JPH0526426Y2 - - 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
される制御装置すなわち暖房運転開始時等の急激
な圧力変動がある場合に、インバータ・エアコン
を運転した時の急激な電流値変化（過電流）をお
さえるための制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は従来の空気調和機の電気回路図であ
る。第３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。

第３図において、冷暖房切り換えスイツチ１４
は冷房運転時は第３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。電源回路のＡ点を流れる電流は、圧縮機
１、室内フアン１３および室外フアン２８に供給
される。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は過電流を
防止するため空気調和機の接続部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３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３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。
このとき、電源回路のＡ点を通る電流は圧縮機１
及び室外フアン２８に供給される。そして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て増加し、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。未だ、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
電流が低下して、Ｃ点での電圧が低下し、Ｂ点で
の電圧より低くなると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。

〔考案が解決しようとする問題点〕

第３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点を流れる電流が増加すると、圧縮
機に供給される周波数を低下して圧縮機を低回転
数で低負荷運転し、過電流を防止するようにして
いる。実際、室内フアン１３が運転されない状態
では、電源回路のＡ点を通る電流は、圧縮機１及
び室外フアン２８に供給されるが、室外フアン２
８は、周波数の高低に関係なく運転しているた
め、Ａ点を通る電流が大きな過電流になることを
防止するには、圧縮機１は、過電流とならない範
囲の周波数（回転数）の低いところで使用してい
る。そのため暖房運転の立ち上がり時の高暖房能
力が必要な時にも低い周波数で圧縮機を運転する
ことになり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、電源回路のＡ点を流れる
電流が増加したとき、先ず室外フアン２８を停止
することにより保護機能に影響なく、圧縮機をで
きるだけ高い周波数、すなわち回転数の高いとこ
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、
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した電流値に比
例した電圧ＣとＥ（電圧Ｃ＝電圧Ｅ）と高低２つ
の異なる基準電圧ＢとＤとを比較し、高い方の基
準電圧Ｂと検出電流値に比例した電圧Ｃとの比較
によりＢ≦Ｃのときは圧縮機へ供給する電源の周
波数を制御し、低い方の基準電圧Ｄと検出電流値
に比例した電圧Ｅとの比較により、Ｄ≦Ｅのとき
は室外フアンを停止し、Ｄ＞Ｅのときは室外フア
ンを運転する制御手段とを備えたことを特徴とす
るものである。

即ち空気調和機の電源回路中の電流を電流検出
部で検出し、電流が増加して過電流となり圧縮機
に印加される周波数が低下する前に、電流値上昇
の原因となる蒸発器の吸熱能力を室外フアンの運
転を一時的に停止することによつて低減し、これ
によつて電流値の上昇を押え、過電流により圧縮
機の周波数が低下されるのを、できるだけ抑える
ようにしている。

〔作用〕

本考案によれば、例えば第２図において、暖房
運転時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を介して発生する
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リレーのコ
イル２９に通電し、接点３０を開として室外フア
ン２８を停止する。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、リレーのコイル
２９が無通電となり、接点３０が閉となり室外フ
アン２８が運転される。

〔実施例〕

第１図は本考案の一実施例の空気調和機の冷媒
回路図で、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はバイパス回路に設けられた開閉弁、７は絞り
機構、１３は室内フアン、２８は室外フアンであ
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２３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、２０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、２８は室外フアン、２９はリレーのコイ
ル、３０はリレーの接点である。

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変化して能力制
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２図の空気調和機は暖房運転時、スイツチ１
４は破線で示すように接続される。

温度スイツチ１５は凝縮器（暖房運転時は室内
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は凝縮器の温度が
上昇するまで運転されない。

空気調和機の電源回路中の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と可変抵抗器２０および２６とにより発生し
た基準電圧（Ｂ点の電圧およびＤ点の電圧）と
が、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。ただしＢ点
とＤ点の直流電圧の設定値はＢ点の電圧＞Ｄ点の
電圧となつている。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（Ｅ点の電圧＝Ｃ点の電圧）をそれぞれ比
較する。そして (1) Ｄ点の電圧≦Ｅ点の電圧となつたとき、アン
プ２５から空気調和機の制御部１６へ信号を出
し、Ｄ点の電圧＞Ｅ点の電圧となつた時、アン
プ２５からの信号を解除するようになつてい
る。

(2) またＢ点の電圧≦Ｃ点の電圧となつたとき、
アンプ１９から制御部１６へ信号を出し、Ｂ点
の電圧＞Ｃ点の電圧となつた時、アンプ１９か
らの信号を解除するようになつている。

(3) アンプ１９から空気調和機の制御部１６への
信号が出た時、圧縮機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（一定値ではなく、負荷の大
小により変化する）で運転される様になつてい
る。

(4) アンプ２５から空気調和機の制御部１６への
信号が出た時、リレーのコイル２９が通電さ
れ、接点３０が開となり、室外フアン２８を停
止し、信号が無い時はリレーのコイル２９が無
通電となり、接点３０が閉となり室外フアン２
８を運転するようになつている。

従つて空気調和機の電源１１が入ると、 (1) 圧縮機１と室外フアン２８は同時に運転され
る。そして空気調和機が暖房運転されると圧縮
機に加えられる周波数も徐々に上昇し、高圧圧
力と低圧圧力の圧力差がつくに従つてＡ点を流
れる電流の徐々に上昇する。一方、温度スイツ
チ１５は暖房運転が開始されても凝縮器の温度
が低い間は運転されない。

(2) しかし圧縮機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（Ｃ点の電圧＝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
電圧となると、リレーのコイル２９が通電さ
れ、接点３０が開となり、室外フアン２８が停
止する。（室外フアン２８は空気調和機が運転
されると同時に運転される様になつている。）
室外フアン２８が停止することにより、蒸発器
で吸熱する量が減少し、凝縮器にて放熱する量
も減少するのでＡ点を流れる電流値が減少す
る。この間、圧縮機に供給される周波数が徐々
に上昇する。

(3) さらに、空気調和機の負荷が大きく、圧縮機
の周波数が上昇して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、これに
より周波数が低下するよう制御されることにな
るが、上記した圧縮機の高周波数での運転によ
つて、凝縮器温度が上昇し、凝縮器に取り付け
られた温度スイツチ１５の動作により室内フア
ン１３が運転するので、室温が上昇することに
より、空気調和機の負荷が減少し、周波数低下
まで至らない。

(4) 又、室内フアン１３の運転によりＤ点の電圧
＞Ｅ点の電圧となると、リレーのコイル２９が
無通電となり、接点３０が閉となり室外フアン
２８が運転され、通常運転に戻る。

なお、電流検出部は１つでもよく、この場合整
流回路１８から分岐して直流電圧を取出し、Ｅ点
の電圧とすればよい。

〔考案の効果〕

本考案は前述したよに構成されているので以下
に記載するような効果を奏する。

(1) 「Ｂ点の直流電圧の設定値＞Ｄ点の直流電圧
の設定値」としているので、 (a) 「Ｂ点の電圧≦Ｃ点の電圧」のとき圧縮機
１の周波数を低下し、 (b) 「Ｄ点の電圧≦Ｅ点の電圧」のときリレー
コイル２９を通電し、接点３０を開とし、室
外フアン２８をオフにし、 (c) 「Ｂ点の電圧＞Ｃ点の電圧」のとき、圧縮
機１を設定された周波数で運転し、 (d) 「Ｄ点の電圧＞Ｅ点の電圧」のときリレー
コイル２９を無通電とし接点３０を閉とする
ことにより室外フアン２８を運転することが
できる。

(2) 従つて暖房運転立ち上がり時、凝縮器の温度
が上昇するまでの間、 (a) 「Ｃ点及びＥ点の電圧＞Ｄ点の電圧」のと
き室外フアン２８も圧縮機１も運転し、 (b) 「Ｂ点の電圧＞Ｃ点及びＥ点の電圧≧Ｄ点
の電圧」のとき室外フアン２８を停止し、圧
縮機１を周波数を上昇させながら運転し、
（従来は、この条件下でも室外フアン２８を
運転していた。） (c) 「Ｃ点およびＥ点の電圧＞Ｂ点の電圧」の
とき室外フアン２８の停止を続けるととも
に、圧縮機１の周波数を低下する。ことがで
きる。

(3) そのため、(2)(b)、及び(2)(c)の条件下では従来
に比し、室外フアン２８を停止することにより
節約できた電力を圧縮機１の運転に使用するこ
とができる。従つて「Ｃ点電圧及びＥ点の電圧
＞Ｄ点の電圧」のとき、圧縮機１に印加される
周波数は従来の装置よりも高いところで使用で
きる。

(4) 従つて圧縮機の回転数の高いところで使用で
きる。これにより凝縮器の温度は、従来の装置
よりも早く高い温度に達することができるの
で、暖房能力が増大し、暖房運転の立ち上がり
性能を向上することができる。

【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図は従来例を示す図である。 １……圧縮機、２……四方弁、３……室外側熱
交換器、４……絞り機構、５……室内側熱交換
器、６……バイパス回路に設けられた開閉弁、７
……絞り機構、１１……空気調和機の電源（商用
電源）、１３……室内フアン、１４……冷暖房切
り換えスイツチ、１５……温度スイツチ、１６…
…空気調和機の制御部、１７，２３……電流検出
部、１８および２４……整流回路、１９および２
５……アンプ、２０および２６……可変抵抗器、
２１および２７……直流電源、２８……室外フア
ン。２９……リレーのコイル、３０……リレーの
接点。

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、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した電
   流値に比例した電圧ＣとＥ（電圧Ｃ＝電圧Ｅ）と
   高低２つの異なる基準電圧ＢとＤとを比較し、高
   い方の基準電圧Ｂと検出電流値に比例した電圧Ｃ
   との比較によりＢ≦Ｃのときは圧縮機に印加する
   周波数を低下させ、Ｂ＞Ｃのときは設定された周
   波数で運転し、低い方の基準電圧Ｄと検出電流値
   に比例した電圧Ｅとの比較により、Ｄ≦Ｅのとき
   は室外フアンを停止し、Ｄ＞Ｅのときは室外フア
   ンを運転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。