JP4107340B2 - 空気調和機 - Google Patents
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Description
本発明は、直流電圧駆動の四方弁の制御方法に特徴を有する空気調和機の制御装置に関するものである。
近年、空気調和機の高効率化・小型化・低コスト化には目ざましい進歩があり、例えば、小型化の構成として特開平６−１４７６０７号公報等が提供されている（特許文献１参照）。
以下、従来の空気調和機について図３、図４を用いて説明する。
図３に示すように、商用電源１と、整流回路２と、平滑コンデンサ３と、インバータ４と、総合電流検知手段５と、圧縮機６と、リレー７と、四方弁９と、四方弁９の駆動コイル８と、前記四方弁９のプランジャー９ａで構成していた。なお、図３中のＩは総合電流を示す。
以下、その動作について説明する。
商用電源１を整流回路２と平滑コンデンサ３で直流に整流した電源を用いてインバータ４にて圧縮機６をリレー７にて駆動コイル８を制御していた。また、総合電流検知手段５により得られた総合電流Ｉにより、圧縮機６の運転周波数をフィードバック制御する電流制限機能と、総合電流Ｉがある一定値に達した時に前記圧縮機６を停止する保護機能を備えていた。
特開平６−１４７６０７号公報
しかしながら、上記従来の構成では、四方弁を単一の直流電源で駆動しているため四方弁の駆動コイルの消費電力が大きくなり損失が大きい、空気調和機の運転条件により第１の直流電源の電圧が変動するため四方弁を確実に切り換えることができない、四方弁切り換え時に総合電流が上昇し保護機能が誤動作するという課題を有していた。
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、開閉器の直流駆動として特開２００１−９１０１３号公報として提供されている電源電圧を切り換える方式を大電力の電磁弁に応用し損失低減を図ると共に、四方弁の切り換えを確実に行ない、さらに保護機能が誤動作することを防止するものである。
上記課題を解決するために本発明は、冷凍サイクルを切り換える四方弁と、商用電源を整流して得られる第１の直流電源と、前記商用電源から供給される総合電流を検知する総合電流検知手段と、前記総合電流に応じて運転周波数が制御される圧縮機と、前記四方弁の駆動コイルに前記第１の直流電源を供給することにより前記四方弁のプランジャーを移動させる第１の駆動手段とを備えた空気調和機であって、前記圧縮機の運転周波数が引き下げられることにより前記総合電流が引き下げられ、前記総合電流が引き下げられている間に、前記第１の駆動手段により前記四方弁の切り換えが行われるものである。
本発明の空気調和機によれば、圧縮機の運転周波数が引き下げられることで商用電源から供給される総合電流が引き下げられる総合電流低下期間内に、駆動コイルに第１の直流電源が供給されて四方弁のプランジャーが移動するプランジャー移動期間が設定されるので、総合電流が、プランジャーの移動に伴って増加しても、圧縮機を停止させる保護機能が作動する値まで上昇することを防止できる。
第１の発明は、冷凍サイクルを切り換える四方弁と、商用電源を整流して得られる第１の直流電源と、前記商用電源から供給される総合電流を検知する総合電流検知手段と、前記総合電流に応じて運転周波数が制御される圧縮機と、前記四方弁の駆動コイルに前記第１の直流電源を供給することにより前記四方弁のプランジャーを移動させる第１の駆動手段とを備えた空気調和機であって、前記圧縮機の運転周波数が引き下げられることにより前記総合電流が引き下げられ、前記総合電流が引き下げられている間に、前記第１の駆動手段により前記四方弁の切り換えが行われるものである。
第２の発明は、第１の発明において、前記第１の直流電源の電圧を検知する直流電源電圧検知手段をさらに備え、前記直流電源電圧検知手段により得られる前記第１の直流電源の電圧が低いほど、前記第１の駆動手段のオン時間が長くなるように設定するものである。
第３の発明は、第２の発明において、第２の直流電源と、前記四方弁の駆動コイルに前
記第２の直流電源を供給することにより前記四方弁のプランジャーの位置を保持させる第２の駆動手段とをさらに有し、前記第２の駆動手段は、前記第１の駆動手段のオフに先立ってオンするものである。
記第２の直流電源を供給することにより前記四方弁のプランジャーの位置を保持させる第２の駆動手段とをさらに有し、前記第２の駆動手段は、前記第１の駆動手段のオフに先立ってオンするものである。
第４の発明は、第３の発明において、前記駆動コイルと前記第２の駆動手段との間に接続され、前記第２の駆動手段への逆電圧印加を阻止するダイオードをさらに備えるものである。
以下、本発明の実施の形態について図１、図２を用いて説明する。
以下、本発明の実施の形態について図１、図２を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１に示すように商用電源１１と、整流回路１２と、平滑コンデンサ１３とで整流した第１の直流電源１４と、第２の直流電源２０と、冷凍サイクルを切り換える四方弁２４と、四方弁２４内の電磁弁であるプランジャー２４ａと、四方弁２４の駆動コイル１８と、駆動コイル１８に第１の直流電源１４を供給する第１の駆動手段１９と、駆動コイル１８にダイオード２２を介して接続した第２の直流電源２０を供給する第２の駆動手段２１と、駆動コイル１８のオフ時の電流吸収用ダイオード２３と、第１の直流電源電圧を検知する直流電源電圧検知手段２５と、インバータ１５と、圧縮機１７と、総合電流検知手段１６から構成されている。なお、インバータ１５と、圧縮機１７と、総合電流検知手段１６は実施の形態２の構成要素であり、本実施の形態１での説明例は省略する。
図１に示すように商用電源１１と、整流回路１２と、平滑コンデンサ１３とで整流した第１の直流電源１４と、第２の直流電源２０と、冷凍サイクルを切り換える四方弁２４と、四方弁２４内の電磁弁であるプランジャー２４ａと、四方弁２４の駆動コイル１８と、駆動コイル１８に第１の直流電源１４を供給する第１の駆動手段１９と、駆動コイル１８にダイオード２２を介して接続した第２の直流電源２０を供給する第２の駆動手段２１と、駆動コイル１８のオフ時の電流吸収用ダイオード２３と、第１の直流電源電圧を検知する直流電源電圧検知手段２５と、インバータ１５と、圧縮機１７と、総合電流検知手段１６から構成されている。なお、インバータ１５と、圧縮機１７と、総合電流検知手段１６は実施の形態２の構成要素であり、本実施の形態１での説明例は省略する。
ここで、第１の直流電源１４は商用電源１１の全波整流による電源としたが、商用電源１１の倍電圧やアクティブフィルタを含むコンバータの出力等でも同様の動作であり、空気調和機の運転条件等により、変動するものである。また、第２の直流電源２０の電圧は１８Ｖとしている。
以下、その動作について説明する。
まず、四方弁２４の切り換え時には図２に示すように第２の駆動手段２１と第１の駆動手段１９を同時にオンする。この時、駆動コイル１８に第１の直流電源１４が印加され、プランジャー２４ａが移動し四方弁２４が切り換え動作する。
この時、第２の駆動手段２１にかかる第１の直流電源１４の電圧は駆動コイル１８と第２の駆動手段２１の間に接続されたダイオード２２によって阻止されるため第１の駆動手段１９による逆電圧印加から保護される。
次に第１の駆動手段１９をオンしてからｔ秒後に第１の駆動手段１９をオフし、第２の
駆動手段２１により第２の直流電源２０を駆動コイル１８に供給し、プランジャー２４ａの位置を保持させている。
駆動手段２１により第２の直流電源２０を駆動コイル１８に供給し、プランジャー２４ａの位置を保持させている。
ここで時間ｔはプランジャー２４ａ移動期間であり、直流電源電圧検知手段２５の出力に応じて設定されており、前記直流電源電圧検知手段２５により得られる第１の直流電源１４の電圧が低い時程、時間ｔを長くすることで、四方弁２４のプランジャー２４ａへの印加電力を安定させ、確実に四方弁２４の切り換え動作をさせている。
四方弁２４はプランジャー２４ａを移動させる時には大きな駆動電力を必要とするが、プランジャー２４ａ移動後の状態を保持するだけであれば、小さな駆動電力で保持することができる。
以上の動作により、四方弁２４の駆動コイル１８への印加電圧を第１の直流電源１４から第２の直流電源２０に切り換えることで駆動コイル１８の駆動電力を大幅に低減（商用電源を２００Ｖとすると印加電圧は約２８０Ｖから約１８Ｖに低下し消費電力は１００分の１以下に低減している）すると共に、駆動コイル１８への印加電力を安定させ、確実に四方弁２４の切り換えを行なうことができる。
（実施の形態２）
本実施例では図１に示すインバータ１５と、圧縮機１７と、総合電流検知手段１６を中心に説明を行なう。その他の構成要素については実施例１と同様の動作であり説明を省略する。
本実施例では図１に示すインバータ１５と、圧縮機１７と、総合電流検知手段１６を中心に説明を行なう。その他の構成要素については実施例１と同様の動作であり説明を省略する。
図２中のＩ１は第１の電流制限値であり、総合電流検知手段１６により得られる総合電流Ｉがこの値Ｉ１以上になると、圧縮機１７の運転周波数を引き下げる。Ｉ２は第２の電流制限値であり、総合電流Ｉが前記第１の電流制限値Ｉ１を越え更に上昇し、第２の電流制限値Ｉ２に達した時、圧縮機１７を停止させる。
Ｔ１は第１の電流制限値Ｉ１引き下げから四方弁２４をオンするまでの時間であり６０秒とし、Ｔ２は前記第１の電流制限値Ｉ１の引き下げから前記第１の電流制限値Ｉ１を元に戻すまでの時間であり７０秒としている。プランジャー２４ａの移動期間ｔは上記実施例１で説明した通り、直流電源電圧検知手段２５の出力に応じて設定されており、最大で１秒としている。
以下に四方弁２４の切り換え時における動作を説明する。
まず、四方弁２４の切り換え時（プランジャー２４ａ移動時）のＴ１秒前に前記第１の電流制限値Ｉ１をＩｄ引き下げる。ここでＩｄはプランジャー２４ａの移動に伴う総合電流Ｉの増加分であり、本実施例では２Ａとしている。次にプランジャー２４ａの移動期間ｔを経て、前記第１の電流制限値Ｉ１の引き下げからＴ２秒後に前記第１の電流制限値Ｉ１を元に戻す。
以上の動作により、四方弁２４の切り換え時に総合電流Ｉが前記第１の電流制限値Ｉ１を越え更に上昇し、第２の電流制限値Ｉ２に達し、圧縮機１７を停止させる保護機能が誤動作することを防止することができる。
また、総合電流Ｉを引き下げる総合電流低下期間をインバータ１５により圧縮機１７の運転周波数を所定量引き下げる周波数低下期間としても同様の効果が得られる。
本発明の空気調和機の制御装置は、駆動コイルに第１の直流電源を供給するプランジャー移動期間と、総合電流を引き下げる総合電流低下期間とを設け、総合電流低下期間内にプランジャー移動期間を設定することにより、保護機能が誤動作することを防止することができる空気調和機を提供するものである。
１４ 第１の直流電源
１６ 総合電流検知手段
１７ 圧縮機
１８ 駆動コイル
１９ 第１の駆動手段
２０ 第２の直流電源
２１ 第２の駆動手段
２４ 四方弁
２４ａ プランジャー
２５ 直流電源電圧検知手段
１６ 総合電流検知手段
１７ 圧縮機
１８ 駆動コイル
１９ 第１の駆動手段
２０ 第２の直流電源
２１ 第２の駆動手段
２４ 四方弁
２４ａ プランジャー
２５ 直流電源電圧検知手段
Claims (4)
- 冷凍サイクルを切り換える四方弁と、商用電源を整流して得られる第１の直流電源と、前記商用電源から供給される総合電流を検知する総合電流検知手段と、前記総合電流に応じて運転周波数が制御される圧縮機と、前記四方弁の駆動コイルに前記第１の直流電源を供給することにより前記四方弁のプランジャーを移動させる第１の駆動手段とを備えた空気調和機であって、前記圧縮機の運転周波数が引き下げられることにより前記総合電流が引き下げられ、前記総合電流が引き下げられている間に、前記第１の駆動手段により前記四方弁の切り換えが行われることを特徴とする空気調和機。
- 前記第１の直流電源の電圧を検知する直流電源電圧検知手段をさらに備え、前記直流電源電圧検知手段により得られる前記第１の直流電源の電圧が低いほど、前記第１の駆動手段のオン時間が長くなるように設定する請求項１に記載の空気調和機。
- 第２の直流電源と、前記四方弁の駆動コイルに前記第２の直流電源を供給することにより前記四方弁のプランジャーの位置を保持させる第２の駆動手段とをさらに有し、前記第２の駆動手段は、前記第１の駆動手段のオフに先立ってオンする請求項２記載の空気調和機。
- 前記駆動コイルと前記第２の駆動手段との間に接続され、前記第２の駆動手段への逆電圧印加を阻止するダイオードをさらに備えた請求項３記載の空気調和機。
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