JPH0498040A

JPH0498040A - 空気調和装置の運転制御装置

Info

Publication number: JPH0498040A
Application number: JP2214201A
Authority: JP
Inventors: Moichi Kitano; 北野　茂一; Masahiro Yoshida; 昌弘吉田
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1990-08-10
Filing date: 1990-08-10
Publication date: 1992-03-30

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、室外ファンの回転数をインバータて可変に調
節するようにした空気調和装置の運転制御装置に関する
。

（従来の技術）従来より、年間を通じて冷房運転が必要な環境下に使用
される空気調和装置において、特に冬期に外気温度が低
いと、高圧側圧力か異常に低下し、それに伴なって低圧
側圧力も低下するために、圧縮機へのいわゆる液バツク
による故障や、低圧カットによる異常停止を招く虞れか
あった。

かかる不具合を防止すべく、年間冷房機では、冬期に高
圧側圧力を一定レベルに保持する必要かあることはよく
知られている。

例えば、実公昭５７−５４５２７号公報に開示される如
く、冷媒流量の制御機能を有する三方弁を配置し、高圧
制御弁として使用するようにしたものがある。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記従来のものでは、高圧側圧力を一定
に保持することはできるが、過熱度を考慮していないた
めに、高圧側圧力か一定レベル以上に保持されていても
過熱度か過上昇している場合がある。すなわち、高圧側
圧力を高く維持するために、冷媒の凝縮量を減少させる
方向に制御することにより、室内熱交換器における冷媒
の蒸発量の減少をきたし、その結果、過熱度か過上昇し
やすい条件下になるからであって、そのような場合には
運転効率か悪化する虞れかある。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、高圧側圧力を一定レベルに保持しながらも、過熱
度を適正範囲に保持するしうる手段を講することにより
、運転効率の向上を図ることにある。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため本発明の解決手段は、室外ファ
ンをインバータで駆動して、室外ファンの風量を微細に
調節可能にするとともに、室外ファンの回転数を高圧側
圧力と過熱度とに基づき制御することにある。

具体的には、第１の解決手段は、第１Ａ図に示すように
、圧縮機（１）、室外ファン（２ａ）を付設してなる室
外熱交換器（３）、感温筒（４ａ）を付設した自動膨張
弁（４）及び室内熱交換器（５）を順次接続してなる冷
媒回路（９）を備えた空気調和装置を前提とする。

そして、空気調和装置の運転制御装置として、上記室外
ファン（２ａ）の回転数を可変に調節するインバータ（
１０）と、冷媒回路（９）の高圧側圧力を検出する高圧
検出手段（ＨＰ）と、冷房運転時、上記室内熱交換器（
５）における冷媒の過熱度を検出する過熱度検出手段（
５０）と、冷房運転時、上記高圧検出手段（ＨＰ）及び
過熱度検出手段（５０）の出力を受け、高圧側圧力が所
定値以下になると、室外ファン（２ａ）の回転数を低減
する一方、過熱度が適正範囲の上限値以上のときには室
外ファン（２ａ）の回転数を増大させるよう上記インバ
ータ（１０）を制御する風量制御手段（５１）とを設け
る構成としたものである。

第２の解決手段は、第１Ｂ図に示すように、上記第１の
解決手段と同様の冷凍装置を前提とする。

そして、空気調和装置の運転制御装置として、上記第１
の解決手段における風量制御手段（５１）と同様の制御
を行う第１風量制御手段（５２）を設けるものとする。

さらに、上記再熱器（１３）に吐出冷媒を導入する除湿
運転時、高圧検出手段（ＨＰ）の出力を受け、高圧側圧
力か所定値よりも高く設定された設定範囲内にあるとき
には上記室外ファン（２ａ）の回転数を保持する一方、
高圧側圧力か上記設定範囲以上になると室外ファン（２
ａ）の回転数を増大し、高圧側圧力が設定範囲以下にな
ると室外ファン（２ａ）の回転数を低減するよう上記イ
ンバータ（１０）を制御する第２風量制御手段（５３）
を設ける構成としたものである。

（作用）以上の構成により、請求項（１）の発明では、空気調和
装置の冷房運転時、高圧検出手段（ＨＰ）で検出される
高圧側圧力が所定値以下になると、風量制御手段（５１
）により、室外ファン（２ａ）の回転数を低減するよう
インバータ（１０）が制御されるので、室外熱交換器（
２）における冷媒凝縮量が減少し、高圧側圧力が上昇し
てそのレベルが所定値以上に保持される。

一方、このように高圧側圧力Ｈｐを高くするために室外
ファン（２ａ）の風量を低減すると、冷媒の凝縮量が減
少し、その結果、室内熱交換器（５）における冷媒の蒸
発量も減少して過熱度Ｓｈが過上昇しやすい条件下にな
るため、自動膨張弁（４）の開度が全開になっていても
、過熱度か適正範囲以上になることかあるが、本発明で
は、過熱度検出手段（５０）で検出される冷媒の過熱度
が適正範囲以上になると、風量制御手段（５１）により
、室外ファン（２ａ）の回転数を増大させるようインバ
ータ（１０）か制御されるので、冷媒の凝縮量が増大し
、流量が増大して室内熱交換器（５）における冷媒の蒸
発量が増大し、その結果、過熱度が低下して適正範囲に
維持される。したがって、低外気時にも円滑な冷房運転
か維持されるとともに、運転効率が向上することになる
。

請求項（２の発明では、通常冷房運転時には、第１風量
制御手段（５２）により、上記請求項（１）の発明と同
様の制御による室外ファン（２ａ）の回転数の制御か行
われ、高圧側圧力と冷媒の過熱度とか適正範囲に保持さ
れる。

一方、室内熱交換器（５）で冷却された空調空気を再熱
器（１３）で再加熱する除湿運転時には、第２風量制御
手段（５３）により、過熱度を考慮することなく、高圧
側圧力を通常冷房運転時の設定値よりも高く設定された
設定範囲に維持するよう室外ファン（２ａ）の回転数が
制御される。

したがって、再熱器（１３）における凝縮温度の低下に
よるレヒート能力の低下を招くことかなく、通常冷房運
転時には、運転効率の向上を図りながら、除湿運転時に
は、レヒート能力か確保されることになる。

（実施例）以下、本発明の実施例について、第２図以下の図面に基
づき説明する。

まず、請求項（１）の発明に係る第１実施例について第
２図及び第３図に基づき説明する。

第２図は第１実施例に係る空気調和装置の冷媒配管系統
を示し、−台の室外ユニット（Ａ）に対して一台の室内
ユニット（Ｂ）か接続されたいわゆるペアタイプの冷房
専用機である。

ここで、（１）は圧縮機、（２）は室外ファン（２ａ）
を付設し、凝縮器として機能する室外熱交換器、（３）
は液冷媒を貯溜するレンーバ、（４）は室内熱交換器（
５）の出口配管に感温筒（４ａ）を配設してなる自動膨
張弁、（５）は室内ファン（５ａ）を付設し、蒸発器と
して機能する室内熱交換器、（６）は吸入冷媒中の液冷
媒を除去するだめのアキュムレータである。そして、上
記圧縮機（１）、自動膨張弁（４）、室内熱交換器（５
）及びアキュムレータ（６）は上記室内ユニット（Ｂ）
に配置され、上記室外熱交換器（２）及びレンーバ（３
）は室内ユニッｌ−（Ｂ）に配置されているとともに、
上記各機器（１）〜（６）は冷媒配管（８）により、冷
媒の循環可能な閉回路を形成するように順次接続されて
いて、冷媒の循環により熱移動を行わせるようにした冷
媒回路（９）が構成されている。

そして、本発明の特徴として、上記室外ファン（２ａ）
はインバータ（１０）により回転数を可変に調節される
ようになされている。

また、（ＨＰ）は高圧側圧力を検出する高圧検出手段と
しての高圧センサ、（Ｌ　Ｐ）は蒸発圧力相当飽和温度
Ｔｅａとしての低圧側圧力を検出する低圧センサ、（Ｔ
ｈｌ）は室内熱交換器（５）のガス間に配置され、過熱
冷媒の温度Ｔ１を検出する温度センサである。該温度セ
ンサ（Ｔｈｌ）で検出される過熱冷媒温度Ｔ１と上記低
圧センサ（ＬＰ）で検出される蒸発圧力相当飽和温度Ｔ
ｅとの温度差（Ｔ＋−Ｔｅａ）から冷媒の過熱度ｓｈを
検出するようになされており、よって、上記温度センサ
（Ｔ　ｈｌ）及び低圧センサ（Ｌ　Ｐ）により、過熱度
検出手段（５０）が構成されている。

そして、上記各センサの信号は、空気調和装置の運転を
制御するコントローラ（図示せず）に接続されていて、
該コントローラにより、室外ファン（２ａ）の回転数を
調節して、冷媒回路（９）の高圧側圧力Ｈｐと、過熱度
ｓｈとを制御するようになされている。

以下、上記コントローラの制御内容について、第３図の
フローチャートに基づき説明する。

まず、ステップＳ）で、圧縮機（１）の運転を開始する
と、ステップＳ２で、室外ファン（２ａ）の回転数を１
００９ｉｉに制御する。次に、ステップＳ３で、一定時
間（例えば５分間程度の時間）か経過するまで待って、
一定時間か経過すると、ステップＳ４に進み、高圧セン
サ（ＨＰ）で検出される高圧側圧力Ｈｐか所定値（１３
Ｋｇ／ｄ）以下か否かを判別する。そして、Ｈｐ≦１３
　（Ｋｇ／ｃｄ）でなければ、高圧側圧力が十分高いと
判断して室外ファン（２ａ）の回転数をそのまま維持す
べく上記ステップＳ２に戻る一方、Ｈｐ≦１３（Ｋｇ／
ｄ）であれば、ステップＳ５に進んで、室外ファン（２
ａ）の回転数を１０％低減する。

さらに、ステップＳ６で５分間が経過するまで待って、
ステップＳ７に進み、過熱度ｓｈか適正範囲（例えば５
〜１０℃の範囲）内にあるか否かを判別する。そして、
適正範囲の上限値である１０（℃）以上であれば、過熱
度ｓｈか過上昇しており、運転効率が悪化すると判断し
て、ステップＳ８に進んで、室外ファン（２ａ）の回転
数を１０％増大させ、適正範囲の下限値である５℃以下
であれば、過熱度ｓｈか不足しているため液圧縮の虞れ
かあると判断して、ステップＳ９に進み、室外ファン（
２ａ）の回転数を１０％下げる一方、５＜Ｓｈ＜１０の
範囲にあれば、過熱度ｓｈが適正範囲にあるため、室外
ファン（２ａ）の回転数を変えることなく、上記ステッ
プＳ３の制御に戻る。

上記フローにおいて、ステップ８４〜Ｓ９の制御により
、高圧側圧力Ｈｐが所定値（上記実施例では１３　Ｋｇ
／　ｃＪ　）以下になると、室外ファン（２ａ）の回転
数を低減する一方、過熱度ｓｈが適正範囲の上限値（上
記実施例では１０℃）以上のときには室外ファン（２ａ
）の回転数を増大させるよう上記インバータ（１０）を
制御する風量制御手段（５１）が構成されている。

したがって、上記実施例では、空気調和装置の冷房運転
時、高圧センサ（高圧検出手段）　　（Ｉ（Ｐ）で検出
される高圧側圧力Ｈｐか所定値（上記実施例では１３Ｋ
ｇ／ｃシ）以下になると、風量制御手段（５１）により
、室外ファン（２ａ）の回転数を低減するようインバー
タ（１０）か制御されるので、室外熱交換器（２）にお
ける冷媒凝縮量か減少し、高圧側圧力Ｈｐか上昇してそ
のレベルか所定値以上に保持される。

一方、このように高圧側圧力Ｈｐを保持するよう制御し
ている間に過熱度ｓｈが過上昇することがありうる。す
なわち、自動膨張弁（４）では感温筒（４ａ）で検知さ
れる過熱冷媒温度と蒸発温度（蒸発圧力相当飽和温度）
との温度差（過熱度Ｓｈ）を適正範囲（例えば５〜１０
℃）に保持するよう開度が自動的に調節されるが、運転
条件によっては、弁開度が全開になっていても、過熱度
ｓｈが適正範囲以上になることがある。特に、高圧側圧
力を高く保持すべく室外ファン（２ａ）の回転数を低減
する方向に制御すると、冷媒凝縮量の減少により冷媒循
環量が減少するので、室内熱交換器（５）における冷媒
の蒸発量が減少し、自動膨張弁（４）の開度か全開にな
っていても、過熱度ｓｈが高くなり過ぎる虞れがある。

かかる場合、そのまま運転を継続すると、運転効率が悪
化する虞れがある。

ここで、本発明では、過熱度検出手段（５０）で検出さ
れる冷媒の過熱度ｓｈが適正範囲以上（上記実施例では
１０℃以上）になると、風量制御手段（５１）により、
室外ファン（２ａ）の回転数を増大させるようインバー
タ（１０）が制御されるので、冷媒の凝縮量が増大し、
蒸発器となる室内熱交換器（５）における冷媒の蒸発量
も増大するので、過熱度ｓｈが低下して適正範囲に維持
されることになる。よって、高圧側圧力Ｈｐの低下防止
により、低外気時にも円滑な運転を維持しながら、過熱
度の過上昇の防止により、運転効率の向上を図ることか
できるのである。

次に、請求項（２）の発明に係る第２実施例について、
第４図及び第５図に基づき説明する。

第４図は第２実施例に係る空気調和装置の冷媒配管系統
を示し、上記第１実施例における空気調和装置の構成に
加えて、本実施例では、吐出管から吸入管まで吐出冷媒
をバイパスするためのホットガスバイパス路（１１）が
設けられていて、該ホットガスバイパス路（１１）には
、バイパス路（１１）を開閉するための開閉弁（１２）
と、ホットガスを凝縮するための再熱器（１３）と、該
再熱器（１３）で凝縮された液冷媒を減圧するためのキ
ャピラリチューブ（１４）とか吐出側から順に介設され
ている。そして、上記再熱器（１３）は、室内ファン（
５ａ）の通風路において、室内熱交換器（５）の下流側
に設置されていて、室内熱交換器（５）で冷却された空
調空気を再加熱することにより、空調空気の除湿を行う
ようになされている。

次に、第５図はコントローラの制御内容を示し、ステッ
プＲ１〜Ｒ３で、上記第１実施例におけるステップＳ１
〜Ｓ３と同様の制御を行った後、ステップＲ４で、除湿
運転指令か出力されているか否かを判別し、除湿運転で
ない通常冷房運転のときには、ステップＲ５〜ＲＩｏて
、上記第１実施例におけるステップ８４〜Ｓ９と同様の
制御により、高圧側圧力Ｈｐと過熱度ｓｈとを適正範囲
に保持するよう制御する。

そして、ステップＲ４の判別で、除湿運転指令か出力さ
れているときには、ステップＲ１＋に移行して、まず、
高圧側圧力Ｈｐが上記所定値（１３Ｋｇ／ｃシ）よりも
高く設定された設定範囲（１８〜１９Ｋｇ、／ｃ４）の
下限値（１８Ｋｇ／ｃｄ）以下か否かを判別し、Ｈｐ≦
１８　（Ｋｇ／ｃｄ）であれば、ステップＲ１２で、室
外ファン（２ａ）の回転数を１０９６低減するようイン
バータ（１０）を制御する。

一方、ステップＲ１１の判別で、Ｈｐ≦１８（Ｋｇ／Ｃ
−）でないときには、さらに、ステップＲ＋３で高圧側
圧力Ｈｐか上記設定範囲（１８〜１９Ｋｇ／ｃｊ）の上
限値（１９Ｋｇ／ｃＪ）以上か否かを判別し、Ｈｐ≧１
９　（Ｋｇ／ｃｄ）であれば、ステップＲ１４で、室外
ファン（２ａ）の回転数を１０％増大させるようインバ
ータ（１０）を制御する。そして、１３＜Ｈｐ＜１９で
あれば、つまり高圧側圧力Ｈｐか設定範囲内であれば、
室外ファン（２ａ）の回転数を変更することなく、その
まま保持する。

上記フローにおいて、ステップＲ５〜ＲＩＧの制御によ
り、高圧側圧力Ｈｐか所定値以下になると、室外ファン
（２ａ）の回転数を低減する一方、過熱度が適正範囲の
上限値以上のときには室外ファン（２ａ）の回転数を増
大させるよう上記インバタ（１０）を制御する第１風量
制御手段（５２）か構成され、ステップＲ１１〜ＲＭの
制御により、冷房運転中に再熱器（１３）に吐出冷媒を
導入する除湿運転時、上記高圧検出手段（ＨＰ）の出力
を受け、高圧側圧力か上記所定値よりも高く設定された
設定範囲内にあるときには上記室外ファン（２ａ）の回
転数を維持する一方、高圧側圧力が上記設定範囲以上に
なると室外ファン（２ａ）の回転数を増大し、高圧側圧
力が設定範囲以下になると室外ファン（２ａ）の回転数
を低減するよう上記インバータ（１０）を制御する第２
風量制御手段（５３）が構成されている。

したがって、請求項（２）の発明では、通常冷房運転時
には、第１風量制御手段（５２）により、上記請求項（
１）の発明と同様の制御による室外ファン（２ａ）の回
転数の制御が行われ、高圧側圧力Ｈｐと冷媒の過熱度ｓ
ｈとか適正範囲に保持される。

一方、室内熱交換器（５）で冷却された空調空気を再熱
器（１３）で再加熱する除湿運転時、高圧側圧力Ｈｐか
低下すると、つまり凝縮器における凝縮温度が低下する
と、再熱器（１３）におけるレヒート能力が不足するの
で、除湿性能か十分発揮できなくなる。

ここで、本発明では、除湿運転時には、第２風量制御手
段（５３）により、高圧側圧力Ｈｐの設定レベルを通常
冷房運転時の設定値（上記実施例では１３Ｋｇ／ｃシ）
よりも高く設定しく上記実施例では１８〜１９　Ｋｇ／
ｃｄ）　、過熱度ｓｈを考慮することなく、高圧側圧力
Ｈｐをこの設定範囲に維持するよう室外ファン（２ａ）
の回転数か制御される。よって、通常冷房運転時には、
運転効率の向上を図りながら、除湿運転時には、レヒー
ト能力を確保することかできるのである。

（発明の効果）以上説明したように、請求項（１）の発明によれば、感
温式自動膨張弁を配置した空気調和装置の運転制御装置
として、室外ファン回転数をインバータで可変に調節し
うるようにしておき、高圧側圧力か所定値以下になると
室外ファンの回転数を低減する一方、過熱度か適正範囲
以上になると室外ファンの回転数を増大するようにした
ので、高圧側圧力と過熱度とを適正範囲に維持すること
かでき、よって、低外気時にも円滑な冷房運転を確保し
ながら、運転効率の向上を図ることができる。

請求項（２）の発明によれば、感温式自動膨張弁を配置
するとともに、室内ファンの通風路の室内熱交換器下流
側に再熱器を配置して、再熱器にホットガスを導入する
ことにより除湿運転を行うようにした空気調和装置の運
転制御装置として、通常冷房運転時には上記請求項（１
）の発明と同様の室外ファンの回転数制御を行う一方、
除湿運転時には、過熱度を考慮することなく、高圧側圧
力を通常冷房運転時の設定レベルよりも高く設定された
設定範囲内に保持するよう室外ファンの回転数を制御す
るようにしたので、通常冷房運転時における高い運転効
率を確保しながら、除湿運転時には再熱器における必要
なレヒート能力を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図である。第２図及び第３図は第１実施例を示し、第２図は空気調
和装置の構成を示す冷媒配管系統図、第３図はコントロ
ーラの制御内容を示すフローチャート図、第４図及び第
５図は第２実施例を示し、第４図は空気調和装置の構成
を示す冷媒配管系統図、第５図はコントローラの制御内
容を示すフローチャート図である。ｌ　　圧縮機２　　室外熱交換器２ａ　室外ファン４　　自動膨張弁４ａ　感温筒５　　室内熱交換器ａＰ室内ファン冷媒回路インバータ過熟度検出手段風量制御手段第１風量制御手段第２風量制御手段高圧センサ（高圧検出手段）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）圧縮機（１）、室外ファン（２ａ）を付設してな
る室外熱交換器（３）、感温筒（４ａ）を付設した自動
膨張弁（４）及び室内熱交換器（５）を順次接続してな
る冷媒回路（９）を備えた空気調和装置において、上記室外ファン（２ａ）の回転数を可変に調節するイン
バータ（１０）と、冷媒回路（９）の高圧側圧力を検出
する高圧検出手段（ＨＰ）と、冷房運転時、上記室内熱
交換器（５）における冷媒の過熱度を検出する過熱度検
出手段（５０）と、冷房運転時、上記高圧検出手段（Ｈ
Ｐ）及び過熱度検出手段（５０）の出力を受け、高圧側
圧力が所定値以下になると、室外ファン（２ａ）の回転
数を低減する一方、過熱度が適正範囲の上限値以上のと
きには室外ファン（２ａ）の回転数を増大させるよう上
記インバータ（１０）を制御する風量制御手段（５１）
とを備えたことを特徴とする空気調和装置の運転制御装
置。
（２）圧縮機（１）、室外ファン（２ａ）を付設した室
外熱交換器（２）、感温筒（４ａ）を付設した自動膨張
弁（４）及び室内ファン（５ａ）を付設した室内熱交換
器（５）を順次接続してなる冷媒回路（９）を備え、か
つ上記室内ファン（５ａ）の通風路の室内熱交換器（５
）下流側に再熱器（１３）を設置し、吐出冷媒を該再熱
器（１３）にバイパス可能にして構成された空気調和装
置において、上記室外ファン（２ａ）の回転数を可変に調節するイン
バータ（１０）と、冷媒回路（９）の高圧側圧力を検出
する高圧検出手段（ＨＰ）と、冷房運転時、上記室内熱
交換器（５）における冷媒の過熱度を検出する過熱度検
出手段（５０）と、冷房運転時、上記高圧検出手段（Ｈ
Ｐ）及び過熱度検出手段（５０）の出力を受け、高圧側
圧力が所定値以下になると、室外ファン（２ａ）の回転
数を低減する一方、過熱度が適正範囲の上限値以上のと
きには室外ファン（２ａ）の回転数を増大させるよう上
記インバータ（１０）を制御する第１風量制御手段（５
２）とを備えるとともに、上記再熱器（１３）に吐出冷媒を導入する除湿運転時、
上記高圧検出手段（ＨＰ）の出力を受け、高圧側圧力が
上記所定値よりも高く設定された設定範囲内にあるとき
には上記室外ファン（２ａ）の回転数を保持する一方、
高圧側圧力が上記設定範囲以上になると室外ファン（２
ａ）の回転数を増大し、高圧側圧力が設定範囲以下にな
ると室外ファン（２ａ）の回転数を低減するよう上記イ
ンバータ（１０）を制御する第２風量制御手段（５３）
を備えたことを特徴とする空気調和装置の運転制御装置
。