JPH0220906B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明はヒートポンプ式空調機器の制御装置
に係り、特に、圧縮機、四方弁、室内熱交換器、
室外熱交換器等で冷凍サイクルを構成するヒート
ポンプ式空調機器の入力電流が、最大許容電流を
超えないように運転制御されるヒートポンプ式空
調機器の制御装置に関する。

（従来の技術） 従来、ヒートポンプ式空調機器の過負荷を保護
する制御装置は、種々知られており、例えば、実
開昭54−163054号公報、特開昭55−123941号公報
に記載されている。

実開昭54−163054号公報では、空調機器の圧縮
機モータに対する負荷が過負荷になつたとき、こ
の圧縮機モータに対する負荷に応じて該モータに
与える供給電源の周波数を減少して低速で運転制
御し、これにより空調機器の入力電流が最大許容
電流値を超えないように制御する制御回路が記載
されている。

一方、特開昭55−123941号公報では、容量制御
可能な圧縮機と、外気温度もしくは室内温度を検
出する検知手段とを備え、前記検知手段に連動し
て、空調機器の最大許容電流値を超えない範囲
で、前記圧縮機の容量制御を行なう制御回路が記
載されている。

（発明が解決しようとする問題点） この種の制御装置では、ヒートポンプ式空調機
器の冷房運転時と暖房運転時の最大許容電流値を
変えていない。この最大許容電流値は、冷房時あ
るいは暖房時のいずれか一方の過負荷時における
最大許容電流値に合わせるのが普通である。

ところが、例えば、冷房時の過負荷時に合わせ
た場合には、電流値が低く、暖房運転時充分に暖
房作用ができないときに最大許容電流値に達して
しまい暖房能力不足をきたす。また、暖房時の過
負荷時に合わせると、冷房時の過負荷運転に伴う
室外ユニツトに設けられた電気部品の温度上昇や
圧縮機の温度上昇等から、空調機器を充分に保護
することができなかつた。これらの問題を解決す
るために、冷・暖房両方に適合する電流値に設定
することも考えられるが、そのためには、冷・暖
過負荷状態が同一になるような冷凍サイクル、ま
たは室内外送風機の制御を行なわなければなら
ず、複雑な制御システムになつたり、複雑な冷凍
サイクルにしなければならないという欠点が生じ
る。

この発明は、以上のような従来技術の欠点に鑑
みなされたものであつて、冷房時と暖房時の最大
許容電流値を異ならせることにより、効率良く過
負荷保護ができるヒートポンプ式空調機器の制御
装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段および作用） この発明は、冷房時と暖房時とで異なる設定値
を有し、空調機器の入力電流が該設定値を超えた
ときに出力を出す電流検出装置と、この電流検出
装置の検出出力を入力しその検出出力に応じて圧
縮機モータへの供給電源の周波数を可変して圧縮
機モータの回転数を制御する周波数可変装置とを
備え、空調機器の冷・暖房切換時に前記電流検出
装置の設定値を切換えるようにしている。

（実施例） 以下、添付図面に基づいてこの発明の一実施例
を説明する。

第１図はこの実施例に係る制御装置の説明図で
ある。この制御装置で制御されるヒートポンプ式
空調機器は、室内熱交換器および室外熱交換器
（図示せず）内へ冷媒を圧縮、循環させる圧縮機
と、冷媒の流れを反転させる四方弁と、前記室内
熱交換器及び室外熱交換器に近接してそれぞれ設
けられる室内送風機及び室外送風機等とを備え、
前記室内熱交換器及び室内送風機が室内ケースＡ
に、前記室外熱交換器、室外送風機及び圧縮機な
どが室外ケースＢに、それぞれ設けられている。
このように構成されるヒートポンプ式空調機器
は、室内送風機用スイツチSW_Fと直列接続された
室内送風機モータ１と、運転スイツチSW₀と直列
接続された室外送風機モータ２と、冷暖房切換ス
イツチSW_Cと直列接続された四方弁３とが、それ
ぞれ電源プラグＰに並列に接続され、また圧縮機
モータ４が周波数可変装置５を介して前記運転ス
イツチSW₀に接続されている。

ここで、圧縮機モータ４は、周波数により速度
制御されるもので、例えば、誘導電動機が使用さ
れる。この圧縮機モータ４は、周波数可変装置５
から与えられる所定周波数の供給電源により速度
制御されて回転する。

この周波数可変装置５は、例えば、全波整流器
とインバータとで構成され、商用電源を一旦直流
に変換した後、一定の周波数の方形波を出力し、
圧縮機モータ４に加える。この周波数可変装置５
には、温度検出装置６及び電流検出装置７から周
波数指令信号が加えられる。

温度検出装置６は、運転スイツチSW₀を介して
電源プラグＰと接続されている。この温度検出装
置６は、室内温度を検出し、それに応じた周波数
指令信号を前記周波数可変装置５に加え、この周
波数可変装置５を介して圧縮機モータ４の回転速
度が制御され、室内温度の調整が行なわれる。

電流検出装置７は、周波数可変装置５の入力電
流を検出する変流器８と、この検出電流の大きさ
に応じた周波数指令信号を発生する周波数制御装
置９とで構成され、空調機器の過負荷時に、周波
数可変装置５を介して圧縮機モータ４の回転速度
を制御する。ここで、周波数制御装置９は、冷房
時と暖房時とで異なる設定値を有し、前記変流器
８の検出電流値がこの設定値を超えたときに、そ
の超過電流の大きさに応じた周波数指令信号を出
力する。この周波数制御装置９の２つの設定値
は、冷房運転切換時に、例えば、冷房切換スイツ
チSW_Cに連動して切換えられるようになつてい
る。なお、この切換えを冷暖房切換スイツチSW_C
とは別個に、手動により行なうことも可能であ
る。

このように構成される制御装置の動作を、以下
説明する。

ヒートポンプ式空調機器では、一般に、冷房と
暖房の負荷割合が異なり、冷房時に比べて暖房時
の負荷が大きくなる。そこで、空調機器の冷・暖
房機能を充分に発揮させるために、今仮りに、冷
房時における空調機器の入力電流の最大許容電流
値i_Cを15A、暖房時における最大許容電流値i_Hを
20Aに設定するものとすれば、運転スイツチSW₀
を介して周波数可変装置５に供給される電源電流
の最大許容電流値も予め決定され、これに対応し
て電流検出装置７における冷・暖房時の設定値を
所定の値に選んでおく。

空調機器を暖房運転する場合には、冷暖房切換
スイツチSW_Cを暖房側に入れる。これにより、四
方弁３を介して暖房サイクルとなるとともに、電
流検出装置７の設定値も暖房側にセツトされる。
暖房運転時における軽負荷時（通常運転時）にお
いては、温度検出装置６から発せられる周波数指
令信号により周波数可変装置５を介して圧縮機モ
ータ４の回転速度が制御され、室内が設定温度に
保たれるように制御される。ここで、外気温度が
低下し室内温度との差が著しく大きくなつた場合
には、圧縮機の凝縮圧力が増大し、これに伴つて
圧縮機モータ４への入力電流及び空調機器の入力
電流が増大する。空調機器の入力電流が最大許容
電流値近くまで上昇し、周波数可変装置５に供給
される電流値が電流検出装置７の設定値を超える
と、その超過電流の大きさに応じて電流検出装置
７から周波数を減少させる指令信号が出力され、
この指令信号により周波数可変装置５から出力さ
れる。周波数の最大値が制御され、圧縮機モータ
４の回転数が漸時減少して空調機器の入力電流が
最大許容範囲を超えないように制御される。

第２図及び第３図は、前記制御方式を具体的に
説明するための、時間に対する電流波形図であ
る。今、暖房時の最大許容電流値i_Hを20A、制御
範囲を1A以内に押え、19Aを超える高いゾーン
をＡゾーン、18Aから19Aの中間のゾーンをＢゾ
ーン、および18A以下の低いゾーンをＣゾーンと
する（第２図参照）。ここで、負荷の増大に伴い
空調機器の入力電流ｉがＡゾーンに入つた時に
は、電流検出装置７で暖房時の設定値を超えた超
過電流が検出され、周波数可変装置５を介して、
所定時間、例えば、30秒ごとに、圧縮機モータ４
に供給する電流の周波数を所定の値、例えば、５
Hzづつ下げられる。これにより入力電流ｉがＢゾ
ーンに降下する。このＢゾーンでは周波数の変化
が行なわれない。ところが、負荷の減少に伴い、
入力電流ｉがＣゾーンまで降下した時には、電流
検出装置６でその不足電流が検出され、周波数可
変装置５を介して、所定時間、例えば、30秒ごと
に、圧縮機モータ４に供給される電流の周波数が
所定の値、例えば、５Hzづつ上昇し、温度検出装
置６の指示する周波数まで、周波数可変装置５を
介して復帰する。このような制御により、第３図
に示すように、入力電源ｉは、時間に対して、
19Aから20A間で変化することになり、空調機器
の能力を維持しつつ、最大許容電流値以下で電流
制御が行なわれることになる。

空調機器を冷房運転する場合には、冷暖房切換
スイツチSW_Cを冷房側に入れる。これにより、四
方弁３を介して冷房サイクルに切換わるととも
に、電流検出装置７の設定値も冷房側にセツトさ
れる。そのため、空調機器における入力電流の最
大許容電流値が冷房時の値に設定される。今、冷
房時の最大許容電流値i_Cを15Aとすれば、入力電
流ｉは上記と同様にして14Aから15Aの間で制御
されることになる。

このように、冷暖房時の最大許容電流値を異な
らせることにより、例えば、冷房時の最大許容電
流値を暖房時の最大許容電流値より低い値に設定
することにより、暖房時においては、暖房能力を
最大限に発揮させることができる。一方、冷房時
において、室内及び室外温度が高い冷房過負荷状
態では、室内を冷房運転しても、室外温度が変わ
らず、そのため室外熱交換器の熱、圧縮機の熱等
で室外ユニツトに設置した周波数可変装置５等の
電気部品が温度上昇する。しかし前記のように冷
房時の最大許容電流値を暖房時の最大許容電流値
より低く設定するので、冷房過負荷運転での電気
部品の温度上昇を制御することでき、そのためこ
れら電気部品の信頼性が向上する。このように、
冷房時の最大許容電流値を低くすることより、冷
房過負荷での圧縮機の温度上昇による圧縮機モー
タの焼損、吐出ガス温度の上昇による圧縮機の摺
動部の油切れ等の異常保護をもできることにな
る。さらにまた、上記のような制御を行なうこと
により、圧縮機モータ４のオフ回数が減つて、空
調機器の運転効率が良くなる。

〔発明の効果〕

この発明によるヒートポンプ式空調機器の制御
装置によれば、電流検出装置が冷房時と暖房時と
で異なる設定値を有し、この設定値が空調機器の
冷・暖房切換時に切換えられるので、電流検出装
置の２つの設定値を、冷・暖房時における制御す
べき最大許容電流値に応じた値に選定しておけ
ば、冷・暖房運転時において、負荷の増大に伴い
空調機器の入力電流が電流検出装置の各設定値を
超えて冷房時または暖房時の最大許容電流値近く
まで上昇した場合には、その超過電流を電流検出
装置で検出して周波数可変装置を介して圧縮機モ
ータの回転数を減少させるように制御されるの
で、ヒートポンプ式空調機器の冷房及び暖房能力
を最大限に発揮させつつ的確な過負荷保護ができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るヒートポン
プ式空調機器の制御装置の説明図、第２図及び第
３図は第１図の装置の時間に対する電流波形図で
ある。 １……室内送風機モータ、２……室外送風機モ
ータ、３……四方弁、４……圧縮機モータ、５…
…周波数可変装置、６……温度検出装置、７……
電流検出装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧縮機、四方弁、室内熱交換器及び室外熱交
   換器を備えたヒートポンプ式空調機器の入力電流
   が、最大許容電流値を超えないように運転制御さ
   れるヒートポンプ式空調機器の制御装置におい
   て、 冷房時と暖房時とで異なる設定値を有し前記空
   調機器の入力電流が該設定値を超えたときに出力
   を出す電流検出装置と、 この電流検出装置の検出出力を入力しその検出
   出力に応じて前記圧縮機モータへの供給電源の周
   波数を可変して前記圧縮機モータの回転数を制御
   する周波数可変装置とを備え、 前記空調機器の冷・暖房切換時に前記電流検出
   装置の設定値を切換えるようにしたことを特徴と
   するヒートポンプ式空調機器の制御装置。