JP3461027B2 - 空気調和機の制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転数可変の圧縮機、
凝縮器、および蒸発器を有し、非共沸混合冷媒からなる
ＨＦＣ冷媒を循環させる冷凍サイクルと、空調負荷に応
じて圧縮機の回転数を制御する回転数制御手段とを備え
た空気調和機の制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷凍サイクル中の室外熱交換器等はもち
ろん室外に設置されるので、室外温度等の影響を受け、
大きな負荷変度の原因となる。例えば暖房運転されてい
る空気調和機において室内熱交換器は凝縮器として作用
するが、その場合、凝縮圧力の上昇に伴い凝縮温度も上
昇し、それが最高許容温度を超えることがある。外気温
度が低く室温も低い場合、圧縮機を高速運転しても空調
負荷が軽いため、あまり問題にならない。ところが、冷
房運転時に外気温度が上昇した場合は、凝縮圧力が上昇
し、それに伴って凝縮温度も上昇する。

【０００３】このような不都合を回避するため、従来、
冷凍サイクルにおける凝縮圧力の異常上昇防止のために
圧力検知器を凝縮器に取り付け、凝縮圧力が異常上昇し
た時、その検知器の出力により圧縮機を停止したり、回
転数を低下させたりすることにより圧縮機などの冷凍サ
イクル機器を保護している。

【０００４】さらに、冷凍サイクルにおける蒸発温度の
低下による蒸発器での凍結防止のために圧力検知器を蒸
発器に取り付け、蒸発圧力が異常低下した時、圧力検知
器の出力により圧縮機を停止したり、その回転数を低下
させたりすることによって、圧縮機などの冷凍サイクル
機器を保護している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに圧縮機の回転
数を低下させたり元の回転数に復帰させたりするために
は、複数の圧力値を検出する必要がある。ところが、複
数の圧力値を正確に検知するために用いられる圧力セン
サは非常に高価なものである。さらに圧力センサは冷凍
サイクルの中に組み込む必要があるが、そのためには冷
凍サイクルへの接続部が増加し、その接続部からの冷媒
漏れの防止作業など、余分な作業が必要を強いられてい
た。

【０００６】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、圧力センサを用いたり圧縮機を停止したりするこ
となく、凝縮器の異常圧力上昇を防止しうる空気調和機
の制御方法を提供することを目的とする。

【０００７】さらに本発明は、圧力センサを用いたり圧
縮機を停止したりすることなく、蒸発器の凍結を防止し
うる空気調和機の制御方法を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、非共沸混合冷媒からなるＨＦＣ冷媒を用いた
空気調和機において、凝縮器の中間部の温度を検出し、
その検出温度が第１の設定値よりも高くなった場合、圧
縮機の回転数を低下させ、その後検出温度が第１の設定
値よりも低い第２の設定値よりも低くなった場合、圧縮
機の回転数を上昇させて空調負荷に応じた回転数に復帰
させることを特徴とするものである。

【０００９】さらに本発明は、凝縮温度の領域を少なく
とも高・中・低３つの温度制御ゾーンに分け、凝縮器の
中間部の温度を検出し、その検出温度が温度制御ゾーン
の高温度制御ゾーンに至った場合、圧縮機の回転数を低
下させ、その後凝縮温度が低下し、検出温度が温度制御
ゾーンの中温度制御ゾーンに至った場合、圧縮機の回転
数を変化させず、さらに凝縮温度が低下し、検出温度が
温度制御ゾーンの低温度制御ゾーンに至った場合、圧縮
機の回転数を上昇させて空調負荷に応じた回転数に復帰
させることを特徴とするものである。

【００１０】さらに本発明は、蒸発器の入口温度を検出
し、その検出温度が第１の設定値よりも低くなった場
合、圧縮機の回転数を低下させ、その後検出温度が前記
第１の設定値よりも高い第２の設定値よりも高くなった
場合、圧縮機の回転数を上昇させて空調負荷に応じた回
転数に復帰させることを特徴とするものである。

【００１１】さらに本発明は、蒸発温度の領域を少なく
とも高・中・低３つの温度制御ゾーンに分け、蒸発器の
入口温度を検出し、その検出温度が温度制御ゾーンの低
温度制御ゾーンに至った場合、圧縮機の回転数を低下さ
せ、その後蒸発温度が上昇し、検出温度が温度制御ゾー
ンの中温度制御ゾーンに至った場合、圧縮機の回転数を
変化させず、さらに蒸発温度が低下し、検出温度が温度
制御ゾーンの高温度制御ゾーンに至った場合、圧縮機の
回転数を上昇させて空調負荷に応じた回転数に復帰させ
ることを特徴とするものである。

【００１２】さらにまた本発明は、冷房運転時に蒸発器
として作用する室内熱交換器の入口温度を検出する第１
の温度検出手段と、暖房運転時に凝縮器として作用する
室内熱交換器の中間温度を検出する第２の温度検出手段
とを設け、冷房運転時に第１の温度検出手段の検出温度
が第１の設定値よりも低くなった時は、圧縮機の回転数
を一定時間ごとに所定値ずつ低下させ、その後、検出温
度が第２の設定値よりも高くなった時、圧縮機の回転数
を上昇させて空調負荷に応じた回転数に復帰させるとと
もに、暖房運転時に第２の温度検出手段の検出温度が第
３の設定値よりも高くなった時は、圧縮機の回転数を一
定時間ごとに所定値ずつ低下させ、その後、検出温度が
第２の設定値よりも低くなった時、圧縮機の回転数を上
昇させて空調負荷に応じた回転数に復帰させることを特
徴とするものである。

【００１３】

【作用】凝縮器の中間部の温度を検出し、その検出温度
が第１の設定値よりも高くなった場合、圧縮機の回転数
を低下させ、その後検出温度が第１の設定値よりも低い
第２の設定値よりも低くなった場合、圧縮機の回転数を
上昇させて空調負荷に応じた回転数に復帰させることに
より、圧力センサを用いることなく、また、圧縮機を停
止させることなく、凝縮圧力の異常上昇を防止すること
ができる。

【００１４】凝縮温度の領域を少なくとも高・中・低３
つの温度制御ゾーンに分け、凝縮器の中間部の温度を検
出し、その検出温度が温度制御ゾーンの高温度制御ゾー
ンに至った場合、圧縮機の回転数を低下させ、その後凝
縮温度が低下し、検出温度が温度制御ゾーンの中温度制
御ゾーンに至った場合、圧縮機の回転数を変化させず、
さらに凝縮温度が低下し、検出温度が温度制御ゾーンの
低温度制御ゾーンに至った場合、圧縮機の回転数を上昇
させて空調負荷に応じた回転数に復帰させることによっ
ても、上記と同様の作用・効果を奏することができる。

【００１５】さらに蒸発器の入口温度を検出し、その検
出温度が第１の設定値よりも低くなった場合、圧縮機の
回転数を低下させ、その後検出温度が第１の設定値より
も高い第２の設定値よりも高くなった場合、圧縮機の回
転数を上昇させて空調負荷に応じた回転数に復帰させる
ことによっても、圧力センサを用いることなく、また、
圧縮機を停止させることなく、凝縮圧力の異常上昇を防
止することができる。

【００１６】蒸発温度の領域を少なくとも高・中・低３
つの温度制御ゾーンに分け、蒸発器の入口温度を検出
し、その検出温度が温度制御ゾーンの低温度制御ゾーン
に至った場合、圧縮機の回転数を低下させ、その後蒸発
温度が上昇し、検出温度が温度制御ゾーンの中温度制御
ゾーンに至った場合、圧縮機の回転数を変化させず、さ
らに蒸発温度が低下し、検出温度が温度制御ゾーンの高
温度制御ゾーンに至った場合、圧縮機の回転数を上昇さ
せて空調負荷に応じた回転数に復帰させることによって
も、上記と同様の作用・効果を奏することができる。

【００１７】冷房運転時に蒸発器として作用する室内熱
交換器の入口温度を検出する第１の温度検出手段と、暖
房運転時に凝縮器として作用する室内熱交換器の中間温
度を検出する第２の温度検出手段とを設け、冷房運転時
に第１の温度検出手段の検出温度が第１の設定値よりも
低くなった時は、圧縮機の回転数を一定時間ごとに所定
値ずつ低下させ、その後、検出温度が第２の設定値より
も高くなった時、圧縮機の回転数を上昇させて空調負荷
に応じた回転数に復帰させるとともに、暖房運転時に第
２の温度検出手段の検出温度が第３の設定値よりも高く
なった時は、圧縮機の回転数を一定時間ごとに所定値ず
つ低下させ、その後、検出温度が第２の設定値よりも低
くなった時、圧縮機の回転数を上昇させて空調負荷に応
じた回転数に復帰させることにより、やはり上記と同様
の作用・効果を奏することができる。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明をさらに詳
述する。

【００１９】図２は本発明の制御対象とする空気調和機
とその制御装置の概要を示す図である。空気調和機の主
機器として冷凍サイクルが備えられ、それは圧縮機（Ｃ
Ｐ）１、四方弁２、室内熱交換器３、減圧装置４、およ
び室外熱交換器５からなっている。この冷凍サイクルは
四方弁２の切換により、冷房運転または暖房運転に選択
的に切換えて運転することができる。室内熱交換器３
は、冷房運転時は蒸発器として作用し、暖房運転時は凝
縮器として作用する。それに対応して、室外熱交換器５
は、冷房運転時は凝縮器として作用し、暖房運転時は蒸
発器として作用する。

【００２０】冷凍サイクル中に充填されその中を循環す
る冷媒として、例えばＲ１３４ａのＨＦＣ冷媒が用いら
れる。

【００２１】圧縮機１は電動機（Ｍ）７によって駆動さ
れる。電動機７は、交流電源８（例えば商用交流電源）
に接続された周波数変換器９により、通常は空気負荷に
応じて可変速運転される。

【００２２】室内熱交換器３にはその中間部分に凝縮温
度Ｔｃを検出すべく温度センサ１１が設けられ、また室
温Ｔａを検出すべく温度センサ１２が設けられている。
温度センサ１１および温度センサ１２の出力（Ｔｃ，Ｔ
ａ）はそれぞれ凝縮温度検出手段１３および室温検出手
段１４を介して変換器制御装置１５に導入される。変換
器制御装置１５は後述のごとく各入力量に応じ圧縮機１
の回転数を制御すべく周波数変換器９の出力周波数を制
御する。周波数変換器９、変換器制御装置１５および電
動機７によって本発明にいう回転数制御手段を構成して
いる。

【００２３】ここでは、図１に示す空気調和機を暖房運
転するものとして説明を進める。その場合、室内熱交換
器３は凝縮器として作用し、室外熱交換器５は蒸発器と
して作用する。

【００２４】図３を参照して本発明の第１の実施例によ
る制御方法を説明する。

【００２５】空気調和機は、基本的には、温度センサ１
２および室温検出手段１４によって検出された室温Ｔａ
が予め設定された設定温度Ｔｓに一致し、あるいは近付
くように運転される。

【００２６】いま、空調負荷の変動に伴い、凝縮温度Ｔ
ｃが時間に対して図３に示すように仮に上に凸の放物線
状に変化した場合を考慮し、凝縮温度Ｔｃに応じ、複数
の温度制御ゾーンＡ，Ｂ，Ｃに区分する。例えば、最高
温度を５５℃とした場合、その５５℃を超える高い温度
ゾーンをＡゾーン、５５℃以下、５３℃を超える中間の
温度ゾーンをＢゾーン、５３℃以下の低い温度ゾーンを
Ｃゾーンとして、３つの温度制御ゾーンに区分する。

【００２７】ここで、空調負荷の増大に伴い、温度セン
サ１１および凝縮温度検出手段１３によって検出された
凝縮温度ＴｃがＡゾーンに入った場合、変換器制御装置
１５および周波数変換器９を介して所定時間ごとに、例
えば３０秒ごとに、圧縮機１の回転数を所定値、例えば
５ｒｐｓ（＝回転／秒）ずつ下げる。凝縮温度ＴｃがＢ
ゾーンにある場合は、回転数を変化させない。また、凝
縮温度ＴｃがＣゾーンまで低下した場合は、制御装置１
５および周波数変換器９を介して所定時間ごとに、例え
ば３０秒ごとに、圧縮機１の回転数を所定値、例えば５
ｒｐｓずつ上げ、例えば、検出室温Ｔａと設定温度Ｔｓ
との差に応じて指令周波数に対応する回転数まで復帰さ
せる。このような制御を行うことにより、図１に示すよ
うに、凝縮温度Ｔｃは時間に対して、５３℃から５５℃
の間で変化し、凝縮温度Ｔｃは５５℃以下となって、空
気調和機の能力を維持しつつ、凝縮圧力の異常上昇を防
止することができる。

【００２８】図３において、凝縮温度Ｔｃが空調負荷の
増大に伴い上昇過程にある場合、凝縮温度ＴｃがＡゾー
ンに入った時に所定回転数（例えば、１０ｒｐｓ／３０
秒）だけ下げ、また逆に凝縮温度Ｔｃが空調負荷の減少
に伴い下降過程にある場合、凝縮温度ＴｃがＡゾーンか
らＢゾーンへ移行する際には、下げた回転数のままと
し、Ｃゾーンまで下がった時に回転数を元の値に復帰
（上昇）させることにより、上記と同様の効果を期待す
ることができる。さらに、凝縮温度ＴｃがＢゾーンから
Ａゾーンに入った時に、ヒステリシス特性を持たせて回
転数を所定値だけ下げ、凝縮温度ＴｃがＣゾーンまで下
がった時にも、同様にヒステリシス特性を持たせて回転
数を元の値に復帰（上昇）させれば、ＡゾーンとＢゾー
ンの境界領域、あるいはＢゾーンとＣゾーンの境界領域
における制御上のチャタリングを防止し、円滑な圧力制
御を達成することができる。

【００２９】図４は、本発明の制御方法を実施するため
の回路装置を示すものである。この装置は室内機ＩＵお
よび室外機ＯＵに分割されたスプリット型の空気調和機
を示すものであって、室内熱交換器３（図示せず）、室
内ファン３Ｆ、室内熱交換器温度検出手段１３および室
温検出手段１４が室内機ＩＵに含まれ、一方、圧縮機１
（図示せず）、四方弁２、室外熱交換器５（図示せ
ず）、電動機７、周波数変換器９、室外ファン５Ｆおよ
び変換器制御装置１５などが室外機ＯＵに含まれてい
る。室内機ＩＵには、さらに四方弁２を切換制御するた
めの冷暖房切換スイッチ１７、周波数変換器９に直列の
運転スイッチ１８、および室内ファン３Ｆ用スイッチ１
９も含まれており、また、電気系統全体の共通の電源プ
ラグ２０も便宜的にここに示されている。

【００３０】周波数変換器９は、電源プラグ２０および
運転スイッチ１７を介して入力された一定周波数（例え
ば商用周波数）の電力を検出室温Ｔａなどに応じて指令
される周波数の交流電力に変換し、それを電動機７に供
給する。この周波数変換器９は、例えば、全波整流器お
よびインバータからなっており、商用周波数の電力をい
ったん直流に変換した後、指令周波数に応じた方形波の
交流電力を出力し電動機７を介して圧縮機１を所定回転
数で駆動する。変換器制御装置１５には、室温検出手段
１４によって検出された空調対象の室温Ｔａ、熱交温検
出手段１３によって検出された室内熱交換器３の温度す
なわち凝縮温度Ｔｃが導入されており、空気調和機の軽
負荷時、すなわち通常運転時においては、圧縮機１の回
転数は室温Ｔａに応じて制御される。また、空気調和機
の過負荷時に、凝縮温度Ｔｃが所定値（例えば５５℃）
を超えると、周波数変換器９の出力周波数を低下させ、
圧縮機１の回転数を低下させる。この回転数の低下によ
り凝縮温度Ｔｃが低下し、所定値（５５℃）よりも低下
すれば、その時の回転数を維持し、この状態で空調負荷
の減少などにより凝縮温度Ｔｃがさらに低下し、より低
い値（例えば５３℃）以下となれば、周波数変換器９の
出力周波数を、検出室温Ｔａに応じた周波数指令に対応
する回転数へと復帰させる。

【００３１】上記実施例においては冷凍サイクルに用い
るＨＦＣ冷媒としてＲ１３４ａ冷媒を例示したが、それ
に代えて他のＨＦＣ冷媒を用いてもよい。他のＨＦＣ冷
媒としては、単冷媒としてＲ２２冷媒より吐出圧力の高
いジフルオロメタン（Ｒ３２）、ペンタフルオロエタン
（Ｒ１２５）、１，１，２，２−テトラフルオロエタン
（Ｒ１３４）、１，１，２−トリフルオロエタン（Ｒ１
４３）、１，１，１−トリフルオロエタン（Ｒ１４３
ａ）、１，１−ジフルオロエタン（Ｒ１５２ａ）、モノ
フルオロエタン（Ｒ１６１）が挙げられる。

【００３２】これらの冷媒の中では、Ｒ１３４、Ｒ１４
３、Ｒ１４３ａが従来のＣＦＣ１２（Ｒ１２）冷媒に近
い沸点を有し、代替冷媒として好ましい。

【００３３】また、ＨＦＣ冷媒は単冷媒として用いられ
るだけでなく、ＨＦＣ冷媒を２種以上混合させた混合物
であってもよい。ＨＦＣ混合冷媒としては、Ｒ１２５／
Ｒ１４３ａ／Ｒ１３４ａの混合冷媒、Ｒ３２／Ｒ１３４
ａの混合冷媒、Ｒ３２／Ｒ１２５の混合冷媒、Ｒ３２／
Ｒ１２５／Ｒ１３４ａの混合冷媒、さらにはＲ１２５／
Ｒ１４３ａの混合冷媒が考えられる。

【００３４】なお、Ｒ３２、Ｒ１２５、Ｒ１３４ａのよ
うな非共沸混合冷媒を用いた場合、凝縮温度に温度勾配
が発生するが、凝縮器の中間で温度を検出することによ
り、温度と圧力の相対誤差を極力抑えることができる。

【００３５】以上述べた実施例によれば、圧力センサを
用いることなく、かつ圧縮機１を停止させることなく、
凝縮圧力の異常上昇を防止することができる。

【００３６】さらに、ＨＦＣ冷媒に非共沸混合冷媒を用
いることにより、凝縮温度が凝縮圧力に一対一に対応せ
ず、凝縮器の入口と出口で温度が変化するため、凝縮温
度の検出位置によっては誤検出の幅が大きくなりうる
が、そのような問題に対しても凝縮器の中間部の温度に
基づいて凝縮圧力を検知することにより、誤検出の幅を
小さくすることができ、安定した凝縮温度の検出が可能
となる。

【００３７】次に本発明の第２の実施例について図５以
下を参照して説明する。

【００３８】図５において図２と同一ないし対応する部
分には同一符号が付されており、そのれらの個々の説明
は省略する。この空気調和機においては、室内熱交換器
３に対し、暖房運転時に凝縮器として作用する時の凝縮
温度Ｔｃを検出するための温度センサ１１がその中間部
に設けられているほかに、冷房運転時に蒸発器として作
用する時の蒸発温度Ｔｅを検出するための温度センサ２
１がその入口部に付加的に設けられ、それに対応し、温
度センサ２１の出力に基づいて蒸発温度を検出し、その
検出出力を変換器制御装置１５に送出する蒸発温度検出
手段２２が設けられている。この実施例においても、冷
凍サイクル中に充填されその中を循環する冷媒として、
例えばＲ１３４ａのＨＦＣ冷媒が用いられる。

【００３９】図６は図５の空気調和機を用いて行われる
本発明の制御方法を説明するための説明図である。

【００４０】いま、冷房運転中の空気調和機における空
調負荷の変動に伴い、蒸発器として作用している室内熱
交換器３において計測された蒸発温度Ｔｅが時間に対し
て図８に示すように仮に下に凸の放物線状に変化した場
合を考慮して、蒸発温度Ｔｅに応じ、複数の温度制御ゾ
ーンＡ，Ｂ，Ｃに区分する。例えば、最低蒸発温度を１
℃とした場合、その１℃以下の低い温度ゾーンをＡゾー
ン、１℃を超え５℃までの中間の温度ゾーンをＢゾー
ン、５℃を超える高い温度ゾーンをＣゾーンとして、３
つの温度制御ゾーンに区分する。

【００４１】ここで、空調負荷の増大に伴い、温度セン
サ２１および蒸発温度検出手段２２によって検出された
蒸発温度Ｔｅが低下してＡゾーンに入った場合、変換器
制御装置１５、周波数変換器９および電動機７を介して
所定時間ごとに、例えば１分ごとに、圧縮機１の回転数
を所定値、例えば５ｒｐｓ（＝回転／秒）ずつ下げる。
蒸発温度ＴｅがＢゾーンにある場合は、回転数を変化さ
せない。また、蒸発温度ＴｅがＣゾーンまで上昇した場
合は、変換器制御装置１５および周波数変換器９を介し
て所定時間ごとに、例えば１分ごとに、圧縮機１の回転
数を所定値、例えば５ｒｐｓずつ上げ、例えば、検出室
温Ｔａと設定温度Ｔｓとの差に応じて指令周波数に対応
する回転数まで復帰させる。なお、すでに述べた凝縮温
度検出の場合の回転数変化を３０秒ごとに変化させたの
に対し、ここではそれを１分ごとに変化させるようにし
ているが、その理由は、蒸発温度Ｔｅの変化は凝縮温度
Ｔｃのそれよりも一般に緩やかであるためである。この
ような制御を行うことにより、図７に示すように、蒸発
温度Ｔｅは時間に対して、５℃から１℃の間で変化し、
蒸発温度Ｔｅは５℃以下となり、空気調和機の能力を維
持しつつ、冷凍サイクル機器の凍結を防止することがで
きる。

【００４２】図６において、蒸発温度Ｔｅが空調負荷の
増大に伴い下降過程にあって蒸発温度ＴｅがＡゾーンに
入った場合、所定回転数（例えば、１０ｒｐｓ／分）だ
け下げ、また逆に、蒸発温度Ｔｅが空調負荷の減少に伴
い上昇過程にあって蒸発温度ＴｅがＡゾーンからＢゾー
ンへ移行する際には、上げた回転数をそのままとし、Ｃ
ゾーンまで上がった時に回転数を元の値に復帰（上昇）
させることにより、上記と同様の効果を期待することが
できる。さらに、蒸発温度ＴｅがＢゾーンからＡゾーン
に入った時に、ヒステリシス特性を持たせて回転数を所
定値だけ上げ、蒸発温度ＴｅがＣゾーンまで上がった時
にも、同様にヒステリシス特性を持たせて回転数を元の
値に復帰（上昇）させれば、ＡゾーンとＢゾーンの境界
領域、あるいはＢゾーンとＣゾーンの境界領域における
制御上のチャタリングを防止し、円滑な圧力制御を達成
することができる。

【００４３】図８は、本発明の制御方法を実施するため
の回路装置を示すものである。図８において、図４のも
のと同一ないし同等機能のものには同一符号を付して示
している。図８の室内機ＩＵには、蒸発温度検出手段２
２も含まれており、その検出出力（蒸発温度Ｔｅ）は室
外機ＯＵ内の変換器制御装置１５に導入される。他の部
分は図４のものと変わりがない。

【００４４】変換器制御装置１５には、室温検出手段１
４によって検出された空調対象の室温Ｔａ、蒸発温度検
出手段２２によって検出された室内熱交換器３の入口温
度が蒸発温度Ｔｅとして導入されている。空気調和機の
軽負荷時に蒸発温度Ｔｅが所定値（例えば１℃）以下に
低下すると、周波数変換器９の出力周波数を低下させ、
圧縮機１の回転数を低下させる。この回転数の低下によ
り、蒸発温度Ｔｅが１℃を上回るように上昇すれば、そ
の時の回転数を維持し、この状態で蒸発温度Ｔｅがさら
に上昇し、より高い５℃以上となれば、周波数変換器９
の出力周波数を、検出室温Ｔａに応じた周波数指令に対
応する回転数へと復帰させる。

【００４５】上記実施例において説明したＲ１３４ａ冷
媒に代えて他のＨＦＣ冷媒を用いうることはすでに述べ
たところと同様である。

【００４６】以上述べた実施例によれば、冷房運転時
に、圧力センサを用いることなく、かつ圧縮機１を停止
させることなく、蒸発器の凍結を防止することができ
る。また、蒸発器の最も温度の低い入口に設けた温度セ
ンサを介して検出した蒸発温度に基づき凍結状態を検出
するため、蒸発器の凍結を確実に防止することができ
る。

【００４７】図５以下を参照して説明した実施例におい
ては、冷房運転において蒸発器として作用する室内熱交
換器３の入口温度を蒸発温度Ｔｅとして検知し、その蒸
発温度Ｔｅに基づいて圧縮機１の回転数を調節するもの
として説明したが、この蒸発温度Ｔｅに基づくものに加
えて、凝縮器の中間部で検出された凝縮温度に基づいて
圧縮機１の回転数を調節する方式を併用してもよい。以
下にその実施例について説明する。

【００４８】冷房運転時に蒸発器として作用する室内熱
交換器３の入口温度を温度センサ２１および蒸発温度検
出手段２２により蒸発温度Ｔｅとして検出し、また暖房
運転時に凝縮器として作用する室内熱交換器３の中間温
度を温度センサ１１および凝縮温度検出手段１３により
凝縮温度Ｔｃとして検出し、それぞれの検出出力を変換
器制御装置１５へ送出する。そして冷房運転時に蒸発温
度検出手段２２により検出された蒸発温度Ｔｅが所定
値、例えば１℃よりも低くなった時は、変換器制御装置
１５、周波数変換器９および電動機７を介して圧縮機１
の回転数を一定時間、例えば１分ごとに、所定回転数、
例えば５ｒｐｓずつ低下させ、その後、蒸発温度Ｔｅが
第２の設定値、例えば５℃よりも高くなった時、圧縮機
１の回転数を上昇させて空調負荷に応じた回転数に復帰
させる。さらに、暖房運転時に凝縮温度検出手段１３を
介して検出された凝縮温度Ｔｃが設定値、例えば最高許
容温度５５℃よりも高くなった時は、変換器制御装置１
５、周波数変換器９および電動機７を介して圧縮機１の
回転数を一定時間、例えば３０秒ごとに、所定回転数、
例えば５ｒｐｓずつ低下させ、その後、凝縮温度Ｔｃが
その第２の設定値、例えば５３℃よりも低くなった時、
圧縮機１の回転数を上昇させて空調負荷に応じた回転数
に復帰させる。

【００４９】このように制御することにより、冷暖房兼
用空気調和機において、冷房運転においても暖房運転に
おいてもすでに述べたと同様に、圧力センサを用いるこ
となく、かつ圧縮機１を停止させることなく、暖房運転
時の高圧圧力保護は室内熱交換器の中間温度で保護し、
凍結防止は室内熱交換器の入口温度で保護するため、非
共沸混合冷媒からなるＨＦＣ冷媒を用いた空気調和機に
おいても最適な熱交換器温度でそれぞれの保護をするこ
とができる。

【００５０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
圧力センサを用いたり、圧縮機を停止したりすることな
く、凝縮器の中間温度の検出に基づいて凝縮圧力の異常
上昇を防止することができる。また、蒸発器の最も温度
の低下する入口に設けた温度センサの検出温度に基づい
て蒸発器の凍結を確実に防止することができる。

【００５１】暖房運転時の高圧圧力の保護は室内熱交換
器の中間温度で保護し、凍結防止は室内熱交換器の入口
温度で保護することにより、最適な熱交換器温度でそれ
ぞれの保護を可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における作用を説明する
ための特性線図。

【図２】第１の実施例を実施する装置の主回路の系統図
およびその制御回路のブロック図。

【図３】第１の実施例における温度制御ゾーンを説明す
るための線図。

【図４】第１の実施例を実施する装置の電気系統の結線
図。

【図５】本発明の第２の実施例を実施する装置の主回路
の系統図およびその制御回路のブロック図。

【図６】第２の実施例における温度制御ゾーンを説明す
るための線図。

【図７】第２の実施例における作用を説明するための特
性線図。

【図８】第２の実施例を実施する装置の電気系統の結線
図。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 四方弁 ３ 室内熱交換器 ５ 室外熱交換器 ７ 電動機 ９ 周波数変換器 １１，１２，２１ 温度センサ １３ 凝縮温度検出手段 １４ 室温検出手段 ２２ 蒸発温度検出手段

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転数可変の圧縮機、凝縮器、および蒸発
   器を有し、非共沸混合冷媒からなるＨＦＣ冷媒を循環さ
   せる冷凍サイクルと、空調負荷に応じて前記圧縮機の回
   転数を制御する回転数制御手段とを備えた空気調和機の
   制御方法において、 前記凝縮器の中間部の温度を検出し、その検出温度が第
   １の設定値よりも高くなった場合、前記圧縮機の回転数
   を低下させ、その後前記検出温度が前記第１の設定値よ
   りも低い第２の設定値よりも低くなった場合、前記圧縮
   機の回転数を上昇させて空調負荷に応じた回転数に復帰
   させることを特徴とする空気調和機の制御方法。
2. 【請求項２】回転数可変の圧縮機、凝縮器、および蒸発
   器を有し、非共沸混合冷媒からなるＨＦＣ冷媒を循環さ
   せる冷凍サイクルと、空調負荷に応じて前記圧縮機の回
   転数を制御する回転数制御手段とを備えた空気調和機の
   制御方法において、 凝縮温度の領域を少なくとも高・中・低３つの温度制御
   ゾーンに分け、前記凝縮器の中間部の温度を検出し、そ
   の検出温度が前記温度制御ゾーンの高温度制御ゾーンに
   至った場合、前記圧縮機の回転数を低下させ、その後前
   記凝縮温度が低下し、前記検出温度が前記温度制御ゾー
   ンの中温度制御ゾーンに至った場合、前記圧縮機の回転
   数を変化させず、さらに前記凝縮温度が低下し、前記検
   出温度が前記温度制御ゾーンの低温度制御ゾーンに至っ
   た場合、前記圧縮機の回転数を上昇させて空調負荷に応
   じた回転数に復帰させることを特徴とする空気調和機の
   制御方法。
3. 【請求項３】回転数可変の圧縮機、凝縮器、および蒸発
   器を有し、非共沸混合冷媒からなるＨＦＣ冷媒を循環さ
   せる冷凍サイクルと、空調負荷に応じて前記圧縮機の回
   転数を制御する回転数制御手段とを備えた空気調和機の
   制御方法において、 前記蒸発器の入口温度を検出し、その検出温度が第１の
   設定値よりも低くなった場合、前記圧縮機の回転数を低
   下させ、その後前記検出温度が前記第１の設定値よりも
   高い第２の設定値よりも高くなった場合、前記圧縮機の
   回転数を上昇させて空調負荷に応じた回転数に復帰させ
   ることを特徴とする空気調和機の制御方法。
4. 【請求項４】回転数可変の圧縮機、凝縮器、および蒸発
   器を有し、非共沸混合冷媒からなるＨＦＣ冷媒を循環さ
   せる冷凍サイクルと、空調負荷に応じて前記圧縮機の回
   転数を制御する回転数制御手段とを備えた空気調和機の
   制御方法において、 蒸発温度の領域を少なくとも高・中・低３つの温度制御
   ゾーンに分け、前記蒸発器の入口温度を検出し、その検
   出温度が前記温度制御ゾーンの低温度制御ゾーンに至っ
   た場合、前記圧縮機の回転数を低下させ、その後前記蒸
   発温度が上昇し、前記検出温度が前記温度制御ゾーンの
   中温度制御ゾーンに至った場合、前記圧縮機の回転数を
   変化させず、さらに前記蒸発温度が低下し、前記検出温
   度が前記温度制御ゾーンの高温度制御ゾーンに至った場
   合、前記圧縮機の回転数を上昇させて空調負荷に応じた
   回転数に復帰させることを特徴とする空気調和機の制御
   方法。
5. 【請求項５】回転数可変の圧縮機、四方弁、室内熱交換
   器、減圧装置、および室外熱交換器を有し、非共沸混合
   冷媒からなるＨＦＣ冷媒を循環させる冷凍サイクルと、
   空調負荷に応じて前記圧縮機の回転数を制御する回転数
   制御手段とを備えた空気調和機の制御方法において、 冷房運転時に蒸発器として作用する前記室内熱交換器の
   入口温度を検出する第１の温度検出手段と、暖房運転時
   に凝縮器として作用する前記室内熱交換器の中間温度を
   検出する第２の温度検出手段とを設け、冷房運転時に前
   記第１の温度検出手段の検出温度が第１の設定値よりも
   低くなった時は、前記圧縮機の回転数を一定時間ごとに
   所定値ずつ低下させ、その後、検出温度が前記第１の設
   定値よりも高い第２の設定値よりも高くなった時、前記
   圧縮機の回転数を上昇させて空調負荷に応じた回転数に
   復帰させるとともに、暖房運転時に前記第２の温度検出
   手段の検出温度が第３の設定値よりも高くなった時は、
   前記圧縮機の回転数を一定時間ごとに所定値ずつ低下さ
   せ、その後、検出温度が前記第３の設定値よりも低い第
   ４の設定値よりも低くなった時、前記圧縮機の回転数を
   上昇させて空調空調負荷に応じた回転数に復帰させるこ
   とを特徴とする空気調和機の制御方法。