JPH03191259A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は圧縮能力可変な圧縮機と圧縮能力ー定の圧縮
機とを備えた冷凍装置に関するものである。

（従来の技術） 上記のような冷凍装置の従来例としては、例えば特開昭
５８−２２１３４９号公報記載の装置を挙げることがで
きる。この装置においては、インバータ制御される回転
数可変形の第１圧縮機と、回転数−定の第２圧縮機とを
互いに並列に接続してコンプレッサユニットを構成し、
これに凝縮器、膨張弁、蒸発器を順次接続して空気調和
機を構成している。

上記装置では、空調負荷が小さな範囲では第１圧縮機の
みを運転する一方、この第１圧縮機の圧縮能力可変幅の
最大値を超える圧縮能力を必要とする大きな空調負荷が
生じたときに上記第１、第２圧縮機の同時運転に切換え
る。このような切換制御と、第１圧縮機の圧縮能力制御
とを併用することによって、第１圧縮機の圧縮能力の可
変幅が比較的小さくなり、したがってインバータＨａ装
置を小容量のもので構成しても、変動幅の大きな負荷に
対応した制御が可能となり、大容量のインバータ制御装
置を備えた１台の圧縮機で構成する場合に比べて、コン
プレッサユニットの製作費を安価にすることができると
いう利点が生じる。

上記第１、第２圧縮機の運転制御は次の通りである。す
なわち、要求負荷の増加に伴って所定の圧縮能力までは
インバータ制御される上記第１圧縮機だけを運転する。

そして第１圧縮機の運転周波数が最高周波数に達した後
に、要求負荷がさらにそれ以上に上昇した場合に、第１
、第２両圧縮機を同時運転して、第２圧縮機の圧縮能力
増加分に応じて第１圧縮機の周波数を低下させて運転す
るようになっている。

上記したような第１、第２両圧縮機の切換制御に関する
先行出願としては、特開昭６３−７３０５６号や特開昭
６３−７３０５７号を挙げることができる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記した従来の第１、第２両圧縮機の運
転制御では、インバータ制御される上記第１圧縮機が、
切換周波数まで周波数制御された後に、第１圧縮機の周
波数が垂下制御されるために、夜間のように周囲が静粛
なときに、第１圧縮機から、耳触りな高周波騒音が発生
するという問題がある。

この発明は上記した従来の問題を解決するためになされ
たものであって、その目的は、第１圧縮機と第２圧縮機
との運転制御方式を改善し、特に低騒音性が要求される
場合に、騒音を低周波数化することによって高周波騒音
が発生ずる頻度を低減することが可能な冷凍装置を提供
することにある。

（課題を解決するための手段） そこで第１図及び第３図に示すように、この発明の冷凍
装置は、冷媒循環回路に、圧縮能力可変なインバータ式
の第１圧縮機１と圧縮能力一定の第２圧縮機２とを互い
に並列に接続して成る冷凍装置であって、冷凍負荷の増
加に伴って第１切換周波数に相当する冷凍負荷未満では
第１圧縮機１だけを周波数制御し、それ以上の冷凍負荷
では再圧縮機１．２を同時運転すると共に、第１圧縮機
１の運転周波数を第２圧縮機２による圧縮能力増加分に
応じた周波数制御する周波数制御手段４８を設ける一方
、さらに低騒音運転時に低騒音運転信号を出力する低騒
音運転信号出力手段６０と、この低騒音運転信号７２が
入力されたときに上記第１切換周波数より低周波数の第
２切換周波数で上記再圧縮機１．２の同時運転を開始す
るように上記周波数制御手段４８を制御する低騒音制御
手段６２とを備えている。

（作用） 上記構成による冷凍装置においては、夜間のように低騒
音性が通常より厳しく要求される場合に、低騒音運転信
号出力手段６２から低騒音運転信号７２を出力する。こ
の低騒音運転信号７２によって、低騒音制御手段６０は
、第１、第２両圧縮機１．２を同時運転制御する周波数
制御手段４８を次のように制御する。すなわち低騒音運
転時には、周波数制御手段４８が、第１切換周波数より
も低周波数の第２切換周波数で上記再圧縮機ｌ、２の同
時運転制御を開始して、以後は第２圧縮機２の圧縮能力
が付加される分だけ第１圧縮機１の運転周波数を下げる
ように周波数制御するのである。

このため低騒音運転時には、切換周波数が低周波数側の
第２切換周波数に低下し、上記第１圧縮機１が高周波数
側の第１切換周波数まで周波数制御される頻度を低減さ
せ、第１圧縮機１からの発生音を低周波数化した低騒音
運転が可能になる。

（実施例） 次にこの発明の冷凍装置の具体的な実施例について、図
面を参照しつつ詳細に説明する。

まず第２図には、マルチタイプの空気調和機として構成
したこの発明の一実施例における冷凍装置の冷媒回路図
を示しており、同図において、Ｘは室外ユニットであり
、この室外ユニットＸには、４台の室内ユニットＡ−Ｄ
が接続されている。

上記室外ユニットｘには、互いに並列に接続された２台
の圧縮機１．２が内装されている。第１圧縮機ｌは、そ
の回転速度、つまり圧縮能力を制御するためのインバー
タ３を有するものであり、最高１２０Ｈｚ　（第１切換
周波数）の運転周波数まで周波数制御可能である。また
第２圧縮機２は商用周波数に応じた一定の回転数で駆動
されるものである。これらの圧縮機Ｌ２の吐出側の配管
４と吸込側の配管５とはそれぞれ四路切換弁６に接続さ
れ、この四路切換弁６にはさらに第１ガス管７と第２ガ
ス管８とが接続されている。なお上記吸込側配管５には
アキュームレータ９が介設されている。上記第１ガス管
７は、室外熱交換器１０に接続され、また上記第２ガス
管８はヘッダーｌｌに接続されると共に途中にガス閉鎖
弁１２が介設されている。上記室外熱交換器１０には室
外ファン１３が付設されると共にさらに液管１４が接続
されており、この液管１４には、上記室外熱交換器１０
側から順次ドライヤフィルタ１５、第１電動膨張弁１６
、受液器１７、液閉鎖弁１８が介設されている。そして
上記液管１４の先端は、それぞれ第２電動膨張弁１９・
・１９の介設された複数（図の場合には４本）の液支管
２０・・２０に分岐される一方、上記ヘッダー１１に、
それぞれマフラー２１・・２１の介設された４本のガス
支管２２・・２２が接続されており、これらのガス支管
２２と上記各液支管２０との間に室内熱交換器２３（室
内ユニットＡについてのみ図示する）がそれぞれ連絡配
管２４・・２４によって互いに並列に接続されている。

なお各室内ユニットＡ〜Ｄは、それぞれ上記室内熱交換
器２３と室内ファン２５とによって構成されている。

上記構成の空気調和機における暖房運転は、四路切換弁
６を図中実線で示す切換位置に位置させて、圧縮機１．
２からの吐出冷媒を四路切換弁６、第２ガス管８を経由
させて各室内熱交換器２３で凝縮させ、次いで液管１４
を経由させて室外熱交換器ｌＯ内で蒸発させた後、第１
ガス管７、四路切換弁６から圧縮機１へと返流させるこ
とによって行う。この場合、蒸発冷媒の過熱度制御を第
１電動膨張弁１６にて行い、各第２電動膨張弁１９では
、各室内熱交換器２３への冷媒分配量の制御を行う。

一方、冷房運転は、四路切換弁６を図中実線で示す切換
位置に切換え、圧縮機１．２からの吐出冷媒を室外熱交
換器１０側から各室内熱交換器２３へと回流させること
によって行う。このとき、第１電動膨張弁１６は全開に
し、各第２電動膨張弁１９で冷媒の過熱度制御を行う。

次に上記のような運転の制御について、第３図の運転制
御系統図を参照して説明する。図のように、各室内ユニ
ッｈＡ−Ｄは室内制御装置４１（室内ユニットＡについ
てのみ図示する）をそれぞれ備えており、各室内制御装
置４１には、運転操作用リモコン４２と、室温を検出す
る室温センサ４３とがそれぞれ接続されている。上記各
運転操作用リモコン４２は冷暖切換スイッチと、運転ス
イッチと、希望室温を設定するための温度設定スイッチ
と、さらに低騒音運転信号出力部（低騒音運転信号出力
手段）６２とを有している。この低騒音運転信号出力部
６２は、夜間運転のように低騒音運転する必要がある場
合に、低騒音運転信号を出力する機能を備えており、就
寝時に使用する所謂「おやすみタイマ」を利用してもよ
いし、独立した低騒音スイッチを上記リモコン４２に配
置してもよい。以上のような室内機Ａ−Ｄでは、上記運
転スイッチがＯＮであり、かつ室温センサ４３での検出
温度が設定温度に達していないとき（室内サーモＯＮの
とき）に、上記冷暖切換スイッチでの切換位置に応じて
暖房運転要求信号、或いは冷房運転要求信号が上記検出
温度と設定温度との温度差信号及び上記低騒音運転信号
出力部６２からの低騒音運転信号７２と共に、各室内制
御装置４１から室外ユニットＸに対して出力される。

一方、室外ユニットＸは、室外制御装置４４と、第１圧
縮機１を周波数制御するためのインバータ３を制御する
インバータ制御装置４５とを備えており、上記室外制御
装置４４内には、運転要求ユニット把握部４６と、弁制
御部４７と、周波数制御部（周波数制御手段）４８と、
変更時初期周波数記憶部４９と、周波数設定部５０とが
設けられている。上記運転要求ユニット把握部４６は上
記室内側からの暖房、或いは冷房運転要求信号から起動
時を含む運転部屋数変更時を判別し、運転要求信号を出
力している室内ユニットに応じた運転ユニット信号と共
に、上記の運転部屋数変更時に・変更信号を上記弁制御
部４７と周波数設定部５０とに出力する。これによりま
ず上記弁制御部４７によって、前記した暖房運転時、或
いは冷房運転時の冷媒循環径路を形成すべく四路切換弁
６の切換作動と共に、第１、第２電動膨張弁１６．１９
の開度制御が行われる。また周波数設定部５０では上記
温度差信号７０、運転要求信号７１、低騒音運転信号７
２及び初期周波数記憶部４９のメモリに基づいて、必要
な駆動周波数を設定する機能を有している。さらに詳し
くは、空気調和機の運転開始時、運転台数変更時等には
、上記初期周波数記憶部４９のメモリに基づいて駆動周
波数を決定し、一定時間経過後には上記周波数制御部４
８で駆動周波数を制御するのである。そして周波数制御
部４８は冷凍負荷の増加に伴って第１切換周波数に相当
する冷凍負荷未満では第１圧縮機ｌだけを周波数制御し
、それ以上の冷凍負荷では側圧縮機１．２を同時運転す
ると共に、第１圧縮機ｌの運転周波数を、第２圧縮機２
による圧縮能力増加分だけ下げるように周波数制御する
機能を備えている。

上記室外制御装置４４は、さらに低騒音制御部（低騒音
制御手段）６０を有しているが、これは次のような機能
を有するものである。すなわち、上記低騒音運転信号７
２が周波数設定部５ｏを介して人力されたときに、上記
第１切換周波数（１２０Ｈｚ）よりも低周波数の第２切
換周波数（９０１１ｚ）で上記側圧縮機１．２の同時運
転を開始するように、上記周波数制御手段４８を制御す
るための同時運転信号７５を出力する機能を備えている
のである。

一方、上記周波数制御部４８では、上記運転ユニット信
号及び変更信号に基づく周波数設定部５０及び低騒音制
御部６０からの指令により、第１、第２圧縮機の起動停
止制御と、第１圧縮機Ｉの周波数制御とを行うが、これ
については、第４図及び第５図の制御フローチャートを
参照しながら説明する。

まず冷凍負荷が増加する場合の制御を示す第４図におい
て、ステップＳ１は低騒音制御を行うか否かを判断する
ステップであって、上記低騒音運転信号出力部６２から
低騒音運転信号７２が低騒音制御部６０へ入力されたと
きに、低騒音制御が要求されていると判断しくＹＥＳ　
）　、詳しくは後述するステップＳ４へ進む。またステ
ップＳ１で低騒音運転信号７２が入力されないときには
（Ｎｏ）　、ステップＳ２へ進む。ステップＳ２では要
求冷凍負荷に相当する要求周波数が第１切換周波数（１
２０Ｈｚ＞以上であるか否かを判断し、要求周波数が１
２０Ｈｚ未満のときには（Ｎｏ）　、次のステップＳ３
へ進む。このステップＳ３で上記インバータ３によって
能力可変制御される第１圧縮機１だけを周波数上昇制御
した後に、上記ステップＳｌへ戻って以上の制御を継続
する。上記ステップＳ２で要求周波数が１２０Ｈｚ以上
（ＹＥＳ　）の場合には、ステップＳ５へ進む、このス
テップＳ５では、要求されている目標周波数と電源周波
数との周波数差を演算して、その算出された周波数で第
１圧縮機１を運転するように第１圧縮機１の運転周波数
を垂下させ、ステップＳ６で第２圧縮機２の運転を追加
し、以後上記側圧縮機１．２の同時運転を継続すると共
に、第１圧縮機１を、第２圧縮機２の能力追加分に応じ
て周波数制御する。このステップＳ６が終了した後には
、上記ステップＳ１へ戻り上記した各ステップの制御を
繰り返す。

一方上記低騒音制御の場合には、ステップＳ４で上記要
求周波数が第２切換周波数（９０１１ｚ）以上であるか
否かを判断し、このステップＳ４によって上記側圧縮機
ｌ、２の同時運転を開始する周波数が第１切換周波数よ
り低周波数の第２切換周波数に変更されることになる。

このステップＳ４で、要求周波数が９０Ｈｚ未満の場合
（ＮＯ）は、上記ステップＳ３へ進み、要求周波数が９
０Ｈｚ以上の場合には上記ステップＳ５へ進む。

次に第５図に示す冷凍負荷減少時には、ステップＳＩＯ
で要求周波数が９０Ｈｚ未満かを判断し、要求周波数が
９０Ｈｚ以上のとき（ＮＯ）には、次のステッブＳｌｌ
へ進み第１圧縮機ｌの運転周波数を垂下制御する。そし
てステップＳＩＯで要求周波数が９０１１ｚ未満のとき
（ＹＥＳ　）には、ステップ５１２へ進み、第２圧縮機
２を停止制御した後に、ステップＳ１３へ進む。このス
テップ５１３では要求されている目標周波数まで第１圧
縮機１の運転周波数を上昇制御する。このステップＳ１
３及びステップＳｌｌが終了した後には上記ステップ５
１０へ戻り、上記した制御を繰り返す。

以上の実施例装置では、昼間のように騒音が比較的問題
にならない通常時には、第６図中の破線で示すように第
１圧縮機１の運転周波数が１２０Ｈｚまで上昇した後に
、第１圧縮機１と第２圧縮機２との同時運転制御を開始
して、従来と同様に第１、第２圧縮機工、２を運転制御
する。一方夜間のように低騒音性が要求される場合には
、上記第６図中の実線で示すように、通常時より低周波
数の９０ｆｉｚで上記同時運転制御が開始され、以後第
２圧縮機２の圧縮能力が付加される分だけ第１圧縮機１
を周波数垂下制御しながら、９０８Ｚ未満の周波数域で
第１圧縮機１の運転を継続する。このため低騒音運転時
には、上記同時運転が開始される切換周波数が１２０Ｈ
ｚから９０１１ｚへと切換えられることになり、第１圧
縮機１が１２０Ｈｚで運転される頻度が減少することに
よって、第１圧縮機１から発生ずる騒音が低周波数化し
、したがって特に耳触りな高周波域の騒音が減少して空
気調和機の低騒音運転が可能になる。なお、上記低騒音
運転時に要求負荷が増大して第１圧縮機ｌを９０Ｈｚ以
上で運転する必要が発生した場合には、低騒音性よりも
負荷応答性を優先して、第１圧縮機１を９０Ｈｚ以上で
運転することもある。

以上にこの発明の一実施例について説明したが、上記実
施例はこの発明を限定するものではなく、この発明の範
囲内で種々の変更が可能であり、例えば上記実施例にお
いては、マルチタイプの空気調和機を例に挙げて説明し
たが、その他の冷凍装置においてもこの発明の適用が可
能である。

（発明の効果） 上記したように、この発明の冷凍装置においては、低騒
音運転時には、周波数制御手段が、第１切換周波数より
低周波数の第２切換周波数で第１、第２両圧縮機の同時
運転制御を開始することが、可能になる。このため低騒
音運転時には、上記第１圧縮機が高周波数側の第１切換
周波数まで運転される頻度を減少して、第１圧縮機の騒
音を低周波数化することができ１、高周波騒音の発生を
防止して低騒音運転可能な冷凍装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の機能ブロック図、第２図は空気調和
機として構成したこの発明の一実施例における冷凍装置
の冷媒回路図、第３図は上記空気調和機の運転制御系統
図、第４図は上記空気調和機における負荷増加時の圧縮
機の周波数制御のフローチャート図、第５図は同負荷減
少時の圧縮機の周波数制御のフローチャート図、第６図
は第１圧縮機の要求負荷−運転周波数のグラフである。 １・・・第１圧縮機、２・・・第２圧縮機、３・・・イ
ンバータ、４８・・・周波数制御部（周波数制御手段）
、６０・・・低騒音制御部（低騒音制御手段）、６２・
・・低騒音運転信号出力部（低騒音運転信号出力手段）
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、冷媒循環回路に、圧縮能力可変なインバータ式の第
   １圧縮機（１）と圧縮能力一定の第２圧縮機（２）とを
   互いに並列に接続して成る冷凍装置であって、冷凍負荷
   の増加に伴って第１切換周波数に相当する冷凍負荷未満
   では第１圧縮機（１）だけを周波数制御し、それ以上の
   冷凍負荷では両圧縮機（１）（２）を同時運転すると共
   に、第１圧縮機（１）の運転周波数を第２圧縮機（２）
   による圧縮能力増加分に応じた周波数制御する周波数制
   御手段（４８）を設ける一方、さらに低騒音運転時に低
   騒音運転信号（７２）を出力する低騒音運転信号出力手
   段（６０）と、この低騒音運転信号（７２）が入力され
   たときに上記第１切換周波数より低周波数の第２切換周
   波数で上記両圧縮機（１）（２）の同時運転を開始する
   ように上記周波数制御手段（４８）を制御する低騒音制
   御手段（６２）とを備えたことを特徴とする冷凍装置。