段として電流検知回路111,112を有し、これら電
流検知回路の検知出力はインバータマイクロコンピュー
タ101,102に供給されるようになっている。
マイクロコンピュータ100は、分岐ユニットBからの
周波数設定信号f0に対応する指令をインバータマイクロ
コンピュータ101,102に与えるとともに、そのインバー
タマイクロコンピュータ101,102からのリターン信号に
よりインバータ回路51,52の出力周波数を察知する。
インバータマイクロコンピュータ101,102は、マイク
ロコンピュータ100からの指令に応じてインバータ駆動
回路103,104を制御するとともに、電流検知回路111,112
の検知電流からインバータ回路51,52の出力周波数を判
別し、その判別結果をマイクロコンピュータ100にリタ
ーンする。さらに、電流検知回路111,112の検知電流が
設定値以上になると、それを入力電流異常と判定し、対
応するインバータ回路の出力周波数を一定値低減する電
流レリース制御を行なう。
インバータ駆動回路103,104は、インバータ回路51,52
のスイッチング素子をオン,オフ駆動し、そのインバー
タ回路51,52から所定周波数の交流電圧を出力させる。
つぎに、上記のような構成において動作を説明する。
いま、全ての室内ユニットで冷房運転を行なっている
ものとする。
このとき、室内ユニットC1の室内制御部70は、室内温
度センサ72の検知温度と運転操作部71で定められた設定
温度との差を演算し、その温度差に対応する周波数設定
信号f1を要求冷房能力としてマルチ制御部60に転送す
る。
同じく、室内ユニットC2,C3の室内制御部80,90も、周
波数設定信号f2,f3を要求冷房能力としてマルチ制御部6
0に転送する。
マルチ制御部60は、転送されてくる周波数設定信号に
基づいて各室内ユニットの要求冷房能力を求め、その総
和に対応する周波数設定信号f0を室外制御部50に転送す
る。
室外制御部50は、転送されてくる周波数設定信号f0
基づいて圧縮機1,2の運転台数および運転周波数(イン
バータ回路51,52の出力周波数)を制御する。
この場合、室外制御部50は、要求冷房能力の総和が大
きくなるに従い圧縮機1の一台運転から圧縮機1,2の二
台運転に移行する。
なお、マルチ制御部60は、室内ユニットC1,C2,C3の要
求冷房能力に応じてそれぞれ対応する流量調整弁11,21,
31の開度を制御し、室内熱交換器14,24,34への冷媒流量
を調節して冷媒過熱度を一定に維持する。
ところで、圧縮機1,2の二台運転時、室外制御部50
は、定期的に均油運転を実行する。
この均油運転では、たとえば、インバータ回路51の出
力周波数を指令周波数(要求冷房能力の総和に基づく)
に設定し、それを中心値とする一定の幅においてインバ
ータ回路52の出力周波数を上下させ、インバータ回路5
1,52の出力周波数に一定の差をもたせる。
この場合、インバータ回路51の出力周波数がインバー
タ回路52の出力周波数よりも高くなると、圧縮機1のケ
ース圧力が圧縮機2のケース圧力よりも低くなり、圧縮
機2の冷凍機油が均油管45を通して圧縮機1へ流通し易
くなる。逆に、インバータ回路52の出力周波数がインバ
ータ回路51の出力周波数よりも高くなると、圧縮機2の
ケース圧力が圧縮機1のケース圧力よりも低くなり、圧
縮機1の冷凍機油が均油管45を通して圧縮機2へ流通し
易くなる。
なお、この均油運転を内部タイマの計時に基づく一定
時間行なったら、インバータ回路51,52の出力周波数を
指令周波数に設定し、通常の運転に復帰する。
一方、室外制御部50のインバータマイクロコンピュー
タ101,102は、電流検知回路111,112の検知電流を監視し
ており、検知電流が第4図に示す設定値I2を超えてP領
域に至ると、それを入力電流異常と判定する。
インバータ回路51の入力電流異常を判定した場合、そ
のインバータ回路51の出力周波数を一定値だけ低減し、
電流レリースを行なう。この周波数低減は、上記した均
油運転の実行にかかわらず優先して行なうもので、検知
電流がP領域から外れるまで、検知電流の取込みごとに
行なう。そして、検知電流がI1,I2間のQ領域に下がる
とインバータ回路51の出力周波数をそのまま保持し、I1
以下のO領域に下がると電流レリースを解除して出力周
波数を指令周波数に設定する。
このとき、マイクロコンピュータ100は、インバータ
マイクロコンピュータ101への指令の内容(指令周波
数)と、そのインバータマイクロコンピュータ101から
のリターン信号の内容(インバータ回路51の出力周波
数)とが異なることにより、インバータ回路51において
電流レリースがなされたことを察知し、直ちにインバー
タ回路52の出力周波数をインバータ回路51の出力周波数
と同じ値に設定する。
また、インバータ回路52での入力電流異常に対して
は、そのインバータ回路52の出力周波数を低減する電流
レリースを行ない、直ちにインバータ回路51の出力周波
数をインバータ回路52の出力周波数と同じ値に設定す
る。
さらに、インバータ回路51,52において同時に入力電
流異常が生じた場合には、そのインバータ回路51,52に
対して共に電流レリースを行なうが、その低減時の出力
周波数を比較し、低い方の出力周波数に高い方の出力周
波数を一致させる。
このように、インバータ回路51,52のうち少なくとも
一方で電流レリースを行なうと、そのときの出力周波数
と同じ値に他方のインバータ回路の出力周波数を設定
し、各インバータ回路の出力周波数の格差をなくすこと
により、電流レリースが均油運転に割込んだ場合でも、
電流レリース後の周波数制御の移行を容易かつスムーズ
に行なうことができる。よって、電流レリースの実施に
影響を受けることなく、均油運転を確実に実行すること
ができ、圧縮機1,2におけるいわゆるオイル上がりを防
ぎ、常に効率のよい安定運転が可能である。
また、圧縮機1,2に対してオイルセパレータ等のオイ
ル戻し経路を設けているので、冷凍機油を効率よく回収
することができる。
なお、上記実施例では、冷房運転時についてのみ説明
したが、暖房運転時についても同様の効果を得ることが
できる。
また、室内ユニットが三台の場合について説明した
が、それ以上あるいは二台の場合についても同様に実施
可能である。
その他、この発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。
[発明の効果] 以上述べたようにこの発明によれば、各圧縮機に駆動
電力を供給する二台のインバータ回路と、これらインバ
ータ回路の出力周波数を各室内ユニットの要求能力の総
和に応じて制御する手段と、各圧縮機の二台運転時、前
記各インバータ回路の出力周波数に一定の差をもたせる
均油運転を定期的に実行する手段と、前記各インバータ
回路への入力電流を検知する電流検知手段と、この電流
検知手段の検知電流が設定値を超えると対応するインバ
ータ回路の出力周波数を一定値低減する電流レリース手
段と、この電流レリースに際し他のインバータ回路の出
力周波数を同じ値に設定する手段とを設けたので、電流
レリースの実施に影響を受けることなく均油運転を確実
に実行することができ、これにより常に安定運転を可能
とする空気調和機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例における制御回路の要部の
構成を示す図、第2図は同実施例における冷凍サイクル
の構成を示す図、第3図は同実施例における制御回路の
構成を示す図、第4図は同実施例における検知電流と設
定値との関係を示す図、第5図は従来の空気調和機の構
成を概略的に示す図である。 A……室外ユニット、B……分岐ユニット、C1,C2,C3
…室内ユニット、1,2……能力可変圧縮機、50……室外
制御部、60……マルチ制御部、70,80,90……室内制御
部、101,102……インバータマイクロコンピュータ、11
1,112……電流検知回路(電流検知手段)。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】二台の能力可変圧縮機を有する室外ユニッ
    ト、および複数の室内ユニットからなる空気調和機にお
    いて、前記各圧縮機に駆動電力を供給する二台のインバ
    ータ回路と、これらインバータ回路の出力周波数を前記
    各室内ユニットの要求能力の総和に応じて制御する手段
    と、前記各圧縮機の二台運転時、前記各インバータ回路
    の出力周波数に一定の差をもたせる均油運転を定期的に
    実行する手段と、前記各インバータ回路への入力電流を
    検知する電流検知手段と、この電流検知手段の検知電流
    が設定値を超えると対応するインバータ回路の出力周波
    数を一定値低減する電流レリース手段と、この電流レリ
    ースに際し他のインバータ回路の出力周波数を同じ値に
    設定する手段とを具備したことを特徴とする空気調和
    機。
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