JPH0315981Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はインバータを用いた空気調和機に適用
される制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は従来の空気調和機の電気回路図であ
る。第４図において、１１は空気調和機の電源
（商用電源）、１３は室内フアン、１４は冷暖房切
り換えスイツチ、１５は温度スイツチ、１６は空
気調和機の制御部、１７はＡ点を流れる電流を検
出する部分、１８は整流回路、１９はアンプ、２
０は可変抵抗器、２１は直流電源、２２はアース
である。冷暖房切り換えスイツチ１４は冷房運転
時は第４図中の実線で示すように、暖房運転時は
破線で示すようにそれぞれ接続される。温度スイ
ツチ１５は暖房運転時に凝縮器の温度が一定の値
以上になると接続されるスイツチである。空気調
和機の電源回路を流れる電流を検出する電流検出
部１７はＡ点に電流が流れた時、それに比例した
電流を検出する。検出された交流電流は整流回路
１８により直流に変換され、Ｃ点とアース２２間
に電位差が生ずる。又、直流電源２１から可変抵
抗器２０を介して発生するＢ点にも電圧が発生す
る。このＢ点の電圧が基準となりＣ点との電圧を
アンプ１９で比較して、Ｂ点の電圧よりもＣ点の
電圧が高くなつた時に空気調和機の制御部１６へ
信号を出し、圧縮機へ供給する電源の周波数を低
下し、電流を下げるようになつている。第４図に
おいて、空気調和機が暖房運転された場合、冷暖
房切り換えスイツチ１４は第４図中の破線で示す
ように接続される。温度スイツチ１５は凝縮器の
温度が上昇するまで接続されない。このように空
気調和機が運転されると室内フアン１３は凝縮器
の温度が上昇するまで接続されずフアンロツク状
態となる。Ａ点を流れる電流は空気調和機の圧縮
機へ印加される周波数が増加するにつれ増加し、
Ｃ点の電圧も上昇する。Ｃ点の電圧がＢ点よりも
高くなると、空気調和機の制御部１６より周波数
を低下させる指令が出て、周波数が低下する。こ
れは空気調和機の電流容量を制限する保護機能で
ある。末だ、この状態でも凝縮器の温度が低いた
め室内フアン１３は運転されない。これは温度の
低い空気の吹き出しを防止するためである。上記
の周波数低下の現象を数回繰り返した後に、凝縮
器の温度が上昇し、温度スイツチ１５が閉じて室
内フアン１３が運転される。それと同時にＡ点を
流れる電流も凝縮圧力の低下にともない低下す
る。逆にＡ点を流れる電流が低下しすぎた場合、
Ｃ点での電圧が低下し、Ｂ点での電圧との比較に
より空気調和機の制御部１６より周波数を上昇さ
せる指令が出て周波数が上昇する。第４図の空気
調和機において暖房運転開始時圧縮機に供給され
る周波数が上昇する過程で室内フアン１３が温度
スイツチ１５により、運転されるまでの間にＡ点
を流れる電流の増加により圧縮機に供給される周
波数が低下するように設定されている。実際、室
内フアン１３が運転された状態では圧縮機の回転
数の低いところで使用しており、暖房運転の立ち
上がり時の高暖房能力が必要な時にその能力を出
せない欠点があつた。

本考案は上記従来の問題点を解消するため、暖
房運転の立ち上がり時に保護機能に影響なく高い
周波数、すなわち、圧縮機の回転数を高いところ
で使い、冷凍サイクル中を循環する冷媒の量を増
加させることのできる空気調和機の制御装置を提
供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案による空気調和機の制御装置は、インバ
ータ駆動のヒートポンプ式空気調和機において、
暖房時高圧側となる回路と低圧側となる回路との
間に設けられた開閉弁を有するバイパス回路と、
空気調和機の電源回路を流れる電流を検出する電
流検出部と、同電流検出部で検出された電流値に
比例した電圧と高低２つの異なる基準電圧とを比
較し、高い方の基準電圧と検出電流値に比例した
電圧との比較により検出電流値に比例した電圧が
基準電圧以上のとき、圧縮機への供給電源の周波
数を低下させるよう制御するとともに、低い方の
基準電圧と検出電流値に比例した電圧との比較に
より、検出電流値に比例した電圧が基準電圧以上
のとき、前記開閉弁を開とするよう制御する制御
手段とを備えたことを特徴とするものである。例
えば、空気調和機の電源回路に作動設定電流値の
異なる２つの電流検出部を設け、その作動電流に
より２つの整流回路で直流電圧を発生し、別の直
流電源電圧と比較するアンプ部からの出力信号
（電圧）を検知し、開閉弁を制御するようにして
いる。

〔作用〕

本考案によれば、例えば第１図において、暖房
運転時は図中の破線の矢印で示すように圧縮機１
→四方弁２→室内側熱交換器５→絞り機構４→室
外側熱交換器３→四方弁２→圧縮機１と冷媒が流
れる。開閉弁６は第２図中のＡ点の電流によりＥ
点で発生する電圧が直流電源２７から可変抵抗器
２６を介してのＤ点の電圧より高い時、すなわ
ち、Ｄ点で設定された電圧よりもＥ点での電圧が
高い時、開閉弁６を開けてバイパス回路を形成す
ることになる。又、逆にＡ点の電流値が低下し、
それによりＥ点で発生する電圧がＤ点の設定され
た電圧よりも低くなつた時、開閉弁６を閉じてバ
イパス回路を遮断することになる。

〔実施例〕

第１図は本考案の一実施例に係る空気調和機の
冷凍サイクル図である。第１図において、１は圧
縮機、２は四方弁、３は室外側熱交換器、４は絞
り機構、５は室内側熱交換器、６は開閉弁、７は
絞り機構である。

第２図は本考案の一実施例としての空気調和機
の電気回路図である。第２図において、１１は空
気調和機の電源（商用電源）、１３は室内フアン、
１４は冷暖房切り換えスイツチ、１５は温度スイ
ツチ、１６は空気調和機の制御部、１７および２
３はＡ点を流れる電流を検出する部分、１８およ
び２４は整流回路、１９および２５はアンプ、２
０および２６は可変抵抗器、２１および２７は直
流電源、２２はアースである。

第３図は本考案の他の実施例であるが、電流検
出部、整流回路を１つにして、アンプ２つ用いた
実施例である。第２図に示すものと同一部分には
同一符号を付している。第１図および第２図にお
いて、本考案の実施例を説明する。本考案の目的
は主として周波数を可変して能力制御を行なう空
気調和機の暖房運転の立ち上がり時の改善である
ので暖房運転を中心に説明する。第１図の冷凍サ
イクルにおいて冷媒の流れは冷房運転時は実線の
矢印で、暖房運転時は破線の矢印でそれぞれ示す
ように流れる。暖房運転時の冷媒は圧縮機１で冷
媒が圧縮され、高温、高圧の冷媒となり、四方弁
２を介して室内側熱交換器５で凝縮され、絞り機
構４で絞り膨張し、室外側熱交換器３で蒸発し、
四方弁２を介して圧縮機１に吸い込まれて、再度
圧縮される。開閉弁６は第２図のＡ点を流れる電
流値が増大した場合に開、低下した場合に閉とな
る。開閉弁６が開となつた時高圧側すなわち、圧
縮機１から四方弁２、凝縮器５（冷房運転時は室
外側熱交換器３、暖房運転時は室内側熱交換器
５、本実施例の場合は暖房運転時にバイパス回路
を形成した冷凍サイクル図となつている。）を経
て絞り機構４までの間から低圧側すなわち、絞り
機構４から蒸発器３（冷房運転時は室内側熱交換
器５、暖房運転時は室外側熱交換器３、本実施例
は暖房運転時の例である。）を経て四方弁２を介
して圧縮機１までの間へ絞り機構７を介してバイ
パスするようになつている。逆に開閉弁６が閉の
時はバイパス回路は形成されない。バイパス回路
の位置については、本考案におけるバイパス回路
は冷却が主目的ではなく、高圧を下げることを狙
つている。従つて、実施例に示すように暖房時高
圧となるところから低圧となるところへバイパス
することで問題はない。第２図において、空気調
和機の電源１１が入り、空気調和機が暖房運転さ
れるとスイツチ１４は破線で示すように接続され
る。圧縮機１が運転されると圧縮機１に加えられ
る周波数も徐々に上昇し、高圧および低圧の圧力
差がつくにしたがつて、Ａ点を流れる電流を徐々
に上昇する。一方、温度スイツチ１５は暖房運転
が開始されても凝縮器５（この場合は暖房運転で
あるので室内側熱交換器５）の温度が上昇するま
で閉じない様になつており、室内フアン１３は凝
縮器５の温度が上昇するまで運転されない。この
場合は凝縮器５の温度により実施したが圧縮機１
のケース、高圧側すなわち、圧縮機１から四方弁
２を介して凝縮器５（冷房時は室外側熱交換器
３、暖房運転時は室内側熱交換器５）を経て、絞
り機構４までの間の温度を検出するような位置に
温度スイツチ１５を取り付けて実施しても良い。

Ａ点の電流は電流検出部１７および２３で検出
され、それに比例した電流が電流検出部１７およ
び２３に流れる。その電流により整流回路１８お
よび２４で直流電圧が発生する。その直流電圧と
直流電源２１および２７より可変抵抗器２０およ
び２６を介して電圧とからアンプ１９および２５
で比較されて空気調和機の制御部１６へ信号が送
られる。Ｂ点とＤ点の直流電圧の設定値はＢ点＞
Ｄ点となつている。アンプ１９ではＢ点の電圧と
Ｃ点の電圧を、アンプ２５ではＤ点の電圧とＥ点
の電圧をそれぞれ比較してＢ点の電圧〓Ｃ点の電
圧、Ｄ点の電圧〓Ｅ点の電圧となつたときアンプ
１９および２５より空気調和機の制御部１６へ信
号を出し、Ｂ点の電圧＞Ｃ点の電圧、Ｄ点の電圧
＞Ｅ点の電圧となつた時信号を解除するようにな
つている。アンプ１９より空気調和機の制御部１
６へ信号が出た時、圧縮機１へ加える周波数を低
下し、信号がない時は空気調和機の制御部１６で
設定された周波数で運転される様になつている。
アンプ２５より空気調和機の制御部１６への信号
が出た時、開閉弁６は開となり、信号が無い時は
開閉弁６は閉となる。圧縮機１に加えられる周波
数が徐々に上昇して、Ａ点を流れる電流値が増加
すると、Ｃ点およびＥ点の電圧が高くなる。Ｂ点
の電圧の設定値＞Ｄ点の電圧の設定値であるの
で、先ず、Ｄ点の電圧＜Ｅ点の電圧となり、開閉
弁６が開となる。これによりＡ点電流値が若干減
少する。さらに、空気調和機の負荷の増大により
Ａ点の電流が増加した場合にはＢ点の電圧＜Ｃ点
の電圧となり、周波数が低下することになるが凝
縮器５に取り付けられた温度スイツチ１５の動作
により、室内フアン１３が運転し、負荷が減少す
るので周波数低下まで至らない。又、室内フアン
１３の運転によりＤ点の電圧＞Ｅ点の電圧とな
り、開閉弁６も閉じ通常運転に戻る。第３図は第
２の実施例であり、Ａ点の電流を検出部分を一つ
にして、直流電源２１および２７より可変抵抗器
２０および２６を介して、電圧を変えたものであ
り、Ｂ点の電圧の設定値＞Ｄ点の電圧の設定値で
あり、動作は第２図に示す実施例の場合と同様で
あるのでその説明を省略する。

〔考案の効果〕

本考案によれば冷媒の一部を高圧圧力部分から
低圧圧力部分にバイパスすることにより以下の効
果が得られる。

(1) 暖房運転の立ち上がり時、凝縮器の温度が上
昇するまでの間、圧縮機に印加される周波数が
低下せずに高いところで使用できる。従つて、
圧縮機の回転数が高いところで使用でき、これ
により凝縮器の温度が早く、高い温度に達し、
暖房能力が増大し、暖房運転の立ち上がり性能
が向上する。

(2) 圧縮機の温度も低下し、効率の良い運転がで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の構成を示す冷凍サ
イクル図、第２図は第１図に示す一実施例の電気
回路図、第３図は本考案の他の実施例の構成を示
す電気回路図、第４図は従来例を示す図である。 ６……開閉弁、１５……温度スイツチ、１６…
…空気調和機の制御部、１７，２３……電流検出
部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. インバータ駆動のヒートポンプ式空気調和機に
   おいて、暖房時高圧側となる回路と低圧側となる
   回路との間に設けられた開閉弁を有するバイパス
   回路と、空気調和機の電源回路を流れる電流を検
   出する電流検出部と、同電流検出部で検出された
   電流値に比例した電圧と高低２つの異なる基準電
   圧とを比較し、高い方の基準電圧と検出電流値に
   比例した電圧との比較により検出電流値に比例し
   た電圧が基準電圧以上のとき、圧縮機への供給電
   源の周波数を低下させるよう制御するとともに、
   低い方の基準電圧と検出電流値に比例した電圧と
   の比較により、検出電流値に比例した電圧が基準
   電圧以上のとき、前記開閉弁を開とするよう制御
   する制御手段とを備えたことを特徴とする空気調
   和機の制御装置。