JPH0350437A - 空気調和機 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、能力可変圧ｔＩａｆｉの保護動作制御を行う
空気調和機に関するものである． （従来の技術） 能力可変圧縮機を有ずる空気調和機は、設定温度と室温
との差により圧縮機の運転周波数が決定され、インバー
タ装置にて圧縮機が空調負荷に応じた能力で運転される
ようになっている。このように圧縮機の運転周波数は空
調賃荷により一義的に決めているが、冷凍サイクルの負
荷は使用される温度条件などにより変化し、このため吐
出圧力（Ｐｄ），吸込圧力（Ｐｓ）が大きく変化し、圧
ｆｆｉ機内部の潤滑油の給油特性や圧縮比が大きく変化
する．この圧ｍ機の保護として、従来、凝縮温度を検出
し、その温度が、設定温度以上となつた時、運転周波数
を段階的に下げて圧縮機の高温レリース制御を行ってい
る。

（発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、近年圧縮機の運転周波数の範囲が大幅に
拡大され、圧Ｍ’６Ｆｋが広い能力範囲で運転されるよ
うになり、従来のように凝ＷＩ温度のみで高温レリース
制御を行っていたのでは、不必要にレリース制御を行っ
てしまい、能力可変圧縮機の長所を十分に活用できない
問題かある。

本発明番よ上記事情を考慮してなされたもので、圧’ａ
ｍの使用条件範囲の全域で効果的に圧縮機を保護できる
空気調和機を提供することを目的とする。

［発明の梢成］ （課題を解決するための手殴） 本発明は、上記の目的を達成するために、能力可変圧縮
機と、その能力可変圧縮機の運転周波数を可変に制御す
るインバータ装置と、室内熱交換器温度センサと、室外
熱交換器温度センサと、能力可変圧縮機の吸込圧力と吐
出圧力に対する圧ｍ機運転周波数範囲可能領域が予め入
力されると共に運転時の室内熱交換２Ｉ温度及び室外熟
交換器温度が入力され、これら温度に基ついて運転周波
数範囲可能領域から許容運転周波数範囲を求めると共に
その許容運転周波数範囲内で能力可変圧縮機を駆動すべ
くインバータ装置を制御する制御器とを備えたものであ
る。

（作　用） 上記の横成によれば、制御器に、予め吸込圧力と吐出圧
力に対する運転周波数範囲可能領域が入力されており、
室内熱交換器温度及び室外熱交ＩＡ器温度より運転周波
数範囲可能領域中、圧縮機の許容運転周波数範囲を決定
し、その許容運転周波数の範聞内で圧縮機を運転ずるこ
とで圧縮機を保護しながらかつその運転可能領域を大幅
に広げることができる。

（実施例） 以下、本発明の好適実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

第１図Ｃよ本発明の空気調和機の制御ブロック図を示し
、図において、１は室内制御器、２は室温設定２ａと風
量切ＩＡ２ｂなど空調運転を設定するリモコン、３は能
力可変圧縮機４を運転周波数ｉｒ変に制御するインバー
タ装置で、室内制御器ｌからの運転周波数指令信号に基
づいて能力可変圧縮Ｂ１・１に指令に基づいた運転周波
数の交流電源を出力する。

室内制御器１は、室内温度を検出する室内温度センサ５
の検出値とリモコン２の室温設定２ａで設定されたの設
定値とが入力され、その温度差を険出する温度差検出千
段６と、室内熱交換器温度センサ７及び室外熱交ｔＡ３
温度センサ８の各検出両が入力されると共に予め能力可
変圧縮機の吸込圧力と吐出圧力に対する圧縮機運転周波
数範囲可能領域が入力された比較器つと、リモコン２の
風量切換２ｂの設定風景が入力される周波数可変ｔ′Δ
設定手ｌ：２１０と、比較器９，温度差検出千段６及び
周波数可変幅設定手段１０の各周波数指令値が入力され
、インバータ装置３に運転周波数指令信号を出力する運
転周波数決定千段１１とからなる．この運転周波数指令
信号で、例えばインバータ装置３の運転周波数が１３〜
１　２　０　Ｈ　ｚの範囲で圧縮機４を駆動する．また
制９ｌＩｒ：Ｉｌは、風旦切換２ｂの設定値をファン回
転数制御手段１２に出力し、そのファン回転数制御手段
１２が風量切換２ｂの設定値で、室内ファンモータ１３
を駆動するようになっている。

次に比較器９に予め入力される能力吋変圧縮機の吸込圧
力と吐出圧力に対する圧縮機運転周波数範囲可能ｆｉ域
について第２図により説四する。

第２図において、横軸は圧Ｗｉ機の吸込圧力（蒸発温度
ｔ’ｃ）、Ｗ軸は吐出圧力（凝縮温度Ｔｃ）で、線Ｊは
許容低圧縮比、Ｍ．ｍは許容高圧縮比を示し、Ａゾーン
は高圧使用範囲外領域、Ｂ，ゾーンは中Ｈ　ｚ運転可能
炉域、Ｂ０ゾーンは中・低Ｈ　ｚ運転可能領域、Ｃゾー
ンは高Ｈ　ｚ運転可能領域、Ｄゾーンは低圧縮比便用範
１１Ｈ外領域、Ｅゾーンは高圧縮比使用範囲外顧域、Ｇ
ゾーンは空気調和機便用範囲外領域、また枠外のＦは空
気調和機使用範囲外領域である。

この第２図の凡縮機運転周波数範囲可能領域は、一例で
あるか、各ゾーンを説明すると、先ず凝縮温度′■゛，
は、従来高温レリース制御を行う動作点、また下２は能
力可変圧縮機を運転できる限界の凝縮温度で、この限界
の凝縮温度′Ｉ゛２以上がＡ　”ｆ−ン、またＴ３は運
転中の圧８Ｒの吸込温度（蒸発温度）が、高周波数値で
運転されてもスーパーヒートが適度に保たれる限界蒸発
温度、Ｔ３は、運転開始時のＭ低蒸発ｉ品度、］′，は
能力可変圧縮代を運転できる最低の凝縮温度である．さ
て、低圧縮比の線』より低圧縮比となる下方がＤゾーン
、高圧縮比の線ｍより高圧縮比となる上方がＥゾーン、
その線Ａ，ｍ間にＧゾーン，Ｃゾーン、Ｂ０ゾーン、Ｂ
，ゾーンであり、Ｇゾーンはの最低の凝縮温度Ｔ，以下
、Ｃゾーンは凝ｍ温度］゛，から凝縮温度Ｔｉ間で、か
つ限界の凝縮温度Ｔｓ以下、Ｂ０はこのＣゾーンと隣接
し、またＢ＋ゾーンは適宜の凝縮温度でＢ０ゾーンと区
画される．さて、リモコン２で、室温設定２ａがなされ
、さらに各種運転情報が制御器１に入力されると、制御
３１の運転周波数決定手段１１は、先ず温度差検出千段
６からの温度差で空調兵荷に見合った運転周波数（１３
〜１．　２　０　Ｈ　ｚ　）を決定し、その運転周波数
値を指令信号としてインバータ装置３に出力し、能力可
変圧縮機４を駆動する．この圧ＷＪＲ４の駆動で空気調
和機が、例えば暖房運転されるとする。この運転により
、室外熟交換器記度センサ８からは蒸発温度Ｔ８が、ま
た室内熱交換器温度センサ７からは凝縮温度Ｔｃが比較
器９に入力される。この蒸発温度ＴＥと凝縮温度Ｔｃが
比較器９に入力されると、比較器９は第２図に示した圧
縮機運転周波数範囲可能領域がら、蒸発温度Ｔεと凝縮
温度Ｔｃに上る運転点がＡ〜Ｇのどのゾーンに入ってい
るかを運転周波数決定千段１１に出力する。次に運転周
波数決定手段１１は、運転周波数値と、各ゾーンＡ〜Ｇ
で許容されろ周波数とを比較し、運転している周波数が
適正がどうかを判断し、適正であればそのままの運転周
波数で運転し、不適正であれば運転周波数を補正し、そ
れに基づいて圧ｍｌｆｉｌを駆動する．この各ゾーンに
おける制御の対応表を下に示す．ＴＣ，　ＩＦによるゾ
ーン分け・・・各ゾーンにおける馴Ｏｇの対応表次に制
０１Ｉ器１による保護制御のフローチャートを第３図に
より説明する。

先ず第３図（ｂ）は、インバータ出力周波数ｆの範囲（
１３〜１２０Ｈｚ）を図式的に示したもので、Ｓｌｉｎ
〜Ｓ１（ｌ３〜３０Ｈｚ）を低周波数域、Ｓ１〜Ｓ２　
（３０〜７０Ｈｚ）を中周波数域、８２〜Ｓｌ１ａｘ　
〈７０〜１２０Ｈｚ）を高周波数とする． 第３図＜ａ）において、制御が開始２０され、室温′ｒ
ａと設定温度Ｔｓに基づきインバータ出力周波数ｆを決
定２１し、その決定した出力周波数でインバータ出力２
２として空気調和機を運転し、その状態でｌ分間保持２
３ずる。その後凝縮温度ゴ。と蒸発温度Ｔ６とを読込み
２４、凝ｆＩｉ１品度”ｒ　Ｃと蒸発温度Ｔ６どのデー
タから第２図のゾーンのどのゾーンにあるかを判別２５
ずる。この判別でＡ，Ｇゾーンのときにはインバータ出
力周波数を０とし、圧縮機を停止２６し、以後の制御を
終了２７させる。Ｂ０ゾーンのときには．運転されてい
る周波数ｒが７０Ｈｚ　（Ｓ２）以上かどうかを判断２
８し、周波数ｆが７０Ｈｚ以上（ｙｅｓ）であれば、周
波数ｆを７０Ｈ　ｚに補正２９し、周波数ｆが７０Ｈｚ
以下のとき（ｎｏ）には、Ｃゾーンと同様、運転周波数
ｆが適正として、補正を行わず保護制御を終了３０する
．次にＤゾーンのときには、運転周波数ｆが１　２　０
　Ｈ　ｚ（Ｓｎ＋ａｘ）かどうかを判断３１し、１２０
Ｈｚ以上（ｎｏ）であれば、運転周波数を１ステップ（
５Ｈｚ）上げる補正３２を行い、また１２０Ｈｚであれ
ば（ｙｅｓ）第３図（ｃ）のＱのフローチャトで制御を
行う。Ｅゾーンのときには、運転周波数ｆが１　３１｛
ｚ　（Ｓｎｉｎ　）がどうがを判断３３し、ｆが１　３
　Ｈ　ｚであれば（ｙｅｓ）、Ｑのフローチャトで制御
を行い、１　３Ｈｚ以上であれば（ｎｏ）、運転周波数
を１ステッグ減少させる補正３４を行う，Ｂｌゾーンの
ときには、先ず運転周波数が３０Ｈｚ　（３１）以下か
どうかを判断３５し、以下であれば（ｙｅｓ）、運転周
波数を３　０　Ｈ　ｚに補正３６し、以上であれば（ｎ
ｏ）、その運転周波数が７０Ｈｚ　（Ｓ２）以上かどう
かを判断３７し、以上であれば（ｙｅｓ）運転周波数を
７　０　１−Ｉ　ｚに補正３８し、以下であれば（ｎｏ
）補正を行わず保護制御を終了３９ずる。

次にＤ，ＥゾーンでのＱのフローチャートを第３図（ｃ
）により説明する。

タイマースタート４０がなされ、そのタイマーがタイム
アップかどうかを判断４１し、タイムアップ後、再度凝
縮温度Ｔｃと蒸発温度Ｔ８とを読込み４２、凝縮温度Ｔ
ｃと蒸発温度Ｔ６とのデータから第２図のゾーンのどの
ゾーンにあるかを判別４３し、その判別したゾーンが前
回と同じかどうか、すなわちＤ又はＥゾーンかどうかを
判断４４し、同じであれば、インバータ出力周波数を０
とし、圧縮機を停止４５した後、制御を終了４６する．
また前回と違う場合、Ａ，Ｇゾーンがどうかを判断４７
し、Ａ，Ｇゾーンであれば圧縮機を停止４５し、Ａ，Ｇ
ゾーンでなければ、そのまま制御を終了４６する． このように運転中の凝縮温度Ｔｃと蒸発温度ＴＥから、
圧縮機運転周波数範囲可能領域中の運転可能周波数範囲
のゾーンを判別し、運転中の周波数をそのゾーンで許容
される周波数に補正することで、広い周波数範囲で圧縮
機の保護制御が行える． 尚本発明において、寝込始動時や除霜時に対しては上述
した制御にさらに計時手段を設けて時間により保護動作
の働かせ方を変えることが可能となる．−１えば運転開
始から３分間では第２図に示したＣゾーンだけとし、３
分以降は上述した３図のチャートで運転することら可能
である．また室外ファンの回転数，室内ファン回転数制
御などと組み合わせることにより保護機能特性をさらに
向上できる。

［発明の効果］ 以上説明したことから明らかなように本発明によれば次
のごとき優れた効果を発揮する．（１）能力可変圧縮機
を空調負荷と冷凍サイクルの双方を考慮して圧縮機の運
転周波数を制御することで、信頼性の高い空気調和機と
することができる。

（２）能力可変圧縮機の使用条件にあった設定で運転す
ることにより汎用性の高いシステムにできる．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
本発明における圧縮機運転周波数範囲可能領域の一例を
示す図、第３図は本発明のフローチャート図である． 図中、１は制御器、２ａは室温設定、３はインバータ装
置、４は能力可変圧縮機、５は室温センサ、７は室内熱
交換器温度センサ、８は室外熱交換器温度センサである
．

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、能力可変圧縮機と、その能力可変圧縮機の運転周波
   数を可変に制御するインバータ装置と、室内熱交換器温
   度センサと、室外熱交換器温度センサと、能力可変圧縮
   機の吸込圧力と吐出圧力に対する圧縮機運転周波数範囲
   可能領域が予め入力されると共に運転時の室内熱交換器
   温度及び室外熱交換器温度が入力され、これら温度に基
   づいて運転周波数範囲可能領域から許容運転周波数範囲
   を求めると共にその許容運転周波数範囲内で能力可変圧
   縮機を駆動すべくインバータ装置を制御する制御器とを
   備えたことを特徴とする空気調和機。 ２、制御器は、設定温度と室温との差により空調負荷に
   基づく運転周波数値を決定し、運転時の室内熱交換器温
   度及び室外熱交換器温度に基づいて運転周波数範囲可能
   領域から許容運転周波数範囲を求めると共に空調負荷に
   基づく運転周波数値と比較して能力可変圧縮機の運転周
   波数を補正するようインバータ装置を制御することを特
   徴とする請求項１記載の空気調和機。