JPH0370940A - クーリングバイパス用バルブの開閉制御方法 - 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〕 本発明は、空気調和に使用されるニアコンディショナ（
以下、単にエアコンと称する）のコンプレッサが温度上
昇した場合に、コンプレッサを冷却するために配設され
ているクーリングバイパスのバルブの開閉を制御するク
ーリングバイパス用バルブの開閉制御方法に関する。

〔従来の技術〕

これまで、空気調和に使用するために、インバータによ
って駆動されるコンプレッサを備えるエアコンには、エ
アコンのコンプレッサ駆動を制御するためにインバータ
の出力周波数を変化させてコンプレッサの駆動を制御す
るものがある。このインバータの出力周波数を変化させ
てエアコンのコンプレッサ駆動を制御する場合、エアコ
ンの冷凍サイクルの過負荷運転によるコンプレッサ内部
の温度上昇を避けるために、コンプレッサの吐出温度が
一定値以上になると、コンプレッサを冷却するために配
設されているクーリングバイパスのバルブを開ける制御
を行って、コンプレッサの冷却を行っていた。

従来、上記したように、コンプレッサの吐出温度によっ
てクーリングバイパスのバルブの開閉を制御する場合、
パルスモータ制御で行われ、その際、コンプレッサの運
転周波数に関係なく、コンプレッサの吐出温度が一定の
温度以上になると、パルスモータによってバルブの開閉
制御を行うものであった。すなわち、第８図に示すよう
にコンプレッサの吐出温度Ｔｋが検出され、それがレリ
ース温度Ｔｈ以下の場合には、コンプレッサは運転を継
続するが、レリース温度Ｔｈ以上の場合には、パルスモ
ータを駆動させてクーリングバイパスのバルブを開き、
コンプレッサの冷却を行うものである。

しかし、この場合、バルブの開閉制御を、コンプレッサ
の全ての運転周波数範囲で同じように一定温度に基づい
て行うと、相対的にスラスト軸受けの温度が高くなる部
分があり、その結果、コンプレッサの信頼性を損ねるこ
とになるという問題点がある。例えば、運転周波数の低
い領域で負荷の重い条件では、コンプレッサの吐出温度
がパルスモータによるバルブの開閉制御領域に達する前
に、コンプレッサのスラスト軸受は温度が高温になり、
その結果、コンプレッサにかじりが生じコンプレッサ動
作の信頼性にかかわる問題があった。

特に、スクロールコンプレッサでは、コンプレッサの吐
出温度とコンプレッサのスラスト軸受１．）の温度との
関係が、第７図ａに示すように、インバータの運転周波
数の高い領域においては、相対的に吐出温度とスラスト
軸受は温度の温度差が離れている傾向にあるが、運転周
波数の低い領域では吐出温度とスラスト軸受は温度の温
度差が小さい特性になる。

したがって第７図すに示すように、過負荷状態で運転周
波数の低い領域においてはスラスト軸受けの温度がレリ
ース温度に対し相対的に大きくなり、この領域では、コ
ンプレッサの吐出温度によっては吐出温度レリースがか
かりに＜（、その結果、コンプレッサの運転を続けてい
ると、スラスト軸受けの温度が上昇してスラスト軸受け
の潤滑状態に悪影響を与えることがある。スクロールコ
ンプレッサのロックモードの原因の一つにスラスト軸受
けの温度上昇に伴う油面の潤滑状態が境界潤滑になるた
めに生じるかじりが原因であったり、あるいはこのロッ
クモードは回転摩擦等による吐出温度以外の要因で生じ
る場合がある。

したがって、スクロールコンプレッサのかじりによるロ
ックモードを避けるためにも、スラスト軸受けの温度を
一定温度以下に保ってコンプレッサを運転することが好
ましく、そのためには、運転周波数に応じて吐出温度レ
リースを変えることが望ましい。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記したように、コンプレッサの吐出温度が一定の温度
以上になったときにパルスモータを駆動させて、クーリ
ングバイパスのバルブのｒＩＦＪｆｆｌ　制ａを行いコ
ンプレッサを冷却する従来の方法では、バルブの開閉制
御をコンプレッサの全ての運転周波数範囲で同じように
行うと、過負荷で、運転周波数の低い領域においてはス
ラスト軸受けの温度が相対的に大きくなる部分があり、
このような過負荷で、運転周波数の低い領域において長
時間、コンプレッサの運転を続ければ、スラスト軸受け
の温度上昇を招いて潤滑状態が境界潤滑に至り、その結
果、コンプレッサにかじりが生じて、ロック状態となる
場合があり、コンプレッサ作動の信頼性を損ねることに
なる。

したがって、本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、インバータの出力周波数を変化させる
ことによって駆動されるエアコンのコンプレッサにおい
て、全ての運転周波数範囲で、コンプレッサのスラスト
軸受は温度を一定温度以下に保ち、安定した潤滑状態の
スラスト軸受けを維持することができるようにコンプレ
ッサを冷却するクーリングバイパス用バルブの開閉制御
方法を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、本発明に係わるクーリングバイパス用バル
ブの開閉制御方法によって達成される。

すなわち要約すれば、本発明は、インバータと、該イン
バータの出力周波数を変化させることにより駆動、制御
されるコンプレッサと、該コンプレッサの吐出温度を検
出する温度センサと、該コンプレッサを冷却するための
クーリングバイパスに該温度センサからの検出温度に基
づいてパルスモータを駆動させることにより開閉制御さ
れるバルブを備えるエアコンにおいて、該バルブを動作
させる該コンプレッサの吐出温度制御点および該バルブ
の開度を該インバータの運転周波数に応じて変えること
を特徴とするクーリングバイパス用バルブの制御方法で
ある。

〔作　用〕

本発明によれば、インバータの出力周波数を変化させる
ことにより駆動、制御が行われるコンプレッサにおいて
、このコンプレッサの吐出温度を検出する温度センサか
らの検出温度に基づきパルスモータを駆動させてクーリ
ングバイパスのバルブを開閉制御する際、バルブを開閉
動作させるコンプレッサの吐出温度制御点およびバルブ
の開度をインバータの運転周波数に応じて変え、バルブ
の開閉制御を行うものである・ （実施例） 以下、添附図面を参照して本発明を、その−丈施例につ
き説明する。

第１図は、本発明のクーリングバイパス用バルブの開閉
制御方法に用いられるスクロールコンプレッサの一実施
例の部分断面図であり、第２図は、本発明によるクーリ
ングバイパス用バルブの開閉制御方法を行うためのエア
コン装置の一部の概略ブロック図である。

第１図を参照すると、本発明のクーリングバイパス用バ
ルブの開閉制御方法に用いられるスクロールコンプレッ
サ１は、その内部にロータ２およびスラスト軸受け３を
備えている。第２図を参照すると、本発明によるクーリ
ングバイパス用バルブの開閉制御方法を行う装置が示さ
れており、この装置には、室外側において、第１図に示
したコンプレッサ１を冷却するためのクーリングバイパ
ス４が配設されており、クーリングバイパス４は、冷却
液タンク５と室外側熱交換器Ａを接続するバイブに結合
されていると共に、このクーリングバイパス４の途中に
はパルスモータにより駆動、制御されるバルブ６が配設
されている。

さらに、この装置には、コンプレッサ１の吐出温度を検
出するための温度センサ７が配設されており、この温度
センサ７と連動する形態で、バルブ６がパルスモータの
駆動により、その開度が制御される。すなわち、温度セ
ンサ７によって検出された検出温度が制御回路８に入力
され、この制御回路８からの出力信号が、バルブ６を開
閉制御するパルスモータに入力されて、バルブ６の開度
を制御する。そして、コンプレッサ１はインバータ９の
出力周波数により駆動、制御される。

また、この装置には、室内側において、冷却液タンク５
に接続される膨脹弁１０が配設されており、この膨脹弁
１０には室内側熱交換器Ｂが接続され、この室内側熱交
換器Ｂは冷媒が循環可能なようにコンプレッサ側に接続
されている。なお、室内側には室温センサ１１が配設さ
れ、この室温センサ１１の出力信号は室内側に配設され
る制御回路１２に入力される。また、室内側には、室内
温度設定器１３が配設され、この室内温度設定器１３の
、出力信号も制御回路１２に入力され、この制御回路１
２の出力信号はインバータ９に入力される。その結果、
インバータ９の出力周波数は、室温センサ１１による感
知温度と予め設定される室内温度設定器１３の設定温度
との温度差によって定められる。

ここで、バルブ６は、上記したように、温度センサ７に
よって検出される検出温度に基づいて駆動されるパルス
モータにより開閉制御されるが、本実施例の吐出温度レ
リース点は、第３図ａに示されるように、運転周波数の
増加と共に次第に大きくなるようにされている。すなわ
ち、運転周波数に応じてバルブの開閉制御を行う吐出温
度を変え、低い運転周波数では吐出温度レリース点を低
くして、吐出温度レリースが容易にかかるようにしてい
る。

また、第３図すに示されるように吐出温度レリ−ス点を
、運転周波数に応じてバルブの開閉制御を行うための吐
出温度を変えるために、ある運転周波数の設定値ｆａ以
上で、階段状に大きくすることもできる。この場合でも
、低い運転周波数では吐出温度レリース点を低くして、
吐出温度レリースが容易にかかるようにすることができ
る。

このようにされたエアコンを動作させる場合、第４図に
示されているように、まず始めに、運転周波数に基づい
て予め吐出温度レリース値Ｔｈを決める。次にコンプレ
ッサの吐出温度Ｔｋを検出し、この吐出温度Ｔｋに対し
、運転周波数に基づいて決められる、それぞれの吐出温
度レリース値Ｔｈに基づき、レリースをかけるかどうか
が決定される。すなわち、検出された吐出温度Ｔｋが吐
出温度レリース値Ｔｈよりも小さい場合には、コンプレ
ッサはそのまま運転を継続するが、検出された吐出温度
Ｔｋが吐出温度レリースＴｈ以上の場合には、パルスモ
ータを駆動させてクーリングバイパスのバルブを開き、
コンプレッサの冷却を行う。

このようになる本発明の実施例と従来の比較例について
述べる。

本発明による実施例では、例えば運転周波数として指令
周波数が２５Ｈ２あるいは４．０　Ｈｚのような低周波
数の場合には、第５図の吐出温度と運転周波数の関係を
示す図において、停止中あるいは動作前等のようなＺ１
ゾーンではパルスモータによるバルブの開度は全閉とさ
れ、コンプレッサの吐出温度が高くなるｚ２ゾーンにな
ると４０パルスで初期設定開度まで開き、その後３分ご
とに４０パルスステツプで全開になるまで開くように設
定されており、コンプレッサの冷却を十分に行うことが
可能とされている。そして、Ｚ３ゾーンになるとパルス
モータによるバルブの開度はその状態のままであるよう
にホールドされ、その後冷却されてコンプレッサの冷却
が十分に行われた状態の２４ゾーンになると３分ごとに
１０パルスステツプで、全開になるまで制御され（−１
０ステツプまで）、全開になった時点でパルスモータに
よるバルブの制御を解除し、Ｚ１ゾーンに戻るようにさ
れている。

この制御動作を第６図を参照して述べる。第６図は、上
記実施例のフローチャートであり、この実施例では、ま
ず始めに、コンプレッサの駆動がスタートすると、この
コンプレッサの現行の吐出温度Ｔｈｄｘを検出し、この
吐出温度Ｔｈｄｘが、第５図に示す吐出温度ＴＱｌより
も小さいときにはＺ１ゾーンであるので、パルスモータ
によるバルブの開度は全開で、コンプレッサの運転は継
続される。

このとき吐出温度Ｔｈｄｘが第５図に示す吐出温度ＴＱ
Ｉよりも大きいときには、パルスモータによるバルブ開
度を初期開度まで開け、クーリングバイパスを介してコ
ンプレッサを冷却する。その後、また吐出温度Ｔｈｄｘ
を検出し、この検出温度Ｔｈｄｘが吐出温度ＴＱＩより
も大きい場合には３分タイマにて３分ごとにＳｎステッ
プ（ここでは４０ステツプ）のパルスを加えてバルブが
全開になるまで開くようにされており、検出温度Ｔｈｄ
ｘが吐出温度ＴＱＩよりも大きい場合には、この操作が
繰返さ訃てコンプレッサが冷却される。

しかし、このとき検出温度Ｔｈｄｘが吐出温度ＴＱｌよ
りも小さい場合には、検出温度Ｔｈｄｘは吐出温度ＴＱ
Ｉよりも温度の低い吐出温度ＴＱ２と比較される。ここ
で、検出温度Ｔｈｄｘが吐出温度ＴＱ２よりも大きい場
合には、この状態の冷却を続けるように、ペルスモータ
によるバルブ開度をそのままの状態にするようにホール
ドする。このバルブ開度のホールド状態においては、適
宜、適切なバルブの開度を調整するようにコンプレッサ
の吐出温度が検出される。

このとき、検出温度Ｔｈｄｘが吐出温度ＴＱ２よりも小
さい場合には、検出温度Ｔｈｄｘは吐出温度ＴＱ２より
も温度の低い吐出温度ＴＱ３と比較される。ここで、検
出温度Ｔｈｄｘが吐出温度ＴＱ３よりも大きい場合には
、３分タイマにて３分ごとにＳｎステップ（ここでは１
０ステツプ）のパルスを加えて、パルスモータによるバ
ルブ開度を閉じて、コンプレッサへの冷却を停止Ｅする
。

このコンプレッサへの冷却の停止状態においては、適宜
、適切なバルブの開度を調整するようにコンプレッサの
吐出温度が検出される。しかし、検出温度Ｔｈｄｘが吐
出温度ＴＱ３よりも小さい場合には、パルスモータによ
るバルブの開閉を解除してコンプレッサの駆動のスター
ト地点に戻す。

したがって、本発明のクーリングバイパス用バルブの開
閉制御方法によれば、コンプレッサを副動するための指
令周波数が中周波数と低周波数間の領域で移動変化する
とき、コンプレッサの吐出温度に対し、運転周波数に応
じて吐出温度レリースのかかる値を変えているので、前
述した従来の方法と異なり、スラスト軸受けの温度がレ
リース温度に対し相対的に大きくなることがなく、シか
もバルブ開度を制御する際、パルスモータによるバルブ
開度を初期設定開度まで戻さず、現行の開度から吐出温
度設定に基づいてバルブ開度の制御を継続するので、制
御時間に対する応答性がすぐれているものである。

これに対し、従来の比較例においては、ｚ１ゾーン、ｚ
２ゾーン、Ｚ３ゾーン、Ｚ４ゾーンの全てにおいて１０
パルスステツプで上記した本発明による実施例と同様な
制御が行なわれるが、この比較例においては運転周波数
に応じて吐出温度レリースを変えていないので、過負荷
、低周波数にてコンプレッサを運転していると、コンプ
レッサの冷却を十分に行うことが困難となる。

ここで、本発明による実施例と従来の比較例との比較結
果を表１に示す。

この表１かられかるように、本発明による実施例と従来
の比較例とでは、高周波数領域及び中周波数領域におい
て、コンプレッサの吐出温度ＴＱＩ、ＴＱ２、ＴＱ３に
対するバルブの初期開度とバルブのレリース量、換言す
ればレリース時のステップ数Ｓｎは、それぞれ、いずれ
もａとｂであるが、本発明の実施例では低周波数領域に
おいて、吐出温度ＴＱＩ、ＴＱ２、ＴＱ３に対するバル
ブの初期開度とバ、ルブのレリース量は、それぞれ、ａ
とＣであるのに対し、従来の比較例では、低周波数領域
において、吐出温度ＴＱｌ、ＴＱ２、ＴＱ３に対するバ
ルブの初期開度とバルブのレリース量は、高周波数領域
及び中周波数領域と１−１１様に、それぞれ、ａとｂの
ままである。ここで、本発明の実施例と従来の比較例に
おけるレリース量のＣとｂの関係は、ｃａｂである。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように本発明のクーリングバイパス用
バルブの開閉制御方法よれば、インバータの出力周波数
を変化させることにより駆動、制御されるコンプレッサ
と、コンプレッサの吐出温度を検出する温度センサと、
コンプレッサを冷Ｉｌｌするためのクーリングバイパス
に温度センサからの検出温度に基づいてパルスモータを
駆動させることにより開閉制御されるバルブを備えるエ
アコンにおいて、バルブを動作させるコンプレッサの吐
出温度制御点およびバルブの開度をインバータの運転周
波数に応じて変えるようにしたので、クーリングバイパ
スを介してコンプレッサを良好に冷却することができ、
過負荷で低い運転周波数の場合であっても、スラスト軸
受けの温度上昇を防止して、全ての運転周波数範囲で、
スラスト軸受けの温度を一定温度以下に保つことができ
、その結果、スラスト軸受けの潤滑状態を安定かつ良好
に維持することができてコンプレッサの動作信頼性を向
上させることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるクーリングバイパス用バルブの
開閉制御方法に用いられるスクロールコンプレッサの一
実施例の部分断面図、 第２図は、本発明によるクーリングバイパス用バルブの
開閉制御方法を行うためのエアコン装置の一部の概略ブ
ロック図、 第３図ａ及び第３図すは、それぞれ、運転周波数の増加
と共に吐出温度レリース点が変化する状態を示す図、 第４図は、本発明によるクーリングバイパス用バルブの
開閉制御方法のフローチャート、第５図は、コンプレッ
サの吐出温度と運転周波数の関係を示す図、 第６図は、本発明によるクーリングバイパス用バルブの
開閉制御方法に用いられる制御動作のフローチャート、 第７図ａは、従来の運転周波数と吐出温度レリース点と
の関係を示す図、 第７図すは、従来の過負荷状態における運転周波数と吐
出温度レリース点との関係を示す図、第８図は、従来の
クーリングバイパス用バルブの開閉制御方法のフローチ
ャートである。 １・・・コンプレッサ、３・・・スラスト軸受け、４・
・・クーリングバイパス、５・・・冷却液タンク、６・
・・バルブ、７・・・温度センサ、８．１２・・・制御
回路、９・・・インバータ、１０・・・膨脂弁、１１・
・・温度センサ、１３・・・温度設定器、Ｔｈ・・・吐
出温度レリース、Ｔｋ・・・吐出温度。 図面の浄書（内容に変更なし）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. インバータと、該インバータの出力周波数を変化させる
   ことにより駆動、制御されるコンプレッサと、該コンプ
   レッサの吐出温度を検出する温度センサと、該コンプレ
   ッサを冷却するためのクーリングバイパスに、該温度セ
   ンサからの検出温度に基づいてパルスモータを駆動させ
   ることにより開閉制御されるバルブを備えるエアコンに
   おいて、該バルブを動作させる該コンプレッサの吐出温
   度制御点および該バルブの開度を該インバータの運転周
   波数に応じて変えることを特徴とするクーリングバイパ
   ス用バルブの制御方法。