JP5332290B2 - Ventilation air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヒートポンプを利用して浴室などの換気空調を行う換気空調装置に関するものである。 The present invention relates to a ventilation air conditioner that performs ventilation air conditioning of a bathroom or the like using a heat pump.
従来のヒートポンプを利用した浴室などの換気空調装置としては、浴室以外から取り入れられた空気に対してヒートポンプの一方の熱交換器が放熱(または吸熱)を行い、その空気を浴室内に吹き出すとともに、ヒートポンプの他方の熱交換器が浴室から屋外に排出される空気に対して吸熱(または放熱)することで浴室を空調するものがある(例えば、特許文献1参照)。 As a ventilation air conditioner such as a bathroom using a conventional heat pump, one heat exchanger of the heat pump radiates (or absorbs heat) to air taken from outside the bathroom, and blows the air into the bathroom, There is one in which the other heat exchanger of the heat pump heats (or dissipates) heat from the air discharged from the bathroom to the outside, thereby air-conditioning the bathroom (for example, see Patent Document 1).
また、圧縮機の振動を低減する方式として、圧縮機への電圧供給の入切を行う第1リレーと、この圧縮機の補助巻線に直列にコンデンサを配し、このコンデンサと補助巻線の間に第2リレーを設け、圧縮機を起動する際には、第1リレー、第2リレーともに短絡することで、補助巻線とコンデンサからなる回転磁界により圧縮機を起動させ、圧縮機を停止する際には、先ず第2リレーを開放することで、補助巻線とコンデンサからなる回転磁界を無くし、圧縮機の回転慣性による回転磁界による回転へ切換えることで、回転トルクを弱め、回転数を低減させた後、第1リレーを開放し圧縮機を完全に停止する方式がある(例えば、特許文献2参照)。 Moreover, as a method of reducing the vibration of the compressor, a first relay for turning on / off the voltage supply to the compressor and a capacitor in series with the auxiliary winding of the compressor are arranged. When the compressor is started by providing a second relay between them, the first relay and the second relay are both short-circuited to start the compressor by the rotating magnetic field consisting of the auxiliary winding and the capacitor, and stop the compressor When opening the second relay, first, the rotating magnetic field consisting of the auxiliary winding and the capacitor is eliminated, and by switching to the rotating magnetic field due to the rotating inertia of the compressor, the rotational torque is weakened and the rotational speed is reduced. After the reduction, there is a method of opening the first relay and completely stopping the compressor (for example, see Patent Document 2).
このような従来の換気空調装置では、誘導モータを用いた圧縮機の振動要因のひとつに、起動時や停止時に発生する振動がある。 In such a conventional ventilation air-conditioning apparatus, one of the vibration factors of a compressor using an induction motor is vibration that occurs at the time of starting and stopping.
この振動要因は、起動時に圧縮機が定常回転数(電源周波数−スベリ)に向かい加速する際に発生する加速振動と停止時に静止に向かい減速する際に発生する減速振動であり、発生する時間は短いが、定常回転数にて回転しているときよりも振動が大きく、圧縮機に接続された冷媒配管に応力が掛かり、配管割れなどを生じさせる原因にもなっている。 This vibration factor is the acceleration vibration that occurs when the compressor accelerates toward the steady rotational speed (power supply frequency minus sliding) at startup and the deceleration vibration that occurs when the compressor decelerates stationary when stopped. Although it is short, the vibration is larger than when rotating at a steady rotational speed, and stress is applied to the refrigerant pipe connected to the compressor, causing a pipe crack or the like.
特許文献2に例示されるような従来の圧縮機振動を低減する方式では、補助巻線とコンデンサからなる回転磁界の有無により圧縮機の回転数を低減する構成であり、圧縮機の起動時には作用せず、回転慣性が残る停止時にしか作用することができないという課題があった。
The conventional method of reducing compressor vibration as exemplified in
また、換気空調装置の多くは浴室(ユニットバスなど)の天井に平置きされ固定される据置き施工か、浴室の上部から吊り下げられた取付け用金具に固定する吊り下げ施工により設置される。 In addition, most of the ventilation air conditioners are installed by a stationary construction in which they are laid flat and fixed on the ceiling of a bathroom (such as a unit bath), or by a hanging construction in which they are fixed to mounting hardware suspended from the top of the bathroom.
このため換気空調装置から発生した振動は、取付け金具や浴室の天井から浴室内に音や振動として伝わるが、浴室のような狭い空間では反響が大きく、騒音や異常音として問題になるという課題があった。 For this reason, the vibration generated from the ventilation air conditioner is transmitted as sound and vibration from the mounting bracket and the ceiling of the bathroom into the bathroom, but there is a problem that it is highly reverberant in a narrow space such as the bathroom and becomes a problem as noise and abnormal noise. there were.
また、浴室は利用者が裸になり利用することから、暖房の吹出し温度を高める必要があり、そのため圧縮機に掛かる負荷も通常の居室(リビングなど)空調と比べると高いため、特に圧縮機停止時に発生する減速振動が大きくなるという課題があった。 In addition, since the bathroom is used naked by the user, it is necessary to increase the temperature of the heating, so the load on the compressor is higher than that of a normal living room (living room, etc.), so the compressor is stopped. There has been a problem that the deceleration vibration generated sometimes increases.
また、浴室は一般的に狭く限られた空間(1〜2坪ほど)のため、浴室温度は比較的早く暖めることができるが、温度を平均的に保つために必要な圧縮機のON/OFFは頻度が多くなり前述の課題の発生頻度が多くなるという課題がある。 Also, the bathroom is generally narrow and limited (about 1-2 tsubo), so the bathroom temperature can be warmed relatively quickly, but the compressor ON / OFF required to keep the temperature on average There is a problem that the frequency increases and the frequency of occurrence of the aforementioned problems increases.
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、圧縮機の起動、停止時に発生する加減速振動を低減すると共に、圧縮機に接続された冷媒配管への振動応力を低減することができる換気空調装置を提供することを目的としている。 The present invention solves such a conventional problem, and reduces acceleration / deceleration vibration generated at the time of starting and stopping of the compressor and reducing vibration stress to the refrigerant pipe connected to the compressor. It aims at providing the ventilation air conditioner which can do.
本発明の換気空調装置は、上記目的を達成するため本体に単相誘導圧縮機と凝縮コイルと減圧手段と蒸発コイルからなる冷凍サイクルと単相誘導圧縮機の駆動回路に減速手段を備え、減速手段は、抵抗器とこの抵抗器の両端を短絡するリレーとして、起動時と停止時に前記リレーを開放して前記抵抗器と単相誘導圧縮機のインピーダンス比率によって単相誘導圧縮機へ供給する電圧を降圧さることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a ventilation air conditioner of the present invention comprises a refrigeration cycle comprising a single-phase induction compressor, a condensing coil, a decompression means, an evaporation coil, and a drive circuit for the single-phase induction compressor. means for supplying a resistor as a relay for short-circuiting both ends of this resistor, the impedance ratio of the resistor and the single-phase induction compressor by opening the relay when stop the startup to the single-phase induction compressor The voltage is stepped down.
そして、本発明によれば単相誘導圧縮機の起動、停止時に発生する加減速振動を低減すると共に、単相誘導圧縮機に接続された冷媒配管への振動応力を低減することができる換気空調装置が得られる。 And according to this invention, while reducing the acceleration-deceleration vibration generate | occur | produced at the time of starting and stopping of a single phase induction compressor, the ventilation air conditioning which can reduce the vibration stress to the refrigerant | coolant piping connected to the single phase induction compressor A device is obtained.
本発明によれば本体に単相誘導圧縮機と凝縮コイルと減圧手段と蒸発コイルからなる冷凍サイクルと単相誘導圧縮機の駆動回路に減速手段を備え、減速手段は、抵抗器とこの抵抗器の両端を短絡するリレーとして、起動時と停止時に前記リレーを開放して前記抵抗器と単相誘導圧縮機のインピーダンス比率によって単相誘導圧縮機へ供給する電圧を降圧さることにより、簡易で安価な構成にて、単相誘導圧縮機の回転トルクを低下させ、負荷により減速することができるため、単相誘導圧縮機の起動、停止時に発生する加減速振動を低減すると共に、単相誘導圧縮機に接続された冷媒配管への振動応力を低減することができる。 According to the present invention, the main body includes a refrigeration cycle comprising a single-phase induction compressor, a condensing coil, a decompression means, an evaporation coil, and a drive circuit for the single-phase induction compressor. The speed reduction means includes a resistor and the resistor. as a relay for short-circuiting both ends of, by monkey step down the voltage supplied to the single-phase induction compressor by the impedance ratio of the resistor and the single-phase induction compressor by opening the relay when stop the startup, a simple With a low-cost configuration, the rotational torque of the single-phase induction compressor can be reduced and decelerated by the load, reducing the acceleration / deceleration vibration that occurs when the single-phase induction compressor starts and stops, and single-phase induction Vibration stress to the refrigerant pipe connected to the compressor can be reduced.
また、抵抗器を介すことにより単相誘導圧縮機の起動時に発生する起動電流を低減することができるという効果のある換気空調装置を提供できる。 Moreover, the ventilation air-conditioning apparatus with the effect that the starting electric current which generate | occur | produces at the time of starting of a single phase induction compressor can be reduced through a resistor can be provided.
本発明の請求項1記載の発明は、本体に単相誘導圧縮機と凝縮コイルと減圧手段と蒸発コイルからなる冷凍サイクルと単相誘導圧縮機の駆動回路に減速手段を備え、減速手段は、抵抗器とこの抵抗器の両端を短絡するリレーとして、起動時と停止時に前記リレーを開放して前記抵抗器と単相誘導圧縮機のインピーダンス比率によって単相誘導圧縮機へ供給する電圧を降圧さるものであり、単相誘導圧縮機へ供給する電圧は、単相誘導圧縮機と抵抗器のインピーダンス比率にて低減し、流れる電流は単相誘導圧縮機と抵抗器の合成インピーダンスにより低減することにより、単相誘導圧縮機の回転トルク低下させることができるという作用を有する。
The invention according to
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1の換気空調装置について図1、図2および図3を参照しながら説明する。
(Embodiment 1)
The ventilation air conditioner of
図1は本発明の換気空調装置の一例を示すものであり、図2は本発明の単相誘導圧縮機1の駆動回路11の構成を示す図で、図3は駆動回路の動作の一例を示す図である。
FIG. 1 shows an example of a ventilation air conditioner of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a
図1に示すように、単相誘導圧縮機1と凝縮コイル2と減圧手段3と蒸発コイル4とをつなぎ冷媒を通す冷媒配管5からなる冷凍サイクルと室内(例えば浴室)の空気を吸込口6から吸込み、蒸発コイル4を介して換気口7へと空気を換気する換気ファン8と、室内の空気を吸込口6から吸込み、凝縮コイル2を介して吹出口9から再度室内へと吹出す循環ファン10と単相誘導圧縮機1の駆動回路11を備えた本体12は、室内の天井に据置き設置(図示せず)されており、単相誘導圧縮機1により高温高圧化された冷媒は冷凍配管5を通り凝縮コイル2にて循環ファン10により室内から吸込まれた空気に熱を放熱し、減圧手段3へと移動し減圧され低温低圧となり蒸発コイル4へと移動し、換気ファン8により室内から吸込まれた空気の熱を吸収し単相誘導圧縮機1へと戻る。
As shown in FIG. 1, a single-
このように、換気口7から換気される空気から熱を吸収し、吹出口9から室内を循環する空気へ熱を放熱することで室内を空調する。
In this way, the room is air-conditioned by absorbing heat from the air ventilated from the
図2に示すように、単相誘導圧縮機1の駆動回路11は、抵抗器13とこの抵抗器13の両端を短絡する減速リレー14にて構成した減速手段15と単相誘導圧縮機1への電源供給を入切する起動リレー16備えた構成としている。
As shown in FIG. 2, the
上記構成により、単相誘導圧縮機1を起動する際は、起動リレー16を短絡し、抵抗器13と単相誘導圧縮機1のインピーダンス比率にて、図3(a)に示すように、単相誘導圧縮機1へ供給する電圧を降圧させ、且つ、抵抗器13を介しているため電流も低減され単相誘導圧縮機1への通電を行い、予め設定した時間(t1)後に減速リレー14を短絡させることで、単相誘導圧縮機1へ交流電源電圧と等しい定格電圧を供給する。
With the above configuration, when starting the single-
また、単相誘導圧縮機1を停止する際は、図3(b)に示すように、減速リレー14を開放した後、予め設定した時間(t2)後に起動リレー16を開放することで、単相誘導圧縮機1への電源供給を遮断する。
When stopping the single-
そして、単相誘導圧縮機1へ供給する電圧は、単相誘導圧縮機1と抵抗器13のインピーダンス比率にて低減し、流れる電流は単相誘導圧縮機1と抵抗器13の合成インピーダンスにより低減することにより、単相誘導圧縮機1へ供給する電圧と電流を定量的に低減し、単相誘導圧縮機1が発生させる回転トルクを低下させ、電源供給周波数にて決定される単相誘導圧縮機1の回転数を、低下した回転トルクの作用で、負荷により減速することができるため、簡易で安価な構成にて、単相誘導圧縮機1の起動、停止時に発生する加減速振動を二段階に分散し低減すると共に、単相誘導圧縮機1に接続された冷媒配管5への振動応力を低減することができ、抵抗器13を介すことにより単相誘導圧縮機1の起動時に発生する起動電流を低減することができる。
The voltage supplied to the single-
(参考例1)
本発明の参考例1の換気空調装置について図4、5を参照しながら説明する。
( Reference Example 1 )
A ventilation air conditioner according to Reference Example 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.
なお、参考例1の説明において既に実施の形態1で説明した同一部品については同一符号を付与し説明を省略する。 In the description of the reference example 1 , the same parts already described in the first embodiment are given the same reference numerals and the description thereof is omitted.
図4は本発明の単相誘導圧縮機1の駆動回路11の構成と動作の一例を示すものである。
FIG. 4 shows an example of the configuration and operation of the
図4に示すように、減速手段15は、一般にPTCとよばれている正特性サーミスタで構成した第1正特性サーミスタ17とこの第1正特性サーミスタ17の両端を短絡する減速リレー14とした構成とする。
As shown in FIG. 4, the speed reduction means 15 is configured as a first positive
上記構成において、単相誘導圧縮機1を起動する際は、図5(a)に示すように、起動リレー16を短絡し、第1正特性サーミスタ17と単相誘導圧縮機1のインピーダンス比率にて、単相誘導圧縮機1へ供給する電圧を降圧させ、且つ、第1正特性サーミスタ17を介しているため電流も低減され単相誘導圧縮機1への通電を行い、予め設定した時間(t1)後に減速リレー14を短絡させることで、単相誘導圧縮機1へ交流電源電圧と等しい定格電圧を供給する。
In the above configuration, when starting the single-
次に、単相誘導圧縮機1を停止する際は、図5(b)に示すように、減速リレー14を開放した後、予め設定した時間(t2)後に起動リレー16を開放することで、単相誘導圧縮機1への電源供給を遮断する。
Next, when stopping the single-
そして、単相誘導圧縮機1へ供給する電圧は、単相誘導圧縮機1と第1正特性サーミスタ17のインピーダンス比率にて低減し、流れる電流は単相誘導圧縮機1と第1正特性サーミスタ17の合成インピーダンスにより低減することにより、単相誘導圧縮機1が発生させる回転トルク低下させることができ、電源供給周波数にて決定される単相誘導圧縮機1の回転数を、低下した回転トルクの作用で負荷により減速することができるため、単相誘導圧縮機1の起動、停止時に発生する加減速振動を二段階に分散し低減すると共に、単相誘導圧縮機1に接続された冷媒配管5への振動応力を低減することができ、また、第1正特性サーミスタ17を介すことにより単相誘導圧縮機1の起動時に発生する起動電流を低減することができる。
The voltage supplied to the single-
また、第1正特性サーミスタ17は発熱により所定の温度に達した場合に抵抗値が急激に上昇する特性を保有しており、発熱により所定の温度に達した場合には単相誘導圧縮機1への電圧、電流供給量を減少させることができるため、起動時には減速リレー14の接点が短絡しない場合、停止時には起動リレー16の接点が開放しない場合などは第1正特性サーミスタ17が発熱することにより抵抗値が急激に上昇し、供給電圧の大半を第1正特性サーミスタ17にて消費することができ、単相誘導圧縮機1への電圧、電流供給を遮断することができる。
Further, the first positive
(参考例2)
本発明の参考例2の換気空調装置について図6、7を参照しながら説明する。
( Reference Example 2 )
A ventilation air conditioner according to Reference Example 2 of the present invention will be described with reference to FIGS.
なお、参考例2の説明において既に実施の形態1および参考例1で説明した同一部品については同一符号を付与し説明を省略する。 In the description of the reference example 2 , the same parts as those already described in the first embodiment and the reference example 1 are given the same reference numerals and the description thereof is omitted.
図6は本発明の単相誘導圧縮機1の駆動回路11の構成と動作の一例を示すものである。
FIG. 6 shows an example of the configuration and operation of the
図6に示すように、第1正特性サーミスタ17の両端に抵抗容量の異なる正特性サーミスタ(PTC)で構成した第2正特性サーミスタ18を備えた構成とする。
As shown in FIG. 6, the first positive
上記構成において、単相誘導圧縮機1を起動する際は、図7(a)に示すように、起動リレー16を短絡することにより、単相誘導圧縮機1へ供給する電圧は、第1正特性サーミスタ17と第2正特性サーミスタ18の合成抵抗値と単相誘導圧縮機1のインピーダンス比率にて低減し、流れる電流は第1正特性サーミスタ17と第2正特性サーミスタ18の合成抵抗値と単相誘導圧縮機1の合成インピーダンスにより低減し単相誘導圧縮機1へ通電を行い、予め設定した時間(t1)後に減速リレー14を短絡させることで、単相誘導圧縮機1へ交流電源電圧と等しい定格電圧を供給する。
In the above configuration, when starting the single-
次に、単相誘導圧縮機1を停止する際は、図7(b)に示すように、減速リレー14を開放することにより、単相誘導圧縮機1へ供給する電圧は、第1正特性サーミスタ17と第2正特性サーミスタ18の合成抵抗値と単相誘導圧縮機1のインピーダンス比率にて低減し、流れる電流は第1正特性サーミスタ17と第2正特性サーミスタ18の合成抵抗値と単相誘導圧縮機1の合成インピーダンスにより低減し、さらに、第1正特性サーミスタ17と第2正特性サーミスタ18それぞれが発熱することにより、合成抵抗値が変化し単相誘導圧縮機1へ供給する電圧、電流を変化させることにより、単相誘導圧縮機1が発生する回転トルクを可変しながら低下させながら、単相誘導圧縮機1へ通電を行い、予め設定した時間(t2)後に起動リレー16を開放することで、単相誘導圧縮機1への電源供給を遮断する。
Next, when stopping the single-
そして、電源供給周波数にて決定される単相誘導圧縮機1の回転数を第1正特性サーミスタ17および第2正特性サーミスタ18により低下した回転トルクの作用で減速することができるため、単相誘導圧縮機1の起動、停止時に発生する加減速振動を分散し低減すると共に、単相誘導圧縮機1に接続された冷媒配管5への振動応力を低減することができる。
Since the rotational speed of the single-
また、第1正特性サーミスタ17および第2正特性サーミスタ18を介すことにより、単相誘導圧縮機1の起動時に発生する起動電流を低減することができ、さらに、起動時には減速リレー14の接点が短絡しない場合、停止時には起動リレー16の接点が開放しない場合などは第1正特性サーミスタ17および第2正特性サーミスタ18が発熱することにより抵抗値が急激に高まる特性から、供給電圧の大半を第1正特性サーミスタ(PTC)17および第2正特性サーミスタ18にて消費することができ、単相誘導圧縮機1への電圧、電流供給を遮断することができる。
Further, the starting current generated when the single-
(参考例3)
本発明の参考例3の換気空調装置について図8、図9および図10を参照しながら説明する。
( Reference Example 3 )
A ventilation air conditioner according to Reference Example 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. 8, 9, and 10. FIG.
なお、参考例3の説明において既に実施の形態1および、参考例1、2で説明した同一部品については同一符号を付与し説明を省略する。 In the description of the reference example 3 , the same components already described in the first embodiment and the reference examples 1 and 2 are assigned the same reference numerals and the description thereof is omitted.
図8は本発明の単相誘導圧縮機1の駆動回路11の構成の一例を示すものであり、図9は本発明の単相誘導圧縮機1の駆動回路11の動作として、電圧を一段階で可変する例を示すものである。また、図10は本発明の単相誘導圧縮機1の駆動回路11の動作として、電圧を多段階に可変する例の代表として電圧を二段階で可変する例を示すものである。
FIG. 8 shows an example of the configuration of the
図8に示すように、単相誘導圧縮機1の駆動回路11は、双方向サイリスタ19にて構成した通電切換手段20とし、通電切換手段20の通電タイミングを制御する制御手段21を備えた構成としている。
As shown in FIG. 8, the
上記構成において、単相誘導圧縮機1を起動する際は、図9(a)に示すように、交流電圧のゼロクロスポイントから所定の時間(ta)後に設定した通電タイミングにて、制御手段21より通電切換手段20へ駆動信号が交流電源の半サイクル毎に送信され、受信した通電切換手段20は駆動信号に応じたタイミングにて単相誘導圧縮機1へ電圧を供給し、半欠け状態の電圧波形と成り、1サイクルあたりの有効電力が低下した電圧として一段階可変した電圧V4を単相誘導圧縮機1へ供給するため、単相誘導圧縮機1の回転はこの有効電力に応じた回転となる。
In the above configuration, when the single-
また、起動開始から所定の時間(t3)が経過すると、制御手段21より通電切換手段20へ送られる駆動信号が常時通電(通電タイミングを調整せずに交流電源をそのまま通電すること)へと切換り、交流電源電圧と等しい定格電圧を単相誘導圧縮機1へ供給する。
When a predetermined time (t3) has elapsed from the start of activation, the drive signal sent from the control means 21 to the energization switching means 20 is switched to the constant energization (ie, the AC power supply is energized as it is without adjusting the energization timing). Thus, a rated voltage equal to the AC power supply voltage is supplied to the single-
次に、単相誘導圧縮機1を停止する際は、図9(b)に示すように、交流電圧のゼロクロスポイントから所定の時間(tb)後に設定した通電タイミングにて、制御手段21より通電切換手段20へ駆動信号が交流電源の半サイクル毎に送信され、一段階可変した電圧V6が印加されることとなり、単相誘導圧縮機1の回転はこの有効電力に応じた回転となり、停止動作開始から所定の時間(t4)が経過すると、制御手段21より通電切換手段20へ送られる駆動信号が通電遮断へと切換り、単相誘導圧縮機1へ供給する電圧を遮断する。
Next, when the single-
また、図10に示すものは、この通電タイミングを多段階に可変し、単相誘導圧縮機1の回転数を変化させる作用を用いて、多段階に設定するものであり、その一例として2段階に設定する例を示したものが図7である。
In addition, what is shown in FIG. 10 is to set the multi-stage using the action of changing the number of rotations of the single-
図10(a)に示すように、起動する際は、交流電圧のゼロクロスポイントから所定の時間(tc)後に設定した通電タイミングにて、制御手段21より通電切換手段20へ駆動信号が交流電源の半サイクル毎に送信され、一段階めの可変した電圧V7が単相誘導圧縮機1へ印加され、単相誘導圧縮機1の回転はこの有効電力に応じた回転となり、起動開始から所定の時間(t5)が経過すると、制御手段21より通電切換手段20へ送られる駆動信号の通電タイミングが切換り、交流電圧のゼロクロスポイントから所定の時間(td)後に設定した通電タイミングとなり、二段階めの可変した電圧V8が単相誘導圧縮機1に印加され、単相誘導圧縮機1の回転はこの有効電力に応じた回転となり、更に所定の時間(t6)が経過すると、制御手段21より通電切換手段20へ送られる駆動信号が常時通電へと切換り、交流電源電圧と等しい定格電圧を単相誘導圧縮機1へ供給する。
As shown in FIG. 10 (a), when starting up, the drive signal is sent from the control means 21 to the energization switching means 20 at the energization timing set after a predetermined time (tc) from the zero cross point of the AC voltage. The voltage V7, which is transmitted every half cycle and is variable in the first stage, is applied to the single-
次に、単相誘導圧縮機1を停止する際は、図10(b)に示すように、交流電圧のゼロクロスポイントから所定の時間(te)後に設定した通電タイミングにて、制御手段21より通電切換手段20へ駆動信号が交流電源の半サイクル毎に送信され、一段階めの可変した電圧V10が単相誘導圧縮機1へ印加され、単相誘導圧縮機1の回転はこの有効電力に応じた回転となり、停止動作開始から所定の時間(t7)が経過すると、制御手段21より通電切換手段20へ送られる駆動信号の通電タイミングが切換り、交流電圧のゼロクロスポイントから所定の時間(tf)後に設定した通電タイミングとなり、二段階めの可変した電圧V9が単相誘導圧縮機1に印加され、単相誘導圧縮機1の回転はこの有効電力に応じた回転となり、更に所定の時間(t8)が経過すると、制御手段21より通電切換手段20へ送られる駆動信号が通電遮断へと切換り、単相誘導圧縮機1へ供給する電圧を遮断する。
Next, when the single-
また、通電切換手段20は、双方向サイリスタ19を用いているため、制御手段21からの駆動信号は短時間のパルスで良く、一度双方向サイリスタ19通電を開始すると、駆動信号が途絶えても、交流電源の半サイクル期間は単相誘導圧縮機1への電源を供給し続ける。
Further, since the energization switching means 20 uses the
そして、単相誘導圧縮機1へ供給する電圧を制御し、単相誘導圧縮機1へ供給する電力を可変することで、単相誘導圧縮機1の回転数を可変することができ、単相誘導圧縮機1の起動、停止時に発生する加減速振動を低減すると共に、単相誘導圧縮機1に接続された冷媒配管5への振動応力を低減することができる。
And by controlling the voltage supplied to the single-
また、通電タイミングにより電圧供給時間を短縮するので、単相誘導圧縮機1の起動時に発生する起動電流を低減することができる。
In addition, since the voltage supply time is shortened by the energization timing, the starting current generated when starting the single-
また、制御手段21は予め設定した二種類の出力設定(通電タイミング)により、単相誘導圧縮機1へ供給する電力を二段階に別けて供給することができ、単相誘導圧縮機1の起動、停止時に発生する加減速振動を二段階に分散し低減することができる。
Moreover, the control means 21 can supply the electric power supplied to the single
また、単相誘導圧縮機1の起動時に発生する起動電流を複数段階に分散し低減することができる。
Further, the starting current generated when starting the single-
なお、本発明の実施の形態4では、単相誘導圧縮機1の駆動信号の変化を一段階と二段階にて説明したが、更に多くの複数段階に設けても良い。
In the fourth embodiment of the present invention, the change in the drive signal of the single-
(参考例4)
本発明の参考例4の換気空調装置について図11、図12および図13を参照しながら説明する。
( Reference Example 4 )
A ventilation air conditioner according to Reference Example 4 of the present invention will be described with reference to FIGS.
なお、参考例4の説明において既に実施の形態1および、参考例1から3で説明した同一部品については同一符号を付与し説明を省略する。 In the description of the reference example 4 , the same parts as those already described in the first embodiment and the reference examples 1 to 3 are given the same reference numerals and the description thereof is omitted.
図11は本発明の換気空調装置の一例を示すものであり、図12は本発明の単相誘導圧縮機1の駆動回路11の構成の一例を示すものであり、図13は本発明の単相誘導圧縮機1の駆動回路11の動作の一例を示すものである。
FIG. 11 shows an example of a ventilation air-conditioning apparatus of the present invention, FIG. 12 shows an example of the configuration of the
図11および図12に示すように、室内の温度を検出する室内温度検出手段23と通電切換手段20への通電タイミングに最低出力通電タイミング値の設定をする構成を有し、この通電タイミングを前記室内温度に応じて所定の可変時間と比例関係に可変制御する制御手段22を保有した駆動回路11とを本体12に備えた構成としている。最低出力通電タイミング値とは単相誘導圧縮機1への供給電圧の起動開始時の電圧に対応させて予め設定する値を示す。
As shown in FIGS. 11 and 12, there is a configuration in which a minimum output energization timing value is set as the energization timing to the indoor temperature detection means 23 and the energization switching means 20 for detecting the indoor temperature. The
上記構成において、単相誘導圧縮機1を起動する際は、図13(a)に示すように、制御手段22は単相誘導圧縮機1への供給電圧がV11となるよう、最低出力通電タイミング値(STN)を設定し、交流電圧のゼロクロスポイントから所定の時間(tg)後に、制御手段22より通電切換手段20へ駆動信号が送信され、その後交流電源の半サイクル毎に所定の時間(tg)を短縮(例えば<次回tg=(今回tg)−1ms>)し送信され、受信した通電切換手段20は駆動信号に応じたタイミングにて単相誘導圧縮機1へ電圧を供給し、半欠け状態の電圧波形と成り、1サイクルあたりの有効電力を低減した電圧として単相誘導圧縮機1へ供給するため、単相誘導圧縮機1の回転はこの有効電力に応じた回転となる。
In the above configuration, when starting the single-
また、所定の時間(tg)を交流電源の半サイクル毎に短縮するため、単相誘導圧縮機1への供給電圧は徐々に高まり、最終的には交流電源電圧と等しい定格電圧を単相誘導圧縮機1へ供給する。
Further, in order to shorten the predetermined time (tg) every half cycle of the AC power supply, the supply voltage to the single-
次に、単相誘導圧縮機1を停止する際は、図13(b)に示すように、交流電圧のゼロクロスポイントから所定の時間(th)後に設定した通電タイミングにて、制御手段22より通電切換手段20へ駆動信号を送信し、その後、交流電源の半サイクル毎に所定の時間(th)を拡大(例えば<次回th=(今回th)+1ms>)し送信され、単相誘導圧縮機1の回転はこの有効電力に応じた回転となる。
Next, when the single-
また、単相誘導圧縮機1への供給電圧がV11となる最低出力通電タイミング値(STN)の所定の時間(th)となると、制御手段22より通電切換手段20へ送られる駆動信号が通電遮断へと切換り、単相誘導圧縮機1へ供給する電圧を遮断する。
Further, when the supply voltage to the single-
また、制御手段22は室内温度検出手段23の入力により、室温が高いとき(例えば35℃以上)は、冷媒温度が上昇し、圧力が高まることから冷凍サイクルの負荷が全体的に高まり、単相誘導圧縮機1が回転するのに必要なトルクが上がるため、最低出力通電タイミング値を(Max)に設定し、単相誘導圧縮機1への供給電圧をV13として起動、停止を行い、また、室温が低いとき(例えば15℃以下)は、冷媒温度が低くなり、圧力が低くなることから冷凍サイクルの負荷が全体的に低くなり、単相誘導圧縮機1が回転するのに必要なトルクが下がるため、最低出力通電タイミング値を(Min)に設定し、単相誘導圧縮機1への供給電圧をV12として起動、停止を行うことができる。
In addition, when the room temperature is high (for example, 35 ° C. or more), the control means 22 increases the refrigerant temperature and the pressure when the room temperature is high (for example, 35 ° C. or more). Since the torque required for the
上記構成により、制御手段22は予め設定した最低出力通電タイミングから、最高出力となる通電タイミングまでを、所定の時間にて可変することにより、単相誘導圧縮機1へ供給する電力を可変時間に対して一定に可変して供給することができ、単相誘導圧縮機1の加速、減速を供給電力の変化に同期させることにより、単相誘導圧縮機1の起動、停止時に発生する加減速振動を抑制すると共に、起動時に発生する起動電流を低減することができる。
With the above configuration, the control means 22 varies the power supplied to the single-
また、単相誘導圧縮機1の起動時、停止時は制御手段22により最低出力通電タイミングから最高出力通電タイミングの範囲内で制御され、単相誘導圧縮機1への不必要な電力供給を抑制し、素早い起動、停止をすることができる。
Further, when the single-
また、制御手段22は単相誘導圧縮機1の負荷状態を室内温度検出手段23の値より算定し、単相誘導圧縮機1の負荷状態に合わせた起動、停止をすることにより、単相誘導圧縮機1への不必要な電力供給を抑制し、適正な素早い起動、停止をすることができる。
Further, the control means 22 calculates the load state of the single-
(参考例5)
本発明の参考例5の換気空調装置について図13、図14および図15を参照しながら説明する。
( Reference Example 5 )
A ventilation air conditioner according to Reference Example 5 of the present invention will be described with reference to FIGS. 13, 14 and 15.
なお、参考例5の説明において既に実施の形態1および、参考例1から4で説明した同一部品については同一符号を付与し説明を省略する。 In the description of the reference example 5 , the same parts already described in the first embodiment and the reference examples 1 to 4 are given the same reference numerals and the description thereof is omitted.
図14は本発明の換気空調装置の一例を示すものであり、図15は本発明の単相誘導圧縮機1の駆動回路11の構成の一例を示すものである。
FIG. 14 shows an example of a ventilation air conditioner of the present invention, and FIG. 15 shows an example of the configuration of the
図14、15に示すように、単相誘導圧縮機1の冷媒回路の吐出温度を検出する吐出温度検出手段24と前記吐出温度に応じて切換手段の通電タイミングを制御する制御手段22を設けた構成とする。
As shown in FIGS. 14 and 15, a discharge temperature detecting means 24 for detecting the discharge temperature of the refrigerant circuit of the single-
上記構成により、制御手段22は吐出温度検出手段24の入力により、吐出温度が高いとき(例えば100℃以上)は、単相誘導圧縮機1の吐出圧力が高まっており、単相誘導圧縮機1が回転する際の圧縮工程の必要トルクが高いため、最低出力通電タイミング値を(Max)に設定し、単相誘導圧縮機1への供給電圧を図13(a)および(b)に示すV13として起動、停止を行い、また、吐出温度が低いとき(例えば50℃以下)は、単相誘導圧縮機1の吐出圧力が低く、単相誘導圧縮機1が回転する際の圧縮工程の必要トルクが低いため、最低出力通電タイミング値を(Min)に設定し、単相誘導圧縮機1への供給電圧を図13(a)および(b)に示すV12として起動、停止を行うことができる。
With the above-described configuration, when the discharge temperature is high (for example, 100 ° C. or more), the control means 22 has an increased discharge pressure of the single-
そして、制御手段22は単相誘導圧縮機1の負荷状態を吐出温度検出手段24の値より算定し、最低出力通電タイミングを単相誘導圧縮機1の必要トルクに合わせて可変することができ、使用環境により変化する単相誘導圧縮機1の負荷状態に合わせた起動、停止をすることにより、単相誘導圧縮機1への不必要な電力供給を抑制し、適正な素早い起動、停止をすることができる。
And the control means 22 can calculate the load state of the single-
(参考例6)
本発明の参考例6の換気空調装置について図13、図16および図17を参照しながら説明する。
( Reference Example 6 )
A ventilation air conditioner according to Reference Example 6 of the present invention will be described with reference to FIGS. 13, 16 and 17.
なお、参考例6の説明において既に実施の形態1および、参考例1から5で説明した同一部品については同一符号を付与し説明を省略する。
In the description of Reference Example 6 , the same components already described in
図16は本発明の換気空調装置の一例を示すものであり、図17は本発明の単相誘導圧縮機1の駆動回路11の構成の一例を示すものである。
FIG. 16 shows an example of a ventilation air conditioner of the present invention, and FIG. 17 shows an example of the configuration of the
図16および図17に示すように、単相誘導圧縮機1の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段25と前記吐出圧力に応じて切換手段の通電タイミングを制御する制御手段22を設けた構成とする。
As shown in FIGS. 16 and 17, the discharge pressure detection means 25 for detecting the discharge pressure of the single-
上記構成により、制御手段22は吐出圧力検出手段25の入力により、吐出圧力が高いとき(例えば4MPa以上)は、単相誘導圧縮機1が回転する際の圧縮工程の必要トルクが高いため、最低出力通電タイミング値を(Max)に設定し、単相誘導圧縮機1への供給電圧を図13(a)および(b)に示すV13として起動、停止を行い、また、吐出圧力が低いとき(例えば2MPa以下)は、単相誘導圧縮機1が回転する際の圧縮工程の必要トルクが低いため、最低出力通電タイミング値を(Min)に設定し、単相誘導圧縮機1への供給電圧を図13(a)および(b)に示すV12として起動、停止を行うことができる。
With the above configuration, the input of the
そして、吐出圧力検出手段25は、単相誘導圧縮機1の負荷状態を示す吐出圧力を検出することで可変する負荷状態を精度よく検出し、制御手段22は単相誘導圧縮機1の負荷状態を吐出圧力検出手段25の値より算定し、最低出力通電タイミングを単相誘導圧縮機1の必要トルクに合わせて可変することができ、使用環境により変化する単相誘導圧縮機の負荷状態に合わせた起動、停止をすることにより、単相誘導圧縮機への不必要な電力供給を抑制し、適正な素早い起動、停止をすることができる。
The discharge pressure detection means 25 accurately detects the variable load state by detecting the discharge pressure indicating the load state of the single-
(参考例7)
本発明の参考例7の換気空調装置について図18、図19および図20を参照しながら説明する。
( Reference Example 7 )
A ventilation air conditioner according to Reference Example 7 of the present invention will be described with reference to FIGS. 18, 19, and 20. FIG.
なお、参考例7の説明において既に実施の形態1および、参考例1から6で説明した同一部品については同一符号を付与し説明を省略する。 In the description of the reference example 7 , the same parts as those already described in the first embodiment and the reference examples 1 to 6 are given the same reference numerals and the description thereof is omitted.
図18は本発明の換気空調装置の一例を示すものであり、図19は本発明の単相誘導圧縮機1の駆動回路11の構成の一例を示すものであり、図20は本発明の単相誘導圧縮機1の駆動回路11の動作の一例を示すものである。
FIG. 18 shows an example of the ventilation air-conditioning apparatus of the present invention, FIG. 19 shows an example of the configuration of the
図18、図19に示すように、減圧手段3は電動膨張弁26とし、膨張弁開度を開閉する機能を有した制御手段27を設けた構成とし、さらに制御手段27は、単相誘導圧縮機1を起動する際は、電動膨張弁26の開度を全開にした後に起動を開始させ、単相誘導圧縮機1を停止する際は、電動膨張弁26の開度を全開にした後、単相誘導圧縮機1の吐出圧力と吸込圧力が均圧(例えば圧力差が0.1MPa以内)する時間後に停止動作を開始させることができる構成とする。
As shown in FIGS. 18 and 19, the decompression means 3 is an
また、単相誘導圧縮機1の駆動回路11は、交流電源電圧を全波整流するダイオードブリッジ28と単相誘導圧縮機1への接続を切換える第一切換リレー29、第二切換リレー30にて構成した周波数切換手段31とし、ダイオードブリッジ28の+出力と第一切換リレー29との間に第1抵抗器32を接続し、ダイオードブリッジ28の−出力と第二切換リレー30との間に第2抵抗器33を接続し、単相誘導圧縮機1への電圧供給を入切する起動リレー16を設けた構成とする。そして、本実施の形態の交流電源電圧は、商用の交流電源電圧を示すものである。
The
上記構成により、図20(a)に示すように、単相誘導圧縮機1を起動する際は、第1切換リレー29と第2切換リレー30の接点を共にノーマルクローズ(Nc)側とし、起動リレー16を短絡させ、単相誘導圧縮機1へ電源の供給を開始する(通電パターンA)。その後、交流電圧の半サイクル毎に通電パターンをB、C、D、Aと切換えることで、単相誘導圧縮機1への供給電圧周波数が擬似的に交流電圧の1/2周波数へと変換され供給され、起動から所定の時間(t10)後に、第1切換リレー29と第2切換リレー30の接点を共にノーマルクローズ(Nc)側に固定することで交流電圧と等しい電圧と周波数を単相誘導圧縮機1へ供給することとなる。
With the above configuration, as shown in FIG. 20 (a), when starting the single-
また、単相誘導圧縮機1を停止する際は、図20(b)に示すように、通電パターンAから交流電圧の半サイクル毎に通電パターンをB、C、D、Aと切換え、単相誘導圧縮機1への供給電圧周波数を擬似的に交流電圧の1/2周波数へと変換し、停止動作開始から所定の時間(t11)後に、起動リレー16を開放させ、単相誘導圧縮機1へ電源の供給を停止する。
When the single-
また、通電パターンBのときには、第2抵抗器33を介して単相誘導圧縮機1へ電圧を供給するため、供給電圧は第2抵抗器33と単相誘導圧縮機1のインピーダンス比率により降圧され、通電パターンCのときには、第1抵抗器32を介して単相誘導圧縮機1へ電圧を供給するため、供給電圧は第1抵抗器32と単相誘導圧縮機1のインピーダンス比率により降圧された電圧となる。
Further, in the energization pattern B, since the voltage is supplied to the single-
そして、単相誘導圧縮機1へ電源供給する周波数を擬似的に交流電源電圧の1/2周波数とすることにより、単相誘導圧縮機1の回転数を低下することができ、単相誘導圧縮機1の起動、停止時に発生する加減速振動を低減すると共に、単相誘導圧縮機1に接続された冷媒配管への振動応力を低減することができる。
The frequency of supplying power to the single-
また、単相誘導圧縮機1へ供給する電圧は、単相誘導圧縮機1と第1抵抗器32と第2抵抗器33のインピーダンス比率にて低減し、流れる電流は単相誘導圧縮機1と第1抵抗器32と第2抵抗器33の合成インピーダンスにより低減することにより、単相誘導圧縮機1の回転トルクを低下させることができ、低下した単相誘導圧縮機1の回転数に見合った電圧を供給することで余分な加減速振動を低減し、磁気飽和による損失を抑制できる。
The voltage supplied to the single-
また、単相誘導圧縮機の起動時または停止時に、膨張弁の開度を一時的に開くことで単相誘導圧縮機1の吐出圧力が低減し、単相誘導圧縮機1の回転に必要なトルクも低減することから、負荷の変動範囲を抑制し、振動低減の効果を安定させることができる。
Further, when the single-phase induction compressor is started or stopped, the opening pressure of the expansion valve is temporarily opened to reduce the discharge pressure of the single-
なお、参考例7では、第1抵抗器32と第2抵抗器33を備えた構成として説明したが、第1抵抗器32と第2抵抗器33を備えなくても擬似的に電源周波数の1/2周波数を単相誘導圧縮機1へ供給することができ、その際の単相誘導圧縮機1への供給電圧は、図17の点線で示したものとなる。
In the reference example 7 , the
本発明の換気空調装置は、圧縮機の起動、停止時に発生する加減速振動を抑制したことを特徴としたものであり、浴室の換気空調のみならず、リビング、寝室、キッチンあるいは洗面所等の換気空調装置にも適用することができる。 The ventilation air-conditioning apparatus of the present invention is characterized by suppressing acceleration / deceleration vibration that occurs at the time of starting and stopping the compressor, not only in the ventilation and air-conditioning of the bathroom, but also in the living room, bedroom, kitchen or washroom, etc. It can also be applied to a ventilation air conditioner.
1 単相誘導圧縮機
2 凝縮コイル
3 減圧手段
4 蒸発コイル
5 冷媒配管
6 吸込口
7 換気口
8 換気ファン
9 吹出口
10 循環ファン
11 駆動回路
12 本体
13 抵抗器
14 減速リレー
15 減速手段
16 起動リレー
17 第1正特性サーミスタ
18 第2正特性サーミスタ
19 双方向サイリスタ
20 通電切換手段
21 制御手段
22 制御手段
23 室内温度検出手段
24 吐出温度検出手段
25 吐出圧力検出手段
26 電動膨張弁
27 制御手段
28 ダイオードブリッジ
29 第1切換リレー
30 第2切換リレー
31 周波数切換手段
32 第1抵抗器
33 第2抵抗器
DESCRIPTION OF
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